JP5762551B2 - 車両の制御装置、車両及び原動機 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置、車両及び原動機に関し、特には、ツインクラッチ式の車両における変速制御に関する。

従来、ツインクラッチ式の車両が知られている（特許文献１を参照）。ツインクラッチ式の車両は、エンジンの下流に配置され、エンジンの出力トルクが個別に入力される２つのクラッチと、各々のクラッチの下流に配置され、共通の出力軸を有するドグクラッチ式の２つの変速機構と、を備えている。変速期間中には、出力トルクの伝達経路を一方のクラッチ及び変速機構から他方のクラッチ及び変速機構に切り替える切替制御と、エンジンの出力トルクとクラッチのトルク容量とに差を設けてエンジンの回転速度を変化させる回転制御と、が実行される。

特開２００４−２５１４５６号公報 特開２００７−０５６８６２号公報

ところで、自動二輪車等の車両では、通常、エンジンの過回転時にフューエルカット等によってエンジンの回転速度を抑制するオーバーレブ制御が実行される。このオーバーレブ制御中、出力トルクの目標値は負の値に制限され、エンジンブレーキがかかった状態となる。ここで、出力トルクが負の値であるとは、エンジンから伝達経路に出力される出力トルクが、伝達経路からエンジンに入力される負荷トルクよりも小さいことをいう。

上記ツインクラッチ式の車両における変速期間の回転制御中に、オーバーレブ制御が終了した場合、エンジンの出力トルクは直ぐに通常の値に復帰するのに対し、クラッチのトルク容量は遅れて通常の値に復帰するため、エンジンの回転速度の下降が遅れてしまう。そこで、エンジンの回転速度の下降を早めるためにクラッチのトルク容量を急激に上昇させると、変速ショックが発生してしまう。

他方、変速ショックを抑制するために、エンジンの出力トルク及びクラッチのトルク容量を徐々に上昇させる方法が考えられるが（特許文献２を参照）、この場合、本来利用することが可能なエンジンの出力トルクを十分に利用できないことになる。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、変速ショックを抑制すると共に、エンジンの出力トルクを効率的に利用することが可能な車両の制御装置、車両及び原動機を提供することを主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の車両の制御装置は、エンジンと、前記エンジンの下流に配置され、前記エンジンから出力される出力トルクが個別に入力される２つのクラッチと、前記各々のクラッチのトルク容量を変化させる２つのアクチュエータと、前記各々のクラッチの下流に配置され、共通の出力軸を有するドグクラッチ式の２つの変速機構と、を備える車両に設けられる。前記制御装置は、前記変速期間中に、前記出力トルクの伝達経路を一方のクラッチ及び変速機構から他方のクラッチ及び変速機構に切り替える切替制御と、前記出力トルクと前記トルク容量とに差を設けることで前記エンジンの回転速度を変化させる回転制御と、を実行する。前記制御装置は、前記出力トルクの目標値を決定する目標値決定部と、前記エンジンの回転速度が閾値を超える場合に、前記伝達経路から前記エンジンに入力される負荷トルクよりも前記出力トルクが小さくなるように、前記目標値を制限する目標値制限部と、前記変速期間における前記回転制御が開始されるまでに、前記目標値の制限を解除する制限解除部と、を備える。

また、本発明の車両の制御装置は、エンジンと、前記エンジンの下流に配置され、前記エンジンから出力される出力トルクが個別に入力される２つのクラッチと、前記各々のクラッチのトルク容量を変化させる２つのアクチュエータと、前記各々のクラッチの下流に配置され、共通の出力軸を有するドグクラッチ式の２つの変速機構と、を備える車両に設けられる。前記制御装置は、前記変速期間中に、前記出力トルクの伝達経路を一方のクラッチ及び変速機構から他方のクラッチ及び変速機構に切り替える切替制御と、前記出力トルクと前記トルク容量とに差を設けることで前記エンジンの回転速度を変化させる回転制御と、を実行する。前記制御装置は、前記出力トルクの目標値を決定する目標値決定部と、前記エンジンの回転速度が閾値を超える場合に、前記伝達経路から前記エンジンに入力される負荷トルクよりも前記出力トルクが小さくなるように、前記目標値を制限する目標値制限部と、前記変速期間において前記エンジンの回転速度が前記閾値を下回る前までに、前記負荷トルクよりも前記出力トルクが大きくなるように、前記目標値を変更する目標値変更部と、を備える。

また、本発明の車両は、上記制御装置を備える。また、本発明の原動機は、上記制御装置を備える。

本発明によると、変速期間においてエンジンの回転速度が閾値を下回る前までに負荷トルクよりも出力トルクが大きくなるので、変速ショックを抑制すると共に、エンジンの出力トルクを効率的に利用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る制御装置を備えた自動二輪車の側面図である。 上記自動二輪車のエンジンから後輪に至るトルク伝達経路に設けられた機構の概略図である。 上記自動二輪車の構成を示すブロック図である。 変速制御の概要を説明するための図である。 変速制御の複数の制御モードを示す図である。 第１の制御モードの例を説明するためのタイムチャートである。 第１の制御モードの動作例を表すフローチャートである。 イナーシャフェーズ発生時間のテーブルの内容例を示す図である。 制御装置の機能構成例を表すブロック図である。 スロットル開度に応じたエンジン回転速度の閾値の例を表す図である。 第１の動作例を説明するためのタイムチャートである。 第１の動作例を表すフローチャートである。 第２の動作例を説明するためのタイムチャートである。 第２の動作例を表すフローチャートである。 第３の動作例を説明するためのタイムチャートである。 第３の動作例を表すフローチャートである。 変形例を説明するためのタイムチャートである。

