JP2009243630A - クラッチ制御装置およびμ補正係数算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中のクラッチ容量の変化を検知し、これに基づいたμ補正係数を求めてクラッチ容量を補正できるクラッチ制御装置およびμ補正係数算出方法を提供する。
【解決手段】実回転差吸収トルク算出手段１５０は、変速中におけるエンジン回転数の変化率ΔＮｅを実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル１６０に適用して、変速中の実回転差吸収トルク平均値を算出する。エンジントルク算出手段１８０は、スロットル開度およびエンジン回転数をエンジントルク推定値マップ１９０に適用して、変速中のエンジントルクを導出する。実回転差吸収トルク平均値と変速中のエンジントルクの平均値との和から実クラッチ容量を求める。μ補正係数算出手段１３０は、実クラッチ容量と要求クラッチ容量との比からμ補正係数を算出する。変速制御部１００は、μ補正係数に基づいて算出された制御補正量を適用して、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬを駆動制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、クラッチ制御装置およびμ補正係数算出方法に係り、特に、走行中のクラッチ容量の変化を検知し、これに基づいたμ補正係数を求め、このμ補正係数に基づいてクラッチ容量に対して適正な補正を行うことができるクラッチ制御装置およびμ補正係数算出方法に関する。

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

ところで、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で得るようにしたクラッチでは、クラッチ板同士の接触後に供給される駆動力や油圧によってクラッチ板に発生する摩擦力が変化すると、クラッチが伝達可能なトルクの最大値、すなわち、クラッチ容量が変化することとなる。

特許文献１に記載された技術は、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り、クラッチ板の劣化や、クラッチを作動させるオイルの特性が変わることによるクラッチ容量の変化を検知することはできなかった。換言すれば、特許文献１では、クラッチ容量の変化量を検知して、この変化量に基づいてクラッチを制御することは考慮されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、走行中のクラッチ容量の変化を検知し、これに基づいたμ補正係数を求め、このμ補正係数に基づいてクラッチ容量に対して適正な補正を行うことができるクラッチ制御装置およびμ補正係数算出方法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、車両のエンジンから有段式の変速機に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、前記クラッチの制御量を制御するクラッチ制御手段と、前記エンジンの回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、前記変速機の変速状態を検知する変速状態検知手段と、前記変速機の変速中におけるエンジン回転数の変化率を検知する変速中ΔＮｅ算出手段と、前記エンジン回転数の変化率を適用することで前記変速中の回転変化に使用される実回転差吸収トルクを算出する実回転差吸収トルク算出手段と、少なくともスロットル開度およびエンジン回転数を適用することで、前記エンジンが発生するエンジントルクを算出するエンジントルク算出手段と、前記クラッチの摩擦係数の補正係数を算出するμ補正係数算出手段とを具備し、前記μ補正係数算出手段は、変速中の実回転差吸収トルクの平均値と、前記変速中に算出されるエンジントルクの平均値との和から実クラッチ容量を算出し、さらに、前記実クラッチ容量と車両状態から算出される要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出し、前記クラッチ制御手段に対して、前記μ補正係数に基づいて前記クラッチを制御する点に第１の特徴がある。

また、前記要求クラッチ容量は、予め定められた値から算出される変速中の要求回転差吸収トルクの平均値と、前記変速中のエンジントルクの平均値との和であることを特徴とする点に第２の特徴がある。

また、前記エンジン回転数の変化率の算出およびエンジントルクの平均値の算出のうちの少なくとも一方は、前記変速状態検知手段によって、前記変速機に変速信号が発せられ、該変速機の変速比が変化中であると判断された状態でのサンプリング期間において実行される点に第３の特徴がある。

また、前記サンプリング期間が所定期間より短い場合は、前記μ補正係数の算出を実行しない点に第４の特徴がある。

また、前記変速中に計測される変速比の変化率が所定値より小さい場合は、前記μ補正係数の算出を実行しない点に第５の特徴がある。

また、前記変速中に計測される前記スロットル開度が所定値より小さい場合は、前記μ補正係数の算出を実行しない点に第６の特徴がある。

また、前記変速中に計測される前記スロットル開度の変化率が所定値より大きい場合には、前記μ補正係数の算出を実行しない点に第７の特徴がある。

また、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式であると共に、前記第１クラッチおよび第２クラッチの接続状態を変速動作毎に交互に切り換えることで、前記動力源の回転駆動力を前記駆動輪へ伝達するように構成されており、前記μ補正係数の算出は、前記変速動作時に行われる点に第８の特徴がある。

