JP6238818B2 - 自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法及び自動クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械式クラッチの断接を自動的に実行できるよう構成された自動クラッチ制御装置に係り、特に、微速走行制御における制御性の向上等を図ったものに関する。

この種の従来装置としては、例えば、車両が微速走行や微速後退走行にある場合に、進行方向に下り坂になる等によって半クラッチモードが解除されずに、エンジン回転数が上昇し無用なクラッチの滑りが継続されることによるクラッチ板の摩耗防止のために、アクセルペダルの踏み込み量が極少なく、かつ、エンジン回転数が所定値を超える場合には、半クラッチモードを強制的に解除して、クラッチを接続状態とする自動クラッチ制御装置等、車両の動作状態に応じた適切なクラッチ制御を実現すべく様々な制御方法、制御装置等が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００５−１３３８２４号公報（第４−６頁、図１−図２）

しかしながら、上記特許文献１に開示された自動クラッチ制御装置においては、車両が車速零の状態から発進する場合に、まず、半クラッチ・モードにより微速走行状態とされ、車速の増大に従い変速機が第３段以上となることを待って半クラッチ・モードは自動的に解除されて通常走行へ移行するように制御されるものとなっている。そのため、微速走行の状態においてアクセルを大きく踏み込んでも微速走行から相応の変速段による走行である発進モードへの切替ができず、所望の走行状態への簡易な切替ができないという問題がある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、運転手の最小限の運転操作に基づいて微速走行の開始及び解除を適切に実行可能とする自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法及び自動クラッチ制御装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法は、
車両の動作状態に基づいてクラッチの断接を自動制御可能に構成されてなる自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法であって、
微速走行の要否をファジー演算により算出された推論値に基づいて判定し、前記推論値により微速走行が必要と判定された際に微速走行制御を開始し、
前記ファジー演算は、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及び、エンジン回転数の各々について予め規定されたメンバーシップ関数を用いて行われるよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る自動クラッチ制御装置は、
車両の動作状態に基づいてクラッチの断接を自動制御可能に構成された電子制御ユニットを具備してなる自動クラッチ制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
微速走行の要否をファジー演算により算出された推論値により判定し、前記推論値により微速走行が必要と判定された際に微速走行制御を開始せしめ、
前記ファジー演算は、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及び、エンジン回転数の各々について予め規定されたメンバーシップ関数を用いて実行されるよう構成されてなるものである。

本発明によれば、ファジー推論を用いることで、運転状態の小さな変化を捉えて微速走行制御を開始することができるので、従来と異なり、運転者に微速走行へ移行するための特別の操作を強いることなく微速走行を得ることができ、従来に比してより快適な運転フィーリングを提供可能とすると共に制御性の向上図ることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における電子制御ユニットにより実行される自動クラッチ制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態における自動クラッチ制御処理において実行されるファジー演算に用いられるアクセル開度のメンバーシップ関数の一例を示す特性線図である。 本発明の実施の形態における自動クラッチ制御処理において実行されるファジー演算に用いられるアクセル開度変化量のメンバーシップ関数の一例を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置Ｓは、電子制御ユニット１００と、クラッチアクチュエータ１１０と、クラッチ１２０とを主たる構成要素として構成されてなるものである。
本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置Ｓは、いわゆる２ペダルＭＴ車に搭載されるものを前提としたものである。

以下、具体的な構成を説明すれば、まず、クラッチ１２０は、車両のエンジン１５０と変速機１４０との間に設けられた機械式クラッチであり、その断接がクラッチアクチュエータ１１０を介して電子制御ユニット１００により、車両の動作状態に応じて自動的に行われるようになっている。

また、本発明の実施の形態においては、変速機１４０も、そのギア段の設定がギアシフトアクチュエータ１３０を介して電子制御ユニット１００により、車両の動作状態に応じて自動的に行われるようになっており、図１に示された構成においては自動変速制御装置が実現されたものとなっている。

電子制御ユニット１００は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、クラッチアクチュエータ１１０やギアシフトアクチュエータ１３０を通電駆動するための回路（図示せず）や、エンジン１５０に取り付けられているインジェクタ（図示せず）等を通電駆動するための回路（図示せず）等を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット１００は、従来同様、自動クラッチ制御処理を実行すると共に、変速機制御処理やエンジン動作制御等の車両の動作制御を実行する他、後述する本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置における微速走行制御処理を実行するものとなっている。

そのため、電子制御ユニット１００には、変速機１４０におけるギア設定を検出する変速段検出センサ１１、車速を検出する車速センサ１２、クラッチ回転数を検出するクラッチ回転数センサ１３、クラッチストロークを検出するクラッチストロークセンサ１４、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１６、エンジントルクを検出するエンジントルクセンサ１７等の各種センサの検出信号が入力され、エンジン動作制御処理や自動クラッチ制御処理等に供されるようになっている。

次に、電子制御ユニット１００によって実行される本発明の実施の形態における微速走行制御処理の手順について図２に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
電子制御ユニット１００による処理が開始されると、最初に、この後の微速走行制御処理を実行するに必要な各種のデータ入力が行われる（図２のステップＳ１０２参照）。
入力されるデータは、例えば、アクセル開度Ａｃｃ、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖｃ、及び、アクセルストローク等が好適である。

