JPH09507452A - クラッチ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 運転者が操作したギア比選択部(24)による制御の下でエンジン(10)をギアボックス(12)に接続する自動車のクラッチ(14)の自動制御のためのクラッチ制御システムである。このクラッチ制御システムは電子制御ユニット(36)を備えており、その電子制御ユニット(36)は、現在のエンジン速度(Ｖ_e)とその電子制御ユニット(36)により生成された基準速度信号(Ｖ_r)との比較に基づいて求められたエンジン速度誤差信号(Ｅ)に応じてクラッチの係合レベルを制御する。エンジン制御用のアクセルペダルの「無踏み込み」状態を検出し、その「無踏み込み」状態から完全押下位置までのアクセルペダルの全動作範囲の指示を提供するために、検知手段(19a)が配設される。前記電子制御ユニット(36)は、アクセルペダルの「無踏み込み」信号に応じて基準速度信号をエンジンのアイドリング信号よりも所定量だけ上昇させて、アイドリングでの部分的なクラッチ係合に起因する自動車の低速移動を防止する。アクセルペダルの「踏み込み」状態では、そのアクセルペダルの位置によって決定されるレベルに基準速度信号が切り換えられる。前記アクセルペダルの位置によって決定される前記基準速度信号のレベルは、アクセルペダルの低レベルの押下時にはエンジンアイドリング速度と近くなり、これによりクラッチがトルク伝達レベルで係合して自動車が低いエンジン速度で動くことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】 クラッチ制御システム 本発明は、運転者が操作したギア比選択部による制御の下でエンジンをギアボ ックスに接続する自動車のクラッチの自動制御のためのクラッチ制御システムに 関するものであり、このクラッチ制御システムは、自動車の発進時の初期のクラ ッチのテークアップと、ギア比の変更後のクラッチの再係合と、ギアボックスの ギア比を変更するためにギア選択部を動かす際のクラッチの係合解除と、自動車 を停止させる際のクラッチの係合解除とを制御する電子制御ユニットを備えてお り、クラッチの係合レベルは、現在のエンジン速度と前記電子制御ユニットによ り生成された基準速度信号との比較に基づいて求められたエンジン速度誤差信号 に応じて制御される。以下、かかるクラッチ制御システムを「特定種類のクラッ チ制御システム」と称することにする。 かかるクラッチ制御システムの例が、本出願に先行する本出願人の欧州特許第 0038113号、第0043660号、第0059035号、及び第0101220号、及び欧州特許出願第 0566595号に開示されている。 かかるクラッチ制御システムは、低速動作が必要な場合に、例えば、駐車した りトレーラを連結する場合に、問題が生じるものである。 特に、かかるクラッチ制御システムでは、低速動作のために過度のエンジン速 度を必要とする。これは、エンジン速度がそ のエンジンのアイドリング速度を大幅に上回るまでクラッチが通常は係合し始め ないからである。 本発明の目的は、上述の低速動作に関する問題を緩和させることにある。 従って、本発明によれば、エンジン制御用のアクセルペダルの「無踏み込み(f oot-off)」状態を検出し、「無踏み込み」状態から完全押下位置までのアクセル ペダルの全動作範囲の指示を提供する、検知手段と、アクセルペダルの「無踏み 込み」信号に応じて基準速度信号をエンジンアイドリング信号よりも所定量だけ 上昇させてアイドリングでの部分的なクラッチ係合に起因する自動車の低速移動 (creeping)を防止すると共に、アクセルペダルの「踏み込み」状態の検出時にそ のアクセルペダルの位置により決定されるレベルに基準速度信号を切り換えるよ うに構成された、電子制御ユニットとが設けられ、アクセルペダルの低レベルの 押下時に基準速度信号がエンジンアイドリング速度と近くなるように構成されて おり、これによりクラッチがトルク伝達レベルで係合して自動車が低いエンジン 速度で動くことが可能となる、特定種類のクラッチ制御システムが提供される。 