JP6369478B2 - 車両用自動クラッチの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動クラッチの制御装置に係り、特に、自動クラッチの応答性向上に関するものである。

車両において、エンジン等の駆動源から駆動輪までの間の動力伝達経路に、アクチュエータを用いてクラッチストロークを制御し、エンジンと変速機の間で伝達されるトルクを制御する自動クラッチを備えるものが知られている。例えば、特許文献１に記載の自動クラッチがその一例である。この特許文献１の自動クラッチにおいては、スロットル開度、エンジン回転数、および入力軸回転数と、自動クラッチの係合トルク容量との複数の関係を路面傾斜角毎に設定し、実際の路面傾斜角に基づいて選択された関係と、実際のスロットル開度、エンジン回転数、および入力軸回転数とからそれぞれ求められた自動クラッチの係合トルク容量を前記複数の関係毎にそれぞれ算出し、算出されたクラッチ係合トルク容量の総和を用いて自動クラッチの係合量が制御されている。

また、上記のような車両用自動クラッチの制御装置において、クラッチの熱膨張によるクラッチトルクの低下を考慮して、実エンジントルクよりも余分にクラッチトルクを設定する車両用クラッチの制御装置が、知られている。

特開平０２−１６３５２０号公報 特開２０１４−２１４６７８号公報

ところで、波状路、凹凸路などを車両が走行する場合には、駆動輪が空転や着地を繰り返すことで、駆動輪を駆動するための動力伝達経路全体にねじれが発生することによって、過大なトルクが変速機等へ伝達される。この場合、自動クラッチのトルク容量が熱膨張を考慮して余分に設定されていると、熱膨張が小さい状態では自動クラッチのトルク容量が余分に設定されている分、駆動源の出力トルクよりも大きい過大なトルクが動力伝達経路に生じるという不都合が発生する。また、駆動輪側の回転数がエンジン回転数よりも高いとき、例えば高車速で走行している場合に、自動クラッチを急係合させたときにも過大なトルクが動力伝達経路に生じるという不都合が発生する。このような過大なトルクの発生に対して、変速機等の動力伝達機構やその周辺部材の肉厚を増加させてその剛性を高めることで対処することができるが、このような場合には、車両の質量およびコストが増加するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両の質量およびコストを増加させることなく、過大なトルクが発生することを抑制することができる車両用自動クラッチの制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に自動クラッチおよび変速機が介挿された車両において、前記エンジンと前記変速機との間で伝達されるトルクを制御する車両用自動クラッチの制御装置であって、（ｂ）前記変速機の入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する回転加速度判定手段と、（ｃ）前記回転加速度判定手段によって前記入力軸または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、前記自動クラッチがスリップ状態となるように前記自動クラッチのトルク容量を前記エンジンの最大トルクに対応する制限トルク容量へ低下させて前記制限トルク容量に維持する制御を行なう自動クラッチトルク容量制御手段を、含むことにある。

第２発明の要旨とするところは、前記回転加速度判定手段によって前記入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、前記入力軸または駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値未満となるまで、前記自動クラッチのトルク容量を予め定められた前記制限トルク容量に維持することにある。

第３発明の要旨とするところは、前記変速機は、手動操作されるシフトレバーの操作位置に応じて変速段が切り換えられる、平行軸式常時噛合型の変速機である。

第４発明の要旨とするところは、前記閾値は、複数種類の閾値から前記変速機の実際のギヤ段に応じて選択されたものである。

第１発明によれば、回転加速度判定手段により、変速機の入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または駆動輪の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かが判定され、前記入力軸または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、自動クラッチトルク容量制御手段により、前記自動クラッチがスリップ状態となるように前記自動クラッチのトルク容量が前記エンジンの最大トルクに対応する制限トルク容量へ低下させられて前記制限トルク容量に維持される。このように、前記動力伝達経路に過大なトルクが発生しようとした場合には、自動クラッチがスリップ状態とされることによって過大トルクの発生が抑制されるので、過大トルクの発生が抑制された分、必要な剛性を低くすることができる。すなわち、変速機や周辺部材の肉厚を増やさなくても済むため、車両の質量及びコストを増加させること無く過大トルクの発生を抑制できる。

第２発明によれば、前記入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、前記入力軸または駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値未満となるまで、前記自動クラッチトルク容量制御手段によって前記自動クラッチのトルク容量が予め定められた前記制限トルク容量に維持されるので、自動クラッチがスリップ状態とされることによって過大トルクの発生が抑制される。

