JP2023050550A - 車両 - Google Patents
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Abstract
Description
コースティングモードでは、下り坂の距離や勾配によって車速が変動するので、車速を一定に保持するクルーズモードと組み合わせる場合には考慮が必要である。
本出願人は、クラッチ装置の断接を制御するクラッチ制御装置を検討する過程で、コースティングモードとクルーズモードとの組み合わせについての知見を得た。
この構成によれば、当該クラッチ制御装置を搭載する車両が定速走行モード中に下り坂に差し掛かった場合には、クラッチ容量を低下させて(クラッチ切断状態として)惰性走行モードに移行するとともに、下り坂の走行が終了した場合には、惰性走行モードを終了して定速走行モードに復帰する。このように、惰性走行モードと定速走行モードとを適宜切り替えることで、違和感を抑えた上で効率よく燃費向上を図ることができる。
この構成によれば、惰性走行モード中に下り坂によって車速が所定以上に増加した場合には、クラッチ容量を増加させて機関ブレーキ(エンジンブレーキ)を発生させることで、クラッチ制御によって簡易的に速度調整を行うことができる。機関ブレーキは、内燃機関におけるポートの稼働数変更(可変動弁、気筒休止等)や排気通路に設けられる排気バルブ等で調整しても良い。
この構成によれば、惰性走行モード中に運転者の操作等によってブレーキ装置が作動した場合には、このブレーキ装置の作動に合わせてクラッチ容量を増加させて機関ブレーキ(エンジンブレーキ)を発生させることで、クラッチ制御によって効率よくブレーキ補助を行うことができる。
この構成によれば、下り坂の終了とともに惰性走行モードを終了して定速走行モードに戻るとき、現在の車速と定速走行モードの目標車速との比較により、クラッチ容量をフィードバック制御する。これにより、現在の車速を惰性走行モード後の定速走行モードの目標車速に速やかに収束させることができ、違和感を抑えた上で効率よく定速走行モードに復帰させることができる。
この構成によれば、現在必要なエンジン回転数に達した段階でクラッチ容量を上昇させるので、定速走行モードに復帰する際の違和感を抑えることができる。必要エンジン回転数への引き上げは、制御部によりスロットル開度や燃料噴射量を調整することでなされる。
図1に示すように、本実施形態は、鞍乗り型車両の一例としての自動二輪車1に適用されている。自動二輪車1の前輪2は、左右一対のフロントフォーク3の下端部に支持されている。左右フロントフォーク3の上部は、ステアリングステム4を介して、車体フレーム5の前端部のヘッドパイプ6に支持されている。ステアリングステム4のトップブリッジ上には、バータイプの操向ハンドル4aが取り付けられている。
図2を併せて参照し、変速機21は、メインシャフト22およびカウンタシャフト23ならびに両シャフト22,23に跨る変速ギヤ群24を有する有段式のトランスミッションである。カウンタシャフト23は変速機21ひいてはパワーユニットPUの出力軸を構成している。カウンタシャフト23の左端部は、変速機ケース17の後部左側に突出し、前記チェーン式伝動機構を介して後輪12に連結されている。
図3に示すように、上記変速システム30は、クラッチアクチュエータ50、ECU40(Electronic Control Unit、制御部)、各種センサ41a~41f、各種装置47,48,50を備えている。
ECU40は、車体の挙動を検知する加速度センサ41a、シフトドラム32の回転角から変速段を検知するギヤポジションセンサ41b、およびチェンジ機構25のシフトスピンドル31(図2参照)に入力された操作トルクを検知するシフト荷重センサ41c(例えばトルクセンサ)、スロットル開度を検知するスロットル開度センサ41d、車速を検知する車速センサ41e、エンジン回転数を検知するエンジン回転数センサ41f、等からの各種の車両状態の検出情報に基づいて、点火装置47および燃料噴射装置48を作動制御するとともに、クラッチアクチュエータ50を作動制御する。車速センサ41eは、車輪速センサでもよく、パワーユニットPUの出力軸の回転速度センサでもよい。
