JP2947153B2

JP2947153B2 - クラッチ制御装置

Info

Publication number: JP2947153B2
Application number: JP8027140A
Authority: JP
Inventors: 滋樹福島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: JPH09217762A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、発進時のクラッチの接
続をドライバの操作意志に応じて制御するのに適した、
クラッチ制御装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】近年、大型トラックや大型バスにおい
て、長距離便の増加やドライバの高齢化により労働環境
改善の必要性が強まり、運転装置に対する操作容易化、
自動化の要求が高まっている。この要求に対する対応の
一つにトランスミッションの自動化がある。

【０００４】乗用車においては、トルクコンバータ式オ
ートマチック車が多く用いられているが、大型トラック
・バス等の大型車における自動変速システムは、大型車
用のトルクコンバータ式オートマチックトランスミッシ
ョンのコストが極めて高いこと、および燃費がマニュア
ルトランスミッション車に比べて劣ること等が原因で、
操作面でのメリットが大きいにもかかわらず市場に受け
入れられていない。

【０００５】そこで、大型車のトランスミッション装置
として従来から用いられているトルク伝達装置、即ち、
歯車式変速機や摩擦クラッチを利用しながら、これらの
操作を自動化できるようにした、いわゆる機械式自動変
速機が開発され提供されるようになっている。このよう
な機械式自動変速機は、マニュアル車の歯車式変速機の
ギヤ位置を切り換えるアクチュエータ（ギヤシフトユニ
ット）や摩擦クラッチを断接駆動するアクチュエータ
（クラッチアクチュエータ）をそれぞれ設け、これらの
アクチュエータを電子制御することで、歯車式変速機や
摩擦クラッチに対して人間操作と近いレベルの動作を行
なわせる自動変速システムである。

【０００６】例えばこのような機械式自動変速機では、
ギヤ位置の切換、即ち、変速段の切換の際には、例えば
クラッチアクチュエータとしてのエアシリンダをデュー
ティ制御することでクラッチの断接操作が行なわれる。
ところが、マニュアル式のクラッチをそなえたシステム
では、ドライバのテクニックによりクラッチの接続ショ
ックの発生を防止しているが、電子制御式においては、
エアシリンダのデューティ制御等により摩擦クラッチの
係合を電子制御することになるので、発進や変速等の過
渡時において、マニュアル操作と同様にクラッチの接続
を円滑に行なうことは困難である。

【０００７】すなわち、電子制御によってはその制御動
作について、人間の感覚による微妙な調整動作を実現す
ることが困難であり、加えて、接続により伝達されるト
ルクが大きいため、その動作精度の差が大きく影響す
る。特に、発進時や伝達トルクの小さい微動走行には、
エンジン出力制御やクラッチ制御を適切に行なうことが
困難である。

【０００８】そこで、このような機械式自動変速機で
は、発進時等の変速ショックを低減するために、クラッ
チの断接操作と併せてエンジン出力の制御も行なうよう
な技術が開発されている。このような技術は、例えば実
開昭６３−８９３２９号公報等に開示されており、電子
制御エンジンにおいて、通常時のエンジン出力はアクセ
ル開度に対応した信号（アクセル信号）によって制御さ
れるが、クラッチの断接操作時には、この実際に操作さ
れるアクセル開度とは異なる変速のための信号（これ
を、アクセル擬似信号という）をつくって、このアクセ
ル擬似信号に基づいて、電子ガバナを通じて燃料噴射量
を制御しエンジン出力を調整するのである。

【０００９】すなわち、図１３に示すように、アクセル
開度ＶＡ，エンジン回転数ＮＥ，クラッチストローク量
ＳＶＣの検出結果に基づいて制御信号を作成するように
なっており、アクセル開度ＶＡから予め設定された対応
関係に基づいて目標エンジン回転数ＮＥ１を設定する目
標エンジン回転数設定手段１０１と、この目標エンジン
回転数ＮＥ１と実エンジン回転数ＮＥとの差（＝ＮＥ１
−ＮＥ）に基づいてアクセル擬似信号ＶＡＣを作成する
擬似信号作成手段１０２とをそなえ、この擬似信号作成
手段１０２で作成されたアクセル擬似信号ＶＡＣを電子
ガバナに出力して電子ガバナの制御を行なう。

【００１０】一方、上述の擬似信号作成手段１０１で作
成されたアクセル擬似信号ＶＡＣと、検出されたクラッ
チストローク量ＳＶＣと、エンジン回転数のピーク判定
とに基づいてクラッチ制御信号を作成するクラッチ制御
信号作成手段１０３をそなえている。エンジン回転数の
ピーク判定は、エンジン回転数に基づいてピーク判定手
段１０４で行なわれるようになっている。

【００１１】このクラッチ制御はクラッチアクチュエー
タとしてのエアシリンダをデューティ制御することで行
なうので、このクラッチ制御信号は、エアシリンダをデ
ューティ制御するためのデューティ比に応じたものにな
る。特に、発進時には、エンジン出力調整に対応させつ
つクラッチの断接制御を行なうことで、滑らかな発進制
御を行なうことが可能になる。

【００１２】そして、エンジン回転数のピークが判定さ
れるまでは、アクセル擬似信号ＶＡＣに応じてクラッチ
制御信号を作成して出力し、エンジン回転数のピークが
判定されると、この時点でクラッチミートが行なわれた
と判断でき、この後は、クラッチの入出力、即ち、エン
ジン回転数とクラッチ回転数（図示略）との同期を観察
しながら、クラッチの入出力が同期したら、クラッチの
接合のためのクラッチ制御信号（デューティ制御信号）
を作成して出力する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の機械式自動変速機による発進時におけるエンジン
出力制御及びクラッチの断接制御については、次のよう
な課題がある。つまり、図１３に示すように、アクセル
擬似信号ＶＡＣはアクセル開度ＶＡに対して一義的に決
定しているので、ドライバの意志を十分に反映すること
ができないという不具合がある。

