JP2018189228A - クラッチレリーズ装置及び車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高いクラッチ制御を実行できる構造を実現する。
【解決手段】クラッチ装置４を構成するクラッチレリーズ装置１３に、トルクセンサ１５を組み込み、該トルクセンサ１５によりマニュアルトランスミッション３の入力軸１０に入力される実トルクを検出する。ＥＣＵ５は、トルクセンサ１５により検出した実トルク情報に基づき、クラッチレリーズ装置１３を構成するレリーズ軸受３４のストローク制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や産業機械などに使用される、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）やオートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）用のクラッチ装置に組み込まれ、クラッチの断接を行うために利用するクラッチレリーズ装置、及び、クラッチレリーズ装置を備えた車両制御システムに関する。

自動車用の変速機は、マニュアルトランスミッションとオートマチックトランスミッション（ＡＴ）とに大別される。マニュアルトランスミッションは、オートマチックトランスミッションに比べて、構造が簡単で製造コストを抑えやすい、修理が容易であるなどの理由から、新興国など一部の地域で高い需要がある。

また、欧州の自動車メーカを中心に、低燃費化を目的として、高速巡航時などのアクセルオフ時に、エンジンとトランスミッションとを切り離して惰性走行を行うといった、コースティング走行を積極的に採用することが考えられている。このようなコースティング走行を行うには、変速操作とは別に、クラッチを切り離す操作が必要になるため、クラッチの操作回数の増加に繋がる。これに対し、近年、女性ドライバの増加や交通渋滞の増加などの理由により、クラッチ操作を簡便にするイージードライブ化への要求が高まっている。

そして、イージードライブ化を図るべく、クラッチ制御の自動化、すなわち、シフトレバー操作はこれまで通り手動で行い、クラッチペダル操作のみを自動化することが考えられている。また、このようなクラッチ制御の自動化に適用可能な、クラッチレリーズ装置の構造も考えられ始めている。

特開２００８−１０１６４３号公報には、制御装置から出される信号に基づいてレリーズシリンダ内に所定の圧油を送り込むことで、レリーズフォークの動きを制御し、クラッチの制御を行う技術が記載されている。また、特開２０１０−９１０４３号公報には、制御装置から出される信号に基づいてコンセントリックスレーブシリンダ（ＣＳＣ）に導入する油圧を制御することで、クラッチの制御を行う技術が記載されている。

特開２００８−１０１６４３号公報 特開２０１０−９１０４３号公報

ただし、特開２００８−１０１６４３号公報及び特開２０１０−９１０４３号公報に記載されたいずれの構造も、オイルリザーバや複雑な油圧配管が必要になる。また、特開２００８−１０１６４３号公報に記載された構造は、レリーズシリンダやレリーズフォークがさらに必要であり、特開２０１０−９１０４３号公報に記載された構造は、コンセントリックスレーブシリンダがさらに必要である。このため、重量が増加しやすくなるとともに、設置スペースが嵩むといった問題を生じる。また、特開２００８−１０１６４３号公報及び特開２０１０−９１０４３号公報に記載されたいずれの構造も、油圧制御を行うため、油漏れの問題を生じる可能性がある。

そこで、電動モータを利用してクラッチの制御を電気的に行うことが考えられる。この場合、レリーズ軸受の軸方向位置（ストローク）を把握するために、レリーズ軸受の軸方向位置を直接測定するための位置センサや、レリーズ軸受の軸方向位置を電動モータの回転数から推定するための回転センサを、別途設けることが考えられる。

ただし、クラッチ装置を構成するダイヤフラムばねには、ヒステリシスが存在するため、ダイヤフラムばねのたわみ量に影響するレリーズ軸受の軸方向位置と、トランスミッションの入力軸に入力される実トルクとの間には、図１１に示すような関係がある。このため、レリーズ軸受の軸方向位置に関する情報をクラッチの制御に利用した場合には、クラッチの制御を精度良く実行することが難しい場合がある。つまり、クラッチ装置を、クラッチ締結状態と、半クラッチ状態と、クラッチ遮断状態との間で適切に切り替えることが難しい場合がある。さらに、回転センサを利用する場合には、電動モータの体格が大きくなり、電動モータをミッションケース内に収めることが難しい場合がある。

また、クラッチの制御を自動で行う車両では、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により、アクセルペダルの踏み込み量や車速情報などから車両の走行状態や運転者の操作状況を判定し、予め設定したクラッチ締結特性をもとに、レリーズ軸受の軸方向位置を制御し、エンジンの出力制御やエンスト防止制御を行うことが考えられる。ただし、図１１に示したように、レリーズ軸受の軸方向位置からトルクを一義的に求められないため、トルクの推定値にある程度のマージンを加えた値を利用して、エンジンの出力制御やエンスト防止制御を行う必要がある。このため、エンジンの出力制御やエンスト防止制御に関して、十分に精度の高い制御を行うことが難しくなる。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れを防止できる、クラッチレリーズ装置の構造を実現することを目的としている。
また、本発明は、必要に応じて、クラッチ制御、エンジンの出力制御、又は／及び、エンスト防止制御に関して、精度の高い制御を行える車両制御システムを実現することを目的としている。

