JP4900700B2 - 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、クラッチの接続ポイントの変化に関わらず、常に良好な変速ショック低減効果を得ることができるクラッチ制御装置に関する。

従来から、エンジンと変速機との間の駆動力を断接するクラッチを、アクチュエータで駆動するようにした自動クラッチ装置が知られている。

特許文献１には、アクチュエータによってクラッチを遮断してシフトダウン操作を終了した後、再びクラッチを接続する際の駆動制御において、運転状態を表す各種のパラメータに基づいてエンジンブレーキの作動状態を推定し、エンジンブレーキの強さが適正範囲に収まるように前記アクチュエータを駆動する手法が開示されている。運転状態を表す各種のパラメータは、スロットルバルブ開度と前輪ブレーキ油圧、または、エンジン回転数とギヤ段数等に設定され、これらのパラメータに基づいてクラッチが急激に接続されないようにアクチュエータを駆動することで、シフトダウン時の変速ショックを抑制することができる。
特開２００３−２９４０６２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、各種のパラメータに基づいてエンジンブレーキの強さを推定し、この推定値に基づいて、アクチュエータの回転量を制御するので、クラッチ板の加熱膨張や摩耗によってクラッチの接続ポイント（ミートポイント）が初期状態と異なっている場合には、同一の制御を行っても同一の変速ショック低減効果が得られなくなる可能性があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、クラッチの接続ポイントの変化に関わらず、常に良好な変速ショック低減効果を得ることができるクラッチ制御装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、エンジンと変速機との間に配設されて駆動力の接続・遮断を行うクラッチと、前記クラッチを駆動操作するアクチュエータと、乗員の変速操作を検知する変速操作検知手段とを備えたクラッチ制御装置において、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、前記変速機による一次減速後のエンジン回転数に基づいて車速を検知する車速検知手段と、前記変速操作検知手段によってシフトダウン方向の変速操作が検知されると前記クラッチを遮断し、前記変速機の変速動作終了後に前記クラッチを再接続する際に、エンジン回転数と車速との比率が所定の目標値に沿うように前記アクチュエータをフィードバック制御するクラッチ制御部とを具備する点に第１の特徴がある。

また、前記所定の目標値は、エンジン回転数と車速との比率の時間経過に伴う変動状態を示すクラッチ接続制御マップによって定められ、前記クラッチ接続制御マップが、シフトダウン方向の目標変速段毎に設けられている点に第２の特徴がある。

さらに、前記変速操作検知手段によってシフトダウン方向の変速操作が検知されてから、変速機の変速動作が終了し、前記クラッチが再接続されるまでの期間は、前記クラッチの遮断動作の開始時点から、一旦遮断が完了した後に、前記クラッチがギア段毎に定められた所定の速度で接続方向に駆動されて半クラッチ状態となるまでの第１の期間と、前記フィードバック制御によって半クラッチ状態が保たれる第２の期間と、前記半クラッチ状態から前記クラッチをギア段毎に定められた所定の速度で接続方向に駆動し始める時点から、前記クラッチの再接続が終了するまでの第３の期間とから構成されており、前記第２の期間は、エンジン回転数と車速との比率が、所定の第１比率に到達したことによって開始されると共に、前記所定の第１比率より高い所定の第２比率に到達したことによって終了する点に第３の特徴がある。

第１の発明によれば、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、変速機による一次減速後のエンジン回転数に基づいて車速を検知する車速検知手段と、変速操作検知手段によってシフトダウン方向の変速操作が検知されると前記クラッチを遮断し、変速機の変速動作終了後にクラッチを再接続する際に、エンジン回転数と車速との比率が所定の目標値に沿うようにアクチュエータをフィードバック制御するクラッチ制御部とを具備するので、実際のクラッチの滑り率を求めることができるエンジン回転数と現在の車速との比率に基づいてクラッチの接続制御を実行するので、クラッチ板の加熱膨張や摩耗によってクラッチの接続ポイント（ミートポイント）が変化した場合でも、常に同様の変速ショック低減効果を得ることができるようになる。

第２の発明によれば、所定の目標値は、エンジン回転数と車速との比率の時間経過に伴う変動状態を示すクラッチ接続制御マップによって定められ、クラッチ接続制御マップが、シフトダウン方向の目標変速段毎に設けられているので、ギア段毎に最適なクラッチ接続制御が実行可能になる。また、クラッチ接続制御マップを任意に定めることができるので、車両および乗員の重量や、タイヤの摩耗や路面温度等によるグリップ力の変化等にも対応した最適なクラッチ接続制御を実行できるようになる。

