JP5140533B2 - 変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速制御装置に係り、特に、油圧供給によって断接制御されるツインクラッチを備えた変速機の変速制御装置に関する。

従来から、クランクシャフトと変速機のメインシャフト（主軸）との間に２つのクラッチ（第１クラッチ、第２クラッチ）を設け、アクチュエータによる変速操作と並行して第１および第２クラッチを交互に断接制御することで、エンジンの駆動力伝達を中断することなく順次変速を可能としたツインクラッチ式変速機が知られている。

特許文献１には、油圧供給源からの供給油圧を制御する単一のリニアソレノイドバルブと、油圧の供給先を第１および第２クラッチのいずれかに切り換えるシフトバルブとによって、２つのクラッチの断接制御を行うツインクラッチ式変速機が開示されている。
特開２００７−９２９０７号公報

特許文献１に記載されたツインクラッチ式変速機において、１速と２速の間の変速動作をクラッチの断接制御のみで実行できるように、ニュートラル状態からインギヤ状態へ切り換える際に、１速用および２速用のドグクラッチの両方を嵌合するように設定することが考えられる。しかしながら、シフトドラムの回動に伴って２組のドグクラッチを同時に嵌合しようとすると、ドグ歯（ダボ）がドグ孔（ダボ孔）にスムーズに入らないドグ先当たり状態が発生しやすくなる。このとき、２つのクラッチが切断されてメインシャフトの回転が停止していると、このドグ先当たり状態を解消するために、車両を押し引きして変速機のカウンタ軸を回転させる等の対処が必要であった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ニュートラル状態からインギヤ状態に切り換える際に、１速用および２速用のドグクラッチを確実に嵌合させることができる変速制御装置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、主軸とカウンタ軸との間に変速段に応じた複数の歯車対を有する変速機と、前記主軸上に配設される第１クラッチおよび第２クラッチとからなるツインクラッチとを備え、該ツインクラッチによってエンジンの回転駆動力を前記変速機との間で断接するようにしたツインクラッチ式変速機の変速制御装置において、前記主軸は、奇数変速段の複数の歯車を支持する第１主軸と、偶数変速段の複数の歯車を支持する第２主軸とから構成されており、前記第１クラッチは、前記第１主軸へ伝達される回転駆動力を断接し、また、前記第２クラッチは、前記第２主軸へ伝達される回転駆動力を断接し、前記変速機は、シフトドラムを所定位置に回動した際に、１速ギヤの回転駆動力を伝達する１速用ドグクラッチと２速ギヤの回転駆動力を伝達する２速用ドグクラッチとが共に所定の歯車と嵌合状態となるように構成されており、前記ツインクラッチを接続するための油圧を供給する単一の油圧供給手段と、前記油圧供給手段から供給された油圧の供給先を第１クラッチと第２クラッチとの間で切り換える油圧供給先切換手段と、前記ツインクラッチへの供給油圧および前記シフトドラムの回動状態を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、ニュートラル時に前記第１クラッチまたは第２クラッチの一方側に所定油圧を供給してそれに対応する前記第１主軸または第２主軸の一方側を回転させておき、前記ニュートラルからインギヤ状態への変速指示があると、前記シフトドラムの前記所定位置への回動を開始すると共に、前記切り換え手段によって油圧の供給先を前記第１クラッチまたは第２クラッチの他方側に切り換えて、前記他方側のクラッチに前記所定油圧より大きな油圧を、前記第１主軸または第２主軸の他方側が回転するまでの所定時間の間供給する点に第１の特徴がある。

また、前記所定油圧より大きな油圧は、前記油圧供給手段による最大油圧である点に第２の特徴がある。

また、前記所定時間は、前記１速用ドグクラッチおよび２速用ドグクラッチが嵌合するタイミングより前に終了する点に第３の特徴がある。

また、前記所定時間の経過後、前記最大油圧より小さくかつ前記所定油圧より大きな油圧を供給する点に第４の特徴がある。

また、前記ニュートラル時に所定油圧を供給するクラッチは、前記第２クラッチである点に第５の特徴がある。

さらに、前記クラッチに供給するオイルの油温を検知する油温センサと、前記油温に基づいて前記所定時間を導出するデータテーブルを具備する点に第６の特徴がある。

第１の特徴によれば、制御部は、ニュートラル時に第１クラッチまたは第２クラッチの一方側に所定油圧を供給してそれに対応する第１主軸または第２主軸の一方側を回転させておき、ニュートラルからインギヤ状態への変速指示があると、シフトドラムの所定位置への回動を開始すると共に、切り換え手段によって油圧の供給先を第１クラッチまたは第２クラッチの他方側に切り換えて、他方側のクラッチに前記所定油圧より大きな油圧を、第１主軸または第２主軸の他方側が回転するまでの所定時間の間供給するので、ニュートラル時であっても、第１主軸または第２主軸の一方側をエンジンのクランク軸の回転に伴って連れ回りさせることができる。また、ニュートラルからインギヤ状態への変速指示があった場合には、油圧の供給先が切り換えられて、第１主軸または第２主軸の他方側も連れ回りすることとなる。したがって、変速指示があった直後に、第１主軸および第２主軸の両方がエンジン回転に伴って連れ回る期間を設けることができる。これにより、ニュートラル状態からシフトドラムを所定位置に回動させて１速用ドグクラッチと２速用ドグクラッチを同時に嵌合（噛合）させる場合でも、ドグクラッチの噛合をスムーズに行うことが可能となる。