本発明のクラッチレリーズ装置は、電動アクチュエータと、変換機構と、レリーズ軸受、トルクセンサとを備える。
前記電動アクチュエータは、回転する出力軸を有する。
前記変換機構は、前記出力軸の回転運動を並進運動に変換する。
前記レリーズ軸受は、トランスミッション用の入力軸の周囲に前記入力軸の軸方向に関する移動を可能に支持されており、前記変換機構により前記入力軸の軸方向に押圧されて、ダイヤフラムばねを押圧する。
前記トルクセンサは、前記入力軸の周囲に配置され、前記入力軸に入力された実トルクを検出する。
本発明のクラッチレリーズ装置では、前記レリーズ軸受の軸方向位置を直接又は間接的に検出するための位置検出手段をさらに備えることができる。

本発明の車両制御システムは、本発明のクラッチレリーズ装置と、車両を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記トルクセンサの検出信号を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御、又は／及び、エンジンの出力制御を行う。
この場合、前記制御装置は、前記ストローク制御と、前記エンジンの出力制御とを協調して行うこともできる。
さらに、前記制御装置は、前記ストローク制御と、所定の条件を満たした場合に車輪に自動的に制動力を付与する自動ブレーキ制御とを協調して行うこともできる。

本発明の車両制御システムは、前記制御装置により、前記トルクセンサの検出信号に基づいて前記トルクセンサの異常の有無を判定することができる。そして、異常がなければ、前記トルクセンサの検出信号を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御を行うが、異常がある場合には、エンジンの回転数と前記入力軸の回転数とを利用して、あるいは、前記位置検出手段の検出値を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御を行うことができる。

本発明のクラッチレリーズ装置によれば、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れを防止できる。
さらに本発明の車両制御システムによれば、クラッチ制御、エンジンの出力制御、又は／及び、エンスト防止制御に関して、精度の高い制御を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例にかかる車両の要部を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例を示す、クラッチ装置の断面模式図である。 図３は、クラッチレリーズ装置を取り出して示す断面模式図である。 図４は、カム装置の動作を説明するためにカム装置を径方向外側から見た模式図であり、図４（Ａ）は駆動側カムと被駆動側カムとの中立状態（初期状態）を示しており、図４（Ｂ）は駆動側カムを被駆動側カムに対して相対回転させた状態を示している。 図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図３に相当する図である。 図６は、本発明の実施の形態の第２例に関する制御フローを示すブロック図を示す図である。 図７は、実施の形態の第２例の変形例の第１例を示す、図６に相当する図である。 図８は、実施の形態の第２例の変形例の第２例を示す、図６に相当する図である。 図９は、実施の形態の第２例の変形例の第３例を示す、図６に相当する図である。 図７は、実施の形態の第３例を示す、図６に相当する図である。 図１１は、レリーズ軸受のストロークとトランスミッション入力軸に伝達されるトルクとの関係を示す線図である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明が適用される車両１の１例を示している。車両１は、クラッチ制御を自動で行う自動クラッチ車両であり、エンジン２と、マニュアルトランスミッション３と、クラッチ装置４と、制御装置に相当するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、デファレンシャル６と、ドライブシャフト７と、１対の駆動輪８などを備えている。

エンジン２を構成するクランクシャフト９の回転は、クラッチ装置４を介して、マニュアルトランスミッション３の入力軸１０に入力され、マニュアルトランスミッション３の出力軸１１からデファレンシャル６及びドライブシャフト７などを経て、１対の駆動輪８に伝達される。

エンジン２は、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン２は、複数の気筒と、燃料噴射装置と、スロットルバルブとを備えている。燃料噴射装置は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいて、それぞれの気筒に対し、適切なタイミングで適切な量の燃料を噴射したり、燃料の噴射を停止したりする。スロットルバルブは、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいて、それぞれの気筒に供給する空気量を調整する。それぞれの気筒内に供給される燃料と空気の混合気は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいて作動する点火プラグにより着火され、燃焼する。そして、それぞれの気筒内で混合気が燃焼することで、エンジン２のクランクシャフト９を回転させる。

マニュアルトランスミッション３は、変速比の異なる複数のギヤ段を有しており、図示しない変速機用アクチュエータを備えている。変速機用アクチュエータは、ＥＣＵ５を介して、シフトレバー１２に電気的に接続されており、シフトレバー１２の操作位置に応じて、マニュアルトランスミッション３のギヤ段を変更する。マニュアルトランスミッション３は、選択されたギヤ段に応じて、クランクシャフト９の回転速度を所望の回転速度に変速し、最終的に１対の駆動輪８に伝達する。

クラッチ装置４は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づき、電動式のクラッチレリーズ装置１３を作動させることで、クランクシャフト９と入力軸１０との間の動力の伝達状態を切り換える。具体的には、クラッチ装置４を、クラッチ締結状態と、半クラッチ状態と、クラッチ遮断状態との間で相互に切り替える。

ＥＣＵ５は、車両全体の制御を行うものであって、クラッチ制御部、エンジン制御部、、トランスミッション制御部、ブレーキ制御部などの複数の制御部を備えている。ＥＣＵ５には、シフトレバー１２の操作位置を検出するためのポジションセンサ１４のほか、クラッチ装置４を介して入力軸１０に入力される実トルクを検出するためのトルクセンサ１５、アクセルペダル１６の踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ１７、ブレーキペダル１８の踏み込み量を検出するためのブレーキ開度センサ１９、車両１の速度を検出するための車速センサ２０、エンジン２の回転数を測定するためのエンジン回転センサ２１、車両１の周囲の状況を検知するためのレーダやカメラなどの障害物検出センサ２２などが、それぞれ接続されている。