第３発明によれば、前記変速機は、手動操作されるシフトレバーの操作位置に応じて変速段が切り換えられる、平行軸式常時噛み合い型変速機である。このため、運転者によるクラッチの誤操作により過大トルクが発生しようとした場合にも、自動クラッチトルク容量制御手段により、前記自動クラッチがスリップ状態となるトルク容量に維持されるので、その分、車両の質量およびコストを増加させることなく、過大なトルクが前記動力伝達経路に発生することを抑制することができる。

第４発明によれば、前記閾値は、複数種類の閾値から前記変速機の実際のギヤ段に応じて選択されたものであることから、変速機の入力軸回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かが判定されることで過大トルクが判定されるに際して、過大トルクの発生が正確に予測される利点がある。

本発明が適用された車両用駆動装置の一部である自動クラッチの機械的構成、および、その自動クラッチを制御する電子制御装置を説明する図である。 図１の自動クラッチの、クラッチストロークとトルク容量との関係を説明する図である。 図１の車両用駆動装置の一部である変速機の構成を詳しく説明する骨子図である。 図１の電子制御装置の制御作動において用いられる、過大な入力トルクを予測するために用いられる閾値を説明する図である。 図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図１の自動クラッチに替えて用いられ得る他の構成例の自動クラッチの要部を示す概略図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両用駆動装置１０の概略構成を説明する骨子図であって、車両用駆動装置１０の一部である自動クラッチ１４を制御するための制御構成を概略的に説明する図である。図１に示すように車両用駆動装置１０は、例えばＦＦ車両用のものであり、走行用駆動源としてのエンジン１２、および自動クラッチ１４、平行軸式常時噛合型の変速機１６等を備えている。

車両用変速機１６は、例えば、常時噛合型の平行軸式変速機から成る。車両用変速機１６では、手動操作される後述のシフトレバー９０から機械的に伝達される操作力により、または、図示しないシフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータから出力される操作力により、シフト方向およびセレクト方向の操作が行われて所定の変速段が成立させられるように構成されている。

本発明の車両用自動クラッチに対応する自動クラッチ１４は、エンジン１２と車両用変速機１６との間に設けられ、後述するクラッチアクチュエータ３４によってトルク容量が制御されることにより、エンジン１２と車両用変速機１６との間を選択的に断続するだけでなく、過大なトルクの伝達を抑制する半係合状態とされる。

自動クラッチ１４は、たとえば、乾式単板の摩擦クラッチであり、エンジン１２のクランクシャフト２０に取り付けられたフライホイール２２、クラッチ出力軸２４に接続されたクラッチディスク２６、クラッチカバー２８に設けられたプレッシャプレート３０、プレッシャプレート３０をフライホイール２２側へ付勢することによりクラッチディスク２６を挟圧して動力伝達するためのダイヤフラムスプリング３２、電動モータ３１と電動モータ３１によって駆動される出力ロッド３３とを有する電気式のクラッチアクチュエータ３４、クラッチアクチュエータ３４によりレリーズフォーク３６を介してフライホイール２２側（図において右側）へ移動させられることにより、ダイヤフラムスプリング３２の内端部をフライホイール２２側（図において右側）へ変位させて自動クラッチ１４を解放（遮断）するためのレリーズスリーブ３８を有して構成されている。

例えば、クラッチアクチュエータ３４の出力ロッド３３が引き込まれ、レリーズフォーク３６を介してレリーズスリーブ３８がフライホイール２２から離れる側（図１の左側）へ変位させられた状態では、ダイヤフラムスプリング３２の内端部がフライホイール２２から離れる側（図１の左側）へ変位させるとともにダイヤフラムスプリング３２の外端部がフライホイール２２側へ変位させられるので、ダイヤフラムスプリング３２の付勢力によってプレッシャプレート３０がクラッチディスク２６を押圧するに従い、自動クラッチ１４が完全係合される。また、クラッチアクチュエータ３４の出力ロッド３３が突き出され、レリーズフォーク３６を介してレリーズスリーブ３８がフライホイール２２側（図１の右側）へ変位させられた状態では、レリーズスリーブ３８がダイヤフラムスプリング３２の内周端を押圧してダイヤフラムスプリング３２の内端部がフライホイール２２側（図において右側）へ変位させられるに従い、ダイヤフラムスプリング３２の付勢力が低下するため、プレッシャプレート３０がクラッチディスク２６を押圧する力が弱くなり、自動クラッチ１４のトルク容量が低下する。そして、レリーズスリーブ３８の移動位置（クラッチストローク）が所定値に到達すると、プレッシャプレート３０がクラッチディスク２６を押圧しなくなり、自動クラッチ１４が解放される。このように、クラッチアクチュエータ３４の出力ロッド３３の突き出し量が、電子制御装置８０からの指令信号によって電気的に制御されることで、レリーズスリーブ３８の移動位置すなわちクラッチストロークＳＣ（ｍｍ）が制御されるとともに、自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣが連続的に変化させられる。ここで、自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣとは、自動クラッチ１４が伝達可能な伝達トルクである。自動クラッチ１４にトルク容量ＴＣを超える過大なトルクが加えられた場合には、自動クラッチ１４がスリップして半係合状態となるので、自動クラッチ１４は。トルク容量ＴＣを超えるトルクを伝達することができない。

