JP2005226514A - 自動アイドル停止車両 - Google Patents

Abstract

【課題】手動変速機を搭載した車両においても、エンジンの自動停止およびその再始動をスムーズに行える自動アイドル停止車両を提供する。
【解決手段】手動変速機を搭載し、停車時に所定の条件下でエンジンを自動停止させる自動アイドル停止車両において、ハンドクラッチによりクラッチが切断されておらず、かつギヤポジションがニュートラル以外であると、アクチュエータを付勢してクラッチリフターシャフトをクラッチ切断位置まで回動させ、その後、エンジンを自動停止させる。また、所定のエンジン再始動条件が成立した際に、ブレーキ操作がなされており、かつハンドクラッチによりクラッチが切断されているか、あるいはギヤポジションがニュートラルであるとエンジンを始動すると共に、アクチュエータを付勢してクラッチリフターシャフトをクラッチ接続位置まで回動させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両停止時に所定の条件下でエンジンを自動停止させてアイドリングを禁止する自動アイドル停止機能を備えた自動アイドル停止車両に係り、特に、手動変速機を搭載した自動アイドル停止車両に関する。

環境への配慮や省エネルギの観点から、特にアイドリング時の排気ガスや燃料消費を抑えるために、車両が停止するとエンジンを自動停止させてアイドリングを禁止し、その後、アクセルが操作されるなどの所定の再始動操作が検知されると、エンジンを自動的に再始動して車両を発進させる自動アイドル停止車両が特許文献１に記載されている。

従来の自動アイドル停止車両では自動変速機が採用されていたので、車両が減速するとギヤポジションが自動的にシフトダウンし、停車時には自動的にニュートラル位置へ戻っている。そして、エンジンが再始動されてエンジン回転数が上昇すると、エンジン回転数や車速に応じて変速機がニュートラル位置から自動的にシフトアップされるので、運転者はクラッチ操作を意識する必要がなかった。
特開２００２−２３５５７４号公報

手動変速機を搭載した車両では、車速が低下しても変速操作がなされない限りはギヤポジションが維持される。したがって、手動変速機を搭載した車両に従来の自動アイドル停止機能をそのまま適用すると、ギヤポジションがニュートラル位置以外であり、かつハンドクラッチが握られていないままの状態でもエンジンが自動停止されてしまう。

エンジンの再始動時も同様に、ギヤポジションがニュートラル位置以外であり、かつクラッチが接続されたままであると、いわゆる「押しがけ」の状態になるので、スタータモータの負荷が大きくなってしまう。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、手動変速機を搭載した車両においても、エンジンの自動停止およびその再始動をスムーズに行える自動アイドル停止車両を提供することにある。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、手動変速機を搭載し、停車時に所定の条件下でエンジンを自動停止させる自動アイドル停止車両において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)エンジンの出力を手動変速機へ伝達するクラッチと、回動方向に応じてクラッチを切断または接続するクラッチリフターシャフトと、前記クラッチリフターシャフトを回動させるアクチュエータと、クラッチ操作に応答して前記クラッチリフターシャフトを回動させるリンク機構と、ギヤポジションを判別するポジションセンサと、ハンドクラッチ操作を検知するハンドクラッチセンサと、所定のアイドル停止条件が成立した際に、ハンドクラッチによりクラッチが切断されておらず、かつギヤポジションがニュートラル以外であると、前記アクチュエータを付勢して前記クラッチリフターシャフトをクラッチ切断位置まで回動させ、その後、エンジンを停止させる制御手段とを含むことを特徴とする。
(2)ブレーキ操作を検知するブレーキセンサをさらに設け、前記制御手段が、所定のエンジン再始動条件が成立した際に、ブレーキ操作がなされており、かつハンドクラッチによりクラッチが切断されているか、あるいはギヤポジションがニュートラルであるとエンジンを始動すると共に、前記アクチュエータを付勢して前記クラッチリフターシャフトをクラッチ接続位置まで回動させることを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項１の発明によれば、アイドル停止条件が成立した際に、ハンドクラッチによりクラッチが切断されておらず、かつギヤポジションがニュートラル以外であると、クラッチがアクチュエータにより切断され、その後、エンジンが自動停止されるので、運転者がエンジンと駆動系とを切り離す操作を怠っていても、エンジンのスムーズな自動停止が可能になる。
(2)請求項２の発明によれば、アイドル停止状態でエンジンの再始動条件が成立しても、ブレーキ操作がなされていないか、あるいはブレーキ操作がなされていてもハンドクラッチによりクラッチが切断されていないか、またはギヤポジションがニュートラル以外であると、アクチュエータによるクラッチ接続が行われない。したがって、エンジンが駆動系と繋がったままの状態で始動されてしまうことがない。