【００１４】また、エンジン回転数のピーク判定前は、
アクセル擬似信号ＶＡＣに対して一義的にクラッチ制御
信号（即ち、デューティ比）を決定しているので、やは
りドライバの意志を十分に反映することができないとい
う不具合がある。また、発進中に、アクセルのオン・オ
フを繰り返した場合、エンジン側の応答遅れにより、エ
ンジンは高回転側で安定して、適切な擬似信号が出力さ
れず、実エンジン回転数と目標エンジン回転数とに差が
生じて、クラッチの滑り感が大きくなり、クラッチ接続
フィーリングが悪化し、車両の発進フィーリングも悪化
するという不具合もある。

【００１５】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、車両の発進時等におけるクラッチ制御に関し
てドライバの意志を反映することができるようにして、
良好なクラッチ接続フィーリングを得られるようにし
た、クラッチ制御装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のクラッチ制御装置は、エンジンと動力伝達系
との間に介装されたクラッチと、該クラッチを断接駆動
するクラッチアクチュエータと、該クラッチアクチュエ
ータを制御するクラッチ制御手段と、をそなえたクラッ
チ制御装置において、アクセル開度を検出するアクセル
開度検出手段と、アクセル開度の変化量を検出するアク
セル開度変化量検出手段と、少なくとも該アクセル開度
検出手段で検出されたアクセル開度と該アクセル開度変
化量検出手段で検出されたアクセル開度変化量とに基づ
きファジィ理論を用いてドライバの操作意志を反映した
アクセル開度を推定するアクセル開度推定手段とを有
し、該クラッチ制御手段が、該アクセル開度推定手段に
より推定されたアクセル開度に基づいて該クラッチアク
チュエータを制御することを特徴としている。

【００１７】請求項２記載の本発明のクラッチ制御装置
は、請求項１記載の装置において、該クラッチのストロ
ーク量を検出するクラッチストローク検出手段をそな
え、該アクセル開度推定手段が、該アクセル開度検出手
段で検出されたアクセル開度と、該アクセル開度変化量
検出手段で検出されたアクセル開度変化量と、該クラッ
チストローク検出手段で検出されたクラッチストローク
量と、に基づいてアクセル開度を推定することを特徴と
している。

【００１８】請求項３記載の本発明のクラッチ制御装置
は、請求項１又は２記載の装置において、エンジン回転
数の変化量を検出するエンジン回転数変化量検出手段を
そなえ、該クラッチ制御手段が、該アクセル開度推定手
段で推定されたアクセル開度と、該エンジン回転数変化
量検出手段により検出されたエンジン回転数変化量と、
に基づいて該クラッチアクチュエータを制御するための
クラッチ操作信号を決定することを特徴としている。

【００１９】請求項４記載の本発明のクラッチ制御装置
は、請求項３記載の装置において、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出手段をそなえ、該クラッチ制
御手段が、該アクセル開度推定手段で推定されたアクセ
ル開度と、該エンジン回転数変化量検出手段により検出
されたエンジン回転数変化量と、該エンジン回転数検出
手段により検出されたエンジン回転数と、に基づいて該
クラッチ操作信号を決定することを特徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１２を参照して、
図面により本発明の実施の形態について説明する。図２
は本発明の一実施形態にかかる機械式自動変速機を説明
する構成図であり、図２において、１１は車両に搭載さ
れたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）
であり、このエンジン１１の出力軸１３には、機械式の
摩擦クラッチ（以下、単にクラッチという）１５を介し
て、動力伝達系の一部であってエンジン１１の回転速度
を変速する歯車式変速機１７がそなえられている。

【００２１】また、１９は燃料噴射ポンプ（以下、単に
噴射ポンプという）であり、この噴射ポンプ１９はエン
ジン１１の出力軸１３に接続されて出力軸１３の１／２
の回転速度で回転する入力軸２１をそなえている。噴射
ポンプ１９のコントロールラック２３は電磁アクチュエ
ータ２５で駆動されるようになっており、コントロール
ラック２３及び電磁アクチュエータ２５により、エンジ
ン１１の出力を調整するエンジン出力調整手段２６が構
成される。なお、２７は入力軸２１の周囲にそなえられ
たエンジン回転数センサである。

【００２２】クラッチ１５は、フライホイール２９と、
このフライホイール２９と対向するクラッチ板３１とを
そなえるとともに、一般的な手動式クラッチと同様にク
ラッチ板３１をフライホイール２９へ押圧してクラッチ
１５を結合する図示しない押圧手段をそなえ、さらに、
この押圧手段による押圧を解除することでクラッチ１５
の結合を解除するクラッチアクチュエータとしてエアシ
リンダ３３がそなえられている。

【００２３】なお、クラッチ１５には、クラッチ１５の
断接状態をクラッチストローク量（クラッチ板３１のス
トローク量）として検出するためにクラッチストローク
センサ（クラッチストローク検出手段）３５がそなえら
れているが、これに代えてクラッチタッチセンサ３７を
利用にするようにしてもよい。また、歯車式変速機１７
の入力軸３９には、この入力軸３９の回転数（これをク
ラッチ回転数という）を検出して検出信号を発するクラ
ッチ回転数センサ４１が装備されている。

【００２４】ところで、上記のエアシリンダ３３には、
エア通路４３が接続されており、このエア通路４３は逆
止弁４５を介してエアタンク４７に接続されている。こ
のエア通路４３の途中には、エアシリンダ３３に作動エ
アを供給するためにデューティ制御される電磁弁３４Ｘ
と、エアシリンダ３３内を大気開放するためにデューテ
ィ制御される通電磁開放型の電磁弁３４Ｙと、車両の走
行時のみエアシリンダ３３内を大気開放する通電磁閉鎖
型の電磁弁３４Ｚとがそなえられ、これらの電磁弁３４
Ｘ，３４Ｙ，３４Ｚの開閉制御によってクラッチ１５の
断接及びその断接時間の制御が行われるようになってい
る。

