JP5902736B2 - 車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のクラッチ制御装置に係り、特に、エンジンと変速機との間の駆動力伝達をクラッチで断接制御する車両のクラッチ制御装置に関する。

従来から、エンジン等の駆動力で走行する車両において、ある走行状態から再加速する際に駆動力伝達系に生じるショックや打音を低減する技術が検討されている。この再加速時のショックや打音は、主に、車両の駆動源から駆動輪に至る駆動力伝達経路のガタ（変速機ギヤ間のバックラッシ、ドライブチェーンの遊び、ホイールダンパの隙間等）が一方側から他方側に寄ることで発生する。

特許文献１には、車両の惰性走行時に、エンジンと変速機との間で駆動力を断接するクラッチの容量を微小値に設定することで、惰性走行中であってもエンジンから変速機へのトルク伝達を継続するようにした技術が開示されている。この技術によれば、例えば、加速走行から惰性走行に切り替わってもエンジンが被駆動状態とはならず、惰性走行時に駆動力伝達経路のガタが一方側に寄ることがなくなるので、惰性走行から再加速する際のショックや打音を生じにくくすることができる。

特開昭６２−２８９９３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、定常走行中のスロットルのオン／オフ操作に起因するガタの寄りを防ぐことはできない。具体的には、クルーズ走行中にスロットルの開閉がされた場合等には、ショックや打音の発生が防止できないという課題がある。

このとき、クラッチ容量を低下させることでショックを低減することができるが、特許文献１の技術では、通常走行中のクラッチ容量がエンジンの最大トルクを伝達できる大きな値に固定されているため、仮に、スロットルのオフ操作に応じてクラッチ容量を低減しようとしても、クラッチ制御が間に合わないという課題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、定常走行中のスロットルオン／オフ操作による再加速時にも駆動力伝達系のショックや打音を防止することができる車両のクラッチ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、エンジン（１００）と、該エンジン（１００）の駆動力の断接を行うクラッチ（ＴＣＬ）とを有する車両のクラッチ制御装置において、前記エンジン（１００）の負荷に基づいて前記エンジン（１００）の推定トルク（ＴＱＥ）を算出するエンジン推定トルク算出手段（１５３）を具備し、車両の発進時および変速時を除く走行状態としての定常走行時の目標クラッチ容量（ＴＱＣ）を、前記推定トルク（ＴＱＥ）に追従するように変化させる点に第１の特徴がある。

また、前記エンジン（１００）の推定トルク（ＴＱＥ）は、エンジン回転数（Ｎｅ）、スロットル開度（Ｔｈ）および変速機（ＴＭ）のギヤポジションをパラメータとして導出され、前記目標クラッチ容量（ＴＱＣ）は、１以上の値である容量倍率（Ｒ）および正の値である容量加算量（Ａ）が設定されたうえで、前記推定トルク（ＴＱＥ）×容量倍率（Ｒ）＋容量加算量（Ａ）の算出式により算出される点に第２の特徴がある。

また、前記容量倍率（Ｒ）は、前記推定トルク（ＴＱＥ）に応じて大きくなるように設定される点に第３の特徴がある。

また、前記スロットル開度（Ｔｈ）が所定値（Ｔｈ１）以上となったときに、前記容量加算量（Ａ）および容量倍率（Ｒ）をそれぞれ所定時間（Ｔ）の間固定値で保持する点に第４の特徴がある。

また、前記所定値（Ｔｈ１）を、前記エンジン回転数（Ｎｅ）に応じて変化させる点に第５の特徴がある。

さらに、前記エンジン（１００）の推定軸トルク（ＴＱＪ）を導出する推定軸トルクマップ（Ｍ）を備え、前記推定軸トルク（ＴＱＪ）がゼロの値をまたいで推移したときに、前記容量加算量（Ａ）および容量倍率（Ｒ）をそれぞれ所定時間（Ｔ１）の間固定値で保持する点に第６の特徴がある。

第１の特徴によれば、エンジンの負荷に基づいてエンジンの推定トルクを算出するエンジン推定トルク算出手段を具備し、車両の発進時および変速時を除く走行状態としての定常走行時の目標クラッチ容量を、推定トルクに追従するように変化させるので、定常走行時の目標クラッチトルクをエンジントルクに対して必要十分な容量に抑えることが可能となる。これにより、定常走行時に段差乗り越え等による過剰なトルクが加わった際でも、クラッチが滑ることでトルク変動ショックを逃すことができる。

第２の特徴によれば、エンジンの推定トルクは、エンジン回転数、スロットル開度および変速機のギヤポジションをパラメータとして導出され、目標クラッチ容量は、１以上の値である容量倍率および正の値である容量加算量が設定されたうえで、推定トルク×容量倍率＋容量加算量の算出式により算出されるので、推定トルクに追従させる目標クラッチ容量を常に推定トルクより大きく設定することができる。また、推定トルクに容量倍率を乗じることによって、トルク振幅による容量の変動分を補いつつ目標クラッチ容量を必要十分な容量に抑えることができる。さらに、容量加算量を加えることによって、推定トルクがゼロとなった場合でも目標クラッチ容量がゼロになることがなく、クラッチの応答性を向上させることができるので、スロットル操作に対する加速反応の悪化を防ぐことができる。