さらに、車両のエンジンから有段式の変速機に伝達される回転駆動力を断接するクラッチの摩擦係数を補正するためのμ補正係数を算出するμ補正係数算出方法において、前記変速機の変速中におけるエンジン回転数の変化率を検知する手順と、前記エンジン回転数の変化率を所定のデータテーブルに適用することで、前記変速中の回転変化に使用される実回転差吸収トルクを算出する手順と、少なくともスロットル開度およびエンジン回転数を所定のデータマップに適用することで、前記エンジンが発生するエンジントルクを算出する手順と、前記実回転差吸収トルクと、前記変速中に算出されるエンジントルクの変速中の平均値との和から実クラッチ容量を算出し、さらに、前記実クラッチ容量と車両状態から算出される要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出する手順とを具備することを特徴とすることを特徴とする点に第９の特徴がある。

第１の特徴によれば、変速中におけるエンジン回転数の変化率ΔＮｅを実回転差吸収トルク算出手段に適用することで変速中の実回転差吸収トルクを算出し、また、スロットル開度およびエンジン回転数をエンジントルク算出手段に適用することで変速中のエンジントルクを算出し、この実回転差吸収トルクとエンジントルクとから実クラッチ容量を求め、さらに、実クラッチ容量と要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出するので、変速中のエンジン回転数の変化率およびエンジントルクに基づいて、実クラッチ容量およびμ補正係数を算出することができる。これにより、μ補正係数を適用した摩擦係数を用いることにより、例えば、クラッチ板の経年変化やクラッチを作動させるオイルの特性が変わり、クラッチ容量、すなわち、クラッチが伝達可能なエンジントルクの最大値が変化した場合でも、適切なクラッチ制御を継続することができる。また、エンジン出力特性の違いやクラッチの製品ばらつき、クラッチを駆動するアクチュエータの製品ばらつき等の影響を受けることなく、より安定した走行フィーリングが得られる。

第２の特徴によれば、要求クラッチ容量は、予め定められた値から算出される変速中の要求回転差吸収トルクの平均値と、変速中のエンジントルクの平均値との和であるので、要求回転差吸収トルクを算出するテーブルを予め設定しておくことで、要求クラッチ容量を容易に算出できるようになる。

第３の特徴によれば、エンジン回転数の変化率の算出およびエンジントルクの平均値の算出のうちの少なくとも一方は、変速状態検知手段によって、変速機に変速信号が発せられ、変速機の変速比が変化中であると判断された状態でのサンプリング期間において実行されるので、変速信号が発してから実際に変速が開始されるまでの動作遅れに対して有効である。また、エンジン回転数の変動が安定した期間でΔＮｅやエンジントルクの平均値を算出することが可能となる。

第４の特徴によれば、サンプリング期間が所定期間より短い場合はμ補正係数の算出を実行しないので、例えば、変速中にスロットルが戻されて変速動作が通常より短時間で終了したとき等、クラッチ制御量の制御に有効なμ補正係数の算出ができない場合には、不要な演算処理を行わないことで演算処理の負担を低減できる。

第５の特徴によれば、変速中に計測される変速比の変化率が所定値より小さい場合はμ補正係数の算出を実行しないので、例えば、変速比の変化率が小さい高速寄りのギヤ段間での変速時（例えば、５速から６速へのシフトアップ時）等、クラッチ制御量の制御があまり必要でない場合に、不要な演算処理を行わないことで演算処理の負担を低減できる。

第６の特徴によれば、変速中に計測されるスロットル開度が所定値より小さい場合はμ補正係数の算出を実行しないので、例えば、エンジン出力が所定値より小さく、クラッチ制御量の制御に有効なμ補正係数の算出ができない場合に、不要な演算処理を行わないことで演算処理の負担を低減できる。

