JP5337300B2 - 複式クラッチ変速装置、自動二輪車及び発進制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のクラッチを制御する複式クラッチ変速装置、自動二輪車及び発進制御方法に関する。

従来から、自動車の迅速な変速動作を可能にするために複数のクラッチを備えた車両用多段変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の車両用多段変速機では、第１クラッチは、エンジンの駆動力が入力される入力軸と、当該入力軸上で回転自在に設けられる第１主軸とを接続／切断し、第２クラッチは、入力軸と、当該入力軸と同一軸線上に設けられる第２主軸とを接続／切断する。

また、この車両用多段変速機では、入力軸、第１主軸及び第２主軸に対して平行に、出力軸に連結される副軸が配設され、第１クラッチ又は第２クラッチの接続によって、第１主軸又は第２主軸から複数のギアにより所定の変速比で伝達される。これにより、副軸に連結された出力軸が回転して駆動力を出力する。

このように、上記の車両用多段変速機においては、第１クラッチおよび第２クラッチを選択的に接続することにより、変速時に動力遮断を行うことなく、入力軸のトルクを異なる変速比で副軸に伝達させて出力軸の回転を変速させている。

特開昭５８−１２４８５１号公報

近年、自動車に搭載される複数のクラッチを備える車両用多段変速機を、搭載スペースに制限のある自動二輪車に搭載したいという要望がある。このように複数のクラッチを備える車両用多段変速機を自動二輪車に搭載する場合、変速機自体の小型化を図ることが望ましい。

変速機において、クラッチは、駆動側部材と被駆動側部材との係合状態（双方の相対位置）によってクラッチの接続／切断を行うものであり、駆動伝達系を構成する部材として比較的大きな重量を有する。

このようなクラッチを複数機備える構成では、一機のクラッチを備える多段変速機と比較して、多段変速機自体の重量が更に増加するため、クラッチ自体の小型化を図ることで変速機自体の小型化を実現したいという要望がある。

クラッチの大きさは、クラッチの接続／切断において半係合状態（トルクを伝達しつつクラッチを滑らせる状態）で発生する摩擦熱、特に、Ｎ（ニュートラル）から１速へ切り換えて発進する際に発生する摩擦熱、に耐えうる熱負荷に比例する。つまり、半係合状態で発生する摩擦熱に耐え得る熱負荷を有するためには、半係合状態となる駆動側部材及び被駆動側部材自体を大きくする必要がある。

すなわち、単にクラッチを小型化した構成では、発進時における熱負荷に耐えることができないため、発進時の熱負荷に対応できる大きさのクラッチが必要となり、多段変速機自体も重くなるという問題がある。

本発明の目的は、発進時におけるクラッチへの熱負荷を低減して耐久性の向上を図るとともに、クラッチ自体の軽量化を図ることができる複式クラッチ変速装置、自動二輪車及び発進制御方法を提供することである。

本発明の複式クラッチ変速装置の一つの態様は、クランク軸のトルクを第１主軸に伝達または遮断する第１クラッチと、前記クランク軸のトルクを第２主軸に伝達または遮断する第２クラッチと、奇数段の変速ギア段として設定される奇数段変速ギア機構を介して前記第１主軸のトルクが伝達され、かつ偶数段の変速ギア段として設定される偶数段変速ギア機構を介して前記第２主軸のトルクが伝達される出力軸と、前記奇数段変速ギア機構及び前記偶数段変速ギア機構における各ギアの噛み合いを変更する変速機構と、車両発進時において、前記変速機構を介して所定の奇数段及び偶数段の変速ギアをそれぞれ設定した状態で両クラッチを制御して高変速ギア段側のクラッチから低変速ギア段側のクラッチに掛け替える変速制御部と、を備え、前記変速制御部は、前記車両発進時において、前記両クラッチの合計トルク容量を車両の発進に必要な値にした状態で、低変速ギア段側のクラッチ回転数差に応じて前記低変速ギア段側のクラッチのトルク容量を曲線的に漸次増加させつつ、高変速ギア段側のクラッチのトルク容量を漸次減少させて前記両クラッチを掛け替え、さらに、前記変速制御部は、前記低変速ギア段側のクラッチの回転数差に応じて両クラッチの熱負荷が均等若しくは略均等になるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのトルク容量を関連付けたマップを用いて、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御する構成を採る。また、本発明の自動二輪車の一つの態様は、上記構成の複式クラッチ変速装置を備える構成を採る。

本発明の発進制御方法の一つの態様は、クランク軸から伝達されるトルクを、第１主軸に入力して、変速ギア段の奇数段として設定される奇数段変速ギア機構を介して駆動輪に出力する第１クラッチと、前記クランク軸から伝達されるトルクを第２主軸に入力して、変速ギア段の偶数段として設定される偶数段変速ギア機構を介して前記駆動輪に出力する第２クラッチとを備える複式クラッチ変速装置の発進制御方法であって、前記奇数段変速ギア機構及び前記偶数段変速ギア機構において所定の奇数段及び偶数段の変速ギアをそれぞれ設定するステップと、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御して、両クラッチの合計トルク容量を車両の発進に必要な値にした状態で、低変速ギア段側のクラッチにおける駆動側と被駆動側の回転数差であるクラッチ回転数差に応じて前記低変速ギア段側のクラッチのトルク容量を曲線的に漸次増加させつつ、高変速ギア段側のクラッチのトルク容量を漸次減少させて前記両クラッチを掛け替えて前記トルクの伝達経路を変更するステップとを有し、前記トルクの伝達経路を変更するステップでは、前記低変速ギア段側のクラッチの回転数差に応じて両クラッチの熱負荷が均等若しくは略均等になるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのトルク容量を関連付けたマップを用いて、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御するようにした。

本発明によれば、発進時におけるクラッチへの熱負荷を低減して耐久性の向上を図るとともに、クラッチ自体の軽量化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置における複式クラッチ変速機の要部構成を示す模式図 本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置を備える自動二輪車の制御システムを示す模式図 本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置において変速制御部による発進制御の説明に供する機能ブロック図 記憶部に格納されるクラッチ熱負荷均等化マップの説明に供する図 本発明の一実施の形態において発進時クラッチトルク生成部の説明に供する図 変速制御部により車両を発進させる際の制御を示すフローチャート 本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置における発進制御の説明に供する模式図 本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置において、車両を駆動制御する際におけるクラッチの伝達トルク容量の変化を示すタイミングチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る複式クラッチ変速装置は、搭載される車両を自動二輪車として説明するが、これに限らず、制御装置及びこれに制御される複式クラッチ変速機を、自動車などの四輪車、３輪車に搭載してもよい。

まず、図１を用いて本発明に係る複式クラッチ変速装置により制御される複式クラッチ変速機の概要について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置における複式クラッチ変速機７０の要部構成を示す模式図である。

図１に示す複式クラッチ変速機（以下、「変速機」という）７０は、所謂、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）である。変速機７０は、複数のクラッチ（第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５）を交互に切り替えることによって、奇数段の変速ギア或いは偶数段の変速ギアへの駆動力の伝達を可能とする。この変速機７０は、ＤＣＴにおいてバイワイヤ式のクラッチレバー９１を用いて、運転者のクラッチ操作（第１クラッチ７４、第２クラッチ７５のクラッチ容量の調節）を可能としている。

図１に示すように変速機７０は、クラッチレバー９１の操作によって、エンジンのクランクシャフト６０から伝達されるトルクを可変して後輪（図示省略）側に伝達する変速機構７００と、シフトスイッチ１０６の操作によって、変速機構７００における変速動作を行うシフト機構７０１とを有する。なお、シフトスイッチ１０６はシフトペダルでもよい。

クランクシャフト６０は、自動二輪車において、車両の前後方向と直交する方向に、且つ、略水平（横方向）に配置されている。クランクシャフト６０は、複数のクランクウェブ６１を有する。クランクシャフト６０の一端部に配置された外歯歯車であるクランクウェブ６１ａは、第１クラッチ７４における第１のプライマリドリブンギア（「第１入力ギア」とも称する）４０と歯合している。この歯合により、クランクウェブ６１ａから第１入力ギア４０に伝達される動力は、第１クラッチ７４を介して、変速機７０の第１メインシャフト７１０に伝達される。一方、クランクシャフト６０の他端部に配置された外歯歯車であるクランクウェブ６１ｂは、第２クラッチ７５における第２のプライマリドリブンギア（「第２入力ギア」といもいう）５０と歯合している。この歯合により、クランクウェブ６１ｂから第２入力ギア５０に伝達される動力は、第２クラッチ７５を介して、第２メインシャフト７２０に伝達される。

