JP2565441B2 - 車両用自動クラッチの制御方法 - Google Patents
車両用自動クラッチの制御方法Info
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Description
てエンジン回転、車速等に応じてその作動が自動的に制
御されるようになった自動クラッチの制御方法に関し、
さらに詳しくは、急ブレーキ時などにおけるように急減
速される場合での自動クラッチの制御方法に関する。
動変速機や、無段変速機等に用いることが知られてい
る。例えば、特開昭60−8553号公報には、自動変
速機に用いられる自動クラッチが開示されており、特開
昭62−238132号公報、特開平1−105062
号公報等には、無段変速機に用いられる自動クラッチが
開示されている。
るときに係合作動され、車速が減速されて車両が停止す
るときに解放作動されるようになっている。この場合、
車両が完全に停止してからクラッチを解放したのではエ
ンジンがストールするため、通常は、車速が所定車速以
下になった時点でクラッチを解放させるようになってい
る。ところが、このような自動クラッチを用いた場合、
走行中に急ブレーキ作動がなされて車速が急減速されて
停止するような場合に、上記所定車速まで車速が低下し
てからクラッチの解放作動を行わせたのでは、上記クラ
ッチの解放作動が遅れ、エンジンがストールするおそれ
があるという問題がある。
開示の自動変速機や特開平1−105062号公報に開
示の無段変速機においては、車速の減速度が所定値以上
となった場合には、車速が所定車速以上であってもクラ
ッチを解放作動させ、エンジンストールを防止すること
が提案されている。また、特開昭62−238132号
公報に開示の無段変速機においては、車速の減速度が急
減速であると判断された場合には、上記所定車速(クラ
ッチ解放を開始させる車速)を高速側に変更し、早めに
クラッチ解放を行わせてエンジストールを防止すること
が提案されている。
ーキ(パニックブレーキ)がかけられて車輪がロックす
るような場合には、車輪回転は停止状態まで非常に急速
に変化するため、上記のような従来の方法でもエンジン
ストール発生を防止するのが難しいことがあるという問
題がある。すなわち、上記従来の方法では、車速の減速
度が所定値以上になったときに(急減速状態となったと
きに)クラッチを解放させるようになっているが、減速
度が所定値になるような状態では既に車速の減速がある
程度進んでおり、この時点でクラッチの解放作動を開始
したのでは遅すぎてエンジンストールが生じることがあ
るという問題がある。本発明はこのように問題に鑑みた
もので、急ブレーキ時に、ブレーキング時の初期におい
て、車輪がロックするような急ブレーキであるか否かを
予測し、車輪のロックが生じるような急ブレーキである
と予測された場合には、直ちに自動クラッチを解放作動
させ、車輪のロックに伴うエンジンストールの発生を確
実に防止できるような自動クラッチの制御方法を提供す
ることを目的とする。
め、本発明の制御方法においては、車輪の回転に対応す
る指標(例えば、変速機出力軸等の回転を検出する回転
センサから発生するパルス)から車速(V)を検出し、
この検出車速(V)からこの車速(V)の減速度(dV
/dt)に対応する値を算出し、さらに、この算出され
た減速度(dV/dt)に対応する値から減速度変化率
(d2V/dt2)に対応する値を算出するようになって
おり、この減速度変化率(d2V/dt2)に対応する値
が所定値以上のときには、自動クラッチを解放させるよ
うに自動クラッチの作動制御を行う。なお、クラッチが
繋がっている限りは、変速機の減速比が分かればエンジ
ンの回転から車速(V)を算出できるので、エンジン回
転に対応する指標および変速機の減速比から車速(V)
を検出するようにしてもよい。
急速に大きくなることを意味する。上記の制御方法を用
いて制御を行えば、減速度変化率が大きくて減速度が急
速に大きくなることが予測された場合には直ちにクラッ
チを解放作動させるようになったおり、実際に減速度が
大きくなる前に自動クラッチを解放させる制御が開始さ
