JP4298181B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチの接続を自動で行うクラッチ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型トラック等の車両において、クラッチペダルが無い完全自動の変速装置が開発されている。
そして、このような車両では、クラッチペダルを踏み込むことなく自動発進が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の大型トラック用の変速装置では、アクセルペダルを踏んでの発進時にショックやもたつき感があり、前方車に遅れ走りにくく、また、走り込むにつれ発進のフィーリングが変化するという問題があった。
そして、従来、このような問題を解決するために、発進制御関係のマップが多数作成されているが、そのチューニング工数が膨大なものになっていた。
【０００４】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、アクセルペダルの踏み込みに応じてクラッチの接続を最適に制御することができるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクラッチ制御装置は、エンジンの回転数を入力し、エンジンの回転加速度を求めるエンジン回転加速度演算手段と、前記エンジンの回転数が高くなるに従いクラッチ緩接続係数が３段階で段階的に大きくなるように予め作成された第１のマップから前記エンジンの回転数に対応するクラッチ緩接続係数を読み取る第１の読み取り手段と、前記エンジンの回転加速度が大きくなるに従いクラッチ緩接続補正係数が３段階で段階的に大きくなるように予め作成された第２のマップから前記エンジンの回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数を読み取る第２の読み取り手段と、前記第１の読み取り手段および第２の読み取り手段から前記クラッチ緩接続係数およびクラッチ緩接続補正係数を入力し、前記クラッチ緩接続係数と前記クラッチ緩接続補正係数とを乗算してクラッチ緩接続決定係数を求める演算手段と、前記クラッチ緩接続決定係数を入力し、その値が予め定められた第１の値より小さい時にクラッチ保持を行い、前記第１の値より大きく第２の値より小さい時に弱めのクラッチ接続を行い、前記第２の値より大きい時に強めのクラッチ接続を行うクラッチ接続制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２のクラッチ制御装置は、請求項１記載のクラッチ制御装置において、前記弱めのクラッチ接続は、クラッチをゆっくり接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を少なくすることにより行われ、前記強めのクラッチ接続は、クラッチを速めに接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を多めにすることにより行われることを特徴とする。
【０００８】
請求項３のクラッチ制御装置は、請求項１または請求項２記載のクラッチ制御装置において、前記クラッチ接続制御手段によるクラッチの接続が、車両の発進時に行われることを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１のクラッチ制御装置では、予め実験により、第１のマップが、エンジンの回転数が高くなるに従いクラッチ緩接続係数が大きくなるように作成され、また、第２のマップが、エンジンの回転加速度が大きくなるに従いクラッチ緩接続補正係数が大きくなるように作成される。
そして、演算手段により、クラッチ緩接続係数とクラッチ緩接続補正係数とが乗算されクラッチ緩接続決定係数が求められる。
【００１１】
そして、クラッチ緩接続決定係数の値が予め定められた値より小さい時に弱めのクラッチ接続が行われ、予め定められた値より大きい時に強めのクラッチ接続が行われる。
請求項２のクラッチ制御装置では、弱めのクラッチ接続が、クラッチをゆっくり接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を少なくすることにより行われる。
【００１２】
また、強めのクラッチ接続が、クラッチを速めに接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を多めにすることにより行われる。
請求項３のクラッチ制御装置では、アクセルペダルをゆっくり踏み込むことにより、車両がゆっくり発進される。
一方、アクセルペダルを急に踏み込むことにより、車両が急発進される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図１は、本発明のクラッチ制御装置の実施形態を備えたエンジンおよび変速装置を示している。
図１において、エンジン３１には、クラッチハウジング３２を介してトランスミッション２６が取り付けられている。
【００１４】
クラッチハウジング３２には、ギヤのシフト位置を検出するポジションセンサ３３が設けられている。
