(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータにより伝達トルク容量を任意に制御可能とした車両用発進クラッチの制御装置において、
アクセルペダルが踏込まれているパワーオン走行時に、発進クラッチがエンジンの出力トルクを完全に伝達し得る状態になるようにアクチュエータを制御する第１の制御手段と、
アクセルペダルが踏込まれていないパワーオフ走行時に、エンジン回転数に対応するエンジン吸収トルクの基準値に所定の安全率を乗算した値をエンジン吸収トルクの設定値として、発進クラッチの伝達トルク容量がエンジン吸収トルクの設定値に等しくなるようなアクチュエータの制御量を制御目標値に設定し、発進クラッチの滑り率を検出して、この滑り率が所定値以下になるように制御目標値をフィードバック補正しつつアクチュエータを制御する第２の制御手段と、
パワーオフ走行中にアクセルペダルが踏込まれたとき、発進クラッチをエンジンの出力トルクを完全に伝達し得る状態に移行させるべく発進クラッチの伝達トルク容量が漸増するようにアクチュエータを制御する第３の制御手段と、
第３の制御手段による制御の開始をアクセルペダルの踏込み後の所定時期まで遅らせる遅延手段とを備える、
ことを特徴とする車両用発進クラッチの制御装置。
【請求項２】
前記遅延手段は、アクセルペダルの踏込み後に発進クラッチの伝達トルク容量をエンジン回転数が１０００ｒｐｍ付近であるときのエンジン吸収トルクに相当する値に一定時間維持した後に前記第３の制御手段による制御を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用発進クラッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータにより伝達トルク容量を任意に制御可能とした車両用発進クラッチの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の制御装置として、特公平６−６７６９５号公報により、アクセルペダルが実質的に踏込まれていないパワーオフ走行時に、発進クラッチの伝達トルク容量がその時点でのエンジン回転数に応じたエンジン吸収トルク分のトルクを伝達するのに必要な値になるようにアクチュエータを制御するものが知られている。これによれば、パワーオフ走行時にもパワーオン走行時と同様に発進クラッチを完全締結状態に維持するものと異り、急ブレーキをかけたときに発進クラッチを瞬時に遮断して、エンストを防止できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、パワーオフ走行中にアクセルペダルが急激に踏込まれたとき、発進クラッチを完全締結状態に移行させるべく発進クラッチの伝達トルク容量を漸増する制御を行うが、アクセルペダルが踏込まれてもエンジンの出力トルクは直ちには立上らず、この応答遅れ時間内に発進クラッチの伝達トルク容量が或る程度増加してしまう。そして、通常の手動変速機の機械式摩擦クラッチから成る発進クラッチの制御に上記従来例を適用すると、エンジンの出力トルクが立上ったとき駆動輪の駆動トルクが発進クラッチを介してのトルク伝達で急に立上り、車体のサージ振動（前後振動）が発生する場合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、パワーオフ走行中にアクセルペダルを急激に踏込んだときのサージ振動の発生を防止できるようにした発生クラッチの制御装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、アクチュエータにより伝達トルク容量を任意に制御可能とした車両用発進クラッチの制御装置において、アクセルペダルが踏込まれているパワーオン走行時に、発進クラッチがエンジンの出力トルクを完全に伝達し得る状態になるようにアクチュエータを制御する第１の制御手段と、アクセルペダルが踏込まれていないパワーオフ走行時に、エンジン回転数に対応するエンジン吸収トルクの基準値に所定の安全率を乗算した値をエンジン吸収トルクの設定値として、発進クラッチの伝達トルク容量がエンジン吸収トルクの設定値に等しくなるようなアクチュエータの制御量を制御目標値に設定し、発進クラッチの滑り率を検出して、この滑り率が所定値以下になるように制御目標値をフィードバック補正しつつアクチュエータを制御する第２の制御手段と、パワーオフ走行中にアクセルペダルが踏込まれたとき、発進クラッチをエンジンの出力トルクを完全に伝達し得る状態に移行させるべく発進クラッチの伝達トルク容量が漸増するようにアクチュエータを制御する第３の制御手段と、第３の制御手段による制御の開始をアクセルペダルの踏込み後の所定時期まで遅らせる遅延手段とを備えている。
