JP2000280876A - オートクラッチ車両 - Google Patents

オートクラッチ車両

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Nobuhiko Hayashi
暢彦 林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面勾配、積載量等の違いによらず一定のブ
レーキ解除フィーリングを得る。 【解決手段】 本発明に係るオートクラッチ車両は、走
行用クラッチ１３を自動断接するクラッチ自動断接装置
３０であって、車両発進時にクラッチ一発接を実行する
クラッチ自動断接装置と、ブレーキ３１を自動的に作動
・解除する自動ブレーキ装置３４であって、クラッチ一
発接完了と同時にブレーキを解除する自動ブレーキ装置
とを備えたものである。一発接量がアクセル開度に応じ
て変わるため、平坦路発進と坂道発進とでブレーキ解除
タイミングを変えられる。一発接量は一発接量マップで
決定され、クラッチ一発接完了時のクラッチストローク
は半クラッチ位置の断側開始点近傍に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行用クラッチを
自動断接するクラッチ自動断接装置を備えたオートクラ
ッチ車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、この種のオートクラッチ車
両に自動ブレーキ装置である坂道発進補助装置（Hill S
tart Aid; 以下ＨＳＡという）を組み合わせたものを以
前提案した（特願平10-058867 号、以下「第一先願」と
いう）。これは坂道発進の際、運転手がブレーキペダル
を放した後もブレーキ力を保持できるようにし、運転手
の発進操作をアシストしようというものである。これに
おいて運転手は車室内のスイッチを手動操作してブレー
キ解除点、即ちブレーキ解除となるクラッチストローク
を自由に調整できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これだと平坦
路と坂道とで最適タイミングによるブレーキ解除が行え
ないという問題があった。即ち、平坦路発進に合わせて
ブレーキ解除点を決定すると、坂道発進でブレーキ解除
が早すぎ、逆に坂道発進に合わせてブレーキ解除点を決
定すると平坦路発進でブレーキ解除が遅すぎるという問
題があった。
【０００４】この場合、平坦路発進と坂道発進とでブレ
ーキ解除点を調整し直せば問題ない訳だが、現実的には
そのような調整は大変煩わしくてできない。また路面勾
配、車両の積載荷重等によって最適となるブレーキ解除
点が異なるため、手動調整には限界がある。
【０００５】
【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、走行用クラッチを自動断接するクラッチ自
動断接装置であって、車両発進時にクラッチ一発接を実
行するクラッチ自動断接装置と、ブレーキを自動的に作
動・解除する自動ブレーキ装置であって、クラッチ一発
接完了と同時にブレーキを解除する自動ブレーキ装置と
を備えたものである。
【０００６】クラッチ一発接とは本出願人が以前提案し
たクラッチ自動接続方法である（特願平10-064081 号参
照、以下「第二先願」という）。クラッチ自動接続は通
常クラッチストロークを検出しながら行うフィードバッ
ク制御だが、これだと完断位置から半クラッチ位置に至
る遊び領域で、クラッチ動作時間がかかり過ぎる。そこ
でこの間、フィードフォワード制御して半クラッチ位置
直前まで一気にクラッチを接動作するのである。これに
よりクラッチ接続時間を短縮できる。
【０００７】本発明はこの一発接を利用し、一発接完了
と同時にブレーキを解除する。一発接量はアクセル開度
に応じて決められる。平坦路発進と坂道発進とでアクセ
ル開度が異なるため、これら発進状況の違いごとに最適
なブレーキ解除点が得られる。これにより平坦路発進と
坂道発進とで最適タイミングによるブレーキ解除を行え
るようになる。
【０００８】ここで、上記クラッチ自動断接装置が、ア
クセル開度に基づき一発接量を決定するための一発接量
マップを含むものであるのが好ましい。
【０００９】また、クラッチ一発接完了時のクラッチス
