(57)【要約】    【課題】  クラッチフェ−シングの磨耗を抑制しつつ、円滑な発進を可能とする。    【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のクラッチ緩接続制御の結果（Ｓ６）、クラッチ接続動作が停滞し（Ｓ７）、かつ、その停滞時間が、伝達トルクと密接な相関があるアクセル開度又は燃料供給量に応じて設定された制限時間に達したときに（Ｓ８）、クラッチフェーシングの磨耗が進行することを運転者に報知すべく、警報を出力させる（Ｓ９）。また、警報の出力に伴って、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）。その後、クラッチストロークが変化したので、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間を再設定すると共に（Ｓ１１）、停滞時間を計測するタイマをリセットさせる（Ｓ１２）。【選択図】  図３
2005048894.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、その接続動作が停滞したか否かを判定する停滞判定手段と、
該停滞判定手段によりクラッチ接続動作が停滞したと判定されたときに、その停滞時間を計測する停滞時間計測手段と、
伝達トルクと相関があるパラメータに基づいて、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間を設定する制限時間設定手段と、
前記停滞時間計測手段により計測された停滞時間が、前記制限時間設定手段により設定された制限時間に達したときに、前記クラッチを強制的に緩接続させる強制接続手段と、
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】
前記強制接続手段は、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】
前記停滞時間が制限時間に達したときに、警報を発する警報発生手段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】
前記制限時間設定手段は、伝達トルクが大きくなるにつれて、前記制限時間を短く設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記伝達トルクと相関があるパラメータは、アクセル開度又は燃料供給量であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のクラッチ制御装置。
【請求項６】
前記停滞判定手段は、前記クラッチのストロークの変化率に基づいて、クラッチ接続動作が停滞しているか否かを判定することを特徴とする請求項１〜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、クラッチフェ−シングの磨耗を抑制しつつ、円滑な発進を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、燃費向上を図ることができる。また、流体クラッチ特有のスリップ感がないため、ドライバビリティも向上する。一方、車両発進時に、クラッチを急接続させると、エンジン回転速度と歯車式変速機の入力軸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制御として、クラッチの半クラッチ制御が不可欠である。
【０００３】
ところで、車両発進時に、アクセルペダルの踏み込みが少ないと、半クラッチ状態が長時間持続し、クラッチフェ−シングの磨耗が進行してしまうおそれがある。このため、特許文献１に開示されるように、半クラッチ状態が所定時間保持されたときに、警報を発することで、アクセルペダルのさらなる踏み込みを要求する技術が提案されている。また、クラッチフェ−シングの磨耗進行を抑制するため、警報を発すると共に、クラッチを強制接続させる技術も開発されている。
【特許文献１】特開平１１−２４７８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のクラッチ制御では、クラッチにより伝達されるトルクの大小にかかわらず、警報を発するまでの所定時間が一定値であったために、次のような問題点があった。即ち、クラッチの保護を優先させるべく所定時間を短く設定すると、伝達トルクが小さいときに、半クラッチ状態が短時間で強制終了されてしまうため、スムーズな発進ができない。一方、スムーズな発進を優先させるべく所定時間を長く設定すると、伝達トルクが大きいときに、半クラッチ状態が必要以上保持されてしまい、クラッチフェ−シングの磨耗抑制が不十分となってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、伝達トルクに応じてクラッチの接続制御を行うことで、クラッチフェ−シングの磨耗を抑制しつつ、円滑な発進を可能と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、その接続動作が停滞したか否かを判定する停滞判定手段と、該停滞判定手段によりクラッチ接続動作が停滞したと判定されたときに、その停滞時間を計測する停滞時間計測手段と、伝達トルクと相関があるパラメータに基づいて、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間を設定する制限時間設定手段と、前記停滞時間計測手段により計測された停滞時間が、前記制限時間設定手段により設定された制限時間に達したときに、前記クラッチを強制的に緩接続させる強制接続手段と、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、前記強制接続手段は、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ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明では、前記停滞時間が制限時間に達したときに、警報を発する警報発生手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明では、前記制限時間設定手段は、伝達トルクが大きくなるにつれて、前記制限時間を短く設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明では、前記伝達トルクと相関があるパラメータは、アクセル開度又は燃料供給量であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明では、前記停滞判定手段は、前記クラッチのストロークの変化率に基づいて、クラッチ接続動作が停滞しているか否かを判定することを特徴とする。
【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、伝達トルクと相関があるパラメータに基づいて、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間が適宜設定される。また、クラッチ接続動作中に、その接続動作が停滞した停滞時間が計測される。そして、停滞時間が制限時間に達すると、クラッチが強制的に緩接続される。このため、制限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、クラッチフェーシングの磨耗を抑制しつつ、スムーズな発進を行うことができる。このとき、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間は、クラッチフェーシングの磨耗度合いに密接な相関がある伝達トルクに応じて設定されるため、半クラッチ状態におけるクラッチの負荷を適正に保持することもできる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、クラッチ接続動作の停滞時間が制限時間に達したときには、クラッチが所定ストロークだけ強制的に緩接続されるので、その接続動作が短時間で一気に行われることがなく、ショック発生を抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、クラッチ接続動作の停滞時間が制限時間に達したときには、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を阻止することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、伝達トルクが大きくなるにつれて制限時間が短くなるので、クラッチフェーシングの磨耗が早い、即ち、高負荷状態でのクラッチフェーシングの磨耗進行を効果的に抑制することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、アクセル開度又は燃料供給量に基づいて、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間が設定されるので、車両制御に用いられる信号が活用できることから、新たなセンサを設ける必要がなく、本発明を実施するためのコスト上昇を抑制することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、クラッチのストローク変化率に基づいて、クラッチ接続動作が停滞しているか否かが判定されるので、制御構造が複雑化することがなく、車載コントロールユニットの処理負荷増加を抑制することができる。
