JP5863333B2

JP5863333B2 - 自動クラッチ制御装置

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Publication number: JP5863333B2
Application number: JP2011182132A
Authority: JP
Inventors: 将之田中; 宮崎　剛枝; 剛枝宮崎
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: DE102012107690B4; CN102954125B; CN102954125A; US20130053217A1; US8491445B2; JP2013044373A; DE102012107690A1

Description

本発明は、車両の発進停止や変速時にクラッチの自動係合制御を行う自動クラッチ制御装置に関するものである。

従来技術の自動クラッチ制御装置においては、クラッチの係合時の変速ショックを抑制するために、エンジンの回転数を所定の変化速度で変速機の入力軸の回転数に近付けて同期させることがある。このような場合には、クラッチの伝達トルクが所定の目標値となるように設定することで、エンジンの回転数の変化速度を制御することができる。このクラッチの伝達トルクは、クラッチの係合度合い（クラッチの係合量）に応じて変動するため、クラッチを動作させるアクチュエータの動作量を制御することにより調整される。

例えば、特許文献１においては、アクセル開度及び車速に基づいて目標伝達トルクを得るためのクラッチの係合量基準値を設定している。また、特許文献２においては、アクセル開度、エンジンの駆動軸の回転数、及び変速機の入力軸の回転数に基づいて目標伝達トルクを得るためのクラッチの係合量基準値を設定している。この目標伝達トルクは、エンジンのイナーシャに変速におけるエンジンの目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、エンジンの現出力トルクから目標慣性トルクを減算した値として演算される。

特開平１０−３１８２８８号公報特開平９−１１２５８９号公報

従来技術の自動クラッチ制御装置においては、車両の直進走行中及び旋回走行中に依らず、アクセル開度、エンジンの駆動軸の回転数、変速機の入力軸の回転数、及び車速などの情報に基づいてクラッチの目標伝達トルクを得るためのクラッチの係合量基準値を設定して変速機の変速（シフトチェンジ）が行われている。ところが、右左折やワインディング走行のように車両が旋回走行しているときに変速が行われると、運転者は、直進走行中よりも敏感にクラッチ係合の影響を感じることがある。

例えば、右左折のように車両が慎重に低速で旋回走行しているときに変速が行われる場合、直進走行中と同様の係合量基準値でクラッチの係合が行われると、車両の前後方向の加速度が変化することによって、車両の挙動（ピッチングなど）に影響がでる。このとき、直進走行中では気にならないような車両の挙動であっても、低速で旋回走行しているときにはユーザフィーリングに悪影響を与える虞がある。すなわち、運転者は、車両が低速で旋回走行しているときには、直進走行中よりもなめらかな変速を要求していることが多い。

また、ワインディング走行のように車両がスポーティーに高速で旋回走行しているときに変速が行われる場合、直進走行中と同様の係合量基準値でクラッチの係合が行われると、エンジンの駆動軸と変速機の入力軸との間のクラッチの伝達トルクが、運転者が求めているクラッチの伝達トルクよりも小さくなることがある。このとき、変速のダイレクト感の不足によりユーザフィーリングに悪影響を与える虞がある。すなわち、運転者は、車両が高速で旋回走行しているときには、直進走行中よりもダイレクト感のある変速を要求していることが多い。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、車両の旋回走行中に変速機の変速が行われるときに、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能な自動クラッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る自動クラッチ制御装置の構成上の特徴は、車両の原動機の駆動軸と変速機の入力軸との間に介装されたクラッチと、前記クラッチの断接及び係合量を制御するクラッチアクチュエータと、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
前記原動機のイナーシャに変速における該原動機の目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、該原動機の現出力トルクから該目標慣性トルクを減算した値を、前記クラッチの目標伝達トルクとして演算し、該目標伝達トルクが得られる該クラッチの第１係合量基準値を設定する第１基準値設定部と、前記車速及び前記旋回半径に基づいて前記第１係合量基準値を補正して第２係合量基準値を設定する第２基準値設定部と、
前記車両の直進走行中の変速時において、前記クラッチアクチュエータに前記クラッチの前記係合量を前記第１係合量基準値に制御する命令を送ると共に、該車両の旋回走行中の変速時において、該クラッチアクチュエータに該クラッチの該係合量を前記第２係合量基準値に制御する命令を送る変速制御部と、を備え、
前記第２基準値設定部は、前記旋回半径が第１旋回半径であるときに、前記車速が該第１旋回半径に応じて設定される第１車速以上である場合に、前記第２係合量基準値を前記第１係合量基準値よりも大きく設定することである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、車両の原動機の駆動軸と変速機の入力軸との間に介装されたクラッチと、前記クラッチの断接及び係合量を制御するクラッチアクチュエータと、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
前記原動機のイナーシャに変速における該原動機の目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、該原動機の現出力トルクから該目標慣性トルクを減算した値を、前記クラッチの目標伝達トルクとして演算し、該目標伝達トルクが得られる該クラッチの第１係合量基準値を設定する第１基準値設定部と、前記車速及び前記旋回半径に基づいて前記第１係合量基準値を補正して第２係合量基準値を設定する第２基準値設定部と、
前記車両の直進走行中の変速時において、前記クラッチアクチュエータに前記クラッチの前記係合量を前記第１係合量基準値に制御する命令を送ると共に、該車両の旋回走行中の変速時において、該クラッチアクチュエータに該クラッチの該係合量を前記第２係合量基準値に制御する命令を送る変速制御部と、を備え、
前記第２基準値設定部は、前記旋回半径が第２旋回半径であるときに、前記車速が該第２旋回半径に応じて設定される第２車速未満である場合に、前記第２係合量基準値を前記第１係合量基準値よりも小さく設定することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載の自動クラッチ制御装置において、前記変速機は、同心に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、該第１入力軸に伝達された前記原動機の回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構と、該第２入力軸に伝達された該回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構とを有し、前記クラッチは、前記回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと、該回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチであり、
前記変速制御部は、変速指令が送出されると、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちの前記駆動軸から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離する切離制御を行うと共に、前記変速機が変速された状態で前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちの前記駆動軸に係合される入力軸に対応するクラッチを係合する係合制御を行うことである。

請求項１に係る発明によれば、自動クラッチ制御装置は、原動機のイナーシャに変速における原動機の目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、原動機の現出力トルクから目標慣性トルクを減算した値を、クラッチの目標伝達トルクとして演算し、目標伝達トルクが得られるクラッチの第１係合量基準値を設定する第１基準値設定部と、車速及び車両の旋回半径に基づいて第１係合量基準値を補正して第２係合量基準値を設定する第２基準値設定部とを備えており、車両の直進走行中の変速時において、クラッチの係合量を第１係合量基準値に制御すると共に、車両の旋回走行中の変速時において、クラッチの係合量を第２係合量基準値に制御する。

上記の原動機の「イナーシャ」とは、慣性モーメント又は慣性能率ともいう。また、上記の「目標慣性トルク」とは、原動機の回転数を変化（減速又は加速）させるためにクラッチから原動機の駆動軸に伝達されるべき減速トルク又は加速トルクに相当する。また、上記の原動機の「現出力トルク」は、例えば、原動機の駆動軸の回転数やアクセル開度などの検出値、及び当該原動機の出力トルク特性に基づいて算出することができる。

また、上記の「目標回転数変化速度」とは、変速機を所定の変速段へ変速（シフトチェンジ）する際に、原動機の駆動軸の回転数の変化速度として予め定められている周知の目標値である。原動機の駆動軸の回転数の変化速度が目標回転数変化速度となるように変速制御することにより、変速ショックを抑制しつつ変速を早期に完了することができる。

車両が旋回走行を行う際の運転者の運転嗜好は、主として車速及び車両の旋回半径により推定することが可能であると考えられる。したがって、請求項１に係る発明のように、車速及び車両の旋回半径に基づいて設定された第２係合量基準値により車両の旋回走行中の変速時におけるクラッチ係合量を制御することによって、車両の旋回走行中に変速機の変速（シフトチェンジ）が行われる場合であっても、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となる。