第２の特徴によれば、所定油圧より大きな油圧は、油圧供給手段による最大油圧であるので、ニュートラルからインギヤ状態への変速指示に伴って油圧の供給先が切り換えられた際に、第１主軸または第２主軸が連れ回りを開始するまでの時間を短縮することができる。これにより、惰性で回転している第１主軸または第２主軸の一方側の回転が維持されている間に、第１主軸または第２主軸の他方側も連れ回りさせることが容易となる。

第３の特徴によれば、所定時間は、１速用ドグクラッチおよび２速用ドグクラッチが嵌合するタイミングより前に終了するので、ドグクラッチの嵌合時のクラッチ油圧が大きくなりすぎることを防止することができる。これにより、主軸の回転速度が速くなりすぎてドグクラッチの嵌合がしにくくなることを防ぐことが可能となる。

第４の特徴によれば、所定時間の経過後、最大油圧より小さくかつ所定油圧より大きな油圧を供給するので、最大油圧によって第１主軸または第２主軸の連れ回りを速やかに発生させた後、クラッチの接続度合いを弱めた状態でドグクラッチを嵌合させることができる。これにより、シフトドラムをニュートラル状態から所定位置へ回動させる際の変速ショックを低減することができる。

第５の特徴によれば、ニュートラル時に所定油圧を供給するクラッチは第２クラッチであるので、ニュートラルからインギヤ状態への変速指示に伴って油圧の供給先が切り換えられることで、１速ギヤに対応する第１クラッチへの油圧供給が開始されることとなり、ドグクラッチの嵌合後に油圧の供給先を切り換えることなく、１速ギヤを選択することが可能となる。これにより、ニュートラルからインギヤ状態への変速指示に対する応答性を向上させることができる。

第６の特徴によれば、クラッチに供給するオイルの油温を検知する油温センサと、油温に基づいて所定時間を導出するデータテーブルを具備するので、所定時間の導出を簡単にして、演算処理装置の負担を低減することができる。

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変速制御装置が適用されたエンジン１の断面図である。鞍乗型４輪車等の動力源としてのエンジン１には、前進５段後進１段の変速機ＴＭが一体に構成されている。クランクケース２１に回転自在に軸支されたクランクシャフト２には、クランクピン３を介して回転自在にコンロッド４が軸支されている。コンロッド４の他端部には、シリンダ６に内設されたスリーブ７内を摺動するピストン５が取り付けられ、シリンダ６の上方には、混合気および燃焼ガスの吸排気を制御するバルブ機構が収納されたシリンダヘッド８およびシリンダヘッドカバー９が固定される。

クランクシャフト２の左端部には、クラッチアウタ１１およびクラッチシュー１２を有する発進クラッチ１０が備えられている。発進クラッチ１０は、エンジン回転数すなわちクランクシャフト２の回転数が、所定値（例えば、２０００ｒｐｍ）を超えることで、クランクシャフト２と一体的に回転するクラッチアウタ１１と前記クラッチシュー１２との間に摩擦力を生ずる構成とされ、これにより、クラッチアウタ１１に固定された出力ギヤ１３に回転駆動力が伝達される。

出力ギヤ１３に伝達された回転駆動力は、プライマリギヤ１４、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２からなるツインクラッチＴＣＬ、主軸としての内側プライマリシャフト（内主軸。第１主軸に相当）１６およびこれに回動自在に軸支される外側プライマリシャフト（外主軸。第２主軸に相当）１５、プライマリシャフト１５，１６とカウンタシャフト（カウンタ軸）１７との間に設けられる歯車対Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲからなる変速機ＴＭ、そして、駆動側出力ギヤ１８および被動側出力ギヤ１９を介して、出力軸２０に伝達される。ツインクラッチＴＣＬは、プライマリギヤ１４を挟んで第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２を背面合わせに配設した構成とされており、これを駆動する油圧経路は、クランクケース２１の左側ケース２２の内部で主軸の軸線上の位置に設けられている。

図２は、油圧式のツインクラッチＴＣＬを駆動するための油路構造を示したブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２を駆動するための油圧は、前記クランクシャフト２の回転に伴って回転するトロコイド式のフィードポンプ３１によって生成される。フィードポンプ３１により、オイルストレーナ３３を介してオイルタンク３５から吸い上げられたオイルは、油圧を所定値に保つリリーフバルブ３０およびオイルフィルタ２９を介して、クランクシャフト２、シリンダヘッド８および変速機ＴＭの各潤滑経路に供給される。なお、本実施形態では、オイルストレーナ３４を介してオイルパン３６からオイルを吸い上げるセカンドポンプ３２も備えている。