第３の発明によれば、フィードバック制御によって半クラッチ状態が保たれる第２の期間が、エンジン回転数と車速との比率が所定の第１比率に到達したことによって開始されると共に、所定の第１比率より高い所定の第２比率に到達したことによって終了するようにしたので、第２の期間の開始時点と終了時点の判定が簡単になり、クラッチ制御部の負担を低減してフィードバック制御をより容易に行うことが可能となる。

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、本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置を適用した自動二輪車の側面図である。自動二輪車１の車体フレームＦは、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１１を操向可能に支承するヘッドパイプ１２と、該ヘッドパイプ１２から後下がりに延びる左右一対のメインフレーム１３と、ヘッドパイプ１２および両メインフレーム１３の前部に溶接されてメインフレーム１３から下方に延びる左右一対のエンジンハンガ１４と、メインフレーム１３の後部から下方に延びる左右一対のピボットプレート１５と、後上がりに延びて両メインフレーム１３の後部に連結される後部フレーム１６とを備えている。

また、両エンジンハンガ１４の下部、メインフレーム１３の中間部ならびにピボットプレート１５の上部および下部には、前部バンクＢＦおよび後部バンクＢＲを有する、例えば、Ｖ型５気筒のエンジン１７が支持されている。両ピボットプレート１５の上下方向中間部には、スイングアーム１８の前端部が支軸１９を介して揺動可能に支承されており、このスイングアーム１８の後端部に後輪ＷＲの車軸２０が回転自在に支承されている。

エンジン１７に内蔵された歯車変速機（図２参照）が備えるカウンタシャフト２１から出力される動力は、チェーン伝動手段２２を介して後輪ＷＲに伝達される。このチェーン伝動手段２２は、カウンタシャフト２１に固定される駆動スプロケット２３と、後輪ＷＲに固定される被動スプロケット２４と、両スプロケット２３，２４に巻き掛けられる無端状のドライブチェーン２５とから構成されている。また、スイングアーム１８の前方にはリヤショックユニット２６の上端部が連結されており、該リヤショックユニット２６の下端部は、リンク機構２７を介して両ピボットプレート１５の下部に連結されている。

エンジン１７のクランクケース４２には、前側および後側バンクＢＦ，ＢＲのシリンダヘッド２８Ｆ，２８Ｒが取り付けられている。シリンダヘッド２８Ｆ，２８Ｒの上方にはエアクリーナ２９が配設されており、エアクリーナ２９の後方側には、燃料タンク３０が配設されている。また、ヘッドパイプ１２の前方は、合成樹脂等で形成されたフロントカウル３６で覆われており、車体の前部両側は、前記フロントカウル３６に連なるセンターカウル３７で覆われている。このセンターカウル３７には、エンジン１７の一部を両側から覆うロアカウル３８が連設されている。また、後部フレーム１６の後部は、乗員が着座するシート３１が取り付けられたリヤカウル３９で覆われており、燃料タンク３０およびエアクリーナ２９の上部は、カバー部材４０で覆われている。また、フロントフォーク１１には、前輪ＷＦの上方を覆うフロントフェンダ４１が取り付けられている。

本実施形態に係る自動二輪車１には、油圧によってクラッチを断接駆動する油圧式クラッチが適用されている。前記操向ハンドル７３には、乗員の操作で油圧を発生する第１油圧発生手段７４が取り付けられている。この第１油圧発生手段７４は、操向ハンドル７３のグリップ８０に近接して取り付けられたクラッチレバー８１と、該クラッチレバー８１の操作で油圧を発生するクラッチマスタシリンダ８２とから構成されている。クラッチマスタシリンダ８２から出力される油圧は、第１導管８３によって伝達される。なお、第１導管８３は、操向ハンドル７３の回動操作に対応するよう、フレキシブルな素材で形成することができる。

図示Ｂ枠で示すエンジン１７の近傍には、前記第１油圧発生手段７４とは独立して、クラッチを駆動するための油圧を車両の運転状態に応じて自動的に発生させる第２油圧発生手段７５が配設されている。第２油圧発生手段７５は、自動制御用マスタシリンダ８４と、これを駆動するアクチュエータとしての電動モータ８５とから構成されている。そして、クランクケース４２の左側壁には、前記第１油圧発生手段７４および第２油圧発生手段７５で発生した油圧を、クラッチ板の動きに変換するクラッチ駆動手段１００が配設されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。エンジン１７のクランクケース４２には、車幅方向に配設されるクランクシャフト４３が回転自在に支承されている。クランクケース４２には、クランクシャフト４３の大部分を収納するクランク室４４と、該クランク室４４の車体後方側かつ下方側に位置する変速機室４５とが、相互間に隔壁４６を介在させるように形成されている。変速機室４５には、常時噛合い式の歯車変速機４７が収納されている。歯車変速機４７は、クランクシャフト４３と平行に配設されるメインシャフト４８およびカウンタシャフト２１の間に、第１〜６速の歯車列Ｇ１〜Ｇ６を設けた構成とされている。カウンタシャフト２１は、クランクケース４２によって回転自在に支承されると共に、クランクシャフト４３よりも車体後方側に配置されている。また、メインシャフト４８には、多板式のクラッチ４９を介してクランクシャフト４３からの動力が入力される。

