JP5711604B2 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、従来のクリープ機能は、発進クラッチを油圧制御する構成が必要であり、遠心式の発進クラッチを採用する車両には適用することが困難である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、遠心式の発進クラッチを備えた構成でクリープ機能を持たせることができる車両の駆動制御装置を提供することを目的としている。
また、上記構成において、前記車両の車速を検知する車速検知部(120)を有し、前記エンジン制御部(26)は、前記車速に応じたスロットル制御を行うようにしても良い。この構成によれば、簡易な制御によってクリープ走行することができる。
また、上記構成において、前記クリープ力発生回転数(NB)に保持する使用制限を設定し、この使用制限を超える場合に、その旨を外部に報知する報知部(140)を備えるようにしても良い。この構成によれば、発進クラッチを保護することができる。
また、エンジン制御部は、エンジン回転数を、停止状態から走行開始可能な設定回転数まで上昇させ、その後に回転数を下げて発進クラッチの引きずりトルクを発生させるクリープ力発生回転数に制御するので、確実に発進させた後に効率良くクリープ走行させることができる。
また、車両の車速を検知する車速検知部を有し、車速に応じたスロットル制御を行うようにしても良い。この構成によれば、簡易な制御によってクリープ走行することができる。
また、クリープ力発生回転数に保持する使用制限を設定し、この使用制限を超える場合に、その旨を外部に報知する報知部を備えるので、発進クラッチを保護することができる。
また、エンジン制御部は、発進クラッチの滑り量に関する情報を取得し、この情報に基づいて発進クラッチの滑り量が許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内でない場合にエンジン回転数を下げるので、発進クラッチの滑りを抑えることができ、発進クラッチを保護することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態を適用した自動二輪車を示している。
この自動二輪車10は、ヘッドパイプ13に回転自在に軸支されたハンドル14と、該ハンドル14により操舵される前輪16と、駆動輪である後輪18と、運転者が搭乗するシート20と、後輪18にチェーン19を介して駆動力を供給するパワーユニット24と、パワーユニット24の制御を行う制御ユニット(エンジン制御部(エンジンコントロールユニット(ECU))とも言う)26と、制御ユニット26を含む各部に電力を供給するバッテリー28と、車体を覆うカバー30とを有している。
パワーユニット24が具備するエンジン34の吸気通路34Kには、吸気絞り弁(スロットルバルブとも称する)21を有するスロットルボディ22が設けられる。スロットルボディ22には、吸気絞り弁21を電動で開閉駆動する電子スロットル部23及び燃料噴射装置(不図示)が設けられ、電子スロットル部23及び燃料噴射装置は制御ユニット26によって制御される。
制御ユニット26は、操作スイッチ29がオフ、つまり、通常スロットルモードが指示されている場合には、予め記憶されたスロットル制御用基準マップデータに基づき、電子スロットル部23の吸気絞り弁21の開度を、スロットルグリップのスロットルグリップ開度に応じた開度に制御すると共に、エンジン吸気量等に基づいて燃料噴射量を制御する。この制御によって、ユーザー(運転者)はスロットル操作にリニアなエンジン出力を得ることができる。なお、この制御には、公知のスロットル制御を広く適用可能である。
図2はパワーユニット24の断面図であり、左右方向が車幅方向、上方向が車両前方、下方向が車両後方に相当する。パワーユニット24は、走行駆動力を発生するエンジン34及び交流発電機36と、エンジン34のクランク軸(駆動軸)38に設けられた発進クラッチ40と、該発進クラッチ40を介してクランク軸38の回転を有段変速する変速機42と、発進クラッチ40と変速機42との間に設けられた変速クラッチ44とを有する。パワーユニット24は、シリンダヘッド46a、シリンダ46b及びクランクケース46cが一体的に結合されて外延部を構成している。クランク軸38は複数のベアリング48a、48b、48cによって回転自在に軸支されている。
