JP3796983B2 - クラッチ断接装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチ断接装置に係り、特に車両のクラッチの自動化を図り得るクラッチ断接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦クラッチを自動断接し得るいわゆるオートクラッチ装置が公知である。これにおいて変速機の変速を行う場合、運転手の変速意志に合わせてクラッチを自動断接する必要があり、変速意志を検知するための手段としてノブスイッチが用いられる。これは、シフト方向（前後方向）に揺動可能なシフトノブに内蔵されたスイッチで、シフトノブが一定以上の操作力で揺動されたとき、ON/OFFが切り替わる仕組みとなっている。ノブスイッチは前方操作時と後方操作時とで異なる電極が接する。これにより現在のギア段と絡めて、シフトノブがギアイン側に操作されたか、ギア抜き側に操作されたかを判断することができる。シフトノブは中立位置を境に前方又は後方に揺動可能で、通常はバネ力で中立位置に戻される。この前後への揺動時にノブスイッチが通常はOFF からONへと切替えられる。
【０００３】
一方、ノブスイッチがギア抜き側に切り替わったとき、変速機がギアインなら変速意思ありとみなしてクラッチ自動分断を開始するようになっている。このギアイン状態を検知する手段としてシフトストロークセンサが用いられる。
【０００４】
このように、従来は、上記２条件が整ったときクラッチ自動分断が開始されるようになっている。この制御は変速中のいかなるフェーズからでも割り込まれる。なぜなら、運転手がミスシフトしてギアインさせた後、クラッチ自動接続の途中でギアを抜くモードが予想されるからである。なおクラッチ分断後、シフトストロークセンサの出力から変速機がギアインされたと判断したとき、クラッチ自動接続が開始されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の制御方法では、運転手が正常にギアインした直後、一瞬、誤操作等でノブスイッチがギア抜き側に切り替わり、クラッチ接続が必要な状況であるにも拘らず、クラッチ分断が開始されてしまうという問題があった。
【０００６】
この問題が生じる原因として、一つにギアイン時に手首を返すような動きがあること、一つにギアインの反動でシフトノブが中立位置を越えギア抜き側まで動いてしまうこと、一つにシフトアシスト装置を組み合わせた場合、そのアシスト力でレバー部の動きがシフトノブの動きを上回り、シフトレバーが引き込まれるような感じでギアインされ、シフトノブがレバー部に対しギア抜き側に倒れてしまうことなどが考えられる。
【０００７】
なお、このギア抜き側スイッチが作動する時間は一瞬で、実験的には0.2sec程度である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、変速機がギアイン、シフトレバーのノブスイッチが該シフトレバーの変速操作によりギア抜き側に切り替えられたという２条件が成立したときクラッチ自動分断を開始し、クラッチ分断後、上記変速機が再度ギアインしたときにクラッチ自動接続を開始するクラッチ断接装置において、クラッチストロークを検知するクラッチストローク検知手段を設け、クラッチ自動接続を行う際に、上記２条件が成立していても上記クラッチストローク検知手段の出力に基づきクラッチが半クラッチ領域より断側にあると判断したときは、クラッチ自動接続を継続するためにクラッチ自動分断の開始を中止する自動分断開始中止手段を設けたものである。
【０００９】
ここで、前記自動分断開始中止手段が、クラッチが半クラッチ領域より断側にあるか否かをクラッチストロークのニュートラル学習値に基づき判断するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】
図１は、本発明に係るクラッチ断接装置を示す全体構成図である。ここではクラッチ断接装置１が大型車両に適用されると共に、クラッチ８のマニュアル断接と自動断接とが可能な所謂セミオートクラッチ装置とされている。図示するようにクラッチ断接装置１は、空圧を供給するための空圧供給手段２を有する。空圧供給手段２は、エンジン９１に駆動されて空圧（空気圧）を発生するコンプレッサ３と、コンプレッサ３からの空気を乾燥させるエアドライヤ４と、エアドライヤ４から送られてきた空気を貯留するエアタンク５と、エアタンク５の入口側に設けられた逆止弁６とから主に構成される。この空圧供給手段２からの空圧は倍力装置（クラッチブースタ、クラッチアクチュエータ）７に送られ、倍力装置７はその空圧の供給により摩擦クラッチ８を分断側Ａに操作するようになっている。また倍力装置７は、詳しくは後述するが、マスタシリンダ１０から油圧も供給されるようになっている。
【００１２】
図２は倍力装置７の詳細を示す縦断面図である。倍力装置７は、そのボディ１１に接続されたシリンダシェル１２を有し、このシリンダシェル１２内にピストンプレート（パワーピストン、倍力ピストン）１３が、リターンスプリング１４により空圧導入側（図中左側）に付勢されて設けられている。シリンダシェル１２の一端には空圧ニップル１５が取り付けられ、この空圧ニップル１５が空圧導入口を形成してエアタンク５からの空圧を空圧配管３５（図１）から導入する。空圧が導入されるとピストンプレート１３が右側に押動され、こうなるとピストンプレート１３はピストンロッド１６、ハイドロリックピストン１７、さらにはプッシュロッド１８を押動してクラッチレバー８ａ（図１）を分断側Ａに押し、クラッチ８を分断する。
【００１３】
一方、ボディ１１内部には油圧路２０が形成され、油圧路２０の油圧導入口は油圧ニップル１９によって形成されている。油圧ニップル１９には油圧配管５４の一端が接続される。油圧路２０は、ボディフランジ部１１ａの一端（下端）側に形成された孔２１、ハイドロリックピストン１７を収容するハイドロリックシリンダ（油圧シリンダ）２２（ボディシリンダ部１１ｂに形成される）、及びハイドロリックシリンダ２２に小孔２３ａを介して連通する他端（上端）側の制御孔２３によって主に形成される。油圧ニップル１９から油圧が導入されると、その油圧は上記通路を通って制御孔２３に到達し、制御ピストン２４を制御シリンダ２５に沿って右側に押動する。このようにボディフランジ部１１ａの上端側には、詳しくは後述するが、倍力装置７への空圧供給を制御するための制御バルブ部７ａ（油圧作動弁）が形成される。
【００１４】
制御バルブ部７ａは右側に突出する制御ボディ部２６によって区画される。制御ボディ部２６には、前述の制御シリンダ２５に同軸に連通するコントロール室２７及び空圧ポート２８が形成される。コントロール室２７には制御ピストン２４のコントロール部２９が、空圧ポート２８にはポペットバルブ３０がそれぞれ摺動可能に収容される。空圧ポート２８にはニップル３１が取り付けられ、このニップル３１には空圧配管６７（図１）が接続されて空圧が常に供給されている。
【００１５】
通常、ポペットバルブ３０は、空圧とポペットスプリング３２とにより左側に付勢されていて、コントロール室２７及び空圧ポート２８を連通する連通ポート３３を閉じている。よってニップル３１からの空圧はポペットバルブ３０の位置で遮断される。しかしながら、油圧配管５４から油圧が供給されると、制御ピストン２４のコントロール部２９がポペットバルブ３０を右側に押動して連通ポート３３を開く。こうなると、連通ポート３３からコントロール室２７に侵入した空圧は、詳しくは後述するが、コントロール室２７に連通する空圧配管３４，３５（図１）を通じて前述のシリンダシェル１２に入り、ピストンプレート１３の左側の空圧作用面１３ａに作用してこれを右側に押動し、クラッチ８を分断側Ａに操作する。
【００１６】
ここで、倍力装置７は、供給された油圧の大きさに応じてクラッチ８を所定ストロークだけ操作することができる。即ち、例えば比較的小さい値だけ油圧が増加された場合、前述の空圧作用によりピストンプレート１３が右側に押動され、これに連動してハイドロリックピストン１７が所定ストロークだけ右側に押動される。すると、油圧路２０の容積が増し制御孔２３内の油圧が下がり、こうなると、制御ピストン２４のコントロール部２９がポペットバルブ３０を押し付けつつ、ポペットバルブ３０が連通ポート３３を閉鎖するバランス状態が生じ、これによりコントロール室２７、空圧配管３４，３５、及びピストンプレート１３の空圧作用面１３ａ側となる空圧導入室１２ｂにて所定の空圧が保持され、ピストンプレート１３及びクラッチ８を所定のストローク位置に保持する。
【００１７】
また、油圧が完全に抜かれると、制御孔２３内の油圧がさらに下がって、図示の如く制御ピストン２４が最も左側の原位置に戻される。こうなると、コントロール部２９がポペットバルブ３０から離れ、コントロール部２９の内部に設けられた開放ポート３６がコントロール室２７等と連通するようになる。すると、保持されていた空圧は、一部が開放ポート３６から大気圧ポート３９を通じ空圧導入室１２ｂと反対側の大気室１２ａに導入され、これによりピストンプレート１３を右側に押していた空圧が、今度はリターンスプリング１４と協同してそれを反対側の左側に押し、クラッチ８を接続側Ｂに操作する。そして残りの空圧は、ブリーザ３７を通じ大気開放される。
【００１８】
特にブリーザ３７には、排気のみ可能なチェック弁が内蔵されている為、クラッチ接続時、大気室１２ａが負圧となり、クラッチ８の接続不良が生じてしまう。これを防止するため、空圧の一部を大気室１２ａに導き、残りをブリーザ３７より排出する必要が有る。
【００１９】
なお、倍力装置７において、３８はシリンダ室１２ａとハイドロリックシリンダ２２とを油密に仕切るシール部材、４０は大気圧ポート、４１は緩められたときに作動油のエア抜きを行えるブリーダである。
【００２０】
このように、制御バルブ部７ａは、クラッチペダル９の操作と連動するマスタシリンダ１０からの信号油圧（マスタシリンダ油圧）に基づき、供給側又は排出側に切り替わる油圧作動弁を構成する。
【００２１】
図３はマスタシリンダ１０の詳細を示す縦断面図である。図示するように、マスタシリンダ１０は、長手方向に延出されたシリンダボディ４５を有する。シリンダボディ４５はその内部に所定径のシリンダボア４６を有し、シリンダボア４６には特に二つのピストン４７，４８が独立して摺動可能に装入される。シリンダボア４６の一端（左端）開口部には、クラッチペダル９の踏み込み或いは戻し操作に合わせて挿抜するプッシュロッド４９の先端部が挿入され、さらにその開口部はダストブーツ５０で閉止される。シリンダボア４６内の他端側（右側）には、第１及び第２ピストン４７，４８をピストンカップ５１を介して一端側に付勢するリターンスプリング５２が設けられる。シリンダボア４６の他端は、シリンダボディ４５に形成された油圧供給ポート５３に連通され、この油圧供給ポート５３には図１に示す油圧配管５４が接続される。５３ａはチェックバルブである。
【００２２】
図示状態にあっては、クラッチペダル９の踏み込みがなされておらず第１及び第２ピストン４７，４８は一端側の原位置に位置されている。特にこのときのピストン４７，４８間に位置されて、シリンダボディ４５には空圧導入ポート５５が設けられている。このマスタシリンダ１０においては、クラッチペダル９によるマニュアル操作のときは両方のピストン４７，４８が押動されて油圧を供給する。一方、自動操作による場合は、詳しくは後述するが、空圧導入ポート５５から空圧が供給されて第２ピストン４８のみが適宜押動されるようになっている。なおこのとき第１ピストン４７の移動はスナップリング５６によって規制される。またこのとき、第１ピストン４７が移動しないのでクラッチペダル９は移動しない。５７は、作動油のリザーバタンク５８（図１）からの給油配管５９に接続する給油ニップル、６０及び６１は、ピストンカップ５１の右側及び第２ピストン４８の位置にそれぞれ給油を行う小径及び大径ポートを示す。
