(57)【要約】【課題】運転者の発進意図を推定して自動発進クラッチの伝達トルクをいち早く上昇させ、坂道発進時の後退を防止できる後退防止装置を提供する。【解決手段】エンジンと変速機１０とが伝達トルクを制御可能な自動発進クラッチ２を介して接続され、自動発進クラッチ２が、ブレーキペダルの非踏込み時にはクリープ力を発生させ、ブレーキペダルの踏込み時にはクリープ力を発生させないよう制御される車両において、ブレーキペダルの戻し速度を検出する手段と、戻し速度が設定値より大きい時、自動発進クラッチ２に所定の伝達トルクを発生させるよう制御する手段と、を備えた。【選択図】　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機とが伝達トルクを制御可能な自動発進クラッチを介して接続され、
上記自動発進クラッチが、ブレーキペダルの非踏込み時にはクリープ力を発生させ、ブレーキペダルの踏込み時にはクリープ力を発生させないよう制御される車両において、
上記ブレーキペダルの戻し速度を検出する手段と、
上記戻し速度が設定値より大きい時、上記自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させるよう制御する手段と、を備えたことを特徴とする後退防止装置。
【請求項２】
上記ブレーキペダルが所定以上踏み込まれた時にＯＮするブレーキスイッチを備え、
上記ブレーキペダルの戻し速度が設定値より大きくなった後、所定時間以上ブレーキスイッチがＯＮ状態を継続した時、上記制御手段は上記自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させる制御を中止することを特徴とする請求項１に記載の後退防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の後退防止装置、特に坂道発進時における車両の後退を防止する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンと変速機とを伝達トルクを制御可能な自動発進クラッチを介して接続した車両が知られている。自動発進クラッチとしては、例えば電磁粉式クラッチ、湿式多板クラッチ、乾式単板クラッチなどが用いられ、電子制御や油圧制御によって自動的に伝達トルクを制御することができる。この種の自動発進クラッチの場合、ブレーキペダルの非踏込み時にはクリープ力を発生させるが、ブレーキペダルの踏込み時にはクリープ力を発生させないよう制御するものがある。これは、クラッチの摩耗低減、燃費向上、ステアリング振動の軽減を目的としたものである。
【０００３】
図５はブレーキペダルを踏込んだ状態から解放する時のブレーキスイッチ信号、制動力、自動発進クラッチの伝達トルクの時間変化を示す。
ブレーキスイッチのＯＮ時には、自動発進クラッチの伝達トルクを０とし、クリープ力を発生しないようにしている。
ところが、ブレーキスイッチには必ず遊びがあり、図５から明らかなように、ブレーキペダルの踏込みを緩めて制動力が低下し始めたにも拘わらず、ブレーキスイッチはＯＮのままの状態が継続する。そして、ブレーキスイッチがＯＦＦになって初めて自動発進クラッチの伝達トルクを上昇させる制御を開始するため、制動力の低下からクラッチ伝達トルクが所定値まで上昇する間にタイムラグΔＴが発生する。もし、登坂路で坂道発進をしようとした場合には、上記タイムラグのため車両の後退を防止できない。
【０００４】
ブレーキスイッチに代えてブレーキ液圧を検出し、ブレーキ液圧の低下によって自動発進クラッチの伝達トルクを上昇させる制御を開始する方法もある。しかしながら、ブレーキ液圧は少しの踏込みで急激に変化するため、ブレーキペダルの踏込みを緩めて液圧がほぼ０まで下がらないと、ブレーキペダルを緩めたかどうかを判定できない。したがって、この場合も制動力の低下からクラッチ伝達トルクが所定値まで上昇する間にタイムラグが発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、坂道発進時の車両の後退を防止するための装置が種々提案されている。特開平９−２０２１５９号公報には、後退防止対策として運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態から解放した際に、駆動力が小さい状態から大きな状態に切り換わるまでは、ブレーキ力を保持するようにしたものが提案されている。
特開２００１−１６５２９９号公報には、ニュートラル制御を行うトルクコンバータを有する自動変速機において、ブレーキ液圧が所定値未満になると、ニュートラル制御を解除するものが提案されている。
【０００６】
