JP2021067271A - 車両用自動変速装置およびそれを備えた車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】エンジン2のトルクを駆動輪5に伝達して走行する車両1のための自動変速装置が提供される。自動変速装置は、エンジン2から駆動輪5に至るトルク伝達系6に介装されたクラッチ3と、トルク伝達系6において、クラッチ3と駆動輪5との間に介装された変速機8と、制御ユニット9とを含む。制御ユニット9は、変速コントローラとしての機能を有する。制御ユニット9は、変速指令に応答して、クラッチ3を滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、その後にクラッチ3を切断する切断工程と、その後に変速機8の変速段を変更する変速段変更工程と、その後にクラッチ3を接続する接続工程とを実行する。【選択図】図1
Description
この発明は、車両用自動変速装置およびそれを備えた車両に関する。
特許文献1は、自動変速機のクラッチ制御装置を開示している。このクラッチ制御装置は、変速機の変速動作に先行してクラッチを切断するときに、クラッチの切断に伴うショック(クラッチ断ショック)をなくしつつ、変速時間を短縮するための制御を実行する。具体的には、クラッチの切断方向への操作中に、クラッチの滑り状態を監視して半クラッチ状態への移行が検出される。半クラッチ状態が検出されると、クラッチ操作速度を増加して、クラッチの切断完了のタイミングが早められる。その直後に、変速機の変速段が現変速段から目標変速段に切り換えられる。
クラッチ断ショックは、クラッチ接続状態において駆動系に負荷された捩りトルクが一気に開放されることによって発生する。そこで、特許文献1では、緩やかにクラッチを切断することによって、捩りトルクが一気に開放されることを回避している。その一方で、半クラッチ状態となった後には切断方向への操作速度を増加しても大きなショックがないと仮定して、クラッチ切断完了のタイミングを早めている。
しかし、クラッチ下流のトルク伝達経路に存在する捩れ要素の弾性的に捩れは復元するので、捩りトルクは振動しながら収束していく。そのため、捩りトルクの振動が収まるよりも前にクラッチが切断状態に至ると、捩れ要素の捩れ量が振動的に変動するから、それに応じて、変速機に備えられた回転軸の回転速度が振動的に変動する。この振動的な回転速度変動のために、目標変速段への変速の際に、変速機の構成部品に大きな負荷がかかるおそれがある。加えて、変速フィーリングが悪くなる恐れもある。
たとえば、変速機は、内部に備えられた回転軸にスプライン結合したドグと、回転軸上に回転可能に設けられた変速ギヤに固定されたドグとの係合によって変速を達成するように構成される場合がある。この場合に、目標変速段への変速のために係合させるべき一対のドグの相対速度(ドグ相対速度)が振動的に変動すると、ドグ相対速度が大きくなるタイミングが生じる。それにより、ドグに大きな負荷がかかったり、変速フィーリングが悪くなったりする恐れがある。
とくに、不整地走行車両のように、軽量でありながら高トルク発生が求められる車両においては、駆動源が大きなトルクを発生するのに対して、軽量化の要求のために、クラッチ下流側のトルク伝達系の剛性は比較的小さい傾向である。加えて、トルク伝達時のショック軽減のために、クラッチ下流側にクラッチダンパが介装される場合もある。そのため、クラッチ下流側の捩れ要素を排除することはできず、かつ捩れ要素の弾性振動の振幅が大きくなり易い。それに応じて、クラッチ切断時の回転速度振動が収束しにくく、変速時にその影響が現れやすい。
このような課題は、特許文献1では指摘がなく、本件発明者によって見出された課題であり、かつ特許文献1に開示された構成によっては解決できない課題である。
そこで、この発明の一実施形態は、変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供する。
そこで、この発明の一実施形態は、変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供する。
この発明の一実施形態は、エンジンのトルクを駆動輪に伝達して走行する車両のための自動変速装置を提供する。この車両用自動変速装置は、前記エンジンから前記駆動輪に至るトルク伝達系に介装されたクラッチと、前記トルク伝達系において、前記クラッチと前記駆動輪との間に介装された変速機と、変速コントローラとを含む。変速コントローラは、変速指令に応答して、前記クラッチを滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、前記トルクフィードバック制御工程の後に前記クラッチを切断する切断工程と、前記切断工程の後に前記変速機の変速段を前記変速指令に応じて変更する変速段変更工程と、前記変速段変更工程の後に前記クラッチを接続する接続工程とを実行する。
この構成によれば、変速指令があると、クラッチが滑り状態とされ、クラッチの伝達トルクが目標トルクとなるようにフィードバック制御される。これにより、その後にクラッチが切断され、変速機の変速段が変更されるときまでに、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素に起因する振動的な回転変動が充分に抑制される。したがって、変速機の変速段が変更されるときに、変速機の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる。変速段の変更の後、クラッチが接続されて、一連の変速動作が完結する。
トルクフィードバック制御により、ロバスト性の高い制御が可能であり、トルク伝達系の捩れ要素に起因する振動的な回転変動を確実かつ効果的に抑制できる。加えて、目標トルクを適切に定めることによって、トルクフィードバック制御の実行中における駆動力の抜け感を抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令に応答して、前記クラッチの滑り状態が検出されるまで当該クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程を実行し、前記クラッチの滑り状態が検出されると、前記トルクフィードバック制御工程を開始する。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令に応答して、前記クラッチの滑り状態が検出されるまで当該クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程を実行し、前記クラッチの滑り状態が検出されると、前記トルクフィードバック制御工程を開始する。
この構成によれば、変速指令があると、クラッチの滑り状態を誘発させるための制御が行われる。それにより、クラッチを速やかに滑り状態に導くことができるので、滑り状態を利用したトルクフィードバック制御を速やかに開始することができる。しかも、クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させることによって滑り状態を誘発させているので、クラッチを確実に滑り状態に導くことができるから、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素の捩れが一気に解放されることがない。それにより、変速時のフィーリングを一層向上できる。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいて前記クラッチ切断速度を設定する工程を実行する。
この構成によれば、滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいてクラッチ切断速度が定められるので、確実にかつ速やかにクラッチを滑り状態に導くことができる。それにより、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制しながら、速やかに変速動作を開始することができる。
この構成によれば、滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいてクラッチ切断速度が定められるので、確実にかつ速やかにクラッチを滑り状態に導くことができる。それにより、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制しながら、速やかに変速動作を開始することができる。
滑り誘発工程を開始する直前とは、変速指令から滑り誘発工程を開始するまでの期間であってもよい。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令から所定時間経過後に前記切断工程を実行する。この構成によれば、変速指令から所定時間経過後には切断工程が実行されるので、トルクフィードバック制御によって弾性的な捩れ要素の捩れ振動を抑え込むために充分な期間を確保でき、かつトルクフィードバック制御工程が長くなりすぎることがない。それにより、変速機の構成部品への負荷を抑制し、かつ変速フィーリングの悪化を回避しながら、速やかな変速動作を達成できる。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令から所定時間経過後に前記切断工程を実行する。この構成によれば、変速指令から所定時間経過後には切断工程が実行されるので、トルクフィードバック制御によって弾性的な捩れ要素の捩れ振動を抑え込むために充分な期間を確保でき、かつトルクフィードバック制御工程が長くなりすぎることがない。それにより、変速機の構成部品への負荷を抑制し、かつ変速フィーリングの悪化を回避しながら、速やかな変速動作を達成できる。
この発明の一実施形態では、前記変速指令は、シフトダウン指令を含む。
車両の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチの伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチを一気に切断すれば、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機の構成部品に大きな負荷がかかり易く、変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。