アクセルペダルの低レベルの押下時に、アイドリング速度に近いレベルに基準 速度信号を切り換えることにより、安全に、且つアイドリング速度を大幅に超え てエンジン速度を上昇させることなく自動車を動かすことを可能にするのに十分 なレベルのクラッチ係合を低いエンジン速度で達成することができる。 実際には、「踏み込み」状態は、アクセルペダルの完全解放位置からの極めて 小さな所定の第１レベルの押下で設定される。 アクセルペダルの「踏み込み」状態の検出は、センサ（例えば回転ポテンショ メータ）によって達成され、このセンサは又、アクセルペダルの全動作範囲にわ たりそのペダル位置の指示を提供するものでもある。 代替的には、スイッチを用いてアクセルペダルの「踏み込み」状態を指示し、 別のセンサ（例えば回転ポテンショメータ）を用いてアクセルペダルの残りの動 作範囲にわたりアクセルペダルの押下を測定することも可能である。 「無踏み込み」状態は、アクセルペダルの完全解放位置からの所定の第２レベ ルの押下で設定される。この第２レベルの押下は、ペダル連結部等のヒステリシ スを考慮するために前記第１レベルの押下よりも小さくなっている。従って、ア クセルペダルが前記所定の第２レベルの押下を過ぎた際にアクセルペダルが解放 されて完全解放位置に近づくとき、電子制御ユニットは、アイドリング速度を上 回る所定量に基準速度信号を切り換える。 無踏み込み状態もまた、別個のスイッチにより、又はアクセルペダルの全動作 範囲にわたりペダル位置の指示を与える同一のセンサ（例えばポテンショメータ ）を用いて、検出することができる。 ここで、添付図面を参照して本発明の一実施例を単なる例示として説明する。 図１は、本発明を実施した特定種類のクラッチ制御システムの全体的なレイア ウトを示す説明図である。 図２は、本発明の電子制御ユニットにおけるクラッチテークアップ基準信号の 生成を示すブロック図である。 図３は、低速テークアップ基準信号の生成を示すフローチャートである。 図４は、低速動作中におけるクラッチ係合位置及びアクセルペダル位置の基準 信号レベルの時間的変動を示すグラフである。 図１を参照する。同図は、スタータ及びそのためのスタータ回路10aを備えた エンジン10を示している。このエンジン10は、摩擦クラッチ14及びギアボックス 入力シャフト15を介してギアボックス12と連結されている。この実施例では、ア クセルペダル19によって動作されるスロットルバルブ18を備えたスロットル16に よってエンジンに燃料が供給される。本発明は、電子的に又は機械的に燃料が供 給されるガソリンエンジン又はディーゼルエンジンに等しく適用可能なものであ る。 クラッチ14は、従動シリンダ22によって動作されるリリースフォーク20によっ て駆動される。ギアボックス12は、レバー24といった形のギア比選択部によって 制御され、このレバー24は、セレクタ連結部25を介してギアボックス12と連結さ れており、運転者によってレバー24に加えられた力を検出してギアを変更する意 図を示す信号Ｖ_sを生成する負荷検知スイッチ手段33を備えている。 電子制御ユニット36は、従動シリンダ22の動作を制御する油 圧制御装置38を介してクラッチ14の駆動制御を行う。電子制御ユニット36は、前 記信号Ｖ_sをギアレバー24から受信し、エンジン速度に比例する信号Ｖ_eをエンジ ン速度センサ26から受信する。現在のスロットルの開口に比例するスロットルバ ルブ位置センサ30からの信号Ｖ_t及びアクセル位置センサ19aからのアクセルペダ ル位置信号Ｖ_aもまた制御装置36に供給される。電子制御ユニット36は更に、現 在係合中のギア比に対応するギア位置センサ32からのギア信号Ｖ_gと、従動シリ ンダの位置と共に変動する従動シリンダ位置センサ34からの信号Ｖ_cと、ギアボ ックス入力シャフト15の速度（＝クラッチ14の駆動プレート40の速度）を実際に 検知する速度センサ42からのクラッチ駆動プレート速度に比例する信号Ｖ_dpとを 受信する。自動車の速度は、駆動プレート40の速度及び係合中のギアによって決 まるので、駆動プレートの速度センサ42は実際には自動車の速度センサとして働 くものとなる（逆もまた同様）。従って、応用例によっては、駆動プレート速度 センサ42を配設せずに、ギアボックス比と別のセンサにより与えられる自動車の 速度とから駆動プレート速度を計算することが可能である。 