しかしながら、前者の場合には、ブレーキ力が保持された状態で駆動力が伝達されるので、自動発進クラッチの摩耗が大きくなったり、燃費が悪化するという問題が発生する。
また、後者の場合には、前述のようにブレーキ液圧で検出しているので、液圧がほぼ０付近しか検出できず、タイムラグを解消しえない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、運転者の発進意図を推定して自動発進クラッチの伝達トルクをいち早く上昇させ、坂道発進時の後退を防止できる後退防止装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エンジンと変速機とが伝達トルクを制御可能な自動発進クラッチを介して接続され、上記自動発進クラッチが、ブレーキペダルの非踏込み時にはクリープ力を発生させ、ブレーキペダルの踏込み時にはクリープ力を発生させないよう制御される車両において、上記ブレーキペダルの戻し速度を検出する手段と、上記戻し速度が設定値より大きい時、上記自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させるよう制御する手段と、を備えたことを特徴とする後退防止装置を提供する。
【０００９】
運転者が坂道発進を行う場合には、ブレーキペダルからアクセルペダルへ素早く踏み替えを行うのが通例である。そのためには、ブレーキペダルを踏込んだ状態から素早く戻さなければならない。本発明では、このブレーキペダルの素早い戻し動作を、坂道発進を行おうとする運転者の意図であると推定し、いち早くクラッチの係合を開始させる。そのため、ブレーキスイッチがＯＦＦしてから自動発進クラッチの係合を開始する場合のような時間遅れを解消でき、車両の後退を確実に防止できる。
一方、ブレーキペダルをゆっくり戻した時には、自動発進クラッチが即座に伝達トルクを上昇させず、通常の車両と同様にブレーキスイッチがＯＦＦしてから伝達トルクを上昇させればよい。従来の後退防止方法では、車両の逆行を防止する関係で、チェンジレバーをリバース位置にシフトしないと車両を後退させることができなかったが、本発明では、通常の車両と同様にリバース位置にシフトしなくても坂道で車両を後退させることが可能である。
【００１０】
請求項２のように、ブレーキペダルが所定以上踏み込まれた時にＯＮするブレーキスイッチを備え、ブレーキペダルの戻し速度が設定値より大きくなった後、所定時間以上ブレーキスイッチがＯＮ状態を継続した時、制御手段は自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させる制御を中止するのがよい。
すなわち、本発明の制御はブレーキペダルの戻し速度が設定値より大きくなった時に実施されるが、ブレーキペダルを完全に戻さずに中間位置で保持した状態が続いた時には、自動発進クラッチの伝達トルクが発生しかつ制動力が作用した状態が続くことになる。本発明の自動発進クラッチは、本来、クラッチの摩耗低減、燃費向上、ステアリング振動の軽減を目的としてクリープ力を発生させないものであるから、上記のような現象は本来の効果を損なうことになる。
請求項２は、このようなクラッチの摩耗低減、燃費向上、ステアリング振動の軽減という効果と、車両の後退防止効果とを両立させたものである。
【００１１】
本発明における自動発進クラッチとは、電磁粉式クラッチ、湿式多板クラッチ、乾式単板クラッチなどのような伝達トルクを自在に制御可能なクラッチのほか、ニュートラル制御を行うトルクコンバータなどの流体伝動装置をも含むものである。後者の場合には、流体伝動装置そのものがクリープ力を発生させることができるので、自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させる制御を行うとは、ニュートラル制御を中止することを意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる自動発進クラッチを用いた自動車の一例の骨格構造を示す。
エンジン出力軸１は自動発進クラッチ２を介して無段変速機１０の入力軸１１に接続されている。この実施例の無段変速機１０は、入力軸１１、カウンタ軸１７、駆動プーリ２１を支持する駆動軸２０、従動プーリ３１を支持する従動軸３０、駆動プーリ２１と従動プーリ３１とに巻き掛けられた乾式のＶベルト２５、各プーリ２１，３１に設けられたストローク機構２２，３２、減速軸４０、差動装置４３、車輪４６と連結された出力軸４５、ストローク機構２２，３２を作動させて変速を行う変速用モータ５０などで構成されている。
【００１３】
