JPH0819989B2 - 車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

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】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とギヤ式変速機とに流体圧で作
動するアクチュエータをそれぞれ取付け、チェンジレバ
ーの切換により発する変速信号に基づき両アクチュエー
タを介してクラッチを断接作動させると共にギヤ式変速
機を切換え作動させ、クラッチおよび変速機の各作動を
自動的に行なわせることが望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラッ
チを自動的に作動させるようにした場合には、マニュア
ル式クラッチのように運転者がクラッチのすべりを容易
に認識することは困難で、運転者がクラッチの摩耗に気
付かないまま運転を続けると、やがてはクラッチが焼損
する等して車両が走行不能に陥ってしまう問題がある。

【０００５】このため、本発明はクラッチの摩耗を的確
に警告することができ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。

【０００６】

【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、上記車両の車速を検出する車速センサと、上記クラ
ッチの摩耗を警告する摩耗警告手段と上記アクチュエー
タの作動を制御すると共に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上回り上記アクチュエータ
がクラッチ接続状態にある時に、上記エンジン及びクラ
ッチの各回転数信号から算出されるクラッチのすべり率
が規定値を上回ったことを検知すると上記摩耗警告手段
を作動させる制御手段とを有したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、車速信号が設定値を上回りア
クチュエータがクラッチ接続状態にある時に、エンジン
及びクラッチの各回転数信号から算出されるクラッチの
すべり率が規定値を上回ったことを検知すると摩耗警告
手段を作動させるので、走行中のエンジン回転とクラッ
チ回転とからクラッチのすべり率を精度良く検知してク
ラッチの摩耗を的確に検知及び警告することが出来る。

【０００８】

【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にクラッチ板４１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）。

【０００９】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
る開閉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
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。

【００１０】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。

【００１１】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はエンジン操作手段としての噴射ポンプ３
４の電磁アクチュエータ３８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。

【００１２】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。

【００１３】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摩耗警告手段としてのク
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）に記憶させておき、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。

【００１４】更に、ＲＯＭには、選択変速段（Ｄ）区分
に目標変速段がある時、車速、負荷およびエンジン回転
の各信号に基づき、最適変速段を決定するためのデータ
テーブルをも記憶させておく。コントロールユニット５
２は走行状態に応じて目標変速段を決定する。即ち、コ
ントロールユニット５２は車速に対応した基本変速段を
所定のテーブルルックアップにより読み出し、次に、エ
ンジン負荷、エンジン回転数に応じた補正値で基本変速
段を補正し最適変速段を決定し、これを目標変速段とみ
なす。

【００１５】ここでコントロールユニット５２は、特に
制御手段としての機能を備える。即ち、エンジン回転セ
ンサ３９、クラッチ回転センサ４５、車速センサ５８等
の各センサの検出出力を受け、車速信号が設定値を上回
りエアシリンダ４２がクラッチ接続状態にある時に、エ
ンジン３０及びクラッチ３１の各回転数信号から算出さ
れるクラッチ３１のすべり率が規定値を上回ったことを
検知するとクラッチ摩耗ランプ７６を作動させる。

【００１６】ここで、図７乃至図９に従って自動変速装
置の制御処理の説明を行う。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。

【００１７】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。

【００１８】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）。この後デュー
ティ弁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。

【００１９】次に図９（ａ），（ｂ）により発進処理を
説明する。始動処理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発進処理に入る。まず、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
ＣＰＵ６６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Ｐ
１にまで下げる（ステップ１７）。

【００２０】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１９）。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状
態に近づく（ステップ２０）。コントロールユニット５
２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。

【００２１】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６９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。
そしてエンジンとクラッチの回転数差（図５に（Ｎ−Ｎ
１）として示した）を所定時間毎に算出し、その回転数
差の経時的変化が第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
なるものとする）か否かを判別する（ステップ２２）。
イエスの場合、コントロールユニット５２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。

【００２２】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ｙ
２（Ｘ２＜ｙ２）以上か否かを判別する（ステップ２
５）。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２
６，２７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。このステップ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
態に切換える条件を整うため、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５
２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。

【００２３】この後、即ち、エアシリンダ４２が不作動
となった後コントロールユニット５２は制御手段として
機能し、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３１）。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、点灯処理する。

【００２４】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。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クラッ
チの摩耗を的確に検知及び警告することが出来るので、
クラッチの摩耗を早期に警告して早期の修理を促すこと
が出来、クラッチの焼損を招いて車両が走行不能に陥っ
てしまうような事態の発生を未然に防止出来るという効
果を奏する。

【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中の自動変速装置に用いるシフトパターン
図である。

【図３】図１の車両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の車両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の車両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の車両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の車両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の車両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 ３１ クラッチ ３２ 変速機 ３８ 電磁アクチュエータ ３９ エンジン回転センサ 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 ５２ コントロールユニット ５３ 電磁バルブ ５５ 変速段選択スイッチ ５６ ギア位置センサ ５８ 車速センサ ６０ 負荷センサ ７６ クラッチ摩耗ランプ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:46 59:68

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、 上記車両の車速を検出する車速センサと、 上記クラッチの摩耗を警告する摩耗警告手段と上記アク
   チュエータの作動を制御すると共に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上回り上記アクチ
   ュエータがクラッチ接続状態にある時に、上記エンジン
   及びクラッチの各回転数信号から算出されるクラッチの
   すべり率が規定値を上回ったことを検知すると上記摩耗
   警告手段を作動させる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。