JP5546069B2 - 複式クラッチ変速機の制御装置及び複式クラッチ変速機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のクラッチを有する変速機である複式クラッチ変速機の制御装置及び複式クラッチ変速機の制御方法に関する。

従来、自動車に搭載され、自動車における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複式クラッチ変速機（以下では、単に「変速機」とも称することもある）と、これを制御する制御装置（例えば、特許文献１、特許文献２参照）とが知られている。

この変速機は、エンジンと２系統の各入力軸の間に配設され、それぞれ駆動力の伝達又は遮断が可能な複数のクラッチと、２系統の入力軸と変速機出力軸（以下、単に「出力軸」と称する）との間を、シフタの選択操作によって選択的に連結する２系統（例えば、奇数変速段群と偶数変速段群の２系統）に分かれたギア対と、を有する。

この変速機では、一方のクラッチを締結することによって一方のクラッチに連結され且つシフタにより選択した変速段群のギア対に動力を伝達している間、他方のクラッチを締結状態にしつつ、シフタの選択によって他方のクラッチに対応する変速段群のギア対を動力が伝達されない中立状態にしておくことができる。すなわち、クラッチ双方を締結した状態で、シフタの選択操作によって、選択した所望の変速段のギア対を介して出力軸から駆動輪に動力伝達を行うことができる。

また、変速の際には、複数のクラッチのうち、動力伝達を行っていない変速段群の伝動系に係わる他方のクラッチを解放し、次いで、この他方のクラッチに連結される入力軸を有する伝達系統のギア対を選択して目標変速段に投入した後、動力伝達中の一方のクラッチを解放しながら、他方のクラッチを締結する。

すなわち、従来の複式クラッチ変速機は、選択中の変速段（「前段」ともいう）から目標変速段（「次段」ともいう）への変速する場合、制御装置によって、動力伝達中のクラッチを解放しつつ、次の変速段（次段）のための動力を伝達するクラッチを締結するといったクラッチを同時に動作した掛け替えを、両伝達系統のギア対を繋げた状態で行う。

特許文献１及び特許文献２に示すように複数のクラッチを同時に動作させて掛け替える従来の複式クラッチ変速機の制御では、掛け替えによる変速ショック（車速変化、ピッチング等を含む）を極力回避するため、同時に動作させるクラッチのトルク容量合計値を、クラッチ掛け替え中に於いて常に、クラッチ部分におけるエンジントルク値などの目標値にする必要がある。

以下では、現在使用中であり、且つ、掛け替えられるクラッチをリリース側のクラッチと称し、変速後の締結状態においてトルクを伝達するクラッチをエンゲージ側のクラッチと称する。

特開２００４−２５１４５６号公報 特開２００４−３０８８４１号公報

ところで、自動車などに搭載される従来の複式クラッチ変速機の変速制御では、トルク伝達経路変更フェーズにおいて、リリース側のクラッチと、エンゲージ側のクラッチとの双方の複数のクラッチを同時に動作して、クラッチの掛け替えを行っている。

クラッチ掛け替え制御を二輪車に用いて行う場合、エンゲージ側のクラッチに故障が発生していると、パワーオンアップシフト状態の場合では、クラッチが両方切れるのでエンジン回転数が吹き上がってショックが発生してしまう。

ここでエンゲージ側のクラッチの故障は、以下の状態を想定している。クラッチには、現在の状態から動かない、動作不動が発生することがある。この動作不動は、クラッチ固着（以下「固着」という）と呼ばれることがある。前記固着とは、クラッチが貼り付いているのではなくて、その状態から動かない、動作不動をいうものとする。例えば、クラッチを切った状態では切った状態そのままとなり、クラッチを繋いだ状態では繋いだ状態のままで変わらない。前記固着は、リリース側のクラッチとエンゲージ側のクラッチとのいずれにも発生する可能性があるが、クラッチ掛け替え制御において問題となるのは、エンゲージ側のクラッチに発生した場合である。すなわち、トルク伝達経路変更フェーズにおいて、パワーオンアップの場合、エンゲージ側のクラッチが繋がらないと、負荷が切れてしまうので、エンジン回転数が吹け上がる。トルクが抜けてしまうので、今度はクラッチをつなげに行くことになり、イナーシャトルクが発生して、ショックが発生する。なお、リリース側のクラッチに固着が発生した場合、ＢＴＬ（バックトルクリミッタ）に依って二重係合になるので、ブレーキがかかり、特に大きな挙動は発生しない。

さらに、エンゲージ側のクラッチの故障（固着）は、実際にクラッチ掛け替えを行ってみるまでは予見することが困難であり、しかも固着判定には、ある程度時間（５０ｍｓ）を要するので、エンジン吹け上がり発生を抑えることはできない。なお、このようなエンゲージ側のクラッチに発生する固着によるエンジンの吹き上がりは、エンジンの回転質量が二輪車よりも大きく、重量も二輪車よりも大きい自動車では、発生しにくい。

本発明の目的は、複式クラッチ変速機をもつ車両等に於いて、クラッチが故障した場合に、その挙動を最小限に抑えることができる複式クラッチ変速機の制御装置及び複式クラッチ変速機の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機の制御装置は、奇数段の変速ギアを有する第１主軸と、エンジントルクを前記第１主軸に伝達又は遮断する第１クラッチと、偶数段の変速ギアを有する第２主軸と、前記エンジントルクを前記第２主軸に伝達又は遮断する第２クラッチと、前記奇数段の変速ギア及び前記偶数段の変速ギアに歯合する各被動側ギアを有し、且つ、前記第１主軸又は前記第２主軸からの回転を駆動輪に伝達する出力軸と、クラッチの掛け替え期間に前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御することによってトルクの伝達経路を変更して変速段を前段から次段に切り換える変速制御手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、次段側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、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前記トルクの伝達経路を変更し、前記判定値は、クラッチ掛け替え用の次段側クラッチトルク容量目標値より小さく設定され、前記変速制御手段は、さらに、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記次段側クラッチトルク容量目標値へ上昇するように制御する過程で、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合に、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量をクラッチ掛け替え用の前段側クラッチトルク容量目標値へ下げる制御を開始する構成を採る。