【０００６】
本発明によれば、第３の制御手段による伝達トルク容量の漸増制御の開始時期がアクセルペダルの踏込み時点に対し遅延されるため、エンジンの出力トルクの立上りが遅れても、出力トルクの立上り時点において発進クラッチの伝達トルク容量は左程大きくなっておらず、発進クラッチの滑りを生ずる。その後、発進クラッチの伝達トルク容量が増加するのに伴い、エンジンの出力トルクのうち発進クラッチを介して駆動輪に伝達されるトルクの割合が増す。従って、パワーオフ走行中にアクセルペダルの急な踏込みを行っても、駆動輪の駆動トルクは緩やかに立上ることになり、サージ振動の発生が防止される。尚、前記所定時期は、アクセルペダルの踏込み時点からの経過時間で決定しても良く、また、エンジン出力トルクを検出してこれが発進クラッチの伝達トルク容量を上回ったときを所定時期としても良い。
【０００７】
ところで、エンジン吸収トルクは、エンジンを逆駆動するのに必要なトルクに等しく、エンジン回転速度に応じて変化するが、エンジン温度、電気負荷、エンジンのなじみ状態、油量、油種、油面の傾き等によっても変化し、正確な値を設定することは困難である。そのため、上記従来例では、パワーオフ走行時に発進クラッチの伝達トルク容量がエンジン回転数に対応するエンジン吸収トルクの基準値より或る程度高い値、例えば、基準値に比較的大きな安全率を乗算した値になるように制御し、エンジン吸収トルクの実際値が基準値より若干大きくなっても発進クラッチの滑りを生じないようにしているはずである。というのは、安全率を小さく取ると、エンジン吸収トルクの実際値が発進クラッチの伝達トルク容量を上回り、発進クラッチの滑りを生じてエンジンブレーキの効果低減や耐久性を損う可能性があるため、安全率を比較的大きく取ることが必要になるからである。その結果、パワーオフ走行時における発進クラッチの伝達トルク容量が比較的大きくなり、急ブレーキ時に発進クラッチの遮断が遅れ、エンストを生ずる可能性がある。
【０００８】
これに対し、エンジン回転数に対応するエンジン吸収トルクの基準値に所定の安全率を乗算した値をエンジン吸収トルクの設定値として、発進クラッチの伝達トルク容量がエンジン吸収トルクの設定値に等しくなるようなアクチュエータの制御量を制御目標値に設定し、発進クラッチの滑り率を検出して、この滑り率が所定値以下になるように制御目標値をフィードバック補正しつつアクチュエータを制御する第２の制御手段によって、安全率を比較的小さく取っても、発進クラッチにとって好ましくない過度の滑りを生ずることはない。その結果、パワーオフ走行時における発進クラッチの伝達トルク容量を必要最小限に抑えることができ、上記の不具合を防止できる。
【０００９】
ところで、第３の制御手段による制御が開始されるまで、発進クラッチの伝達トルク容量をアクセルペダルの踏込み直前の値に維持しておくことも考えられるが、サージ振動の発生を確実に防止するには、第３の制御手段による制御開始時の伝達トルク容量をできるだけ低くしておくべきである。そのため、アクセルペダルの踏込み後に発進クラッチの伝達トルク容量をエンジン回転数がアイドリング回転数より若干高い１０００ｒｐｍ付近であるときのエンジン吸収トルクに相当する値に一定時間維持した後に前記第３の制御手段による制御を開始するように遅延手段を構成することが望ましい。
【００１０】
尚、後記する実施形態において、上記第１の制御手段に相当するのは図４のＳ２のステップ、上記第２の制御手段に相当するのは図４のＳ４〜Ｓ６、Ｓ１１、Ｓ１２のステップ、上記第３の制御手段に相当するのは図４のＳ１８、Ｓ１９のステップ、上記遅延手段に相当するのは、図４のＳ１４〜Ｓ１７のステップである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１はエンジンであり、エンジン１からの動力を発進クラッチ２と変速機３とを介して車両の駆動輪４に伝達するようにしている。エンジン１には、メインコントローラ５により制御される燃料噴射弁６が設けられており、また、エンジン１のスロットルバルブ７はメインコントローラ５によりモータ８を介して開度制御される。