メインシャフト４８の一端側は、車幅方向右側の右側壁５０を貫通すると共に、ベアリング５１によって右側壁５０に支承されている。また、メインシャフト４８の他端側は、車幅方向左側の左側壁５２にベアリング５３によって支承されている。カウンタシャフト２１の一端側は、ベアリング５４によって右側壁５０に回転自在に支承されており、左側壁５２を貫通する他端側は、ベアリング５５で左側壁５２に支承されている。クランクケース４２の外側に突出するカウンタシャフト２１の左端部には、駆動スプロケット２３が取り付けられている。

クランクシャフト４３の右端部には、プライマリ駆動ギヤ５６が回転不能に取り付けられており、メインシャフト４３に回転可能に取り付けられるクラッチアウタ５９には、プライマリ駆動ギヤ５６と噛合するプライマリ被動ギヤ５７が回転不能に取り付けられている。プライマリ被動ギヤ５７は、クラッチ４９のクラッチアウタ５９に、ダンパばね５８を介して取り付けられている。

クラッチ４９は、メインシャフト４８に対して回転可能なクラッチアウタ５９と、メインシャフト４８と一体的に回転するクラッチインナ６０と、前記クラッチアウタ５９の内周部に係合されるクラッチ板としてのクラッチプレート６１と、クラッチプレート６１に挟まれてクラッチインナ６０の外周部に係合されるクラッチ板としてのフリクションプレート６２と、クラッチアウタ５９に収容されると共にメインシャフト４８に固定される受圧板６３と、クラッチインナ６０に結合されるレリーズ板６４を受圧板６３に近接させる側に付勢するクラッチばね６５とを備える。前記クラッチプレート６１およびフリクションプレート６２は、２枚一組で使用され、例えば、７組でクラッチを構成することができる。

上記したような構成により、クラッチばね６５の付勢力によってレリーズ板６４が図示左方に移動された状態、すなわち、クラッチ操作が行われない状態では、クラッチ板同士の摩擦力によってクラッチ４９は接続状態にある。一方、クラッチばね６５の付勢力に抗してレリーズ板６４を図示右方に移動させると、クラッチ板同士が離間して摩擦力が生じなくなり、クランクシャフト４３からメインシャフト４８への駆動力伝達が遮断されることとなる。

また、メインシャフト４８は中空の円筒状に形成されており、この中に挿入される押圧棒６７の端部は、レリーズ板６４の中央部にベアリング６６を介して当接されている。また、メインシャフト４８には、押圧棒６７に一端部が連結される円筒状の伝達ロッド６８と、この伝達ロッド６８の他端部に連結される伝達ロッド６９とが軸方向に往復運動可能に挿入されている。伝達ロッド６８の右端側に固定される押圧部材７０は、複数の球体７１を介して前記押圧棒６７の他端側に連接されている。上記したような構成により、伝達ロッド６８，６９を駆動させることで、クラッチ４９の接続・遮断状態を切り替えることが可能となる。

クラッチ４９を駆動する伝達ロッド６９の左端部は、メインシャフト４８から突出して、クランクケース４２の左側壁５２を摺動自在に貫通している。伝達ロッド６９には、クラッチ駆動手段１００の支持ケース１４０内の油圧室７６に一面を臨ませるクラッチ側油圧ピストン７７が当接している。クラッチ側油圧ピストン７７は、第２導管８６から入力される油圧で図示右方に摺動可能であり、前記クラッチばね６５の付勢力を超える油圧が入力されると、伝達ロッド６８，６９が図示右方に駆動されることとなる。油圧室７６内のスプリング７８は、入力される油圧が損失なく伝達ロッド６９の動きに変換されるように、クラッチ側油圧ピストン７７を伝達ロッド６９に当接させておく最低限の付勢力を有する。

図３は、本発明の一実施形態に係る油圧クラッチ駆動システムの構成図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置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。本実施形態に係る油圧クラッチシステムは、システムに何らかの異常がない限り、第２油圧発生手段７５の油圧によってクラッチ４９を駆動する構成とされている。