本発明の複式クラッチ変速機の制御方法は、奇数段の変速ギアを有する第１主軸と、エンジントルクを前記第１主軸に伝達又は遮断する第１クラッチと、偶数段の変速ギアを有する第２主軸と、前記エンジントルクを前記第２主軸に伝達又は遮断する第２クラッチと、前記奇数段の変速ギア及び前記偶数段の変速ギアに歯合する各被動側ギアを有し、且つ、前記第１主軸又は前記第２主軸からの回転を駆動輪に伝達する出力軸とを備え、クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御することでトルクの伝達経路を変更して変速段を前段から段に切り換える複式クラッチ変速機の制御方法であって、前記クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、次段側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、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前記トルクの伝達経路を変更し、前記判定値は、クラッチ掛け替え用の次段側クラッチ容量目標値より小さく設定され、さらに、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記次段側クラッチ容量目標値へ上昇するように制御する過程で、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合に、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量をクラッチ掛け替え用の前段側クラッチ容量目標値へ下げる制御を開始するようにした。

本発明によれば、複式クラッチ変速機をもつ車両等に於いて、クラッチが故障した場合に、その挙動を最小限に抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係る複式クラッチ変速機の制御装置により制御され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機の制御装置を備える自動二輪車の制御システムを示す模式図 トルク伝達経路変更フェーズDrq_fにおいて、エンゲージ側のクラッチに固着が発生しない正常時のクラッチの動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャート 本フェールセーフ制御実施しない場合のトルク伝達経路変更フェーズDrq_fにおいて、エンゲージ側のクラッチに固着が発生した場合の動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャート 本フェールセーフ制御実施後のクラッチの動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャート クラッチ固着判定方法を説明する図 フェールセーフ制御動作を行う際のフローチャート

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機の制御装置は、複数のクラッチを有する複式クラッチ変速機を制御して、好適に変速段の切り替えを行うものである。なお、本実施の形態では、制御装置及びこれに制御される複式クラッチ変速機が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。また、複式クラッチ変速機は、発進時のクラッチ操作とシフトチェンジのタイミングの決定を運転者に任せ、残りの制御を自動化した半自動の変速機であってもよいし、全自動の変速機であってもよい。

まず、図１を用いて本発明に係る複式クラッチ変速機の制御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機の制御装置により制御され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、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）であり、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。

図１に示すように変速機７０は、エンジンのクランクシャフト６０に接続され、クランクシャフト６０から伝達されるトルクを可変して図示しない後輪側に伝達する変速機構７００と、変速機構７００における可変動作を行うシフト機構７０１とを有する。なお、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を有し、これら複数のクランクウェブ６１のうち、クランクシャフト６０の一端部及び他端部に配置されるクランクウェブ６１ａ、６１ｂは、それぞれの外周にはギア溝が形成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」ともいう）４０と歯合している。この歯合により、クランクシャフト６０の一端部のクランクウェブ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、クランクシャフト６０の一端部側から変速機７０の第１メインシャフト７１０に伝達される。

また、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、クランクシャフト６０の他端部のクランクウェブ６１ｂから第２入力ギア５０に伝達される動力は、クランクシャフト６０の他端部側から第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、第１及び第２クラッチアクチュエータ７７、７８を有する。

変速機構７００では、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を適宜選択して、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が固定されている。このスプロケット７６には、図示しない後輪の回転軸に設けられギアに巻回されたドライブチェーンが巻回されている。スプロケット７６が、ドライブシャフト７３０の回転に伴って回転することによって、図示しないドライブチェーンを介して、変速機７０からの駆動力を駆動輪である後輪に伝達する。言い換えれば、エンジンで発生したトルクは、第１クラッチ７４又は第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から出力されて、後輪（駆動輪）を回転させる。

なお、第１メインシャフト７１０において、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と、第２メインシャフト７２０において、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とは、略同径の外径である。また、第１メインシャフト７１０の駆動力の伝達部位と、第２メインシャフト７２０の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、奇数段を構成する変速ギア７１１、８５、７１２が配設されている。具体的には、第１メインシャフト７１０上に、第１クラッチ７４が接続される基端側から順に、固定ギア（１速対応ギア）７１１、５速ギア８５及びスプラインギア（３速対応ギア）７１２が配設されている。

固定ギア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に歯合しており、ここでは、１速対応ギアとも称する。

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７１２は、第１メインシャフト７１０上に、当該第１メインシャフト７１０の先端側、つまり、第１クラッチ７４から離間する側の端部側に、第１メインシャフト７１０の回転に伴い回転するとともに、軸方向に移動自在に取り付けられている。

具体的には、スプラインギア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取り付けられ、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。このスプラインギア７１２は、シフトフォーク１４２に連結され、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。なお、スプラインギア７１２は、ここでは、３速対応ギアとも称する。

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、偶数段を構成する変速ギア７２１、８６、７２２が配置されている。具体的には、第２メインシャフト７２０上に、第２クラッチ７５が接続される基端部側から順に、固定ギア（２速対応ギア）７２１、６速ギア８６及びスプラインギア（４速対応ギア）７２２が配設されている。