車両の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチの伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチを一気に切断すれば、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機の構成部品に大きな負荷がかかり易く、変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。
そこで、シフトダウン指令の際に、クラッチを滑り状態に導いて、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、回転軸の回転変動を抑制できる。したがって、シフトダウンの際の変速機構成部品の負荷を軽減でき、かつ変速フィーリングを向上できる。
この発明の一実施形態では、前記トルク伝達系は、前記変速機から前記駆動輪までの間に弾性捩れ要素を有している。この構成によれば、変速機から駆動輪までの間の弾性捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制できるので、変速機の構成部品への負荷を低減でき、かつ変速時のフィーリングを改善できる。
この発明の一実施形態では、前記トルク伝達系は、前記変速機から前記駆動輪までの間に弾性捩れ要素を有している。この構成によれば、変速機から駆動輪までの間の弾性捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制できるので、変速機の構成部品への負荷を低減でき、かつ変速時のフィーリングを改善できる。
この発明の一実施形態では、前記弾性捩れ要素が、クラッチダンパを含む。この構成によれば、クラッチダンパによって、クラッチ接続時のショックを軽減できる。その一方で、クラッチダンパは、弾性的な捩れ要素であり、大きな振幅の捩れ振動を生じやすい。そこで、変速指令の際に、クラッチを滑り状態に導いて伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、クラッチダンパを含む弾性捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制できる。したがって、クラッチ接続時のショックを軽減できるうえに、変速時の変速機部品への大きな負荷や変速フィーリング悪化を回避できる。
この発明の一実施形態は、前記エンジンと、前記駆動輪と、前述のような特徴を有する前記車両用自動変速装置と、を含む、車両を提供する。
この構成によれば、変速機の変速段が変更されるときに、変速機の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる車両を提供できる。
この構成によれば、変速機の変速段が変更されるときに、変速機の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる車両を提供できる。
この発明によれば、変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供できる。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
この発明の実施形態が適用される車両の形態および用途にとくに制限はない。この発明の実施形態がとくに有用な車両の一つのカテゴリは、ユーティリティビークル(Utility vehicle)である。とりわけ、レクレーショナル・オフハイウェイ・ビークル(Recreational Off-Highway Vehicle)と称されるオフロード型四輪車両において、この発明の実施形態が有用である。ユーティリティビークルは不整地での走行に使用されることがあるので、不整地走行車両の一例である。
この発明の実施形態が適用される車両の形態および用途にとくに制限はない。この発明の実施形態がとくに有用な車両の一つのカテゴリは、ユーティリティビークル(Utility vehicle)である。とりわけ、レクレーショナル・オフハイウェイ・ビークル(Recreational Off-Highway Vehicle)と称されるオフロード型四輪車両において、この発明の実施形態が有用である。ユーティリティビークルは不整地での走行に使用されることがあるので、不整地走行車両の一例である。
図1は、この発明の一実施形態に係る車両用自動変速装置を備えた車両1の要部の構成を示すブロック図である。車両1は、エンジン(内燃機関)2と、クラッチ3と、変速機8と、駆動輪5とを含む。エンジン2が発生する駆動力が、トルク伝達系6を通って、駆動輪5に伝達される。クラッチ3および変速機8は、トルク伝達系6に配置されている。この実施形態では、エンジン2と変速機8との間にクラッチ3が配置されている。
エンジン2の発生トルクがクラッチ3によって伝達され、さらに変速機8を介して駆動輪5に伝達される。クラッチ3の下流のトルク伝達系6aには、変速機8と駆動輪5との間に、弾性捩れ要素4が介在している。弾性捩れ要素4は、この実施形態では、トルク伝達系6aにおけるトルク伝達に関与する全ての剛体(弾性部材)の弾性捩れ成分を含む。
エンジン2は、スロットルバルブ21、燃料噴射弁22および点火ユニット23を含む。運転者によって操作されるアクセル操作子20がスロットルバルブ21に結合されている。したがって、アクセル操作子20の操作量(アクセル開度)とスロットル開度との間には対応関係がある。アクセル操作子20は、アクセルペダルであってもよい。燃料噴射弁22は、アクセル開度等に応じて設定される噴射量の燃料をエンジン2内に噴射する。点火ユニット23は、エンジンサイクル内の所定の点火タイミングでエンジン2内で火花放電を生じさせ、燃料と空気との混合気に点火する。
エンジン2は、スロットルバルブ21、燃料噴射弁22および点火ユニット23を含む。運転者によって操作されるアクセル操作子20がスロットルバルブ21に結合されている。したがって、アクセル操作子20の操作量(アクセル開度)とスロットル開度との間には対応関係がある。アクセル操作子20は、アクセルペダルであってもよい。燃料噴射弁22は、アクセル開度等に応じて設定される噴射量の燃料をエンジン2内に噴射する。点火ユニット23は、エンジンサイクル内の所定の点火タイミングでエンジン2内で火花放電を生じさせ、燃料と空気との混合気に点火する。
クラッチ3は、駆動側プレート31および被駆動側プレート32を含み、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが互いに接近および離間するように構成されている。エンジン2が発生するトルク(エンジントルク)は、駆動側プレート31に入力される。より具体的には、エンジン2のクランク軸24の回転が駆動側プレート31に伝達される。クランク軸24と駆動側プレート31との間には、減速ギヤが設けられていてもよい。被駆動側プレート32は、変速機8のメイン軸83に結合されている。
変速機8は、メイン軸83と、ドライブ軸85と、複数の変速ギヤ80と、シフタ84と、シフトカム87とを含む。複数の変速ギヤ80は、複数のギヤ位置に配置可能である。複数のギヤ位置は、少なくとも一つの前進ギヤ位置と、少なくとも一つの後進ギヤ位置とを含む。メイン軸83の回転は、ギヤ位置に応じた変速比および方向の回転に変換されて、ドライブ軸85に伝達される。ドライブ軸85は、駆動輪5に機械的に結合されている。シフタ84は、シフトカム87を操作する操作部材である。シフトカム87を変位(たとえば回転変位)させることにより、変速ギヤ80の配置を変更でき、それによって、ギヤ位置を選択できる。
車両1は、さらに、クラッチアクチュエータ11、シフトアクチュエータ13、および制御ユニット9を含む。制御ユニット9は、車両1の各部を制御する車両用制御装置の一例であり、この実施形態では、変速コントローラの一例でもある。制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11およびシフトアクチュエータ13を制御するようにプログラムされている。アクチュエータ11,13は、電動アクチュエータであってもよいし、油圧アクチュエータであってもよい。
クラッチアクチュエータ11は、クラッチ3の駆動側プレート31および被駆動側プレート32を互いに接近および離間させる。クラッチアクチュエータ11は、さらに、駆動側プレート31および被駆動側プレート32が接触している状態で、互いの押圧力を強めたり、弱めたりするように構成されている。これにより、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが摩擦接触し、それらの間で伝達されるトルク(伝達トルク)が増減する。
クラッチ3の駆動側プレート31および被駆動側プレート32を接近させたり、それらの間の押圧力を強めたりすることを、クラッチ3を「接続方向」に作動させるなどという。クラッチ3の駆動側プレート31および被駆動側プレート32を離間させたり、それらの間の押圧力を弱めたりすることを、クラッチ3を「切断方向」に作動させるなどという。
クラッチ3は、切断状態と、接続状態と、半クラッチ状態とをとることができる。切断状態では、駆動側プレート31および被駆動側プレート32の間が離間され、それらの間でトルクが伝達されない。接続状態では、駆動側プレート31および被駆動側プレート32が滑り無く結合してそれらの間でトルクが伝達される。半クラッチ状態は、接続状態と切断状態との間の中間状態である。半クラッチ状態では、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが互いに滑り接触(摺接)し、それらの間でトルクが部分的に伝達される。クラッチアクチュエータ11の制御によって、クラッチ3の状態を、切断状態、半クラッチ状態および接続状態の間で変化させ、かつ半クラッチ状態における駆動側プレート31と被駆動側プレート32との押圧力を変化させることができる。
