JP2010019277A - 変速制御装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】変速指示からクラッチが切断されるまでに要する時間を短縮して、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズに行えるようにする。
【解決手段】変速制御装置１０は、エンジン１２から駆動輪１４へ伝達される動力の断接を、変速操作手段１８への操作入力に基づいて行うクラッチ２０と、クラッチ２０を駆動制御するアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２の駆動を制御する制御手段２４を有する制御手段２４は、変速操作手段１８の操作量を検出する操作量検出手段２８と、該操作量検出手段２８にて検出された操作量が第１しきい値を超えた段階で、アクチュエータ２２を駆動して、クラッチ２０の切断に向けて制御する変速開始準備手段３０と、操作量検出手段２８にて検出された操作量が第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えた段階で、アクチュエータ２２を駆動して、クラッチ２０を切断制御する変速開始手段３２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンから駆動輪へ伝達される動力の断接を行うクラッチを駆動制御するアクチュエータの動作を制御する変速制御装置と、該変速制御装置を具備した車両に関する。

従来、多段変速ギヤを備えた自動二輪車のクラッチ操作とギヤシフト操作を自動化したものとして、クラッチ操作及びギヤシフト操作をアクチュエータによりそれぞれ行わせることで自動変速制御を可能にした変速制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示された変速制御装置によれば、変速に要する時間を短くするために、変速段に応じて、クラッチ切断状態から接続状態に移行する速度を変更することにより、スムーズで素早い変速を可能にしている。

特開２００６−０８３９４６号公報

ところで、変速時に行われる変速制御は、接続状態にあるクラッチをまず切断し、その後、再接続を行う一連の動作が行われる。変速に要する時間を短縮するためには、クラッチを接続する時間を短縮するだけでなく、クラッチを切断する時間を短縮することも望まれていた。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、変速指示からクラッチが切断されるまでに要する時間をより一層短縮することができ、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズに行うことができる変速制御装置及び車両を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係る変速制御装置は、エンジンと、前記エンジンにて発生した動力を駆動輪に伝達する変速機と、乗員が操作し、前記変速機の段位を変更するための変速操作手段と、前記エンジンから駆動輪へ伝達される動力の断接を行うクラッチと、前記クラッチを断接動作させるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有する変速制御装置において、前記制御手段は、前記変速操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、前記操作量検出手段にて検出された操作量が第１しきい値を超えた段階で、前記アクチュエータを駆動して、前記クラッチを接続位置と半クラッチ位置の間の所定の位置となるように制御する変速開始準備手段と、前記操作量検出手段にて検出された操作量が前記第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えた段階で、前記アクチュエータを駆動して、前記クラッチの切断を行う変速開始手段とを有することを特徴とする。

これにより、乗員による変速操作の際に、操作量検出手段にて検出された操作量が第１しきい値を超えた段階、すなわち、乗員が変速する意思が高いと判断できる段階に入ったら、変速開始準備手段が前記アクチュエータを駆動して、前記クラッチを接続位置と半クラッチ位置の間の所定の位置となるように制御することから、クラッチの接続状態を維持しつつ、その次の切断状態へ素早く移行することができ、また、乗員の操作が変速をしなかった場合にも、クラッチを切断しないようにすることができる。よって、乗員による変速指示からクラッチが切断されるまでに要する時間を短縮することができ、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズであり、また、誤操作にもタフネスのあるシステムを提供することができる。しかも、変速操作手段が全く操作されていない場合には、変速開始準備手段及び変速開始手段が動作しないことから、無駄な動作を行うことがなく、消費電力の低減にも有効である。

［２］ そして、第１の本発明において、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサとを有し、前記所定の位置は、少なくとも前記回転数センサの検出値及び前記スロットル開度センサの検出値に基づいて設定されることを特徴とする。

［３］ 第１の本発明において、前記変速操作手段は、前記乗員の足で操作されるシフトペダル、又は前記乗員の手で操作されるシフトレバーであり、前記操作量検出手段は、前記変速操作手段の操作変位距離、操作変位角、操作力のいずれかを検知することを特徴とする。これにより、変速操作を足で行う二輪車や、変速操作を手で行う四輪車にも簡単に適用させることができる。