変速機構７００は、クランクシャフト６０と平行に配置される第１メインシャフト（第１主軸部）７１０、第２メインシャフト（第２主軸部）７２０及びドライブシャフト（出力軸）７３０と、第１クラッチ７４と、第２クラッチ７５と、各シャフト７１０〜７３０間の動力伝達を行う各ギア８１〜８６、７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２と、ドライブスプロケット（以下「スプロケット」という）７６と、第１クラッチアクチュエータ７７と、第２クラッチアクチュエータ７８とを有する。

第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５は、第１メインシャフト７１０と第２メインシャフト７２０とを車両の両側方から挟むように、車両の前後方向と直交する方向（ここでは左右方向）に離間して配置されている。

第１クラッチ７４は、クランクシャフト６０と第１メインシャフト７１０との間に設けられ、第２クラッチ７５は、クランクシャフト６０と第２メインシャフト７２０との間に設けられている。

これら第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５はそれぞれ、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８によって、エンジンが出力するトルクをトルク伝達経路の下流側に伝達したり、遮断したりする。

具体的には、第１クラッチ７４は、第１クラッチアクチュエータ７７の駆動によって、第１入力ギア４０と第１メインシャフト７１０とを係合（エンゲージ）して、クランクシャフト６０を介したエンジンからの回転動力を第１メインシャフト７１０に伝達する。また、第１クラッチ７４は、第１クラッチアクチュエータ７７の駆動によって、第１入力ギア４０と第１メインシャフト７１０とを係合を解いて解放（リリース）し、解放状態においてエンジンから第１メインシャフト７１０へ伝達される回転動力を遮断する。このように第１クラッチ７４は、係合状態から解放状態へ遷移するにつれてエンジンの回転動力を第１メインシャフト７１０に伝達クラッチの伝達トルク（クラッチトルク容量）を徐々に下げ、解放状態から係合状態に遷移するにつれて、同伝達トルクを徐々に上げる。なお、ここでは、係合状態とはクラッチトルク容量によって当該クラッチの回転数差が０になった状態をいい、クラッチにおいて係合状態から解放状態の間の状態を半係合状態とも称する。

ここでは、第１クラッチ７４は、多板式構造のクラッチであり、第１入力ギア４０とともに回転するフリクションプレート等を備える駆動側部と、第１メインシャフト７１０とともに回転するクラッチプレート等を備える被駆動側部とを有する。第１クラッチ７４は、制御部３００の変速制御部（図２で示すＴＣＵ１１０）によって制御される第１クラッチアクチュエータ７７の第１プルロッド７７ａに連結されている。第１クラッチ７４は、第１プルロッド７７ａが第１クラッチ７４から離間する方向に引かれると、複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートが互いに離間され、第１入力ギア４０から第１メインシャフト７１０へのトルクの伝達が切断、つまり、第１メインシャフト７１０への動力伝達が遮断される。一方、第１プルロッド７７ａが第１クラッチ７４側に移動すると、複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートが互いに密着して、第１メインシャフト７１０へトルクを伝達する、つまり、奇数ギア（１速ギア８１、３速ギア８３および５速ギア８５）群を有する奇数ギア段の動力伝達を行う。

第２クラッチ７５は、第２クラッチアクチュエータ７８の駆動によって、第２入力ギア５０と第２メインシャフト７２０とを係合して、クランクシャフト６０を介したエンジンからの回転動力を第２メインシャフト７２０に伝達する。また、第２クラッチ７５は、第２クラッチアクチュエータ７８の駆動によって、第２入力ギア５０と第２メインシャフト７２０との係合を解いて解放し、解放状態においてエンジンから第２メインシャフト７２０へ伝達される回転動力を遮断する。このように第２クラッチ７５は、係合状態から解放状態へ遷移するにつれてエンジンの回転動力を第２メインシャフト７２０に伝達クラッチの伝達トルク（クラッチトルク容量）を徐々に下げ、解放状態から係合状態に遷移するにつれて、同伝達トルクを徐々に上げる。

ここでは、第２クラッチ７５は、第１クラッチ７４と同様に多板式構造のクラッチであり、第２入力ギア５０とともに回転するフリクションプレート等を備える駆動側部と、第２メインシャフト７２０とともに回転するクラッチプレート等を備える被駆動側部とを有する。第２クラッチ７５は、制御部３００の変速制御部１１０によって制御される第２クラッチアクチュエータ７８の第２プルロッド７８ａに連結されている。第２クラッチ７５では、第２プルロッド７８ａが第２クラッチ７５から離間する方向に引かれると、複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートが互いに離間され、第２入力ギア５０から第２メインシャフト７２０へのトルクの伝達が切断、つまり、第２メインシャフト７２０への動力伝達が遮断される。一方、第２プルロッド７８ａが第２クラッチ７５側に移動すると、複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートが互いに密着して、第２メインシャフト７２０へトルクを伝達する、つまり、偶数ギア（２速ギア８２、４速ギア８４および６速ギア８６）群を有する偶数ギア段の動力伝達を行う。

第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の各クラッチにおける駆動側部と被駆動側部の相対位置が、各クラッチにおける係合状態から解放状態までの状態を規定する。この駆動側部と被駆動側部の相対位置を「クラッチ位置」とも称し、このクラッチ位置によってクラッチの伝達トルク（クラッチトルク容量）は決定する。

このように第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５は、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８を介して制御部３００（詳細には図２に示すＴＣＵ１１０）によって駆動制御される。

第１及び第２メインシャフト７１０、７２０に伝達される動力は、変速段を構成する各ギア８１〜８６、７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２のうち適宜選択された各ギアを介して車両後方に配置されたドライブシャフト７３０に伝達される。

ドライブシャフト７３０の一端部（左側端部）にはスプロケット７６が固定され、ドライブシャフト７３０の回転によって、スプロケット７６に巻回されたドライブチェーン（図示省略）を介して、変速機７０からの駆動力は、駆動輪である後輪に伝達される。このように、エンジンで発生したトルクは、第１クラッチ７４または第２クラッチ７５、各変速段に対応した所定ギア列を経由して、ドライブシャフト７３０から出力されることによって、後輪（駆動輪）を回転する。

なお、第１メインシャフト７１０における動力伝達部位の外径と、第２メインシャフト７２０における動力伝達部位の外径は略同径である。ここで、第１メインシャフト７１０における動力伝達部位は、奇数段のギア（各ギア８１、８３、８５、７１１、７１２、７３１）を介してドライブシャフト７３０に出力する駆動力の伝達部位である。また、第２メインシャフト７２０における動力伝達部位は、偶数段のギア（各ギア８２、８４、８６、７２１、７２２、７３２）を介してドライブシャフト７３０に出力する駆動力の伝達部位である。また、第１メインシャフト７１０における駆動力の伝達部位と、第２メインシャフト７２０における駆動力の伝達部位とは、同心円上で重なることなく配置されている。この変速機構７００では、互いに同径の外径を有する第１メインシャフト７１０及び第２メインシャフト７２０が同一軸線上に左右に並べて配設され、それぞれ独立で回動する。

第１メインシャフト７１０は、第１クラッチ７４に連結されており、第２メインシャフト７２０は、第２クラッチ７５に連結されている。

第１メインシャフト７１０上には、第１クラッチ７４が接続される基端側から順に、奇数段を構成する変速ギア（固定ギア７１１、５速ギア８５およびスプラインギア７１２）が配設されている。

固定ギア（「１速対応ギア」とも称する）７１１は、第１メインシャフト７１０に一体的に形成され、第１メインシャフト７１０とともに回転する。固定ギア７１１は、ドライブシャフト７３０の１速ギア（被動側ギア）８１に歯合している。

５速ギア８５は、第１メインシャフト７１０上において、１速対応の固定ギア７１１と、３速対応のスプラインギア（３速対応ギア）７１２との間に互いに離間した位置に、軸方向への移動を規制された状態で、第１メインシャフト７１０の軸周りに回転自在に取り付けられている。

５速ギア８５は、ドライブシャフト７３０のスプラインギア（被動側ギアとしての５速対応ギア）７３１に歯合している。

スプラインギア（「３速対応ギア」とも称する）７１２は、第１メインシャフト７１０における先端部の外周に軸方向に沿って形成されたスプラインによって、第１メインシャフト７１０に対して回動を規制されつつ、軸方向にはスライド移動自在に第１メインシャフト７１０に取り付けられている。また、スプラインギア７１２は、ドライブシャフト７３０の３速ギア（被動側ギア）８３に歯合している。

