JP2005214328A - 車両用クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、始動時におけるクラッチの断絶動作までの時間を短縮し、始動性を向上させるとともに、始動時制御に必要なクラッチ断絶点位置を常に正確に検出し、自動クラッチ付き変速機の商品力の向上に貢献することを目的としている。
【解決手段】このため、車両用クラッチ制御装置において、エンジン始動時でかつクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さく、かつクラッチ係合解除条件を判定する判定手段により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に流量制御弁を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する制御手段を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は車両用クラッチ制御装置に係り、特に手動変速装置付き自動車のダイアフラムスプリング式発進用クラッチを油圧により制御して自動化する車両用クラッチ制御装置に関する。

自動車においては、エンジンの駆動力を走行状態に応じて車輪に適正に伝達するために、クラッチや変速機を備えている。クラッチは、エンジンと変速機との間に介設され、エンジンから変速機に伝達される駆動力を断続する。

特開平９−２８７６２５号公報 特開平１０−２２７３１６号公報

ところで、従来の車両用クラッチ制御装置、例えば手動変速装置付き自動車の発進用クラッチにおいては、ダイアフラム式が多数採用されている。このとき、発進用クラッチの操作はクラッチペダルにより運転者が行っている。

つまり、発進用クラッチの操作時の動作は、図９に示す如く、少なくともオイルポンプと流量制御弁とからなる油圧回路（「油圧ユニット」とも換言できる）を動作させる油圧システムにおいて、エンジンスタート時のクラッチ開放要求があると（２０２）、オイルポンプを駆動させるポンプ駆動制御がスタート（２０４）し、制御油圧が規定値以上か否かの判断（２０６）を行い、この判断（２０６）がＮＯの場合には、判断（２０６）がＹＥＳとなるまで繰り返し判断（２０６）を行う。

そして、判断（２０６）がＹＥＳの場合には、クラッチ開放条件が成立するか否かの判断（２０８）に移行し、この判断（２０８）がＮＯの場合には、プログラムの終了（２１４）に移行し、判断（２０８）がＹＥＳの場合には、発進用クラッチを開放するために流量弁を作動（２１０）する。

この流量弁作動処理（２１０）の後には、発進用クラッチが開放状態であるか否かの判断（２１２）を行い、この判断（２１２）がＮＯの場合には、判断（２１２）がＹＥＳとなるまで繰り返し判断（２１２）を行い、判断（２１２）がＹＥＳの場合には、プログラムを終了（２１４）させるものである。

このとき、前記発進用クラッチを、上述の如く油圧で制御して自動化した場合に、以下のような問題がある。

先ず、ダイアフラム式の発進用クラッチでは、長時間の使用によってクラッチディスクの摩擦材が摩耗することとなり、摩擦材の摩耗量によりクラッチの押し付け荷重が変化するとともに、レリーズベアリングの動く位置が移動するため、結果として制御上で検知しているレリーズピストンストロークとクラッチのトルク特性に変化が生じてくる。

そして、レリーズ特性はダイアフラムスプリング特性によりリニア特性ではないため、レリーズピストンは、圧力ではなく、流量の制御によりレリーズピストンストロークをフィードバック制御してクラッチのトルク制御をしているが、特性変化により適切なトルク制御が困難となるという不都合がある。

次に、油圧の問題として、制御用油圧はエンジン停止時においても作動させる必要があるため、電動式のオイルポンプを使用し、且つ安定した油圧を確保するためには、アキュムレータ等により畜圧する必要がある。

