JP2013194770A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のクラッチによって複数の動力伝達経路をそれぞれ接続／遮断する場合において、原動機が過回転状態や極低回転状態になるのを回避でき、原動機の運転効率および運転性を良好なレベルに確保することができるクラッチ装置を提供する。
【解決手段】クラッチ装置1は、クラッチ10,20、クラッチ駆動装置30,40およびAT・ECU2cを備える。AT・ECU2cは、クラッチ駆動装置30,40の一方によってクラッチ10,20の一方が接続状態に駆動されている場合において、他方のクラッチ駆動装置30,40におけるピストン33,43を解放位置に駆動してから遮断位置まで復帰させた復帰タイミングでの予測回転数NE_ENDを算出し(ステップ3)、予測回転数NE_ENDが所定回転域(NE_L＜NE_END＜NE_H)内にないときに、他のクラッチ駆動装置のピストン33,43の解放位置への駆動を禁止する(ステップ5〜7,11)。
【選択図】図5

Description

本発明は、油圧によって接続／遮断される複数のクラッチを備えたクラッチ装置に関する。

従来、クラッチ装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。このクラッチ装置は、車両用のものであり、エンジンと変速機の間に設けられたクラッチと、このクラッチの接続／遮断状態を切り換えるクラッチ駆動装置と、クラッチ駆動装置を制御する制御装置などを備えている。クラッチは、クラッチディスク、プレッシャプレートおよびダイアフラムスプリングなどで構成されている。

また、クラッチ駆動装置は、マスタシリンダと、これに油路を介して接続されたスレーブシリンダと、マスタシリンダ内のマスタピストンを駆動する電動式のアクチュエータなどを備えており、マスタシリンダ、油路およびスレーブシリンダは、閉回路式の油圧回路を構成している。さらに、マスタシリンダには、油圧回路内の油圧を解放するためのリザーバが設けられている。

このクラッチ装置では、アクチュエータにより、マスタピストンが遮断位置と接続位置と解放位置との間で駆動可能に構成されており、マスタピストンが遮断位置に駆動されたときには、クラッチが遮断される。また、マスタピストンが接続位置に駆動されたときには、クラッチが接続されるとともに、マスタピストンが解放位置に駆動されたときには、リザーバとマスタシリンダとの間が連通し、油圧回路内の作動油がリザーバとマスタシリンダとの間で流入／流出することにより、油圧回路内の油圧が解放される。この場合、遮断位置は、マスタピストンがクラッチに最も近づく位置に設定され、解放位置はマスタピストンがクラッチから最も遠ざかる位置に設定されているとともに、接続位置は、遮断位置と解放位置との間に設定されている。

また、従来、クラッチ装置として、特許文献２に記載されたものが知られている。このクラッチ装置も、車両用のものであり、内燃機関と変速機の間に設けられた２つのクラッチを有している。このクラッチ装置では、２つのクラッチによって、２つの動力伝達経路がそれぞれ接続／遮断される。

特開２０１０−０３８１７６号公報 国際公開第２０１１／１３６２３５号パンフレット

特許文献１のクラッチ装置を、上記特許文献２のような２つのクラッチを備えたものに適用した場合、以下に述べるような問題が発生する。すなわち、２つのクラッチ駆動装置の一方によって２つのクラッチの一方が接続され、内燃機関の動力が２つの動力伝達経路の一方を介して駆動輪に伝達されている場合、他方の動力伝達経路による動力伝達が不要になるので、他方のクラッチは遮断状態に保持される。その場合、特許文献１のクラッチ装置では、前述したように、接続位置が遮断位置と解放位置との間に設定されているので、油圧回路内の油圧を解放するために、マスタピストンを解放位置に駆動する動作は、クラッチを接続状態に駆動しているクラッチ駆動装置側で実行されることになる。