スプラインギア７１２は、連結されたシフトフォーク１４２の移動によって第１メインシャフト７１０上を軸方向に移動する。スプラインギア７１２は、第１メインシャフト７１０上を５速ギア８５側に移動して５速ギア８５と係合し、第１メインシャフト７１０上における５速ギア８５の軸回りの回動（空転）を規制する。スプラインギア７１２が５速ギア８５に係合することにより、５速ギア８５を第１メインシャフト７１０に固定し、第１メインシャフト７１０の回転とともに一体的に回転可能にさせる。

一方、第２メインシャフト７２０上には、第２クラッチ７５が接続される基端部側から順に、偶数段を構成する変速ギア（固定ギア７２１、６速ギア８６およびスプラインギア７２２）が配設されている。

固定ギア（「２速対応ギア」とも称する）７２１は、第２メインシャフト７２０に一体的に形成され、且つ、ドライブシャフト７３０の２速ギア（被動側ギア）８２に歯合している。

６速ギア８６は、第２メインシャフト７２０上において、２速対応の固定ギア７２１と、４速対応ギアであるスプラインギア７２２との間に互いに離間した位置に、軸方向への移動を規制された状態で、第２メインシャフト７２０の軸周りに回転自在に取り付けられている。この６速ギア８６は、ドライブシャフト７３０のスプラインギア７３２（被動側ギアとしての６速対応ギア）に歯合している。

スプラインギア（「４速対応ギア」とも称する）７２２は、第２メインシャフト７２０における先端部の外周に軸方向に沿って形成されたスプラインによって、第２メインシャフト７２０に対する回動を規制されつつ、軸方向にはスライド移動自在に第２メインシャフト７２０に取り付けられている。また、スプラインギア７２２は、ドライブシャフト７３０の４速ギア（被動側ギア）８４に歯合している。

スプラインギア７２２は、連結されたシフトフォーク１４３の移動によって、第２メインシャフト７２０上を軸方向に移動する。スプラインギア７２２は、第２メインシャフト７２０上を６速ギア８６側に移動して６速ギア８６と係合し、第２メインシャフト７２０上における６速ギア８６の軸回りの回動（空転）を規制する。スプラインギア７２２が６速ギア８６に係合することにより、６速ギア８６を第２メインシャフト７２０に固定し、第２メインシャフト７２０の回転とともに一体的に回転可能にさせる。

一方、ドライブシャフト７３０には、第１クラッチ７４側から順に１速ギア８１、スプラインギア（５速対応ギア）７３１、３速ギア８３、４速ギア８４、スプラインギア（６速対応ギア）７３２、２速ギア８２およびスプロケット７６が配置されている。なお、１速ギア８１、３速ギア８３、４速ギア８４および２速ギア８２は、ドライブシャフト７３０に、当該ドライブシャフト７３０の軸方向における移動が禁止された状態でドライブシャフト７３０を中心に回転自在に設けられている。

スプラインギア（「５速対応ギア」とも称する）７３１は、ドライブシャフト７３０に対してスラスト方向に移動自在で、且つ、ドライブシャフト７３０とともに回転するように取り付けられている。このスプラインギア７３１は、シフト機構７０１のシフトフォーク１４１に連結され、シフトフォーク１４１の可動によってドライブシャフト７３０上を軸方向に移動する。

スプラインギア（「６速対応ギア」とも称する）７３２は、ドライブシャフト７３０に対してスラスト方向に移動自在で、且つ、ドライブシャフト７３０とともに回転するように取り付けられている。このスプラインギア７３２は、シフト機構７０１のシフトフォーク１４４に連結され、シフトフォーク１４４の可動によってドライブシャフト７３０上を軸方向に移動する。

これらスプラインギア７１２、７２２、７３１、７３２は、変速ギアとしてそれぞれ機能するとともにドグセレクタとして機能する。具体的には、スプラインギア７１２、７２２、７３１、７３２と、軸方向で隣り合う各変速ギアとの互いの対向面同士には、互いに嵌合する凹凸部が形成され、凹凸部が嵌合することによって両ギアは一体的に回動する。

このように、スプラインギア７１２、７２２、７３１、７３２は、連結されたシフトフォーク１４１〜１４４の駆動によって軸方向に移動して、軸方向で隣り合う各変速ギア（１速ギア８１〜６速ギア８６）のそれぞれにドグ機構により連結する。

なお、変速機構７００において各ギア８１〜８６、７１１、７１２、７２１、７２２、７３１、７３２に対して行われるギアシフトは、シフト機構７０１におけるシフトカム１４の回転によって可動するシフトフォーク１４１〜１４４によって行われる。

変速機構７００におけるギアを選択するシフト機構７０１は、シフトフォーク１４１〜１４４を動作させるシフトカム１４を回転駆動させるシフトカム駆動装置８００と、モータ１４０と、モータ１４０とシフトカム駆動装置８００とを連結して、モータ１４０の駆動力をシフトカム駆動装置８００に伝達する伝達機構４１とを有する。

シフトフォーク１４１〜１４４は、各スプラインギア７３１、７１２、７２２，７３２とシフトカム１４との間に架設されており、互いに、第１及び第２メインシャフト７１０、７２０、及びドライブシャフト７３０、シフトカム１４の軸方向で離間して配置されている。これらシフトフォーク１４１〜１４４は互いに平行するように並べられ、それぞれがシフトカム１４の回転軸の軸方向に移動自在に配置されている。

シフトフォーク１４１〜１４４は、基端側のピン部を、シフトカム１４の外周に形成された４本のカム溝１４ａ〜１４ｄにおけるそれぞれの溝内に、移動自在に配置させている。すなわち、シフトフォーク１４１〜１４４は、シフトカム１４を原節とした従節をなしており、シフトカム１４のカム溝１４ａ〜１４ｄの形状によって第１及び第２メインシャフト７１０、７２０、及びドライブシャフト７３０の軸方向にスライド移動する。このスライド移動によって、先端部に連結される各スプラインギア７３１、７１２、７２２，７３２は、各々の内径に挿通されている各軸上を軸方向にそれぞれ移動する。

シフトカム１４は、円筒状をなし、回転軸が第１メインシャフト７１０、第２メインシャフト７２０及びドライブシャフト７３０と平行になるように配置されている。

シフトカム１４は、伝達機構４１を介してシフトカム駆動装置８００に伝達されるモータ１４０の駆動力によって回転駆動され、この回転によって、カム溝１４ａ〜１４ｄの形状に応じてシフトフォーク１４１〜１４４のうち少なくとも一つを、シフトカム１４の回転軸の軸方向に可動させる。

このようなカム溝１４ａ〜１４ｄを有するシフトカム１４の回転に追従して可動するシフトフォーク１４１〜１４４によって、その移動したシフトフォークに連結されるスプラインギアが移動して、変速機７０（変速機構７００）のギアシフトが行われる。

このような変速機構７００を有する変速機７０では、クランクシャフト６０からのエンジンの駆動力が、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の動作と、これに対応するシフト機構７０１の動作とによって、第１メインシャフト７１０及び第２メインシャフト７２０を有する独立の２系統の一方を介して、ドライブシャフト７３０を介して出力される。このドライブシャフト７３０の回転とともにドリブンスプロケット７６が回転し、チェーンを介して後輪を回転する。

変速機構７００の第１及び第２クラッチアクチュエータ７７、７８と、シフト機構７０１においてシフトフォーク１４１〜１４４を駆動するモータ１４０とは、制御システム１０（図２参照）における制御部３００によって制御される。

図２は、本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置を備える自動二輪車の制御システムを示す模式図である。なお、図２では、エンジン本体は図示省略している。

図２に示す制御システム（制御装置）１０において、制御部３００は、ＴＣＵ（Transmission Control Unit、「変速制御部」とも称する）１１０とＥＣＵ（Engine Control Unit、「エンジン制御部」とも称する）１２０とを有する。これら変速制御部１１０とエンジン制御部１２０との間では、ＣＡＮ通信などのデータ通信により各種のデータが情報交換される。

つまり、エンジン制御部１２０には、ＣＡＮ通信を介して変速制御部１１０に入力される情報が入力され、変速制御部１１０にも、エンジン制御部１２０に入力される情報がＣＡＮ通信を介して入力される。これにより、変速制御部１１０とエンジン制御部１２０とは、互いに入力される情報を共有し、変速制御部１１０は主に変速機７０の駆動を制御し、エンジン制御部１２０は、エンジンの駆動を制御している。

変速制御部１１０及びエンジン制御部１２０は、何れもマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。なお、記憶機能に書換え可能なＲＯＭを使用し、必要に応じて書き換えながら使用することも可能である。

変速制御部１１０及びエンジン制御部１２０は、二輪車に設けられた各センサ、シフトスイッチ１０６及びクラッチレバー９１のレバー操作量を検出するレバー操作量検出部９２から入力される信号に基づいて二輪車の駆動（変速機構７００、シフト機構７０１、エンジン等の車両の各部）を制御する。

