JP2021067271A - 車両用自動変速装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】エンジン２のトルクを駆動輪５に伝達して走行する車両１のための自動変速装置が提供される。自動変速装置は、エンジン２から駆動輪５に至るトルク伝達系６に介装されたクラッチ３と、トルク伝達系６において、クラッチ３と駆動輪５との間に介装された変速機８と、制御ユニット９とを含む。制御ユニット９は、変速コントローラとしての機能を有する。制御ユニット９は、変速指令に応答して、クラッチ３を滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、その後にクラッチ３を切断する切断工程と、その後に変速機８の変速段を変更する変速段変更工程と、その後にクラッチ３を接続する接続工程とを実行する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両用自動変速装置およびそれを備えた車両に関する。

特許文献１は、自動変速機のクラッチ制御装置を開示している。このクラッチ制御装置は、変速機の変速動作に先行してクラッチを切断するときに、クラッチの切断に伴うショック（クラッチ断ショック）をなくしつつ、変速時間を短縮するための制御を実行する。具体的には、クラッチの切断方向への操作中に、クラッチの滑り状態を監視して半クラッチ状態への移行が検出される。半クラッチ状態が検出されると、クラッチ操作速度を増加して、クラッチの切断完了のタイミングが早められる。その直後に、変速機の変速段が現変速段から目標変速段に切り換えられる。

特開２０１３−１２２２６２号公報

クラッチ断ショックは、クラッチ接続状態において駆動系に負荷された捩りトルクが一気に開放されることによって発生する。そこで、特許文献１では、緩やかにクラッチを切断することによって、捩りトルクが一気に開放されることを回避している。その一方で、半クラッチ状態となった後には切断方向への操作速度を増加しても大きなショックがないと仮定して、クラッチ切断完了のタイミングを早めている。

しかし、クラッチ下流のトルク伝達経路に存在する捩れ要素の弾性的に捩れは復元するので、捩りトルクは振動しながら収束していく。そのため、捩りトルクの振動が収まるよりも前にクラッチが切断状態に至ると、捩れ要素の捩れ量が振動的に変動するから、それに応じて、変速機に備えられた回転軸の回転速度が振動的に変動する。この振動的な回転速度変動のために、目標変速段への変速の際に、変速機の構成部品に大きな負荷がかかるおそれがある。加えて、変速フィーリングが悪くなる恐れもある。

たとえば、変速機は、内部に備えられた回転軸にスプライン結合したドグと、回転軸上に回転可能に設けられた変速ギヤに固定されたドグとの係合によって変速を達成するように構成される場合がある。この場合に、目標変速段への変速のために係合させるべき一対のドグの相対速度（ドグ相対速度）が振動的に変動すると、ドグ相対速度が大きくなるタイミングが生じる。それにより、ドグに大きな負荷がかかったり、変速フィーリングが悪くなったりする恐れがある。

とくに、不整地走行車両のように、軽量でありながら高トルク発生が求められる車両においては、駆動源が大きなトルクを発生するのに対して、軽量化の要求のために、クラッチ下流側のトルク伝達系の剛性は比較的小さい傾向である。加えて、トルク伝達時のショック軽減のために、クラッチ下流側にクラッチダンパが介装される場合もある。そのため、クラッチ下流側の捩れ要素を排除することはできず、かつ捩れ要素の弾性振動の振幅が大きくなり易い。それに応じて、クラッチ切断時の回転速度振動が収束しにくく、変速時にその影響が現れやすい。

このような課題は、特許文献１では指摘がなく、本件発明者によって見出された課題であり、かつ特許文献１に開示された構成によっては解決できない課題である。
そこで、この発明の一実施形態は、変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供する。

この発明の一実施形態は、エンジンのトルクを駆動輪に伝達して走行する車両のための自動変速装置を提供する。この車両用自動変速装置は、前記エンジンから前記駆動輪に至るトルク伝達系に介装されたクラッチと、前記トルク伝達系において、前記クラッチと前記駆動輪との間に介装された変速機と、変速コントローラとを含む。変速コントローラは、変速指令に応答して、前記クラッチを滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、前記トルクフィードバック制御工程の後に前記クラッチを切断する切断工程と、前記切断工程の後に前記変速機の変速段を前記変速指令に応じて変更する変速段変更工程と、前記変速段変更工程の後に前記クラッチを接続する接続工程とを実行する。

この構成によれば、変速指令があると、クラッチが滑り状態とされ、クラッチの伝達トルクが目標トルクとなるようにフィードバック制御される。これにより、その後にクラッチが切断され、変速機の変速段が変更されるときまでに、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素に起因する振動的な回転変動が充分に抑制される。したがって、変速機の変速段が変更されるときに、変速機の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる。変速段の変更の後、クラッチが接続されて、一連の変速動作が完結する。

トルクフィードバック制御により、ロバスト性の高い制御が可能であり、トルク伝達系の捩れ要素に起因する振動的な回転変動を確実かつ効果的に抑制できる。加えて、目標トルクを適切に定めることによって、トルクフィードバック制御の実行中における駆動力の抜け感を抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令に応答して、前記クラッチの滑り状態が検出されるまで当該クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程を実行し、前記クラッチの滑り状態が検出されると、前記トルクフィードバック制御工程を開始する。

この構成によれば、変速指令があると、クラッチの滑り状態を誘発させるための制御が行われる。それにより、クラッチを速やかに滑り状態に導くことができるので、滑り状態を利用したトルクフィードバック制御を速やかに開始することができる。しかも、クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させることによって滑り状態を誘発させているので、クラッチを確実に滑り状態に導くことができるから、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素の捩れが一気に解放されることがない。それにより、変速時のフィーリングを一層向上できる。

この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいて前記クラッチ切断速度を設定する工程を実行する。
この構成によれば、滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいてクラッチ切断速度が定められるので、確実にかつ速やかにクラッチを滑り状態に導くことができる。それにより、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制しながら、速やかに変速動作を開始することができる。

滑り誘発工程を開始する直前とは、変速指令から滑り誘発工程を開始するまでの期間であってもよい。
この発明の一実施形態では、前記変速コントローラは、前記変速指令から所定時間経過後に前記切断工程を実行する。この構成によれば、変速指令から所定時間経過後には切断工程が実行されるので、トルクフィードバック制御によって弾性的な捩れ要素の捩れ振動を抑え込むために充分な期間を確保でき、かつトルクフィードバック制御工程が長くなりすぎることがない。それにより、変速機の構成部品への負荷を抑制し、かつ変速フィーリングの悪化を回避しながら、速やかな変速動作を達成できる。

この発明の一実施形態では、前記変速指令は、シフトダウン指令を含む。
車両の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチの伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチを一気に切断すれば、トルク伝達系の弾性的な捩れ要素の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機の構成部品に大きな負荷がかかり易く、変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。

そこで、シフトダウン指令の際に、クラッチを滑り状態に導いて、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、回転軸の回転変動を抑制できる。したがって、シフトダウンの際の変速機構成部品の負荷を軽減でき、かつ変速フィーリングを向上できる。
この発明の一実施形態では、前記トルク伝達系は、前記変速機から前記駆動輪までの間に弾性捩れ要素を有している。この構成によれば、変速機から駆動輪までの間の弾性捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制できるので、変速機の構成部品への負荷を低減でき、かつ変速時のフィーリングを改善できる。

この発明の一実施形態では、前記弾性捩れ要素が、クラッチダンパを含む。この構成によれば、クラッチダンパによって、クラッチ接続時のショックを軽減できる。その一方で、クラッチダンパは、弾性的な捩れ要素であり、大きな振幅の捩れ振動を生じやすい。そこで、変速指令の際に、クラッチを滑り状態に導いて伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、クラッチダンパを含む弾性捩れ要素に起因する振動的な回転変動を抑制できる。したがって、クラッチ接続時のショックを軽減できるうえに、変速時の変速機部品への大きな負荷や変速フィーリング悪化を回避できる。