第７の特徴によれば、変速中に計測されるスロットル開度の変化率が所定値より大きい場合にはμ補正係数の算出を実行しないので、例えば、変速中のエンジン出力の変動が大きく、クラッチ制御量の制御に有効なμ補正係数の算出ができない場合に、不要な演算処理を行わないことで演算処理の負担を低減できる。

第８の特徴によれば、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式であると共に、第１クラッチおよび第２クラッチの接続状態を変速動作毎に交互に切り換えることで、動力源の回転駆動力を前記駆動輪へ伝達するように構成されており、μ補正係数の算出は変速動作時に行われるので、ツインクラッチ式の変速装置においても、μ補正係数を適用したクラッチ制御が可能となる。

第９の特徴によれば、変速機の変速中におけるエンジン回転数の変化率を検知する手順と、エンジン回転数の変化率を所定のデータテーブルに適用することで変速中の回転変化に使用される実回転差吸収トルクを算出する手順と、少なくともスロットル開度およびエンジン回転数を所定のデータマップに適用することでエンジンが発生するエンジントルクを算出する手順と、実回転差吸収トルクと変速中に算出されるエンジントルクの変速中の平均値との和から実クラッチ容量を算出し、さらに、実クラッチ容量と車両状態から算出される要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出する手順とを具備するので、変速中のエンジン回転数の変化率およびエンジントルクに基づいて、実クラッチ容量およびμ補正係数を算出することが可能となる。

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）１６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、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（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は、内主軸２６ａと外主軸２６ｂとからなり、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（不図示）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、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、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂの回転速度をそれぞれ検知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。

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エンジン回転数センサ３６と、シフトドラム２４の回転位置に基づいて現在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センサ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。

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）を第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２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およびアクチュエータとしてのバルブ（電子制御弁）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は、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に個別にオイル圧をかけることが可能な構造とされる。また、バルブ４２にもオイルの戻り管路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。

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）を指示する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のギヤ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する。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に連結される。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（不図示）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。

管路４０と両クラッチＣＬ１，ＣＬ２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２１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ＡＭＴ１６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２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。ＡＭＴ１６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。

ＡＭＴ１６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、ＡＭＴ１６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。

ＡＭＴ１６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できる。

図３は、本発明の一実施形態に係る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。ＡＭＴ制御ユニット１８は、変速マップ１０１およびタイマ１０２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３６、スロットル開度センサ４７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。また、変速制御部１００は、変速マップ１０１に従った自動変速時およびシフトセレクトスイッチ５０の操作による半自動変速時において、変速信号が発せられて変速中である等の変速状態を検知する変速状態検知手段としても機能する。なお、ＡＭＴ１６が変速中であることは、ギヤポジションセンサ３８やエンジン回転数センサ３６等の出力信号に基づいて検知される。

ＡＭＴ制御ユニット１８は、変速中のエンジン回転数の変化率ΔＮｅに基づいて、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２が伝達可能なトルクの最大値、すなわち、クラッチ容量を検知できるように構成されている。そして、このクラッチ容量に基づいてクラッチの制御補正量を算出し、クラッチをフィードバック制御することが可能である。このフィードバック制御によれば、クラッチ板の劣化やクラッチを作動させるオイルの特性が変わることでクラッチ容量が減少した場合でも、これに応じてクラッチの押圧力を増大させることで、発進および変速時のフィーリングが変化することを防止できる。なお、詳細は後述するが、前記したクラッチ容量の検知は、変速中のエンジン回転数の変化率ΔＮｅに基づいて、変速中の回転変化に使われているトルク（実回転差吸収トルク）を算出する手段（実回転差吸収トルク算出手段）を具備することで可能となるものである。

クラッチ容量算出手段１４０で実クラッチ容量が算出されると、μ補正係数算出手段１３０では、実クラッチ容量と要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数が算出される。ここで、要求クラッチ容量は、クラッチ板やクラッチの潤滑油が予め設定された標準状態にある場合の初期設定値である。また、補正摩擦係数算出手段１２０では、μ補正係数に基づいて、クラッチ制御補正量の算出に使用される補正摩擦係数が算出される。そして、クラッチ制御補正量算出手段１１０は、補正摩擦係数を所定の演算式に適用して制御補正量を算出し、変速制御部１００に伝達する。変速制御部１００は、前記制御補正量に基づいて、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２をフィードバック制御する。