そのように油圧の解放動作の実行中、アクセルペダルの踏み込み量が急増したときなどには、変速段を変更するために、解放動作を実行している方のクラッチ駆動装置において、クラッチを迅速に遮断する必要が生じる。しかし、上述したように、マスタピストンの解放位置は、遮断位置から最も遠い位置にあり、クラッチを遮断する場合には、マスタピストンを解放位置から接続位置を経て遮断位置まで駆動する必要がある。そのため、クラッチを遮断するのに時間がかかってしまうことで、内燃機関の過回転状態が発生し、燃費や運転効率が低下するおそれがある。また、これとは逆に、内燃機関の回転数が急激に低下し、変速動作が必要になった場合には、上述したように、クラッチを切断するのに時間がかかることに起因して、回転数が極低回転域まで低下してしまい、内燃機関の運転状態が不安定になるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数のクラッチによって複数の動力伝達経路をそれぞれ接続／遮断する場合において、原動機が過回転状態や極低回転状態になるのを回避でき、原動機の運転効率および運転性を良好なレベルに確保することができるクラッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係るクラッチ装置１は、原動機（内燃機関３）と、原動機の動力が複数の動力伝達経路を介して伝達される被駆動部（駆動輪ＤＷ）との間に設けられ、複数の動力伝達経路をそれぞれ接続／遮断する複数のクラッチ（第１および第２クラッチ１０，２０）と、複数のクラッチをそれぞれ、接続状態と遮断状態との間で切り換えるように駆動する複数のクラッチ駆動装置（第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０）と、複数のクラッチ駆動装置を制御することにより、原動機の動力が複数の動力伝達経路のいずれか１つを介して被駆動部に伝達されるように、複数のクラッチの動作を制御する制御装置（ＡＴ・ＥＣＵ２ｃ）と、を備え、複数のクラッチ駆動装置の各々は、複数のクラッチの各々を駆動するための閉回路式の油圧回路と、油圧回路内の油圧を解放するための油圧解放室（リザーバ３４，４４）と、油圧回路内に設けられたシリンダ（マスタシリンダ３２，４２）と、シリンダ内に設けられ、クラッチを接続する接続位置（図３（ａ）に示す位置）と、シリンダと油圧解放室とを連通させることにより、油圧回路内の油圧を油圧解放室側に解放する解放位置（図３（ｃ）に示す位置）と、解放位置および接続位置の間に位置し、クラッチを遮断する遮断位置（図３（ｂ）に示す位置）との間で摺動自在のピストンと、制御装置によって制御されることにより、ピストンを接続位置と遮断位置と解放位置との間で駆動するアクチュエータ３１，４１と、を有し、制御装置は、複数のクラッチ駆動装置のうちの１つによって複数のクラッチのうちの１つが接続状態に駆動されている場合において、他のクラッチ駆動装置におけるピストンを、アクチュエータを介して解放位置に一旦、駆動してから遮断位置まで復帰させた復帰タイミングでの原動機の回転数の予測値として予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤを算出する予測回転数算出手段（ＡＴ・ＥＣＵ２ｃ、ステップ３）と、算出された予測回転数が所定回転域（ＮＥ＿Ｌ＜ＮＥ＿ＥＮＤ＜ＮＥ＿Ｈ）内にないときに、他のクラッチ駆動装置のピストンの解放位置への駆動を禁止する禁止手段（ＡＴ・ＥＣＵ２ｃ、ステップ５〜７，１１）と、を有することを特徴とする。

このクラッチ装置によれば、制御装置によって、複数のクラッチ駆動装置が制御されることにより、原動機の動力が複数の動力伝達経路のいずれか１つを介して被駆動部に伝達されるように、複数のクラッチの動作が制御されるので、動力伝達を行っているクラッチ以外のクラッチは遮断されることになる。その場合、クラッチ駆動装置におけるピストンの遮断位置は、接続位置と解放位置との間に位置しているので、クラッチを遮断状態に駆動しているクラッチ駆動装置においては、ピストンを遮断位置から解放位置に駆動することが可能となり、油圧の解放動作が実行可能になる。すなわち、クラッチが遮断状態にあるときに、油圧の解放動作を実行することができる。

また、複数のクラッチ駆動装置のうちの１つによって複数のクラッチのうちの１つが接続状態に駆動されている場合において、他のクラッチ駆動装置におけるピストンを、アクチュエータを介して解放位置に一旦、駆動してから遮断位置まで復帰させた復帰タイミングでの原動機の回転数の予測値として予測回転数が算出され、算出された予測回転数が所定範囲内にないときに、他のクラッチ駆動装置のピストンの解放位置への駆動が禁止される。すなわち、予測回転数が所定回転域内にないときに、油圧の解放動作が禁止される。したがって、この所定回転域を原動機の過回転域や極低回転域以外の適切な回転域に設定することによって、原動機が過回転域状態や極低回転状態になるのを回避することができる。その結果、原動機として内燃機関を用いた場合には、燃費や運転効率および運転性を良好なレベルに確保することができる。一方、原動機として電動機を用いた場合には、運転効率や電力消費量を良好なレベルに確保することができる。以上により、商品性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクラッチ装置１において、原動機（内燃機関３）およびクラッチ装置１は、車両Ｖに搭載されており、車両Ｖには、車両の速度ＶＣＡＲを検出する速度検出手段（車速センサ６）が設けられており、予測回転数検出手段は、速度検出手段によって検出された車両の速度ＶＣＡＲに基づき、復帰タイミングでの車両Ｖの速度の予測値として予測車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤを算出する（ステップ２）とともに、算出した予測車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤに基づき、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤを算出する（ステップ３）ことを特徴とする。

このクラッチ装置によれば、速度検出手段によって検出された車両の速度に基づき、復帰タイミングでの車両の速度の予測値として予測車速が算出され、算出した予測車速に基づき、予測回転数が算出される。このように、車両において一般的な速度検出手段を用いて、格別の検出手段を付加することなく、予測回転数を算出することができるので、コストの上昇を抑制でき、商品性をさらに向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るクラッチ装置およびこれを適用した車両の動力系の構成を模式的に示す図である。 第１および第２クラッチ駆動装置の概略的な構成を模式的に示す図である。 第１クラッチ駆動装置のマスタピストンが（ａ）接続位置と、（ｂ）遮断位置と、（ｃ）解放位置とにあるときの動作状態を示す図である。 解放禁止判定処理を示すフローチャートである。 油圧解放制御処理を示すフローチャートである。 制御結果の一例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置について説明する。図１に示すように、本実施形態のクラッチ装置１は、車両Ｖの駆動系に適用されたものである。この車両Ｖは、ハイブリッド車両タイプのものであり、原動機としての内燃機関（以下「エンジン」という）３および電動機（以下「モータ」という）４と、一対の駆動輪ＤＷ（１つのみ図示）と、一対の従動輪（図示せず）と、エンジン制御用のＦＩ・ＥＣＵ２ａと、モータ制御用のＭＯＴ・ＥＣＵ２ｂと、変速制御用のＡＴ・ＥＣＵ２ｃ（図２参照）などを備えている。