この発明の一実施形態は、前記エンジンと、前記駆動輪と、前述のような特徴を有する前記車両用自動変速装置と、を含む、車両を提供する。
この構成によれば、変速機の変速段が変更されるときに、変速機の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる車両を提供できる。

この発明によれば、変速時の振動的な回転変動を抑制して、安定した変速動作を実現できる車両用自動変速装置およびそれを備えた車両を提供できる。

図１は、この発明の一実施形態に係る車両用制御装置を備えた車両の要部の構成を示すブロック図である。 図２は、前記車両に備えられたエンジンおよび変速機の具体的な構成例を示す断面図である。 図３は、変速機の詳細な構成を説明するための断面図である。 図４は、制御ユニットによるクラッチおよび変速機の制御に関連する機能を説明するためのフローチャートである。 図５は、伝達トルクの演算に関連する制御ユニットの機能を説明するための制御ブロック図である。 図６は、伝達トルクの演算例を説明するための図である。 図７は、変速機における変速動作の具体例を説明するための模式図である。 図８は、前記実施形態における変速動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。 図９は、比較例における変速動作例を説明するためのタイムチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
この発明の実施形態が適用される車両の形態および用途にとくに制限はない。この発明の実施形態がとくに有用な車両の一つのカテゴリは、ユーティリティビークル(Utility vehicle)である。とりわけ、レクレーショナル・オフハイウェイ・ビークル(Recreational Off-Highway Vehicle)と称されるオフロード型四輪車両において、この発明の実施形態が有用である。ユーティリティビークルは不整地での走行に使用されることがあるので、不整地走行車両の一例である。

図１は、この発明の一実施形態に係る車両用自動変速装置を備えた車両１の要部の構成を示すブロック図である。車両１は、エンジン（内燃機関）２と、クラッチ３と、変速機８と、駆動輪５とを含む。エンジン２が発生する駆動力が、トルク伝達系６を通って、駆動輪５に伝達される。クラッチ３および変速機８は、トルク伝達系６に配置されている。この実施形態では、エンジン２と変速機８との間にクラッチ３が配置されている。

エンジン２の発生トルクがクラッチ３によって伝達され、さらに変速機８を介して駆動輪５に伝達される。クラッチ３の下流のトルク伝達系６ａには、変速機８と駆動輪５との間に、弾性捩れ要素４が介在している。弾性捩れ要素４は、この実施形態では、トルク伝達系６ａにおけるトルク伝達に関与する全ての剛体（弾性部材）の弾性捩れ成分を含む。
エンジン２は、スロットルバルブ２１、燃料噴射弁２２および点火ユニット２３を含む。運転者によって操作されるアクセル操作子２０がスロットルバルブ２１に結合されている。したがって、アクセル操作子２０の操作量（アクセル開度）とスロットル開度との間には対応関係がある。アクセル操作子２０は、アクセルペダルであってもよい。燃料噴射弁２２は、アクセル開度等に応じて設定される噴射量の燃料をエンジン２内に噴射する。点火ユニット２３は、エンジンサイクル内の所定の点火タイミングでエンジン２内で火花放電を生じさせ、燃料と空気との混合気に点火する。

クラッチ３は、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２を含み、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが互いに接近および離間するように構成されている。エンジン２が発生するトルク（エンジントルク）は、駆動側プレート３１に入力される。より具体的には、エンジン２のクランク軸２４の回転が駆動側プレート３１に伝達される。クランク軸２４と駆動側プレート３１との間には、減速ギヤが設けられていてもよい。被駆動側プレート３２は、変速機８のメイン軸８３に結合されている。

変速機８は、メイン軸８３と、ドライブ軸８５と、複数の変速ギヤ８０と、シフタ８４と、シフトカム８７とを含む。複数の変速ギヤ８０は、複数のギヤ位置に配置可能である。複数のギヤ位置は、少なくとも一つの前進ギヤ位置と、少なくとも一つの後進ギヤ位置とを含む。メイン軸８３の回転は、ギヤ位置に応じた変速比および方向の回転に変換されて、ドライブ軸８５に伝達される。ドライブ軸８５は、駆動輪５に機械的に結合されている。シフタ８４は、シフトカム８７を操作する操作部材である。シフトカム８７を変位（たとえば回転変位）させることにより、変速ギヤ８０の配置を変更でき、それによって、ギヤ位置を選択できる。

車両１は、さらに、クラッチアクチュエータ１１、シフトアクチュエータ１３、および制御ユニット９を含む。制御ユニット９は、車両１の各部を制御する車両用制御装置の一例であり、この実施形態では、変速コントローラの一例でもある。制御ユニット９は、クラッチアクチュエータ１１およびシフトアクチュエータ１３を制御するようにプログラムされている。アクチュエータ１１，１３は、電動アクチュエータであってもよいし、油圧アクチュエータであってもよい。

クラッチアクチュエータ１１は、クラッチ３の駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２を互いに接近および離間させる。クラッチアクチュエータ１１は、さらに、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２が接触している状態で、互いの押圧力を強めたり、弱めたりするように構成されている。これにより、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが摩擦接触し、それらの間で伝達されるトルク（伝達トルク）が増減する。

クラッチ３の駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２を接近させたり、それらの間の押圧力を強めたりすることを、クラッチ３を「接続方向」に作動させるなどという。クラッチ３の駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２を離間させたり、それらの間の押圧力を弱めたりすることを、クラッチ３を「切断方向」に作動させるなどという。

クラッチ３は、切断状態と、接続状態と、半クラッチ状態とをとることができる。切断状態では、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２の間が離間され、それらの間でトルクが伝達されない。接続状態では、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２が滑り無く結合してそれらの間でトルクが伝達される。半クラッチ状態は、接続状態と切断状態との間の中間状態である。半クラッチ状態では、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが互いに滑り接触（摺接）し、それらの間でトルクが部分的に伝達される。クラッチアクチュエータ１１の制御によって、クラッチ３の状態を、切断状態、半クラッチ状態および接続状態の間で変化させ、かつ半クラッチ状態における駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との押圧力を変化させることができる。

クラッチアクチュエータ１１の作動子の位置を検出するために、クラッチアクチュエータセンサ１２が設けられている。クラッチアクチュエータ１１の作動子の位置は、クラッチの駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との間の距離に対応する。この距離は、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが接触している状態では、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との押圧力に対応する。

以下では、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との間の距離をクラッチ位置として取り扱う。
クラッチ位置は、具体的には、クラッチアクチュエータ１１の作動子の変位量に対応している。制御ユニット９は、クラッチアクチュエータセンサ１２の出力信号に基づいて、クラッチアクチュエータ１１を駆動し、それによって、クラッチ位置を制御する。より具体的には、制御ユニット９は、クラッチ位置を指令するクラッチ指令値を生成し、そのクラッチ指令値に基づいてクラッチアクチュエータ１１を制御する。クラッチアクチュエータセンサ１２の出力信号は、実際のクラッチ位置（実クラッチ位置）を表す。

シフトアクチュエータ１３は、シフトカム８７を操作するためのシフタ８４を作動させ、それによって、ギヤ位置を変更するためのシフト動作を実行する。シフトアクチュエータ１３の作動子の位置を検出するために、シフトアクチュエータセンサ１４が設けられている。シフトアクチュエータ１３の作動子の位置は、シフタ８４の位置に対応する。制御ユニット９は、シフトアクチュエータセンサ１４の出力信号に基づいて、シフトアクチュエータ１３を制御する。

変速機８には、ギヤ位置を検出するギヤ位置センサ１５と、メイン軸８３の回転速度を検出するメイン軸センサ１６とが備えられている。これらのセンサの出力信号は、制御ユニット９に入力されている。ギヤ位置センサ１５は、変速機８のギヤ位置を検出する。具体的には、ギヤ位置センサ１５は、シフトカム８７の位置（たとえば回転位置）を検出するセンサであってもよい。