［４］ 第１の本発明において、前記アクチュエータと前記クラッチとを接続する液圧配管と、前記液圧配管内の液圧値を検出する液圧センサとを有し、前記アクチュエータの作動力は、前記液圧配管内の液圧を介して前記クラッチに伝達され、前記所定の位置は、前記液圧センサから検出される液圧値によって定まることを特徴とする。この場合、磨耗の影響を受けにくいという利点がある。

［５］ この場合、前記クラッチの接続位置に対応した液圧値を第１液圧値、前記クラッチの切断位置に対応した液圧値を第２液圧値、前記所定の位置に対応した液圧値を第３液圧値、前記クラッチの摩擦トルクが前記エンジンが発生しているトルクと等しくなる液圧値を第４液圧値としたとき、前記第３液圧値は、前記第１液圧値と前記第４液圧値の間の液圧値で、且つ、前記第１液圧値及び前記第４液圧値とは異なる液圧値であることを特徴とする。

これにより、クラッチが所定の位置にあるときの液圧配管内の液圧値（第３液圧値）は、クラッチが接続位置にあるときの液圧値（第１液圧値）より、クラッチが切断位置にあるときの液圧値（第２液圧値）に近いため、クラッチで動力を切断するためのアクチュエータによる駆動量が少なくなる。すなわち、クラッチで動力を切断する時間が短縮されることになる。

しかも、クラッチが所定の位置にあるときの液圧値（第３液圧値）が、クラッチの摩擦トルクがエンジントルクよりも大きくなるような液圧値になるように設定されているため、変速開始が準備されたにも拘わらず、その後、変速開始が行われなかった場合でも、そのまま通常走行制御状態がスムーズに継続することとなり、変速開始準備に伴う振動等の発生はない。

［６］ 次に、第２の本発明に係る車両は、上述した第１の本発明に係る変速制御装置を有する。

以上説明したように、本発明に係る変速制御装置及び車両によれば、変速指示からクラッチが切断されるまでに要する時間を短縮することができ、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズに行うことができる。

以下、本発明に係る変速制御装置及び車両の実施の形態例を図１〜図１０を参照しながら説明する。なお、車両は、ここでは四輪車及び自動二輪車を含む。

本実施の形態に係る車両は変速制御装置１０を有する。この変速制御装置１０は、図１に示すように、エンジン１２と、該エンジン１２にて発生した動力を駆動輪１４に伝達する変速機１６と、乗員が操作し、変速機１６の段位を変更するための変速操作手段１８と、エンジン１２から駆動輪１４へ伝達される動力の断接を行うクラッチ２０と、クラッチ２０を断接する動力を発生するアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２の駆動を制御する制御手段２４とを有する。

この車両は、直接シフトペダル（二輪車）あるいはシフトレバー（四輪車）を操作する変速指示によって、変速動作、すなわち、クラッチ２０の切断→段位変更→クラッチ２０の接続が行われる。

また、制御手段２４は、、図１に示すように、アクチュエータ制御手段２６と、変速操作手段１８の操作量を検出する操作量検出手段２８と、該操作量検出手段２８にて検出された操作量が第１しきい値Ａ１（図２Ａ〜図２Ｃ参照）を超えた段階で、アクチュエータ制御手段２６に対して、クラッチ２０の切断に向けて制御するように指示する変速開始準備手段３０と、操作量検出手段２８にて検出された操作量が第１しきい値Ａ１よりも大きい第２しきい値Ａ２（図２Ａ〜図２Ｃ参照）を超えた段階で、アクチュエータ制御手段２６に対して、クラッチ２０の切断を行うように指示する変速開始手段３２とを有する。ここで、「クラッチ２０の切断に向けて制御する」とは、実際にクラッチ２０の切断を行うための制御ではなく、クラッチ２０の切断が行われる直前の状態（準備状態）にすることを示す。

この場合、乗員による変速操作の際に、操作量検出手段２８にて検出された操作量が第１しきい値Ａ１を超えた段階、すなわち、乗員が変速する意思が高いと判断できる段階に入ったら、変速開始準備手段３０の指示によってアクチュエータ２２を駆動して、クラッチ２０の切断に向けて制御することから、乗員による変速指示からクラッチ２０の切断までに要する時間を短縮することができ、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズに行うことができる。しかも、変速操作手段１８が全く操作されていない場合には、変速開始準備手段３０及び変速開始手段３２が動作しないことから、無駄な動作を行うことがなく、消費電力の低減にも有効である。