前記した実回転差吸収トルク算出手段１５０は、変速中ΔＮｅ算出手段１７０によって算出された変速中のΔＮｅを、実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル１６０に適用することによって、変速中の実回転差吸収トルクを算出する。ここで、図４を参照して、変速中のΔＮｅの算出手順を説明する。

図４は、変速動作時のエンジン回転数（Ｎｅ）の推移を示すグラフである。このグラフは、例えば、１速ギヤでの加速中に２速にシフトアップした状態に対応するものである。ＡＭＴ１６において、１速ギヤでの加速中、時刻ｔ１０において変速動作が開始されると、ツイン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に切り換える、いわゆる、クラッチの持ち替え動作が実行される。このとき、第１クラッチＣＬ１は直ちに切断されるものの、第２クラッチＣＬ２は、変速ショックを低減するために、油圧を段階的に上昇させて接続するように設定されている。

図４の例では、クラッチの持ち替え動作に伴って、それまで上昇していたＮｅが、時刻ｔ１０において下降に転じる。そして、標準状態時Ａでは、時刻ｔ２０で変速動作が終了してＮｅが再び上昇に転じる。この標準状態時Ａのグラフは、クラッチ板やクラッチの潤滑油が初期に設定された標準状態にある場合を示しており、変速中、すなわち、変速動作の開始から終了までのエンジン回転数の変化率は、ΔＮｅＡとなる。

これに対し、クラッチ板が劣化したりクラッチの潤滑油の特性が変わることでクラッチ板の摩擦力が低下、すなわち、クラッチ容量が不足した状態になると、クラッチを制御するバルブ４２（図１参照）を標準状態時と同じ量だけ駆動しても、クラッチのすべり量が増えることとなる。そして、クラッチのすべり量が増えると、エンジン回転数の低下度合いが小さくなり、その結果、変速終了までの時間が長くなる。クラッチ容量不足時Ｂのグラフは、２速への変速動作に伴って接続される第２クラッチＣＬ２のすべり量が増えて、時刻ｔ３０で完全接続状態となって変速が終了することを示す。これにより、クラッチ容量不足時Ｂでの変速中のエンジン回転数の変化率は、ΔＮｅＢとなる。本実施形態に係るクラッチ制御装置は、変速中に計測された変化率が標準状態時の変化率に沿うように、両クラッチを制御することを目的とする。

なお、クラッチ容量が不足することで、変速時にクラッチがすべっている時間が長くなると、変速時のフィーリングが変化するだけでなく、クラッチの摩耗やエンジンオイルの劣化を一層早める原因ともなる。これに対処するため、変速の開始から終了までの時間に上限値を設定しておき、変速開始からの計測時間がこの上限値に達した場合には、クラッチを早く接続させるように設定してもよい。図５に示す例では、変速上限時間Ｔ１を設定すると共に、タイマ１０２によって時刻ｔ１０からの経過時間を計測する。。そして、クラッチ容量不足時Ｂ（図示破線）では、変速が終了する前に時刻ｔ２１で変速上限時間Ｔ１に達すると、バルブ４２の駆動電流を増すように設定されている。これにより、時刻ｔ３０より早い時刻ｔ２２において変速を終了させるようにしている。本実施形態では、この変速上限時間オーバー時補正と、変速中のΔＮｅに基づいて算出される制御補正量による制御とを組み合わせて実行することが可能である。

図３に戻って、前記したように、実回転差吸収トルク算出手段１５０は、変速中ΔＮｅ算出手段１７０によって算出されたΔＮｅを、図６に示す所定のデータテーブルとしての実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル１６０に適用することで、変速中の実回転差吸収トルクを導出する。そして、この実回転差吸収トルクを、変速開始から変速終了までの時間で除算することで、実回転差吸収トルクの平均値Ｔｊを算出する。実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル１６０は、実走試験等に基づいて予め設定されたものである。