そして、フィードポンプ３１によって生じる油圧の一部は、リニアソレノイドバルブ２８、エマージェンシバルブ２７、シフトソレノイド２５、シフトバルブ２６、オリフィスコントロールバルブ２３，２４、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２からなるクラッチ駆動用の油圧回路に供給される。すなわち、この油圧機構においては、エンジン潤滑用オイルとクラッチ駆動用オイルとを共用する方式とされている。

この油圧機構では、シフトソレノイド２５の通電のオンオフによって、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を交互に切り換えるように構成されている。リニアソレノイドバルブ２８は、フィードポンプ３１が発生する油圧を制御して、両クラッチへの供給油圧を任意に変化させることが可能である。すなわち、フィードポンプ３１および単一のリニアソレノイドバルブ２８によって、油圧供給手段が構成される。

リニアソレノイドバルブ２８から供給される油圧は、エマージェンシバルブ２７を介してシフトバルブ２６に導入される。なお、エマージェンシバルブ２７は、リニアソレノイドバルブ２８の不具合等によって油圧が供給不能となった際に、手動で油路を切り換えてバイパス回路を開くことで、リニアソレノイドバルブ２８を迂回してシフトバルブ２６に直接オイルを供給することを可能とするバルブである。

シフトソレノイド２５は、通電がオンの時に開弁状態となり、この開弁状態に伴って、油路の切り換え動作を行うための作動油がシフトバルブ２６に供給される。これにより、シフトバルブ２６は、リニアソレノイドバルブ２８からの油圧の供給先を第１クラッチＣＬ１に切り換えて、第１クラッチＣＬ１を接続状態とする。すなわち、シフトソレノイド２５およびシフトバルブ２６によって、油圧供給先切換手段が構成される。

一方、シフトソレノイド２５は、通電をオフにすると閉弁状態となる。これにより、シフトバルブ２６は、油圧の供給先を第２クラッチＣＬ２に切り換えて、第２クラッチＣＬ２が接続状態となる。なお、オリフィスコントロールバルブ２３，２４は、クラッチ接続後の余剰油圧を抜くことで変速ショックを低減させる機能を有する。

図３は、図１の一部拡大断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。変速機ＴＭは、前進５段・後進１段のシーケンシャル式多段変速機であり、各変速段間の変速動作は、ツインクラッチＴＣＬに与えられる油圧のオン・オフと、変速機構としての第１スリーブＭ１、第２スリーブＭ２、第３スリーブＭ３の軸方向への摺動動作との組み合わせによって実行される。

前記外側プライマリシャフト１５および内側プライマリシャフト１６に対して回転自在に結合されるプライマリギヤ１４には、駆動力伝達時のショックを吸収するため、バネ４０による衝撃吸収機構が組み込まれている。本実施形態では、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、同じ部品の組み合わせからなる同一の構成を有する。以下では、第１クラッチＣＬ１を代表としてその構成を説明し、第２クラッチＣＬ２の対応構成部分をカッコを付して示す。

第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）には、プライマリギヤ１４に固定されるクラッチケースＣ１（Ｃ２）の底部に、オイルシールを介して密閉挿入されたピストンＢ１（Ｂ２）が備えられている。このピストンＢ１（Ｂ２）は、内側プライマリシャフト１６に設けられた油路Ａ１（Ａ２）から作動オイルが圧送されると図示左方向（右方向）へ押し出され、一方、供給油圧が低下すると、クラッチスプリングの弾発力によって元の位置に戻るように構成されている。

また、ピストンＢ１（Ｂ２）の図示左側（右側）には、クラッチケースＣ１（Ｃ２）に回転不能に係合された３枚のフリクションディスクと、アームＤ１（Ｄ２）に回転不能に係合された３枚のクラッチプレートとからなるクラッチ板が配設されており、ピストンＢ１（Ｂ２）が図示左方向（右方向）へ押し出されることで、クラッチ板同士の間に摩擦力が発生することとなる。上記構成により、プライマリギヤ１４の回転駆動力は、ピストンＢ１（Ｂ２）が油圧で押し出されない限りクラッチケースＣ１（Ｃ２）を回転させるのみであるが、油圧が供給されてピストンＢ１（Ｂ２）が押し出されると、アームＤ１（Ｄ２）を回転駆動させることとなる。なお、この時、前記リニアソレノイドバルブ２８の油圧制御によって、半クラッチ状態等を作り出すことも可能である。

内側プライマリシャフト１６の軸心に設けられたオイルギャラリ１６ａには、二重管で構成された油路分配器３９が挿入固定されている。これにより、供給油路３７に与えられた油圧は、油路分配器３９の外管から油路Ａ１を通じて第１クラッチＣＬ１のピストンＢ１を駆動し、一方、供給油路３８に与えられた油圧は、油路分配器３９の外管と内管の間から油路Ａ２を通じて第２クラッチＣＬ２のピストンＢ２を駆動する。

第１クラッチＣＬ１側のアームＤ１は、内側プライマリシャフト１６の図示左端部に固定されており、一方、第２クラッチＣＬ２側のアームＤ２は、外側プライマリシャフト１５に固定されている。内側プライマリシャフト１６には、第１速駆動側ギヤＩ１および第３速駆動側ギヤＩ３が軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在に取り付けられ、両ギヤの間に、第５速駆動側ギヤＩ５が形成された第３スリーブＭ３が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。

