JP6754209B2 - リニアソレノイドバルブの電流制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、油圧式クラッチの作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブの電流制御方法に関し、特に、PWM周期を可変としたうえで良好な油圧制御を実現することのできるリニアソレノイドバルブの電流制御方法に関する。

特許文献１では、車両の動力伝達系に配された湿式摩擦クラッチを断切駆動するための作動流体圧を電子コントロールユニットから出力されるデューティパルスに応じて変化させることによりクラッチの断接制御を行う手法において、切断状態から接続する技術として、最初にクラッチが繋がり始めるまでは大きく接されるような所定の開始デューティ比を出力し、その後はクラッチが緩接されるような所定の緩接デューティ比を所定時間毎に電子コントロールユニットから出力する技術が開示されている。

特開2002-286057号公報

しかしながら、上記従来技術においては、クラッチを接続する際のデューティ比を変化させてはいるものの、PWM(パルス幅変調)周期については特に言及がなされておらず、一定のPWM周期が用いられていた。ここで、一定のPWM周期を用いると以下の（１）、（２）のような問題があるが、従来技術ではこのような問題には対処することができなかった。
（１）一定のPWM周期として短い値を設定すると、目標油圧に到達するまでの時間が長くなり、クラッチ接続時間が長くなってしまう。
（２）逆に、一定のPWM周期として長い値を設定すると、目標油圧に到達するまでの時間は短くできるが、目標油圧に対する振幅が大きくなり、油圧変動が大きくなってしまう。

本発明は、上記の従来技術の課題を解決し、PWM周期を可変としたうえで良好な油圧制御を実現することのできるリニアソレノイドバルブの電流制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、通電時に開弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が大きく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されている（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）ことを第１の特徴とする。

また、本発明は、通電時に閉弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するノーマルオープンのリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が小さく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されている（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）ことを第２の特徴とする。

また、本発明は、前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧に応じて設定されることを第３の特徴とする。

また、本発明は、前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧の所定範囲ごとに段階的に所定値の周期及び所定値のデューティ比が設定されることを第４の特徴とする。

また、本発明は、前記接続度合いが大きくなるに従い短く設定されるパルス幅変調の周期は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動制御を行っている電子コントロールユニットにおける所定の制御周期に同期させたものとして設定されることを第５の特徴とする。

通電時に開弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が大きく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されている（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）ことという第１の特徴によれば、以下のような効果を奏することができる。
クラッチの接続時間を短くでき、且つ、クラッチの油圧変動を抑えることができる。

通電時に閉弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するノーマルオープンのリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が小さく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されている（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）ことという第２の特徴によれば、以下のような効果を奏することができる。
クラッチの接続時間を短くでき、且つ、クラッチの油圧変動を抑えることができる。

前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧に応じて設定されることという第３の特徴によれば、以下のような効果を奏することができる。
クラッチ油圧に応じて、PWM周期及びデューティ比を設定することで、クラッチの接続時間を短くしつつ、クラッチ油圧の変動を抑えることができる。

前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧の所定範囲ごとに段階的に所定値の周期及び所定値のデューティ比が設定されることという第４の特徴によれば、以下のような効果を奏することができる。
クラッチ油圧に対するテーブル値としてPWM周期及びデューティ比を設定しておくことで、PWM周期及びデューティ比を決定するための演算処理に要する負担を低減して迅速な処理が可能となる。

前記接続度合いが大きくなるに従い短く設定されるパルス幅変調の周期は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動制御を行っている電子コントロールユニットにおける所定の制御周期に同期させものとして設定されることという第５の特徴によれば、以下のような効果を奏することができる。
PWM周期を電子コントロールユニットの制御周期と同期できる周波数とすることで、制御精度が向上する。

