JPH06174065A - 車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スムーズな発進フィーリングが得られると同
時に発進応答性が良好な車両のクラッチ制御装置を提供
することにある。 【構成】 クラッチ３１を断接させるエアシリンダ４２
と、同シリンダの流体圧室４６に流体圧を導入する通路
４７に設けられクラッチ断方向への作動を制御するカッ
ト弁４９と、デューティ比に応じた時間比で流体圧室の
流体圧を排出し、エアシリンダ４２のクラッチ接方向へ
の作動を制御するデューティ弁５０と、車速センサ５８
と、負荷センサ６０と、クラッチエアセンサ７０と、車
速信号が設定値を下回りクラッチ断信号を受け、負荷信
号が所定量以上であると、断状態のクラッチ３１を所定
量戻し、負荷信号に対応して設定されるデューティ比に
基づきクラッチを半クラッチ状態に戻し、その後にクラ
ッチを接続させるコントロールユニット５２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチェンジレバーの切換操
作により変速信号を発し、この変速信号に基づき作動す
るアクチュエータを用い、クラッチの断接作動、変速機
のギヤ位置の切換という変速操作を行なわせる自動変速
装置に適用するに好適な車両のクラッチ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、チェンジレバーユニットを運転者
が手動により切換操作し、得られた変速信号をコントロ
ールボックスが処理し、所定の作動信号をギヤシフトユ
ニットに出力し、ギヤシフトユニットが空気圧で作動す
る倍力装置を用い変速機を切換作動させるという、いわ
ゆるフィンガータッチコントロール用ギヤシフトユニッ
トが知られており、たとえばその一例が実開昭５７−１
４４７３５号公報や実願昭５７−１３８８３２号の明細
書および図面に開示されている。この種装置は変速機の
切換操作力が小さくなることにより運転者の変速操作に
よる疲労を低減できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、変速時に行な
うクラッチの断接操作はこれを別途運転者自身が行なう
必要がある。このため、従来の摩擦クラッチにアクチュ
エータを取付け、このアクチュエータの作動を制御して
クラッチの作動を自動的に行わせる装置が要望まれてい
る。

【０００４】しかしながら、クラッチを自動的に作動さ
せようとする場合、特に発進時の場合は、エンストが生
じたりショックが発生したりする問題があるし、このよ
うな問題を解決するために単純にクラッチの接続を徐々
に行わせると発進までの所要時間が長くなってしまう問
題を生じる。このため、本発明は応答性良くスムーズな
発進フィーリングが得られる車両のクラッチ制御装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、車両のエンジンと変速機との間のクラ
ッチを断接させるアクチュエータを駆動制御するクラッ
チ操作手段と、上記車両の車速信号を出力する車速セン
サと、上記エンジンの負荷信号を出力する負荷センサ
と、上記エンジンの回転数信号を出力するエンジン回転
センサと、上記クラッチの出力軸の回転数信号を出力す
るクラッチ回転センサと、上記クラッチの断接信号を出
力するクラッチ断接センサと、上記各センサの検出出力
を受け、上記車速信号が設定値を下回りクラッチ断信号
を受けている状態で、上記負荷信号が所定量以上である
ことを検知すると断状態のクラッチを半クラッチ状態に
戻し、続いてエンジンとクラッチの出力軸との間の回転
数差の単位時間当たり変化が設定領域に入るようクラッ
チ位置を調整し、その後にクラッチを接続させるように
上記クラッチ操作手段の作動を制御する発進制御手段と
を有したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、車速信号が設定値を下回りク
ラッチ断信号を受けている状態で、負荷信号が所定量以
上であることを検知すると、運転者に発進意志があると
判断して断状態のクラッチが半クラッチ状態に戻され
る。そして、これに続き、エンジンとクラッチの出力軸
との間の回転数差の単位時間当たりの変化が設定領域に
入るようクラッチ位置を調整するので、過度に時間をか
けることなく、かつショックが発生しない程度にエンジ
ンとクラッチの回転を合わせることができ、その後にク
ラッチを接続させるのでスムーズな発進を行わせること
が出来る。