第１しきい値Ａ１は、第２しきい値Ａ２の２０％以上、且つ、３０％以下であることが好ましい。これにより、変速操作手段１８を例えばシフトペダルとした場合、シフトペダルに足を単に載せている状態では、アクチュエータ２２を駆動させることがなく、乗員が変速する意思の蓋然性が高い場合にのみ、アクチュエータ２２を駆動させることができるため、アクチュエータ２２の消費電力を抑えることができる。

また、変速操作手段１８は、車両が二輪車であれば、乗員の足で操作されるシフトペダルであり、車両が四輪車であれば、乗員の手で操作されるシフトレバーである。

操作量検出手段２８は、変速操作手段１８の操作変位距離、操作変位角、操作力のいずれかを検知するようになっている。

この場合、変速操作手段１８の操作力が例えばピストンを介して伝達する機構であれば、図２Ａに示すように、ピストンの変位距離が変速操作手段１８の操作量となる。この変位距離が第１しきい値Ａ１（第１変位距離Ｄ１）を超えた段階で、変速開始準備手段３０の指示によってアクチュエータ２２が駆動し、クラッチ２０の切断に向けての制御が行われ（変速開始準備制御）、変位距離が第２しきい値Ａ２（第２変位距離Ｄ２）を超えた段階で、変速開始手段３２の指示によって、アクチュエータ２２が駆動し、クラッチの切断が行われる（変速開始制御）。

変速操作手段１８が例えば支軸を中心に回転する機構であれば、図２Ｂに示すように、変速操作手段１８の回転角が操作量となる。この回転角が第１しきい値Ａ１（第１変位角θ１）を超えた段階で、変速開始準備手段３０がアクチュエータ２２を制御し（変速開始準備制御）、回転角が第２しきい値Ａ２（第２変位角θ２）を超えた段階で、変速開始手段３２がアクチュエータ２２を制御する（変速開始制御）。

また、変速操作手段１８の作動力を荷重センサにて検出される形式であれば、図２Ｃに示すように、荷重センサからの出力（センサ出力）が変速操作手段１８の操作量となる。このセンサ出力が第１しきい値Ａ１（第１センサ出力Ｆ１）を超えた段階で、変速開始準備手段３０がアクチュエータ２２を制御し（変速開始準備制御）、センサ出力が第２しきい値Ａ２（第２センサ出力Ｆ２）を超えた段階で、変速開始手段３２がアクチュエータ２２を制御する（変速開始制御）。

なお、図２Ｃにおいて、凸状の波形３８は、クラッチアウタに取り付けられた複数の駆動摩擦板と、クラッチインナに取り付けられた複数の被動摩擦板とが離れた瞬間に発生した圧力が荷重センサに加わった状態を示す。

そして、変速開始準備手段３０の制御方式は、以下の２種類の方式（第１方式及び第２方式）がある。

第１方式は、アクチュエータ２２の作動片の位置を検出する位置センサを有する場合であって、アクチュエータ２２の作動片の位置に応じた作動力がクラッチ２０に伝達される機構に適用することできる。

そして、図３に示すように、クラッチ２０の摩擦トルクが最大となる作動片の位置を第１位置ｄ１、クラッチ２０の摩擦トルクが略０となる作動片の位置を第２位置ｄ２としたとき、変速開始準備手段３０は、作動片の位置を、第１位置ｄ１と第２位置ｄ２の間で、且つ、第１位置ｄ１及び第２位置ｄ２とは異なる第３位置ｄ３（予め設定された位置）となるように制御する。具体的には、位置センサからの検出値に基づいて、作動片の位置が第３位置ｄ３となるようにアクチュエータ２２を制御する。

ここで、第３位置ｄ３の設定について図５も参照しながら説明すると、車両が、エンジン１２の回転数を検出するエンジン回転数センサ８２と、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ８４とを有する場合、第３位置ｄ３は、少なくともエンジン回転数センサ８２の検出値及びスロットル開度センサ８４の検出値に基づいて設定される。加えて、第３位置ｄ３は、現在の変速段位に基づいて設定するようにしてもよい。