なお、第２係合量基準値は、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合わせて設定できるが、旋回走行の状況によっては、第２係合量基準値を第１係合量基準値と等しい値としても良好なユーザフィーリングを得ることが可能な場合がある。したがって、請求項１に係る発明においては、例えば、第２係合量基準値を第１係合量基準値にクラッチ係合率を掛け合わせて定める場合、クラッチ係合率を１００％よりも大きく又は小さく設定することに限らず、クラッチ係合率を１００％として、第２係合量基準値を第１係合量基準値と等しい値とすることも含まれている。

請求項１に係る発明によれば、第２基準値設定部は、旋回半径が第１旋回半径であるときに、車速が第１旋回半径に応じて設定される第１車速以上である場合に、第２係合量基準値を前記第１係合量基準値よりも大きく設定する。

ここで、第１旋回半径とは、一つの（一定値の）旋回半径のみを対象としているのではなく、任意の旋回半径を対象としている。また、第１車速とは、ある第１旋回半径に対応して定められた一つの（一定値の）車速のことである。したがって、第１旋回半径及び第１車速の組み合わせが複数個定められている。

請求項１に係る発明において、車速が第１旋回半径に応じて設定される第１車速以上である場合とは、ワインディング走行のように車両が旋回半径の大きさのわりに高速で旋回走行しているスポーティーな走行状況を想定している。このような走行状況においては、運転者は、直進走行中よりもダイレクト感のある変速を要求していることが多い。

よって、請求項１に係る発明によれば、第２係合量基準値を第１係合量基準値よりも大きく設定することによって変速時のダイレクト感が得られ、車両の旋回走行中に変速機の変速が行われる場合であっても、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となる。

請求項２に係る発明によれば、第２基準値設定部は、旋回半径が第２旋回半径であるときに、車速が第２旋回半径に応じて設定される第２車速未満である場合に、第２係合量基準値を第１係合量基準値よりも小さく設定する。

ここで、第２旋回半径とは、一つの（一定値の）旋回半径のみを対象としているのではなく、任意の旋回半径を対象としている。また、第２車速とは、ある第２旋回半径に対応して定められた一つの（一定値の）車速のことである。したがって、第２旋回半径及び第２車速の組み合わせが複数個定められている。

請求項２に係る発明において、車速が第２旋回半径に応じて設定される第２車速未満である場合とは、右左折するときのように車両が旋回半径の大きさのわりに低速で旋回走行している慎重な走行状況を想定している。このような走行状況においては、運転者は、直進走行中よりもなめらかな変速を要求していることが多い。

よって、請求項２に係る発明によれば、第２係合量基準値を第１係合量基準値よりも小さく設定することによって変速時のなめらか感が得られ、車両の旋回走行中に変速機の変速が行われる場合であっても、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明によれば、上述した自動クラッチ制御装置が、デュアルクラッチ式の変速機に適用される。デュアルクラッチ式の変速機は、変速予定の変速段を構成するギヤ列が変速に備えて回転待機した状態となっており、変速の指令が出ると２つのクラッチを切り換えることにより変速が完了するので、変速に要する時間が極めて短く、かつ変速ショックも極めて小さい。したがって、本発明の自動クラッチ制御装置が、デュアルクラッチ式の変速機に適用されることによって、デュアルクラッチ式の変速機としての上記効果に対して、上述した請求項１〜３に係る発明の効果が相乗し、運転者の運転嗜好に合ったさらに良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となる。

以上のように、本発明によれば、車両の旋回走行中に変速機の変速が行われるときに、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能な自動クラッチ制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置を装備した車両を模式的に説明する説明図である。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置を備えるデュアルクラッチ式の自動変速機の全体構成を説明するスケルトン図である。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置のデュアルクラッチを模式的に説明する断面図であって、第１クラッチが係合している状態を示している。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置のデュアルクラッチの第１及び第２クラッチの伝達トルクとストロークとの関係を示すグラフである。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置の動作を説明するタイムチャートであって、車両が高速で旋回走行しているときのシフトアップ状況を示している。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置の動作を説明するタイムチャートであって、車両が低速で旋回走行しているときのシフトアップ状況を示している。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置において、第２係合量基準値を設定するための関係図であって、旋回半径毎の車速とクラッチ係合率との関係を示している。本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置において、第２係合量基準値を設定するためのフローチャートを示している。

図１乃至図８に基づき、本発明の一実施形態による自動クラッチ制御装置１について説明する。本実施形態は、ＦＦタイプ（フロントエンジン・フロントドライブ方式）の車両に自動クラッチ制御装置１を装備した実施形態である。

図１に示すように、本実施形態の車両のエンジンルーム内には、駆動源であるエンジン１０（原動機）及び自動変速機２０（変速機）が搭載されている。自動変速機２０は、エンジン１０により回転駆動されるデュアルクラッチ２（クラッチ）を有している。エンジン１０の回転駆動力は、自動変速機２０を介して左前輪ＴＦＬ及び右前輪ＴＦＲに伝達される。

運転者がアクセルペダル５０を踏み込んだときのアクセル操作量は、アクセル開度センサ５１によってアクセル開度Ａとして検出される。ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０ａは、アクセル開度Ａの情報、後述するＴＣＵ（Transmission Control Unit）５からの各種情報、及び後述する各回転数センサ１１１、２１１、２２１の各情報を取得している。そして、ＥＣＵ１０ａは、これらの車両情報に基づいて、スロットル開度や燃料噴射量を調整してエンジン１０の駆動を制御している。エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅの情報は、駆動軸回転数センサ１１１により検出されて、ＥＣＵ１０ａに送られる。

運転者は、シフトレバー６０を操作することによって、自動変速機２０の変速段（ギヤ位置）を自動又は手動で選択することができる。運転者がシフトレバー６０を操作したときシフト位置の情報は、シフト位置センサ６１によって検出される。ＴＣＵ５とＥＣＵ１０ａとは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信によって相互に情報を交換可能となっている。ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、シフト位置センサ６１によって検出されたシフト位置の情報、ＥＣＵ１０ａからの変速指令や取得した車両情報などに基づいて、自動変速機２０の変速制御を行う。自動変速機２０の入力軸２１及び２２の各回転数Ｎｔの情報は、自動変速機２０内の入力軸回転数センサ２１１及び２２１により検出されて（図２示）、ＥＣＵ１０ａに送られる。

自動クラッチ制御装置１は、第１クラッチ２ａ及び第２クラッチ２ｂを有するデュアルクラッチ２と、第１クラッチアクチュエータ３ａ及び第２クラッチアクチュエータ３ｂと、前後左右の４つの車輪ＴＦＬ、ＴＦＲ、ＴＲＬ、ＴＲＲのそれぞれの車輪速度を検出する車速センサ４ＦＬ、４ＦＲ、４ＲＬ、４ＲＲ（車速検出手段、旋回半径検出手段）と、ＴＣＵ５とを備えている。

ＴＣＵ５は、車速検出部５ａ（車速検出手段）と、旋回半径検出部５ｂ（旋回半径検出手段）と、第１基準値設定部５ｃと、第２基準値設定部５ｄと、変速制御部５ｅとを備えている。自動クラッチ制御装置１の動作については後ほど詳述することとし、まずは、図２及び３に基づいて、自動変速機２０の全体構成について説明する。

図２に示すように、自動変速機２０は、前進７段、後進１段のＦＦタイプのデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）である。自動変速機２０は、図示しないケースに回転可能に指示された回転軸である第１入力軸２１、第２入力軸２２、第１副軸２３、第２副軸２４、及び出力軸２５を有している。

また、自動変速機２０は、第１入力軸２１に伝達されたエンジン１０の回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構である第１歯車切換ユニット３０Ａ１及び第３歯車切換ユニット３０Ｂ１と、第２入力軸２２に伝達されたエンジン１０の回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構である第２歯車切換ユニット３０Ａ２、第４歯車切換ユニット３０Ｂ２とを有している。