【０００７】

【実施例】図１には本発明の一実施例としての車両のク
ラッチ制御装置を示した。この装置はディーゼルエンジ
ン（以後単にエンジンと記す）３０と、これの回転力を
変速機３２に断続自在に伝えるクラッチ３１に装着され
る。エンジン３０はエンジン回転の１／２の回転速度で
回転する入力軸３３を備えた燃料噴射ポンプ（以後単に
噴射ポンプと記す）３４を取付けており、このポンプの
ラック３５には電磁アクチュエータ３８が連結される。
なお、入力軸３３にはエンジン回転数信号を発するエン
ジン回転センサ３９が対設される。クラッチ３１は、通
常時において、フライホイール４０に対しクラッチ板４
１を図示しない周知の挟持手段により圧接させる。不作
動よりクラッチ断作動に入ると、アクチュエータとして
のエアシリンダ４２が図示しない挟持手段を解除方向へ
作動させ、クラッチ３１は接方向ａより断方向ｂに移動
する（図１には断状態を示した）。

【０００８】なお、このクラッチには後述するクラッチ
の断接状態をオン、オフ作動により検出するクラッチエ
アセンサ７０が取付けられるが、場合により、これに代
えてクラッチ断接センサ４３を直接クラッチ３１に対設
してもよく、両者を選択使用する様に並設しても良い。
しかもクラッチ３１の出力軸４４にはクラッチ回転数信
号を発するクラッチ回転数センサ４５が対設される。エ
アシリンダ４２内のエア室４６からはエア通路４７が延
出形成され、これが高圧エア源としてのエアタンク４８
に連結する。エア通路４７の途中には作動エアを断続す
る弁手段としての電磁式のカット弁４９が取付けられ、
更に、エア室４６を大気開放するためのデューティ電磁
弁５０が取付けられる。なお、エアシリンダ４２には内
部エア圧が規定値以上（クラッチが断となる値）になる
とオン信号を出力するエアセンサ７０が、また、エアタ
ンク４８には内部エア圧が規定値以下になるとオン信号
を出力するエアセンサ７２がそれぞれ取付けられる。

【０００９】変速機３２内のギヤ位置を切換えるには、
図２に示すシフトパターンに対応した変速位置にチェン
ジレバー５４を操作することにより、変速段選択スイッ
チ５５を切換え、得られる変速信号に基づきギヤ位置切
換手段としてのギヤシフトユニット５１を操作し、シフ
トパターンに対応した目標変速段にギヤ位置を切換える
ものである。ここでＲはリバース段をＮ，１，２，３は
指定変速段を、Ｄは選択変速段を示しており、Ｄレンジ
を選択すると後述する最適変速段決定処理により２速乃
至５速が車速等により決定される。ギヤシフトユニット
５１はミッションコントロールユニット（以後単にコン
トロールユニットと記す）５２からの作動信号により作
動する複数個の電磁バルブ（１つのみ示した）５３と、
このバルブを介してエアタンク４８から高圧の作動エア
が供給されて変速機の図示しないセレクトフォークやシ
フトフォークを作動せしめるパワーシリンダを有し、上
記電磁バルブに与えられる作動信号によりパワーシリン
ダを操作し、セレクト方向次いでシフト方向の順で変速
機３２の噛合態様を変えるよう作動する。更にギヤシフ
トユニット５１にはギヤ位置を検出するギヤ位置センサ
としてのギヤ位置スイッチ５６が対設され、このスイッ
チからのギヤ位置信号はコントロールユニット５２に出
力される。

