(57)【要約】    【課題】  クラッチの繋がり具合に応じて車両発進補助装置に対してサービスブレーキ解除信号を出力することで、適切なタイミングでブレーキを解除する。    【解決手段】  車両発進時におけるクラッチ接続制御において、半クラッチ状態となった後にクラッチ緩接続制御を行ったにもかかわらず（Ｓ４）、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したときに（Ｓ５）、クラッチフェーシングの磨耗が進行するおそれがあることを報知する警報を出力すると共に（Ｓ９）、クラッチを所定ストロークだけ強制的に緩接続させる（Ｓ１０）。また、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞していないが、それよりも短い第１の所定時間連続して停滞したときには（Ｓ６）、クラッチによって所定のトルクが伝達されていることが明確であると考えられるので、車両発進補助装置に対してブレーキ解除信号を出力する（Ｓ１１）。【選択図】  図２
2005048893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が発進するときに、クラッチを切断状態から接続状態へと半クラッチ状態を経て接続させるクラッチ接続手段と、
該クラッチ接続手段によるクラッチ接続動作中に、その接続動作が第１の所定時間連続して停滞したか否かを判定する第１の停滞判定手段と、
該第１の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第１の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、車両発進補助装置に対してブレーキ解除信号を出力する解除信号出力手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
車両が位置する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
該勾配検出手段により検出された勾配に基づいて、前記第１の所定時間を設定する第１の時間設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記クラッチ接続手段によるクラッチ接続動作中に、その接続動作が第２の所定時間連続して停滞したか否かを判定する第２の停滞判定手段と、
該第２の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、前記クラッチを所定ストロークだけ強制的に緩接続させる強制接続手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】
車両が位置する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、
該勾配検出手段により検出された勾配に基づいて、前記第２の所定時間を設定する第２の時間設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３記載のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記第２の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のクラッチ制御装置。
【請求項６】
前記第２の所定時間は、前記第１の所定時間より長く設定されたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１つに記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両発進時のクラッチ接続制御において、車両発進補助装置に対して適切なタイミングでブレーキ解除信号を出力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型商用車には、車両発進時におけるブレーキペダルの操作を不要とし、運転者の労力を軽減することを目的として、車両発進補助装置が搭載されることが多い。車両発進補助装置は、ブレーキペダルから足を離しても、クラッチが接続されるまでサービスブレーキを作動させておくものである。そして、車両発進補助装置では、特許文献１に開示されるように、運転者の発進意思が具象化されるクラッチペダルの操作量、即ち、クラッチストロークが所定値になったときに、サービスブレーキが解除される。
【０００３】
また、クラッチと歯車式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じて自動変速する機械式自動変速機が近年実用化されている。機械式自動変速機では、エンジンから駆動輪までの駆動力伝達系に流体クラッチ（トルクコンバータ）が介在しないので、駆動力伝達効率が高く、燃費向上などを図ることができる。一方、車両発進時にクラッチを急接続させると、入力回転速度と出力回転速度との速度差が大であるため、大きなショックやエンストが発生してしまうおそれがある。このため、車両発進時のクラッチ接続制御として、半クラッチ制御が不可欠である。
【特許文献１】特開２００３−７２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、クラッチフェーシングは徐々に磨耗する特性があるので、クラッチストロークとクラッチ接続位置とが常に一定であるとは限らない。このため、車両発進補助装置において、クラッチストロークに応じてサービスブレーキを解除したときには、必ずしも適切なタイミングでサービスブレーキが解除されない。そして、特に坂道発進では、サービスブレーキが早過ぎるタイミングで解除されると、車両が後退してしまうおそれがある。このような不具合を解消するために、サービスブレーキの解除ポイントを調整する機能を備えることも考えられるが、かかる機能をもってしても、適切なタイミングでサービスブレーキを解除できるとは限らない。