(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフト操作手段に所定の操作力が加えられたとき信号を出力するシフト操作検出手段と、シフト操作検出手段の出力に基づきクラッチの自動分断を実行するクラッチアクチュエータと、シフト操作手段の動作に基づき変速操作される変速機と、変速機のシフトストロークを検出するシフトストローク検出手段と、シフトストローク検出手段とシフト操作検出手段との出力に基づきシフト操作検出手段の異常を診断する異常診断手段とを備え、
上記異常診断手段は、上記シフトストローク検出手段からのシフトストロークにより上記変速機のギヤ抜きを検出した際に、上記シフト操作検出手段からの信号を検出できないときは、該シフト操作検出手段を異常と判断して、異常時処理を開始することを特徴とするオートクラッチ車両。
【請求項２】
上記シフト操作手段の動作に連動させて上記変速機を変速操作させるべく、上記変速機を上記シフト操作手段に機械的に連結する機械的連結手段を備えた請求項１記載のオートクラッチ車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチの自動断接を実行するクラッチアクチュエータを備えたオートクラッチ車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、摩擦クラッチをクラッチアクチュエータで操作し、クラッチの自動断接を実行し得るオートクラッチ車両が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このオートクラッチ車両においては、シフトレバー装置にスイッチが設けられ、このスイッチがONされたとき、これを合図にクラッチが切れるようになっている。従ってスイッチに断線等の異常が生じたときは、これを直ちに自己診断することが信頼性、安全性の向上につながる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るオートクラッチ車両は、シフト操作手段に所定の操作力が加えられたとき信号を出力するシフト操作検出手段と、シフト操作検出手段の出力に基づきクラッチの自動分断を実行するクラッチアクチュエータと、シフト操作手段の動作に基づき変速操作される変速機と、変速機のシフトストロークを検出するシフトストローク検出手段と、シフトストローク検出手段とシフト操作検出手段との出力に基づきシフト操作検出手段の異常を診断する異常診断手段とを備え、
上記異常診断手段は、上記シフトストローク検出手段からのシフトストロークにより上記変速機のギヤ抜きを検出した際に、上記シフト操作検出手段からの信号を検出できないときは、該シフト操作検出手段を異常と判断して、異常時処理を開始するものである。
好ましくは、上記シフト操作手段の動作に連動させて上記変速機を変速操作させるべく、上記シフト操作手段を上記変速機に機械的に連結する機械的連結手段を備えたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００６】
図４は本発明が適用されるオートクラッチ車両の構成図である。このオートクラッチ車両には所謂セミオートクラッチ装置が搭載されている。セミオートクラッチ装置は、クラッチ１に摩擦クラッチを用い、これをマニュアル断接手段２でマニュアル断接するか、或いは自動断接手段（クラッチアクチュエータ）３で自動断接するように構成されている。図はクラッチ１が接続され、いずれの手段も作動されてない通常の状態を示す。
【０００７】
クラッチ１は、そのクラッチフォーク４を、流体圧シリンダとしてのスレーブシリンダ５により往復動させることで、断接方向にストロークされる。スレーブシリンダ５にはクラッチ作動力となる油圧（流体圧）が中間シリンダ６から供給される。中間シリンダ６は、マスタシリンダ７から供給される油圧と、油圧源８から供給される油圧とを切り替えて、その供給油圧に応じた油圧をスレーブシリンダ５に送る。マスタシリンダ７はクラッチペダル９の踏込量（操作量）に応じた油圧を発生し中間シリンダ６に送る。油圧源８はモータ１０、油圧ポンプ１１、チェック弁３２、電磁弁３０，３１及びリリーフ弁１３を備え、電子式コントロールユニット１４でモータ１０及び電磁弁３０，３１が駆動制御されて、所定の油圧給排制御を行うようになっている。これらにより油圧管路系が構成され、作動流体としてのオイルはオイルタンク１５に溜められる。
【０００８】