本発明の一実施形態に係るリニアソレノイドバルブの電流制御方法を適用可能なクラッチ制御装置が適用された自動二輪車の側面図である。 自動二輪車の動力源としてのエンジンの左側面図である。 ＡＭＴおよびその周辺装置のシステム構成図である。 変速機の拡大断面図である。 変速機構の拡大断面図である。 ＡＭＴ制御ユニットの構成を示すブロック図である。 ノーマルクローズリニアソレノイドに関して、油圧状態に応じてPWM周期及びデューティ比を設定する例を表形式で示す図である。 リニアソレノイドの駆動電流においてPWM周期を変更して制御する場合の特性を表形式で示す図である。 図８に示す特性の模式的な例としてPWM周期を長く設定した際の例を示す図である。 図８に示す特性の模式的な例としてPWM周期を短く設定した際の例を示す図である。 一実施形態に係るリニアソレノイドバルブの電流制御方法のフローチャートである。 図１１のフローに沿ってリニアソレノイドバルブの電流制御が実施された際の、油圧の時間変化の模式的な例を示す図である。 ノーマルオープンのリニアソレノイドに関して、図７の例（ノーマルクローズ）に対応する例として、油圧状態に応じてPWM周期及びデューティ比を設定する例を表形式で示す図である。

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リニアソレノイドバルブの電流制御方法を適用可能なクラッチ制御手段が適用された自動二輪車１０の側面図である。図２は、自動二輪車１０の動力源としてのエンジン１００の左側面図である。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、このヘッドパイプ１５に回動可能に軸支されている。

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）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。着座シート５３の下方には、シリンダブロック４０の排気ポートに接続された排気管５９で車体後方に導かれた燃焼ガスを排出するマフラ５４が設けられている。

メインパイプの後方下部には、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の回転駆動力を駆動輪としての後輪ＷＲに伝達するドライブシャフト５８が配設されている。

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。また、エンジン１００の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、エンジン１００と変速機との間で回転駆動力の断接を行う油圧クラッチを、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式とすると共に、該ツインクラッチに供給する油圧をアクチュエータで制御する構成を有している。そして、エンジン１００の左側部には、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。ツインクラッチを適用した変速機の構成に関しては後述する。

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変速装置として構成される。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、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・バイ・ワイヤ形式のスロットルボディ１０２を有し、スロットルボディ１０２にはスロットル開閉用のモータ１０４が備えられている。

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制御モータ２１を備えている。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、それぞれシフトフォーク７１，７２，８１，８２（図５参照）の端部が係合されている。

エンジン１００の出力軸、すなわちクランク軸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ように構成されている。各軸に配設された歯車列の詳細に関しては後述する。

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に伝達されることとなる。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、シフト制御モータ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。また、前記スロットルボディ１０２には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１０３が設けられている。

本実施形態に係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を有している。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、アクチュエータとして通電時に開弁するように作動する（ノーマルクローズ）リニアソレノイドバルブ（以下、適宜、バルブと略称する）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ためのレギュレータ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に個別に油圧をかけることができる第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が設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１２０には、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モードスイッチ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セレクトスイッチ１１５と、ニュートラル（Ｎ）とドライブ（Ｄ）との切り換えを行うニュートラルセレクトスイッチ１１７とが接続されている。ＡＭＴ制御ユニット１２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備え、上記した各センサやスイッチの出力信号に応じてバルブ１０７およびシフト制御モータ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ことができる。

ＡＭＴ制御ユニット１２０は、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、シフトセレクトスイッチ１１５の操作に伴って、変速機ＴＭをシフトアップまたはシフトダウンさせる。なお、ＭＴモード選択時でも、エンジンの過回転やストールを防止するための補助的な自動変速制御を実行することが可能である。

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に油圧がかけられており、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。そして、バルブ１０７が閉じられて油圧の印加が停止されると、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、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こととなる。

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が駆動信号すなわち駆動電流を調整することで、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。後述するように、ＡＭＴ制御ユニット１２０では本発明に係るリニアソレノイドバルブ１０７の電流制御方法を実施することができる。

シフト制御モータ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の軸方向に変位する。これに伴い、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り、変速機がシフトアップまたはシフトダウン可能な状態に切り換えられる。

