JPH11173172A - クラッチ断接装置 - Google Patents

クラッチ断接装置

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JPH11173172A
JPH11173172A JP9338998A JP33899897A JPH11173172A JP H11173172 A JPH11173172 A JP H11173172A JP 9338998 A JP9338998 A JP 9338998A JP 33899897 A JP33899897 A JP 33899897A JP H11173172 A JPH11173172 A JP H11173172A
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clutch
pneumatic
speed
control
accelerator pedal
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JP9338998A
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Yasushi Yamamoto
康 山本
Masanori Ishihara
正紀 石原
Nobuyuki Iwao
信幸 岩男
Masaaki Saito
昌明 西頭
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ自動接続時の加速フィーリングを向
上する。 【解決手段】 本発明は、所定の信号入力によりクラッ
チ8の自動断接を実行する自動断接手段2,7,78,
79,35,62,64,68,74,72,aを有し
たクラッチ断接装置1において、前記クラッチ8の自動
断接時に制御アクセル開度に基づいて実際のアクセルペ
ダル開度と無関係にエンジン制御を実行するエンジン制
御手段72であって、前記クラッチ8の自動接続時に、
前記アクセルペダル開度に前記制御アクセル開度を接近
させるようエンジン制御を実行し、且つその接近速度
を、エンジン回転数、アクセルペダル開度、変速機のギ
ヤ段、車両の走行抵抗、又はアクセルペダル踏み込み速
度に基づいて決定するエンジン制御手段72を設けたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクラッチ断接装置に
係り、特に車両のクラッチの自動化を図り得るクラッチ
断接装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近では、摩擦クラッチを自動断接し得
るクラッチ断接装置と、マニュアルトランスミッション
を自動変速し得る自動変速機と、エンジン制御を行うエ
ンジン制御装置とを組み合わせ、運転手の変速操作と同
時にこれらクラッチ断接制御、変速制御及びエンジン制
御を一括して実行する自動変速装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
装置では、変速前のクラッチ分断、或いは変速後のクラ
ッチ接続の時に、断接によるショックを低減するため、
エンジン制御を組み合わせるのが通常である。即ち、ク
ラッチ分断時にはエンジン出力を絞るようにし、クラッ
チ接続時にはエンジン回転をクラッチ回転に合わせるよ
うにする。
【0004】このようなエンジン制御を行う際には、運
転手による実際のアクセルペダル開度と無関係に、制御
アクセル開度というものを決定し、これに基づきエンジ
ン回転及び出力を変える方法を採る。よって上述のエン
ジン制御の際には、アクセルペダル開度と制御アクセル
開度とが異なる値をとる。一方、通常運転の際はアクセ
ルペダル開度をそのまま制御アクセル開度に置換する方
法を採る。このため、制御アクセル開度がアクセルペダ
ル開度から外れたらこれを戻してやる必要がある。この
戻し制御がクラッチ接続過程において行われるのであ
る。
【0005】戻し制御の際、従来は、予め決められた一
定速度で制御アクセル開度をアクセルペダル開度に戻す
或いは接近させるようにしていた。
【0006】しかし、マニュアル変速時の運転手の操作
を考慮すると、運転手は常に一定の速度でアクセルペダ
ルを踏み込む訳ではないので、従来の制御方法では運転
手の意思に合わない場合が多く、加速フィーリングに違
和感があった。例えば、運転手がゆっくり加速しようと
しているときでも、急加速しようとしているときでも、
同じ速度でエンジン出力が上昇するため、前者では飛び
出し感を、後者ではもたつき感を感じた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の信号入
力によりクラッチの自動断接を実行する自動断接手段を
有したクラッチ断接装置において、前記クラッチの自動
断接時に制御アクセル開度に基づいて実際のアクセルペ
ダル開度と無関係にエンジン制御を実行するエンジン制
御手段であって、前記クラッチの自動接続時に、前記ア
クセルペダル開度に前記制御アクセル開度を接近させる
ようエンジン制御を実行し、且つその接近速度を、エン
ジン回転数、アクセルペダル開度、変速機のギヤ段、車
両の走行抵抗、又はアクセルペダル踏み込み速度に基づ
いて決定するエンジン制御手段を設けたものである。
【0008】これにおいては、接近速度を、実際の運転
手の運転操作状況、エンジン運転状況、車両の走行状況
等に合わせて決定するようにしている。これにより運転
手の意思に即した加速フィーリングを得られる。
【0009】なお、前記エンジン制御手段が、前記接近
速度と前記アクセルペダル開度との関係を表す第1のマ
ップ、及び前記接近速度と前記車両の走行抵抗との関係
を表す第2のマップを有し、且つ、これらマップに従っ
て前記接近速度を決定するものであってもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
【0011】図1は、本発明に係るクラッチ断接装置を
示す全体構成図で、ここでのクラッチ断接装置1はマニ
ュアル断接と自動断接とが可能な所謂セミオートクラッ
