JP2006090490A - 車両用変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シフトアップ時の変速ショックが軽減されるとともに変速時間を短縮可能とし、且つ複雑化せずに構成可能な車両用変速制御装置を提供する。
【解決手段】
エンジンＥと、変速操作に応じて回転作動するシフトスピンドル８１の回転に同期して噛合する歯車列Ｇの結合状態を変更し、エンジンＥからの動力の変速を行う変速機ＴＭと、変速操作に同期してエンジンＥの回転数を減速させるブレーキ装置Ｂとを有する車両用変速制御装置において、ブレーキ装置Ｂをシフトスピンドル８１に連動連結されてシフトスピンドル８１の回転と同期作動するように構成し、エンジンＥからの動力を変速機ＴＭに伝達するプライマリドリブンギヤ４２に噛合する歯車９１ａを有する歯車軸９１を制動するように構成している。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンと、変速指令に応じて歯車列の結合状態の変更を行ってエンジンからの動力を変速する変速機とを有し、変速時に変速指令に同期してエンジン回転数を減速させるブレーキ装置を設けた車両用変速制御装置に関する。

上記車両用変速制御装置を有する車両の例として二輪車が挙げられる。二輪車における変速動作は通例、まず、スロットルグリップの操作によりエンジン回転数を低下させ、クラッチレバーの操作により変速クラッチを断として変速クラッチによるトルク伝達を切断し、シフトペダルの操作によりシフトスピンドルを回転させて変速機の歯車列の結合状態を変更させる。そして、歯車列の結合状態の変更後、スロットルグリップの操作によりエンジン回転数を上昇させるとともに、クラッチレバーの操作によりクラッチ伝達トルクを増加させて変速クラッチを接とすることにより、変速動作が完了する。ここで、図７に二点鎖線で示すように、変速クラッチ接続時にエンジンの回転状態と後輪の回転状態（即ち、変速機出力軸の回転状態）との調和がとれていない段階でクラッチ伝達トルクを増加させると、変速ショックが生じ乗車快適性が低下する。この変速ショックは、特にシフトアップ時において生じやすい問題とされている。

このため、従来、ドライブバイワイヤ（以下、ＤＢＷとも称する）を利用したスロットル開度制御、エンジンの点火カット制御、燃料供給カット制御等によってエンジン回転数をシフトアップ先の変速段に適正の回転数に合わせる手段（例えば、特許文献１）や、エンジントルク、エンジンイナーシャ等を考慮してクラッチ伝達トルク容量を制御することにより、図７に一点鎖線で示すように、エンジンの回転状態と変速機出力軸の回転状態との差に応じて徐々に伝達トルクを増すようにして変速クラッチを接続していく手段（例えば、特許文献２）、あるいはこれら２つの手段の組み合わせ（例えば、特許文献２）等により、シフトアップ時の変速ショックの軽減が図られている。
特開昭５７−２０４３５９ 特開平１０−１４８１４５

しかしながら、スロットル開度の制御等によりエンジン回転数をシフトアップ先の適正回転数に合わせる手段によれば、図７に一点鎖線（一部実線と重なる）で示すように、変速ショックが回避される一方で、歯車列の結合状態の変更が完了した時刻ｔ3から変速を完了して加速走行を開始する時刻ｔ6まで余分に時間を要することとなる。このように、変速時間が長くなる点から運転の円滑性が失われるという課題がある。

また、クラッチ伝達トルク容量の制御等によって変速クラッチを滑らせながら接続する手段によれば、変速ショックが軽減可能となる一方、回転状態の調和がとれるまでに時間を要し、上記の手段と同様に変速時間が長くなるという課題がある。さらに、エンジントルク、エンジンイナーシャ等の考慮によって制御内容が複雑且つ精密なものとなってコストアップに繋がるという問題や、クラッチを滑らせる構成であるためクラッチ負荷が大きいことからクラッチのサイズ大型化、供給油量の増化を必要とし、重量増加に伴う馬力損失の要因となる課題を有している。

また、上記２つの手段を組み合わせて変速制御装置を構成する場合においても、結果的にエンジン回転数が適正回転数に下がるまでの時間にクラッチを滑らせる制御を行うこととなるため、２つの手段が有する変速時間が長くなるという問題、制御内容の複雑化および精密化に伴う問題、あるいはクラッチ負荷が大きくなることに対する問題等が解消されるものでない。