このエンジン３は、多気筒ガソリンエンジンタイプのものであり、動力を出力するためのクランク軸３ａを有している。このエンジン３の場合、ＦＩ・ＥＣＵ２ａによって、その運転状態が制御される。モータ４は、ブラシレスＤＣモータタイプのものであり、ＭＯＴ・ＥＣＵ２ｂによって、その運転状態が制御される。

また、車両Ｖの駆動系には、クラッチ装置１と、第１および第２変速装置５０，７０と、リバース装置８０などが設けられており、これらの装置１，５０，７０，８０の動作状態がＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって制御される。なお、本実施形態では、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃが制御装置、予測回転数算出手段および禁止手段に相当する。

クラッチ装置１は、第１および第２クラッチ１０，２０と、これらのクラッチ１０，２０をそれぞれ接続／遮断する第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０（図２参照）などを備えている。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０をそれぞれ制御することにより、第１および第２クラッチ１０，２０の接続／遮断状態を制御する。

第１クラッチ１０は、乾式単板クラッチであり、クランク軸３ａに一体に取り付けられたフライホイールタイプのアウタクラッチ板１１と、後述する第１入力軸５１の一端部に一体に取り付けられたインナクラッチ板１２と、これをアウタクラッチ板１１から離間させるように付勢するリターンスプリング（図示せず）などを備えている。

また、第１クラッチ駆動装置３０は、図２に示すように、アクチュエータ３１、マスタシリンダ３２およびスレーブシリンダ３６などを備えている。マスタシリンダ３２内には、マスタピストン３３が摺動自在に設けられており、このマスタピストン３３には、アクチュエータ３１のロッド３１ａの一端部が固定されている。また、マスタピストン３３の外周面には、環状溝が形成されており、この環状溝には、Ｏリング３３ａが装着されているとともに、このＯリング３３ａによって、マスタシリンダ３２とマスタピストン３３との間が液密状態に保持されている。

アクチュエータ３１は、電動機とギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、この電動機は、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃに電気的に接続されている。このアクチュエータ３１の場合、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃからの制御入力信号によって電動機が制御されることにより、ロッド３１ａを図２の左右方向に伸縮させる。それにより、マスタピストン３３は、図３（ａ）に示す接続位置と、図３（ｂ）に示す遮断位置と、図３（ｃ）に示す解放位置との間で駆動される。

また、スレーブシリンダ３６は、油路３５を介してマスタシリンダ３２に接続されており、その内部には、スレーブピストン３７が摺動自在に設けられている。また、スレーブピストン３７の外周面には、環状溝が形成されており、この環状溝には、Ｏリング３７ｂが装着されているとともに、このＯリング３７ｂによって、スレーブシリンダ３６とスレーブピストン３７との間が液密状態に保持されている。以上のマスタシリンダ３２、マスタピストン３３、油路３５、スレーブシリンダ３６およびスレーブピストン３７は、閉回路式の油圧回路を構成しており、この油圧回路内には、作動油が充填されている。なお、図２，３においては、油圧回路内のハッチングで示す部分が作動油を表しているとともに、理解の容易化のために、ピストン３３，３７などの断面部分のハッチングが省略されている。

このような閉回路式の油圧回路が構成されていることに加えて、前述したリターンスプリングの付勢力によって、スレーブピストン３７は、マスタピストン３３が前述した接続位置と遮断位置と解放位置との間で駆動されるのに伴って、図３（ａ）に示す接続位置と、図３（ｂ）に示す遮断位置と、図３（ｃ）に示す解放位置との間で駆動される。

また、スレーブピストン３７には、ロッド３７ａの一端部が固定されており、このロッド３７ａの他端部は、インナクラッチ板１２に連結されている。以上の構成により、スレーブピストン３７は、接続位置に駆動されたときに、リターンスプリングの付勢力に抗しながら、インナクラッチ板１２をアウタクラッチ板１１側に押圧する。それにより、第１クラッチ１０が接続される。一方、スレーブピストン３７が遮断位置に駆動されたときには、リターンスプリングの付勢力によって、インナクラッチ板１２がアウタクラッチ板１１から離間するように押圧される。それにより、第１クラッチ１０が遮断される。

一方、マスタシリンダ３２には、リザーバ３４（油圧解放室）が設けられている。このリザーバ３４は、油圧回路内の油圧を解放するためのものであり、その内部が大気側に連通するように構成されている。リザーバ３４は、連通路３４ａを介してマスタシリンダ３２に接続されており、図３（ａ），（ｂ）に示すように、マスタピストン３３が遮断位置や接続位置にあるときには、マスタピストン３３によって連通路３４ａが閉鎖されることにより、作動油がリザーバ３４とマスタシリンダ３２との間で流入／流出するのを阻止される。一方、図３（ｃ）に示すように、マスタピストン３３が解放位置に駆動されたときには、連通路３４ａを介して、マスタシリンダ３２とリザーバ３４が連通し、それにより、作動油がリザーバ３４とマスタシリンダ３２との間で流入／流出することで、油圧回路内の油圧が解放される。

次に、前述した第２クラッチ２０について説明する。この第２クラッチ２０は、第１クラッチ１０と同様の乾式単板クラッチであり、第１クラッチ１０のアウタクラッチ板１１に一体に固定されたアウタクラッチ板２１と、後述する第１入力軸５１上に回動自在に設けられたインナクラッチ板２２と、これをアウタクラッチ板２１から離間させるように付勢するリターンスプリング（図示せず）などを備えている。