制御ユニット９には、メインキースイッチ３５、バッテリ２５、スロットル開度センサ２６、クランクセンサ２８、シフトアップスイッチ３０Ｕ、シフトダウンスイッチ３０Ｄなどが接続されている。
メインキースイッチ３５は、車両１に電源を投入するためにメインキーを用いて導通／遮断操作されるキースイッチである。バッテリ２５は、制御ユニット９等の電装品に電力を供給する。制御ユニット９は、バッテリ２５の電圧をモニタしている。

スロットル開度センサ２６は、エンジン２のスロットル開度を検出する。エンジン２のスロットルバルブ２１には、アクセル操作子２０が結合されているので、アクセル操作子２０の操作量（アクセル開度）とスロットル開度との間には対応関係がある。したがって、スロットル開度センサ２６は、アクセル操作子２０の操作量を検出するアクセル開度センサとしても機能している。

クランクセンサ２８は、エンジン２のクランク軸２４の回転を検出するセンサである。クランクセンサ２８は、たとえば、クランク軸２４の回転に伴って、回転量に応じた回転パルスを生成する。制御ユニット９は、クランクセンサ２８が生成する回転パルスに基づいて、エンジン回転速度を求める。エンジン回転速度は、クラッチ３の駆動側プレート３１の回転速度に対応する値である。

シフトアップスイッチ３０Ｕは、変速機８のギヤ位置（変速段）を高速側に一段変更するために運転者によって操作されるスイッチである。シフトダウンスイッチ３０Ｄは、変速機８のギヤ位置（変速段）を低速側に一段変更するために運転者によって操作されるスイッチである。これらのシフトスイッチ３０Ｕ，３０Ｄの出力信号は、制御ユニット９に入力される。制御ユニット９は、シフトスイッチ３０Ｕ，３０Ｄからの入力に応じて、クラッチアクチュエータ１１およびシフトアクチュエータ１３を駆動して変速動作を行い、複数の前進ギヤ位置の間でギヤ位置（変速段）を変更する。

車両１を発進させるとき、運転者は、シフトスイッチ３０Ｕ，３０Ｄを操作して、ニュートラル以外のギヤ位置を選択する。これにより、制御ユニット９は、シフトアクチュエータ１３を駆動して、変速機８の変速ギヤ８０の配置を、選択されたギヤ位置に変更する。運転者は、さらに、アクセル操作子２０を操作して、アクセル開度を増加させる。それに応じて、スロットル開度が増加すると、エンジン回転速度が増加する。そのエンジン回転速度の増加に応じて、制御ユニット９はクラッチアクチュエータ１１を制御してクラッチ指令値を減少させ、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２を接近させる。

制御ユニット９は、スロットル開度に応じた目標エンジン回転速度を設定し、エンジン回転速度がその目標エンジン回転速度に向かって増加するように、クラッチ位置を制御する。これにより、駆動側プレート３１および被駆動側プレート３２の互いの押圧力が徐々に増加し、クラッチ３は、切断状態から半クラッチ状態を経て接続状態に至る。
こうして、エンジン２が発生するトルクがクラッチ３を介して変速機８に伝達される。さらに、変速機８で変速された回転が駆動輪５に伝達されることにより、車両１が移動する。クラッチ３が接続状態に至った後は、制御ユニット９は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射弁２２の制御（燃料噴射制御）および点火ユニット２３の制御（点火制御）を実行する。

走行中に、運転者がシフトアップスイッチ３０Ｕまたはシフトダウンスイッチ３０Ｄを操作すると、変速指令が制御ユニット９に入力される。これに応答して、制御ユニット９は、変速動作を実行する。具体的には、制御ユニット９は、クラッチアクチュエータ１１を制御してクラッチ３を切断する。さらに、制御ユニット９は、シフトアクチュエータ１３を制御して、変速指令に対応する選択ギヤ位置に変速ギヤ８０の配置を変更する。この後、制御ユニット９は、クラッチアクチュエータ１１を制御して、半クラッチ状態を経て、クラッチ３を接続状態へと導く。クラッチ３が接続状態となって変速動作が完了すると、制御ユニット９は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射制御および点火制御を実行する。

このように、この実施形態では、クラッチ３、変速機８、クラッチアクチュエータ１１、シフトアクチュエータ１３、制御ユニット９などにより、車両用自動変速装置が構成されている。
制御ユニット９は、クラッチ３が接続状態のとき、ギヤ位置毎に予め定められているシフトダウン閾値を車速が下回ると、制御ユニット９は、オートシフトダウン制御を実行してもよい。より具体的には、変速段ごとに定められているクラッチ切断閾値を車速が下回ると、制御ユニット９は、クラッチアクチュエータ１１を制御してクラッチ３を切断状態とする。そして、制御ユニット９は、車速がシフトダウン閾値を下回ると、シフトアクチュエータ１３を制御して、変速段を１段下げるようにギヤ位置を変更する。車速がシフトダウン後の変速段に対応したシフトダウン閾値をさらに下回るならば、制御ユニット９は、変速段をさらに１段下げるようにギヤ位置を変更する。その後、制御ユニット９は、クラッチアクチュエータ１１を制御し、半クラッチ状態を経て、クラッチ３を接続状態へと導く。クラッチ３が接続状態となって変速動作が完了すると、制御ユニット９は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射制御および点火制御を実行する。

変速段が最下段となり、その最下段に対応したクラッチ切断閾値を車速が下回ると、制御ユニット９は、クラッチ３を切断する。より具体的には複数の前進ギヤ位置のうちの最下段の前進ギヤ位置が選択されている状態で、車速がクラッチ切断閾値を下回ると、クラッチ３が切断される。
車速を検出するために、車速センサ１７が備えられてもよい。車速センサ１７の出力信号は、制御ユニット９に入力される。車速センサ１７は、ドライブ軸８５の回転速度を検出するように配置されていてもよいし、ドライブ軸８５よりもさらに下流の回転軸の回転速度を検出するように配置されていてもよい。また、車速センサ１７を設ける代わりに、メイン軸センサ１６を車速センサとして代用してもよい。

図２は、エンジン２および変速機８の具体的な構成例を示す断面図である。エンジン２は、クランクケース６６と、シリンダボディ６４と、シリンダヘッド６３と、シリンダヘッドカバー６２とを備えている。クランクケース６６の下方には、エンジン２の内部を循環したオイルを回収するオイルパン６８が配置されている。
エンジン２は、車両前後方向に延びるクランク軸２４を備えている。クランク軸２４は、クランクケース６６内に配置されている。クランク軸２４の前端部には連結軸７０が連結されている。

シリンダボディ６４の内部には、シリンダ７１Ａ，７１Ｂおよび７１Ｃが形成されている。シリンダ７１Ａ，７１Ｂおよび７１Ｃのそれぞれには、ピストン７２が収容されている。各ピストン７２は、コンロッド７３を介してクランク軸２４に接続されている。エンジン２は、この例では、３つのシリンダ７１Ａ〜７１Ｃを備える３気筒のエンジンである。しかし、エンジン２は、１つのシリンダを備える単気筒のエンジンであってもよいし、２つのシリンダあるいは４つ以上のシリンダを備える多気筒のエンジンであってもよい。

連結軸７０は、入力軸１０８と連結されている。入力軸１０８は、車両前後方向に延びる。入力軸１０８は、連結軸７０を介して、クランク軸２４の駆動力を受けて回転する。連結軸７０を設けずに、入力軸１０８がクランク軸２４と直接連結されていてもよい。入力軸１０８には、ギヤ１０８Ｇが設けられている。ギヤ１０８Ｇを介して、入力軸１０８の回転がクラッチ３に伝達される。