第３の特徴によれば、容量倍率は、推定トルクに応じて大きくなるように設定されるので、エンジントルクが大きくなるに従って大きくなるトルク振幅に対応させつつ、目標クラッチ容量を必要十分な値に抑えることができる。

第４の特徴によれば、スロットル開度が所定値以上または以下となったときに、容量加算量および容量倍率をそれぞれ所定時間の間固定値で保持するので、エンジン回転数の変動が収束するまで容量加算量および容量倍率を固定することで、クラッチ容量の急変を抑えて乗員へのトルク変動の伝達を防ぐことができる。

第５の特徴によれば、所定値を、エンジン回転数に応じて変化させるので、エンジン回転数の増大に応じて所定値が増大することにより、エンジン出力が加速から減速もしくは減速から加速に変化するスロットル開度に応じて、クラッチ容量を変化させることができる。

第６の特徴によれば、エンジンの推定軸トルクを導出する推定軸トルクマップを備え、推定軸トルクがゼロの値をまたいで推移したときに、容量加算量および容量倍率をそれぞれ所定時間の間固定値で保持するので、例えば、１速ギヤでスロットル全開の加速中に少しスロットルを戻す場合等、スロットル開度Ｔｈの変化が小さくても駆動系にショックや打音が生じやすい走行状態において、スロットル開度にかかわらず容量加算量および容量倍率をそれぞれ固定値で保持してクラッチを滑りやすくし、ショックや打音の発生を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る車両のクラッチ制御装置が適用された自動二輪車の左側面図である。 エンジンの右側面図である。 ＡＭＴおよびその周辺装置のシステム構成図である。 車両のクラッチ制御装置の主要構成を示す機能ブロック図である。 容量倍率を導出するための容量倍率マップである。 容量加算量を導出するための容量加算量マップである。 本発明に係るクラッチ容量変動制御の態様を示すタイムチャートである。 本発明に係るクラッチ容量変動制御と従来制御との差異を示すグラフである。 減速状態からスロットルを急開した場合の制御の流れを示すタイムチャートである。 エンジン回転数と所定値との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る容量倍率および容量加算量の補正制御の開始条件を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る容量倍率の補正制御の例を示すグラフである。

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車両のクラッチ制御装置が適用された自動二輪車１０の左側面図である。図２は、自動二輪車１０の動力源としてのエンジン１００の右側面図である。自動二輪車１０の車体フレーム１４は、左右一対のメインパイプ３６を有し、メインパイプ３６の車体前方側にはヘッドパイプ１５が設けられている。前輪ＷＦを回転自在に軸支すると共に操向ハンドル１８を支持する左右一対のフロントフォーク１７は、ヘッドパイプ１５に対して回動可能に支持されている。

メインパイプ３６の下方に懸架されるエンジン１００は、所定の挟み角をなして前後シリンダを配置したＶ型４気筒式とされる。シリンダブロック４０内を摺動するピストン４１や動弁機構等は、４つの気筒において同様の構成を有している。クランクケース４６には、ピストン４１を支持するコンロッド４１ａ（図２参照）を回転自在に軸支するクランク軸１０５、変速機を構成する複数の歯車対が取り付けられた主軸（メインシャフト）１３およびカウンタ軸（カウンタシャフト）９が収納されている。

前後シリンダブロックの間には、燃料タンク１９の下部に配設されたエアクリーナボックスを通過した新気を各気筒の吸気ポートに導入するエアファンネル４２が配置されている。各エアファンネル４２には、それぞれ燃料噴射弁が取り付けられている。シート５３の下方には、排気管５９によって車体後方に導かれた燃焼ガスを排出するマフラ５４が配設されている。

メインパイプ３６の後方下部には、ショックユニット３７によって吊り下げられると共に後輪ＷＲを回転自在に軸支するスイングアーム３８が揺動自在に軸支されている。スイングアーム３８の内部には、カウンタ軸９から出力されるエンジン１００の回転駆動力を後輪ＷＲに伝達するドライブシャフト５８が配設されている。後輪ＷＲの車軸近傍には、後輪ＷＲの回転速度を検知する車速センサＳＥＶが設けられている。

図２を参照して、エンジン１００を構成する前側バンクＢＦおよび後側バンクＢＲは、シリンダブロック４０の上側に取り付けられて動弁機構を収納するシリンダヘッド４４と、該シリンダヘッド４４の上端を覆うヘッドカバー４５とからなる。ピストン４１は、シリンダブロック４０に形成されたシリンダ４３の内周部を摺動動作する。クランクケース４６は、シリンダブロック４０と一体成型された上側ケース半体４６ａと、オイルパン４７が取り付けられる下側ケース半体４６ｂとから構成されている。