従って、油圧システムの停止により制御油圧がない状態からエンジンをスタートさせる場合には、油圧システムの動作によって油圧を昇圧し、その後レリーズピストンをストロークさせて発進用クラッチを切る時間が必要になり、エンジンスタートまでに長時間必要とするため、始動性に問題があるという不都合がある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンから変速機への動力伝達を断接するクラッチと、このクラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、このクラッチアクチュエータを油圧駆動制御する、少なくともオイルポンプと流量制御弁とからなる油圧回路とを備え、前記クラッチアクチュエータのストロークを制御することにより前記クラッチを開放あるいは係合制御する車両用クラッチ制御装置において、クラッチ係合を解除する条件を満たしたか否かを判定する判定手段を備え、エンジン始動時でかつクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さく、かつ前記判定手段により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に前記流量制御弁を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、エンジンから変速機への動力伝達を断接するクラッチと、クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、クラッチアクチュエータを油圧駆動制御する、少なくともオイルポンプと流量制御弁とからなる油圧回路とを備え、クラッチアクチュエータのストロークを制御することにより前記クラッチを開放あるいは係合制御する車両用クラッチ制御装置において、クラッチ係合を解除する条件を満たしたか否かを判定する判定手段を備え、エンジン始動時でかつクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さく、かつ前記判定手段により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に流量制御弁を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する制御手段を備えたことにより、オイルポンプの駆動する前からクラッチアクチュエータが作動しているため、始動時におけるクラッチの断絶動作までの時間を短縮することができ、始動性を向上させることができる。

また、エンジンから変速機への動力伝達を断接するクラッチと、クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、クラッチアクチュエータを油圧駆動制御する、少なくともオイルポンプと流量制御弁とからなる油圧回路とを備え、クラッチアクチュエータのストロークを制御することによりクラッチを開放あるいは係合制御する車両用クラッチ制御装置において、油圧回路に油圧を検出可能な圧力検出手段を備え、クラッチアクチュエータのストローク量を検出可能なストローク量検出手段を備え、圧力検出手段とストローク量検出手段とから、クラッチ伝達トルクを算出し、クラッチ断絶点を、算出されたクラッチ伝達トルクにより学習制御する制御手段を備えたことにより、圧力検出手段とストローク量検出手段とから得られる特性を用いることによって、始動時制御に必要なクラッチ断絶点位置を常に正確に検出することができ、自動クラッチ付き変速機の商品力の向上に貢献し得るものである。

上述の如く発明したことにより、オイルポンプの駆動する前からクラッチアクチュエータを作動し、始動時におけるクラッチの断絶動作までの時間を短縮して始動性を向上させている。

また、圧力検出手段とストローク量検出手段とから得られる特性を用いることによって、始動時制御に必要なクラッチ断絶点位置を常に正確に検出し、自動クラッチ付き変速機の商品力の向上に貢献している。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図８はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は自動車（図示せず）に搭載された図示しないエンジンのクランク軸、４は手動変速装置、６は手動変速装置ケース、８は入力軸である。

前記エンジンに連結される手動変速装置４は、クランク軸２と同軸心上に入力軸８を設けている。

前記手動変速装置ケース６は、エンジンと対向する側（図２において左側）のケース壁部１０に入力軸受保持部１２を設けている。入力軸受保持部１２は入力軸受１４を保持し、前記入力軸８はこの入力軸受１４により軸支されている。

前記手動変速装置ケース６内には、ダイアフラムスプリング式の発進用クラッチ１６を設けている。

このクラッチ１６は、図２に示す如く、クランク軸２の軸端にホイール取付ボルト１８により取付けられたフライホイール２０にクラッチカバー２２をカバーボルト２４により取付けている。クラッチカバー２２内には、クランク軸２と同軸心上に設けた入力軸８にクラッチハブ２６を軸方向移動可能且つ回転不可能に係合している。

そして、クラッチハブ２６には、ダンパ２８を介して円環板形状のクラッチディスク３０を取り付けている。クラッチディスク３０は、一側面を前記フライホイール２０に対向させて配設するとともに、他側面に前記フライホイール２０に対して軸方向移動可能に係合したプレッシャプレート３２を対向させて配設している。

前記プレッシャプレート３２には、ダイアフラム３４の外周縁一側を当接させて設けている。ダイアフラム３４は、外周縁近傍をクラッチカバー２２に保持され、内周縁他側をレリーズベアリング３６に当接させて設けている。レリーズベアリング３６は、前記手動変速装置ケース６内にクランク軸２と同軸心上に設けた入力軸８に軸方向に移動自在に設けている。

