JPH11247893A - クラッチ自動制御車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦クラッチの断接がコントローラによって
制御されるクラッチ自動制御車両では、発進段以外のギ
ヤ段にシフトされていたとしても、ひどいクラッチ滑り
を起こしながらではあるが、何とか発進することが出来
た。そのような発進が度々行われると、クラッチの摩耗
が激しく、寿命が短くなっていた。 【解決手段】 コントローラ５内に発進時クラッチ一発
接量マップ５−２を具えておき、発進時のクラッチ制御
の当初においては、該マップで定められるクラッチスト
ローク量だけ、クラッチを一気に接方向へ進めるという
制御をする。クラッチ一発接量として、発進段について
は発進に好適なストローク量を定め、非発進段について
は発進には過大なストローク量を定めておく。誤って非
発進段で発進しようとすると、車両にガクガクとした振
動が生じるので、ドライバは非発進段では発進しないよ
うになり、クラッチの摩耗が防止され、寿命が延びる。
変速も同様にすると、変速動作が速やかに行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチの断接が
コントローラからの指令で自動的に制御されるように構
成されているクラッチ自動制御車両に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両には、クラッチ自体として摩擦クラ
ッチを使用するが、その制御を手動ではなく、コントロ
ーラからの信号により自動で行うようにしたものとか、
手動でも自動でも制御できるようにしたものがある。こ
こでは、少なくとも自動で制御できるようにしてある車
両のことを、クラッチ自動制御車両と言うことにする。

【０００３】図６は、従来のクラッチ自動制御車両のブ
ロック構成図である。図６において、１はシフトレバ
ー、２はクラッチ制御切替スイッチ、３はブレーキスイ
ッチ、３Ａは駐車ブレーキスイッチ、４はブレーキペダ
ル、４Ａは駐車ブレーキ、５はコントローラ、５−１は
クラッチ制御マップ、６はクラッチペダルセンサ、７は
クラッチペダル、８はマスタシリンダ、９はアクセル開
度センサ、１０はアクセルペダル、１１はエンジン、１
２はエンジン回転センサ、１３はクラッチ、１４はギヤ
位置センサ、１５はレリーズフォーク、１６はトランス
ミッション、１７はトランスミッション回転センサ、１
８は油圧パイプ、１９はクラッチ油圧アクチュエータ、
２０はスレーブシリンダ、２１はロッド、２２はクラッ
チ位置センサである。なお、ここではクラッチ自動制御
車両として、クラッチ制御が手動でも自動でも出来るも
のを示している。

【０００４】ブレーキスイッチ３，駐車ブレーキスイッ
チ３Ａ，クラッチペダルセンサ６，アクセル開度センサ
９は、それぞれ対応する各ペダル等が操作されたか否
か、あるいは踏み込みの程度を検出する。その検出信号
はコントローラ５へ送られる。ギヤ位置センサ１４はト
ランスミッション１６での現在のギヤ位置を検出し、ク
ラッチ位置センサ２２は、クラッチ断とクラッチ接間で
のクラッチ位置（クラッチストローク）を検出する。ト
ランスミッション回転センサ１７は、トランスミッショ
ン１６のカウンタシャフトの回転数を検出する。この回
転数を、ギヤ比等を考慮して換算処理することにより、
車速を求めることが出来る（その場合、トランスミッシ
ョン回転センサ１７は、車速センサとして用いられてい
る。）。これらのセンサの検出信号も、コントローラ５
へ送られる。コントローラ５は、コンピュータ的に構成
されている。

【０００５】クラッチ油圧アクチュエータ１９は、コン
トローラ５からの制御信号に基づき、クラッチの断，接
を制御するアクチュエータである。クラッチ１３はコン
トローラ５からの信号で自動的に制御することも出来る
し、クラッチペダル７により手動的に制御することも出
来るようにされている。そのため、クラッチペダル７の
マスタシリンダ８から、クラッチ１３のスレーブシリン
ダ２０に至る油圧パイプ１８の途中に、クラッチ油圧ア
クチュエータ１９が介挿されている。

