(57)【要約】【課題】オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機の引きずりトルクに応じて補正するにあたり、変速機の引きずりトルクを低コストで精度良く推定し得るようにする。【解決手段】オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機２の引きずりトルクに応じて補正するクラッチストローク補正方法に関し、ニュートラル状態でクラッチ２が断になった時のクラッチ２側の惰性回転の減速度合に基づいて変速機３の引きずりトルクを求め、その引きずりトルクの影響を除去し得るクラッチ押し付け荷重が実現されるように半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機の引きずりトルクに応じて補正するクラッチストローク補正方法であって、ニュートラル状態でクラッチが断になった時のクラッチ側の惰性回転の減速度合に基づいて変速機の引きずりトルクを求め、その引きずりトルクの影響を除去し得るクラッチ押し付け荷重が実現されるように半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正することを特徴とするクラッチストローク補正方法。
【請求項２】
変速機の引きずりトルクを求めるにあたり、変速機の入力トルクに関する運動方程式に基づきニュートラル状態でクラッチが断になってからの減衰係数を求め、該減衰係数から変速機の引きずりトルクを求めることを特徴とする請求項１に記載のクラッチストローク補正方法。
【請求項３】
半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正するにあたり、引きずりトルクの影響を除去するためのクラッチ押し付け荷重の補正量を求め、その補正量分を半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークによるクラッチ押し付け荷重に加算し、その加算後のクラッチ押し付け荷重が実現されるようにクラッチストロークを補正することを特徴とする請求項１又は２クラッチストローク補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチストローク補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等の大型車両においては、発進操作や変速操作をシフトユニット（例えばモータ式、油圧式、空気圧式のもの）により機械的に行い得るようにした機械式自動変速機を採用したものがあり、この種の機械式自動変速機が採用された車両では、発進操作や変速操作に伴うクラッチの断接操作についてもオートクラッチ機構により自動的に実行されるようになっている。
【０００３】
機械式自動変速機に用いられるオートクラッチ機構の場合、電子制御による自動操作だけでなく、クラッチペダルを用いた手動操作も併用して適宜に操作方式を選択できるようになっており、主として発進時や微速走行時（プラットホーム付けや車庫入れ）等における微妙なクラッチの断接操作を要する際に、運転者の意思を反映し易い手動操作を選択するような使用形態がとられていることが多い。
【０００４】
つまり、斯かるオートクラッチ機構においては、運転者自身の足で行うような微妙なクラッチ操作を自動操作で代行することが技術的に難しく、これが大型車両における発進操作や変速操作の完全自動化を阻む要因となっているわけであるが、適切な半クラッチ状態を所要時間挟んだ後にクラッチを繋げるとスムーズな発進や微速走行を実現できることが既に知見として得られているので、適切な半クラッチ制御を実現するべく研究が進められている。
【０００５】
ただし、クラッチはクラッチディスクがフライホイール側に押し付けられて擦れ始めた時に回転し始めるので、変速機の入力シャフトに発生する引きずりトルク（変速機内におけるカウンタシャフト等の回転系の回転抵抗）に潤滑油の粘性抵抗が及ぼす影響が大きく、変速機の油温が高ければ、その粘性抵抗も小さくなってクラッチがクラッチディスクのフライホイール側への僅かな押し付けで回転し始めることになり、変速機の油温が低ければ、その粘性抵抗が大きくなってクラッチディスクをフライホイール側へ強く押し付けないとクラッチが回転し始めないことになる。
【０００６】