【００１２】
発進クラッチ２は、クラッチペダル付きの車両で用いる機械式摩擦クラッチを流用しており、常時はダイヤフラムスプリング２ａの付勢力で締結され、レリーズフォーク２ｂによりレリーズベアリング２ｃを介してダイヤフラムスプリング２ａを押し込んだとき遮断される。そして、レリーズフォーク２ｂにアクチュエータたる油圧シリンダ９のピストンロッド９ａを当接させ、油圧シリンダ９によりレリーズフォーク２ｂを操作して発進クラッチ２の伝達トルク容量を任意に制御可能としている。油圧シリンダ９用の油圧回路１０は、図２に示す如く、油圧シリンダ９への給排油を制御する、クラッチコントローラ１１で制御される電磁式の制御弁１０１を備えており、制御弁１０１に連なる給油路１０２に、クラッチコントローラ１１で制御されるモータ１０３ａを駆動源とする電動ポンプ１０３からの吐出油をチェック弁１０４を介して供給している。給油路１０２には、リリーフ弁１０５とアキュムレータ１０６と油圧センサ１０７とが接続されており、油圧センサ１０７からの信号をクラッチコントローラ１１に入力し、油圧センサ１０６で検出した給油路１０２の油圧が所定のライン圧を下回ったとき、ライン圧に達するまで電動ポンプ１０３を駆動するようにしている。
【００１３】
油圧シリンダ９には、ピストンロッド９ａのストローク位置を検出するポジションセンサ９ｂが付設されており、該センサ９ｂからの信号をクラッチコントローラ１１に入力し、メインコントローラ５で後記する如く算出してクラッチコントローラ１１に送信する目標位置にピストンロッド９ａのストローク位置が一致するように制御弁１０１のフィードバック制御を行う。その詳細は図３に示す通りであり、目標位置とポジションセンサ９ｂで検出したピストンロッド９ａの実位置との偏差を求め、この偏差を零にするのに必要な油圧シリンダ９内の油の増減量をＰＩＤ制御によって求める。次に、この増減量分の油を単位時間で給排油するための流量を目標流量として算出し、制御弁１０１の電流−流量特性マップから目標流量に対応する目標電流値を求める。また、制御弁１０１のソレノイド１０１ａに接続したシャント抵抗１０１ｂによりソレノイド１０１ａに流れる実電流値を検出して、目標電流値と実電流値との偏差を求め、この偏差を零にするのに必要な電流値をＰＩ制御によって求めた後、ＰＷＭ変換してソレノイド１０１ａに通電する。
【００１４】
メインコントローラ５には、アクセルペダル１２の踏込み量（以下、アクセル開度θＡＰと記す）を検出するアクセルセンサ１２ａからの信号と、ブレーキペダル１３の踏込みを検出するブレーキスイッチ１３ａからの信号と、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転センサ１４からの信号と、発進クラッチ２の出力側回転数Ｎｍを検出する回転センサ１５からの信号と、車速Ｖを検出する車速センサ１６からの信号とが入力されており、これら信号に基づいて燃料噴射弁６やスロットルバルブ７の制御を行うと共に、発進クラッチ２の制御を行う。
【００１５】
車両の発進時は発進クラッチ２の伝達トルク容量を漸増する制御を行い、ブレーキペダル１３を踏込んだときは発進クラッチ２を遮断する制御を行う。また、走行中は、図４に示す如く、車速Ｖが所定速度ＹＶ以上か否かを判別し（Ｓ１）、Ｖ≧ＹＶであれば、発進クラッチ２がエンジン出力トルクを完全に伝達する状態、即ち、発進クラッチ２の伝達トルク容量（クラッチトルク）がエンジン出力トルク以上になるピストンロッド９のストローク位置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する（Ｓ２）。
【００１６】
Ｖ＜ＹＶであれば、アクセル開度θＡＣが全閉に近い極く低開度に設定した所定開度Ｙθ以上になっているか否かを判別し（Ｓ３）、θＡＣ＜Ｙθのとき、即ち、アクセルペダル１２が実質的に踏込まれていないパワーオフ走行時は、その時点でのエンジン回転数Ｎｅに対応するエンジン吸収トルクの基準値を求める（Ｓ４）。エンジン吸収トルクは、エンジン１を逆駆動するのに必要なトルクであり、ベンチ計測で予め測定したＮｅとエンジン吸収トルクとの関係を示すマップからＮｅに対応するエンジン吸収トルクの基準値を検索する。