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自動二輪車の全体側面図であり、エンジンを所定の停車条件に応答して停止し、その後、所定の発進操作に応答して再始動する自動アイドル停止システムを搭載している。

車体フレーム１は、ヘッドパイプ２から後方に延びるメインフレーム３およびロアフレーム１９、およびメインフレーム３に対して途中で結合されるリヤフレーム５から構成される。メインフレーム３とロアフレーム１９とは下端で互いに結合されると共に、上部ではステー６で互いに結合される。リヤフレーム５とメインフレーム３とはステー７で互いに結合される。前記ヘッドパイプ２には操向軸１８が回転自在に支持され、操向軸１８の下端部にはフロントフォーク４が結合される。フロントフォーク４の下部には前輪Ｗｆが取り付けられ、上部にはハンドル１４が設けられる。

メインフレーム３およびリヤフレーム５上には燃料タンク８およびシート９が載置される。メインフレーム３とロアフレーム１９とで囲繞されるスペースには、パワーユニット１０が配置される。パワーユニット１０は、ブラケット１１，１２，１３によってメインフレーム３およびロアフレーム１９に懸架される。メインフレーム３の下端近傍の枢軸２０には、一端に後輪Ｗｒを支持するアーム１６が支持される。

図２，３は、同自動二輪車に搭載されるパワーユニット１０の断面図である。本実施形態のパワーユニットは、エンジンＥおよび多段変速機Ｍを一体化して構成され、両者は変速クラッチ機構Ｓを介して連結されている。図２，３はそれぞれ、クランク軸５２を挟んでエンジンＥ側（図２）および多段変速機Ｍ側（図３）の構造を示している。

エンジンＥは、ユニットケース５０に対してベアリング５１ａ、５１ｂにより回動自在に軸支されたクランク軸５２と、シリンダブロック５３のシリンダボアに摺動自在に嵌装されたピストン５５と、このピストン５５をクランク軸５２に連結するコンロッド５４とを主要な構成としている。前記シリンダブロック５３上には、図示しないシリンダヘッドが搭載される。クランク軸５２の一方の軸端部（図２，３では左方の軸端部）には、発電機３０のマグネットロータ３１が固着され、そのステータ３２は、発電機３０を覆ってクランクケースの左端面に接合される左サイドカバー３３により支持されている。

前記ユニットケース５０にはさらに、多段変速機Ｍの入力軸６０および出力軸６１が、それぞれボールベアリング５６ａ、５６ｂおよび同５７ａ，５７ｂによりクランク軸５２と平行に軸支されている。入力軸６０にはメイン変速ギヤ群Ｍ１が配設され、その軸端部（図３では右方の軸端部）には変速クラッチ機構Ｓを介して、後述するクラッチリフターシャフト８８および前記クランク軸５２が連結され、クラッチリフターシャフト８８の動作に応じて、前記クランク軸５２の動力が変速クラッチ機構Ｓを介して入力軸６０に伝達される。

前記出力軸６１には、前記メイン変速ギヤ群Ｍ１と噛合するカウンタ変速ギヤ群Ｍ２が配設され、前記メイン変速ギヤ群Ｍ１とカウンタ変速ギヤ群Ｍ２との噛合により得られる変速後の動力が、出力軸６１の軸端部（図３では左方の軸端部）に設けられた最終減速装置としてスプロケット４８および伝動チェーン４９を介して、駆動輪である後輪Ｗｆに伝達される。