冷却水を圧送するためのウォータポンプ４９は、主軸１３に形成されたスプロケット１３ａに巻き掛けられた無端状のチェーン４８によって回転駆動される。クランクケース４６の車幅方向右側の側面には、クラッチカバー５０が取り付けられている。

本実施形態に係るエンジン１００は、変速機との間で回転駆動力の断接を行う油圧クラッチに、第１クラッチおよび第２クラッチからなるツインクラッチを適用している。ツインクラッチに供給する油圧はアクチュエータで制御可能とされ、エンジン１００の右側部には、両クラッチを制御するアクチュエータとしての第１バルブ１０７ａおよび第２バルブ１０７ｂが取り付けられている。ツインクラッチＴＣＬは、エンジン回転数や車速等に応じた自動制御によって断接駆動される。

図３は、自動変速機としての自動マニュアル変速機（以下、ＡＭＴ）１およびその周辺装置のシステム構成図である。ＡＭＴ１は、主軸（メインシャフト）上に配設された２つのクラッチによってエンジンの回転駆動力を断接するツインクラッチ式自動変速装置である。クランクケース４６に収納されるＡＭＴ１は、クラッチ用油圧装置１１０およびＡＭＴ制御ユニット１２０によって駆動制御される。ＡＭＴ制御ユニット１２０には、第１バルブ１０７ａおよび第２バルブ１０７ｂからなるクラッチアクチュエータとしてのバルブ１０７を駆動制御するクラッチ制御手段が含まれる。また、エンジン１００は、スロットルバルブを開閉するスロットルバルブモータ１０４が備えられたスロットル・バイ・ワイヤ形式の電子スロットル装置１０２を有している。

ＡＭＴ１は、前進６段の変速機ＴＭ、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、シフトドラム３０、該シフトドラム３０を回動させるシフトモータ（シフトアクチュエータ）２１を備えている。シフトモータ２１は、エンジン回転数や車速等に応じた自動制御およびシフトスイッチ１１５の操作による乗員の駆動指令の組み合わせによって回動駆動される。

変速機ＴＭを構成する多数のギヤは、主軸１３およびカウンタ軸９にそれぞれ結合または遊嵌されている。主軸１３は、内主軸７と外主軸６とからなり、内主軸７は第１クラッチＣＬ１と結合され、外主軸６は第２クラッチＣＬ２と結合されている。主軸１３およびカウンタ軸９には、それぞれ主軸１３およびカウンタ軸９の軸方向に変位自在な変速ギヤが設けられており、これら変速ギヤおよびシフトドラム３０に形成された複数のガイド溝にシフトフォークの端部が係合されている。

エンジン１００のクランク軸１０５には、プライマリ駆動ギヤ１０６が結合されており、このプライマリ駆動ギヤ１０６はプライマリ従動ギヤ３に噛み合わされている。プライマリ従動ギヤ３は、第１クラッチＣＬ１を介して内主軸７に連結されると共に、第２クラッチＣＬ２を介して外主軸６に連結される。また、ＡＭＴ１は、カウンタ軸９上の所定の変速ギヤの回転速度を計測することで、内主軸７および外主軸６の回転速度をそれぞれ検知する内主軸回転数（回転速度）センサ１３１および外主軸回転数（回転速度）センサ１３２を備えている。

内主軸回転数センサ１３１は、内主軸７に回転不能に取り付けられた変速ギヤに噛合されると共に、カウンタ軸９に対して回転自在かつ摺動不能に取り付けられた被動側の変速ギヤＣ３の回転速度を検知する。また、外主軸回転数センサ１３２は、外主軸６に回転不能に取り付けられた変速ギヤに噛合されると共に、カウンタ軸９に対して回転自在かつ摺動不能に取り付けられた被動側の変速ギヤＣ４の回転速度を検知する。

カウンタ軸９の端部には傘歯車５６が結合されており、この傘歯車５６が、ドライブシャフト５８に結合されている傘歯車５７と噛合することで、カウンタ軸９の回転駆動力が後輪ＷＲに伝達される。また、ＡＭＴ１内には、プライマリ従動ギヤ３の外周に対向配置されたエンジン回転数センサ１３０と、シフトドラム３０の回動位置に基づいて変速機ＴＭのギヤ段位を検知するギヤポジションセンサ１３４と、シフトモータ２１によって駆動されるシフタの回動位置を検知するシフタセンサ２７と、シフトドラム３０がニュートラル位置にあることを検知するニュートラルスイッチ１３３が設けられている。電子スロットル装置１０２には、スロットル開度センサ１０３が設けられている。

