JP5162767B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ制御装置に係り、特に、クラッチの入力側回転体および出力側回転体の回転速度を計測することでクラッチのつながり始めを検出できるクラッチ制御装置に関する。

従来から、摩擦板（クラッチ板）の摩擦力によって動力源の回転駆動力を駆動輪に伝達するクラッチを、アクチュエータで駆動制御するようにしたクラッチ装置が知られている。このようなクラッチ装置では、例えば、クラッチ板が摩耗して薄くなった場合には、アクチュエータの駆動量が同じでも、同じ摩擦力を得られなくなる可能性がある。このような課題は、例えば、離間したクラッチ板同士が当接するまでの移動量を検知し、この移動量の増加に応じてアクチュエータの駆動量を大きくすることで解決できる。

特許文献１には、アクチュエータによって変位される部材の位置に基づいて、クラッチ板同士が当接するまでの移動量を検知するようにした構成が開示されている。
特開２００４−１９７８４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、アクチュエータの駆動量に基づいてクラッチ板の摩耗度を推測するものであるので、クラッチ板の摩擦特性や、クラッチを潤滑するオイルの特性が変わることによる摩擦力の変化を検知することはできなかった。また、クラッチを接続させるための押圧力を、クラッチスプリング等の弾性部材で得るのではなく、アクチュエータの駆動力や、アクチュエータで制御される油圧によって得るようにした構成では、特に、クラッチ板同士が接触した後の押圧力によって摩擦力が変化する。したがって、より適切なクラッチ制御を行うためには、クラッチが実際につながり始めるタイミングを検知したいという要望があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、クラッチの入力側回転体および出力側回転体の回転速度を計測することでクラッチのつながり始めを検出できるクラッチ制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、車両の動力源から駆動輪へ伝達される回転駆動力を断接するクラッチのクラッチ制御装置において、前記クラッチは、該クラッチが接続された状態で同期回転する入力側回転体および出力側回転体を有し、前記入力側回転体の回転速度を検出する入力側回転速度検出手段と、前記出力側回転体の回転速度を検出する出力側回転速度検出手段と、前記クラッチ制御量を制御するクラッチ制御手段と、前記クラッチの切断中に前記出力側回転体を一旦停止させるブレーキ手段と、前記クラッチ制御量を検出するクラッチ制御量検出手段と、前記入力側回転体と出力側回転体との回転速度差が所定値以下となった場合に前記クラッチのつながり始めを検出するつながり始め検出手段と、前記つながり始めにおける前記クラッチ制御量を検出するつながり始め制御量検出手段と、前記出力側回転体を一旦停止させた後に前記つながり始めが検出された時点での前記クラッチ制御量に基づいて、前記クラッチの補正制御量を導出するクラッチ補正制御量導出手段とを具備し、前記クラッチ制御手段に対し、前記補正制御量に基づいて前記クラッチ制御量をフィードバック制御する点に第１の特徴がある。

また、前記ブレーキ手段は、前記出力側回転体を一旦停止させた後も所定時間ブレーキ動作を継続する点に第２の特徴がある。

また、前記クラッチは油圧式であり、前記つながり始め制御量検出手段は、前記クラッチに生じる油圧に基づいて前記クラッチ制御量を導出する点に第３の特徴がある。

また、前記クラッチは、油圧供給源から供給される油圧で駆動される油圧式であり、前記油圧供給源とクラッチとの間に設けられて、前記クラッチに供給する作動油の流量を制御するアクチュエータを備え、前記つながり始め制御量検出手段は、前記アクチュエータの駆動電流値に基づいて前記クラッチ制御量を導出する点に第４の特徴がある。

また、前記回転駆動力を所定の変速比で前記駆動輪に伝達する有段変速機を備え、前記クラッチは、第１クラッチおよび第２クラッチからなるツインクラッチであると共に、前記有段変速機の変速動作毎に前記ツインクラッチの断接状態を交互に切り換えるように構成されており、前記有段変速機は、奇数段ギヤまたは偶数段ギヤのうち、前記第１クラッチまたは第２クラッチが切断されることで前記回転駆動力を伝達していない側のギヤをニュートラル状態にすることができるように構成されており、前記つながり始め検出手段は、前記第１クラッチまたは第２クラッチのうちの切断されている側に対して、前記つながり始めの検出を行う点に第５の特徴がある。

また、前記つながり始め検出手段は、前記つながり始めの検出を所定周期毎に行う点に第６の特徴がある。

また、前記クラッチ補正制御量導出手段は、前記つながり始めが検出された時のクラッチ制御量と前記補正制御量との関係を予め規定したデータテーブルに基づいて、前記補正制御量を導出する点に第７の特徴がある。

さらに、前記クラッチ制御手段は、前記つながり始め状態が検出された時のクラッチ制御量が所定値を超えると、警告手段によって警告を発する点に第８の特徴がある。

第１の特徴によれば、クラッチの切断中に、ブレーキ手段によってクラッチの出力側回転体を一旦停止させた後に、入力側回転体と出力側回転体との回転速度差が所定値以下になることでクラッチのつながり始めを検出し、さらに、つながり始めが検出された時点でのクラッチ制御量に基づいてクラッチの補正制御量を導出して、この補正制御量に基づいてクラッチをフィードバック制御するので、クラッチが実際につながり始めるタイミングを検出することで、クラッチ板の摩擦特性や潤滑油の特性が変わってクラッチに生じる摩擦力が変化した場合でも、適切な制御補正量を適用してクラッチをフィードバック制御することができる。また、クラッチを切断した状態で出力側回転体と入力側回転体とが連れ回りしやすい場合でも、出力側回転体を一旦停止させることで、入力側回転体と出力側回転体との回転速度差が所定値以下になるタイミングを確実に検知することが可能となる。