トロークが半クラッチ位置の断側開始点近傍に設定され
るのが好ましい。
【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に本発明に係るオートクラッチ車両の
全体構成を示す。ここでの車両はクラッチ自動断接装置
３０を備え、走行用クラッチである摩擦クラッチ１３を
自動断接し得る。また車両はクラッチマニュアル断接装
置３２も備え、クラッチペダル７の踏込み操作によって
クラッチ１３をマニュアル断接できるようにもなってい
る。このようなマニュアル断接も可能なものを含め、ク
ラッチ１３を自動断接し得る車両をオートクラッチ車両
というものとする。この車両はエンジン１１の動力をク
ラッチ１３を介して変速機１６に伝達し、この後駆動輪
に伝達して走行するようになっている。
【００１２】クラッチ自動断接装置３０はコントローラ
（電子制御ユニット）５を含み、これから制御信号を受
けて動作するようになっている。
【００１３】クラッチ自動断接装置３０は、クラッチ油
圧アクチュエータ１９で発生した油圧を油圧パイプ１８
を通じてスレーブシリンダ２０に送り、スレーブシリン
ダ２０を動作させ、ロッド２１を介してクラッチフォー
ク１５を押動し、クラッチ１３を分断するようになって
いる。逆にクラッチ油圧アクチュエータ１９で油圧が解
除されれば、逆の動作を行ってクラッチ１３が接続され
る。クラッチ油圧アクチュエータ１９は油圧ポンプ、油
圧シリンダ、電磁弁等を含み、コントローラ５から分断
指令を受けると油圧ポンプが起動し、油圧シリンダのピ
ストンが押動されて油圧を発生するようになっている。
逆にコントローラ５から接続指令を受けると油圧ポンプ
が停止し、油圧シリンダから油圧が抜かれ、油圧を解除
するようになっている。
【００１４】一方、クラッチマニュアル断接装置３２
は、クラッチペダル７の踏込みによってマスタシリンダ
８から油圧を発生させ、その油圧を油圧パイプ１８を通
じてクラッチ油圧アクチュエータ１９の油圧シリンダに
送り、先と同様の経路を辿ってクラッチ１３を分断する
ようになっている。クラッチペダル７を戻せば油圧が解
除されてクラッチ１３が接続される。マニュアル側の油
圧と自動側の油圧とが干渉しても、クラッチ油圧アクチ
ュエータ１９のキャンセル機構によってマニュアル断接
が自動断接に優先される。
【００１５】クラッチ自動断接装置３０は、クラッチモ
ード切換スイッチ２のON/OFFに応じて作動・非作動が切
り換えられる。当該スイッチ２は車室内に設けられた手
動電気スイッチで、コントローラ５に接続される。スイ
ッチ２がONのとき自動クラッチモードとなり、クラッチ
自動断接が可能となる。ただしこのときもマニュアル断
接が可能で、クラッチペダル７を踏込めばクラッチペダ
ルスイッチ６がONされて自動断接が中止され、マニュア
ル断接が優先される。OFF のときは完全なマニュアルク
ラッチモードでクラッチ自動断接が一切実行されない。
【００１６】スイッチ２がONのときの自動断接制御は、
コントローラ５が、シフトレバーに設けられたノブスイ
ッチ１からの変速信号と、アクセルペダル１０に付設さ
れたアクセル開度センサ９からのアクセル開度信号と、
エンジン１１に付設されたエンジン回転センサ１２と、
変速機１６に付設されたギア位置センサ１４からのギア
位置信号とをそれぞれ受け取り、それら信号に基づいて
行う。
【００１７】シフトレバーにおいては、ノブシャフトに
シフトノブが僅かに揺動可能に、且つ中立位置に付勢さ
れて設けられる。シフトノブにノブスイッチ１が内蔵さ
れる。運転手が変速しようとしてシフトノブに力を加え
ると、シフトノブのみが揺動してノブスイッチ１がONと
なる。これを受けてコントローラ５はクラッチ油圧アク
チュエータ１９の油圧ポンプを起動し、クラッチ１３を
自動分断する。これに続くシフトレバー操作により変速
機１６が所定のギア段に入れられると、ギア位置センサ
１４からその情報がコントローラ５に送られる。これに
よってコントローラ５はクラッチ油圧アクチュエータ１
９の電磁弁を切換え、油圧シリンダから油圧を抜き、ク
ラッチ１３を自動接続する。クラッチ油圧アクチュエー
タ１９は排油絞り径の異なる複数の電磁弁を備え、これ
ら電磁弁の組み合わせに応じてクラッチ接続速度を変え