本発明の車両の制御装置、車両及び原動機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置１０を備えた自動二輪車１の側面図である。図２は、エンジン２０から後輪３に至るトルク伝達経路に設けられた機構の概略図である。図３は、本発明の車両の一実施形態である自動二輪車１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、自動二輪車１は、本発明の原動機の一実施形態であるエンジンユニット１１を備えている。エンジンユニット１１の前方に配置される前輪２は、フロントフォーク４の下端で支持されている。フロントフォーク４の上部には車体フレーム（不図示）の最前部で回転可能に支持されたステアリングシャフト５が連結されている。ステアリングシャフト５の上方にはステアリング６が設けられている。ステアリング６とフロントフォーク４と前輪２は、ステアリングシャフト５を中心にして一体的に左右に回転可能となっている。

ステアリング６の後方には搭乗者が跨って座ることのできるシート７が配置されている。エンジンユニット１１の後方には後輪３が配置されている。変速機３０（図２参照）から出力されるトルクはチェーンやベルト、ドライブシャフトなどのトルク伝達部材（不図示）を介して後輪３に伝達される。

図２に示すように、エンジンユニット１１はエンジン２０と変速機３０とを備えている。自動二輪車１は所謂ツインクラッチ式の車両であり、第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂとがエンジンユニット１１に設けられている。エンジン２０はその駆動によって回転するクランクシャフト２１を備えている。

エンジン２０のトルク（クランクシャフト２１の回転）は、第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂのそれぞれに入力される。第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂは、クランクシャフト２１の回転に連動する駆動部材４１を有している。図２に示す例では、クランクシャフト２１は２つのプライマリギア２１ａを有している。第１クラッチ４０Ａの駆動部材４１と第２クラッチ４０Ｂの駆動部材４１とにはプライマリギア４１ａが設けられている。プライマリギア４１ａはプライマリギア２１ａと噛み合っている。

第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂは、後述する変速機構３０Ａ，３０Ｂの入力軸３１に連動する従動部材４２を有している。第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂは例えば単板又は多板の摩擦クラッチである。駆動部材４１と従動部材４２が互いに軸方向で押し付けられることにより、それらの間でトルクの伝達がなされる。なお、駆動部材４１は例えばフリクションディスクであり、従動部材４２は例えばクラッチディスクである。

変速機３０は第１変速機構３０Ａと第２変速機構３０Ｂとを備えている。第１変速機構３０Ａと第２変速機構３０Ｂは第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂの下流にそれぞれ配置されている。すなわち、第１変速機構３０Ａと第２変速機構３０Ｂのそれぞれに入力軸３１が設けられている。第１変速機構３０Ａの入力軸３１は第１クラッチ４０Ａの従動部材４２に連結されており、第１変速機構３０Ａには第１クラッチ４０Ａを介してトルクが入力される。第２変速機構３０Ｂの入力軸３１は第２クラッチ４０Ｂの従動部材４２に連結され、第２変速機構３０Ｂには第２クラッチ４０Ｂを介してトルクが入力される。第１変速機構３０Ａ，３０Ｂは共通の出力軸３２を有している。このように、自動二輪車１はエンジン２０のクランクシャフト２１から変速機３０の出力軸３２に至るトルク伝達経路として２つの経路を有している。第１の経路は、第１変速機構３０Ａと第１クラッチ４０Ａとによって構成され、第２の経路は第２変速機構３０Ｂと第２クラッチ４０Ｂとによって構成される。変速機３０の出力軸３２は、チェーンやベルト、シャフトなどで構成されたトルク伝達部材介して後輪３の車軸に連結されている。

第１変速機構３０Ａと第２変速機構３０Ｂは複数のギア１ｉ〜６ｉ及び１ｈ〜６ｈを含んでいる。ギア１ｉ〜６ｉは入力軸３１に設けられ、ギア１ｈ〜６ｈは出力軸３２に設けられている。ギア１ｉとギア１ｈは互いに噛み合っており、それらの減速比は１速に対応している。同様に、ギア２ｉ乃至６ｉはギア２ｈ乃至６ｈとそれぞれ噛み合っており、それらの減速比は２速乃至６速にそれぞれ対応している。この例では、第１変速機構３０Ａは奇数変速段に対応するギア１ｉ，３ｉ，５ｉ，１ｈ，３ｈ，５ｈによって構成され、第２変速機構３０Ｂは偶数変速段に対応するギア２ｉ、４ｉ，６ｉ，２ｈ，４ｈ，６ｈによって構成されている。

変速機構３０Ａ，３０Ｂは所謂選択摺動式の変速機構である。各変速段に対応したギア対（例えば、ギア１ｉとギア１ｈ）のうちいずれか一方は、当該一方のギアが設けられた軸に対して相対回転自在となっている。これに対して、他方のギアは当該他方のギアが設けられた軸とスプラインで噛み合っており、当該軸と一体的に回転する。この例では、ギア１ｈ，５ｉ，３ｈ，４ｈ，６ｉ，２ｈが、それらのギアが設けられた軸に対して相対回転自在となっている。一方、ギア１ｉ，５ｈ，３ｉ，４ｉ，６ｈ，２ｉは、それらが設けられた軸と噛み合っており、当該軸と一体的に回転する。そのため、中立状態（いずれの変速段にも設定されていない状態）においては、ギア対（５ｉ，５ｈ）及び（６ｉ，６ｈ）は出力軸３２に連動し、ギア対（１ｉ，１ｈ）、（３ｉ，３ｈ）、（４ｉ，４ｈ）及び（２ｉ，２ｈ）は入力軸３１に連動する。