特に本例では、トルクセンサ１５を電動式のクラッチレリーズ装置１３に組み込むことにより、入力軸１０に入力される実トルクの検出を可能としている。そして本例では、クラッチレリーズ装置１３とＥＣＵ５とにより車両制御システムを構成し、トルクセンサ１５により検出される実トルクを利用して車両１の各種制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５は、実トルク情報を利用して、クラッチ装置４の制御（レリーズ軸受３４のストローク制御）及びエンジン２の出力制御をそれぞれ実行する。また、ＥＣＵ５は、クラッチ装置４の制御とエンジン２の出力制御とを協調して行う（協調制御する）ことで、エンスト防止制御を行う。さらに、ＥＣＵ５は、クラッチ装置４の制御と自動ブレーキ制御とを協調して行う。

ＥＣＵ５が実トルク情報に基づき実行する各種制御について詳しく説明する前に、図２〜図４を参照して、トルクセンサ１５が組み込まれたクラッチレリーズ装置１３の構造、及び、クラッチ装置４の構造を説明する。

本例のクラッチ装置４は、クラッチレリーズ装置１３と、フライホイール２３と、クラッチディスク（摩擦板）２４と、プレッシャプレート２５と、ダイヤフラムばね２６とを備えており、入力軸１０の周囲で、かつ、トランスミッション用のフロントケース２７の内側に配置されている。

フライホイール２３は、例えば鋳鉄などの金属製で、クランクシャフト９の端部に、例えば複数本のボルトなどを用いて結合固定されており、クランクシャフト９と同期して回転する。

クラッチディスク２４は、図示は省略するが、径方向外側部にエンジントルクが入力される入力部（摩擦部）を有し、径方向内側部に入力軸１０にトルクを伝達する出力部を有し、径方向中間部にダンパ部を有している。クラッチディスク２４は、径方向外側の入力部を、フライホイール２３に対し軸方向に対向させた状態で、径方向内側の出力部を、入力軸１０にスプライン嵌合させている。なお、本明細書で、軸方向とは、特に断わらない限り、入力軸１０の軸方向をいう。

フライホイール２３の径方向外側部には、クラッチカバー２８が固定されている。クラッチカバー２８の内側には、クラッチディスク２４をフライホイール２３に向けて押圧するためのプレッシャプレート２５、及び、プレッシャプレート２５をクラッチディスク２４に向けて押圧するためのダイヤフラムばね２６が、それぞれ配置されている。

ダイヤフラムばね２６は、クラッチカバー２８に対して支持されている。なお、図示のクラッチ装置４は、プッシュ式のクラッチ装置であるため、ダイヤフラムばね２６の中央部が軸方向一方側（図２の左側）に向けて押圧されると、プレッシャプレート２５がクラッチディスク２４から退避する方向（図２の右側）に移動し、フライホイール２３とクラッチディスク２４との接続が断たれる構造を有している。ただし、本発明は、プッシュ式のクラッチ装置に限らず、レリーズ軸受を、ダイヤフラムばねを押圧する力が大きくなる方向に移動させることで、クラッチを接続し、反対に押圧する力が小さくなる方向に移動させることで、クラッチの接続を断つ構成を採用しても良い。

クラッチレリーズ装置１３は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づき作動し、ダイヤフラムばね２６に所定の押圧力を付与するものであり、ハウジング２９と、案内筒３０と、トルクセンサ１５と、変換装置に相当するカム装置３１と、電動アクチュエータに相当する電動モータ３２と、ウォーム減速機３３と、レリーズ軸受３４と、付勢ばね３５とを備えている。また、クラッチレリーズ装置１３は、フロントケース２７の内側に配置されており、ダイヤフラムばね２６の軸方向他方側（図２の右側）で、かつ、入力軸１０の周囲に設けられている。

ハウジング２９は、全体が中空筒状に構成されており、円筒部２９ａと、該円筒部２９ａの軸方向他方側の端部から径方向内方に伸長した円輪状の底部２９ｂとを備えている。このようなハウジング２９は、フロントケース２７の側板部２７ａの内面に底部２９ｂを固定することによって、フロントケース２７の内側に支持されている。

案内筒３０は、ハウジング２９よりも小径の中空筒状に構成されており、ハウジング２９の底部２９ｂに対して固定されている。案内筒３０は、段付円筒状の筒部本体３０ａと、該筒部本体３０ａの軸方向他方側の端部に設けられた円輪状の外フランジ３０ｂとを有している。筒部本体３０ａの内側には、入力軸１０が挿通されており、筒部本体３０ａの内径寸法は、入力軸１０の外径寸法よりもわずかに大きい。