このため、十分にエンジンが暖機されて油温が上昇した後のクラッチ操作で変速機の引きずりトルクが無視できるほど軽微であるとしても、特に発進時に代表されるようなエンジンをかけて間もない油温の低い状態にあっては、変速機の引きずりトルクが無視できないほど大きくなって伝達トルク不足等を招きかねないため、変速機内の油温を直接的又は間接的に検出して変速機の引きずりトルクを推定することが検討されている。
【０００７】
尚、変速機内の油温を直接的又は間接的に検出する技術に関連する先行技術文献情報としては、下記の如き特許文献１や特許文献２等がある。
【特許文献１】特開２０００−８５４１３号公報
【特許文献２】実開平５−８３４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、特許文献１においては、エンジン冷却水温を変速機内の油温の代用値として用いているが、これではエンジンの始動直後だけでしか代用値として用いることができず、エンジンを始動してからの走行時間が長くなるにつれてエンジン冷却水温と変速機内の油温は異なる上昇傾向を示していくので、仮にエンジン冷却水温に基づいて変速機内の油温を推定するとしても、高い精度で油温を推定することができないという問題があった。
【０００９】
他方、特許文献２では、温度センサを用いて潤滑油の油温を直接検出するようにしているが、この種の温度センサは高価であるため、該温度センサの増設がコストの高騰を招いてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機の引きずりトルクに応じて補正するにあたり、変速機の引きずりトルクを低コストで精度良く推定し得るようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機の引きずりトルクに応じて補正するクラッチストローク補正方法であって、ニュートラル状態でクラッチが断になった時のクラッチ側の惰性回転の減速度合に基づいて変速機の引きずりトルクを求め、その引きずりトルクの影響を除去し得るクラッチ押し付け荷重が実現されるように半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正することを特徴とするものである。
【００１２】
即ち、ニュートラル状態でクラッチが断になると、クラッチ側が惰性回転することになるが、クラッチ側の惰性回転の減速度合を既存のクラッチ回転センサ等で監視すれば、その減速度合に基づき変速機の引きずりトルクを演算により容易に導き出すことが可能であり、このようにして求められた変速機の引きずりトルクは、エンジン冷却水温に基づいて推定した油温に基づくものよりも遥かに推定精度の高いものとなる。
【００１３】
そして、引きずりトルクが推定できれば、この引きずりトルクの影響を除去し得るクラッチ押し付け荷重を演算により容易に導き出すことが可能であり、このクラッチ押し付け荷重が実現されるように半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正することで引きずりトルクの影響を除去することが可能となる。
【００１４】
また、本発明においては、変速機の引きずりトルクを求めるにあたり、変速機の入力トルクに関する運動方程式に基づきニュートラル状態でクラッチが断になってからの減衰係数を求め、該減衰係数から変速機の引きずりトルクを求めるようにすると良い。
【００１５】
更に、本発明においては、半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークを補正するにあたり、引きずりトルクの影響を除去するためのクラッチ押し付け荷重の補正量を求め、その補正量分を半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークによるクラッチ押し付け荷重に加算し、その加算後のクラッチ押し付け荷重が実現されるようにクラッチストロークを補正すると良い。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明のクラッチストローク補正方法によれば、既存のクラッチ回転センサ等からの信号を活用してクラッチ側の惰性回転の減速度合を把握し、その減速度合に基づいて引きずりトルクを精度良く推定することができ、しかも、高価な温度センサを増設しなくて済むことにより大幅なコストの削減化を図ることができるので、オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークを変速機の引きずりトルクに応じて補正するにあたり、変速機の引きずりトルクを低コストで精度良く推定することができ、この引きずりトルクの影響を確実に除去して変速機内の油温に左右されない適切な半クラッチ制御を実現することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、オートクラッチ機構を含む機械式自動変速機の一例を示している。