クラッチアクチュエータ11の作動子の位置を検出するために、クラッチアクチュエータセンサ12が設けられている。クラッチアクチュエータ11の作動子の位置は、クラッチの駆動側プレート31と被駆動側プレート32との間の距離に対応する。この距離は、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが接触している状態では、駆動側プレート31と被駆動側プレート32との押圧力に対応する。
以下では、駆動側プレート31と被駆動側プレート32との間の距離をクラッチ位置として取り扱う。
クラッチ位置は、具体的には、クラッチアクチュエータ11の作動子の変位量に対応している。制御ユニット9は、クラッチアクチュエータセンサ12の出力信号に基づいて、クラッチアクチュエータ11を駆動し、それによって、クラッチ位置を制御する。より具体的には、制御ユニット9は、クラッチ位置を指令するクラッチ指令値を生成し、そのクラッチ指令値に基づいてクラッチアクチュエータ11を制御する。クラッチアクチュエータセンサ12の出力信号は、実際のクラッチ位置(実クラッチ位置)を表す。
クラッチ位置は、具体的には、クラッチアクチュエータ11の作動子の変位量に対応している。制御ユニット9は、クラッチアクチュエータセンサ12の出力信号に基づいて、クラッチアクチュエータ11を駆動し、それによって、クラッチ位置を制御する。より具体的には、制御ユニット9は、クラッチ位置を指令するクラッチ指令値を生成し、そのクラッチ指令値に基づいてクラッチアクチュエータ11を制御する。クラッチアクチュエータセンサ12の出力信号は、実際のクラッチ位置(実クラッチ位置)を表す。
シフトアクチュエータ13は、シフトカム87を操作するためのシフタ84を作動させ、それによって、ギヤ位置を変更するためのシフト動作を実行する。シフトアクチュエータ13の作動子の位置を検出するために、シフトアクチュエータセンサ14が設けられている。シフトアクチュエータ13の作動子の位置は、シフタ84の位置に対応する。制御ユニット9は、シフトアクチュエータセンサ14の出力信号に基づいて、シフトアクチュエータ13を制御する。
変速機8には、ギヤ位置を検出するギヤ位置センサ15と、メイン軸83の回転速度を検出するメイン軸センサ16とが備えられている。これらのセンサの出力信号は、制御ユニット9に入力されている。ギヤ位置センサ15は、変速機8のギヤ位置を検出する。具体的には、ギヤ位置センサ15は、シフトカム87の位置(たとえば回転位置)を検出するセンサであってもよい。
制御ユニット9には、メインキースイッチ35、バッテリ25、スロットル開度センサ26、クランクセンサ28、シフトアップスイッチ30U、シフトダウンスイッチ30Dなどが接続されている。
メインキースイッチ35は、車両1に電源を投入するためにメインキーを用いて導通/遮断操作されるキースイッチである。バッテリ25は、制御ユニット9等の電装品に電力を供給する。制御ユニット9は、バッテリ25の電圧をモニタしている。
メインキースイッチ35は、車両1に電源を投入するためにメインキーを用いて導通/遮断操作されるキースイッチである。バッテリ25は、制御ユニット9等の電装品に電力を供給する。制御ユニット9は、バッテリ25の電圧をモニタしている。
スロットル開度センサ26は、エンジン2のスロットル開度を検出する。エンジン2のスロットルバルブ21には、アクセル操作子20が結合されているので、アクセル操作子20の操作量(アクセル開度)とスロットル開度との間には対応関係がある。したがって、スロットル開度センサ26は、アクセル操作子20の操作量を検出するアクセル開度センサとしても機能している。
クランクセンサ28は、エンジン2のクランク軸24の回転を検出するセンサである。クランクセンサ28は、たとえば、クランク軸24の回転に伴って、回転量に応じた回転パルスを生成する。制御ユニット9は、クランクセンサ28が生成する回転パルスに基づいて、エンジン回転速度を求める。エンジン回転速度は、クラッチ3の駆動側プレート31の回転速度に対応する値である。
シフトアップスイッチ30Uは、変速機8のギヤ位置(変速段)を高速側に一段変更するために運転者によって操作されるスイッチである。シフトダウンスイッチ30Dは、変速機8のギヤ位置(変速段)を低速側に一段変更するために運転者によって操作されるスイッチである。これらのシフトスイッチ30U,30Dの出力信号は、制御ユニット9に入力される。制御ユニット9は、シフトスイッチ30U,30Dからの入力に応じて、クラッチアクチュエータ11およびシフトアクチュエータ13を駆動して変速動作を行い、複数の前進ギヤ位置の間でギヤ位置(変速段)を変更する。
車両1を発進させるとき、運転者は、シフトスイッチ30U,30Dを操作して、ニュートラル以外のギヤ位置を選択する。これにより、制御ユニット9は、シフトアクチュエータ13を駆動して、変速機8の変速ギヤ80の配置を、選択されたギヤ位置に変更する。運転者は、さらに、アクセル操作子20を操作して、アクセル開度を増加させる。それに応じて、スロットル開度が増加すると、エンジン回転速度が増加する。そのエンジン回転速度の増加に応じて、制御ユニット9はクラッチアクチュエータ11を制御してクラッチ指令値を減少させ、駆動側プレート31および被駆動側プレート32を接近させる。
制御ユニット9は、スロットル開度に応じた目標エンジン回転速度を設定し、エンジン回転速度がその目標エンジン回転速度に向かって増加するように、クラッチ位置を制御する。これにより、駆動側プレート31および被駆動側プレート32の互いの押圧力が徐々に増加し、クラッチ3は、切断状態から半クラッチ状態を経て接続状態に至る。
こうして、エンジン2が発生するトルクがクラッチ3を介して変速機8に伝達される。さらに、変速機8で変速された回転が駆動輪5に伝達されることにより、車両1が移動する。クラッチ3が接続状態に至った後は、制御ユニット9は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射弁22の制御(燃料噴射制御)および点火ユニット23の制御(点火制御)を実行する。
こうして、エンジン2が発生するトルクがクラッチ3を介して変速機8に伝達される。さらに、変速機8で変速された回転が駆動輪5に伝達されることにより、車両1が移動する。クラッチ3が接続状態に至った後は、制御ユニット9は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射弁22の制御(燃料噴射制御)および点火ユニット23の制御(点火制御)を実行する。
走行中に、運転者がシフトアップスイッチ30Uまたはシフトダウンスイッチ30Dを操作すると、変速指令が制御ユニット9に入力される。これに応答して、制御ユニット9は、変速動作を実行する。具体的には、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御してクラッチ3を切断する。さらに、制御ユニット9は、シフトアクチュエータ13を制御して、変速指令に対応する選択ギヤ位置に変速ギヤ80の配置を変更する。この後、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御して、半クラッチ状態を経て、クラッチ3を接続状態へと導く。クラッチ3が接続状態となって変速動作が完了すると、制御ユニット9は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射制御および点火制御を実行する。
このように、この実施形態では、クラッチ3、変速機8、クラッチアクチュエータ11、シフトアクチュエータ13、制御ユニット9などにより、車両用自動変速装置が構成されている。
制御ユニット9は、クラッチ3が接続状態のとき、ギヤ位置毎に予め定められているシフトダウン閾値を車速が下回ると、制御ユニット9は、オートシフトダウン制御を実行してもよい。より具体的には、変速段ごとに定められているクラッチ切断閾値を車速が下回ると、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御してクラッチ3を切断状態とする。そして、制御ユニット9は、車速がシフトダウン閾値を下回ると、シフトアクチュエータ13を制御して、変速段を1段下げるようにギヤ位置を変更する。車速がシフトダウン後の変速段に対応したシフトダウン閾値をさらに下回るならば、制御ユニット9は、変速段をさらに1段下げるようにギヤ位置を変更する。その後、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御し、半クラッチ状態を経て、クラッチ3を接続状態へと導く。クラッチ3が接続状態となって変速動作が完了すると、制御ユニット9は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射制御および点火制御を実行する。
制御ユニット9は、クラッチ3が接続状態のとき、ギヤ位置毎に予め定められているシフトダウン閾値を車速が下回ると、制御ユニット9は、オートシフトダウン制御を実行してもよい。より具体的には、変速段ごとに定められているクラッチ切断閾値を車速が下回ると、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御してクラッチ3を切断状態とする。そして、制御ユニット9は、車速がシフトダウン閾値を下回ると、シフトアクチュエータ13を制御して、変速段を1段下げるようにギヤ位置を変更する。車速がシフトダウン後の変速段に対応したシフトダウン閾値をさらに下回るならば、制御ユニット9は、変速段をさらに1段下げるようにギヤ位置を変更する。その後、制御ユニット9は、クラッチアクチュエータ11を制御し、半クラッチ状態を経て、クラッチ3を接続状態へと導く。クラッチ3が接続状態となって変速動作が完了すると、制御ユニット9は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射制御および点火制御を実行する。
変速段が最下段となり、その最下段に対応したクラッチ切断閾値を車速が下回ると、制御ユニット9は、クラッチ3を切断する。より具体的には複数の前進ギヤ位置のうちの最下段の前進ギヤ位置が選択されている状態で、車速がクラッチ切断閾値を下回ると、クラッチ3が切断される。
