(57)【要約】【課題】クラッチペダルに対する足乗せ状態が発生してもクラッチディスクの摩耗及び燃費の悪化を抑止することができるクラッチ制御装置を提供すること。【解決手段】エンジン１と変速装置３との間に位置する自動クラッチ２の締結結合を電気的に制御するクラッチバイワイヤ手段を有したクラッチ制御装置であって、クラッチアクチュエータ２２のクラッチアクチュエータ出力が、所定値以下の所定範囲内である状態を所定時間以上継続した場合、クラッチアクチュエータ出力を０にする制御を行うとともに、足乗せ状態であることを報知部７２に出力する足乗せ対応制御部２００ａを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機との間に位置するクラッチの締結結合を電気的に制御するクラッチバイワイヤ手段を有したクラッチ制御装置であって、
クラッチアクチュエータ出力が、所定値以下の所定範囲内である状態を所定時間以上継続した場合、クラッチアクチュエータ出力を０にする制御を行うとともに、足乗せ状態であることを報知部に出力するクラッチ制御部を備えたことを特徴とするクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの締結結合を電気的に制御するクラッチバイワイヤ手段を有したクラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンと駆動軸との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの結合度合を、運転者によるクラッチペダルの操作に基づき、電気的に制御可能なクラッチバイワイヤ手段を有する車両用パワートレインの制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、運転者は、クラッチペダルに足を乗せたまま走行する場合がある。この足乗せ状態では、運転者がクラッチの締結を解除する意思がないにもかかわらず、クラッチペダル操作とクラッチアクチュエータとは連動しているため、クラッチの締結結合率は低下してしまう。このような足乗せ状態では、クラッチディスク滑りによるクラッチディスクの摩耗が促進されるとともに、伝達トルクが低くなって燃費が悪化する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、クラッチペダルに対する足乗せ状態が発生してもクラッチディスクの摩耗及び燃費の悪化を抑止することができるクラッチ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るクラッチ制御装置は、エンジンと変速機との間に位置するクラッチの締結結合を電気的に制御するクラッチバイワイヤ手段を有したクラッチ制御装置であって、クラッチアクチュエータ出力が、所定値以下の所定範囲内である状態を所定時間以上継続した場合、クラッチアクチュエータ出力を０にする制御を行うとともに、足乗せ状態であることを報知部に出力するクラッチ制御部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るクラッチ制御装置によれば、クラッチ制御部は、クラッチアクチュエータ出力が、所定値以下の所定範囲内である状態を所定時間以上継続した場合、足乗せ状態であると判定し、クラッチアクチュエータ出力を０にする制御を行うとともに、足乗せ状態であることを報知部に出力するので、足乗せ状態によるクラッチディスクの摩耗及び燃費の悪化を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態であるクラッチ制御装置が適用される車両のパワートレイン及び制御系の概要構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示したクラッチの概要構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、クラッチペダルストロークに対する、クラッチペダル操作出力、クラッチアクチュエータ出力及び伝達トルク率の関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、足乗せ対応制御部によるクラッチ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態であるクラッチ制御装置の構成及びその動作について説明する。
【００１０】
〔パワートレインおよび制御系の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の実施形態であるクラッチ制御装置が適用される車両のパワートレイン及び制御系の概要構成について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態であるクラッチ制御装置が適用される車両のパワートレイン及び制御系の概要構成の一例を示す図である。また、図２は、図１に示したクラッチの概要構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両のパワートレインとして、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１と変速装置３との間の動力伝達経路には自動クラッチ２が配設される。また、変速装置３の出力側は、プロペラシャフト４１、デファレンシャルギヤ４２及びドライブシャフト４３，４３を介して駆動輪４４に連結される。