第２入力軸２２は、筒状に形成されており、第１入力軸２１を同軸的に囲んで、第１入力軸２１に対して相対回転可能に設けられている。ここで、第１入力軸２１の車両左側（図２中左方）の端部は、第２入力軸２２の車両左側の端部よりも突出する長さに形成されている。第１副軸２３、第２副軸２４及び出力軸２５は、両入力軸２１、２２に対して平行に配置されている。

自動変速機２０の車両右側（図２中右方）には、エンジン１０の駆動軸１１により回転駆動されるデュアルクラッチ２が配設されている。デュアルクラッチ２は、車両が停車している状態で、エンジン１０が停止中及び起動中の場合に、クラッチ係合状態を解除するノーマルオープンタイプを構成している。

デュアルクラッチ２は、摩擦クラッチである第１クラッチ２ａと第２クラッチ２ｂとを備えている。そして、それぞれ第１、第２クラッチ２ａ、２ｂがエンジン１０の駆動軸１１に連結されている。第１クラッチ２ａは、第１入力軸２１に連結されており、第２クラッチ２ｂは、第２入力軸２２に連結されている。

デュアルクラッチ２は、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅからの命令に基づいて、第１クラッチ２ａが係合しており第２クラッチ２ｂが係合していない図３に示す作動状態、第２クラッチ２ｂが係合しており第１クラッチ２ａが係合していない作動状態、及び第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合がともに解除された不作動状態のうちのいずれかの状態に制御される。

第１クラッチ２ａは、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅからの命令に基づいて第１クラッチアクチュエータ３ａにより断接及び係合量Ｃが制御され、図３に示すクラッチ係合状態において、エンジン１０の回転駆動力を第１入力軸２１に伝達する。また、第２クラッチ２ｂは、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅからの命令に基づいて第２クラッチアクチュエータ３ｂにより断接及び係合量Ｃが制御され、クラッチ係合状態において、エンジン１０の回転駆動力を第２入力軸２２に伝達する。

図３に基づいて、デュアルクラッチ２の詳細構造について説明する。デュアルクラッチ２は、第１、第２クラッチディスク２ａ１、２ｂ１、センタプレート２ｃ、第１、第２プレッシャプレート２ａ２、２ｂ２、及び第１、第２ダイアフラムスプリング２ａ３、２ｂ３を有している。

第１クラッチディスク２ａ１は、エンジン１０の回転駆動力を第１入力軸２１に伝達し、第２クラッチディスク２ｂ１は、エンジン１０の回転駆動力を第２入力軸２２に伝達する。第１クラッチディスク２ａ１は、第１入力軸２１の連結部に入力軸方向に移動自在にスプライン係合され、第２クラッチディスク２ｂ１は、第２入力軸２２の連結部に入力軸方向に移動自在にスプライン係合されている。

センタプレート２ｃは、第１クラッチディスク２ａ１と第２クラッチディスク２ｂ１との間にその面が第１、第２クラッチディスク２ａ１、２ｂ１の面と平行に対向して配置されている。センタプレート２ｃは、第２入力軸２２の外周面との間にボールベアリングを介して第２入力軸２２と相対回転可能に設けられ、エンジン１０の駆動軸１１に連結されて、エンジン１０の駆動軸１１と一体に回転する。

第１、第２プレッシャプレート２ａ２、２ｂ２は、センタプレート２ｃとの間でそれぞれ第１、第２クラッチディスク２ａ１、２ｂ１を挟持し、第１、第２クラッチディスク２ａ１、２ｂ１と圧着可能に配置されている。

第１、第２ダイアフラムスプリング２ａ３、２ｂ３は、円環状に形成されている。第１ダイアフラムスプリング２ａ３は、センタプレート２ｃを挟んで、入力軸方向に第１プレッシャプレート２ａ２と反対側に配置されている。第１ダイアフラムスプリング２ａ３の外径部と第１プレッシャプレート２ａ２とは円筒状の連結部２ａ４によって連結されている。また第１ダイアフラムスプリング２ａ３はセンタプレート２ｃから延在している腕部２ｃ１の先端部に支持されている。

このような状態において、第１ダイアフラムスプリング２ａ３の外径部がエンジン１０方向に付勢するばね力によって連結部２ａ４をエンジン１０側に付勢すると、第１プレッシャプレート２ａ２が第１クラッチディスク２ａ１から離間する。

また、第１ダイアフラムスプリング２ａ３の内径部をエンジン１０側に向かって押圧すると、第１ダイアフラムスプリング２ａ３の外径部のエンジン１０方向へのばね力は減衰する。それとともにセンタプレート２ｃから延在している腕部２ｃ１の先端部を支点として第１ダイアフラムスプリング２ａ３の外径部は、エンジン１０とは反対方向に移動される。これらによって第１プレッシャプレート２ａ２は、第１クラッチディスク２ａ１方向に移動し、やがてセンタプレート２ｃとの間で第１クラッチディスク２ａ１を挟持して圧着する。そして完全に係合してエンジン１０の回転駆動力が第１入力軸２１に伝達される（図３示）。

また、第２ダイアフラムスプリング２ｂ３は、センタプレート２ｃの腕部２ｃ１のエンジン１０側に配置され、第２プレッシャプレート２ｂ２を挟んで、入力軸方向に第２クラッチディスク２ｂ１と反対側に配置されている。第２ダイアフラムスプリング２ｂ３の外径部は、ばね力がセンタプレート２ｃの腕部２ｃ１を自動変速機２０側に向かって付勢するよう配置されている。これにより通常時においては、第２プレッシャプレート２ｂ２は、第２クラッチディスク２ｂ１に圧着されない（図３示）。

そして、第２ダイアフラムスプリング２ｂ３の内径部をエンジン１０側に向かって押圧すると、腕部２ｃ１に接触する第２ダイアフラムスプリング２ｂ３の外径部を支点として押圧部近傍がエンジン１０方向へ移動する。これによって第２プレッシャプレート２ｂ２がダイアフラムスプリング２ｂ３に押され第２クラッチディスク２ｂ１方向に移動し、やがてセンタプレート２ｃとの間で第２クラッチディスク２ｂ１を挟持して圧着する。そして完全に係合しエンジン１０の回転駆動力が第２入力軸２２に伝達される。

上述した第１ダイアフラムスプリング２ａ３の内径部、及び第２ダイアフラムスプリング２ｂ３の内径部の押圧は、第１、第２クラッチアクチェータ３ａ、３ｂによって行う。第１、第２クラッチアクチェータ３ａ、３ｂは、それぞれ直流電動モータ３ａ１、３ｂ１と、直流電動モータ３ａ１、３ｂ１の作動によってボールねじ構造により直線運動するロッド３ａ２、３ｂ２と、ロッド３ａ２、３ｂ２の直線運動を第１、第２ダイアフラムスプリング２ａ３、２ｂ３の各内径部に伝達する伝達部３ａ３、３ｂ３と、ロッド３ａ２、３ｂ２の直線運動のストローク量を検出するストロークセンサ３ａ４、３ｂ４とを有している。

そして、ストロークセンサ３ａ４、３ｂ４により検出されたロッド３ａ２、３ｂ２の直線運動のストローク量に関する情報（係合量Ｃに関する情報）は、図１に示すように、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅに送られる。

図２に示すように、自動変速機２０は、第１入力軸２１又は第２入力軸２２と第１副軸２３との間に設けられる第１歯車変速機構３０Ａと、第１入力軸２１又は第２入力軸２２と第２副軸２４との間に設けられる第２歯車変速機構３０Ｂと、第１副軸２３と出力軸２５とを連結する第１リダクションギヤ列３９ａ、３９ｃと、第２副軸２４と出力軸２５とを連結する第２リダクションギヤ列３９ｂ、３９ｃとを備えている。

第１歯車変速機構３０Ａは、第１入力軸２１と第１副軸２３との間に設けられる第１歯車切換ユニット３０Ａ１（第１シフト機構）と、第２入力軸２２と第１副軸２３との間に設けられる第２歯車切換ユニット３０Ａ２（第２シフト機構）とにより構成されている。