また、エンジントルク算出手段１８０は、少なくともスロットル開度およびエンジン回転数の情報を、図７に示す所定のデータマップとしてのエンジントルク推定値マップ１９０に適用することで、変速中のエンジントルクを導出する。エンジントルクの導出は、変速中に継続して実行され、エンジントルク算出手段１８０は、この積算値を一時記憶し、変速開始から変速終了までの時間で除算することで、エンジントルク平均値Ｓｈを算出する。なお、エンジントルク推定値マップ１９０は、スロットル開度およびエンジン回転数のほか、大気圧や吸気温等によるエンジントルクの変化も反映するように構成することができる。

そして、クラッチ容量算出手段１４０では、実回転差吸収トルク平均値Ｔｊおよびエンジントルク平均値Ｓｈに基づいて、変速中の実クラッチ容量を算出する。ここで、図８を参照する。

図８は、実クラッチ容量と要求クラッチ容量との関係を示すグラフである。前記した実クラッチ容量は、実回転差吸収トルク平均値Ｔｊとエンジントルク平均値Ｓｈとの和で表される。また、標準状態における要求クラッチ容量は、要求回転差吸収トルク平均値Ｔｙとエンジントルク平均値Ｓｈとの和で表される。所定値としての要求回転差吸収トルクは、変速段位やシフトチェンジ方向等に基づいて予め設定された値であり、所定のデータテーブル（不図示）から導出することができる。そして、要求回転差吸収トルク平均値Ｔｙは、変速中に導出された要求回転差吸収トルクの積算値を、変速開始から変速終了までの時間で除した値とされる。

再び、図３に戻って、μ補正係数算出手段１３０は、クラッチ容量算出手段１４０で算出された実クラッチ容量と要求クラッチ容量との比に基づいて、μ補正係数を算出する。μ補正係数は、Ｋ＝（Ｔｊ＋Ｓｈ）／（Ｔｙ＋Ｓｈ）の演算式で表される。

そして、補正摩擦係数算出手段１２０では、μ補正係数に基づいて補正摩擦係数μｈが算出される。次に、クラッチ制御補正量算出手段１１０では、補正摩擦係数μｈを使用してクラッチの制御補正量が算出される。ここで、図９を参照する。

図９は、クラッチ制御補正量算出手段１１０における制御補正量の算出手順を示すブロック図である。まず、Ｆ１では、要求クラッチ容量×プライマリレシオによって目標クラッチ容量Ｃが算出される。ここで、プライマリレシオは、プライマリ駆動ギヤ３１とプライマリ従動ギヤ３２とのギヤ比であり、クランク軸３０と主軸２６（内主軸２６ａまたは外主軸２６ｂ）との回転速度比に対応する値である。

一方、Ｆ４では、Ｆ２における基準摩擦係数μ０×油温補正値の演算式で求められた値と、Ｆ３におけるμ補正係数を乗ずることで、補正摩擦係数μｈが算出される。そして、Ｆ５では、目標クラッチ容量Ｃと補正摩擦係数μｈとを使用して、目標クラッチ圧Ｐが算出される。目標クラッチ圧Ｐは、Ｆ５に示すように、（（目標クラッチ容量Ｃ／（補正摩擦係数μｈ×クラッチ板枚数×有効半径））＋リターンスプリング荷重）／クラッチピストン受圧面積の演算式で求められる。そして、Ｆ６において、目標クラッチ圧Ｐ−バルブ駆動電流Ｉテーブルに目標クラッチ圧Ｐを適用することで、Ｆ７では、クラッチの制御補正値としてのバルブ駆動電流Ｉが導出されることとなる。

図３に戻って、クラッチ制御補正量算出手段１１０は、算出された制御補正量を変速制御部１００に伝達する。そして、変速制御部１００は、この制御補正量を適用してバルブ４２ａ，４２ｂを駆動し、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２をフィードバック制御する。本実施形態に係るクラッチ制御装置は、変速中のΔＮｅを算出し、上記したような一連の演算式を実行することによって、クラッチ容量が不足して変速中のクラッチのすべり量が大きくなった場合でも、これを適切に補正することができる。