また、トランスミッション２６には、トランスミッションコントロールユニット２５Ａからの電気信号によるギヤシフトを検出するトランスミッションアクチュエータセンサ３４、車速センサ３５、アクチュエータ３６、アクチュエータ３７、ギヤ回転センサ３８が取り付けられている。
【００１５】
そして、エンジン回転数センサ２５とクラッチストロークセンサ２６ａとがクラッチハウジング３２に取り付けられ、シフトタワー３０、ポジションセンサ３３、トランスミッションアクチュエータセンサ３４、ギヤ回転センサ３８、表示モニタ４０、マグネチックバルブ３９等と共に、トランスミッションコントロールユニット２５Ａに電気回路で接続されている。
【００１６】
また、スロットルアクチュエータ２８と、アクセルペダル２７のアクセル開度センサ２７ａとが、エンジンコントロールユニット２９に電気回路で接続されている。
図２は、本発明のクラッチ制御装置の第１の実施形態を示すブロック図であり、この制御装置は、エンジン回転数演算部５１、エンジン回転加速度演算部５３、クラッチ接続判断部５５およびクラッチ制御部５７を有している。
【００１７】
また、クラッチストローク演算部５９、ギヤ回転数演算部６１、アクセル開度演算部６３を有している。
エンジン回転数演算部５１は、エンジン回転数センサ２５からの信号を入力し、エンジン回転数を演算する。
【００１８】
エンジン回転加速度演算部５３は、エンジン回転数演算部５１で演算されたエンジン回転数を入力しエンジン回転加速度を演算する。
クラッチ接続判断部５５は、エンジン回転数およびエンジン回転加速度を入力し、エンジンの回転数が予め定められた値より高いか否かを判断する。
また、エンジンの回転加速度が予め定められた値より大きいか否かを判断する。
【００１９】
そして、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が小さい時、または、エンジンの回転数が低くかつエンジンの回転加速度が大きい時に、弱めのクラッチ接続を行う信号をクラッチ制御部５７に出力する。
また、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が大きい時に、強めのクラッチ接続を行う信号をクラッチ制御部５７に出力する。
【００２０】
クラッチ制御部５７は、弱めのクラッチ接続を行う信号の入力により、クラッチアクチュエータを制御し、クラッチをゆっくり接続する。
なお、この場合、クラッチの接続量を少なくすることにより弱めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
また、クラッチ制御部５７は、強めのクラッチ接続を行う信号の入力により、クラッチアクチュエータを制御し、クラッチを速めに接続する。
【００２１】
なお、この場合、クラッチの接続量を多めにすることにより強めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
そして、この実施形態では、クラッチ接続判断部５５には、クラッチストローク演算部５９、ギヤ回転数演算部６１、アクセル開度演算部６３からの信号が入力される。
【００２２】
クラッチストローク演算部５９は、クラッチストロークセンサ２６ａからの信号を入力しクラッチストロークを演算する。
ギヤ回転数演算部６１は、ギヤ回転数センサ３８からの信号を入力しギヤ回転数を演算する。
アクセル開度演算部６３は、アクセル開度センサ２７ａからの信号を入力しアクセル開度を演算する。
【００２３】
図３は、本発明のクラッチ制御装置の第１の実施形態の発進時における動作を示すフローチャートであり、先ず、ステップＳ１において、アクセルペダル２７の開度が予め設定された値以上であるか否かが判断される。
すなわち、アクセルセンサ２７ａからの信号によりアクセルペダル２７を踏んでいるか否かが判断される。
【００２４】
そして、アクセルペダル２７が踏まれている場合には、ステップＳ２において、クラッチ急接続制御が行われる。
このクラッチ急接続制御は、例えば、クラッチアクチュエータに配置される大排気バルブを開放することにより行われる。
次に、ステップＳ３において、クラッチストロークが設定クラッチストローク以下か否かが判断される。
【００２５】
クラッチストロークは、クラッチストロークセンサ２６ａから入力される信号から求められる。
そして、クラッチストロークが、設定クラッチストローク以下である場合には、ステップＳ４において、クラッチ緩接続制御が行われる。
このクラッチ緩接続制御については、後に詳細に説明する。
【００２６】
次に、ステップＳ５において、エンジン回転数とカウンタシャフト回転数が一致しているか否かが判断される。
カウンタシャフト回転数は、ギヤ回転数センサ３８から入力される信号から求められる。
【００２７】
そして、一致している場合には、ステップＳ６においてクラッチ完全接続制御が行われクラッチの発進制御が終了する。
図４は、図３のステップＳ４のクラッチ緩接続制御の詳細を示すもので、先ず、ステップＳ１において、エンジン回転数が読み込まれエンジン回転加速度が演算される。
【００２８】
次に、ステップＳ２において、エンジン回転数が、予め設定された値より低めで、かつ、エンジン回転加速度が、予め設定された値より小または負か否かが判断される。
そして、エンジン回転数が低めで、かつ、エンジン回転加速度が小または負の場合には、クラッチの接続が一旦保持される。