第１歯車切換ユニット３０Ａ１は、第７速ギヤ列３７ａ、３７ｂと、第５速ギヤ列３５ａ、３５ｂと、第１切換クラッチ４０Ａとにより構成されている。第７速ギヤ列３７ａ、３７ｂは、第１入力軸２１に固定された第７速駆動ギヤ３７ａと、第１副軸２３に回転自在に設けられた第７速従動ギヤ３７ｂとにより構成されている。第５速ギヤ列３５ａ、３５ｂは、第１入力軸２１に固定された第５速駆動ギヤ３５ａと、第１副軸２３に回転自在に設けられた第５速従動ギヤ３５ｂとにより構成されている。

第１切換クラッチ４０Ａは、クラッチハブＬと、第７速係合部材Ｓ７と、第５速係合部材Ｓ５と、シンクロナイザリングＯと、スリーブＭとにより構成されている。クラッチハブＬは、第７速従動ギヤ３７ｂと第５速従動ギヤ３５ｂとの軸方向間となる第１副軸２３にスプライン固定されている。第７速係合部材Ｓ７及び第５速係合部材Ｓ５は、第７速従動ギヤ３７ｂ及び第５速従動ギヤ３５ｂのそれぞれに、例えば圧入などにより固定されている。シンクロナイザリングＯは、クラッチハブＬと軸方向両側の各係合部材Ｓ７、Ｓ５との間にそれぞれ介在されている。スリーブＭは、クラッチハブＬの外周に軸方向移動自在にスプライン係合されている。

この第１切換クラッチ４０Ａは、第７速従動ギヤ３７ｂ及び第５速従動ギヤ３５ｂの一方と第１副軸２３との係合を可能とし、かつ、第７速従動ギヤ３７ｂ及び第５速従動ギヤ３５ｂの両者を第１副軸２３に対して離脱する状態にすることができる周知のシンクロメッシュ機構を構成している。

第１切換クラッチ４０ＡのスリーブＭは、中立位置ではいずれの係合部材Ｓ７、Ｓ５とも係合されていない。シフトフォークＮによりスリーブＭが第７速従動ギヤ３７ｂ側にシフトされれば、スリーブＭは、まずそちら側のシンクロナイザリングＯにスプライン係合して第１副軸２３と第７速従動ギヤ３７ｂとの回転を同期させ、次いで第７速係合部材Ｓ７の外周の外歯スプラインと係合し、第１副軸２３と第７速従動ギヤ３７ｂとを一体的に連結して第７速段を形成する。また、シフトフォークＮによりスリーブＭが第５速従動ギヤ３５ｂ側にシフトされれば、同様にして第１副軸２３と第５速従動ギヤ３５ｂとの回転を同期させた後に、この両者を一体的に連結して第５速段を形成する。

第２歯車切換ユニット３０Ａ２は、第６速ギヤ列３６ａ、３６ｂと、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂと、後進段駆動ギヤ３８ａと、第２切換クラッチ４０Ｂとにより構成されている。第６速ギヤ列３６ａ、３６ｂは、第２入力軸２２に固定された第６速駆動ギヤ３６ａと第１副軸２３に回転自在に設けられた第６速従動ギヤ３６ｂとにより構成されている。第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂは、第２入力軸２２に固定された第２速駆動ギヤ３２ａと第１副軸２３に回転自在に設けられた第２速従動ギヤ３２ｂとにより構成されている。

後進段駆動ギヤ３８ａは、第２速従動ギヤ３２ｂに一体に形成されており、第２速従動ギヤ３２ｂよりも車両右側（図２中右方）に設けられ、第１副軸２３に回転自在に設けられている。この後進段駆動ギヤ３８ａは、第２副軸２４に回転自在に設けられている後進段従動ギヤ３８ｂに噛合している。

第２切換クラッチ４０Ｂは、実質的に第１切換クラッチ４０Ａと同じ構造よりなっている。第２切換クラッチ４０Ｂにおいては、第６速係合部材Ｓ６及び第２速係合部材Ｓ２がそれぞれ第６速従動ギヤ３６ｂ及び第２速従動ギヤ３２ｂに固定されている点が第１切換クラッチ４０Ａと相違する。この第２切換クラッチ４０Ｂは、第１切換クラッチ４０Ａと同様の周知のシンクロメッシュ機構を構成している。

第２切換クラッチ４０Ｂにおいて第６速段及び第２速段を形成する動作は、実質的に第１切換クラッチ４０Ａにおいて第７速段及び第５速段を形成する動作と同じであるため、説明を省略する。

第２歯車変速機構３０Ｂは、第１入力軸２１と第２副軸２４との間に設けられる第３歯車切換ユニット３０Ｂ１（第１シフト機構）と、第２入力軸２２と第２副軸２４との間に設けられる第４歯車切換ユニット３０Ｂ２（第２シフト機構）とにより構成されている。

第３歯車切換ユニット３０Ｂ１は、第１速ギヤ列３１ａ、３１ｂと、第３速ギヤ列３３ａ、３３ｂと、第３切換クラッチ４０Ｃとにより構成されている。第１速ギヤ列３１ａ、３１ｂは、第１入力軸２１に固定された第１速駆動ギヤ３１ａと、第２副軸２４に回転自在に設けられた第１速従動ギヤ３１ｂとにより構成されている。第３速ギヤ列３３ａ、３３ｂは、第１入力軸２１に固定された第３速駆動ギヤ３３ａと、第２副軸２４に回転自在に設けられた第３速従動ギヤ３３ｂとにより構成されている。

第３切換クラッチ４０Ｃは、実質的に第１切換クラッチ４０Ａと同じ構造よりなっている。第３切換クラッチ４０Ｃにおいては、第１速係合部材Ｓ１及び第３速係合部材Ｓ３がそれぞれ第１速従動ギヤ３１ｂ及び第３速従動ギヤ３３ｂに固定されている点が第１切換クラッチ４０Ａと相違する。この第３切換クラッチ４０Ｃは、第１切換クラッチ４０Ａと同様の周知のシンクロメッシュ機構を構成している。

第３切換クラッチ４０Ｃにおいて第１速段及び第３速段を形成する動作は、実質的に第１切換クラッチ４０Ａにおいて第７速段及び第５速段を形成する動作と同じであるため、説明を省略する。

第４歯車切換ユニット３０Ｂ２は、第４速ギヤ列３４ａ、３４ｂと、後進段従動ギヤ３８ｂと、第４切換クラッチ４０Ｄとにより構成されている。第４速ギヤ列３４ａ、３４ｂは、第２入力軸２２に固定された第４速駆動ギヤ３４ａ（上述した第６速駆動ギヤ３６ａを兼ねる）と、第２副軸２４に回転自在に設けられた第４速従動ギヤ３４ｂとにより構成されている。後進段従動ギヤ３８ｂは、第２副軸２４に回転自在に設けられている。

第４切換クラッチ４０Ｄは、実質的に第１切換クラッチ４０Ａと同じ構造よりなっている。第４切換クラッチ４０Ｄにおいては、第４速係合部材Ｓ４及び後進係合部材ＳＲがそれぞれ第４速従動ギヤ３４ｂ及び後進段従動ギヤ３８ｂに固定されている点が第１切換クラッチ４０Ａと相違する。この第４切換クラッチ４０Ｄは、第１切換クラッチ４０Ａと同様の周知のシンクロメッシュ機構を構成している。

第４切換クラッチ４０Ｄにおいて第４速段及び後進段を形成する動作は、実質的に第１切換クラッチ４０Ａにおいて第７速段及び第５速段を形成する動作と同じであるため、説明を省略する。

次に、自動変速機２０の動作について説明する。自動変速機２０の第１、第２歯車変速機構３０Ａ、３０Ｂ及びデュアルクラッチ２は、アクセル開度Ａ、エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅ、自動変速機２０の両入力軸２１、２２の回転数Ｎｔ、車速Ｖなどの車両の作動状態に応じて、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅからの命令に基づいて作動する。不作動状態において、第１、第２歯車変速機構３０Ａ、３０Ｂの第１〜第４切換クラッチ４０Ａ〜４０Ｄは中立位置にあり、デュアルクラッチ２の第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合はともに解除されている。