一方、外側プライマリシャフト１５には、第２速駆動側ギヤＩ２および第４速駆動側ギヤＩ４が形成されている。また、カウンタシャフト１７には、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能な第１スリーブＭ１、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転不能な第１速被動側ギヤＯ１、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第２速被動側ギヤＯ２、第３速被動側ギヤＯ３が形成されると共に軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能な第２スリーブＭ２、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第４速被動側ギヤＯ４、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第５速被動側ギヤＯ５が取り付けられている。

第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３は、それぞれを軸方向に摺動させることで、隣接するギヤとの間に設けられたドグクラッチを断接するように構成されている。ドグクラッチは、スリーブに設けたドグ歯またはドグ孔と、スリーブに隣接するギヤに設けたドグ孔またはドグ歯とが嵌合することで構成される。ドグクラッチは、ドグ歯（ダボ）とドグ孔（ダボ孔）との嵌合により、同軸上で隣り合うギヤ間での動力伝達を可能とする周知の機構である。本実施形態に係る変速機ＴＭには、１速〜５速用のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ５と、リバースギヤ用のドグクラッチＤＣＲとが設けられている。変速機ＴＭは、前記第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態と、第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３の位置との組み合わせによって、クランクシャフト２の回転駆動力をどの歯車対を介してカウンタシャフト１７に伝達するかを選択できる。

カウンターシャフト１７に回転自在に軸支されたリバースギヤＯＲは、後進用の出力ギヤ（不図示）と常時噛み合わされることで歯車対ＧＲを構成している。そして、前記第１クラッチＣＬ１は、１速、３速、５速の奇数変速段における回転駆動力の断接を行い、一方、第２クラッチＣＬ２は、２速、４速の偶数変速段およびリバースギヤにおいて回転駆動力の断接を行うように構成されている。これにより、例えば、１速から順次シフトアップする際には、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態が交互に切り換えられることとなる。

図４は、変速機ＴＭの変速機構の断面図およびシフトドラム４４の展開図である。変速機ＴＭの近傍には、中空円筒状のシフトドラム４４がクランクケース２１に対して回転自在に軸支されている。シフトドラム４４は、変速機ＴＭの軸方向と平行に配設され、その外周面には、シフトフォーク４１〜４３の図示下端部に形成された円柱状の突起が係合するリード溝４５〜４７が形成されている。シフトフォーク４１〜４３は、シフトドラム４４と平行に配置されたフォークロッド７４の軸方向に摺動可能に係合されている。これにより、シフトドラム４４が回動されると、シフトフォーク４１〜４３の他端部（不図示）に係合された前記第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３（図３参照）が、それぞれ軸方向に摺動されることとなる。

通常、変速機のシフトドラムには、各変速段数と１対１で対応する回動位置が設定されるが、本実施形態に係るシフトドラム４４においては、前記したツインクラッチＴＣＬとの組み合わせに伴い、独自の回動位置設定を有している。図４の展開図を参照すると、シフトドラム４４の回動位置において、後進：ＰＲ、ニュートラル：ＰＮに続き、所定回動位置として、１−２速に対応するＰ１−２、２−３速に対応するＰ２−３、３−４速に対応するＰ３−４、４−５速に対応するＰ４−５がそれぞれ設定されている。これは、例えば、シフトドラム４４がＰ１−２の所定回動位置にある場合に、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を切り換えるのみで、１速と２速との間での変速動作が可能であることを意味する。

そして、本実施形態においては、シフトドラム４４の所定回動位置同士の中間に、ハーフニュートラル位置としてのＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４がそれぞれ設定されている。このハーフニュートラル位置が設定されることで、例えば、所定回動位置であるＰ１−２から、シフトアップ方向の次の所定回動位置Ｐ２−３にシフトドラム４４を回動させる場合には、ハーフニュートラル位置ＰＮ２が経由されることで、シフトドラム４４の回動速度が一時的に減速されることとなる。これにより、変速ショックが低減されると共に、より確実な変速動作の実行が可能となる。

シフトドラム４４の回動動作は、後述する制御部によって駆動制御されるアクチュエータとしての電動モータ４８によって行われる。電動モータ４８の回転駆動力は、出力軸４９から中間ギヤ５０および扇型ギヤ５１を介してシフトスピンドル５２に伝達される。シフトスピンドル５２には、板状のシフトアーム５３が取り付けられており、該シフトアーム５３が所定角度だけ正逆回転の一往復動を行うと、ポールラチェット機構６０を介してシフトドラム４４が一方向に所定角度だけ回動するように構成されている。