次いで、入力されたアクセル開度Ａｃｃを基にアクセル変化量の算出が行われる（図２のステップＳ１０４参照）。
ここで、アクセル変化量とは、単位時間当たりのアクセル開度の変化量であり、本発明の実施の形態においては、１秒当たりのアクセル開度の変化量として算出されるものとなっている。
次いで、ファジー演算による推論値の算出が行われる（図２のステップＳ１０６参照）。
ファジー演算自体は、従来から良く知られている推論のための演算であり、本発明の実施の形態においては、ファジー演算に必要な以下に述べるメンバーシップ関数が予め設定され、それに基づいて微速走行に対する運転者の要求度がどの程度であるかを表す指標値としての推論値が算出されるようになっている。

まず、本発明の実施例の形態におけるファジー演算におけるメンバーシップ関数として最低限必要とされるものの１つに、アクセル開度に関するメンバーシップ関数がある。
図３には、アクセル開度と微速走行を行うか否かの要求度（適合度）とに関するメンバーシップ関数の例が示されており、以下、同図を参照しつつアクセル開度に関するメンバーシップ関数について説明する。
まず、図３において、横軸は、アクセル開度（％）を、縦軸は適合度を、それぞれ表している。

また、図３において、点線は、微速走行を実行状態（ＯＮ）とすことに対する要求度としての適合度とアクセル開度との相関関係を、実線は、微速走行を非実行状態（ＯＦＦ）とすことに対する要求度としての適合度とアクセル開度との相関関係を、それぞれ表している。

本発明の実施の形態においては、アクセル開度が０％から大凡１５％付近まで、微速走行要求度、すなわち、適合度１とされ、その後、適合度は、アクセル開度が２０％となるまではアクセル開度の増加に反比例して減少し、アクセル開度２０％のところで適合度０となるように規定されたものとなっている（図３の点線の特性線参照）。
そして、アクセル開度が２５％を過ぎると、アクセル開度の増加に比例して微速走行を非実行状態とすることに対する要求度としての適合度が増加してゆき、アクセル開度が大凡４０％付近で適合度１、すなわち、換言すれば、微速走行を非実行状態とするように規定されたものとなっている（図３の実線の特性線参照）。

また、図４には、アクセル開度変化量に関するメンバーシップ関数の例が示されており、以下、同図を参照しつつ、このメンバーシップ関数の例について説明する。
まず、図４において、横軸は、アクセル開度変化量（％／ｓ）を、縦軸は適合度を、それぞれ表している。

また、図４において、点線は、微速走行を実行状態（ＯＮ）とすことに対する要求度としての適合度とアクセル開度変化量との相関関係を、実線は、微速走行を非行状態（ＯＦＦ）とすことに対する要求度としての適合度とアクセル開度変化量との相関関係を、それぞれ表している。

本発明の実施の形態においては、アクセル開度変化量が−１５０（％／ｓ）からアクセル開度変化量０（％／ｓ）までの間、アクセル開度変化量の増加に比例して適合度も増え、アクセル開度変化量０（％／ｓ）のところで、適合度１となり、その後、アクセル開度変化量の増加に反比例して適合度は小さくなり、アクセル開度変化量が１２０（％／ｓ）のところで適合度０となるように規定されたものとなっている（図４の点線の特性線参照）。

また、アクセル開度変化量が０（％／ｓ）から大凡−１４０（％／ｓ）までは、微速走行を非実行状態とすることに対する要求度としての適合度は１とされ、アクセル開度変化量が大凡−１４０（％／ｓ）を越して増大すると共に、適合度は反比例して小さくなり、アクセル開度変化量が０（％／ｓ）のところで、適合度０となるよう規定されたものとなっている（図４の実線の特性線参照）。
さらに、アクセル開度変化量が０（％／ｓ）から増大すると共に、適合度は比例して増加してゆき、アクセル開度変化量が大凡１３０（％／ｓ）のところで１となり、その後は、アクセル開度変化量の増大に対して適合度１に維持されるように規定されたものとなっている（図４の実線の特性線参照）。

なお、上述のメンバーシップ関数に加えて、車速、エンジン回転数についてもメンバーシップ関数化すると好適である。
例えば、車速については、車速０から大凡１Ｋｍ／ｈまでの間、車速の増加に比例して微速走行を実行状態とすることに対する要求度としての適合度が大きくなり、大凡１Ｋｍ／ｈで適合度１となり、その後は、車速の増加に反比例して適合度が減少し、大凡４Ｋｍ／ｈのところで適合度０となるようなメンバーシップ関数が好適である。

また、エンジン回転数については、０ｒｐｍから大凡５００ｒｐｍまでの間、エンジン回転数の増加に比例して微速走行を実行状態とすることに対する要求度としての適合度が大きくなり、大凡５００ｒｐｍで適合度１となり、その後は、エンジン回転数の増加に反比例して適合度が減少し、大凡６００ｒｐｍで適合度０となるようなメンバーシップ関数が好適である。