【００１２】
エンジン１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１は、エンジンＥＣＵ１００によって制御される。
【００１３】
自動クラッチ２は、エンジン１と変速装置３との間に配設されたクラッチ機構２１（図２参照）及びクラッチアクチュエータ２２を備えている。クラッチアクチュエータ２２は、油圧回路２０から供給される油圧に応じて作動し、クラッチ機構２１の締結結合状態を変化させる。
【００１４】
具体的に、図２に示すように、クラッチ機構２１は、クラッチディスク２３、プレッシャープレート２４、ダイアフラムスプリング２５を備えている。また、クラッチアクチュエータ２２はレリーズベアリング２６を備えている。
【００１５】
クラッチディスク２３は、変速装置３の入力軸３１の先端部にスプライン嵌合されている。また、このクラッチディスク２３は、クランクシャフト１１の後端に固定されたフライホイール１４に対向して配置されている。プレッシャープレート２４は、ダイアフラムスプリング２５の外周部とクラッチディスク２３との間に配置されている。ダイアフラムスプリング２５は、自然状態（外力を受けていない状態）においてプレッシャープレート２４をクラッチディスク２３に向けて押圧し、これにより、クラッチディスク２３をフライホイール１４に圧接している。ダイアフラムスプリング２５の内周部分はレリーズベアリング２６が対向配置されている。このレリーズベアリング２６には油圧回路２０が接続されており、レリーズベアリング２６は、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号に従って油圧回路２０から供給される油圧によって制御される。
【００１６】
ダイアフラムスプリング２５からの押圧力によってクラッチディスク２３がフライホイール１４に圧接している状態（クラッチ機構２１の締結状態）において、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ解放指令信号（クラッチ制御信号）が出力されると、油圧回路２０からの油圧の供給によりレリーズベアリング２６がダイアフラムスプリング２５の内周部分を押圧する。これにより、ダイアフラムスプリング２５が反転され、クラッチディスク２３に対するプレッシャープレート２４の押圧力が解除される。その結果、クラッチディスク２３がフライホイール１４から引き離され、クラッチ機構２１が解放される（クラッチ機構２１の解放動作）。一方、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ締結指令信号（クラッチ制御信号）が出力されると、油圧回路２０からの油圧の供給が解除され、レリーズベアリング２６がダイアフラムスプリング２５から後退する。これにより、ダイアフラムスプリング２５が自然状態に戻り、クラッチディスク２３に対してプレッシャープレート２４の押圧力が作用する。その結果、クラッチディスク２３がフライホイール１４に圧接され、クラッチ機構２１が締結される（クラッチ機構２１の締結動作）。
【００１７】
このように、自動クラッチ２は、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号に従うクラッチアクチュエータ２２の作動に伴ってクラッチ機構２１が締結状態と解放状態との間で作動する所謂クラッチバイワイヤシステムとして構成されている。このクラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号の出力形態としては、運転者によるクラッチペダル５２の操作に従って出力される場合（３ペダルモードである場合）と、運転者によるクラッチペダル５２の操作無しに出力される場合（２ペダルモードである場合）とがある。
【００１８】
本実施形態における自動クラッチ２は、３ペダルモードと２ペダルモードとの間でモード切替が可能になっている。３ペダルモードは、運転者によるクラッチペダル５２の操作に従ってクラッチアクチュエータ２２が作動してクラッチ機構２１の解放動作や締結動作が行われるモードである。一方、２ペダルモードは、車両が停止する際や発進する際などにおいて運転者によるクラッチペダル５２の操作を必要とすることなく、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号によってクラッチアクチュエータ２２が作動し、クラッチ機構２１の解放動作や締結動作が行われるモードである。
【００１９】
自動クラッチ２のモードの切替は、運転者によるモード切替スイッチ６の手動操作によって行われる。モード切替スイッチ６は、車室内のセンタコンソール部分に配設された押しボタン式のスイッチであって、押し込み操作が行われる度に、クラッチＥＣＵ２００にモード切替信号が出力される。クラッチＥＣＵ２００は、モード切替信号に従って、自動クラッチ２のモードを３ペダルモードあるいは２ペダルモードに切り替える。なお、運転席前方のメータパネルには表示部７１が設けられ、自動クラッチ２の現在のモード等が表示される。