車速を検出するために、車速センサ17が備えられてもよい。車速センサ17の出力信号は、制御ユニット9に入力される。車速センサ17は、ドライブ軸85の回転速度を検出するように配置されていてもよいし、ドライブ軸85よりもさらに下流の回転軸の回転速度を検出するように配置されていてもよい。また、車速センサ17を設ける代わりに、メイン軸センサ16を車速センサとして代用してもよい。
車速を検出するために、車速センサ17が備えられてもよい。車速センサ17の出力信号は、制御ユニット9に入力される。車速センサ17は、ドライブ軸85の回転速度を検出するように配置されていてもよいし、ドライブ軸85よりもさらに下流の回転軸の回転速度を検出するように配置されていてもよい。また、車速センサ17を設ける代わりに、メイン軸センサ16を車速センサとして代用してもよい。
図2は、エンジン2および変速機8の具体的な構成例を示す断面図である。エンジン2は、クランクケース66と、シリンダボディ64と、シリンダヘッド63と、シリンダヘッドカバー62とを備えている。クランクケース66の下方には、エンジン2の内部を循環したオイルを回収するオイルパン68が配置されている。
エンジン2は、車両前後方向に延びるクランク軸24を備えている。クランク軸24は、クランクケース66内に配置されている。クランク軸24の前端部には連結軸70が連結されている。
エンジン2は、車両前後方向に延びるクランク軸24を備えている。クランク軸24は、クランクケース66内に配置されている。クランク軸24の前端部には連結軸70が連結されている。
シリンダボディ64の内部には、シリンダ71A,71Bおよび71Cが形成されている。シリンダ71A,71Bおよび71Cのそれぞれには、ピストン72が収容されている。各ピストン72は、コンロッド73を介してクランク軸24に接続されている。エンジン2は、この例では、3つのシリンダ71A〜71Cを備える3気筒のエンジンである。しかし、エンジン2は、1つのシリンダを備える単気筒のエンジンであってもよいし、2つのシリンダあるいは4つ以上のシリンダを備える多気筒のエンジンであってもよい。
連結軸70は、入力軸108と連結されている。入力軸108は、車両前後方向に延びる。入力軸108は、連結軸70を介して、クランク軸24の駆動力を受けて回転する。連結軸70を設けずに、入力軸108がクランク軸24と直接連結されていてもよい。入力軸108には、ギヤ108Gが設けられている。ギヤ108Gを介して、入力軸108の回転がクラッチ3に伝達される。
クラッチ3は、この実施形態では、湿式多板の摩擦クラッチである。クラッチ3には、クランク軸24で発生したトルクが入力軸108を介して伝達される。クラッチ3は、クランク軸24で発生したトルクを断続可能に伝達する。クラッチ3は、変速機8のメイン軸83の一端部(この実施形態では後端部)に設けられている。クラッチ3は、クラッチハウジング101と、クラッチボス103と、複数の駆動側プレート31と、複数の被駆動側プレート32と、を備えている。駆動側プレート31は、クラッチハウジング101の内方に設けられている。駆動側プレート31は、クラッチハウジング101とともに回転する。駆動側プレート31には、クランク軸24のトルクが入力軸108を介して伝達される。被駆動側プレート32は、クラッチボス103の外方に設けられている。被駆動側プレート32は、クラッチボス103とともに回転する。駆動側プレート31と被駆動側プレート32は、車両前後方向において交互に配置されている。クラッチハウジング101には、ギヤ101Gが設けられている。ギヤ101Gは、入力軸108に設けられたギヤ108Gと噛み合っている。そのため、クラッチハウジング101は、入力軸108と連結している。クラッチ3は、単板の摩擦クラッチであってもよい。クラッチ3は、乾式の摩擦クラッチであってもよい。
変速機8は、変速機ケース82と、メイン軸83と、ドライブ軸85と、複数の変速ギヤ80とを含む。
メイン軸83は、変速機ケース82内に収容されている。メイン軸83は、入力軸108と平行に配置されている。メイン軸83は、クラッチボス103に固定されている。メイン軸83は、クラッチボス103とともに回転する。したがって、メイン軸83は、クランク軸24の駆動力を受けて回転する。複数の変速ギヤ80は、メイン軸83に設けられた複数のメイン軸ギヤ803を含む。
メイン軸83は、変速機ケース82内に収容されている。メイン軸83は、入力軸108と平行に配置されている。メイン軸83は、クラッチボス103に固定されている。メイン軸83は、クラッチボス103とともに回転する。したがって、メイン軸83は、クランク軸24の駆動力を受けて回転する。複数の変速ギヤ80は、メイン軸83に設けられた複数のメイン軸ギヤ803を含む。
ドライブ軸85は、変速機ケース82内に収容されている。ドライブ軸85は、メイン軸83と平行に配置されている。複数の変速ギヤ80は、ドライブ軸85に設けられた複数のドライブ軸ギヤ805を含む。ドライブ軸85の一端部(この実施形態では前端部)には、ギヤ85Gが設けられている。
変速機8の下方には、車両前後方向に延びる出力軸110が配置されている。出力軸110には、ギヤ110Gが設けられている。ギヤ110Gは、ドライブ軸85に設けられたギヤ85Gと噛み合っている。そのため、出力軸110は、ドライブ軸85と連結している。出力軸110は、ドライブ軸85の駆動力を受けて回転する。出力軸110の前端部には、前プロペラシャフト112が連結されている。前プロペラシャフト112は、車両前後方向に延びる。前プロペラシャフト112は、出力軸110の駆動力を受けて回転する。前プロペラシャフト112は、フロントディファレンシャル(図示せず)を介して左右の前輪(前方の駆動輪5。図1参照)に連結されている。出力軸110の後端部には、後プロペラシャフト114が連結されている。後プロペラシャフト114は、車両前後方向に延びる。後プロペラシャフト114は、出力軸110の駆動力を受けて回転する。後プロペラシャフト114は、ファイナルギヤ115を介して左右の後輪(後方の駆動輪5。図1参照)に連結されている。本実施形態の車両1は、四輪駆動の車両であるがこれに限定されない。
変速機8の下方には、車両前後方向に延びる出力軸110が配置されている。出力軸110には、ギヤ110Gが設けられている。ギヤ110Gは、ドライブ軸85に設けられたギヤ85Gと噛み合っている。そのため、出力軸110は、ドライブ軸85と連結している。出力軸110は、ドライブ軸85の駆動力を受けて回転する。出力軸110の前端部には、前プロペラシャフト112が連結されている。前プロペラシャフト112は、車両前後方向に延びる。前プロペラシャフト112は、出力軸110の駆動力を受けて回転する。前プロペラシャフト112は、フロントディファレンシャル(図示せず)を介して左右の前輪(前方の駆動輪5。図1参照)に連結されている。出力軸110の後端部には、後プロペラシャフト114が連結されている。後プロペラシャフト114は、車両前後方向に延びる。後プロペラシャフト114は、出力軸110の駆動力を受けて回転する。後プロペラシャフト114は、ファイナルギヤ115を介して左右の後輪(後方の駆動輪5。図1参照)に連結されている。本実施形態の車両1は、四輪駆動の車両であるがこれに限定されない。
出力軸110には、トルク伝達時のショックを軽減するために、クラッチダンパ40が設けられている。クラッチダンパ40は、ギヤ110Gと出力軸110との間に介装されており、これらの間でトルクを伝達する。具体的には、クラッチダンパ40は、ギヤ110Gとともに出力軸110まわりに回転する第1部材41と、出力軸110にスプライン結合して当該出力軸110とともに回転する第2部材42と、出力軸110に巻装された圧縮コイルばね43とを含む。第1部材41に形成された凹部41aに第2部材42に形成された凸部42aが係合しており、その係合状態を保持するように、コイルばね43が、第2部材42を第1部材41に向けて付勢している。ギヤ110Gにトルクが入力されて第1部材41が回転すると、凸部42aが凹部41aの斜面を登り、それらの間の摩擦力によって回転が伝達される。
クラッチダンパ40は、クラッチ3から駆動輪5に至るトルク伝達系6aに介在された弾性捩れ要素4(図1参照)の一部であり、かつその主要部である。ただし、弾性捩れ要素4は、この実施形態では、トルク伝達系6aにおけるトルク伝達に関与する全ての剛体(弾性部材)の弾性捩れ成分を含む。より具体的には、弾性捩れ要素4は、クラッチダンパ40だけでなく、ドライブ軸85、出力軸110、プロペラシャフト112,114などの捩れ成分も含み、駆動輪5の弾性要素(タイヤを含む)による捩れ成分も含む。
図3は、変速機8の詳細な構成を説明するための断面図である。ただし、図2の切断面外にあるシフトカム87をメイン軸83とドライブ軸85との間に配置するように変速機8の構造を展開した切断面が示されている。
複数のメイン軸ギヤ803(図2参照)は、メイン軸ギヤ83A〜83Fを含む。メイン軸ギヤ83A,83B,83E,83Fは、メイン軸83の軸方向に移動不能な固定ギヤである。メイン軸ギヤ83C,83Dは、メイン軸83の軸方向に移動可能な移動ギヤである。メイン軸ギヤ83A〜83Fは、メイン軸83と一体となって回転する。メイン軸ギヤ83B,83Eは噛み合い状態によってはメイン軸83に対して相対回転する。
複数のメイン軸ギヤ803(図2参照)は、メイン軸ギヤ83A〜83Fを含む。メイン軸ギヤ83A,83B,83E,83Fは、メイン軸83の軸方向に移動不能な固定ギヤである。メイン軸ギヤ83C,83Dは、メイン軸83の軸方向に移動可能な移動ギヤである。メイン軸ギヤ83A〜83Fは、メイン軸83と一体となって回転する。メイン軸ギヤ83B,83Eは噛み合い状態によってはメイン軸83に対して相対回転する。
複数のドライブ軸ギヤ805(図2参照)は、ドライブ軸ギヤ85A〜85Fを含む。ドライブ軸ギヤ85A〜85Fは、それぞれメイン軸ギヤ83A〜83Fに噛み合うように構成されている。ドライブ軸ギヤ85A,85C,85D,85Fは、ドライブ軸85の軸方向に移動不能な固定ギヤである。ドライブ軸ギヤ85B,85Eは、ドライブ軸85の軸方向に移動可能な移動ギヤである。ドライブ軸ギヤ85A〜85Fは、ドライブ軸85と一体となって回転する。ドライブ軸ギヤ85A,85C,85D,85Fは噛み合い状態によってはドライブ軸85に対して相対回転する。