【０００６】クラッチ制御切替スイッチ２は、クラッチ
１３の制御を自動的に行わせるか、手動的に（クラッチ
ペダル７により）行わせるかを切り替えるスイッチであ
る。手動側に切り替えると、クラッチペダル７からの油
圧が、スレーブシリンダ２０に伝えられる。自動側に切
り替えると、クラッチ油圧アクチュエータ１９内にある
ポンプ等（図示せず）が、コントローラ５からの信号に
より運転され、その油圧がスレーブシリンダ２０に伝え
られる（この場合は、クラッチペダル７を踏んでも、そ
の油圧はスレーブシリンダ２０へ伝えられない）。

【０００７】なお、クラッチ自動制御車両では、シフト
レバー１として、ノブ内にスイッチが内蔵されているも
のを使用することがある。ドライバがギヤをシフトしよ
うとしてシフトレバー１に力を加えると、まず該スイッ
チがオンしてドライバのシフト意図を察知する。該スイ
ッチオンの信号をコントローラ５が受けると、クラッチ
１３はギヤインに備えて断される。そのような状態にさ
れた後、ギヤがシフトされる。

【０００８】ところで、このようなクラッチ自動制御車
両で発進や変速をする際には、コントローラ５からの指
令により、まずクラッチが断にされ、ギヤがシフトされ
た後、アクセルＯＮなどの発進意思信号を受け、クラッ
チの接方向への駆動制御がなされる。クラッチの駆動制
御は、コントローラ５内に具えられたクラッチ制御マッ
プ５−１に従って行われる。即ち、クラッチ位置センサ
２２で検出したクラッチ位置が、クラッチ制御マップ５
−１で定めた位置となるようフィードバック制御されな
がら接方向に進められる。

【０００９】図５は、従来における発進や変速時のクラ
ッチ位置の変化を示す図であり、クラッチ制御マップ５
−１によって制御された位置の変化である。クラッチ位
置が断の状態において、ギヤ段へのシフトは完了され
る。点Ａは接方向への駆動が開始された点であり、点Ａ
から図示されるように徐々に接方向へ駆動され、やがて
点Ｃに至る。点Ｃは完接の点Ｄに近い点であり、ここま
で駆動されて来れば、後は一気に完接にされる。

【００１０】なお、クラッチ自動制御車両に関する従来
の文献としては、例えば、実開平６−８８２５号公報が
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】（問題点）前記した従
来のクラッチ自動制御車両では、次のような問題点があ
った。第１の問題点は、発進時に発進段以外のギヤ段に
シフトされていたとしても、ひどいクラッチ滑りを起こ
しながらではあるが、何とか完接まで漕ぎ着けて発進し
てしまうことも可能であったので、そのような発進を時
々するドライバもあるが、これを繰り返していると、ク
ラッチの摩耗が激しく、クラッチの寿命が短くなるとい
う点である。第２の問題点は、クラッチを断から接にす
る全工程の制御がクラッチ位置を検出しながらのフィー
ドバック制御で行われていたので、完接するまでに比較
的長い時間がかかっていたという点である。

【００１２】（問題点の説明）先ず第１の問題点につい
て説明する。大型車両等では、発進段としては、通常、
第１速段，第２速段，後退段（Ｒ速段）等が用いられ
る。そして、それより高位の第３速段，第４速段等は、
本来、発進段としては使用しないギヤ段（非発進段）で
ある。しかし、例えば、第３速段にシフトした状態で発
進しようとクラッチを接方向に進めると、クラッチ滑り
を起こしながらも、何とか発進することは可能であっ
た。従来、このような発進は望ましくはないが可能であ
ったので、ドライバが非発進段にシフトして発進しよう
とすると、クラッチの摩耗が激しく、クラッチの寿命が
短くなってしまう。