スロットル制御装置37は、スロットルがアクセルペダル19とは独立して開閉で きるように電子制御ユニット36によって動作される。電子制御ユニット36には、 自動車に特定の動作状態が発生した際にその自動車のオペレータに警告／指示を 行うために、ブザー50が接続される。ブザー50に加え、又はその代わりに、閃光 する警告ランプ（図示せず）を使用することも可能で ある。 電子制御ユニット36は、所望のエンジン速度を表す基準信号Ｖ_rを生成する基 準信号生成器100（図２参照）を備えている。この基準信号が比較器Ａで実際の エンジン速度信号Ｖ_eと比較されて誤差信号Ｅが生成され、この誤差信号Ｅが比 較器Ｂでセンサ34からのクラッチアクチュエータ位置信号Ｖ_cと比較されてクラ ッチ係合制御信号Ｖ_ceが生成され、電子制御ユニット36は、そのクラッチ係合制 御信号Ｖ_ceを油圧制御装置38へ出力する。かかる制御ユニットの動作については 、例えば本出願に先行する本出願人の欧州特許第0038113号及び第0043660号に一 層詳細に説明されており、更なる詳細が必要であれば、これらの文献を参照され たい。本出願人の同時係属中の英国特許出願第94022730.7号（出願人整理番号A2 510）は、基準信号生成器100のメインブロック60の詳細な説明を含むものであり 、従って、本引用をもってその詳細な説明を本書中に包含させたものとする。 クラッチ14の係合及び係合解除の制御に加えて、電子制御ユニット36はまた、 その制御ロジックが、運転者のアクセルペダル操作により設定されたスロットル の開口のオーバーライドが所望のものであることを示す場合に、スロットル制御 装置37を介してスロットルの設定を制御する。用途によっては、スロットル制御 装置37を省略することが可能である。 本発明によれば、基準信号生成器100は、メインブロック60に加えて低速制御 ブロック101を備えている。この低速制御ブロック101は、アクセルペダル19の初 期の移動範囲で動作して図３の 低速基準信号生成を実行するものである。 クラッチ制御システムの動作は以下の通りである。 時間「t0」（図４参照）でアクセルペダルが完全に解放されて、図４ａに4a(i )で示すように基準速度がエンジンのアイドリング速度を十分に上回るレベルに 維持される。クラッチ制御システムは、自動車が動かないように非トルク伝達レ ベルにクラッチを維持することにより応答する。これを図４ｂに4b(i)で示す。 時間「t1」でアクセルペダルが押下され、時間「t2」でレベル「Ｘ」に達する （図４Ｃ参照）。このレベルは、「踏み込み」検出しきい値「Ｙ」よりも小さい ので、基準速度信号は、その影響を受けることなく、エンジン速度を十分に上回 る4a(i)で示すレベルのままとなる。従って、クラッチは非トルク伝達レベルに とどまり、自動車は動かない。 アクセルペダルが再び押下されて時間「t3」で「踏み込み」検出しきい値「Ｙ 」と交差する。このとき、基準速度信号は、4a(ii)で示すように、アクセル位置 によって決まるレベルまで所定の割合で降下する。アクセル位置と基準速度との 関係は、アクセルの押下が低レベルの場合には4a(iii)で示すように基準速度が エンジンのアイドリング速度と近くなる、といったものとなる。基準速度信号が その新たなレベルまで降下した際に、クラッチ制御システムは、4b(ii)で示すよ うなトルク伝達レベルでクラッチを係合させることにより応答する。これにより 、低いエンジン速度で安全に且つ精確に自動車を動かすことが可能となる。 時間「t4」と時間「t5」との間でアクセル位置が更に変化し、それに従って基 準速度信号が4a(iv)で示すように修正される。この期間中、クラッチ制御システ ムは、エンジン速度と基準速度信号との誤差を最小限にするためにクラッチの係 合レベルを調節することにより応答する。これを4b(iii)で示す。 時間「t5」で、アクセルペダルの押下が低下し始め、時間「t6」で「無踏み込 み」検出しきい値「Ｚ」と交差する。これに応じて、基準速度信号が所定の割合 で上昇して、その初期のレベル4a(i)、即ちエンジンのアイドリング速度を十分 に上回るレベルに戻る。クラッチ制御システムは、非トルク伝達レベルでクラッ チの係合を解除して自動車が動くのを防止することにより応答する。 