【００１７】
次に、この基準値に所定の安全率（例えば１．２）を乗算して、この値をエンジン吸収トルクの設定値とし（Ｓ５）、発進クラッチ２の伝達トルク容量とピストンロッド９ａのストローク位置との関係を示すマップからエンジン吸収トルクの設定値に対応するピストンロッド９ａのストローク位置を吸収トルク位置として検索する（Ｓ６）。Ｓ４〜Ｓ６での処理をブロック線図で示すと図５のようになる。
【００１８】
次に、第１フラグＦ１が「１」にセットされているか否かを判別する（Ｓ７）。第１フラグＦ１はアクセルペダル１２が踏込まれているパワーオン走行時に後記する如く「０」にリセットされており、そのため、アクセル戻しでθＡＣ＜Ｙθになった当初はＳ７のステップで「ＮＯ」と判別される。この場合は、ピストンロッド９ａをクラッチトルクがエンジン出力トルク以上になる位置からＳ６のステップで求めた吸収トルク位置に徐々に変位させるランプ制御を行うため、クラッチトルクがエンジン出力トルク以上になる位置から吸収トルク位置に向けて徐々に変化するランプ制御位置を算出し（Ｓ８）、このランプ制御位置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する（Ｓ９）。
【００１９】
そして、ランプ制御終了後に第１フラグＦ１を「１」にセットすると共に、第２フラグＦ２を「０」にリセットする（Ｓ１０）。かくて、ランプ制御終了後はＳ７のステップで「ＹＥＳ」と判定され、この場合は、Ｓ６のステップで求めた吸収トルク位置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する（Ｓ１１）。次にＮｅ，Ｎｍの検出値から発進クラッチ２の滑り率を表わす値として発進クラッチ２の速度比ｅ＝Ｎｍ／Ｎｅを演算し、この速度比ｅに基づくフィードバック補正を行う（Ｓ１２）。その詳細は図６に示す通りであり、検出した速度比ｅが速度比の目標範囲、例えば、１．０≦ｅ≦１．０４から外れたとき、速度比の偏差に応じたピストンロッド９ａのストローク位置の補正量をゲイン変換またはマップ検索で求め、この補正量を目標位置に加算して、目標位置をフィードバック補正する。これによれば、エンジン吸収トルクの実際値が設定値を上回って発進クラッチ２の滑りを生じても、フィードバック補正により滑りが抑制され、発進クラッチ２のエンジンブレーキ効果低減や耐久性に対する不具合を極力減らすことができる。そのため、エンジン吸収トルクの設定値を求める際の安全率を小さく設定でき、パワーオフ走行時における発進クラッチ２の伝達トルク容量を必要最小限に抑えて、急ブレーキ時の発進クラッチ２の遮断遅れによるエンストの発生を確実に防止できる。
【００２０】
Ｓ３のステップでθＡＣ≧Ｙθと判別されたときは、先ず、第２フラグＦ２が「１」にセットされているか否かを判別する（Ｓ１３）。第２フラグＦ２は、パワーオフ走行時にＳ１０のステップで「０」にリセットされており、そのため、パワーオフ走行中にアクセルペダル１２を踏込んだ当初はＳ１３のステップで「ＮＯ」と判定される。この場合は、発進クラッチ２の伝達トルク容量とピストンロッド９ａのストローク位置との関係を求すマップから、エンジン回転数がアイドリング回転数より若干高い１０００ｒｐｍ付近であるときのエンジン吸収トルクに対応するピストンロッド９ａのストローク位置をクラッチ一定保持位置として検索する（Ｓ１４）。そして、ピストンロッド９ａをθＡＣ≧Ｙθになる直前のストローク位置からクラッチ一定保持位置に徐々に変化させるランプ制御を行うため、直前のストローク位置からクラッチ一定保持位置に向けて徐々に変化するランプ制御位置を算出し（Ｓ１５）、このランプ制御位置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する（Ｓ１６）。そして、ランプ制御の終了時点から所定時間ｔが経過するまで、クラッチコントローラ１１に送信する目標位置をクラッチ一定保持位置に維持する（Ｓ１７）。
【００２１】