【００１０】更に、変速機の出力軸５７には車速信号を
発するセンサ５８が対設される。更に、アクセルペダル
３７にはその回転量に応じた抵抗変化を電圧値として生
じさせ、これをＡ／Ｄ変換器５９でデジタル信号化し出
力する負荷センサ６０が取付けられる。ブレーキペダル
６１にはこれが踏込まれた時ハイレベルのブレーキ信号
を出力するブレーキセンサ６２が取付けられる。フライ
ホイール４０にはその外周のリングギヤに適時噛合いエ
ンジン３０をスタートさせるスタータ６３が取付けら
れ、そのスタータリレー６４はコントロールユニット５
２に接続される。なお、符号６５はコンロールユニット
５２とは別途に車両に取付けられると共に車両の各種制
御を行なうエンジンコントロールユニットを示してお
り、図示しない各センサよりの入力信号を受けエンジン
３０の駆動制御等を行なう。このエンジンコントロール
ユニット６５は噴射ポンプ３４の電磁アクチュエータ３
８に作動信号を与え、燃料増減操作によりエンジン回転
数の増減を制御できるものである。なお、エンジンコン
トロールユニット６５はコントロールユニット５２から
のエンジン回転増減信号としての出力信号を受けると、
これを優先して取り入れ、この出力信号に応じてエンジ
ン回転数を増減させることができる。

【００１１】コントロールユニット５２は自動変速装置
に専用されるマイクロコンピュータからなり、マイクロ
プロセッサ（以後単にＣＰＵと記す）６６、メモリ６７
および入出力信号処理回路としてのインターフェース６
８とで構成される。インターフェース６８のインプット
ポート６９には上述の変速段選択スイッチ５５、ブレー
キセンサ６２、負荷センサ６０、エンジン回転センサ３
９、クラッチ回転数センサ４５、ギヤ位置スイッチ５
６、車速センサ５８、クラッチ断接センサ４３（クラッ
チの断接状態をエアセンサ７０に代えて検出する時に用
いる）および両エアセンサ７０，７２より各出力信号が
入力される。一方、アウトプットポート７４は上述のエ
ンジンコントロールユニット６５、スタータリレー６
４、デューティ電磁弁５０、カット弁４９および複数個
の電磁バルブ５３に接続し、それぞれに出力信号を送出
できる。なお、符号７５はエアタンク４８のエア圧が設
定値に達しない時図示しない駆動回路を介し出力を受け
点灯するウォーニングランプを示す。

【００１２】更に、符号７６はクラッチ摩耗量が規定値
を越えた時出力を受け点灯するクラッチ摩耗ランプを示
す。メモリ６７は図７乃至図９にフローチャートとして
示したプログラムやデータを書込んだＲＯＭ（読み出し
専用メモリ）と書込み読み出し兼用のＲＡＭで構成され
る。即ち、ＲＯＭにはプログラムの外に、負荷信号の値
に対応したデューティ比αを予めデータテーブル（図３
参照）として記憶させておき、適時、テーブルルックア
ップを行なって該当する値を読み出すのに使用される。
更に、上述の変速段選択スイッチ５５は変速信号として
のセレクト信号およびシフト信号を出力するが、この両
信号の一対の組合わせに対応した変速段位置を予めデー
タテーブルとしてＲＯＭに記憶させておき、コントロー
ルユニット５２がこのセレクトおよびシフト信号を受け
た際テーブルルックアップを行なって該当する出力信号
をギヤシフトユニットの各電磁バルブ５３に出力し、変
速信号に対応した目標変速段にギヤ位置を合わせる。し
かもギヤ位置スイッチ５６からのギヤ位置信号は変速完
了により出力され、セレクトおよびシフト信号に対応し
た各ギヤ位置信号が全て出力されたか否かを判別し、噛
合適あるいは否の信号を発するのに用いる。

【００１３】ここでコントロールユニット５２は発進制
御手段との機能を有する。

【００１４】すなわち、ここでの発進制御手段は、車速
信号を出力する車速センサ５８と、負荷信号を出力する
負荷センサ６０と、エンジン回転数信号を出力するエン
ジン回転センサ３９と、クラッチの断接信号を出力する
クラッチエアセンサ７０等の検出出力を受け、車速信号
が設定値を下回りクラッチ断信号を受けている状態で、
負荷信号が所定量以上であることを検知した際、断状態
のクラッチを半クラッチ状態に戻し、続いてエンジン３
０とクラッチの出力軸４４との間の回転数差の単位時間
当たりの変化が設定領域（図６参照）に入るようクラッ
チ位置を調整し、その後にクラッチ３１を接続させるよ
うにエアシリンダ４２の作動を制御する。