図2、図11に示すように、実施形態のクラッチ装置26は、複数のクラッチ板35を軸方向で積層した多板クラッチであり、右カバー17a内の油室に配置された湿式クラッチである。クラッチ装置26は、クランクシャフト14から回転動力が常時伝達されて駆動するクラッチアウタ33と、クラッチアウタ33内に配置されてメインシャフト22に一体回転可能に支持されるクラッチセンタ34と、クラッチアウタ33及びクラッチセンタ34の間に積層されてこれらを摩擦係合させる複数のクラッチ板35と、を備えている。
図2、図11に示すように、レリーズ機構38は、メインシャフト22の右側部内に軸方向で往復動可能に保持されたリフターシャフト39と、リフターシャフト39と軸方向を直交させて配置され、右カバー17aの外側部に軸心回りに回動可能に保持されたレリーズシャフト53と、を備えている。図中線C3は上下方向に延びるレリーズシャフト53の中心軸線を示す。レリーズシャフト53は、メインシャフト22の軸方向視(車両側面視)で、垂直方向に対して上側ほど後側に位置するように軸方向を後傾させている(図1参照)。レリーズシャフト53の上部は、右カバー17aの外側に突出し、このレリーズシャフト53の上部に、従動クラッチレバー54が一体回転可能に取り付けられている。従動クラッチレバー54は、クラッチレバー4bと操作ケーブル54cを介して連結されている。
図4に示すように、本実施形態のクラッチ制御装置40Aは、三種のクラッチ制御モードを有している。クラッチ制御モードは、自動制御を行うオートモードM1、手動操作を行うマニュアルモードM2、および一時的な手動操作を行うマニュアル介入モードM3、の三種のモード間で、クラッチ制御モード切替スイッチ49およびクラッチレバー4b(何れも図3参照)の操作に応じて適宜遷移する。なお、マニュアルモードM2およびマニュアル介入モードM3を含む対象をマニュアル系M2Aという。
図1に示すように、クランクケース15右側の右カバー17aの後上部には、クラッチアクチュエータ50が取り付けられている。
図5、図6を併せて参照し、クラッチアクチュエータ50は、モータ52と、モータ52の駆動力をレリーズシャフト53に伝達する減速機構51と、を備えている。
モータ52は、例えばDCモータであり、例えばレリーズシャフト53と軸方向を平行にして配置されている。モータ52は、駆動軸55を上方に突出させるように配置されている。
図6~図8に示すように、レリーズシャフト53は、クラッチアクチュエータ50からの入力と乗員の操作による入力とを個別に受けて回動可能とするために、複数の要素に分割されている。
レリーズシャフト53は、上部を構成する上部レリーズシャフト61と、下部を構成する下部レリーズシャフト62と、上部レリーズシャフト61の下端部と下部レリーズシャフト62の上端部とに跨って配置される中間レリーズシャフト63と、を備えている。
下部レリーズシャフト62の上端部には、周方向又は軸方向で手動操作側カム61bを避けた範囲で、断面扇形をなして軸方向に延びるクラッチ側カム62bが設けられている。
中間レリーズシャフト63には、断面扇形をなして軸方向に延びる制御操作側カム63bが設けられている。
次に、実施形態のクラッチ制御について、図12のグラフを参照して説明する。図12のグラフは、前記オートモードM1におけるクラッチ特性をイメージしている。図12のグラフにおいて、縦軸はレリーズシャフト53に付与されるトルク(Nm)およびクラッチ容量(%)、横軸はレリーズシャフト53の作動角(deg)をそれぞれ示している。
逆に、クラッチ装置26が切断状態から接続側へ作動する際、クラッチ装置26が接続し始めるポイントがタッチポイントTPであり、クラッチ装置26が完全に接続するポイントが作動開始位置SPである。
係る制御では、まず、クラッチスプリング37の弾発力に基づき、予めクラッチスプリング荷重を設定する。次に、レリーズシャフトトルクに応じて、クラッチ装置26に作用するリフト荷重(クラッチスプリング荷重に抗する操作荷重)を推定する。そして、クラッチスプリング荷重からリフト荷重を減じた荷重を、実際にクラッチ装置26に作用させるクラッチ押付荷重とする。
前述のように、クラッチ切断領域Cでは、クラッチ装置26のリフトに伴うレリーズシャフトトルクの増加が少ない。このため、クラッチ切断領域Cでは、レリーズシャフト作動角に基づき、モータ52への供給電力を制御する。これにより、クラッチ装置26が接続を開始するタッチポイントTP以降において、クラッチ装置26の切れ量をより細かく制御することが可能となる。