センタボルト５５によってシフトドラム４４に回動不能に固定されたドラムセンタ６１は、シフトドラム４４の所定回動位置およびハーフニュートラル位置の切り換え動作に節度を与える機能を有する。また、ポールラチェット機構６０は、クランクケース２１に固定されるガイドプレート５６およびシフタ組立体５４によって回転可能に保持されており、このシフタ組立体５４の一端部が、前記シフトアーム５３に形成された係合孔に係合されている。シフトスピンドル５２とガイドピン５７との間には、シフトアーム５３を初期位置に戻す方向の付勢力を与える戻しバネ５８が係合されている。また、シフトドラム４４の図示右端部には、シフトドラム４４の回動位置に基づいて現在の変速段を検出する位置検出手段としてのシフトポジションセンサ７０が設けられており、シフトスピンドル５２の右端部には、回動角度センサ５９が取り付けられている。

本実施形態に係る変速機ＴＭにおいては、所定変速段による走行中に、回転駆動力の伝達を維持したたまま、次の変速動作に備えて、シフトドラム４４を次の変速段に応じた所定回動位置に予め回動させておく、いわゆる「予備変速」動作が可能である。この予備変速動作は、例えば、第２速から第３速へのシフトアップが完了した後に、次の第４速へのシフトアップに備えて、シフトドラム４４を予めシフトアップ側の次の所定回動位置へ回動させておく動作であり、上記の例では、第３速での走行中に、シフトドラム４４をＰ２−３からＰ３−４（図４参照）に回動させることに相当する。このような予備変速を実行しておけば、第４速へのシフトアップ変速指令が出された際に、変速指令と同時にシフトソレノイド２５をオフにするのみでシフトアップが完了するので、変速時間を短縮することが可能となる。なお、シフトダウン時には、シフトダウンの変速指令が入力されてからシフトドラム４４の回動を開始するように構成されている。

また、ニュートラル状態からインギヤ状態に切り換える際には、シフトドラム４４がＰＮからＰ１−２の位置に回動されて、クラッチの接続状態の切り換えのみで１速と２速との間の変速が可能な状態となる。このシフトドラム４４の回動動作時には、２つのクラッチが切断されてメインシャフトの回転が停止している状態で、１速用および２速用のドグクラッチ（ＤＣ１，ＤＣ２）がほぼ同時に嵌合されることとなる。したがって、ドグクラッチのドグ歯（ダボ）がドグ孔（ダボ孔）にスムーズに入らないドグ先当たり状態が発生しやすくなる。本実施形態に係る変速制御装置は、ニュートラルからインギヤ状態に切り換える際のドグ先当たり状態の発生を、クラッチの油圧制御によって防止するものである。

図５は、本実施形態に係る変速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。変速機ＴＭは、シフトソレノイド２５、リニアソレノイドバルブ２８、電動モータ４８を制御部１００によって駆動制御することで、オートマチック式、または、スイッチ操作等により乗員が変速指令を発するセミオートマチック式の変速機として機能する。これにより、エンジン１の回転駆動力は、変速機ＴＭの所定の変速段で減速された後に駆動輪ＷＰに伝達されることとなる。

制御部１００は、多様な走行条件に応じて、ツインクラッチＴＣＬの断接のタイミングや速度、シフトドラム４４の駆動タイミングや駆動速度等を制御することができる。制御部１００には、シフトドラム４４の回動位置を検知するシフトポジションセンサ７０、エンジン１の回転数を検知するエンジン回転数センサ１０１、車両の走行速度を検知する車速センサ１０２、エンジンの潤滑オイルの温度を検知する油温センサ１０３、制御部１００で算出された種々の所定時間を計測するタイマ１０４、シフトスピンドル５２の回転角度を検知するシフトスピンドル回転角度センサ５９、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に生じる油圧をそれぞれ検知する第１油圧センサ１０５および第２油圧センサ１０６からなる、各種センサからの出力信号が入力されている。

図６は、本実施形態に係る変速制御装置によるクラッチ制御の手順を示すタイミングチャートである。この図では、上段からそれぞれ、シフトソレノイド２５のオンオフ状態、シフトスピンドル回転角度センサ５９の出力信号、リニアソレノイドバルブ２８の油圧指令値、第２クラッチＣＬ２の油圧計測値、第１クラッチＣＬ１の油圧計測値を示している。なお、シフトスピンドル回転角度センサ５９のセンサ出力は、回転角度がゼロ、すなわち初期位置のときに２．５Ｖを出力し、回転角度の増大に伴って出力値が低下するように構成されている。

前記したように、変速機ＴＭは、奇数変速段（１，３，５速）を支持する内主軸１６の回転駆動力を第１クラッチＣＬ１で断接すると共に、偶数変速段（２，４速）を支持する外主軸１５の回転駆動力を第２クラッチＣＬ２で断接するように構成されている。したがって、ニュートラル状態からインギヤ状態に切り換える際には、シフトソレノイド２５をオフからオン状態にして油圧供給先を第１クラッチに切り換え、１速での発進に備えるように構成されている。