【００１５】ここで、図７乃至図９（ａ），（ｂ）に従
って車両のクラッチ制御装置の制御処理を説明する。プ
ログラムがスタートするとコントロールユニット５２は
エンジン停止割込の無い限り始動処理に入る。そして始
動処理完了の後、車速信号を入力させ、その値が規定値
（例えば２Ｋｍ／ｈ乃至３Ｋｍ／ｈ）以下では発進処理
を、以上では変速処理を行なう。ただしエンジン回転数
信号がエンスト回転数としての設定値を下回った場合、
クラッチ３１を断（オフ）つようカット弁４９にオン信
号をデューティ弁５０にオフ信号を出力する。図８によ
り始動処理を説明する。エンジン回転数信号を入力さ
せ、その値がエンジンの停止域内にあるか否かステップ
１（以後図中においてはステップをＳとして示す）で調
べ、エンジン停止時にイエスに進む。チェンジレバー位
置とギヤ位置が同じか否か、即ち、変速信号とギヤ位置
信号が同じとなり、変速段選択スイッチ５５で指示した
目標変速段（ここでＤレンジの場合、予め最大変速比で
あるたとえば２速と設定しておく）に変速機３２のギヤ
位置が整列しているかを判別し（ステッフ２）、イエス
でスタータリレー６４に図示しない駆動回路を介し出力
し、図示しないスタータスイッチを操作することにより
スタータ６３を回せる状態にする（ステップ３）。目標
変速段をニュートラルとした場合にエンジンがかかると
更にエア圧スイッチ７２の検出信号が設定値を上回って
いるか否かを調べ（ステップ５）、イエスでリターンす
る。エア圧がない時はエアタンク４８が規定のエア圧に
なるまで待ちステップ５を完了する。

【００１６】一方、目標変速段が高変速比（低変速段）
にセットされているに於いてもこの目標変速段と変速機
３２のギヤ位置が一致しているとスタータ始動可とな
る。この場合車輪がスタータで回転されることとなり、
例えば、緊急脱出移動を必要とする際に有効利用でき
る。ステップ２でノーの場合、エア圧が有無を調べ（ス
テップ６）、ノーの場合ウォーニングランプ７５に出力
信号を発し（ステップ７）、イエスの場合あるいは外部
よりエア補給によりイエスに復帰した場合クラッチ３１
を断つようアウトプットポート７４を介しカット弁４９
にオン信号を、デューティ弁５０にオフ信号をそれぞれ
出力する（ステップ８）。クラッチ断の間にギヤシフト
ユニット５１は目標変速段に対応する出力信号をアウト
プットポート７４を介し受け、正常に働き、ギヤ位置が
目標変速段に合わされる（ステップ９）。この後パルス
制御弁５０にアウトプットポート７４を介し所定時限の
みオン出力がなされ、即ち、エア室４６が大気開放され
クラッチミートがなされる（ステップ１０）。このステ
ップ２より６，８，９，１０のループは目標変速段にギ
ヤ位置が整列するまで繰返される。このような始動処理
図の完了後、車速信号を読取り、これが設定値を下回っ
ていると、図９（ａ），（ｂ）の発進処理に入る。

【００１７】ここでコントロールユニット５２はクラッ
チ断接信号を選択的にインプットポート６９を介し読取
り、クラッチ接信号を受けているとノーへ進める（ステ
ップ１１）。ステップ１２ではクラッチ３１を断（オ
フ）すべくカット弁４９にオン信号を出力し、クラッチ
をオフにする。ステップ１１よりイエスに進むと、チェ
ンジレバー位置とギヤ位置が同じか否かのステップ２と
同様の判別をし（ステップ１３）、ノーの場合、ステッ
プ１４でギヤ位置を目標変速段に合わせるというステッ
プ９と同じ制御をする。ステップ１３よりイエスに進む
と、目標変速段に達したギヤ位置がニュートラルか否か
を変速信号より読取り、イエスではステップ１１に戻
り、ノーではステップ１６へ進む（ステップ１５）。こ
こではアクセル踏込量としての負荷信号値が規定値（運
転者が発進の意志を示す程度の低い値い）を上回ったか
否かを判別し、ノーの場合ステップ１１，１３，１５，
１６を繰返し、イエスの場合、クラッチエア圧、即ち、
エア圧スイッチ７０の出力信号に対応するエア圧をタン
ク圧Ｐ０より規定値Ｐ１にまで下げる（ステップ１
７）。次にアクセル位置としての負荷信号値を検出し
（ステップ１８）、この値に該当するデューティ比αを
図３のデータテーブルを用いて読み取る（ステップ１
９）。