【００２３】
図１に示すように、エアタンク５からは空圧配管６２が延出され、この空圧配管６２の分岐６３からは空圧配管６７が分岐され、この空圧配管６７は倍力装置７のニップル３１に接続される。一方、空圧配管６２は最終的にシャトル弁６９に接続され、特にその途中には２ウェイ式の二つの三方電磁弁７８，７９が上流側と下流側とに直列に設けられている。ここで空圧配管６２は、エアタンク５及び上流側三方電磁弁７８を結ぶ上流部６２ａと、三方電磁弁７８，７９間を結ぶ中間部６２ｂと、下流側三方電磁弁７９及びシャトル弁６９を結ぶ下流部６２ｃとに分けられる。上流側三方電磁弁７８の排気側には空圧配管６４が接続され、この空圧配管６４は倍力装置７のブリーザ３７に接続されている。また下流側三方電磁弁７９の排気側には空圧配管６８が接続され、この空圧配管６８は中間部６２ｂに接続されている。
【００２４】
三方電磁弁７８，７９は、コンピュータ内蔵の制御装置或いはコントローラ７２からのON/OFF信号（制御信号）に基づいて切替制御される。上流側の三方電磁弁７８は、ONのときには上流部６２ａと中間部６２ｂとを接続して空圧配管６４を閉とし、OFF のときには中間部６２ｂと空圧配管６４とを接続して上流部６２ａを閉とする。また下流側の三方電磁弁７９は、ONのときには中間部６２ｂと下流部６２ｃとを接続して空圧配管６８を閉とし、OFF のときには下流部６２ｃと空圧配管６８とを接続して中間部６２ｂを閉とする。
【００２５】
シャトル弁（ダブルチェックバルブ）６９は機械式三方弁であって、空圧配管６２又は３４の一方のみを互いの空圧差に基づき空圧配管３５に接続する。
【００２６】
空圧配管６８には、その流路を絞るための絞り部６６と、空圧の移動方向を一方向に規制するためのチェック弁７５とが直列に設けられている。絞り部６６はチェック弁７５に対し中間部６２ｂ側に設けられる。チェック弁７５は、空圧配管６８において、中間部６２ｂから下流側三方電磁弁７９の排気側に向かうような空圧の移動のみを許容し、逆方向の移動を規制ないし禁止している。
【００２７】
一方、空圧配管６２の上流部６２ａにあって、三方電磁弁７８の上流側では空圧配管７０が分岐され、この空圧配管７０がマスタシリンダ１０に接続されてマスタシリンダ１０への空圧供給を行うようになっている。
【００２８】
具体的には、空圧配管７０は、マスタシリンダ１０の空圧導入ポート５５に接続されて第２ピストン４８の背面側に空圧を供給或いは排出する。この配管７０の下流部には分岐部４２が設けられ、分岐部４２のそれぞれの分岐管４２ａ，４２ｂに、空圧の移動方向を一方向に規制するためのチェック弁４３ａ，４３ｂが並列に設けられている。
【００２９】
一方のチェック弁４３ａはマスタシリンダ１０に向かう空圧移動を規制ないし禁止し、他方のチェック弁４３ｂは逆にマスタシリンダ１０から排出されるような空圧移動を規制ないし禁止する。そして例えば一方のチェック弁４３ａでいえば、内部のスプリングの作用により、マスタシリンダ１０側の空圧が、空圧配管６２側の空圧より大きくなったときのみ空圧の移動を許容する。
【００３０】
さらに、空圧配管７０において、分岐部４２の上流側では空圧配管７３が分岐され、さらにその分岐位置上流側には二方電磁弁８０が設けられている。空圧配管７３の末端は空圧配管６２の下流部６２ｃに接続される。二方電磁弁８０は、前記電磁弁７８，７９と異なり、単純にONのときには開となり、OFF のときには閉となる二方弁である。
【００３１】
ここで、詳しくは後述するが、エアタンク５から三方電磁弁７８，７９、シャトル弁６９及び倍力装置７の空圧ニップル１５を順に結ぶ空圧配管６２，３５と、空圧配管６２の上流部６２ａ及び下流部６２ｃをバイパスして結ぶ空圧配管７０，７３とは、クラッチ８の自動分断操作時に、倍力装置７に空圧供給を行うための第１の空圧供給路ａを形成する。特に前者の空圧配管６２，３５は主空圧供給路ｄを形成し、後者の空圧配管７０，７３はバイパス空圧供給路ｅを形成する。
【００３２】
また、エアタンク５から分岐６３、制御バルブ部７ａ、シャトル弁６９、及び倍力装置７の空圧ニップル１５までを順に結ぶ空圧配管６２，６７，３４，３５は、クラッチ８のマニュアル分断操作時に、倍力装置７に空圧供給を行うための第２の空圧供給路ｂを形成する。
【００３３】
さらに、上流部６２ａからマスタシリンダ１０までを結ぶ空圧配管７０の全体は、クラッチ８の自動分断操作時に、マスタシリンダ１０に空圧供給を行うための第３の空圧供給路ｃを形成する。
【００３４】
ところで、かかるクラッチ断接装置１には手動変速機７６も備えられる。手動変速機７６は通常のマニュアルトランスミッションで、シフトレバー９５にリンク等を介して機械的に連結され、運転手のシフトレバー操作に連動して手動で変速されるようになっている。ただし大型車両用なので、後述のシフトアシスト力がなければシフトレバー９５が極端に重く、通常の力ではギヤ入れ、ギヤ抜きできない。もっとも強制的に操作すれば変速可能である。シフトレバー９５のシフトパターンは図１に示す通りである。１速、３速、５速が前方、ニュートラルが中央、２速、４速、リバースが後方である。
【００３５】
シフトレバー９５は図９に示すような構造となっている。即ち、変速機７６に機械的に連結されるレバー部１１０の頂部に、シフトノブ１１１が揺動軸１１２を介して回動可能に取り付けられ、その揺動軸１１２回りをシフト方向ないし前後方向に揺動できるようになっている。なお図の右側が前方、左側が後方である。(b) 図はシフトノブ１１１が中立位置にあるときの状態、(a) 図はシフトノブ１１１が後方から押され前方に揺動したときの状態、(c) 図はシフトノブ１１１が前方から押され後方に揺動したときの状態をそれぞれ示す。
【００３６】
シフトノブ１１１にノブスイッチ７７が内蔵され、これはシフトノブ１１１に固定されたノブ電極１１２と、レバー部１１０の前後に設けられた前方電極１１３及び後方電極１１４とからなっている。各電極はコントローラ７２に接続される。ノブ電極１１２に断面Ｖ字状のボール穴１１５が設けられ、このボール穴１１５にボール１１６がレバー部１１０側からバネ１１７で押し付けられる。これによりシフトノブ１１１は通常(b) 図に示すような中立位置に戻される。このときノブ電極１１２は前方電極１１３及び後方電極１１４のいずれにも接しておらず、ノブスイッチ７７はOFF である。
【００３７】
一方、(a) 図に示すように、シフトノブ１１１が後方から押されると、ボール１１６が先の中立状態から外れ、シフトノブ１１１がバネ１１７の力に逆らってレバー部１１０に対し前方に揺動し、ノブ電極１１２が前方電極１１３に接する。このようにノブスイッチ７７が前方操作側にONされたことにより、コントローラ７２はシフトレバー９５が前方へと操作されたことを認識できる。バネ１１７はスイッチ反応荷重を決定し、これを越える力がシフトノブ１１１に加われば、シフトノブ１１１が揺動し、ノブスイッチ７７がOFF からONへと切り替えられる。
【００３８】
この後は、図示しないが、シフトノブ１１１がレバー部１１０に接触し、シフトノブ１１１に加えられた力がレバー部１１０に直接伝達され、レバー部１１０が動作して変速機７６を変速できる。(c) 図に示すように、シフトノブ１１１が前方から押されたときも逆の動きをし、ノブ電極１１２が後方電極１１４に接し、コントローラ７２がシフトレバー９５が後方に操作されたことを認識できる。
【００３９】
変速機７６の変速操作部は図７に示すような構造となっている。即ち、変速機７６の実質的な変速操作を行うシフターレバー１００が設けられ、これはシフトレバー９５のレバー部１１０に連結されると共に、レバー部１１０のシフト方向の動作に連動してシャフト１０１回りを回動される。シフトレバー９５のニュートラル位置、前方のギアイン位置（１速、３速、５速）、後方のギアイン位置（２速、４速、リバース）にそれぞれ対応して、シフターレバー１００は図中Ｎ、Ｆ、Ｒと表示された位置に位置される。
【００４０】
シフターレバー１００の回動量、即ち変速機７６のシフトストロークがシフトストロークセンサ１０２で検知される。シフトストロークセンサ１０２は図８に示すようにシフトストロークＳに比例した電圧Ｖを出力する。なお全ストロークΔＳに対応した出力電圧がΔＶである。変速機７６がニュートラルのとき、シフトストロークはＳN の範囲内、シフトストロークセンサ１０２の出力電圧はＶN の範囲内にある。同様に、変速機７６が前方のギアイン位置にあれば、シフトストロークはＳF 、シフトストロークセンサ出力電圧はＶF の範囲内にある。また変速機７６が後方のギアイン位置にあれば、シフトストロークはＳR 、シフトストロークセンサ出力電圧はＶR の範囲内にある。よってコントローラ７２はこれら電圧値に基づき、変速機７６がニュートラル、前方のギアイン位置、後方のギアイン位置のいずれにあるかを判断できる。
【００４１】
なお、これと同様、シフトレバー９５のセレクト方向（左右方向）の動きに対応した変速機７６のセレクトストロークも、図示しないセレクトストロークセンサで検知されるが、これの電圧値が変化しても変速機７６は常にニュートラルなので、特に本発明には関係なく、ここでは説明を割愛する。
【００４２】
一方、変速機７６のニュートラルがニュートラルスイッチ１０３で検知される。即ち、シフターレバー１００がニュートラル位置にあると、ニュートラルスイッチ１０３のディテントボール１０４がシフターレバー１００のＶ字状ディテント溝１０５に嵌まり込み、ニュートラルスイッチ１０３がONとなる。これによってもコントローラ７２は変速機７６がニュートラルであることを判断できる。逆に、シフトレバー９５がシフト操作され、シフターレバー１００が回動してディテントボール１０４がディテント溝１０５から外れたときは、ディテントボール１０４が引っ込んでニュートラルスイッチ１０３がOFF となり、コントローラ７２は変速機７６をニュートラル外と判断する。
【００４３】
ここで図１に戻って、シフトレバー９５と変速機７６との間には、シフトアシスト装置としての空圧アシスター７１が介設されている。これは空圧が導入されたときに作動して、その空圧に比例するシフトアシスト力を発生し、シフトレバー操作力を軽減するものである。空圧アシスター７１には、空圧を導入すべく、空圧配管６７から分岐された空圧配管６５が接続され、空圧配管６５には、コントローラ７２によりON/OFF制御される三方電磁弁９０が設けられる。
【００４４】
三方電磁弁９０は、いわゆるノーマルクローズのものが採用され、ONのとき供給側に切り替わり、空圧配管６７の上流側（エアタンク５側）と下流側（空圧アシスター７１側）とを連通し、空圧アシスター７１への空圧供給を実行する。逆にOFF のときには排出側に切り替わり、エアタンク５からの空圧を遮断すると共に、空圧配管６５の下流側を、三方電磁弁９０の排気ポートに接続された空圧配管８１に連通し、空圧アシスター７１の空圧をブリーザ３７から大気開放する。
【００４５】