クラッチ３は、この実施形態では、湿式多板の摩擦クラッチである。クラッチ３には、クランク軸２４で発生したトルクが入力軸１０８を介して伝達される。クラッチ３は、クランク軸２４で発生したトルクを断続可能に伝達する。クラッチ３は、変速機８のメイン軸８３の一端部（この実施形態では後端部）に設けられている。クラッチ３は、クラッチハウジング１０１と、クラッチボス１０３と、複数の駆動側プレート３１と、複数の被駆動側プレート３２と、を備えている。駆動側プレート３１は、クラッチハウジング１０１の内方に設けられている。駆動側プレート３１は、クラッチハウジング１０１とともに回転する。駆動側プレート３１には、クランク軸２４のトルクが入力軸１０８を介して伝達される。被駆動側プレート３２は、クラッチボス１０３の外方に設けられている。被駆動側プレート３２は、クラッチボス１０３とともに回転する。駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２は、車両前後方向において交互に配置されている。クラッチハウジング１０１には、ギヤ１０１Ｇが設けられている。ギヤ１０１Ｇは、入力軸１０８に設けられたギヤ１０８Ｇと噛み合っている。そのため、クラッチハウジング１０１は、入力軸１０８と連結している。クラッチ３は、単板の摩擦クラッチであってもよい。クラッチ３は、乾式の摩擦クラッチであってもよい。

変速機８は、変速機ケース８２と、メイン軸８３と、ドライブ軸８５と、複数の変速ギヤ８０とを含む。
メイン軸８３は、変速機ケース８２内に収容されている。メイン軸８３は、入力軸１０８と平行に配置されている。メイン軸８３は、クラッチボス１０３に固定されている。メイン軸８３は、クラッチボス１０３とともに回転する。したがって、メイン軸８３は、クランク軸２４の駆動力を受けて回転する。複数の変速ギヤ８０は、メイン軸８３に設けられた複数のメイン軸ギヤ８０３を含む。

ドライブ軸８５は、変速機ケース８２内に収容されている。ドライブ軸８５は、メイン軸８３と平行に配置されている。複数の変速ギヤ８０は、ドライブ軸８５に設けられた複数のドライブ軸ギヤ８０５を含む。ドライブ軸８５の一端部（この実施形態では前端部）には、ギヤ８５Ｇが設けられている。
変速機８の下方には、車両前後方向に延びる出力軸１１０が配置されている。出力軸１１０には、ギヤ１１０Ｇが設けられている。ギヤ１１０Ｇは、ドライブ軸８５に設けられたギヤ８５Ｇと噛み合っている。そのため、出力軸１１０は、ドライブ軸８５と連結している。出力軸１１０は、ドライブ軸８５の駆動力を受けて回転する。出力軸１１０の前端部には、前プロペラシャフト１１２が連結されている。前プロペラシャフト１１２は、車両前後方向に延びる。前プロペラシャフト１１２は、出力軸１１０の駆動力を受けて回転する。前プロペラシャフト１１２は、フロントディファレンシャル（図示せず）を介して左右の前輪（前方の駆動輪５。図１参照）に連結されている。出力軸１１０の後端部には、後プロペラシャフト１１４が連結されている。後プロペラシャフト１１４は、車両前後方向に延びる。後プロペラシャフト１１４は、出力軸１１０の駆動力を受けて回転する。後プロペラシャフト１１４は、ファイナルギヤ１１５を介して左右の後輪（後方の駆動輪５。図１参照）に連結されている。本実施形態の車両１は、四輪駆動の車両であるがこれに限定されない。

出力軸１１０には、トルク伝達時のショックを軽減するために、クラッチダンパ４０が設けられている。クラッチダンパ４０は、ギヤ１１０Ｇと出力軸１１０との間に介装されており、これらの間でトルクを伝達する。具体的には、クラッチダンパ４０は、ギヤ１１０Ｇとともに出力軸１１０まわりに回転する第１部材４１と、出力軸１１０にスプライン結合して当該出力軸１１０とともに回転する第２部材４２と、出力軸１１０に巻装された圧縮コイルばね４３とを含む。第１部材４１に形成された凹部４１ａに第２部材４２に形成された凸部４２ａが係合しており、その係合状態を保持するように、コイルばね４３が、第２部材４２を第１部材４１に向けて付勢している。ギヤ１１０Ｇにトルクが入力されて第１部材４１が回転すると、凸部４２ａが凹部４１ａの斜面を登り、それらの間の摩擦力によって回転が伝達される。

クラッチダンパ４０は、クラッチ３から駆動輪５に至るトルク伝達系６ａに介在された弾性捩れ要素４（図１参照）の一部であり、かつその主要部である。ただし、弾性捩れ要素４は、この実施形態では、トルク伝達系６ａにおけるトルク伝達に関与する全ての剛体（弾性部材）の弾性捩れ成分を含む。より具体的には、弾性捩れ要素４は、クラッチダンパ４０だけでなく、ドライブ軸８５、出力軸１１０、プロペラシャフト１１２，１１４などの捩れ成分も含み、駆動輪５の弾性要素（タイヤを含む）による捩れ成分も含む。

図３は、変速機８の詳細な構成を説明するための断面図である。ただし、図２の切断面外にあるシフトカム８７をメイン軸８３とドライブ軸８５との間に配置するように変速機８の構造を展開した切断面が示されている。
複数のメイン軸ギヤ８０３（図２参照）は、メイン軸ギヤ８３Ａ〜８３Ｆを含む。メイン軸ギヤ８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｅ，８３Ｆは、メイン軸８３の軸方向に移動不能な固定ギヤである。メイン軸ギヤ８３Ｃ，８３Ｄは、メイン軸８３の軸方向に移動可能な移動ギヤである。メイン軸ギヤ８３Ａ〜８３Ｆは、メイン軸８３と一体となって回転する。メイン軸ギヤ８３Ｂ，８３Ｅは噛み合い状態によってはメイン軸８３に対して相対回転する。

複数のドライブ軸ギヤ８０５（図２参照）は、ドライブ軸ギヤ８５Ａ〜８５Ｆを含む。ドライブ軸ギヤ８５Ａ〜８５Ｆは、それぞれメイン軸ギヤ８３Ａ〜８３Ｆに噛み合うように構成されている。ドライブ軸ギヤ８５Ａ，８５Ｃ，８５Ｄ，８５Ｆは、ドライブ軸８５の軸方向に移動不能な固定ギヤである。ドライブ軸ギヤ８５Ｂ，８５Ｅは、ドライブ軸８５の軸方向に移動可能な移動ギヤである。ドライブ軸ギヤ８５Ａ〜８５Ｆは、ドライブ軸８５と一体となって回転する。ドライブ軸ギヤ８５Ａ，８５Ｃ，８５Ｄ，８５Ｆは噛み合い状態によってはドライブ軸８５に対して相対回転する。

変速機８は、ドラム状のシフトカム８７と、シフトフォーク８６１，８６２，８６３とを備えている。シフトカム８７には、シフトカム８７の回転角に応じて軸方向の位置が変化する複数の溝８７１，８７２，８７３が形成されている。複数の溝８７１，８７２，８７３に、複数のシフトフォーク８６１，８６２，８６３がそれぞれ係合している。シフトフォーク８６１は、メイン軸ギヤ８３Ｃ，８３Ｄの一体化されたメイン軸移動ドグＭＤと係合している。シフトフォーク８６２，８６３は、ドライブ軸ギヤ８５Ｂと一体化されたドライブ軸移動ドグＤＤ１、およびドライブ軸ギヤ８５Ｅと一体化されたドライブ軸移動ドグＤＤ２とそれぞれ係合している。ドライブ軸移動ドグＤＤ１は、メイン軸８３にスプライン結合している。ドライブ軸移動ドグＤＤ１，ＤＤ２は、ドライブ軸８５にスプライン結合している。

メイン軸ギヤ８３Ｂの側面には、メイン軸ギヤ８３Ｃに対向するようにドグ８８Ｂが備えられている。メイン軸ギヤ８３Ｃの側面には、メイン軸ギヤ８３Ｂに対向するようにドグ８８Ｃが備えられている。メイン軸ギヤ８３Ｄの側面には、メイン軸ギヤ８３Ｅに対向するようにドグ８８Ｅが備えられている。メイン軸ギヤ８３Ｅの側面には、メイン軸ギヤ８３Ｄに対向するようにドグ８８Ｅが備えられている。メイン軸移動ドグＭＤがメイン軸８３上でスライドすることにより、ドグ８８Ｂ，８８Ｃの対およびドグ８８Ｄ，８８Ｅの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。