入力軸３１に連動するギアと出力軸３２に連動するギアは、軸方向で互いに隣り合うように配置され、且つ、軸方向に相対移動可能（接近方向及び離れる方向への移動が可能）となっている。また、複数のギア１ｉ〜６ｉ，１ｈ〜６ｈは、ドッグクラッチ（ｄｏｇ ｃｌｕｔｃｈ）が形成されたギアを含んでいる。入力軸３１に連動するギアと出力軸３２に連動するギアは、ドッグクラッチによって係合可能となっている。これらの２つのギアの係合によって、第１変速機構３０Ａの入力軸３１又は第２変速機構３０Ｂの入力軸３１の回転（トルク）は、出力軸３２に伝達される。なお、図２の例では、ギア５ｈ，３ｉ，４ｉ，６ｈが軸方向に移動可能となっている。

図２に示すように、変速機３０には軸方向に移動可能なギア５ｈ，３ｉ，４ｉ，６ｈ（以下、可動ギア）を軸方向に移動させるシフトアクチュエータ３９が設けられている。シフトアクチュエータ３９は、可動ギアに引っ掛かる複数のシフトフォーク３９ａや、回転することによってシフトフォーク３９ａを軸方向に動かすシフトカム３９ｂ、シフトカム３９ｂを回転させる動力を発生する電動モータ３９ｃ等を含んでいる。シフトアクチュエータ３９は制御装置１０による制御の下で可動ギアを動かし、変速段を切り換える。

クラッチ４０Ａ，４０Ｂには、これらを制御装置１０による制御の下で動かす（すなわちクラッチ４０Ａ，４０Ｂを係合状態にしたり、解放状態にする）クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂが設けられている。クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂは例えば電動モータを含んでいる。電動モータの動力は、油圧やロッドを介してプレッシャープレート４３に伝えられ、駆動部材４１と従動部材４２とを軸方向で互いに押し付ける。

図３に示すように、エンジン２０には、燃料噴射装置２２とスロットルアクチュエータ２３と点火プラグ２４とが設けられている。燃料噴射装置２２はエンジン２０の燃焼室で燃焼させる燃料をエンジン２０に供給する。スロットルアクチュエータ２３はエンジン２０の吸気路を流れる空気量を調整するスロットルバルブ（不図示）の開度を制御する。点火プラグ２４はエンジン２０の燃焼室に流れ込んだ空気と燃料の混合気に点火する。燃料噴射装置２２の燃料噴射量、点火プラグ２４の点火タイミング、及び、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度）は制御装置１０によって制御される。

自動二輪車１は、エンジン回転速度センサ１９ａと、ギア位置センサ１９ｂと、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄと、出力側回転センサ１９ｅと、シフトスイッチ１９ｆと、アクセルセンサ１９ｇと、を含んでいる。これらのセンサは制御装置１０に接続されている。

エンジン回転速度センサ１９ａはエンジン回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する回転センサによって構成される。制御装置１０はエンジン回転速度センサ１９ａの出力信号に基づいてエンジン回転速度（クランクシャフト２１の回転速度）を算出する。

ギア位置センサ１９ｂは例えばシフトカム３９ｂの回転角に応じた電圧信号を出力するポテンショメータによって構成される。制御装置１０はギア位置センサ１９ｂの出力信号に基づいて、可動ギア５ｈ，３ｉ，４ｉ，６ｈの位置や現在の変速段などを検知する。

出力側回転センサ１９ｅは後輪３の車軸や、出力軸３２に設けられる。出力側回転センサ１９ｅは、例えば後輪３の回転速度や、出力軸３２の回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力する回転センサである。制御装置１０は出力側回転センサ１９ｅの出力信号に基づいて車速や出力軸３２の回転速度を算出する。

シフトスイッチ１９ｆは搭乗者によって操作されるスイッチであり、搭乗者の変速指令（変速段を上げるシフトアップ指令を示す信号、変速段を下げるシフトダウン指令を示す信号）を制御装置１０に対して入力する。なお、シフトスイッチ１９ｆはシフトアップ用のスイッチとシフトダウン用のスイッチとが設けられる。

アクセルセンサ１９ｇはステアリング６に設けられたアクセルグリップ（不図示）の操作量（回転角）に応じた信号を出力する。アクセルセンサ１９ｇは例えばポテンショメータによって構成される。制御装置１０はアクセルセンサ１９ｇの出力信号に基づいてアクセルグリップの操作量（アクセル操作量）を検知する。

クラッチセンサ１９ｃは、第１クラッチ４０Ａの伝達トルク容量（現在の第１クラッチ４０Ａの状態（現在の係合度合い）で伝達可能な最大トルク）を検出するためのセンサである。また、クラッチセンサ１９ｄは、第２クラッチ４０Ｂの伝達トルク容量（現在の第２クラッチ４０Ｂの状態（現在の係合度合い）で伝達可能な最大トルク）を検出するためのセンサである。クラッチ４０Ａ，４０Ｂが係合状態にある時に伝達トルク容量は最大となり、クラッチ４０Ａ，４０Ｂが解放状態にある時に伝達トルク容量は最小（例えば０Ｎｍ）となる。クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄは、例えば、プレッシャープレート４３の変位量を検出する。

伝達トルク容量はクラッチ４０Ａ，４０Ｂの位置（クラッチのストローク量）に対応している。クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄは、例えば、クラッチ４０Ａ，４０Ｂの位置に応じた信号（クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂの動作量に応じた信号）を出力するポテンショメータである。制御装置１０は、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄの出力信号に基づいて検知されるクラッチ位置から伝達トルク容量を検知する。例えば、制御装置１０は、クラッチ位置と伝達トルク容量とを対応付けるマップや演算式を用いて、検知したクラッチ位置から伝達トルク容量を算出する。

クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂが油圧によってクラッチ４０Ａ，４０Ｂを動かす構造においては、伝達トルク容量はクラッチ４０Ａ，４０Ｂに作用する油圧（以下、クラッチ圧）に対応している。そういった構造においては、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄはクラッチ圧に応じた信号を出力する油圧センサでもよい。この場合、制御装置１０は、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄの出力信号に基づいて検知されるクラッチ圧から伝達トルク容量を検知する。例えば、制御装置１０は、クラッチ圧と伝達トルク容量とを対応付けるマップや演算式を用いて、検知したクラッチ圧から伝達トルク容量を算出する。

また、伝達トルク容量はクラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂからクラッチ４０Ａ，４０Ｂに作用する力（駆動部材４１と従動部材４２の間に作用する押し付け力）に対応している。クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂからクラッチ４０Ａ，４０Ｂに作用する力によって、その力を受けている部分（例えば、クラッチ４０Ａ，４０Ｂのケースなど）が歪む。そこで、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄは、当該クラッチ４０Ａ，４０Ｂから力を受ける部分の歪みの大きさに応じた信号を出力する歪みセンサでもよい。その場合、制御装置１０は、クラッチセンサ１９ｃ，１９ｄの出力信号に基づいて検知する歪みから伝達トルク容量を検知する検知する。例えば、制御装置１０は、クラッチの歪みと伝達トルク容量とを対応付けるマップや演算式を用いて、検知した歪みから伝達トルク容量を算出する。

制御装置１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリとを備えている。制御装置１０はメモリに格納されたプログラムをＣＰＵにおいて実行し、エンジン２０、変速機３０、及びクラッチ４０Ａ，４０Ｂを制御する。

具体的には、制御装置１０は、エンジン２０の出力トルクについての目標値（以下において目標エンジントルクとする）を設定し、実際の出力トルクが目標エンジントルクになるようにスロットルアクチュエータ２３や燃料噴射装置２２、点火プラグ２４を駆動する。また、制御装置１０は、第１クラッチ４０Ａの伝達トルク容量と第２クラッチ４０Ｂの伝達トルク容量とについて目標値（以下において目標トルク容量とする）を設定し、実際の伝達トルク容量が目標トルク容量になるように、クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂを動かす。さらに、制御装置１０は、第１変速機構３０Ａ及び第２変速機構３０Ｂで設定される変速段が変速指令に応じたものとなるように、シフトアクチュエータ３９を動かす。

変速制御の概要について説明する。なお、以下の説明において、第１クラッチ４０Ａと第２クラッチ４０Ｂのうち、変速の前にエンジン２０のトルクを伝達しているクラッチを前クラッチとし、他方のクラッチ（すなわち、エンジン２０のトルクの伝達を変速指令によって開始するクラッチ）を次クラッチとする。同様に、第１変速機構３０Ａと第２変速機構３０Ｂのうち、変速の前にエンジン２０のトルクを伝達している変速機構を前変速機構とし、他方の変速機構（すなわちエンジン２０のトルクの伝達を変速指令によって開始する変速機構）を次変速機構とする。

図４は変速制御の概要を説明するための図である。同図においは、図２に示す変速機構３０Ａ，３０Ｂ、クラッチ４０Ａ，４０Ｂがさらに簡略化して示されている。同図においてクラッチＣｐが前クラッチであり、クラッチＣｎが次クラッチである。また、変速機構Ｔｐが前変速機構であり、変速機構Ｔｎが次変速機構である。また、前変速機構ＴｐのギアＧｐ１は、前の変速段でトルクを伝達している可動ギア（５ｈ、３ｉ、４ｉ、又は６ｈ）を示し、ギアＧｐ２は前の変速段でトルクを伝達している固定ギア（１ｈ、５ｉ、３ｈ、４ｈ、６ｉ、又は２ｈ）を示している。さらに、次変速機構ＴｎのギアＧｎ１は、次の変速段でトルクを伝達する可動ギアを示し、ギアＧｎ２は次の変速段でトルクを伝達する固定ギアを示している。この図では、簡略化のために、１つの可動ギアＧｐ１，Ｇｎ１と１つの固定ギアＧｐ２，Ｇｎ２が示されている。この図においては、固定ギアＧｐ２，Ｇｎ２が出力軸３２に固定されており（すなわち出力軸３２とスプラインで噛み合っており）、出力軸３２と一体的に回転する。可動ギアＧｐ１，Ｇｎ１は、出力軸３２に対して自由に相対回転できる。また、可動ギアＧｐ１，Ｇｎ１は、入力軸３１に固定されたギアＧｐ３，Ｇｎ３とそれぞれ噛み合っており、ギアＧｐ３，Ｇｎ３や入力軸３１の回転に連動する。

図４（ａ）に示すように、通常走行においては、２つのクラッチＣｐ，Ｃｎは係合状態（伝達トルク容量が最大の状態）に設定されている。前変速機構Ｔｐにおいては、前の変速段に対応する可動ギアＧｐ１と固定ギアＧｐ２とがドッグクラッチによって係合している。また、次変速機構Ｔｎにおいては全ての可動ギアが中立位置（いずれの固定ギアとも係合しない位置）に配置される。そのため、エンジン２０のトルクは、２つのトルク伝達経路のうち一方の経路（前クラッチＣｐ及び前変速機構Ｔｐ）を介して、後輪３に向けて伝達されている。他方の経路においては次変速機構Ｔｎにおいてトルク伝達が遮断されている。