これらのメンバーシップ関数をどのように定めるかは、これらメンバーシップ関数に基づいてファジー演算によって算出される推論値に基づいて実行される微速走行として、どのような走行状態の微速走行を所望するか、その内容を考慮して適宜定められるべきものである。したがって、必ずしも上述したようなメンバーシップ関数の内容に限定されるものではなく、試験結果やシミュレーション結果等に基づき、実際の個々の車両の仕様等も考慮して定めるのが好適である。
なお、上述のメンバーシップ関数を用いた推論値の算出は、例えば、良く知られている重心法などを用いて実行するのが好適である。

しかして、上述のようにして得られた推論値を基に微速走行の要求があるか否か、換言すれば、微速走行が必要か否かが判定される（図２のステップＳ１０８参照）。
ここで、微速走行の要求があるか否かの判定は、推論値が予め定めた要求基準値を超えているか否かによって判定され、要求基準値を超えている場合（ＹＥＳの場合）に微速走行の要求有りと判定される一方、推論値が要求基準値を超えない場合（ＮＯの場合）には、微速走行は必要無いとして処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
なお、要求基準値を如何なる値に設定するかは、車両の具体的な仕様等を考慮し、試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。

ステップＳ１０８において微速走行の要求有りと判定された場合には、微速走行制御に基づく微速走行が開始されることとなる（図２のステップＳ１１０参照）。
すなわち、この時点におけるアクセル開度及びアクセル変化量に基づいてクラッチ１２０が動くか動かないかの半クラッチの状態となるように、クラッチ１２０の接続状態が制御されると共に、エンジン１５０のトルク制御が行われる結果、車両は微速走行状態に維持されることとなる。
なお、微速走行が具体的に如何なる走行状態であるかは、個々の車両の具体的な仕様等によって一義的には定められないが、一般的には、エンジン回転数が大凡６００ｒｐｍ以下で、かつ、車速が大凡４ｋｍ／ｈ程度の走行状態が好適である。

この微速走行状態は、解除要求が発生したと判定されるまで継続され（図２のステップＳ１１２参照）、解除要求が発生したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、微速走行が解除され（図２のステップＳ１１４参照）、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。なお、メインルーチンへ戻った場合には、通常の自動クラッチ制御が実行されることとなる。
ここで、解除要求の有無は、予め設定された解除条件が成立したか否か、換言すれば、解除条件が満たされたか否かを判定することで行われるようになっている。
解除要求の有無を判定する要素は、微速走行を解除したいとする運転者の意思を迅速に反映できるようにする観点から、複数設定することが好適である。

本発明の実施の形態においては、少なくとも、アクセル開度、アクセル変化量、車速、及び、エンジン回転数を解除要求有無の判定要素としており、これらのいずれかが、それぞれの所定の解除条件を満たした場合に、解除要求有りとして、微速走行が解除されるようにしている。

上述の本発明の実施の形態における各判定要素の解除条件は、例えば、次述する如くである。
アクセル開度が大凡２５％〜５０％の範囲に入った場合、アクセル開度変化量が大凡７６〜２５００（％／ｓ）の範囲に入った場合、車速が大凡６〜８ｋｍ／ｈの範囲に入った場合、エンジン回転数が９００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの範囲に入った場合、のいずれかが成立した場合に解除要求有りと判定されるようになっている。
なお、上述した解除要求の有無を判定する要素はあくまでも一例であり、これらに限定される必要はなく、適宜選定されるべきものである。

快適な微速走行が所望される車両に適する。

１００…電子制御ユニット
１１０…クラッチアクチュエータ
１２０…クラッチ
１３０…ギアシフトアクチュエータ
１４０…変速機
１５０…エンジン

Claims (4)

1. 車両の動作状態に基づいてクラッチの断接を自動制御可能に構成されてなる自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法であって、
   微速走行の要否をファジー演算により算出された推論値に基づいて判定し、前記推論値により微速走行が必要と判定された際に微速走行制御を開始し、
   前記ファジー演算は、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及び、エンジン回転数の各々について予め規定されたメンバーシップ関数を用いて行われることを特徴とする自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法。
2. 前記微速走行は、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及びエンジン回転数のいずれかが、それぞれ定められた解除条件を満たした際に解除されることを特徴とする請求項１記載の自動クラッチ制御装置における微速走行制御方法。
3. 車両の動作状態に基づいてクラッチの断接を自動制御可能に構成された電子制御ユニットを具備してなる自動クラッチ制御装置において、
   前記電子制御ユニットは、
   微速走行の要否をファジー演算により算出された推論値により判定し、前記推論値により微速走行が必要と判定された際に微速走行制御を開始せしめ、
   前記ファジー演算は、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及び、エンジン回転数の各々について予め規定されたメンバーシップ関数を用いて実行されるよう構成されてなることを特徴とする自動クラッチ制御装置。
4. 前記電子制御ユニットは、少なくともアクセル開度、アクセル開度変化量、車速、及びエンジン回転数のいずれかが、それぞれ定められた解除条件を満たした際に微速走行制御を解除せしめるよう構成されてなることを特徴とする請求項３記載の自動クラッチ制御装置。

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