ドライブ軸移動ドグＤＤ１は、ドライブ軸ギヤ８５Ｂの両側においてドライブ軸ギヤ８５Ａ，８５Ｃにそれぞれ対向する一対のドグ８９Ｂを備えている。ドライブ軸ギヤ８５Ａの側面には、ドライブ軸ギヤ８５Ｂに対向するようにドグ８９Ａが備えられている。ドライブ軸ギヤ８５Ｃの側面には、ドライブ軸ギヤ８５Ｂに対向するようにドグ８９Ｃが備えられている。ドライブ軸移動ドグＤＤ１がドライブ軸８５上でスライドすることにより、ドグ８９Ａ，８９Ｂの対、およびドグ８９Ｂ，８９Ｃの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。

ドライブ軸移動ドグＤＤ２は、ドライブ軸ギヤ８５Ｅの両側においてドライブ軸ギヤ８５Ｄ，８５Ｆにそれぞれ対向する一対のドグ８９Ｅを備えている。ドライブ軸ギヤ８５Ｄの側面には、ドライブ軸ギヤ８５Ｅに対向するようにドグ８９Ｄが備えられている。ドライブ軸ギヤ８５Ｆの側面には、ドライブ軸ギヤ８５Ｅに対向するようにドグ８９Ｆが備えられている。ドライブ軸移動ドグＤＤ２がドライブ軸８５上でスライドすることにより、ドグ８９Ｄ，８９Ｅの対およびドグ８９Ｅ，８９Ｆの対が、それぞれ、係合したり、その係合が解除されたりする。

シフトアクチュエータ１３は、シフタ８４を駆動し、シフタ８４はシフトカム８７を回転させる。シフトカム８７が回転すると、シフトフォーク８６１，８６２，８６３がシフトカム８７の軸方向に移動する。そして、シフトフォーク８６１，８６２，８６３は、メイン軸ギヤ８３Ｃ，８３Ｄ、ドライブ軸ギヤ８５Ｂ，８５Ｅの少なくともいずれかを移動させる。これにより、ドグ８８Ｂ，８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｅ；８９Ｂ，８９Ｃ，８９Ｅ，８９Ｆを介して互いに噛み合うメイン軸ギヤ８０３およびドライブ軸ギヤ８０５の組み合わせが変更され、変速比が変更される。

図４は、制御ユニット９によるクラッチ３および変速機８の制御に関連する機能を説明するためのフローチャートであり、変速時の処理が示されている。制御ユニット９は、図４に示されたステップの機能を実現するようにプログラムされている。具体的には、制御ユニット９は、図１に示すように、ＣＰＵ９８（プロセッサ）およびメモリ９９を含み、ＣＰＵ９８がメモリ９９に格納されたプログラムを実行することによって、図９の各ステップの機能を実現し、変速コントローラとして機能する。

シフトアップスイッチ３０Ｕまたはシフトダウンスイッチ３０Ｄが操作されると、制御ユニット９は、これらのスイッチ３０Ｕ，３０Ｄからの入力を変速指令と解釈する。また、前述のオートシフトダウン動作が行われるときには、条件充足により、制御ユニット９は、内部で変速指令を生成する。この変速指令に応答して、制御ユニット９は、クラッチ３を滑り状態に導き、その滑り状態で、クラッチ３の伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御する。滑り状態とは、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが摺動しながらトルクを伝達している状態であり、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との回転速度が実質的に異なっている状態である。目標トルクは、変速機８を含むトルク伝達系６の設計および車両１の設計等に適合するように、シミュレーションまたは実験による適合によって、予め定めておくことが好ましい。より具体的には、変速動作期間における駆動力の喪失感が許容範囲となるように、目標トルクを定めることが好ましい。さらに、クラッチ３を切断状態とするまで（後述のステップＳ６，Ｓ７参照）に弾性捩れ要素４の回転変動の振幅が許容値以下に抑制できるように、目標トルクを定めることが好ましい。

図４を参照してより具体的に説明する。変速指令が生成されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御ユニット９は、クラッチ切断速度設定工程（ステップＳ２）を実行する。具体的には、制御ユニット９は、クラッチ３の伝達トルクに基づいて、クラッチ切断速度を設定する。さらに具体的には、制御ユニット９は、最新の伝達トルクと目標トルクとの差分に基づいて、クラッチ切断速度を設定する。最新の伝達トルクとは、変速指令からクラッチ切断速度設定前の伝達トルクであり、次に説明する滑り誘発工程の直前の伝達トルクである。伝達トルクの具体的な演算例は、後述する。

制御ユニット９は、さらに、クラッチ３の滑り状態を誘発するための滑り誘発工程を実行する（ステップＳ３）。制御ユニット９は、具体的には、ステップＳ２で設定されたクラッチ切断速度でクラッチ３を切断方向に作動させるように、漸次的に変動するクラッチ指令値を発生する。クラッチ切断速度は、クラッチ指令値の変化速度を規定してもよい。
制御ユニット９は、滑り誘発工程（ステップＳ３）を実行しながら、クラッチ３が滑り状態かどうかを判定する（ステップＳ４）。制御ユニット９は、たとえば、エンジン回転速度に基づいて、駆動側プレート３１の回転速度（駆動側速度）を求める。また、制御ユニット９は、メイン軸センサ１６によって検出されるメイン軸回転速度に基づいて、被駆動側プレート３２の回転速度（被駆動側速度）を求める。制御ユニット９は、駆動側速度と被駆動側速度との差が所定の閾値かそれを超える状態になると、クラッチ３が滑り状態であると判定する。

クラッチ３の滑り状態が判定されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御ユニット９は、クラッチ３の伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御を実行する（ステップＳ５）。これにより、伝達トルクが目標トルクに維持されるように、クラッチ３の滑り状態が維持される。
制御ユニット９は、変速指令の発生から所定時間（たとえば１５０ミリ秒）が経過するまで、トルクフィードバック制御を継続する（ステップＳ６：ＮＯ）。制御ユニット９は、変速指令の発生から所定時間が経過すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、トルクフィードバック制御を終了して、クラッチ３を切断する切断工程を実行する（ステップＳ７）。すなわち、制御ユニット９は、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とを離間させて、トルク伝達を解除するためのクラッチ指令値を生成する。

切断工程（ステップＳ７）の後、制御ユニット９は、変速段変更工程（ステップＳ８）を実行する。具体的には、制御ユニット９は、クラッチ３を切断状態に維持しつつ、シフトアクチュエータ１３を作動させ、変速指令に対応した変速動作を変速機８に行わせる。
変速動作が完了すると、制御ユニット９は、クラッチ３を接続するためのクラッチ接続工程（ステップＳ９）を実行する。すなわち、制御ユニット９は、クラッチ３を接続状態とするためのクラッチ指令値を生成する。それにより、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが再び接触して、それらの間でのトルク伝達が始まる。クラッチ接続工程（ステップＳ９）は、詳細には、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが滑り状態で接触する半クラッチ状態にクラッチ３を制御するステップを含む。さらに、クラッチ接続工程は、半クラッチ状態を経て、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２とが滑りなく結合される接続状態にクラッチ３を制御するステップとを含む。

このようにして、変速指令に応じて変速機８の変速段を変更することができる。
図５は、伝達トルクの演算に関連する制御ユニット９の機能を説明するための制御ブロック図である。制御ユニット９は、エンジン回転速度演算部９１、エンジントルク演算部９２および伝達トルク演算部９３の機能を実行するようにプログラムされている。エンジン回転速度演算部９１は、クランクセンサ２８から入力されるパルス信号を用いて、エンジン回転速度ωを演算する。エンジントルク演算部９２は、スロットル開度センサ２６によって検出されるスロットル開度およびエンジン回転速度演算部９１によって演算されたエンジン回転速度において、エンジン２が発生するトルク（エンジントルク）Ｔｅを演算する。