トルクセンサ１５は、入力軸１０に入力された実トルクを測定するためのもので、全体が円環状に構成され、入力軸１０の周囲に配置されている。また、トルクセンサ１５は、ハウジング２９を構成する底部２９ｂの内周面に内嵌固定されており、その検出部を、入力軸１０の被検出部である外周面に近接対向させている。本例では、トルクセンサ１５は、ブリッジ回路を構成する複数のコイル層を備えた磁歪式のトルクセンサであり、入力軸１０により伝達しているトルクの大きさ及び方向を、入力軸１０に生じる逆磁歪効果を利用して測定する。このため、入力軸１０は、被検出部を含む一部又は全部が、磁歪特性を有する材料により造られている。

トルクセンサによるトルク検出方式は、磁歪式に限らず、例えば２点間のねじれ位相のずれを検出する位相差式などの各種方式を採用できる。位相差式のトルクセンサを利用する場合には、入力軸１０のうち軸方向に離隔した２個所位置に１対のエンコーダを取り付け、かつ、それぞれの検出部をエンコーダの被検出部に対向させるように１対のトルクセンサをハウジングなどに取り付ける。そして、１対のトルクセンサの出力信号の位相差に基づいて入力軸１０に入力されるトルクの大きさ及び方向を検出する。また、トルクセンサ１５の取付位置に関しても、底部２９ｂの内周面に限定されず、例えば案内筒３０を構成する筒部本体３０ａやその他の部分に対して取り付けることもできる。

カム装置３１は、電動モータ３２のモータ出力軸の回転運動を並進運動に変換するもので、ハウジング２９の円筒部２９ａの内周面と案内筒３０の筒部本体３０ａの外周面との間に配置されており、軸方向他方側に配置された駆動側カム３１ａと、軸方向一方側に配置された被駆動側カム３１ｂと、これら駆動側カム３１ａと被駆動側カム３１ｂとの間に配置された複数本のローラ３１ｃと、これら複数本のローラ３１ｃを円周方向等間隔に保持する保持器３１ｄとを有している。

駆動側カム３１ａは、断面クランク形で、径方向外側部の軸方向一方側面（図２及び図３の左側面）に、ローラ３１ｃと同数だけ、円周方向に亙る凹凸面である駆動側カム面３１ａ１が形成されている。駆動側カム面３１ａ１は、軸方向に関する高さが円周方向に関して漸次変化している。また、駆動側カム３１ａは、案内筒３０の筒部本体３０ａの軸方向他方部に対し、相対回転可能に、かつ、軸方向に関して被駆動側カム３１ｂから離れる方向（軸方向他方側）への変位を不能に支持されている。先ず、駆動側カム３１ａを筒部本体３０ａの周囲で回転可能とするために、駆動側カム３１ａの内径寸法を筒部本体３０ａの軸方向他方側部の外径寸法よりもわずかに大きくしている。なお、駆動側カム３１ａと筒部本体３０ａとの間には、滑り軸受や転がり軸受を配置することもできる。また、駆動側カム３１ａが、筒部本体３０ａに対し、軸方向に関して被駆動側カム３１ｂから離れる方向に変位することを防止するために、駆動側カム３１ａと外フランジ３０ｂとの間に、スラストニードル軸受３６を設けている。

スラストニードル軸受３６は、駆動側カム３１ａの軸方向他方側面に直接形成したスラスト軌道と、外フランジ３０ｂの軸方向一方側に添設されたスラストレース３６ａに形成されたスラスト軌道との間に、複数本のニードル３６ｂを、円周方向に関して等間隔に、それぞれの中心軸を放射方向に向けた状態で配置することにより構成されている。

これに対し、被駆動側カム３１ｂは、略円輪状に構成されており、駆動側カム面３１ａ１に対向する軸方向他方側面に、各ローラ３１ｃと同数だけ、円周方向に亙る凹凸面である被駆動側カム面３１ｂ１が形成されている。被駆動側カム面３１ｂ１は、軸方向に関する高さが円周方向に関して駆動側カム面とは逆方向に漸次変化している。また、被駆動側カム３１ｂは、筒部本体３０ａに対し、相対回転不能に、且つ、軸方向に関する相対変位を可能に支持されている。このために本例では、被駆動側カム３１ｂを、円筒状のガイド筒３７に対し、圧入や溶接により相対回転不能に外嵌固定している。かつ、ガイド筒３７の軸方向他方側部に設けられた内フランジ３７ａの内周面に形成した雌スプラインを、筒部本体３０ａの外周面に形成した雄スプラインに対し、スプライン係合させている。

複数本のローラ３１ｃは、それぞれ円柱状に構成されている。また、複数本のローラ３１ｃは、ガイド筒３７の周囲に円周方向に関して等間隔に配置され、駆動側カム面３１ａ１と被駆動側カム面３１ｂ１との間に、それぞれの中心軸を放射方向に向けた状態で挟持されている。