停車状態においてエンジン１０を起動させた場合にも、上記不作動状態と同様の状態を維持する。そして、停車状態においてエンジン１０を起動させた後に、自動変速機２０のシフトレバー６０を前進位置とすれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、第３切換クラッチ４０Ｃの第１速係合部材Ｓ１を係合させて第２副軸２４と第１速従動ギヤ３１ｂとを一体的に連結して第１速段を形成する命令を自動変速機２０に送る。このとき、その他の各切換クラッチ４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｄは中立位置にある。

この状態でアクセル開度Ａが増大してエンジン１０の駆動軸１１が所定の回転数を越えれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、図３に示すようにアクセル開度Ａに合わせてデュアルクラッチ２の第１クラッチ２ａの係合量Ｃを徐々に増加させて係合力（クラッチの伝達トルクＴｃ）を徐々に増加させる命令を第１クラッチアクチェータ３ａに送る。これにより駆動軸１１の駆動トルク（現出力トルクＴｅ）は、第１クラッチ２ａから第１入力軸２１、第１速ギヤ列３１ａ、３１ｂ、第３切換クラッチ４０Ｃの第１速係合部材Ｓ１、第２副軸２４、第２リダクションギヤ列３９ｂ、３９ｃを介して出力軸２５に伝達され、車両は第１速で走行し始める。

アクセル開度Ａが増大するなどして車両の走行状況が第２速走行に適した状態となれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、第２切換クラッチ４０Ｂの第２速係合部材Ｓ２を係合させて第１副軸２３と第２速従動ギヤ３２ｂとを一体的に連結して第２速段を形成する命令を自動変速機２０に送る。その後、ＴＣＵ５からの命令により、デュアルクラッチ２を第１クラッチ２ａ側から第２クラッチ２ｂ側に切り換える。次いで、ＴＣＵ５からの命令により、第３切換クラッチ４０Ｃを中立位置にする。

これにより駆動軸１１の駆動トルク（現出力トルクＴｅ）は、第２クラッチ２ｂから第２入力軸２２、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂ、第２切換クラッチ４０Ｂの第２速係合部材Ｓ２、第１副軸２３、第１リダクションギヤ列３９ａ、３９ｃを介して出力軸２５に伝達され、車両は第２速で走行し始める。

同様にして、ＴＣＵ５は、第３速〜第７速では、車両の走行状況に応じた変速段（ギヤ位置）を順次選択するとともに、第１クラッチ２ａ及び第２クラッチ２ｂの係合状態を交互に選択して、その走行状況に適した変速段での走行が行われるように自動変速機２０の動作を制御する。

エンジン１０を起動させた停車状態において自動変速機２０のシフトレバー６０を後進位置とすれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、第４切換クラッチ４０Ｄの後進係合部材ＳＲを係合させて第２副軸２４と後進段従動ギヤ３８ｂとを一体的に連結して後進段を形成する命令を自動変速機２０に送る。このとき、その他の各切換クラッチ４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃは中立位置にある。

この状態でアクセル開度Ａが増大してエンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅが所定の回転数を越えれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、アクセル開度Ａに合わせてデュアルクラッチ２の第２クラッチ２ｂの係合量Ｃを徐々に増加させて係合力（クラッチの伝達トルクＴｃ）を徐々に増加させる命令を第２クラッチアクチェータ３ｂに送る。これにより駆動軸１１の駆動トルク（現出力トルクＴｅ）は、第２クラッチ２ｂから第２入力軸２２、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂ、後進段ギヤ列３８ａ、３８ｂ、第４切換クラッチ４０Ｄの後進係合部材ＳＲ、第２副軸２４、第２リダクションギヤ列３９ｂ、３９ｃを介して出力軸２５に伝達され、車両は後進を開始する。

第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合がともに解除された停車状態において自動変速機２０のシフトレバー６０を駐車位置とすれば、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅは、第２切換クラッチ４０Ｂの第２速係合部材Ｓ２を係合させるとともに、第４切換クラッチ４０Ｄの後進係合部材ＳＲを係合させる命令を自動変速機２０に送る。

第２速係合部材Ｓ２の係合により、第２入力軸２２から、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂ、第２切換クラッチ４０Ｂの第２速係合部材Ｓ２、第１副軸２３、第１リダクションギヤ列３９ａ、３９ｃを介して出力軸２５に一方向の回転力が伝達される状態となる。一方、後進係合部材ＳＲの係合により、第２入力軸２２から、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂ、後進段ギヤ列３８ａ、３８ｂ、第４切換クラッチ４０Ｄの後進係合部材ＳＲ、第２副軸２４、第２リダクションギヤ列３９ｂ、３９ｃを介して出力軸２５に他方向（反対方向）の回転力が伝達される状態となる。

したがって、第２速ギヤ列３２ａ、３２ｂ及び第１リダクションギヤ列３９ａ、３９ｃによる噛み合いと、後進段ギヤ列３８ａ、３８ｂ及び第２リダクションギヤ列３９ｂ、３９ｃによる噛み合いの、２重噛み合いがなされて、パーキングロックがなされる。

次に、自動クラッチ制御装置１の動作について説明する。上述したように、デュアルクラッチ２の第１、第２クラッチ２ａ、２ｂは、アクセル開度Ａ、エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅ、自動変速機２０の両入力軸２１、２２の回転数Ｎｔ、車速Ｖなどの車両の作動状態に応じて、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅからの命令に基づいて作動する。

本実施形態の自動クラッチ制御装置１においては、車両の直進走行中の変速時において、第１係合量基準値Ｃａを、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃの基準値として、デュアルクラッチ２を制御する。また、車両の旋回走行中の変速時において、車速Ｖ及び車両の旋回半径Ｒに基づいて第１係合量基準値Ｃａを補正することにより定められた第２係合量基準値Ｃｂを、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃの基準値として、デュアルクラッチ２を制御する。

以下、車両の旋回走行中に自動変速機２０の変速が行われる場合を想定して、第１係合量基準値Ｃａを補正することにより定められた第２係合量基準値Ｃｂによるデュアルクラッチ２の制御について説明する。

上述したとおり、自動クラッチ制御装置１のＴＣＵ５は、車速検出部５ａと、旋回半径検出部５ｂと、第１基準値設定部５ｃと、第２基準値設定部５ｄと、変速制御部５ｅとを備えている（図１示）。

車速検出部５ａ（車速検出手段）には、左前輪車速センサ４ＦＬ（車速検出手段）で検出した左前輪ＴＦＬの車輪速度ＶＦＬ、右前輪車速センサ４ＦＲ（車速検出手段）で検出した右前輪ＴＦＲの車輪速度ＶＦＲ、左後輪車速センサ４ＲＬ（車速検出手段）で検出した左後輪ＴＲＬの車輪速度ＶＲＬ、及び右後輪車速センサ４ＲＲ（車速検出手段）で検出した右後輪ＴＲＲの車輪速度ＶＲＲに関する情報が送られる。そして、車速検出部５ａにおいて車輪速度ＶＦＬ、ＶＦＲ、ＶＲＬ、ＶＲＲの平均値として車速Ｖが算出される。

旋回半径検出部５ｂ（旋回半径検出手段）には、左後輪車速センサ４ＲＬ（旋回半径検出手段）で検出した左後輪ＴＲＬの車輪速度ＶＲＬ、及び右後輪車速センサ４ＲＲ（旋回半径検出手段）で検出した右後輪ＴＲＲの車輪速度ＶＲＲに関する情報が送られる。そして、旋回半径検出部５ｂにおいて左後輪ＴＲＬの車輪速度ＶＲＬと右後輪ＴＲＲの車輪速度ＶＲＲとの差から旋回半径Ｒが算出される。

第１基準値設定部５ｃは、次のように第１係合量基準値Ｃａを設定する。まずは、目標伝達トルクＴｃａを［数１］により演算する。この「目標伝達トルクＴｃａ」は、シフトアップに際して低速段側クラッチを切離制御した後に、このトルクに高速段側クラッチの伝達トルクＴｃを制御する場合に、または、シフトダウンに際して高速段側クラッチを切離制御した後に、このトルクに低速段側クラッチの伝達トルクＴｃを制御する場合に、変速ショックを抑制した変速が可能となる基準の伝達トルクである。