また、図２に示すように、第２クラッチ駆動装置４０は、前述した第１クラッチ駆動装置３０と同様に、アクチュエータ４１、ロッド４１ａ、マスタシリンダ４２、Ｏリング４２ａ、マスタピストン４３、リザーバ４４（油圧解放室）、連通路４４ａ、油路４５、スレーブシリンダ４６、スレーブピストン４７、ロッド４７ａおよびＯリング４７ｂを備えている。これらの機器および部品４１〜４７,４１ａ，４２ａ，４４ａ，４７ａ，４７ｂはいずれも、第１クラッチ駆動装置３０のものと同様に構成されており、その機能および動作も同じであるので、その説明は省略する。

次に、前述した第１変速装置５０について説明する。この第１変速装置５０は、入力された動力を、１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの１速段〜７速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。第１変速装置５０は、第１入力軸５１、遊星歯車装置５２、３速ギヤ５３、５速ギヤ５４および７速ギヤ５５を有している。この第１入力軸５１は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、そのエンジン３側の端部には、前述したように、第１クラッチ１０のインナクラッチ板１２が固定されている。

遊星歯車装置５２は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ５２ａと、このサンギヤ５２ａの外周に回転自在に設けられ、サンギヤ５２ａよりも歯数が多いリングギヤ５２ｂと、両ギヤ５２ａ，５２ｂに噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ５２ｃ（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ５２ｃを回転自在に支持する回転自在のキャリア５２ｄとを有している。

サンギヤ５２ａは、モータ４の回転軸４ａに同心に取り付けられているとともに、このモータ４の回転軸４ａは、第１入力軸５１と同軸かつ一体に構成されている。以上の構成により、第１入力軸５１、サンギヤ５２ａおよび回転軸４ａは、互いに一体に回転する。

また、リングギヤ５２ｂには、１速用のシンクロクラッチ（図示せず）が設けられている。この１速用のシンクロクラッチは、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって接続／遮断され、接続状態のときに、リングギヤ５２ｂを回転不能に保持するとともに、遮断状態のときに、リングギヤ５２ｂの回転を許容する。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、１速段で走行する場合、この１速用のシンクロクラッチを接続する。キャリア５２ｄは、中空の回転軸５６に一体に取り付けられており、この回転軸５６は、第１入力軸５１の外側に相対的に回転自在に配置されている。

３速ギヤ５３は、回転軸５６に一体に取り付けられており、回転軸５６およびキャリア５２ｄと一体に回転自在である。また、５速ギヤ５４および７速ギヤ５５は、第１入力軸５１に回転自在に設けられている。また、第１入力軸５１には、３速用、５速用および７速用のシンクロクラッチ（図示せず）が設けられている。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、３速段、５速段および７速段のいずれかで走行する場合、これらの３速用、５速用および７速用のシンクロクラッチのいずれかを駆動することによって、３速ギヤ５３、５速ギヤ５４および７速ギヤ５５のいずれかを選択的に第１入力軸５１に係合させ、第１入力軸５１と一体に回転させる。さらに、これらの３速ギヤ５３、７速ギヤ５５および５速ギヤ５４は、遊星歯車装置５２と第１クラッチ１０の間に、この順で並んでいる。

また、３速ギヤ５３、５速ギヤ５４および７速ギヤ５５には、第１ギヤ５７、第２ギヤ５８および第３ギヤ５９がそれぞれ噛み合っており、これらの第１〜第３ギヤ５７〜５９は、出力軸６０に一体に取り付けられている。出力軸６０は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第１入力軸５１と平行に配置されている。また、出力軸６０には、ギヤ６１が一体に取り付けられており、このギヤ６１は、差動装置を有する終減速装置ＦＧのギヤに噛み合っている。出力軸６０は、これらのギヤ６１や終減速装置ＦＧを介して、駆動輪ＤＷに連結されている。

以上の構成の第１変速装置５０では、遊星歯車装置５２、３速ギヤ５３および第１ギヤ５７によって１速段および３速段のギヤ段が構成され、５速ギヤ５４および第２ギヤ５８によって５速段のギヤ段が、７速ギヤ５５および第３ギヤ５９によって７速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第１入力軸５１に入力された動力は、これらの１速段、３速段、５速段および７速段の１つによって変速され、出力軸６０、ギヤ６１および終減速装置ＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。

次に、前述した第２変速装置７０について説明する。この第２変速装置７０は、入力された動力を、２速段、４速段および６速段の１つにより変速して駆動輪ＤＷに伝達するものである。これらの２速段〜６速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第２変速装置７０は、第２入力軸７１、アイドラギヤ７２、中間軸７３、２速ギヤ７４、４速ギヤ７５および６速ギヤ７６を有している。

第２入力軸７１は、中空状に形成され、第１入力軸５１の外側に相対的に回転自在に配置されている。この第２入力軸７１は、その一端部が第２クラッチ２０のインナクラッチ板２２に同心に固定されており、他端部には、ギヤ７１ａが一体に取り付けられている。

中間軸７３は、第２入力軸７１および前述した出力軸６０と平行に配置されており、その一端部には、ギヤ７３ａが一体に取り付けられている。このギヤ７３ａは、アイドラギヤ７２と噛み合っており、アイドラギヤ７２は、第２入力軸７１のギヤ７１ａに噛み合っている。中間軸７３は、これらのギヤ７３ａ、アイドラギヤ７２およびギヤ７１ａを介して、第２入力軸７１に連結されている。

