JP4219582B2

JP4219582B2 - 車両用クラッチ制御装置

Info

Publication number: JP4219582B2
Application number: JP2001327373A
Authority: JP
Inventors: 田臣宏石; 山義孝西; 下勝山
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: JP2003130092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦板式自動クラッチを備えた機械式自動トランスミッションの車両用クラッチ制御装置に関し、特に発進時のクラッチ接続操作に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルコン等の流体継ぎ手を使用しないで摩擦板の接続を電子制御して自動変速させる機械式自動トランスミッションは公知であり、この機械式自動トランスミッションの欠点である走行条件に合わせた変速を要する時に、特に、雪道や泥濘路等の低摩擦路送行における微妙なクラッチ操作を、ドライバの操作で行わせる所謂セミオートマチックトランスミッションも公知である。
【０００３】
本出願人は、実用新案登録公報第２５４５５９５号公報において、変速を自動制御中の走行時でも急速にマニュアル操作への変換が可能な機械式自動トランスミッションの変速制御装置を提案している。この技術は、クラッチペダルを急速に踏み込むことでクラッチ接続をマニュアル操作に変えられるので、変速操作性がすぐれている。
【０００４】
しかしながら、上記の技術は、走行時の変速操作には効果があるが、発進加速時のような半クラッチ時間を長く要する場合でのクラッチ接続面の摩耗と発熱を抑えることには効果がなく、雪道や泥濘地などの低摩擦路における発進にも効果がなかった。
【０００５】
本出願人は、その後の研究の結果、発進時の半クラッチ接続を、クラッチすべりを少なくしてクラッチ接続面の摩耗と発熱を抑え、接続面の損耗を防ぐ制御装置を発明した。本出願は、その半クラッチ接続を、ショック、もたつきのない、かつフィーリングがよくて、半クラッチ時間を少なくする機能を有する制御装置を備えた機械式自動トランスミッションの車両用クラッチ制御装置を提案するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に対処するべく提案されたものであり、発進時のクラッチすべりを少なくして、クラッチ接続面の摩擦損耗を防ぐクラッチ制御装置を備えた機械式自動トランスミッションのクラッチを提供することを目的としている。また、雪道や泥濘地などの低摩擦路におけるスムーズな発進ができる車両用クラッチ制御装置の提供を別の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、摩擦板式自動クラッチを作動するクラッチブースタ１０ａの流体回路をコントロールユニット２５により制御することにより、機械式自動トランスミッションを制御する自動クラッチ制御装置において、前記クラッチブースタ１０ａの流体回路は、クラッチペダル４３で作動されるマスタシリンダ１４をハイドロリックシリンダ１０とリンク１１，１２とを介して摩擦板式自動クラッチの断、切レバーおよびストローク検出手段２６ａに連係するクラッチブースタ１０ａに連通し、エアリザーバ１６をクラッチ断電磁弁２０とクラッチ減速電磁弁１９とを介してダブルチェック弁１７の第１のポート１７ａに連通するとともに、クラッチブースタ１０ａのコントロール部１０ｂに連通し、クラッチ減速電磁弁１９の排気側絞り１８をクラッチ接続電磁弁２１および排気口４０に連通し、クラッチ接続電磁弁２１を前記クラッチ減速電磁弁１９と共にダブルチェック弁１７の第１のポート１７ａに連通し、ダブルチェック弁１７の第２のポート１７ｂをクラッチブースタ１０ａのコントロール部１０ｂに連通し、ダブルチェック弁１７のセンタ１７ｃをクラッチブースタ１０ａに連通して構成され、前記クラッチストローク検出手段２６ａとアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ２７とブレーキ状態を検出するブレーキ検出手段４３からの信号を受けてクラッチブースタ１０ａを制御するコントロールユニット２５を設け、そのコントロールユニット２５は前記電磁弁１９、２０、２１を制御することによって自動クラッチ接続制御のルーチンに入ったときに、半クラッチ状態でクラッチを保持し、所定時間Ａ経過後に強制の緩接続を行い、そして警報発生装置５０から警告音を発生させ、その緩接続状態が前記のクラッチを保持する所定時間Ａより短い継続時間Ｂ経過後にその接続状態を所定の維持時間Ｃ維持させて接続率を増加させるようにクラッチストロークを制御する機能を有している。