電磁弁３０，３１はコントロールユニット１４でデューティ制御され、ここではノーマルクローズのもの、つまりOFF で閉となるものが使用される。電磁弁３０，３１はクラッチ１の接続のため、或いはスレーブシリンダ５からのオイル排出のために用いられる。それぞれの電磁弁３０，３１は流路径が異なる。これら電磁弁３０，３１の制御の仕方で連続的にクラッチ接続速度が変えられる。リリーフ弁１３は油圧が異常上昇したときに開くフェールセーフのためのもので、通常は閉じている。
【０００９】
この構成では、クラッチ１のマニュアル断接が以下のように行われる。まず図示状態からクラッチペダル９が踏み込まれるとマスタシリンダ７から油圧が発生する。そしてこの油圧が実線矢印で示すように中間シリンダ６の内部のピストン１６，１７を二つ同方向に押し、中間シリンダ６からペダル踏込量に相当する油圧をスレーブシリンダ５に供給させる。するとスレーブシリンダ５では内部のピストン１８が押され、これによりクラッチフォーク４が押され、クラッチ１はペダル踏込量相当分だけ分断側に操作される。クラッチペダル９の戻し操作を行えば破線矢印で示すように油圧が戻ってクラッチ１は接続側に操作される。このとき中間シリンダ６のピストン１６，１７がスプリング３７で通常位置に押し戻される。このようにしてマニュアル断接が達成され、クラッチペダル９、マスタシリンダ７、中間シリンダ６及びスレーブシリンダ５がマニュアル断接手段２を構成することとなる。
【００１０】
一方、クラッチ１ないしクラッチフォーク４のストロークはクラッチストロークセンサ１９により常時検出されている。クラッチストロークセンサ１９はリンク３６を介してクラッチフォーク４により動作されるポテンショメータである。クラッチストロークセンサ１９は、クラッチストロークが分断側ほど大きな電圧を出力するようになっている。また中間シリンダ６の出口部に油圧スイッチ３３が設けられる。これは検出油圧が上昇してある設定値に達したとき、OFF からONになる。これらセンサ１９、スイッチ３３の信号はコントロールユニット１４に送られる。
【００１１】
かかる装置は通常の手動変速機２０を備えた車両に装備される。図３に詳しく示すが、変速機２０にはその変速操作部を構成するシフターレバー４６が設けられている。シフターレバー４６は、リンクやワイヤケーブル等の機械的連結手段５７を介して、シフト操作手段（シフトレバー装置）２１のノブレバー２３に機械的に連結される。シフト操作手段２１が運転手により動作されると、これにシフターレバー４６が連動して変速機２０が変速操作される。
【００１２】
シフト操作手段２１においては、シフトノブ２２がノブレバー２３に対し僅かに揺動（首振り）可能となっている。通常シフトノブ２２はスプリング６１でセンター位置に保持されるが、所定のシフト力が加えられたとき揺動し、内部のシフトスイッチ６２をONさせるようになっている。
【００１３】
図１、図３に示すが、変速機２０には、変速機２０即ちシフターレバー４６のシフト方向のストロークを検出するシフトストロークセンサ３４（シフトストローク検出手段）と、シフターレバー４６のニュートラル位置を検出するニュートラルスイッチ２４と、シフターレバー４６のセレクト方向のストロークを検出するセレクトストロークセンサ３５とが装備されている。これらセンサやスイッチの信号はコントロールユニット１４に送られる。
【００１４】
この構成では、クラッチ１の自動断接が以下のように行われる。例えば所定のギヤ段で走行中、運転手が変速しようとしてシフトノブ２２にシフト力を与えたとする。するとシフトノブ２２が微小揺動してシフトスイッチ６２がONとなり、これを合図にコントロールユニット１４はモータ１０を起動する。すると油圧ポンプ１１が起動されて油圧を発生し、この油圧が実線矢印で示すようにチェック弁３２を押し開けて中間シリンダ６に至る。中間シリンダ６ではピストン１６，１７を離間方向に押動する。これによって出口側のピストン１７がさらに出口側のオイルを加圧し、スレーブシリンダ５に供給する。こうなるとスレーブシリンダ５のピストン１８がクラッチフォーク４を押してクラッチ１を分断する。この後モータ１０を停止すると、チェック弁３２で油圧が保持されるのでクラッチ１が断保持される。
【００１５】
こうしてクラッチ１が切れた後、運転手による継続的なシフトレバー操作により変速機２０が次のギヤ段に入れられる。
【００１６】