【００２０】
変速装置３は、公知のマニュアルトランスミッションで構成されており、シンクロメッシュ機構付きの常時噛み合い式の平行歯車機構であって、例えば前進６速段、後進段の成立が可能となっている。この変速装置３は、図示しないシフトレバーを運転者が操作することによって、その操作力が図示しないフォークシャフトおよびシフトフォークを経て所定のシンクロメッシュ機構を作動させることにより、所望の変速段（前進６速段および後進段のうちの一つの変速段）が成立するものとなっている。なお、変速装置３としては、シフトレバーの操作力がケーブルを介してシンクロメッシュ機構に伝達されるものであってもよい。また、この変速装置３としては、所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）と呼ばれるものであってもよい。この場合、制御系にはＥＣＴ−ＥＣＵが備えられ、運転者によるシフトレバーの操作に伴ってＥＣＴ−ＥＣＵから出力される変速制御信号に従って所望の変速段が成立するようにアクチュエータ（セレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータ）が作動することになる。
【００２１】
この変速装置３の変速動作により、自動クラッチ２を介して変速装置３に入力されたエンジン１の回転は、変速装置３において所定の変速比で変速された後に、プロペラシャフト４１に伝達される。そして、プロペラシャフト４１の回転が、デファレンシャルギヤ４２およびドライブシャフト４３，４３を介して左右の駆動輪４４に伝達されて車両が走行する。
【００２２】
エンジンＥＣＵ１００及びクラッチＥＣＵ２００は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びバックアップＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと、入出力インターフェースとを備えている。
【００２３】
エンジンＥＣＵ１００の入力インターフェースには、アクセルペダル５１の操作量に応じた信号を出力するアクセルペダルポジションセンサ１０１、クランクシャフト１１の回転角度位置に応じた信号を出力する図示しないクランクポジションセンサ、スロットルバルブ１２の開度に応じた信号を出力する図示しないスロットル開度センサ、エンジン１の冷却水温度に応じた信号を出力する図示しない水温センサなどが接続されている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ１００の出力インターフェースには、スロットルモータ１３、図示しないインジェクタ、及び点火プラグの図示しないイグナイタなどが接続されている。
【００２５】
エンジンＥＣＵ１００は、各センサから入力される各種情報に基づきエンジン１の運転状態を検出し、スロットルモータ１３の制御（吸気量制御）、インジェクタの制御（燃料噴射制御）、イグナイタの制御（点火時期制御）等を行うことにより、エンジン１の運転を統括的に制御する。
【００２６】
クラッチＥＣＵ２００の入力インターフェースには、クラッチペダル５２の操作量に応じた信号を出力するクラッチペダル操作量センサ２０１、ブレーキペダル５３の操作量に応じた信号を出力するブレーキペダルセンサ２０２、クラッチアクチュエータ２２の出力を検出するクラッチアクチュエータ出力検出センサ２２ａ、変速装置３の入力軸の回転速度に応じた信号を出力する図示しない入力軸回転速度センサ、変速装置３の出力軸の回転速度に応じた信号を出力する図示しない出力軸回転速度センサ、自動クラッチ２のモードを手動操作によって切り替えるためのモード切替スイッチ６などが接続されている。
【００２７】
クラッチＥＣＵ２００の出力インターフェースには、油圧回路２０、表示部７１、報知部７２などが接続されている。油圧回路２０は、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号を受けて、レリーズベアリング２６に供給する油圧を制御し、クラッチ機構２１の解放動作および締結動作を行わせる。
【００２８】
クラッチＥＣＵ２００は、足乗せ対応制御部２００ａを有する。足乗せ対応制御部２００ａは、３ペダルモード時に足乗せ状態が発生した場合、クラッチアクチュエータ２２の出力を０にしてクラッチ機構２１の完全締結結合状態を維持するクラッチ制御を行う。
【００２９】