また、主軸とカウンタ軸との間に複数の歯車対が配設されたドグクラッチ式の有段変速機において、主軸上にクラッチが配設され、この主軸に出力側回転体が結合されている場合には、ブレーキ手段で主軸の回転を停止させることで、カウンタ軸の回転が停止している間にニュートラルから１速に変速する際の変速ショックを低減できる。また、ドグクラッチの相対回転速度が小さくなることによって、噛み合い音も低減できる。

第２の特徴によれば、ブレーキ手段は、出力側回転体を一旦停止させた後も所定時間ブレーキ動作を継続するので、クラッチの潤滑油の粘性やフリクション等によって、主軸を一旦停止させた後でも出力側回転体が連れ回りしようとする場合、連れ回りを防止してクラッチのつながり始めを検知することができる。

第３の特徴によれば、クラッチは油圧式であり、つながり始め制御量検出手段は、クラッチに生じる油圧に基づいてクラッチ制御量を導出するので、クラッチに生じる油圧を計測する油圧検出手段を用いて、クラッチの制御量を導出することが可能となる。

第４の特徴によれば、クラッチは、油圧供給源から供給される油圧で駆動される油圧式であり、油圧供給源とクラッチとの間に設けられて、クラッチに供給する作動油の流量を制御するアクチュエータを備え、つながり始め制御量検出手段は、アクチュエータの駆動電流値に基づいてクラッチ制御量を導出するので、アクチュエータの駆動電流値に基づいて、クラッチ制御量を導出することが可能となる。

第５の特徴によれば、回転駆動力を所定の変速比で駆動輪に伝達する有段変速機を備え、クラッチは第１クラッチおよび第２クラッチからなるツインクラッチであり、つながり始め検出手段は、第１クラッチまたは第２クラッチのうちの切断されている側に対してつながり始めの検出を行うので、車両の走行中においても両クラッチのつながり始め状態を検知することができる。これにより、走行中にクラッチのつながり始め状態が変化した場合でも、クラッチの制御補正量を随時更新することが可能となる。

第６の特徴によれば、つながり始め検出手段は、つながり始めの検出を所定周期毎に行うので、所定周期毎にフィードバック制御量が更新されて、より適切なクラッチ制御が可能となる。

第７の特徴によれば、クラッチ補正制御量導出手段は、つながり始めが検出された時のクラッチ制御量と補正制御量との関係を予め規定したデータテーブルに基づいて、補正制御量を導出するので、クラッチの補正制御量を容易に導出することができる。

第８の特徴によれば、クラッチ制御手段は、つながり始め状態が検出された時のクラッチ制御量が所定値を超えると警告手段によって警告を発するので、クラッチがつながり始めるまでの制御量が大きくなったことを使用者に認識させることが可能となる。これにより、摩耗したクラッチ板を交換する等の対処を使用者に促すことができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、自動二輪車等の車両に適用される自動変速機としての自動マニュアル変速機（以下、ＡＭＴ）およびその周辺装置のシステム構成図である。また、図２は、ＡＭＴ１６における各軸および変速ギヤの噛合関係を示す配置関係図である。ＡＭＴ１６は、主軸（メインシャフト）上に配設されたクラッチＣＬによってエンジンの回転駆動力を断接するシングルクラッチ式変速装置である。エンジン１１に連結されるＡＭＴ１６は、クラッチ用油圧装置１７および変速制御装置としてのＡＭＴ制御ユニット１８によって駆動制御される。エンジン１１は、スロットル・バイ・ワイヤ形式のスロットルボディ１９を有し、スロットルボディ１９にはスロットル開閉用のモータ２０が備えられている。

ＡＭＴ１６は、前進６段の変速機２１、クラッチＣＬ、シフトドラム２４、およびシフトドラム２４を回動させるシフト制御モータ２５を備えている。変速機２１を構成する多数のギヤは、主軸（メインシャフト）２６およびカウンタ軸（カウンタシャフト）２７にそれぞれ結合または遊嵌されている。主軸２６およびカウンタ軸２７には、それぞれ主軸２６およびカウンタ軸２７の軸方向に変位自在な変速ギヤが設けられており、これら変速ギヤおよびシフトドラム２４に形成されたガイド溝に、それぞれシフトフォーク２９の端部が係合されている。

エンジン１１の出力軸、すなわちクランク軸３０には、プライマリ駆動ギヤ３１が結合されており、このプライマリ駆動ギヤ３１はプライマリ従動ギヤ３２に噛み合わされている。プライマリ従動ギヤ３２は、クラッチＣＬを介して主軸２６に連結されている。また、ＡＭＴ１６は、カウンタ軸２７上の所定の変速ギヤの回転速度を計測することで、主軸２６の回転速度を検出する主軸回転速度センサ６５を備えている。

カウンタ軸２７には駆動スプロケット３５が結合されており、この駆動スプロケット３５に巻き掛けられるドライブチェーン（不図示）を介して、駆動輪としての後輪に駆動力が伝達される。また、ＡＭＴ１６内には、プライマリ従動ギヤ３２の外周に対向配置されたプライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６と、シフトドラム２４の回転位置に基づいて変速機２１のギヤ段位を検出するギヤポジションセンサ３８と、シフト制御モータ２５によって駆動されるシフタの回動位置を検知するシフタスイッチ６４と、シフトドラム２４がニュートラル位置にあることを検知するニュートラルスイッチ６３とが設けられている。また、スロットルボディ１９には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ４７が設けられている。なお、プライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６の出力信号は、エンジン回転数として検出してもよい。