【００２５】また、変速段の切り換えは、歯車式変速機
１７のギヤ位置を切り換えることで行なわれるが、この
ギヤ位置の切換はギヤ位置切換手段としてのギヤシフト
ユニット４９により行なわれるようになっている。つま
り、変速段の切り換え操作は、チェンジレバー５１を通
じてドライバが行なうが、チェンジレバー５１が操作さ
れると変速段選択スイッチ５３がこれに反応してギヤシ
フトユニット４９に変速信号を出力して、ギヤシフトユ
ニット４９が変速信号に応じて作動し、歯車式変速機１
７のギヤ位置をチェンジレバー５１操作に応じた変速段
のものに切り換えるようになっている。また、このよう
なギヤ位置は図示しないギヤ位置インジケータに表示さ
れる。

【００２６】ギヤシフトユニット４９は、コントロール
ユニット５５からの制御信号で作動する複数個の電磁弁
（図２中では１つのみを示している）５７と、これらの
電磁弁５７を介してエアタンク４７からの高圧の作動エ
アが供給されて歯車式変速機１７の図示しないセレクト
フォーク及びシフトフォークを駆動する一対のパワーシ
リンダ（これも図示せず）とを有し、コントロールユニ
ット５５からの制御信号により電磁弁５７を通じて各パ
ワーシリンダが操作されて、セレクト，シフトの順で歯
車式変速機１７のギヤの噛み合い状態が切り換えられる
ようになっている。

【００２７】さらに、ギヤシフトユニット４９には、各
ギヤ位置を検出するギヤ位置センサとして機能するギヤ
位置スイッチ５９がそれぞれ設けられ、これらのギヤ位
置スイッチ５９からのギヤ位置検出信号がコントロール
ユニット５５に入力されるようになっている。また、歯
車式変速機１７の出力軸６１には、車速信号を発する車
速センサ６３が付設され、さらに、アクセルペダル６５
にはその踏込量に応じた抵抗変化を電圧値として生じさ
せ、これをＡ／Ｄ変換器でデジタル信号化してコントロ
ールユニット５５に出力するアクセル開度センサ（アク
セル開度検出手段）６７が取り付けられている。また、
アクセルペダル６５には、アクセルペダル６５が踏み込
まれていないときに閉成し、アクセルペダル６５が踏み
込まれているときに開成するスイッチ６７Ａが付設され
ている。

【００２８】また、ブレーキペダル６９には、ブレーキ
ペダル６９が踏み込まれているときに閉成し、ブレーキ
ペダル６９が踏み込まれていないときに開成するブレー
キセンサ７１が付設されている。さらに、エンジン１１
にはフライホイール２９の外周のリングギヤに適宜噛み
合ってエンジン１１をスタートさせるスタータ７３が取
り付けられている。このスタータ７３にそなえられたス
タータリレー７５はコントロールユニット５５からの信
号で作動しうるように接続されている。

【００２９】さらに、コントロールユニット５５とは別
途に車両の各種制御を行なうマイクロコンピュータ７７
がそなえられており、このマイクロコンピュータ７７を
通じて、図示しない各種センサからの入力信号に応じて
エンジン１１の駆動制御等を行なうようになっている。
例えばこのマイクロコンピュータ７７は、コントロール
ユニット５５からのエンジン回転数増減制御信号に応じ
て噴射ポンプ２１の電磁アクチュエータ２５に作動信号
を与え、燃料の増減操作によりエンジン１１の出力軸１
３の回転数（即ち、エンジン回転数）の増減制御を行な
うことができる。

【００３０】そして、コントロールユニット５５内に
は、図１に示すように、車両の発進時の制御に関する機
能部分がそなえられている。つまり、図１に示すよう
に、コントロールユニット５５内には、ドライバ意志を
推定する機能（アクセル開度推定手段としてのドライバ
意志推定手段）８１と、アクセル擬似信号を決定する機
能（アクセル擬似信号決定手段）８３と、クラッチ操作
信号を決定する機能（クラッチ制御手段としてのクラッ
チ操作信号決定手段）８５とがそなえられ、さらに、ア
クセル開度検出手段６７で検出されたアクセル開度ＶＡ
からアクセル開度変化量（アクセル開度の時間変化）Δ
ＶＡを算出する機能（アクセル開度変化量検出手段）６
８と、エンジン回転数検出手段２７で検出されたエンジ
ン回転数ＮＥからエンジン回転数変化量（エンジン回転
数の時間変化量）ΔＮＥを算出する機能（エンジン回転
数変化量検出手段）２８とがそなえられる。

【００３１】ドライバ意志推定手段８１は、アクセル開
度検出手段６７で検出されたアクセル開度ＶＡ，アクセ
ル開度変化量検出手段６８で検出（算出）されたアクセ
ル開度変化量ΔＶＡ，クラッチストロークセンサ３５で
検出されたクラッチストローク量ＳＶＣ及びクラッチ回
転数センサ４１で検出されたクラッチ回転数ＮＣＬとに
基づいて、ファジィ理論を用いてドライバの操作意志を
反映したアクセル開度（ここでは、このドライバ意志に
応じたアクセル開度をＷＩＬＬという）を定量的に推定
する。

【００３２】アクセル擬似信号決定手段８３は、アクセ
ル開度検出手段６７で検出されたアクセル開度ＶＡに基
づいてエンジン出力調整手段２６（即ち、コントロール
ラック２３を駆動する電磁アクチュエータ２５）を制御
するためのアクセル擬似信号ＶＡＣを決定する。特に、
アクセル擬似信号決定手段８３は、予め記憶されたマッ
プに基づいてアクセル擬似信号ＶＡＣを決定する。

【００３３】つまり、アクセル擬似信号決定手段８３に
は、例えば図１中のアクセル擬似信号決定手段８３のブ
ロック内に示すような特性でドライバの操作したアクセ
ル開度ＶＡにアクセル擬似信号ＶＡＣを対応させたマッ
プが記憶されている。アクセル擬似信号決定手段８３で
は、このマップに基づいてアクセル開度ＶＡからアクセ
ル擬似信号ＶＡＣを決定する。