［数１］
Ｔｃａ＝Ｔｅ−Ｉｅ・ΔＮｅａ
Ｔｃａ：目標伝達トルク
Ｔｅ：現出力トルク
Ｉｅ：イナーシャ
ΔＮｅａ：目標回転数変化速度

第１基準値設定部５ｃは、まず、エンジン１０のイナーシャＩｅ（慣性モーメント又は慣性能率ともいう）に目標回転数変化速度ΔＮｅａを乗算して目標慣性トルクＩｅ・ΔＮｅａを算出する。この「目標慣性トルクＩｅ・ΔＮｅａ」とは、エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅを好適に変化（減速又は加速）させるために第１、第２クラッチ２ａ、２ｂからエンジン１０の駆動軸１１に伝達されるべき減速トルク又は加速トルクに相当する。

「目標回転数変化速度ΔＮｅａ」は、変速制御において、エンジン回転数Ｎｅの変化速度として予め定められている周知の目標値である。エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅの変化速度が目標回転数変化速度ΔＮｅａとなるように変速制御することにより、変速ショックを抑制しつつ変速を早期に完了することができる。

次に、第１基準値設定部５ｃは、エンジン１０の現出力トルクＴｅから目標慣性トルクＩｅ・ΔＮｅａを減算して目標伝達トルクＴｃｈを算出する。このエンジン１０の「現出力トルクＴｅ」は、例えば、エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅやアクセル開度Ａなどの検出値、及びエンジン１０の出力トルク特性に基づいて算出することができる。

次に、第１基準値設定部５ｃは、図４に示す伝達トルクＴｃとクラッチストロークＬとの関係に基づいて、目標伝達トルクＴｃｈに対応した目標クラッチストロークＬａを求める。そして、目標クラッチストロークＬａとタッチ点でのクラッチストロークＬ０との差である第１係合量基準値Ｃａを求める。

第２基準値設定部５ｄには、車速検出部５ａで算出した車速Ｖと、旋回半径検出部５ｂで算出した旋回半径Ｒと、第１基準値設定部５ｃで設定した第１係合量基準値Ｃａとが送られる。第２基準値設定部５ｄにおいて第１係合量基準値Ｃａにクラッチ係合率αを掛け合わせることにより第２係合量基準値Ｃｂ（＝α・Ｃａ）を設定する。図７に示すように、運転者の運転嗜好を勘案した上で、旋回半径Ｒ毎の車速Ｖとクラッチ係合率αとの関係が予め定められており、車速Ｖ及び旋回半径Ｒに対応したクラッチ係合率αを求めることが可能となっている。図７の関係図については後ほど詳しく述べる。

変速制御部５ｅには、第１基準値設定部５ｃで設定した第１係合量基準値Ｃａと、第２基準値設定部５ｄで設定した第２係合量基準値Ｃｂとが送られる。車両の直進走行中の変速時においては、変速制御部５ｅは、第１、第２クラッチアクチュエータ３ａ、３ｂに第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃを第１係合量基準値Ｃａに制御する命令を送る。また、車両の旋回走行中の変速時においては、変速制御部５ｅは、第１、第２クラッチアクチュエータ３ａ、３ｂに第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃを第２係合量基準値Ｃｂに制御する命令を送る。

車両の旋回走行中の変速時において、デュアルクラッチ２の第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃを第２係合量基準値Ｃｂに制御する具体例について、図５及び６を参照して説明する。図５及び６は、自動クラッチ制御装置１の動作を説明するタイムチャートであって、図５は、車両が高速で旋回走行しているときのシフトアップ状況、図６は、車両が低速で旋回走行しているときのシフトアップ状況を示している。

図５における車両が高速で旋回走行している状況とは、ワインディング走行のように車両が旋回半径Ｒの大きさのわりに速い車速Ｖで旋回走行しているスポーティーな走行状況を想定している。このような走行状況においては、運転者は、直進走行中よりもダイレクト感のある変速を要求していることが多い。

車両の走行状況は、主として車速Ｖ及び旋回半径Ｒに代表されることから、ある旋回半径Ｒを第１旋回半径Ｒ１としたときに、第１旋回半径Ｒ１においてスポーティーな旋回走行状況であると判定される車速Ｖの下限値を第１車速Ｖ１とする。この第１旋回半径Ｒ１及び第１車速Ｖ１の組み合わせは、テスト走行等により設計者によって複数個定められているものとする。

図５に示すように、車両は一定の車速Ｖで旋回走行しており、時間の経過に伴って徐々に旋回半径Ｒが大きくなって、時刻ｔ１において、旋回半径Ｒが第１旋回半径Ｒ１に達したとする。そして時刻ｔ１において、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅから自動変速機２０の第１、第２歯車変速機構３０Ａ、３０Ｂ及びデュアルクラッチ２にシフトアップの命令が送られたとする。

時刻ｔ１において、車速Ｖが第１旋回半径Ｒ１に対応した第１車速Ｖ１以上である場合には、車両がスポーティーな旋回走行中であり、運転者がダイレクト感のある変速を要求していると判定して、クラッチ係合率α＞１００％として、第２係合量基準値Ｃｂを第１係合量基準値Ｃａよりも大きく設定する。そして、時刻ｔ２において、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの切り換えが開始される。

時刻ｔ２において、完全係合の状態でエンジン１０の駆動力を第１入力軸２１に伝達していた第１クラッチ２ａの係合の解除が始まり、時刻ｔ４において、第１クラッチ２ａの係合が完全に解除される。一方、時刻ｔ２よりも少し遅れた時刻ｔ３において、第２クラッチ２ｂの係合が始まり、時刻ｔ４において、第２クラッチ２ｂの係合量Ｃが第２係合量基準値Ｃｂとなる。その後、時刻ｔ５までの間、第２クラッチ２ｂの係合量Ｃが第２係合量基準値Ｃｂに維持される。

第２クラッチ２ｂの係合が始まる時刻ｔ３までの間、エンジン１０の駆動軸１１は、第１入力軸２１の回転数Ｎｔ１と同じ回転数Ｎｅで回転している。また、第２入力軸２２には、第２クラッチ２ｂの係合が解除されている状態で、出力軸２５の回転が伝達されているため、第２入力軸２２は、第１入力軸２１よりも低い回転数Ｎｔ２で回転している。そして、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間に、エンジン１０の駆動軸１１の回転数Ｎｅが、第２入力軸２２の回転数Ｎｔ２に同期していく。シフトアップが完了した時刻ｔ５以降は、第２クラッチ２ｂの係合が完全係合の状態となる。

以上のように、第２クラッチ２ｂの係合量Ｃを第１係合量基準値Ｃａよりも大きい第２係合量基準値Ｃｂに制御することによって、エンジン１０の駆動軸１１と自動変速機２０の第２入力軸２２との間のクラッチの伝達トルクＴｃが上述した目標伝達トルクＴｃａよりも大きくなり、運転者が求めているクラッチの伝達トルクＴｃを満足するものとなる。これにより、運転者は、スポーティーな旋回走行状況において、変速のダイレクト感を味わうことができる。

図６における車両が低速で旋回走行している状況とは、右左折するときのように車両が旋回半径Ｒの大きさのわりに低速で旋回走行している慎重な走行状況を想定している。このような走行状況においては、運転者は、直進走行中よりもなめらかな変速を要求していることが多い。

前述のとおり、車両の走行状況は、主として車速Ｖ及び旋回半径Ｒに代表されることから、ある旋回半径Ｒを第２旋回半径Ｒ２としたときに、第２旋回半径Ｒ２において慎重な旋回走行状況であると判定される車速Ｖの上限値を第２車速Ｖ２とする。この第２旋回半径Ｒ２及び第２車速Ｖ２の組み合わせは、テスト走行等により設計者によって複数個定められているものとする。