上記問題に鑑みて本発明は、変速ショックが軽減されるとともに変速時間を短縮可能とし、且つ簡易な構成による車両用変速制御装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る車両用変速制御装置は、エンジンと、変速操作に応じて回転作動するシフトスピンドルの回転に同期して噛合する歯車列の結合状態を変更し、エンジンからの動力の変速を行う変速機と、変速操作に同期してエンジンの回転数を減速させるブレーキ装置とを有する車両用変速制御装置において、ブレーキ装置をシフトスピンドルに連動連結されてシフトスピンドルの回転と同期作動するように構成し、エンジンからの動力を変速機に伝達するプライマリドリブンギヤに噛合する歯車を有する歯車軸を制動するように構成している。

また、ブレーキ装置を、シフトスピンドルの回転に連動回転し、一端にカム面を有するシフタプレートと、シフタプレートのカム面と対向する側に設けられ、シフタプレートのカム面に当接してシフタプレートを軸方向に押圧可能とするカム面を有するとともに回転自在で軸方向移動不能に保持された固定カムと、固定カムがシフタプレートのカム面を押し出す際に固定カムの回転を阻止する一方向クラッチとから構成することが好ましい。

また、変速操作に応じて回転したシフトスピンドルを該変速操作の解除とともに該変速操作前の位置まで復帰回転するように構成し、この復帰回転に伴ってブレーキ装置による制動が解除されるように構成することが好ましい。また、シフトスピンドルを変速操作においてシフトアップ操作とシフトダウン操作とで反対方向に回転するように構成し、シフタプレートがシフトアップ操作されたときのシフトスピンドルの回転に対してのみ連動回転するように構成してもよい。

また、変速機にプライマリドリブンギヤによるエンジンの動力伝達を解除するクラッチ装置を設け、ブレーキ装置による制動を変速時においてクラッチ装置により動力伝達を解除する期間内で完結するように構成することが好ましい。また、変速機を歯車列に設けたドグクラッチの係合凸部と係合凹部の係脱状態の変更により歯車列の結合状態の変更を行うドグクラッチ式変速機とし、ブレーキ装置による制動を変速時においてドグクラッチ式変速機の係合凸部と係合凹部の係合が解除されてから係合されるまでの期間内で完結するように構成してもよい。

上記構成の本発明に係る車両用変速制御装置は、クランクシャフトからの動力を伝達するプライマリドリブンギヤと噛合する歯車を備えた歯車軸の回転を制動するように構成されていることから、歯車軸からプライマリドリブンギヤを介してクランクシャフトに制動トルクを発揮させることができる。これにより、変速操作を試みてシフトスピンドルを操作すれば、エンジン回転数を低下させるブレーキ装置が作動するため、変速するに適正のエンジン回転数まで短期間で低下させることができ、変速ショックを軽減させた変速動作を時間短縮して行うことができる。

また、ブレーキ装置をシフトスピンドルに連動連結してシフトスピンドルの回転と同期作動させ、歯車軸と機械的に連結されるクランクシャフトに制動トルクを発揮させてエンジン回転数を低下させるように構成されている。このように、本発明によれば、構成および作用が機械的なものとされて電気的制御を必要としないため、簡易な構成によって変速制御装置を提供することができる。具体的には、上記したようなシフタプレートおよび固定カムによってシフトスピンドルの回転動をシフタプレートの直動に変換するカム機構を利用してブレーキ装置を作動させることにより、電気的制御を必要としない簡易な構成によって変速制御装置を提供することができる。

変速機にプライマリドリブンギヤによるエンジンからの動力を切断するクラッチ装置を設け、ブレーキ装置による制動をクラッチ装置により動力伝達が解除される期間内で完結する構成としている。即ち、クラッチによるトルク伝達が停止されている状態でエンジン回転数を適正回転数まで低下させるため、クラッチを滑らせながら接続させる方法をとらずとも、変速ショックを軽減させて変速でき、複雑な電気制御あるいは徐々にクラッチを接続させるためのクラッチレバー操作を不要とすることができる。