られるようになっている。
【００１８】発進制御については、運転手が上述のシフ
ト操作を行ってクラッチ１３を自動分断し、変速機１６
をギア入れした後、アクセルペダル１０を所定量以上踏
み込むと、これに応じたアクセル開度信号がアクセル開
度センサ９から送出され、これを受けてコントローラ５
が発進意思ありとみなし、クラッチ自動接続を開始す
る。この場合、ギア入れのみではクラッチ接続が行われ
ず、クラッチ１３は完断位置に待機される。アクセルペ
ダル１０が所定量以上踏み込まれ、アクセル開度センサ
９が所定値以上の出力を発生してはじめてクラッチ接続
が開始されるのである。
【００１９】この発進制御に際してのクラッチストロー
クの変化の様子を図３に示す。図示するように、クラッ
チ接続は完断位置であるＡ点で開始され、半クラッチ位
置の直前断側にあるＢ点まで一気に高速で行われる。Ｂ
点でクラッチ油圧アクチュエータ１９の電磁弁が切換え
られ、接続速度が減少される。以降、半クラッチ位置で
あるＣ点からＤ点までの間を通り越し、完接位置直前の
Ｅ点まで、低速のクラッチ接続が行われる。そしてＥ点
で再度電磁弁が切換えられ、完接位置Ｆ点まで高速接続
が行われる。
【００２０】ＡＢ間のクラッチ接続は一発接によって行
われる。一発接とは本出願人が第二先願で提案したクラ
ッチ自動接続方法である。この際クラッチ１３はフィー
ドフォワード制御される。つまりコントローラ５が図４
のマップから一発接量ＳBAを決め、Ａ点のクラッチスト
ローク値から一発接量ＳBAを減算し、完了値を決める。
そしてクラッチを高速接する過程でクラッチストローク
センサ２２の出力値が完了値に達したら、クラッチ高速
接を中止し、一発接を完了する。なおこれと同時に電磁
弁を切換え低速接に移行する。一発接完了時（Ｂ点）の
クラッチストローク値は、ここでは半クラッチ位置の断
側開始点であるＣ点の値より僅かに断側の値とされてい
る。逆にそうなるように一発接量ＳBAが設定されてい
る。これにより半クラッチ位置ではクラッチ接続速度が
確実に低速となり、発進に適した緩やかなクラッチミー
トを行うことができる。
【００２１】図４の一発接量マップについて説明する
と、このマップは予め実機試験等に基づいて作成され、
コントローラ５に記憶される。図示するように、アクセ
ル開度が大きいほど、つまりアクセル開度センサ９から
の出力値が大きいほど、一発接量ＳBAは大きな値を示
す。よってアクセル開度が大きいほど、一発接完了時の
クラッチストローク値は半クラッチ位置に近付けられ
る。
【００２２】またこのマップでは、変速機１６のギア段
が発進段（リバース、１速、２速）のときと非発進段
（３速以上）のときとで、用いる線図が異なり、非発進
段ロのときの方が発進段イのときより大きな一発接量Ｓ
BAを示すなど、ギア段ごとに適正な一発接量を規定して
いる。
【００２３】一方、一発接を行わないときはクラッチ１
３がフィードバック制御される。即ち、コントローラ５
は、クラッチストロークセンサ２２により検出されるク
ラッチストローク値を常時監視しながらクラッチ１３を
接操作し、そのクラッチストローク値が所定の切換点
（Ｄ，Ｅ点）に達したら電磁弁制御を切換え、クラッチ
を完全接合する。フィードバック制御なのでフィードフ
ォワード制御に比べ制御速度が遅く、同じ高速接の場合
でも一発接のときよりクラッチ接続が緩慢に行われる。
ただしその分高精度で制御可能なので、半クラッチ位置
での微妙な接続制御が可能となる利点がある。
【００２４】このように、制御速度の速いフィードフォ
ワード制御で一発接を行うことにより、ＡＢ間の遊び領
域を短時間でやり過ごすことができ、全体のクラッチ接
続時間を短縮することができる。
【００２５】図１に戻って、車両にはブレーキ３１が備
えられる。これはブレーキペダル４の踏込みに応じてマ
スタシリンダ４０から油圧を発生させ、この油圧を油圧
パイプ３３を介してホイールシリンダ４２に送ると共
に、ホイールシリンダ４２を作動させ、車輪４３にブレ
ーキ力を作用するものとなっている。ブレーキペダル４
が踏込まれるとブレーキペダルスイッチ３がONされ、ブ
レーキペダル４が戻されるとブレーキペダルスイッチ３
がOFF される。このON/OFF信号を受けてコントローラ５
はブレーキの作動状態を知ることができる。この他、車