前記レリーズベアリング３６には、このレリーズベアリング３６を軸方向に移動させるよう揺動されるレリーズレバー３８を設けている。レリーズレバー３８は、図２及び図３に示す如く、前記手動変速装置ケース６を貫通すべく軸支されるレリーズシャフト４０の手動変速装置ケース６内側端部に取り付けられるとともに、レリーズシャフト４０の手動変速装置ケース６外側端部には、レリーズアーム４２が取れ付けられる。

また、このレリーズアーム４２の揺動端部には、前記クラッチ１６を駆動するクラッチアクチュエータ４４を、前記手動変速装置ケース６に固定して設ける。

このクラッチアクチュエータ４４は、図４に示す如く、アクチュエータ本体部４４−１と、このアクチュエータ本体部４４−１内に長手方向に形成された貫通孔部４４−２と、貫通孔部４４−２の一端（図４において左側）を閉塞する閉塞部材４４−３と、この閉塞部材４４−３に対して接離する方向、つまり前記貫通孔部４４−２内を長手方向にスライド移動して、閉塞部材４４−３と先端部位との間に制御油圧室４４−４を現出あるいは消滅させるピストン４４−５と、制御油圧室４４−４に連絡させるべく前記アクチュエータ本体部４４−１に形成した制御油圧用連通孔部４４−６とを有する。

そして、前記ピストン４４−５の他端側（図４において右側）には、レリーズアーム４２の揺動端部に連絡する接続部材４４−７が取り付けられるとともに、ピストン４４−５の途中部位にセンサシャフト４４−８を介して連絡し、ピストン４４−５のスライド移動量である前記クラッチアクチュエータ４４のストローク量を検出するストローク量検出手段であるストロークセンサ４４−９が配設されている。

更に、前記クラッチアクチュエータ４４を油圧駆動制御する油圧回路４６を設け、クラッチアクチュエータ４４のストロークを制御することにより前記クラッチ１６を開放あるいは係合制御するものである。

つまり、前記油圧回路４６からの制御油圧はクラッチアクチュエータ４４に入り、ピストン４４−５を押す。このとき、センサシャフト４４−８によりストロークセンサ４４−９でピストン４４−５のストロークが検出される。

そして、ピストン４４−５が押されることによりレリーズアーム４２が押され、レリーズシャフト４０が回転してレリーズレバー３８を押し込み、ダイアフラム式の発進用クラッチ１６が切れることとなる。

前記油圧回路４６は、少なくともオイルポンプ４８と流量制御弁５０とを有する。

つまり、油圧回路４６は、図５に示す如く、オイルタンク５２内からオイルを吸い上げるオイルポンプ４８を設け、このオイルポンプ４８と前記流量制御弁５０とを連絡しオイルを導入する第１通路５４を設け、流量制御弁５０とオイルタンク５２とを連絡しオイルを戻す第２通路５６を設けるとともに、第１通路５４の途中部位とオイルタンク５２とを連絡し制御油圧を調整して余剰油圧をリリーフさせる第３通路５８とを設ける。

そして、前記第１通路５４には、オイルポンプ４８側から、所定の制御油圧を確保するワンウェイバルブ６０と、油圧の検出可能な圧力検出手段である圧力センサ６２と、畜圧するアキュムレータ６４とを順次配設するとともに、前記第３通路５８途中にはリリーフバルブ６６を配設する。

また、前記オイルポンプ４８は、前記圧力センサ６２の検出信号によりベース圧力範囲内で駆動するモータ６８によって駆動されるものである。

更に、前記アキュムレータ６４は、オイルポンプ４８から圧送された油圧を畜圧する。

更にまた、前記流量制御弁５０は、クラッチアクチュエータ４４のストロークを制御して発進用クラッチ１６の伝達トルクを制御するが、ピストンストローク（「レリーズベアリングストローク」ともいう）とトルクとの関係は、図８に示す如く、前記クラッチディスク３０の摩耗と共に変化するため、後述のようにその特性を学習する必要がある。