以下、タイミングチャートを参照して、本実施形態に係る変速制御装置によるクラッチ制御の流れの詳細を説明する。まず、時刻ｔ０において、変速機ＴＭは、ニュートラル状態、すなわち、各変速段に対応するドグクラッチがいずれも嵌合していない状態にある。このとき、リニアソレノイドバルブ２８には微少な所定油圧Ｐ１が供給され、これにより、第２クラッチＣＬ２に所定油圧Ｐ１が生じている。この所定油圧Ｐ１は、第２クラッチＣＬ２をわずかに接続して、外主軸１５がクランクシャフト（クランク軸）２の回転駆動力によって連れ回される程度（例えば、完全接続状態の１０％）の大きさに設定されている。なお、クランク軸とメインシャフト（内主軸１６および外主軸１５）との間に設けられる発進クラッチ１０（図１，２参照）は、エンジン回転数が発進クラッチ１０の接続回転数より低い場合でも、メインシャフトを連れ回す程度の回転駆動力を伝達するように設定されている。

次に、時刻ｔ１０において、ニュートラル状態（ＰＮ）からインギヤ状態（Ｐ１−２）への変速指令が出されると、制御部１００は、シフトソレノイド２５をオン状態として油圧供給先を第１クラッチＣＬ１に切り換えると共に、リニアソレノイドバルブ２８の油圧指令値をＰ１からＰ３に切り換える。これにより、第１クラッチＣＬ１に、Ｐ３を目標値とする油圧の供給が開始される。本実施形態では、この所定油圧Ｐ１より大きい油圧Ｐ３を、リニアソレノイドバルブ２８の供給可能な最大油圧またはクラッチが完全接続される大きさに設定して、第１クラッチＣＬ１の油圧を速やかに高めるように設定している。なお、時刻ｔ１０における変速指令は、各種センサの出力信号や乗員による変速ボタンの操作等に基づいて制御部１００が実行するように構成されている。

時刻ｔ１０で開始された油圧Ｐ３の油圧供給は、所定時間ｔａ（例えば、５０ｍｓ）が経過する時刻ｔ２０まで継続される。これにより、第１クラッチＣＬ１の油圧は、この期間中に油圧Ｐ３より少し低い値まで急速に高められ、前記内主軸１６がクランク軸の回転駆動力によって速やかに連れ回されることとなる。

一方、第２クラッチＣＬ２に所定油圧Ｐ１が供給されることでクランク軸に連れ回されていた外主軸１５は、時刻ｔ１０でその油圧供給が絶たれ、さらに所定時間ｔａが経過した後においても、慣性力によって連れ回り状態が継続している。これにより、時刻ｔ１０へ到達した後の所定期間において、内主軸１６および外主軸１５の両方がクランク軸に対して連れ回っている状態を得ることができる。

なお、時刻ｔ１０への到達後に、第２クラッチＣＬ２の油圧値がやや上昇するのは、クラッチの作動油の温度が低くその粘度が高い場合に、リニアソレノイドバルブ２８による調圧タイミングとシフトソレノイド２５の作動タイミングとの間に作動油の粘性に基づく同期ずれが発生するためである。したがって、油温が高くその粘度が低い場合には、このような上昇は発生せずに、時刻ｔ１０への到達と共に下降を開始する。

そして、シフトソレノイドバルブ２８の油圧指令値は、時刻ｔ２０において、油圧Ｐ３より小さいＰ２（例えば、Ｐ３の５０％）に切り換えられる。これにより、第１クラッチＣＬ１の油圧は下降を開始する。このような第１クラッチＣＬ１への油圧供給手順によれば、時刻ｔ１０から所定時間ｔａの間のみ最大油圧Ｐ３を供給することで、速やかに内主軸１６を連れ回りさせると共に、時刻ｔ２０からはクラッチの接続状態を弱めることで、１速用ドグクラッチを嵌合する際の打音等を低減することが可能となる。

なお、所定時間ｔａは、クラッチの作動油の油温に基づいて決定される。前記制御部１００には、油温が低くその粘度が高いほど所定時間ｔａを長くし、油温が高いほど所定時間ｔａを短くするように設定されたデータテーブル（不図示）が設けられている。また、所定時間ｔａは、前記タイマ１０４（図５参照）によって計測される。

シフトスピンドル５２によって駆動されるシフトドラム４４は、時刻ｔ１０から少し遅れて回動動作を開始する。本実施形態に係る変速機ＴＭは、１速用ドグクラッチＤＣ１より２速用ドグクラッチＤＣ２の方が少しだけ早く嵌合を開始するように設定されている。そして、時刻ｔ３０にて２速用ドグクラッチＤＣ２の嵌合が開始され、続く時刻ｔ４０において１速用ドグクラッチＤＣ１の嵌合が開始される。

なお、本実施形態において、主軸の連れ回り状態を得るために両クラッチに供給する油圧を、第２クラッチＣＬ２より第１クラッチＣＬ１の方を大きくする理由は、２速用ドグクラッチＤＣ２が先に嵌合しながら１速用ドグクラッチＤＣ１がドグ先当たり状態となった場合でも、ドグ歯の先端とギヤ側面との間に生じる摩擦力に抗して内主軸１６とカウンタ軸１７とを相対回転させて、ドグ先当たり状態を解消できるようにするためである。

前記したようなクラッチ制御によれば、少なくとも時刻ｔ４０までの間は、内主軸１６および外主軸１５の両方がクランク軸に対して連れ回っている状態にある。この状態では、停止しているカウンタ軸に対して内外主軸１５，１６が相対回転しているため、１速用および２速用ドグクラッチＤＣ１，２をスムーズに嵌合させることが可能となる。