本例のカム装置３１では、図４の（Ａ）に示すように、駆動側カム面３１ａ１のうちで軸方向に関する高さが最も低くなった部分と、被駆動側カム面３１ｂ１のうちで軸方向に関する高さが最も低くなった部分とを、軸方向に対向させた中立状態（初期状態）から、図４の（Ｂ）に示すように、駆動側カム３１ａを、被駆動側カム３１ｂに対して所定方向（図４の左方向）に相対回転させると、ローラ３１ｃが、駆動側カム面３１ａ１及び被駆動側カム面３１ｂ１のうちで、軸方向に関する高さの高い側に向けてそれぞれ転動する。この結果、図４の（Ｂ）に示すように、被駆動側カム３１ｂが、軸方向に関して駆動側カム３１ａから離れる方向（図４の上側）に並進移動する。また、図４の（Ｂ）に示した状態から、駆動側カム３１ａを、被駆動側カム３１ｂに対し、前記所定方向とは反対方向（図４の右方向）に相対回転させた場合、ローラ３１ｃが、駆動側カム面３１ａ１及び被駆動側カム面３１ｂ１のうちで、軸方向に関する高さの低い側に向けてそれぞれ転動する。この結果、図４の（Ａ）に示すように、被駆動側カム３１ｂが、軸方向に関して駆動側カム３１ａに近づく方向（図４の下側）に並進移動する。このように、本例のカム装置３１は、駆動側カム３１ａを被駆動側カム３１ｂに対して相対回転させることで、この被駆動側カム３１ｂを軸方向に並進移動させる（駆動側カム３１ａに対し遠近動させる）ことができる。

本例では、カム装置３１を構成する駆動側カム３１ａを、電気的に作動する電動モータ３２により回転駆動する。電動モータ３２は、例えばサーボモータであり、ＥＣＵ５からの指令に基づき、所定の方向（両方向または一方向）に所定量（所定角度）だけ回転するように制御されている。また、電動モータ３２は、モータ出力軸を入力軸１０に対し直交する方向（図２及び図３の表裏方向）に配置した状態で、ハウジング２９に支持されている。

本例では、電動モータ３２の回転駆動力を、駆動側カム３１ａに対し、ウォーム３３ａとウォームホイール３３ｂとを備えたウォーム減速機３３を介して伝達する。このために、ウォーム３３ａをモータ出力軸に固定し、かつ、ウォームホイール３３ｂを駆動側カム３１ａに外嵌固定している。このような構成により、電動モータ３２の回転駆動力を、ウォーム減速機３３により減速して、駆動側カム３１ａに伝達する。

軸方向に並進移動可能とされた被駆動側カム３１ｂは、軸受ガイド３８、及び、レリーズ軸受３４を介して、ダイヤフラムばね２６を軸方向一方側に向けて押圧する。軸受ガイド３８は、段付円筒状に構成されており、大径筒部３８ａと、小径筒部３８ｂと、円輪部３８ｃとを備えている。大径筒部３８ａは、カム装置３１とハウジング２９の円筒部２９ａとの間に配置されている。また、大径筒部３８ａの外周面には弾性材製のシール部３８ｄが設けられており、該シール部３８ｄを円筒部２９ａの内周面に対して弾性的に接触させている。小径筒部３８ｂは、案内筒３０の筒部本体３０ａに外嵌されている。小径筒部３８ｂの内周面には弾性材製のシール部３８ｅが設けられており、該シール部３８ｅを筒部本体３０ａの外周面に対して弾性的に接触させている。これらシール部３８ｄ、３８ｅにより、カム装置３１が配置された空間にグリースを保持している。また、円輪部３８ｃは、被駆動側カム３１ｂの軸方向一方側に位置しており、被駆動側カム３１ｂによって押圧される。

本例では、軸受ガイド３８を構成する円輪部３８ｃと、ガイド筒３７を構成する内フランジ３７ａとの間に、コイル状の付勢ばね３５を弾性的に圧縮した状態で配置している。これにより、ガイド筒３７を軸受ガイド３８に対して軸方向他方側に向けて押圧している。そして、ガイド筒３７に固定された被駆動側カム３１ｂを軸方向他方側に向けて押圧し、被駆動側カム面３１ｂ１とローラ３１ｃと駆動側カム面３１ａ１との間にがたつき（位相ずれ）が生じることを防止できるため、カム装置３１の機能を保証できる。また、レリーズ軸受３４を、ダイヤフラムばね２６に対して常に押し付けることができるため、レリーズ軸受３４及びクラッチレリーズ装置１３に、衝撃荷重が入力されることを防止することもできる。なお、付勢ばね３５による付勢力の大きさは、好ましくは、ダイヤフラムばね２６を変形（または移動）させない程度とする。また、本例では、付勢ばね３５を、カム装置３１の径方向内側に配置しているため、付勢ばね３５を設けた場合にも、クラッチレリーズ装置１３の軸方向全長が大きくなることを防止できる。また、案内筒３０を構成する筒部本体３０ａの軸方向一方側には、付勢ばね３５の弾力により軸受ガイド３８が軸方向一方側に脱落することを防止するために、円輪状のストッパ３９が固定されている。

レリーズ軸受３４は、外周面に深溝型の内輪軌道を有する内輪３４ａと、内周面にアンギュラ型の外輪軌道を有する外輪３４ｂと、これら外輪軌道と内輪軌道との間に保持器３４ｃにより保持された状態で転動自在に設けられた複数個の玉３４ｄとを備えた、玉軸受である。図示の例では、内輪軌道として深溝型のものを、外輪軌道としてアンギュラ型のものを、それぞれ使用している。このため、レリーズ軸受３４は、ラジアル荷重の他、スラスト荷重（外輪３４ｂに加わる図２及び図３の右向きのスラスト荷重）を支承可能である。このようなレリーズ軸受３４のうち、内輪３４ａは、軸受ガイド３８を構成する小径筒部３８ｂに外嵌固定されている。このため、内輪３４ａ（レリーズ軸受３４全体）は、案内筒３０に対し、相対回転不能に、かつ、軸方向に関する相対変位を可能に支持されている。これに対し、外輪３４ｂは、円輪状の押圧板４０を介して、ダイヤフラムばね２６の中央部に接触している。このため、外輪３４ｂは、ダイヤフラムばね２６と共に回転する。