図２は、自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣ（Ｎｍ）とクラッチストロークＳＣ（ｍｍ）との関係を例示する図である。図２に示すように、クラッチストロークＳＣが零である状態では自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣが最大値となる。クラッチストロークＳＣが零から増加すると、それに伴って自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣは双曲線状に急に低下した後に徐々に低下し、クラッチストロークＳＣがＳＣ２に到達すると自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣは零となる。自動クラッチ１４の完全係合時にはクラッチストロークＳＣが零とされ、自動クラッチ１４の解放時にはクラッチストロークＳＣが上記ＳＣ２以上となるように、後述の電子制御装置８０により制御される。また、変速に際しての自動クラッチ１４の開閉制御は、電子制御装置８０により、シフトレバー９０のシフト方向の操作の開始或いはシフトノブへの把持操作に応答して自動クラッチ１４が解放され、変速の終了に応答して自動クラッチ１４が係合される。

また、図２において、トルク容量ＴＣ１は、エンジン１２の最大トルクに対応するトルク容量を示し、クラッチストロークＳＣ１はトルク容量ＴＣ１を得るためのクラッチストロークである。電子制御装置８０により、過大トルクの入力が検出された場合には、その過大トルクによって自動クラッチ１４がスリップ可能となるように、自動クラッチ１４のクラッチストロークＳＣが予め定められたクラッチストロークＳＣ１に維持され、自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣが予め定められたトルク容量ＴＣ１に維持される。

図３は、変速機１６の構成例を説明する骨子図である。図３において、変速機１６は、差動歯車装置３９と共に共通のハウジング４０内に配設されてトランスアクスルを構成しており、そのハウジング４０内に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置３９と共に潤滑されるようになっている。自動変速機１６は、所謂常時噛合型平行軸式の変速機である。自動変速機１６には、平行な２軸すなわち入力軸４２、出力軸４４間に、その平行な２軸の一方に相対回転可能に設けられた第１ギヤと該平行な２軸の他方に相対回転不能に設けられた第２ギヤとから成る、ギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対（ギヤ対）４６ａ〜４６ｅが配設されるとともに、それ等の変速ギヤ対４６ａ〜４６ｅの被同期側歯車すなわち第１ギヤを入力軸４２或いは出力軸４４に選択的に連結するためのシンクロメッシュタイプの複数の同期噛合クラッチ（同期噛合装置）４８ａ〜４８ｅが設けられている。

また、それ等同期噛合クラッチ４８ａ〜４８ｅの構成に含まれる３つのクラッチハブスリーブ（結合スリーブ）５０ａ、５０ｂ、５０ｃに対して入力軸４２または出力軸４４の軸心まわりに相対回転可能にそれぞれ係合させられてクラッチハブスリーブ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを入力軸４２または出力軸４４の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかの変速段を成立させる３つのフォーク５１（他の２本は図示せず）が設けられた、互いに平行な３本のフォークシャフト５２（他の２本は図示せず）と、それらフォークシャフト５２に略直角な方向に設けられて、シフトレバー９０のセレクト操作或いは図示しないセレクトアクチュエータのセレクト作動に従って上記フォークシャフト５２に略直角な軸方向であるセレクト方向へ移動させられることにより上記３本のフォークシャフト５２のうちの任意の一つに選択的に係合させられるとともに、シフトレバー９０のシフト操作或いは図示しないシフトアクチュエータによるシフト作動に従ってたとえば上記フォークシャフト５２に略直角な軸心まわりに回動させられることによりフォークシャフト５２をそのフォークシャフト５２の軸方向へ移動させて、所定の変速段を成立させるシフトアンドセレクトシャフト５９とを備えている。