自動発進クラッチ２は、伝達トルクを自在に制御可能なクラッチで構成され、この実施例では乾式単板クラッチが用いられている。クラッチ２のレリーズフォーク３はクラッチ制御用アクチュエータ４と連結されており、図２に示すコントローラ５でアクチュエータ４を作動させることにより、クリープ制御、発進制御、締結制御などを行なうことが可能である。
【００１４】
コントローラ５には、車速信号、エンジン回転数信号、スロットル開度信号、入力回転数（入力軸１１の回転数）信号、シフト位置（シフトレバーの位置）、ブレーキスイッチ信号、ブレーキストローク信号などの各種信号が入力されている。コントローラ５は、これら入力信号に応じて変速用モータ５０およびクラッチ制御用アクチュエータ４を制御している。
【００１５】
図２は上記自動車に搭載されたブレーキ装置を示す。
このブレーキ装置において、６０はブレーキペダル、６１はマスタシリンダ、６２はリザーバタンクである。マスタシリンダ６１はブレーキ配管６３を介して各車輪のホイールシリンダ６４に接続されている。
ブレーキペダル６０には、ブレーキペダル６０が所定以上踏み込まれた時にＯＮするブレーキスイッチ６５と、ブレーキペダル６０のストローク量を検出するストロークセンサ６６とが設けられ、これらセンサ６５，６６の検出信号はコントローラ５に入力されている。
コントローラ５は、入力される信号を総合的に判定して、変速用モータ５０およびクラッチ制御用アクチュエータ４を制御している。ここでは、自動発進クラッチ２の制御方法について説明する。
【００１６】
表１は、停車状態におけるブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦと、ブレーキペダルの戻し速度と、自動発進クラッチとの関係を示す。
表１に示すように、ブレーキスイッチがＯＮ状態でかつ戻し速度が設定値未満の場合には、運転者が発進の意図なくブレーキペダルを踏み込んでいる状態であると判断し、自動発進クラッチを解放し、クリープ力を発生させない。そのため、クラッチの摩耗低減、燃費向上、ステアリング振動の軽減を図ることができる。また、ブレーキスイッチがＯＮ状態でかつ戻し速度が設定値以上の場合には、急にブレーキペダルから足を離した状態、つまり運転者が坂道発進を行おうとしている意思の現れであると推定し、自動発進クラッチの伝達トルクをクリープ状態まで上昇させる。
ブレーキスイッチがＯＦＦした後は、自動発進クラッチをクリープ状態または係合状態に制御する。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
次に、上記コントローラ５による自動発進クラッチの制御方法、特に坂道発進時の後退防止方法を図３にしたがって説明する。
図３において、制御がスタートすると、路面勾配が所定値以上であるか（ステップＳ１）、車速が微速度Ａ（例えば４ｋｍ／ｈ）以下であるか（ステップＳ　２）、ブレーキスイッチがＯＮであるか（ステップＳ３）などを判定する。これらの判定は、車両が登坂路でブレーキペダルを踏み込んでほぼ停車している状態を判定している。なお、路面勾配の判定は必ずしも必要ではない。登坂路で車両はほぼ停止しているが、ブレーキスイッチがＯＦＦの場合には、後述するように自動発進クラッチをクリープ状態に制御する（ステップＳ８）。
登坂路で車両がほぼ停止しており、かつブレーキスイッチがＯＮの場合には、続いてブレーキペダルの戻し速度ＶＢ　を検出する（ステップＳ４）。この戻し速度ＶＢ　は、ストロークセンサ６６によって得られるブレーキペダル６０のストローク量を時間微分することで容易に得ることができる。そして、求めた戻し速度ＶＢ　を設定値Ｃと比較する（ステップＳ５）。
ＶＢ　＜Ｃの場合には、運転者がブレーキペダル６０を踏み込んだ状態を維持しているか、あるいはゆっくりと戻している途中のいずれかであり、車両の後退を防ごうとする運転者の意思がないと判断し、自動発進クラッチの伝達トルクを即座に上昇させることなく、後述するステップＳ７へ移行する。
ＶＢ　≧Ｃの場合には、運転者がブレーキペダル６０を急に戻した状態、つまり運転者が坂道発進を行おうとしている意思の現れであると推定し、クラッチトルクの上昇を開始させる（ステップＳ６）。そのため、いち早く駆動力が車輪に伝達され、車両の後退を防止できる。
その後、ブレーキスイッチがＯＦＦしたかどうかを判別する（ステップＳ７）。ブレーキスイッチがＯＦＦすれば、発進しようとしていることを意味するので、クラッチトルクをクリープ状態で保持する（ステップＳ８）。一方、ブレーキスイッチがＯＮ状態のままであれば、ＶＢ　≧Ｃになってから所定時間が経過したかどうかを判定し（ステップＳ９）、所定時間が経過していなければ、ステップＳ６〜Ｓ９を繰り返す。そして、ブレーキスイッチがＯＮ状態のまま所定時間が経過した場合には、運転者は坂道発進の意思がないと判断し、クラッチを解放する（ステップＳ１０）。