チシステムの構成が採られている。図示するようにクラ
ッチ断接装置1は、空圧を供給するための空圧供給手段
2を有する。空圧供給手段2は、エンジン91に駆動さ
れて空圧(空気圧)を発生するコンプレッサ3と、コン
プレッサ3からの空気を乾燥させるエアドライヤ4と、
エアドライヤ4から送られてきた空気を貯留するエアタ
ンク5と、エアタンク5の入口側に設けられた逆止弁6
とから主に構成される。この空圧供給手段2からの空圧
は倍力装置(クラッチブースタ)7に送られ、倍力装置
7はその空圧の供給により摩擦クラッチ8を分断側(右
側)Aに操作するようになっている。また倍力装置7
は、詳しくは後述するが、マスタシリンダ10から油圧
も供給されるようになっている。
【0012】図2は倍力装置7の詳細を示す縦断面図で
ある。なおこの倍力装置7は従来同様に構成される。図
示するように、倍力装置7は、そのボディ11に接続さ
れたシリンダシェル12を有し、このシリンダシェル1
2内にピストンプレート(パワーピストン、倍力ピスト
ン)13が、リターンスプリング14により空圧導入側
(図中左側)に付勢されて設けられている。シリンダシ
ェル12の一端には空圧ニップル15が取り付けられ、
この空圧ニップル15が空圧導入口を形成してエアタン
ク5からの空圧を空圧配管35(図1)から導入する。
空圧が導入されるとピストンプレート13が右側に押動
され、こうなるとピストンプレート13はピストンロッ
ド16、ハイドロリックピストン17、さらにはプッシ
ュロッド18を押動してクラッチレバー8a(図1)を
分断側Aに押し、クラッチ8を分断する。
【0013】一方、ボディ11内部には油圧路20が形
成され、油圧路20の油圧導入口は油圧ニップル19に
よって形成されている。油圧ニップル19には油圧配管
54の一端が接続される。油圧路20は、ボディフラン
ジ部11aの一端(下端)側に形成された孔21、ハイ
ドロリックピストン17を収容するハイドロリックシリ
ンダ(油圧シリンダ)22(ボディシリンダ部11bに
形成される)、及びハイドロリックシリンダ22に小孔
23aを介して連通する他端(上端)側の制御孔23に
よって主に形成される。油圧ニップル19から油圧が導
入されると、その油圧は上記通路を通って制御孔23に
到達し、制御ピストン24を制御シリンダ25に沿って
右側に押動する。このようにボディフランジ部11aの
上端側には、詳しくは後述するが、倍力装置7への空圧
供給を制御するための制御バルブ部7a(油圧作動弁)
が形成される。
【0014】制御バルブ部7aは右側に突出する制御ボ
ディ部26によって区画される。制御ボディ部26に
は、前述の制御シリンダ25に同軸に連通するコントロ
ール室27及び空圧ポート28が形成される。コントロ
ール室27には制御ピストン24のコントロール部29
が、空圧ポート28にはポペットバルブ30がそれぞれ
摺動可能に収容される。空圧ポート28にはニップル3
1が取り付けられ、このニップル31には空圧配管67
(図1)が接続されて空圧が常に供給されている。
【0015】通常、ポペットバルブ30は、空圧とポペ
ットスプリング32とにより左側に付勢されていて、コ
ントロール室27及び空圧ポート28を連通する連通ポ
ート33を閉じている。よってニップル31からの空圧
はポペットバルブ30の位置で遮断される。しかしなが
ら、油圧配管54から油圧が供給されると、制御ピスト
ン24のコントロール部29がポペットバルブ30を右
側に押動して連通ポート33を開く。こうなると、連通
ポート33からコントロール室27に侵入した空圧は、
詳しくは後述するが、コントロール室27に連通する空
圧配管34,35(図1)を通じて前述のシリンダシェ
ル12に入り、ピストンプレート13の左側の空圧作用
面13aに作用してこれを右側に押動し、クラッチ8を
分断側に操作する。
【0016】ここで、倍力装置7は、供給された油圧の
大きさに応じてクラッチ8を所定ストロークだけ操作す
ることができる。即ち、例えば比較的小さい値だけ油圧
が増加された場合、前述の空圧作用によりピストンプレ
ート13が右側に押動され、これに連動してハイドロリ
ックピストン17が所定ストロークだけ右側に押動され
る。すると、油圧路20の容積が増し制御孔23内の油
圧が下がり、こうなると、制御ピストン24のコントロ
ール部29がポペットバルブ30を押し付けつつ、ポペ
ットバルブ30が連通ポート33を閉鎖するバランス状
態が生じ、これによりコントロール室27、空圧配管3
4,35、及びピストンプレート13の空圧作用面13
a側となる空圧導入室12bにて所定の空圧が保持さ
れ、ピストンプレート13を所定ストローク位置に保持
し、クラッチ8を所定の半クラッチ位置に保持する。
【0017】また、油圧が完全に抜かれると、制御孔2
3内の油圧がさらに下がって、図示の如く制御ピストン
24が最も左側の原位置に戻される。こうなると、コン
トロール部29がポペットバルブ30から離れ、コント
ロール部29の内部に設けられた開放ポート36がコン
トロール室27等と連通するようになる。すると、保持
されていた空圧は、一部が開放ポート36から大気圧ポ
ート39を通じ空圧導入室12bと反対側の大気室12
aに導入され、これによりピストンプレート13を右側
に押していた空圧が、今度はリターンスプリング14と
協同してそれを反対側の左側に押し、クラッチ8を接続
側(左側)Bに操作する。そして残りの空圧は、ブリー
ザ37を通じ大気開放される。
【0018】特にブリーザ37には、排気のみ可能なチ
ェック弁が内蔵されている為、クラッチ接続時、大気室
12aが負圧となり、クラッチ8の接続不良が生じてし
まう。これを防止するため、空圧の一部を大気室12a
に導き、残りをブリーザ37より排出する必要が有る。
【0019】なお、倍力装置7において、38はシリン
ダ室12aとハイドロリックシリンダ22とを油密に仕
切るシール部材、40は大気圧ポート、41は緩められ
たときに作動油のエア抜きを行えるブリーダである。
【0020】このように、制御バルブ部7aは、クラッ
チペダル9の操作と連動するマスタシリンダ10からの