【００１３】次に第２の問題点について説明する。従来
は、クラッチを断から接方向への駆動を開始した当初か
ら、クラッチ位置を検出し確認し次へ進めるというフィ
ードバック制御でクラッチを進めていたので、どうして
も時間がかかっていた。本発明は、以上のような問題点
を解決することを課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、ギヤ位置センサと、車速センサと、ク
ラッチ位置センサと、アクセル開度センサと、車両の制
御を行うコントローラと、断，接が該コントローラによ
って自動制御される摩擦クラッチを具えたクラッチ自動
制御車両において、前記コントローラ内に、発進時にク
ラッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチスト
ロークの量を、発進用ギヤ段についてはスムーズに発進
し得る量となるよう、非発進用ギヤ段については発進す
るには過大な量となるよう、アクセル開度に応じて定め
た発進時クラッチ一発接量マップを具え、発進時のクラ
ッチ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ
段と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度と
を基に、前記発進時クラッチ一発接量マップより求めた
クラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆
動することとした。なお、発進時クラッチ一発接量マッ
プは、ギヤ段毎に個別に設けてもよい。

【００１５】また、コントローラ内に、変速時にクラッ
チを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロー
クの量をアクセル開度に応じて各ギヤ段毎に定めた変速
時クラッチ一発接量マップを更に具え、変速時のクラッ
チ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段
と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを
基に、前記変速時クラッチ一発接量マップより求めたク
ラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動
することも出来るようにしてもよい。

【００１６】（解決する動作の概要）クラッチ自動制御
車両のコントローラ内に発進時クラッチ一発接量マップ
を具えておき、発進時のクラッチ制御の当初において
は、該マップで定められるクラッチストローク量だけ、
クラッチを一気に接方向へ進めるという制御をする。該
マップでは、クラッチ一発接量として、発進段について
は発進に好適なクラッチストロークを定め、非発進段に
ついては発進に適さない過大なクラッチストロークを定
めているので、誤って非発進段で発進しようとすると、
クラッチのつなぎ過ぎになり、車両にガクガクとした振
動を生ぜしめる。そのため、ドライバは非発進段では発
進できないことを知ることとなり、発進時にそれらのギ
ヤ段を使用しなくなる。その結果、クラッチの摩耗が激
しいギヤ段での発進は行われなくなり、クラッチの寿命
低下をおさえることが出来る。

【００１７】また、発進時にクラッチストロークがクラ
ッチ一発接量だけ一気に進められるので、そのストロー
クがフィードバック制御で進められる場合に比し、短時
間で進められることになり、発進動作が速やかに行え
る。コントローラ５内に変速時クラッチ一発接量マップ
も具えて、変速時にそれを適用すれば、変速動作も同様
に速やかに行える。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のクラッチ自
動制御車両のブロック構成図である。符号は、図６のも
のと同様であり、５−２は発進時クラッチ一発接量マッ
プ、５−３は変速時クラッチ一発接量マップである。従
来と相違する点は、コントローラ５内に発進時クラッチ
一発接量マップ５−２，変速時クラッチ一発接量マップ
５−３を新たに具え、発進時および変速時のクラッチ制
御にこれを適用した点である。

【００１９】発進時クラッチ一発接量マップ５−２は、
発進時にクラッチを接方向へ制御する際、その当初にお
いて、短時間で一気に進めるクラッチストローク量（ク
ラッチ一発接量）を定めたマップである。図４は、発進
時クラッチ一発接量マップを示す図である。縦軸はクラ
ッチ一発接量（クラッチストローク量）であり、横軸は
アクセル開度である。曲線イは、発進段（１st，２nd，
Ｒ）用の曲線であり、曲線ロは非発進段（３rd，４th
等）用の曲線である。