なお、クラッチ制御補正量算出手段１１０は、算出された補正制御量が所定値を超えた場合には、警告灯やスピーカ等からなる警告手段２００を用いて、乗員に知らせるように構成されている。これにより、劣化したクラッチ板やエンジンオイルを交換する等の対処を乗員に促すことが可能となる。

図１０は、本発明の一実施形態に係るクラッチ制御補正量算出処理の流れを示すフローチャートである。一連の処理の流れは、図４〜８を用いて説明した演算処理に対応する。ステップＳ１では、μ補正係数算出条件が成立したか否かが判定される。このμ補正係数算出条件は、エンジンオイルの温度が所定値に達した場合や、エンジン回転数が所定範囲内にあること、スロットル開度が所定値以下または所定範囲内にあること等、エンジンがクラッチの制御補正量の算出処理に適した運転状態であることを判定するように設定できる。また、制御補正量の算出処理は、変速時の変速比変化が大きい低速寄りのギヤ段間のみで実行したり、シフトアップ時およびシフトダウン時の両方または一方で実行するように設定してもよい。

ステップＳ１で肯定判定されると、ステップＳ２に進んで、μ補正係数算出処理のサブフローに進む。図１１のサブフローを参照して、ステップＳ１０では、変速中ΔＮｅ算出手段１７０によって、変速中のエンジン回転数の変化率ΔＮｅが算出される。続くステップＳ１１では、実回転差吸収トルク算出手段１５０により、実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル１６０を用いて実回転差吸収トルクが導出され、ステップＳ１２において、実回転差吸収トルクの変速中の平均値Ｔｊが算出される。続くステップＳ１３では、サンプリング期間におけるエンジントルク推定値の平均値Ｓｈが算出される。なお、サンプリング期間は、変速中の期間内で任意に設定された期間である。

ここで、変速中の期間、すなわち、変速の開始から終了までの期間は、種々のパラメータを用いて設定することができる。例えば、加速中のシフトアップ時では、エンジン回転数が上昇から下降に転じる時点から、再び上昇に転じる時点までの期間に設定できる。また、主軸とカウンタ軸との間の変速レシオを検知して、この変速レシオが変化を開始した時点から、変速後の変速レシオに達するまでの期間とすることも可能である。さらに、変速の開始タイミングは、クラッチを駆動するためにバルブ４２ａ，４２ｂに駆動信号を発した時点としてもよい。

しかしながら、変速の開始直後および終了直前の期間は、変速途中の期間に比してエンジン回転数の変動が大きく、各種センサのノイズが増大することもある。これにより、本実施形態では、エンジン回転数の変化率ΔＮｅ、エンジントルクおよび要求回転差吸収トルクの算出を、変速の開始直後および終了直前を含まないようにしたサンプリング期間で行うように設定している。ここで、図１２を参照する。

図１２は、前記したサンプリング期間を示したグラフである。このグラフは、１速ギヤで加速中に２速ギヤへの変速が開始された際の走行状態に対応する。ここで、Ｎｅの推移に注目すると、時刻ｔ５０で変速が開始されて、時刻ｔ６０において変速が終了している。しかしながら、この図の例では、時刻ｔ５０より所定時間後の時刻ｔ５１から、時刻ｔ６０より所定時間前の時刻ｔ５２までの期間をサンプリング期間として設定し、このサンプリング期間において、ΔＮｅ、エンジントルク、要求回転差吸収トルクの算出を実行するように設定されている。サンプリング期間は、シフト制御モータ２５および第１クラッチＣＬ１，第２クラッチＣＬ２に変速信号を発する変速制御部１００が、変速機２１の変速比が変化中であると判断している期間中に設定される。

この設定によれば、変速の開始直後および終了直前を避けて、ΔＮｅ、エンジントルク、要求回転差吸収トルクの算出処理を安定的に行うことが可能である。なお、サンプリング期間は、タイマ１０２で計測時間によって設定可能であり、変速中の期間内の任意の位置に設けることができる。また、ΔＮｅ、エンジントルクの平均値、要求回転差吸収トルクの平均値の算出処理のうち、１つまたは複数の算出処理をサンプリング期間で行ってもよい。