変速開始準備手段３０によって、変速開始が準備状態にあるときのアクチュエータ２２の作動片の位置（第３位置ｄ３）は、変速操作手段１８に対する操作がないときの作動片の位置（第１位置ｄ１）より、変速開始によって、クラッチ２０が切断されているときの作動片の位置（第２位置ｄ２）に近いため、クラッチ２０を切断するためのアクチュエータ２２の作動量が少なくなる。すなわち、クラッチ２０を切断する時間が短縮されることになる。

特に、第３位置ｄ３を、エンジン回転数センサ８２の検出値及びスロットル開度センサ８４の検出値に基づいて設定するようにしているため、各検出値から算出されるエンジントルクに対応した押圧力にてクラッチ２０を押さえることができ、アクチュエータ２２の作動片の位置が第３位置ｄ３にあっても、クラッチ２０が滑ることを防止することができる。

一方、変速開始準備手段３０の第２方式は、アクチュエータ２２の駆動力が油圧配管４６（図６参照）内の油圧を介してクラッチ２０に伝達する機構を有し、油圧配管４６内の油圧値を検出するクラッチ油圧センサ８６（図５参照）を有する場合に適用することができる。

そして、図４に示すように、クラッチ２０の摩擦トルクが最大となる油圧値を第１油圧値ｐ１、クラッチ２０の摩擦トルクが略０となる油圧値を第２油圧値ｐ２としたとき、変速開始準備手段３０は、油圧配管４６内の油圧値を、第１油圧値ｐ１と第２油圧値ｐ２の間の油圧値で、且つ、第１油圧値ｐ１及び第２油圧値ｐ２とは異なる第３油圧値ｐ３（予め設定された油圧値）になるように制御する。具体的には、クラッチ油圧センサ８６からの検出値に基づいて、油圧配管４６内の油圧値が第３油圧値ｐ３になるようにアクチュエータ２２を制御する。

ここで、第３油圧値ｐ３の設定について図５も参照して説明すると、車両が、エンジン１２の回転数を検出するエンジン回転数センサ８２と、スロットルの開度を検出するスロットル開度センサ８４とを有する場合、第３油圧値ｐ３は、少なくともエンジン回転数センサ８２の検出値及びスロットル開度センサ８４の検出値に基づいて設定される。加えて、第３油圧値ｐ３は、現在の変速段位に基づいて設定するようにしてもよい。

特に、クラッチ２０の摩擦トルクがエンジンが発生しているトルクと等しくなる油圧値を第４油圧値ｐ４（＜第２油圧値ｐ２）としたとき、第３油圧値ｐ３は、第１油圧値ｐ１と第４油圧値ｐ４の間の油圧値で、且つ、第１油圧値ｐ１及び第４油圧値ｐ４とは異なる油圧値に設定される。

これにより、変速開始準備手段３０によって、変速開始が準備状態にあるときの油圧配管４６内の液圧値（第３液圧値ｐ３）は、変速操作手段１８に対する操作がないときの油圧配管４６内の油圧値（第１油圧値ｐ１）より、変速開始によって、クラッチ２０が切断されているときの油圧配管４６内の油圧値（第２油圧値ｐ２）に近いため、クラッチ２０を切断するためのアクチュエータ２２による駆動量が少なくなる。すなわち、クラッチ２０を切断する時間が短縮されることになる。

また、上述したように、第３油圧値ｐ３を、第１油圧値ｐ１と第４油圧値ｐ４の間の油圧値に設定することで、変速開始準備手段３０によってアクチュエータ２２が駆動されている間においても、クラッチ２０の摩擦トルクがエンジントルクよりも大きくなるような油圧値になるように設定されているため、変速開始が準備されたにも拘わらず、その後、変速開始が行われなかった場合でも、そのまま通常走行制御状態がスムーズに継続することとなり、変速開始準備に伴う振動等の発生はない。

このように、本実施の形態に係る変速制御装置１０及び該変速制御装置１０を具備した車両においては、変速指示からクラッチ２０が切断されるまでに要する時間を短縮することができ、シフトチェンジを素早く、且つ、スムーズに行うことができる。