【００２０】例えば、発進時に、ギヤが発進段（例、第
１速段）へシフトされ、アクセル開度がＦ％とされてい
る状態においては、図４の曲線イより、クラッチ一発接
量はＳ_F1と求められる。発進段ではなく非発進段（例、
第３速段）へシフトされている場合には、曲線ロより、
クラッチ一発接量はＳ_F2と求められる。クラッチ一発接
量は、発進段については発進がスムーズに行われるよ
う、半クラッチ位置のやや手前（断側）程度のクラッチ
ストロークとなるよう設定され、非発進段については、
発進には適さない過大なクラッチストロークとなるよう
設定される。図４では、クラッチ一発接量を、発進段用
と非発進段用の２種類とした場合を示しているが、各ギ
ヤ段毎に個別に定めてもよい。

【００２１】変速時クラッチ一発接量マップ５−３は、
変速時にクラッチを接方向へ制御する際、その当初にお
いて、短時間で一気に進めるクラッチストローク量（ク
ラッチ一発接量）を定めたマップである。図７は、変速
時クラッチ一発接量マップを示す図であり、縦軸はクラ
ッチ一発接量、横軸はアクセル開度である。図中の曲線
に付したＲは後退段，１，２，…６は、それぞれ第１速
段，第２速段，…第６速段を意味している。クラッチ一
発接量は、各ギヤ段毎にアクセル開度に応じて定めら
れ、半クラッチ位置よりやや接側となるような値に定め
られる。図７によれば、例えば第４速段に変速する場合
であって、アクセル開度がＦ％の時には、クラッチ一発
接量の値はＳ_F4と求められる。

【００２２】図３は、本発明における発進時のクラッチ
位置の変化を示す図である。縦軸はクラッチ位置を示
し、横軸は時間を示している。曲線は、クラッチ断から
接までのクラッチ位置の変化を示しており、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄはその曲線上の点である。クラッチ断の状態のう
ちに、ギヤは発進段へシフトされ、点Ａのところから接
方向への駆動が開始される。点Ａから点Ｂまでは、クラ
ッチストロークが短時間で一気に進められる部分（一発
で接される部分）であるが、その一発接量Ｓ_BAは、図４
の発進時クラッチ一発接量マップで求められた量であ
る。点Ｂの位置は、半クラッチ位置よりやや手前（断
側）程度の位置である。この一発接での制御は、与えら
れた一発接量Ｓ_BAだけ無条件に進める制御であり、フィ
ードバック制御ではなくフィードフォワード制御で行わ
れる。従って、Ｓ_BAのクラッチストロークに進んで来る
までの時間が従来より短くなり、それだけ発進動作が速
やかに行われることになる。

【００２３】その後、クラッチ位置は点Ｂから点Ｃへ徐
々に進められて行くが、この制御はいわゆる半クラ制御
であり、クラッチ制御マップ５−１に従い、フィードバ
ック制御で行われる。即ち、アクセル開度，エンジン回
転数等を基に該マップから次に進めるクラッチ位置を決
定し、その位置へ進めて行く。そして、もう完接に移行
しても良いというクラッチ位置（点Ｃ）まで来たところ
で、完接にされる（点Ｄ）。

【００２４】もし、誤って非発進段にシフトしたまま発
進しようとすると、その時のクラッチ一発接量は、半ク
ラッチ位置より大きなクラッチストロークであるから、
クラッチはつなぎ過ぎの状態となり、エンジンは失速気
味となり、車両はガクガクと異常に振動し、発進するこ
とは出来なくなる。この振動により、ドライバは誤って
非発進段で発進しようとしたことを知り、その発進動作
を止め、発進段にてやり直すことになる。

【００２５】変速時のクラッチ位置の変化も、図３とほ
ぼ同様である。ただ、クラッチ一発接量の大きさとし
て、図７の変速時クラッチ一発接量マップより求めたも
のを適用する点が相違する。変速時には、クラッチ一発
接で半クラッチ位置よりやや接側の位置にされる。クラ
ッチ一発接を行うため、やはり変速動作が速やかに行わ
れることになる。