なお、本実施形態に係る変速機ＴＭにおいては、１速用ドグクラッチＤＣ１より２速用ドグクラッチＤＣ２の方が早く嵌合を開始するように設定されているので、慣性力による外主軸１５の連れ回りが継続している間に、２速用ドグクラッチＤＣ２を嵌合させることが容易となる。また、外主軸１５を連れ回すための処理より、内主軸１６を連れ回すための処理を後に実行し、そのまま第１クラッチＣＬ１を接続状態に移行するので、１速ギヤでの発進時に再び油圧供給先を切り換える必要がなく、スムーズなクラッチ制御が可能となる。

時刻ｔ４０で１速用ドグクラッチＤＣ１の嵌合が開始された後、時刻ｔ４１では、シフトスピンドル５２が回動限界位置に達する。したがって、シフトスピンドル５２とシフトドラム４４との間のロストモーション機構が作動していない場合には、この時点でシフトドラム４４が次の所定回動位置Ｐ１−２に到達していると推定できる。

また、第１クラッチＣＬ１の油圧は、時刻ｔ４５でＰ２に到達する。その後、時刻ｔ５０〜６０では、シフトスピンドル５２を初期位置に戻すシフトスピンドル戻し制御が実行される。そして、本実施形態では、時刻ｔ６０において、リニアソレノイドバルブ２８の油圧指令値を再びＰ３に設定すると、これに伴って、時刻ｔ７０で第１クラッチＣＬ１の油圧がＰ３に到達して完全接続状態となる。なお、本実施形態に係るエンジン１（図１，２参照）は、クランク軸と主軸との間に発進クラッチが設けられているので、第１クラッチＣＬ１が接続されたのみでは回転駆動力は伝達されない。そして、この状態でエンジン回転数が所定値を超えて発進クラッチが接続されると、選択された１速ギヤに回転駆動力が伝達されて、車両が発進することとなる。

図７は、本実施形態に係る変速時クラッチ制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、図６に示したタイムチャートに対応し、前記制御部１００で実行されるものである。まず、ステップＳ１では、変速機ＴＭがニュートラル状態であるか否かが判定される。ステップＳ１で肯定判定されると、第２クラッチＣＬ２に所定油圧Ｐ１の供給が開始される。これにより、外主軸１５がクランク軸に対して連れ回りを開始する。なお、ステップＳ１で否定判定されるとステップＳ１の判定に戻る。

続くステップＳ３では、インギヤ状態への変速指令があっ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に進んで、第１クラッチＣＬ１に最大油圧、すなわち、クラッチを完全接続状態に切り換える油圧としてのＰ３を供給する。これにより、内主軸１６がクランク軸に対して連れ回りを開始する。なお、ステップＳ３で否定判定されると、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ５では、変速指令からの経過時間が所定時間ｔａに達したか否かが判定される。ステップＳ５で肯定判定されると、ステップＳ６に進み、第１クラッチＣＬ１への供給油圧をＰ３の約半分のＰ２に切り換える。そして、シフトドラム４４は、一連のクラッチ油圧制御によって、内主軸１６および外主軸１５の両方が、クランク軸に対して連れ回りをしている間に、１速用および２速用のドグクラッチをスムーズに嵌合させて、ニュートラル状態のＰＮからインギヤ状態のＰ１−２へ回動されることとなる。なお、ステップＳ５で否定判定されると、ステップＳ４の処理に戻る。

そして、ステップＳ７では、スピンドル戻し制御が完了したか否かが判定され、肯定判定されると、ステップＳ８に進んで、第１クラッチＣＬ１への供給油圧をＰ３に切り換えて１速ギヤでの発進準備を完了し、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ７で否定判定されると、ステップＳ７の判定に戻る。

上記したように、本発明に係る変速制御装置によれば、ニュートラル状態においては第２クラッチＣＬ２へ所定油圧Ｐ１を供給して、外主軸１５がクランク軸に対して連れ回るようにすると共に、インギヤ状態への変速指令があると、第１クラッチＣＬ１に最大油圧Ｐ３を供給することで、内主軸１６を速やかに連れ回りさせることができる。これにより、内主軸１６および外主軸１５の両方がクランク軸に対して連れ回る期間が設けられて、シフトドラム４４がニュートラル位置ＰＮから所定回動位置Ｐ１−２に回動される際に１速用ドグクラッチＤＣ１および２速用ドグクラッチＤＣ２の両方が嵌合される場合でも、ドグ先当たり状態の発生を防止してスムーズな変速動作が可能となる。