変速機8は、ドラム状のシフトカム87と、シフトフォーク861,862,863とを備えている。シフトカム87には、シフトカム87の回転角に応じて軸方向の位置が変化する複数の溝871,872,873が形成されている。複数の溝871,872,873に、複数のシフトフォーク861,862,863がそれぞれ係合している。シフトフォーク861は、メイン軸ギヤ83C,83Dの一体化されたメイン軸移動ドグMDと係合している。シフトフォーク862,863は、ドライブ軸ギヤ85Bと一体化されたドライブ軸移動ドグDD1、およびドライブ軸ギヤ85Eと一体化されたドライブ軸移動ドグDD2とそれぞれ係合している。ドライブ軸移動ドグDD1は、メイン軸83にスプライン結合している。ドライブ軸移動ドグDD1,DD2は、ドライブ軸85にスプライン結合している。
メイン軸ギヤ83Bの側面には、メイン軸ギヤ83Cに対向するようにドグ88Bが備えられている。メイン軸ギヤ83Cの側面には、メイン軸ギヤ83Bに対向するようにドグ88Cが備えられている。メイン軸ギヤ83Dの側面には、メイン軸ギヤ83Eに対向するようにドグ88Eが備えられている。メイン軸ギヤ83Eの側面には、メイン軸ギヤ83Dに対向するようにドグ88Eが備えられている。メイン軸移動ドグMDがメイン軸83上でスライドすることにより、ドグ88B,88Cの対およびドグ88D,88Eの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。
ドライブ軸移動ドグDD1は、ドライブ軸ギヤ85Bの両側においてドライブ軸ギヤ85A,85Cにそれぞれ対向する一対のドグ89Bを備えている。ドライブ軸ギヤ85Aの側面には、ドライブ軸ギヤ85Bに対向するようにドグ89Aが備えられている。ドライブ軸ギヤ85Cの側面には、ドライブ軸ギヤ85Bに対向するようにドグ89Cが備えられている。ドライブ軸移動ドグDD1がドライブ軸85上でスライドすることにより、ドグ89A,89Bの対、およびドグ89B,89Cの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。
ドライブ軸移動ドグDD2は、ドライブ軸ギヤ85Eの両側においてドライブ軸ギヤ85D,85Fにそれぞれ対向する一対のドグ89Eを備えている。ドライブ軸ギヤ85Dの側面には、ドライブ軸ギヤ85Eに対向するようにドグ89Dが備えられている。ドライブ軸ギヤ85Fの側面には、ドライブ軸ギヤ85Eに対向するようにドグ89Fが備えられている。ドライブ軸移動ドグDD2がドライブ軸85上でスライドすることにより、ドグ89D,89Eの対およびドグ89E,89Fの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。
シフトアクチュエータ13は、シフタ84を駆動し、シフタ84はシフトカム87を回転させる。シフトカム87が回転すると、シフトフォーク861,862,863がシフトカム87の軸方向に移動する。そして、シフトフォーク861,862,863は、メイン軸ギヤ83C,83D、ドライブ軸ギヤ85B,85Eの少なくともいずれかを移動させる。これにより、ドグ88B,88C,88D,88E;89B,89C,89E,89Fを介して互いに噛み合うメイン軸ギヤ803およびドライブ軸ギヤ805の組み合わせが変更され、変速比が変更される。
図4は、制御ユニット9によるクラッチ3および変速機8の制御に関連する機能を説明するためのフローチャートであり、変速時の処理が示されている。制御ユニット9は、図4に示されたステップの機能を実現するようにプログラムされている。具体的には、制御ユニット9は、図1に示すように、CPU98(プロセッサ)およびメモリ99を含み、CPU98がメモリ99に格納されたプログラムを実行することによって、図9の各ステップの機能を実現し、変速コントローラとして機能する。
シフトアップスイッチ30Uまたはシフトダウンスイッチ30Dが操作されると、制御ユニット9は、これらのスイッチ30U,30Dからの入力を変速指令と解釈する。また、前述のオートシフトダウン動作が行われるときには、条件充足により、制御ユニット9は、内部で変速指令を生成する。この変速指令に応答して、制御ユニット9は、クラッチ3を滑り状態に導き、その滑り状態で、クラッチ3の伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御する。滑り状態とは、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが摺動しながらトルクを伝達している状態であり、駆動側プレート31と被駆動側プレート32との回転速度が実質的に異なっている状態である。目標トルクは、変速機8を含むトルク伝達系6の設計および車両1の設計等に適合するように、シミュレーションまたは実験による適合によって、予め定めておくことが好ましい。より具体的には、変速動作期間における駆動力の喪失感が許容範囲となるように、目標トルクを定めることが好ましい。さらに、クラッチ3を切断状態とするまで(後述のステップS6,S7参照)に弾性捩れ要素4の回転変動の振幅が許容値以下に抑制できるように、目標トルクを定めることが好ましい。
図4を参照してより具体的に説明する。変速指令が生成されると(ステップS1:YES)、制御ユニット9は、クラッチ切断速度設定工程(ステップS2)を実行する。具体的には、制御ユニット9は、クラッチ3の伝達トルクに基づいて、クラッチ切断速度を設定する。さらに具体的には、制御ユニット9は、最新の伝達トルクと目標トルクとの差分に基づいて、クラッチ切断速度を設定する。最新の伝達トルクとは、変速指令からクラッチ切断速度設定前の伝達トルクであり、次に説明する滑り誘発工程の直前の伝達トルクである。伝達トルクの具体的な演算例は、後述する。
制御ユニット9は、さらに、クラッチ3の滑り状態を誘発するための滑り誘発工程を実行する(ステップS3)。制御ユニット9は、具体的には、ステップS2で設定されたクラッチ切断速度でクラッチ3を切断方向に作動させるように、漸次的に変動するクラッチ指令値を発生する。クラッチ切断速度は、クラッチ指令値の変化速度を規定してもよい。
制御ユニット9は、滑り誘発工程(ステップS3)を実行しながら、クラッチ3が滑り状態かどうかを判定する(ステップS4)。制御ユニット9は、たとえば、エンジン回転速度に基づいて、駆動側プレート31の回転速度(駆動側速度)を求める。また、制御ユニット9は、メイン軸センサ16によって検出されるメイン軸回転速度に基づいて、被駆動側プレート32の回転速度(被駆動側速度)を求める。制御ユニット9は、駆動側速度と被駆動側速度との差が所定の閾値かそれを超える状態になると、クラッチ3が滑り状態であると判定する。
制御ユニット9は、滑り誘発工程(ステップS3)を実行しながら、クラッチ3が滑り状態かどうかを判定する(ステップS4)。制御ユニット9は、たとえば、エンジン回転速度に基づいて、駆動側プレート31の回転速度(駆動側速度)を求める。また、制御ユニット9は、メイン軸センサ16によって検出されるメイン軸回転速度に基づいて、被駆動側プレート32の回転速度(被駆動側速度)を求める。制御ユニット9は、駆動側速度と被駆動側速度との差が所定の閾値かそれを超える状態になると、クラッチ3が滑り状態であると判定する。
クラッチ3の滑り状態が判定されると(ステップS4:YES)、制御ユニット9は、クラッチ3の伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御を実行する(ステップS5)。これにより、伝達トルクが目標トルクに維持されるように、クラッチ3の滑り状態が維持される。
制御ユニット9は、変速指令の発生から所定時間(たとえば150ミリ秒)が経過するまで、トルクフィードバック制御を継続する(ステップS6:NO)。制御ユニット9は、変速指令の発生から所定時間が経過すると(ステップS6:YES)、トルクフィードバック制御を終了して、クラッチ3を切断する切断工程を実行する(ステップS7)。すなわち、制御ユニット9は、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とを離間させて、トルク伝達を解除するためのクラッチ指令値を生成する。
制御ユニット9は、変速指令の発生から所定時間(たとえば150ミリ秒)が経過するまで、トルクフィードバック制御を継続する(ステップS6:NO)。制御ユニット9は、変速指令の発生から所定時間が経過すると(ステップS6:YES)、トルクフィードバック制御を終了して、クラッチ3を切断する切断工程を実行する(ステップS7)。すなわち、制御ユニット9は、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とを離間させて、トルク伝達を解除するためのクラッチ指令値を生成する。
切断工程(ステップS7)の後、制御ユニット9は、変速段変更工程(ステップS8)を実行する。具体的には、制御ユニット9は、クラッチ3を切断状態に維持しつつ、シフトアクチュエータ13を作動させ、変速指令に対応した変速動作を変速機8に行わせる。
変速動作が完了すると、制御ユニット9は、クラッチ3を接続するためのクラッチ接続工程(ステップS9)を実行する。すなわち、制御ユニット9は、クラッチ3を接続状態とするためのクラッチ指令値を生成する。それにより、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが再び接触して、それらの間でのトルク伝達が始まる。クラッチ接続工程(ステップS9)は、詳細には、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが滑り状態で接触する半クラッチ状態にクラッチ3を制御するステップを含む。さらに、クラッチ接続工程は、半クラッチ状態を経て、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが滑りなく結合される接続状態にクラッチ3を制御するステップとを含む。