本例では、以上のような構成をする電動式のクラッチレリーズ装置１３を使用するため、クラッチ制御の自動化を図れるだけでなく、装置の軽量化及び小型化を図れ、しかも油漏れも防止できる。
すなわち、本例では、電気的に作動する電動モータ３２によりカム装置３１を駆動することで、レリーズ軸受３４を軸方向に並進移動させ、ダイヤフラムばね２６を軸方向に押圧し、クラッチの断接を行うことができる。このように本例では、電気的にクラッチの断接制御を行えるため、クラッチ制御の自動化を図ることができる。このため、イージードライブ化を図れるとともに、コースティング走行を積極的に採用することによる低燃費化（燃費向上）を実現することもできる。また、本例では、前述した従来構造で必要であった、オイルリザーバ、複雑な油圧配管、及び、シリンダ（レリーズシリンダ、コンセントリックスレーブシリンダ）などの油圧関連部品を不要にできるとともに、レリーズフォークを不要にできる。したがって、装置全体の軽量化及び小型化を図れる。しかも、本例では、クラッチの断接制御（係脱制御）を、電気的に行え、油を使用しなくて済むため、油漏れの問題が生じることも防止できる。

また、電動モータ３２の回転駆動力を、ウォーム減速機３３を介して、駆動側カム３１ａに伝達するため、電動モータ３２として、出力トルクの小さい小型のものを使用できる。このため、装置全体としての小型化、及び、軽量化を図れる。また、電動モータ３２の設置方向に関する自由度を高めることもできるため、設置スペースの小型化（省スペース化）を図ることもできる。なお、本例に使用するウォーム減速機３３は可逆性を有しないため、電動モータ３２として、両方向に回転可能なものを使用する。ただし、このような構成を採用することで、クラッチ切断状態や半クラッチ状態を、電動モータ３２に電気を通電せずに保持することができる。また、ウォーム減速機として、諸元により可逆性を持たせた場合には、電動モータとして一方向にのみ回転可能なものを使用することができる。

さらに本例では、ＥＣＵ５により、トルクセンサ１５により検出した入力軸１０に入力される実トルク情報に基づき、現在のクラッチ装置４の状態を正確に把握し、目標とする断接状態に調節すべく、電動モータ３２を所定の方向に所定量だけ回転させる。すると、電動モータ３２の回転駆動力が、ウォーム減速機３３を介して、駆動側カム３１ａに伝達され、駆動側カム３１ａを、被駆動側カム３１ｂに対し所定方向に所定量だけ相対回転させる。これにより、各ローラ３１ｃが、駆動側カム面３１ａ１と被駆動側カム面３１ｂ１との間で転動し、被駆動側カム３１ｂを軸方向に押圧する。このようにして、レリーズ軸受３４を所定位置まで軸方向に並進移動させる。本例では、このように、実トルク情報に基づいてレリーズ軸受３４のストローク制御を行い、クラッチ装置４を、クラッチ締結状態と、半クラッチ状態と、クラッチ遮断状態との間で相互に切り替える。したがって、レリーズ軸受３４の軸方向位置に基づきクラッチ装置４を制御する場合に比べて、クラッチ装置４の制御を精度良く行うことができる。また、本例では、レリーズ軸受３４の軸方向位置を検出するための位置センサや回転センサを不要にすることもできるため、コスト低減を図れるとともに、装置全体の小型化及び軽量化を図ることもできる。さらに、ＥＣＵ５は、実トルク情報からクラッチ装置４の半クラッチ位置を学習することもできる。

また、ＥＣＵ５は、トルクセンサ１５により検出した実トルク情報に基づいて、エンジン２の出力制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５は、車速センサ２０の出力信号及びアクセル開度センサ１７の出力信号などに、実トルク情報を加えて、エンジン２を制御する。つまり、ＥＣＵ５は、入力軸１０に入力されているトルクの大きさを考慮して、エンジン２が備える燃料噴射装置及びスロットルバルブなどを制御し、燃料の噴射量及び燃料噴射のタイミング、気筒内に供給する空気量を調整する。例えば、ＥＣＵ５は、入力軸１０に入力されているトルクが十分に小さい場合に、燃料の噴射量を少なく抑える。このように、本例では、入力軸１０に入力される実トルク情報を利用して、エンジン２の出力制御を行うため、トルクの推定値にマージンを加えた値を利用して制御する場合に比べて、精度の高い制御を行うことができる。したがって、エンジン２の燃費を十分に向上させることができる。