実施形態では、レリーズシャフト作動角(減速機構51のギヤ軸の回転角)を検出し、予め設定した(又は学習した)タッチポイントTPまでの領域(半クラッチ領域B)では、電流値の重み付けを増した制御とし、タッチポイントTP以降の領域(クラッチ切断領域C)では、作動角の重み付けを増した制御とした。
また、実施形態では、レリーズシャフト作動角に対するモータ52の電流値(トルク値に換算)の変化を、予め定めたタイミングで学習(更新)し、クラッチ装置26の状況に応じた目標値を設定する。この目標値とECU40の電流センサ40bの検出値とに基づき、モータ52の駆動がフィードバック制御される。
図14のタイムチャートは、自動二輪車1がクルーズ走行状態(クルーズモード(定速走行モード)での走行状態)で平地を走行中、下り坂を経て再度平地に戻る場合の過程を示している。
図中タイミングt1より前の時間範囲t0では、自動二輪車1は坂上の平地を走行している。実施形態の「平地」とは、路面の傾斜が後述する規定角度θr未満の場所をいう。このとき、規定の走行条件下(例えば規定速度以上の車速V1)で運転者がクルーズコントロールスイッチ45(図3参照)を操作することで、自動二輪車1がクルーズモードに移行する。クルーズモードでは、スイッチ操作時点の車速V1を一定に保つように、エンジン補機等の制御がなされる。クルーズモードでは、運転者の操作を要することなく車速V1を維持可能である。クルーズモードでは、速度調整スイッチ(不図示)の操作によって車速V1の値を増減可能である。クルーズモードでは、運転者がスロットルグリップから手を離しても車速V1での速走行を継続可能である。
コースティングモードでは、クラッチ容量Capの変化に合わせて、スロットルボディのバルブ開度Bθthを、クルーズ走行時の開度Bθ1から減少させる。コースティングモードでは、バルブ開度Bθthを、コースティングモード用の開度Bθ2(例えばスロットル全閉となる角度)まで減少させる。
また、コースティングモードにおいて、車速Vは、一定車速V1のクルーズモードからクラッチ装置26を切って下り坂を惰性走行することで、閾値V2未満の範囲で緩やかに増加する。
第二整合制御は、クラッチ容量Capを、下り坂の傾斜が緩くなるにつれて徐々に増加させ、下り坂の検知終了時には、クラッチ装置26が接続状態となる容量Cap1とする。
第二整合制御は、現在の車速Vをクルーズ走行時の設定車速V1に一致させるように、クラッチ容量Capをフィードバック制御し、クラッチ装置26を接続状態に移行させる。第二整合制御の時間範囲t34は、第一整合制御の時間範囲t23よりも長く設定される。
以上により、コースティングモードからエンジン走行モード(クルーズモード)への移行が完了する。
図15において、車速Vが前記閾値V2以上になるまで増加すると、ECU40は、一時的にクラッチ容量Capを増加させ、エンジンブレーキを発生させる制御を行う。すなわち、クラッチ装置26を一時的に接続側へ作動させ、後輪12側からの入力によりエンジン回転数Neを立ち上げる。これにより、エンジンブレーキが発生し、車速を減少させることができる。このとき、クラッチ容量Capの増加目標値は、クラッチ装置26が接続し切る容量Cap1でもよいが、エンジンブレーキを得られる範囲であれば、容量Cap1より低くてもよい。
図16において、運転者によるブレーキ操作がなされると(ブレーキスイッチがオンになると)、ECU40は、図15の例と同様、一時的にクラッチ容量Capを増加させ、エンジンブレーキを発生させる制御を行う。すなわち、クラッチ装置26を一時的に接続側へ作動させ、後輪12側からの入力によりエンジン回転数Neを立ち上げる。これにより、エンジンブレーキが発生し、運転者の操作によるブレーキ作動と合わせて、車速を減少させることができる。なお、自動二輪車1のブレーキシステムがブレーキ操作子とブレーキ装置とを電気的に連係させたバイワイヤ式であり、かつ自動制御によるブレーキアシストが得られる構成であれば、ブレーキ制御とクラッチ制御とを適宜連係させてもよい。
まず、ステップS1において、定速走行スイッチ(クルーズコントロールスイッチ45)がオンであるか否かを判定する。ステップS1でYES(定速走行スイッチオン)の場合、ステップS2に移行する。ステップS1でNO(定速走行スイッチオフ)の場合、一旦処理を終了する。
その後、ステップS5において、現在の車速Vが設定値(前記閾値V2)以上になったか否かを判定する。ステップS5でYES(設定値以上)の場合、ステップS6に移行する。ステップS5でNo(設定値未満)の場合、一旦処理を終了する。