【００３４】また、クラッチ操作信号決定手段８５は、
ドライバ意志推定手段８１で推定されたドライバ操作意
志に応じた定量値ＷＩＬＬ，エンジン回転数変化量検出
手段２８で検出されたエンジン回転数変化量ΔＮＥ及び
エンジン回転数検出手段２７で検出されたエンジン回転
数ＮＥに基づいてファジィルールを用いてクラッチアク
チュエータとしてのエアシリンダ３３を制御するための
クラッチ操作信号を決定して出力する。

【００３５】ここで、本実施形態のクラッチ制御装置に
よる発進制御の内容を説明しながら、ドライバ意志推定
手段８１によるドライバの操作意志ＷＩＬＬの推定，ア
クセル擬似信号決定手段８３によるアクセル擬似信号Ｖ
ＡＣの決定，及びクラッチ操作信号決定手段８５による
クラッチ操作信号の決定について詳細に説明する。発進
制御の全体の流れは、図３のＰＡＤ図に示すように行な
われる。

【００３６】つまり、まず、ドライバ意志推定手段８１
によりドライバの操作意志ＷＩＬＬの推定を行い（ステ
ップＡ１０）、次いで、この推定されたドライバの操作
意志ＷＩＬＬに基づいてエンジン制御（ステップＡ２
０）とクラッチ制御（ステップＡ３０）とを行なう。こ
のクラッチ制御時に、エンジン回転数とクラッチ回転数
との同期を判定して（ステップＡ４０）、エンジン回転
数とクラッチ回転数とが同期したら、所定期間（例え
ば、０．５秒間）でゆっくりとクラッチを接続させてい
きながらクラッチを完全接合（完接）させて（ステップ
Ａ５０）、発進制御が終了する。

【００３７】エンジン制御（ステップＡ２０）の流れ
は、図４のＰＡＤ図に示すように行なわれる。つまり、
記憶手段８７に記憶されたマップを用いてアクセル開度
ＶＡからエンジン運転用の擬似信号データＶＡＣを設定
する（ステップＢ１０）。クラッチ制御（ステップＡ３
０）の流れは、図５のＰＡＤ図に示すように行なわれ
る。

【００３８】つまり、まず、クラッチストローク量ＳＶ
Ｃが半クラッチ直前位置（ＬＥ点）よりも大きく且つク
ラッチ切点以下であるかを判定して（ステップＣ１
０）、クラッチストローク量ＳＶＣがＬＥ点よりも大き
く且つ切点以下の範囲内にあればクラッチの目標ストロ
ーク量としてＬＥ点を与える（ステップＣ２０）。クラ
ッチストローク量ＳＶＣがＬＥ点よりも大きく且つ切点
以下の範囲内になければ、アクセル開度ＶＡが非アイド
ル領域（ＶＡ≧１０％）にあるか否かを判定する（ステ
ップＣ３０）。

【００３９】ここで、アクセル開度ＶＡが非アイドル領
域にあれば、クラッチストローク量ＳＶＣが半クラッチ
位置（ＬＥ−α点）よりも大きく且つクラッチ切点以下
の範囲内にあるかを判定する（ステップＣ４０）。クラ
ッチストローク量ＳＶＣがＬＥ−α点よりも大きく且つ
切点以下の範囲内にあれば、クラッチの目標ストローク
量としてＬＥ−α点を与える（ステップＣ５０）。クラ
ッチストローク量ＳＶＣがＬＥ−α点よりも大きく且つ
切点以下の範囲内になければ、本発進制御装置の特徴と
するクラッチストロークのファジィ制御を行なう（ステ
ップＣ６０）。また、アクセル開度ＶＡが非アイドル領
域になければ、即ち、アクセル開度ＶＡがアイドル領域
にあれば、下り坂発進制御を行なう（ステップＣ７
０）。

【００４０】そして、上述のステップＡ１０（図３参
照）のドライバの操作意志ＷＩＬＬの推定は、次のよう
に行なう。すなわち、以下の表１にドライバの操作意志
ＷＩＬＬの推定にかかるファジィルールを示すが、この
表１に示すルールのうち、No. １〜No. ２１は車両の停
止時のファジィルールを示し、No. ２２〜No. ３２は車
両の発進時のファジィルールを示す。

【００４１】

【表１】表１に示すように、停止時のファジィルールNo. １〜N
o. ２１は入力条件（前件部）としてクラッチ回転数Ｎ
ＣＬとアクセル開度ＶＡとアクセル開度変化量ΔＶＡと
が与えられ、出力（後件部）としてドライバ操作意志Ｗ
ＩＬＬが得られるようになっている。

【００４２】発進時のファジィルールNo. ２２〜No. ３
２は入力条件（前件部）としてクラッチ回転数ＮＣＬと
アクセル開度ＶＡとアクセル開度変化量ΔＶＡとに加え
てクラッチストローク量ＳＶＣが与えられ、出力（後件
部）としてドライバ操作意志ＷＩＬＬが得られるように
なっている。また、これらのルールNo. １〜No. ３２以
外の場合は、ドライバ操作意志ＷＩＬＬは０とする。

【００４３】入力条件のうちのクラッチ回転数ＮＣＬ
は、停止時か発進時かを判別する条件であり、車両の停
止時にはクラッチの出力側が停止しているのでＮＣＬ＝
０が車両の停止条件となり、ファジィルールNo. １〜N
o. ２１の前提条件となる。また、車両の発進時にはク
ラッチの出力側が回転しているのでＮＣＬ≠０が車両の
発進条件となり、ファジィルールNo. ２２〜No. ３２の
前提条件となる。

【００４４】そして、入力条件のうちのアクセル開度Ｖ
Ａ，アクセル開度変化量ΔＶＡ及びクラッチストローク
量ＳＶＣについては、例えば図６〜図８に示すようにメ
ンバシップ関数が与えられる。また、ドライバ操作意志
ＷＩＬＬに関する出力のメンバシップ関数は図９に示す
ように与えられる。