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いる。そして、シフトチェンジが行われる際には、シフトドラム３０の回動によってギヤの噛み合わせを予め変更しておくことにより、両クラッチの接続状態を切り換えるのみで変速動作を完了することが可能となる。

図４は、変速機ＴＭの拡大断面図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。エンジン１００のクランク軸１０５から、プライマリ駆動ギヤ１０６を介して、衝撃吸収機構５を有するプライマリ従動ギヤ３に伝達される回転駆動力は、ツインクラッチＴＣＬから、外主軸６および外主軸６に回動自在に軸支される内主軸７、そして、主軸（外主軸６および内主軸７）１３とカウンタ軸９との間に設けられる６対の歯車対を介して、傘歯車５６が取り付けられたカウンタ軸９に出力される。傘歯車５６に伝達された回転駆動力は、傘歯車５７と噛合されることでその回転方向が車体後方側に屈曲されてドライブシャフト５８に伝達される。

変速機ＴＭは、主軸およびカウンタ軸の間に６対の変速歯車対を有しており、各軸の軸方向に摺動可能に取り付けられた摺動可能ギヤの位置と、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の断接状態との組み合わせによって、どの歯車対を介して回転駆動力を出力するかを選択することができる。ツインクラッチＴＣＬは、プライマリ従動ギヤ３と一体的に回動するクラッチケース４の内部に配設されている。第１クラッチＣＬ１は、内主軸７に回転不能に取り付けられ、他方、第２クラッチＣＬ２は、外主軸６に回転不能に取り付けられており、クラッチケース４と両クラッチとの間には、クラッチケース４に回転不能に支持された４枚の駆動摩擦板と、両クラッチに回転不能に支持された４枚の被動摩擦板とからなるクラッチ板１２が配設されている。

第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、油圧ポンプ１０９（図３参照）からの油圧が供給されると、クラッチ板１２に摩擦力を生じて接続状態に切り替わるように構成されている。クランクケース４６に取り付けられるクラッチカバー５０の壁面には、内主軸７の内部に二重管状の２本の油圧経路を形成する分配器８が埋設されている。そして、第１バルブ１０７ａによって分配器８に油圧が供給されて、内主軸７に形成された油路Ａ１に油圧が供給されると、ばね等の弾性部材１１の弾発力に抗してピストンＢ１が図示左方に摺動して第１クラッチＣＬ１が接続状態に切り替わる。一方、第２バルブ１０７ｂによって油路Ａ２に油圧が供給されると、ピストンＢ２が図示左方に摺動して第２クラッチＣＬ２が接続状態に切り替わる。両クラッチＣＬ１，ＣＬ２のピストンＢ１，Ｂ２は、油圧の印加が停止されると、弾性部材１１の弾発力によって初期位置に戻るように構成されている。

上記したような構成により、プライマリ従動ギヤ３の回転駆動力は、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２に油圧が供給されない限りクラッチケース４を回転させるのみであるが、油圧が供給されることにより、外主軸６または内主軸７を、クラッチケース４と一体的に回転駆動させることとなる。なお、この時、供給油圧の大きさを調整することによって、半クラッチ状態を得ることもできる。

第１クラッチＣＬ１に接続される内主軸７は、奇数変速段（１，３，５速）の駆動ギヤＭ１，Ｍ３，Ｍ５を支持している。第１速駆動ギヤＭ１は、内主軸７に一体的に形成されている。第３速駆動ギヤＭ３は、スプライン噛合によって軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられており、第５速駆動ギヤＭ５は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。

一方、第２クラッチＣＬ２に接続される外主軸６は、偶数変速段（２，４，６速）の駆動ギヤＭ２，Ｍ４，Ｍ６を支持している。第２速駆動ギヤＭ２は、外主軸６に一体的に形成されている。第４速駆動ギヤＭ４は、スプライン噛合によって軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられており、第６速駆動ギヤＭ６は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。

また、カウンタ軸９は、前記駆動ギヤＭ１〜Ｍ６に噛合する被動ギヤＣ１〜Ｃ６を支持している。第１〜４速の被動ギヤＣ１〜Ｃ４は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられており、第５，６速の被動ギヤＣ５，Ｃ６は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。