次に、本実施の形態に係る変速制御装置１０を自動二輪車に適用した実施例について説明する。この実施例に係る変速制御装置１０は、変速開始準備手段３０が第２方式（油圧による方式）を採用したものである。

自動二輪車に適用した実施例に係る変速制御装置１０は、図５に示すように、エンジン１２と、エンジン１２の駆動力を伝達する一次減速機４０と、エンジン１２から駆動輪１４へ伝達される動力の断接を行うクラッチ２０と、図示しないシフトドラムを回転させることにより、複数の変速段を選択的に変更する変速機１６と、乗員が操作することにより、変速機１６の段位を変更することができるシフトペダル４２（変速操作手段１８）と、変速機１６からの駆動力を駆動輪１４に伝える駆動チェーン４４と、クラッチ２０の断接を制御するアクチュエータ２２と、該アクチュエータ２２の駆動を制御する制御手段２４とを有する。

アクチュエータ２２は、図６に示すように、油圧配管４６に接続されたマスタシリンダ４８と、該マスタシリンダ４８内を摺動するマスタピストン５０と、回転軸５２にウォームギア５４が固着されたモータ５６と、該モータ５６の駆動力がウォームギア５４を介して伝達される扇形のウォームホイールギア５８とを有する。モータ５６が例えば正回転することによって、ウォームホイールギア５８の一端が、マスタピストン５０の一端を押圧し、これにより、マスタピストン５０が油圧配管４６側に摺動し、油圧配管４６内の油圧（クラッチ油圧）を上昇させる。反対にモータ５６が逆回転することによって、マスタピストン５０がモータ５６の回転軸５２側に摺動し、油圧配管４６内のクラッチ油圧を下降させる。

クラッチ２０は、図６に示すように、クラッチアウタ６０に取り付けられた複数の駆動摩擦板６２と、クラッチインナ６４に取り付けられた複数の被動摩擦板６６との間の摩擦力により、駆動力を伝達する。駆動摩擦板６２と被動摩擦板６６は、クラッチインナ６４の一端に設けられた受圧板６８と加圧板７０との間に交互に配置される。

加圧板７０は、クラッチインナ６４との間に設置されたクラッチスプリング７２により付勢されており、この付勢力により駆動摩擦板６２と被動摩擦板６６同士を押し付け、付勢力に比例した摩擦力を発生する。付勢力が強いほど強い摩擦力が発生し、摩擦トルクが大きくなる。

また、加圧板７０は、プッシュロッド７４によりスレーブピストン７６と回転自在に結合されている。スレーブピストン７６は、油圧配管４６を介してアクチュエータ２２のマスタシリンダ４８に接続されている。従って、クラッチ油圧の上昇によってスレーブピストン７６に発生した力は、クラッチスプリング７２により加圧板７０に与えられている付勢力を減ずるように働く。従って、クラッチ油圧が０の場合に加圧板７０の付勢力が最も大きく、すなわち、摩擦トルクが最大で（接続状態）、クラッチ油圧が上昇するに従い付勢力が弱く、摩擦トルクが小さくなり、やがて所定のクラッチ油圧値以上になると、付勢力は０、すなわち、摩擦トルクは０となる（切断状態）。

このように、クラッチ２０は、変速制御装置１０で制御されたアクチュエータ２２によって発生したクラッチ油圧に応じて駆動力の断接を行うことができる。変速機１６は、複数段の変速比が選択可能な噛み合いドグ式であり、乗員により操作されるシフトペダル４２によりニュートラルを含む任意の段位へ変速される。

変速制御装置１０は、変速機１６の変速段位を検知する変速段位センサ８０と、エンジン１２の回転数を検知するエンジン回転数センサ８２と、スロットル開度を検知するスロットル開度センサ８４と、クラッチ２０を断接するクラッチ油圧を検知するクラッチ油圧センサ８６と、シフトペダル４２のペダル角度を検知するペダル角度センサ８８の各値に応じて、制御状態を遷移させ、アクチュエータ２２を制御する。ペダル角度センサ８８は、シフトペダル４２を操作していないときを「０」とし、例えばペダル角度（絶対値）に応じた正の値が出力される。