一方、かかるクラッチ断接装置１は、ディーゼルエンジン９１のエンジン制御を実行するエンジン制御手段をも有している。エンジン制御手段はコントローラ７２からなり、コントローラ７２は、各センサから受け取った各種信号に基づき、燃料噴射量を決定し、その燃料噴射量に見合った制御信号を燃料噴射ポンプ９２の電子ガバナに出力する。特に、アクセルペダル９９にはアクセルペダルストロークセンサ８２が設けられ、コントローラ７２は、そのセンサ８２の出力信号からアクセルペダル開度を読取り、これに基づいてエンジン回転数を増減させるようになっている。詳しくは、コントローラ７２は、実際のアクセルペダル開度を疑似的なアクセルペダル開度である制御アクセル開度に通常はそのまま置換し、これに基づきエンジン制御を実行している。なお、コントローラ７２は、クラッチ８の自動断接時にはアクセルペダル開度とは無関係に、最適な制御アクセル開度を決定してこれのみに基づきエンジン制御を実行する。
【００４６】
他、コントローラ７２には、アクセルペダル９９に設けられたアイドルスイッチ８３、シフトレバー９５付近に設けられた非常スイッチ８４、変速機７６の出力軸付近に設けられた車速センサ８５、エアタンク５に設けられた圧力スイッチ８６、クラッチペダル９に設けられたペダルスイッチ８７及びクラッチペダルストロークセンサ８９、及びクラッチ８に設けられたクラッチストロークセンサ８８等が接続される。特にクラッチストロークセンサ８８はクラッチストロークに比例した電圧信号を出力する。
【００４７】
またコントローラ７２には、エンジン回転数を検知するためのエンジン回転数センサ９３や、クラッチ回転数を検知するためのクラッチ回転数センサ９４も接続される。エンジン回転数センサ９３はエンジン９１の出力軸或いはクラッチ８の入力軸付近に設けられ、クラッチ回転数センサ９４はクラッチ８の出力軸或いは変速機７６の入力軸付近に設けられる。これらセンサ９３，９４は、クラッチ８の入力側回転数と出力側回転数とをそれぞれ検出するためのものでもある。なおコントローラ７２は、クラッチ制御用、エンジン制御用といった各機能別の複数のコントローラ（ECU,CPU 等）から構成しても構わない。
【００４８】
次に、上記装置の動作説明を行う。
【００４９】
先ず、クラッチ８のマニュアル分断操作は以下のようにして行われる。クラッチペダル９を踏み込むと、マスタシリンダ１０から油圧が供給され、この油圧は、前述したように、制御バルブ部７ａを供給側に切り替えて空圧配管６７及び３４を接続ないし連通させる。こうなると、配管３４の空圧はシャトル弁６９を切り替えて配管３５に至り、倍力装置７の空圧導入室１２ｂに移動する。そして、ピストンプレート１３を押動し、クラッチ８を分断させる。このときクラッチ８はクラッチペダル９の操作量に応じた量だけ分断される。
【００５０】
他方、クラッチ８のマニュアル接続操作時、クラッチペダル９の戻し操作により油圧が抜かれると、前述のように制御バルブ部７ａが排出側に切り替わり、空圧配管３４と大気圧ポート３９とが連通されるようになる。こうなれば、空圧導入室１２ｂの空圧が、配管３５，３４を経由して大部分が大気室１２ａに導入され、残りがブリーザ３７から大気開放され、これによりクラッチ８の接続が達成される。
【００５１】
ここで分かるように、制御バルブ部７ａは、マスタシリンダ１０からの油圧信号（パイロット油圧）を受けて、空圧配管３４を空圧配管６７或いは大気圧ポート３９のいずれか一方に連通させる三方弁の如く機能する。また空圧供給手段２、第２の空圧供給路ｂ、倍力装置７、制御バルブ部７ａ、マスタシリンダ１０、油圧配管５４及び油圧路２０が、クラッチペダル操作に基づきクラッチをマニュアル断接するマニュアル断接手段を構成する。
【００５２】
特に本装置では、車両発進時にマニュアル操作のみによってクラッチ８を接続することとしている。これによって大幅な制御の簡略化が図れ、発進時の複雑なクラッチ制御を行わなくて済む。
【００５３】
ここで、上述のマニュアル断接の様子を図示すると図４のようになる。まず、クラッチペダル９がその遊びの範囲内で僅かに踏まれ、ペダルスイッチ８７がONとなった時、コントローラ７２は運転手がマニュアル断接しようとしている意思を知り、電磁弁７８，７９，８０を通常のOFF 状態に維持すると共に（図示せず）、電磁弁(M/V) ９０をONにする。電磁弁９０のONにより空圧アシスター７１が作動し、シフトアシスト力が発生させ、変速機７６が変速可能となる。
【００５４】
ペダルスイッチ８７のONからやや遅れてクラッチ８が分断側にストロークし始める。そしてクラッチペダル９が最後まで踏まれると、クラッチ８が完断される。このとき運転手はシフトレバー９５を操作し、変速を行うこととなる。この後クラッチペダル９が戻されればクラッチ８が接続される。クラッチペダル９が完全に戻される直前でペダルスイッチ８７がOFF となり、これを受けてコントローラ７２は電磁弁９０をOFF にし、空圧アシスター７１を非作動とし、シフトアシスト力を解除する。こうするとシフトレバー９５が極端に重くなり、変速機７６の変速が実質禁止される。これによってシフトロックが達成される。
【００５５】
次に、クラッチ８の自動断接操作について説明する。本装置ではクラッチ自動断接を車両走行中の変速時のみ行う。もっとも、制御の複雑化を容認するのであれば、車両発進時の制御を加えるようにしても構わない。
【００５６】
図５は、変速時におけるクラッチ自動断接の様子を示したものである。図中に示すクラッチストロークの各制御値CS1 〜CS4 はコントローラ７２が予め記憶している。なおクラッチストロークの値は実際にはクラッチストロークセンサ８８により電圧値に置き換えられる。これらクラッチストロークないしセンサ電圧の値はクラッチ分断側ほど大きな値をとる。
【００５７】
図示するように、運転手が時間Ｔ0 でシフトレバー９５を操作し、変速を開始したとする。このとき電磁弁(M/V) ９０はOFF であり、空圧アシスター７１は作動されてない。よってアシスト力がないため、通常の操作力でシフトレバー９５を操作しても、レバー自体は動かず、シフトノブが揺動してノブスイッチ７７がONとなるのみである。
【００５８】
こうしてノブスイッチ７７がONされると、これを合図にコントローラ７２はクラッチ８の自動分断を開始する。なおこの自動分断開始条件については後述する。クラッチ自動分断は電磁弁７８，７９，８０をONにすることにより行う。
【００５９】
こうすると、前述の第１の空圧供給路ａを通じて、倍力装置７の空圧導入室１２ｂに空圧が供給され、クラッチ自動分断が開始される。特にこのときの分断は、空圧が二つの空圧供給路、即ち主空圧供給路（配管６２，３５）とバイパス空圧供給路（配管７０，７３）とを通じて送られるため、最も速い速度で行われることとなる（クラッチ最速断）。
【００６０】
一方、このときマスタシリンダ１０にも空圧が供給され、これにより第２ピストン４８が押動されて油圧通路内が適当に加圧される。ここで油圧通路とは作動油が満たされる全ての部位をいい、油圧配管５４、油圧路２０及びハイドロリックシリンダ２２を含む。図２を参照して、クラッチ自動分断が行われると、ハイドロリックピストン１７が右側に移動し、作動油が充填されているハイドロリックシリンダ２２の容積が増し、これにより油圧通路内に負圧が生じて、作動油に気泡が混入する虞がある。そこで本装置１では、クラッチ８の自動分断時に空圧でマスタシリンダ１０を作動させ、油圧通路内を加圧するようにしている。こうすると、油圧通路内の負圧化を未然に防止することができる。なおこのときには、チェック弁４３ｂが開となって空圧供給を許容する。
【００６１】
次に、クラッチ分断の過程で、クラッチ８が半クラッチ領域の接側境界位置の直前、具体的にはクラッチストロークが半クラッチ領域を規定する最小値より小さいアシストしきい値CS1 となった時（時間Ｔ1 ）、コントローラ７２は電磁弁９０をONにし、空圧アシスター７１の作動を開始する。このアシストしきい値CS1 は実験等に基づき決定される値である。こうした場合、実際には作動遅れがあるため、空圧アシスター７１が十分なアシスト力を発生するのは、ある程度時間を経過した後、具体的にはクラッチ８が半クラッチ領域を過ぎ分断された後となる。また逆にそうなるようにアシストしきい値CS1 が設定されている。
【００６２】
こうしてアシスト力が発生すると、シフトレバーが軽くなり、通常の操作力で操作可能となり、変速機７６のギヤ抜きが行えるようになる。そこで運転手はアシスト力発生と同時に変速機７６をギヤ抜きすることとなろう。このようにしたのはクラッチ８がつながっている限りシフトレバー９５の操作感を重くし、シフトロックを達成するためである。これにより例えばクラッチ接続中の強制操作によるギヤ抜き等が防止できる。
【００６３】
ところで、クラッチ８における半クラッチ領域の断側境界位置に対応するクラッチストロークの値CS2 は、後述のニュートラル学習によってコントローラ７２が学習値として記憶している。クラッチ分断中、クラッチストロークが学習値CS2 に達した時、コントローラ７２は電磁弁７９をOFF にする。こうすると、バイパス空圧供給路（配管７０，７３）側からのみ倍力装置７への空圧供給がなされ、クラッチ分断速度は最速ではないが高速で分断されるようになる（クラッチ高速断）。つまりこの時点でクラッチ分断速度は若干低速側に切り替えられることになる。
【００６４】
このようにクラッチ分断速度を遅くする理由は、最速のまま最後までクラッチ断すると、倍力装置７のピストンプレート１３が停止時にピストンストッパに高速で突き当たってしまい、耐久性の面で問題が生じるからである。
【００６５】
こうして、クラッチ８が完断されたらこの状態を保持する。この間運転手はシフトレバー９５をセレクト、シフト操作し、次のギア段にギア入れを行うであろう。このとき電磁弁７９がOFF で、空圧が電磁弁７９を排出方向に流れるが、電磁弁７８がONで、これを通過した供給方向の空圧がチェック弁７５を閉じるので、倍力装置７からの空圧の排出は防止される。
【００６６】
次に、変速機７６がギアインされると、シフトストロークセンサ１０２からＶF 又はＶR の電圧信号がコントローラ７２に送られる（時間Ｔ2 ）。これを合図にコントローラ７２はクラッチ８の接続を開始し、同時に電磁弁７８をOFF 、電磁弁７９をONにする。すると倍力装置７の空圧が配管３５、シャトル弁６９、下流部６２ｃ、電磁弁７９、中間部６２ｂ、電磁弁７８、配管６４、ブリーザ３７という経路で排出され、クラッチ８が急接（高速接）される。またこれに合わせてマスタシリンダ１０からも空圧が排出され、この空圧はチェック弁４３ａを開かせた後、空圧配管７３を通じて倍力装置７から排出された空圧と合流し、排出されていく。
【００６７】
倍力装置７とマスタシリンダ１０とからそれぞれ空圧が同調されながら排出されるので、互いの排出速度合わせをしなくて済み、油圧通路内の負圧化を防止できると共にセッティングが容易化する。またチェック弁４３ａによりマスタシリンダ１０側の空圧が必ず高くなるので、油圧通路内の負圧化防止の完全化が図れる。
【００６８】
このクラッチ８の接続過程で、クラッチストロークが接速度切替値CS3 に達すると、コントローラ７２は電磁弁７９をOFF にし、クラッチ接続速度を低速側に切り替える。ここで接速度切替値CS3 は先の学習値CS2 に一定値ΔCSを加えたものである。このようにクラッチストロークがCS2 になる手前で切り替えるのは作動遅れを考慮したためである。このタイミングで電磁弁７９をOFF にすると、クラッチストロークが学習値CS2 になると同時か少なくともそれより断側でクラッチ接続速度が切り替えられる。よって半クラッチ接続の際は必ず低速接続でき、クラッチ接続ショックが確実に防げる。なおΔCSの値はクラッチの摩耗状況等に応じて変更され、複数記憶された値のうちから最適な一つが選択される。