図３は、上述の動作の実施に用いられる論理ステップを示すものである。 最初に、既存のアクセルペダル状態を示すフラグがステップＳで全てクリアさ れる。 ステップＡは、アクセルの押下が「踏み込み」しきい値Ｙよりも大きいか（セ ンサ19a又は別のスイッチからの出力を用いて）検査し、その検査結果が「YES」 であれば、ステップＢで電子制御ユニット内の「踏み込み」フラグをセットする 。 前記ステップＡにおける検査結果が「NO」である場合には、ステップＣでアク セルの押下が「無踏み込み」しきい値Ｚよりも小さいか検査する。その検査結果 が「YES」である場合には、ステップＤで「踏み込み」フラグがクリアされる。 前記ステッ プＣによる検査結果が「NO」である場合には、この論理ルーチンはステップＥへ と移行して、反低速動(anti-creep)基準速度信号が、レベル4a(i)で示すように 、アイドリング速度に所定のオフセット値（典型的には400rpm）を加えたものと 等しくなるように計算される。 ステップＦではアクセル基準が計算され、その値はアクセルペダル位置の関数 として変動するものである。 ステップＧでは、（センサ19a又は別のスイッチからの出力を用いて）「踏み 込み」状態が存在するか検査される。その検査結果が「YES」である場合には、 基準信号が、現在のスロットペダル位置に対応する（ステップＦで求められた） アクセル基準レベルに向かって降下される（ステップＨ）。前記ステップＧによ る検査結果が「NO」である場合には、基準信号は、アイドリング時の設定を十分 に上回る所定の反低速動レベル4a(i)まで上昇される（ステップＩ）。 上述から明らかなように、アクセルペダルが解放された（即ち「無踏み込み」 状態が検出された）際に基準信号がアイドリング速度設定を十分に上回るように することにより、アイドリング時に自動車がゆっくりと動く傾向が排除される。 また、アクセルペダルの「踏み込み」状態が検出された際に基準信号を降下させ ることにより、アイドリング速度を大幅に越えてエンジンの速度を上昇させるこ となく、自動車を低速で移動させるのに十分なクラッチ係合レベルを提供するこ とが可能となる。 上述のように、アクセルペダル19の押下は全て、回転ポテン ショメータ等の単一のセンサ19aのみを用いて測定することができる。代替的に は、しきい値Ｙ,Ｚに関する「踏み込み」及び「無踏み込み」状態は、スイッチ 及び回転ポテンショメータ等の別のセンサを用いて測定することができ、この場 合、その「別のセンサ」は、アクセルペダルの押下をその残りの動作範囲全体に ついて測定するために使用される。 本発明のクラッチ制御システムはまた、異なる乗物への配設時におけるアクセ ルペダル19の初期動作レベルの変動を自動的に考慮する適応装置を備えることが 可能である。ここで、「アクセルペダルの初期動作レベル」とは、アクセルペダ ルの連結部に必然的に存在する不感帯(deadband)に起因して、アイドリング速度 を越えるエンジン速度の認識可能な増大を生じさせるために必要となる、アクセ ルペダルの動作レベルのことである。 典型的には、かかる適応装置は、電子制御ユニット36の一部をなすものとなり 、アクセルペダルが「無踏み込み」状態から所定角度だけ移動した後にアイドリ ング速度を超えるエンジン速度の増大を期待するように予めプログラムされるこ とになる。適応装置は、如何なるアクセルペダル角度でエンジン速度の増大が生 じるかを（センサ19a,26からの信号を用いて）チェックし、次いで予めプログラ ムされている角度を前記実際の角度に置き換える。次いで、電子制御ユニットは 、エンジン速度がアイドリング速度を初めて超えたことが検出されたアクセルペ ダルの実際の押下角度と所定の関係で「踏み込み」状態を設定するように予めプ ログラムすることができる。 例えば、自動車が低速移動を行うとき、その移動の開始前にアイドリング速度 を超えるエンジン速度の小さな増大を検出できるのが運転者にとって好ましいと 考えられる場合、本発明のクラッチ制御システムは、アイドリング速度を超えた エンジン速度の増大が発生する実際のアクセルペダル角度の僅か後に、低速移動 のために基準信号が降下される「踏み込み」状態へと変更するよう設定できるも のである。