２速ギヤ７４、６速ギヤ７６および４速ギヤ７５は、中間軸７３に回転自在に設けられ、この順で並んでいるとともに、前述した第１ギヤ５７、第３ギヤ５９および第２ギヤ５８にそれぞれ噛み合っている。さらに、中間軸７３には、２速用、４速用および６速用のシンクロクラッチ（図示せず）が設けられている。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、２速段、４速段および６速段のいずれかで走行する場合、これらの２速用、４速用および６速用のシンクロクラッチのいずれかを駆動することによって、２速ギヤ７４、４速ギヤ７５および６速ギヤ７６のいずれかを選択的に中間軸７３に係合させ、中間軸７３と一体に回転させる。

以上の構成の第２変速装置７０では、２速ギヤ７４および第１ギヤ５７によって２速段のギヤ段が構成され、４速ギヤ７５および第２ギヤ５８によって４速段のギヤ段が、６速ギヤ７６および第３ギヤ５９によって６速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第２入力軸７１に入力された動力は、ギヤ７１ａ、アイドラギヤ７２およびギヤ７３ａを介して中間軸７３に伝達され、中間軸７３に伝達された動力は、これらの２速段、４速段および６速段の１つによって変速され、出力軸６０、ギヤ６１および終減速装置ＦＧを介して駆動輪ＤＷに伝達される。

以上のように、第１および第２変速装置５０，７０では、変速された動力を駆動輪ＤＷに伝達するための出力軸６０が共用化されている。

また、前述したリバース装置８０は、車両Ｖの後進走行用のものであり、リバース軸８１、リバースギヤ８２およびギヤ８３などを備えている。リバースギヤ８２は、リバース軸８１上に回動自在に設けられており、第１入力軸５１上に同軸に固定されたギヤ８４と噛みあっている。また、ギヤ８３は、リバース軸８１上に同軸に固定されており、アイドラギヤ７２と噛みあっている。さらに、リバース軸８１には、リバース用のシンクロクラッチ（図示せず）が設けられている。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、車両Ｖの後進走行時、このリバース用のシンクロクラッチを駆動することによって、リバースギヤ８２をリバース軸８１に係合させ、リバース軸８１と一体に回転させる。その結果、車両Ｖの後進走行が可能になる。

一方、前述した３つのＥＣＵ２ａ〜２ｃはいずれも、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されているとともに、互いの間で各種の電気信号を伝達するようになっている。

また、ＦＩ・ＥＣＵ２ａには、クランク角センサ５が接続されている。このクランク角センサ５は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ａの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号をＦＩ・ＥＣＵ２ａに出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に１パルスが出力され、ＦＩ・ＥＣＵ２ａは、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。

さらに、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃには、車速センサ６（速度検出手段）が接続されている。この車速センサ６は、出力軸６０の回転速度を検出して、それを表す検出信号をＡＴ・ＥＣＵ２ｃに出力する。ＡＴ・ＥＣＵ２ｃは、この車速センサ６の検出信号に基づき、車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＣＡＲを算出する。

以上のように構成された車両Ｖでは、ＦＩ・ＥＣＵ２ａによるエンジン３の運転制御と、ＭＯＴ・ＥＣＵ２ｂによるモータ４の運転制御と、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによる２つのクラッチ駆動装置３０，４０、２つの変速装置５０，７０およびリバース装置８０の制御とによって、車両Ｖの走行モードが、エンジン走行モード、ＥＶ走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードの間で切り換えられる。

エンジン走行モードは、エンジン３のみを動力源として用いる走行モードであり、このエンジン走行モードでの前進走行のときには、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって、第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０による第１および第２クラッチ１０，２０の接続／遮断動作と、１〜７速段用のシンクロクラッチの接続／遮断動作とが制御される。それにより、エンジン３の動力が、１〜７速段のいずれかの変速段を介して駆動輪ＤＷに伝達されることによって、車両Ｖが前進走行する。

その際、エンジン３の動力は、４つの奇数段（１，３，５，７速段）のいずれかによる場合と、３つの偶数段（２，４，６速段）のいずれかによる場合とによって、互いに異なる動力伝達経路で駆動輪ＤＷに伝達される。具体的には、エンジン３の動力が奇数段による動力伝達経路で伝達されるときには、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって、第１クラッチ１０が接続されるとともに、４つの奇数段用のシンクロクラッチのいずれかが接続される。

また、エンジン３の動力が偶数段による動力伝達経路で伝達されるときには、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって、第２クラッチ２０が接続されるとともに、２速段用、４速段用および６速段用のシンクロクラッチのいずれか接続される。さらに、シフトアップまたはシフトダウンの変速動作によって、動力伝達経路が奇数段および偶数段の一方から他方に切り換えられるときには、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって、プリシフト制御が実行される。このプリシフト制御では、例えば、２速段から３速段にシフトアップする場合、第１クラッチ１０を遮断した状態で、３速段用のシンクロクラッチが予め接続される。そして、その状態から、第２クラッチ２０を遮断するとともに、第１クラッチ１０を接続することにより、速段から３速段へのシフトアップが実行される。

さらに、以上のような変速動作の実行中、作動油の温度上昇などに伴って、第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０の油圧回路内の油圧が上昇することがある。その場合、油圧回路が閉回路式であり、油圧が自然に解放されない構造である関係上、油圧回路内の油圧を強制的に解放する必要が生じる。そのため、本実施形態のクラッチ装置１では、後述するように、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって、油圧解放制御処理が実行される。