【００６９】
電磁弁７９をOFF にすると、空圧が電磁弁７９、チェック弁７５、絞り部６６、電磁弁７８、ブリーザ３７というルートを辿って排出される。よって絞り部６６を通過するので、空気の移動速度が低速となりクラッチ８は緩接（低速接）される。
【００７０】
次に、エンジン回転数センサ９３とクラッチ回転数センサ９４との出力から、コントローラ７２がこれら回転数が一致しクラッチ同期と判断したならば、再度電磁弁７９をONにし、クラッチ８を急接する。これにより接続時間の短縮が図れる。
【００７１】
この後、クラッチストロークがアシストしきい値CS1 となったら電磁弁９０をOFF する。すると空圧アシスター７１に供給されていた空圧がブリーザ３７から排出され、シフトアシスト力が解除され、シフト操作が実質不能となり、シフトロックが達成される。
【００７２】
そしてクラッチストロークが完接直前の値CS4 に達したら、電磁弁７９をOFF し元の待機状態に復帰する。以上により一連のクラッチ自動断接とマニュアル変速とが終了する。
【００７３】
以上の説明で分かるように、上記構成においては、空圧供給手段２、第１の空圧供給路ａ（ｄ，ｅ）、倍力装置７、電磁弁７８，７９，８０、空圧配管３５，６２，６４，６８，７０，７３及びコントローラ７２が、所定の制御信号に基づきクラッチ８の自動断接を実行する自動断接手段を構成する。
【００７４】
ここで、本装置では前記学習値CS2 を定めるため、以下の要領でニュートラル学習を行っている。このときのクラッチ接続の様子を図６に示す。
【００７５】
まず、コントローラ７２が、所定の学習開始条件を満足したと判断したとき、クラッチ８を最高速断、続けて高速断する。そしてクラッチ回転数センサ９４の出力に基づき、クラッチ出力側の回転が停止するまで待ち、回転が停止したらクラッチ８を低速で自動接続させていく。クラッチがつながって連れ回りし始め、クラッチ出力側回転数が上昇して所定のしきい値に達した時、その時のクラッチストローク値CS2 を半クラッチ領域の断側境界値（連れ回り点）として学習する。以降はクラッチを自動で高速接し、学習を完了する。学習開始条件は以下の通りである。
【００７６】
▲１▼ システムスイッチON
イグニッションキーがONされ、コントローラ７２にバッテリ電力が供給された場合である。
【００７７】
▲２▼ 車両停止
コントローラ７２が車速センサ８５の出力から車速ゼロと判断した場合である。
【００７８】
▲３▼ エンジンが停止していない
コントローラ７２がエンジン回転数センサ９３の出力からエンジン回転中と判断した場合である。
【００７９】
▲４▼ クラッチペダルが踏まれていない
コントローラ７２がペダルスイッチ８７がOFF と判断した場合である。
【００８０】
▲５▼ ダイアグスイッチOFF
コントローラ７２が自己の故障診断機能に基づきシステム正常と判断した場合である。
【００８１】
▲６▼ クラッチが自動制御されていない
コントローラ７２が、電磁弁７８，７９，８０が全てOFF で、クラッチストロークがCS4 以下と判断した場合である。
【００８２】
▲７▼ ギアポジション＝ニュートラル
シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶN 、ニュートラルスイッチ１０３がONで、コントローラ７２が変速機７６がニュートラルと判断した場合である。
【００８３】
▲８▼ 変速目標ギア＝ニュートラル
コントローラ７２が、ノブスイッチ７７がOFF で現在シフト中でないと判断した場合である。
【００８４】
▲９▼ 学習許可フラグが立っている
▲１▼〜▲８▼の条件が成立し、コントローラ７２が学習許可フラグを立てた場合である。
【００８５】
ところで、従来、図５に示したような変速を伴うクラッチ自動断接の過程において、変速機７６が次のギアにギアインされた直後、誤操作でギア抜き側のノブスイッチ７７が一瞬ONとなり、クラッチ８を接続しなければならないにもかかわらず自動分断が開始されてしまう問題があった。そこで本装置ではこれを以下のように解消している。
【００８６】
図１０は本装置におけるクラッチ自動分断開始制御の内容を示すフローチャートである。このフローはノブスイッチ７７がONになったと同時に開始される。ここでノブスイッチ７７がONとなるのは、図９(a) に示したようにシフトノブ１１１が前方に押され、ノブ電極１１２が前方電極１１３に接した場合と、図９(c) に示したようにシフトノブ１１１が後方に押され、ノブ電極１１２が後方電極１１４に接した場合とである。そこで前者でONとなるスイッチを「ノブスイッチ前側」、後者でONとなるスイッチを「ノブスイッチ後側」としてそれぞれ区別し、これらをコントローラ７２で判別するようにしている。図１０に示すフローは両者いずれの場合においても開始される。
【００８７】
コントローラ７２は、最初のステップ１３１でシフトストロークセンサ１０２の出力から変速機７６がギアイン状態か否かを判断する。シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶF 又はＶR の範囲内にあれば（図８参照）、変速機７６がギアイン状態にあると判断し、次のステップ１３２に進む。出力電圧がそれら範囲内になければ本制御を終了する。
【００８８】
ステップ１３２では、クラッチストロークセンサ８８の出力から、クラッチ８が半クラッチ領域より接側にあるか否かを判断する。具体的には、クラッチストロークセンサ８８の出力電圧が学習値CS2 に相当する値より大きいとき断側、その値以下のとき接側と判断する。接側のときはステップ１３３に進み、断側のときは本制御を終了する。特に断側のときは、従来技術の項で述べたように、運転手の誤操作によりギアイン直後、ノブスイッチ７７がONされた場合とみなせるので、この場合はクラッチ自動分断の開始を中止する。
【００８９】
ステップ１３３では、シフトストロークセンサ１０２の出力から、現在のギアポジションが１速、３速又は５速か否かを判断する。シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶF の範囲内にあればそれらギアポジションにあると判断し、ステップ１３４に進む。ＶR の範囲内にあればそれらギアポジションにないと判断し、ステップ１３５に進む。
【００９０】
ステップ１３４ではノブスイッチ後側がONか否かを判断する。即ち、本制御開始のきっかけとなったノブスイッチ７７のONが、シフトノブ１１１が後方に倒されてONになったのか、そうでないのかを判断している。本ステップにおけるギアポジションは１速、３速又は５速で、前方のギアポジションである。よってノブスイッチ後側がONされたということは、ノブスイッチ７７がギア抜き側に切り替わり、正常に、運転手の変速意志によってギア抜き操作が開始されたことを意味する。そこで、この場合はステップ１３６に進み、直ちにクラッチ自動分断を開始する。
【００９１】
逆に、ノブスイッチ後側によるONでないときは、前側つまりギアイン側がONされたことになり、誤操作によるスイッチONとみなすことができる。そこで、この場合はステップ１３７に進み、変速意志なしとみなしてクラッチ自動分断の開始を中止する。
【００９２】
同様に、ステップ１３３でギアポジションが１速、３速又は５速でない、即ち後方のギアポジションにあり、ステップ１３５でノブスイッチ前側がONされたと判断したときは、正常な運転手の変速意志に基づく変速操作とみなせるので、ステップ１３６に進んでクラッチ自動分断を開始する。逆にステップ１３５でノブスイッチ後側によるONと判断したときは、運転手の誤操作とみなせるので、ステップ１３７に進み、クラッチ自動分断の開始を中止する。
【００９３】
以上の本制御においては、特にステップ１３２を設けた点に特徴がある。これは、変速終了後のクラッチ接続過程で、クラッチストロークが完断値から学習値CS2 になるまでにある程度の時間、具体的には0.2sec程度を要するため、これを利用して運転手の変速意思を判断するようにしたものである。即ち、従来技術の項で述べたように、ギアイン直後から誤操作でノブスイッチ７７がONされている時間は0.2sec以下と先の時間より短い。よって先の時間が経過するまでの間、ノブスイッチ７７の信号を受け付けないようにすることで、誤操作に基づくクラッチ自動分断の開始を防止できる。
【００９４】
このように、本制御においては、変速機がギアイン、ノブスイッチがギア抜き側にONされたという２条件が成立しても、クラッチストロークがニュートラル学習値CS2 より大きい断側のときは、クラッチ自動分断の開始を中止するので、誤操作等によるギアイン直後のクラッチ自動分断開始を防止できる。
【００９５】
また、本制御においては、クラッチストロークがニュートラル学習値CS2 以下つまり接側のときは、クラッチ分断要求を受け付けるので、ミスシフト等でギアイン後ギア抜きする場合にも、従来通り問題なく対応できる。
【００９６】
以上、本発明は上記実施の形態に限るものではない。例えば、ノブスイッチの信号に基づき手動変速機をアクチュエータで自動変速するものにおいても本発明は適用できる。
【００９７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シフト誤操作等に基づくギアイン直後のクラッチ自動分断開始を防止できるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクラッチ断接装置を示す全体構成図である。
【図２】倍力装置を示す縦断面図である。
【図３】マスタシリンダを示す縦断面図である。
【図４】クラッチのマニュアル断接の様子を示すタイムチャートである。
【図５】クラッチの自動断接の様子を示すタイムチャートである。
【図６】ニュートラル学習時のクラッチ自動断接の様子を示すタイムチャートである。
【図７】変速機の変速操作部を示す図である。
【図８】シフトストロークとシフトストロークセンサ出力電圧との関係を示すグラフである。
【図９】シフトレバーの構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係るクラッチ自動分断開始制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ クラッチ断接装置
２ 空圧供給手段
７ 倍力装置
７ａ 制御バルブ部
８ クラッチ
９ クラッチペダル
１０ マスタシリンダ
２０ 油圧路
３４，３５，６２，６４，６５，６７，６８，７０，７３ 空圧配管
５４ 油圧配管
７２ コントローラ
７６ 手動変速機
７７ ノブスイッチ
７８，７９，８０，９０ 電磁弁
８８ クラッチストロークセンサ
９５ シフトレバー
１０２ シフトストロークセンサ
CS2 ニュートラル学習値
Ｖ2 ，Ｖ3 ギアイン範囲の電圧
ａ 第１の空圧供給路
ｂ 第２の空圧供給路
ｄ 主空圧供給路
ｅ バイパス空圧供給路