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、クラッチの繋がり具合に応じて車両発進補助装置に対してサービスブレーキ解除信号を出力することで、適切なタイミングでブレーキを解除できるようにしたクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載の発明では、車両が発進するときに、クラッチを切断状態から接続状態へと半クラッチ状態を経て接続させるクラッチ接続手段と、該クラッチ接続手段によるクラッチ接続動作中に、その接続動作が第１の所定時間連続して停滞したか否かを判定する第１の停滞判定手段と、該第１の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第１の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、車両発進補助装置に対してブレーキ解除信号を出力する解除信号出力手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、車両が位置する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、該勾配検出手段により検出された勾配に基づいて、前記第１の所定時間を設定する第１の時間設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明では、前記クラッチ接続手段によるクラッチ接続動作中に、その接続動作が第２の所定時間連続して停滞したか否かを判定する第２の停滞判定手段と、該第２の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、前記クラッチを所定ストロークだけ強制的に緩接続させる強制接続手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明では、車両が位置する路面の勾配を検出する勾配検出手段と、該勾配検出手段により検出された勾配に基づいて、前記第２の所定時間を設定する第２の時間設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明では、前記第２の停滞判定手段によりクラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したと判定されたときに、警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明では、前記第２の所定時間は、前記第１の所定時間より長く設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、車両発進時におけるクラッチ接続動作中に、その接続動作が第１の所定時間連続して停滞すると、車両発進補助装置に対してブレーキ解除信号が出力される。即ち、クラッチ接続動作が第１の所定時間連続して停滞していれば、クラッチによって所定のトルクが伝達されていることが明確であると考えられる。このため、ブレーキは、クラッチストロークに依らずクラッチの繋がり具合に応じて解除されることとなり、クラッチフェーシングが磨耗した状態であっても適切なタイミングで解除することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、第１の所定時間は路面勾配に応じて設定されるため、早過ぎるブレーキ解除がなされることがなく、特に坂道発進において、トルク不足による車両逆行を防止することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞すると、クラッチが所定ストロークだけ強制的に緩接続される。このため、第２の所定時間をクラッチフェーシングの磨耗が進行するおそれがない時間とすれば、半クラッチ状態が必要以上保持されることがなく、クラッチフェーシングの磨耗を抑制することができる。また、接続動作が短時間で一気に行われることがないことから、ショック発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、第２の所定時間は路面勾配に応じて設定されるため、トルク不足のままクラッチ接続動作が進行することがなく、エンスト発生を防止することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したときには、警報が発せられるので、運転者は発進に際してアクセルペダルの踏み込みが足りなかったことを認識することができる。そして、アクセルペダルをさらに踏み込むことで、クラッチ接続動作の停滞が阻止され、迅速な車両発進を行うことができる。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、第２の所定時間は第１の所定時間より長く設定されているため、ブレーキが解除されてからクラッチ接続動作が進行し、クラッチに過大な負荷が作用することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
【００１９】
図１は、本発明に係るクラッチ制御装置を備えた車両構成を示す。
【００２０】
エンジン１０には、クラッチ１２を介して、歯車式変速機（以下「変速機」という）１４が取り付けられる。また、エンジン１０には、マイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット１６により燃料噴射量（燃料供給量）が制御される燃料噴射ポンプ１８と、エンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２０と、が取り付けられる。クラッチ１２には、クラッチ駆動用アクチュエータとしてのクラッチブースタ２２の出力軸が接続されると共に、そのストロークＬを検出するクラッチストロークセンサ２４が取り付けられる。
【００２１】
一方、変速機１４には、マイクロコンピュータを内蔵した変速機コントロールユニット２６により開閉制御される電磁弁２８を介して、その変速段を作動流体で切り換えるアクチュエータ３０が取り付けられる。また、変速機１４には、変速段を検出するポジションセンサ３２と、その出力軸の回転速度から車速Ｖを検出する車速センサ３４と、カウンタシャフトの回転速度Ｎcを検出するカウンタ回転速度センサ３６と、が取り付けられる。
【００２２】
運転室内には、アクセルペダル３８の操作量を介してアクセル開度θを検出するアクセル開度センサ４０と、ブレーキペダル４２が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチ４４と、変速機１４の変速指示を入力するシフトレバー４６と、変速機１４の変速状態を表示する表示モニター４８と、が備えられる。なお、表示モニター４８には、変速終了，異常発生などを報知するブザーなどの報知装置を組み込むようにしてもよい。
