JPH11245679A - オートクラッチ車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフト操作検出手段の異常を自己診断し、信
頼性を高める。 【解決手段】 本発明に係るオートクラッチ車両は、シ
フト操作手段２１に所定の操作力が加えられたとき信号
を出力するシフト操作検出手段６２と、シフト操作検出
手段６２の出力に基づきクラッチの自動分断を実行する
クラッチアクチュエータと、シフト操作手段２１の動作
に基づき変速操作される変速機と、変速機のシフトスト
ロークを検出するシフトストローク検出手段３４と、シ
フトストローク検出手段３４とシフト操作検出手段６２
との出力に基づきシフト操作検出手段６２の異常を診断
する異常診断手段とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチの自動断
接を実行するクラッチアクチュエータを備えたオートク
ラッチ車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、摩擦クラッチをクラッチアクチュ
エータで操作し、クラッチの自動断接を実行し得るオー
トクラッチ車両が公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このオートクラッチ車
両においては、シフトレバー装置にスイッチが設けら
れ、このスイッチがONされたとき、これを合図にクラッ
チが切れるようになっている。従ってスイッチに断線等
の異常が生じたときは、これを直ちに自己診断すること
が信頼性、安全性の向上につながる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るオートクラ
ッチ車両は、シフト操作手段に所定の操作力が加えられ
たとき信号を出力するシフト操作検出手段と、シフト操
作検出手段の出力に基づきクラッチの自動分断を実行す
るクラッチアクチュエータと、シフト操作手段の動作に
基づき変速操作される変速機と、変速機のシフトストロ
ークを検出するシフトストローク検出手段と、シフトス
トローク検出手段とシフト操作検出手段との出力に基づ
きシフト操作検出手段の異常を診断する異常診断手段と
を備えたものである。

【０００５】

【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。

【０００６】図４は本発明が適用されるオートクラッチ
車両の構成図である。このオートクラッチ車両には所謂
セミオートクラッチ装置が搭載されている。セミオート
クラッチ装置は、クラッチ１に摩擦クラッチを用い、こ
れをマニュアル断接手段２でマニュアル断接するか、或
いは自動断接手段（クラッチアクチュエータ）３で自動
断接するように構成されている。図はクラッチ１が接続
され、いずれの手段も作動されてない通常の状態を示
す。

【０００７】クラッチ１は、そのクラッチフォーク４
を、流体圧シリンダとしてのスレーブシリンダ５により
往復動させることで、断接方向にストロークされる。ス
レーブシリンダ５にはクラッチ作動力となる油圧（流体
圧）が中間シリンダ６から供給される。中間シリンダ６
は、マスタシリンダ７から供給される油圧と、油圧源８
から供給される油圧とを切り替えて、その供給油圧に応
じた油圧をスレーブシリンダ５に送る。マスタシリンダ
７はクラッチペダル９の踏込量（操作量）に応じた油圧
を発生し中間シリンダ６に送る。油圧源８はモータ１
０、油圧ポンプ１１、チェック弁３２、電磁弁３０，３
１及びリリーフ弁１３を備え、電子式コントロールユニ
ット１４でモータ１０及び電磁弁３０，３１が駆動制御
されて、所定の油圧給排制御を行うようになっている。
これらにより油圧管路系が構成され、作動流体としての
オイルはオイルタンク１５に溜められる。

【０００８】電磁弁３０，３１はコントロールユニット
１４でデューティ制御され、ここではノーマルクローズ
のもの、つまりOFF で閉となるものが使用される。電磁
弁３０，３１はクラッチ１の接続のため、或いはスレー
ブシリンダ５からのオイル排出のために用いられる。そ
れぞれの電磁弁３０，３１は流路径が異なる。これら電
磁弁３０，３１の制御の仕方で連続的にクラッチ接続速
度が変えられる。リリーフ弁１３は油圧が異常上昇した
ときに開くフェールセーフのためのもので、通常は閉じ
ている。

【０００９】この構成では、クラッチ１のマニュアル断
接が以下のように行われる。まず図示状態からクラッチ
ペダル９が踏み込まれるとマスタシリンダ７から油圧が
発生する。そしてこの油圧が実線矢印で示すように中間
シリンダ６の内部のピストン１６，１７を二つ同方向に
押し、中間シリンダ６からペダル踏込量に相当する油圧
をスレーブシリンダ５に供給させる。するとスレーブシ
リンダ５では内部のピストン１８が押され、これにより
クラッチフォーク４が押され、クラッチ１はペダル踏込
量相当分だけ分断側に操作される。クラッチペダル９の
戻し操作を行えば破線矢印で示すように油圧が戻ってク
ラッチ１は接続側に操作される。このとき中間シリンダ
６のピストン１６，１７がスプリング３７で通常位置に
押し戻される。このようにしてマニュアル断接が達成さ
れ、クラッチペダル９、マスタシリンダ７、中間シリン
ダ６及びスレーブシリンダ５がマニュアル断接手段２を
構成することとなる。