さらに、入力軸４２および出力軸４４には、互いに噛み合わない状態にて後進ギヤ対５４が配設され、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車がその後進ギヤ対５４のそれぞれと噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。なお、入力軸４２は、スプライン嵌合継手５５を介して自動クラッチ１４のクラッチ出力軸２４に連結されているとともに、出力軸４４には出力歯車５６が配設されて差動歯車装置３９のリングギヤ５８と噛み合わされている。差動歯車装置３９は傘歯車式のものであり、一対のサイドギヤ６０Ｒ、６０Ｌにはそれぞれドライブシャフト６２Ｒ、６２Ｌがスプライン嵌合などによって連結され、左右の前車輪（車両の駆動輪）６４Ｒ、６４Ｌがドライブシャフト６２Ｒ、６２Ｌにより回転駆動される。なお、図１は、入力軸４２、出力軸４４、およびリングギヤ５８の軸心を共通の平面内に示した展開図である。

前述のようにシフトアンドセレクトシャフト５９は図示しないセレクトアクチュエータのストロークにより３本のフォークシャフト５２のうちの任意の一つに選択的に係合させられるセレクト方向の３位置、たとえば本実施例では、フォークシャフト５２およびフオーク５１を介してクラッチハブスリーブ５０ｃと係合可能な第１セレクト位置、クラッチハブスリーブ５０ｂと係合可能な第２セレクト位置、あるいはクラッチハブスリーブ５０ａと係合可能な第３セレクト位置に位置決めされる。

また、上述のようにシフトアンドセレクトシャフト５９は図示しないシフトアクチュエータのストロークによりフォークシャフト５２に略直角な軸心まわりに回動させられることにより、たとえば本実施例では、フォークシャフト５２およびフォーク５１を介してクラッチハブスリーブ５０ａ、５０ｂ、５０ｃが図１の右方向に移動されて同期クラッチ４８ａ、４８ｃ、４８ｅのいずれか１が係合される第１シフト位置、クラッチハブスリーブ５０ｂ、５０ｃが図１の左方向に移動されて同期クラッチ４８ｂまたは４８ｄが係合される第２シフト位置、あるいは同期噛合クラッチ４８ａ〜４８ｅのいずれも係合されないニュートラル状態となるニュートラル位置に位置決めされる。

上記第１セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ｅが連結されることにより変速比（＝入力軸４２の回転速度ＮＩＮ／出力軸４４の回転速度）が最も大きい第１変速段Ｇ１が成立させられ、第１セレクト位置の第２シフト位置では、噛合クラッチ４８ｄが連結されることにより変速比が２番目に大きい第２変速段Ｇ２が成立させられる（図３参照）。第２セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ｃが連結されることにより変速比が３番目に大きい第３変速段Ｇ３が成立させられ、第２セレクト位置の第２シフト位置では、噛合クラッチ４８ｂが連結されることにより変速比が４番目に大きい第４変速段Ｇ４が成立させられる。この第４変速段Ｇ４の変速比は略１である。第３セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ａが連結されることにより変速比が最も小さい第５変速段Ｇ５が成立させられ、第３セレクト位置の第２シフト位置では後進変速段が成立させられる。

図１に戻って、電子制御装置８０は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置８０には、エンジン回転速度センサ８２からのエンジン回転速度ＮＥ（ｒｐｍ）を表す信号、入力軸回転速度センサ８４からのクラッチ出力軸２４の回転速度すなわち変速機１６の入力軸４２の回転速度ＮＩＮ（ｒｐｍ）或いは回転角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ）を表す信号、スロットル弁開度センサ８６からのスロットル弁開度θｔｈ（％）を表す信号、クラッチストロークセンサ８８からの実際のクラッチストロークＳＣ（ｍｍ）を表す信号、シフトレバー９０を備えるシフト操作装置９２からのシフトレバー９０の操作位置ＰＳを表す信号等が供給される。また、図示しない車速センサからの車速Ｖを表す信号、エンジン冷却水温センサからのエンジン冷却水のエンジン水温Ｔｗを表す信号、吸入空気量センサから吸入空気量Ｑを表す信号、アクセル開度センサからアクセル開度Ａｃｃを表す信号、ブレーキスイッチからフットブレーキのＯＮ、ＯＦＦを表す信号等が供給される。

電子制御装置８０は、上記入力信号予め記憶されたプログラムにしたがって上記入力信号を処理し、たとえば、エンジン１２の図示しない燃料噴射弁の燃料噴射量や噴射時期を制御したり、図示しないイグナイタにより点火プラグの点火時期を制御したり、電動モータ等のスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁の開度θｔｈを開閉制御したりして、エンジン１２の出力状態を制御する。また、電子制御装置８０は、走行状態に応じた車両用変速機１６の手動変速または自動変速制御時の自動クラッチ１４の係合状態を制御する。また、電子制御装置８０は、所定車速以上の惰性走行時或いは減速走行時に自動クラッチ１４を解放するフリーラン制御を実行する。なお、自動クラッチ１４の開閉およびトルク容量は、電子制御装置８０からクラッチアクチュエータ３４の電動モータ３１に供給される指令信号によって制御される。