図１１のサブフローに戻って、ステップＳ１４では、要求回転差吸収トルク平均値Ｔｙが算出される。そして、ステップＳ１５では、Ｋ＝（Ｔｊ＋Ｓｈ）／（Ｔｙ＋Ｓｈ）の演算式によってμ補正係数が算出されて、図１０のメインフローに戻る。

なお、μ補正係数の算出処理は、前記したサンプリング期間が所定期間より短い場合には実行しないように設定することができる。これは、例えば、変速中にスロットルが戻されて変速動作が通常より短時間で終了したとき等、クラッチ制御量のフィードバック制御に有効なμ補正係数の算出ができない場合には演算処理を実行しないようにして、演算処理の負担を低減することができる。

また、μ補正係数の算出処理は、全変速段間で実行することができるが、変速中に計測される変速比の変化率が所定値より小さい場合、例えば、５速から６速へのシフトアップ時等、高速寄りのギヤ段間での変速時には実行しないようにして、演算処理の負担を低減するようにしてもよい。

さらに、μ補正係数の算出処理は、変速中に計測されるスロットル開度が所定値より小さい場合や、変速中に計測されるスロットル開度の変化率が所定値より大きい場合にも実行しないように設定することができる。これにより、クラッチ制御量のフィードバック制御に有効なμ補正係数が算出できない場合に、不要な演算処理を実行しないことで演算処理の負担を低減できる。なお、上記したような種々の条件が成立し、μ補正係数を算出しない場合には、すでに算出されているμ補正係数に基づいてクラッチの制御量を決定することができる。

図１０のステップＳ３では、補正摩擦係数算出手段１２０において、所定の演算式にμ補正係数Ｋを適用することで、補正摩擦係数μｈが算出される。続くステップＳ４では、クラッチ制御補正量算出手段１１０によって、クラッチの制御補正量が算出されて、一連の処理を終了する。なお、算出された制御補正量は、変速時だけでなく、発進時のクラッチ接続制御にも使用可能である。

上記したように、本発明に係るクラッチ制御装置によれば、変速中におけるエンジン回転数の変化率ΔＮｅを実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブルに適用して変速中の実回転差吸収トルクを導出し、また、スロットル開度およびエンジン回転数をエンジントルク推定値マップに適用して変速中のエンジントルクを導出し、この実回転差吸収トルクとエンジントルクとから実クラッチ容量を求め、さらに、実クラッチ容量と要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出するので、変速中のエンジン回転数の変化率およびエンジントルクの平均値に基づいて、実クラッチ容量およびμ補正係数を算出することができる。これにより、μ補正係数を適用した摩擦係数を用いることで、クラッチ板の経年変化やクラッチを作動させるオイルの特性が変わってクラッチ容量が変化した場合でも、適切なクラッチ制御を実行することが可能となる。

なお、ツインクラッチ式変速装置のクラッチやバルブの構成、実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブルやエンジントルク推定値マップの構成、サンプリング期間の設定値等は、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。

本発明の一実施形態に係るＡＭＴおよびその周辺装置のシステム構成図である。 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。 変速動作時のエンジン回転数の推移を示すグラフである。 変速上限時間オーバー時補正を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブルである。 本発明の一実施形態に係るエンジントルク推定値マップである。 実クラッチ容量と要求クラッチ容量との関係を示すグラフである。 クラッチの制御補正量の算出手順を示すブロック図である。 クラッチ制御補正量算出処理の流れを示すフローチャート（メインフロー）である。 μ補正係数算出処理の流れを示すフローチャート（サブフロー）である。 ΔＮｅおよびエンジントルクを算出するためのサンプリング期間を示したグラフである。