【００４５】アクセル開度入力ＶＡのメンバシップ関数
は、図６に示すように、アクセル開度０％をラベル
「小」の最大値、アクセル開度５０％をラベル「中」の
最大値、アクセル開度１００％をラベル「大」の最大値
として設定されている。アクセル開度変化量入力ΔＶＡ
のメンバシップ関数は、図７に示すように設定される
が、ここでは、アクセル開度変化を最も速く行なえば、
約８０msecで１００％の開度変化（即ち、０％から１０
０％へ又は１００％から０％への開度変化）を行なえる
ものと考え、変化計測を５０msec間隔としている。

【００４６】そして、アクセル開度変化量０％〔／５０
msec〕をラベル「ゼロ」の最大値、アクセル開度変化量
１０％〔／５０msec〕をラベル「正に小」の最大値、ア
クセル開度変化量２０％〔／５０msec〕をラベル「正に
中」の最大値、アクセル開度変化量３０％〔／５０mse
c〕以上をラベル「正に大」の最大値として設定されて
いる。

【００４７】また、アクセル開度変化が負の方向の場合
には、これとは逆に設定されている。つまり、アクセル
開度変化量−１０％〔／５０msec〕をラベル「負に小」
の最大値、アクセル開度変化量−２０％〔／５０msec〕
をラベル「負に中」の最大値、アクセル開度変化量−３
０％〔／５０msec〕以上をラベル「負に大」の最大値と
して設定されている。

【００４８】クラッチストローク量ＳＶＣのメンバシッ
プ関数は、図８に示すように、クラッチ接位置をラベル
「小」の最大値、クラッチ接位置と半クラッチ直前位置
（ＬＥ点）との中間位置をラベル「中」の最大値、半ク
ラッチ直前位置（ＬＥ点）以上をラベル「大」の最大値
として設定している。一方、ドライバ操作意志ＷＩＬＬ
に関する出力のメンバシップ関数は、図９に示すよう
に、ラベル「負に大」の最大値を−１００％、ラベル
「正に大」の最大値を１００％とし、この間の各ラベル
「負に中」，「負に小」，「ゼロ」，「正に小」，「正
に中」を均等割りに設定されている。

【００４９】このようなメンバシップ関数を利用して、
ドライバ操作意志ＷＩＬＬを求めるが、表１の停止時の
ファジィルールNo. １〜No. ２１に関しては、ドライバ
操作意志ＷＩＬＬは正方向（即ち、加速方向）のみとな
るので、何れのルールでもドライバ操作意志ＷＩＬＬは
正となる。そして、表１の停止時のファジィルールNo.
１〜No. ２１に関する備考欄中のに示すように、アク
セル開度変化量ΔＶＡのラベルが「ゼロ」又は「正方向
に小（即ち、ゆっくり踏込）」又は「負方向に小（即
ち、ゆっくり戻し）」ならば、アクセル開度自体のラベ
ルをドライバ操作意志ＷＩＬＬの正のラベルとする。

【００５０】例えばアクセル開度ＶＡのラベルが「小」
でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「ゼロ」又は
「正に小」又は「負に小」ならば、ドライバ操作意志Ｗ
ＩＬＬのラベルは「正に小」となる（ルールNo. １，
２，５）。また、アクセル開度ＶＡのラベルが「中」で
アクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「ゼロ」又は「正
に小」又は「負に小」ならば、ドライバ操作意志ＷＩＬ
Ｌのラベルは「正に中」となる（ルールNo. ８，９，１
２）。

【００５１】そして、アクセル開度ＶＡのラベルが
「大」でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「ゼロ」
又は「正に小」又は「負に小」ならば、ドライバ操作意
志ＷＩＬＬのラベルは「正に大」となる（ルールNo. １
５，１６，１９）。また、表１の停止時のファジィルー
ルNo. １〜No. ２１に関する備考欄中のに示すよう
に、アクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正方向に中
（即ち、少し速めの踏込）」ならば、アクセル開度自体
のラベルよりも一つ上をドライバ操作意志ＷＩＬＬの正
のラベルとする。もちろん、ドライバ操作意志ＷＩＬＬ
の上限ラベル（正に大）は越えない。

【００５２】例えばアクセル開度ＶＡのラベルが「小」
でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正に中」なら
ば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは「正に中」と
なる（ルールNo. ３）。また、アクセル開度ＶＡのラベ
ルが「中」でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正
に中」ならば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは
「正に大」となる（ルールNo. １０）。そして、アクセ
ル開度ＶＡのラベルが「大」でアクセル開度変化量ΔＶ
Ａのラベルが「正に中」ならば、ドライバ操作意志ＷＩ
ＬＬのラベルは「正に大」となる（ルールNo. １７）。

【００５３】また、表１の停止時のファジィルールNo.
１〜No. ２１に関する備考欄中のに示すように、アク
セル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正方向に大（即ち、
速めの踏込）」ならば、アクセル開度自体のラベルより
も二つ上をドライバ操作意志ＷＩＬＬの正のラベルとす
る。もちろん、ドライバ操作意志ＷＩＬＬの上限ラベル
（正に大）は越えない。

【００５４】例えばアクセル開度ＶＡのラベルが「小」
でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正に大」なら
ば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは「正に大」と
なる（ルールNo. ４）。また、アクセル開度ＶＡのラベ
ルが「中」でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「正
に大」ならば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは
「正に大」となる（ルールNo. １１）。そして、アクセ
ル開度ＶＡのラベルが「大」でアクセル開度変化量ΔＶ
Ａのラベルが「正に大」ならば、ドライバ操作意志ＷＩ
ＬＬのラベルは「正に大」となる（ルールNo. １８）。