【００２３】
そして、アクセル開度センサ４０の信号がエンジンコントロールユニット１６に入力され、アクセル開度θに応じて燃料噴射ポンプ１８が制御される。一方、エンジン回転速度センサ２０，クラッチストロークセンサ２４，ポジションセンサ３２，車速センサ３４，カウンタ回転速度センサ３６，ブレーキスイッチ４４及びシフトレバー４６の各信号が変速機コントロールユニット２６に入力され、エンジンコントロールユニット１６と相互通信しつつ、クラッチブースタ２２，電磁弁２８及び表示モニター４８が夫々制御されると共に、車両発進補助装置５０に対してサービスブレーキ解除信号が出力される。なお、変速機コントロールユニット２６は、クラッチ１２の断接制御を行うことから、クラッチ制御装置としての機能を兼備している。
【００２４】
ここで、クラッチ制御装置としての機能を兼備する変速機コントロールユニット２６及び各種センサにより、クラッチ接続手段，第１の停滞判定手段，第２の停滞判定手段，解除信号出力手段，第１の時間設定手段，第２の時間設定手段及び強制接続手段が夫々実現される。また、変速機コントロールユニット２６及び表示モニター４８により、警報手段が実現される。
【００２５】
次に、クラッチ制御装置における処理内容の第１実施形態について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、かかる制御は、車両発進待機状態となったときに実行される。
【００２６】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。即ち、車両発進待機状態となった後に、実際に車両発進すべくアクセルペダル３８が踏み込まれたか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ２へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であれば待機する（Ｎｏ）。
【００２７】
ステップ２では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を急接続させる。
【００２８】
ステップ３では、クラッチストロークセンサ２４からの信号に基づいて、クラッチストロークＬが所定値以下になったか否かが判定される。ここで、所定値は、クラッチ１２が半クラッチ状態となったか否かを判定するための値であって、クラッチ１２の特性に応じて適切な値に設定される。そして、クラッチストロークＬが所定値以下になればステップ４へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチストロークＬが所定値より大きければステップ２へと戻る（Ｎｏ）。即ち、ステップ２及びステップ３の処理により、クラッチ１２を切断状態から半クラッチ状態へと短時間で移行させる。
【００２９】
ステップ４では、クラッチ１２を半クラッチ状態からさらに接続動作させるべく、運転状態に応じてクラッチ１２を緩接続させるサブルーチン（図３参照）がコールされる。
【００３０】
ステップ５では、クラッチストロークセンサ２４からの信号に基づいて、クラッチ緩接続制御が行われたにもかかわらず、クラッチ接続動作が停滞した状態（以下「停滞状態」という）が、第２の所定時間連続しているか否かが判定される。ここで、第２の所定時間は、半クラッチ状態が長時間保持された結果、クラッチフェーシングの磨耗が進行するおそれがある時間に設定される。そして、停滞状態が第２の所定時間連続していればステップ９へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチフェーシングの磨耗が進行するおそれがあることを報知すべく、表示モニター４８の報知装置が所定時間作動される。また、ステップ１０では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を所定ストロークだけ強制的に緩接続させる。一方、停滞状態が第２の所定時間連続していなければステップ６へと進む（Ｎｏ）。なお、ステップ５，ステップ９及びステップ１０の処理は、夫々、第２の停滞判定手段，警報手段及び強制接続手段に該当する。
【００３１】
ステップ６では、クラッチストロークセンサ２４からの信号に基づいて、クラッチ緩接続制御が行われたにもかかわらず、停滞状態が第１の所定時間連続しているか否かが判定される。ここで、第１の所定時間は、第２の所定時間よりも短い時間であって、半クラッチ状態が長時間保持された結果、駆動輪に所定のトルクが伝達されていることが明確である時間に設定される。そして、停滞状態が第１の所定時間連続していればステップ１１へと進み（Ｙｅｓ）、車両発進補助装置５０に対してサービスブレーキ解除信号が出力される。一方、停滞状態が第１の所定時間連続していなければステップ７へと進む（Ｎｏ）。なお、ステップ６及びステップ１１の処理は、夫々、第１の停滞判定手段及び解除信号出力手段に該当する。
【００３２】
ステップ７では、エンジン回転速度センサ２０及びカウンタ回転速度センサ３６からの信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致したか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致したならばステップ８へと進み（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致していなければステップ４へと戻る（Ｎｏ）。
【００３３】
ステップ８では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を完全接続させる。なお、ステップ２，ステップ３，ステップ４（図３に示すサブルーチン全体），ステップ７及びステップ８における一連の処理が、クラッチ接続手段に該当する。
【００３４】
図３は、クラッチ緩接続制御を行うサブルーチンの処理内容を示す。
【００３５】
ステップ２１では、エンジン回転速度センサ２０からエンジン回転速度Ｎeが読み込まれる。
【００３６】
ステップ２２では、エンジン回転速度Ｎeの変化率に基づいて、エンジン回転加速度αが演算される。
【００３７】