変速動作が完了すると、制御ユニット9は、クラッチ3を接続するためのクラッチ接続工程(ステップS9)を実行する。すなわち、制御ユニット9は、クラッチ3を接続状態とするためのクラッチ指令値を生成する。それにより、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが再び接触して、それらの間でのトルク伝達が始まる。クラッチ接続工程(ステップS9)は、詳細には、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが滑り状態で接触する半クラッチ状態にクラッチ3を制御するステップを含む。さらに、クラッチ接続工程は、半クラッチ状態を経て、駆動側プレート31と被駆動側プレート32とが滑りなく結合される接続状態にクラッチ3を制御するステップとを含む。
このようにして、変速指令に応じて変速機8の変速段を変更することができる。
図5は、伝達トルクの演算に関連する制御ユニット9の機能を説明するための制御ブロック図である。制御ユニット9は、エンジン回転速度演算部91、エンジントルク演算部92および伝達トルク演算部93の機能を実行するようにプログラムされている。エンジン回転速度演算部91は、クランクセンサ28から入力されるパルス信号を用いて、エンジン回転速度ωを演算する。エンジントルク演算部92は、スロットル開度センサ26によって検出されるスロットル開度およびエンジン回転速度演算部91によって演算されたエンジン回転速度において、エンジン2が発生するトルク(エンジントルク)Teを演算する。
図5は、伝達トルクの演算に関連する制御ユニット9の機能を説明するための制御ブロック図である。制御ユニット9は、エンジン回転速度演算部91、エンジントルク演算部92および伝達トルク演算部93の機能を実行するようにプログラムされている。エンジン回転速度演算部91は、クランクセンサ28から入力されるパルス信号を用いて、エンジン回転速度ωを演算する。エンジントルク演算部92は、スロットル開度センサ26によって検出されるスロットル開度およびエンジン回転速度演算部91によって演算されたエンジン回転速度において、エンジン2が発生するトルク(エンジントルク)Teを演算する。
エンジントルクTeは、スロットル開度およびエンジン回転速度ωに対するエンジントルクの特性に基づいて求められる。具体的には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対するエンジントルクの特性を表すマップがメモリ99(図1参照)に格納されていてもよい。エンジントルク演算部92は、そのマップを参照することにより、エンジントルクTeを求めることができる。
伝達トルク演算部93は、エンジン回転速度演算部91によって演算されたエンジン回転速度ωと、エンジントルク演算部92によって演算されたエンジントルクTeとに基づいて、伝達トルクTcを演算する。
図6は、伝達トルクの演算例を説明するための図である。伝達トルクTcとは、クラッチ3の駆動側プレート31から被駆動側プレート32へと伝達されるトルクである。駆動側プレート31から被駆動側プレート32へとエンジン2の回転方向のトルクが伝達される場合に、伝達トルクTcは正の値をとる。
図6は、伝達トルクの演算例を説明するための図である。伝達トルクTcとは、クラッチ3の駆動側プレート31から被駆動側プレート32へと伝達されるトルクである。駆動側プレート31から被駆動側プレート32へとエンジン2の回転方向のトルクが伝達される場合に、伝達トルクTcは正の値をとる。
駆動側プレート31に供給されるエンジントルクTeと、駆動側プレート31から被駆動側プレート32に伝達される伝達トルクTcと、エンジン回転速度ωの間には、次式(1)で示す関係式が成立する。ただし、Iは、トルク伝達系6においてクラッチ3の駆動側プレート31およびそれよりも上流側(エンジン2側)の全体の慣性モーメントであり、tは時間である。
Te−Tc=I×(dω/dt) …(1)
前記(1)式を変形することにより、伝達トルクTcは、次式(2)で得られることが分かる。
Tc=Te−I×(dω/dt) …(2)
すなわち、エンジントルクTeおよびエンジン回転速度ωの時間変化dω/dtに基づいて、伝達トルクTcを求めることができる。この演算が伝達トルク演算部93によって行われる。
前記(1)式を変形することにより、伝達トルクTcは、次式(2)で得られることが分かる。
Tc=Te−I×(dω/dt) …(2)
すなわち、エンジントルクTeおよびエンジン回転速度ωの時間変化dω/dtに基づいて、伝達トルクTcを求めることができる。この演算が伝達トルク演算部93によって行われる。
図7は、変速機8における変速動作の具体例を説明するための模式図であり、変速機8の変速段をn速からn−1速に減速する場合の動作例を示す。以下の説明では、図3を併せて参照する。
変速機8の変速段がn速のとき、メイン軸移動ドグMDのドグ88Dとメイン軸ギヤ83Eのドグ88Eとが結合しており、ドライブ軸移動ドグDD1,DD2(図3参照。図7では図示省略)は、いずれのドライブ軸ギヤ805とも係合していない。このとき、メイン軸83の回転は、メイン軸ギヤ83Eおよびドライブ軸ギヤ85Eを介してドライブ軸85に伝達される。
変速機8の変速段がn速のとき、メイン軸移動ドグMDのドグ88Dとメイン軸ギヤ83Eのドグ88Eとが結合しており、ドライブ軸移動ドグDD1,DD2(図3参照。図7では図示省略)は、いずれのドライブ軸ギヤ805とも係合していない。このとき、メイン軸83の回転は、メイン軸ギヤ83Eおよびドライブ軸ギヤ85Eを介してドライブ軸85に伝達される。
n速からn−1への変速段の変更(シフトダウン)は、メイン軸移動ドグMDを移動させ、ドグ88Cをメイン軸ギヤ83Bのドグ88Bと係合させることによって達成される。すなわち、変速段がn−1速のとき、メイン軸移動ドグMDのドグ88Cとメイン軸ギヤ83Bのドグ88Bとが結合しており、ドライブ軸移動ドグDD1,DD2(図3参照。図7では図示省略)は、いずれのドライブ軸ギヤ805とも係合していない。このとき、メイン軸83の回転は、メイン軸ギヤ83Bおよびドライブ軸ギヤ85Bを介してドライブ軸85に伝達される。
変速前の状態(n速)において、メイン軸移動ドグMDの回転速度(ドグ回転速度)は、メイン軸83の回転速度(メイン軸回転速度)に等しい。これは変速前にメイン軸移動ドグMDと係合しているメイン軸ギヤ83Eのドグ88Eの回転速度(n速ドグ回転速度)に等しい。変速前の変速段(n速)における変速機8の減速比をZnとし、変速後の変速段(n−1速)における変速機8の減速比をZn−1とおく。すると、変速後にメイン軸移動ドグMDと係合されるべきメイン軸ギヤ83Bのドグ88Bの回転速度(n−1速ドグ回転速度)は、次式のとおりである。
n−1速ドグ回転速度=n速ドグ回転速度×Zn−1/Zn …(3)
図8は、この実施形態における変速動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。図8(a)には、クラッチ指令値を曲線L1で示し、実クラッチ位置を曲線L2で示す。また、図8(b)には、エンジン回転速度を曲線L3で示し、メイン軸回転速度を曲線L4で示し、n速ドグ回転速度を曲線L5で示し、n−1速ドグ回転速度を曲線L6で示す。図8(c)には、ギヤ位置センサ15によって検出されるシフトカム87の回転角度の変化を曲線L7で示す。図8(d)には、エンジントルクの変化を曲線L8で示し、クラッチ3の伝達トルクの変化を曲線L9で示す。
図8は、この実施形態における変速動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。図8(a)には、クラッチ指令値を曲線L1で示し、実クラッチ位置を曲線L2で示す。また、図8(b)には、エンジン回転速度を曲線L3で示し、メイン軸回転速度を曲線L4で示し、n速ドグ回転速度を曲線L5で示し、n−1速ドグ回転速度を曲線L6で示す。図8(c)には、ギヤ位置センサ15によって検出されるシフトカム87の回転角度の変化を曲線L7で示す。図8(d)には、エンジントルクの変化を曲線L8で示し、クラッチ3の伝達トルクの変化を曲線L9で示す。
クラッチ指令値は、この実施形態では、クラッチ位置の指令値であり、前述のとおり、駆動側プレート31と被駆動側プレート32との間の距離の指令値に相当する。実クラッチ位置は、クラッチ位置の実際の値であり、駆動側プレート31と被駆動側プレート32との間の実際の距離に相当する。したがって、クラッチ位置が大きいほど、クラッチ3の切断状態に近い。曲線L1,L2に表れているとおり、クラッチ指令値の変化に遅れて実クラッチ位置が追従して変化する。
エンジン回転速度、n速ドグ回転速度およびn−1速ドグ回転速度は、図8(b)では、メイン軸83の回転速度に換算して表してある。そのため、変速前は、n速ドグ回転速度(曲線L5)がメイン軸回転速度(曲線L4)に一致しており、変速後は、n−1速ドグ回転速度(曲線L6)がメイン軸回転速度(曲線L4)に一致している。
伝達トルクは、クラッチ3が接続状態であって、弾性捩れ要素4の捩れ量に変動がない平衡状態においては、エンジントルクに等しい。クラッチ3が滑り状態(半クラッチ状態)または切断状態のときには、伝達トルクはエンジントルクと一致しない。また、弾性捩れ要素4の捩れ量が変動している非平衡状態においても、伝達トルクとエンジントルクとは一致しない。
伝達トルクは、クラッチ3が接続状態であって、弾性捩れ要素4の捩れ量に変動がない平衡状態においては、エンジントルクに等しい。クラッチ3が滑り状態(半クラッチ状態)または切断状態のときには、伝達トルクはエンジントルクと一致しない。また、弾性捩れ要素4の捩れ量が変動している非平衡状態においても、伝達トルクとエンジントルクとは一致しない。
車両1がn速で走行しているときに、時刻t1にn−1速への変速指令(シフトダウン指令)が入力される。すると、制御ユニット9は、クラッチ指令値を半クラッチ状態に至らないように定めた所定の微小値だけ瞬時に切断方向に変化させ、その後は、参照符号201で示すように、クラッチ切断速度で切断方向に変化させる。クラッチ切断速度は、変速指令時またはその近傍のタイミングにおける伝達トルクに基づいて定められる。その一方で、制御ユニット9は、滑り判定を実行する。