【００１８】得られた最適デューティ比αのパルス信号
はデューティ弁５０に出力され、エア室４６のクラッチ
エア圧は図４に示すように時間経過に従い所定のレベル
でゆっくり低下し、クラッチは徐々に断より半クラッチ
に近づく（ステップ２０）。コントロールユニット５２
はこの時点でエンジン回転数信号の入力を続けるようイ
ンプットポート６９に選択信号を出しており、このエン
ジン回転数信号に基づく経時的なエンジン回転数値がメ
モリ６７内のＲＡＭに順次記憶処理され、そのピーク点
Ｍ（図５中に一例を示した）を演算処理し、ピーク点Ｍ
を判別するまではノーに進みステップ１８，１９，２
０，２１を繰返し、判別するとステップ２２に進む。な
お、ここでピーク点Ｍはエンジン回転がクラッチ出力軸
４４の回転として伝達され始めることにより、ダウンを
するために生じる。ピーク値Ｍを検出した時点Ｔ１よ
り、デューティ弁５０はオンのままホールドする。つま
り、エア圧を一定に保ったまま回転数差をチェックして
いる。コントロールユニット５２はインプットポート６
９にエンジン回転数信号に加えクラッチ出力軸４４のク
ラッチ出力軸回転数信号とを入力するよう選択信号を出
力する。

【００１９】そしてエンジンとクラッチの回転数差（図
５に（Ｎ−Ｎ１）として示した）を所定時間毎に算出
し、その回転数差の経時的変化を第１設定値Ｘ１（図６
参照）以下（経時的変化がゼロの場合に図６に一点鎖線
で示す水平線と成るものとする）か否かを判別する（ス
テップ２２）。イエスの場合、ＣＰＵ６６はデューティ
弁５０をオンしてエア室４６のエアを抜きクラッチを徐
々につなげる（ステップ２３）。この後、エンジンとク
ラッチの回転数差の経時的変化が第２設定値Ｘ２（Ｘ１
＜Ｘ２）以上か否かを判別し、ノーの場合ステップ２３
に戻り、エンジンとクラッチ出力軸の回転数差を一定に
保つループを繰返す。一方、ステップ２２でノーに進む
と、エンジンとクラッチの回転数差の経時的変化が第３
設定値ｙ２（Ｘ２＜ｙ２）以上か否かを判別する（ステ
ップ２５）。イエスの場合、デューティ弁５０をオフと
して遮断し、カット弁４９にオン信号を適量出力し、ク
ラッチを断方向に適量戻す（ステップ２６）。ステップ
２７ではエンジンとクラッチの回転数差の経時的変化が
第４設定値ｙ１以下か否かを判別し、ノーの場合ステッ
プ２６，２７を繰返し、イエスの場合ステップ２８に進
む。なお、ステップ２５でノーの場合もステップ２８に
進む。

【００２０】ステップ２８に達した時点でエンジンとク
ラッチの回転数差の経時的変化はほぼ図６に斜線で示す
領域内に入り、クラッチ３１を半クラッチ状態よりショ
ックを伴うことなく、かつ、過度に時間を取ることなく
接状態に切換える条件が整うため、クラッチ３１のエア
圧を現状にホールドする。この後、コントロールユニッ
ト５２はエンジンとクラッチ出力軸の回転数差が規定値
（たとえばＮ−Ｎ１＝１０ｒｐｍ程解）以下か否かを判
別し、ノーの間はステップ２２乃至ステップ２９のルー
プを繰返し、イエスの時点Ｔ２でステップ３０に進む。
ここではデューティ弁５０を全開させクラッチミートを
行なう。この後、即ち、エアシリンダ４２が不作動とな
った後ＣＰＵ６６はクラッチのすべり率としての（エン
ジンとクラッチの回転数差）／（エンジン回転数）を算
出し、この値を規定値と比較し、規定値以下ではリター
ンし、規定値以上ではステップ３２に進む（ステップ３
１）。ステップ３２ではクラッチ摩耗量が大であるとの
判断よりクラッチ摩耗ランプ７６に対しクラッチ摩耗信
号としてのオン信号をアウトプットポート７４および図
示しない駆動回路を介し出力し、点灯処理をする。