第１油圧発生手段７４のクラッチマスタシリンダ８２は、前記グリップ８０が被せられるハンドルバー８０ａに固定されている。クラッチマスタシリンダ８２は、乗員がクラッチレバー８１を操作することで油圧を発生し、この油圧は、第１導管８３によって液損シミュレータユニット９３に伝達される。液損シミュレータユニット９３には、液損シミュレータ９８、第１ソレノイド９６、第２ソレノイド９４が収納されている。前記第１ソレノイド９６は、配線９７から入力される駆動信号に基づいてソレノイドバルブ９６ａを駆動することで、第１導管８３と液損シミュレータ９８との間の連通・遮断状態を切り替えることができる。また、第２ソレノイド９４は、配線９５から入力される駆動信号に基づいてソレノイドバルブ９４ａを駆動することで、第１導管８３と第２導管８６との間の連通・遮断状態を切り替え可能に構成されている。

液損シミュレータ９８は、油圧室に収納される油圧ピストン１３０と、該油圧ピストン１３０の摺動動作を伝達する押圧部材１３１と、該押圧部材１３１によって押圧される弾性部材１３２とからなる。第１油圧発生手段７４による油圧が液損シミュレータ９８に入力されると、油圧ピストン１３０が摺動することで弾性部材１３２が変形させられ、この変形に抗する弾性力がクラッチレバー８１の操作抵抗となるように構成されている。本実施形態に係る油圧クラッチシステムでは、通常走行時に乗員がクラッチレバー８１を操作すると、電動モータ８５が発生する油圧によってクラッチ４９が駆動されると共に、クラッチマスタシリンダ８２が発生する油圧は、液損シミュレータ９８において乗員にクラッチ操作の手応え感を擬似的に与えるために使用されることとなる。

第２油圧発生手段７５は、電動モータ８５の駆動力を減速機構を介して駆動軸８５ａに出力し、この駆動軸８５ａに連結された押圧ロッド８４ａによって円筒状の自動制御用マスタシリンダ８４のピストンを押圧することで、自動制御用の油圧を発生する構成とされている。自動制御用マスタシリンダ８４が発生した油圧は、第３導管８７によって第３ソレノイド９１を含む油路切替ユニット９０に伝達される。第３ソレノイド９１は、配線９２から入力される駆動信号に基づいてソレノイドバルブ９１ａを駆動することで、第３導管８７と第２導管８６との間の連通・遮断状態を切り替えることができる。なお、第２導管８６の経路上には、第２導管８６の油圧を検知する油圧センサ８８が取り付けられ、前記クラッチマスタシリンダ８２および自動制御用マスタシリンダ８４には、その駆動量を検知するストロークセンサ（不図示）がそれぞれ取り付けられている。

図４を参照して、自動二輪車１のＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１１０は、ＮｅＶ算出部１１２ａを有するクラッチ制御部１１２と、目標ＮｅＶデータベース１１１とを含んでいる。ここで「ＮｅＶ」とは、エンジン回転数を車速で除した値である。そして、自動二輪車１の走行中のＮｅＶは、エンジン１７のクランクシャフト４３（図２参照）の回転数を検知するエンジン回転数センサ１１６と、歯車変速機４７に取り付けられた車速検知手段としての車速センサ１１７からの出力信号に基づいて、前記ＮｅＶ算出部１１２ａで常時算出される。なお、自動二輪車１の車速は、歯車変速機４７による一次減速後の回転数が検知されれば、前記チェーン伝動手段２２による二次減速比および後輪ＷＲの外径から算出することができるので、車速センサ１１７の取付位置は、例えば、前記カウンタシャフト２１や被動スプロケット２４とすることが可能である。そして、ＮｅＶは、実際のエンジン回転数と車速との比率であるので、一次減速比を考慮して実際のクラッチ４９の滑り率を求めることが可能である。そして、目標ＮｅＶデータベース１１１には、シフトダウン時の変速ショックを低減するためのクラッチ接続制御時に使用される複数の目標ＮｅＶマップが収納されている。