エンジン34は、クランク軸38に連結されたコンロッド50と、コンロッド50の先端に設けられ、シリンダ46b内を往復運動するピストン52と、シリンダ46b内端部の燃焼室34aに火花を供給する点火プラグ54と、不図示の吸排気バルブを開閉動作させて燃焼室34aに対する吸排気を行うカム機構56とを有する。カム機構56はクランク軸38からタイミングチェーン56aを介して駆動される。
クラッチシュー70は、インナープレート66の外端部にピン部材72を介して遠心方向に回動自在に取り付けられており、クラッチスプリング74によって遠心方向と反対側(半径方向内側)に付勢されている。
この遮断状態からエンジン回転数NEが上昇し、発進回転数NS(アイドリング回転数N0以上の回転数であり、例えば、2500rpm〜3000rpm内の回転数)以上になると、遠心力によりクラッチシュー70がアウタープレート68に押圧され、クランク軸38と変速機軸51との間が接続状態(動力が伝達される動力伝達状態(締結状態とも言う))となる。これにより、エンジン回転数NEが発進回転数NSを超えると、クランク軸38と変速機軸51とが一体に回転する。
駆動ギア102a、102b、102c及び102dは、この順に従動ギア104a、104b、104c及び104dと噛合している。駆動ギア102bは左右にスライドしたとき、隣接する駆動ギア102a又は102cに側面のダボが係合し、従動ギア104cは左右にスライドしたとき、隣接する従動ギア104b又は104dに側面のダボが係合する。
駆動ギア102bが左方向にスライドしたとき、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、102a及び従動ギア104aを介してカウンタ軸100に伝達される。駆動ギア102bが中立位置で従動ギア104cが左方向にスライドしたときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、従動ギア104b及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。従動ギア104cが中立位置で駆動ギア102bが右方向にスライドしたときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、102c及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。駆動ギア102bが中立位置で従動ギア104cが右方向に移動したときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102d、従動ギア104d及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。このようにして、メイン軸76の回転は4段階に変速されてカウンタ軸100に伝達され、又はニュートラル状態となる。
また、カウンタ軸100の近傍には、非接触でカウンタ軸100の回転速度を検出する車速センサ(車速検知部)120が設けられており、検出した回転速度を制御ユニット26に出力している。車速センサ120が検出するカウンタ軸100の回転速度は車速Vを示すことになる。
ところが、この種の自動二輪車10においてもクリープ機能が望まれる場合が考えられる。例えば、不整地や雪道等の低摩擦の路面、或いは坂道を走行する場合、また、微速走行したい場合に、クリープ機能があれば便利である。
そこで、本実施形態では、クリープ走行モードを指示する操作スイッチ29がオンにされると、制御ユニット26が、電子スロットル部23によって発進クラッチの引きずりトルクを発生させるエンジン回転数に保持するクリープ制御を行うようにしている。
図5中、符号NAで示すクラッチIN回転数は、発進クラッチ40が締結し始めるエンジン回転数NEであり、具体的には、エンジン回転数NEを徐々に上げた場合にクラッチシュー70とアウタープレート68とが接触し始める回転数である。つまり、このクラッチIN回転数よりも低いエンジン回転数NEでは、発進クラッチ40が切断状態(非締結状態)であり、このクラッチIN回転数NAよりも高いエンジン回転数NE、且つ、発進回転数NS未満では、発進クラッチ40が半クラッチ状態となる。
発進クラッチ40が半クラッチ状態では、発進クラッチ40の入力側(クランク軸38)と出力側(変速機軸51)とで滑りが発生するものの、発進クラッチ40のクラッチシュー70とアウタープレート68とが接触しているため、引きずりトルクが発生し、この引きずりトルクによりクラッチ伝達容量が確保される。