【００２９】
一方、エンジン回転数が低めで、かつ、エンジン回転加速度が小または負でない場合には、ステップＳ３において、エンジン回転数が予め定められた値より高く、かつ、エンジン回転加速度が予め定められた値より小さいか否かが判断され、また、エンジン回転数が予め定められた値より低く、かつ、エンジン回転加速度が予め定められた値より大きいか否かが判断される。
【００３０】
そして、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が小さい時、または、エンジンの回転数が低くかつエンジンの回転加速度が大きい時には、ステップＳ４において、弱めのクラッチ接続が行われる。
なお、この場合、クラッチの接続量を少なくすることにより弱めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
【００３１】
一方、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が大きい時には、ステップＳ５において、強めのクラッチ接続が行われる。
なお、この場合、クラッチの接続量を多めにすることにより強めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
【００３２】
上述したクラッチ制御装置では、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が小さい時、または、エンジンの回転数が低くかつエンジンの回転加速度が大きい時に、弱めのクラッチ接続を行い、エンジンの回転数が高くかつエンジンの回転加速度が大きい時に、強めのクラッチ接続を行うようにしたので、アクセルペダル２７の踏み込みに応じてクラッチの接続を最適に制御することができる。
【００３３】
そして、クラッチの接続が、接続または一旦保持のみなので、ドライバがアクセル操作に対するダイレクト感を得ることができる。
また、クラッチ摩耗等によりトルク伝達特性が変化しても、安定した接続が可能であり、発進フィーリング等への影響を少なくすることができる。
また、上述したクラッチ制御装置では、弱めのクラッチ接続を、クラッチをゆっくり接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を少なくすることにより行い、強めのクラッチ接続を、クラッチを速めに接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を多めにすることにより行うようにしたので、弱めのクラッチ接続および強めのクラッチ接続を、容易，確実に行うことができる。
【００３４】
さらに、上述したクラッチ制御装置では、アクセルペダル２７をゆっくり踏み込むことにより、車両がゆっくり発進され、アクセルペダル２７を急に踏み込むことにより、車両が急発進されるため、ドライバの意図した発進を、容易，確実に達成することができる。
図５は、本発明のクラッチ制御装置の第２の実施形態を示すブロック図であり、この制御装置は、エンジン回転数演算部５１、エンジン回転加速度演算部５３、第１の読み取り部６５、第２の読み取り部６７、クラッチ緩接続決定係数演算部６９、クラッチ接続判断部７１およびクラッチ制御部７３を有している。
【００３５】
エンジン回転数演算部５１は、エンジン回転数センサ２５からの信号を入力し、エンジン回転数を演算する。
エンジン回転加速度演算部５３は、エンジン回転数演算部５１で演算されたエンジン回転数を入力しエンジン回転加速度を演算する。
【００３６】
第１の読み取り部６５は、第１のマップからエンジン回転数に対応するクラッチ緩接続係数を読み取る。
図６は、第１のマップを示すもので、このマップは、横軸にエンジン回転数が、縦軸にクラッチ緩接続係数Ｋ１が取られている。
そして、予め、実験により、エンジンの回転数が高くなるに従い、クラッチ緩接続係数Ｋ１が段階的に大きくなるように作成されている。
【００３７】
第２の読み取り部６７は、第２のマップからエンジン回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数を読み取る。
図７は、第２のマップを示すもので、このマップは、横軸にエンジン回転加速度が、縦軸にクラッチ緩接続補正係数Ｋ２が取られている。
そして、予め、実験により、エンジンの回転加速度が高くなるに従い、クラッチ緩接続補正係数Ｋ２が段階的に大きくなるように作成されている。
【００３８】
クラッチ緩接続決定係数演算部６９は、第１の読み取り部６５および第２の読み取り部６７からクラッチ緩接続係数Ｋ１およびクラッチ緩接続補正係数Ｋ２を入力し、クラッチ緩接続係数Ｋ１とクラッチ緩接続補正係数Ｋ２とを乗算してクラッチ緩接続決定係数Ｋを求める。
クラッチ接続判断部７１は、クラッチ緩接続決定係数Ｋを入力し、その値が予め定められた値より小さい時に弱めのクラッチ接続を行う信号をクラッチ制御部７３に出力する。
【００３９】
また、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め定められた値より大きい時に強めのクラッチ接続を行う信号をクラッチ制御部７３に出力する。