固定ギア７２１は、第２メインシャフト７２０に一体的に形成され、第２メインシャフト７２０とともに回転する。固定ギア７２１は、ドライブシャフト７３０の２速ギア（被動側ギア）８２に歯合しており、ここでは、２速対応ギアとも称する。

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」ともいう）７２２は、第２メインシャフト７２０上に、当該第２メインシャフト７２０の先端側、つまり、第２クラッチ７５から離間する側の端部側に、第２メインシャフト７２０の回転に伴い回転するとともに、軸方向に移動自在に取り付けられている。

具体的には、スプラインギア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取り付けられ、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。このスプラインギア７２２は、シフトフォーク１４３に連結され、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及びスプロケット７６が配置されている。

ドライブシャフト７３０において、１速ギア８１、３速ギア８３、４速ギア８４及び２速ギア８２は、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」ともいう）７３１は、ドライブシャフト７３０に対して、スプライン係合によって回動を規制されつつ、軸方向にはスライド移動自在に取り付けられている。すなわち、スプラインギア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」ともいう）７３２は、ドライブシャフト７３０に対して、スプライン係合によって回動を規制されつつ、軸方向にはスライド移動自在に取り付けられている。すなわち、スプラインギア（６速対応ギア）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。

なお、スプロケット７６は、ドライブシャフト７３０において、第２クラッチ７５側に位置する端部に固定されている。

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している。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されることによって、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される。

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との間に設けられている。第１クラッチ７４は、締結状態において、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に伝達し、他方、解放状態においてエンジンから第１メインシャフト７１０への回転動力を遮断する。第１メインシャフト７１０に伝達されたトルクは、奇数段のギア（各ギア８１、８３、８５、７１１、７１２、７３１）において所望のギア対（第１メインシャフト７１０上のギア７１１、８５、７１２と、これらギアに対応するドライブシャフト７３０上のギア８１、７３１、８３の対）を介してドライブシャフト７３０から出力される。なお、第１クラッチ７４は周知の多板式構造の摩擦クラッチである。

第１クラッチ７４は、制御部の変速制御部（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では、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及び５速ギア８５）群を有する奇数ギア段の動力伝達を行う。

また、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、第１クラッチ７４と同様に、多板式の摩擦クラッチである。第２クラッチ７５は、締結状態において、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に伝達し、他方、解放状態においてエンジンから第２メインシャフト７２０への回転動力を遮断する。第２メインシャフト７２０に伝達されたトルクは、偶数段のギア（各ギア８２、８４、８６、７２１、７２２、７３２）において所望のギア対（第２メインシャフト７２０上のギア７２１、８６、７２２と、これらギアに対応するドライブシャフト７３０上のギア８２、７３２、８４の対）を介してドライブシャフト７３０から出力される。

第２クラッチ７５は、第１クラッチ７４と同様に、周知の多板式構造のクラッチであり、制御部の変速制御部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及び６速ギア８６）群を有する偶数ギア段の動力伝達を行う。

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。

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。

シフト機構７０１は、シフトフォーク１４１〜１４４と、シフトカム１４と、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７１、７２、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７１、７２、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７１、第２メインシャフト７２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し、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移動させる。

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。

このように構成された変速機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。

この変速機７０における第１クラッチ７４、第２クラッチ７５、シフトフォーク１４１〜１４４を駆動するシフト機構７０１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機の制御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）２００とを有し、これら変速制御部１１０とエンジン制御部２００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。

制御システム１０は、変速制御部１１０及びエンジン制御部２００に加えて、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、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、シフト機構７０１と、出力軸回転数検出センサ（「車速センサ」という）１１１と、を有する。

アクセル開度センサ１０１は、運転者のアクセル操作量ＡＰＳを検出して変速制御部１１０に出力する。

クラッチ位置センサ１０２、１０３は、それぞれクラッチの位置、つまり、第１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アクチュエータ７８による第２クラッチ７５の係合状態を検出して、変速制御部１１０に出力する。具体的には、クラッチ位置センサ１０２は、モータ７７ｂの回転角から、第１プルロッド７７ａにより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変速制御部１１０に出力する。クラッチ位置センサ１０３もクラッチ１０２と同様に構成され同様の機能を有しており、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、第２クラッチ７５における係合状態を変速制御部１１０に出力する。

車速センサ（出力軸回転数センサ）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２００に出力する。

シフト位置センサ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及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又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又はシフトダウンボタンを押下することによって、そのことを示す信号（以下、シフト信号と称する）がシフトスイッチ１０６から制御部３００へ出力される。制御部３００は、入力されるシフト信号に基づいて、第１及び第２クラッチアクチュエータ７７，７８ならびにモータ１４０を制御する。この制御によって、第１及び第２クラッチ７４，７５のいずれか一方、又はクラッチ７４、７５の両方が切断されるとともにシフトカム１４が回転し、変速機０（詳細には、変速機構７００）のギアシフトを行う。

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への動力を遮断する。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の締結力（係合力）が増加していき、エンジンから第１メインシャフト７１０への伝達トルクが大きくなる。このとき、第１クラッチ７４は、エンジンから第１メインシャフト７１０への伝達トルクがある状態、つまり、締結状態となる。

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及び第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アクチュエータ７７及び第２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は、ギアを選択する装置であり、変速制御部１１０からの制御指令に基づいて、変速機に搭載されている各シフトフォーク１４１〜１４４（図１参照）を選択的に作動させて、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とを連結状態とし、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。