変速指令が生じたとき、制御装置１０はトルクを伝達する経路を一方から他方に切り換える。すなわち、制御装置１０は次変速機構Ｔｎの可動ギアＧｎ１と固定ギアＧｎ２とを係合させ、前変速機構Ｔｐの可動ギアＧｐ１を中立位置にする。具体的には、変速機構Ｔｐ，ＴｎとクラッチＣｐ，Ｃｎは、変速制御において次のように動かされる。まず、制御装置１０は、図４（ｂ）のＳ１に示されるように次クラッチＣｎの係合を解除し、Ｓ２に示されるように次変速機構Ｔｎの可動ギアＧｎ１を動かし、隣の固定ギアＧｎ２に係合させる（所謂ドグ係合フェーズ）。その後、制御装置１０は、図４（ｃ）のＳ３に示されるように次クラッチＣｎを解放状態から係合状態に戻し、それと共に前クラッチＣｐを解放状態にする（所謂トルクフェーズ）。最後に、制御装置１０は、図４（ｄ）のＳ４に示されるように前変速機構Ｔｐの可動ギアＧｐ１を中立位置まで移動させた後に、前クラッチＣｐを係合状態にする（所謂ドグ解放フェーズ）。

なお、こうした変速制御を実行する際、変速中の後輪３の駆動力の増減（変速ショック）を抑えるために、前クラッチＣｐ又は次クラッチＣｎの駆動部材４１の回転速度と従動部材４２の回転速度とを一致させるための回転制御（所謂イナーシャフェーズ）が、トルクフェーズ（図４（ｃ）のＳ３を参照）の前または後に必要となる場合がある。以下に説明する制御装置１０の変速制御の複数の制御モードは、トルクフェーズがイナーシャフェーズの前に行われるものと、イナーシャフェーズがトルクフェーズの前に行われるものと、に大きく分けられる。

図５は、制御装置１０の変速制御の複数の制御モードを示す図である。制御装置１０は変速制御として４つの制御モードを備えている。第１の制御モードは、アクセルを開いた状態でのシフトアップ制御（パワーオンシフトアップ制御）である。第２の制御モードは、アクセルを開いた状態でのシフトダウン制御（パワーオンシフトダウン制御）である。第３の制御モードは、アクセルを閉じた状態でのシフトアップ制御（パワーオフシフトアップ制御）である。第４の制御モードは、アクセルを閉じた状態でのシフトダウン制御（パワーオフシフトダウン制御）である。

以下、上記第１〜第４の制御モードの中から代表して、第１の制御モード（パワーオンシフトアップ制御）の具体的な動作例を説明する。図６は、第１の制御モード（パワーオンシフトアップ制御）の例を説明するためのタイムチャートである。同図において、上部の実線は目標エンジントルクＴｅを表し、破線は次クラッチＣｎの目標トルク容量Ｔｃｎを表し、二点鎖線は前クラッチＣｐの目標トルク容量Ｔｃｐを表し、下部の実線はエンジン回転速度Ｓｅを表している。このうち、破線及び二点鎖線は、目標トルク容量を一次減速比で除した値となっている。なお、同図では、各々の線を互いに重ならないよう縦又は横方向に僅かにずらしている。この第１の制御モードでは、トルクフェーズとイナーシャフェーズとがこの順に実行される。

まず、制御装置１０は、ドグ係合フェーズを開始する（ｔ１）。具体的には、制御装置１０は、次クラッチＣｎを係合状態から解放状態に変化させる。係合状態とは伝達トルク容量が最大となる状態であり、解放状態とは伝達トルク容量が最小（例えば０Ｎｍ）となる状態である。また、制御装置１０は、シフトアクチュエータ３９を駆動して、次変速機構Ｔｎの可動ギアＧｎ１を固定ギアＧｎ２に向けて移動させる。また、制御装置１０は、前クラッチＣｐを係合状態から半係合状態に変化させる。ここでは、前クラッチＣｐの目標トルク容量ＴｃｐがエンジントルクＴｅに対応する値まで下げられる。

次に、制御装置１０は、トルクフェーズを開始して、エンジン２０のトルクを伝達する経路を切り換える（ｔ２）。制御装置１０は、前クラッチＣｐを半係合状態から解放状態に変化させ、次クラッチＣｎを解放状態から半係合状態に変化させる。具体的には、制御装置１０は、次クラッチＣｎの目標トルク容量ＴｃｐをエンジントルクＴｅに対応する値まで上げる。

次に、制御装置１０は、イナーシャフェーズを開始して、エンジン回転速度Ｓｅを低下させる（ｔ３）。具体的には、制御装置１０は、エンジントルクＴｅを次クラッチＣｎの目標トルク容量Ｔｃｎより相対的に下げることで、エンジン回転速度Ｓｅを低下させる。換言すると、制御装置１０は、次クラッチＣｎの目標トルク容量ＴｃｎをエンジントルクＴｅより相対的に上げることで、エンジン回転速度Ｓｅを低下させる。

次に、制御装置１０は、ドグ解放フェーズを開始する（ｔ４）。具体的には、制御装置１０は、シフトアクチュエータ３９を駆動して、前変速機構Ｔｐの可動ギアＧｐ１を中立位置に向けて移動させる。その後、制御装置１０は、前クラッチＣｐと次クラッチＣｎを係合状態に戻す（ｔ５）。これにより、第１の制御モードに係る変速制御が終了する。

図７は、第１の制御モードの動作例を表すフローチャートである。Ｓ２０１において、制御装置１０は、変速制御が第１の制御モード（パワーオンシフトアップ制御）であるか否かを判定する。第１の制御モードではない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、制御装置１０は処理を終了する。

Ｓ２０２において、制御装置１０は、ドグ係合指令を出力して、ドグ係合フェーズを実行する（上記図６のｔ１）。ドグ係合指令は、次クラッチＣｎを係合状態から解放状態に変化させる指令と、次変速機構Ｔｎの可動ギアＧｎ１を固定ギアＧｎ２に向けて移動させる指令と、を含んでいる。また、ドグ係合指令は、前クラッチＣｐを係合状態から半係合状態に変化させる指令を含んでいる。具体的には、前クラッチＣｐの目標トルク容量は、これを一次減速比で除した値が目標エンジントルクと同じになるように設定される。