変速制御部１１０には複数のセンサが接続されている。図２では、変速制御部１１０に接続されるセンサのうち、クラッチレバー９１と、アクセル開度センサ（Accelerator Position Sensor）１０１と、クラッチ位置センサ（Clutch Angle Sensor）１０２、１０３と、シフト位置センサ（変速段検出部）１０５と、シフトスイッチ１０６と、ドライブシャフト回転数検出センサ（「車速センサ」という）１１１と、スロットル開度センサ１２１とが図示されている。

クラッチレバー９１は、運転者により握られることによってクラッチの係合状態を調節するものであり、例えば、ハンドルの左側ハンドルバーに配置され、運転者が左手用のグリップとともに握持自在となっている。

このクラッチレバー９１は、バイワイヤ式のクラッチレバー９１であり、レバー操作量検出部９２によって運転者に握られるレバーの操作量が検出される。

レバー操作量検出部９２は、検出したレバー操作量を電気信号に変換して制御部３００（詳細には変速制御部１１０）に出力する。

また、各センサ１０１〜１０３、１０５、１１１、１２１及びシフトスイッチ１０６から変速制御部１１０に入力される情報は、アクセル開度、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５のクラッチ位置（クラッチの駆動側部と被駆動側部の相対位置）、ドライブシャフト７３０の回転数、電磁スロットル開度（電磁スロットルのスロットルバルブ１３１の位置）である。

また、これら各センサ１０１〜１０３、１０５、１１１及びシフトスイッチ１０６の他に、他の図示しない各センサ及び各部によって、変速制御部１１０には、各種の情報が入力される。例えば、変速制御部１１０には、第１メインシャフト７１０の回転数（図２では「奇数段メイン軸回転数」と示す）、第２メインシャフト７２０の回転数（図２では「偶数段メイン軸回転数」と示す）、シフトカム１４の回転角、クランクシャフト６０の回転数（エンジン（ＥＧ）回転数）等の情報が入力される。

更に、変速制御部１１０には、図示しない気筒判別センサ（カムセンサ）、サイドスタンドスイッチ、ニュートラルスイッチから、気筒判別情報、サイドスタンドスイッチ（サイドスタンドＳＷ）情報、変速ギアがニュートラルの位置にあることを示すニュートラルスイッチ（ニュートラルＳＷ）情報が入力される。

また、エンジン制御部１２０は、電子制御スロットル１３０と、エンジンのインジェクタ１３３と、イグニッション１２７とが接続されており、これら接続される各部を用いて、エンジンを制御する。なお、エンジン制御部１２０には、接続される各センサから、吸気温、水温、吸気負圧などの情報が入力される。

アクセル開度センサ（Accelerator Position Sensor）１０１は、運転者のアクセル操作量を検出して変速制御部１１０に出力する。このアクセル操作量に応じて変速制御部１１０とエンジン制御部１２０は、各部の駆動を制御する。

クラッチ位置センサ（Clutch Angle Sensor）１０２、１０３は、第１クラッチアクチュエータ７７による第１クラッチ７４の係合状態、第２クラッチアクチュエータ７８による第２クラッチ７５の係合状態（「クラッチ位置」とも称する）を検出する。検出したクラッチ位置（クラッチによるトルクの伝達度合）は変速制御部１１０に出力される。

具体的には、クラッチ位置センサ１０２は、第１プルロッド７７ａの動作量に対応したモータ７７ｂの回転角を検出する。クラッチ位置センサ１０２は、モータ７７ｂの回転角を検出することによって、第１プルロッド７７ａの動作量に応じて調整される複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートとの離間量、つまり、第１クラッチ７４における係合状態を検出できる。クラッチ位置センサ１０３も、クラッチ位置センサ１０２と同様の機能を有し、第２プルロッド７８ｂの動作量に対応するモータ７８ｂの回転角を検出することによって、第２クラッチ７５における係合状態を検出する。すなわち、クラッチ位置センサ１０３は、第２クラッチ７５における複数のクラッチプレートと複数のフリクションプレートとの間の離間量、つまり、第２クラッチ７５における係合状態（クラッチ位置）を検出して変速制御部１１０に出力する。

出力軸回転数検出センサ（「車速センサ」という）１１１は、変速機７０のドライブシャフト７３０における回転速度（ドライブシャフト回転数：車速に相当）を検出して変速制御部１１０及びエンジン制御部１２０に出力する。

シフト位置センサ（変速段検出部）１０５は、シフト機構７０１のモータ１４０の動作により所定変速段を形成しているギア位置（１速〜６速、ニュートラル）を検出して変速制御部１１０に出力する。

シフトスイッチ１０６は、図示しないシフトアップボタンおよびシフトダウンボタンを有し、これらシフトアップボタンまたはシフトダウンボタンの押下によって、変速機７０が変速動作を行う。

すなわち、運転者がシフトスイッチ１０６のシフトアップボタンまたはシフトダウンボタンを押下することによって、押下されたことを示す信号（以下、シフト信号と称する）がシフトスイッチ１０６から変速制御部１１０（制御部３００）へ出力される。このシフト信号に基づいて、制御部３００は、モータ１４０を制御して、シフトカム１４を回転させて、シフトフォーク１４１〜１４４を適宜駆動して変速機７０（詳細には、変速機構７００）の変速段の切替動作（ギアシフト）を行う。

本実施の形態では、シフトアップボタンが運転者に押下されることによって、変速機７０では現状の変速段からアップシフト動作が実行され、シフトダウンボタンが運転者に押下されることによって、変速機７０では現状の変速段からシフトダウン動作が実行される。

第１クラッチアクチュエータ７７は、変速制御部１１０からの制御指令に基づいて、第１クラッチ７４において、第１メインシャフト７１０に作用する係合力、つまり、第１クラッチ７４から第１メインシャフト７１０への伝達トルクを調整する。これにより、エンジンから第１メインシャフト７１０への動力の伝達或いは遮断が行われて、車両は発進したり停止したりする。

本実施の形態の第１クラッチアクチュエータ７７は、油圧によって第１クラッチ７４のトルク容量を変化させて、第１クラッチ７４の伝達トルクを調整する。第１クラッチアクチュエータ７７では、変速制御部１１０により駆動制御されるモータ７７ｂがリンク７７ｃを介してマスターシリンダ７７ｄを駆動してスレイブシリンダ７７ｅに作動油を送出させる。

スレイブシリンダ７７ｅでは流入する作動油によって、第１クラッチ７４側に付勢された第１プルロッド７７ａを第１クラッチ７４側から離間する方向に移動させる。これにより、第１クラッチ７４では係合力、つまり、伝達トルク容量（以下、「トルク容量」とも称する）を低下させて、エンジン（詳細には、クランクシャフト６０）から第１メインシャフト７１０への伝達トルクを遮断する。このように第１プルロッド７７ａが第１クラッチ７４から離間する方向に引っ張られるように移動することによって、第１クラッチ７４は解放（リリース）状態となる。また、モータ７７ｂの駆動によって、第１プルロッド７７ａは、第１クラッチ７４側から離間する方向への引っ張り状態を解除され、第１クラッチ７４側に移動する。

これにより、第１クラッチ７４の係合力（言い換えれば、クラッチトルク容量）が増加していき、エンジンから第１メインシャフト７１０へ伝達されるトルクが大きくなる。第１クラッチ７４は、エンジンから第１メインシャフト７１０へトルクを伝達する。

第２クラッチアクチュエータ７８は、変速制御部１１０からの制御指令に基づいて、第２クラッチ７５において第２メインシャフト７２０に作用する係合力、つまり、第２クラッチ７５のトルク容量を変化させて、第２クラッチ７４から第２メインシャフト７２０への伝達トルクを調整する。これにより、エンジンから第２メインシャフト７２０への動力の伝達或いは遮断が行われて、車両は発進したり停止したりする。

なお、第２クラッチアクチュエータ７８は、第１クラッチアクチュエータ７７と同様に構成され、第１クラッチアクチュエータ７７が第１クラッチ７４を駆動する動作と同様の動作で、第２クラッチ７５を駆動する。

さらに、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８は、走行中に、第１クラッチ７４および第２クラッチ７５を動作させることによって、変速機内部のトルク伝達経路を切り替えて変速動作を行う。

なお、これら第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８は、ここでは、油圧式のものとしたが、クラッチに作用する係合力（「クラッチの伝達トルク容量」と同等）を調整する構成であれば、電気式等、どのように構成されてよい。