エンジン回転数センサ１２３は、エンジンの回転速度（具体的にはクランクシャフト６０の回転数）Ｎｅを検出し、その信号を変速制御部１１０に出力する。

なお、スロットル開度センサ１２１からのスロットルバルブ１３１の開度と、エンジン回転数センサ１２３からのエンジンの回転速度Ｎｅとは、アクセル開度センサ１０１からの信号等とともに、ＣＡＮ通信を介して変速制御部１１０からエンジン制御部２００に入力される。すなわち、エンジン制御部２００には、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２００に入力される情報がＣＡＮ通信を介して入力される。すなわち、変速制御部１１０はエンジン制御部２００とともに、互いに入力される情報を共有している。このように入力される情報を用いて、エンジン制御部２００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２００は、入力される情報を用いて、車両の各部を制御する。

エンジン制御部２００は、変速制御部１１０から、エンジンのトルクを決定する要求トルク指令を受けて、エンジンのトルクを制御する。

エンジン制御部２００は、受信した要求トルク指令に基づいて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。

エンジン制御部２００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２００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。

電子制御スロットル１３０は、エンジン制御部２００からの制御指令に基づいて、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。

変速制御部１１０には、二輪車に設けられた各センサが接続されており、これら各センサから、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（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、ドライブシャフト７３０の回転数、油温、第１クラッチ７４の位置、第２クラッチ７５の位置、電磁スロットル弁の位置などの情報が入力される。また、変速制御部１１０には、図示しないサイドスタンドスイッチからのサイドスタンドスイッチ（サイドスタンドＳＷ）情報、ニュートラルスイッチからの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、変速制御部１１０は、入力される信号に基づいて、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。

具体的には、変速制御部１１０は、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。

さらに、変速制御部１１０は、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及びシフト機構７０１の動作を制御して、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、リリース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の伝達経路を変更する。

言い換えれば、変速制御部１１０は、トルク伝達経路の変更する変速段の切り替え動作として、クラッチ掛け替え期間において、次にトルクを伝達するクラッチ（エンゲージ側のクラッチ）のクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇しない場合、トルク伝達中のクラッチ（リリース側のクラッチ）のクラッチトルク容量を下げることなく、変速をしない状態で前記トルクの伝達経路の変更を終了する。

また、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチの動作不動を固着として判定し、該固着判定時、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を、トルクの伝達経路の変更前に戻す退避動作を行う。

ここで、変速期間は、第１クラッチ７４或いは第２クラッチ７５の動作によってトルク伝達経路を変更する期間であり、トルク伝達準備フェーズ（ドグインフェーズDg_in_fともいう）と、トルク伝達経路変更フェーズ（トルクフェーズTrq_fともいう）と、イナーシャフェーズInti_fと、を有する。

トルク伝達準備フェーズDg_in_fは、トルク伝達準備フェーズDg_in_fより後のフェーズ、例えば、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて即座にクラッチの掛け替え動作を行える状態にする期間である。具体的には、トルク伝達準備フェーズDg_in_fでは、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５のうちエンゲージ側のクラッチとなるクラッチを、動作指令を受けた際に直ぐにトルク容量を発生させる状態にする。すなわち、このトルク伝達準備フェーズDg_in_fでは、エンゲージ側のクラッチを、係合直前の状態（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が互いに当接する直前の近接した状態）の位置まで移動させる。このクラッチの状態を以下ではクラッチが係合準備位置にある状態ともいう。

本実施の形態の第１及び第２クラッチアクチュエータ７７、７８において、トルク伝達準備フェーズDg_in_fは、エンゲージ側のクラッチ用クラッチアクチュエータのプルロッドをストロークして、エンゲージ側のクラッチを係合準備位置まで動作する期間ともいえる。

トルク伝達経路変更フェーズTrq_fは、実際にクラッチを動作する、つまり、クラッチを掛け替えることによってトルクの伝達経路を変更する期間であり、実質的な変速期間である。本実施の形態では、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて変速制御部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を制御して、クラッチを順次掛け替える。

トルク伝達経路変更フェーズTrq_fでは、先ず、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチを動作して、エンゲージ側のクラッチトルク容量を目標値にした後で、リリース側のクラッチを動作して、リリース側のクラッチトルク容量を目標値にする。

本実施の形態では、エンゲージ側のクラッチにおけるクラッチトルク容量の目標値を、例えば、クラッチ部分に伝達されるエンジントルク分（｜Ｔｅｇ｜分）とし、リリース側のクラッチトルク容量の目標値を０としている。すなわち、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチを先に動作させて、エンゲージ側のクラッチトルク容量値を０からエンジントルク値とした後で、リリース側のクラッチを、リリース側のクラッチトルク容量値を０となるように動作させて、リリース側のクラッチを解放する。

このトルク伝達経路変更フェーズにおいて、変速制御部１１０によってそれぞれ動作する、エンゲージ側クラッチのクラッチトルク容量と、リリース側クラッチのクラッチトルク容量との合計は、エンジントルク分（｜Ｔｅｇ｜）以上であり、且つ、エンジントルク分（｜Ｔｅｇ｜分）の２倍以下である。

イナーシャフェーズ（「慣性相」ともいう）Inti_fは、入力される回転速度を変速後に実現すべき回転速度近傍に変更しながら回転速度変更に伴うイナーシャの補正を実施する期間である。言い換えれば、イナーシャフェーズInti_fは、変速する際に、エンジン回転数を、変速先の段（次段）側の入力軸（第１メインシャフト７１０又は第２メインシャフト７２０）の回転数に一致させる期間である。エンジン回転数と、変速先の入力軸の回転数との差がある場合、｜クラッチ伝達トルク（実際に伝達しているトルク）｜＝クラッチトルク容量（クラッチが伝達できる最大トルク容量）となる。また、エンジン回転数と、変速先の入力軸の回転数との差が無い場合、｜クラッチ伝達トルク（実際に伝達しているトルク）｜≦クラッチトルク容量（クラッチが伝達できる最大トルク容量）となる。ここでは、イナーシャフェーズInti_fは、パワーオンアップシフト状態では、エンジン回転数を、エンゲージクラッチで合わせる調整を行う。