別の配設態様では、代替的に、「踏み込み」状態への変更は、エンジ ン速度が増大する前記の実際のペダル角度と一致させることが可能であり、また 、必要であれば、そのペダル角度に先行させることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィローズ，マーク，スタンレイ イギリス国ウォーウィックシャー・シーヴ ィー８・２エフエル，ケニルウォース，ウ ッドランド・ロード・42 (72)発明者 ボウカー，キャサリン，ダイアナ イギリス国ウォーウィックシャー・シーヴ ィー32・５エーキュウ，リーミントン・ス パ，グローヴ・ストリート・43 【要約の続き】 位置によって決定される前記基準速度信号のレベルは、 アクセルペダルの低レベルの押下時にはエンジンアイド リング速度と近くなり、これによりクラッチがトルク伝 達レベルで係合して自動車が低いエンジン速度で動くこ とが可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンジン制御用のアクセルペダルの「無踏み込み」状態を検出し、その「無 踏み込み」状態から完全押下位置までの前記アクセルペダルの全動作範囲の指示 を提供する、検知手段と、 前記アクセルペダルの「無踏み込み」信号に応じて基準速度信号をエンジンの アイドリング信号よりも所定量だけ上昇させてアイドリングでの部分的なクラッ チ係合に起因する自動車の低速移動を防止すると共に、前記アクセルペダルの「 踏み込み」状態の検出時にそのアクセルペダルの位置によって決定されるレベル に前記基準速度信号を切り換えるように構成された、電子制御ユニットとが設け られ、 前記基準速度信号が、前記アクセルペダルの低レベルの押下時に前記エンジン のアイドリング速度と近くなるように構成されており、これによりクラッチがト ルク伝達レベルで係合して自動車が低いエンジン速度で動くことが可能となるこ とを特徴とする、特定種類のクラッチ制御システム。 ２．前記「踏み込み」状態が、前記アクセルペダルの完全解放位置からの極めて 小さな所定の第１レベルの押下で設定される、請求項１に記載のクラッチ制御シ ステム。 ３．前記アクセルペダルの「踏み込み」状態の検出が、１つのセンサによって達 成され、このセンサが、前記アクセルペダルの全動作範囲にわたりそのアクセル ペダルの位置の指示も提供するものである、請求項１又は請求項２に記載のクラ ッチ制御 システム。 ４．前記アクセルペダルの「踏み込み」状態を指示するために１つのスイッチが 用いられ、前記アクセルペダルの残りの動作範囲にわたりそのアクセルペダルの 押下を測定するために別のセンサが用いられる、請求項１又は請求項２に記載の クラッチ制御システム。 ５．前記「無踏み込み」状態が、前記アクセルペダルの完全解放位置からの所定 の第２レベルの押下で設定され、この第２レベルの押下が、前記アクセルペダル の動作に関連するあらゆるヒステリシスを考慮するために前記第１レベルの押下 よりも小さくなっている、請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載のクラッ チ制御システム。 ６．前記「無踏み込み」状態が、前記アクセルペダルの全動作範囲にわたりその アクセルペダルの位置の指示を提供する同一のセンサによって検出される、請求 項１ないし請求項５の何れか１つに記載のクラッチ制御システム。 ７．前記「無踏み込み」状態が、別個のスイッチによって検出される、請求項１ ないし請求項６の何れか１つに記載のクラッチ制御システム。 ８．アイドリング速度を越えるエンジン速度の認識可能な増大が生じる前記アク セルペダルの押下レベルを検出して記憶し、次いで前記アクセルペダルの前記押 下レベルと所定の関係で前記「踏み込み」状態を設定する、適応装置を備えてい る、請求項１ないし請求項７の何れか１つに記載のクラッチ制御システ ム。 ９．前記のアイドリング速度を越えるエンジン速度の認識可能な増大が検出され る前記アクセルペダルの前記押下レベルの僅か後に前記「踏み込み」状態が生じ るように設定されている、請求項８に記載のクラッチ制御システム。 10．上記で添付図面に関して説明し及び同図面に示したように構成された、特定 種類のクラッチ制御システム。