信号油圧に基づき、倍力装置7への空圧の供給・排出を
制御し、クラッチ8のマニュアル断接を実行する。
【0021】図3はマスタシリンダ10の詳細を示す縦
断面図である。図示するように、マスタシリンダ10
は、長手方向に延出されたシリンダボディ45を有す
る。シリンダボディ45はその内部に所定径のシリンダ
ボア46を有し、シリンダボア46には特に二つのピス
トン47,48が独立して摺動可能に装入される。シリ
ンダボア46の一端(左端)開口部には、クラッチペダ
ル9の踏み込み或いは戻し操作に合わせて挿抜するプッ
シュロッド49の先端部が挿入され、さらにその開口部
はダストブーツ50で閉止される。シリンダボア46内
の他端側(右側)には、第1及び第2ピストン47,4
8をピストンカップ51を介して一端側に付勢するリタ
ーンスプリング52が設けられる。シリンダボア46の
他端は、シリンダボディ45に形成された油圧供給ポー
ト53に連通され、この油圧供給ポート53には図1に
示す油圧配管54が接続される。53aはチェックバル
ブである。
【0022】図示状態にあっては、クラッチペダル9の
踏み込みがなされておらず第1及び第2ピストン47,
48は一端側の原位置に位置されている。特にこのとき
のピストン47,48間に位置されて、シリンダボディ
45には空圧導入ポート55が設けられている。このマ
スタシリンダ10においては、クラッチペダル9による
マニュアル操作のときは両方のピストン47,48が押
動されて油圧を供給する。一方、自動操作による場合
は、詳しくは後述するが、空圧導入ポート55から空圧
が供給されて第2ピストン48のみが適宜押動されるよ
うになっている。なおこのとき第1ピストン47の移動
はスナップリング56によって規制される。またこのと
き、第1ピストン47が移動しないのでクラッチペダル
9は移動しない。57は、作動油のリザーバタンク58
(図1)からの給油配管59に接続する給油ニップル、
60及び61は、ピストンカップ51の右側及び第2ピ
ストン48の位置にそれぞれ給油を行う小径及び大径ポ
ートを示す。
【0023】図1に示すように、エアタンク5からは空
圧配管62が延出され、この空圧配管62の分岐63か
らは空圧配管67が分岐され、この空圧配管67は倍力
装置7のニップル31に接続される。一方、空圧配管6
2はシャトル弁69に接続され、特にその途中には2ウ
ェイ式の二つの三方電磁弁78,79(第1及び第2の
三方電磁弁)が上流側と下流側とに直列に設けられてい
る。ここで空圧配管62は、エアタンク5及び上流側三
方電磁弁78を結ぶ上流部62aと、三方電磁弁78,
79間を結ぶ中間部62bと、下流側三方電磁弁79及
びシャトル弁69を結ぶ下流部62cとに分けられる。
上流側三方電磁弁78の排気側には空圧配管64が接続
され、中間部62bには空圧配管74(第1の空圧排出
路)が接続され、下流側三方電磁弁79の排気側には空
圧配管68(第2の空圧排出路)が接続されている。
【0024】三方電磁弁78,79は、コンピュータ内
蔵の制御装置(コントローラ)72からのON/OFF信号
(制御信号)に基づいて切替制御される。上流側の三方
電磁弁78は、ONのときには上流部62aと中間部62
bとを接続して空圧配管64を閉とし、OFF のときには
中間部62bと空圧配管64とを接続して上流部62a
を閉とする。また下流側の三方電磁弁79は、ONのとき
には中間部62bと下流部62cとを接続して空圧配管
68を閉とし、OFF のときには下流部62cと空圧配管
68とを接続して中間部62bを閉とする。
【0025】シャトル弁(ダブルチェックバルブ)69
は機械式三方弁であって、空圧配管62又は34の一方
のみを互いの空圧差に基づき空圧配管35に接続する。
【0026】一方、三方電磁弁79から延出する空圧配
管68は先述の倍力装置7のブリーザ37に接続され
る。そしてこの空圧配管68の途中には、中間部62b
から延出する空圧配管74の末端が接続されている。さ
らに空圧配管68にあってその接続部の下流側(ブリー
ザ37側)には、三方電磁弁78から延出する空圧配管
64の末端が接続されている。
【0027】空圧配管74には、その流路を絞るための
絞り部66(第1の絞り)と、空圧の移動方向を一方向
に規制するためのチェック弁75とが直列に設けられて
いる。絞り部66は中間部62b側に設けられ、チェッ
ク弁75は空圧配管68側に設けられている。ここで詳
しくは後述するが、クラッチ自動接続に伴う空圧排出に
際し、排気は空圧配管68側から中間部62b側に向か
って行われ、従ってその排気流れ方向に対し絞り部66
は下流側に、チェック弁75は上流側に位置されること
となる。さらにチェック弁75は、空圧配管68側から
中間部62b側への空圧ないし空気の移動のみを許容
し、逆方向の移動を規制ないし禁止している。
【0028】また、空圧配管68において、各空圧配管
74,64の接続部の間の位置には別の絞り部76(第
2の絞り)が設けられている。この絞り部76は、先の
絞り部22よりも絞り量が大きく、流路面積をより縮小
するものとなっている。ここで詳しくは後述するが、ク
ラッチ自動接続に伴う空圧排出に際し、排気は三方電磁
弁79側からブリーザ37側に向かって行われ、従って
その排気流れ方向に対し、絞り部76は、空圧配管74
の接続部の下流側に位置されることとなる。
【0029】さらに、詳しくは後述するが、エアタンク
5から三方電磁弁78,79、シャトル弁69及び倍力
装置7の空圧ニップル15を順に結ぶ空圧配管62,3
5は、クラッチ8の自動分断操作時に、倍力装置7に空
圧供給を行うための第1の空圧供給路aを形成する。
【0030】またエアタンク5から分岐63、制御バル
ブ部7a、シャトル弁69、及び倍力装置7の空圧ニッ
プル15までを順に結ぶ空圧配管62,67,34,3
5は、クラッチ8のマニュアル分断操作時に、倍力装置
7に空圧供給を行うための第2の空圧供給路bを形成す
る。
【0031】特に、空圧配管62の中間部62bには空
圧配管70が接続され、この空圧配管70は、クラッチ
8の自動分断操作時に、マスタシリンダ10に空圧供給