両にはパーキングブレーキとパーキングブレーキスイッ
チ（いずれも図示せず）とが備えられ、パーキングブレ
ーキの作動状態に応じてパーキングブレーキスイッチが
ON/OFFされるようになっている。変速機１６に変速機回
転センサ１７が付設され、この出力を基にコントローラ
５は車速を換算する。
【００２６】またこの車両には自動ブレーキ装置として
のＨＳＡ３４が備えられる。これは油圧パイプ３３の途
中に設けられた電磁弁であるＨＳＡバルブ４１と、ＨＳ
Ａバルブ４１をON/OFFする前記コントローラ５とからな
る。ＨＳＡバルブ４１がONのときは油圧パイプ３３中で
の油圧移動が禁止され、ＨＳＡバルブ４１がOFF のとき
は油圧パイプ３３中での油圧移動が可能となる。
【００２７】以下の作動条件が整ったとき、ＨＳＡバル
ブ４１がコントローラ５でONされ、ＨＳＡ３４は作動状
態となる。
【００２８】 ブレーキペダル４が踏込まれている
（ブレーキペダルスイッチON）。
【００２９】 パーキングブレーキが作動されてない
（パーキングブレーキスイッチOFF ）。
【００３０】 変速機１６がニュートラルである（ギ
ア位置センサ１４からニュートラル信号が送出されてい
る）。
【００３１】 車速がゼロである。
【００３２】車両走行中、ＨＳＡバルブ４１はOFF で、
このときブレーキペダル４を踏込んで変速機１６をニュ
ートラルに入れつつ停車すると、ＨＳＡバルブ４１がON
に切り換わる。これによりホイールシリンダ４２の油圧
が保持され、車両の制動状態が保持される。このときブ
レーキペダル４を放しても車両は移動せず、特に坂道
（ここでは車両進行方向に対する上り坂をいう）では車
両の後退が一切防止される。
【００３３】次に、この状態で以下の解除条件が整った
とき、ＨＳＡバルブ４１がコントローラ５によってOFF
され、ＨＳＡ３４の作動が解除される。
【００３４】 変速機１６が走行ギアに入れられてい
る（ギア位置センサ１４からこれを示す信号が送出され
ている）。
【００３５】 クラッチ一発接が完了した。
【００３６】第一先願において、の条件は、クラッチ
ストローク値が、半クラッチ位置の断側開始点（図３の
Ｃ点）よりやや断側の一定値（ブレーキ解除点）になっ
たときであった。つまりブレーキ保持の停車状態から運
転手がアクセルペダル１０を踏み込み、クラッチ接動作
を開始させ、その過程でクラッチストローク値がブレー
キ解除点に達したとき、ブレーキを解除するものであっ
た。そして第一先願では、ブレーキ解除点が運転手の好
みに応じて手動で変えられるようになっていた。
【００３７】しかし、これだと前述したように平坦路と
坂道とで各々最適タイミングによるブレーキ解除が行え
ないという問題があった。即ち、平坦路発進に合わせて
ブレーキ解除点を決定すると、坂道発進でブレーキ解除
が早すぎ、逆に、坂道発進に合わせてブレーキ解除点を
決定すると、平坦路発進でブレーキ解除が遅すぎるとい
う問題があった。
【００３８】特に、制御上は半クラッチ位置手前でブレ
ーキ解除するものの、実際には制御の遅れがあるためブ
レーキ解除は半クラッチ位置に入った後に行われる。よ
ってブレーキ解除点を平坦路発進に合わせた場合、坂道
発進に必要な大トルクが駆動輪に伝達される前にブレー
キが解除され、車両が後退ぎみになることがあった。ま
たブレーキ解除点を坂道発進に合わせた場合、過剰なト
ルクが駆動輪に与えられてからブレーキが解除されるた
め、車両の動き出しが急に感じられることがあった。
【００３９】そこで、本車両ではクラッチ一発接完了と
同時にＨＳＡ３４の作動を解除することとした。図４の
マップに示すように、クラッチ一発接量はアクセル開度
が大きいほど大きな値とされている。これゆえ、アクセ
ル開度が大ほど、ブレーキ解除のタイミングが遅らさ
れ、ブレーキ解除時点でのクラッチストロークが接側に
移動され、よりクラッチミートされたところでブレーキ
解除するようになる。通常運転手はアクセルペダルを坂
道発進では大きく、平坦路発進では小さく踏み込むであ
ろうから、坂道発進では大トルク伝達後にブレーキ解除
でき、平坦路発進では小トルク伝達時点でブレーキ解除
できる。このように運転手の操作を介して車両の現在置
かれている状況（路面勾配、積載量、発進ギア段等）を