【００５５】また、表１の停止時のファジィルールNo.
１〜No. ２１に関する備考欄中のに示すように、アク
セル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負方向に中（即ち、
少し速めの戻し）」ならば、アクセル開度自体のラベル
よりも一つ下をドライバ操作意志ＷＩＬＬの正のラベル
とする。もちろん、ドライバ操作意志ＷＩＬＬの正方向
の下限ラベル（正に小）は下回らない。

【００５６】例えばアクセル開度ＶＡのラベルが「小」
でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負に中」なら
ば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは「正に小」と
なる（ルールNo. ６）。また、アクセル開度ＶＡのラベ
ルが「中」でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負
に中」ならば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは
「正に小」となる（ルールNo. １３）。そして、アクセ
ル開度ＶＡのラベルが「大」でアクセル開度変化量ΔＶ
Ａのラベルが「負に中」ならば、ドライバ操作意志ＷＩ
ＬＬのラベルは「正に中」となる（ルールNo. ２０）。

【００５７】また、表１の停止時のファジィルールNo.
１〜No. ２１に関する備考欄中のに示すように、アク
セル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負方向に大（即ち、
速めの戻し）」ならば、アクセル開度自体のラベルより
も二つ下をドライバ操作意志ＷＩＬＬの正のラベルとす
る。もちろん、ドライバ操作意志ＷＩＬＬの正方向の下
限ラベル（正に小）は下回らない。

【００５８】例えばアクセル開度ＶＡのラベルが「小」
でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負に大」なら
ば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは「正に小」と
なる（ルールNo. ７）。また、アクセル開度ＶＡのラベ
ルが「中」でアクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「負
に大」ならば、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルは
「正に小」となる（ルールNo. １４）。そして、アクセ
ル開度ＶＡのラベルが「大」でアクセル開度変化量ΔＶ
Ａのラベルが「負に大」ならば、ドライバ操作意志ＷＩ
ＬＬのラベルは「正に小」となる（ルールNo. ２１）。

【００５９】そして、表１の発進中のファジィルールN
o. ２２〜No. ２６は、アクセル開度変化量ΔＶＡがゼ
ロの場合であり、この場合には、アクセル開度ＶＡが大
を除いてはアクセル開度ＶＡ及びクラッチストローク量
ＳＶＣに基づいて、アクセル開度ＶＡのときにはアクセ
ル開度ＶＡのみに基づいて、表１中の備考欄に示すよう
に、ドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルを設定する。

【００６０】このうち、ルールNo. ２２，No. ２３は、
半クラッチ（ＳＶＣ＝小又は中）中でアクセル開度変化
量がない（ΔＶＡがゼロ）場合であり、この場合は、現
加速度を保持する、即ち、加速意志なしと判定して、ド
ライバ操作意志ＷＩＬＬはゼロ（加速意志なし）とす
る。また、ルールNo. ２４，No. ２５は、再加速時等の
半クラッチでない場合（ＳＶＣ＝大）にはアクセル開度
変化量がなくても（ΔＶＡがゼロでも）、加速意志あり
として、アクセル開度ＶＡのラベルに応じた正方向のラ
ベルとしてドライバ操作意志ＷＩＬＬを設定する。

【００６１】そして、ルールNo. ２６に関する備考欄中
に示すように、ルールNo. ２６は、アクセル開度大の場
合には、クラッチストローク量（ＳＶＣのラベル）にか
かわらず加速意志ありとして、アクセル開度ＶＡのラベ
ルに応じてドライバ操作意志ＷＩＬＬとして正方向に大
のラベルに設定する。また、表１の発進中のファジィル
ールNo. ２７〜No. ３２は、アクセル開度変化量ΔＶＡ
がゼロ以外の場合であり、この場合には、アクセル開度
変化量ΔＶＡのみに基づいて、表１中の備考欄に示すよ
うに、アクセル開度変化量ΔＶＡのラベルに対応するよ
うにドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルを設定する。つ
まり、アクセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「小」なら
ばドライバ操作意志ＷＩＬＬのラベルを「正に小」、ア
クセル開度変化量ΔＶＡのラベルが「中」ならばドライ
バ操作意志ＷＩＬＬのラベルを「正に中」、アクセル開
度変化量ΔＶＡのラベルが「大」ならばドライバ操作意
志ＷＩＬＬのラベルを「正に大」とする。

【００６２】このようにしてそれぞれ設定されたメンバ
シップ関数により、前件部における各ラベルのグレード
を求めて設定されたファジィルールによるファジィ推論
により、ドライバの操作意志（加速意志）に関する各ラ
ベルのグレードを求めることができる。つまり、図９に
示すドライバ意志の出力のメンバシップ関数に基づい
て、ドライバ操作意志ＷＩＬＬを、各ラベルのグレード
を定量値として算出することができる。

【００６３】そして、クラッチ制御（図３のステップＡ
３０）の中のクラッチストロークのファジィ制御（図５
のステップＣ６０）は、以下のように行なわれる。ま
ず、このクラッチストロークのファジィ制御に用いるフ
ァジィルールを以下の表２に示す。

【００６４】

【表２】表２に示すように、ファジィルールNo. １〜No. ２０が
設定され、このうち、ルールNo. １〜No. １４は入力条
件（前件部）としてドライバ操作意志ＷＩＬＬとエンジ
ン回転数変化量ΔＮＥとが与えられ、ルールNo. １５〜
No. １７は入力条件（前件部）としてドライバ操作意志
ＷＩＬＬのみが与えられ、ルールNo. １８は入力条件
（前件部）としてエンジン回転数ＮＥのみが与えられ、
ルールNo.１９，No. ２０は入力条件（前件部）として
エンジン回転数変化量ΔＮＥのみが与えられている。

【００６５】また、各ルールNo. １〜No. ２０とも、出
力（後件部）としてクラッチ出力ＣＬＵＴＣＨが得られ
るようになっている。そして、これらのルールNo. １〜
No.２０以外の場合には、クラッチホールドとするよう
になっている。ここで入力条件となるドライバ操作意志
ＷＩＬＬについては、既に説明したように、図９に示す
ようなメンバシップ関数により、各ラベル、即ち、「負
に大」，「負に中」，「負に小」，「ゼロ」，「正に
小」，「正に中」，「正に大」に関するグレードが設定
されている。