【０００８】
上記において発進時の半クラッチへの接続は、所定の接続率（すべり率の逆数）までは急速な立ち上げが好ましい。そして、一般的には、その半クラッチ保持時間（Ａ）は２秒程度、緩接続継続時間（Ｂ）は４０〜５０ミリ秒程度、維持時間（Ｃ）は１００ミリ秒程度にするとよい。係る構成を具備する本発明によれば、自動クラッチによる発進時に半クラッチ時間を短くして、クラッチ接続面の摩耗を少なくする。また、雪道や泥濘路等の低摩擦路面では半クラッチが安定するので、スムーズな発進ができる。
【０００９】
前記の強制的に緩接続を行う時の警報は警告音でも警告光でもよい。また、警報は、クラッチ接続が完了するまで継続させてもよい。
【００１０】
これによって、自動クラッチによる発進時に、無駄なすべり時間の省略をし、クラッチ接続の冗長な時間を省くことでクラッチのすべり時間を少なくしてクラッチ接続面の摩耗を防ぎ、緩接続によってスムーズな接続ができる。
【００１１】
なお上記は、摩擦板式自動クラッチを備えた自動車用の機械式自動トランスミッションのクラッチを例にしているが、流体クラッチ付きの自動トランスミッションのクラッチ接続時の発熱抑制にも、本発明の主旨の適用は可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のクラッチを搭載する原動機の構成を示し、エンジン３１と機械式自動トランスミッション２６との間に介装されたクラッチハウジング３２内にクラッチ３６が内蔵されている。そのクラッチ３６の断、接を行うアクチュエータのクラッチブースタ１０ａがクラッチハウジング３２の外部に設けられている。また、そのクラッチ３６の断、接のストロークを検出するクラッチストロークセンサ２６ａがクラッチハウジング３２の外側部に設けられている。なお、符号２５はエンジン回転速度センサを、符号２７はアクセルセンサを、符号２８はスロットルアクチュエータを、符号３０はシフトタワーをそれぞれ示している。
【００１３】
図２は、クラッチペダル４３とストロークセンサ２６ａまわりの構成を示している。クラッチペダル４３にリンクを介してマスターシリンダ１４が連通され、マスターシリンダ１４は油圧ライン１５を介して前記クラッチブースタ１０ａに連通されている。
【００１４】
クラッチブースタ１０ａは、ハイドロリックシリンダ１０を介し、リンク１１、アウターレバー１２、リンク１３等を介して明示しないクラッチ断、接レバーに連通されている。
また、クラッチブースタ１０ａにエアを供給するエアリザーバ１６は、エアラインによって給気弁のクラッチ断電磁弁２０、クラッチ減速電磁弁１９を介してダブルチェック弁１７の第１のポート１７ａに連通されている。
【００１５】
エアリザーバー１６はさらに、クラッチ減速電磁弁１９の排気側絞り１８を介してクラッチ接続電磁弁２１と排気口４０に連通され、そのクラッチ接続電磁弁２１は前記電磁弁１９と共にダブルチェック弁１７の第１のポート１７ａに連通されている。そして、そのダブルチェック弁１７のセンタ１７ｃは前記クラッチブースタ１０ａに、第２のポート１７ｂはクラッチブースタ１０ａのコントロール部１０ｂに連通されている。
【００１６】
そして、後記するクラッチ制御装置２５によってチェック弁１７、電磁弁１９〜２１の開閉制御により自動クラッチの接続操作が行われると共に、クラッチペダル４３によってもクラッチ接続がマニュアル操作可能に構成されている。
【００１７】
図３は、本発明のクラッチ制御に係る装置のブロック構成を示している。クラッチの断、接をさせるクラッチストロークを検出するクラッチストローク検出手段２６ａが、信号ライン２６によってコントロールユニット２５に連通されている。
【００１８】