しかも、ＥＣＵ５は、上述したクラッチ装置４の制御（レリーズ軸受３４のストローク制御）とエンジン２の出力制御とを協調して行い、エンスト防止制御を行う。つまり、ＥＣＵ５は、クラッチ装置４の制御とエンジン２の出力制御とを、共通の実トルク情報を利用して制御することで、エンジン２の回転数とクラッチ装置４の断接状態とを関連付けて制御し、急激なトルク変動が生じないようにして、エンストの防止を図る。したがって、エンスト防止制御に関しても、精度の高い制御を行うことができる。

本例では、車速センサ２０の出力信号や障害物検出センサ２２の出力信号に基づいて、車両１が障害物に衝突する可能性があると判定した場合に、運転者によるブレーキペダル１８の操作がない場合にも、ＥＣＵ５による制御信号に基づき、図示しないブレーキアクチュエータを作動させて、駆動輪８を含む車輪に自動的に制動力を付与する自動ブレーキ制御を行う。特に本例では、このような自動ブレーキ制御とクラッチ装置４の制御とを協調して行う。具体的には、ＥＣＵ５は、緊急ブレーキ時又はパニックブレーキ時など、自動ブレーキ制御を実行する際に、レリーズ軸受３４のストローク制御を同時に行い、クラッチ装置４をクラッチ遮断状態に切り替える。これにより、エンジン２の駆動力が駆動輪８に伝達されるのを防止できるため、車両１を早期に停止させることが可能になる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図５及び図６を用いて説明する。本例の特徴は、トルクセンサ１５に故障などの異常が発生した場合に、バックアップ制御として、ＥＣＵ５が、レリーズ軸受３４の軸方向位置（ストローク量）に基づいて、レリーズ軸受３４のストローク制御を行う点にある。

このために、本例では、ハウジング２９を構成する円筒部２９ａの外周面に、例えばホール素子型の位置センサ（ストロークセンサ）４１を取り付けるとともに、軸受ガイド３８を構成する大径筒部３８ａの外周面に、永久磁石製で円環状の被検出リング４２を外嵌している。そして、位置センサ４１により、レリーズ軸受３４と一体となって並進移動する軸受ガイド３８の軸方向位置を検出するようにしている。また、位置センサ４１により検出されるレリーズ軸受３４の軸方向位置に関する情報を、ＥＣＵ５を構成する制御回路５ａに入力している。本例では、このような位置センサ４１及び被検出リング４２が、位置検出手段を構成している。なお、位置センサ４１による検出対象は、軸受ガイド３８に限らず、レリーズ軸受３４でも良いし、ダイヤフラムばね２６（の内径側端部）などのレリーズ軸受３４と同期して並進移動する部材でも良い。

ＥＣＵ５の制御回路５ａは、トルクセンサ１５から入力される検出信号を監視し、トルクセンサ１５の異常の有無を判定する。具体的には、制御回路５ａは、検出値が通常想定できる値を超えた場合や、レリーズ軸受３４を並進移動させているにもかかわらず検出値が変化しない場合、検出信号自体が入力されない場合などに、トルクセンサ１５に異常があると判定する。このように、異常があると判定された場合には、制御回路５ａは、レリーズ軸受３４のストローク制御に利用する信号を、トルクセンサ１５の検出信号から位置センサ４１の検出信号に切り替える。そして、ＥＣＵ５の駆動回路５ｂにより、位置センサ４１から入力されるレリーズ軸受３４の軸方向位置（ストローク量）に基づき、レリーズ軸受３４のストローク制御を開始する。具体的には、位置センサ４１の検出値から現在のクラッチ装置４の状態を把握し、目標とする断接状態に調節すべく、電動モータ３２を所定の方向に所定量だけ回転させて、レリーズ軸受３４のストローク制御を行う。

以上のような本例によれば、トルクセンサ１５が万が一故障した場合にも、位置センサ４１の検出信号を利用して、レリーズ軸受３４のストローク制御を行うことができるため、トルクセンサ１５が故障した場合に、クラッチレリーズ装置１３自体の機能が損なわれ、クラッチ装置４の断接制御が行えなくなることを防止できる。その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第２例の変形例］
実施の形態の第２例の変形例について、図７〜図９を用いて説明する。上述した実施の形態の第２例では、位置検出手段として、位置センサ４１及び被検出リング４２を用いて、レリーズ軸受３４の軸方向位置を直接検出する構造について説明したが、本変形例では、レリーズ軸受３４の軸方向位置を、回転角センサ４３の検出値を利用して間接的に求める。

具体的には、位置検出手段を構成する回転角センサ４３を、クラッチレリーズ装置１３の構成各部材のうち、レリーズ軸受３４の並進移動時に回転する、電動モータ３２（図７の場合）、ウォームホイール３３ｂ（図８の場合）、駆動側カム３１ａ（図９の場合）、又は、ウォーム３３ａなどの回転体に取り付け、該回転体の回転角を算出する。そして、回転角センサ４３の検出値とカム装置３１（図２及び図３参照）のカムリードとを利用して、レリーズ軸受３４の軸方向位置を推定する。

上述のような変形例の場合には、トルクセンサ１５が万が一故障した場合に、回転角センサ４３の検出信号を利用して、現在のクラッチ装置４（図２参照）の状態を把握し、レリーズ軸受３４のストローク制御を行うことができる。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１０を用いて説明する。本例の特徴は、トルクセンサ１５に故障などの異常が発生した場合に、バックアップ制御として、ＥＣＵ５が、エンジン２（図１参照）の回転数を測定するためのエンジン回転センサ２１の検出信号と、マニュアルトランスミッション３の入力軸１０（図１参照）の回転数を測定するための入力軸回転センサ４４の検出信号とを比較することにより、レリーズ軸受３４のストローク制御を行う点にある。