イナーシャフェーズInti_fは、例えば、パワーオンアップシフト状態では、リリース側からエンゲージ側へのクラッチの掛け替えが完了した後で、変速機の伝達経路において実際に変速が進行し、入力軸（第１又は第２メインシャフト７１０、７２０）の回転数を低下させる。すなわち、変速制御部１１０は、イナーシャフェーズInti_fにおいて、エンゲージ側のクラッチを係合状態にし、エンゲージ側のクラッチを介してドライブシャフト７３０に動力を伝達させる。一方、このイナーシャフェーズInti_fにおけるリリース側のクラッチは、変速制御部１１０によって、変速前の変速を行っていたドグを抜くために解放される。イナーシャフェーズInti_fにおけるリリース側のクラッチは、ドグが抜かれてニュートラルの状態（空回り）となった後で、締結される。

このように変速制御部１１０によって行われる、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の動作を含む変速段の切り替え動作は、運転者の変速指令に応じて、４つの変速制御モード（以下「制御モード」とも称する）からモードを選択することによって行われる。

４つの変速制御モードは、車両の加速中におけるダウンシフト、加速中におけるアップシフト、減速中におけるダウンシフト及び減速中におけるアップシフトをそれぞれ行う各変速パターンに応じたモードである。

これら４つの変速制御モードの各制御モードにおける変速期間において、変速制御部１１０は、第１アクチュエータ７７を介して第１クラッチ７４の動作を制御したり、第２アクチュエータ７８を介して第２クラッチ７５の動作を制御したりして変速制御を行う。なお、各制御モードの変速期間は、それぞれトルク伝達準備フェーズDg_in_f、トルク伝達経路変更フェーズTrq_f及びイナーシャフェーズInti_fから構成される。

本実施の形態は、クラッチ、特にエンゲージ側のクラッチが故障（固着）した場合に、その挙動を最小限に抑えるものである。

本フェールセーフは、１象限のパワーオンアップシフト状態のみならず、２象限、３象限、４象限でも同様に実施可能である。２象限、３象限、４象限では、本フェールセーフを実施しないと、エンジン回転数ｗｅが下がり、その後にリリース側を繋げると減速のショックが発生する。それを回避するために、エンゲージ側のトルクが上昇した後、リリース側を切るようにする。

すなわち、運転者の変速指令に応じて変速制御部１１０によって行われる制御モードのうち、エンジントルクを正負で表す場合のエンジントルク正（パワーオンという）の状態で、且つ、変速段を上げている状態（アップシフト）が、パワーオンアップシフト状態である。

このパワーオンアップシフト状態は、例えば、車両走行中に１速から２速へのアップシフトを行うなど、加速中に変速段を上げていく状態である。パワーオンアップシフト状態の制御モードの変速期間では、トルク伝達準備フェーズDg_in_f、トルク伝達経路変更フェーズTrq_f、イナーシャフェーズInti_fの順に変移する。

なお、エンジントルクを正負で表す場合のエンジントルク正（パワーオンという）の状態で、且つ、変速段を下げている状態（ダウンシフト）である。所謂、キックダウン操作による状態であり、この状態を、パワーオンダウンシフト状態という。このパワーオンダウンシフト状態は、例えば、変速段を低くして駆動輪のトルクを増加させる状態であり、坂道を登る場合など駆動輪への負荷が大きくなる。このパワーオンダウンシフト状態についても、パワーオンアップシフト状態と同様の問題がある。

このように構成された制御システム１０を備える走行中の二輪車において、変速機７０の変速制御を図３〜図５を用いて説明する。

図３〜図５は、パワーオンアップシフトする場合におけるクラッチの動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャートである。

図３〜図５において、Ｔｃ＿ｒは、リリース側（図中Ｒ側と略記する）のクラッチのトルク容量、Ｔｃ＿ｅは、エンゲージ側（図中Ｅ側と略記する）のクラッチのトルク容量、Ｔｃ＿ｔは、クラッチ双方の合計伝達トルク、ｗｅは、エンジン回転数、−Ｔｅｇ、Ｔｅｇはエンジントルク値である。また、変速期間のうち、トルク伝達準備フェーズをDg_in_f、トルク伝達経路変更フェーズをTrq_f、イナーシャフェーズをInti_fで示している。

なお、図３〜図５において、同一の横軸で重なる複数のグラフは、水平に重なる部分を、便宜上、若干ずらした状態で図示している。例えば、図３のトルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおけるグラフＴｅｇ、Ｔｃ＿ｒ、Ｔｃ＿ｅ部分等は、実際には重なっているものとする。

変速制御部１１０は、入力される情報に基づいて、第１アクチュエータ７７を介して第１クラッチ７４の駆動を制御し、第２アクチュエータ７８を介して第２クラッチ７５の駆動を制御する。このように第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５の駆動を制御することによって、変速制御部１１０は、トルク伝達中であるクラッチの解放と、シフト後のギア対にトルクを伝達するクラッチの締結とを行う。

先ず、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて、リリース側のクラッチと、エンゲージ側のクラッチとの双方のクラッチの同時掛け替えについて説明する。

[クラッチの同時掛け替え制御]
図３は、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて、エンゲージ側のクラッチに固着が発生しない正常時のクラッチの動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャートである。

図３に示すパワーオン、アップシフト時の変速制御を行う制御モード１では、変速制御部１１０は、先ず、トルク伝達準備フェーズDg_in_fにおいてトルク伝達準備動作を行う。