上記した歯車列のうち、駆動ギヤＭ３，Ｍ４および被動ギヤＣ５，Ｃ６、すなわち軸方向に摺動可能な「摺動可能ギヤ」は、後述するシフトフォークの動作に伴って摺動されるように構成されており、各摺動可能ギヤには、それぞれ、シフトフォークの爪部が係合する係合溝５１，５２，６１，６２が形成されている。なお、前記したように、内主軸回転数センサ１３１（図３参照）は第３速被動ギヤＣ３の回転速度を検知し、外主軸回転数センサ１３２は第４速被動ギヤＣ４の回転速度を検知するものである。

また、上記した摺動可能ギヤ以外の変速ギヤ（駆動ギヤＭ１，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６および被動ギヤＣ１〜Ｃ４）、すなわち、軸方向に摺動不能な「摺動不能ギヤ」は、隣接する摺動可能ギヤとの間で回転駆動力の断接を行うように構成されている。上記した構成により、本実施形態に係るツインクラッチ式変速装置１は、摺動可能ギヤの位置および両クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態の組み合わせによって、回転駆動力を伝達する１つの歯車対を任意に選択することを可能とする。

本実施形態では、摺動可能ギヤと摺動不能ギヤとの間における回転駆動力の伝達にドグクラッチ機構を適用している。ドグクラッチ機構は、ドグ歯とドグ孔とからなる凹凸形状が噛み合うことで、ロスの少ない回転駆動力伝達を可能とするものである。本実施形態では、例えば、第６速被動ギヤＣ６に形成された４本のドグ歯５５が、第２速被動ギヤＣ２に形成された４つのドグ孔３５に噛み合うように構成されている。

図５は、変速機構２０の拡大断面図である。変速機構２０は、前記した４つの摺動可能ギヤを駆動するため、２本のガイド軸３１，３２に摺動可能に取り付けられた４つのシフトフォーク７１，７２，８１，８２を備える。４つのシフトフォークには、摺動可能ギヤと係合するガイド爪（７１ａ，７２ａ，８１ａ，８２ａ）と、シフトドラム３０に形成されたガイド溝と係合する円筒凸部（７１ｂ，７２ｂ，８１ｂ，８２ｂ）とが設けられている。

ガイド軸３１には、第３速駆動ギヤＭ３に係合するシフトフォーク７１と、第４速駆動ギヤＭ４に係合するシフトフォーク７２とが取り付けられている。また、他方側のガイド軸３２には、第５速被動ギヤＣ５に係合するシフトフォーク８１と、第６速被動ギヤＣ６に係合するシフトフォーク８２とが取り付けられている。

ガイド軸３１，３２と平行に配設されるシフトドラム３０の表面には、主軸側のシフトフォーク７１，７２が係合するガイド溝ＳＭ１，ＳＭ２と、カウンタ軸側のシフトフォーク８１，８２が係合するガイド溝ＳＣ１，ＳＣ２が形成されている。これにより、摺動可能ギヤＭ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６は、シフトドラム３０の回動動作に伴って、４本のガイド溝の形状に沿って駆動される。

シフトドラム３０は、シフト制御モータ２１によって所定の位置に回転駆動される。シフト制御モータ２１の回転駆動力は、回転軸２２に固定された第１ギヤ２３、該第１ギヤ２３に噛合する第２ギヤ２４を介して、中空円筒状のシフトドラム３０を支持するシフトドラム軸２９に伝達される。シフトドラム軸２９は、ロストモーション機構４ａを介してシフトドラム３０に連結されている。