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチ断接装置に係り、特に車両のクラッチの自動化を図り得るクラッチ断接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦クラッチを自動断接し得るいわゆるオートクラッチ装置が公知である。これにおいて変速機の変速を行う場合、運転手の変速意志に合わせてクラッチを自動断接する必要があり、変速意志を検知するための手段としてノブスイッチが用いられる。これは、シフト方向（前後方向）に揺動可能なシフトノブに内蔵されたスイッチで、シフトノブが一定以上の操作力で揺動されたとき、ON/OFFが切り替わる仕組みとなっている。ノブスイッチは前方操作時と後方操作時とで異なる電極が接する。これにより現在のギア段と絡めて、シフトノブがギアイン側に操作されたか、ギア抜き側に操作されたかを判断することができる。シフトノブは中立位置を境に前方又は後方に揺動可能で、通常はバネ力で中立位置に戻される。この前後への揺動時にノブスイッチが通常はOFF からONへと切替えられる。
【０００３】
一方、ノブスイッチがギア抜き側に切り替わったとき、変速機がギアインなら変速意思ありとみなしてクラッチ自動分断を開始するようになっている。このギアイン状態を検知する手段としてシフトストロークセンサが用いられる。
【０００４】
このように、従来は、上記２条件が整ったときクラッチ自動分断が開始されるようになっている。この制御は変速中のいかなるフェーズからでも割り込まれる。なぜなら、運転手がミスシフトしてギアインさせた後、クラッチ自動接続の途中でギアを抜くモードが予想されるからである。なおクラッチ分断後、シフトストロークセンサの出力から変速機がギアインされたと判断したとき、クラッチ自動接続が開始されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の制御方法では、運転手が正常にギアインした直後、一瞬、誤操作等でノブスイッチがギア抜き側に切り替わり、クラッチ接続が必要な状況であるにも拘らず、クラッチ分断が開始されてしまうという問題があった。
【０００６】
この問題が生じる原因として、一つにギアイン時に手首を返すような動きがあること、一つにギアインの反動でシフトノブが中立位置を越えギア抜き側まで動いてしまうこと、一つにシフトアシスト装置を組み合わせた場合、そのアシスト力でレバー部の動きがシフトノブの動きを上回り、シフトレバーが引き込まれるような感じでギアインされ、シフトノブがレバー部に対しギア抜き側に倒れてしまうことなどが考えられる。
【０００７】
なお、このギア抜き側スイッチが作動する時間は一瞬で、実験的には0.2sec程度である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、変速機がギアイン、シフトレバーのノブスイッチが該シフトレバーの変速操作によりギア抜き側に切り替えられたという２条件が成立したときクラッチ自動分断を開始し、クラッチ分断後、上記変速機が再度ギアインしたときにクラッチ自動接続を開始するクラッチ断接装置において、クラッチストロークを検知するクラッチストローク検知手段を設け、クラッチ自動接続を行う際に、上記２条件が成立していても上記クラッチストローク検知手段の出力に基づきクラッチが半クラッチ領域より断側にあると判断したときは、クラッチ自動接続を継続するためにクラッチ自動分断の開始を中止する自動分断開始中止手段を設けたものである。
【０００９】
ここで、前記自動分断開始中止手段が、クラッチが半クラッチ領域より断側にあるか否かをクラッチストロークのニュートラル学習値に基づき判断するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】
図１は、本発明に係るクラッチ断接装置を示す全体構成図である。ここではクラッチ断接装置１が大型車両に適用されると共に、クラッチ８のマニュアル断接と自動断接とが可能な所謂セミオートクラッチ装置とされている。図示するようにクラッチ断接装置１は、空圧を供給するための空圧供給手段２を有する。空圧供給手段２は、エンジン９１に駆動されて空圧（空気圧）を発生するコンプレッサ３と、コンプレッサ３からの空気を乾燥させるエアドライヤ４と、エアドライヤ４から送られてきた空気を貯留するエアタンク５と、エアタンク５の入口側に設けられた逆止弁６とから主に構成される。この空圧供給手段２からの空圧は倍力装置（クラッチブースタ、クラッチアクチュエータ）７に送られ、倍力装置７はその空圧の供給により摩擦クラッチ８を分断側Ａに操作するようになっている。また倍力装置７は、詳しくは後述するが、マスタシリンダ１０から油圧も供給されるようになっている。
【００１２】
図２は倍力装置７の詳細を示す縦断面図である。倍力装置７は、そのボディ１１に接続されたシリンダシェル１２を有し、このシリンダシェル１２内にピストンプレート（パワーピストン、倍力ピストン）１３が、リターンスプリング１４により空圧導入側（図中左側）に付勢されて設けられている。シリンダシェル１２の一端には空圧ニップル１５が取り付けられ、この空圧ニップル１５が空圧導入口を形成してエアタンク５からの空圧を空圧配管３５（図１）から導入する。空圧が導入されるとピストンプレート１３が右側に押動され、こうなるとピストンプレート１３はピストンロッド１６、ハイドロリックピストン１７、さらにはプッシュロッド１８を押動してクラッチレバー８ａ（図１）を分断側Ａに押し、クラッチ８を分断する。
【００１３】
一方、ボディ１１内部には油圧路２０が形成され、油圧路２０の油圧導入口は油圧ニップル１９によって形成されている。油圧ニップル１９には油圧配管５４の一端が接続される。油圧路２０は、ボディフランジ部１１ａの一端（下端）側に形成された孔２１、ハイドロリックピストン１７を収容するハイドロリックシリンダ（油圧シリンダ）２２（ボディシリンダ部１１ｂに形成される）、及びハイドロリックシリンダ２２に小孔２３ａを介して連通する他端（上端）側の制御孔２３によって主に形成される。油圧ニップル１９から油圧が導入されると、その油圧は上記通路を通って制御孔２３に到達し、制御ピストン２４を制御シリンダ２５に沿って右側に押動する。このようにボディフランジ部１１ａの上端側には、詳しくは後述するが、倍力装置７への空圧供給を制御するための制御バルブ部７ａ（油圧作動弁）が形成される。
【００１４】
制御バルブ部７ａは右側に突出する制御ボディ部２６によって区画される。制御ボディ部２６には、前述の制御シリンダ２５に同軸に連通するコントロール室２７及び空圧ポート２８が形成される。コントロール室２７には制御ピストン２４のコントロール部２９が、空圧ポート２８にはポペットバルブ３０がそれぞれ摺動可能に収容される。空圧ポート２８にはニップル３１が取り付けられ、このニップル３１には空圧配管６７（図１）が接続されて空圧が常に供給されている。
【００１５】
通常、ポペットバルブ３０は、空圧とポペットスプリング３２とにより左側に付勢されていて、コントロール室２７及び空圧ポート２８を連通する連通ポート３３を閉じている。よってニップル３１からの空圧はポペットバルブ３０の位置で遮断される。しかしながら、油圧配管５４から油圧が供給されると、制御ピストン２４のコントロール部２９がポペットバルブ３０を右側に押動して連通ポート３３を開く。こうなると、連通ポート３３からコントロール室２７に侵入した空圧は、詳しくは後述するが、コントロール室２７に連通する空圧配管３４，３５（図１）を通じて前述のシリンダシェル１２に入り、ピストンプレート１３の左側の空圧作用面１３ａに作用してこれを右側に押動し、クラッチ８を分断側Ａに操作する。
【００１６】
ここで、倍力装置７は、供給された油圧の大きさに応じてクラッチ８を所定ストロークだけ操作することができる。即ち、例えば比較的小さい値だけ油圧が増加された場合、前述の空圧作用によりピストンプレート１３が右側に押動され、これに連動してハイドロリックピストン１７が所定ストロークだけ右側に押動される。すると、油圧路２０の容積が増し制御孔２３内の油圧が下がり、こうなると、制御ピストン２４のコントロール部２９がポペットバルブ３０を押し付けつつ、ポペットバルブ３０が連通ポート３３を閉鎖するバランス状態が生じ、これによりコントロール室２７、空圧配管３４，３５、及びピストンプレート１３の空圧作用面１３ａ側となる空圧導入室１２ｂにて所定の空圧が保持され、ピストンプレート１３及びクラッチ８を所定のストローク位置に保持する。
【００１７】
また、油圧が完全に抜かれると、制御孔２３内の油圧がさらに下がって、図示の如く制御ピストン２４が最も左側の原位置に戻される。こうなると、コントロール部２９がポペットバルブ３０から離れ、コントロール部２９の内部に設けられた開放ポート３６がコントロール室２７等と連通するようになる。すると、保持されていた空圧は、一部が開放ポート３６から大気圧ポート３９を通じ空圧導入室１２ｂと反対側の大気室１２ａに導入され、これによりピストンプレート１３を右側に押していた空圧が、今度はリターンスプリング１４と協同してそれを反対側の左側に押し、クラッチ８を接続側Ｂに操作する。そして残りの空圧は、ブリーザ３７を通じ大気開放される。
【００１８】
特にブリーザ３７には、排気のみ可能なチェック弁が内蔵されている為、クラッチ接続時、大気室１２ａが負圧となり、クラッチ８の接続不良が生じてしまう。これを防止するため、空圧の一部を大気室１２ａに導き、残りをブリーザ３７より排出する必要が有る。
【００１９】
なお、倍力装置７において、３８はシリンダ室１２ａとハイドロリックシリンダ２２とを油密に仕切るシール部材、４０は大気圧ポート、４１は緩められたときに作動油のエア抜きを行えるブリーダである。
【００２０】
このように、制御バルブ部７ａは、クラッチペダル９の操作と連動するマスタシリンダ１０からの信号油圧（マスタシリンダ油圧）に基づき、供給側又は排出側に切り替わる油圧作動弁を構成する。
【００２１】
図３はマスタシリンダ１０の詳細を示す縦断面図である。図示するように、マスタシリンダ１０は、長手方向に延出されたシリンダボディ４５を有する。シリンダボディ４５はその内部に所定径のシリンダボア４６を有し、シリンダボア４６には特に二つのピストン４７，４８が独立して摺動可能に装入される。シリンダボア４６の一端（左端）開口部には、クラッチペダル９の踏み込み或いは戻し操作に合わせて挿抜するプッシュロッド４９の先端部が挿入され、さらにその開口部はダストブーツ５０で閉止される。シリンダボア４６内の他端側（右側）には、第１及び第２ピストン４７，４８をピストンカップ５１を介して一端側に付勢するリターンスプリング５２が設けられる。シリンダボア４６の他端は、シリンダボディ４５に形成された油圧供給ポート５３に連通され、この油圧供給ポート５３には図１に示す油圧配管５４が接続される。５３ａはチェックバルブである。
【００２２】
図示状態にあっては、クラッチペダル９の踏み込みがなされておらず第１及び第２ピストン４７，４８は一端側の原位置に位置されている。特にこのときのピストン４７，４８間に位置されて、シリンダボディ４５には空圧導入ポート５５が設けられている。このマスタシリンダ１０においては、クラッチペダル９によるマニュアル操作のときは両方のピストン４７，４８が押動されて油圧を供給する。一方、自動操作による場合は、詳しくは後述するが、空圧導入ポート５５から空圧が供給されて第２ピストン４８のみが適宜押動されるようになっている。なおこのとき第１ピストン４７の移動はスナップリング５６によって規制される。またこのとき、第１ピストン４７が移動しないのでクラッチペダル９は移動しない。５７は、作動油のリザーバタンク５８（図１）からの給油配管５９に接続する給油ニップル、６０及び６１は、ピストンカップ５１の右側及び第２ピストン４８の位置にそれぞれ給油を行う小径及び大径ポートを示す。
【００２３】