すなわち、変速制御部１１０は、制御モード１では、トルク伝達準備フェーズDg_in_fにおいて、第１クラッチ７４及び第２クラッチ７５のうちトルク伝達中のクラッチ（「リリース側のクラッチ」ともいう）を制御して、伝達トルク（双方のクラッチを介してメインシャフトに伝達されるクラッチの合計トルクＴｃ＿ｔ）は下げずに、リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを下げる。また、制御モード１におけるトルク伝達準備フェーズDg_in_fにおいて、変速制御部１１０は、次のトルク伝達を行うクラッチ（「エンゲージ側のクラッチ」ともいう）に対しても、伝達トルク（双方のクラッチを介してメインシャフトに伝達されるクラッチの合計トルクＴｃ＿ｔ）は下げずに、エンゲージ側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｅを下げる制御を行う。

詳細には、トルク伝達準備フェーズDg_in_fでは、エンゲージ側のクラッチは、トルクを伝達していない、つまり、エンゲージ側のクラッチの動力伝達経路上におけるドグが抜かれた状態で、繋がっている状態である。よって、変速制御部１１０は、トルク伝達準備フェーズDg_in_fにおいて、エンゲージ側のクラッチを制御して、繋がっているエンゲージ側のクラッチを解放して次段のギアを入れて（詳細にはドグを入れる）掛け替えるための準備位置に移動して、ドグを入れる。

また、制御モード１におけるトルク伝達準備フェーズDg_in_fでは、変速制御部１１０は、リリース側のクラッチを制御して、リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを、エンジントルクＴｅｇと同等のトルクまで下げる。

そして、変速制御部１１０は、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて、リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒをエンジントルクＴｅｇに維持しつつ、エンゲージ側のクラッチを動作してエンゲージ側のクラッチのクラッチ容量Ｔｃ＿ｅを０から目標値（ここでは、エンジントルクＴｅｇ）まで上げる。

このように、変速制御部１１０は、図３に示すように、トルク伝達経路変更フェーズDrq_fにおいて、エンゲージ側のクラッチのクラッチ容量Ｔｃ＿ｅをエンジントルク分（Ｔｅｇ）にした後で、リリース側のクラッチを動作して切る、つまり、エンジントルク分（Ｔｅｇ）に維持されているリリース側のクラッチのクラッチ容量Ｔｃ＿ｒを下げて０にする。

このようにして、変速制御部１１０は、トルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて、クラッチの同時掛け替えを行い、変速機におけるトルク伝達経路を変更する。

以上、エンゲージ側のクラッチに固着発生がない正常時のクラッチの掛け替え制御について説明した。

次に、トルク伝達経路変更フェーズDrq_fにおいて、クラッチのフェールセーフ制御について説明する。

[フェールセーフ制御]
上述したように、クラッチ掛け替えにおいて、エンゲージ側のクラッチに故障（固着）が発生する場合がある。クラッチ掛け替えにおいて、エンゲージ側のクラッチに故障（固着）が発生すると、パワーオンアップシフト状態の場合では、クラッチが両方切れるのでエンジン回転数が吹き上がってショックが発生してしまう。エンゲージ側のクラッチの故障（固着）は、実際にクラッチ掛け替えを行ってみるまでは予見することが困難であり、しかも固着判定には、ある程度時間（５０ｍｓ）を要するので、エンジン吹け上がり発生を抑えることはできない。

図４は、本フェールセーフ制御実施しない場合のトルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおいて、エンゲージ側のクラッチに固着が発生した場合の動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャートである。なお、図４において、リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒ、エンゲージ側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｅ、クラッチ双方の合計伝達トルクＴｃ＿ｔ、エンジン回転数ｗｅ、エンジントルク｜Ｔｅｇ｜、トルク伝達準備フェーズDg_in_f、トルク伝達経路変更フェーズTrq_f、イナーシャフェーズInti_fが図示されている。なお、図４では、図３と同様に、重なる位置に配置される複数のグラフは、便宜上、若干ずれた状態で示している。

図４に示すように、クラッチ掛け替えにおいて、エンゲージ側のクラッチに故障（固着）が発生すると、クラッチが両方切れるのでエンジン回転数ｗｅが吹き上がってしまう。すなわち、エンゲージ側のクラッチに繋げたくてもエンゲージ側のクラッチが固着して繋がらず、エンゲージ側のクラッチは切れた状態で止まっている。これを考慮せず、リリース側のクラッチを切ると、エンゲージ側のクラッチは立ち上がってこないので、エンジン回転数ｗｅが吹け上がる。これは、パワーオンダウンシフトする場合でも同様に生じることである。

しかも、エンゲージ側のクラッチの固着発生は、事前に知ることはできない。エンゲージ側のクラッチを切った時点までは正常であり、切った後に固着が発生したことに依るからである。また、固着発生判定にもかなりの時間を要する。例えば、図４に示すように、トルク伝達準備フェーズDg_in_fでは、変速制御部１１０は、リリース側のクラッチを制御して、リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを下げ、エンゲージ側のクラッチを動作してエンゲージ側のクラッチのクラッチ容量Ｔｃ＿ｅを０から目標値（図３参照）まで上げようとする。しかし、エンゲージ側のクラッチに固着発生しているので、エンゲージ側のクラッチは立ち上がってこない。それにも拘わらずリリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを下げる（図４の場合、約３０ｍｓ）。一方、図４に示すように、固着発生判定に要する時間は、約５０ｍｓであり、これはリリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを０まで下げる時間（約３０ｍｓ）より長い。このため、エンジン回転数ｗｅが吹き上がってしまう。上記固着発生判定時間は、判定精度確保の観点から約５０ｍｓは必要である。固着発生判定については、図６により後述する。