変速クラッチ機構Ｓは、入力軸６０に対して回転自在に支承される有底円筒状のクラッチアウタ７１を備えており、その底部の外側面には、クランク軸５２に固設された小径の駆動ギヤ７３と噛合する大径の被動ギヤ７４が取り付けられ、これら駆動ギヤ７３および被動ギヤ７４により１次減速装置が構成される。
クラッチアウタ７１の内側には、入力軸６０に対してスプライン嵌合されてナット７５で固着される円筒状のクラッチインナ７６が配設され、このクラッチインナ７６の周壁に摺動可能にスプライン係合された複数枚の駆動摩擦板７７と、クラッチアウタ７１の周壁に摺動可能にスプライン係合された複数枚の被動摩擦板７８とが交互に重ねられる。摩擦板７７，７８群の最外側に位置する駆動摩擦板７７には、クラッチインナ７６と一体に連設された受圧板７９ａが対置され、最内側に位置する駆動摩擦板７７には、クラッチインナ７６に対して摺動可能に支承された加圧板７９ｂが対置される。この加圧板７９ｂの一側面には、クラッチインナ７６の端壁を貫通する複数本の支持ボス８０（図３にはその一本のみを示す。）が一体に突設されており、これら支持ボス８０の先端にレリーズ板８１がボルト８２により固着される。このレリーズ板８１とクラッチインナ７６との間ではクラッチばね８３が縮設されている。

前記レリーズ板８１には、リンク部材８５の一端がレリーズベアリング８４を介して回転自在に取り付けられ、リンク部材８５の他端はクラッチリフターシャフト８８に連結されている。クラッチリフターシャフト８８はユニットケース５０に対して回動自在に軸支され、その一方の軸端部（図３では上側）には戻しバネ９４が係合され、他方の軸端部にはクラッチワイヤ（図示せず）と結合されるクラッチアーム８６が装着されている。クラッチリフターシャフト８８には更に、リンクレバー９３がスプライン結合されると共に、カムギヤ９５が回動自在に支持されている。このクラッチリフターシャフト８８は、ユニットケース５０に設けられたクラッチアクチュエータ８７により、ギヤ列９０，９１，９２，９５およびリンクレバー９３を介して正逆双方へ回動される。

図４、５、６は、前記ギヤ列９１，９２，９５およびリンクレバー９３の動作を示した図である。

図４に示したように、クラッチリフターシャフト８８が戻しバネ９４により戻されているクラッチ接続（オン）状態では、加圧板７９ｂがクラッチばね８３の弾発力をもって摩擦板７７，７８群を受圧板７９ａに対して押圧するので、駆動摩擦板７７および被動摩擦板７８が相互を摩擦結合する。したがって、エンジンの動力がクランク軸５２から１次減速装置及びクラッチ機構Ｓを介して入力軸６０へと伝達され、さらに他の変速機要素を経て後輪Ｗｆに伝達される。

このようなクラッチ接続状態からクラッチアクチュエータ８７がクラッチ切断方向へ付勢され、そのピニオンギヤ９０が正転すると、この駆動力がギヤ９１、９２を介してカムギヤ９５へ伝達されるので、クラッチリフターシャフト８８が前記戻しバネ９４の弾性力に抗して矢印方向へ回動される。その結果、リンク部材８５によりレリーズベアリング８４を介してレリーズ板８１が押圧される。押圧されたレリーズ板８１は、クラッチばね８３を圧縮しながら加圧板７９ｂを後退させるので、駆動摩擦板７７および被動摩擦板７８の摩擦結合が解除されてクラッチが切断状態となり、クランク軸５２から入力軸６０への動力伝達が絶たれる。クラッチリフターシャフト８８の回動が更に進むと、図５に示したように、クラッチの切断状態を維持したまま第１のリミットスイッチ４６がスイッチングされるので、前記クラッチアクチュエータ８７が停止する。

