JP7068465B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents
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Description
本願は、2018年08月01日に、日本に出願された特願2018-145205号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
油圧回路の油圧が立上ったときに、油圧指令値をクリープ圧よりも高い無効ストローク詰め圧に切り替えることで、発進クラッチの無効ストロークを短時間で詰めることが記載されている(例えば、特許文献1参照)。
(1)本発明の態様に係るクラッチ制御装置は、エンジンと、変速機と、前記エンジンと前記変速機との間の動力伝達を断接するクラッチ装置と、前記クラッチ装置を駆動してクラッチ容量を変更するクラッチアクチュエータと、前記クラッチ装置を手動で操作可能とするクラッチ操作子と、前記クラッチ操作子の操作量に応じて前記クラッチ容量の制御パラメータの目標値を演算する制御部と、を備え、前記制御部は、前記クラッチ操作子の操作により前記クラッチ装置を接続側に作動させる際、前記クラッチ操作子の操作速度が予め定めた規定速度以上となった場合に、前記目標値を、前記クラッチ操作子の操作量に応じた対操作目標値に対して、前記クラッチ装置の接続側に変化させた急接続目標値に設定し、前記目標値を前記急接続目標値に設定したクラッチ急接続モードは、予め定めた規定時間を継続する。
(2)本発明の態様に係るクラッチ制御装置は、エンジンと、変速機と、前記エンジンと前記変速機との間の動力伝達を断接するクラッチ装置と、前記クラッチ装置を駆動してクラッチ容量を変更するクラッチアクチュエータと、前記クラッチ装置を手動で操作可能とするクラッチ操作子と、前記クラッチ操作子の操作量に応じて前記クラッチ容量の制御パラメータの目標値を演算する制御部と、を備え、前記制御部は、前記クラッチ操作子の操作により前記クラッチ装置を接続側に作動させる際、前記クラッチ操作子の操作速度が予め定めた規定速度以上となった場合に、前記目標値を、前記クラッチ操作子の操作量に応じた対操作目標値に対して、前記クラッチ装置の接続側に変化させた急接続目標値に設定し、前記エンジンの回転数が予め定めた規定回転数以上となった場合に、前記目標値を前記急接続目標値に設定する。
図1に示すように、本実施形態は、鞍乗り型車両の一例としての自動二輪車1に適用されている。自動二輪車1の前輪2は、左右一対のフロントフォーク3の下端部に支持されている。左右フロントフォーク3の上部は、ステアリングステム4を介して、車体フレーム5の前端部のヘッドパイプ6に支持されている。ステアリングステム4のトップブリッジ上には、バータイプの操向ハンドル4aが取り付けられている。
図2に示すように、変速機21は、メインシャフト22およびカウンタシャフト23ならびに両シャフト22,23に跨る変速ギア群24を有する有段式のトランスミッションである。カウンタシャフト23は変速機21ひいてはパワーユニットPUの出力軸を構成している。カウンタシャフト23の端部はクランクケース15の後部左側に突出し、上記チェーン式伝動機構を介して後輪12に連結されている。
図4に示すように、上記変速システムは、クラッチアクチュエータ50、ECU60(Electronic Control Unit、制御部)および各種センサ41~45を備えている。
ECU60は、シフトドラム36の回転角から変速段を検知するギアポジションセンサ41、およびシフトスピンドル31に入力された操作トルクを検知するシフト荷重センサ42(例えばトルクセンサ)からの検知情報、ならびにスロットル開度センサ43、車速センサ44およびエンジン回転数センサ45等からの各種の車両状態検知情報等に基づいて、クラッチアクチュエータ50を作動制御するとともに、点火装置46および燃料噴射装置47を作動制御する。
ECU60には、後述する油圧センサ57,58、並びにシフト操作検知スイッチ(シフトニュートラルスイッチ)48からの検知情報も入力される。
また、ECU60は、油圧制御部(クラッチ制御部)61を備えており、その機能については後述する。図中符号60Aは本実施形態のクラッチ制御装置を示している。
ECU60は、予め設定された演算プログラムに基づいて、クラッチ装置26を断接するためにスレーブシリンダ28に供給する油圧の目標値(目標油圧)を演算し、下流側油圧センサ58で検出されるスレーブシリンダ28側の油圧(スレーブ油圧)が目標油圧に近づくように、クラッチ制御ユニット50Aを制御する。
次に、クラッチ制御系の作用について図5のグラフを参照して説明する。図5のグラフにおいて、縦軸は下流側油圧センサ58が検出する供給油圧、横軸は経過時間をそれぞれ示している。
自動二輪車1の停車時(アイドリング時)、ECU(制御部)60で制御されるモータ52およびソレノイドバルブ56は、ともに電力供給が遮断された状態にある。すなわち、モータ52は停止状態にあり、ソレノイドバルブ56は開弁状態にある。このとき、スレーブシリンダ28側(下流側)はタッチポイント油圧TPより低い低圧状態となり、クラッチ装置26は非締結状態(切断状態、解放状態)となる。この状態は、図5の領域Aに相当する。