本実施の形態では、エンゲージ側のクラッチに固着発生した場合に、その挙動を最小限に抑える。

具体的には、変速制御部１１０は、図３に示すように、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、リリース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の伝達経路を変更する。エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が判定値まで上昇し、これをトリガとしてリリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げはじめるまでの遅れは、１０〜３０ｍｓである。

変速制御部１１０は、固着判定に要する最大時間（約５０ｍｓ）より短い時間で、且つ、次段側のクラッチのクラッチトルク容量の目標値より小さいクラッチトルク容量を、判定値として予め設定する。図３の場合、トルク伝達経路変更フェーズDrq_fから１０〜３０ｍｓとなるエンジントルクである。

図４に示すように、エンゲージ側のクラッチに固着発生がある場合、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の動作を制御して、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量を目標値まで上昇させようとしてもエンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量は上昇しない。従来は、この間リリース側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｒを下げていたので、エンジン回転数ｗｅが吹け上がっていた。

本実施の形態では、変速制御部１１０は、図４に示すように、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が判定値まで上昇しない場合、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げない。図３の固着発生の場合は、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量がまったく上昇せず、従ってエンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が判定値に達することはないので、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げはじめることはない。その後、変速制御部１１０は、変速をしない状態で前記トルクの伝達経路の変更を終了する。

図５は、本フェールセーフ制御実施後のクラッチの動作に対応するトルク変化と回転数変化を示すタイムチャートである。

図５に示すように、クラッチ掛け替え期間において固着発生の場合、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が判定値まで上昇しないので、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げない。その後、変速制御部１１０は、変速をしない状態で前記トルクの伝達経路の変更を終了する。すなわち、エンゲージ側のクラッチが動かないので、クラッチ掛け替えは行わない。

また、変速制御部１１０は、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチの動作不動を固着として判定し、該固着判定時、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を、トルクの伝達経路の変更前に戻す退避動作を行う。

図６は、クラッチ固着判定方法を説明する図である。図６縦軸にクラッチ位置電圧、横軸にクラッチ動作の経過時間をとる。

本実施の形態では、下記条件１〜３がすべて成立した場合、クラッチ固着発生と判定する。

条件１：クラッチ位置目標値とクラッチ実位置との偏差が０．２Ｖ以上
条件２：クラッチ実位置がクラッチ位置目標値に追従する速度の差分が０．０８Ｖ／５ｍｓ以下
条件３：クラッチ実位置がクラッチ位置目標値に追従する速度が５０ｍｓ継続
なお、上記条件１〜３は、一例である。また、条件１〜３を選択的に組み合わせてもよい。

図７は、フェールセーフ制御動作を行う際のフローチャートである。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。

変速制御部１１０は、トルク伝達準備フェーズDg_in_fにおいてエンゲージ側のクラッチを掛け替え準備位置に位置させた後、ステップＳ１では、変速制御部１１０は、クラッチ位置センサから入力されるクラッチの係合状態を示すクラッチ位置情報、つまり、クラッチトルク容量に基づいてトルク伝達経路変更フェーズTrq_fか否かを判定する。トルク伝達経路変更フェーズTrq_fでない場合は、本フローを終了する。

ステップＳ２では、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチのトルク指令値を目標値（ここではＴｅｇ）に設定して、ステップＳ３に移行し、エンゲージ側のクラッチを動作させる。ステップＳ３では、エンゲージ側のクラッチを動作して、エンゲージ側のクラッチ容量が目標値（エンジントルクＴｅｇ）となるようにする。

ステップＳ４では、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定する。

エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇した場合、ステップＳ５では、変速制御部１１０は、リリース側のクラッチのトルク指令値を目標値（ここでは０）に設定して、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、変速制御部１１０は、クラッチアクチュエータに、トルク指令値を出力することによって、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げ、目標値となるように動作させる。

一方、上記ステップＳ４でエンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇しなかった場合、そのままステップＳ７に移行する。すなわち、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇しない場合、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げることなく、変速をしない状態でトルクの伝達経路の変更を終了する。

ステップＳ７では、変速制御部１１０は、図６に従ってエンゲージ側のクラッチの固着発生を判定し、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、変速制御部１１０は、エンゲージ側のクラッチに固着発生したか否かを判別し、固着発生している場合、ステップＳ９で変速制御部１１０は、トルクの伝達経路の変更前に戻す退避動作を行って本フローを終了する。また、上記ステップＳ８でエンゲージ側のクラッチに固着発生していない場合にはそのまま処理を終了する。

このようにしてトルク伝達経路変更フェーズTrq_fにおけるフェールセーフ制御処理を行った後、変速制御部１１０は、イナーシャフェーズInti_fにおいてクラッチを動作する。イナーシャフェーズInti_fにおいて、変速制御部１１０は、ドライブシャフト７３０に、係合状態のエンゲージ側のクラッチを介して動力を伝達する制御を行っており、このフェーズにおけるエンゲージ側のクラッチのトルク容量Ｔｃ＿ｅをエンジントルクＴｅｇ以上にする。

また、イナーシャフェーズInti_fでは、変速制御部１１０は、リリース側のクラッチを解放している間に、シフト機構７０１を駆動して、リリース側のクラッチを含む伝達経路のドグを抜いてニュートラルの状態（空回り）にし、その後で、リリース側のクラッチを締結する。また、このイナーシャフェーズInti_fでは、エンジン回転数がエンゲージ側のクラッチを介した伝達経路の回転数に同期する。