次に、電子制御装置８０による、過大トルク入力予測時の自動クラッチ１４のトルク容量制御機能の要部を、図１内の機能ブロック図を用いて説明する。電子制御装置８０は、回転加速度判定手段１００と、自動クラッチトルク容量制御手段１０２とを備えている。

回転加速度判定手段１００は、自動クラッチ１４が完全係合（トルク容量が最大値）させられている、または、自動クラッチ１４が係合動作中である車両の走行中に、変速機１６の入力軸回転加速度｜ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔ｜が予め定めら且つ記憶された閾値（回転加速度判定値）Ａ以上であることに基づいて、変速機１６に過大トルクの入力が予測されるか否かを判定する。この過大トルクは、凹凸路面を比較的高速で車両が走行するときに駆動輪である前車輪６４Ｒ、６４Ｌが路面から離れて空転してトルクが急低下したり、空転した前車輪６４Ｒ、６４Ｌが路面に接地してその回転速度が急低下してトルクが急上昇したりしたときに、前車輪６４Ｒ、６４Ｌから、エンジン１２から前車輪６４Ｒ、６４Ｌに至る動力伝達経路内に一時的に入力されるものである。上記過大トルクとは、たとえばエンジン１２の最大トルクを超えるトルク変化幅の絶対値である。また、たとえば高車速にて走行中、第５変速段Ｇ５から低速側変速段である第１変速段Ｇ１にダウンシフトミスし、自動クラッチ１４を急係合させた場合には、変速比の変化により入力軸４２の回転速度ＮＩＮが急激に変化し、変速機１６を含む動力伝達経路内にて過大なトルクが生じる。

ここで、閾値（入力軸回転加速度判定値）Ａは、エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに関連する値であって、以下に示すように、エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘが加えられたときの入力軸４２の最大回転加速度βｍａｘと同じ値に予め設定される。先ず、エンジン１２の最大トルクをＴＥｍａｘ（Ｎｍ）として表し、変速機１６および差動歯車装置差動歯車装置３９の変速比をγとし、タイヤ半径をｒ（ｍ）として表し、車重をＭ（ｋｇ）として表し、タイヤ（車輪）の最大回転加速度をδｍａｘ（ｒａｄ／ｓｅｃ^２）として表し、車両の加速度をαｍａｘ（ｍ／ｓｅｃ^２）として表し、入力軸４２の最大回転加速度をβｍａｘ（ｒａｄ／ｓｅｃ^２）として表すと、エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘによる車両の最大加速度αｍａｘは、ニュートンの運動の第２法則から次式（１）により表される。次いで、駆動輪である前車輪６４Ｒ、６４Ｌの最大回転加速度δｍａｘは、次式（２）により表される。そして、入力軸４２の最大回転加速度βｍａｘ（＝ｄ（ＮＩＮ）ｍａｘ／ｄｔ）は、次式（３）により表される。

αｍａｘ＝ＴＥｍａｘ×γ／ｒ／Ｍ ・・・ （１）
δｍａｘ／ｒ＝ＴＥｍａｘ×γ／（Ｍ×ｒ^２） ・・・ （２）
βｍａｘ＝δｍａｘ×γ＝ＴＥｍａｘ×γ^２／（Ｍ×ｒ^２）・・・ （３）

閾値Ａは、過大トルクたとえばエンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘ以上に相当する過大トルクが変速機１６に前車輪（駆動輪）６４Ｌ、６４Ｒから加えられたことを判定するための回転加速度判定値であり、エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに相当する過大トルクが変速機１６に前車輪（駆動輪）６４Ｌ、６４Ｒから加えられたときに入力軸４２に発生する最大回転加速度βｍａｘに基づいて、その値またはそれに余裕値を加えることにより調整された値に決定される。閾値Ａは、（３）式に示されるように変速機１６および差動歯車装置差動歯車装置３９の変速比γの関数であるが、過大トルクの入力が問題となる走行時の変速機１６のギヤ段に対応する変速比γに基づいて決定される１種類の閾値Ａが用いられてもよいし、変速機１６のギヤ段毎に予め求められた複数種類の閾値Ａが、実際の変速機１６のギヤ段に応じて選択されたものであってもよい。上記エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘは、設計値或いは実験値が用いられる。