クラッチ用油圧装置１７は、エンジン１１の潤滑油とクラッチＣＬを駆動する作動油とを兼用する構成を有している。クラッチ用油圧装置１７は、オイルタンク３９と、このオイルタンク３９内のオイル（作動油）をクラッチＣＬに給送するための管路４０とを備えている。管路４０上には、油圧供給源としての油圧ポンプ４１、アクチュエータとしてのバルブ（電磁制御弁）４２が設けられており、管路４０に連結される戻り管路４３上には、バルブ４２に供給する油圧を一定値に保つためのレギュレータ４４が配置されている。バルブ４２には、オイルの戻り管路４５が設けられている。

バルブ４２とクラッチＣＬとを連結している管路には、この管路に生じる油圧、すなわち、クラッチＣＬに生じる油圧を計測する油圧センサ６６が設けられている。また、油圧ポンプ４１とバルブ４２とを連結する管路４０には、主油圧センサ７７および油温検出手段としての油温センサ７８が設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１８には、自動変速（ＡＴ）モードと手動変速（ＭＴ）モードとの切り換えを行うモードスイッチ４９と、シフトアップ（ＵＰ）またはシフトダウン（ＤＮ）の変速指示を行うシフトセレクトスイッチ５０とが接続されている。ＡＭＴ制御ユニット１８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備え、上記した各センサやスイッチの出力信号に応じてバルブ４２およびシフト制御モータ２５を制御し、ＡＭＴ１６の変速段位を自動的または半自動的に切り換えることができる。

ＡＭＴ制御ユニット１８は、ＡＴモードの選択時には、車速、エンジン回転数、スロットル開度等の情報に応じて変速段位を自動的に切り換え、一方、ＭＴモードの選択時には、シフトセレクトスイッチ５０の操作に伴って、変速機２１をシフトアップまたはシフトダウンさせる。なお、ＭＴモード選択時でも、エンジンの過回転やストールを防止するための補助的な自動変速制御を実行することが可能である。

クラッチ用油圧装置１７においては、油圧ポンプ４１によってバルブ４２に油圧がかけられており、この油圧が上限値を超えないようにレギュレータ４４で制御されている。ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示でバルブ４２が開かれると、クラッチＣＬに油圧が印加されて、プライマリ従動ギヤ３２が、クラッチＣＬを介して主軸２６と連結される。一方、バルブ４２が閉じられて油圧の印加が停止されると、クラッチＣＬは、内蔵されている戻りバネ（不図示）によって、主軸２６との連結を断つ方向へ付勢される。

管路４０とクラッチＣＬとを連結する管路を開閉することでクラッチを駆動するバルブ４２は、ＡＭＴ制御ユニット１８が駆動信号に基づいて、管路の全閉状態から全開状態に至るまでの時間等を任意に変更できるように構成されている。

シフト制御モータ２５は、ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示に従ってシフトドラム２４を回動させる。シフトドラム２４が回動すると、シフトドラム２４の外周に形成されたガイド溝の形状に従ってシフトフォーク２９がシフトドラム２４の軸方向に変位する。これに伴い、カウンタ軸２７および主軸２６上のギヤの噛み合わせが変わり、変速機のシフトアップまたはシフトダウンを実行する。

図２を併せて参照して、クラッチＣＬに接続される主軸２６は、変速ギヤ対の駆動側ギヤＭ１〜Ｍ６を支持している。第１速駆動ギヤＭ１は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられ、第２速駆動ギヤＭ２は、主軸２６に一体的に形成されている。また、第３速駆動ギヤＭ３およびこれと一体の第４速駆動ギヤは、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。第５速駆動ギヤＭ５および第６速駆動ギヤＭ６は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。

また、カウンタ軸２７は、駆動ギヤＭ１〜Ｍ６に噛合する被動ギヤＣ１〜Ｃ６を支持している。第１速から４速の被動ギヤＣ１〜Ｃ４は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられており、第５，６速の被動ギヤＣ５，Ｃ６は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。ＡＭＴ１６は、上記した歯車列のうち、駆動ギヤＭ３，Ｍ４および被動ギヤＣ５，Ｃ６、すなわち、軸方向に摺動可能なギヤをシフトフォーク２９で摺動させることで、ドグクラッチを断接して変速動作を実行することができる。

本実施形態に係るＡＭＴ１６は、主軸２６に任意のブレーキ力（制動力）を与えることができるブレーキ手段としての主軸ブレーキ６０を具備している。主軸ブレーキ６０は、ＡＭＴ制御ユニット１８からの駆動指令で作動する摩擦式ブレーキであり、主軸２６の端部に固定された円盤状の被制動部材６１と、被制動部材６１に当接する制動部材６２とから構成されている。なお、ブレーキ手段６０は、電磁式ブレーキ等で構成してもよい。

図３は、ＡＭＴ制御ユニット１８およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。ＡＭＴ制御ユニット１８は、変速マップ１０１が格納された変速制御部１００を備える。クラッチ制御手段を含む変速制御部１００は、車両の通常走行時、ギヤポジションセンサ３８、エンジン回転数センサ９０、スロットル開度センサ４７、車速センサ９１および車速情報に基づき、３次元マップ等からなる変速マップ１０１に従って、シフト制御モータ２５およびバルブ４２を駆動して変速動作を実行する。なお、エンジン回転数は、プライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６の出力信号に基づいて検知してもよい。

本実施形態に係るＡＭＴ制御ユニット１８は、クラッチＣＬに対する入力側および出力側の回転速度を検出することにより、クラッチＣＬを接続する際のつながり始めタイミングを検出することができる。本実施形態では、クラッチＣＬに対する入力側の回転速度を、入力側回転体としてのプライマリ従動ギヤ３２の回転速度を検出するプライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６で検出し、また、出力側の回転速度を、出力側回転体としての主軸２６の回転速度を検出する主軸回転速度センサ６５で検出し、両者が同期回転するタイミングを検出するように構成されている。具体的には、プライマリ従動ギヤ３２の回転速度と主軸２６の回転速度との差が所定値（例えば、５０ｒｐｍ）以下になると、クラッチＣＬがつながり始めたと判定する。