れる。このため、急ブレーキ作動がなされたような場合
でも早めにクラッチを解放作動させ、車輪がロックする
前にクラッチを解放させることができ、エンジンストー
ルが生じることがない。
例について説明する。第1図は本発明に係る制御方法に
より作動される自動クラッチ制御装置を備えた無段変速
機の油圧回路を示す。この無段変速機は、入力軸1を介
してエンジンEにより駆動される定吐出量型油圧ポンプ
Pと、車輪Wを駆動する出力軸2を有する可変容量型油
圧モータMとを有している。これら油圧ポンプPおよび
油圧モータMは、ポンプPの吐出口およびモータMの吸
入口を連通させる第1油路LaとポンプPの吸入口およ
びモータMの吐出口を連通させる第2油路Lbとの2本
の油路により油圧閉回路を構成して連結されている。
圧ポンプPを駆動し、この油圧ポンプPからの油圧によ
り油圧モータMが回転駆動され、この回転が出力軸2を
介して車輪Wに伝達され、車輪Wの駆動がなされるので
あるが、油圧モータMは、例えば斜板アキシャルピスト
ンモータであり、この斜板の角度を制御することによ
り、変速機の変速比を無段階に変化させることができ
る。なお、この斜板角の制御については従来から良く知
られているのでその説明は省略する。
により駆動されるチャージポンプ7が、チャージ油路L
hおよび第3油路Lcを介して、上記油圧閉回路に接続
されている。第3油路Lcには一対のチェックバルブ3
が配設されており、チャージポンプ7から吐出されチャ
ージ圧リリーフバルブ8により調圧された作動油が、チ
ェックバルブ3の作用により上記油圧閉回路を構成する
2本の油路La,Lbのうちの低圧側の油路に供給され
る。さらに、接続されたシャトルバルブ4を有する第4
油路Ldが上記閉回路に接続されている。このシャトル
バルブ4は、2ポート3位置切換弁であり、第1および
第2油路La,Lbの油圧差に応じて作動し、第1およ
び第2油路La,Lbのうち低圧側の油路を第5油路L
eに連通させ、高圧側の油路を油圧ライン56に連通さ
せる。第5油路Leは低圧リリーフバルブ6に繋がれて
おり、低圧側の油路のリリーフ油圧は低圧リリーフバル
ブ6により調圧される。
油路を短絡する第6油路Lfも設けられている。第6油
路Lfにはこの油路の開度を制御する可変絞り弁からな
るクラッチ弁10が配設されている。このため、クラッ
チ弁10の絞り量を制御することにより油圧ポンプPか
ら油圧モータMへ送られる油量を可変制御し、この変速
機を介しての駆動力伝達を制御するクラッチ制御を行わ
せることができる。このクラッチ弁10の作動制御は、
クラッチサーボ30によりなされ、このクラッチサーボ
30の作動はコントローラ70からの信号を受けてデュ
ーテイ比制御される一対のソレノイドバルブ41,42
により制御される。
ローラ70からの制御信号により、クラッチ弁10の作
動が制御され、自動クラッチ制御が行われる。このた
め、コントローラ70には、出力軸2の回転を検出する
回転センサ75からのパルス信号がライン70aを介し
て送られるようになっており、コントローラ70におい
てこのパルス信号から車速等を算出し、これに基づいて
本発明に係る自動クラッチ制御がなされる。なお、図示
していないが、コントローラ70には、エンジン回転数
信号、スロットル開度信号、油圧モータMの斜板傾斜角
信号、アクセルペダルの開度信号、等が入力されてお
り、これらの信号に基づいて所望の走行制御がなされる
ように上記クラッチ弁10の作動制御がなされる。
サーボ30は、図2に示すように、シリンダ部材31
と、このシリンダ部材31に図中左右に滑動自在に嵌挿
されたピストン部材32と、ピストン部材32が嵌挿さ
れたシリンダ室を覆って取り付けられたカバー部材35
とからなる。ピストン部材32のピストン32aは上記
シリンダ室を2分割して右および左シリンダ室33,3
4を形成せしめ、両シリンダ室33,34には油圧ライ
ン51,53が接続されている。
はチェックバルブ50aを有した油圧ライン50を介し
てチャージ油路Lhに接続されており、油圧ライン51
にはチャージ圧リリーフバルブ8により調圧された作動
油が導かれる。油圧ライン51は第1オリフィス61を