これと同時にコントロールユニット１４は、シフトストロークセンサ３４、セレクトストロークセンサ３５の信号から変速機２０が変速されたことを知り、クラッチ１の接続制御を開始する。具体的には電磁弁３０，３１をエンジン運転状態、車両走行状態、運転手の意思状態に合わせて最適に制御する。これにより破線矢印で示すようにスレーブシリンダ５から油圧が排出され、クラッチフォーク４が戻されてクラッチ１が最適速度で接続される。このように、コントロールユニット１４、油圧源８、中間シリンダ６及びスレーブシリンダ５が自動断接手段３を構成することとなる。
【００１７】
なお、マニュアル断接と自動断接との切替えは車室内に設けられた切替スイッチ２５によって行われる。
【００１８】
ここで、上記の如きクラッチ自動断接制御は車両発進時にも行われる。即ち、運転手が発進しようとしてニュートラルにあるシフト操作手段２１にシフト力を与えたとする。すると前記同様にクラッチ１が切れ、これに続くシフトレバー操作により変速機２０が発進段に入れられる。この後運転手によってアクセルペダル３８が踏み込まれ、エンジン回転が上昇すると共に、クラッチ１が発進に適した接続速度で微妙に速度調節されつつ接続され、これにより車両は接続ショックなくスムーズに発進、加速されることとなる。
【００１９】
一方、アクセルペダル３８の開度（踏込量）がアクセル開度センサ３９により検出される。アクセル開度センサ３９はポテンショメータで、アクセル開度に比例した電圧を出力する。またアクセルペダル３８の付近にアクセルアイドルスイッチ４０が付設され、これはアクセルペダル３８がアイドル領域にあるときON、アイドル領域以上踏み込まれたときOFF となる。これらセンサ３９及びスイッチ４０の出力はコントロールユニット１４に送られる。
【００２０】
アクセルペダル３８はエンジン出力制御機構４１にワイヤ、リンク等の機械的連結手段４２を介して機械的に連結されている。ここではエンジン４３がディーゼルエンジンとされるので、エンジン出力制御機構４１は燃料噴射ポンプ４４に付設されたメカニカルガバナとされる。ただしガソリンエンジンとすることは可能で、この場合はエンジン出力制御機構がスロットルバルブとなる。エンジン４３にはエンジン回転速度（具体的にはクランクシャフト回転速度）を検出するエンジン回転速度センサ４５が設けられ、その出力はコントロールユニット１４に送られる。
【００２１】
ここで、図３に示すように、シフターレバー４６は、変速機２０のケーシング側に回動自在に支持されたシャフト７０に固定される。シャフト７０に固定された別のレバー６３に、機械的連結手段５７を介してシフト操作手段２１から操作力が伝達される。これによってシフト操作手段２１の動作に基づきシフターレバー４６が回動され、変速機２０が変速される。図中「Ｎ」、「２nd」、「３rd」の語はそれぞれ変速機２０のニュートラル、２速、３速を意味し、図示するシフターレバー４６はニュートラル位置にある。このシフターレバー４６の回動により、シフターレバー４６に一体形成された操作レバー４７が、２速側と３速側との間でシフト方向にストロークされ、変速機２０の図示しないシフトフォークを移動させる。もっとも２速と３速は、シフターレバー４６のシフト動作の両端位置を示すために用いたにすぎない。例えば４速と５速、車種によっては１速と２速についても同様の関係が成立する。
【００２２】
シフターレバー４６から一体にレバー４８が延出され、レバー４８はセンサレバー４９に接続される。この接続部は、レバー４８に設けられたピン５０と、センサレバー４９の先端部に形成されピン５０が挿通される長穴５１とからなる。センサレバー４９の基端部は、変速機２０のケーシング側に固定されたシフトストロークセンサ３４のセンサシャフト５２に固定される。これによってシフターレバー４６が回動されると、センサシャフト５２が回動され、図２に示すように、シフターレバー４６の回動量（ストローク）Ｓに応じた電圧Ｖをシフトストロークセンサ３４が発生するようになる。レバー４８、センサレバー４９及びシフトストロークセンサ３４は、操作レバー４７と直交する方向に沿って配列されている。
【００２３】