クラッチ用油圧装置１１０は、エンジン１００の潤滑油とツインクラッチを駆動する作動油とを兼用する構成とされる。クラッチ用油圧装置１１０は、オイルタンク１１４と、このオイルタンク１１４内のオイル（作動油）を第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に給送するための管路１０８とを備えている。管路１０８上には、油圧供給源としての油圧ポンプ１０９、クラッチアクチュエータとしてのバルブ（電磁制御弁）１０７が設けられており、管路１０８に連結される戻り管路１１２上には、バルブ１０７に供給する油圧を一定値に保つレギュレータ１１１が配置されている。バルブ１０７は、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に個別に油圧を印加する第１バルブ１０７ａおよび第２バルブ１０７ｂとからなり、それぞれにオイルの戻り管路１１３が設けられている。

第１バルブ１０７ａと第１クラッチＣＬ１とを連結している管路には、この管路に生じる油圧、すなわち、第１クラッチＣＬ１に生じる油圧を計測する第１油圧センサ６３が設けられている。同様に、第２バルブ１０７ｂと第２クラッチＣＬ２とを連結している管路には、第２クラッチＣＬ２に生じる油圧を計測する第２油圧センサ６４が設けられている。さらに、油圧ポンプ１０９とバルブ１０７とを連結する管路１０８には、主油圧センサ６５および油温検知手段としての油温センサ６６が設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１２０には、変速機ＴＭの自動変速（ＡＴ）モードと手動変速（ＭＴ）モードとの切り換えを行う変速モード切替スイッチ１１６と、シフトアップ（ＵＰ）またはシフトダウン（ＤＮ）の変速指示を行うシフト手動手段としてのシフトスイッチ１１５と、ニュートラル（Ｎ）とドライブ（Ｄ）との切り替えを行うニュートラルセレクトスイッチ１１７と、クラッチ操作の制御モードを切り替えるクラッチ制御モード切替スイッチ１１８とが接続されている。各スイッチは、操向ハンドル１８のハンドルスイッチに設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備え、各センサやスイッチの出力信号に応じてバルブ（クラッチアクチュエータ）１０７およびシフトモータ（シフトアクチュエータ）２１を制御し、ＡＭＴ１の変速段位を自動的または半自動的に切り換える。ＡＴモードの選択時には、車速、エンジン回転数、スロットル開度等の情報に応じて変速段位を自動的に切り換え、一方、ＭＴモードの選択時には、シフトスイッチ１１５の操作に応じて、変速機ＴＭをシフトアップまたはシフトダウンさせる。

クラッチ用油圧装置１１０においては、油圧ポンプ１０９によってバルブ１０７に油圧が印加されており、この油圧が上限値を超えないようにレギュレータ１１１で制御されている。ＡＭＴ制御ユニット１２０からの指示でバルブ１０７が開かれると、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２に油圧が印加されて、プライマリ従動ギヤ３が、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２を介して内主軸７または外主軸６と連結される。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、共にノーマリオープン式の油圧クラッチであり、バルブ１０７が閉じられて油圧の印加が停止されると、内蔵されている戻りバネ（不図示）によって、内主軸７および外主軸６との連結を断つ方向へ付勢される。

管路１０８と両クラッチとを連結する管路を開閉することで両クラッチを駆動するバルブ１０７は、ＡＭＴ制御ユニット１２０が駆動信号を調整することで、管路の全閉状態から全開状態に至るまでの時間等を任意に変更できるように構成されている。

シフトモータ２１は、ＡＭＴ制御ユニット１２０からの指示に従ってシフトドラム３０を回動させる。シフトドラム３０が回動すると、シフトドラム３０の外周に形成されたガイド溝の形状に従ってシフトフォークがシフトドラム３０の軸方向に変位し、これに伴ってカウンタ軸９および主軸１３上のギヤの噛み合わせが変わる。

本実施形態に係るＡＭＴ１では、第１クラッチＣＬ１と結合される内主軸７が奇数段ギヤ（１，３，５速）を支持し、第２クラッチＣＬ２と結合される外主軸６が偶数段ギヤ（２，４，６速）を支持するように構成されている。したがって、例えば、奇数段ギヤで走行している間は、第１クラッチＣＬ１への油圧供給が継続されて接続状態が保たれており、シフトチェンジの際には、シフトチェンジ前後の変速ギヤが噛み合った状態でクラッチの持ち替え動作を行うことで駆動力を伝達する変速ギヤが切り替わることとなる。

図４は、本発明に係る車両のクラッチ制御装置の主要構成を示す機能ブロック図である。前記したように、ＡＭＴ制御ユニットとしての制御部１２０は、ＡＴモードの選択時には、エンジン回転数、ギヤポジションおよびスロットル開度等の情報に基づいてツインクラッチＴＣＬおよび変速機ＴＭを自動的に駆動し、また、ＭＴモードの選択時には、乗員によるシフトスイッチ１１５によるシフト操作に応じたタイミングで、ツインクラッチＴＣＬおよび変速機ＴＭを駆動する。