ここで、クラッチ係合を解除する条件を満たしたか否かを判定する判定手段７０を備え、エンジン始動時でかつクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さく、かつ前記判定手段７０により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に前記流量制御弁５０を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する制御手段７２を備える構成とする。

また、この制御手段７２には、前記油圧回路４６に油圧を検出可能な圧力検出手段である圧力センサ６２と、前記クラッチアクチュエータ４４のストローク量を検出可能なストローク量検出手段であるストロークセンサ４４−９とを備え、前記圧力センサ６２とストロークセンサ４４−９とから、クラッチ伝達トルクを算出し、クラッチ断絶点を、算出されたクラッチ伝達トルクにより学習制御する機能をも備える構成とする。

詳述すれば、上述した制御手段７２を含む制御システムが停止状態から起動する時に発進用クラッチ１６の係合が解除可能な車両状態において、制御油圧発生のためのオイルポンプ４８を駆動する前に、流量制御弁５０をクラッチ開放方向に制御するものである。

その後、オイルポンプ４８を駆動すると、オイルポンプ４８によって圧送されたオイルは前記アキュムレータ６４における畜圧よりも先にクラッチアクチュエータ４４のピストン４４−５を押してクラッチ１６を開放する。この時の油圧はレリーズ荷重に対して発生し、油圧ユニットである油圧回路４６の圧力センサ６２により検知可能であり、レリーズピストンストロークと油圧、すなわちレリーズ荷重の関係を得ることが可能となるものである。

また、図８からも明らかな如く、レリーズ荷重と伝達トルクとの間には密接な関係があり、上記特性をピストンストローク（「レリーズベアリングストローク」ともいう）と伝達トルク特性に換算し、学習値として制御にフィードバックさせるものである。

更に、前記油圧回路４６（「油圧ユニット」とも換言できる）を動作させる油圧システムのスタートからエンジンスタートをする場合、従来は昇圧完了後にクラッチ開放によりスタート可能となり、昇圧までの時間が必要であったが、この発明の実施例においては、ポンプ駆動開始で即時にクラッチ１６を開放させ、エンジンスタート可能になる時間を最少にするものである。

次に、図１の車両用クラッチ制御装置の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

エンジンスタート時のクラッチ開放要求があると（エンジン始動時においてクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さいと）（１０２）、クラッチ開放条件が成立するか否かの判断（１０４）を行う。

このクラッチ開放条件が成立するか否かの判断（１０４）としては、以下のものがある。
（１）ニュートラルであるか否か
（２）パーキングブレーキがＯＮであるか否か
（３）フットブレーキがＯＮであるか否か

上述のクラッチ開放条件が成立するか否かの判断（１０４）がＹＥＳの場合には、発進用クラッチ１６を開放するために流量弁を作動（１０６）し、判断（１０４）がＮＯの場合には、このプログラムを終了（１１８）する。

そして、発進用クラッチ１６の開放制御をするために流量弁作動処理（１０６）の後には、制御油圧が規定値以上か否かの判断（１０８）を行い、この判断（１０８）がＹＥＳの場合には、クラッチが開放されこのプログラムは終了（１１８）する。判断（１０８）がＮＯの場合には、オイルポンプ４８の駆動制御を開始（１１０）し、ピストンストロークであるレリーズベアリングストローク油圧の関係を計測（１１２）し、発進用クラッチが開放状態であるか否かの判断（１１４）に移行する。

また、この発進用クラッチが開放状態であるか否かの判断（１１４）がＮＯの場合には、ピストンストロークであるレリーズベアリングストローク油圧の関係を計測処理（１１２）に戻り、判断（１１４）がＹＥＳの場合には、学習値の格納（１１６）に移行した後、この制御プログラムの終了（１１８）に移行する。