一方、図５に示したクラッチ切断状態からクラッチアクチュエータ８７が逆転方向へ付勢されると、この駆動力がギヤ９０，９１，９２を介してカムギヤ９５へ伝達されるので、クラッチリフターシャフト８８が逆方向へ回動される。この結果、クラッチばね８１の弾発力により加圧板７９ｂが前進して、摩擦板７７，７８群を受圧板７９ａに対して押圧すると共に、レリーズ板８１を押し戻すので、クラッチは接続状態に復帰することができる。カムギヤ９５が、図４のクラッチ接続位置まで回動されて第２リミットスイッチ４７がスイッチングされると、前記クラッチアクチュエータ８７が停止する。

また、図４のクラッチ接続状態からハンドクラッチが操作されてクラッチアーム８６が矢印方向へ引かれると、図６に示したように、上記カムギヤ９５の位置とは無関係にクラッチリフターシャフト８８が回動されるので、前記と同様にクラッチが切断状態になる。

図７は、本実施形態に適用される自動アイドル停止システムの構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

ＥＣＵには、スタータリレー２１を介してバッテリ２２が接続されている。インジェクタ３５、燃料ポンプ３６および点火装置３７には、メインヒュ−ズ２３およびメインスイッチ２４を介して前記バッテリ２２から駆動電流が供給される。

前記ＥＣＵにはさらに、ハンドブレーキが操作されたことを検知するハンドブレーキスイッチ４１と、フットブレーキが操作されたことを検知するフットブレーキスイッチ４２と、ハンドクラッチが操作されたことを検知するハンドクラッチスイッチ４３と、走行速度を検知する車速センサ４４と、ギヤポジションを検知するギヤポジションセンサ４５と、前記クラッチリフターシャフト８８がクラッチ切断位置まで回動されたことを検知する第１リミットスイッチ４６およびクラッチ接続位置まで回動されたことを検知する第２リミットスイッチ４７とを含む。なお、ＥＣＵには、冷却水温を検知するTWセンサやエンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサなども接続されているが、ここでは本発明の説明に不用な構成の図示を省略している。

図８は、本実施形態におけるクラッチの制御手順を示したフローチャートであり、ステップＳ１０では、エンジン停止中であるか否かが判定される。エンジン始動中であればステップＳ１１へ進み、所定のアイドル停止条件が成立しているか否かが判定される。本実施形態では、ギヤポジションがニュートラルであること、またはブレーキがON状態にあることがアイドル停止条件として予め設定されている。

前記アイドル停止条件が成立していればステップＳ１２へ進み、前記ハンドクラッチスイッチ４３の状態に基づいて、ハンドクラッチが操作されてクラッチＳが切断状態にあるか否かが判定される。本実施形態では、ハンドクラッチスイッチ４３がオンであり、クラッチＳが切断状態であるとステップＳ１７へジャンプしてエンジンが直ちに停止される。これに対して、ハンドクラッチスイッチ４３がオフであり、クラッチが接続状態であるとステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、ギヤポジションセンサ４５により検知されているギヤポジションが判定され、ニュートラルであればステップＳ１７へジャンプしてエンジンが直ちに停止される。これに対して、ギヤポジションがニュートラル以外であればステップＳ１４へ進み、前記アクチュエータ８７がクラッチ切断方向へ正転される。ステップＳ１５では、前記第１リミットスイッチ４６がスイッチングされたか否かが判定される。第１リミットスイッチ４６のスイッチングすなわちクラッチ切断が確認されると、ステップＳ１６において前記アクチュエータ８７が停止される。ステップＳ１７では、前記点火装置３７やインジェクタ３５などへの通電が停止されてエンジンが自動停止される。