を行うための第3の空圧供給路cを形成する。
【0032】空圧配管70は、マスタシリンダ10の空
圧導入ポート55に接続されて第2ピストン48の背面
側に空圧を供給する。この配管70の途中には三方電磁
弁80(第3の三方電磁弁)が設けられ、三方電磁弁8
0はマスタシリンダ10への空圧の給排を制御する。三
方電磁弁80の排気側には空圧配管73が接続され、空
圧配管73の末端は空圧配管62の下流部62cに接続
されている。そして空圧配管73の途中にはチェック弁
43が設けられ、チェック弁43は、三方電磁弁80側
から下流部62c側への空圧の移動のみを許容し、逆方
向の移動を規制ないし禁止する。そして内部のスプリン
グの作用により、三方電磁弁80側の空圧が、下流部6
2c側の空圧より大きいときのみ空圧の移動を許容す
る。
【0033】三方電磁弁80はコントローラ72により
ON/OFF制御され、ONのときには空圧配管70の上流側
(エアタンク5側)と下流側(マスタシリンダ10側)
とを接続ないし連通し、空圧配管73を閉とする。また
OFF のときには、空圧配管70の下流側と空圧配管73
とを接続し、空圧配管70の上流側を閉とする。これに
より、ONのときにはマスタシリンダ10への空圧供給を
許容し、OFF のときにはマスタシリンダ10から空圧を
排出させて、それを空圧配管73を通じて空圧配管62
に送出させる。このように空圧配管70の下流側と空圧
配管73とはマスタシリンダ用の空圧排出路を構成して
いる。
【0034】かかるクラッチ断接装置1は、これとは別
に設けられた変速機71と連動され得るようになってい
る。変速機71は、マニュアルトランスミッションとア
クチュエータとを組み合わせてなる自動変速機であり、
即ち、手動シフトレバーで変速ポジションが選択される
と、電気スイッチによる変速信号がコントローラ72に
送られ、これに基づいてアクチュエータが動作制御され
て、マニュアルトランスミッションが変速操作されるよ
うになっている。
【0035】また、かかるクラッチ断接装置1は、ディ
ーゼルエンジン91のエンジン制御を実行するエンジン
制御手段をも有している。エンジン制御手段はコントロ
ーラ72からなり、コントローラ72は、各センサから
受け取った各種信号に基づき、燃料噴射量を決定し、そ
の燃料噴射量に見合った制御信号を燃料噴射ポンプ92
の電子ガバナに出力する。特に、アクセルペダル75に
はアクセルペダルストロークセンサ82が設けられ、コ
ントローラ72は、そのセンサ82の出力信号からアク
セルペダル開度を読取り、これに基づいてエンジン回転
数を増減させるようになっている。詳しくは、コントロ
ーラ72は、実際のアクセルペダル開度を疑似的なアク
セルペダル開度である制御アクセル開度に通常はそのま
ま置換し、これに基づきエンジン制御を実行している。
なお、後に詳述するが、コントローラ72は、クラッチ
8の自動断接時にはアクセルペダル開度とは無関係に、
制御アクセル開度を決定してこれのみに基づきエンジン
制御を実行する。
【0036】他、コントローラ72には、アクセルペダ
ル75に設けられたアイドルスイッチ83、変速機71
のシフトレバー付近に設けられた非常スイッチ84、変
速機71の出力軸付近に設けられた車速センサ85、エ
アタンク5に設けられた圧力スイッチ86、クラッチペ
ダル9に設けられたペダルスイッチ87及びクラッチペ
ダルストロークセンサ89、及びクラッチ8に設けられ
たクラッチストロークセンサ88等が接続される。また
コントローラ72には、エンジン回転数を検知するため
のエンジン回転数センサ93や、クラッチ回転数を検知
するためのクラッチ回転数センサ94も接続される。エ
ンジン回転数センサ93はエンジン91の出力軸或いは
クラッチ8の入力軸付近に設けられ、クラッチ回転数セ
ンサ94はクラッチ8の出力軸或いはトランスミッショ
ンの入力軸付近に設けられる。これらセンサ93,94
は、クラッチ8の入力側回転数と出力側回転数とをそれ
ぞれ検知するためのものでもある。なおコントローラ7
2は、クラッチ制御用、変速機制御用、エンジン制御用
といった各機能別の複数のコントローラ(ECU,CPU等)
から構成しても構わない。
【0037】次に、上記装置の動作説明を行う。なお図
4には、各クラッチモードにおける各電磁弁78,7
9,80の通電パターン(ON/OFFパターン)が示されて
いるので適宜参照されたい。これにおいて通常時とはマ
ニュアル操作時のことであり、このときは全ての電磁弁
78,79,80がOFF とされる。
【0038】先ず、クラッチ8のマニュアル分断操作は
以下のようにして行われる。クラッチペダル9を踏み込
むと、マスタシリンダ10からは油圧が供給され、この
油圧は、前述したように、制御バルブ部7aを作動させ
て空圧配管67及び34を接続ないし連通させる。こう
なると、配管34の空圧はシャトル弁69を切り替えて
配管35に至り、倍力装置7の空圧導入室12bに移動
する。そして、ピストンプレート13を押動し、クラッ
チ8を分断させる。このときクラッチ8はクラッチペダ
ル9の操作に応じて適宜量だけ分断することができる。
このときコントローラ72は、ペダルスイッチ87から
の信号入力(ON信号)によりマニュアル操作であること
を判断して、三方電磁弁78,79,80をいずれもOF
F のままとする。
【0039】他方、クラッチ8のマニュアル接続操作
時、クラッチペダル9の戻し操作により油圧が抜かれる
と、前述の制御バルブ部7aの作動により空圧配管34
と大気圧ポート39とが連通されるようになる。こうな
れば、空圧導入室12bの空圧が、配管35,34を経
由して大気室12aに導入され、これによりクラッチ8
の接続が達成される。この接続の間もコントローラ72
は、ペダルスイッチ87がONのままなので、三方電磁弁
78,79,80をいずれもOFF のままとする。
【0040】ここで分かるように、制御バルブ部7a
は、マスタシリンダ10からの油圧信号(パイロット油
圧)を受けて、空圧配管34を空圧配管67或いは大気
圧ポート39のいずれか一方に連通させる三方弁の如く
機能する。また空圧供給手段2、第2の空圧供給路b、