また、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ２７が、信号ライン２７ｗによってコントロールユニット２５に連通されている。アクセル開度センサ２７は、開度を最小に戻して惰行または制動させる場合と、開度を大きくしてマニュアルでクラッチ接続させる場合のいづれにも自動クラッチ制御から解除する時に必要とする信号を検出する機能を有している。
【００１９】
また、エンジン回転速度を検出するエンジン回転数検出手段２５ａが、信号ライン２５ａｗによってコントロールユニット２５に連通されている。また、ブレーキ状態を検出するブレーキ検出手段４８が、信号ライン４８ｗによってコントロールユニット２５に連通されている。
【００２０】
また、クラッチストロークを操作して接続を制御するクラッチアクチュアータのクラッチブースタ１０ａが、信号ライン２５ｗによってコントロールユニット２５に連通されている。
【００２１】
また、クラッチ接続の状態に応じて警報を発する警報発生装置５０が、信号ライン２５ｕによってコントロールユニット２５に接続されている。警報は、本例においては警告音であるが、たとえば警告光でもよい。
【００２２】
コントロールユニット２５は、クラッチ接続の緩急を制御するクラッチ制御部２２と、接続の緩急を含む接続モード制御の基本となるクロック２１とを有して構成され、クラッチストローク検出手段２６ａの検出結果と、アクセル開度センサ２７の検出結果と、エンジン回転数検出手段２５ａの検出結果と、ブレーキ検出手段４８の検出結果の１部あるいは全部を入力信号として受信し、前記ダブルチェック弁１７、クラッチ減速電磁弁１９、クラッチ断電磁弁２０、クラッチ接続電磁弁２１等によりクラッチブースタ１０ａを介してクラッチストロークを制御し、また警報発生装置５０に制御信号を送信する機能を有して構成されている。
【００２３】
上記図３の構成は、車両の停止、発進、加速、減速等の各走行条件を制御するためのクラッチ操作にすべて必要な構成であるが、発進に必要な自動クラッチ接続操作に限定した接続操作を図４のフローチャート及び図５の接続線図によって説明する。なお、図５においては、縦軸をクラッチの接続率（すべり率の逆数）、横軸を経過時間で表している。
【００２４】
ステップＳ１は、自動クラッチ接続制御のルーチンに入った状態を示している。このときのクラッチ接続状態は図５におけるＧ点にあって、Ｇ点の接続率α０はあらかじめ設定されたものであり、その接続率α０への立ち上げは所定の急速接続で行う。
【００２５】
ステップＳ２は接続率線ａの状態で、前記接続率α０の接続状態を所定の保持時間（Ａ）だけ行う操作である。保持が”Ｎ”によるバイパスは、マニュアル操作によるアクセル開度センサ２７からの送信や、ブレーキ検出手段４８からの送信により自動クラッチ接続制御のルーチンから抜け出すことを示している。なお、明示していないが、以後の各ステップにおいてもマニュアル操作の飛び込みによる自動クラッチ接続制御のルーチンから抜け出しが可能である。
【００２６】
ステップＳ３は点Ａａの確認で、接続率α０の状態が所定の保持時間（Ａ）に到ったか否かをクロック２１によって確認する。保持時間（Ａ）は２秒程度が好ましい。保持時間（Ａ）が終了であればステップＳ５に進み、未了の”Ｎ”であれば、ステップＳ４によりループしてスタンバイする。
【００２７】
ステップＳ５は接続率線ｂの始まりの状態で、所定の接続率へざん増させる強制の緩接続の開始状態である。この緩接続開始時に、警告音を発生させる。ドライバは、この警告音によって強制緩接続開始を知る。そして、強制緩接続に任せるか、アクセルを戻しブレーキペダルを踏んで発進を中断するか、あるいはアクセルを踏み込んでマニュアル操作でクラッチを接続するか、のいづれかを選択する。次ぎのステップＳ６は、強制緩接続を選択する場合である。
【００２８】
ステップＳ６は点Ｂｂの確認で、緩接続状態が所定の継続時間（Ｂ）に到ったか否かをクロック２１によって確認する。継続時間（Ｂ）は４０〜５０ミリ秒程度が好ましい。継続時間（Ｂ）が終了であればステップＳ７に進み、未了の”Ｎ”であれば、ステップＳ５に戻りループしてスタンバイする。接続線ｂが点Ｂｂに到って、接続率はα１に達している。
【００２９】
ステップＳ７は接続線ｃの状態で、接続率α１の接続状態を所定の維持時間（Ｃ）だけ行う操作である。
【００３０】