図６に示すように、車両は一定の車速Ｖで旋回走行しており、時間の経過に伴って徐々に旋回半径Ｒが小さくなって、時刻ｔ１において、旋回半径Ｒが第２旋回半径Ｒ２に達したとする。そして時刻ｔ１において、ＴＣＵ５の変速制御部５ｅから自動変速機２０の第１、第２歯車変速機構３０Ａ、３０Ｂ及びデュアルクラッチ２にシフトアップの命令が送られたとする。

時刻ｔ１において、車速Ｖが第２旋回半径Ｒ２に対応した第２車速Ｖ２未満である場合には、車両が慎重な旋回走行中であり、運転者がなめらかな変速を要求していると判定して、クラッチ係合率α＜１００％として、第２係合量基準値Ｃｂを第１係合量基準値Ｃａよりも小さく設定する。そして、時刻ｔ２において、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの切り換えが開始される。

第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの切り換え、及びエンジン１０の駆動軸１１の回転の同期については、上述した図５の説明と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、第２クラッチ２ｂの係合量Ｃを第１係合量基準値Ｃａよりも小さい第２係合量基準値Ｃｂに制御することによって、エンジン１０の駆動軸１１と自動変速機２０の第２入力軸２２との間のクラッチの伝達トルクＴｃが上述した目標伝達トルクＴｃａよりも小さくなり、運転者が求めているクラッチの伝達トルクＴｃを満足するものとなる。これにより、運転者は、慎重な旋回走行状況において、変速のなめらか感を味わうことができる。

図７は、自動クラッチ制御装置１において、上述した第２係合量基準値Ｃｂを設定するための関係図の一例であって、旋回半径Ｒ毎の車速Ｖとクラッチ係合率α（＝Ｃｂ／Ｃａ）との関係を示している。図７における一点鎖線は、直進走行中の変速時のクラッチ係合率αを示しており、車速Ｖの大きさによらずクラッチ係合率α＝１００％となっている。図７に示すように、車両の旋回半径ＲがＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３（Ｒ_１＜Ｒ_２＜Ｒ_３）である場合の第２係合量基準値Ｃｂの設定について説明する。

旋回半径Ｒが小さい旋回半径Ｒ_１である場合には、運転者は、なめらかな変速を要求することがあるが、ダイレクト感のある変速を要求することはないものとする。このとき、旋回半径Ｒ_１は、本発明における第２旋回半径に該当し、旋回半径Ｒ_１に対応した第２車速Ｖ２_１が定められている。そして、車速Ｖが第２車速Ｖ２_１未満である場合には、車速Ｖに比例してクラッチ係合率α＜１００％とし、車速Ｖが第２車速Ｖ２_１以上である場合には、クラッチ係合率α＝１００％とする。

旋回半径Ｒが大きい旋回半径Ｒ_３である場合には、運転者は、ダイレクト感のある変速を要求することがあるが、なめらかな変速を要求することはないものとする。このとき、旋回半径Ｒ_３は、本発明における第１旋回半径に該当し、旋回半径Ｒ_３に対応した第１車速Ｖ１_３が定められている。そして、車速Ｖが第１車速Ｖ１_３以上である場合には、車速Ｖに比例してクラッチ係合率α＞１００％とし、車速Ｖが第１車速Ｖ１_３未満である場合には、クラッチ係合率α＝１００％とする。

旋回半径Ｒが旋回半径Ｒ_１及び旋回半径Ｒ_３の中間の旋回半径Ｒ_２である場合には、運転者は、車速Ｖに応じて、ダイレクト感のある変速及びなめらかな変速のいずれかを要求することがあるものとする。このとき、旋回半径Ｒ_２は、本発明における第１旋回半径及び第２旋回半径の両方に該当する。車速Ｖが第１車速Ｖ１_２以上である場合には、車速Ｖに比例してクラッチ係合率α＞１００％とする。また、車速Ｖが第２車速Ｖ２_２未満である場合には、車速Ｖに比例してクラッチ係合率α＜１００％とする。そして、車速Ｖが第２車速Ｖ２_２以上かつ第１車速Ｖ１_２未満である場合には、クラッチ係合率α＝１００％とする。

図８は、自動クラッチ制御装置１において、第２係合量基準値Ｃｂを設定するためのフローチャートを示している。このフローチャートは、上述した旋回半径Ｒが旋回半径Ｒ_２である場合のように、運転者が、車速Ｖに応じて、ダイレクト感のある変速及びなめらかな変速のいずれかを要求することがある場合を想定したものである。

図８に示すフローチャートは、シフト命令設定開始により開始して、シフト命令設定完了により終了する。すなわち、図５及び６に示した時刻ｔ１において瞬時に実行される。フローチャートの開始後、ステップＳ１において、車速Ｖ及び旋回半径Ｒを検出すると共に、上述した手順により目標伝達トルクＴｃａが得られるクラッチ係合量Ｃである第１係合量基準値Ｃａを設定する。ステップＳ２において、例えば、図７に示した第２係合量基準値Ｃｂを設定するための関係図から、検出した旋回半径Ｒ（本発明における第１旋回半径及び第２旋回半径の両方に該当する）に対応した車速Ｖとクラッチ係合率αとの関係図を選定する。

ステップＳ３において、車速Ｖが旋回半径Ｒに対応した第１車速Ｖ１以上である場合には、ステップＳ４において、クラッチ係合率α＞１００％とする。ステップＳ３において、車速Ｖが第１車速Ｖ１未満である場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、車速Ｖが旋回半径Ｒに対応した第２車速Ｖ２未満である場合には、ステップＳ６において、クラッチ係合率α＜１００％とする。ステップＳ５において、車速Ｖが第２車速Ｖ２以上である場合には、ステップＳ７に進んでクラッチ係合率α＝１００％とする。

ステップＳ４、Ｓ６及びＳ７のいずれかにおいてクラッチ係合率αが決定された後、ステップＳ８において、第１係合量基準値Ｃａにクラッチ係合率αを掛け合わせることにより第２係合量基準値Ｃｂ（＝α・Ｃａ）を設定した後、フローチャートを終了とする。

このような本実施形態によれば、自動クラッチ制御装置１は、エンジン１０のイナーシャＩｅに変速におけるエンジン１０の目標回転数変化速度ΔＮｅａを乗算した目標慣性トルクＩｅ・ΔＮｅａを演算し、エンジン１０の現出力トルクＴｅから目標慣性トルクＩｅ・ΔＮｅａを減算した値を、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの目標伝達トルクＴｃａとして演算し、目標伝達トルクＴｃａが得られる第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの第１係合量基準値Ｃａを設定する第１基準値設定部５ｃと、車速Ｖ及び車両の旋回半径Ｒに基づいて第１係合量基準値Ｃａを補正して第２係合量基準値Ｃｂを設定する第２基準値設定部５ｄとを備えている。

そして、車両の直進走行中の変速時において、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃを第１係合量基準値Ｃａに制御すると共に、車両の旋回走行中の変速時において、第１、第２クラッチ２ａ、２ｂの係合量Ｃを第２係合量基準値Ｃｂに制御している。

車両が旋回走行を行う際の運転者の運転嗜好は、主として車速Ｖ及び車両の旋回半径Ｒにより推定することが可能であると考えられることから、本実施形態のように、車速Ｖ及び車両の旋回半径Ｒに基づいて設定された第２係合量基準値Ｃｂにより車両の旋回走行中の変速時におけるクラッチ係合量Ｃを制御することによって、車両の旋回走行中に自動変速機２０の変速が行われる場合であっても、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となっている。

また、本実施形態によれば、第１係合量基準値Ｃａにクラッチ係合率αを掛け合わせることにより第２係合量基準値Ｃｂを設定する場合、図７及び８に示したように、ある旋回半径Ｒ（図７においてはＲ_２）において、車速Ｖが第１車速Ｖ１以上である場合には、クラッチ係合率α＞１００％としている。また、車速Ｖが第２車速Ｖ２未満である場合には、クラッチ係合率α＜１００％としている。そして、車速Ｖが第２車速Ｖ２以上かつ第１車速Ｖ１未満である場合には、クラッチ係合率α＝１００％としている。