ロストモーション機構４ａは、シフトドラム軸２９とシフトドラム３０とをねじりコイルばね５ａを介して連結することで、例えば、ドグクラッチが噛み合わずにシフトドラム３０が予定通りに回動できない場合でも、シフト制御モータ２１の動きをねじりコイルばね５ａで一時的に吸収して、シフト制御モータ２１に過剰な負荷が発生しないようにする機構である。ロストモーション機構４ａは、シフトドラム軸２９の端部に取り付けられた駆動ロータ７ａと、シフトドラム３０の端部に取り付けられた従動ロータ６ａと、駆動ロータ７ａと従動ロータ６ａとを連結するねじりコイルばね５ａとから構成されている。これにより、シフト制御モータ２１の動きが一時的に吸収された状態でシフトドラム３０が回動可能な状態になると、ねじりコイルばね５ａの弾発力によってシフトドラム３０が所定位置まで回動することとなる。

ギヤポジションセンサ１３４（図３参照）は、シフトドラム３０の実際の回転角度を検知するため、シフトドラム３０または従動ロータ６ａの回転角度を検知するように配設されている。シフタセンサ２７は、シフトドラム軸２９に固定されたシフタ２５に埋設されたピン２６で回動されるカム２８の位置に基づいて、シフト制御モータ２１が所定位置にあるか否かを検知することができる。

図６は、クラッチ制御装置としてのＡＭＴ制御ユニット１２０の構成を示すブロック図である。ＡＭＴ制御ユニット１２０には、変速マップ１８１およびクラッチ制御手段１８２を含む変速制御部１８０と、走行状態検知部１４０とが含まれる。なお、ＡＭＴ制御ユニット１２０は、図６に示す以外のエンジン１００等をも制御する電子コントロールユニットの一部として構成することができる。

変速制御部１８０は、車両の通常走行時、エンジン回転数センサ１３０、スロットル開度センサ１０３、ギヤポジションセンサ１３４の出力信号および車速情報に基づいて、３次元マップ等からなる変速マップ１８１に従ってシフト制御モータ２１およびバルブ１０７を駆動する。なお、車速情報は、ギヤポジションセンサ１３４による変速段位と、内主軸回転数センサ１３１および外主軸回転数センサ１３２の出力信号に基づいて算出することが可能である。また、変速制御部１８０には、自動二輪車１０の主電源を断接するイグニッションスイッチの出力信号も入力される。

走行状態検知部１４０は、変速制御部１８０に入力される各センサの出力情報に基づいて、自動二輪車１０の走行状態（停車中、走行中、変速ギヤ段位、エンジン始動直後等）を判定する。

本実施形態に係るＡＭＴ制御ユニット１２０のクラッチ制御手段１８２は、車両の発進時及び変速時において、バルブ１０７をクラッチＣＬ１，ＣＬ２の接続度合いに応じてPWM周期を可変とした駆動信号によって駆動することで、低油圧制御時のI-P特性のばらつきを抑えると共に中〜高圧制御時の油圧振動をも抑え、良好な油圧制御を達成することができる。ここで、I-P特性とは、バルブ１０７のリニアソレノイドにおけるコイル電流値とクラッチ油圧との関係を示す特性をいう。

クラッチ制御手段１８２では具体的には、例えば図７に表形式で示すように、クラッチの接続状態すなわち油圧の範囲に応じてPWM周期及びデューティ比（パルス波周期のうち立ち上がっているパルス幅の占める割合）を切り替えるようにしてノーマルクローズリニアソレノイドのコイルの駆動電流をパルス幅変調して制御することで、上記のような良好な油圧制御を達成することができる。図７では、当該制御を行うためのテーブル形式の設定例として、油圧が低い場合はデューティ比を小かつPWM周期を長く（例えば周期5.0msで周波数200Hz）し、油圧が中程度の場合はデューティ比を中かつPWM周期を中程度（例えば周期2.5msで周波数400Hz）とし、油圧が高い場合はデューティ比を大かつPWM周期を短く（例えば周期1.25msで周波数800Hz）するという設定例が示されている。

図７ではすなわち、油圧がより低い側にある場合はPWM周期をより長く設定し、油圧がより高い側にある場合はPWM周期をより短く設定する例として、油圧範囲を低、中、高の3段階の所定範囲に分ける場合の例が示されている。すなわち、油圧が低くクラッチが切断状態の側にある状態から、油圧が高くクラッチの接続度合いが大きくなっていくにつれ、PWM周期をより短く設定する例が示されている。同様に、油圧の「中」の段階を省略して2段階のみで設定してもよいし、4段階以上で設定してもよい。