Ｓ２０３において、制御装置１０は、ドグ係合フェーズが完了したか否かを判定する。判定方法としては、次の方法が考えられる。例えば、ギア位置センサ１９ｂからの信号に基づき、シフトカム３９ｂの位置がドグ係合に対応する範囲内にあるときに、ドグ係合フェーズの完了が判定される。また、入力軸３２の回転速度を検出するセンサが設けられる場合には、エンジン回転速度を一次減速比で除した値と入力軸回転速度との差がドグ係合に対応する範囲内にあるときに、ドグ係合フェーズの完了が判定されてもよい。

Ｓ２０４において、制御装置１０は、トルクフェーズを実行する（上記図６のｔ２）。トルクフェーズの開始時には、前クラッチＣｐを解放状態に変化させる指令と、次クラッチＣｎを半係合状態に変化させる指令と、が出力される。具体的には、次クラッチＣｎの目標トルク容量は、目標エンジントルクがある値（例えば０Ｎｍ）より大きい場合には、これを一次減速比で除した値が目標エンジントルクと同じになるように設定される。他方、目標エンジントルクがある値（例えば０Ｎｍ）より小さい場合には、当該ある値（例えば０Ｎｍ）に設定される。

Ｓ２０５において、制御装置１０は、トルクフェーズが完了したか否かを判定する。具体的にはクラッチセンサ１９ｃ，１９ｄからの信号に基づいて、クラッチ４０Ａ，４０Ｂの伝達トルク容量が目標トルク容量に到達したか否かが判定される。

Ｓ２０６において、制御装置１０は、イナーシャトルクを算出する。イナーシャトルクは、イナーシャフェーズにおいて適用される目標エンジントルクである（上記図６のＴｅ）。イナーシャトルクは、例えば、（現在エンジン回転速度−変速後到達エンジン回転速度）／イナーシャフェーズ発生時間×クランク周りイナーシャの式により求められる。イナーシャフェーズ発生時間は、例えば、図８に示されるようなイナーシャフェーズ発生時間が変速段とアクセル開度とに対応付けられたテーブルから読み出される。また、クランク周りイナーシャは、クランクシャフト２１の軸回りに存在する重量物によるイナーシャであり、エンジン２０の設計段階などにおいて予め求めることができる。

Ｓ２０７において、制御装置１０は、イナーシャフェーズを実行し、エンジン回転速度Ｓｅを低下させる（上記図６のｔ３）。イナーシャフェーズが開始されると、目標エンジントルクは上記Ｓ２０６で算出されたイナーシャトルクに設定される。また、前クラッチＣｐの目標伝達トルクは最小値（例えば０Ｎｍ）に設定される。また、次クラッチＣｎの目標伝達トルクは、アクセル開度から決まる目標エンジントルクに１次減速比を乗じ、さらにオフセットトルクを加算した値に設定される。ここで、オフセットトルクは、次クラッチＣｎの目標伝達トルクＴｃｎが実際の伝達トルク容量と異なるためにイナーシャフェーズが進行しないような状況を解消するための値で、例えばＳ２０７が開始されてからの経過時間に応じて定まる値とされる。

Ｓ２０８において、制御装置１０は、イナーシャフェーズが完了したか否かを判定する。例えば、｜ドライブ軸回転速度×変速後ギア比×１次減速比−エンジン回転速度｜＜ 閾値 の式が成立したときに、イナーシャフェーズの完了が判定される。また、例えば、（ドライブ軸回転速度×変速前ギア比×１次減速比−エンジン回転速度）／（ドライブ軸回転速度×（変速前ギア比−変速後ギア比）×１次減速比）＞ 閾値 の式が成立したときに、イナーシャフェーズの完了が判定されてもよい。また、例えば、上記２つの式の一方または両方が成立したときに、イナーシャフェーズの完了が判定されてもよい。

Ｓ２０９において、制御装置１０は、目標エンジントルクを、アクセル開度から求まる通常の値に戻す。

Ｓ２１０において、制御装置１０は、ドグ解放指令を出力して、ドグ解放フェーズを実行する（上記図６のｔ４）。ドグ解放指令は、前変速機構Ｔｐの可動ギアＧｎ１を中立位置に移動させる指令を含んでいる。

Ｓ２１１において、制御装置１０は、ドグ解放フェーズが完了したか否かを判定する。判定方法としては、次の方法が考えられる。例えば、ギア位置センサ１９ｂからの信号に基づき、シフトカム３９ｂの位置がドグ解放に対応する範囲内にあるときに、ドグ解放フェーズの完了が判定される。また、入力軸３２の回転速度を検出するセンサが設けられる場合には、エンジン回転速度を一次減速比で除した値と入力軸回転速度との差がドグ解放に対応する範囲内にあるときに、ドグ解放フェーズの完了が判定されてもよい。

Ｓ２１２において、制御装置１０は、前クラッチＣｐ及び次クラッチＣｎを係合状態に変化させる指令を出力する。以上により、第１の制御モード（パワーオンシフトアップ制御）に係る変速制御が終了する。

図９は、制御装置１０の機能構成例を表すブロック図である。制御装置１０は、変速制御部５１と、エンジン制御部５３と、目標値決定部５５と、目標値制限部５７と、制限解除部（目標値変更部）５９と、を備えている。制御装置１０に含まれる各部は、制御装置１０のＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

変速制御部５１は、シフトスイッチ１９ｆから変速指令が入力されると、変速制御を実行し、クラッチアクチュエータ４９Ａ，４９Ｂ及びシフトアクチュエータ３９を駆動する（上記図５〜図７を参照）。また、変速制御部５１は、目標値決定部５５から供給される目標エンジントルクに基づいて、クラッチ４０Ａ，４０Ｂの目標トルク容量や、イナーシャフェーズで用いるイナーシャトルクを算出する。また、変速制御部５１は、変速期間の開始や、変速期間に含まれる各フェーズの開始を、制限解除部５９に通知する。