【００１０】一方、クラッチ１ないしクラッチフォーク
４のストロークはクラッチストロークセンサ１９により
常時検出されている。クラッチストロークセンサ１９は
リンク３６を介してクラッチフォーク４により動作され
るポテンショメータである。クラッチストロークセンサ
１９は、クラッチストロークが分断側ほど大きな電圧を
出力するようになっている。また中間シリンダ６の出口
部に油圧スイッチ３３が設けられる。これは検出油圧が
上昇してある設定値に達したとき、OFF からONになる。
これらセンサ１９、スイッチ３３の信号はコントロール
ユニット１４に送られる。

【００１１】かかる装置は通常の手動変速機２０を備え
た車両に装備される。図３に詳しく示すが、変速機２０
にはその変速操作部を構成するシフターレバー４６が設
けられている。シフターレバー４６は、リンクやワイヤ
ケーブル等の機械的連結手段５７を介して、シフト操作
手段（シフトレバー装置）２１のノブレバー２３に機械
的に連結される。シフト操作手段２１が運転手により動
作されると、これにシフターレバー４６が連動して変速
機２０が変速操作される。

【００１２】シフト操作手段２１においては、シフトノ
ブ２２がノブレバー２３に対し僅かに揺動（首振り）可
能となっている。通常シフトノブ２２はスプリング６１
でセンター位置に保持されるが、所定のシフト力が加え
られたとき揺動し、内部のシフトスイッチ６２をONさせ
るようになっている。

【００１３】図１、図３に示すが、変速機２０には、変
速機２０即ちシフターレバー４６のシフト方向のストロ
ークを検出するシフトストロークセンサ３４（シフトス
トローク検出手段）と、シフターレバー４６のニュート
ラル位置を検出するニュートラルスイッチ２４と、シフ
ターレバー４６のセレクト方向のストロークを検出する
セレクトストロークセンサ３５とが装備されている。こ
れらセンサやスイッチの信号はコントロールユニット１
４に送られる。

【００１４】この構成では、クラッチ１の自動断接が以
下のように行われる。例えば所定のギヤ段で走行中、運
転手が変速しようとしてシフトノブ２２にシフト力を与
えたとする。するとシフトノブ２２が微小揺動してシフ
トスイッチ６２がONとなり、これを合図にコントロール
ユニット１４はモータ１０を起動する。すると油圧ポン
プ１１が起動されて油圧を発生し、この油圧が実線矢印
で示すようにチェック弁３２を押し開けて中間シリンダ
６に至る。中間シリンダ６ではピストン１６，１７を離
間方向に押動する。これによって出口側のピストン１７
がさらに出口側のオイルを加圧し、スレーブシリンダ５
に供給する。こうなるとスレーブシリンダ５のピストン
１８がクラッチフォーク４を押してクラッチ１を分断す
る。この後モータ１０を停止すると、チェック弁３２で
油圧が保持されるのでクラッチ１が断保持される。

【００１５】こうしてクラッチ１が切れた後、運転手に
よる継続的なシフトレバー操作により変速機２０が次の
ギヤ段に入れられる。

【００１６】これと同時にコントロールユニット１４
は、シフトストロークセンサ３４、セレクトストローク
センサ３５の信号から変速機２０が変速されたことを知
り、クラッチ１の接続制御を開始する。具体的には電磁
弁３０，３１をエンジン運転状態、車両走行状態、運転
手の意思状態に合わせて最適に制御する。これにより破
線矢印で示すようにスレーブシリンダ５から油圧が排出
され、クラッチフォーク４が戻されてクラッチ１が最適
速度で接続される。このように、コントロールユニット
１４、油圧源８、中間シリンダ６及びスレーブシリンダ
５が自動断接手段３を構成することとなる。