【００６６】また、入力条件であるエンジン回転数ＮＥ
は、エンスト（エンジンストール）防止のために使用す
るものであり、このエンジン回転数ＮＥのメンバシップ
関数については、図１０に示すように設定され、エンス
ト防止回転数２５０rpm にてクリスプ関数として、エン
ジン回転数が「小」のラベルを設定する。そして、入力
条件であるエンジン回転数変化量ΔＮＥのメンバシップ
関数は、図１１に示すように設定されるが、ここで、エ
ンジン回転数変化の計測時間は例えば５０msecとする。

【００６７】図示するように、エンジン回転数変化量Δ
ＮＥのラベルには、「負に大」，「負に中」，「負に
小」，「ゼロ」，「正に小」，「正に中」，「正に大」
とが設けられ、このうち、クラッチをホールドするため
のラベル「ゼロ」は最大値を０〔rpm/50msec〕にその範
囲を±１０〔rpm/50msec〕に設定される。ラベル「負に
小」は最大値を−１５〔rpm/50msec〕にその範囲を±１
５〔rpm/50msec〕に設定される。また、エンジン回転数
変化量ΔＮＥが−４０〔rpm/50msec〕以下でクラッチ切
となるように、ラベル「負に大」は最大値を−４０〔rp
m/50msec〕以下とし、−４０〔rpm/50msec〕以上につい
てはその範囲を＋１０〔rpm/50msec〕に設定される。そ
して、ラベル「負に中」は「負に大」と「負に小」との
中間となるように、最大値を−２５〔rpm/50msec〕と
し、その範囲を±１５〔rpm/50msec〕に設定される。

【００６８】また、エンジン回転数変化量ΔＮＥが正の
方向の場合には、これとは逆に設定されている。つま
り、ラベル「正に小」は最大値を１５〔rpm/50msec〕に
その範囲を±１５〔rpm/50msec〕に設定される。ラベル
「正に大」は最大値を４０〔rpm/50msec〕以上とし、４
０〔rpm/50msec〕以下についてはその範囲を＋１０〔rp
m/50msec〕に設定される。そして、ラベル「正に中」は
「正に大」と「正に小」との中間となるように、最大値
を２５〔rpm/50msec〕とし、その範囲を±１５〔rpm/50
msec〕に設定される。

【００６９】一方、クラッチ出力ＣＬＵＴＣＨに関する
メンバシップ関数は、図１２に示すように設定される。
つまり、ラベル「負に大」，「負に中」，「負に小」，
「ゼロ」，「正に小」，「正に中」，「正に大」が設け
られ、ラベル「負に大」から「正に大」の間の各ラベル
「負に中」，「負に小」，「ゼロ」，「正に小」，「正
に中」は均等割りに設定されている。

【００７０】このようにそれぞれ設定されたファジィル
ール及びメンバシップ関数等によるファジィ推論によ
り、定量化されたドライバの操作意志（加速意志）等に
基づいて、クラッチ出力ＣＬＵＴＣＨに関する各ラベル
のグレードを求めることができる。つまり、表２に示す
前件部に関する各ラベルのグレードからクラッチ出力Ｃ
ＬＵＴＣＨに関する各ラベルのグレードを求め、例えば
重心法等を利用して、クラッチ出力ＣＬＵＴＣＨの値を
定量値として算出することができる。

【００７１】このようにして、本装置によれば、ドライ
バ意志推定手段８１により、アクセル開度ＶＡ，アクセ
ル開度変化量ΔＶＡ，クラッチストローク量ＳＶＣ及び
クラッチ回転数ＮＣＬとに基づいて、ファジィルールを
用いながら、ドライバの操作意志を定量的に推定するこ
とができ、さらに、クラッチ操作信号決定手段８５によ
り、このようにドライバ意志推定手段８１で推定された
ドライバ操作意志に応じた定量値ＷＩＬＬや、エンジン
回転数変化量ΔＮＥ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて
ファジィルールを用いてエアシリンダ（クラッチアクチ
ュエータ）３３を制御するためのクラッチ操作信号（ク
ラッチストローク増減量）を決定し、クラッチストロー
クを制御するので、クラッチストロークの制御にドライ
バの意志が十分に反映されるようになる。

【００７２】勿論、クラッチストローク量ＳＶＣが半ク
ラッチ位置（ＬＥ−α点）以下になってからのエンジン
回転数のピーク判定前にも、ドライバの意志を十分に反
映することができる。また、発進中に、アクセルのオン
・オフを繰り返した場合に、エンジン側の応答遅れによ
りエンジンは高回転側で安定し適切な擬似信号が出力さ
れないために実エンジン回転数と目標エンジン回転数と
に差が生じてクラッチの滑り感が大きくなるといった不
具合が解消されて、良好なクラッチ接続フィーリングが
得られるという効果があり、延いては、自動車における
良好な発進フィーリングが得られるようになる。

【００７３】また、電子ガバナについては、マップを用
いたオープン制御により作動が制御されるが、クラッチ
制御の方が上述のように適切に行なわれるため、オープ
ン制御により電子ガバナ制御によっても電子ガバナを容
易に適切に制御することができる。なお、アクセル擬似
信号決定手段８３では、予め記憶されたマップに基づい
てアクセル開度検出手段６７で検出されたアクセル開度
ＶＡからアクセル擬似信号ＶＡＣを決定するようになっ
ているが、このアクセル擬似信号ＶＡＣを求めるマップ
の横軸を、ドライバ意志に応じた定量値ＷＩＬＬとし
て、この定量値ＷＩＬＬからアクセル擬似信号ＶＡＣを
決定するようにしてもよい。