図４は、回転加速度判定手段１００による過大トルクの入力の立ち上がりに関連する入力軸４２の回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの閾値の判定を説明するタイムチャートである。図４は、時間を示す横軸と入力軸４２の回転速度ＮＩＮを示す縦軸との二次元座標であって、閾値（回転加速度すなわち傾斜）Ａが破線で示され、ある時点からの入力軸４２の回転速度ＮＩＮの変化が実線で示されている。図４では、入力軸４２の回転速度ＮＩＮが正側へ変化した場合と負側へ変化した場合とが共通の時間軸上に実線で示されており、正側の閾値Ａおよび負側の閾値−Ａが破線で示されている。図４の上側では、入力軸４２の回転速度ＮＩＮの正の傾きが急加速時（たとえば大きなダウン変速幅での自動クラッチ１４の急係合時や、凹凸路走行時に路面から離れた駆動輪の空転時）の回転加速度を示し、閾値Ａを示す破線の傾き以上であるので、過大トルクの入力が予測される状態が示されている。図４の下側では、入力軸４２の回転速度ＮＩＮの負の傾きが急減速時（たとえば凹凸路走行時に空転した駆動輪の接地時）の回転加速度（負の値）であり、閾値−Ａを示す破線の傾き以上であるので、過大トルクの入力が予測される状態が示されている。結局、入力軸４２の回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの絶対値が閾値Ａ以上である判定が行われたとき、その判定に続いて、前記過大トルクの入力が発生する。

回転加速度判定手段１００は、上記の例から、変速機１６の入力軸回転加速度｜ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔ｜（絶対値）が予め定めら且つ記憶された閾値（回転加速度判定値）Ａ以上であることに基づいて、変速機１６に過大トルクの入力が予測されるか否かを判定するが、正側での判定および負側での判定のいずれか一方であってもよい。

自動クラッチトルク容量制御手段１０２は、回転加速度判定手段１００の判定によって変速機１６に過大トルクの入力が予測された場合は、そのトルク上昇によって自動クラッチ１４がスリップ状態すなわちクラッチディスク２６がスリップし、フライホイール２２とクラッチ出力軸２４との間に回転数差を生じさせ、予め定められた制限トルク容量ＴＣＬのトルクを生じさせている状態となるように、それまで最大トルク容量ＴＣｍａｘに維持されていた自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣから低下させる側に制御する。たとえば、自動クラッチトルク容量制御手段１０２は、回転加速度判定手段１００によって変速機１６に過大トルクの入力が予測された場合は、自動クラッチ１４のトルク容量を低下させて制限トルク容量ＴＣＬに、維持する。この制限トルク容量ＴＣＬは、上記過大トルクによって自動クラッチ１４をスリップ状態とするように予め実験的に定められたトルク容量であり、必ずしも図２に示すエンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに対応するトルク容量ＴＣ１でなくてもよく、必要に応じてそれよりも大きい値或いは小さい値に設定されたものであってもよい。

好適には、上記制限トルク容量ＴＣＬには、たとえば図３の関係からエンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに対応するトルク容量ＴＣ１が、用いられる。この場合には、自動クラッチトルク容量制御手段１０２は、回転加速度判定手段１００によって変速機１６に過大トルクの入力が予測された場合は、クラッチストロークＳＣをエンジン１２の最大トルクに対応するトルク容量ＴＣ１を発生させるクラッチストローク値ＳＣ１とし、自動クラッチ１４のトルク容量ＴＣを予め定められたトルク容量ＴＣ１に、維持する。たとえば、自動クラッチトルク容量制御手段１０２は、クラッチストロークセンサ８８により検出された実際のクラッチストロークＳＣがクラッチストローク値ＳＣ１と一致するようにフィードバック制御する。

図５は、電子制御装置８０による自動クラッチ１４の制御作動の要部、すなわち車両走行中に過大トルクの入力が予測された時における自動クラッチのトルク容量制御を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。

先ず、回転加速度判定手段１００に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）では、入力軸回転速度センサ８４により検出された変速機１６の入力軸４２の回転速度ＮＩＮ（ｒｐｍ）（回転角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ））から、その時間変化率である入力軸４２の回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔ（回転角加速度ｄω／ｄｔ）が算出され、その入力軸４２の回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの絶対値が予め設定された閾値Ａ以上であるか否かが判断される。