ステップ２３では、エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが小又は負であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならば本サブルーチンにおける処理を終了し（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ２４へと進む（Ｎｏ）。ここで、エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが小又は負であるときには、半クラッチ状態が進行せず、クラッチ接続動作が停滞される。
【００３８】
ステップ２４では、「エンジン回転速度Ｎeが高め、かつ、エンジン回転加速度αが小」又は「エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが大」であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならばステップ２５へと進み（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ２６へと進む（Ｎｏ）。
【００３９】
ステップ２５では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２をゆっくり接続、若しくは、接続量を少なくする。
【００４０】
ステップ２６では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を速めに接続、若しくは、接続量をやや多めにする。
【００４１】
以上説明した制御によれば、車両が発進するときには、クラッチ１２が切断状態から半クラッチ状態まで急接続される。半クラッチ状態になってから、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致するまでは、エンジン回転速度Ｎe及びエンジン回転加速度αに基づいて、クラッチ１２は緩接続される。このとき、エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが小又は負であれば、そのときのクラッチストロークＬが保持、即ち、クラッチ接続動作が停滞される。そして、クラッチ緩接続制御が行われたにもかかわらず、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞すると、クラッチフェーシングの磨耗が進行するおそれがあることを報知すべく、表示モニター４８の報知装置が所定時間作動される。また、報知装置の作動に伴って、クラッチフェーシングの磨耗進行を抑制しつつ、スムーズな発進を可能とすべく、クラッチ１２が所定ストロークだけ強制的に緩接続される。
【００４２】
従って、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞したときに報知装置が作動することで、運転者は発進に際してアクセルペダル３８の踏み込みが足りないことを認識し、これをさらに踏み込むことで、クラッチ接続動作の停滞を阻止することができる。また、報知装置の作動に伴って、クラッチ１２が所定ストロークだけ強制的に緩接続されるため、クラッチ１２の接続動作が短時間で一気に行われることがなく、ショック発生が抑制されると共に、クラッチフェーシングの磨耗促進を抑制しつつ、スムーズな発進を行うことができる。
【００４３】
一方、クラッチ接続動作が第２の所定時間連続して停滞していないが、それよりも短い第１の所定時間連続して停滞していれば、駆動輪に対して所定のトルクが伝達されていることが明確であるため、車両発進補助装置５０に対してサービスブレーキ解除信号が出力される。このため、サービスブレーキは、クラッチストロークに依らずクラッチの繋がり具合に応じて解除されることとなり、クラッチフェーシングが磨耗した状態であっても適切なタイミングで解除することができる。
【００４４】
図４は、クラッチ制御装置における処理内容の第２実施形態のフローチャートを示す。なお、第２実施形態では、車両が位置する路面の勾配を検出する勾配センサ（勾配検出手段）が備えられ、その信号が変速機コントロールユニット２６に入力される。また、第２実施形態における処理内容は、先の第１実施形態と主要部分が同一であるため、重複説明を排除する趣旨から、異なる処理についてのみ記載してある。
【００４５】
ステップ４の後に実行されるステップ１２では、勾配センサからの信号に基づいて、路面の勾配が検出される。
【００４６】
ステップ１３では、図５に示すマップが参照され、勾配に応じた第１及び第２の所定時間が設定される。ここで、マップでは、勾配が大きくなるにつれて車両発進に要するトルクが大となることを考慮し、第１及び第２の所定時間は、勾配の増加に伴って所定勾配から徐々に長くなるように設定されている。その後、ステップ５以下の処理が実行される。なお、ステップ１２及びステップ１３の処理が、第１の時間設定手段及び第２の時間設定手段に該当する。
【００４７】
このように、路面の勾配に応じて第１の所定時間を設定するようにすれば、早過ぎるブレーキ解除がなされることがなく、特に坂道発進において、トルク不足による車両逆行を防止することができる。また、路面の勾配に応じて第２の所定時間を設定するようにすれば、トルク不足のままクラッチ接続動作が進行することがなく、エンスト発生を防止することができる。そして、図５に示すように、第２の所定時間を第１の所定時間よりも長く設定すれば、サービスブレーキが解除されてからクラッチ接続動作が進行し、クラッチ１２に過大な負荷が作用することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るクラッチ制御装置を備えた車両構成図
【図２】クラッチ制御装置における処理内容の第１実施形態を示すフローチャート
【図３】クラッチ緩接続制御を示すサブルーチンのフローチャート
【図４】クラッチ制御装置における処理内容の第２実施形態を示すフローチャート
【図５】第１及び第２の所定時間を設定するマップの説明図
【符号の説明】
【００４９】
１２  クラッチ
２０  エンジン回転速度センサ
２２  クラッチブースタ
２４  クラッチストロークセンサ
２６  変速機コントロールユニット
３６  カウンタ回転速度センサ
４８  表示モニター
５０  車両発進補助装置
【図１】
2005048893.tif 000003
【図２】
2005048893.tif 000004
【図３】
2005048893.tif 000005
【図４】
2005048893.tif 000006
【図５】
2005048893.tif 000007