【００２１】発進処理完了後、コントロールユニット５
２は車速信号を読み取りこれが設定値を上回っていると
変速処理に入る。この変速処理では、指定変速段指定で
はクラッチ断接操作をし、指定変速段にギヤ位置を合わ
せる操作をする。更に、選択変速段では車速信号に基づ
き最適変速段を決定し、その上で、クラッチ断接操作を
し、ギヤ位置を最適変速段に合わせる操作を行なう。な
お、変速処理において、リバース段と判断された場合、
異常判定をすることと成る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、車両の
発進に際して、断状態のクラッチを半クラッチ状態に戻
してから、過度に時間をかけることなく、且つ、ショッ
クが発生しない程度にエンジンとクラッチの回転を合わ
せることができ、これにより応答性良くスムーズな発進
フィーリングが得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての車両のクラッチ制御
装置の概略全体構成図である。

【図２】図１のクラッチ制御装置に用いるシフトパター
ン図である。

【図３】図１のクラッチ制御装置に用いる負荷信号／デ
ューティ比のデータテーブルの特性線図である。

【図４】図１のクラッチ制御装置のクラッチエア圧の経
時変化の一例を示す線図である。

【図５】図１のクラッチ制御装置のエンジンおよびクラ
ッチ出力軸の各回転数の経時変化の一例を示す線図であ
る。

【図６】図１のクラッチ制御装置のエンジンとクラッチ
出力軸の回転数差の経時変化を制御すべき領域の一例を
示す線図である。

【図７】図１のクラッチ制御装置に用いる制御プログラ
ム中のメインルーチンのフローチャートである。

【図８】図１のクラッチ制御装置に用いる制御プログラ
ム中の始動ルーチンのフローチャートである。

【図９】（ａ）は同上クラッチ制御装置に用いる制御プ
ログラム中の発進ルーチンの前部フローチャート、
（ｂ）は後部フローチャートである。

【符号の説明】

３０ エンジン ３２ 変速機 ３１ クラッチ ３９ 回転センサ ４２ エアシリンダ ４３ クラッチ断接センサ ４４ クラッチの出力軸 ４５ クラッチ回転センサ ４６ エア室 ４９ カット弁 ５０ デューティ弁 ５１ ギアシフトユニット ５３ 電磁バルブ ５５ 変速段選択スイッチ ５８ 車速センサ ６０ 負荷センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジンと変速機との間のクラッチ
   を断接させるアクチュエータを駆動制御するクラッチ操
   作手段と、 上記車両の車速信号を出力する車速センサと、 上記エンジンの負荷信号を出力する負荷センサと、 上記エンジンの回転数信号を出力するエンジン回転セン
   サと、 上記クラッチの出力軸の回転数信号を出力するクラッチ
   回転センサと、 上記クラッチの断接信号を出力するクラッチ断接センサ
   と、 上記各センサの検出出力を受け、上記車速信号が設定値
   を下回りクラッチ断信号を受けている状態で、上記負荷
   信号が所定量以上であることを検知すると断状態のクラ
   ッチを半クラッチ状態に戻し、続いてエンジンとクラッ
   チの出力軸との間の回転数差の単位時間当たり変化が設
   定領域に入るようクラッチ位置を調整し、その後にクラ
   ッチを接続させるように上記クラッチ操作手段の作動を
   制御する発進制御手段とを有したことを特徴とする車両
   のクラッチ制御装置。