やがて、クラッチ装置26の入力回転と出力回転との差が縮まり、スレーブシリンダ28側(下流側)の油圧が下限保持油圧LPに達すると、クラッチ装置26の締結がロック状態に移行し、エンジン13の駆動力が全て変速機21に伝達される。この状態は、図5の領域Cに相当する。領域A~Cを、発進領域とする。
図5の領域Eのように、下流側の油圧が上限保持油圧HPまで上昇した場合、ソレノイドバルブ56への電力供給を低下させる等により、ソレノイドバルブ56を段階的に開弁状態として、下流側の油圧を上流側へリリーフする。
待機油圧WPは、クラッチ装置26の接続を開始するタッチポイント油圧TPよりも若干低い油圧であり、クラッチ装置26を接続しない油圧(図5の領域A,Hで付与する油圧)である。待機油圧WPの付与により、クラッチ装置26の無効詰め(各部のガタや作動反力のキャンセル並びに油圧経路への予圧の付与等)が可能となり、クラッチ装置26の接続時の作動応答性が高まる。
次に、自動二輪車1の変速制御について説明する。
本実施形態の自動二輪車1は、変速機21のギアポジションが1速のインギア状態にあり、かつ車速が停車に相当する設定値未満にあるインギア停車状態において、シフトペダル32に対する1速からニュートラルへのシフト操作を行う際に、スレーブシリンダ28に供給する待機油圧WPを低下させる制御を行う。
そして、インギア停車状態において、シフト操作検知スイッチ48が1速からニュートラルへのシフト操作を検知した際には、油圧制御部61が待機油圧WPを、変速操作を行う前の第一設定値P1よりも低い第二設定値P2(低圧待機油圧、図5参照)に設定する制御を行う。
図7に示すように、本実施形態のクラッチ制御装置60Aは、三種のクラッチ制御モードを有している。クラッチ制御モードは、自動制御を行うオートモードM1、手動操作を行うマニュアルモードM2、および一時的な手動操作を行うマニュアル介入モードM3、の三種のモード間で、クラッチ制御モード切替スイッチ59(図4参照)およびクラッチレバー(クラッチ操作子)4b(図1参照)の操作に応じて適宜遷移する。なお、マニュアルモードM2およびマニュアル介入モードM3を含む対象をマニュアル系M2Aという。
図1に示すように、操向ハンドル4aの左グリップの基端側(車幅方向内側)には、クラッチ手動操作子としてのクラッチレバー4bが取り付けられている。クラッチレバー4bは、クラッチ装置26とケーブルや油圧等を用いた機械的な接続がなく、ECU60にクラッチ作動要求信号を発信する操作子として機能する。すなわち、自動二輪車1は、クラッチレバー4bとクラッチ装置26とを電気的に接続したクラッチバイワイヤシステムを採用している。
次に、自動二輪車1のレーシング発進予圧制御について説明する。
図8を参照し、本実施形態のクラッチ制御装置60Aは、所定の条件下において、レーシング発進予圧制御を実施する。「レーシング発進(レーシングスタート:RS)」とは、制御油圧(スレーブ油圧、制御パラメータ)Psを後述するトルクコントロール領域Lのクラッチ容量まですばやく到達させ、最大トルクをコントロール可能に発生させることである。上記最大トルクとは、車体をウィリーさせず、かつタイヤをスリップさせない最大トルクである。レーシング発進は、車両の発進時の過渡状態で最も速い操作での油圧追従性が求められる。
これらレーシング発進無効詰め制御およびレーシング過渡予圧制御を含んで、レーシング発進予圧制御が構成されている。
図9を併せて参照し、クラッチ装置26は、レーシング発進前にはストローク領域L内にある。クラッチ装置26は、レーシング発進直後、レーシング発進無効詰めフェーズによりストローク領域Kをトルクコントロール領域L側に変化する。その後、クラッチ装置26は、レーシング過渡予圧フェーズを経た後、通常油圧フェーズによるトルクコントロール領域Lに変化する。
次に、車両の発進時にECU60で行う処理の一例について、図10のフローチャートを参照して説明する。この制御フローは、規定の制御周期(1~10msec)で繰り返し実行される。
図11を参照し、ECU60は、速いレバー操作がなされたときには、レーシング発進無効詰め制御における目標油圧を立ち上げるタイミング(無効詰め開始タイミング)t1を早める。ECU60は、ライダーにレーシングスタート意思があると予測したとき、目標油圧を最大値に設定する。
この構成によれば、クラッチ容量の制御目標値をクラッチ接続側に変化させたクラッチ急接続モードを、規定時間以上継続させることで、クラッチ装置の接続準備(無効詰め)を確実に行うことができる。
この構成によれば、クラッチ急接続モードの継続時間tf1がクラッチレバー4bの操作速度に応じて増減することで、クラッチレバー4bの操作速度に応じて、クラッチ急接続モードの開始および解除のタイミングを調整することができる。
この構成によれば、レーシングスタート無効詰め油圧Pmaxでクラッチ容量の制御目標値を変化させた後は、クラッチレバー4bの操作量に応じた通常油圧制御に戻ることで、ライダーの意思を反映したクラッチ操作を行うことができる。