ここで、通常は、ＡＴ／ＭＴモードのいずれの場合でも、クラッチ油圧を変動させるのは変速時のみで、変速終了後は、次回の変速指令があるまでクラッチ容量を固定値に維持する制御が行われる。この固定値は、通常、どのようなスロットル操作にも対応できるように、エンジンの最大駆動力以上の値とされる。

これに対し、本発明に係る車両のクラッチ制御装置では、変速終了後、次回の変速指令があるまでの間も、エンジントルクの推定値に応じてクラッチ容量を変動させるように構成されている。さらに、詳しくは、車両の発進時と変速時を除いた期間において、クラッチ容量を必要最小限の大きさに抑え、これにより、スロットル開度の急開や急閉によりエンジン駆動力が大きく変化する場合には、クラッチが滑ることによって駆動力伝達系のショックを吸収し、大きなショックや打音の発生を防ぐものである。

制御部１２０には、エンジン推定トルク演算部１５３と、クラッチ容量倍率演算部１５４と、クラッチ容量加算量演算部１５５と、目標クラッチ容量演算部１５６と、クラッチ油圧制御部１５７とが含まれる。

エンジン推定トルク演算部１５３は、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度Ｔｈおよび変速機ＴＭのギヤポジション（変速段）をパラメータとして、エンジン負荷としてのエンジン推定トルクＴＱＥを算出する。このエンジン推定トルクＴＱＥは、さらに大気圧や吸気圧をパラメータに加えて算出してもよい。また、クラッチ容量倍率演算部１５４は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｈとをパラメータとする三次元マップ（図５参照）に基づいてクラッチ容量倍率（容量倍率）Ｒを求める。さらに、クラッチ容量加算量演算部１５５は、エンジン回転数ＮｅとＴｈとをパラメータとする三次元マップ（図６参照）に基づいてクラッチ容量加算量（容量加算量）Ａを求める。

そして、目標クラッチ容量演算部１５６は、目標クラッチ容量ＴＱＣ＝推定トルクＴＱＥ×容量倍率Ｒ＋容量加算量Ａの算出式により、目標クラッチ容量ＴＱＣを算出する。ここで、容量倍率Ｒは、常に１以上の値になるように設定されている。ここで、容量倍率Ｒは、推定トルクの増大に伴って大きくなるトルク振幅を許容するためのものであり、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度Ｔｈの増大に応じて大きくなるように設定されている。この容量倍率Ｒを設定しておくことによって、トルク振幅による容量の変動分を補いつつ、目標クラッチ容量を必要十分な容量に抑えることが可能となる。

このようにして算出された目標クラッチ容量ＴＱＣは、常に、エンジン推定トルクＴＱＥより大きな値となる。したがって、通常の運転状態であれば、エンジン推定トルクＴＱＥが目標クラッチ容量ＴＱＣを上回ることがなく、過剰なクラッチ容量を排除しつつ必要十分なクラッチ容量で運転を行うことができる。

クラッチ油圧制御部１５７は、目標クラッチ容量演算部１５６によって算出された目標クラッチ容量ＴＱＣに応じて、クラッチアクチュエータ１０７（第１バルブ１０７ａおよび第２バルブ１０７ｂ）に駆動信号を発する。また、クラッチアクチュエータ１０７側からは、油圧センサで検知された実クラッチ油圧がフィードバックされる。

図５は、容量倍率Ｒを導出するための容量倍率マップである。前記したように、容量倍率マップは、スロットル開度Ｔｈとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして容量倍率Ｒを求める三次元マップであり、予め実験等により定められたものである。

この容量倍率マップにより求められる容量倍率Ｒの値は１以上であり、スロットル開度Ｔｈが全閉から開状態に遷移する際（スロットル閉→開）と開状態から全閉に遷移する際（スロットル開→閉）、すなわち、駆動経路上のガタによるショックや打音が発生しやすい運転状態である「スロットル操作期間」においては、ギヤ別に定められた一定値で容量倍率が決定される。一方、いわゆる定常走行時（前述の「スロットル操作期間」を除いた運転時）には、マップで求められた容量倍率Ｒをそのまま用いて要求クラッチ容量ＴＱＣが算出される。

定常状態から「スロットル操作期間」に移行したか否かの判定は、スロットル開度Ｔｈが所定値Ｔｈ１以上となったか否かで判定される。所定値Ｔｈ１は、図１０のグラフに示すように、エンジン回転数Ｎｅの増大に応じて増大するように設定されるので、エンジンが加速状態に変化したか否かに応じて、倍率、加算量を変化させるタイミングを生成することができる。図１０では、実線と破線の曲線の間のハッチング部分がクルーズ走行領域を示しており、クルーズ走行領域からスロットルの開操作で実線を跨ぐ、すなわち、この図の例では、エンジン回転数Ｎｅ１のときにスロットル開度Ｔｈが所定値Ｔｈ１以上となることで、スロットルの閉→開動作と判断される。また、クルーズ走行からスロットルが開→閉動作されたとする判断の場合は、図示破線に沿った値を所定値として適用することができる。