この構成によれば、当該クラッチ制御装置40Aを搭載する自動二輪車1がクルーズモード中に下り坂に差し掛かった場合には、クラッチ容量Capを低下させて(クラッチ切断状態として)コースティングモードに移行するとともに、下り坂の走行が終了した場合には、コースティングモードを終了してクルーズモードに復帰する。このように、コースティングモードとクルーズモードとを適宜切り替えることで、違和感を抑えた上で効率よく燃費向上を図ることができる。
この構成によれば、コースティングモード中に下り坂によって車速Vが所定以上に増加した場合には、クラッチ容量Capを増加させてエンジンブレーキを発生させることで、クラッチ制御によって簡易的に速度調整を行うことができる。
この構成によれば、コースティングモード中に運転者の操作等によってブレーキ装置が作動した場合には、このブレーキ装置の作動に合わせてクラッチ容量Capを増加させてエンジンブレーキを発生させることで、クラッチ制御によって効率よくブレーキ補助を行うことができる。
この構成によれば、下り坂の終了とともにコースティングモードを終了してクルーズモードに戻るとき、現在の車速Vとクルーズモードの目標車速とを比較しながらクラッチ容量Capを制御し、現在の車速Vをクルーズモードの目標車速に速やかに収束させる。これにより、違和感を抑えた上で効率よくクルーズモードに復帰させることができる。
上記実施形態のようにクラッチ操作を自動化した鞍乗り型車両への適用に限らず、マニュアルクラッチ操作を基本としながら、所定の条件下でマニュアルクラッチ操作を行わずに駆動力を調整して変速を可能とする、いわゆるクラッチ操作レスの変速装置を備える鞍乗り型車両にも適用可能である。
また、前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれ、かつ電気モータを原動機に含む車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
13 エンジン(原動機)
21 変速機(出力対象)
26 クラッチ装置
40 ECU(制御部)
40A クラッチ制御装置
50 クラッチアクチュエータ
Cap クラッチ容量
V 車速
V1 目標車速、設定車速
V2 閾値
Claims (5)
- 車速(V)を一定に保つ定速走行モードと原動機(13)を停止又はアイドリング状態とする惰性走行モードとを切り替える制御部(40)と、前記原動機(13)と出力対象(21)との間の動力伝達を断接するクラッチ装置(26)と、を備える車両(1)において、
前記制御部(40)は、前記定速走行モード中に下り坂を走行中であることを検知すると、前記クラッチ装置(26)を制御してクラッチ容量(Cap)を低下させて惰性走行モードに遷移し、前記下り坂が終了したことを検知すると、前記クラッチ装置(26)を制御して前記クラッチ容量(Cap)を上昇させて、前記定速走行モードに遷移することを特徴とする車両。 - 前記制御部(40)は、前記惰性走行モード中に車速(V)が増加して閾値(V2)以上になったことを検知すると、前記クラッチ容量(Cap)を増加させて機関ブレーキを発生させることを特徴とする請求項1に記載の車両。
- 前記制御部(40)は、前記惰性走行モード中にブレーキ装置が作動したことを検知すると、前記ブレーキ装置の操作量に応じて前記クラッチ容量(Cap)を増加させて機関ブレーキを発生させることを特徴とする請求項1に記載の車両。
- 前記制御部(40)は、前記下り坂の走行が終了し、前記惰性走行モードを終了して前記定速走行モードに戻るとき、現在の車速(V)を前記定速走行モードの目標車速(V1)に一致させるように、前記クラッチ容量(Cap)を制御することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の車両。
- 前記制御部(40)は、前記下り坂の走行が終了し、前記惰性走行モードを終了して前記定速走行モードに戻るとき、設定されている変速比と車速(V)とから必要エンジン回転数を算出し、エンジン回転数が前記必要エンジン回転数以上に達した段階で前記クラッチ容量(Cap)を上昇させることを特徴とする請求項4に記載の車両。
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