図７の例はまた、クラッチ接続状態を反映した油圧に応じて設定するコイル駆動電流のデューティ比に連動させる形で、PWM周期を設定するという例にもなっている。ここで、前掲の特許文献１その他に開示のように、PWM周期を固定値として設定する前提で油圧に応じたコイル駆動電流のデューティ比を可変とする既存技術が存在するが、本発明はこうした既存技術と組み合わせることで、油圧に応じたデューティ比に連動させてPWM周期を可変とする形でも適用可能である。すなわち、油圧に応じたデューティ比の設定は既存技術を用いたうえで、本発明を適用し、デューティ比がより小さいほどPWM周期をより長くし、デューティ比がより大きいほどPWM周期をより短く設定することができる。

図７のような設定で駆動電流を制御することにより良好な油圧制御を達成することができる理由として、リニアソレノイドの駆動電流においてPWM周期を変更して制御する場合に、図８の表に示すような特性があることが挙げられる。本発明ではすなわち、油圧が低くクラッチの接続度合いが小さい間は、速やかに電流を立ち上げることができるメリットを活かして大きなPWM周期を設定し、油圧が高くクラッチの接続度合いが大きくなってくるに従い、電流振幅が小さいメリットを活かして滑らかなクラッチ接続を実現すべく小さなPWM周期を設定する。

図９及び図１０は、図８に示す特性の模式的な例を示す図であり、設定するPWM周期及びデューティ比に応じた電流波形及び油圧波形の例が示されている。図９では、PWM周期を長く（周波数低）設定した際の例[1],[2]が示され、デューティ比を大と設定した場合の各波形が[1]であり、デューティ比を小と設定した場合の各波形が[2]である。[1],[2]共に、次に説明する図１０の例（PWM周期が短い例）と比較して、両矢印A11,A21に示すように点線L1,L2で表される目標油圧に到達する時間は早いものの、両矢印A12,A22に示すように到達後の油圧振動が大きくなっている。一方、図１０では、PWM周期を短く（周波数高）設定した際の例[3],[4]が示され、デューティ比を大と設定した場合の各波形が[3]であり、デューティ比を小と設定した場合の各波形が[4]である。[3],[4]共に、図９の例と比較して両矢印A31,A41に示すように点線L3,L4で表される目標油圧に到達する時間は遅いものの、両矢印A32,A42に示すように到達後の油圧振動が小さくなっている。

図１１は、一実施形態に係るリニアソレノイドバルブの電流制御方法のフローチャートである。図１１のフローは、図７に示したような油圧状態を所定の３段階（低、中、高の３段階）に区切ったうえで各状態に対応するPWM周期で電流制御を行う例となっている。

図１１のフローは、発進時又は変速時のように、変速制御部１８０においてクラッチ接続を開始する判断が下されることをトリガとして開始される。ステップS1では、第１油圧センサ６３又は第２油圧センサ６４（のうち、当該クラッチ接続の対象である第１クラッチＣＬ１又は第２クラッチＣＬ２に対応するいずれか。以下のステップS2,S5の説明においても同様とする。）における測定油圧が、第１の切替閾値以上であるか否かを判定し、当該閾値以上である場合はステップS2へ進み、当該閾値未満である場合はステップS31へ進む。第１の切替閾値は、低油圧状態と中油圧状態との境界としての所定値、例えば250kPaを設定しておくことができる。

ステップS2では、第１油圧センサ６３又は第２油圧センサ６４における測定油圧が、第２の切替閾値以上であるか否かを判定し、当該閾値以上である場合はステップS33へ進み、当該閾値未満である場合はステップS32へ進む。第２の切替閾値は、中油圧状態と高油圧状態との境界としての所定値、例えば800kPaを設定しておくことができる。