図６は、容量加算量Ａを導出するための容量加算量マップである。前記したように、容量加算量マップは、スロットル開度Ｔｈとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして容量加算量Ａを求める三次元マップであり、予め実験等により定められたものである。

この容量加算量マップにより求められる容量加算量Ａは正の値であり、前記した定常走行時においては、導出された値をそのまま用いて要求クラッチ容量ＴＱＣが算出される。一方、前記した「スロットル操作期間」では、マップで求められた容量加算量Ａを用いず、所定時間Ｔの間は固定値で保持するように設定されている。この固定値は、「スロットル操作期間」において、スロットル開度に応じて加速側または減速側に大きなトルクが生じる場合には、要求クラッチ容量ＴＱＣの増大を抑えてクラッチを滑りやすくし、過剰トルク分をクラッチ滑りによって逃がすために設定される。所定時間Ｔの値は、ギヤポジションやエンジンの最大トルク等のパラメータに応じて任意に設定することができる。

図７は、本発明に係るクラッチ容量変動制御の態様を示すタイムチャートである。時刻＝０では、ツインクラッチＴＣＬの持ち替えを伴う変速制御が実行中である。そして、時刻ｔ１において変速制御が終了すると、本発明に係るクラッチ容量変動制御が開始される。本発明に係るクラッチ容量変動制御では、目標クラッチ容量ＴＱＣを推定トルクＴＱＥに追従させることで、要求クラッチ容量ＴＱＣを必要十分な値に抑える点に特徴がある。この点で、変速制御後の定常運転時に、目標クラッチ容量ＴＱＣａを最大クラッチ容量ＴＱｍａｘとする従来のクラッチ制御と大きく異なる。

本発明では、この変速時と車両発進時（クラッチ切断状態からスロットル開度に応じて徐々に目標クラッチ容量を大きくする発進制御が実行される。）を除く定常運転時において、目標クラッチ容量ＴＱＣ＝推定トルクＴＱＥ×容量倍率Ｒ＋容量加算量Ａの算出式により、目標クラッチ容量ＴＱＣを算出する。さらに、スロットル開度Ｔｈに基づいて定常状態から「スロットル操作期間」に移行したか否かを判定し、「スロットル操作期間」に移行した場合には前記算出式中の容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａをそれぞれ小さな値とすることで、スロットル開度Ｔｈに合わせて目標クラッチ容量ＴＱＣの増大しすぎることを抑え、クラッチが滑りやすくなるように設定する。

図８は、本発明に係るクラッチ容量変動制御（ａ）と従来制御（ｂ）との差異を示すグラフである。（ａ），（ｂ）ともに定常運転時にスロットル開度Ｔｈの開閉操作があった場合を示している。（ｂ）の従来制御では、定常運転時に目標クラッチ容量ＴＱＣを最大クラッチ容量ＴＱｍａｘとしているため、クラッチ容量の低下が間に合わず、クラッチの出力軸側のトルクＱｃがオーバーシュートし、駆動伝達系のショックや打音として現れてしまう。

これに対し、（ａ）の本発明に係るクラッチ容量変動制御では、目標クラッチ容量ＴＱＣがエンジン推定トルクＴＱＥに追従するように算出されることに加え、スロットル開度Ｔｈの変化に基づいて、定常状態から「スロットル操作期間」に移行したと判定されると、容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａの設定を変えてクラッチの余剰トルクを低減する。これにより、目標クラッチ容量ＴＱＣを超えるトルクＱｃは駆動力伝達系に伝達されず、ショックや打音の発生が防止されることとなる。

図９は、減速状態から減速スロットルを急開した場合の制御の流れを示すタイムチャートである。この図では、上から順に、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、目標クラッチ容量ＴＱＣおよびエンジン推定トルクＴＱＥ、スロットル開度Ｔｈ、クラッチ容量加算量Ａ、クラッチ容量倍率Ｒをそれぞれ示している。

時刻ｔ＝０において、自動二輪車１は、スロットル開度Ｔｈがゼロで緩やかに減速中（例えば、３速ギヤ６０ｋｍ／ｈからスロットル全閉で減速中等）である。次に、時刻ｔ２０では、乗員によるスロットル開操作が開始される。この図の例では、スロットル開度Ｔｈの変化が所定値以上となり、定常状態から「スロットル操作期間」に移行したと判定される。これにより、Ａ１であった容量加算量Ａは、容量加算量マップ（図６参照）で求められた値ではなく、時刻ｔ２０〜ｔ２１の所定時間Ｔの間は固定値Ａ２で保持される。この固定値Ａ２は、定常走行時に三次元マップから求められる容量加算量Ａより小さく、クラッチが滑りやすい状況が作出されることとなる。そして、時刻ｔ２０から所定時間Ｔが経過した時刻ｔ２１からｔ２２までの期間では、クラッチ容量加算量Ａを徐々に三次元マップで求められる値Ａ３に移行させる移行制御が実行される。