クラッチつながり始め検出手段１２０は、主軸回転速度センサ６５およびプライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６の出力情報に基づいて、クラッチＣＬがつながり始めたことを検出する。なお、このつながり始めの検出は、クラッチＣＬを切断した状態から接続方向に駆動していった際に、主軸２６とプライマリ従動ギヤ３２とが同期回転する点を検出することで実行されるので、ＡＭＴ１６をシングルクラッチ式とする本実施形態では、変速機２１がニュートラル位置にある時に行うように設定されている。

そして、クラッチつながり始め検出手段１２０は、クラッチＣＬのつながり始めの検出時に、主軸ブレーキ６０を駆動制御して主軸２６を一旦停止させる。これは、主軸２６が、潤滑油の粘性や各種のフリクションによって、クラッチＣＬが切断された状態でもクラッチ側と連れ回りしようとするためである。これにより、主軸ブレーキ６０で主軸２６を一旦停止させて、つながり始めの検出に適した状態とした後に、クラッチＣＬを接続方向に駆動するように設定されている。

なお、クラッチを接続方向に駆動する際の主軸ブレーキ６０は、完全な開放状態とするほか、潤滑油の粘性等による連れ回りを防ぐために所定の制動力を与えたままの状態とすることができる。この時の制動力の大きさは、フリクションの大きさ等に合わせて任意に設定することができる。また、クラッチＣＬを接続方向に駆動する速度も任意に設定可能である。

クラッチ制御量検出手段１５０は、クラッチ油圧センサ６６の出力情報に基づいてクラッチＣＬの制御量（油圧）を検出する。そして、クラッチつながり始め制御量検出手段１１０は、クラッチつながり始め検出手段１２０およびクラッチ制御量検出手段１５０の出力信号に基づいて、つながり始め時のクラッチＣＬの制御量を検出する。

クラッチ補正制御量導出手段１３０は、クラッチつながり始め検出手段１２０と、クラッチ制御量検出手段１５０からの出力信号に基づいて、クラッチＣＬがつながり始めた時の制御量（油圧）を検出し、この制御量をクラッチ制御補正量データテーブル１４０に適用することで制御補正量を導出する。クラッチ制御補正量データテーブル１４０は、図５に示すように、油圧Ｐに対する制御補正量Ｈが一義的に定まるように構成されたものである。そして、クラッチ補正制御量導出手段１３０は、導出された補正制御量Ｈを変速制御部１００に伝達する。変速制御部１００は、伝達された制御補正量Ｈに基づいて、クラッチＣＬをフィードバック制御する。

なお、クラッチつながり始め制御量検出手段１１０は、主軸２６とプライマリ従動ギヤ３２とが同期回転するまでのクラッチの制御量が所定制御量を超えた場合には、警告灯やスピーカ等からなる警告手段９２を用いて、クラッチがつながり始めるまでの制御量が大きくなったことを乗員に知らせるように構成されている。これにより、これにより、摩耗したクラッチ板を交換する等の対処を乗員に促すことができる。

図４は、本実施形態に係るクラッチつながり始め検知制御の流れを示すフローチャートである。この一連の制御は、車両の停車中に実行される。ステップＳ１では、主軸回転速度センサ６５の出力信号が検出され、ステップＳ２では、プライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６の出力信号が検出される。ステップＳ３では、クラッチ油圧センサ６６の出力信号が検出される。続くステップＳ４では、シフトドラム２４がニュートラル位置にあるか否かが検出される。ステップＳ４で肯定判定されると、ステップＳ５へ進み、主軸ブレーキ６０を駆動することで主軸２６の回転を一旦停止させる。これにより、クラッチのつながり始めを検出する準備が整うこととなる。なお、ステップＳ４で否定判定されるとステップＳ１に戻る。

続くステップＳ６では、主軸ブレーキ６０を所定圧で所定時間の間駆動して、ブレーキ動作を保持する。なお、ブレーキ動作を保持する所定時間やブレーキ力の大きさは、主軸２６が連れ回りさせようとするフリクションに応じて任意に設定することができる。次に、ステップＳ７では、主軸ブレーキ６０を解除し、ステップＳ８においてクラッチＣＬを接続方向に駆動する。そして、ステップＳ９では、主軸回転速度センサ６５によって検出される主軸２６の回転速度と、プライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６によって検出されるプライマリ従動ギヤ３２の回転速度とが同期したか否かが判定される。本実施形態では、回転速度差が所定値（例えば、１ｍ／ｓ）以下になることで、両者の回転速度が同期したと判定するように設定されている。この設定によれば、各回転速度センサの精度ばらつき等を考慮して、回転速度の同期状態を検出することができる。

そして、ステップＳ９で肯定判定されると、ステップＳ１０では、同期回転した時点においてクラッチ油圧センサ６６で検出された油圧値を、クラッチの制御量として記憶する。なお、ステップＳ９で否定判定されるとステップＳ７に戻る。

ステップＳ１１では、油圧−クラッチ制御補正量データテーブル１４０に基づいて制御補正量Ｈを導出する。そして、ステップＳ１２では、制御補正量Ｈに基づいてクラッチＣＬをフィードバック制御し、一連の制御を終了する。