図１に示すように、エアタンク５からは空圧配管６２が延出され、この空圧配管６２の分岐６３からは空圧配管６７が分岐され、この空圧配管６７は倍力装置７のニップル３１に接続される。一方、空圧配管６２は最終的にシャトル弁６９に接続され、特にその途中には２ウェイ式の二つの三方電磁弁７８，７９が上流側と下流側とに直列に設けられている。ここで空圧配管６２は、エアタンク５及び上流側三方電磁弁７８を結ぶ上流部６２ａと、三方電磁弁７８，７９間を結ぶ中間部６２ｂと、下流側三方電磁弁７９及びシャトル弁６９を結ぶ下流部６２ｃとに分けられる。上流側三方電磁弁７８の排気側には空圧配管６４が接続され、この空圧配管６４は倍力装置７のブリーザ３７に接続されている。また下流側三方電磁弁７９の排気側には空圧配管６８が接続され、この空圧配管６８は中間部６２ｂに接続されている。
【００２４】
三方電磁弁７８，７９は、コンピュータ内蔵の制御装置或いはコントローラ７２からのON/OFF信号（制御信号）に基づいて切替制御される。上流側の三方電磁弁７８は、ONのときには上流部６２ａと中間部６２ｂとを接続して空圧配管６４を閉とし、OFF のときには中間部６２ｂと空圧配管６４とを接続して上流部６２ａを閉とする。また下流側の三方電磁弁７９は、ONのときには中間部６２ｂと下流部６２ｃとを接続して空圧配管６８を閉とし、OFF のときには下流部６２ｃと空圧配管６８とを接続して中間部６２ｂを閉とする。
【００２５】
シャトル弁（ダブルチェックバルブ）６９は機械式三方弁であって、空圧配管６２又は３４の一方のみを互いの空圧差に基づき空圧配管３５に接続する。
【００２６】
空圧配管６８には、その流路を絞るための絞り部６６と、空圧の移動方向を一方向に規制するためのチェック弁７５とが直列に設けられている。絞り部６６はチェック弁７５に対し中間部６２ｂ側に設けられる。チェック弁７５は、空圧配管６８において、中間部６２ｂから下流側三方電磁弁７９の排気側に向かうような空圧の移動のみを許容し、逆方向の移動を規制ないし禁止している。
【００２７】
一方、空圧配管６２の上流部６２ａにあって、三方電磁弁７８の上流側では空圧配管７０が分岐され、この空圧配管７０がマスタシリンダ１０に接続されてマスタシリンダ１０への空圧供給を行うようになっている。
【００２８】
具体的には、空圧配管７０は、マスタシリンダ１０の空圧導入ポート５５に接続されて第２ピストン４８の背面側に空圧を供給或いは排出する。この配管７０の下流部には分岐部４２が設けられ、分岐部４２のそれぞれの分岐管４２ａ，４２ｂに、空圧の移動方向を一方向に規制するためのチェック弁４３ａ，４３ｂが並列に設けられている。
【００２９】
一方のチェック弁４３ａはマスタシリンダ１０に向かう空圧移動を規制ないし禁止し、他方のチェック弁４３ｂは逆にマスタシリンダ１０から排出されるような空圧移動を規制ないし禁止する。そして例えば一方のチェック弁４３ａでいえば、内部のスプリングの作用により、マスタシリンダ１０側の空圧が、空圧配管６２側の空圧より大きくなったときのみ空圧の移動を許容する。
【００３０】
さらに、空圧配管７０において、分岐部４２の上流側では空圧配管７３が分岐され、さらにその分岐位置上流側には二方電磁弁８０が設けられている。空圧配管７３の末端は空圧配管６２の下流部６２ｃに接続される。二方電磁弁８０は、前記電磁弁７８，７９と異なり、単純にONのときには開となり、OFF のときには閉となる二方弁である。
【００３１】
ここで、詳しくは後述するが、エアタンク５から三方電磁弁７８，７９、シャトル弁６９及び倍力装置７の空圧ニップル１５を順に結ぶ空圧配管６２，３５と、空圧配管６２の上流部６２ａ及び下流部６２ｃをバイパスして結ぶ空圧配管７０，７３とは、クラッチ８の自動分断操作時に、倍力装置７に空圧供給を行うための第１の空圧供給路ａを形成する。特に前者の空圧配管６２，３５は主空圧供給路ｄを形成し、後者の空圧配管７０，７３はバイパス空圧供給路ｅを形成する。
【００３２】
また、エアタンク５から分岐６３、制御バルブ部７ａ、シャトル弁６９、及び倍力装置７の空圧ニップル１５までを順に結ぶ空圧配管６２，６７，３４，３５は、クラッチ８のマニュアル分断操作時に、倍力装置７に空圧供給を行うための第２の空圧供給路ｂを形成する。
【００３３】
さらに、上流部６２ａからマスタシリンダ１０までを結ぶ空圧配管７０の全体は、クラッチ８の自動分断操作時に、マスタシリンダ１０に空圧供給を行うための第３の空圧供給路ｃを形成する。
【００３４】
ところで、かかるクラッチ断接装置１には手動変速機７６も備えられる。手動変速機７６は通常のマニュアルトランスミッションで、シフトレバー９５にリンク等を介して機械的に連結され、運転手のシフトレバー操作に連動して手動で変速されるようになっている。ただし大型車両用なので、後述のシフトアシスト力がなければシフトレバー９５が極端に重く、通常の力ではギヤ入れ、ギヤ抜きできない。もっとも強制的に操作すれば変速可能である。シフトレバー９５のシフトパターンは図１に示す通りである。１速、３速、５速が前方、ニュートラルが中央、２速、４速、リバースが後方である。
【００３５】
シフトレバー９５は図９に示すような構造となっている。即ち、変速機７６に機械的に連結されるレバー部１１０の頂部に、シフトノブ１１１が揺動軸１１２を介して回動可能に取り付けられ、その揺動軸１１２回りをシフト方向ないし前後方向に揺動できるようになっている。なお図の右側が前方、左側が後方である。(b) 図はシフトノブ１１１が中立位置にあるときの状態、(a) 図はシフトノブ１１１が後方から押され前方に揺動したときの状態、(c) 図はシフトノブ１１１が前方から押され後方に揺動したときの状態をそれぞれ示す。
【００３６】
シフトノブ１１１にノブスイッチ７７が内蔵され、これはシフトノブ１１１に固定されたノブ電極１１２と、レバー部１１０の前後に設けられた前方電極１１３及び後方電極１１４とからなっている。各電極はコントローラ７２に接続される。ノブ電極１１２に断面Ｖ字状のボール穴１１５が設けられ、このボール穴１１５にボール１１６がレバー部１１０側からバネ１１７で押し付けられる。これによりシフトノブ１１１は通常(b) 図に示すような中立位置に戻される。このときノブ電極１１２は前方電極１１３及び後方電極１１４のいずれにも接しておらず、ノブスイッチ７７はOFF である。
【００３７】
一方、(a) 図に示すように、シフトノブ１１１が後方から押されると、ボール１１６が先の中立状態から外れ、シフトノブ１１１がバネ１１７の力に逆らってレバー部１１０に対し前方に揺動し、ノブ電極１１２が前方電極１１３に接する。このようにノブスイッチ７７が前方操作側にONされたことにより、コントローラ７２はシフトレバー９５が前方へと操作されたことを認識できる。バネ１１７はスイッチ反応荷重を決定し、これを越える力がシフトノブ１１１に加われば、シフトノブ１１１が揺動し、ノブスイッチ７７がOFF からONへと切り替えられる。
【００３８】
この後は、図示しないが、シフトノブ１１１がレバー部１１０に接触し、シフトノブ１１１に加えられた力がレバー部１１０に直接伝達され、レバー部１１０が動作して変速機７６を変速できる。(c) 図に示すように、シフトノブ１１１が前方から押されたときも逆の動きをし、ノブ電極１１２が後方電極１１４に接し、コントローラ７２がシフトレバー９５が後方に操作されたことを認識できる。
【００３９】
変速機７６の変速操作部は図７に示すような構造となっている。即ち、変速機７６の実質的な変速操作を行うシフターレバー１００が設けられ、これはシフトレバー９５のレバー部１１０に連結されると共に、レバー部１１０のシフト方向の動作に連動してシャフト１０１回りを回動される。シフトレバー９５のニュートラル位置、前方のギアイン位置（１速、３速、５速）、後方のギアイン位置（２速、４速、リバース）にそれぞれ対応して、シフターレバー１００は図中Ｎ、Ｆ、Ｒと表示された位置に位置される。
【００４０】
シフターレバー１００の回動量、即ち変速機７６のシフトストロークがシフトストロークセンサ１０２で検知される。シフトストロークセンサ１０２は図８に示すようにシフトストロークＳに比例した電圧Ｖを出力する。なお全ストロークΔＳに対応した出力電圧がΔＶである。変速機７６がニュートラルのとき、シフトストロークはＳN の範囲内、シフトストロークセンサ１０２の出力電圧はＶN の範囲内にある。同様に、変速機７６が前方のギアイン位置にあれば、シフトストロークはＳF 、シフトストロークセンサ出力電圧はＶF の範囲内にある。また変速機７６が後方のギアイン位置にあれば、シフトストロークはＳR 、シフトストロークセンサ出力電圧はＶR の範囲内にある。よってコントローラ７２はこれら電圧値に基づき、変速機７６がニュートラル、前方のギアイン位置、後方のギアイン位置のいずれにあるかを判断できる。
【００４１】
なお、これと同様、シフトレバー９５のセレクト方向（左右方向）の動きに対応した変速機７６のセレクトストロークも、図示しないセレクトストロークセンサで検知されるが、これの電圧値が変化しても変速機７６は常にニュートラルなので、特に本発明には関係なく、ここでは説明を割愛する。
【００４２】
一方、変速機７６のニュートラルがニュートラルスイッチ１０３で検知される。即ち、シフターレバー１００がニュートラル位置にあると、ニュートラルスイッチ１０３のディテントボール１０４がシフターレバー１００のＶ字状ディテント溝１０５に嵌まり込み、ニュートラルスイッチ１０３がONとなる。これによってもコントローラ７２は変速機７６がニュートラルであることを判断できる。逆に、シフトレバー９５がシフト操作され、シフターレバー１００が回動してディテントボール１０４がディテント溝１０５から外れたときは、ディテントボール１０４が引っ込んでニュートラルスイッチ１０３がOFF となり、コントローラ７２は変速機７６をニュートラル外と判断する。
【００４３】
ここで図１に戻って、シフトレバー９５と変速機７６との間には、シフトアシスト装置としての空圧アシスター７１が介設されている。これは空圧が導入されたときに作動して、その空圧に比例するシフトアシスト力を発生し、シフトレバー操作力を軽減するものである。空圧アシスター７１には、空圧を導入すべく、空圧配管６７から分岐された空圧配管６５が接続され、空圧配管６５には、コントローラ７２によりON/OFF制御される三方電磁弁９０が設けられる。
【００４４】
三方電磁弁９０は、いわゆるノーマルクローズのものが採用され、ONのとき供給側に切り替わり、空圧配管６７の上流側（エアタンク５側）と下流側（空圧アシスター７１側）とを連通し、空圧アシスター７１への空圧供給を実行する。逆にOFF のときには排出側に切り替わり、エアタンク５からの空圧を遮断すると共に、空圧配管６５の下流側を、三方電磁弁９０の排気ポートに接続された空圧配管８１に連通し、空圧アシスター７１の空圧をブリーザ３７から大気開放する。
【００４５】
一方、かかるクラッチ断接装置１は、ディーゼルエンジン９１のエンジン制御を実行するエンジン制御手段をも有している。エンジン制御手段はコントローラ７２からなり、コントローラ７２は、各センサから受け取った各種信号に基づき、燃料噴射量を決定し、その燃料噴射量に見合った制御信号を燃料噴射ポンプ９２の電子ガバナに出力する。特に、アクセルペダル９９にはアクセルペダルストロークセンサ８２が設けられ、コントローラ７２は、そのセンサ８２の出力信号からアクセルペダル開度を読取り、これに基づいてエンジン回転数を増減させるようになっている。詳しくは、コントローラ７２は、実際のアクセルペダル開度を疑似的なアクセルペダル開度である制御アクセル開度に通常はそのまま置換し、これに基づきエンジン制御を実行している。なお、コントローラ７２は、クラッチ８の自動断接時にはアクセルペダル開度とは無関係に、最適な制御アクセル開度を決定してこれのみに基づきエンジン制御を実行する。