【００２６】図２は、本発明における発進時クラッチ制
御を説明するフローチャートである。この制御は、コン
トローラ５内で行われる。 ステップ１…発進待機状態となったか確認する。発進待
機状態とは、あとクラッチが接にされさえすれば発進し
得るという状態である。即ち、車両は停止していてエン
ジンが回転しており、ギヤがニュートラル以外のギヤ段
に入れられ、クラッチは断とされている状態である。こ
れらは、エンジン回転センサ１２，トランスミッション
回転センサ１７，ギヤ位置センサ１４，クラッチ位置セ
ンサ２２等からの検出信号を基にして確認される。

【００２７】ステップ２…現在、どのギヤ段に入れられ
ているかを検出する。 ステップ３…アクセル開度センサ９により、アクセル開
度を検出する。 ステップ４…検出したアクセル開度が、０％より大であ
るかどうか調べる。０％より大であれば、アクセルペダ
ル１０が踏み込まれたということであり、発進動作が開
始されたと判断される。０％のままであるなら、ステッ
プ１に戻る。 ステップ５…アクセル開度が０％より大であれば、発進
時クラッチ一発接量マップ５−２（図４）より、現在の
アクセル開度およびギヤ段に対応したクラッチ一発接量
を求める。

【００２８】ステップ６…クラッチストロークを、求め
たクラッチ一発接量だけ、一気に接方向へ駆動する（図
３の点Ｂまで）。入れていたギヤ段が発進段であれば、
半クラッチ位置のやや手前付近の位置にされるので、車
両に異常な振動は発生しない。しかし、もし非発進段に
入れられていたならば、半クラッチ位置を超えた過大な
位置までつながれるので、クラッチはつなぎ過ぎとな
り、車両はガクガクといった振動をする（この時には、
ドライバは急いでギヤシフトを抜き、発進操作をやり直
すことになる。）。

【００２９】ステップ７…その後、クラッチ制御マップ
５−１に従い、フィードバック制御による半クラ制御で
接方向へ進められる（図３の点Ｂ→点Ｃ）。 ステップ８…クラッチを完接にして良い位置（図３の点
Ｃ）まで進められて来るのを待つ。 ステップ９…完接にして良い位置まで進行して来れば、
クラッチを完接位置まで進める。 発進時のクラッチ接制御が以上のように行われるので、
非発進段を使っての無理な発進が行われなくなり、クラ
ッチの摩耗が防止できると共に、発進動作が速やかに行
えるようになる。

【００３０】変速時のクラッチ制御も、図２とほぼ同様
のフローチャートで行われる。ただ、ステップ２の「発
進待機状態」が「変速待機状態」（変速のためのギヤシ
フトが既になされ、あとクラッチが接されさえすれば変
速がなされるという状態）となり、クラッチ一発接量が
図７の変速時クラッチ一発接量マップで求めたものとな
る点が相違するだけである。変速時にクラッチ一発接を
行えば、変速動作が速やかに行えるようになる。

【００３１】なお上例では、コントローラ５内に発進時
クラッチ一発接量マップ５−２と変速時クラッチ一発接
量マップ５−３の両方を具えている場合を示したが、一
方のみを具えるものとしてもよい。その場合、効果は一
方のみのものが奏される。また、クラッチ自動制御車両
として、クラッチ制御が手動でも自動でも可能な車両を
例にとって説明したが、自動でのみ制御するようにして
ある車両についても、同様に適用できることは言うまで
もない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クラッチ
自動制御車両のコントローラ内に発進時クラッチ一発接
量マップを具えておき、発進時には、当初において該マ
ップで定められるクラッチストローク量だけ、クラッチ
を一気に接方向へ進めるという制御をする。該マップで
は、クラッチ一発接量として、発進段については発進に
好適なクラッチストロークを定め、非発進段については
発進に適さない過大なクラッチストロークを定めている
ので、誤って非発進段で発進しようとするとクラッチの
つなぎ過ぎになり、車両にガクガクとした振動を生ぜし
める。