なお、変速機や変速機構の構成、所定時間ｔａの設定、所定油圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の設定等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、ニュートラル状態において第１クラッチに油圧を供給し、インギヤ状態への変速指令によって第２クラッチに油圧を供給する構成としてもよい。また、ニュートラル状態からインギヤ状態とする際に、１速用のドグクラッチを先に嵌合させたり、１速用および２速用のドグクラッチをほぼ同時に嵌合させるように構成してもよい。本発明に係るクラッチ制御は、油圧供給先を第１クラッチと第２クラッチとの間で切り換える種々の変速機に適用することができる。例えば、変速機は、内主軸で偶数変速段を支持すると共に、外主軸で奇数変速段を支持するように構成してもよい。また、本発明に係る変速制御装置は、４輪式のＡＴＶ車両のほか、自動二輪車および三輪車等に適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る変速制御装置が適用されたエンジンの断面図である。 ツインクラッチを駆動するための油路構造を示したブロック図である。 図１の一部拡大断面図である。 変速機構の断面図およびシフトドラムの展開図である。 本実施形態に係る変速制御装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る変速制御装置によるクラッチ制御の手順を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係るクラッチ制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、２５…シフトソレノイド（油圧供給先切換手段）、２６…シフトバルブ（油圧供給先切換手段）、２８…リニアソレノイドバルブ（油圧供給手段）、３１…フィードポンプ（油圧供給手段）、４４…シフトドラム、４８…電動モータ、５９…シフトスピンドル回転角度センサ、１００…制御部、１０３…油温センサ、１０４…タイマ、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、ＤＣ１…１速用ドグクラッチ、ＤＣ２…２速用ドグクラッチ、ＴＣＬ…ツインクラッチ、ＴＭ…変速機、ｔａ…所定時間

Claims (6)

1. 主軸（１５，１６）とカウンタ軸（１７）との間に変速段に応じた複数の歯車対を有する変速機（ＴＭ）と、前記主軸（１５，１６）上に配設される第１クラッチ（ＣＬ１）および第２クラッチ（ＣＬ２）とからなるツインクラッチ（ＴＣＬ）とを備え、該ツインクラッチ（ＴＣＬ）によってエンジンの回転駆動力を前記変速機（ＴＭ）との間で断接するようにしたツインクラッチ式変速機の変速制御装置において、
   前記主軸（１５，１６）は、奇数変速段の複数の歯車を支持する第１主軸（１６）と、偶数変速段の複数の歯車を支持する第２主軸（１５）とから構成されており、
   前記第１クラッチ（ＣＬ１）は、前記第１主軸（１６）へ伝達される回転駆動力を断接し、また、前記第２クラッチ（ＣＬ２）は、前記第２主軸（１５）へ伝達される回転駆動力を断接し、
   前記変速機（ＴＭ）は、シフトドラム（４４）を所定位置に回動した際に、１速ギヤの回転駆動力を伝達する１速用ドグクラッチと２速ギヤの回転駆動力を伝達する２速用ドグクラッチとが共に所定の歯車と嵌合状態となるように構成されており、
   前記ツインクラッチ（ＴＣＬ）を接続するための油圧を供給する単一の油圧供給手段（３１）と、
   前記油圧供給手段（３１）から供給された油圧の供給先を第１クラッチ（ＣＬ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）との間で切り換える油圧供給先切換手段（２５）と、
   前記ツインクラッチ（ＴＣＬ）への供給油圧および前記シフトドラム（４４）の回動状態を制御する制御部（１００）とを具備し、
   前記制御部（１００）は、ニュートラル時に前記第１クラッチ（ＣＬ１）または第２クラッチ（ＣＬ２）の一方側に所定油圧を供給してそれに対応する前記第１主軸（１６）または第２主軸（１５）の一方側を回転させておき、前記ニュートラルからインギヤ状態への変速指示があると、前記シフトドラム（４４）の前記所定位置への回動を開始すると共に、前記油圧供給先切換手段（２５）によって油圧の供給先を前記第１クラッチ（ＣＬ１）または第２クラッチ（ＣＬ２）の他方側に切り換えて、前記他方側のクラッチに前記所定油圧より大きな油圧を、前記第１主軸（１６）または第２主軸（１５）の他方側が回転するまでの所定時間（ｔａ）の間供給し、
   前記一方側のクラッチが第２クラッチ（ＣＬ２）であると共に、前記他方側のクラッチが第１クラッチ（ＣＬ１）であり、
   前記変速機（ＴＭ）は、前記ニュートラル位置から前記所定位置に回動するまでの間に、前記１速用ドグクラッチより前記２速用ドグクラッチの方が早く嵌合を開始するように設定されていることを特徴とする変速制御装置。
2. 前記所定油圧より大きな油圧は、前記油圧供給手段（３１）による最大油圧であることを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
3. 前記所定時間（ｔａ）は、前記１速用ドグクラッチおよび２速用ドグクラッチが嵌合するタイミングより前に終了することを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
4. 前記所定時間（ｔａ）の経過後、前記最大油圧より小さくかつ前記所定油圧より大きな油圧を供給することを特徴とする請求項２または３に記載の変速制御装置。
5. 前記ニュートラル時に所定油圧を供給するクラッチは、前記第２クラッチ（ＣＬ２）である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変速制御装置。
6. 前記クラッチに供給するオイルの油温を検知する油温センサ（１０３）と、
   前記油温に基づいて前記所定時間（ｔａ）を導出するデータテーブルを具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の変速制御装置。

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