時刻t2に滑り判定が成立すると、制御ユニット9は、クラッチ3の伝達トルクに基づくトルクフィードバック制御を行う。具体的には、制御ユニット9は、伝達トルクが前述の目標トルクとなるように、クラッチ指令値を制御する。
制御ユニット9は、トルクフィードバック制御を行いながら、変速指令から所定時間ΔT(たとえば150ミリ秒)が経過するのを待機する。そして、変速指令値から所定時間が経過した時刻t3に、制御ユニット9は、トルクフィードバック制御を終えて、クラッチ指令値を、切断状態に対応した値に変化させる。
制御ユニット9は、トルクフィードバック制御を行いながら、変速指令から所定時間ΔT(たとえば150ミリ秒)が経過するのを待機する。そして、変速指令値から所定時間が経過した時刻t3に、制御ユニット9は、トルクフィードバック制御を終えて、クラッチ指令値を、切断状態に対応した値に変化させる。
さらに、制御ユニット9は、実クラッチ位置が追従して切断位置に到達するのに要する時間以上に設定された所定の変速待機時間の後に、シフトアクチュエータ13を作動させる。それにより、時刻t4からの期間に、シフトカムの回転角度が、n速角度からn−1速角度に変化し、それに応じて、メイン軸移動ドグMDがメイン軸83上をスライドする。その結果、メイン軸移動ドグMDは、n速に対応したメイン軸ギヤ83Eとの係合状態を解除して、n−1速に対応したメイン軸ギヤ83Bとの係合状態に移行する。これに対応するように、参照符号202で示すとおり、n速ドグ回転速度(曲線L5)とメイン軸回転速度(曲線L4)とが一致している状態から、n−1速回転速度(曲線L6)とメイン軸回転速度(曲線L4)とが一致している状態へと変化する。
メイン軸移動ドグMDの移動が完了した後、時刻t5に、制御ユニット9は、クラッチ指令値を半クラッチ状態に対応した指令値として、クラッチ3を半クラッチ状態に制御する。半クラッチ状態が暫く継続した後、制御ユニット9は、時刻t6から、クラッチ指令値を接続方向へと変化させる。それにより、クラッチ3が接続状態に至る。
図9は、比較例の動作例を説明するためのタイムチャートを示し、図8と同様な図示をしてある。図9(a)には、クラッチ指令値を曲線L11で示し、実クラッチ位置を曲線L12で示す。また、図9(b)には、エンジン回転速度を曲線L13で示し、メイン軸回転速度を曲線L14で示し、n速ドグ回転速度を曲線L15で示し、n−1速ドグ回転速度を曲線L16で示す。図9(c)には、シフトカム87の回転角度の変化を曲線L17で示す。図9(d)には、エンジントルクの変化を曲線L18で示し、クラッチ3の伝達トルクの変化を曲線L19で示す。
図9は、比較例の動作例を説明するためのタイムチャートを示し、図8と同様な図示をしてある。図9(a)には、クラッチ指令値を曲線L11で示し、実クラッチ位置を曲線L12で示す。また、図9(b)には、エンジン回転速度を曲線L13で示し、メイン軸回転速度を曲線L14で示し、n速ドグ回転速度を曲線L15で示し、n−1速ドグ回転速度を曲線L16で示す。図9(c)には、シフトカム87の回転角度の変化を曲線L17で示す。図9(d)には、エンジントルクの変化を曲線L18で示し、クラッチ3の伝達トルクの変化を曲線L19で示す。
この比較例では、前述の実施形態のようなトルクフィードバック制御等は行われず、変速指令に応答して、クラッチ指令値が切断状態に対応する値に瞬時に立ち上げられている(時刻t11)。これにより、クラッチ3は、接続状態から一気に切断状態に導かれる。これにより、参照符号211で示すように、伝達トルクが急減するため、クラッチ3の下流側では、弾性捩れ要素4の捩れが一気に解放される。それにより、弾性捩れ要素4の捩れ量が振動的に変化する。その振幅は、クラッチ3を切断するときのエンジントルクが大きいほど大きい。
弾性捩れ要素4の振動的な捩れ振動は、メイン軸83およびドライブ軸85の回転速度の振動的な振る舞いを引き起こす。その状態で、時刻t12に、メイン軸移動ドグMD(より具体的にはドグ88D)とn速に対応したメイン軸ギヤ83Eのドグ88Eとの係合が解除される。このとき、メイン軸ギヤ83E,83Bには、ドライブ軸85の回転が引き続き伝達されるので、参照符号212で示すように、n速回転速度(曲線L15)およびn−1回転速度(曲線L16)は、弾性捩れ要素4の捩れ振動に対応した振動的な振る舞いを継続する。その一方で、メイン軸83にはドライブ軸85の回転が伝わらないので、参照符号213で示すように、メイン軸回転速度は安定する。そのため、メイン軸回転速度とn−1速回転速度との差、すなわち、メイン軸移動ドグMDのドグ88Cとメイン軸ギヤ83Bのドグ88Bとのドグ相対速度ΔVが大きくなるおそれがある。この大きなドグ相対速度のために、ドグ88C,88Bが係合するときに、それらのドグ同士が大きな相対速度で衝突する。その衝撃によって、ドグ88C,88Bに大きな負荷がかかるおそれがあり、かつ変速時のフィーリングが悪化したりするおそれがある。
この実施形態では、図8に表れているように、変速時に伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御している。このトルクフィードバック制御は、弾性捩れ要素4の捩れ振動を抑制する。それにより、時刻t5にメイン軸移動ドグMDとn速に対応したメイン軸ギヤ83Eとのドグ係合が解除されても、メイン軸回転速度(曲線L4)とn−1速回転速度(曲線L6)との差、すなわち、ドグ相対速度ΔVはさほど大きくならない。それにより、メイン軸移動ドグMD(より具体的にはドグ88C)とn−1速に対応したメイン軸ギヤ83Bのドグ88Bとが係合するときに、ドグ同士が大きな相対速度で衝突することを回避できる。したがって、衝撃によるドグへの大きな負荷や、変速時のフィーリング悪化を回避できる。
上記のとおり、この実施形態の車両1においては、トルク伝達系6は、クラッチ3の下流において、変速機8から駆動輪5までの間に弾性捩れ要素4を有している。さらに、この実施形態では、弾性捩れ要素4が、クラッチダンパ40を含む。このクラッチダンパ40によって、クラッチ接続時のショックを軽減できる。その一方で、クラッチダンパ40は、弾性捩れ要素4の主要部をなし、大きな振幅の捩れ振動を生じやすい。
この実施形態によれば、制御ユニット9は、変速コントローラとして機能する。具体的には、制御ユニット9は、変速指令に応答して、クラッチ3を滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程(図4のステップS5)を実行する。さらに、制御ユニット9は、トルクフィードバック制御工程の後にクラッチ3を切断する切断工程(図4のステップS7)を実行する。その後、制御ユニット9は、変速機8の変速段を変速指令に応じて変更する変速段変更工程(図4のステップS8)を実行し、その後に、クラッチ3を接続する接続工程(図4のステップS9)を実行する。
この構成により、変速機8の変速段が変更されるときまでに、クラッチダンパ40を含む弾性捩れ要素4に起因する振動的な回転変動が充分に抑制される。したがって、クラッチ接続時のショックを軽減できるうえに、変速機8の変速段が変更されるときに、変速機8の構成部品(とくにドグ)に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる。
クラッチ3の伝達トルクは、クラッチ3の個体差や車両1の運転状態等の様々な要因によって大きくばらつく。そのため、クラッチ指令値を一定に保持しても、伝達トルクを適切な範囲に保持することは難しいから、弾性捩れ要素4の捩れ振動を有効に抑え込むことができないおそれがある。そこで、この実施形態では、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するように、クラッチ指令値が制御される。それにより、ロバスト性が向上し、弾性捩れ要素4の捩れ振動を確実かつ効果的に抑え込むことができる。加えて、目標トルクを適切に定めることによって、トルクフィードバック制御期間における駆動力の抜け感を抑制できる。
クラッチ3を切断する前にエンジントルクを低下させる制御を実行すれば、弾性捩れ要素4の捩れ振動の影響を低減できるかもしれない。しかし、このような制御は、とりわけ、より大きな駆動トルクを得るためにアクセル開度を大きくしてエンジン出力を上げながらシフトダウンがされる状況では好ましくない。アクセルを踏み込んでいるにもかかわらず、エンジン出力が低下するフィーリングとなるからである。この実施形態では、クラッチ3の切断に際して、伝達トルクをトルクフィードバック制御するので、エンジン出力を保ちながら変速動作を行うことができ、かつ駆動力の抜け感も許容範囲に制御できる。それにより、より好ましい変速フィーリングを実現できる。
伝達トルクをフィードバック制御する代わりに、クラッチ指令値の変化速度を制御することが考えられるかもしれない。しかし、前述のとおり、クラッチ3の伝達トルクは様々な要因でばらつくから、クラッチ指令値の変化速度を制御しても、弾性捩れ要素4の捩れ振動を確実に抑え込むことは難しい。
制御ユニット9は、変速指令に応答して、クラッチ3の滑り状態が検出されるまでクラッチ3の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程(図4のステップS3)を実行する。そして、クラッチ3の滑り状態が検出されると、制御ユニット9は、トルクフィードバック制御工程(図4のステップS5)を開始する。滑り誘発工程により、クラッチ3を速やかに滑り状態に導くことができるので、滑り状態を利用したトルクフィードバック制御を速やかに開始することができる。しかも、クラッチ3の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させることによって滑り状態を誘発させているので、クラッチ3を確実に滑り状態に導くことができるから、弾性捩れ要素4の捩れが一気に解放されることがない。それにより、変速時のフィーリングを一層向上できる。