一方、シフターレバー４６を境にシフトストロークセンサ３４の反対側にニュートラルスイッチ２４が設けられる。ニュートラルスイッチ２４も変速機２０のケーシング側に螺合して取り付けられる。即ちニュートラルスイッチ２４は螺合取付を行うためのネジ部５２と、工具を係合させるための六角部５６とを有する。ここでニュートラルスイッチ２４は出没自在で且つ内蔵スプリングにより突出側に付勢されたボール５３を備え、このボール５３が突出移動することでONとなるようになっている。一方シフターレバー４６にはボール５３を嵌合させるための切欠５４が設けられ、切欠５４は、シフターレバー４６がニュートラル位置にあるときボール５３を嵌合させるよう位置される。これにより、シフターレバー４６がニュートラル位置にあるとボール５３が突出移動して切欠５４に嵌まり、ニュートラルスイッチ２４がONとなり、シフターレバー４６がニュートラル位置以外に位置するとボール５３がシフターレバー４６の周側面５５に押されて収納され、ニュートラルスイッチ２４がOFF となる。なおこのON/OFFの関係は逆でもよい。
【００２４】
ここで、シフトスイッチ６２は、シフトノブ２２の内面且つシフト方向対向側にそれぞれ設けられた可動接点６７，６８と、ノブレバー２３に設けられた固定接点６９とからなる。これらのうち一方に電圧が印加され、互いが接触するとONになる。通常これら接点は離間状態にあるので、シフトスイッチ６２はOFF である。このシフトスイッチ６２が、シフト操作手段２１に所定の操作力が加えられたとき信号を出力するシフト操作検出手段を構成する。もっとも当該手段はシフトノブ２２内部以外の位置、例えば機械的連結手段５７に、そのガタを利用して設けることも可能である。
【００２５】
さて、このオートクラッチ車両では、クラッチ自動断接のタイミングを決めるためにシフターレバー４６の位置を常時検出している。特に以下のようにして変速機２０のニュートラルを検出している。
【００２６】
図１には、シフトストロークセンサ３４の動作ストロークと、ニュートラルスイッチ２４のON/OFFとの相関関係が概念的に示してある。前述したように、ニュートラルスイッチ２４は、シフターレバー４６がニュートラル位置にきたときONとなる。よってこのONのときのシフトストロークセンサ３４の出力電圧の範囲ＶN をコントロールユニット１４に記憶ないし学習させ、以降この学習範囲ＶN に基づいて変速機２０のニュートラル検出を行う。ＶN の学習は、車両が工場からラインオフされるとき１回行われる。シフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖが学習範囲ＶN 内であれば、コントロールユニット１４は変速機２０をニュートラルと判断するのである。
【００２７】
このように、シフトストロークセンサ３４の他にニュートラルスイッチ２４を設けたことによって、ニュートラルスイッチ２４の出力に基づきシフトストロークセンサ３４のニュートラル範囲を決め、以降これに基づいてニュートラル検出が行えるようになる。
【００２８】
ここで図２には、シフターレバー４６のストロークＳとシフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖとの関係が示される。この関係は、取付誤差やセンサ３４自体のバラツキ等により車種毎のバラツキがある。よってニュートラルスイッチ２４の併用によって、このようなバラツキと無関係に正確なニュートラル範囲ＶN を決定することができる。一方、シフトストロークセンサ３４は、シフターレバー４６のストロークＳに比例した電圧Ｖを出力するので、ニュートラルスイッチ２４よりもニュートラル検出を精度よく行える。こうした理由から、ニュートラルスイッチ２４ではなく、シフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖに基づいてニュートラル検出を行っているのである。なお、図中、ＳN がＶN に対応したシフターレバー４６のストローク範囲、ΔＳがシフターレバー４６の全ストローク範囲、ΔＶがΔＳに対応した出力範囲である。
【００２９】
一方、シフターレバー４６がニュートラル位置にあれば、シフト操作手段２１のセレクト操作によりシャフト７０及びシフターレバー４６がセレクト方向に移動される。セレクトストロークセンサ３５の出力電圧によってシフターレバー４６のセレクト方向の位置が検出される。よってシフトストロークセンサ３４とセレクトストロークセンサ３５の出力を合わせて考慮することにより、シフターレバー４６の正確な位置が分かり、変速機２０が現在どのポジションにあるかが確実に分かる。
【００３０】
次に、コントロールユニット１４は以下のようにシフトスイッチ６２の異常診断を行う。
【００３１】