【００１７】なお、マニュアル断接と自動断接との切替
えは車室内に設けられた切替スイッチ２５によって行わ
れる。

【００１８】ここで、上記の如きクラッチ自動断接制御
は車両発進時にも行われる。即ち、運転手が発進しよう
としてニュートラルにあるシフト操作手段２１にシフト
力を与えたとする。すると前記同様にクラッチ１が切
れ、これに続くシフトレバー操作により変速機２０が発
進段に入れられる。この後運転手によってアクセルペダ
ル３８が踏み込まれ、エンジン回転が上昇すると共に、
クラッチ１が発進に適した接続速度で微妙に速度調節さ
れつつ接続され、これにより車両は接続ショックなくス
ムーズに発進、加速されることとなる。

【００１９】一方、アクセルペダル３８の開度（踏込
量）がアクセル開度センサ３９により検出される。アク
セル開度センサ３９はポテンショメータで、アクセル開
度に比例した電圧を出力する。またアクセルペダル３８
の付近にアクセルアイドルスイッチ４０が付設され、こ
れはアクセルペダル３８がアイドル領域にあるときON、
アイドル領域以上踏み込まれたときOFF となる。これら
センサ３９及びスイッチ４０の出力はコントロールユニ
ット１４に送られる。

【００２０】アクセルペダル３８はエンジン出力制御機
構４１にワイヤ、リンク等の機械的連結手段４２を介し
て機械的に連結されている。ここではエンジン４３がデ
ィーゼルエンジンとされるので、エンジン出力制御機構
４１は燃料噴射ポンプ４４に付設されたメカニカルガバ
ナとされる。ただしガソリンエンジンとすることは可能
で、この場合はエンジン出力制御機構がスロットルバル
ブとなる。エンジン４３にはエンジン回転速度（具体的
にはクランクシャフト回転速度）を検出するエンジン回
転速度センサ４５が設けられ、その出力はコントロール
ユニット１４に送られる。

【００２１】ここで、図３に示すように、シフターレバ
ー４６は、変速機２０のケーシング側に回動自在に支持
されたシャフト７０に固定される。シャフト７０に固定
された別のレバー６３に、機械的連結手段５７を介して
シフト操作手段２１から操作力が伝達される。これによ
ってシフト操作手段２１の動作に基づきシフターレバー
４６が回動され、変速機２０が変速される。図中
「Ｎ」、「２nd」、「３rd」の語はそれぞれ変速機２０
のニュートラル、２速、３速を意味し、図示するシフタ
ーレバー４６はニュートラル位置にある。このシフター
レバー４６の回動により、シフターレバー４６に一体形
成された操作レバー４７が、２速側と３速側との間でシ
フト方向にストロークされ、変速機２０の図示しないシ
フトフォークを移動させる。もっとも２速と３速は、シ
フターレバー４６のシフト動作の両端位置を示すために
用いたにすぎない。例えば４速と５速、車種によっては
１速と２速についても同様の関係が成立する。

【００２２】シフターレバー４６から一体にレバー４８
が延出され、レバー４８はセンサレバー４９に接続され
る。この接続部は、レバー４８に設けられたピン５０
と、センサレバー４９の先端部に形成されピン５０が挿
通される長穴５１とからなる。センサレバー４９の基端
部は、変速機２０のケーシング側に固定されたシフトス
トロークセンサ３４のセンサシャフト５２に固定され
る。これによってシフターレバー４６が回動されると、
センサシャフト５２が回動され、図２に示すように、シ
フターレバー４６の回動量（ストローク）Ｓに応じた電
圧Ｖをシフトストロークセンサ３４が発生するようにな
る。レバー４８、センサレバー４９及びシフトストロー
クセンサ３４は、操作レバー４７と直交する方向に沿っ
て配列されている。

【００２３】一方、シフターレバー４６を境にシフトス
トロークセンサ３４の反対側にニュートラルスイッチ２
４が設けられる。ニュートラルスイッチ２４も変速機２
０のケーシング側に螺合して取り付けられる。即ちニュ
ートラルスイッチ２４は螺合取付を行うためのネジ部５
２と、工具を係合させるための六角部５６とを有する。
ここでニュートラルスイッチ２４は出没自在で且つ内蔵
スプリングにより突出側に付勢されたボール５３を備
え、このボール５３が突出移動することでONとなるよう
になっている。一方シフターレバー４６にはボール５３
を嵌合させるための切欠５４が設けられ、切欠５４は、
シフターレバー４６がニュートラル位置にあるときボー
ル５３を嵌合させるよう位置される。これにより、シフ
ターレバー４６がニュートラル位置にあるとボール５３
が突出移動して切欠５４に嵌まり、ニュートラルスイッ
チ２４がONとなり、シフターレバー４６がニュートラル
位置以外に位置するとボール５３がシフターレバー４６
の周側面５５に押されて収納され、ニュートラルスイッ
チ２４がOFF となる。なおこのON/OFFの関係は逆でもよ
い。