この構成によれば、エンジン回転数を用いてライダーのクラッチ急接続の意思を予測することで、クラッチ急接続時に確実に制御目標値を高めることができる。
この構成によれば、クラッチアクチュエータ50の性能上の最大値でレーシングスタート無効詰め油圧Pmaxを上昇させることで、クラッチ装置26の応答性を可及的に向上させることができる。
以下、レーシング発進予圧制御と同様の制御を行うクラッチ急接続モードを、レーシングスタート時ではなく、変速操作等でクラッチ装置26を切断した際の再接続時に実施する際の例を説明する。なお、上記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
クラッチ操作子は、クラッチレバー4bに限らず、クラッチペダルやその他の種々操作子であってもよい。
上記実施形態のようにクラッチ操作を自動化した鞍乗り型車両への適用に限らず、マニュアルクラッチ操作を基本としながら、所定の条件下でマニュアルクラッチ操作を行わずに駆動力を調整して変速を可能とする、いわゆるクラッチ操作レスの変速装置を備える鞍乗り型車両にも適用可能である。
また、上記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれ、かつ電気モータを原動機に含む車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
4b クラッチレバー(クラッチ操作子)
13 エンジン(原動機)
21 変速機
26 クラッチ装置
50 クラッチアクチュエータ
60 ECU(制御部)
60A クラッチ制御装置
An1 レーシングスタート許容角度(規定角度)
LvrSpd 操作速度
Ne1 レーシングスタート許容回転数(規定回転数)
Pmax レーシングスタート無効詰め油圧(急接続目標値)
Ps スレーブ油圧(制御パラメータ)
Pt 目標油圧(目標値)
Pv 対操作目標油圧(対操作目標値)
Sp1 レーシングスタート許容速度(規定速度)
tf1 規定時間
tf2 第二規定時間
Claims (7)
- エンジンと、
変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間の動力伝達を断接するクラッチ装置と、
前記クラッチ装置を駆動してクラッチ容量を変更するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチ装置を手動で操作可能とするクラッチ操作子と、
前記クラッチ操作子の操作量に応じて前記クラッチ容量の制御パラメータの目標値を演算する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記クラッチ操作子の操作により前記クラッチ装置を接続側に作動させる際、前記クラッチ操作子の操作速度が予め定めた規定速度以上となった場合に、前記目標値を、前記クラッチ操作子の操作量に応じた対操作目標値に対して、前記クラッチ装置の接続側に変化させた急接続目標値に設定し、
前記目標値を前記急接続目標値に設定したクラッチ急接続モードは、予め定めた規定時間を継続することを特徴とするクラッチ制御装置。 - エンジンと、
変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間の動力伝達を断接するクラッチ装置と、
前記クラッチ装置を駆動してクラッチ容量を変更するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチ装置を手動で操作可能とするクラッチ操作子と、
前記クラッチ操作子の操作量に応じて前記クラッチ容量の制御パラメータの目標値を演算する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記クラッチ操作子の操作により前記クラッチ装置を接続側に作動させる際、前記クラッチ操作子の操作速度が予め定めた規定速度以上となった場合に、前記目標値を、前記クラッチ操作子の操作量に応じた対操作目標値に対して、前記クラッチ装置の接続側に変化させた急接続目標値に設定し、
前記エンジンの回転数が予め定めた規定回転数以上となった場合に、前記目標値を前記急接続目標値に設定することを特徴とするクラッチ制御装置。 - 前記目標値を前記急接続目標値に設定したクラッチ急接続モードは、予め定めた規定時間を継続することを特徴とする請求項2に記載のクラッチ制御装置。
- 前記規定時間は、前記クラッチ操作子の操作速度に応じて変化することを特徴とする請求項1又は3に記載のクラッチ制御装置。
- 前記クラッチ急接続モードは、前記規定時間を経過後に解除されることを特徴とする請求項1、3又は4に記載のクラッチ制御装置。
- 前記エンジンの回転数が予め定めた規定回転数以上となった場合に、前記目標値を前記急接続目標値に設定することを特徴とする請求項1、4又は5に記載のクラッチ制御装置。
- 前記急接続目標値は、前記クラッチアクチュエータの上限駆動時の前記目標値であることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載のクラッチ制御装置。
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