クラッチ制御部１１２には、前輪ブレーキ油圧センサ１１３およびスロットルグリップ開度センサ１１４からの出力信号が入力される。また、クラッチ制御部１１２には、クラッチ側油圧ピストン７７のストローク量を検知するピストンストロークセンサ１２０、クラッチマスタシリンダ８２のストローク量を検知するストロークセンサ１１５からの出力信号が入力され、さらに、前記歯車変速機４７に取り付けられて現在選択されているギヤ段数を検知するギヤ段数センサ１１８、シフトペダル（不図示）への荷重の入力を検知する変速操作検知手段としてのシフト踏力センサ１１９からの出力信号が入力される。クラッチ制御部１１２は、各種センサからの出力信号に基づいて、前記第１ソレノイドバルブ９６ａ、第２ソレノイドバルブ９４ａ、第３ソレノイドバルブ９１ａ、電動モータ８５を駆動することでクラッチの自動制御を実行する。これにより、例えば、シフト踏力センサ１１９によって乗員の変速意思が検知されると、クラッチ制御部１１２によって自動的にクラッチ４９の遮断・再接続を行うことが可能となり、クラッチレバー８１の操作を不要としたノンクラッチシフトが実現されることとなる。

また、この油圧クラッチシステムの稼働中に乗員がクラッチレバー８１を操作した場合の油圧経路は、図示太矢印のようになる。これは、クラッチマスタシリンダ８２の操作量を検知するストロークセンサ１１５からの出力信号に応じて電動モータ８５が駆動され、自動制御用マスタシリンダ８４による油圧がクラッチ４９に伝達されると共に、クラッチマスタシリンダ８２による油圧が液損シミュレータ９８に供給されることを示している。

なお、クラッチレバー８１の操作によって直接クラッチ４９が駆動されるのは、上記した自動制御システムが正常に稼働できない時のみであり、その際には、第１〜第３ソレノイドバルブがそれぞれ無通電時の初期状態とされることで、破線矢印で示す油圧経路によってクラッチ４９が手動で駆動されることとなる。

図５は、本発明の一実施形態に係るＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御の手順を示すフローチャートである。このＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御とは、クラッチの自動制御中のシフトダウン時において、エンジンブレーキによる変速ショックを低減するための制御であり、該フローチャートは前記クラッチ制御部１１２で実行される。まず、ステップＳ１では、前記ギヤ段数センサ１１８によって、現在のギヤ段が検知される。ステップＳ２では、目標ＮｅＶデータベース１１１からシフトダウン後のギヤ段に対応した目標ＮｅＶマップが読み込まれる。なお、変速操作が１段づつ行われるシーケンシャル式の多段変速機では、変速前のギヤ段数によって変速後のギヤ段数が必然的に決まるので、現在のギヤ段数が検知された時点で適切な目標ＮｅＶマップを読み込むことができる。

続くステップＳ３では、前記シフト踏力センサ１１９によってシフトダウン操作が検知されたか否かが判定される。ステップＳ３で肯定判定されるとステップＳ４に進み、クラッチ４９の遮断動作を開始する。ここで図６を参照する。

図６は、シフトダウン操作検知信号と、シフトダウンタイミングおよびクラッチ油圧との関係を示すタイムチャートである。シフトダウン操作検知信号、シフトダウンタイミング、クラッチ油圧を示す波形は、それぞれ、シフト踏力センサ１１９、ギヤ段数センサ１１８、油圧センサ８８の出力信号から得ることができる。このタイムチャートにおいて、時間ｔ１０でシフト踏力センサ１１９からシフトダウン操作検知信号が入力されると、クラッチ制御部１１２は、電動モータ８５を駆動して自動制御用マスタシリンダ８４の押圧を開始する。その後、クラッチ操作経路の油圧が高まってクラッチ４９が遮断されはじめると、歯車変速機４７の変速動作が可能な状態となり、時間ｔ１１においてシフトダウンが完了する。本実施形態では、シフトダウン完了後も、完全にクラッチが遮断された状態を作るため、クラッチ油圧が所定の上限値に到達する時間ｔ１２まで自動制御用マスタシリンダ８４を駆動するように構成されている。前記ステップＳ４におけるクラッチ遮断動作とは、この時間ｔ１２までの期間を示している。

図５のフローチャートに戻って、ステップＳ４でクラッチ４９が遮断されると、ステップＳ５において、シフトダウンが完了したか否かが判定される。この判定は、前記ギヤ段数センサ１１８の出力信号に基づいて行われる。そして、ステップＳ５で肯定判定されると、ステップＳ６に進み、クラッチ４９を再接続するための「クラッチ初期つなぎ制御」が開始されることとなり、続くステップＳ７において、ギヤ段数に応じた所定の速度でクラッチ側油圧ピストン７７を接続方向に駆動する。ステップＳ７に示す「ギヤ段数に応じた所定の速度」は、６段ギヤの変速機であれば、６→５速、５→４速、４→３速、３→２速、２→１速へのシフトダウン時にそれぞれ対応する５種を予め設定しておくことができる。