【００２４】ここで、シフトスイッチ６２は、シフトノ
ブ２２の内面且つシフト方向対向側にそれぞれ設けられ
た可動接点６７，６８と、ノブレバー２３に設けられた
固定接点６９とからなる。これらのうち一方に電圧が印
加され、互いが接触するとONになる。通常これら接点は
離間状態にあるので、シフトスイッチ６２はOFF であ
る。このシフトスイッチ６２が、シフト操作手段２１に
所定の操作力が加えられたとき信号を出力するシフト操
作検出手段を構成する。もっとも当該手段はシフトノブ
２２内部以外の位置、例えば機械的連結手段５７に、そ
のガタを利用して設けることも可能である。

【００２５】さて、このオートクラッチ車両では、クラ
ッチ自動断接のタイミングを決めるためにシフターレバ
ー４６の位置を常時検出している。特に以下のようにし
て変速機２０のニュートラルを検出している。

【００２６】図１には、シフトストロークセンサ３４の
動作ストロークと、ニュートラルスイッチ２４のON/OFF
との相関関係が概念的に示してある。前述したように、
ニュートラルスイッチ２４は、シフターレバー４６がニ
ュートラル位置にきたときONとなる。よってこのONのと
きのシフトストロークセンサ３４の出力電圧の範囲Ｖ_N
をコントロールユニット１４に記憶ないし学習させ、以
降この学習範囲Ｖ_N に基づいて変速機２０のニュートラ
ル検出を行う。Ｖ_N の学習は、車両が工場からラインオ
フされるとき１回行われる。シフトストロークセンサ３
４の出力電圧Ｖが学習範囲Ｖ_N 内であれば、コントロー
ルユニット１４は変速機２０をニュートラルと判断する
のである。

【００２７】このように、シフトストロークセンサ３４
の他にニュートラルスイッチ２４を設けたことによっ
て、ニュートラルスイッチ２４の出力に基づきシフトス
トロークセンサ３４のニュートラル範囲を決め、以降こ
れに基づいてニュートラル検出が行えるようになる。

【００２８】ここで図２には、シフターレバー４６のス
トロークＳとシフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖ
との関係が示される。この関係は、取付誤差やセンサ３
４自体のバラツキ等により車種毎のバラツキがある。よ
ってニュートラルスイッチ２４の併用によって、このよ
うなバラツキと無関係に正確なニュートラル範囲Ｖ_Nを
決定することができる。一方、シフトストロークセンサ
３４は、シフターレバー４６のストロークＳに比例した
電圧Ｖを出力するので、ニュートラルスイッチ２４より
もニュートラル検出を精度よく行える。こうした理由か
ら、ニュートラルスイッチ２４ではなく、シフトストロ
ークセンサ３４の出力電圧Ｖに基づいてニュートラル検
出を行っているのである。なお、図中、Ｓ_N がＶ_N に対
応したシフターレバー４６のストローク範囲、ΔＳがシ
フターレバー４６の全ストローク範囲、ΔＶがΔＳに対
応した出力範囲である。

【００２９】一方、シフターレバー４６がニュートラル
位置にあれば、シフト操作手段２１のセレクト操作によ
りシャフト７０及びシフターレバー４６がセレクト方向
に移動される。セレクトストロークセンサ３５の出力電
圧によってシフターレバー４６のセレクト方向の位置が
検出される。よってシフトストロークセンサ３４とセレ
クトストロークセンサ３５の出力を合わせて考慮するこ
とにより、シフターレバー４６の正確な位置が分かり、
変速機２０が現在どのポジションにあるがが確実に分か
る。

【００３０】次に、コントロールユニット１４は以下の
ようにシフトスイッチ６２の異常診断を行う。

【００３１】図３を参照して、例えば仮にオートクラッ
チモードで２速で走行中、運転手が後方（図の右側）に
シフト操作手段２１を操作して２速から３速に変速しよ
うとしたとする。するとまずシフトノブ２２が揺動して
前方の可動接点６７と固定接点６９が接触し、ON信号が
コントロールユニット１４に送られる。コントロールユ
ニット１４はこれを合図にクラッチ１を自動分断する。
継続的なシフトレバー操作により変速機２０が３速に入
れられると、この事実がシフトストロークセンサ３４と
セレクトストロークセンサ３５との出力によって確認さ
れ、コントロールユニット１４はクラッチ１を自動接続
する。