【００１９】
図４は坂道発進時のブレーキスイッチの作動、ブレーキペダルの動き、制動力およびクラッチトルクの時間変化を示す。
図４の実線はブレーキペダルを素早く戻した場合であり、図４の一点鎖線はブレーキペダルをゆっくり戻した場合である。
いま、時刻ｔ１　でブレーキペダルを踏み込んだ状態から素早く足を離すと、ブレーキペダルがリターンスプリングのばね力のみで戻り、時刻ｔ２　でブレーキペダルの戻し速度がＣ以上になる。戻し速度は、所定時間Δｔにおけるペダルストロークの変化量Ｓによって容易に計算できるし、ペダルストロークを時間微分することによっても計算できる。この時点ｔ２　で、クラッチトルクが上昇を開始する。一方、時刻ｔ３　で制動力が減少し始める。ここでは、制動力が減少し始める時刻ｔ３　をクラッチトルクが上昇し始める時刻ｔ２　より先としたが、これと逆に設定することもできる。そして、時刻ｔ４　で制動力はほぼ０となるが、その時点では既にクラッチトルクが上昇を開始しており、時刻ｔ２　〜ｔ４　までの期間はブレーキおよびクラッチが共に効いた状態である。ブレーキスイッチは、ブレーキペダルが殆ど戻りきった位置にＯＮ／ＯＦＦの切替点が存在するので、時刻ｔ５　でブレーキスイッチがＯＦＦするが、その時点では既にクリープトルクとほぼ同等なトルクが発生している。そのため、車両を後退させずに発進することができる。
ブレーキペダルの戻し速度がＣ以上となった時点（ｔ２　）からの経過時間が所定時間を過ぎても（ｔ６　）、ブレーキスイッチがＯＮのまま維持された場合には、運転者はブレーキペダルを途中まで戻した状態で保持している、つまり坂道発進を行う意思がないと判断し、二点鎖線で示すように、クラッチトルクをクリープ状態から解放状態へ低下させる。
一方、時刻ｔ１　でブレーキペダルをゆっくり戻した場合には、一点鎖線で示すように、ブレーキペダルの戻し速度がＣ以上にならないので、従前と同様にブレーキスイッチがＯＦＦすると同時に（ｔ７　）クラッチトルクを上昇させる。そのため、通常のクリープトルクを発生する車両と同様に発進可能であり、また坂道で車両を後退させることも可能である。
【００２０】
上記実施例は本発明のほんの一例を示すに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば、変速機としてＶベルト式無段変速機を用いたが、他の形式の無段変速機であってもよく、さらには湿式多板クラッチと遊星歯車機構とを用いた一般的な自動変速機であってもよい。
また、自動発進クラッチとして乾式単板クラッチを用い、これをアクチュエータで制御する例を示したが、湿式クラッチや電磁粉式クラッチを用いてもよいし、トルクコンバータなどの流体継手を用いることもできる。
トルクコンバータを用いた場合には、それ自体がすべり状態（クリープ状態）を生成できるので、ブレーキペダルの踏込み時にクリープ力を発生させないようにニュートラル制御を行うものでもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、ブレーキペダルの戻し速度が設定値より大きくなった時、自動発進クラッチに所定の伝達トルクを発生させるよう制御したので、ブレーキペダルの素早い戻し動作を坂道発進を行おうとする運転者の意図であると推定し、いち早くクラッチの係合を開始させることができる。そのため、ブレーキスイッチがＯＦＦしてから自動発進クラッチの係合を開始する場合のような時間遅れを解消でき、車両の後退を確実に防止できる。
また、ブレーキペダルをゆっくり戻した時には、従来と同様に自動発進クラッチが即座に伝達トルクを上昇させないので、一般的なクリープトルクを発生する車両と同様に、坂道で車両を後退させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる自動発進クラッチを用いた車両のスケルトン図である。
【図２】本発明にかかるブレーキ装置の構成図である。
【図３】本発明にかかるクラッチ制御方法を示すフローチャート図である。
【図４】本発明にかかるクラッチ制御方法を示すタイムチャート図である。
【図５】従来のクラッチ制御方法を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
２　　　　　自動発進クラッチ
４　　　　　クラッチ制御用アクチュエータ
５　　　　　コントローラ
１０　　　　　　　　無段変速機
５０　　　　変速用モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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