有する油圧ライン52を介して第1ソレノイドバルブ4
1に接続されており、さらに、この第1ソレノイドバル
ブ41を介して油圧ライン53に接続されている。油圧
ライン53は上述のように、左シリンダ室34に接続さ
れるのであるが、この油圧ライン53には第2ソレノイ
ドバルブ42に繋がる油圧ライン54が接続されてい
る。そして、油圧ライン54は第2ソレノイドバルブ4
2を介して第2オリフィス62を有する油圧ライン55
に繋がり、この油圧ライン55を介してドレン側に繋が
る。
ージ圧P1が作用し、左シリンダ室34には第1および
第2ソレノイドバルブ41,42のデューティ比作動に
応じて油圧ライン53に発生するコントロール圧P2
(但し、P1>P2)が作用する。ここで、右シリンダ
室33の受圧面積は左シリンダ室34の受圧面積よりも
小さいため、これらシリンダ室33,34内の油圧によ
りピストン部材32が受ける力は、右シリンダ室33内
の油圧に対して、左シリンダ室34内の油圧がこれより
低い所定の値のときに釣り合うようになっている。この
ため、第1および第2ソレノイドバルブ41,42の作
動制御により、油圧ライン53から左シリンダ室34に
供給する油圧を制御することにより、ピストン部材32
を右動させたり、左動させたりすることができる。な
お、第1および第2ソレノイドバルブ41,42の作動
制御は信号ライン70b,70cを介してコントローラ
70から送られる制御信号により行われる。
に、第3ソレノイドバルブ45に繋がる油圧ライン57
が接続されており、この油圧ライン57は第3ソレノイ
ドバルブ45を介して油圧ライン56に繋がる。上述の
ように、油圧ライン56はシャトルバルブ4を介して油
路La,Lbのうちの高圧側の油路に連通するため、第
3ソレノイドバルブ45を開放すれば、チェックバルブ
50aが閉じるので、油圧ライン50に高圧側の油路内
の高圧作動油を供給させることができる。すなわち、第
3ソレノイドバルブ45を開放して油圧ライン50,5
1から右シリンダ室33内に高圧の作動油を供給し、ピ
ストン部材32を急速に左動させることができるように
なっている。なお、第3ソレノイドバルブ45の作動制
御は信号ライン70dを介してコントローラ70から送
られる制御信号により行われる。
は、リンク機構38を介して、クラッチ弁10に伝達さ
れる。クラッチ弁10は、第1バルブ孔11aを有する
固定部材11と、この固定部材11内に回転自在に配さ
れた第2バルブ孔12aを有する回転部材12とからな
る。回転部材12にはアーム12bが取り付けられると
ともにこのアーム12bが上記リンク機構38に連結さ
れており、上記ピストン部材32の移動に伴って回転部
材12が回転される。回転部材12が回転されると、第
1および第2バルブ孔11a,12aの連通開度が全開
から全閉まで変化する。なお、図示の如く、ピストン部
材32が最大限まで左動した状態で、クラッチ弁10に
おける連通開度が全開になり、この後、ピストン部材3
2右動させるのに応じて連通開度が全閉まで漸次変化す
る。
の閉回路を構成する第1油路Laに連通し、第2バルブ
孔12aは第2油路Lbに連通している。このため、上
記のように第1および第2バルブ孔11a,12aの連
通開度を変化させることにより、第1および第2油路L
a,Lbの短絡路である第6油路Lfの開度を変化させ
ることができ、これによりクラッチ制御を行うことかで
きる。このことから分かるように、コントローラ70か
らの信号に基づいて、第1および第2ソレノイドバルブ
41,42をデューティ比制御することにより、自動ク
ラッチ制御を行わせることができる。また、第3ソレノ
イドバルブ45を開放することにより、第1および第2
バルブ孔11a,12aの連通開度を全閉から全開まで
急速に変化させることも可能である。
・停止時に開度制御を行うためのもので、スロットル開
度および車速に対応して予め目標クラッチ開度が定めら
れており、コントローラ70から、クラッチ弁10の開
度を、その時点で検出されたスロットル開度および車速
に対応した目標クラッチ開度となるように上記ソレノイ
ドバルブ41,42にデューティ比信号を出力して行わ
れる。一方、走行中に減速して車両を停止させるときに