図３を参照して、例えば仮にオートクラッチモードで２速で走行中、運転手が後方（図の右側）にシフト操作手段２１を操作して２速から３速に変速しようとしたとする。するとまずシフトノブ２２が揺動して前方の可動接点６７と固定接点６９が接触し、ON信号がコントロールユニット１４に送られる。コントロールユニット１４はこれを合図にクラッチ１を自動分断する。継続的なシフトレバー操作により変速機２０が３速に入れられると、この事実がシフトストロークセンサ３４とセレクトストロークセンサ３５との出力によって確認され、コントロールユニット１４はクラッチ１を自動接続する。
【００３２】
次いで、運転手が前方（図の左側）にシフト操作手段２１を操作して３速から４速に変速しようとしたとする。このとき運転手がシフトノブ２２に前方への操作力を与えると、シフトノブ２２が揺動して後方の可動接点６８と固定接点６９が接触し、ON信号がコントロールユニット１４に送られる。
【００３３】
この場合、先に前方の可動接点６７でシフトスイッチ６２がONされ、後に後方の可動接点６８でシフトスイッチ６２がONされている。このような交互順のスイッチONの事実をもって、コントロールユニット１４は運転手にギヤ抜き（ここでは３速のギヤ抜き）の意思があると判断し、クラッチ１を分断する。つまりクラッチ分断は両接点６７，６８で順番にシフトスイッチ６２がONされないと行われない。
【００３４】
ここで、３速で走行中４速への変速前に、シフトスイッチ６２が異常となったとする。こうなると運転手が前方へのシフトレバー操作を試みても、シフトスイッチ６２がONされずクラッチ１が切れない。このため、基本的にはギヤ抜きできず、シフトレバーも動かないため、運転手は違和感を感じるであろう。このとき仮に、運転手がシフトレバーを強制的に操作し、ギヤ抜きを行ったとする。するとコントロールユニット１４は、本来前方の可動接点６８でシフトスイッチ６２がONされてから、シフトストロークセンサ３４の出力が３速位置から外れるはずなのに、これがONされないまま３速位置から外れたことを認識する。よってこの事実をもって、コントロールユニット１４はシフトスイッチ６２を異常と判断し、異常時に適した別の処理（例えば警告灯点灯、マニュアルモードへの変更指示等）を開始するのである。
【００３５】
この説明から分かるように、シフトスイッチ６２の異常判断は、▲１▼シフトスイッチ６２がONされず、▲２▼シフトストロークセンサ３４の出力が任意のギヤ段位置から外れたとき、行われる。
【００３６】
こうして、シフトスイッチ６２の異常を自己診断でき、信頼性、安全性を高められる。なおここではコントロールユニット１４が本発明の異常診断手段を構成する。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明は他にも様々な実施の形態を採ることが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シフト操作検出手段の異常を自己診断でき、信頼性、安全性を高められるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】シフトストロークセンサの動作ストロークと、ニュートラルスイッチのON/OFFとの相関関係を概念的に示す図である。
【図２】シフターレバーのストロークとシフトストロークセンサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図３】シフターレバー周辺及びシフト操作手段を示す図である。
【図４】オートクラッチ車両の全体構成図である。
【符号の説明】
１  摩擦クラッチ
３  クラッチアクチュエータ
４  クラッチフォーク
５  スレーブシリンダ
６  中間シリンダ
７  マスタシリンダ
８  油圧源
９  クラッチペダル
１０  モータ
１１  油圧ポンプ
１３  リリーフ弁
１４  コントロールユニット
１５  オイルタンク
１９  クラッチストロークセンサ
２０  変速機
２１  シフト操作手段
２４  ニュートラルスイッチ
３０，３１  電磁弁
３２  チェック弁３２
３３  油圧スイッチ
３４  シフトストロークセンサ
３８  アクセルペダル
３９  アクセル開度センサ
４０  アクセルアイドルスイッチ
４１  エンジン出力制御機構
４５  エンジン回転速度センサ
４６  シフターレバー
６２  シフトスイッチ
【図１】
0004004131.tif 000002
【図２】
0004004131.tif 000003
【図３】
0004004131.tif 000004
【図４】
0004004131.tif 000005