【００４６】
他、コントローラ７２には、アクセルペダル９９に設けられたアイドルスイッチ８３、シフトレバー９５付近に設けられた非常スイッチ８４、変速機７６の出力軸付近に設けられた車速センサ８５、エアタンク５に設けられた圧力スイッチ８６、クラッチペダル９に設けられたペダルスイッチ８７及びクラッチペダルストロークセンサ８９、及びクラッチ８に設けられたクラッチストロークセンサ８８等が接続される。特にクラッチストロークセンサ８８はクラッチストロークに比例した電圧信号を出力する。
【００４７】
またコントローラ７２には、エンジン回転数を検知するためのエンジン回転数センサ９３や、クラッチ回転数を検知するためのクラッチ回転数センサ９４も接続される。エンジン回転数センサ９３はエンジン９１の出力軸或いはクラッチ８の入力軸付近に設けられ、クラッチ回転数センサ９４はクラッチ８の出力軸或いは変速機７６の入力軸付近に設けられる。これらセンサ９３，９４は、クラッチ８の入力側回転数と出力側回転数とをそれぞれ検出するためのものでもある。なおコントローラ７２は、クラッチ制御用、エンジン制御用といった各機能別の複数のコントローラ（ECU,CPU 等）から構成しても構わない。
【００４８】
次に、上記装置の動作説明を行う。
【００４９】
先ず、クラッチ８のマニュアル分断操作は以下のようにして行われる。クラッチペダル９を踏み込むと、マスタシリンダ１０から油圧が供給され、この油圧は、前述したように、制御バルブ部７ａを供給側に切り替えて空圧配管６７及び３４を接続ないし連通させる。こうなると、配管３４の空圧はシャトル弁６９を切り替えて配管３５に至り、倍力装置７の空圧導入室１２ｂに移動する。そして、ピストンプレート１３を押動し、クラッチ８を分断させる。このときクラッチ８はクラッチペダル９の操作量に応じた量だけ分断される。
【００５０】
他方、クラッチ８のマニュアル接続操作時、クラッチペダル９の戻し操作により油圧が抜かれると、前述のように制御バルブ部７ａが排出側に切り替わり、空圧配管３４と大気圧ポート３９とが連通されるようになる。こうなれば、空圧導入室１２ｂの空圧が、配管３５，３４を経由して大部分が大気室１２ａに導入され、残りがブリーザ３７から大気開放され、これによりクラッチ８の接続が達成される。
【００５１】
ここで分かるように、制御バルブ部７ａは、マスタシリンダ１０からの油圧信号（パイロット油圧）を受けて、空圧配管３４を空圧配管６７或いは大気圧ポート３９のいずれか一方に連通させる三方弁の如く機能する。また空圧供給手段２、第２の空圧供給路ｂ、倍力装置７、制御バルブ部７ａ、マスタシリンダ１０、油圧配管５４及び油圧路２０が、クラッチペダル操作に基づきクラッチをマニュアル断接するマニュアル断接手段を構成する。
【００５２】
特に本装置では、車両発進時にマニュアル操作のみによってクラッチ８を接続することとしている。これによって大幅な制御の簡略化が図れ、発進時の複雑なクラッチ制御を行わなくて済む。
【００５３】
ここで、上述のマニュアル断接の様子を図示すると図４のようになる。まず、クラッチペダル９がその遊びの範囲内で僅かに踏まれ、ペダルスイッチ８７がONとなった時、コントローラ７２は運転手がマニュアル断接しようとしている意思を知り、電磁弁７８，７９，８０を通常のOFF 状態に維持すると共に（図示せず）、電磁弁(M/V) ９０をONにする。電磁弁９０のONにより空圧アシスター７１が作動し、シフトアシスト力が発生させ、変速機７６が変速可能となる。
【００５４】
ペダルスイッチ８７のONからやや遅れてクラッチ８が分断側にストロークし始める。そしてクラッチペダル９が最後まで踏まれると、クラッチ８が完断される。このとき運転手はシフトレバー９５を操作し、変速を行うこととなる。この後クラッチペダル９が戻されればクラッチ８が接続される。クラッチペダル９が完全に戻される直前でペダルスイッチ８７がOFF となり、これを受けてコントローラ７２は電磁弁９０をOFF にし、空圧アシスター７１を非作動とし、シフトアシスト力を解除する。こうするとシフトレバー９５が極端に重くなり、変速機７６の変速が実質禁止される。これによってシフトロックが達成される。
【００５５】
次に、クラッチ８の自動断接操作について説明する。本装置ではクラッチ自動断接を車両走行中の変速時のみ行う。もっとも、制御の複雑化を容認するのであれば、車両発進時の制御を加えるようにしても構わない。
【００５６】
図５は、変速時におけるクラッチ自動断接の様子を示したものである。図中に示すクラッチストロークの各制御値CS1 〜CS4 はコントローラ７２が予め記憶している。なおクラッチストロークの値は実際にはクラッチストロークセンサ８８により電圧値に置き換えられる。これらクラッチストロークないしセンサ電圧の値はクラッチ分断側ほど大きな値をとる。
【００５７】
図示するように、運転手が時間Ｔ0 でシフトレバー９５を操作し、変速を開始したとする。このとき電磁弁(M/V) ９０はOFF であり、空圧アシスター７１は作動されてない。よってアシスト力がないため、通常の操作力でシフトレバー９５を操作しても、レバー自体は動かず、シフトノブが揺動してノブスイッチ７７がONとなるのみである。
【００５８】
こうしてノブスイッチ７７がONされると、これを合図にコントローラ７２はクラッチ８の自動分断を開始する。なおこの自動分断開始条件については後述する。クラッチ自動分断は電磁弁７８，７９，８０をONにすることにより行う。
【００５９】
こうすると、前述の第１の空圧供給路ａを通じて、倍力装置７の空圧導入室１２ｂに空圧が供給され、クラッチ自動分断が開始される。特にこのときの分断は、空圧が二つの空圧供給路、即ち主空圧供給路（配管６２，３５）とバイパス空圧供給路（配管７０，７３）とを通じて送られるため、最も速い速度で行われることとなる（クラッチ最速断）。
【００６０】
一方、このときマスタシリンダ１０にも空圧が供給され、これにより第２ピストン４８が押動されて油圧通路内が適当に加圧される。ここで油圧通路とは作動油が満たされる全ての部位をいい、油圧配管５４、油圧路２０及びハイドロリックシリンダ２２を含む。図２を参照して、クラッチ自動分断が行われると、ハイドロリックピストン１７が右側に移動し、作動油が充填されているハイドロリックシリンダ２２の容積が増し、これにより油圧通路内に負圧が生じて、作動油に気泡が混入する虞がある。そこで本装置１では、クラッチ８の自動分断時に空圧でマスタシリンダ１０を作動させ、油圧通路内を加圧するようにしている。こうすると、油圧通路内の負圧化を未然に防止することができる。なおこのときには、チェック弁４３ｂが開となって空圧供給を許容する。
【００６１】
次に、クラッチ分断の過程で、クラッチ８が半クラッチ領域の接側境界位置の直前、具体的にはクラッチストロークが半クラッチ領域を規定する最小値より小さいアシストしきい値CS1 となった時（時間Ｔ1 ）、コントローラ７２は電磁弁９０をONにし、空圧アシスター７１の作動を開始する。このアシストしきい値CS1 は実験等に基づき決定される値である。こうした場合、実際には作動遅れがあるため、空圧アシスター７１が十分なアシスト力を発生するのは、ある程度時間を経過した後、具体的にはクラッチ８が半クラッチ領域を過ぎ分断された後となる。また逆にそうなるようにアシストしきい値CS1 が設定されている。
【００６２】
こうしてアシスト力が発生すると、シフトレバーが軽くなり、通常の操作力で操作可能となり、変速機７６のギヤ抜きが行えるようになる。そこで運転手はアシスト力発生と同時に変速機７６をギヤ抜きすることとなろう。このようにしたのはクラッチ８がつながっている限りシフトレバー９５の操作感を重くし、シフトロックを達成するためである。これにより例えばクラッチ接続中の強制操作によるギヤ抜き等が防止できる。
【００６３】
ところで、クラッチ８における半クラッチ領域の断側境界位置に対応するクラッチストロークの値CS2 は、後述のニュートラル学習によってコントローラ７２が学習値として記憶している。クラッチ分断中、クラッチストロークが学習値CS2 に達した時、コントローラ７２は電磁弁７９をOFF にする。こうすると、バイパス空圧供給路（配管７０，７３）側からのみ倍力装置７への空圧供給がなされ、クラッチ分断速度は最速ではないが高速で分断されるようになる（クラッチ高速断）。つまりこの時点でクラッチ分断速度は若干低速側に切り替えられることになる。
【００６４】
このようにクラッチ分断速度を遅くする理由は、最速のまま最後までクラッチ断すると、倍力装置７のピストンプレート１３が停止時にピストンストッパに高速で突き当たってしまい、耐久性の面で問題が生じるからである。
【００６５】
こうして、クラッチ８が完断されたらこの状態を保持する。この間運転手はシフトレバー９５をセレクト、シフト操作し、次のギア段にギア入れを行うであろう。このとき電磁弁７９がOFF で、空圧が電磁弁７９を排出方向に流れるが、電磁弁７８がONで、これを通過した供給方向の空圧がチェック弁７５を閉じるので、倍力装置７からの空圧の排出は防止される。
【００６６】
次に、変速機７６がギアインされると、シフトストロークセンサ１０２からＶF 又はＶR の電圧信号がコントローラ７２に送られる（時間Ｔ2 ）。これを合図にコントローラ７２はクラッチ８の接続を開始し、同時に電磁弁７８をOFF 、電磁弁７９をONにする。すると倍力装置７の空圧が配管３５、シャトル弁６９、下流部６２ｃ、電磁弁７９、中間部６２ｂ、電磁弁７８、配管６４、ブリーザ３７という経路で排出され、クラッチ８が急接（高速接）される。またこれに合わせてマスタシリンダ１０からも空圧が排出され、この空圧はチェック弁４３ａを開かせた後、空圧配管７３を通じて倍力装置７から排出された空圧と合流し、排出されていく。
【００６７】
倍力装置７とマスタシリンダ１０とからそれぞれ空圧が同調されながら排出されるので、互いの排出速度合わせをしなくて済み、油圧通路内の負圧化を防止できると共にセッティングが容易化する。またチェック弁４３ａによりマスタシリンダ１０側の空圧が必ず高くなるので、油圧通路内の負圧化防止の完全化が図れる。
【００６８】
このクラッチ８の接続過程で、クラッチストロークが接速度切替値CS3 に達すると、コントローラ７２は電磁弁７９をOFF にし、クラッチ接続速度を低速側に切り替える。ここで接速度切替値CS3 は先の学習値CS2 に一定値ΔCSを加えたものである。このようにクラッチストロークがCS2 になる手前で切り替えるのは作動遅れを考慮したためである。このタイミングで電磁弁７９をOFF にすると、クラッチストロークが学習値CS2 になると同時か少なくともそれより断側でクラッチ接続速度が切り替えられる。よって半クラッチ接続の際は必ず低速接続でき、クラッチ接続ショックが確実に防げる。なおΔCSの値はクラッチの摩耗状況等に応じて変更され、複数記憶された値のうちから最適な一つが選択される。
【００６９】
電磁弁７９をOFF にすると、空圧が電磁弁７９、チェック弁７５、絞り部６６、電磁弁７８、ブリーザ３７というルートを辿って排出される。よって絞り部６６を通過するので、空気の移動速度が低速となりクラッチ８は緩接（低速接）される。
【００７０】