は、車速が所定値まで減速されたときに、クラッチ弁1
0を開放させるような制御がなされ、車両停止時のエン
ジンストールが防止されるようになっている。
制御を、図3に基づいて詳しく説明する。例えば、車速
V1で走行中に、時間t0においてブレーキをかけた場合
に、車速が線Pで示すように減速されたと仮定する。こ
の場合には、車速Vが所定値V0まで減速された時(時
間t2)にコントローラ70から開放作動信号がソレノ
イドバルブ41,42に出力されクラッチ弁10の開放
作動が開始される。車速が線Pで示すように比較的緩や
かに減速される場合には、車両が停止するまでの時間間
隔がT0と比較的大きく、このため、この時間間隔T0の
間にクラッチ弁10は開放され、車両停止時でのエンジ
ンストールは防止される。
キ)作動がなされたような場合には、例えば、ブレーキ
作動開始時点t0から短時間の間に車輪がロックし、回
転センサ75により検出される車速(車輪の回転速度)
は図において線Qで示すように、急速に低下する。この
ような場合に、上記と同様に車速が所定値V0まで低下
してから、クラッチ弁10の開放作動を開始したので
は、この時から車輪回転が停止するまでの時間は極く短
い時間T1(t12からt13に至る時間)しかなく、クラッ
チ弁10が開放される前に、車速(実際には、車輪もし
くは出力軸2の回転速度)が零となり、エンジン回転が
強制的に停止されてエンジンがストールするという問題
がある。
うな急ブレーキがかけられた場合には、これをブレーキ
作動時の初期に予測し、早めにクラッチを開放するよう
にしている。なお、この早めのクラッチ開放を第1およ
び第2ソレノイドバルブ41,42の作動制御により行
っても良いが、第1および第2ソレノイドバルブ41,
42によるクラッチサーボ30の作動制御は低圧のチャ
ージ圧P1を用いるものであり応答性が抑えられている
ので、この場合には、第3ソレノイドバルブ45を開放
してクラッチ弁10を急速に開放するようになってい
る。
おいて、車速Vを微分して減速度(dV/dt)が算出
され、さらに、この減速度(dV/dt)を微分して減
速度変化率(d2V/dt2)が算出される。図3(A)
に示したような線PおよびQで示す車速変化の場合に
は、減速度(dV/dt)および減速度変化率(d2V
/dt2)は、それぞれ図3(B)および(C)におい
て線P,Qで示されるように変化する。なお、線P,Q
で示す車速はそれぞれ時間t1,t11まで加速度的に減
速され、それ以後は一定の割合で減速されている。この
ため、減速度変化率は時間t1,t11以降は零である。
t2)が所定値Rより大きいか否かを判断して、パニッ
クブレーキであるか否かを判断するようになっている。
このため、線Pで示すブレーキングの場合には、減速度
変化率(d2V/dt2)は所定値Rより小さく、通常の
クラッチ制御がなされ、車速が所定値V0まで減速され
たときからクラッチ弁10を開放作動させる制御がなさ
れる。一方、線Qで示すブレーキングの場合には、減速
度変化率(d2V/dt2)は所定値Rより大きく、この
ため、この所定値Rを越えた時点t14においてこれがパ
ニックブレーキであると判断し、コントローラ70は第
3ソレノイドバルブ45にこれを開放させる作動信号を
出力する。これにより、パニックブレーキの場合には、
ブレーキング時の極く初期の段階(時間t14)において
クラッチ弁10が急速に開放作動され、車輪回転が停止
する前にこれが開放されてエンジンストールの発生が確
実に防止される。
開放制御をさらに具体的に、図4のフローチャートに基
づいて説明する。このフローに示す制御は、回転センサ
75からの出力パルスに基づいて行われるため、回転セ
ンサ75から図5に示すようなパルス出力がなされた場
合を例にして説明する。まず、ステップS1において、
パニックブレーキ(P.B.)処理を行っているか否かを判
断する。処理中ではない場合には、ステップS2に進み
アクセル・オンであるか否か、すなわち、アクセルペダ
ルが踏み込まれているか否かを検出する。さらに、ステ
ップS3においてブレーキ・オンであるか否か、すなわ