シフト機構７０１では、シフトスイッチ１０６の入力により変速制御部１１０からの制御指令に基づいて、モータ１４０が駆動して、伝達機構４１を介してシフトカム駆動装置８００を駆動する。このシフトカム駆動装置８００の駆動によってシフトカム１４が回転駆動し、このシフトカム１４の回転によって、変速機に搭載されている各シフトフォーク１４１〜１４４（図２参照）を選択的に作動させる。これにより、変速機入力軸である第１メインシャフト７１０及び第２メインシャフト７２０の少なくとも一方と、ドライブシャフト７３０とを所望のギア対を介して連結状態にして所定変速段を形成する。

スロットル開度センサ１２１は、電子制御スロットル１３０のスロットルバルブ１３１の開度を検出して、その信号を変速制御部１１０に出力する。なお、変速制御部１１０は、スロットル開度センサ１２１から入力されるスロットルバルブ（スロットル開度）の開度を用いて変速制御を行ったり、スロットル開度をエンジン制御部１２０に出力してフィードバック制御させたりする。

電子制御スロットル１３０は、エンジン制御部１２０からの制御指令に基づいて駆動する。電子制御スロットル１３０は、モータ１３２を駆動して、エンジン吸気系に設けられたスロットルバルブ１３１の開度を調整する。

エンジン制御部１２０は、変速制御部１１０を介して入力されるスロットルバルブ１３１の開度、エンジンの回転速度、アクセル操作量等の情報に基づいてエンジンの駆動を制御する。ここでは、エンジン制御部１２０は、変速制御部１１０から入力される、エンジンのトルクを決定する目標エンジントルクの指令に応じてエンジンのトルクを制御する。なお、この要求トルクは、例えば、ＡＰＳ（アクセル開度センサ）１０１の情報とエンジン回転速度（クランクシャフト６０の回転数に相当）を基にスロットルバルブ開度を算出する３次元ＭＡＰを基本として制御される。これにより、いわゆるオーバーベンチュリーと呼ばれる領域では、スロットル開度を制限することにより吸入空気流速の低下を防ぎ充填効率の向上を図るとともに、トルクが突出する領域も同様にスロットル開度を制限し、全体的なトルク特性の作り込みを行っている。

このように入力された目標エンジントルク指令に基づいて、エンジン制御部１２０は、電子制御スロットル１３０の作動、あるいはイグニッション１２７を用いて点火時期を変化させることによってエンジンの発生トルクを制御する。なお、目標エンジントルクは、変速制御部１１０により算出しているが、エンジン制御部１１０で算出するようにしてもよい。

変速制御部１１０は、入力される信号に基づく要求トルクの出力に加えて、発進時では、クラッチレバー９１のレバー操作量、シフトスイッチ１０６のシフト信号を受けて所定のタイミングで、第１クラッチアクチュエータ７７、第２クラッチアクチュエータ７８及びシフト機構７０１の動作を制御する。これら第１クラッチアクチュエータ７７、第２クラッチアクチュエータ７８及びシフト機構７０１の動作によって、第１クラッチ７４、第２クラッチ７５と各変速ギア段とが動作されて変速段の切り替え動作が行われる。

走行時において、変速制御部１１０は、レバー操作量検出部９２からのレバー操作量情報及びシフトスイッチ１０６からの変速段指令を受けて、入力される各情報（アクセル開度、エンジン回転数、第１メインシャフト７１０の回転数、第２メインシャフト７２０の回転数、ドライブシャフト７３０の回転数及びシフトカムの回転角）に基づいて、目標エンジントルクと目標クラッチトルクを算出する。これら算出した目標エンジントルク、目標クラッチトルクに基づいて目標スロットル開度、目標シフトカム１４の回転角、第１クラッチ７４又は第２クラッチ７５における目標クラッチ位置を算出する。これらの算出結果を用いて変速制御部１１０は、第１クラッチアクチュエータ７７、第２クラッチアクチュエータ７８及びモータ１４０の駆動を制御して、変速機７０においてトルク伝達経路を変更する。

言い換えれば、変速制御部１１０は、変速期間中に、目標とする変速段（掛け替え後の変速段（次段））のギア対にトルクを伝達する次段側のクラッチのクラッチトルク容量を目標値に上げた後に、掛け替え前の変速段（前段）のギア対にトルクを伝達する前段側のクラッチのクラッチトルク容量を下げることによってトルク伝達経路を変更する。

この変速制御部１１０は、車両発進時では、エンジン制御部１２０によるエンジンの駆動制御に連動して、第１クラッチアクチュエータ７７、第２クラッチアクチュエータ７８及びシフト機構７０１のモータ１４０を制御して車両を発進させる。

この車両発進制御を行う際に、変速制御部１１０は、まず、奇数段変速ギア機構と偶数段ギア機構との各噛み合い状態を最も変速比が大きな状態となるように変速機構７００を制御する。具体的には、変速制御部１１０は、シフト機構７０１を介して２速ギア及び１速ギアを選択（「２−１」状態）して、２速ギアにトルクが伝達されるように第２クラッチアクチュエータ７８を介して第２クラッチ７５のトルク容量を上げていく。

その後、変速制御部１１０は、両クラッチ７４、７５の駆動を制御して発進時における変速段の切り替え動作、つまり発進時におけるクラッチの掛け替え動作（以下、「発進時クラッチ掛け替え制御」という）を行う。発進時では、変速制御部１１０は、低ギア（１速）側のクラッチ回転数差に応じて、高ギア（２速ギア）側のクラッチトルクを指数関数的に漸次減少させつつ、低ギア側のクラッチトルクを指数関数的に漸次上昇するように制御して掛け替える。なお、ここでいうクラッチの回転数差とは、クラッチ単体における、駆動側（クラッチにおける動力伝達路の上流側に相当）と被駆動側（クラッチにおける動力伝達路の下流側）の回転数差である。

このような発進制御を行う変速制御部１１０の機能について説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置において変速制御部による発進制御の説明に供する機能ブロック図である。

変速制御部（ＴＣＵ）１１０は、クラッチ回転数差取得部２１０と、記憶部２２０と、発進時クラッチトルク生成部２４０と、シフトアクチュエータ駆動制御部２６０と、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０と、を有する。

クラッチ回転数差取得部２１０は、入力される第１メインシャフト回転数、第２メインシャフト回転数及びエンジン回転数に基づいて、変速制御部１１０によって駆動制御される各クラッチにおける動力伝達路の上流側（駆動側）の回転数と、下流側（被駆動側）の回転数の差（回転数差）を取得する。このように取得したクラッチの回転数差は、発進時クラッチトルク生成部２４０に出力される。

発進時では、クラッチ回転数差取得部２１０は、第１クラッチ７４の回転数差（「クラッチ１回転数差」とも称することもある）を算出して発進時クラッチトルク生成部２４０に出力する。

具体的には、クラッチ回転数差取得部２１０は、発進時において、入力される第１クラッチ７４における被駆動部側の第１メインシャフト７１０の回転数（クラッチ下流の回転数）と、クランクシャフト６０の回転数（エンジン回転数）に一次減速比を掛けたクラッチ上流の回転数と、の回転数差を算出する。クラッチ回転数差取得部２１０は、算出した第１クラッチ７４のクラッチ回転数差を、発進時クラッチトルク生成部２４０に出力する。

記憶部２２０は、ＴＣＵ１１０において変速機７０の駆動制御に用いられる各データ及びプログラムが格納されている。特に、記憶部２２０は、車両発進の際にクラッチトルク生成部２４０によって読み出されるマップであって、クラッチの回転数差に応じて両クラッチ７４、７５の熱負荷が最小（均等）になるように設定されたマップ（以下、「クラッチ熱負荷均等化マップ」という）を格納している。

この「クラッチ熱負荷均等化マップ」は、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の発進時クラッチ掛け替え制御情報（例えば指数関数式）である。なお、この指数関数のゲイン（係数）は１速と２速のギア比に応じて設定される。

また、記憶部２２０は、変速ギアの比を示す変速ギア比情報と、「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」（図５参照）と、「クラッチ位置−トルク変換マップ」（図５参照）等とを格納している。

これら「クラッチ熱負荷均等化マップ」、「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」、「クラッチ位置−トルク変換マップ」は、発進時クラッチトルク生成部２４０に読み出されて、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の各クラッチトルク容量指令値（クラッチ位置目標値）の算出（所謂「発進時クラッチの掛け替え」）に用いられる。

「クラッチ熱負荷均等化マップ」は、低ギア側のクラッチの回転数差に応じて、両クラッチ７４、７５への熱負荷が最小（均等）となるように設定されたマップである。この「クラッチ熱負荷均等化マップ」は、第１クラッチ７４の回転数差により２つのクラッチ熱負荷が均等になるように予め求められたマップであり、例えば、指数関数により設定されたマップである。なお、「クラッチ熱負荷均等化マップ」は、低ギア側クラッチが第２クラッチ７５である場合、第２クラッチ７５の回転数差により２つのクラッチ熱負荷が最小（均等）になるように予め求められたマップとなる。