したがって、車両の旋回走行の状況に応じて、運転者がダイレクト感のある変速を要求している場合であっても、なめらかな変速を要求している場合であっても、運転者の運転嗜好に合った良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となっている。

また、本実施形態によれば、自動クラッチ制御装置１が、デュアルクラッチ式の自動変速機２０に適用されている。デュアルクラッチ式の自動変速機２０は、変速予定の変速段を構成するギヤ列が変速に備えて回転待機した状態となっており、変速の指令が出ると第１、第２クラッチ２ａ、２ｂを切り換えることにより変速が完了するので、変速に要する時間が極めて短く、かつ変速ショックも極めて小さい。したがって、デュアルクラッチ式の自動変速機２０としての上記効果に対して、上述した自動クラッチ制御装置１としての効果が相乗し、運転者の運転嗜好に合ったさらに良好なユーザフィーリングが得られる変速を行うことが可能となる。

本発明の自動クラッチ制御装置１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができることは言うまでもない。

例えば、本実施形態において、図７は、第２係合量基準値Ｃｂを設定するための関係図の一例であり、関係図は図７に限定されない。図７の関係図においては、車速Ｖに対してクラッチ係合率αを直線比例させているが、これに限らず、車速Ｖに対してクラッチ係合率αを曲線比例させることにより第２係合量基準値Ｃｂを設定することもできる。また、図７の関係図の代わりに、車速Ｖの範囲毎にクラッチ係合率αが定められたマップを活用して、段階的に定められたクラッチ係合率αにより第２係合量基準値Ｃｂを設定することもできる。

また、図７において、旋回半径Ｒが旋回半径Ｒ_２であるとき、車速Ｖが第２車速Ｖ２_２以上かつ第１車速Ｖ１_２未満である場合には、クラッチ係合率α＝１００％として、第１係合量基準値Ｃａと第２係合量基準値Ｃｂとを等しい値としている。しかし、第２車速Ｖ２_２と第１車速Ｖ１_２とを等しい値として、第１係合量基準値Ｃａと第２係合量基準値Ｃｂとが等しい値となる区間を設けない形態とすることもできる。

また、本実施形態においては、旋回半径Ｒを左後輪ＴＲＬの車輪速度ＶＲＬと右後輪ＴＲＲの車輪速度ＶＲＲとの差から算出している。しかし、旋回半径Ｒの算出方法は、これに限定されず、舵角センサやヨーレイトセンサ等のように旋回半径Ｒと相関のある各種センサの検出値により算出することもできる。また、車両の横加速度、車載のカメラから得られる画像、車載のカーナビゲーションシステムから得られる道路情報及び現在値等に基づいて旋回半径Ｒを算出することもできる。

また、本実施形態においては、車両の旋回走行中に自動変速機２０のシフトアップが行われる場合について述べたが、自動変速機２０のシフトダウンが行われる場合についても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、自動クラッチ制御装置１をＦＦタイプ（フロントエンジン・フロントドライブ方式）の車両に装備しているが、自動クラッチ制御装置１をＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ方式）の車両に装備することもできる。

また、本実施形態においては、自動クラッチ制御装置１をデュアルクラッチ式の自動変速機（ＤＣＴ）に適用しているが、自動クラッチ制御装置１を自動制御式マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ：例えば、特開２００８−７５８１４号公報参照）に適用することもできる。また、従来のマニュアルトランスミッションのクラッチ操作のみを自動化した変速機に自動クラッチ制御装置１を適用することもできる。

１ … 自動クラッチ制御装置２ … デュアルクラッチ
２ａ … 第１クラッチ２ｂ … 第２クラッチ
３ａ … 第１クラッチアクチュエータ３ｂ … 第２クラッチアクチュエータ
４ＦＬ… 左前輪車速センサ（車速検出手段）
４ＦＲ… 右前輪車速センサ（車速検出手段）
４ＲＬ… 左後輪車速センサ（車速検出手段、旋回半径検出手段）
４ＲＲ… 右後輪車速センサ（車速検出手段、旋回半径検出手段）
５ａ … 車速検出部（車速検出手段）
５ｂ … 旋回半径検出部（旋回半径検出手段）
５ｃ … 第１基準値設定部５ｄ … 第２基準値設定部
５ｅ … 変速制御部１０ … エンジン（原動機）
１１ … 駆動軸２０ … 自動変速機（変速機）
２１ … 第１入力軸２２ … 第２入力軸
３０Ａ１… 第１歯車切換ユニット（第１シフト機構）
３０Ａ２… 第２歯車切換ユニット（第２シフト機構）
３０Ｂ１… 第３歯車切換ユニット（第１シフト機構）
３０Ｂ２… 第４歯車切換ユニット（第２シフト機構）
Ｃ … 係合量Ｃａ … 第１係合量基準値
Ｃｂ … 第２係合量基準値Ｒ … 旋回半径
Ｒ１ … 第１旋回半径Ｒ２ … 第２旋回半径
Ｔｃａ… 目標伝達トルクＶ … 車速
Ｖ１ … 第１車速Ｖ２ … 第２車速

Claims

車両の原動機の駆動軸と変速機の入力軸との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチの断接及び係合量を制御するクラッチアクチュエータと、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
前記原動機のイナーシャに変速における該原動機の目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、該原動機の現出力トルクから該目標慣性トルクを減算した値を、前記クラッチの目標伝達トルクとして演算し、該目標伝達トルクが得られる該クラッチの第１係合量基準値を設定する第１基準値設定部と、
前記車速及び前記旋回半径に基づいて前記第１係合量基準値を補正して第２係合量基準値を設定する第２基準値設定部と、
前記車両の直進走行中の変速時において、前記クラッチアクチュエータに前記クラッチの前記係合量を前記第１係合量基準値に制御する命令を送ると共に、該車両の旋回走行中の変速時において、該クラッチアクチュエータに該クラッチの該係合量を前記第２係合量基準値に制御する命令を送る変速制御部と、
を備え、
前記第２基準値設定部は、前記旋回半径が第１旋回半径であるときに、前記車速が該第１旋回半径に応じて設定される第１車速以上である場合に、前記第２係合量基準値を前記第１係合量基準値よりも大きく設定することを特徴とする自動クラッチ制御装置。
車両の原動機の駆動軸と変速機の入力軸との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチの断接及び係合量を制御するクラッチアクチュエータと、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
前記原動機のイナーシャに変速における該原動機の目標回転数変化速度を乗算した目標慣性トルクを演算し、該原動機の現出力トルクから該目標慣性トルクを減算した値を、前記クラッチの目標伝達トルクとして演算し、該目標伝達トルクが得られる該クラッチの第１係合量基準値を設定する第１基準値設定部と、
前記車速及び前記旋回半径に基づいて前記第１係合量基準値を補正して第２係合量基準値を設定する第２基準値設定部と、
前記車両の直進走行中の変速時において、前記クラッチアクチュエータに前記クラッチの前記係合量を前記第１係合量基準値に制御する命令を送ると共に、該車両の旋回走行中の変速時において、該クラッチアクチュエータに該クラッチの該係合量を前記第２係合量基準値に制御する命令を送る変速制御部と、
を備え、
前記第２基準値設定部は、前記旋回半径が第２旋回半径であるときに、前記車速が該第２旋回半径に応じて設定される第２車速未満である場合に、前記第２係合量基準値を前記第１係合量基準値よりも小さく設定することを特徴とする自動クラッチ制御装置。
前記変速機は、同心に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、該第１入力軸に伝達された前記原動機の回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構と、該第２入力軸に伝達された該回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構とを有し、
前記クラッチは、前記回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと、該回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチであり、
前記変速制御部は、変速指令が送出されると、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちの前記駆動軸から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離する切離制御を行うと共に、前記変速機が変速された状態で前記第１クラッチ及び前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸及び前記第２入力軸のうちの前記駆動軸に係合される入力軸に対応するクラッチを係合する係合制御を行う請求項１又は２に記載の自動クラッチ制御装置。