【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、自動変速制御又は手動変速制御を行うべく、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。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，停滞判定手段，停滞時間計測手段，制限時間設定手段，強制接続手段及び警報発生手段が夫々実現される。
【００２５】
次に、車両発進時におけるクラッチ制御装置のクラッチ接続制御について、図２及び図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、かかるクラッチ接続制御は、例えば、ポジションセンサ３２，車速センサ３４及びブレーキスイッチ４４からの信号に基づいて、車両発進待機状態となったと判定され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を接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、半クラッチ状態でクラッチ接続動作が長時間停滞することを防止すべく、その停滞時間を制限する制限時間が設定される。即ち、クラッチ１２におけるクラッチフェーシングの磨耗度合いは、伝達トルクと密接な相関があるため、例えば、アクセル開度θ又は燃料噴射量Ｔpに応じて変化する特性がある。このため、半クラッチ状態におけるクラッチフェーシングの磨耗が促進されない許容時間（制限時間）は、図４に示すマップのように、アクセル開度θが大きくなるにつれて非線形的に徐々に短くなる。そこで、アクセル開度センサ４０により検出されたアクセル開度θをパラメータとして、図４に示すマップが参照され、制限時間が一意に設定される。ここで、アクセル開度θに代えて、エンジンコントロールユニット１６により制御される燃料噴射量Ｔpを用いるようにしてもよい。なお、ステップ４の処理が、制限時間設定手段に該当する。
【００３０】
ステップ５では、クラッチ接続動作の停滞時間の計測を開始すべく、タイマがスタートされる。
【００３１】
ステップ６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５参照）がコールされる。
【００３２】
ステップ７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（クラッチストロークＬが変化しないことをいう）しているか否かが判定される。即ち、クラッチストロークＬの変化率ΔＬに基づいて、クラッチ接続動作が停滞しているか否かが判定される。そして、クラッチ接続動作が停滞していたらステップ８へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチ接続動作が停滞していなければステップ１１へと進む（Ｎｏ）。なお、ステップ７の処理が、停滞判定手段に該当する。
【００３３】
ステップ８では、タイマを参照することで、クラッチ接続動作が制限時間停滞しているか否かが判定される。そして、クラッチ接続動作が制限時間停滞していれば、クラッチフェーシングの磨耗を抑制する処理を実行すべく、ステップ９へと進む（Ｙｅｓ）。一方、クラッチ接続動作が所定時間停滞していなければステップ１３へと進む（Ｎｏ）。
【００３４】
ステップ９では、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。なお、ステップ９の処理が、警報発生手段に該当する。
【００３５】
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。なお、ステップ１０の処理が、強制接続手段に該当する。
【００３６】
ステップ１１では、ステップ４と同様な処理により、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間が再設定される。なお、ステップ１１の処理が、制限時間設定手段に該当する。
【００３７】
ステップ１２では、タイマがリセット、即ち、再スタートされる。なお、ステップ５，ステップ８及びステップ１２における一連の処理が、停滞時間計測手段に該当する。
【００３８】
ステップ１３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１４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６へと戻る（Ｎｏ）。
【００３９】
ステップ１４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６（図５に示すサブルーチン全体），ステップ１３及びステップ１４における一連の処理が、クラッチ接続手段に該当する。
【００４０】
図５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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、伝達トルクが極めて小さいので、エンスト発生を防止する観点などから、クラッチ接続動作が停滞される。
【００４４】
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）。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上説明したクラッチ接続制御によれば、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、伝達トルクと密接な相関があるアクセル開度θに応じて設定された制限時間だけ停滞すると、クラッチフェーシングの磨耗が進行す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。
【００４８】
従って、クラッチ接続動作が制限時間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。このとき、クラッチ接続動作の停滞時間を制限する制限時間は、クラッチフェーシングの磨耗度合いに密接な相関がある伝達トルクに応じて適切に設定されるため、半クラッチ状態におけるクラッチ１２の負荷を適正に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】クラッチ接続制御を示すメインルーチンのフローチャート
【図３】クラッチ接続制御を示すメインルーチンのフローチャート
【図４】トルクと制限時間との相関関係が設定されたマップの説明図
【図５】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
【符号の説明】
【００５０】
１２  クラッチ
１６  エンジンコントロールユニット
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
４０  アクセル開度センサ
４８  表示モニター
【図１】
2005048894.tif 000003
【図２】
2005048894.tif 000004
【図３】
2005048894.tif 000005
【図４】
2005048894.tif 000006
【図５】
2005048894.tif 000007