図４は、記憶部に格納されるクラッチ熱負荷均等化マップの説明に供する図である。図４に示す「クラッチ熱負荷均等化マップ」は、合計トルク容量（合計トルク値：Ｔｃｌ）を１としたとき、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５におけるそれぞれのクラッチトルク比を、横軸をクラッチ１（第１クラッチ）の回転数差（車両が動きだす回転数差を１とする）にして表している。

「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」は、運転者が操作するクラッチレバーの操作量（レバー操作量）とクラッチの伝達トルク（クラッチトルク）とが対応付けられたマップである。この「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」は、レバー操作量をクラッチトルクの合計トルク目標値（クラッチ合計トルク目標値）に変換する際に用いられる。合計トルク目標値は、車両を発進に必要な値（車両が動きだす値）であり、駆動輪（後輪）に伝達されることによって駆動輪を回転駆動して車両を移動させる値である。

また、「クラッチ位置−トルク変換マップ」は、両クラッチ７４、７５の各トルク目標値と、各クラッチにおけるクラッチ位置の目標値（クラッチ１及びクラッチ２の目標値）とが関連付けられたマップであり、トルク目標値を、クラッチ位置の目標値に変換する。

これらマップを用いて、ＴＣＵ１１０では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、クラッチトルク（具体的には、クラッチ位置目標値）を算出して、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０に出力する。これにより、２つのクラッチ７４、７５はトルク制御される。

ここで、発進時クラッチトルク生成部２４０の処理について詳細に説明する。

図５は、本発明の一実施の形態において発進時クラッチトルク生成部の説明に供する図である。

ＴＣＵ１１０における発進時クラッチトルク生成部２４０は、図５に示すように、記憶部２２０から読み出した「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」を用いて、クラッチレバー９１から入力されるクラッチレバー操作量を、クラッチ合計トルク目標値に変換して算出する。すなわち、クラッチ合計トルク目標値は、クラッチレバー９１の操作に応じて、予め設定された「クラッチレバー操作量−トルク変換マップ」を介して算出される。

発進時クラッチトルク生成部２４０は、算出したクラッチ合計トルク目標値と、クラッチ回転数差取得部２１０から入力されるクラッチ１（第１クラッチ７４）回転数差と、記憶部２２０から読み込んだ「クラッチ熱負荷均等化マップ」（図４参照）とを用いて、クラッチの伝達トルク目標値（クラッチトルク目標値）を算出する。このように算出されるクラッチの伝達トルク目標値は、第１クラッチ７４（クラッチ１）及び第２クラッチ７５（クラッチ２）の熱負荷が均等になるようなクラッチ１（第１クラッチ７４）のクラッチトルク目標値及びクラッチ２（第２クラッチ７５）のクラッチトルク目標値である。

すなわち、発進時クラッチトルク生成部２４０は、発進時において、１速ギア選択時の第１クラッチ７４の熱負荷（発生熱）と、２速ギア選択時の第２クラッチ７５の熱負荷とが均等になるような両クラッチのクラッチトルク目標値を「クラッチ熱負荷均等化マップ」（図４参照）を介して算出する。

さらに、発進時クラッチトルク生成部２４０は、算出したクラッチ１目標値とクラッチ２目標値を、記憶部２２０から読み出した「クラッチ位置−トルク変換マップ」を用いて、対応するクラッチ位置に変換する。すなわち、発進時クラッチトルク生成部２４０は、「クラッチ位置−トルク変換マップ」を用いて、クラッチ１目標値に対応するクラッチ１（第１クラッチ７４）位置目標値と、算出したクラッチ２目標値に対応するクラッチ２（第２クラッチ７５）位置目標値とを算出する。

算出されたクラッチ１位置目標値は、第１クラッチ７４における伝達トルク（クラッチトルク）に対応し、算出されたクラッチ２位置目標値は第２クラッチ７５における伝達トルク（クラッチトルク）に対応する。

発進時クラッチトルク生成部２４０は、算出したクラッチ１位置目標値をクラッチアクチュエータ駆動制御部２７０のクラッチ位置制御器２７１に出力し、算出したクラッチ２位置目標値をクラッチアクチュエータ駆動制御部２７０のクラッチ位置制御器２７２に出力する。

これにより、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０では、クラッチ１位置制御器２７１から第１クラッチアクチュエータ７７に印可電圧１（駆動電圧）を出力し、クラッチ２位置制御器２７２から第２クラッチアクチュエータ７８に印可電圧１（駆動電圧）を出力して、両クラッチ７４、７５を駆動制御する。

発進時クラッチトルク生成部２４０は、クラッチ回転数差取得部２１０から入力されるクラッチ回転数差（ここでは低ギア側のクラッチである第１クラッチ７４のクラッチ回転数差）が０若しくは０に近似する値である場合、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０に、低ギア側のクラッチ（第１クラッチ７４）をエンゲージする指示を出力する。

クラッチ回転数差０若しくは０に近似する値である場合、エンゲージ指示を受けたクラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、クラッチ１位置制御器２７１によって第１クラッチアクチュエータ７７を駆動して第１クラッチ７４をエンゲージする。これと同時に、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、クラッチ２位置制御器２７２によって第２クラッチアクチュエータ７８を駆動して、高ギア側のクラッチ、ここでは、２速ギア側の第２クラッチ７５をリリースする。

このように発進時クラッチトルク生成部２４０は、クラッチレバー操作量、クラッチ１回転数差に基づいて、「発進時クラッチ掛け替え」制御のために、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５に、高ギア側のクラッチから低ギア側のクラッチに掛け替えを行わせる伝達トルク（クラッチトルク容量）指令値を算出することによって「発進時クラッチ掛け替え」制御を行う。

発進時クラッチトルク生成部２４０は、図４に示すように、レバー操作量、「クラッチ熱負荷均等化マップ」（図４参照）を用いて、両クラッチ７４、７５のクラッチトルク指令値である両クラッチ７４、７５の伝達トルク（クラッチ位置目標値）を、低ギア側のクラッチ回転数差（クラッチ１回転数差）に応じて、指数関数的に変化させて双曲線を描くように算出する。

この指数関数は、低ギア側（１速側）のクラッチである第１クラッチ７４のクラッチ回転数差（クラッチ１回転数差）に応じて、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の熱負荷が均等になるように、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の伝達トルクを変動させるように設定される。

シフトアクチュエータ駆動制御部２６０は、入力される情報に基づいてシフト機構７０１を制御し、変速ギアを選択する。具体的には、シフトアクチュエータ駆動制御部２６０は、シフトスイッチ１０６から入力されるシフト信号に応じてシフト機構７０１を駆動するものであり、特に、発進時においては１速ギアと２速ギアとをそれぞれ選択する。

シフトアクチュエータ駆動制御部２６０は、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０によって第１クラッチ７４がエンゲージされた後、第２クラッチアクチュエータ７８を介して高ギア（２速ギア）のドグを抜く。

クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、入力される情報に基づいて、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８を駆動して、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の駆動を制御する。つまり、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５は、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０によってそれぞれの係合状態（エンゲージ状態からリリース状態間の状態）を制御される。この制御によって、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５では、クラッチ毎によるクラッチ伝達トルク（実際に伝達しているトルク）が調整される。

クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０による第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の駆動は、入力されるシフト信号等に応じて、シフトアクチュエータ駆動制御部２６０のシフト機構７０１の駆動とともに行われる。

また、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、発進時クラッチトルク生成部２４０からの指令値（「発進時クラッチ掛け替え」）に応じて、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８を駆動することによって、高ギア側のクラッチから低ギア側のクラッチに掛け替えを行う。このとき、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、低ギア側のクラッチ回転数差に応じて、両クラッチ７４、７５を、両クラッチの伝達トルクを指数関数的に変化させて双曲線を描くように制御する。

発進時クラッチトルク生成部２４０からの指令値を受けたクラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、発進時において、先ず、第２クラッチアクチュエータ７８を介して高ギア（２速ギア）側の第２クラッチ７５のトルク容量（伝達トルク）を大きくする。

そして、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、第２クラッチアクチュエータ７８を介して、第２クラッチ７５のドライブシャフト７３０側への伝達トルクを減少させつつ、第１クラッチアクチュエータ７７を介して低ギア（１速ギア）側の第１クラッチ７４の伝達トルクを上げることでクラッチ掛け替えを行う。