エンジントルクＴｅは、スロットル開度およびエンジン回転速度ωに対するエンジントルクの特性に基づいて求められる。具体的には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対するエンジントルクの特性を表すマップがメモリ９９（図１参照）に格納されていてもよい。エンジントルク演算部９２は、そのマップを参照することにより、エンジントルクＴｅを求めることができる。

伝達トルク演算部９３は、エンジン回転速度演算部９１によって演算されたエンジン回転速度ωと、エンジントルク演算部９２によって演算されたエンジントルクＴｅとに基づいて、伝達トルクＴｃを演算する。
図６は、伝達トルクの演算例を説明するための図である。伝達トルクＴｃとは、クラッチ３の駆動側プレート３１から被駆動側プレート３２へと伝達されるトルクである。駆動側プレート３１から被駆動側プレート３２へとエンジン２の回転方向のトルクが伝達される場合に、伝達トルクＴｃは正の値をとる。

駆動側プレート３１に供給されるエンジントルクＴｅと、駆動側プレート３１から被駆動側プレート３２に伝達される伝達トルクＴｃと、エンジン回転速度ωの間には、次式（１）で示す関係式が成立する。ただし、Ｉは、トルク伝達系６においてクラッチ３の駆動側プレート３１およびそれよりも上流側（エンジン２側）の全体の慣性モーメントであり、ｔは時間である。

Ｔｅ−Ｔｃ＝Ｉ×（ｄω／ｄｔ） …（１）
前記（１）式を変形することにより、伝達トルクＴｃは、次式（２）で得られることが分かる。
Ｔｃ＝Ｔｅ−Ｉ×（ｄω／ｄｔ） …（２）
すなわち、エンジントルクＴｅおよびエンジン回転速度ωの時間変化ｄω／ｄｔに基づいて、伝達トルクＴｃを求めることができる。この演算が伝達トルク演算部９３によって行われる。

図７は、変速機８における変速動作の具体例を説明するための模式図であり、変速機８の変速段をｎ速からｎ−１速に減速する場合の動作例を示す。以下の説明では、図３を併せて参照する。
変速機８の変速段がｎ速のとき、メイン軸移動ドグＭＤのドグ８８Ｄとメイン軸ギヤ８３Ｅのドグ８８Ｅとが結合しており、ドライブ軸移動ドグＤＤ１，ＤＤ２（図３参照。図７では図示省略）は、いずれのドライブ軸ギヤ８０５とも係合していない。このとき、メイン軸８３の回転は、メイン軸ギヤ８３Ｅおよびドライブ軸ギヤ８５Ｅを介してドライブ軸８５に伝達される。

ｎ速からｎ−１への変速段の変更（シフトダウン）は、メイン軸移動ドグＭＤを移動させ、ドグ８８Ｃをメイン軸ギヤ８３Ｂのドグ８８Ｂと係合させることによって達成される。すなわち、変速段がｎ−１速のとき、メイン軸移動ドグＭＤのドグ８８Ｃとメイン軸ギヤ８３Ｂのドグ８８Ｂとが結合しており、ドライブ軸移動ドグＤＤ１，ＤＤ２（図３参照。図７では図示省略）は、いずれのドライブ軸ギヤ８０５とも係合していない。このとき、メイン軸８３の回転は、メイン軸ギヤ８３Ｂおよびドライブ軸ギヤ８５Ｂを介してドライブ軸８５に伝達される。

変速前の状態（ｎ速）において、メイン軸移動ドグＭＤの回転速度（ドグ回転速度）は、メイン軸８３の回転速度（メイン軸回転速度）に等しい。これは変速前にメイン軸移動ドグＭＤと係合しているメイン軸ギヤ８３Ｅのドグ８８Ｅの回転速度（ｎ速ドグ回転速度）に等しい。変速前の変速段（ｎ速）における変速機８の減速比をＺ_ｎとし、変速後の変速段（ｎ−１速）における変速機８の減速比をＺ_ｎ−１とおく。すると、変速後にメイン軸移動ドグＭＤと係合されるべきメイン軸ギヤ８３Ｂのドグ８８Ｂの回転速度（ｎ−１速ドグ回転速度）は、次式のとおりである。

ｎ−１速ドグ回転速度＝ｎ速ドグ回転速度×Ｚ_ｎ−１／Ｚ_ｎ …（３）
図８は、この実施形態における変速動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。図８(a)には、クラッチ指令値を曲線Ｌ１で示し、実クラッチ位置を曲線Ｌ２で示す。また、図８(b)には、エンジン回転速度を曲線Ｌ３で示し、メイン軸回転速度を曲線Ｌ４で示し、ｎ速ドグ回転速度を曲線Ｌ５で示し、ｎ−１速ドグ回転速度を曲線Ｌ６で示す。図８(c)には、ギヤ位置センサ１５によって検出されるシフトカム８７の回転角度の変化を曲線Ｌ７で示す。図８(d)には、エンジントルクの変化を曲線Ｌ８で示し、クラッチ３の伝達トルクの変化を曲線Ｌ９で示す。

クラッチ指令値は、この実施形態では、クラッチ位置の指令値であり、前述のとおり、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との間の距離の指令値に相当する。実クラッチ位置は、クラッチ位置の実際の値であり、駆動側プレート３１と被駆動側プレート３２との間の実際の距離に相当する。したがって、クラッチ位置が大きいほど、クラッチ３の切断状態に近い。曲線Ｌ１，Ｌ２に表れているとおり、クラッチ指令値の変化に遅れて実クラッチ位置が追従して変化する。

エンジン回転速度、ｎ速ドグ回転速度およびｎ−１速ドグ回転速度は、図８(b)では、メイン軸８３の回転速度に換算して表してある。そのため、変速前は、ｎ速ドグ回転速度（曲線Ｌ５）がメイン軸回転速度（曲線Ｌ４）に一致しており、変速後は、ｎ−１速ドグ回転速度（曲線Ｌ６）がメイン軸回転速度（曲線Ｌ４）に一致している。
伝達トルクは、クラッチ３が接続状態であって、弾性捩れ要素４の捩れ量に変動がない平衡状態においては、エンジントルクに等しい。クラッチ３が滑り状態（半クラッチ状態）または切断状態のときには、伝達トルクはエンジントルクと一致しない。また、弾性捩れ要素４の捩れ量が変動している非平衡状態においても、伝達トルクとエンジントルクとは一致しない。

車両１がｎ速で走行しているときに、時刻ｔ１にｎ−１速への変速指令（シフトダウン指令）が入力される。すると、制御ユニット９は、クラッチ指令値を半クラッチ状態に至らないように定めた所定の微小値だけ瞬時に切断方向に変化させ、その後は、参照符号２０１で示すように、クラッチ切断速度で切断方向に変化させる。クラッチ切断速度は、変速指令時またはその近傍のタイミングにおける伝達トルクに基づいて定められる。その一方で、制御ユニット９は、滑り判定を実行する。

時刻ｔ２に滑り判定が成立すると、制御ユニット９は、クラッチ３の伝達トルクに基づくトルクフィードバック制御を行う。具体的には、制御ユニット９は、伝達トルクが前述の目標トルクとなるように、クラッチ指令値を制御する。
制御ユニット９は、トルクフィードバック制御を行いながら、変速指令から所定時間ΔＴ（たとえば１５０ミリ秒）が経過するのを待機する。そして、変速指令値から所定時間が経過した時刻ｔ３に、制御ユニット９は、トルクフィードバック制御を終えて、クラッチ指令値を、切断状態に対応した値に変化させる。

さらに、制御ユニット９は、実クラッチ位置が追従して切断位置に到達するのに要する時間以上に設定された所定の変速待機時間の後に、シフトアクチュエータ１３を作動させる。それにより、時刻ｔ４からの期間に、シフトカムの回転角度が、ｎ速角度からｎ−１速角度に変化し、それに応じて、メイン軸移動ドグＭＤがメイン軸８３上をスライドする。その結果、メイン軸移動ドグＭＤは、ｎ速に対応したメイン軸ギヤ８３Ｅとの係合状態を解除して、ｎ−１速に対応したメイン軸ギヤ８３Ｂとの係合状態に移行する。これに対応するように、参照符号２０２で示すとおり、ｎ速ドグ回転速度（曲線Ｌ５）とメイン軸回転速度（曲線Ｌ４）とが一致している状態から、ｎ−１速回転速度（曲線Ｌ６）とメイン軸回転速度（曲線Ｌ４）とが一致している状態へと変化する。