なお、２ペダルモードは、車両が停止する際や発進する際などにおいて運転者によるクラッチペダル５２の操作を必要とすることなくクラッチアクチュエータ２２が作動してクラッチ機構２１の解放動作や締結動作が行われるモードである。クラッチＥＣＵ２００は、２ペダルモードでは、変速装置３の変速段（例えば第１速段）が成立した状態での車両走行時に車速が低下する際、エンジン回転速度（クランクポジションセンサからの出力信号に基づいて算出されるエンジン回転速度）がストール回転速度に至る前に（ストール回転速度よりも所定回転速度だけ高い回転速度となった時点で）、クラッチ解放指令信号を出力し、油圧回路２０からの油圧の供給によりクラッチ機構２１の解放動作が行われる。これにより、運転者によるクラッチペダル５２の踏み込み操作を必要とすること無く、変速装置３の変速段が成立したまま車両の停止が可能となる。また、クラッチＥＣＵ２００は、２ペダルモードでは、車両の発進時、運転者によるアクセルペダル５１の踏み込み操作に連動して、クラッチ締結指令信号が出力され、油圧回路２０からの油圧の供給が解除されることによりクラッチ機構２１の締結動作が行われる。これにより、運転者によるクラッチペダル５２の操作を必要とすること無く、車両の発進が可能となる。このように、２ペダルモードでは、変速装置３の変速段が成立したまま、運転者によるブレーキ操作およびアクセル操作のみで車両の停止や発進が可能となっている。
【００３０】
表示部７１は、運転席前方のメータパネルに設けられ、自動クラッチ２の現在のモードの表示（３ペダルモードまたは２ペダルモードの表示）を行う。報知部７２は、例えば、クラッチペダル５２に対する足乗せ状態を検出した場合や、システムに異常が発生した場合、ウォーニングランプを点灯または点滅させることにより運転者に警告を発する。
【００３１】
なお、エンジンＥＣＵ１００とクラッチＥＣＵ２００とは、互いに必要な情報を双方向で送受信する通信を行うように双方向バスで接続されている。
【００３２】
［足乗せ状態時の伝達トルク率］
次に、足乗せ状態時の伝達トルク率について説明する。図３は、運転者のクラッチペダルストロークに対する、クラッチペダル操作出力、クラッチアクチュエータ出力及び伝達トルク率の関係の一例を示す図である。図３（ａ）は、運転者のクラッチペダルストロークＳに対する、クラッチペダル操作量センサ２０１が検出するクラッチペダル操作出力ＰＶとの関係を示す図である。図３（ａ）の特性曲線Ｌ１に示すように、クラッチペダル操作出力ＰＶは、クラッチペダルストロークＳに比例する。また、図３（ｂ）は、運転者のクラッチペダルストロークＳに対するクラッチアクチュエータ出力検出センサ２２ａが検出するクラッチアクチュエータ出力ＰＡとの関係を示す図である。図３（ｂ）の特性曲線Ｌ２に示すように、クラッチアクチュエータ出力ＰＡは、クラッチペダルストロークＳの増加とともに増加し、最大値を経た後に減少する。また、図３（ｃ）は、運転者のクラッチペダルストロークＳに対する、自動クラッチ２の伝達トルク率の変化を示す図である。図３（ｃ）の特性曲線Ｌ３に示すように、伝達トルク率は、クラッチペダルストロークＳが０から増加すると、クラッチ機構２１の締結結合率が小さくなることによって、１００％から急激に減少する。
【００３３】
図３に示すように、クラッチペダルストローク値Ｓａは、運転者がクラッチペダル５２に軽く足を乗せた状態（足乗せ状態）における平均クラッチペダルストローク値である。クラッチペダルストローク値Ｓａは微小値であるが、０ではないので、このときのクラッチアクチュエータ出力ＰＡも出力し、クラッチアクチュエータ出力値αとなる。したがって、クラッチ機構２１は締結結合率が低くなる。この結果、伝達トルク率は締結状態の１００％よりも低い値（図３（ｃ）のｘ％）となる。
【００３４】
この結果、足乗せ状態のとき、クラッチ機構２１の締結結合率が低下するため、クラッチディスク２３の滑りが発生する。このクラッチディスク２３の滑りは、クラッチディスク２３の摩耗を促進する。また、足乗せ状態のとき、図３に示すように伝達トルク率が低くなり、燃費が悪化する。
【００３５】
本実施形態では、足乗せ状態をクラッチアクチュエータ出力の値をもとに検出し、足乗せ状態である場合、クラッチＥＣＵ２００がクラッチアクチュエータ出力を強制的に０にする制御を行い、クラッチ機構２１の締結結合率が１００％であることを維持するようにしている。
【００３６】
なお、足乗せ状態のクラッチペダルストローク値Ｓａは揺らぎや個人差があり、クラッチペダルストローク値Ｓａの時のクラッチアクチュエータ出力値αも揺らぎや個人差が生ずる。したがって、足乗せ状態と判定するクラッチアクチュエータ出力値は、クラッチアクチュエータ出力値αに対して±β分、増減した所定範囲Ｅ内としている。また、足乗せ状態のときのクラッチペダルストローク値Ｓａは小さい値であるため、所定範囲Ｅはクラッチアクチュエータ出力ＰＶが所定値ＰＬ以下であることを前提としている。
【００３７】
［足乗せ対応制御部２００ａによるクラッチ制御処理］
次に、図４に示したフローチャートを参照して、足乗せ対応制御部２００ａによるクラッチ制御処理の一例について説明する。
【００３８】
図４に示すように、足乗せ対応制御部２００ａは、クラッチアクチュエータ出力検出センサ２２ａのクラッチアクチュエータ出力ＰＡを検出する（ステップＳ１０１）。その後、クラッチアクチュエータ出力ＰＡは、所定値ＰＬ以下の所定範囲Ｅ内の状態を所定時間ΔＴ以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。クラッチアクチュエータ出力ＰＡが所定値ＰＬ以下の所定範囲Ｅ内の状態を所定時間ΔＴ以上継続していない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０２の判定処理を繰り返す。