ち、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出す
る。これは、例えば、滑りやすい道路を低速クルーズ状
態で走行中のような場合には車速が安定しないため、車
速変化のみでは誤判断を起こすおそれがあるためで、こ
のような誤判断を防止するためのステップである。
オフは問わず)およびアクセル・オンでブレーキ・オン
の場合には、ステップS4に進み、これ以外の場合、す
なわち、アクセル・オンでブレーキ・オフの場合にはこ
のまま今回のフローを終了する。ステップS4において
は、車速Vが4km/H以上か否かを判断する。車速Vが
4km/H未満の場合には、クラッチ弁10の開度を設定
するクラッチマップによりエンジンストールを起こさな
いような開度になるように、クラッチ弁10の開度制御
がすでになされているということと、低速での車速検出
誤差が大きいということに鑑みたもので、誤差の大きい
低速領域での制御をあえて行わせないようにするためで
ある。
5に進み、前回のパルス発生時点(tn-1)から今回の
パルス発生時点(tn)までの時間間隔Tnと、前々回の
パルス発生時点(tn-2)から前回のパルス発生時点
(tn-1)までの時間間隔Tn-1との差A(=Tn−Tn-
1)を求める(図5参照)。すなわち、前回の時間間隔
Tn-1に対する今回の時間間隔Tnの増加量Aを演算する
もので、この増加量Aは車速Vの減速度(dV/dt)
に対応する値である。次いで、ステップS6において車
速が減速中であるか否かを判断する。減速中の時には、
回転センサ75からのパルス間隔は徐々に長くなるた
め、A>0であるか否かを判断すれば良い。減速中でな
い場合には、本フローの制御は必要ないので、このまま
今回のフローを終了する。
み、今度は前々回のパルス発生時点(tn-2)から前回
のパルス発生時点(tn-1)までの時間間隔Tn-1と、前
前々回のパルス発生時点(tn-3)から前々回のパルス
発生時点(tn-2)までの時間間隔Tn-2との差を求める
とともに、この差に所定係数α(>1.0)を乗じた値
B(=(Tn-1−Tn-2)×α)を求める。ここで、α=
1+βとし、C=Tn-1−Tn-2 とすると、B=C+C
×βと表すことができる。なお、値Cは、前々回の時間
間隔Tn-2に対する前回の時間間隔Tn-1の増加量であ
り、この増加量Cも車速Vの減速度(dV/dt)に対
応する値である。
るか否かを判断する。ここで、上述のように、B=C+
C×βであるので、この不等式は、 (A−C)>(C×β) と表すことができる。上述のようにAおよびCはそれぞ
れ車速の減速度(dV/dt)に対応する値であり、こ
れら両者の差(A−C)はこの減速度の変化率(d2V
/dt2)に対応する値である。このことから分かるよ
うに、ステップS8においては、減速度の変化率に対応
する値(A−C)が上記値(C×β)より大きいか否か
を判断している。すなわち、図3(C)において示した
判断と同様の判断を行うもので、これにより車輪がロッ
クする程のパニックブレーキによる減速であるか否かを
予測するものである。しかも、この判断のもとになる所
定値(C×β)は、前回の減速度に対応する値Cに対応
して設定される値であり、この値を用いることにより、
より適切な判断を行うことができる。
キであると判断された場合には、ステップS9に進み、
第3ソレノイドバルブ45を開放させる信号を出力す
る。これにより早めに且つ急速にクラッチ弁10を開放
させ、パニックブレーキの場合でのエンジンストールの
発生を防止する。なお、A≦Bの場合には、パニックブ
レーキ制御は不要であるので、このままこのフローを終
了する。ステップS8からはステップS9に進み、車速
Vを0km/Hにリセットした後、今回のフローを終了す
る。これは、パニックブレーキにより車輪がロックする
と回転センサからの車速パルスがなくなるため、車速の
更新がなされず、車速に対して設定されるマップに基づ
く通常のクラッチ制御が行えなくなることに鑑みたもの
である。
45が開放作動され、パニックブレーキ処理が開始する
と、次回の制御フローにおいては、ステップS1からス
テップS11に進み、クラッチ弁10の開度が停車時に