上記Ｓ１の判断が否定される場合は、過大トルクの入力が予測されない場合であるので、自動クラッチトルク容量制御手段１０２に対応するＳ２において、自動クラッチ１４の通常のトルク容量の制御が実行される。すなわち、Ｓ２では、自動クラッチ１４を解放させる指令値が電子制御装置８０から出された場合には、自動クラッチ１４のトルク容量が零となるようにそのクラッチストロークＳＣがＳＣ２以上とされるが、自動クラッチ１４を係合させる指令値が電子制御装置８０から出された場合には、自動クラッチ１４のトルク容量が最大値となるように、そのクラッチストロークＳＣが所定の速度で零へ向かって変化させられる。

上記Ｓ１の判断が肯定される場合は、変速機１６に前車輪（駆動輪）６４Ｌ、６４Ｒから過大トルクの入力が予測される場合であるので、自動クラッチトルク容量制御手段１０２に対応するＳ３において、過大トルクの入力を抑制するための自動クラッチ１４のトルク容量の制御が実行される。すなわち、Ｓ３では、自動クラッチ１４のトルク容量が、過大トルクの入力に先立つトルクの上昇によって自動クラッチ１４をスリップ状態とするように予め設定された制限トルク容量ＴＣＬ、たとえばエンジン１２の最大トルクに対応するトルク容量ＴＣ１とされる。

上述のように、本実施例によれば、回転加速度判定手段１００により、変速機１６の入力軸回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値Ａ以上であるか否かが判定されることで過大トルクの入力が予測され、その過大トルクの入力が予測されると、自動クラッチトルク容量制御手段１０２により、自動クラッチ１４が上記過大トルクの入力に先立つトルク上昇によってスリップ状態となるように自動クラッチ１４のトルク容量が制御される。このように、過大トルクの入力が予測される場合には、自動クラッチ１４がスリップ状態とされることによって過大トルクの発生が抑制されるので、車両の質量およびコストを増加させることなく、過大トルクが前車輪（駆動輪）６４Ｌ、６４Ｒから変速機１６へ入力されることを抑制することができる。

また、本実施例によれば、過大トルクの入力が予測される時には、自動クラッチトルク容量制御手段１０２によって自動クラッチ１４のトルク容量が予め定められた制限トルク容量ＴＣＬに維持されるので、自動クラッチ１４がスリップ状態とされることによって過大トルクの発生が抑制される。

また、本実施例によれば、制限トルク容量ＴＣＬはエンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに対応して定められた値であるので、過大トルクの入力判定時には、自動クラッチトルク容量制御手段１０２によって自動クラッチ１４のトルク容量がエンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘに対応して定められた値に維持されて、自動クラッチ１４がスリップ状態とされる。これにより、車両の質量およびコストを増加させることなく、エンジン１２の最大トルクＴＥｍａｘよりも大きい過大トルクの入力を抑制することができると同時に、エンジン１２からその最大トルクＴＥｍａｘまで自動変速機１６に入力することができるので、車両の加速性を維持することができる。

また、本実施例によれば、変速機１６は、手動操作されるシフトレバー９０の操作位置に応じて変速段が切り換えられる、平行軸式常時噛み合い型変速機である。このため、運転者によるクラッチの誤操作により過大トルクが発生しようとした場合にも、自動クラッチトルク容量制御手段１０２により、自動クラッチ１４が、過大トルクによってスリップ状態となるトルク容量に維持されるので、車両の質量およびコストを増加させることなく、過大なトルクが自動変速機１６に入力されることを抑制することができる。

また、本実施例によれば、閾値Ａは、複数種類の閾値から前記変速機の実際のギヤ段に応じて選択されたものであることから、変速機１６の入力軸回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値Ａ以上であるか否かが判定されることで過大トルクが判定されるに際して、過大トルクの入力が正確に判定される利点がある。

また、本実施例によれば、自動クラッチ１４のトルク容量は、電動モータ３１と電動モータ３１によって駆動される出力ロッド３３とを有する電気式のクラッチアクチュエータ３４によって制御されることから、油圧シリンダのような油圧式アクチュエータを用いる場合に比較して、高い応答性が得られるので、過大トルクの入力判定から速やかに自動クラッチ１４のトルク容量が低下させられたスリップ状態とされる利点がある。