所定時間ｔが経過したときは、ピストンロッド９ａを、クラッチ一定保持位置からクラッチトルクがエンジン出力トルク以上になる位置に徐々に変位させるランプ制御を行うため、クラッチ一定保持位置からクラッチトルクがエンジン出力トルク以上になる位置に向けて徐々に変化するランプ制御位置を算出し（Ｓ１８）、このランプ制御装置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する（Ｓ１９）。そして、ランプ制御終了後に第１フラグＦ１を「０」にリセットすると共に第２フラグＦ２を「１」にセットする（Ｓ２０）。かくて、ランプ制御終了後はＳ１３のステップで「ＹＥＳ」と判定され、この場合はＳ２のステップに進み、クラッチトルクがエンジン出力トルク以上になる位置を目標位置としてクラッチコントローラ１１に送信する。
【００２２】
図７は図４の制御による発進クラッチ２の伝達トルク容量（クラッチトルク）の変化を示しており、図中Ａの領域がＳ１１、Ｓ１２のステップによる制御域、Ｂの領域がＳ１５、Ｓ１６のステップによる制御域、Ｃの領域がＳ１７のステップによる制御域、Ｄの領域がＳ１８、Ｓ１９のステップによる制御域、Ｅの領域がＳ２のステップによる制御域である。ここで、エンジン１の軸トルクはθＡＣ＜Ｙθのパワーオフ走行時に負のエンジン吸収トルクになり、アクセルペダル１２の踏込み後Ｂの領域で負の値から零になる。然し、エンジン１から正のトルクが出力されるまでには応答遅れがあり、特に、本実施形態のようにスロットルバルブ７をアクセルペダル１２に直結せずにモータ８を介して制御するものでは、吸入空気の流動遅れに加えてスロットルバルブ７の動作遅れも生じ、エンジン１の出力トルクの立上りの遅れはかなり大きくなる。
【００２３】
ここで、本実施形態では、アクセルペダル１２の踏込み後、Ｂ，Ｃの領域でクラッチトルクを所定の低トルクに減少させて所定時間ｔ維持した後に、クラッチトルクを漸増するＤの領域の制御が開始されることになり、エンジン１の出力トルクの立上りが遅れても、出力トルクの立上り時点におけるクラッチトルクは未だ低いため、発進クラッチ２の滑りを生じ、変速機３を介して、駆動輪４に伝達されるのは出力トルクのうちの極く一部になる。その後、クラッチトルクの増加に伴いエンジン１の出力トルクのうち、駆動輪４に伝達されるトルクの割合が増す。従って、パワーオフ走行中にアクセルペダル１２の急な踏込みを行っても、駆動輪４の駆動トルクは緩やかに立上ることになり、サージ振動の発生が防止される。
【００２４】
また、本実施形態では、所定車速ＹＶ以上の高速走行時はθＡＣ＜Ｙθになっても発生クラッチ２を完全締結状態に維持している。これは、高速走行時は各回転体の慣性力が十分に大きくなっているため、アクセルペダル１２の急な踏込みを行ってもサージ振動は発生しないからである。
【００２５】
尚、本発明はスロットルバルブ７をアクセルペダル１２で直接操作する場合にも適用でき、この場合、アクセル開度θＡＣに代えて図４のＳ３のステップでの判別処理をスロットルバルブ７の開度に基づいて行うようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パワーオフ走行中にアクセルペダルを急に踏込んでも駆動輪の駆動トルクは緩やかに立上り、サージ振動の発生を有効に防止できる。また、パワーオフ走行時における発進クラッチの伝達トルク容量を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例のブロック図
【図２】発進クラッチのアクチュエータ用油圧回路を示す図
【図３】クラッチコントローラの制御内容を示すブロック線図
【図４】走行中の発進クラッチの制御を示すフローチャート
【図５】図４のＳ４〜Ｓ６のステップでの処理内容を示すブロック線図
【図６】図４のＳ１２のステップの処理内容を示すブロック線図
【図７】図４の制御による発進クラッチの伝達トルク容量（クラッチトルク）の変化をエンジントルク及びアクセル開度の変化と共に示したタイムチャート
【符号の説明】
１  エンジン
２  発進クラッチ
５  メインコントローラ（第１乃至第３の制御手段及び遅延手段）
９  油圧シリンダ（アクチュエータ）
１１  クラッチコントローラ
１２  アクセルペダル
【図１】
0003609713.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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