この油圧解放制御処理を第１クラッチ駆動装置３０で実行した場合、マスタピストン３３を解放位置まで駆動し、マスタシリンダ３２とリザーバ３４との間を連通させることによって、油圧回路内の油圧が解放される。また、油圧解放制御処理を第２クラッチ駆動装置４０で実行した場合、マスタピストン４３を解放位置まで駆動し、マスタシリンダ４２とリザーバ４４との間を連通させることによって、油圧回路内の油圧が解放される。

次に、図４を参照しながら、解放禁止判定処理にいて説明する。この処理は、前述した油圧解放制御処理の実行後におけるエンジン回転数ＮＥの予測結果に基づいて、油圧解放制御処理を禁止すべきか否かを判定するものであり、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃによって所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、下式（１）により、車両加速度ＧＣＡＲを算出する。

この式（１）のＶＣＡＲｚは車速ＶＣＡＲの前回値を表している。

次に、ステップ２に進み、下式（２）により、予想車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤを算出する。

この式（２）において、ＴＣＬは、油圧解放制御処理の実行時間（以下「制御実行時間」という）であり、油圧解放制御処理によって油圧回路内の油圧を確実に解放できるような値（一定値）に設定されている。また、式（２）のＫ１は、値ＧＣＡＲ・ＴＣＬを車速に変換するための換算係数である。したがって、式（２）の右辺第２項ＧＣＡＲ・ＴＣＬ・Ｋ１は、現時点から時間ＴＣＬが経過したときの車速ＶＣＡＲの変化分として算出される。その結果、予想車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤは、現時点で油圧解放制御処理を実行した場合の、油圧解放制御処理の終了タイミングでの車速ＶＣＡＲの予測値として算出される。

なお、この場合、制御実行時間ＴＣＬを、一定値ではなく、油圧回路内の作動油の温度やエンジン回転数ＮＥなどに応じて、マップ検索により算出するように構成してもよい。

ステップ２に続くステップ３で、下式（３）により、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤを算出する。

この式（３）において、ＲＡＤ＿ＴＩＲＥは車両Ｖのタイヤの半径を表しており、ＲＧＥＡＲは現時点での変速段の変速比を表している。また、Ｋ２は、値（ＶＣＡＲ＿ＥＮＤ）／（ＲＡＤ＿ＴＩＲＥ・ＲＧＥＡＲ）をエンジン回転数に変換するための換算係数であり、したがって、予測車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤは、現時点で油圧解放制御処理を実行した場合の、油圧解放制御処理の終了タイミングでのエンジン回転数ＮＥの予測値として算出される。

次いで、ステップ４に進み、車両加速度ＧＣＡＲが値０以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、車両Ｖが加速状態にあるときには、ステップ５に進み、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤが所定の上限値ＮＥ＿Ｈ以上であるか否かを判別する。この所定の上限値ＮＥ＿Ｈは、エンジン３が過回転状態になるのを回避するための値であり、所定のヒステリシス付きの一定値に設定されている。これは、演算誤差などに起因して、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤの演算結果が所定の上限値ＮＥ＿Ｈの付近でばらついた場合、判定結果が頻繁に変化し、制御のハンチングを生じてしまうので、それを回避するためである。

ステップ５の判別結果がＹＥＳのときには、油圧解放制御処理を実行すると、その終了タイミングでエンジン回転数ＮＥが過回転域に達してしまう可能性があり、油圧解放制御処理を禁止すべきであると判定して、ステップ７に進み、それを表すために、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧを「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ５の判別結果がＮＯのときには、油圧解放制御処理を許可すべきであると判定して、ステップ８に進み、それを表すために、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧを「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ４の判別結果がＹＥＳで、車両Ｖがクルーズ走行状態か減速走行状態にあるときには、ステップ６に進み、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤが所定の下限値ＮＥ＿Ｌ以下であるか否かを判別する。この所定の下限値ＮＥ＿Ｌは、エンジン回転数ＮＥが極低回転域まで低下するのを回避するための値であり、前述した所定の上限値ＮＥ＿Ｈと同じ理由により、所定のヒステリシス付きの一定値に設定されている。

ステップ６の判別結果がＹＥＳのときには、油圧解放制御処理を実行すると、その終了タイミングでエンジン回転数ＮＥが極低回転域に達してしまう可能性があり、油圧解放制御処理を禁止すべきであると判定して、前述したように、ステップ７で、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧを「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ６の判別結果がＮＯのときには、油圧解放制御処理を許可すべきであると判定して、前述したように、ステップ８で、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧを「０」に設定した後、本処理を終了する。

次に、図５を参照しながら、油圧解放制御処理について説明する。この油圧解放制御処理は、第１および第２クラッチ駆動装置３０，４０の油圧回路内の油圧を解放するためのものであり、ＭＯＴ・ＥＣＵ２ｂによって、前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１０で、実行条件フラグＦ＿ＲＥＬＥＡＳＥが「１」であるか否かを判別する。この実行条件フラグＦ＿ＲＥＬＥＡＳＥは、油圧解放制御処理の実行条件が成立しているか否かを表すものであり、図示しない設定処理において、油圧回路内の作動油の温度や前回の油圧解放制御処理の実行後の経過時間などに基づいて、油圧解放制御処理の実行条件が成立しているときには「１」に、不成立のときには「０」にそれぞれ設定される。