図6は、この場合のスロットル制御を示す図であり、図6中、縦軸がエンジン回転数NEを示し、横軸が時間tを示しており、符号f1で示す実線がクリープ制御時の特性曲線を示している。また、符号f2で示す一点鎖線は、通常スロットルモード(スロットル操作にリニアなエンジン出力を得る制御)の一例を示している。なお、前提として、自動二輪車10が停止状態であり、かつ、変速機42が1速段(ロー段)のときに操作スイッチ29がオンにされるものとする。
図6に示すように、時間t1で操作スイッチ29がオンにされると、制御ユニット26は、電子スロットル部23により吸気絞り弁21を開けて、エンジン回転数NEを、アイドリング回転数N0から、上記クリープ力発生回転数NBよりも高い設定回転数NCまで上昇させ、所定期間経過したタイミング(時間t2)で、エンジン回転数NEをクリープ力発生回転数NBに制御し、その状態を保持する。
この設定回転数NCの情報は、制御ユニット26のメモリ(不図示)に予め記憶され、制御ユニット26がこの設定回転数NCの情報を参照し、回転センサ200によって検出されるエンジン回転数NEが設定回転数NCになるようにフィードバック制御する。これによって、エンジン回転数NEが設定回転数NCに迅速かつ高精度に制御される。
図6に示す時間t1,t2間は、自動二輪車10が走行開始する期間(走行開始期間)TAであり、この走行開始期間TA内に自動二輪車10を走行開始、つまり、発進させることができる。そして、時間t2以降、制御ユニット26は、回転センサ200によって検出されるエンジン回転数NEをクリープ力発生回転数NBになるようにフィードバック制御することにより、クリープ力発生回転数NBに高精度で一定保持される。
なお、ユーザーが操作スイッチ29をオフにすると、上記のクリープ走行モードは解除され、通常スロットルモード(スロットル操作にリニアなエンジン出力を得る制御)に復帰する。また、上記のクリープ走行モード時において、スロットルグリップ開度検出部27によってユーザーによるスロットル操作が検出された場合、制御ユニット26は、直ちにクリープ走行モードを解除し、通常スロットルモードに戻すようにしてもよい。この制御を行えば、ユーザーのスロットル操作を最優先にすることができ、例えば、クリープ走行状態から直ちに加速状態に移行することが可能になる。以上がクリープ制御である。
制御ユニット26は、ブレーキランプ入力があったか否かを判定し(ステップS1)、ブレーキランプ入力がない場合は当該制御を一旦終了する一方、ブレーキランプ入力があった場合は、電子スロットル部23により吸気絞り弁21を閉じて、エンジン回転数NEをクリープ力発生回転数NBからアイドリング回転数N0に下げる(ステップS2)。
アイドリング回転数N0に下げた場合、制御ユニット26は、ブレーキランプ入力がなくなったか否か、つまり、ブレーキランプ消灯か否かを監視し(ステップS3)、ブレーキランプ消灯になると、電子スロットル部23により吸気絞り弁21を開けて、エンジン回転数NEをクリープ力発生回転数NBに戻す(ステップS4)。
このため、上記ステップS1〜S4の制御によれば、ブレーキが効き始める前に、エンジン回転数NEがクリープ力発生回転数NBからアイドリング回転数N0に下がり、上記のクリープ走行状態が解除される。これにより、クラッチ保護と従来と同様のブレーキフィーリングとが得られる。また、ブレーキが解除された後、迅速にクリープ走行状態に復帰することができる。
また、本構成では、エンジン回転数NEを、停止状態から走行開始可能な設定回転数NCまで上昇させ、その後に回転数を下げて発進クラッチ40の引きずりトルクを発生させるクリープ力発生回転数NBに制御するので、確実に発進させた後に発進クラッチ40を半クラッチ状態にして効率良くクリープ走行させることができる。
また、クリープ走行を指示する操作スイッチ29を備えるので、ユーザーの指示に応じてクリープ走行することができる。
図8は第2実施形態のクリープ制御を示す。第2実施形態では、クリープ走行モードの場合、制御ユニット26は、車速センサ120によって検出される車速Vが予め記憶されたクリープ速度VCになるように吸気絞り弁21をフィードバック制御する。
より具体的には、図8に示すように、操作スイッチ29がオンされてクリープ走行モードが指示されると、制御ユニット26は、吸気絞り弁21を開けて、エンジン回転数NEを設定回転数NCまで上昇させる(ステップS11)。
このとき、制御ユニット26は、操作スイッチ29がオフされたか否かを判定すると共に(ステップS13)、スロットルグリップ開度検出部27によってユーザーによるスロットル操作が検出されたか否かを判定し(ステップS14)、いずれも否定結果の場合には、上記ステップS12の処理を継続する。そして、ステップS13又はS14のいずれかが肯定結果になると、クリープ走行モードを解除し、通常スロットルモード(スロットル操作にリニアなエンジン出力を得る制御)に復帰する。