【００１９】
図１中における１はエンジン、２は乾式のクラッチ、３は変速機を示し、該変速機３に装備されたシフトユニット４を変速制御装置５からの指令信号４ａにより制御して変速操作を自動的に行い得るようにしてあり、その自動的な変速操作の際には、変速制御装置５からの指令信号６ａにより油圧クラッチアクチュエータ６が作動してクラッチブースタ７に油圧が送り込まれ、この油圧にエアタンク１１からの空気圧によるアシストが加えられてクラッチブースタ７が伸長作動し、これによりリリースレバー８が傾動されてクラッチ２が断になるようにしてある。
【００２０】
また、運転者によりクラッチペダル９が踏み込まれた際には、マスタシリンダ１０により油圧が前記油圧クラッチアクチュエータ６を経由してそのままクラッチブースタ７に送り込まれ、この油圧にエアタンク１１からの空気圧によるアシストが加えられてクラッチブースタ７が伸長作動されるようになっている。
【００２１】
ここで、前記エンジン１の各シリンダへの燃料噴射制御は、運転者によるアクセルペダル１２の踏み込みによりアクセルセンサ１３から出力されるアクセル開度信号１３ａに基づき、これを入力したエンジン制御装置１４から燃料噴射装置１５へ制御信号１５ａが出力されて実行されるようになっているが、変速制御装置５による自動発進時や自動変速時にあっては、該変速制御装置５による燃料噴射制御が前記エンジン制御装置１４の燃料噴射制御よりも優先されるようになっている。
【００２２】
即ち、変速制御装置５による自動発進時や自動変速時には、急激なエンジントルク増減によるショックを軽減するためのエンジントルク制限と、エンジン１側と変速機３側との回転数合わせ（エンジン回転角速度とクラッチ回転角速度との同期）が必要となるため、変速制御装置５からエンジン制御装置１４に向け制御信号１４ａが出力されて、エンジン１の燃料噴射制御がエンジン制御装置１４側から変速制御装置５に一時的に移譲されるようになっている。
【００２３】
そして、斯かる機械式自動変速機に採用されたオートクラッチ機構においては、変速制御を実行するにあたって必要となるクラッチ回転センサ１６からのクラッチ回転信号１６ａが変速制御装置５に入力されているので、このクラッチ回転信号１６ａを利用してニュートラル状態でクラッチ２が断になる度にクラッチ２側の惰性回転の減速度合を監視することが可能である。
【００２４】
つまり、変速制御装置５による自動的な変速操作時に、ニュートラル状態でクラッチ２が断になると、クラッチ２側が惰性回転することになるが、図２にグラフで示す如きクラッチ２の惰性回転の回転角速度や回転角加速度の推移の挙動を変速制御装置５内で監視すれば、その減速度合に基づき変速機３の引きずりトルクＴdを以下の如く演算により導き出すことが可能である。
【００２５】
より具体的に説明すると、既存のクラッチ回転センサ１６は、クラッチ２のシャフト部分の外周に備えたギヤ歯を電磁ピックアップにより検出するようにしたものであり、そのクラッチ回転信号１６ａは歯数に対応したパルス信号となって変速制御装置５に入力され、そのパルス数に基づいてクラッチ２の回転角が判るようになっている。
【００２６】
従って、変速制御装置５にてクラッチ２の回転角速度や回転角加速度を計算して求めれば、変速機３の入力トルクに関する下記の運動方程式に基づきクラッチ２側の惰性回転の減衰係数Ｃが求められる。
［数１］
Ｔ＝Ｉ・d^2θ/dt^2＋Ｃ・dθ/dt
Ｔ：変速機の入力トルク
Ｉ：回転慣性モーメント（クラッチディスク＋変速機のシャフト）
θ：クラッチ回転角（変速機のシャフト回転角）
Ｃ：減衰係数
【００２７】
ここで、式中のdθ/dtはクラッチ回転角速度であり、d^2θ/dt^2はクラッチ回転角加速度を示しているが、変速機３の入力トルクＴはクラッチ２が断になっているので０であり、回転慣性モーメントＩは定数として予め判っているので、クラッチ回転センサ１６からのクラッチ回転信号１６ａに基づきクラッチ回転角速度とクラッチ回転角加速度を求めて上記の運動方程式に代入すれば、減衰係数Ｃが容易に算出されることになる。
【００２８】
このようにして減衰係数Ｃが得られたら、次式
［数２］
Ｔd＝Ｃ・dθ/dt