一方、前記ステップＳ１０においてエンジン停止中と判定されるとステップＳ２０へ進み、所定のエンジン再始動条件が成立しているか否かが判定される。再始動条件が成立していればステップＳ２１へ進み、前記ブレーキスイッチ４１，４２の状態に基づいて、制動力が作用しているか否かが判定される。本実施形態では、ブレーキスイッチ４１，４２の少なくとも一方がオンであり、制動力が作用していると判定されるとステップＳ２２へ進み、前記ハンドクラッチスイッチ４３の状態に基づいて、ハンドクラッチが操作されてクラッチ切断状態にあるか否かが判定される。クラッチ切断状態であればステップＳ２４へ進んでエンジンが直ちに再始動される。これに対して、クラッチ接続状態であれば、ステップＳ２３へ進んでギヤポジションが判定される。ギヤポジションがニュートラルであればステップＳ２４へ進み、エンジンが再始動される。

ステップＳ２５では、前記アクチュエータ８７がクラッチ接続方向へ逆転される。ステップＳ２６では、前記第２リミットスイッチ４７がスイッチングされたか否かが判定される。第２リミットスイッチ４７のスイッチングすなわちクラッチ接続が確認されると、ステップＳ２７において前記アクチュエータ８７が停止される。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体側面図である。 図１の二輪車に搭載されるパワーユニットの断面図（その１）である。 図１の二輪車に搭載されるパワーユニットの断面図（その２）である。 アクチュエータでクラッチリフターシャフトを回動させるリンク機構の動きを説明するための図（その１）である。 アクチュエータでクラッチリフターシャフトを回動させるリンク機構の動きを説明するための図（その２）である。 アクチュエータでクラッチリフターシャフトを回動させるリンク機構の動きを説明するための図（その３）である。 自動アイドル停止システムのブロック図である。 クラッチの制御手順を示したフローチャートである。

符号の説明

５０…ユニットケース，５２…クランク軸，６０…入力軸，７１…クラッチアウタ，７６…クラッチインナ，７７…駆動摩擦板，７８…被動摩擦板，７９ａ…受圧板，７９ｂ…加圧板，８１…レリーズ板，８３…クラッチばね，８４…レリーズベアリング，８５…リンク部材，８８…クラッチリフターシャフト，９０，９１，９２，９５…ギヤ列，９３…リンクレバー，９４…戻しバネ

Claims (3)

1. 手動変速機を搭載し、停車時に所定の条件下でエンジンを自動停止させてアイドリングを禁止する自動アイドル停止車両において、
   エンジンの出力を手動変速機へ伝達するクラッチと、
   回動方向に応じて前記クラッチを切断または接続するクラッチリフターシャフトと、
   前記クラッチリフターシャフトを回動させるアクチュエータと、
   前記クラッチに対する手動操作を入力するハンドクラッチと、
   前記ハンドクラッチの操作に応答して前記クラッチリフターシャフトを回動させるリンク機構と、
   ギヤポジションを判別するポジションセンサと、
   前記ハンドクラッチの操作を検知するハンドクラッチセンサと、
   所定のアイドル停止条件が成立した際に、前記ハンドクラッチによりクラッチが切断されておらず、かつギヤポジションがニュートラル以外であると、前記アクチュエータを付勢して前記クラッチリフターシャフトをクラッチ切断位置まで回動させ、その後、エンジンを自動停止させる制御手段とを含むことを特徴とする自動アイドル停止車両。
2. ブレーキ操作を検知するブレーキセンサをさらに具備し、
   前記制御手段は、所定のエンジン再始動条件が成立した際に、ブレーキ操作がなされており、かつ前記ハンドクラッチによりクラッチが切断されているか、あるいはギヤポジションがニュートラルのときにエンジンを始動すると共に、前記アクチュエータを付勢して前記クラッチリフターシャフトをクラッチ接続位置まで回動させることを特徴とする請求項１に記載の自動アイドル停止車両。
3. 停車時に、ギヤポジションがニュートラルまたはブレーキ操作がなされていると、エンジンを自動停止させてアイドリングを禁止することを特徴とする請求項２に記載の自動アイドル停止車両。

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