エンジン制御部５３は、目標値決定部５５から供給される目標エンジントルクに、エンジン２０の実際の出力トルクが近づくように、エンジン２０に設けられた燃料噴射装置２２、スロットルアクチュエータ２３及び点火プラグ２４を駆動する。例えば、エンジン２０の出力トルクを上昇させる場合には、スロットルアクチュエータ２３により調整されるスロットル開度を増加させる。また、エンジン２０の出力トルクを下降させる場合には、スロットルアクチュエータ２３により調整されるスロットル開度を減少させたり、燃料噴射装置２２により噴射される燃料の量を減少させたり、点火プラグ２４による点火タイミングを遅らせる。

目標値決定部５５は、主にアクセルセンサ１９ｇから入力されるアクセル操作量に基づいて目標エンジントルクを決定し、変速制御部５１及びエンジン制御部５３に供給する。例えば、目標値決定部５５は、メモリに格納されたアクセル操作量と目標エンジントルクとの関係を表すマップを参照することで、目標エンジントルクを決定する。また、目標値決定部５５は、イナーシャフェーズにおいて、変速制御部５１から供給されるイナーシャトルクを目標エンジントルクとして設定する。また、目標値決定部５５は、目標値制限部５７からオーバーレブ状態である旨を通知されると、目標エンジントルクを負の値に制限する。

目標値制限部５７は、エンジン回転速度センサ１９ａから入力されるエンジン回転速度が閾値を超えているか否か（すなわち、オーバーレブ状態であるか否か）を判断し、オーバーレブ状態である場合に、その旨を目標値決定部５５に通知することで、目標エンジントルクを負の値に制限させる。オーバーレブ状態である旨の通知を受けた目標値決定部５５は、目標エンジントルクを負の値に制限して、エンジン制御部５３にエンジンブレーキをかけさせる（いわゆる、オーバーレブ制御）。エンジンブレーキとは、エンジン２０からトルク伝達経路に出力される出力トルクが、トルク伝達経路からエンジン２０に入力される負荷トルクよりも小さい状態である。

例えば、図１０に示されるように、オーバーレブ状態であるか否かを判断するための閾値は、スロットル開度に応じて変化してよい。図１０の例では、閾値となるエンジン回転速度が、スロットル開度の増加に伴って減少している。

制限解除部５９は、変速制御部５１が変速制御を実行する場合に、所定のタイミングで目標エンジントルクの制限の解除指令を目標値制限部５７に出力する。また、制限解除部５９は、解除指令を出力するタイミングを判断するために、変速期間の開始や、変速期間に含まれる各フェーズの開始の通知を、変速制御部５１から受ける。解除指令を受けた目標値制限部５７は、目標値決定部５５に対するオーバーレブ状態である旨の通知を終了して、目標値決定部５５に目標エンジントルクの制限を解除させる。

具体的には、制限解除部５９は、目標エンジントルクを制限する閾値を増加させることによって、目標エンジントルクの制限を解除する。すなわち、エンジン回転速度を上回る程度に閾値を増加させた場合、エンジン回転速度が閾値を下回って、目標エンジントルクの制限が実行されないことになる。

目標エンジントルクの制限の解除では、負の値に制限していた目標エンジントルクが正の値に戻される。例えば、目標エンジントルクは、アクセル操作量から求まる通常の値に設定される。但し、イナーシャフェーズの場合には、目標エンジントルクはイナーシャトルクに設定される。

以下、目標エンジントルクの制限を解除するタイミングが異なる３つの動作例について説明する。

［第１の動作例］
図１１は、第１の動作例を説明するためのタイムチャートである。以下、上記図６と異なる部分について主に説明する。図１１中の一点鎖線は、実際に出力されるエンジントルクＴａを表している。また、図１１では、変速期間の開始時点ｔ１よりも前の時点ｔ０においてエンジン回転速度Ｓｅが閾値Ｓｔを超える場合を示しているが、この場合に限られない。

エンジン回転速度Ｓｅが閾値Ｓｔを超えたことを目標値制限部５７が検知すると（ｔ０）、目標値決定部５５は、目標エンジントルクＴｅを負の値に設定して、エンジン制御部５３にエンジンブレーキをかけさせる。その後、変速制御部５１が変速制御を開始すると（ｔ１）、制限解除部５９は、目標エンジントルクＴｅの制限の解除指令を出力する。これにより、目標エンジントルクＴｅは、変速制御の開始に伴って、アクセル操作量から求まる通常の値に戻る。

具体的には、図１２に示すように。変速期間中であって（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、エンジン回転速度が閾値を超えている場合に（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、制限解除部５９は、閾値を増加させることによって、目標エンジントルクの制限を解除する（Ｓ３０３）。そして、変速制御部５１は、変速制御を実行する（Ｓ３０４）。

これによると、変速制御が開始すると目標エンジントルクの制限が終了され、イナーシャフェーズ（すなわち、回転制御）の前までに目標エンジントルクが通常の値に戻る。このため、イナーシャフェーズ中の変速ショックを抑制することが可能であると共に、エンジン２０の出力トルクを効率的に利用することが可能である。また、変速期間中は目標エンジントルクの制限を行わないとすることで、処理の簡易化を図ることが可能である。

［第２の動作例］
図１３は、第２の動作例を説明するためのタイムチャートである。以下、上記第１例と異なる部分について主に説明する。

エンジン回転速度Ｓｅが閾値Ｓｔを超えたことを目標値制限部５７が検知すると（ｔ０）、目標値決定部５５は、目標エンジントルクＴｅを負の値に設定して、エンジン制御部５３にエンジンブレーキをかけさせる。その後、変速制御部５１がイナーシャフェーズを開始すると（ｔ３）、制限解除部５９は、目標エンジントルクＴｅの制限の解除指令を出力する。これにより、目標エンジントルクＴｅは、イナーシャフェーズの開始に伴って、イナーシャトルクに設定される。