制御ユニット9は、変速指令に応答して、クラッチ3の滑り状態が検出されるまでクラッチ3の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程(図4のステップS3)を実行する。そして、クラッチ3の滑り状態が検出されると、制御ユニット9は、トルクフィードバック制御工程(図4のステップS5)を開始する。滑り誘発工程により、クラッチ3を速やかに滑り状態に導くことができるので、滑り状態を利用したトルクフィードバック制御を速やかに開始することができる。しかも、クラッチ3の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させることによって滑り状態を誘発させているので、クラッチ3を確実に滑り状態に導くことができるから、弾性捩れ要素4の捩れが一気に解放されることがない。それにより、変速時のフィーリングを一層向上できる。
この実施形態では、制御ユニット9は、滑り誘発工程を開始する直前(より具体的には、変速指令から滑り誘発工程を開始するまでの期間)の伝達トルクに基づいてクラッチ切断速度を設定する。これにより、確実にかつ速やかにクラッチ3を滑り状態に導くことができるように、適切なクラッチ切断速度を設定できる。それにより、弾性捩れ要素4に起因する振動的な回転変動を抑制しながら、速やかに変速動作を開始することができる。
たとえば、変速指令時における伝達トルクが大きいときには、滑り状態に入ってから目標トルクに収束するまでの時間を短縮する方が良好なフィーリングが得られるため、比較的大きなクラッチ切断速度が適切である。一方、変速指令時における伝達トルクが小さいときには、大きなクラッチ切断速度を設定して目標トルクを下回るとフィーリングが悪化する傾向であるため、比較的小さなクラッチ切断速度が適切である。
クラッチ切断速度が速すぎると、トルクフィードバック制御が始まるまでに伝達トルクが小さくなり過ぎ、伝達トルクが回復するまでの駆動力喪失感が許容範囲外となるおそれがある。そのうえ、伝達トルクが小さくなり過ぎることで、弾性捩れ要素4の捩れが速やかに解放され、それに起因する振動的な回転変動が生じるおそれがある。そのため、変速時の衝撃を充分に低減できないおそれがある。したがって、前述のように、伝達トルクと目標トルクとの差分に基づいてクラッチ切断速度を定めることが好ましい。
制御ユニット9は、変速指令から所定時間経過後に切断工程を実行する(図4のステップS6,S7)。これにより、トルクフィードバック制御によって弾性捩れ要素4の捩れ振動を抑え込むために充分な期間を確保でき、かつトルクフィードバック制御工程が長く継続することを回避できる。それにより、変速機8の構成部品(とくにドグ)への負荷を抑制し、かつ変速フィーリングの悪化を回避しながら、速やかな変速動作を達成できる。
また、この実施形態では、トルクフィードバック制御工程を実行する契機となる変速指令は、シフトダウン指令を含む。
車両1の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチ3の伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチ3を一気に切断すれば、弾性捩れ要素4の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機8の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機8の構成部品(とくにドグ)に大きな負荷がかかり易く、かつ変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。
車両1の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチ3の伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチ3を一気に切断すれば、弾性捩れ要素4の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機8の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機8の構成部品(とくにドグ)に大きな負荷がかかり易く、かつ変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。
そこで、シフトダウン指令の際に、クラッチ3を滑り状態に導いて、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、回転軸の回転変動を抑制できる。したがって、シフトダウンの際の変速機構成部品(とくにドグ)の負荷を軽減でき、かつ変速フィーリングを向上できる。
トルクフィードバック制御工程を実行する契機となる変速指令は、シフトダウン指令に限定してもよいし、シフトダウン指令に限定しなくてもよい。前述の実施形態では、シフトダウン指令に限定せずに、トルクフィードバック制御工程を実行する例を示してある。
トルクフィードバック制御工程を実行する契機となる変速指令は、シフトダウン指令に限定してもよいし、シフトダウン指令に限定しなくてもよい。前述の実施形態では、シフトダウン指令に限定せずに、トルクフィードバック制御工程を実行する例を示してある。
以上のように、この実施形態により、変速機8の変速段が変更されるときに、変速機8の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる不整地走行車両の形態を有する車両1を提供できる。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
たとえば、前述の実施形態における目標トルクの定め方およびクラッチ切断速度の定め方は、いずれも例示であり、他の方法によってそれらを定めてもよい。
また、前述の実施形態では、クラッチ3の滑り状態を判定するためにメイン軸センサ16の出力を用いているが、その代わりに、車速センサ17の出力を用いて被駆動側プレート32の回転速度を求めてもよい。
また、前述の実施形態では、クラッチ3の滑り状態を判定するためにメイン軸センサ16の出力を用いているが、その代わりに、車速センサ17の出力を用いて被駆動側プレート32の回転速度を求めてもよい。
さらに、前述の実施形態では、クラッチダンパ40が備えられた車両1について説明したが、クラッチダンパ40を備えていない車両にこの発明を適用してもよい。一般に、クラッチから駆動輪までのトルク伝達系を構成する回転軸は、弾性的な捩れ変形が不可避であるから、このようなトルク伝達系は不可避的に弾性的な捩れ要素を含む。
前述のとおり、この発明が適用される車両の形態に制限はなく、不整地走行車両以外の4輪車両はもちろんのこと、自動二輪車にこの発明が適用されてもよい。
前述のとおり、この発明が適用される車両の形態に制限はなく、不整地走行車両以外の4輪車両はもちろんのこと、自動二輪車にこの発明が適用されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1 車両、2 エンジン、3 クラッチ、4 弾性捩れ要素、5 駆動輪、6 トルク伝達系、8 変速機、9 制御ユニット、11 クラッチアクチュエータ、13 シフトアクチュエータ、16 メイン軸センサ、17 車速センサ、20 アクセル操作子、26 スロットル開度センサ、28 クランクセンサ、30U シフトアップスイッチ、30D シフトダウンスイッチ、31 駆動側プレート、32 被駆動側プレート、40 クラッチダンパ、80 変速ギヤ、MD メイン軸移動ドグ、DD1,DD2 ドライブ軸移動ドグ、83 メイン軸、803,83A−83F メイン軸ギヤ、85 ドライブ軸、805,85A−85F ドライブ軸ギヤ、87 シフトカム、88B−88E,89A−89F ドグ、91 エンジン回転速度演算部、92 エンジントルク演算部、93 伝達トルク演算部、98 CPU、99 メモリ、110 出力軸、110G ギヤ、112 前プロペラシャフト、114 後プロペラシャフト
Claims (8)
- エンジンのトルクを駆動輪に伝達して走行する車両のための自動変速装置であって、
前記エンジンから前記駆動輪に至るトルク伝達系に介装されたクラッチと、
前記トルク伝達系において、前記クラッチと前記駆動輪との間に介装された変速機と、
変速指令に応答して、前記クラッチを滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、前記トルクフィードバック制御工程の後に前記クラッチを切断する切断工程と、前記切断工程の後に前記変速機の変速段を前記変速指令に応じて変更する変速段変更工程と、前記変速段変更工程の後に前記クラッチを接続する接続工程とを実行する変速コントローラと、を含む、車両用自動変速装置。 - 前記変速コントローラは、前記変速指令に応答して、前記クラッチの滑り状態が検出されるまで当該クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程を実行し、前記クラッチの滑り状態が検出されると、前記トルクフィードバック制御工程を開始する、請求項1に記載の車両用自動変速装置。
- 前記変速コントローラは、前記滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいて前記クラッチ切断速度を設定する工程を実行する、請求項2に記載の車両用自動変速装置。
- 前記変速コントローラは、前記変速指令から所定時間経過後に前記切断工程を実行する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
- 前記変速指令は、シフトダウン指令を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
- 前記トルク伝達系は、前記変速機から前記駆動輪までの間に弾性捩れ要素を有している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
- 前記弾性捩れ要素が、クラッチダンパを含む、請求項6に記載の車両用自動変速装置。
- 前記エンジンと、
前記駆動輪と、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記車両用自動変速装置と、を含む、車両。
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