により減衰係数Ｃにクラッチ回転角速度dθ/dtを乗算して引きずりトルクＴdを容易に導き出すことが可能であり、このようにして求められた変速機３の引きずりトルクＴdは、エンジン冷却水温に基づいて推定した油温に基づくものよりも遥かに推定精度の高いものとなる。
【００２９】
そして、このようにして得られた引きずりトルクＴdの影響を除去するためのクラッチ押し付け荷重の補正量ΔＦcを次式
［数３］
ΔＦc＝Ｔd／（ｎc・μc・ｒc）
ｎc：クラッチ摩擦面数
μc：クラッチ摩擦面摩擦係数
ｒc：クラッチディスク有効半径
により求め、その補正量ΔＦc分を半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークＳcによるクラッチ押し付け荷重Ｆcに加算し、その加算後のクラッチ押し付け荷重Ｆcaが実現されるようなクラッチストロークＳcaに補正する。
【００３０】
即ち、クラッチ押し付け荷重とクラッチストロークとの関係は、図３にグラフで示すように、予め測定されてテーブルデータとして変速制御装置５内のＲＯＭに保存されているので、このテーブルデータを参照して半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークＳcから、その時のクラッチ押し付け荷重Ｆcを求める。
【００３１】
尚、ここで言う半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークＳcとは、十分にエンジンが暖機されて油温が上昇している状態（引きずりトルクＴdが無視できるほど軽微な状態）を想定してアクセル開度等に比例して決められる一般的な制御値であり、実質的に変速機３の引きずりトルクＴdを加味したものとはなっていないものである。
【００３２】
次いで、図４に同じテーブルデータについて示しているように、半クラッチ制御中の現在のクラッチストロークＳcによるクラッチ押し付け荷重Ｆcに対し、先の数式［数３］により求めた補正量ΔＦcを加算してクラッチ押し付け荷重Ｆcaを求め、この加算後のクラッチ押し付け荷重Ｆcaから前記テーブルデータを参照して、引きずりトルクＴdの影響を補正したクラッチストロークＳcaを求める。
【００３３】
そして、このようにして得られた補正後のクラッチストロークＳcaが実行されるように変速制御装置５からの指令信号６ａにより油圧クラッチアクチュエータ６を制御してクラッチブースタ７による半クラッチ制御を行えば、発進時に代表されるようなエンジンをかけて間もない油温の低い状態にあっても、引きずりトルクＴdの影響を除去することが可能となって伝達トルク不足等を招かなくて済む。
【００３４】
従って、以上に述べた如き形態例によれば、既存のクラッチ回転センサ１６からのクラッチ回転信号１６ａを活用してクラッチ２側の惰性回転の減速度合を把握し、その減速度合に基づいて引きずりトルクＴdを精度良く推定することができ、しかも、高価な温度センサを増設しなくて済むことにより大幅なコストの削減化を図ることができるので、オートクラッチ機構による半クラッチ制御時のクラッチストロークＳcを変速機３の引きずりトルクＴdに応じて補正するにあたり、変速機３の引きずりトルクＴdを低コストで精度良く推定することができ、この引きずりトルクＴdの影響を確実に除去して変速機３内の油温に左右されない適切な半クラッチ制御を実現することができる。
【００３５】
尚、本発明のクラッチストローク補正方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、手動式の変速機と組み合わせたオートクラッチ機構による半クラッチ制御にも同様に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す系統図である。
【図２】クラッチの惰性回転の減速度合を示すグラフである。
【図３】押し付け荷重とクラッチストロークとの関係を示すグラフである。
【図４】図３のグラフについて引きずりトルクの影響を補正したクラッチストロークの求め方を説明したグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１  エンジン
２  クラッチ
３  変速機
１６  クラッチ回転センサ
１６ａ  クラッチ回転信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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