クラッチ制御部７３は、弱めのクラッチ接続を行う信号の入力により、クラッチアクチュエータを制御し、クラッチをゆっくり接続する。
【００４０】
なお、この場合、クラッチの接続量を少なくすることにより弱めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
また、クラッチ制御部７３は、強めのクラッチ接続を行う信号の入力により、クラッチアクチュエータを制御し、クラッチを速めに接続する。
なお、この場合、クラッチの接続量を多めにすることにより強めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
【００４１】
図８は、本発明のクラッチ制御装置の第２の実施形態のクラッチ緩接続制御を示すフローチャートであり、先ず、ステップＳ１において、エンジン回転数が読み込まれエンジン回転加速度が演算される。
次に、ステップＳ２において、図６に示した第１のマップからエンジン回転数に対応するクラッチ緩接続係数Ｋ１が読み取られる。
【００４２】
次に、ステップＳ３において、図７に示した第２のマップからエンジン回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数Ｋ２が読み取られる。
次に、ステップＳ４において、クラッチ緩接続係数Ｋ１とクラッチ緩接続補正係数Ｋ２とが乗算されクラッチ緩接続決定係数Ｋが求められる。
次に、ステップＳ５において、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ１より小さいか否かが判断される。
【００４３】
なお、値Ａ１は、クラッチを一旦保持にするかを決定する定数であり、予め実験により求められる。
そして、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ１より小さい時には、クラッチの接続が一旦保持される。
一方、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ１より大きい時には、ステップＳ６において、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ２より小さいか否かが判断される。
【００４４】
なお、値Ａ２は、クラッチアクチュエータの小排気マグネチックバルブ開時間を決定する定数であり、予め実験により求められる。
この値には、他に、クラッチの接続速さ、または接続量、油圧を高める程度を決定する定数を使用することができる。
そして、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ２より小さい時には、ステップＳ７において、小排気マグネチックバルブが短時間だけ開とされ、弱めのクラッチ接続が行われる。
【００４５】
なお、この場合、クラッチをゆっくり接続し、または、クラッチの接続量を少なくすることにより弱めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
また、油圧制御方式の場合には、圧力をやや低めにするようにしても良い。
一方、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、予め設定された値Ａ２より大きい時には、ステップＳ８において、小排気マグネチックバルブが長時間開とされ、強めのクラッチ接続が行われる。
【００４６】
なお、この場合、クラッチをやや速めに接続し、または、クラッチの接続量をやや多めにすることにより強めのクラッチ接続を行うようにしても良い。
また、油圧制御方式の場合には、圧力をより低めるするようにしても良い。
上述したクラッチ制御装置では、予め実験により、第１のマップを、エンジンの回転数が高くなるに従いクラッチ緩接続係数Ｋ１が大きくなるように作成し、また、第２のマップを、エンジンの回転加速度が大きくなるに従いクラッチ緩接続補正係数Ｋ２が大きくなるように作成し、クラッチ緩接続係数Ｋ１とクラッチ緩接続補正係数Ｋ２とを乗算してクラッチ緩接続決定係数Ｋを求め、クラッチ緩接続決定係数Ｋの値が予め定められた値より小さい時に弱めのクラッチ接続を行い、予め定められた値より大きい時に強めのクラッチ接続を行うようにしたので、アクセルペダル２７の踏み込みに応じてクラッチの接続を最適に制御することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、本発明のクラッチ制御装置を発進制御に適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、変速制御にも適用することができる。
また、上述した実施形態では、クラッチの接続を弱めの接続と強めの接続の２種類にした例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、弱めの接続と強めの接続との間に中間の接続を設け、接続状態をさらに分割して、細かい制御を行うようにしても良い。
【００４８】
なお、上述した実施形態において、クラッチ形式としては、通常の乾式クラッチに限らず、湿式クラッチに応用しても良い。
また、クラッチアクチュエータとして、クラッチブースタの圧力エアをマグネチックバルブによる排気方式に加え、電磁比例式空気圧制御弁でも良い。