【００３９】
一方、クラッチアクチュエータ出力ＰＡが所定値ＰＬ以下の所定範囲Ｅ内の状態を所定時間ΔＴ以上継続した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、さらに、足乗せ対応制御部２００ａは、クラッチペダル５２のクラッチペダル操作出力ＰＶが０を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００４０】
クラッチペダル５２のクラッチペダル操作出力ＰＶが０を超えている場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、クラッチペダル５２の操作に対するクラッチアクチュエータ２２の動作は正常に制御されているため、足乗せ状態であると判定し、クラッチアクチュエータ出力ＰＡを０にする制御を行う（ステップＳ１０４）とともに、足乗せ状態であることを報知部７２から報知出力し（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。なお、上述した処理は、所定時間毎、繰り返し行われる。
【００４１】
一方、クラッチペダル５２のクラッチペダル操作出力ＰＶが０を超えていない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、足乗せ状態でないと判定するとともに、クラッチペダル５２の操作に対するクラッチアクチュエータ２２の動作は正常に制御されていないことになる。このため、クラッチアクチュエータ出力ＰＡを０にせず、クラッチアクチュエータ制御系のエラー出力を報知部７２または表示部７１に出力し（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。なお、上述した処理は、所定時間毎、繰り返し行われる。
【００４２】
上記一連の処理を行うことにより、本実施形態では、足乗せ状態である場合、クラッチアクチュエータ出力ＰＡを０にする制御を行うとともに、足乗せ状態であることを報知部７２に出力するので、足乗せ状態によるクラッチディスク２３の摩耗及び燃費の悪化を抑止することができる。
【００４３】
また、足乗せ対応制御部２００ａは、足乗せ状態を判定する際に、クラッチペダル操作出力ＰＶが０を超える条件を加えることにより、足乗せ状態を確実に判定することができ、クラッチペダル操作系からクラッチアクチュエータ制御系までの間のクラッチ制御系が正常であるか否かも確認できる。さらに、足乗せ対応制御部２００ａは、足乗せ状態を判定する際、クラッチペダル操作出力ＰＶが０である場合、エラー報知され、運転者等は、クラッチペダル操作系からクラッチアクチュエータ制御系までの間のクラッチ制御系にエラーが発生していることを認識することができる。
【００４４】
なお、クラッチペダル操作量センサ２０１は、例えばロータリポジションセンサによって直接、運転者のクラッチペダルストロークＳを検出するようにしてもよいが、クラッチペダル５２の操作量を、油圧シリンダを介して検出してもよい。この場合、クラッチペダル操作量センサ２０１は、油圧シリンダのストローク量を検出することになる。このように、クラッチペダル５２とクラッチペダル操作量センサ２０１との間に油圧シリンダを介在させると、油圧反力制御が可能となり、運転者のペダル操作性を向上させることができる。
【００４５】
また、クラッチアクチュエータ２２は油圧駆動するものとして記載したが、これに限定されず、クラッチアクチュエータ２２は電磁駆動するものであってもよい。
【００４６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
１  エンジン
２  自動クラッチ
３  変速装置
６  モード切替スイッチ
１１  クランクシャフト
１２  スロットルバルブ
１３  スロットルモータ
１４  フライホイール
２０  油圧回路
２１  クラッチ機構
２２  クラッチアクチュエータ
２２ａ  クラッチアクチュエータ出力検出センサ
２３  クラッチディスク
２４  プレッシャープレート
２５  ダイアフラムスプリング
２６  レリーズベアリング
３１  入力軸
４１  プロペラシャフト
４２  デファレンシャルギヤ
４３  ドライブシャフト
４４  駆動輪
５１  アクセルペダル
５２  クラッチペダル
５３  ブレーキペダル
７１  表示部
７２  報知部
１００  エンジンＥＣＵ
１０１  アクセルペダルポジションセンサ
２００  クラッチＥＣＵ
２００ａ  足乗せ対応制御部
２０１  クラッチペダル操作量センサ
２０２  ブレーキペダルセンサ
Ｅ  所定範囲
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  特性曲線
ＰＡ  クラッチアクチュエータ出力
ＰＬ  所定値
ＰＶ  クラッチペダル操作出力
Ｓ  クラッチペダルストローク
Ｓａ  クラッチペダルストローク値（足乗せ状態時）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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