このクラッチ掛け替え時において、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、第１クラッチ７４のクラッチ回転数差に応じて、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の熱負荷が均等になるように、且つ、第１クラッチ７４のクラッチ回転数差０付近でレバー操作量に対応したトルク目標値に、第１クラッチ７４の伝達トルク値が近似するように、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の伝達トルクを、指数関数的に変動させる。

これにより、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、上昇率が漸次小さくなるような指数関数的に第１クラッチ７４の伝達トルクを上昇させ、且つ、下降率が漸次小さくなる指数関数的に第２クラッチ７５の伝達トルクを下降させる。

この制御によれば、発進時のエンゲージ時におけるクラッチの熱負荷を、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の双クラッチを半クラッチ制御することによって均等に分配することができる。したがって、一機のクラッチを駆動して発進する従来の構成の変速機と異なり、一つのクラッチの熱負荷を小さくして、クラッチ自体を小型化できる。

図６は、本実施の形態の変速装置において、車両を発進させる際の制御を示すフローチャートである。なお、図６では、第１クラッチ７４を「クラッチ１」、第２クラッチ７５を「クラッチ２」と称して図示する。

図６に示すように、ステップＳ１では、変速制御部１１０（詳細には、発進時クラッチトルク生成部２４０）は、入力される情報に基づいて、２クラッチ発進待機状態であるか否かを判定し、２クラッチ発進状態でなれば、ステップＳ２に移行し、２クラッチ発進状態であれば、ステップＳ４に移行する。

このステップＳ１における２クラッチ発進待機状態とは、奇数段及び偶数段の変速段がそれぞれ１速、２速に設定されて、両クラッチ７４、７５がリリースされている状態であり、且つ、エンジンがアイドル状態である状態をいう。

ステップＳ２では、変速制御部１１０（発進時クラッチトルク生成部２４０）は、停止中であり、変速段がそれぞれＮ（ニュートラル）に設定され、ブレーキ操作中で且つクラッチレバー９１を握った状態で、１速にシフト操作（シフトスイッチ）操作されたか否かを判定する。ステップＳ２において、上記条件を満たしていれば、ステップＳ３に移行する。

すなわち、ステップＳ２では、変速制御部１１０（発進時クラッチトルク生成部２４０）は、各センサ１０１〜１０３、１０５、１１１、１２１及びシフトスイッチ１０６からの信号、レバー操作量検出部９２からのレバー操作信号と、シフトスイッチ１０６からのシフトアップ信号に基づいて１速へのシフトアップ操作を判定する。

ステップＳ３では、変速制御部１１０（発進時クラッチトルク生成部２４０）は、変速ギアを１速と２速の双方を設定（「１−２」ギアイン）、つまり、シフトアクチュエータ駆動制御部２６０によりシフト機構７０１を駆動して１速ギア及び２速ギア双方を選択して所謂両噛みにする。

ステップＳ４では、変速制御部１１０（発進時クラッチトルク生成部２４０）は、入力されるレバー操作信号が示すクラッチレバー操作量と、クラッチトルク変換マップとによって、クラッチ合計トルク目標値を算出してステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、変速制御部１１０（発進時クラッチトルク生成部２４０）は、第１クラッチ７４が半係合状態であるか否かを判定し、半係合状態で無ければ、ステップＳ６に移行し、係合状態であれば、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ６では、発進時クラッチトルク生成部２４０では、クラッチ熱負荷均等化マップに、クラッチ合計トルク目標値と第１クラッチ７４のクラッチ回転数差を入力して第１クラッチ７４のクラッチトルク目標値及び第２クラッチ７５のクラッチトルク目標値を算出してステップＳ９に移行する。

ステップＳ７では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、第１クラッチ７４（クラッチ１）が係合（エンゲージ）状態か否かを判定し、完全エンゲージでなければステップＳ８に移行し、完全エンゲージであればステップＳ１０に移行して、２クラッチ発進制御処理を判断して処理を終了する。

ステップＳ８では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、第１クラッチ（クラッチ１）のクラッチトルク目標値をクラッチ合計トルク目標値（車両の発進に必要な値）にし、第２クラッチ（クラッチ２）のクラッチトルク目標値を０にしてステップＳ９に移行する。ここで車両の発進に必要な値とは、ドライブシャフト７３０を介して後輪に伝達されることによって後輪を回転して車両を移動させる値である。

ステップＳ９では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、第１クラッチ（クラッチ１）７４のクラッチトルク目標値と、第２クラッチ（クラッチ２）７５のクラッチトルク目標値と、クラッチトルク−クラッチ位置変換マップとにより第１クラッチ（クラッチ１）７４のクラッチ位置目標値及び第２クラッチ（クラッチ２）７５のクラッチ位置目標値を算出してステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、変速制御部１１０では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の位置を制御する。

具体的にはステップＳ１１では、発進時クラッチトルク生成部２４０は、算出した第１クラッチ（クラッチ１）７４及び第２クラッチ（クラッチ２）７５のクラッチ位置目標値をクラッチアクチュエータ駆動制御部２７０のクラッチ１制御器２７１及びクラッチ２制御器２７２に入力する。これより、クラッチアクチュエータ駆動制御部２７０は、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８のそれぞれに、対応する電圧１、２をそれぞれ印可して第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５を駆動して位置（クラッチ位置）を制御する。なお、この制御ループは定期的（例えば５ｍｓ毎）に実行される。

図７は、本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置における発進制御の説明に供する変速機の模式図である。また、図８は、本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速装置において、車両を駆動制御する際におけるクラッチの伝達トルク容量の変化を示すタイミングチャートである。

なお、図７及び図８では、第１クラッチ７４のトルク容量（「クラッチの伝達トルク」に相当）をTc1で示し、第２クラッチ７５のトルク容量をTc2で示し、エンジン（ＥＧ）トルククラッチ軸（メインシャフト軸）換算値をTeで示し、クラッチの一次側減速比をIrで示す。また、第１クラッチ７４側の減速比を（例えば１速側の減速比をI1で示し、第２クラッチ７５側の減速比を（例えば２速側の減速比をI2で示す。更に、入力ギア４０、５０を介した一次減速の後にクラッチに入力される入力回転数、つまりクラッチの一次側回転数をωc（Te×Ir）で示す。なお、「ω」は、図７及び図８において「ｗ」で示す。

また、１速側のクラッチ（第１クラッチ７４）における下流側（被駆動側）の回転数、すなわち、第１クラッチ７４の２次側回転数をωm1で示し、２速側のクラッチ（第２クラッチ７５）における下流側（被駆動側）の回転数、すなわち、第２クラッチ７５の２次側回転数をωm2で示す。また、図８において、クラッチ合計トルク（クラッチレバー９１の操作に相当）をTrで示す。

制御装置（詳細には変速制御部１１０及びエンジン制御部１２０）は、車両の「１）停止」、「２）発進」、「３）発進後」の各状態に対応して、変速機７０を、発進前停止状態期間Ｐ１、２クラッチ発進準備状態期間Ｐ２及び発進状態期間Ｐ３の各期間内で示すように制御する。なお、車両の「１）停止」状態は、上述した「２クラッチ発進待機状態」に相当する。

先ず、車両が「１）停止」している際の発進前停止状態では、変速制御部１１０は、奇数段及び偶数段の変速ギアをそれぞれＮ（ニュートラル）の位置に移動するとともに、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５をそれぞれリリースする。

このとき、エンジン制御部１２０によりエンジンはアイドル状態で停止させており、運転者の操作を示す入力信号を待つ。

時点ｔ１でクラッチレバー９１が握られるとともにシフトアップ操作（シフトスイッチ或いはシフトペダルの操作）されると、変速ギア段が１−２（１速及び２速でギアイン）にシフトして完了する。

すなわち、時点ｔ１では、レバー操作量検出部９２及びシフトスイッチ１０６からの入力信号に応じて、変速制御部１１０は、第１クラッチアクチュエータ７７、第２クラッチアクチュエータ７８及びシフト機構７０１の駆動モータ１４０を介して第１クラッチ７４、第２クラッチ７５及び各変速ギアを移動させる。これにより、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５はリリース状態になるとともに、第１クラッチ７４側の変速ギア段である１速ギアが設定（ギアイン）され、第２クラッチ７５側の変速ギア段である２速ギアが設定され、ギアシフトが完了した状態となる。

そして、運転者がアクセルとクラッチレバー９１を操作する（地点ｔ２）と、変速制御部１１０には、アクセル開度センサ１０１とレバー操作量検出９２からその旨を示す信号が入力される。変速制御部１１０は、入力される信号と、「クラッチレバ操作量−トルク特性」マップとを用いて、アクセルが所定の閾値以上に操作されると、エンジン制御部１２０との協働で車両の発進を開始する。