このエンジン回転数ｗｅの変化によってイナーシャトルクが発生することとなり、この状態において、リリース側のクラッチ側の伝達経路において駆動力を伝達していた１速側のドグを抜いてリリース側のクラッチＴｃ＿ｒをニュートラルにした後でクラッチを締結している。なお、この動作は、変速機のシステムによって異なり、例えば、プリシフト式のシステムでは、先に次段のギア対にトルクを伝達するドグを入れておき、次段のギア対にトルクを伝達可能なクラッチを切って待機している。

以上詳細に説明したように、本実施の形態の複式クラッチ変速機７０は、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の動作を制御して、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、リリース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の伝達経路を変更する。つまり、エンゲージ側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇しない場合、リリース側のクラッチのクラッチトルク容量を下げることなく、変速をしない状態で前記トルクの伝達経路の変更を終了する。

これにより、クラッチ掛け替え期間において、エンゲージ側のクラッチに固着が発生した場合であってもエンジン回転数の吹け上がりを防止することができる。ショックの発生を防ぎ、クラッチ故障による車両影響を最小限にすることができる。

本発明に係る複式クラッチ変速機の制御装置は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。

なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る複式クラッチ変速機の制御方法のアルゴリズムをプログラム言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて、複式クラッチ変速機が搭載された二輪車の制御部によって実行させることにより、本発明に係る複式クラッチ変速機の制御装置と同様の機能を実現することができる。

また、上記実施の形態の説明に用いた変速制御部１１０は、典型的には集積回路であるＬＳＩ等を用いて実現される。変速制御部１１０の有する各機能は個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

２０１０年１２月１５日出願の特願２０１０−２７９４３２の日本出願に含まれる明細書、図面及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機の制御装置及び複式クラッチ変速機の制御方法は、複式クラッチ変速機をもつ車両等に於いて、クラッチが故障した場合に、その挙動を最小限に抑えることができる効果を有し、ツインクラッチ式の変速機を搭載した自動二輪車における変速制御装置として有用である。

１０ 制御システム
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
１１０ 変速制御部
２００ エンジン制御部
３００ 制御部
７００ 変速機構
７０１ シフト機構

Claims (8)

1. 奇数段の変速ギアを有する第１主軸と、エンジントルクを前記第１主軸に伝達又は遮断する第１クラッチと、偶数段の変速ギアを有する第２主軸と、前記エンジントルクを前記第２主軸に伝達又は遮断する第２クラッチと、前記奇数段の変速ギア及び前記偶数段の変速ギアに歯合する各被動側ギアを有し、且つ、前記第１主軸又は前記第２主軸からの回転を駆動輪に伝達する出力軸と、クラッチの掛け替え期間に前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御することによってトルクの伝達経路を変更して変速段を前段から次段に切り換える変速制御手段と、
   を備え、
   前記変速制御手段は、前記クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、次段側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、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前記トルクの伝達経路を変更し、
   前記判定値は、クラッチ掛け替え用の次段側クラッチトルク容量目標値より小さく設定され、
   前記変速制御手段は、さらに、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記次段側クラッチトルク容量目標値へ上昇するように制御する過程で、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合に、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量をクラッチ掛け替え用の前段側クラッチトルク容量目標値へ下げる制御を開始する、
   複式クラッチ変速機の制御装置。
2. 前記変速制御手段は、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇しない場合、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量を下げることなく、変速をしない状態で前記トルクの伝達経路の変更を終了する、
   請求項１記載の複式クラッチ変速機の制御装置。
3. 前記変速制御手段は、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチの動作不動を固着として判定し、該固着判定時、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量を、前記トルクの伝達経路の変更前に戻す退避動作を行う、
   請求項１記載の複式クラッチ変速機の制御装置。
4. 前記変速制御手段は、クラッチ位置目標値とクラッチ実位置との偏差が所定値以上、前記クラッチ実位置が前記クラッチ位置目標値に追従する速度の差分が所定値以下、前記速度が所定期間継続する時間が所定値のうち、少なくともいずれか一つが成立した場合に前記固着であると判定する、
   請求項３記載の複式クラッチ変速機の制御装置。
5. 前記変速制御手段は、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量と、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量との合計トルク容量が、フェールセーフ上から設定された所定値以下にならないように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御する、
   請求項１記載の複式クラッチ変速機の制御装置。
6. 前記変速制御手段は、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇したことをトリガとして、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量を下げ始める、
   請求項１記載の複式クラッチ変速機の制御装置。
7. 請求項１記載の複式クラッチ変速機の制御装置を備える、
   自動二輪車。
8. 奇数段の変速ギアを有する第１主軸と、エンジントルクを前記第１主軸に伝達又は遮断する第１クラッチと、偶数段の変速ギアを有する第２主軸と、前記エンジントルクを前記第２主軸に伝達又は遮断する第２クラッチと、前記奇数段の変速ギア及び前記偶数段の変速ギアに歯合する各被動側ギアを有し、且つ、前記第１主軸又は前記第２主軸からの回転を駆動輪に伝達する出力軸とを備え、クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを制御することでトルクの伝達経路を変更して変速段を前段から段に切り換える複式クラッチ変速機の制御方法であって、
   前記クラッチ掛け替え期間において、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、次段側のクラッチのクラッチトルク容量が所定の判定値まで上昇したか否かを判定し、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合、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前記トルクの伝達経路を変更し、
   前記判定値は、クラッチ掛け替え用の次段側クラッチ容量目標値より小さく設定され、
   さらに、前記クラッチ掛け替え期間において、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記次段側クラッチ容量目標値へ上昇するように制御する過程で、前記次段側のクラッチのクラッチトルク容量が前記判定値まで上昇した場合に、前記前段側のクラッチのクラッチトルク容量をクラッチ掛け替え用の前段側クラッチ容量目標値へ下げる制御を開始する、
   複式クラッチ変速機の制御方法。
   

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