容量加算量Ａと同様に、容量倍率Ｒも、時刻ｔ２０で定常状態から「スロットル操作期間」に移行したと判定されると、Ｒ１であった容量倍率Ａ２は、容量倍率マップ（図５参照）で求められた値ではなく、時刻ｔ２０〜ｔ２１の所定時間Ｔの間は固定値Ｒ２で保持される。この固定値Ｒ２は、定常走行時に三次元マップから求められる容量倍率Ｒより小さく、クラッチが滑りやすい状況が作出されることとなる。そして、時刻ｔ２１からｔ２２までの期間では、クラッチ容量加算量Ａを徐々に三次元マップで求められる値Ｒ３に移行させる移行制御が実行される。

スロットル開度Ｔｈが全閉から開状態に遷移する際（スロットル閉→開）と開状態から全閉に遷移する際（スロットル開→閉）、すなわち、駆動経路上のガタによるショックや打音が発生しやすい運転状態である「スロットル操作期間」においては、ギヤ別に定められた一定値で容量倍率Ｒが決定される。一方、いわゆる定常走行時には、マップで求められた容量倍率Ｒをそのまま用いて要求クラッチ容量ＴＱＣが算出される。

上記したような要求クラッチ容量ＴＱＣの適用によれば、駆動伝達系にショックや打音を生じるようなトルクＱｃが生じても、要求クラッチ容量ＴＱＣを超える部分ではクラッチが滑ってトルクを逃がすため、ショックや打音の発生が抑えられることとなる。また、従来は、太破線のエンジン回転数ＮｅＡで示すように、トルクＱｃによるトルク変動によってエンジン回転数に追従遅れが発生していたが、本発明に係るクラッチ容量変動制御によれば、このエンジン回転数Ｎｅの応答性も向上させることが可能となる。

図１１及び図１２は、本発明の第２実施形態に係る容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａの補正制御の開始条件を示す説明図である。前記した第１実施形態では、目標クラッチ容量ＴＱＣをエンジン推定トルクＴＱＥに追従させることに加え、例えば、スロットル開度Ｔｈが開状態から全閉に変化したと判定されると、容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａをそれぞれ小さな値に設定してクラッチの余剰トルクを低減する制御を行っていた。

しかしながら、例えば、１速ギヤでスロットル全開の加速中にスロットルを全閉よりもわずかに開いた状態に戻す場合（図１１のＦ→Ｇへ推移する場合）等、スロットル開度Ｔｈの変化は、全閉ではないものの駆動系にショックや打音が生じやすい走行状態が存在する。本実施形態では、このような場合にも容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａの設定が変更されるように、スロットル開度とは別の条件を設定した点に特徴がある。

具体的には、本実施形態では、推定軸トルクＴＱＪの値が０（ゼロ）を挟んで推移したことを、容量倍率Ｒおよび容量加算率Ａを固定値に設定するトリガとする。推定軸トルクＴＱＪは、図１１に示すように、スロットル開度毎（例えば、５度毎）の推定軸トルクを予め定めた推定軸トルクマップＭに、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度Ｔｈおよび変速機ＴＭのギヤポジション等を適用して算出することができる。

推定軸トルクＴＱＪは、路面反力との関係で、加速に伴ってクランク軸に正方向の負荷がかかれば正の値となり、エンジンブレーキの作用によってクランク軸に逆方向の負荷がかかれば負の値となる。したがって、推定軸トルクＴＱＪは、スロットル開度一定のクルーズ走行等で０（ゼロ）の近傍で推移するほか、例えば、スロットル全開で加速中にスロットルを少し戻して負荷の方向が切り替わったときにもゼロをまたいで推移する。この負荷の方向の切り替わりが、駆動系にショックや打音を生じる原因となる。

図１２に示す容量倍率Ｒの補正制御の例では、時刻ｔ３１の手前において、スロットル開度Ｔｈを全開とした加速中に、スロットル開度Ｔｈを閉じる動作が開始されている。そして、このスロットル動作に伴って、推定軸トルクＴＱＪがＦからＧへと推移し、推定軸トルクＴＱＪがゼロ点を通過する。制御部１２０は、このゼロ点通過をトリガとして、容量倍率Ｒおよび容量加算量Ａを固定値Ｒ２０に設定し、これにより、要求クラッチ容量ＴＱＣを必要最低限に抑え、発生する衝撃トルクを緩和する。

制御部１２０は、時刻ｔ３０においてＲ１０であったクラッチ容量倍率Ｒを、推定軸トルクＴＱＪがゼロ点を通過する時刻ｔ３１においてＲ２０に低減し、時刻ｔ３２までの所定時間Ｔ１の間保持する。そして、時刻ｔ３２からｔ３３までの期間では、クラッチ容量倍率Ｒを三次元マップで求められる値Ｒ１０まで徐々に移行させる移行制御が実行される。なお、この図ではクラッチ容量倍率Ｒの推移のみを示したが、クラッチ容量加算量Ａに関しても前記した第１実施形態と同様の制御が実行される。