具体的には、図１４に示すように、変速期間中であって（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、エンジン回転速度が閾値を超え（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、さらにイナーシャフェーズ中である場合に（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、制限解除部５９は、閾値を増加させることによって、目標エンジントルクの制限を解除する（Ｓ３０３）。そして、変速制御部５１は、変速制御を実行する（Ｓ３０４）。

これによると、イナーシャフェーズが開始すると、目標エンジントルクの制限が終了され、目標エンジントルクがイナーシャトルクに設定される。このため、イナーシャフェーズ中の変速ショックを抑制することが可能であると共に、エンジン２０の出力トルクを効率的に利用することが可能である。また、イナーシャフェーズの開始まで目標エンジントルクが制限されるので、エンジン回転速度の過度な上昇を抑制させやすい。

［第３の動作例］
図１５は、第３の動作例を説明するためのタイムチャートである。以下、上記第１例及び第２例と異なる部分について主に説明する。

エンジン回転速度Ｓｅが閾値Ｓｔを超えたことを目標値制限部５７が検知すると（ｔ０）、目標値決定部５５は、目標エンジントルクＴｅを負の値に設定して、エンジン制御部５３にエンジンブレーキをかけさせる。その後、変速制御部５１がトルクフェーズを開始すると（ｔ２）、制限解除部５９は、目標エンジントルクＴｅの制限の解除指令を出力する。これにより、目標エンジントルクＴｅは、トルクフェーズの開始に伴って、アクセル操作量から求まる通常の値に戻る。

具体的には、図１６に示すように、変速期間中であって（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、エンジン回転速度が閾値を超え（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、さらにトルクフェーズ中である場合に（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、制限解除部５９は、閾値を増加させることによって、目標エンジントルクの制限を解除する（Ｓ３０３）。そして、変速制御部５１は、変速制御を実行する（Ｓ３０４）。

これによると、トルクフェーズが開始すると目標エンジントルクの制限が終了され、イナーシャフェーズの前までに目標エンジントルクが通常の値に戻る。このため、イナーシャフェーズ中の変速ショックを抑制することが可能であると共に、エンジン２０の出力トルクを効率的に利用することが可能である。また、トルクフェーズの開始と共に目標エンジントルクの制限を終了することで、イナーシャフェーズの開始までに実際のエンジントルクＴａが戻るための時間を確保することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

上記３つの例では、変速期間の開始時点ｔ１、トルクフェーズの開始時点ｔ２、イナーシャフェーズの開始時点ｔ３の何れかに合わせて、目標エンジントルクの制限を終了していたが、この態様に限られない。例えば、ドグ係合フェーズ又はトルクフェーズの途中に目標エンジントルクの制限を終了してもよい。また、図１７に示されるように、イナーシャフェーズの途中であっても、エンジン回転速度が閾値を下回る前までに目標エンジントルクの制限を終了すれば、従来技術よりも変速ショックを抑制することが可能である。

Claims (6)

1. エンジンと、前記エンジンの下流に配置され、前記エンジンから出力される出力トルクが個別に入力される２つのクラッチと、前記各々のクラッチのトルク容量を変化させる２つのアクチュエータと、前記各々のクラッチの下流に配置され、共通の出力軸を有するドグクラッチ式の２つの変速機構と、を備える車両に設けられ、
   前記変速期間中に、前記出力トルクの伝達経路を一方のクラッチ及び変速機構から他方のクラッチ及び変速機構に切り替える切替制御と、前記出力トルクと前記トルク容量とに差を設けることで前記エンジンの回転速度を変化させる回転制御と、を実行する制御装置であって、
   前記出力トルクの目標値を決定する目標値決定部と、
   前記エンジンの回転速度が閾値を超える場合に、前記伝達経路から前記エンジンに入力される負荷トルクよりも前記出力トルクが小さくなるように、前記目標値を制限する目標値制限部と、
   前記変速期間における前記回転制御が開始されるまでに、前記目標値の制限を解除する制限解除部と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記変速期間において前記切替制御が前記回転制御よりも前に実行され、
   前記制限解除部は、前記切替制御が開始されるまでに前記目標値の制限を解除する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制限解除部は、前記変速期間が開始されるまでに前記目標値の制限を解除する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
4. エンジンと、前記エンジンの下流に配置され、前記エンジンから出力される出力トルクが個別に入力される２つのクラッチと、前記各々のクラッチのトルク容量を変化させる２つのアクチュエータと、前記各々のクラッチの下流に配置され、共通の出力軸を有するドグクラッチ式の２つの変速機構と、を備える車両に設けられ、
   前記変速期間中に、前記出力トルクの伝達経路を一方のクラッチ及び変速機構から他方のクラッチ及び変速機構に切り替える切替制御と、前記出力トルクと前記トルク容量とに差を設けることで前記エンジンの回転速度を変化させる回転制御と、を実行する制御装置であって、
   前記出力トルクの目標値を決定する目標値決定部と、
   前記エンジンの回転速度が閾値を超える場合に、前記伝達経路から前記エンジンに入力される負荷トルクよりも前記出力トルクが小さくなるように、前記目標値を制限する目標値制限部と、
   前記変速期間において、前記閾値を超えた前記エンジンの回転速度が低下して前記閾値を下回る前までに、前記閾値を増加させることによって前記目標値の制限を解除する制限解除部と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の制御装置を備える車両。
6. 請求項１ないし４の何れかに記載の制御装置を備える原動機。
   

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