また、制御手段２４は、油圧決定手段９０、変速開始準備手段３０、変速開始手段３２、アクチュエータ制御手段２６を有している。

油圧決定手段９０は、変速段位センサ８０、エンジン回転数センサ８２、スロットル開度センサ８４の出力に応じた適切な油圧値が配列された油圧値マップが登録されたデータメモリを有し、各センサの値と油圧値マップから、変速開始が準備された場合に設定する油圧値（第３油圧値ｐ３：図４参照）を決定する。

第３油圧値ｐ３の決定としては、以下の方法を採用してもよい。すなわち、データメモリに、エンジン回転数：スロットル開度：エンジンの発生トルクの関係を記したエンジントルクマップと、クラッチ２０の摩擦トルク：クラッチ油圧の関係を記したトルク油圧変換マップを登録する。

そして、油圧決定手段９０は、各センサ値とこれらのマップからエンジン発生トルクを求め、クラッチ２０の摩擦トルクが、エンジントルク×一次変速比となるような油圧値（第４油圧値ｐ４：図４参照）に変換し、この第４油圧値ｐ４に所定の油圧値を減ずることにより、第３油圧値ｐ３を決定してもよい。所定の油圧値としては、第４油圧値ｐ４から減算した際に、第１油圧値ｐ１以下とならない値とする。

変速開始準備手段３０は、ペダル角度センサ８８の値が、変速開始を行う操作角度に対応した値（第２しきい値Ａ２）の２０％以上、３０％以下、例えば２５％である値（第１しきい値Ａ１）を超えた時点で、アクチュエータ制御手段２６に対して第１制御信号Ｓｃ１を出力する。これによって、変速開始の準備に入る。

変速開始手段３２は、ペダル角度センサ８８の値が変速開始を行う操作角度に対応した値（第２しきい値Ａ２）を超えた時点で、アクチュエータ制御手段２６に対して第２制御信号Ｓｃ２を出力する。これによって、変速開始が行われる。すなわち、クラッチ２０の切断が行われ、続いて変速機１６の段位が、シフトペダル４２の操作に応じたニュートラルを含む任意の段位に変更される。

アクチュエータ制御手段２６は、通常走行時は、クラッチ油圧センサ８６の値が、クラッチ２０の摩擦トルクが最大になる第１油圧値ｐ１になるようにアクチュエータ２２を制御している。変速開始準備手段３０から第１制御信号Ｓｃ１が供給された場合は、第１制御信号Ｓｃ１が供給されている期間にわたって、油圧配管４６中のクラッチ油圧が油圧決定手段９０で決定された油圧値（第３油圧値ｐ３）になるようにアクチュエータ２２を制御する。クラッチ油圧が第３油圧値ｐ３になるようにアクチュエータ２２を制御するには、例えばＰＩＤ制御等の既知の手法を用いることができる。

その後、アクチュエータ制御手段２６に変速開始手段３２から第２制御信号Ｓｃ２が供給されると、該アクチュエータ制御手段２６は、油圧配管４６中のクラッチ油圧が第２油圧値ｐ２になるようにアクチュエータ２２を制御する。これによって、クラッチ２０が切断され、その後の乗員による変速操作に応じて変速機１６の段位が変更される。

もちろん、変速開始の準備段階から、シフトペダル４２への操作が行われなくなった場合は、第１制御信号Ｓｃ１の供給が停止されることから（第２制御信号Ｓｃ２の供給もない）、アクチュエータ制御手段２６は、通常走行時の制御に戻り、クラッチ油圧センサ８６の値が、クラッチ２０の摩擦トルクが最大になる第１油圧値ｐ１になるようにアクチュエータ２２を制御する。

次に、具体的に、上述した実施例に係る変速制御装置１０の動作について、図７の状態遷移図及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、図７のステップＳ１（図８のステップＳ１０１）において、通常走行、すなわち、通常走行制御状態にある。この制御状態では、アクチュエータ２２は、クラッチ油圧が、クラッチ２０の摩擦トルクが最大になる第１油圧値ｐ１、例えば０ＭＰａになるように制御される。

そして、乗員がシフトペダル４２に足を掛ける等して、シフトペダル４２のペダル角が第１しきい値Ａ１（θ１）より大きくなると、図７のステップＳ２に進み、変速開始準備制御状態に遷移する。第１しきい値Ａ１（θ１）は、シフトペダル４２の遊びや寸法精度等を考慮し、シフトペダル４２が操作されていないときのペダル角の最大値より大きく、且つ、変速制御開始が決定されるペダル角である第２しきい値Ａ２（θ２）未満の所定の値、例えば２°に設定されている。