なお、上記したフローチャートでは、常に油圧−クラッチ制御補正量データテーブル１４０を用いてクラッチを制御しているが、このようなフィードバック制御は、つながり始め時に検出された制御量と予め設定された基準制御量とを比較し、両者の差異が所定値より大きい場合にのみ実行するようにしてもよい。また、クラッチのつながり始めの検知は、エンジンが始動されてから発車するまでの間や、ＡＭＴに記憶された所定周期で定期的に実行することができる。この所定周期は、油温等の各種情報に基づいて随時変更することができる。また、本実施形態では、クラッチＣＬに生じている油圧に基づいて制御補正量を検出しているが、クラッチＣＬへの作動油の供給量を制御しているアクチュエータとしてのバルブ４２の駆動電流値に基づいて検出してもよい。

上記したように、本実施形態に係るクラッチ制御装置によれば、クラッチを切断した状態で出力側回転体と入力側回転体とが連れ回りしようとする場合でも、ブレーキ手段で出力側回転体を一時停止させることで、両者の回転速度差が所定値以下になるタイミングを正確に検知することが可能となる。これにより、クラッチのつながり始め状態を正確に検出して、適切なフィードバック制御を実行することが可能となる。

なお、本実施形態に係るＡＭＴ１６は、主軸２６に制動力を与える主軸ブレーキ６０を備えているため、車両の停車中、すなわちカウンタ軸２７の停止中に主軸ブレーキ６０を作動させて主軸２６とカウンタ軸２７との回転速度差を小さくしておくと、ニュートラルから１速に変速する際のドグクラッチの噛み合い音を低減できる。

図６は、本発明の第２実施形態に係るＡＭＴ１６ａおよびその周辺装置のシステム構成図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。また、図７は、ＡＭＴ１６ａにおける各軸および変速ギヤの噛合関係を示す配置関係図である。ＡＭＴ１６ａは、主軸上に配設された２つのクラッチによってエンジンの回転駆動力を断接するツインクラッチ式変速装置として構成されている。ツインクラッチおよびツインクラッチの駆動制御部を除く全体構成は、前記した実施形態と同様のため詳細は省略する。

ＡＭＴ１６ａは、前進６段の変速機２１、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、シフトドラム２４、およびシフトドラム２４を回動させるシフト制御モータ２５を備えている。変速機２１を構成する多数のギヤは、主軸２６およびカウンタ軸２７にそれぞれ結合または遊嵌されている。主軸２６は、互い回転自在に軸支された内主軸２６ａと外主軸２６ｂとからなる。内主軸２６ａは第１クラッチＣＬ１と結合され、外主軸２６ｂは第２クラッチＣＬ２と結合されている。主軸２６およびカウンタ軸２７には、それぞれ主軸２６およびカウンタ軸２７の軸方向に変位自在な変速ギヤが設けられており、これら変速ギヤおよびシフトドラム２４に形成されたガイド溝に、それぞれシフトフォーク２３の端部が係合されている。

エンジン１１の出力軸、すなわちクランク軸３０には、プライマリ駆動ギヤ３１が結合されており、このプライマリ駆動ギヤ３１はプライマリ従動ギヤ３２に噛み合わされている。プライマリ従動ギヤ３２は、第１クラッチＣＬ１を介して内主軸２６ａに連結されると共に、第２クラッチＣＬ２を介して外主軸２６ｂに連結されている。また、ＡＭＴ１６ａは、カウンタ軸２７上の所定の変速ギヤの回転速度を計測することで、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂの回転速度をそれぞれ検出する内主軸回転速度センサ７３および外主軸回転速度センサ７４を備えている。

アクチュエータとしてのバルブは、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に個別に油圧をかけることができる第１バルブ４２ａおよび第２バルブ４２ｂとからなり、それぞれにオイルの戻り管路４５が設けられている。

第１バルブ４２ａと第１クラッチＣＬ１とを連結している管路には、第１クラッチＣＬ１に生じる油圧を計測する第１クラッチ油圧センサ７５が設けられている。同様に、第２バルブ４２ｂと第２クラッチＣＬ２とを連結している管路には、第２クラッチＣＬ２に生じる油圧を計測する第２クラッチ油圧センサ７６が設けられている。

クラッチ用油圧装置１７においては、油圧ポンプ４１によってバルブ４２に油圧がかけられており、この油圧が上限値を超えないようにレギュレータ４４で制御されている。ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示でバルブ４２ａまたは４２ｂが開かれると、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２に油圧が印加されて、プライマリ従動ギヤ３２が、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２を介して内主軸２６ａまたは外主軸２６ｂと連結される。一方、バルブが閉じられて油圧の印加が停止されると、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、内蔵されている戻りバネによって、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂとの連結を断つ方向へ付勢されることとなる。

シフト制御モータ２５は、ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示に従ってシフトドラム２４を回動させる。シフトドラム２４が回動すると、シフトドラム２４の外周に形成されたガイド溝の形状に従ってシフトフォーク２３がシフトドラム２４の軸方向に変位する。これに伴い、カウンタ軸２７および主軸２６上のギヤの噛み合わせが変わり、変速機のシフトアップまたはシフトダウンを実行する。

本実施形態に係るＡＭＴ１６ａでは、第１クラッチＣＬ１と結合される内主軸２６ａが奇数段ギヤ（１，３，５速）を支持し、第２クラッチＣＬ２と結合される外主軸２６ｂが偶数段ギヤ（２，４，６速）を支持するように構成されている。したがって、例えば、奇数段ギヤで走行している間は、第１クラッチＣＬ１への油圧供給が継続されて接続状態が保たれている。そして、シフトチェンジが行われる際には、シフトドラム２４の回動によってギヤの噛み合わせを予め変更しておくことにより、両クラッチの接続状態を切り換えるのみで変速動作を完了することが可能となる。