容量倍率Ｒおよび容量加算率Ａを固定値に保持する制御の開始トリガには、スロットル開度が小さくされることで推定軸トルクＴＱＪがゼロ点を通過する場合だけでなく、スロットル開度が大きくされることで推定軸トルクＴＱＪがゼロ点を通過する場合も含まれる。また、運転状況によっては、推定軸トルクＴＱＪがゼロ点を通過する事象が繰り返されることが考えられるが、本実施形態では、先にゼロ点の通過があってから短い所定時間（例えば、２０μｍ）が経過するまでに次のゼロ点通過があった場合に限り、容量倍率Ｒおよび容量加算率Ａの再設定を行うこととし、それ以外の場合は、先のゼロ点通過の際に開始された所定時間Ｔ１のカウンタを保持することで、容量倍率Ｒおよび容量加算率Ａを低減する時間を過度に延長しない工夫がなされている。

なお、エンジンやツインクラッチの構造、目標クラッチ容量の算出式、容量倍率マップや容量加算量マップの形態、目標クラッチ容量を算出する際の容量倍率および容量加算量の適用方法、各種設定値の値等は、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、定常走行中に目標クラッチ容量をエンジン推定トルクに追従させるクラッチ容量変動制御は、シングルクラッチを自動制御する自動変速機に適用してもよい。本発明に係る車両のクラッチ制御装置は、自動二輪車に限られず、鞍乗型三輪車等の各種車両に適用することが可能である。

９…カウンタシャフト、１０…自動二輪車、１３…メインシャフト、１００…エンジン、１０２…電子スロットル装置、１０４…スロットルバルブモータ、１０７…クラッチアクチュエータ、１０７ａ…第１バルブ、１０７ｂ…第２バルブ、１１５…シフトスイッチ、１２０…ＡＭＴ制御ユニット（制御部）、１３０…エンジン回転数センサ、１３１…内主軸回転数センサ、１３２…外主軸回転数センサ、１５３…エンジン推定トルク演算部、１５４…クラッチ容量倍率演算部、１５５…クラッチ容量加算量演算部、１５６…目標クラッチ容量演算部、１５７…クラッチ油圧制御部、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、ＴＣＬ…ツインクラッチ、ＴＭ…変速機、ＴＱＪ…推定軸トルク、Ｍ…推定軸トルクマップ、Ａ…クラッチ容量加算量、Ｒ…クラッチ容量倍率

Claims (4)

1. エンジン（１００）と、該エンジン（１００）の駆動力の断接を行うクラッチ（ＴＣＬ）とを有する車両のクラッチ制御装置において、
   前記エンジン（１００）の負荷に基づいて前記エンジン（１００）の推定トルク（ＴＱＥ）を算出するエンジン推定トルク算出手段（１５３）を具備し、
   車両の発進時および変速時を除く走行状態としての定常走行時の目標クラッチ容量（ＴＱＣ）を、前記推定トルク（ＴＱＥ）に追従するように変化させ、
   前記エンジン（１００）の推定トルク（ＴＱＥ）は、エンジン回転数（Ｎｅ）、スロットル開度（Ｔｈ）および変速機（ＴＭ）のギヤポジションをパラメータとして導出され、
   前記目標クラッチ容量（ＴＱＣ）は、１以上の値である容量倍率（Ｒ）および正の値である容量加算量（Ａ）が設定されたうえで、前記推定トルク（ＴＱＥ）×容量倍率（Ｒ）＋容量加算量（Ａ）の算出式により算出され、
   前記容量倍率（Ｒ）は、前記推定トルク（ＴＱＥ）の増大に応じて大きくなるように設定されることを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
2. 前記スロットル開度（Ｔｈ）が所定値（Ｔｈ１）以上となったときに、前記容量加算量（Ａ）および容量倍率（Ｒ）をそれぞれ所定時間（Ｔ）の間、変化後のスロットル開度に対応する容量加算量および容量倍率より小さい固定値で保持することを特徴とする請求項１に記載の車両のクラッチ制御装置。
3. 前記所定値（Ｔｈ１）を、前記エンジン回転数（Ｎｅ）の増大に応じて増大させることを特徴とする請求項２に記載の車両のクラッチ制御装置。
4. 前記エンジン（１００）の推定軸トルク（ＴＱＪ）を導出する推定軸トルクマップ（Ｍ）を備え、
   前記推定軸トルク（ＴＱＪ）がゼロの値をまたいで推移したときに、前記容量加算量（Ａ）および容量倍率（Ｒ）をそれぞれ所定時間（Ｔ１）の間、前記推定軸トルクがゼロの値をまたいだ時点でのスロットル開度に対応する容量加算量および容量倍率より小さい固定値で保持す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車両のクラッチ制御装置。