メイン軸移動ドグＭＤの移動が完了した後、時刻ｔ５に、制御ユニット９は、クラッチ指令値を半クラッチ状態に対応した指令値として、クラッチ３を半クラッチ状態に制御する。半クラッチ状態が暫く継続した後、制御ユニット９は、時刻ｔ６から、クラッチ指令値を接続方向へと変化させる。それにより、クラッチ３が接続状態に至る。
図９は、比較例の動作例を説明するためのタイムチャートを示し、図８と同様な図示をしてある。図９(a)には、クラッチ指令値を曲線Ｌ１１で示し、実クラッチ位置を曲線Ｌ１２で示す。また、図９(b)には、エンジン回転速度を曲線Ｌ１３で示し、メイン軸回転速度を曲線Ｌ１４で示し、ｎ速ドグ回転速度を曲線Ｌ１５で示し、ｎ−１速ドグ回転速度を曲線Ｌ１６で示す。図９(c)には、シフトカム８７の回転角度の変化を曲線Ｌ１７で示す。図９(d)には、エンジントルクの変化を曲線Ｌ１８で示し、クラッチ３の伝達トルクの変化を曲線Ｌ１９で示す。

この比較例では、前述の実施形態のようなトルクフィードバック制御等は行われず、変速指令に応答して、クラッチ指令値が切断状態に対応する値に瞬時に立ち上げられている（時刻ｔ１１）。これにより、クラッチ３は、接続状態から一気に切断状態に導かれる。これにより、参照符号２１１で示すように、伝達トルクが急減するため、クラッチ３の下流側では、弾性捩れ要素４の捩れが一気に解放される。それにより、弾性捩れ要素４の捩れ量が振動的に変化する。その振幅は、クラッチ３を切断するときのエンジントルクが大きいほど大きい。

弾性捩れ要素４の振動的な捩れ振動は、メイン軸８３およびドライブ軸８５の回転速度の振動的な振る舞いを引き起こす。その状態で、時刻ｔ１２に、メイン軸移動ドグＭＤ（より具体的にはドグ８８Ｄ）とｎ速に対応したメイン軸ギヤ８３Ｅのドグ８８Ｅとの係合が解除される。このとき、メイン軸ギヤ８３Ｅ，８３Ｂには、ドライブ軸８５の回転が引き続き伝達されるので、参照符号２１２で示すように、ｎ速回転速度（曲線Ｌ１５）およびｎ−１回転速度（曲線Ｌ１６）は、弾性捩れ要素４の捩れ振動に対応した振動的な振る舞いを継続する。その一方で、メイン軸８３にはドライブ軸８５の回転が伝わらないので、参照符号２１３で示すように、メイン軸回転速度は安定する。そのため、メイン軸回転速度とｎ−１速回転速度との差、すなわち、メイン軸移動ドグＭＤのドグ８８Ｃとメイン軸ギヤ８３Ｂのドグ８８Ｂとのドグ相対速度ΔＶが大きくなるおそれがある。この大きなドグ相対速度のために、ドグ８８Ｃ，８８Ｂが係合するときに、それらのドグ同士が大きな相対速度で衝突する。その衝撃によって、ドグ８８Ｃ，８８Ｂに大きな負荷がかかるおそれがあり、かつ変速時のフィーリングが悪化したりするおそれがある。

この実施形態では、図８に表れているように、変速時に伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御している。このトルクフィードバック制御は、弾性捩れ要素４の捩れ振動を抑制する。それにより、時刻ｔ５にメイン軸移動ドグＭＤとｎ速に対応したメイン軸ギヤ８３Ｅとのドグ係合が解除されても、メイン軸回転速度（曲線Ｌ４）とｎ−１速回転速度（曲線Ｌ６）との差、すなわち、ドグ相対速度ΔＶはさほど大きくならない。それにより、メイン軸移動ドグＭＤ（より具体的にはドグ８８Ｃ）とｎ−１速に対応したメイン軸ギヤ８３Ｂのドグ８８Ｂとが係合するときに、ドグ同士が大きな相対速度で衝突することを回避できる。したがって、衝撃によるドグへの大きな負荷や、変速時のフィーリング悪化を回避できる。

上記のとおり、この実施形態の車両１においては、トルク伝達系６は、クラッチ３の下流において、変速機８から駆動輪５までの間に弾性捩れ要素４を有している。さらに、この実施形態では、弾性捩れ要素４が、クラッチダンパ４０を含む。このクラッチダンパ４０によって、クラッチ接続時のショックを軽減できる。その一方で、クラッチダンパ４０は、弾性捩れ要素４の主要部をなし、大きな振幅の捩れ振動を生じやすい。

この実施形態によれば、制御ユニット９は、変速コントローラとして機能する。具体的には、制御ユニット９は、変速指令に応答して、クラッチ３を滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程（図４のステップＳ５）を実行する。さらに、制御ユニット９は、トルクフィードバック制御工程の後にクラッチ３を切断する切断工程（図４のステップＳ７）を実行する。その後、制御ユニット９は、変速機８の変速段を変速指令に応じて変更する変速段変更工程（図４のステップＳ８）を実行し、その後に、クラッチ３を接続する接続工程（図４のステップＳ９）を実行する。

この構成により、変速機８の変速段が変更されるときまでに、クラッチダンパ４０を含む弾性捩れ要素４に起因する振動的な回転変動が充分に抑制される。したがって、クラッチ接続時のショックを軽減できるうえに、変速機８の変速段が変更されるときに、変速機８の構成部品（とくにドグ）に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる。

クラッチ３の伝達トルクは、クラッチ３の個体差や車両１の運転状態等の様々な要因によって大きくばらつく。そのため、クラッチ指令値を一定に保持しても、伝達トルクを適切な範囲に保持することは難しいから、弾性捩れ要素４の捩れ振動を有効に抑え込むことができないおそれがある。そこで、この実施形態では、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するように、クラッチ指令値が制御される。それにより、ロバスト性が向上し、弾性捩れ要素４の捩れ振動を確実かつ効果的に抑え込むことができる。加えて、目標トルクを適切に定めることによって、トルクフィードバック制御期間における駆動力の抜け感を抑制できる。

クラッチ３を切断する前にエンジントルクを低下させる制御を実行すれば、弾性捩れ要素４の捩れ振動の影響を低減できるかもしれない。しかし、このような制御は、とりわけ、より大きな駆動トルクを得るためにアクセル開度を大きくしてエンジン出力を上げながらシフトダウンがされる状況では好ましくない。アクセルを踏み込んでいるにもかかわらず、エンジン出力が低下するフィーリングとなるからである。この実施形態では、クラッチ３の切断に際して、伝達トルクをトルクフィードバック制御するので、エンジン出力を保ちながら変速動作を行うことができ、かつ駆動力の抜け感も許容範囲に制御できる。それにより、より好ましい変速フィーリングを実現できる。

伝達トルクをフィードバック制御する代わりに、クラッチ指令値の変化速度を制御することが考えられるかもしれない。しかし、前述のとおり、クラッチ３の伝達トルクは様々な要因でばらつくから、クラッチ指令値の変化速度を制御しても、弾性捩れ要素４の捩れ振動を確実に抑え込むことは難しい。
制御ユニット９は、変速指令に応答して、クラッチ３の滑り状態が検出されるまでクラッチ３の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程（図４のステップＳ３）を実行する。そして、クラッチ３の滑り状態が検出されると、制御ユニット９は、トルクフィードバック制御工程（図４のステップＳ５）を開始する。滑り誘発工程により、クラッチ３を速やかに滑り状態に導くことができるので、滑り状態を利用したトルクフィードバック制御を速やかに開始することができる。しかも、クラッチ３の結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させることによって滑り状態を誘発させているので、クラッチ３を確実に滑り状態に導くことができるから、弾性捩れ要素４の捩れが一気に解放されることがない。それにより、変速時のフィーリングを一層向上できる。