把握でき、これを制御に反映させ、状況に合致した最適
タイミングによるブレーキ解除、発進を行えるようにな
る。そしてタイムラグのないアクセル操作に忠実な発進
を得られ、常に一定のブレーキ解除フィーリングを得る
ことができる。
【００４０】なお、一発接完了時のクラッチストローク
値はＣ点より僅かに断側の値に限らず、Ｃ点近傍の値で
あればよい。従ってＣ点と等しくしてもよいし、Ｃ点よ
り僅かに接側の値とすることもできる。
【００４１】図１はかかる制御内容を示すプログラム
で、コントローラ５に記憶されたものである。本制御は
所定の制御時間（数ミリ秒程度）毎に繰り返し行われる
ループ制御である。
【００４２】コントローラ５は、まずステップ５１で現
在車両が発進状態にあるか否かを判断する。この発進状
態とは車速ゼロ、エンジン運転中、変速機ギアイン、ア
クセル開度ゼロ、ＨＳＡ作動中のすべての条件を満足し
た状態をいう。発進状態でなければ発進状態になるまで
待機する。発進状態ならステップ５２に進み、ギア位置
センサ１４の出力から運転手の選択したギア段を検出す
る。次にステップ５３に進み、アクセル開度センサ９の
出力から運転手の操作に基づくアクセル開度を検出す
る。次にステップ５４に進み、検出されたギア段及びア
クセル開度に基づき、図４の一発接量マップから一発接
量を決定する。この後ステップ５５に進み、一発接を開
始し、ステップ５６で一発接が完了したか否かを判断す
る。完了してなければ完了するまで待機し、完了したら
ステップ５７に進んで即座にＨＳＡ３４を解除する。こ
れにより現在状況に応じた最適な発進制御、ブレーキ解
除制御が可能となる。
【００４３】このように、本車両では、ブレーキ解除点
が発進毎に自動的に選択されるため、第一先願のような
手動スイッチが不要になる。このため部品コストの減少
が図れると共に操作の著しい簡略化が図れる。ただし手
動スイッチを併用し、手動調整の余地を残しておくこと
も当然可能である。
【００４４】以上、本発明の実施の形態は上述のものに
限られない。ここではクラッチマニュアル断接も可能な
所謂セレクティブオートクラッチ車に本発明を適用した
が、自動断接のみが可能なフルオートクラッチ車にも本
発明は当然適用できる。クラッチ自動断接装置の構成も
上述のものに限らず様々なものが考えられる。一発接量
はマップによらず計算で求めても良い。
【００４５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば以下の如き
優れた効果が発揮される。
【００４６】（１）路面勾配、積載量、発進ギア段等の
違いによらず一定のブレーキ解除フィーリングが得られ
る。
【００４７】（２）ブレーキ解除点の調整が不要とな
り、運転操作を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオートクラッチ車両の全体構成図
である。
【図２】車両発進制御の内容を示すフローチャートであ
る。
【図３】車両発進時のクラッチストロークの変化の様子
を示すタイムチャートである。
【図４】車両発進制御の際に用いる一発接量マップを示
す。
【符号の説明】
５ コントローラ １３ クラッチ ３０ クラッチ自動断接装置 ３１ ブレーキ ３４ 自動ブレーキ装置 ＳAB 一発接量

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行用クラッチを自動断接するクラッチ
    自動断接装置であって、車両発進時にクラッチ一発接を
    実行するクラッチ自動断接装置と、ブレーキを自動的に
    作動・解除する自動ブレーキ装置であって、クラッチ一
    発接完了と同時にブレーキを解除する自動ブレーキ装置
    とを備えたことを特徴とするオートクラッチ車両。
  2. 【請求項２】 上記クラッチ自動断接装置が、アクセル
    開度に基づき一発接量を決定するための一発接量マップ
    を含むものである請求項１記載のオートクラッチ車両。
  3. 【請求項３】 クラッチ一発接完了時のクラッチストロ
    ークが半クラッチ位置の断側開始点近傍に設定される請
    求項１又は２記載のオートクラッチ車両。
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