倍力装置7、制御バルブ部7a、マスタシリンダ10及
び油圧通路54,20が、クラッチペダル操作によりク
ラッチのマニュアル断接を実行するマニュアル断接手段
を構成する。
【0041】次に、クラッチ8の自動断接操作について
説明する。先ず最初に、その内容を、自動変速の概要に
含めて簡単に説明する。
【0042】運転手がシフト操作を行うと、変速信号が
コントローラ72に入力され、これに伴ってコントロー
ラ72は三方電磁弁78,80をON、続けて三方電磁弁
79をONとする。こうなると、第1の空圧供給路aを通
じて、倍力装置7の空圧導入室12bには比較的速い速
度で(短時間で)空圧が供給され、これによりクラッチ
8は即座に分断操作される(クラッチ急断)。この後、
図示しないアクチュエータにより変速機71の変速操作
を完了し、例えば三方電磁弁78,80をOFF、電磁切
替弁79をONのままとして、空圧導入室12bの空圧を
一部は大気室12aに導入し、残りはブリーザ37から
排出して比較的速い速度でクラッチ8の接続操作を行い
(クラッチ高速接或いは急接)、変速を完了する。
【0043】このように、後にも詳述するが、空圧供給
手段2、第1の空圧供給路a、倍力装置7、三方電磁弁
78,79、空圧排出路(空圧配管35,62,64,
68,74)及び制御装置72が、所定の信号入力によ
りクラッチ8の自動断接を実行する自動断接手段を構成
している。
【0044】ところで、図2を参照して、特にクラッチ
8の自動分断操作時、ハイドロリックピストン17が右
側に移動することで、作動油が充填されているハイドロ
リックシリンダ22の容積が増し、これにより油圧路2
0及び油圧配管54内等(合わせて油圧通路内という)
に負圧が生じて、作動油に気泡が混入する虞がある。
【0045】そこで本装置1では、クラッチ8の自動分
断操作時に、三方電磁弁78,80をONとして、空圧配
管62,70を通じてマスタシリンダ10に空圧を供給
し、第2ピストン48を適宜押動することで油圧通路内
を適当に加圧するようにしている。こうすると、油圧通
路内の負圧化を未然に防止することができる。なおこの
ときには、特願平8-14536 号と異なりチェック弁を通過
しないので、上流側と下流側とで圧力差が生じることが
なく、十分な高圧を即座にマスタシリンダ10に供給で
き、これにより油圧発生の遅れや油圧量不足を防止する
ことができる。
【0046】特に、本装置1では、空圧配管62の三方
電磁弁78,79間の位置に空圧配管70を接続したの
で、マスタシリンダ10への空圧供給よりも倍力装置7
への空圧供給を遅らせることができる。即ち、クラッチ
8の自動分断操作時に、先ず三方電磁弁78,80をON
とし、所定の時間差(例えば50ms)をもって三方電磁弁
79をONとすれば、マスタシリンダ10から十分な油圧
が発生した後(つまり予圧を行った後)、倍力装置7の
作動(ピストンプレート13の移動)を開始することが
できる。これによってマスタシリンダ10による油圧発
生を早め、油圧通路内の負圧化の完全防止が図れるよう
になる。なお、極低温時(例えば−20℃以下)には油圧
発生が遅れる傾向にあるので、このときにかかる構成は
大変有利となる。
【0047】一方、クラッチ8の自動接続操作時、かか
る装置では三方電磁弁78,79のON/OFFの組み合わせ
により、特に三種類のクラッチ接続速度を選べるように
なっている。
【0048】即ち、前述の例のように三方電磁弁78が
OFF 、三方電磁弁79がONである場合、倍力装置7の空
圧導入室12bの空圧は空圧配管35、シャトル弁6
9、下流部62c、三方電磁弁79、中間部62b、三
方電磁弁78、空圧配管64、空圧配管68、ブリーザ
37という経路で順次移動する。この経路には途中に絞
り部がないので移動は速やかに行われ、中間部62bか
ら空圧配管74に入った空圧はチェック弁75で移動が
規制される。そして、ブリーザ37に至った空圧はその
殆どが倍力装置7の大気室12aに導入されるようにな
る。これによって倍力装置7のピストンプレート13
は、リターンスプリング14及びクラッチ8のリターン
スプリング(図示せず)の付勢力に加え、空圧の作用で
比較的早い速度で元の位置に復帰し、クラッチ8を比較
的高速で接続操作するようになる(クラッチ高速接)。
そして余剰分の空圧がブリーザ37から大気開放される
こととなる。
【0049】また、いずれの三方電磁弁78,79もOF
F である場合、倍力装置7から排出された空圧は空圧配
管35、シャトル弁69、下流部62c、三方電磁弁7
9、空圧配管68、空圧配管74、中間部62b、三方
電磁弁78、空圧配管64、空圧配管68、ブリーザ3
7という経路で主に移動することになる。ここで空圧配
管74中では空気がチェック弁75を押し開き、その後
絞り部66を通過するようになる。このとき絞り部66
の絞り量が比較的小さい(流路面積大)ので、空気は若
干減速されるに止どまる。また空圧配管68中の空気
は、その一部が空圧配管74に分岐せずそのまま絞り部
76に至るが、その絞り量が比較的大きい(流路面積
小)ので、その絞り部76での通過速度は先の絞り部6
6でのそれより小さい低速となる。こうして、絞り部7
6を通過した空気は空圧配管64を流れてきた空気と合
流し、結果的に空圧の排出速度は、絞り76,66の流
路面積を足した流路面積を持つ絞りを通過する時の速度
にほぼ等しくなる。そして、ブリーザ37には中速で空
圧が移動されてピストンプレート13の復帰速度、クラ
ッチ8の接続速度も中速となる(クラッチ中速接)。
【0050】さらに、三方電磁弁78がON、三方電磁弁
79がOFF の場合、倍力装置7から排出された空圧は空
圧配管35、シャトル弁69、下流部62c、三方電磁
弁79、空圧配管68、ブリーザ37という経路で移動
することになる。ここで空圧配管68から空圧配管74
に分岐する流れがあるものの、その流れの移動は次の理
由によりチェック弁75で規制されることとなる。即
ち、三方電磁弁78がONであるため、エアタンク5の空
圧が上流部62a、三方電磁弁78、中間部62b、空
圧配管74という経路で移動される。そしてその空圧が