すなわち、この発進制御では、変速制御部１１０は、レバ操作量からトルクに変換して、変換した値を合計クラッチトルク目標値として算出する。そして、変速制御部１１０は、算出した合計クラッチトルク目標値、「クラッチへの熱負荷が均等になるマップ」及び第１クラッチ７４の回転数差に基づいて、第１クラッチ７４のクラッチトルク目標値及び第２クラッチ７５のクラッチトルク目標値を算出して設定する。

そして、変速制御部１１０は、第１クラッチアクチュエータ７７及び第２クラッチアクチュエータ７８を介して第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５を、算出した第１クラッチ７４のクラッチトルク目標値及び第２クラッチ７５のクラッチトルク目標値となるように駆動する。

第１クラッチ７４の回転数差が０付近になれば、第１クラッチ７４のクラッチトルク目標値が合計クラッチトルク目標値（合計トルク目標値）となるように、第１クラッチ７４を制御するとともに、第２クラッチ７５のクラッチトルク目標値が０になるように第２クラッチ７５を制御する。これにより、「３）発進後」では、１速で加速する。

発進制御時では、変速制御部１１０は、第２クラッチ７５を駆動して、第２クラッチ７５のクラッチトルク容量（以下、「トルク容量」ともいう）Tc2を、車両が動き出す（車両を発進させる）合計クラッチトルクTrにする、次いで、第２クラッチ７５のトルク容量Tc2をクラッチ合計トルクTrとした状態から、第２クラッチ７５のトルク容量Tc2を漸次減少させて、発進時掛け替え終了時のトルク目標値０に変更していく。

この第２クラッチ７５のトルク容量Tc2の減少は、低ギア（１速）側のクラッチ（第１クラッチ７４）の回転数差（ωc−ωm1）に応じて、指数関数的に上昇するクラッチ７４のトルク容量に対応して指数関数的に減少する。ここでは、両クラッチ７４、７５のトルク容量は、両クラッチ７４、７５における熱損失、つまり熱負荷が均等になって、１速側の第１クラッチ７４のエンゲージ時にショックが発生しないように、ギア比に応じて設定された時定数の指数関数を用いて制御される。

すなわち、変速制御部１１０は、第１クラッチ７４をリリースした状態で第２クラッチ７５を駆動して、第２クラッチ７５のクラッチトルクを所定値（１速で発進する際と同等の回転数）まで、エンジントルクとともに上げる。次いで、クラッチトルク伝達中の第２クラッチ７５を徐徐にリリースしつつ、つまり、トルク容量を小さくしつつ、第１クラッチ７４のトルク容量を徐徐に大きくしていく。このとき、両クラッチ７４、７５のトルク容量は、第１クラッチ７４のクラッチ回転数差に応じて、両クラッチの熱負荷が均等になるように指数関数的に制御する。この指数関数の時定数は、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５のギア比に応じて設定されており、指数関数では、発進時のクラッチ掛け替え終了時において第１クラッチ７４のトルクはクラッチ合計トルクに漸近する。

よって、発進時において、クラッチの係合動作、つまり、伝達トルク（クラッチトルク容量）を変化させる動作において発生する熱負荷を、複数のクラッチによって分配することができ、クラッチ一機あたりの熱負荷を小さくできる。これにより、発進時におけるクラッチへの熱負荷を低減して耐久性の向上を図るとともに、クラッチ一機自体の大きさを小さくすることによって、複式クラッチを備える変速機自体の小型化、軽量化を図ることができる。また、この変速機を搭載する車両自体の軽量化、変速機自体が搭載されるスペースの狭小化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、車両を発進させる際に、低変速ギア側のクラッチを、第１クラッチ７４とし、高変速ギア側のクラッチを第２クラッチ７５としたが、これに限らない。すなわち、低変速ギア側のクラッチを第２クラッチ７５とし、高変速ギア側のクラッチを第１クラッチ７４とし、第２クラッチ７５側の変速ギア（２速ギア）から第１クラッチ７４側の変速ギア（１速）に切り替えるようにしてもよい。このとき、両クラッチは、第２クラッチ７５における駆動側と被駆動側の回転数差であるクラッチ回転数差に応じて、第１クラッチ７４のトルク容量を漸次減少させつつ、第２クラッチ７５のクラッチのトルク容量を漸次増加させて、掛け替えるようにする。

２０１０年５月２６日出願の特願２０１０−１２０７９１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明に係る複式クラッチ変速装置及び発進制御方法は、発進時におけるクラッチへの熱負荷を低減して耐久性の向上を図るとともに、クラッチ自体の軽量化を図ることができる効果を有し、複式クラッチ変速機を備える自動二輪車に搭載される制御装置として有用である。

１０ 制御システム
１４ シフトカム
４０、５０ 入力ギア
４１ 伝達機構
６０ クランクシャフト
６１ クランクウェブ
７０ 変速機
７４ 第１クラッチ
７５ 第２クラッチ
７７ 第１クラッチアクチュエータ
７８ 第２クラッチアクチュエータ
９１ クラッチレバー
１１０ 変速制御部
１２０ エンジン制御部
２１０ 回転数差取得部
２２０ 記憶部
２４０ 発進時クラッチトルク生成部
２６０ シフトアクチュエータ駆動制御部
２７０ クラッチアクチュエータ駆動制御部
７００ 変速機構
７０１ シフト機構
７１０ 第１メインシャフト
７２０ 第２メインシャフト
７３０ ドライブシャフト

Claims (5)

1. クランク軸のトルクを第１主軸に伝達または遮断する第１クラッチと、
   前記クランク軸のトルクを第２主軸に伝達または遮断する第２クラッチと、
   奇数段の変速ギア段として設定される奇数段変速ギア機構を介して前記第１主軸のトルクが伝達され、かつ偶数段の変速ギア段として設定される偶数段変速ギア機構を介して前記第２主軸のトルクが伝達される出力軸と、
   前記奇数段変速ギア機構及び前記偶数段変速ギア機構における各ギアの噛み合いを変更する変速機構と、
   車両発進時において、前記変速機構を介して所定の奇数段及び偶数段の変速ギアをそれぞれ設定した状態で両クラッチを制御して高変速ギア段側のクラッチから低変速ギア段側のクラッチに掛け替える変速制御部と、
   を備え、
   前記変速制御部は、前記車両発進時において、前記両クラッチの合計トルク容量を車両の発進に必要な値にした状態で、低変速ギア段側のクラッチ回転数差に応じて前記低変速ギア段側のクラッチのトルク容量を曲線的に漸次増加させつつ、高変速ギア段側のクラッチのトルク容量を漸次減少させて前記両クラッチを掛け替え、
   さらに、前記変速制御部は、前記低変速ギア段側のクラッチの回転数差に応じて両クラッチの熱負荷が均等若しくは略均等になるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのトルク容量を関連付けたマップを用いて、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御する、
   複式クラッチ変速装置。
2. 前記変速制御部は、前記車両発進時において、前記低変速ギア段側のクラッチの係合を前記クラッチ回転数差０近傍で行う、
   請求項１記載の複式クラッチ変速装置。
3. 前記低変速ギア段は１速ギア段であり、前記高変速ギア段は２速ギア段である、
   請求項１記載の複式クラッチ変速装置。
4. 請求項１記載の複式クラッチ変速装置を備える、
   自動二輪車。
5. クランク軸から伝達されるトルクを、第１主軸に入力して、変速ギア段の奇数段として設定される奇数段変速ギア機構を介して駆動輪に出力する第１クラッチと、前記クランク軸から伝達されるトルクを第２主軸に入力して、変速ギア段の偶数段として設定される偶数段変速ギア機構を介して前記駆動輪に出力する第２クラッチとを備える複式クラッチ変速装置の発進制御方法であって、
   前記奇数段変速ギア機構及び前記偶数段変速ギア機構において所定の奇数段及び偶数段の変速ギアをそれぞれ設定するステップと、
   前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御して、両クラッチの合計トルク容量を車両の発進に必要な値にした状態で、低変速ギア段側のクラッチにおける駆動側と被駆動側の回転数差であるクラッチ回転数差に応じて前記低変速ギア段側のクラッチのトルク容量を曲線的に漸次増加させつつ、高変速ギア段側のクラッチのトルク容量を漸次減少させて前記両クラッチを掛け替えて前記トルクの伝達経路を変更するステップと、
   を有し、
   前記トルクの伝達経路を変更するステップでは、
   前記低変速ギア段側のクラッチの回転数差に応じて両クラッチの熱負荷が均等若しくは略均等になるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのトルク容量を関連付けたマップを用いて、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御する、
   発進制御方法。

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