これにより、前記制御手段７２に、判定手段７０により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に前記流量制御弁５０を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する機能を付加したことによって、オイルポンプ４８の駆動する前からクラッチアクチュエータ４４が作動しているため、始動時におけるクラッチ１６の開放動作までの時間を短縮することができ、始動性を向上させることができるものである。

また、前記制御手段７２に、前記油圧回路４６に油圧を検出可能な圧力検出手段である圧力センサ６２と、前記クラッチアクチュエータ４４のストローク量を検出可能なストローク量検出手段であるストロークセンサ４４−９とを備え、前記圧力センサ６２とストロークセンサ４４−９とから、クラッチ伝達トルクを算出し、クラッチ断絶点を、算出されたクラッチ伝達トルクにより学習制御する機能をも負荷したことにより、圧力検出手段である圧力センサ６２とストローク量検出手段であるストロークセンサ４４−９とから得られる特性を用いることによって、始動時制御に必要なクラッチ断絶点位置を常に正確に検出することができ、自動クラッチ付き変速機の商品力の向上に貢献し得る。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

この発明の実施例を示す車両用クラッチ制御装置の制御用フローチャートである。 クラッチの要部断面図である。 クラッチアクチュエータの概略説明図である。 クラッチアクチュエータの概略拡大断面図である。 油圧回路の概略構成図である。 車両用クラッチ制御装置の制御ブロック図である。 ダイアフラムスプリングの荷重特性を示す図である。 レリーズベアリング位置と荷重、トルク特性を示す図である。 この発明の従来技術を示す油圧回路の動作用フローチャートである。

符号の説明

２ クランク軸
４ 手動変速装置
６ 手動変速装置ケース
８ 入力軸
１０ ケース壁部
１２ 入力軸受保持部
１６ 発進用クラッチ
２０ フライホイール
２２ クラッチカバー
２６ クラッチハブ
２８ ダンパ
３０ クラッチディスク
３２ プレッシャプレート
３４ ダイアフラム
３６ レリーズベアリング
３８ レリーズレバー
４０ レリーズシャフト
４２ レリーズアーム
４４ クラッチアクチュエータ
４４−１ アクチュエータ本体部
４４−２ 貫通孔部
４４−３ 閉塞部材
４４−４ 制御油圧室
４４−５ ピストン
４４−６ 制御油圧用連通孔部
４４−７ 接続部材
４４−８ センサシャフト
４４−９ ストロークセンサ
４６ 油圧回路
４８ オイルポンプ
５０ 流量制御弁
５２ オイルタンク
５４ 第１通路
５６ 第２通路
５８ 第３通路
６０ ワンウェイバルブ
６２ 圧力センサ
６４ アキュムレータ
６６ リリーフバルブ
６８ モータ
７０ 判定手段
７２ 制御手段

Claims (2)

1. エンジンから変速機への動力伝達を断接するクラッチと、このクラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、このクラッチアクチュエータを油圧駆動制御する、少なくともオイルポンプと流量制御弁とからなる油圧回路とを備え、前記クラッチアクチュエータのストロークを制御することにより前記クラッチを開放あるいは係合制御する車両用クラッチ制御装置において、クラッチ係合を解除する条件を満たしたか否かを判定する判定手段を備え、エンジン始動時でかつクラッチを制御する制御油圧が判定値より小さく、かつ前記判定手段により解除条件を満足すると判定されたときには、オイルポンプ駆動開始前に前記流量制御弁を開放制御し、オイルポンプ駆動開始と共にクラッチ開放制御する制御手段を備えたことを特徴とする車両用クラッチ制御装置。
2. 前記油圧回路に油圧を検出可能な圧力検出手段を備え、前記クラッチアクチュエータのストローク量を検出可能なストローク量検出手段を備え、前記圧力検出手段とストローク量検出手段とから、クラッチ伝達トルクを算出し、クラッチ断絶点を、算出されたクラッチ伝達トルクにより学習制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用クラッチ制御装置。

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