図７を併せて参照して、第１クラッチＣＬ１に接続される内主軸２６ａは、奇数変速段の駆動ギヤＭ１，Ｍ３，Ｍ５を支持している。第１速駆動ギヤＭ１は、内主軸２６ａに一体的に形成されている。また、第３速駆動ギヤＭ３は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられており、第５速駆動ギヤＭ５は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。一方、第２クラッチＣＬ２に接続される外主軸２６ｂは、偶数変速段の駆動ギヤＭ２，Ｍ４，Ｍ６を支持している。第２速駆動ギヤＭ２は、外主軸２６ｂに一体的に形成されている。また、第４速駆動ギヤＭ４は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられており、第６速駆動ギヤＭ６は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。

また、カウンタ軸２７は、駆動ギヤＭ１〜Ｍ６に噛合する被動ギヤＣ１〜Ｃ６を支持している。第１速から４速の被動ギヤＣ１〜Ｃ４は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられており、第５，６速の被動ギヤＣ５，Ｃ６は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。ＡＭＴ１６ａでは、上記歯車列のうち、駆動ギヤＭ３，Ｍ４および被動ギヤＣ５，Ｃ６、すなわち、軸方向に摺動可能なギヤをシフトフォーク２３で摺動させることで、ドグクラッチを断接して変速動作を行う。

そして、本実施形態に係るＡＭＴ１６ａは、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂのそれぞれに内主軸ブレーキ７０および外主軸ブレーキ８０を具備している。内主軸２６ａに制動力を与える内主軸ブレーキ７０は、内主軸２６ａに固定された円盤状の被制動部材７１と、被制動部材７１に当接する制動部材７２とから構成されている。また、外主軸２６ｂに制動力を与える外主軸ブレーキ８０は、外主軸２６ｂに固定された円盤状の被制動部材８１と、被制動部材８１に当接する制動部材８２とから構成されている。

本実施形態に係るＡＭＴ１６ａは、例えば、第１速ギヤの選択時には、クランク軸３０からプライマリ従動ギヤ３２に伝達されたエンジンの回転駆動力を、第１クラッチＣＬ１が接続されることで内主軸２６ａに伝達し、第１速駆動ギヤＭ１から第１速被動側Ｃ１を介してカウンタ軸２７に伝達している。このとき、第１速用のドグクラッチは、第１速被動ギヤＣ１と第５速被動ギヤＣ５との間で噛み合った状態にある。

そして、ＡＭＴ１６ａは、第１速ギヤによって回転駆動力が伝達されている際に、第２速用のドグクラッチ、すなわち、第６速被動ギヤＣ６と第２速被動ギヤＣ２との間のドグクラッチを噛合させて第２速への変速に備える「予備変速」の実行が可能である。このとき、第２クラッチＣＬ２は遮断されているので、第１速ギヤでの走行中に第２速用のドグクラッチが噛合されても、エンジンの回転駆動力は、第２速駆動ギヤＭ２を介して外主軸２６ｂを空転させるのみである。そして、この予備変速後に、クラッチの接続状態を、第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２に持ち替えると、回転駆動力が途切れることなく、瞬時に２速ギヤを介してカウンタ軸から出力することができる。

また、ＡＭＴ１６ａのシフトドラム２４は、各変速段を選択するための各所定回動位置同士の間に、偶数段ギヤのグループまたは奇数段ギヤのグループのうち、回転駆動力を伝達していない側のグループをニュートラル状態とする「ニュートラル待ち」の位置が設定されている。このため、偶数段ギヤでの走行中に奇数段ギヤをニュートラル状態にすると共に、奇数段ギヤでの走行中に偶数段ギヤをニュートラル状態とすることが可能である。したがって、本実施形態に係るＡＭＴ１６ａの構成によれば、車両の停車中のみならず、所定ギヤを選択して走行している間においても、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２に対してクラッチのつながり始め検出を実行することができる。

図８は、本発明の第２実施形態に係るＡＭＴ制御ユニット１８およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。本実施形態においては、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２を駆動するバルブが第１バルブ４２ａおよび第２バルブ４２ｂから構成されること、内主軸回転速度センサ７３および外主軸回転速度センサ７４を備えること、内主軸２６ａを制動する内主軸ブレーキ７０および外主軸２６ｂを制動する外主軸ブレーキ８０を備えることを除いては、前記した実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

ＡＭＴ制御ユニット１８は、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２に対する入力側回転数と出力側回転数とを検出することで、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２を接続する際のつながり始めタイミングをそれぞれ検出することができる。本実施形態では、第１クラッチＣＬ１に対する出力側の回転速度を内主軸回転速度センサ７３で検出し、一方、第２クラッチＣＬ２に対する出力側の回転速度を外主軸回転速度センサ７４で検出する。なお、入力側の回転速度は、いずれもプライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６によって検出する。

前記したように、クラッチのつながり始めの検出は、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２を切断した状態から徐々に接続方向に駆動していった際に、内主軸２６ａまたは外主軸２６ｂと、プライマリ従動ギヤ３２とが同期回転するタイミングを検出することで実行される。ツインクラッチ式のＡＭＴ１６ａでは、所定変速段で走行中、シフトドラムが所定の「ニュートラル待ち」位置にある場合に、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２のうち、切断されている側に対してつながり始めの検出を実行できる。すなわち、偶数段ギヤで走行中には第１クラッチＣＬ１に対してつながり始めの検出が可能であり、奇数段ギヤで走行中には第２クラッチＣＬ２に対してつながり始めの検出が可能である。なお、変速機２１がニュートラル状態にある停車中においては、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に対して交互に検出可能である。

クラッチつながり始め検出手段１２０は、第１クラッチＣＬ１のつながり始めの検出時に内主軸ブレーキ７０を駆動制御し、第２クラッチＣＬ２のつながり始めの検出時に外主軸ブレーキ８０を駆動制御する。なお、クラッチのつながり始めを検出する際において、内主軸ブレーキ７０または外主軸ブレーキ８０は、完全な開放状態とするほか、クラッチの潤滑油の粘性や、内主軸２６ａと外主軸２６ｂとの間に生じるフリクション等による連れ回りを防ぐために、所定の制動力を与えたままとすることができる。この制動力の大きさは、フリクション等の大きさに応じて任意に設定することができる。