例えば、上記各実施形態において、クリープ走行モードにおいては、発進クラッチ40の滑りが継続して発生してしまうため、このクリープ走行モードの使用制限時間を設定しても良い。
この場合、図9に示すように、制御ユニット26の制御化で動作する報知装置(報知部)140を設け、制御ユニット26がクリープ走行モードの継続時間を計測し、この継続時間が予め定めた使用制限時間を超える場合に、報知装置を駆動して、その旨を外部に報知するようにしてもよい。ここで、報知装置としては、ブザー等の放音装置、或いは、液晶表示装置等の表示装置を適用すれば良い。これによれば、発進クラッチ40を保護することができる。
まず、図10に示すクラッチ滑り監視処理を説明する。制御ユニット26は、クリープ走行モードの間、車速Vとエンジン回転数NEとに基づいてクラッチ滑り量NCRを計算する(ステップS21)。より具体的には、制御ユニット26は、車速Vから発進クラッチ40の出力側(変速機軸51)の回転数を特定し、この回転数と、発進クラッチ40の入力側の回転数であるエンジン回転数NEとの差分を求めることにより、クラッチ滑り量NCRを算出する。
そして、制御ユニット26は、算出したクラッチ滑り量NCRが予め定めた上限値NXを超えたか否かを判定し(ステップS22)、超えた場合、電子スロットル部23によりエンジン回転数NEを強制的に下げる(ステップS23)。このステップS21〜S23の処理を繰り返し実行することにより、クラッチ滑り量NCRを許容範囲内に抑えることができる。従って、発進クラッチ40を保護することができる。
21 吸気絞り弁
23 電子スロットル部
26 制御ユニット(エンジン制御部)
29 操作スイッチ(指示部)
34 エンジン
34K 吸気通路
40 発進クラッチ
120 車速センサ(車速検知部)
140 報知装置(報知部)
N0 アイドリング回転数
NA クラッチIN回転数
NB クリープ力発生回転数
NC 設定回転数
NCR クラッチ滑り量
VC クリープ速度
TL 油温
Claims (5)
- エンジン(34)と変速機(42)との間に設けられる発進クラッチ(40)と、エンジン(34)の吸気通路(34K)に設けられた吸気絞り弁(21)を開閉する電子スロットル部(23)と、前記エンジン(34)を制御するエンジン制御部(26)とを備える車両の駆動制御装置において、
前記発進クラッチ(40)は、所定回転数以上でエンジン動力を変速機(42)に伝達する遠心式であり、
前記エンジン制御部(26)は、前記電子スロットル部(23)により前記吸気絞り弁(21)の開度を制御して、エンジン回転数を、停止状態から走行開始可能な設定回転数(NC)まで上昇させ、その後に回転数を下げて前記発進クラッチ(40)の引きずりトルクを発生させるクリープ力発生回転数(NB)に制御することを特徴とする車両の駆動制御装置。 - 前記車両の車速を検知する車速検知部(120)を有し、前記エンジン制御部(26)は、前記車速に応じたスロットル制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動制御装置。
- クリープ走行を指示する指示部(29)を備え、
前記クリープ走行が指示された場合に、前記エンジン制御部(26)は、前記電子スロットル部(23)によって前記クリープ力発生回転数(NB)に制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の駆動制御装置。 - 前記クリープ力発生回転数(NB)に保持する使用制限を設定し、この使用制限を超える場合に、その旨を外部に報知する報知部(140)を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
- 前記エンジン制御部(26)は、前記発進クラッチ(40)の滑り量に関する情報(NCR,TL)を取得し、この情報(NCR,TL)に基づいて前記発進クラッチ(40)の滑り量が許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内でない場合にエンジン回転数を下げることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
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