この実施形態では、制御ユニット９は、滑り誘発工程を開始する直前（より具体的には、変速指令から滑り誘発工程を開始するまでの期間）の伝達トルクに基づいてクラッチ切断速度を設定する。これにより、確実にかつ速やかにクラッチ３を滑り状態に導くことができるように、適切なクラッチ切断速度を設定できる。それにより、弾性捩れ要素４に起因する振動的な回転変動を抑制しながら、速やかに変速動作を開始することができる。

たとえば、変速指令時における伝達トルクが大きいときには、滑り状態に入ってから目標トルクに収束するまでの時間を短縮する方が良好なフィーリングが得られるため、比較的大きなクラッチ切断速度が適切である。一方、変速指令時における伝達トルクが小さいときには、大きなクラッチ切断速度を設定して目標トルクを下回るとフィーリングが悪化する傾向であるため、比較的小さなクラッチ切断速度が適切である。

クラッチ切断速度が速すぎると、トルクフィードバック制御が始まるまでに伝達トルクが小さくなり過ぎ、伝達トルクが回復するまでの駆動力喪失感が許容範囲外となるおそれがある。そのうえ、伝達トルクが小さくなり過ぎることで、弾性捩れ要素４の捩れが速やかに解放され、それに起因する振動的な回転変動が生じるおそれがある。そのため、変速時の衝撃を充分に低減できないおそれがある。したがって、前述のように、伝達トルクと目標トルクとの差分に基づいてクラッチ切断速度を定めることが好ましい。

制御ユニット９は、変速指令から所定時間経過後に切断工程を実行する（図４のステップＳ６，Ｓ７）。これにより、トルクフィードバック制御によって弾性捩れ要素４の捩れ振動を抑え込むために充分な期間を確保でき、かつトルクフィードバック制御工程が長く継続することを回避できる。それにより、変速機８の構成部品（とくにドグ）への負荷を抑制し、かつ変速フィーリングの悪化を回避しながら、速やかな変速動作を達成できる。

また、この実施形態では、トルクフィードバック制御工程を実行する契機となる変速指令は、シフトダウン指令を含む。
車両１の走行中に、より大きなトルクを得るために、シフトダウン指令が生成される場合がある。たとえば、急加速時や登坂時には、エンジン回転速度が比較的高い状態で、シフトダウンが要求される場合がある。このような場合には、クラッチ３の伝達トルクが大きい状態であるので、クラッチ３を一気に切断すれば、弾性捩れ要素４の捩れが一気に解放される。それに応じて、変速機８の内部の回転軸には、大きな振幅の回転変動が生じ易い。したがって、変速機８の構成部品（とくにドグ）に大きな負荷がかかり易く、かつ変速時に大きな衝撃が生じてフィーリングの悪化を引き起こすおそれがある。

そこで、シフトダウン指令の際に、クラッチ３を滑り状態に導いて、伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御することにより、回転軸の回転変動を抑制できる。したがって、シフトダウンの際の変速機構成部品（とくにドグ）の負荷を軽減でき、かつ変速フィーリングを向上できる。
トルクフィードバック制御工程を実行する契機となる変速指令は、シフトダウン指令に限定してもよいし、シフトダウン指令に限定しなくてもよい。前述の実施形態では、シフトダウン指令に限定せずに、トルクフィードバック制御工程を実行する例を示してある。

以上のように、この実施形態により、変速機８の変速段が変更されるときに、変速機８の構成部品に大きな負荷がかかることを回避でき、かつ変速時のフィーリング悪化を回避できる不整地走行車両の形態を有する車両１を提供できる。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

たとえば、前述の実施形態における目標トルクの定め方およびクラッチ切断速度の定め方は、いずれも例示であり、他の方法によってそれらを定めてもよい。
また、前述の実施形態では、クラッチ３の滑り状態を判定するためにメイン軸センサ１６の出力を用いているが、その代わりに、車速センサ１７の出力を用いて被駆動側プレート３２の回転速度を求めてもよい。

さらに、前述の実施形態では、クラッチダンパ４０が備えられた車両１について説明したが、クラッチダンパ４０を備えていない車両にこの発明を適用してもよい。一般に、クラッチから駆動輪までのトルク伝達系を構成する回転軸は、弾性的な捩れ変形が不可避であるから、このようなトルク伝達系は不可避的に弾性的な捩れ要素を含む。
前述のとおり、この発明が適用される車両の形態に制限はなく、不整地走行車両以外の４輪車両はもちろんのこと、自動二輪車にこの発明が適用されてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 車両、２ エンジン、３ クラッチ、４ 弾性捩れ要素、５ 駆動輪、６ トルク伝達系、８ 変速機、９ 制御ユニット、１１ クラッチアクチュエータ、１３ シフトアクチュエータ、１６ メイン軸センサ、１７ 車速センサ、２０ アクセル操作子、２６ スロットル開度センサ、２８ クランクセンサ、３０Ｕ シフトアップスイッチ、３０Ｄ シフトダウンスイッチ、３１ 駆動側プレート、３２ 被駆動側プレート、４０ クラッチダンパ、８０ 変速ギヤ、ＭＤ メイン軸移動ドグ、ＤＤ１，ＤＤ２ ドライブ軸移動ドグ、８３ メイン軸、８０３，８３Ａ−８３Ｆ メイン軸ギヤ、８５ ドライブ軸、８０５，８５Ａ−８５Ｆ ドライブ軸ギヤ、８７ シフトカム、８８Ｂ−８８Ｅ，８９Ａ−８９Ｆ ドグ、９１ エンジン回転速度演算部、９２ エンジントルク演算部、９３ 伝達トルク演算部、９８ ＣＰＵ、９９ メモリ、１１０ 出力軸、１１０Ｇ ギヤ、１１２ 前プロペラシャフト、１１４ 後プロペラシャフト

Claims (8)

1. エンジンのトルクを駆動輪に伝達して走行する車両のための自動変速装置であって、
   前記エンジンから前記駆動輪に至るトルク伝達系に介装されたクラッチと、
   前記トルク伝達系において、前記クラッチと前記駆動輪との間に介装された変速機と、
   変速指令に応答して、前記クラッチを滑り状態として伝達トルクを目標トルクにフィードバック制御するトルクフィードバック制御工程と、前記トルクフィードバック制御工程の後に前記クラッチを切断する切断工程と、前記切断工程の後に前記変速機の変速段を前記変速指令に応じて変更する変速段変更工程と、前記変速段変更工程の後に前記クラッチを接続する接続工程とを実行する変速コントローラと、を含む、車両用自動変速装置。
2. 前記変速コントローラは、前記変速指令に応答して、前記クラッチの滑り状態が検出されるまで当該クラッチの結合強度を所定のクラッチ切断速度で漸減させる滑り誘発工程を実行し、前記クラッチの滑り状態が検出されると、前記トルクフィードバック制御工程を開始する、請求項１に記載の車両用自動変速装置。
3. 前記変速コントローラは、前記滑り誘発工程を開始する直前の伝達トルクに基づいて前記クラッチ切断速度を設定する工程を実行する、請求項２に記載の車両用自動変速装置。
4. 前記変速コントローラは、前記変速指令から所定時間経過後に前記切断工程を実行する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
5. 前記変速指令は、シフトダウン指令を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
6. 前記トルク伝達系は、前記変速機から前記駆動輪までの間に弾性捩れ要素を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用自動変速装置。
7. 前記弾性捩れ要素が、クラッチダンパを含む、請求項６に記載の車両用自動変速装置。
8. 前記エンジンと、
   前記駆動輪と、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記車両用自動変速装置と、を含む、車両。
   

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