なお、ステップＳ５で否定判定されると、ステップＳ１６に進んで、所定時間が経過したか否かが判定される。ステップＳ１６で否定判定されると、ステップＳ５へ戻り、一方、肯定判定されると、ステップＳ１７に進んでクラッチ接続動作を行って制御を終了する。この処理によれば、乗員のシフトダウン意思が検知されてクラッチ４９を遮断したにも関わらず所定時間内にシフトダウンが完了しない場合には、クラッチ４９が速やかに再接続されることとなり、乗員のシフト操作ミスや歯車変速機４７のトラブル等に対処することが可能となる。

ステップＳ８では、エンジン回転数センサ１１６の出力信号に基づいてエンジン回転数（Ｎｅ）を検知する。ステップＳ９では、車速センサ１１７によって車速（Ｖ）が検知され、ステップＳ１０では、エンジン回転数÷車速であるＮｅＶが算出される。なお、ＮｅＶは、自動二輪車１の走行中は常時算出されるものである。そして、ステップＳ１１では、ステップＳ１０で算出された現在のＮｅＶが、ＮｅＶ（Ｓ）に到達したか否かが判定される。ここで、ＮｅＶとＮｅＶ（Ｓ）および後述するＮｅＶ（Ｅ）の関係を示す図７を参照する。

図７は、シフトダウン前後の理想的なＮｅＶの変動状態の一例を示すグラフである。本発明に係るクラッチ制御装置は、シフトダウン時のバックトルクによる変速ショックを低減するため、ＮｅＶの変動が最適な状態となるように、シフトダウン前のＮｅＶｍ（例えば、３速）と、シフトダウン後のＮｅＶｍ−１（例えば、２速）との間が、時間ｔ１０〜２０の第１の期間と、時間ｔ２０〜３０の第２の期間と、時間ｔ３０〜４０の第３の期間とで構成される実線に沿うように電動モータ８５を駆動する。そして、前記第２の期間において、計測中のＮｅＶが目標ＮｅＶデータベース１１１（図４参照）に収納された目標ＮｅＶマップに沿うようにフィードバック制御が実行される点に特徴がある。

前記目標ＮｅＶマップは、始点のＮｅＶ（Ｓ）と終点のＮｅＶ（Ｅ）との間の理想的なＮｅＶの変動状態を予め定めたものである。なお、強いエンジンブレーキによるバックトルクが生じるようなシフトダウン操作時には、通常、自動二輪車１は減速状態にあってスロットルが閉じられているので、ＮｅＶの値は、クラッチを接続方向に駆動するとエンジン回転数の上昇と共に上昇し、反対にクラッチを遮断方向に駆動するとエンジン回転数の下降と共に下降する。そして、前記第１の期間は、クラッチの遮断動作の開始時点から、一旦遮断が完了した後にクラッチ４９のクラッチ板が接触し始めて半クラッチ状態に至るまでの期間に相当し、また、第２の期間は、半クラッチ状態が保たれる期間に相当し、さらに、第３の期間は、半クラッチ状態からクラッチ４９を接続方向に駆動し始める点から、クラッチ４９の再接続が終了するまでの期間である。

図５のフローチャートに戻って、ステップＳ１１において計測中のＮｅＶがＮｅＶ（Ｓ）に到達したと判定されると、ステップＳ１２に進んで、ＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御が実行される。そして、ステップＳ１３では、計測中のＮｅＶがＮｅＶ（Ｅ）に到達したか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ１２に戻り、一方、肯定判定されるとステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、クラッチ終期つなぎ制御が開始されることとなり、ステップＳ１５においてギヤ段数に応じた所定の速度でクラッチ側油圧ピストン７７を駆動してクラッチの再接続が完了すると一連の制御を終了する。

上記したフローチャートの手順を、図７のクラッチ側油圧ピストンスロトークの変動を示すグラフと対比して再確認する。図７の時間ｔ１０において変速操作が検知されると、クラッチ側油圧ピストン７７が所定のストローク値Ｌｆに至って所定のクラッチ油圧が実現される時間ｔ１２まで電動モータ８５を駆動する「クラッチ遮断動作」が実行される。次に、ギヤ段に応じた所定の速度でクラッチ側油圧ピストン７７を接続方向に駆動する「クラッチ初期つなぎ制御」が開始される。そして、計測中のＮｅＶの値がＮｅＶ（Ｓ）に到達すると、ＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御が開始され、現在のＮｅＶが目標ＮｅＶマップに沿うように半クラッチ状態が保たれる。そして、ＮｅＶがＮｅＶ（Ｅ）に到達すると、ギヤ段ごとに定められた所定の速度でクラッチ側油圧ピストン７７が駆動されて、時間ｔ４０でクラッチ４９の再接続が完了することとなる。なお、ＮｅＶクラッチフィードバック制御の実行条件として、前記スロットルグリップ開度センサ１１４の出力信号に基づいたスロットルの全閉状態や、また、前輪ブレーキ油圧センサ１１３の値が所定値以上であること等を加えることができる。さらに、このような条件設定はギヤ段数毎に行うことが可能である。