チェック弁75を閉状態に保持し、これにより先の逆流
方向の流れが移動を禁止される。一方、空圧配管68に
は絞り量の大きい絞り部76があるため、その配管68
中の流れは絞り部76で大きく減速されてブリーザ37
に至るようになる。結局、空圧の排出速度は絞り部76
で決定され、ブリーザ37には低速で空圧が移動されて
ピストンプレート13の復帰速度、クラッチ8の接続速
度も低速となる(クラッチ低速接)。
【0051】こうして、二つの三方電磁弁78,79に
より三種類のクラッチ接続速度を選べるようになり、特
に中速、低速といった二種類の緩接速度を選べ、制御の
自由度を増すことが可能になる。これによってあらゆる
走行モードで最適な接続速度切替えを行え、クラッチ接
続ショックを低減できると共に、クラッチ摩耗等の経時
変化にも対応可能となり、チューニングも容易となる。
【0052】特に、二つの電磁弁のON/OFFの組み合わせ
は2×2=4通りであり、本装置1ではその全てを使い
きっている。これにより電磁弁数をむやみに増加するこ
となく、コストアップを免れることができる。そしてコ
ントローラ72の出力ポートや電磁弁の設置スペースも
最少で済み、故障モードの増加を防止でき信頼性を維持
できる。さらに空圧回路の工夫のみによるため、コスト
アップ、スペースの増大を招かない。
【0053】ところで、クラッチ8の自動接続時、空圧
配管62の中間部62bから空圧配管70内に流入して
いくような空気の流れは実質的にない。なぜなら、上記
の如き電磁弁78,79の切替えと同時に三方電磁弁8
0がOFF とされるからである。
【0054】即ち、三方電磁弁80がOFF とされると、
マスタシリンダ10に向かう空圧の移動は禁止され、同
時にマスタシリンダ10からは空圧が排出されるように
なる。そしてその空圧は、空圧配管73を通じてチェッ
ク弁43を経た後、空圧配管62の下流部62c内にて
倍力装置7からの排出空圧と合流されるようになる。な
おこの合流後は、先の空圧排出ルートと同様のルートを
たどることになる。
【0055】このようにすると、マスタシリンダ10か
ら排出された空圧(マスタシリンダ排圧)を、倍力装置
7から排出された空圧(倍力装置排圧)と同等の圧力と
することができ、つまりそれら排圧を同調させ、互いの
空気の排出速度合わせを自ずと行うことができる。特
に、チェック弁43によって、マスタシリンダ排圧を倍
力装置排圧より常に高い値に保持でき、マスタシリンダ
10側の排出速度を倍力装置7側の排出速度より常に遅
らせることができる。これによって、排出速度合わせの
ために特別な調整等を何等行うことなく、マスタシリン
ダ10の第2ピストン48をクラッチ接続中常に加圧状
態にできて、油圧通路内の負圧化を完全に防止できるよ
うになる。
【0056】一方、かかる構成においては、二つの三方
電磁弁78,79を空圧配管62に直列に設けた点にも
特徴がある。即ち、例えば仮に上流側の三方電磁弁78
がショート等のトラブルでONになり続けたとする。この
場合、下流側の三方電磁弁79をOFF とすれば、上流側
の三方電磁弁78からの空圧を遮断すると共に、倍力装
置7から空圧を排出でき、これによってクラッチ8を自
動接続できるようになり、この後マニュアル操作による
クラッチ断接を行えるようになる。
【0057】また、こんどは仮に下流側の三方電磁弁7
9がショート等のトラブルでONになり続けたとする。こ
の場合も同様に、上流側の三方電磁弁78をOFF とすれ
ば、その位置でエアタンク5からの空圧を遮断すると共
に、倍力装置7からの空圧を配管64,68を通じて排
出し、クラッチ8を自動接続できるようになる。この後
はマニュアル操作によるクラッチ断接が可能となる。な
お、これら倍力装置7の排気と同期して三方電磁弁80
もOFF とし、マスタシリンダ側の排気を実行する必要が
ある。
【0058】このように、三方電磁弁78,79を直列
に設けると、一方にトラブルが生じた場合でも他方で空
圧供給制御を中止し、排気を行ってクラッチ8を接続状
態に移行させることができる。これによってマニュアル
操作によるクラッチ断接が可能となり、確実なフェール
セーフが達成されると共に、走行も可能となり、装置の
信頼性が確実に向上される。特に、両者をいずれも三方
電磁弁としたので、二方電磁弁を採用した場合に比べ排
気通路(空圧配管64又は68)の切替えを行える点で
有利であり、これにより電磁弁数をいたずらに増すこと
なく、二つの電磁弁で前述のフェールセーフ、排気速度
(クラッチ接続速度)切替え、さらにはマスタシリンダ
10の空圧給排制御をいずれも賄えるようになる。そし
てコスト的にも大変有利となる。なお、三方電磁弁80
がONとなり続けたときは上流側の三方電磁弁78をOFF
にしてやればよい。
【0059】なお、かかる変形例としては様々なものが
考えられるが、例えば、絞り部66とチェック弁75と
の配置を逆にすることができるし、絞り76を完全にふ
さぐことにより、クラッチの低速接の代りにクラッチ断
保持とすることも出来る。
【0060】次に、本装置の主たる特徴について詳述す
る。
【0061】図5は、自動変速に伴う本装置の動作内容
を示すグラフである。横軸には時間がとってある。
【0062】(a) のグラフには、クラッチストロークセ
ンサ88から検出されるクラッチストローク、即ちクラ
ッチ8の接続状態が示されている。(b) のグラフには、
アクセルストロークセンサ82から検知される実際のア
クセルペダル開度と、コントローラ72が決定する制御
アクセル開度とが示されている。(c) のグラフには、エ
ンジン回転数とクラッチ回転数とが示されている。(d)
のグラフには変速機71のギヤ段が示され、(e) のグラ
フにはシフトレバーの操作に基づく変速信号の有無が示
されている。
【0063】図示するように、ここでは3速(3rd) から
ニュートラル(N) を経て4速(4th)にシフトアップする
ときの動作を示している。まず変速信号の入力(時間T
0 )と同時にクラッチ8が分断され、変速機71の変速
中はクラッチ8が断保持され、変速機71の変速後は、
クラッチ8が高速接、低又は中速接、高速接の順で接続