図７におけるステップＳ２の変速開始準備制御状態では、先ず、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度Ｔｈをもとに油圧値マップＭａｐ１を検索し、第３油圧値ｐ３を求める。そして、クラッチ油圧が第３油圧値ｐ３と等しくなるようにアクチュエータ２２を制御する。図８のフローチャートでは、ステップＳ１０２からステップＳ１０３を介してステップＳ１０４での処理を経てステップＳ１０５に進み、該ステップＳ１０５での処理が行われる。

変速開始準備制御状態にあるときに、ペダル角が第２しきい値Ａ２（θ２）以上になると、変速操作が行われたとして、図７のステップＳ３（図８のステップＳ１０６）の変速開始制御状態に遷移する。

一方、上述した変速開始準備制御状態にあるときに、ペダル角が第１しきい値Ａ１（θ１）以下になると、変速操作が中止されたとして、図７のステップＳ１（図８のステップＳ１０１）の通常走行制御状態へ遷移する。ペダル角の第２しきい値Ａ２（θ２）は、乗員が変速操作を確実に行ったと判断できる値、例えば５°に設定されている。

図７のステップＳ３（図８のステップＳ１０６）の変速開始制御状態では、アクチュエータ２２は、クラッチ油圧が、クラッチ２０の摩擦トルクが略０になる第２油圧値ｐ２、例えば１ＭＰａになるように制御される。これによって、クラッチ２０は切断状態になる。図７のステップＳ３（図８のステップＳ１０６）での処理は、変速段の変更が完了するまで行われる（図８のステップＳ１０７）。

そして、変速開始制御状態にあるとき、変速機１６の段位が変更されたことを検知すると、図７のステップＳ４（図８のステップＳ１０８）の接続制御状態に遷移する。接続制御状態においては、従来の技術でクラッチの接続が行われる。図７のステップＳ４（図８のステップＳ１０８）での処理は、クラッチ接続が完了するまで行われる（図８のステップＳ１０９）。

接続制御状態においてクラッチ２０の接続が完了すると、通常走行制御状態（図７のステップＳ１（図８のステップＳ１０１）へ遷移する。

次に、比較例に係る変速制御装置と上述した実施例に係る変速制御装置１０の各動作の違いについて説明する。

比較例に係る変速制御装置は、実施例に係る変速制御装置１０とほぼ同様の構成を有するが、変速開始準備手段３０が存在しない点で異なる。従って、アクチュエータ制御手段２６には第１制御信号Ｓｃ１は供給されず、第２制御信号Ｓｃ２の供給が行われるだけである。

最初に、比較例に係る変速制御装置の動作について図９を参照しながら説明する。

先ず、時点ｔ１において、乗員が変速操作を開始する。時点ｔ３においてペダル角が変速制御を始めるペダル角（第２しきい値Ａ２）を超えたため、変速開始制御状態へ遷移し、クラッチ２０が切断されるように制御が始められる。しかしながら、アクチュエータ２２の動作速度には限界があるため、すぐにはクラッチ２０は切断されず、時点ｔ３では、クラッチ油圧は第１油圧値ｐ１であり、その後、徐々に上昇し、時点ｔ５において第２油圧値ｐ２に至りクラッチ２０が切断状態になる。クラッチ２０の切断に要した時間はｔ５−ｔ３である。

次に、実施例に係る変速制御装置１０の動作について図１０を参照しながら説明する。

先ず、時点ｔ１において、乗員が変速操作を開始する。次の時点ｔ２においてペダル角が、第１しきい値Ａ１を超えたため、制御状態が変速開始準備制御状態へ遷移し、クラッチ油圧が第３油圧値ｐ３になるように制御される。続いて、時点ｔ３において、ペダル角が第２しきい値Ａ２を超えたため、変速開始制御状態へ遷移し、クラッチ２０が切断されるように制御が始められる。時点ｔ３では、クラッチ油圧が第１油圧値ｐ１よりも高い第３油圧値ｐ３であるため、図９の場合よりも早く第２油圧値ｐ２へ移行することができ、時点ｔ５よりも早い時点ｔ４においてクラッチ２０が切断状態になる。クラッチ２０の切断に要した時間（切断所要時間）はｔ４−ｔ３で、図９の場合の切断所要時間（ｔ５−ｔ３）よりも短い。