さらに、クラッチブースタでのエア制御に限らず、油圧制御方式でも良い。
【００４９】
この油圧制御方式では、エンジン回転数が高くエンジン回転加速度が大の場合に、油圧を低めることによってクラッチが接続する場合には速やかに低めることにより通常の乾式クラッチと同様に制御することができる。
また、油圧を高めることによってクラッチが接続する場合には速やかに油圧を高めることにより、通常の乾式クラッチ（クラッチブースタ式）と同様に制御することができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１のクラッチ制御装置では、予め実験により、第１のマップを、エンジンの回転数が高くなるに従いクラッチ緩接続係数が大きくなるように作成し、また、第２のマップを、エンジンの回転加速度が大きくなるに従いクラッチ緩接続補正係数が大きくなるように作成し、クラッチ緩接続係数とクラッチ緩接続補正係数とを乗算してクラッチ緩接続決定係数を求め、クラッチ緩接続決定係数の値が予め定められた値より小さい時に弱めのクラッチ接続を行い、予め定められた値より大きい時に強めのクラッチ接続を行うようにしたので、アクセルペダルの踏み込みに応じてクラッチの接続を最適に制御することができる。
【００５２】
請求項２のクラッチ制御装置では、弱めのクラッチ接続および強めのクラッチ接続を、容易，確実に行うことができる。
請求項３のクラッチ制御装置では、アクセルペダルをゆっくり踏み込むことにより、車両がゆっくり発進され、アクセルペダルを急に踏み込むことにより、車両が急発進されるため、ドライバの意図した発進を、容易，確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ制御装置の実施形態が適用されるエンジンおよび変速装置を示す説明図である。
【図２】本発明のクラッチ制御装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２のクラッチ制御装置の動作を示す説明図である。
【図４】図３のクラッチ緩接続制御の動作を示す説明図である。
【図５】本発明のクラッチ制御装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５のクラッチ制御装置が有する第１のマップを示す説明図である。
【図７】図５のクラッチ制御装置が有する第２のマップを示す説明図である。
【図８】図５のクラッチ緩接続制御の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
２５ エンジン回転数センサ
２６ａ クラッチストロークセンサ
２７ａ アクセル開度センサ
３８ ギヤ回転数センサ
５１ エンジン回転数演算部
５３ エンジン回転加速度演算部
５５ クラッチ接続判断部
５７ クラッチ制御部
５９ クラッチストローク演算部
６１ ギヤ回転数演算部
６３ アクセル開度演算部
６５ 第１の読み取り部
６７ 第２の読み取り部
６９ クラッチ緩接続決定係数演算部
７１ クラッチ接続判断部
７３ クラッチ制御部

Claims (3)

1. エンジンの回転数を入力し、エンジンの回転加速度を求めるエンジン回転加速度演算手段と、
   前記エンジンの回転数が高くなるに従いクラッチ緩接続係数が３段階で段階的に大きくなるように予め作成された第１のマップから前記エンジンの回転数に対応するクラッチ緩接続係数を読み取る第１の読み取り手段と、
   前記エンジンの回転加速度が大きくなるに従いクラッチ緩接続補正係数が３段階で段階的に大きくなるように予め作成された第２のマップから前記エンジンの回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数を読み取る第２の読み取り手段と、
   前記第１の読み取り手段および第２の読み取り手段から前記クラッチ緩接続係数およびクラッチ緩接続補正係数を入力し、前記クラッチ緩接続係数と前記クラッチ緩接続補正係数とを乗算してクラッチ緩接続決定係数を求める演算手段と、
   前記クラッチ緩接続決定係数を入力し、その値が予め定められた第１の値より小さい時にクラッチ保持を行い、前記第１の値より大きく第２の値より小さい時に弱めのクラッチ接続を行い、前記第２の値より大きい時に強めのクラッチ接続を行うクラッチ接続制御手段と、
   を有することを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 請求項１記載のクラッチ制御装置において、
   前記弱めのクラッチ接続は、クラッチをゆっくり接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を少なくすることにより行われ、前記強めのクラッチ接続は、クラッチを速めに接続することにより、あるいは、クラッチの接続量を多めにすることにより行われることを特徴とするクラッチ制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチ接続制御手段によるクラッチの接続が、車両の発進時に行われることを特徴とするクラッチ制御装置。

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