クラッチ制御量検出手段１５０は、第１クラッチ油圧センサ７５および第２クラッチ油圧センサ７６の出力情報に基づいて、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の制御量を検出する。そして、クラッチつながり始め制御量検出手段１１０は、クラッチつながり始め検出手段１２０およびクラッチ制御量検出手段１５０の出力信号に基づいて、両クラッチがつながり始めた時の制御量をそれぞれ検出する。

クラッチ補正制御量導出手段１３０は、クラッチつながり始め検出手段１２０と、クラッチ制御量検出手段１５０からの出力信号に基づいて、両クラッチがつながり始めた時の制御量（油圧）を検出し、この制御量をクラッチ制御補正量データテーブル１４０に適用することで制御補正量を導出する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るクラッチつながり始め検知制御の流れを示すフローチャートである。なお、クラッチのつながり始めの検出時に、主軸を一旦停止させてからクラッチを接続方向に駆動して回転速度の同期タイミングを検出し、つながり始めが検出された時の制御量に基づいて制御補正量を導出するまでの流れは、図４で説明したシングルクラッチ式の場合と同様なので、ここでは、ツインクラッチ式のＡＭＴ１６ａにおいて、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に対して、どのような順序でつながり始めの検出を実行するかを主に説明する。

まず、ステップＳ２０〜２４では、内主軸回転速度センサ７３、外主軸回転速度センサ７４、プライマリ従動ギヤ回転速度センサ３６、第１クラッチ油圧センサ７５、第２クラッチ油圧センサ７６の出力信号がそれぞれ検出される。

続くステップＳ２５では、シフトドラム２４がニュートラル位置にあるか否かが検出される。なお、ここでのニュートラル位置とは、偶数段ギヤおよび奇数段ギヤが共にニュートラル状態となり、前記したニュートラルスイッチ６３がオンとなる回動位置を指す。このニュートラル位置は、ＡＭＴ１６ａが自動変速（ＡＴ）モードにある場合は、車両の停車中にのみ選択されるように設定されている。すなわち、ステップＳ２５で肯定判定された場合は、車両が停車中であるとして、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、内主軸ブレーキ７０を駆動して第１クラッチＣＬ１の制御補正量を導出し、続くステップＳ２７では、外主軸ブレーキ８０を駆動して第２クラッチＣＬ２の制御補正量を導出して、ステップＳ３３に進んで両クラッチをフィードバック制御して一連の制御を終了する。なお、ステップＳ２５で肯定判定された場合のつながり始め検出は、第２クラッチＣＬ２から開始してもよい。

一方、ステップＳ２５で否定判定された場合は、車両が走行中であるとしてステップＳ２８に進み、変速ギヤが偶数段であるか否かが判定される。ステップＳ２８で肯定判定されるとステップＳ２９に進んで、外主軸ブレーキ８０を駆動してつながり始めを検出し、第２クラッチＣＬ２の制御補正量を導出する。

続くステップＳ３１では、１段変速されたか否かが判定され、肯定判定されると、偶数段ギヤに移行したものとして、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、内主軸ブレーキ７０を駆動して第１クラッチＣＬ１の制御補正量を導出する。これにより、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２の制御補正量が導出され、ステップＳ３３に進んでフィードバック制御を実行し、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ３１で否定判定されると、ステップＳ３３に進んでフィードバック制御を実行する。第１クラッチＣＬ１の制御補正量は、次に検出準備が整った時に導出される。また、制御補正量を適用したクラッチ制御は、いずれか一方の制御補正量が導出された時点で直ちに実行してもよい。

また、ステップＳ２８で否定判定される、すなわち、変速段が偶数段であると判定された場合は、ステップＳ３０に進み、内主軸ブレーキ７０を駆動して第１クラッチＣＬ１の制御補正量を導出する。そして、ステップＳ３４では、１段変速されたか否かが判定され、肯定判定されると、奇数段ギヤに変速されたものとして、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、外主軸ブレーキ８０を駆動して第２クラッチＣＬ２の制御補正量を導出する。これにより、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２の制御補正量が導出され、ステップＳ３３に進んでフィードバック制御を実行し、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ３４で否定判定されるとステップＳ３３に進む。第２クラッチＣＬ２の制御補正量は、次につながり始めの検出準備が整った時に導出される。なお、本実施形態でも、内主軸ブレーキ７０および外主軸ブレーキ８０を駆動する所定時間やブレーキ力の大きさは、フリクション等に応じて任意に設定することができる。

上記したように、本発明の第２実施形態に係るクラッチ制御装置では、クラッチのつながり始めの検出を、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に対して交互に実行することにより、車両の走行中においても両クラッチのつながり始め状態を検知して、走行中にクラッチのつながり始め状態が変化した場合でも、クラッチ制御の補正量を随時更新してクラッチの制御にフィードバックすることが可能となる。

上記したように、本実施形態に係るクラッチ制御装置によれば、クラッチを切断した状態で出力側回転体と入力側回転体とが連れ回りしようとする場合でも、ブレーキ手段で出力側回転体を一時停止させることで、出力側回転体と入力側回転体との回転速度差が所定値以下になるタイミングを正確に検知することが可能となる。これにより、クラッチのつながり始め状態を正確に検出して、適切なフィードバック制御を実行することができるようになる。