ステップS31では、当該ステップS31に到達した場合は測定油圧が低油圧状態にある場合であるので、低油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のPWM周期を長く（例えば図７のように5.0ms）設定し、目標油圧を第１の切替閾値に設定したうえで、ステップS4へと進む。なお、ステップS31では同時に、低油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のデューティ比を小として設定してもよい。

ステップS32では、当該ステップS32に到達した場合は測定油圧が中油圧状態にある場合であるので、中油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のPWM周期を中程度（例えば図７のように2.5ms）に設定し、目標油圧を第２の切替閾値に設定したうえで、ステップS4へと進む。なお、ステップS32では同時に、中油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のデューティ比を中として設定してもよい。

ステップS33では、当該ステップS33に到達した場合は測定油圧が高油圧状態にある場合であるので、高油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のPWM周期を短く（例えば図７のように1.25ms）設定し、目標油圧をクラッチ接続状態に対応する所定値に設定したうえで、ステップS4へと進む。なお、ステップS33では同時に、高油圧状態に対応する設定としてクラッチ制御手段１８２がリニアソレノイドバルブ１０７の駆動電流のデューティ比を大として設定してもよい。

なお、ステップS31,S32,S33においてデューティ比を小、中、大と設定する際はそれぞれ、一定値として設定してもよいし、小、中、大と判定される所定範囲内でそれぞれ油圧状態に応じて変化する値として設定してもよい。当該デューティ比の設定には前掲の特許文献１その他の既存手法を用いてよい。

ステップS4では、クラッチ制御手段１８２が現状の駆動電流及び目標油圧の設定のもとでリニアソレノイドバルブ１０７を駆動し、ステップS5へ進む。ステップS5では、第１油圧センサ６３又は第２油圧センサ６４における測定油圧が、目標油圧に到達しており、且つ、安定状態であるか、すなわち所定の過去期間に渡る測定油圧の変動が当該目標油圧の所定近傍内に収まっているか否かの判定が行われ、肯定判断である場合はステップS1に戻り、否定判断である場合はステップS4に戻り、ステップS4において次の時刻に関してクラッチ制御手段１８２による電流駆動を継続する。

図１２は、図１１のフローに沿ってリニアソレノイドバルブ１０７の電流制御が実施された際の、第１油圧センサ６３又は第２油圧センサ６４により検知される油圧の時間変化の模式的な例を示す図である。時刻t1は制御開始時刻であり、時刻t1〜t2間は欄C1に示すように低油圧状態であり、目標油圧を第１の切替閾値に設定し、PWM周期を長く、デューティ比を小さく設定して電流駆動制御が実施され、時刻t2において第１の切替閾値に到達し且つ安定状態となったと判定される。時刻t2〜t3間は欄C2に示すように中油圧状態であり、目標油圧を第２の切替閾値に設定し、PWM周期を中程度、デューティ比を中程度と設定して電流駆動制御が実施され、時刻t3において第２の切替閾値に到達し且つ安定状態となったと判定される。時刻t3以降は欄C3に示すように高油圧状態であり、目標油圧をクラッチ接続状態に対応する所定値に設定し、PWM周期を短く、デューティ比を大きく設定して電流駆動制御が実施され、油圧は所定値に到達後、概ね安定している。なお、欄C1〜C3には以上のように設定されるデューティ波形及びPWM波形の模式的な例が示されている。

図１２に模式的に示されるように、本発明の電流制御方法により、低油圧時はI-P特性のばらつきを抑え、中・高油圧時は油圧振動を抑え、良好な油圧制御を達成することができる。

以下、（１）、（２）として本発明における補足的な説明を行う。

（１）以上の説明では、リニアソレノイドバルブ１０７はノーマルクローズ（常時閉）であり電流駆動することでオープンとなるものであったが、逆に、ノーマルオープンである場合にも本発明は適用可能である。この場合、図１３に示すように、クラッチの切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が小さく設定されているとともにPWM周期が短く設定される。図１３では、ノーマルクローズのリニアソレノイドバルブ１０７に関して図７においてPWM周期及びデューティ比を設定する例を示したのに対応する例が、ノーマルオープンの場合に関して示されている。