されている。このうち最初の高速接は、変速機71から
送られてくる変速終了時の信号に基づき開始される。こ
の高速接の過程で、クラッチストロークセンサ88の出
力値が、半クラッチ領域の開始位置より僅かに手前(断
側)に相当する値になったならば、コントローラ72は
三方電磁弁78,79を切り替え、クラッチ接続速度を
低又は中速接へと変更する。なお半クラッチ領域の開始
値は、コントローラ72がその自身の学習機能により予
めRAM に記憶している。このようにクラッチ接続速度を
低速側に切り替えることでクラッチ接続ショックが低減
される。半クラッチ領域を経過した後は高速接に切替
え、接続時間を短縮する。
【0064】また、制御アクセル開度は、変速信号の入
力と同時にアクセルペダル開度から外れ、一気に全閉側
に減少される。これによりクラッチ断によるエンジン9
1の吹け上りが防止される。さらに変速機71の変速操
作(ギヤ抜き、シンクロナイザ同期、ギヤ入れ)が行わ
れ、クラッチ接続過程に入ると、半クラッチ領域におい
てクラッチの入出力回転数の回転合わせが行われる。そ
して半クラッチ領域での接続が終了した後、制御アクセ
ル開度は、実際のアクセルペダル開度に接近するよう、
所定速度で増大されることとなる。特にこのときの増大
ないし接近速度が、図中二点鎖線で示されるように、運
転手の意思に合うよう最適に決定される。これが本発明
の特徴である。
【0065】なお、初期の段階で制御アクセル開度が減
少されるとき、図示例では途中に段差jがあるが、これ
は図示例がシフトアップの場合だからで、この場合はエ
ンジンブレーキがかからぬような開度位置に一旦短時間
保持する。この開度位置は時間T0 におけるギヤ段やエ
ンジン回転数によって決定される。この保持後、制御ア
クセル開度は一気に全閉とされ、少なくともクラッチ接
続開始までに増大が開始され、以降半クラッチ領域終了
まで緩やかに増大し続けられる。なおシフトダウンのと
きは全閉まで減少されず、上記開度位置に保持された
後、増大が開始される。接近後、制御アクセル開度がア
クセルペダル開度に一致した後は、通常同様、アクセル
ペダル開度をそのまま制御アクセル開度に置換する。
【0066】また、厳密には、変速信号の入力直後に制
御アクセル開度の減少が開始され、その直後にクラッチ
分断が開始される。このように制御アクセル開度の減少
をクラッチ分断に先立って行うと、エンジン91の吹け
上りが確実に防止され、クラッチ分断ショックも低減さ
れる。一方、クラッチ回転数は、シフトアップ終了時点
でそのときの車両速度、ギヤ段に即した値となる。さら
に変速信号の終了時間T2 は、運転手がシフトレバーか
ら操作力を解除した時に一致し、操作状況によって異な
るものである。つまりシフトレバーは首振り式になって
おり、操作力により首(シフトノブ)が振れている間は
変速信号を発信し続ける。
【0067】ところで、運転手は、自動変速時にはエン
ジン回転数が自動制御されることを知っているから、変
速操作に伴うアクセルペダル75の戻し・踏み込みは、
通常のマニュアル車の場合よりも比較的少量で行うであ
ろう。よってアクセルペダル開度は制御アクセル開度よ
り大きい値となるはずである。一方、戻し・踏み込みの
タイミングはマニュアル車と同様に行うだろうから、ク
ラッチ接続時にはアクセルペダル75は踏み込んでいる
ことになろう。
【0068】さて、半クラッチ領域終了時である時間T
1 以降は、制御アクセル開度がアクセルペダル開度に接
近(増大)され、このときの接近(増大)速度が以下の
如くコントローラ72によって決定される。
【0069】先ず、接近速度の決定方法についての基本
原理を説明する。ここでは運転手の意思に即した接近速
度を決定すべく、エンジン回転数、アクセルペダル開
度、変速機71のギヤ段、車両の走行抵抗、及びアクセ
ルペダル踏み込み速度を決定要素として採用する。逆に
いえば、これら1又は2以上の要素を用いることで運転
手の意思に合った接近速度を決定できる。エンジン回転
数には変速前の値、ここでは変速信号入力時T0 の値を
用い、アクセルペダル開度には接近開始時T1 の値を用
い、ギヤ段には変速前の値(上記の例では3速)を用い
る。車両の走行抵抗は、クラッチ分断中の空走時におけ
る車両速度の減少度合い(減速度)に基づいて決定し、
アクセルペダル踏み込み速度は、アクセルペダル開度の
変化速度に等しくとる。特にアクセルペダル開度は、運
転手の意思を反映する値として他の要素より重要な意味
を持つので、必須の要素とするのが好ましい。接近速度
の決定時期は接近開始時T1 とする。
【0070】例えば、f() を関数又はマップとして、接
近速度を以下のように決定する。
【0071】 接近速度=f(エンジン回転数) +f(アクセルペダル開度) +f(ギヤ段) …(1) 又は 接近速度={f(エンジン回転数) +f(アクセルペダル開度) }/ギヤ比 …(2) なお、ギヤ比は、変速後のギヤ段における減速比にと
る。
【0072】接近速度と各要素との関係は図6に示す如
きである。但し図6の関係は、チューニングの方向性に
より異なる場合がある。図6は、シフトショックの軽減
に重点をおいた場合の例である。ここで例えば決定要素
にアクセルペダル開度と車両の走行抵抗とを選択したと
する。この場合、各要素のマップは図7及び図8の如き
である。これらマップから得られる各速度項1,2を用
い、接近速度は次式により算出される。
【0073】 接近速度=(速度項1+速度項2) /ギヤ比 …(3) こうして決定された接近速度で、制御アクセル開度がア
クセルペダル開度に接近されていき、具体的には図5に
示したような所定の傾きで制御アクセル開度が増大され
ていく。
【0074】次に、以上の制御の一例を図9の制御フロ
ーチャートに従って説明する。
【0075】先ず、コントローラ72は、ステップ10
1で変速信号の入力の有無を判断する。入力がなければ
入力があるまで待機し、入力があれば次のステップ10
2に進む。ステップ102では、制御アクセル開度の減
少とクラッチ8の分断とを実行する。前述したように、
制御アクセル開度の減少はクラッチ8の分断より僅かに