符号の説明

１１…エンジン、１６…ＡＭＴ、２５…シフト制御モータ、４２…バルブ、２６ａ…内主軸、２６ｂ…外主軸、２７…カウンタ軸、３６…エンジン回転数センサ、４２ａ…第１バルブ、４２ｂ…第２バルブ、４７…スロットル開度センサ、１００…変速制御部（クラッチ制御手段）、１０１…変速マップ、１０２…タイマ、１１０…クラッチ制御補正量算出手段、１２０…補正摩擦係数算出手段、１３０…μ補正係数算出手段、１４０…クラッチ容量算出手段、１５０…実回転差吸収トルク算出手段、１６０…実回転差吸収トルク−ΔＮｅテーブル（データテーブル）、１７０…変速中ΔＮｅ算出手段、１８０…エンジントルク算出手段、１９０…エンジントルク推定値マップ（データマップ）、Ｍ１〜Ｍ６…第１〜６速駆動ギヤ、Ｃ１〜Ｃ６…第１〜６速被動ギヤ、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、Ｔｙ…変速中の要求回転差吸収トルクの平均値、Ｔｊ…変速中の実回転差吸収トルクの平均値、Ｓｈ…変速中のエンジントルクの平均値

Claims (9)

1. 車両のエンジンから有段式の変速機に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、
   前記クラッチの制御量を制御するクラッチ制御手段と、
   前記エンジンの回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、
   前記変速機の変速状態を検知する変速状態検知手段と、
   前記変速機の変速中におけるエンジン回転数の変化率を検知する変速中ΔＮｅ算出手段と、
   前記エンジン回転数の変化率を適用することで前記変速中の回転変化に使用される実回転差吸収トルクを算出する実回転差吸収トルク算出手段と、
   少なくともスロットル開度およびエンジン回転数を適用することで、前記エンジンが発生するエンジントルクを算出するエンジントルク算出手段と、
   前記クラッチの摩擦係数の補正係数を算出するμ補正係数算出手段とを具備し、
   前記μ補正係数算出手段は、変速中の実回転差吸収トルクの平均値と、前記変速中に算出されるエンジントルクの平均値との和から実クラッチ容量を算出し、さらに、前記実クラッチ容量と車両状態から算出される要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出し、
   前記クラッチ制御手段に対して、前記μ補正係数に基づいて前記クラッチを制御することを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記要求クラッチ容量は、予め定められた値から算出される変速中の要求回転差吸収トルクの平均値と、前記変速中のエンジントルクの平均値との和であ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. 前記エンジン回転数の変化率の算出およびエンジントルクの平均値の算出のうちの少なくとも一方は、前記変速状態検知手段によって、前記変速機に変速信号が発せられ、該変速機の変速比が変化中であると判断された状態でのサンプリング期間において実行され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. 前記サンプリング期間が所定期間より短い場合は、前記μ補正係数の算出を実行しないことを特徴とする請求項３に記載のクラッチ制御装置。
5. 前記変速中に計測される変速比の変化率が所定値より小さい場合は、前記μ補正係数の算出を実行しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
6. 前記変速中に計測される前記スロットル開度が所定値より小さい場合は、前記μ補正係数の算出を実行しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
7. 前記変速中に計測される前記スロットル開度の変化率が所定値より大きい場合には、前記μ補正係数の算出を実行しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
8. 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式であると共に、前記第１クラッチおよび第２クラッチの接続状態を変速動作毎に交互に切り換えることで、前記動力源の回転駆動力を前記駆動輪へ伝達するように構成されており、
   前記μ補正係数の算出は、前記変速動作時に行われることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のクラッチ制御装置。
9. 車両のエンジンから有段式の変速機に伝達される回転駆動力を断接するクラッチを制御するためのμ補正係数を算出するμ補正係数算出方法において、
   前記変速機の変速中におけるエンジン回転数の変化率を検知する手順と、
   前記エンジン回転数の変化率を所定のデータテーブルに適用することで、前記変速中の回転変化に使用される実回転差吸収トルクを算出する手順と、
   少なくともスロットル開度およびエンジン回転数を所定のデータマップに適用することで、前記エンジンが発生するエンジントルクを算出する手順と、
   前記実回転差吸収トルクと、前記エンジントルクの変速中の平均値との和から実クラッチ容量を算出し、さらに、前記実クラッチ容量と車両状態から算出される要求クラッチ容量との比に基づいてμ補正係数を算出する手順とを具備することを特徴とすることを特徴とするμ補正係数算出方法。

Images