（２）本発明において可変とするPWM周期は、電子コントロールユニットとしてのクラッチ制御手段１８２におけるクラッチ（第１クラッチＣＬ１又は第２クラッチＣＬ２）の作動制御の周期、すなわち、フィードバック及びフィードフォーワード入出力によるバルブ１０７の油圧制御の周期と同期を取るようにして設定することが好ましい。

ここで、油圧制御の周期の自然数倍がPWM周期に一致するように設定することで、同期を取ることができる。例えば、PWM周期が4msである場合、油圧制御周期が5msであるとすると同期が取れていないが、油圧制御周期が2msであるとするとその2倍がPWM周期に一致するので、同期が取れている。また、図７の可変PWM周期（5.0ms,2.5ms,1.25ms）の設定例であれば、例えば油圧制御周期を1.25msとすれば、常に同期が取れる。

PWM周期を油圧制御周期と同期の取れたものとして設定することで、PWMにより電流駆動されるリニアソレノイドバルブ１０７によって当該PWM周期を反映して変化する油圧に対し、当該PWM周期に同期したタイミングでフィードバック及びフィードフォーワード入出力を行うことで油圧制御が可能となり、デジタル制御の精度向上を図り、クラッチ容量制御のばらつきを抑えることが可能となる。（なお、同期していない場合、例えばPWM周期が4msで油圧制御周期が5msの場合、4ms周期を反映して変化する油圧に対するフィードバック及びフィードフォーワード入力に定期的に取りこぼしが発生してしまう。）

ＣＬ１，ＣＬ２…油圧式クラッチ、１０７ａ，１０７ｂ…リニアソレノイドバルブ
１８２…クラッチ制御手段（電流制御装置）、６３，６４…油圧センサ
１００…動力源、ＷＲ…駆動輪

Claims (6)

1. 通電時に開弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、
   前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が大きく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されており（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）、
   前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いは、クラッチ油圧によって判断することを特徴とするリニアソレノイドバルブの電流制御方法。
2. 通電時に閉弁するように作動し、車両の動力源（１００）から駆動輪（ＷＲ）に伝達される回転駆動力を断接する油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動油の圧力を調整するリニアソレノイドバルブ（１０７ａ，１０７ｂ）のリニアソレノイドを駆動するコイル電流をパルス幅変調するノーマルオープンのリニアソレノイドバルブの電流制御方法において、
   前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いが大きくなるに従い、デューティ比が小さく設定されていると共に前記パルス幅変調の周期が短く設定されており（Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３）、
   前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いは、クラッチ油圧によって判断することを特徴とするノーマルオープンのリニアソレノイドバルブの電流制御方法。
3. 前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧に応じて設定されることを特徴とする請求項２に記載のリニアソレノイドバルブの電流制御方法。
4. 前記パルス幅変調の周期及び前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧の所定範囲ごとに段階的に所定値の周期及び所定値のデューティ比が設定されることを特徴とする請求項３に記載のリニアソレノイドバルブの電流制御方法。
5. 前記接続度合いが大きくなるに従い短く設定されるパルス幅変調の周期は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の作動制御を行っている電子コントロールユニットにおける所定の制御周期に同期させたものとして設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のリニアソレノイドバルブの電流制御方法。
6. 前記パルス幅変調の周期および前記デューティ比は、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）におけるクラッチ油圧の所定範囲ごとに段階的に所定値の周期及び所定値のデューティ比が設定され、
   前記クラッチ油圧の所定範囲は段階的な切替閾値によって区切られており、
   前記測定されるクラッチ油圧の目標油圧を、前記段階的な切替制御のうち第１の値に設定し、クラッチ油圧が当該第１の値に到達して安定状態にあることを判定した後に、前記段階的な切替閾値の前記第１の値の次の第２の値に目標油圧を設定することを繰り返すことにより、前記油圧式クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２）の切断状態からの接続度合いを増加させるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載のリニアソレノイドバルブの電流制御方法。