すなわち、ＥＣＵ５を構成する制御回路５ａは、トルクセンサ１５に異常があると判定した場合に、レリーズ軸受３４のストローク制御に利用する信号を、トルクセンサ１５の検出信号から、エンジン回転センサ２１の検出信号及び入力軸回転センサ４４の検出信号に切り替える。そして、ＥＣＵ５を構成する駆動回路５ｂにより、これらエンジン回転センサ２１の検出信号と入力軸回転センサ４４の検出信号とから、現在のクラッチ装置４（図２参照）の状態を把握し、レリーズ軸受３４のストローク制御を行う。その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例及び第２例と同じである。

１ 車両
２ エンジン
３ マニュアルトランスミッション
４ クラッチ装置
５ ＥＣＵ
５ａ 制御回路
５ｂ 駆動回路
６ デファレンシャル
７ ドライブシャフト
８ 駆動輪
９ クランクシャフト
１０ 入力軸
１１ 出力軸
１２ シフトレバー
１３ クラッチレリーズ装置
１４ ポジションセンサ
１５ トルクセンサ
１６ アクセルペダル
１７ アクセル開度センサ
１８ ブレーキペダル
１９ ブレーキ開度センサ
２０ 車速センサ
２１ エンジン回転センサ
２２ 障害物検出センサ
２３ フライホイール
２４ クラッチディスク
２５ プレッシャプレート
２６ ダイヤフラムばね
２７ フロントケース
２７ａ 側板部
２８ クラッチカバー
２９ ハウジング
２９ａ 円筒部
２９ｂ 底部
３０ 案内筒
３０ａ 筒部本体
３０ｂ 外フランジ
３１ カム装置
３１ａ 駆動側カム
３１ａ１ 駆動側カム面
３１ｂ 被駆動側カム
３１ｂ１ 被駆動側カム面
３１ｃ ローラ
３１ｄ 保持器
３２ 電動モータ
３３ ウォーム減速機
３３ａ ウォーム
３３ｂ ウォームホイール
３４ レリーズ軸受
３４ａ 内輪
３４ｂ 外輪
３４ｃ 保持器
３４ｄ 玉
３５ 付勢ばね
３６ スラストニードル軸受
３６ａ スラストレース
３６ｂ ニードル
３７ ガイド筒
３７ａ 内フランジ
３８ 軸受ガイド
３８ａ 大径筒部
３８ｂ 小径筒部
３８ｃ 円輪部
３８ｄ シール部
３８ｅ シール部
３９ ストッパ
４０ 押圧板
４１ 位置センサ
４２ 被検出リング
４３ 回転角センサ
４４ 入力軸回転センサ

Claims (8)

1. 回転する出力軸を有する電動アクチュエータと、
   前記出力軸の回転運動を並進運動に変換する変換機構と、
   トランスミッションの入力軸の周囲に前記入力軸の軸方向に関する移動を可能に支持されており、前記変換機構により前記入力軸の軸方向に押圧されて、ダイヤフラムばねを押圧するレリーズ軸受と、
   前記入力軸の周囲に配置され、前記入力軸に入力された実トルクを検出するトルクセンサと、
   を備えたクラッチレリーズ装置。
2. 前記レリーズ軸受の軸方向位置を検出するための位置検出手段をさらに備える、請求項１に記載したクラッチレリーズ装置。
3. 請求項１に記載したクラッチレリーズ装置と、車両を制御する制御装置と、を備えた車両制御システムであって、前記制御装置は、前記トルクセンサの検出信号を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御を行う、車両制御システム。
4. 前記制御装置は、前記トルクセンサの検出信号に基づいて前記トルクセンサの異常の有無を判定し、異常がなければ、前記トルクセンサの検出信号を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御を行い、異常がある場合には、エンジンの回転数と前記入力軸の回転数とを利用して、前記ストローク制御を行う、請求項３に記載した車両制御システム。
5. 請求項２に記載したクラッチレリーズ装置と、車両を制御する制御装置と、を備えた車両制御システムであって、前記制御装置は、前記トルクセンサの検出信号に基づいて前記トルクセンサの異常の有無を判定し、異常がなければ、前記トルクセンサの検出信号を利用して、前記レリーズ軸受のストローク制御を行い、異常がある場合には、前記位置検出手段の検出値を利用して、前記ストローク制御を行う、車両制御システム。
6. 前記制御装置は、前記ストローク制御とエンジンの出力制御とを協調して行う、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した車両制御システム。
7. 前記制御装置は、前記ストローク制御と、所定の条件を満たした場合に車輪に自動的に制動力を付与する自動ブレーキ制御とを協調して行う、請求項３〜６のうちの何れか１項に記載した車両制御システム。
8. 請求項１に記載したクラッチレリーズ装置と、車両を制御する制御装置と、を備えた車両制御システムであって、前記制御装置は、前記トルクセンサの検出信号を利用して、エンジンの出力制御を行う、車両制御システム。

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