【００７４】また、本発明のクラッチ制御装置で行なう
各ファジィ推論については、その各ルールや各メンバシ
ップ関数について本実施形態で説明したものに限定され
るものではなく、種々のルールやメンバシップ関数の設
定が考えられる。また、本実施形態では、変速機を機械
式自動変速機としているが、本クラッチ制御装置は、エ
ンジンからの動力を伝達するクラッチ（摩擦クラッチ）
に広く適用することができ、もちろん、手動変速機等他
の変速機とともに用いられるクラッチとしても適用可能
である。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のクラッチ制御装置によれば、クラッチストローク
の制御にドライバの意志が十分に反映されるようにな
り、クラッチ接続フィーリングが向上するという効果が
得られ、この結果、自動車においては良好な発進フィー
リングが得られるようになる。

【００７６】請求項２記載の本発明のクラッチ制御装置
によれば、ドライバの意志を確実に推定することができ
るようになり、クラッチストロークの制御にドライバの
意志をより確実に反映させることで、良好なクラッチ接
続フィーリングをより確実に得られるという効果があ
る。請求項３記載の本発明のクラッチ制御装置によれ
ば、クラッチストロークの制御を定量的に確実に行なう
ことができるという利点がある。

【００７７】請求項４記載の本発明のクラッチ制御装置
によれば、エンジンストールを回避するようにしなが
ら、上述の各効果を得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
の要部を示す模式的な構成図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる機械式自動変速機
を説明する構成図である。

【図３】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
による制御を示すフローチャート（ＰＡＤ図）である。

【図４】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
にかかるエンジン制御を示すフローチャート（ＰＡＤ
図）である。

【図５】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
にかかるクラッチ制御を示すフローチャート（ＰＡＤ
図）である。

【図６】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
によるドライバ意志推定のためのファジィ推論に用いる
アクセル入力のメンバシップ関数を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
によるドライバ意志推定のためのファジィ推論に用いる
アクセル変化入力のメンバシップ関数を示す図である。

【図８】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
によるドライバ意志推定のためのファジィ推論に用いる
クラッチストローク入力のメンバシップ関数を示す図で
ある。

【図９】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置
によるドライバ意志推定のためのファジィ推論に用いる
ドライバ意志出力のメンバシップ関数を示す図である。

【図１０】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装
置による発進制御のためのファジィ推論に用いるエンジ
ン回転入力のメンバシップ関数を示す図である。

【図１１】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装
置による発進制御のためのファジィ推論に用いるエンジ
ン回転変化入力のメンバシップ関数を示す図である。

【図１２】本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装
置による発進制御のためのファジィ推論に用いるクラッ
チ出力のメンバシップ関数を示す図である。

【図１３】従来のクラッチ制御装置の要部を示す模式的
な構成図である。

【符号の説明】

１１エンジン（ディーゼルエンジン）１３エンジン１１の出力軸１５機械式の摩擦クラッチ（クラッチ）１７歯車式変速機（動力伝達系）１９燃料噴射ポンプ（噴射ポンプ）２１入力軸２３噴射ポンプ１９のコントロールラック２５電磁アクチュエータ２６エンジン出力調整手段２７エンジン回転数センサ２８エンジン回転数変化量検出手段２９フライホイール３１クラッチ板３３クラッチアクチュエータとしてのエアシリンダ３５クラッチストロークセンサ（クラッチストローク
検出手段）３７クラッチタッチセンサ３９歯車式変速機１７の入力軸４１クラッチ回転数センサ４３エア通路４５逆止弁４７エアタンク３４Ｘ，３４Ｙ，３４Ｚ電磁弁４９ギヤ位置切換手段としてのギヤシフトユニット５１チェンジレバー５３変速段選択スイッチ５５コントロールユニット５７電磁弁５９ギヤ位置スイッチ６１歯車式変速機１７の出力軸６３車速センサ６５アクセルペダル６７アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）６７Ａスイッチ６８アクセル開度変化量検出手段６９ブレーキペダル７１ブレーキセンサ７３スタータ７５スタータリレー７７マイクロコンピュータ８１アクセル開度推定手段としてのドライバ意志推定
手段８３アクセル擬似信号決定手段８５クラッチ制御手段としてのクラッチ操作信号決定
手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと動力伝達系との間に介装され
たクラッチと、該クラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、該クラッチアクチュエータを制御するクラッチ制御手段
と、をそなえたクラッチ制御装置において、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度の変化量を検出するアクセル開度変化量検
出手段と、少なくとも該アクセル開度検出手段で検出されたアクセ
ル開度と該アクセル開度変化量検出手段で検出されたア
クセル開度変化量とに基づきファジィ理論を用いてドラ
イバの操作意志を反映したアクセル開度を推定するアク
セル開度推定手段とを有し、該クラッチ制御手段が、該アクセル開度推定手段により
推定されたアクセル開度に基づいて該クラッチアクチュ
エータを制御することを特徴とする、クラッチ制御装
置。
【請求項２】該クラッチのストローク量を検出するク
ラッチストローク検出手段をそなえ、該アクセル開度推定手段が、該アクセル開度検出手段で
検出されたアクセル開度と、該アクセル開度変化量検出
手段で検出されたアクセル開度変化量と、該クラッチス
トローク検出手段で検出されたクラッチストローク量
と、に基づいてアクセル開度を推定することを特徴とす
る、請求項１記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】エンジン回転数の変化量を検出するエン
ジン回転数変化量検出手段をそなえ、該クラッチ制御手段が、該アクセル開度推定手段で推定
されたアクセル開度と、該エンジン回転数変化量検出手
段により検出されたエンジン回転数変化量と、に基づい
て該クラッチアクチュエータを制御するためのクラッチ
操作信号を決定することを特徴とする、請求項１又は２
記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】エンジン回転数を検出するエンジン回転
数検出手段をそなえ、該クラッチ制御手段が、該アクセル開度推定手段で推定
されたアクセル開度と、該エンジン回転数変化量検出手
段により検出されたエンジン回転数変化量と、該エンジ
ン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数と、
に基づいて該クラッチ操作信号を決定することを特徴と
する、請求項３記載のクラッチ制御装置。