【００３３】これにより、ドライバに、非発進段での発
進は出来ないとの観念を植付け、非発進段での発進を試
みさせないようにすることが出来るので、クラッチの摩
耗が防止でき、寿命低下をおさえることが出来る。ま
た、発進時にクラッチストロークがクラッチ一発接量だ
け一気に進められるので、そのストロークがフィードバ
ック制御で進められる場合に比し、短時間で進められる
ことになり、発進動作が速やかに行える。コントローラ
５内に変速時クラッチ一発接量マップも具えて、変速時
にそれを適用すれば、変速動作も同様に速やかに行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のクラッチ自動制御車両のブロック構
成図

【図２】 本発明における発進時クラッチ制御を説明す
るフローチャート

【図３】 本発明における発進時のクラッチ位置の変化
を示す図

【図４】 発進時クラッチ一発接量マップを示す図

【図５】 従来における発進時のクラッチ位置の変化を
示す図

【図６】 従来のクラッチ自動制御車両のブロック構成
図

【図７】 変速時クラッチ一発接量マップを示す図

【符号の説明】

１…シフトレバー、２…クラッチ制御切替スイッチ、３
…ブレーキスイッチ、３Ａ…駐車ブレーキスイッチ、４
…ブレーキペダル、４Ａ…駐車ブレーキ、５…コントロ
ーラ、５−１…クラッチ制御マップ、５−２…発進時ク
ラッチ一発接量マップ、５−３…変速時クラッチ一発接
量マップ、６…クラッチペダルセンサ、７…クラッチペ
ダル、８…マスタシリンダ、９…アクセル開度センサ、
１０…アクセルペダル、１１…エンジン、１２…エンジ
ン回転センサ、１３…クラッチ、１４…ギヤ位置セン
サ、１５…レリーズフォーク、１６…トランスミッショ
ン、１７…トランスミッション回転センサ、１８…油圧
パイプ、１９…クラッチ油圧アクチュエータ、２０…ス
レーブシリンダ、２１…ロッド、２２…クラッチ位置セ
ンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 一彦 川崎市中原区上小田中４−１−１ 株式会 社トランストロン内 (72)発明者 新井 裕之 川崎市中原区上小田中４−１−１ 株式会 社トランストロン内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギヤ位置センサと、車速センサと、クラ
   ッチ位置センサと、アクセル開度センサと、車両の制御
   を行うコントローラと、断，接が該コントローラによっ
   て自動制御される摩擦クラッチを具えたクラッチ自動制
   御車両において、前記コントローラ内に、発進時にクラ
   ッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロ
   ークの量を、発進用ギヤ段についてはスムーズに発進し
   得る量となるよう、非発進用ギヤ段については発進する
   には過大な量となるよう、アクセル開度に応じて定めた
   発進時クラッチ一発接量マップを具え、発進時のクラッ
   チ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段
   と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを
   基に、前記発進時クラッチ一発接量マップより求めたク
   ラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動
   することを特徴とするクラッチ自動制御車両。
2. 【請求項２】 発進時クラッチ一発接量マップをギヤ段
   毎に個別に設けたことを特徴とする請求項１記載のクラ
   ッチ自動制御車両。
3. 【請求項３】 コントローラ内に、変速時にクラッチを
   接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロークの
   量をアクセル開度に応じて各ギヤ段毎に定めた変速時ク
   ラッチ一発接量マップを具え、変速時のクラッチ制御の
   当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段と前記ア
   クセル開度センサで検出したアクセル開度とを基に、前
   記変速時クラッチ一発接量マップより求めたクラッチス
   トロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動すること
   を特徴とする請求項１または２記載のクラッチ自動制御
   車両。