対応する開度であるか否かが判断される。そして、停車
時の開度までクラッチ弁10が開放されるまで第3ソレ
ノイドバルブ45の開放作動が継続され(ステップS1
3)、この開度に到達した時点でこの開放作動が止めら
れる(ステップS12)。
力軸2の回転を検出する回転センサ75からの信号に基
づいて車速を検出し、これに基づいてクラッチ弁10の
開度制御を行うようになっている。しかし、クラッチ弁
10が閉止されている限りは、変速機の変速比(この場
合は、油圧モータMの斜板角)とエンジン回転とから車
速を求めることができるので、回転センサによりエンジ
ン回転を求めるようにしても良い。
の場合での自動クラッチ制御について説明したが、本発
明の自動クラッチ制御方法はこのような変速機に限定さ
れるものではない。例えば、図6に示すように、エンジ
ンEと変速機TMとの間に摩擦式クラッチCLを配設し
てなる構成において、このクラッチCLの係脱作動を油
圧、電気等を用いて自動制御する場合にも、本発明の自
動クラッチ制御方法を用いることができる。
車速もしくはエンジン回転を検出する回転センサから発
生するパルス等から車速(V)を検出し、この検出車速
(V)からこの車速(V)の減速度(dV/dt)に対
応する値を算出するとともに、この算出された減速度
(dV/dt)に対応する値から減速度変化率(d2V
/dt2)に対応する値を算出し、この減速度変化率
(d2V/dt2)に対応する値が所定値以上のときに
は、自動クラッチを解放させるように自動クラッチの作
動制御を行うようになっているので、車輪のロックを発
生されるようなパニックブレーキをブレーキングの初期
に予測して早めにクラッチを解放させることができ、車
輪がロックする前にクラッチを解放させてパニックブレ
ーキ時でのエンジンストールを確実に防止できる。
チを備えた無段変速機の構成を示す油圧回路図である。
ーボを示す断面図である。
/dt)および減速度変化率(d2V/dt2)の時間変
化を示すグラフである。
ートである。
る。
示す概略図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンと、このエンジン出力を変速し
て車輪に伝達する変速機と、前記エンジンから前記変速
機を介して前記車輪に伝達される前記エンジン出力の伝
達度合を制御する自動クラッチを有してなる車両におい
て、前記自動クラッチの作動を制御する方法であって、 前記車輪の回転に対応する指標から車速(V)を検出
し、 この検出車速Vからこの車速Vの減速度(dV/dt)
に対応する値を算出し、 この算出された減速度(dV/dt)に対応する値から
減速度変化率(d2V/dt2)に対応する値を算出し、 この減速度変化率(d2V/dt2)に対応する値が所定
値以上のときには、前記自動クラッチを解放させて前記
伝達度合を零にするように前記自動クラッチの作動制御
を行うことを特徴とする車両用自動クラッチの制御方
法。 - 【請求項2】前記所定値は、前記減速度変化率(d2V
/dt2)に対応する値を算出するための前記減速度
(dV/dt)に対応する値の大きさに対応して設定さ
れる値であることを特徴とする請求項1に記載の車両用
自動クラッチの制御方法。 - 【請求項3】 エンジンと、このエンジン出力を変速し
て車輪に伝達する変速機と、前記エンジンから前記変速
機を介して前記車輪に伝達される前記エンジン出力の伝
達度合を制御する自動クラッチを有してなる車両におい
て、前記自動クラッチの作動を制御する方法であって、 前記エンジンの回転に対応する指標および前記変速機の
減速比から車速(V)を検出し、 この検出車速Vからこの車速Vの減速度(dV/dt)
に対応する値を算出し、 この算出された減速度(dV/dt)に対応する値から
減速度変化率(d2V/dt2)に対応する値を算出し、 この減速度変化率(d2V/dt2)に対応する値が所定
値以上のときには、前記自動クラッチを解放させて前記
伝達度合を零にするように前記自動クラッチの作動制御
を行うことを特徴とする車両用自動クラッチの制御方
法。
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