ステップ１０の判別結果がＮＯで、油圧解放制御処理の実行条件が不成立であるときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１０の判別結果がＹＥＳで、油圧解放制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ１１に進み、前述した解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、油圧解放制御処理を禁止すべきであると判定して、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１１の判別結果がＮＯのときには、油圧解放制御処理を許可すべきであると判定して、ステップ１２に進み、第１クラッチ１０が遮断されているか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ１３に進み、第１クラッチ駆動装置３０の油圧解放制御処理を実行する。具体的には、前述したように、アクチュエータ３１によって、マスタシリンダ３２を遮断位置から解放位置に駆動し、前述した実行時間ＴＣＬが経過するまでの間、解放位置に保持した後、遮断位置に復帰させる。それにより、第１クラッチ駆動装置３０の油圧回路内の油圧が解放される。以上のように、ステップ１３を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１２の判別結果がＮＯのときには、ステップ１４に進み、第２クラッチ駆動装置４０の油圧解放制御処理を実行する。具体的には、前述したように、アクチュエータ４１によって、マスタシリンダ４２を遮断位置から解放位置に駆動し、前述した実行時間ＴＣＬが経過するまでの間、解放位置に保持した後、遮断位置に復帰させる。それにより、第２クラッチ駆動装置４０の油圧回路内の油圧が解放される。以上のように、ステップ１４を実行した後、本処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、以上の油圧解放制御処理を実行したときの制御結果の一例（以下「制御結果例」という）について説明する。同図の制御結果例は、エンジン回転数ＮＥが上昇中で、第１クラッチ１０が遮断状態にあり、かつ第２クラッチ２０が接続状態にあるときのものである。同図において、ＰＯＩＬ１，ＰＯＩＬ２はそれぞれ、第１クラッチ駆動装置３０および第２クラッチ駆動装置４０の油圧回路内の油圧を表しており、以下の説明では、これらの値をそれぞれ第１油圧ＰＯＩＬ１および第２油圧ＰＯＩＬ２という。

同図に示すように、Ｆ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＝１が成立したタイミング（時刻ｔ１）では、ＮＥ＿ＥＮＤ＜ＮＥ＿Ｈが成立することで、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧ＝０となる。その場合、第１クラッチ１０が遮断状態にあることで、第１クラッチ駆動装置３０のマスタシリンダ３２が遮断位置から解放位置に駆動される。それにより、第１油圧ＰＯＩＬ１が解放状態の圧力（以下「解放圧」という）まで低下する。

そして、時刻ｔ１から前述した制御実行時間ＴＣＬが経過したタイミング（時刻ｔ２）で、第１クラッチ駆動装置３０のマスタシリンダ３２が解放位置から遮断位置に駆動されることにより、第１油圧ＰＯＩＬ１が解放圧から遮断状態での圧力まで上昇する。なお、このタイミングでは、実際のエンジン回転数ＮＥが時刻ｔ１での予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤにほぼ等しい値まで上昇していることが判る。

さらに、時間の経過に伴い、ＮＥ＿ＥＮＤ≧ＮＥ＿Ｈが成立したタイミング（時刻ｔ３）で、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧが「１」に設定される。それにより、油圧解放制御処理の実行が禁止される。そして、時刻ｔ４で、第１クラッチ駆動装置３０による第１クラッチ１０の接続動作と、第２クラッチ駆動装置４０による第２クラッチ２０の遮断動作とが開始されることにより、第１油圧ＰＯＩＬ１が上昇し始めると同時に、第２油圧ＰＯＩＬ２が低下し始める。

さらに、時間の経過に伴い、時刻ｔ５で、第２クラッチ２０が完全に遮断されると同時に、第１クラッチ１０が接続状態になり、より高段側の変速段での動力伝達が開始されることで、エンジン回転数ＮＥが、上限値ＮＥ＿Ｈを超えることなく低下してゆく。すなわち、仮に、時刻ｔ１〜ｔ２の間で油圧解放制御処理を実行していない場合において、時刻ｔ３以降にＦ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＝１が成立したとしても、解放禁止フラグＦ＿ＲＥＦＩＮＧ＝１となっており、油圧解放制御処理が禁止されることによって、エンジン３の過回転状態を回避できることが判る。

以上のように、本実施形態のクラッチ装置１によれば、ＡＴ・ＥＣＵ２ｃにより、２つのクラッチ１０，２０の一方が接続状態にあるときに、クラッチ１０，２０の他方が遮断状態に制御されるとともに、その制御中、クラッチが遮断状態にある方のクラッチ駆動装置において、油圧解放制御処理を実行したと仮定したときの、油圧解放制御処理の終了タイミングでのエンジン回転数ＮＥの予測値として、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤが算出される。そして、この予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤが所定回転域（ＮＥ＿Ｌ＜ＮＥ＿ＥＮＤ＜ＮＥ＿Ｈ）にないときには、油圧解放制御処理の実行が禁止されるとともに、変速動作が実行される。すなわち、ＮＥ＿ＥＮＤ≦ＮＥ＿ＬまたはＮＥ＿ＥＮＤ≧ＮＥ＿Ｈが成立しているときには、油圧回路の油圧の解放動作が禁止されるとともに、変速動作が実行される。

それにより、エンジン回転数ＮＥが過回転域まで上昇したり、極低回転域まで低下したりするのを回避でき、燃費や運転効率および運転性を良好なレベルに確保することができる。

また、車速ＶＣＡＲに基づき、油圧解放制御処理の終了タイミングでの車速ＶＣＡＲの予測値として予測車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤが算出され、予測車速ＶＣＡＲ＿ＥＮＤに基づいて、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤが算出される。この場合、車両Ｖにおいては車速センサ６を備えているのが一般的であり、そのような車速センサ６を用いて、格別のセンサを付加することなく、予測回転数ＮＥ＿ＥＮＤを算出することができるので、コストの上昇を抑制でき、商品性をさらに向上させることができる。