図６は、自動クラッチ１４に替えて用いられ得る他の構成例の自動クラッチ１１０の要部を示す概略図である。図６の自動クラッチ１１０は、磁粉式電磁クラッチであり、クランクシャフト２０に連結された円形容器状の第１回転部材１１２と、第１回転部材１１２の内周面１１２ａに対して所定のギャップｇを隔てて対向する外周面１１４ａを有し、クラッチ出力軸２４に連結された円板状の第２回転部材１１４と、第１回転部材１１２の外周面に固定された円環状の電磁石１１６と、内周面１１２ａと外周面１１４ａとの間のギャップｇ内に配置された磁粉１１８とを備えている。このように構成された自動クラッチ１１０では、電磁石１１６に供給される励磁電流に応じて電磁石１１６から発生させられる磁力が高められ、その磁力に応じて磁粉１１８の内周面１１２ａと外周面１１４ａとの間の磁気的結合力および磁粉１１８の相互の結合力が高められることにより、励磁電流に応じたトルク容量が得られるようになっている。上記第１回転部材１１２、第２回転部材１１４、電磁石１１６は、たとえば珪素鋼として知られる磁極鋼、電磁鋼などの残留磁気の小さい磁性材料から構成される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の回転加速度判定手段１００は、変速機１６の入力軸回転加速度ｄ（ＮＩＮ）／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値Ａ以上であることに基づいて過大トルクの入力が予測されるか否かを判定していたが、車輪６４Ｒ、６４Ｌの回転加速度の絶対値を用いて過大トルクの入力が予測されるか否かを判定してもよい。この場合、入力軸での回転加速度の検出に比べて、より上流側で前記判定が行われるため、過大トルクの入力の予測精度が向上する。

また、前述の実施例の自動クラッチ１４のクラッチアクチュエータ３４は、電動モータ３１と電動モータ３１によって駆動される出力ロッド３３とを備える電気式のアクチュエータであったが、リニヤソレノイドにより出力ロッド３３を駆動する電磁式のアクチュエータであってもよい。すなわち、アクチュエータの形式は特に限定されず、アクチュエータのピストンの移動量を精密に且つ応答性よく制御可能な構成であれば、本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、クラッチアクチュエータ３４の出力ロッド４０がレリーズフォーク３６を介してレリーズスリーブ３８を移動させる構成であったが、必ずしもレリーズフォーク３６を設ける必要はなく、例えばクラッチアクチュエータ３４によって直接レリーズスリーブ３８を移動させる構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、車両用変速機１６は、常時噛合型の平行軸式常時噛合型の変速機であるとしたが、変速段を手動操作に応答して或いは変速判断に応じて自動的に切り替えることができる変速機であれば、車両用変速機１６の形式や構造は特に限定されない。

また、前述の実施例では、クラッチレリーズスリーブ３８のクラッチストロークＳＣを検出することで、フィードバック制御が実施されているが、クラッチレリーズスリーブ３８のクラッチストロークＳＣに代えて、クラッチアクチュエータ３４の出力ロッド３３のストローク量に基づいてトルク容量の制御が実施される構成であっても本発明を適用することができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：エンジン
１４、１００：自動クラッチ
１６：変速機
３４：クラッチアクチュエータ
４２：入力軸
６４Ｒ、６４Ｌ：車輪（駆動輪）
８０：電子制御装置（制御装置）
１００：回転加速度判定手段
１０２：自動クラッチトルク容量制御手段

Claims (4)

1. エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に自動クラッチおよび変速機が介挿された車両において、前記エンジンと前記変速機との間で伝達されるトルクを制御する車両用自動クラッチの制御装置であって、
   前記変速機の入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する回転加速度判定手段と、
   前記回転加速度判定手段によって前記入力軸または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、前記自動クラッチがスリップ状態となるように前記自動クラッチのトルク容量を前記エンジンの最大トルクに対応する制限トルク容量へ低下させて前記制限トルク容量に維持する制御を行なう自動クラッチトルク容量制御手段とを、
   含むことを特徴とする車両用自動クラッチの制御装置。
2. 前記自動クラッチトルク容量制御手段は、前記回転加速度判定手段によって前記入力軸の回転加速度の絶対値が予め定められた閾値以上、または前記駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値以上であると判定された場合は、前記入力軸または駆動輪の回転加速度の絶対値が前記閾値未満となるまで、前記自動クラッチのトルク容量を予め定められた前記制限トルク容量に維持する
   ことを特徴とする請求項１の車両用自動クラッチの制御装置。
3. 前記変速機は、手動操作されるシフトレバーの操作位置に応じて変速段が切り換えられる、平行軸式常時噛合型の変速機である
   ことを特徴とする請求項１または２の車両用自動クラッチの制御装置。
4. 前記閾値は、複数種類の閾値から前記変速機の実際のギヤ段に応じて選択されたものである
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１の車両用自動クラッチの制御装置。

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