先行して開始する。この後、ステップ103で、現在
(ほぼ時間T0 )の車速をVsとして入力する。次のス
テップ104では、変速機71における変速が終了して
いるか否かを判断する。これは変速機71に設けられた
ギヤポジションスイッチの信号に基づいて行う。終了し
てなければ終了するまで待機を行い、終了すれば次のス
テップ105でクラッチ8の急接(高速接)を開始す
る。次のステップ106で、クラッチストロークが半ク
ラッチ領域開始位置(半クラッチ位置)に到達している
か否かを判断し、到達したら次のステップ107でクラ
ッチ緩接(低又は中速接)に切り替える。そしてクラッ
チ入出力回転差に基づき、ステップ108でクラッチ8
が同期しているか否か、つまり入出力回転差が0か否か
を判断する。クラッチ8が同期したなら、次のステップ
109で、変速がシフトアップかシフトダウンかを判別
する。
【0076】シフトアップの場合、ステップ110で接
近速度を決定する。このときにはマップM1,M2aを
用いて速度項1,2aを求め、これら速度項1,2aを
前式(3) に代入して接近速度を算出する。シフトダウン
の場合も同様に、ステップ111で接近速度を決定し、
このときにはマップM1,M2bを用いて速度項1,2
bを求め、これら速度項1,2bを前式(3) に代入して
接近速度を算出する。
【0077】ここでマップM1は、運転手の意思を反映
すべく、アクセルペダル開度から速度項1をルックアッ
プするためのものである。またマップM2a,M2b
は、車両の走行状況を反映すべく、変速中の空走時の車
両減速度から速度項2a,2bをルックアップするため
のものである。なお車両減速度は前述のVsから現在
(ほぼ時間T1 )の車速を減じた値である。マップM2
a,M2bを比較するに、シフトアップ(マップM2
a)の場合は、上り坂での加速レスポンスが重要なの
で、上り勾配に応じて速度項2aを増す(重みをつけ
る)ようにしている。またシフトダウン(マップM2
b)の場合は、上り坂でのキックダウン及び下り坂での
エンジンブレーキ双方が重要なので、上り、下りともに
勾配に応じて速度項2bを増すようにしている。
【0078】こうして接近速度が得られた後は、ステッ
プ112でクラッチ急接を開始した後、ステップ113
で、得られた接近速度に基づき制御アクセル開度を接近
(増大)させる。さらに次のステップ114で、制御ア
クセル開度とアクセルペダル開度とが等しいか否かを判
断し、等しくなったら、ステップ115で、アクセルペ
ダル開度をそのまま制御アクセル開度に置換する通常制
御を行う。以上により一連の変速制御が完了する。
【0079】このように、かかる実施の形態によれば、
クラッチ自動接続時において、制御アクセル開度をアク
セルペダル開度に接近させるとき、接近速度を運転手の
意思を反映して最適に決定でき、これにより加速感を運
転手の感覚に合わせられ、加速フィーリングを大いに向
上できる。またエンジンブレーキを伴ったシフトダウン
等でも同様に良好なフィーリングが得られる。さらにア
クセルの開け過ぎ、閉じ過ぎのような、接近速度の過
大、過少に伴うショックも軽減できる。
【0080】以上の構成にかかる本発明は上記実施の形
態に限定されるものではない。例えば、上記以外の決定
要素を選択したり、3以上の要素を組み合わせることも
可能である。また本発明は、メカニカルガバナを油・空
圧シリンダ等で操作するエンジンや、マニュアル断接手
段を有さない完全なオートクラッチシステムにも適用可
能である。
【0081】
【発明の効果】以上要するに本発明は、クラッチ自動接
続時の加速フィーリングを大いに向上できるという、優
れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクラッチ断接装置を示す全体構成
図である。
【図2】倍力装置を示す縦断面図である。
【図3】マスタシリンダを示す縦断面図である。
【図4】各クラッチモードに対する各三方電磁弁の通電
パターンを示す表である。
【図5】本装置の動作内容を示すタイムチャートであ
る。
【図6】接近速度と各決定要素との関係を示す表であ
る。
【図7】速度項1を決定するためのマップである。
【図8】速度項2を決定するためのマップである。
【図9】本装置の制御内容を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 クラッチ断接装置 2 空圧供給手段 7 倍力装置 8 クラッチ 35,62,64,68,74 空圧配管 72 コントローラ 78,79 三方電磁弁 M1,M2a,M2b マップ a 第1の空圧供給路
フロントページの続き (72)発明者 西頭 昌明 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の信号入力によりクラッチの自動断
    接を実行する自動断接手段を有したクラッチ断接装置に
    おいて、前記クラッチの自動断接時に制御アクセル開度
    に基づいて実際のアクセルペダル開度と無関係にエンジ
    ン制御を実行するエンジン制御手段であって、前記クラ
    ッチの自動接続時に、前記アクセルペダル開度に前記制
    御アクセル開度を接近させるようエンジン制御を実行
    し、且つその接近速度を、エンジン回転数、アクセルペ
    ダル開度、変速機のギヤ段、車両の走行抵抗、又はアク
    セルペダル踏み込み速度に基づいて決定するエンジン制
    御手段を設けたことを特徴とするクラッチ断接装置。
  2. 【請求項2】 前記エンジン制御手段が、前記接近速度
    と前記アクセルペダル開度との関係を表す第1のマッ
    プ、及び前記接近速度と前記車両の走行抵抗との関係を
    表す第2のマップを有し、且つ、これらマップに従って
    前記接近速度を決定する請求項1記載のクラッチ断接装
    置。
JP9338998A 1997-12-09 1997-12-09 クラッチ断接装置 Pending JPH11173172A (ja)

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