ステップＳ８は点Ｃｃの確認で、接続率α１の状態が所定の維持時間（Ｃ）に到ったか否かをクロック２１によって確認する。維持時間（Ｃ）は１００ミリ秒程度が好ましい。維持時間（Ｃ）が終了であればステップＳ１にもどって緩接続を繰り返すがこの制御は別のスーパーバイザーで行う。
このようにして、ステップＳ５からステップＳ８の一連の強制緩接続が終了した時点でステップＳ９により警告音を切断して制御が終了する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
（１）車両の発進時に半クラッチを所定の保持時間（Ａ）にとどめて、強制緩接続にするので、半クラッチの時間を短縮できてクラッチすべりによるクラッチ接続面の摩擦損耗を防ぐことができる。
（２）半クラッチ後の強制緩接続では、自動的に所定の短い継続時間（Ｂ）だけ緩やかに接続率を上げ、所定の短い維持時間（Ｃ）だけその接続率を維持させるので、ドライバのマニュアル操作による緩接続よりスムーズな緩接続ができ、クラッチ接続面の摩擦損耗を防ぐことができる。
（３）スムーズな緩接続により、雪道や泥濘地などの低摩擦路でズムーズな発進ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチを搭載する原動機の構成を示す斜視図。
【図２】図１におけるクラッチペダル４３とストロークセンサ２６ａまわりの配管構成を示す図。
【図３】本発明のクラッチ制御に係るブロック構成図。
【図４】本発明の発進時のクラッチ接続作用を示すフローチャート。
【図５】図４のクラッチ接続作用を縦軸が接続率、横軸が経過時間で表したクラッチ接続線図。
【符号の説明】
１０ａ・・クラッチブースタ（クラッチアクチュエータ）
１４・・・クラッチマスターシリンダ
２１・・・クロック
２２・・・クラッチ制御部
２５・・・コントロールユニット
２５ａ・・エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
２６ａ・・クラッチストローク検出手段
２７・・・アクセルセンサ
５０・・・警報発生装置

Claims

摩擦板式自動クラッチを作動するクラッチブースタ（１０ａ）の流体回路をコントロールユニット（２５）により制御することにより、機械式自動トランスミッションを制御する自動クラッチ制御装置において、前記クラッチブースタ（１０ａ）の流体回路は、クラッチペダル（４３）で作動されるマスタシリンダ（１４）をハイドロリックシリンダ（１０）とリンク（１１，１２）とを介して摩擦板式自動クラッチの断、切レバーおよびストローク検出手段（２６ａ）に連係するクラッチブースタ（１０ａ）に連通し、エアリザーバ（１６）をクラッチ断電磁弁（２０）とクラッチ減速電磁弁（１９）とを介してダブルチェック弁（１７）の第１のポート（１７ａ）に連通するとともに、クラッチブースタ（１０ａ）のコントロール部（１０ｂ）に連通し、クラッチ減速電磁弁（１９）の排気側絞り（１８）をクラッチ接続電磁弁（２１）および排気口（４０）に連通し、クラッチ接続電磁弁（２１）を前記クラッチ減速電磁弁（１９）と共にダブルチェック弁（１７）の第１のポート（１７ａ）に連通し、ダブルチェック弁（１７）の第２のポート（１７ｂ）をクラッチブースタ（１０ａ）のコントロール部（１０ｂ）に連通し、ダブルチェック弁（１７）のセンタ（１７ｃ）をクラッチブースタ（１０ａ）に連通して構成され、前記クラッチストローク検出手段（２６ａ）とアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ（２７）とブレーキ状態を検出するブレーキ検出手段（４３）からの信号を受けてクラッチブースタ（１０ａ）を制御するコントロールユニット（２５）を設け、そのコントロールユニット（２５）は前記電磁弁（１９、２０、２１）を制御することによって自動クラッチ接続制御のルーチンに入ったときに、半クラッチ状態でクラッチを保持し、所定時間（Ａ）経過後に強制の緩接続を行い、そして警報発生装置（５０）から警告音を発生させ、その緩接続状態が前記のクラッチを保持する所定時間（Ａ）より短い継続時間（Ｂ）経過後にその接続状態を所定の維持時間（Ｃ）維持させて接続率を増加させるようにクラッチストロークを制御する機能を有することを特徴とする車両用クラッチ制御装置。