なお、実施形態は、複数のクラッチおよび複数のクラッチ駆動装置として、２つのクラッチ１０，２０と２つのクラッチ駆動装置３０，４０を用いた例であるが、本発明のクラッチおよびクラッチ駆動装置の数はこれに限らず、複数であればよい。例えば、複数のクラッチとして、３つ以上のクラッチを用いてもよく、その場合は、クラッチと同じ数のクラッチ駆動装置を用いればよい。

また、実施形態は、複数の動力伝達経路として、２つの動力伝達経路を用いた例であるが、本発明の動力伝達経路の数はこれに限らず、３つ以上の動力伝達経路を用いてもよい。

さらに、実施形態は、原動機として、内燃機関３を用いた例であるが、本発明の原動機はこれに限らず、原動機として、電動機や、内燃機関および電動機を組み合わせて用いてもよい。

一方、実施形態は、本発明のクラッチ装置１を車両Ｖに適用した例であるが、本発明のクラッチ装置は、これに限らず、船舶や他の産業機器にも適用可能であることは言うまでもない。

また、実施形態は、被駆動部として、駆動輪ＤＷを用いた例であるが、本発明の被駆動部はこれに限らず、原動機の動力が伝達されるものであればよい。例えば、本発明のクラッチ装置を船舶に適用した場合には、スクリューを被駆動部として用いればよい。

さらに、実施形態は、予測回転数の所定回転域として、ＮＥ＿Ｌ＜ＮＥ＿ＥＮＤ＜ＮＥ＿Ｈを用いた例であるが、本発明の所定回転域はこれに限らず、ピストンの解放位置への駆動を禁止すべき領域であればよい。例えば、所定回転域として、ＮＥ＿ＥＮＤ＜ＮＥ＿Ｈを用いてもよい。

Ｖ 車両
ＤＷ 駆動輪（被駆動部）
１ クラッチ装置
２ｃ ＡＴ・ＥＣＵ（制御装置、予測回転数算出手段、禁止手段）
３ 内燃機関
６ 車速センサ（速度検出手段）
１０ 第１クラッチ（複数のクラッチの１つ）
２０ 第２クラッチ（複数のクラッチの１つ）
３０ 第１クラッチ駆動装置（複数のクラッチ駆動装置の１つ）
３１ アクチュエータ
３２ マスタシリンダ（シリンダ）
３４ リザーバ（油圧解放室）
４０ 第２クラッチ駆動装置（複数のクラッチ駆動装置の１つ）
４１ アクチュエータ
４２ マスタシリンダ（シリンダ）
４４ リザーバ（油圧解放室）
ＮＥ＿ＥＮＤ 予測回転数
ＮＥ＿Ｈ 上限値（所定回転域の上限を規定する値）
ＮＥ＿Ｌ 下限値（所定回転域の下限を規定する値）
ＶＣＡＲ 車両の速度
ＶＣＡＲ＿ＥＮＤ 予測車速

Claims (2)

1. 原動機と、当該原動機の動力が複数の動力伝達経路を介して伝達される被駆動部との間に設けられ、当該複数の動力伝達経路をそれぞれ接続／遮断する複数のクラッチと、
   当該複数のクラッチをそれぞれ、接続状態と遮断状態との間で切り換えるように駆動する複数のクラッチ駆動装置と、
   当該複数のクラッチ駆動装置を制御することにより、前記原動機の動力が前記複数の動力伝達経路のいずれか１つを介して前記被駆動部に伝達されるように、前記複数のクラッチの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記複数のクラッチ駆動装置の各々は、
   前記複数のクラッチの各々を駆動するための閉回路式の油圧回路と、
   当該油圧回路内の油圧を解放するための油圧解放室と、
   前記油圧回路内に設けられたシリンダと、
   当該シリンダ内に設けられ、前記クラッチを接続する接続位置と、前記シリンダと前記油圧解放室とを連通させることにより、前記油圧回路内の前記油圧を前記油圧解放室側に解放する解放位置と、当該解放位置および前記接続位置の間に位置し、前記クラッチを遮断する遮断位置との間で摺動自在のピストンと、
   前記制御装置によって制御されることにより、前記ピストンを前記接続位置と前記遮断位置と前記解放位置との間で駆動するアクチュエータと、
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記複数のクラッチ駆動装置のうちの１つによって前記複数のクラッチのうちの１つが接続状態に駆動されている場合において、他のクラッチ駆動装置における前記ピストンを、前記アクチュエータを介して前記解放位置に一旦、駆動してから前記遮断位置まで復帰させた復帰タイミングでの前記原動機の回転数の予測値として予測回転数を算出する予測回転数算出手段と、
   当該算出された予測回転数が所定回転域内にないときに、前記他のクラッチ駆動装置の前記ピストンの前記解放位置への駆動を禁止する禁止手段と、
   を有することを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記原動機および前記クラッチ装置は、車両に搭載されており、
   当該車両には、当該車両の速度を検出する速度検出手段が設けられており、
   前記予測回転数検出手段は、当該速度検出手段によって検出された車両の速度に基づき、前記復帰タイミングでの前記車両の速度の予測値として予測車速を算出するとともに、当該算出した予測車速に基づき、前記予測回転数を算出することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。

Images