図８は、前記目標ＮｅＶデータベース１１１に収納されている目標ＮｅＶマップの一例である。シーケンシャル式の多段変速機を適用する本実施形態においては、５パターンのシフトダウン操作に対応する５種の目標ＮｅＶが収納されている。それぞれの目標ＮｅＶは、本実施形態において、ＮｅＶ（Ｓ）とＮｅＶ（Ｅ）とを結ぶ直線で示されるが、実験等で求められた最適値に基づいて、例えば、曲線や折れ線等で構成してもよい。前記したように、本実施形態に係るクラッチ接続制御では、エンジン回転数と車速の比率であり、クラッチ４９の実際の滑り率が導出されるＮｅＶに基づいてフィードバック制御を実行するので、例えば、クラッチ板の加熱膨張や摩耗によってクラッチの接続点（ミートポイント）が変化した場合でも、常の良好な変速ショック低減効果を得ることができるようになる。そして、クラッチ初期つなぎ制御時の駆動速度およびクラッチ終期つなぎ制御時の駆動速度は、ギヤ段数毎に定めておくことが可能である。なお、この各駆動速度も前記目標ＮｅＶデータベース１１１に記憶させておくことができる。

図９（ａ）〜（ｅ）は、図８に示した各ギヤ段毎に設定された目標ＮｅＶマップに、各ギヤ段数毎に設定された「クラッチ初期つなぎ制御」と「クラッチ終期つなぎ制御」を付加して構成される、シフトダウン時の理想的なＮｅＶ変動を示すグラフである。例えば、図９（ｄ）は、３速ギヤから２速ギヤにシフトダウンする際に適用される目標ＮｅＶマップを含むＮｅＶデータであり、時間ｔ１０でシフトダウン操作が検知されると、時間ｔ２０でＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御を開始し、時間ｔ３４からのクラッチ終期つなぎ制御を経て、時間ｔ４４においてクラッチの再接続が完了することとなる。なお、本実施形態では、ＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御の実行時間は、ギヤ段数が低速ギヤ寄りになるほど長くなるように設定されている。

図１０は、クラッチ接続制御時のクラッチ側油圧ピストンストロークを示すグラフである。この図では、クラッチの状態変化に伴うクラッチ側油圧ピストンストロークの変化を示している。前記したように、クラッチ板の摩擦で駆動力を伝達するクラッチは、例えば、サーキット走行等で半クラッチ操作が多用されることで、クラッチ板が加熱・膨張してその接続ポイントが変化する可能性がある。これにより、例えば、クラッチが切れにくくなると、同じ半クラッチ状態とするためにクラッチ側油圧ピストンを通常時より多くストロークさせる必要が生じる。この図では、通常時においてはクラッチ側油圧ピストンストロークをＬｈとすれば半クラッチ状態となるのに対し、所定の加熱・膨張状態によりクラッチが切れにくくなると、Ｌｈ１までストロークさせる必要があることを示している。

このとき、エンジン回転数とギヤ段数等からエンジンブレーキの強さを推測したり、クラッチ側油圧ピストンのストロークに基づいて半クラッチ状態を決定する方式では、クラッチの接続ポイントの変化が考慮されないため、通常時と同様の変速ショック低減効果が得られないこととなる。これに対し、本発明に係るクラッチ接続制御においては、エンジン回転数と車速との比率であるＮｅＶに基づくフィードバック制御を行うことにより、クラッチの接続ポイントの変化に関わらず、常に一定の変速ショック低減効果を得ることが可能となる。

この図では、クラッチが切れにくくなった状態では、クラッチ側油圧ピストンのストロークがＬｈ１に到達した時点でＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御が開始されることを示している。なお、本実施形態では、時間ｔ３０においてＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御からクラッチ終期つなぎ制御に切り替わり、時間ｔ４６においてクラッチの再接続が完了するが、このとき、クラッチ終期つなぎ制御時の所定のピストン駆動速度を通常時より速くすることで、例えば、通常時と同じ時間ｔ４０において再接続を完了させることもできる。