なお、ツインクラッチ式変速装置、ブレーキ手段、クラッチの入力側回転体および出力側回転体の回転速度検出手段の構成、クラッチ制御量−補正量データテーブルの構成、入力側回転体および出力側回転体が同期回転したことを判定する所定値の設定、出力側回転体を一旦停止させた後の制動力の設定等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るクラッチ制御装置は、自動二輪車に限られず、三輪車や四輪車等に適用してもよい。

自動変速機としてのＡＭＴおよびその周辺装置のシステム構成図である。 ＡＭＴにおける各軸および変速ギヤの噛合関係を示す配置関係図である。 ＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るクラッチつながり始め検出制御の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係るクラッチ制御補正量データテーブルである。 本発明の第２実施形態に係るＡＭＴおよびその周辺装置のシステム構成図である。 本発明の第２実施形態に係るＡＭＴにおける各軸および変速ギヤの噛合関係を示す配置関係図である。 本発明の第２実施形態に係るＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るクラッチつながり始め検出制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（動力源）、１６，１６ａ…ＡＭＴ、２５…シフト制御モータ、３６…プライマリ従動ギヤ回転速度センサ（入力側回転速度検出手段）、４２…バルブ、４２ａ…第１バルブ、４２ｂ…第２バルブ、２６…主軸、２６ａ…内主軸、２６ｂ…外主軸、２７…カウンタ軸、６５…主軸回転速度センサ（出力側回転速度検出手段）、７３…内主軸回転速度センサ（出力側回転速度検出手段）、７４…外主軸回転速度センサ（出力側回転速度検出手段）、７５…第１クラッチ油圧センサ、７６…第２クラッチ油圧センサ、１００…変速制御部（クラッチ制御手段）、１２０…つながり始め検出手段、１１０…つながり始め制御量検出手段、１３０…クラッチ補正制御量導出手段、１４０…油圧−クラッチ制御補正量データテーブル、１５０…クラッチ制御量検出手段、ＣＬ…クラッチ、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、Ｍ１〜６…第１〜６速駆動ギヤ、Ｃ１〜６…第１〜６速被動ギヤ

Claims (7)

1. 車両の動力源（１１）から駆動輪へ伝達される回転駆動力を断接するクラッチ（ＣＬ）のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチ（ＣＬ）は、該クラッチ（ＣＬ）が接続された状態で同期回転する入力側回転体および出力側回転体を有し、
   前記入力側回転体の回転速度を検出する入力側回転速度検出手段（３６）と、
   前記出力側回転体の回転速度を検出する出力側回転速度検出手段（６５，７３，７４）と、
   前記クラッチ（ＣＬ）のクラッチ制御量を制御するクラッチ制御手段（１００）と、
   前記クラッチ（ＣＬ）の切断中に前記出力側回転体を一旦停止させるブレーキ手段（６０）と、
   前記クラッチ制御量を検出するクラッチ制御量検出手段（１５０）と、
   前記入力側回転体と出力側回転体との回転速度差が所定値以下となった場合に前記クラッチ（ＣＬ）のつながり始めを検出するつながり始め検出手段（１２０）と、
   前記つながり始めにおける前記クラッチ制御量を検出するつながり始め制御量検出手段（１１０）と、
   前記出力側回転体を一旦停止させた後に前記つながり始めが検出された時点での前記クラッチ制御量に基づいて、前記クラッチ（ＣＬ）の補正制御量を導出するクラッチ補正制御量導出手段（１３０）とを具備し、
   前記クラッチ制御手段（１００）に対し、前記補正制御量に基づいて前記クラッチ制御量をフィードバック制御し、
   前記回転駆動力を所定の変速比で前記駆動輪に伝達する有段変速機（２１）を備え、
   前記クラッチ（ＣＬ）は、第１クラッチ（ＣＬ１）および第２クラッチ（ＣＬ２）からなるツインクラッチであると共に、前記有段変速機（２１）の変速動作毎に前記ツインクラッチの断接状態を交互に切り換えるように構成されており、
   前記有段変速機（２１）は、奇数段ギヤまたは偶数段ギヤのうち、前記第１クラッチ（ＣＬ１）または第２クラッチ（ＣＬ２）が切断されることで前記回転駆動力を伝達していない側のギヤをニュートラル状態にすることができるように構成されており、
   前記つながり始め検出手段（１２０）は、前記第１クラッチ（ＣＬ１）または第２クラッチ（ＣＬ２）のうちの切断されている側に対して、前記つながり始めの検出を行うことを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記ブレーキ手段（６０）は、前記出力側回転体を一旦停止させた後も所定時間ブレーキ動作を継続することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
3. 前記クラッチ（ＣＬ）は油圧式であり、
   前記つながり始め制御量検出手段（１１０）は、前記クラッチ（ＣＬ）に生じる油圧に基づいて前記クラッチ制御量を導出することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ制御装置。
4. 前記クラッチ（ＣＬ）は、油圧供給源（４１）から供給される油圧で駆動される油圧式であり、
   前記油圧供給源（４１）とクラッチ（ＣＬ）との間に設けられて、前記クラッチ（ＣＬ）に供給する作動油の流量を制御するアクチュエータ（４２）を備え、
   前記つながり始め制御量検出手段（１１０）は、前記アクチュエータ（４２）の駆動電流値に基づいて前記クラッチ制御量を導出することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ制御装置。
5. 前記つながり始め検出手段（１２０）は、前記つながり始めの検出を所定周期毎に行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
6. 前記クラッチ補正制御量導出手段（１３０）は、前記つながり始めが検出された時のクラッチ制御量と前記補正制御量との関係を予め規定したデータテーブル（１４０）に基づいて、前記補正制御量を導出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
7. 前記クラッチ制御部（１００）は、前記つながり始め状態が検出された時のクラッチ制御量が所定値を超えると、警告手段（９２）によって警告を発することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のクラッチ制御装置。

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