次に、エンジン回転数センサ９３とクラッチ回転数センサ９４との出力から、コントローラ７２がこれら回転数が一致しクラッチ同期と判断したならば、再度電磁弁７９をONにし、クラッチ８を急接する。これにより接続時間の短縮が図れる。
【００７１】
この後、クラッチストロークがアシストしきい値CS1 となったら電磁弁９０をOFF する。すると空圧アシスター７１に供給されていた空圧がブリーザ３７から排出され、シフトアシスト力が解除され、シフト操作が実質不能となり、シフトロックが達成される。
【００７２】
そしてクラッチストロークが完接直前の値CS4 に達したら、電磁弁７９をOFF し元の待機状態に復帰する。以上により一連のクラッチ自動断接とマニュアル変速とが終了する。
【００７３】
以上の説明で分かるように、上記構成においては、空圧供給手段２、第１の空圧供給路ａ（ｄ，ｅ）、倍力装置７、電磁弁７８，７９，８０、空圧配管３５，６２，６４，６８，７０，７３及びコントローラ７２が、所定の制御信号に基づきクラッチ８の自動断接を実行する自動断接手段を構成する。
【００７４】
ここで、本装置では前記学習値CS2 を定めるため、以下の要領でニュートラル学習を行っている。このときのクラッチ接続の様子を図６に示す。
【００７５】
まず、コントローラ７２が、所定の学習開始条件を満足したと判断したとき、クラッチ８を最高速断、続けて高速断する。そしてクラッチ回転数センサ９４の出力に基づき、クラッチ出力側の回転が停止するまで待ち、回転が停止したらクラッチ８を低速で自動接続させていく。クラッチがつながって連れ回りし始め、クラッチ出力側回転数が上昇して所定のしきい値に達した時、その時のクラッチストローク値CS2 を半クラッチ領域の断側境界値（連れ回り点）として学習する。以降はクラッチを自動で高速接し、学習を完了する。学習開始条件は以下の通りである。
【００７６】
▲１▼ システムスイッチON
イグニッションキーがONされ、コントローラ７２にバッテリ電力が供給された場合である。
【００７７】
▲２▼ 車両停止
コントローラ７２が車速センサ８５の出力から車速ゼロと判断した場合である。
【００７８】
▲３▼ エンジンが停止していない
コントローラ７２がエンジン回転数センサ９３の出力からエンジン回転中と判断した場合である。
【００７９】
▲４▼ クラッチペダルが踏まれていない
コントローラ７２がペダルスイッチ８７がOFF と判断した場合である。
【００８０】
▲５▼ ダイアグスイッチOFF
コントローラ７２が自己の故障診断機能に基づきシステム正常と判断した場合である。
【００８１】
▲６▼ クラッチが自動制御されていない
コントローラ７２が、電磁弁７８，７９，８０が全てOFF で、クラッチストロークがCS4 以下と判断した場合である。
【００８２】
▲７▼ ギアポジション＝ニュートラル
シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶN 、ニュートラルスイッチ１０３がONで、コントローラ７２が変速機７６がニュートラルと判断した場合である。
【００８３】
▲８▼ 変速目標ギア＝ニュートラル
コントローラ７２が、ノブスイッチ７７がOFF で現在シフト中でないと判断した場合である。
【００８４】
▲９▼ 学習許可フラグが立っている
▲１▼〜▲８▼の条件が成立し、コントローラ７２が学習許可フラグを立てた場合である。
【００８５】
ところで、従来、図５に示したような変速を伴うクラッチ自動断接の過程において、変速機７６が次のギアにギアインされた直後、誤操作でギア抜き側のノブスイッチ７７が一瞬ONとなり、クラッチ８を接続しなければならないにもかかわらず自動分断が開始されてしまう問題があった。そこで本装置ではこれを以下のように解消している。
【００８６】
図１０は本装置におけるクラッチ自動分断開始制御の内容を示すフローチャートである。このフローはノブスイッチ７７がONになったと同時に開始される。ここでノブスイッチ７７がONとなるのは、図９(a) に示したようにシフトノブ１１１が前方に押され、ノブ電極１１２が前方電極１１３に接した場合と、図９(c) に示したようにシフトノブ１１１が後方に押され、ノブ電極１１２が後方電極１１４に接した場合とである。そこで前者でONとなるスイッチを「ノブスイッチ前側」、後者でONとなるスイッチを「ノブスイッチ後側」としてそれぞれ区別し、これらをコントローラ７２で判別するようにしている。図１０に示すフローは両者いずれの場合においても開始される。
【００８７】
コントローラ７２は、最初のステップ１３１でシフトストロークセンサ１０２の出力から変速機７６がギアイン状態か否かを判断する。シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶF 又はＶR の範囲内にあれば（図８参照）、変速機７６がギアイン状態にあると判断し、次のステップ１３２に進む。出力電圧がそれら範囲内になければ本制御を終了する。
【００８８】
ステップ１３２では、クラッチストロークセンサ８８の出力から、クラッチ８が半クラッチ領域より接側にあるか否かを判断する。具体的には、クラッチストロークセンサ８８の出力電圧が学習値CS2 に相当する値より大きいとき断側、その値以下のとき接側と判断する。接側のときはステップ１３３に進み、断側のときは本制御を終了する。特に断側のときは、従来技術の項で述べたように、運転手の誤操作によりギアイン直後、ノブスイッチ７７がONされた場合とみなせるので、この場合はクラッチ自動分断の開始を中止する。
【００８９】
ステップ１３３では、シフトストロークセンサ１０２の出力から、現在のギアポジションが１速、３速又は５速か否かを判断する。シフトストロークセンサ１０２の出力電圧がＶF の範囲内にあればそれらギアポジションにあると判断し、ステップ１３４に進む。ＶR の範囲内にあればそれらギアポジションにないと判断し、ステップ１３５に進む。
【００９０】
ステップ１３４ではノブスイッチ後側がONか否かを判断する。即ち、本制御開始のきっかけとなったノブスイッチ７７のONが、シフトノブ１１１が後方に倒されてONになったのか、そうでないのかを判断している。本ステップにおけるギアポジションは１速、３速又は５速で、前方のギアポジションである。よってノブスイッチ後側がONされたということは、ノブスイッチ７７がギア抜き側に切り替わり、正常に、運転手の変速意志によってギア抜き操作が開始されたことを意味する。そこで、この場合はステップ１３６に進み、直ちにクラッチ自動分断を開始する。
【００９１】
逆に、ノブスイッチ後側によるONでないときは、前側つまりギアイン側がONされたことになり、誤操作によるスイッチONとみなすことができる。そこで、この場合はステップ１３７に進み、変速意志なしとみなしてクラッチ自動分断の開始を中止する。
【００９２】
同様に、ステップ１３３でギアポジションが１速、３速又は５速でない、即ち後方のギアポジションにあり、ステップ１３５でノブスイッチ前側がONされたと判断したときは、正常な運転手の変速意志に基づく変速操作とみなせるので、ステップ１３６に進んでクラッチ自動分断を開始する。逆にステップ１３５でノブスイッチ後側によるONと判断したときは、運転手の誤操作とみなせるので、ステップ１３７に進み、クラッチ自動分断の開始を中止する。
【００９３】
以上の本制御においては、特にステップ１３２を設けた点に特徴がある。これは、変速終了後のクラッチ接続過程で、クラッチストロークが完断値から学習値CS2 になるまでにある程度の時間、具体的には0.2sec程度を要するため、これを利用して運転手の変速意思を判断するようにしたものである。即ち、従来技術の項で述べたように、ギアイン直後から誤操作でノブスイッチ７７がONされている時間は0.2sec以下と先の時間より短い。よって先の時間が経過するまでの間、ノブスイッチ７７の信号を受け付けないようにすることで、誤操作に基づくクラッチ自動分断の開始を防止できる。
【００９４】
このように、本制御においては、変速機がギアイン、ノブスイッチがギア抜き側にONされたという２条件が成立しても、クラッチストロークがニュートラル学習値CS2 より大きい断側のときは、クラッチ自動分断の開始を中止するので、誤操作等によるギアイン直後のクラッチ自動分断開始を防止できる。
【００９５】
また、本制御においては、クラッチストロークがニュートラル学習値CS2 以下つまり接側のときは、クラッチ分断要求を受け付けるので、ミスシフト等でギアイン後ギア抜きする場合にも、従来通り問題なく対応できる。
【００９６】
以上、本発明は上記実施の形態に限るものではない。例えば、ノブスイッチの信号に基づき手動変速機をアクチュエータで自動変速するものにおいても本発明は適用できる。
【００９７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シフト誤操作等に基づくギアイン直後のクラッチ自動分断開始を防止できるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクラッチ断接装置を示す全体構成図である。
【図２】倍力装置を示す縦断面図である。
【図３】マスタシリンダを示す縦断面図である。
【図４】クラッチのマニュアル断接の様子を示すタイムチャートである。
【図５】クラッチの自動断接の様子を示すタイムチャートである。
【図６】ニュートラル学習時のクラッチ自動断接の様子を示すタイムチャートである。
【図７】変速機の変速操作部を示す図である。
【図８】シフトストロークとシフトストロークセンサ出力電圧との関係を示すグラフである。
【図９】シフトレバーの構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係るクラッチ自動分断開始制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ クラッチ断接装置
２ 空圧供給手段
７ 倍力装置
７ａ 制御バルブ部
８ クラッチ
９ クラッチペダル
１０ マスタシリンダ
２０ 油圧路
３４，３５，６２，６４，６５，６７，６８，７０，７３ 空圧配管
５４ 油圧配管
７２ コントローラ
７６ 手動変速機
７７ ノブスイッチ
７８，７９，８０，９０ 電磁弁
８８ クラッチストロークセンサ
９５ シフトレバー
１０２ シフトストロークセンサ
CS2 ニュートラル学習値
Ｖ2 ，Ｖ3 ギアイン範囲の電圧
ａ 第１の空圧供給路
ｂ 第２の空圧供給路
ｄ 主空圧供給路
ｅ バイパス空圧供給路
Claims (2)
- 変速機がギアイン、シフトレバーのノブスイッチが該シフトレバーの変速操作によりギア抜き側に切り替えられたという２条件が成立したときクラッチ自動分断を開始し、クラッチ分断後、上記変速機が再度ギアインしたときにクラッチ自動接続を開始するクラッチ断接装置において、クラッチストロークを検知するクラッチストローク検知手段を設け、クラッチ自動接続を行う際に、上記２条件が成立していても上記クラッチストローク検知手段の出力に基づきクラッチが半クラッチ領域より断側にあると判断したときは、クラッチ自動接続を継続するためにクラッチ自動分断の開始を中止する自動分断開始中止手段を設けたことを特徴とするクラッチ断接装置。
- 前記自動分断開始中止手段が、クラッチが半クラッチ領域より断側にあるか否かをクラッチストロークのニュートラル学習値に基づき判断する請求項１記載のクラッチ断接装置。
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