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、シフトダウン後にクラッチを再接続する際に、現在のエンジン回転数と現在の車速との比率に基づいて電動モータをフィードバック制御するので、クラッチ板の加熱膨張や摩耗によってクラッチの接続ポイント（ミートポイント）が変化した場合でも、常に良好な変速ショック低減効果が得られるようになる。また、クラッチ接続制御マップがギヤ段毎に設けられているので、ギア段毎に最適なクラッチ接続制御が実行可能になる。また、クラッチ接続制御マップを任意に定めることができるので、車両および乗員の重量や、タイヤの摩耗や路面温度等によるグリップ力の変化等にも対応した最適なクラッチ接続制御を実行できるようになる。

なお、クラッチシステムを構成する機器の構造や形状、目標ＮｅＶデータベースに収納される目標ＮｅＶマップの数や形状等は、上記した実施形態に限られず、種々の変形が可能であることは勿論である。また、本発明に係るクラッチ制御装置は、油圧式のクラッチに限られず、多段変速機のクラッチをアクチュエータで駆動する４輪車やＡＴＶ等の種々のクラッチシステムに適用可能である。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る油圧クラッチ駆動システムの構成図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＮｅＶフィードバッククラッチ接続制御の手順を示すフローチャートである。 シフトダウン操作検知信号とシフトダウンタイミングおよびクラッチ油圧との関係を示すタイムチャートである。 シフトダウン前後の理想的なＮｅＶ変動の一例を示すグラフである。 目標ＮｅＶデータベースに収納される目標ＮｅＶマップの一例である。 シフトダウン前後の理想的なＮｅＶ変動の一例を示すグラフである。 クラッチ接続制御時のクラッチ側油圧ピストンストロークを示すグラフである。

符号の説明

１７…エンジン、４７…歯車変速機、４９…クラッチ、７７…クラッチ側油圧ピストン、８４…自動制御用マスタシリンダ、８５…電動モータ（アクチュエータ）、８８…油圧センサ、１１０…ＥＣＵ、１１１…目標ＮｅＶデータベース、１１２…クラッチ制御部（制御部）、１１２ａ…ＮｅＶ算出部、１１６…エンジン回転数センサ（エンジン回転数検知手段）、１１７…車速センサ（車速検知手段）、１１８…ギヤ段数センサ（ギヤ段数検知手段）、１１９…シフト踏力センサ（変速操作検知手段）

Claims (2)

1. エンジン（１７）と変速機（４７）との間に配設されて駆動力の接続・遮断を行うクラッチ（４９）と、前記クラッチ（４９）を駆動操作するアクチュエータ（８５）と、乗員の変速操作を検知する変速操作検知手段（１１９）とを備えたクラッチ制御装置において、
   前記エンジン（１７）の回転数を検知するエンジン回転数検知手段（１１６）と、
   前記変速機（４７）による一次減速後のエンジン回転数に基づいて車速を検知する車速検知手段と、
   前記変速操作検知手段（１１９）によってシフトダウン方向の変速操作が検知されると前記クラッチ（４９）を遮断し、前記変速機（４７）の変速動作終了後に前記クラッチ（４９）を再接続する際に、エンジン回転数（Ｎｅ）と車速（Ｖ）との比率（ＮｅＶ）が所定の目標値に沿うように前記アクチュエータ（８５）をフィードバック制御するクラッチ制御部（１１２）とを具備し、
   前記変速操作検知手段（１１９）によってシフトダウン方向の変速操作が検知されてから、変速機（４７）の変速動作が終了し、前記クラッチ（４９）が再接続されるまでの期間は、
   前記クラッチ（４９）の遮断動作の開始時点から、一旦遮断が完了した後に、前記クラッチ（４９）がギア段毎に定められた所定の速度で接続方向に駆動されて半クラッチ状態となるまでの第１の期間と、
   前記フィードバック制御によって半クラッチ状態が保たれる第２の期間と、
   前記半クラッチ状態から前記クラッチ（４９）をギア段毎に定められた所定の速度で接続方向に駆動し始める時点から、前記クラッチ（４９）の再接続が終了するまでの第３の期間とから構成されており、
   前記第２の期間は、エンジン回転数（Ｎｅ）と車速（Ｖ）との比率（ＮｅＶ）が、所定の第１比率（ＮｅＶ（Ｓ））に到達したことによって開始されると共に、前記所定の第１比率（ＮｅＶ（Ｓ））より高い所定の第２比率（ＮｅＶ（Ｅ））に到達したことによって終了することを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記所定の目標値は、エンジン回転数（Ｎｅ）と車速（Ｖ）との比率（ＮｅＶ）の時間経過に伴う変動状態を示すクラッチ接続制御マップによって定められ、
   前記クラッチ接続制御マップが、シフトダウン方向の目標変速段毎に設けられてい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。

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