【００３２】次いで、運転手が前方（図の左側）にシフ
ト操作手段２１を操作して３速から４速に変速しようと
したとする。このとき運転手がシフトノブ２２に前方へ
の操作力を与えると、シフトノブ２２が揺動して後方の
可動接点６８と固定接点６９が接触し、ON信号がコント
ロールユニット１４に送られる。

【００３３】この場合、先に前方の可動接点６７でシフ
トスイッチ６２がONされ、後に後方の可動接点６８でシ
フトスイッチ６２がONされている。このような交互順の
スイッチONの事実をもって、コントロールユニット１４
は運転手にギヤ抜き（ここでは３速のギヤ抜き）の意思
があると判断し、クラッチ１を分断する。つまりクラッ
チ分断は両接点６７，６８で順番にシフトスイッチ６２
がONされないと行われない。

【００３４】ここで、３速で走行中４速への変速前に、
シフトスイッチ６２が異常となったとする。こうなると
運転手が前方へのシフトレバー操作を試みても、シフト
スイッチ６２がONされずクラッチ１が切れない。このた
め、基本的にはギヤ抜きできず、シフトレバーも動かな
いため、運転手は違和感を感じるであろう。このとき仮
に、運転手がシフトレバーを強制的に操作し、ギヤ抜き
を行ったとする。するとコントロールユニット１４は、
本来前方の可動接点６８でシフトスイッチ６２がONされ
てから、シフトストロークセンサ３４の出力が３速位置
から外れるはずなのに、これがONされないまま３速位置
から外れたことを認識する。よってこの事実をもって、
コントロールユニット１４はシフトスイッチ６２を異常
と判断し、異常時に適した別の処理（例えば警告灯点
灯、マニュアルモードへの変更指示等）を開始するので
ある。

【００３５】この説明から分かるように、シフトスイッ
チ６２の異常判断は、シフトスイッチ６２がONされ
ず、シフトストロークセンサ３４の出力が任意のギヤ
段位置から外れたとき、行われる。

【００３６】こうして、シフトスイッチ６２の異常を自
己診断でき、信頼性、安全性を高められる。なおここで
はコントロールユニット１４が本発明の異常診断手段を
構成する。

【００３７】以上、本発明の好適な実施の形態を説明し
たが、本発明は他にも様々な実施の形態を採ることが可
能である。

【００３８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、シフト操
作検出手段の異常を自己診断でき、信頼性、安全性を高
められるという、優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】シフトストロークセンサの動作ストロークと、
ニュートラルスイッチのON/OFFとの相関関係を概念的に
示す図である。

【図２】シフターレバーのストロークとシフトストロー
クセンサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図３】シフターレバー周辺及びシフト操作手段を示す
図である。

【図４】オートクラッチ車両の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 摩擦クラッチ ３ クラッチアクチュエータ ４ クラッチフォーク ５ スレーブシリンダ ６ 中間シリンダ ７ マスタシリンダ ８ 油圧源 ９ クラッチペダル １０ モータ １１ 油圧ポンプ １３ リリーフ弁 １４ コントロールユニット １５ オイルタンク １９ クラッチストロークセンサ ２０ 変速機 ２１ シフト操作手段 ２４ ニュートラルスイッチ ３０，３１ 電磁弁 ３２ チェック弁３２ ３３ 油圧スイッチ ３４ シフトストロークセンサ ３８ アクセルペダル ３９ アクセル開度センサ ４０ アクセルアイドルスイッチ ４１ エンジン出力制御機構 ４５ エンジン回転速度センサ ４６ シフターレバー ６２ シフトスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 淳一 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 小林 一彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 株式会社トランストロン内 (72)発明者 新井 裕之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 株式会社トランストロン内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シフト操作手段に所定の操作力が加えら
   れたとき信号を出力するシフト操作検出手段と、シフト
   操作検出手段の出力に基づきクラッチの自動分断を実行
   するクラッチアクチュエータと、シフト操作手段の動作
   に基づき変速操作される変速機と、変速機のシフトスト
   ロークを検出するシフトストローク検出手段と、シフト
   ストローク検出手段とシフト操作検出手段との出力に基
   づきシフト操作検出手段の異常を診断する異常診断手段
   とを備えたことを特徴とするオートクラッチ車両。