上述した実施の形態では、油圧を用いた例を示したが、その他、一定の粘性を有し、機器への錆発生を抑えることができる液体を用いてもよい。

なお、本発明に係る変速制御装置及び車両は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る変速制御装置を具備した車両を示すブロック図である。 図２Ａは変速操作手段の操作変位距離に基づく変速開始準備制御、変速開始制御のタイミングを示すタイミングチャートであり、図２Ｂは変速操作手段の操作回転角に基づく変速開始準備制御、変速開始制御のタイミングを示すタイミングチャートであり、図２Ｃは変速操作手段の操作力に基づく変速開始準備制御、変速開始制御のタイミングを示すタイミングチャートである。 変速開始準備部の第１方式（アクチュエータの作動片の位置）による動作開始タイミングを示すタイミングチャートである。 変速開始準備部の第２方式（油圧配管内の油圧値）による動作開始タイミングを示すタイミングチャートである。 実施例に係る変速制御装置を具備した車両を示す構成図である。 実施例に係る車両のアクチュエータ及びクラッチの機構部分を示す拡大図である。 実施例に係る変速制御装置の動作を示す状態遷移図である。 実施例に係る変速制御装置の動作を示すフローチャートである。 比較例に係る変速制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施例に係る変速制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０…クラッチ制御装置
１２…エンジン
１４…駆動輪
１６…変速機
１８…変速操作手段
２０…クラッチ
２２…アクチュエータ
２４…制御手段
２６…アクチュエータ制御手段
２８…操作量検出手段
３０…変速開始準備手段
３２…変速開始手段

Claims (6)

1. エンジンと、前記エンジンにて発生した動力を駆動輪に伝達する変速機と、乗員が操作し、前記変速機の段位を変更するための変速操作手段と、前記エンジンから駆動輪へ伝達される動力の断接を行うクラッチと、前記クラッチを断接動作させるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを有する変速制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記変速操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、
   前記操作量検出手段にて検出された操作量が第１しきい値を超えた段階で、前記アクチュエータを駆動して、前記クラッチを接続位置と半クラッチ位置の間の所定の位置となるように制御する変速開始準備手段と、
   前記操作量検出手段にて検出された操作量が前記第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えた段階で、前記アクチュエータを駆動して、前記クラッチの切断を行う変速開始手段とを有することを特徴とする変速制御装置。
2. 請求項１記載の変速制御装置において、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、
   スロットルの開度を検出するスロットル開度センサとを有し、
   前記所定の位置は、少なくとも前記回転数センサの検出値及び前記スロットル開度センサの検出値に基づいて設定されることを特徴とする変速制御装置。
3. 請求項１又は２記載の変速制御装置において、
   前記変速操作手段は、前記乗員の足で操作されるシフトペダル、又は前記乗員の手で操作されるシフトレバーであり、
   前記操作量検出手段は、前記変速操作手段の操作変位距離、操作変位角、操作力のいずれかを検知することを特徴とする変速制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速制御装置において、
   前記アクチュエータと前記クラッチとを接続する液圧配管と、前記液圧配管内の液圧値を検出する液圧センサとを有し、
   前記アクチュエータの作動力は、前記液圧配管内の液圧を介して前記クラッチに伝達され、
   前記所定の位置は、前記液圧センサから検出される液圧値によって定まることを特徴とする変速制御装置。
5. 請求項４記載の変速制御装置において、
   前記クラッチの接続位置に対応した液圧値を第１液圧値、前記クラッチの切断位置に対応した液圧値を第２液圧値、前記所定の位置に対応した液圧値を第３液圧値、前記クラッチの摩擦トルクが前記エンジンが発生しているトルクと等しくなる液圧値を第４液圧値としたとき、
   前記第３液圧値は、前記第１液圧値と前記第４液圧値の間の液圧値で、且つ、前記第１液圧値及び前記第４液圧値とは異なる液圧値であることを特徴とする変速制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のクラッチ接続装置を備えた車両。

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