変速機がドグクラッチ式である場合に、エンジン回転数を適正回転数まで低下させるためのブレーキ装置の制動を、ドグクラッチの係合凸部と係合凹部の係合が解除されてから他の係合凸部と係合凹部が係合されるまでの期間内で完結する構成としている。ここで、ドグクラッチ式変速機において係合凸部と係合凹部が解除されてから係合されるまでの期間は、ギヤ中立状態となっている。このため、係合凸部と係合凹部の係合が解除されている間に適正回転数までブレーキ装置によりエンジン回転数が下がれば、クラッチ装置を接としたまま、即ち、クラッチレバーによるクラッチ装置の断操作を必要とせずに、変速ショックのない変速を行うことができる。従って、変速ショックを軽減させた変速制御において、変速時間のさらなる短縮化とともに運転操作の省力化を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る車両用変速制御装置は、エンジンおよび変速機からなる車両の駆動装置と、駆動装置に取り付けられるブレーキ装置とから構成される。図１，図２に本発明に係る車両用変速制御装置を適用した二輪車の駆動装置Ｄを示しており、まず例示の駆動装置Ｄについて概略説明する。駆動装置Ｄは、並列４気筒のエンジンＥと６段変速可能な変速機ＴＭとを備え、エンジンＥのクランクシャフト１３の回転をプライマリギヤ列４０を介して連結される変速機ＴＭで変速して駆動スプロケットＳＰに伝達するように構成されている。そして、駆動スプロケットＳＰからチェーンＣＨを介して後輪に回転駆動力が伝達されるように構成されている。

エンジンＥは、それぞれ円筒状のシリンダ内周面を有した４つのシリンダボディ１０と、それぞれのシリンダボディの上面を覆って取り付けられたシリンダヘッド１１と、それぞれのシリンダ内周面に軸方向に摺動可能に嵌合してシリンダボディ内に配設されたピストン１２と、シリンダボディを支持するハウジング内にシリンダ軸と直交する方向に延びるとともに回転自在に支持されたクランクシャフト１３と、それぞれの先端部がピストン１２に枢結されるとともに基端部がクランクシャフト１３のクランク部に枢結されたコネクティングロッド１４とを有して構成され、ピストン１２の往復動に伴ってクランクシャフト１３が回転駆動されるようになっている。

シリンダヘッド１１には、点火プラグ２１および燃料噴射装置（図示せず）が取り付けられており、シリンダボディ１０内において、シリンダヘッド１１とピストン１２とで囲まれた燃焼室１５内に燃料噴射装置により圧縮空気と燃料との混合気を噴射して点火プラグ２１により点火燃焼させるようになっている。さらに、シリンダヘッド１１には、吸気バルブ２３，２３と、図１において吸気バルブ２３，２３の奥側に配設される排気バルブ２４，２４とが、双方バネにより閉止方向に付勢されて取り付けられており、吸気バルブ２３，２３はシリンダヘッド１１に形成された吸気通路２３ａ，２３ａを開閉し、排気バルブ２４，２４は同様にして排気通路を開閉する。

エンジンＥは、ピストン１２が往復する間に吸気、圧縮、燃焼、排気工程が行われ、これに併せて吸気バルブ２３および排気バルブ２４が開閉作動される。このような吸気バルブ２３の作動はクランクシャフト１３と平行に配設されて回転自在の吸気側カムシャフト２５の回転に伴って行われ、排気バルブ２４の作動は同じくクランクシャフト１３と平行に配設されて回転自在の排気側カムシャフト２６の回転に伴って行われる。クランクシャフト１３、吸気側カムシャフト２５、および排気側カムシャフト２６の右端には、第１スプロケット３１、第２スプロケット３２、および第３スプロケット３３がそれぞれ設けられるとともに、これらスプロケット３１〜３３にカムチェーン３４が掛け渡されており、クランクシャフト１３の回転によって両カムシャフト２５，２６が回転し、吸気バルブ２３および排気バルブ２４の開閉作動が行われるように構成されている。

また、吸気通路２４ａの吸気ポート（図示せず）にはキャブレータが接続されており、キャブレータにはスロットルバルブを兼ねたベンチュリーピストン（図示せず）がスロットルワイヤを介してスロットルグリップ（図示せず）に連結されている。この構成により、スロットルグリップの操作に応じてベンチュリーピストンが昇降し、燃焼室１５への吸気量を調整できるようになっている。

クランクシャフト１３の左端には、チェーンを介して図示しないスタータモータに連結されるとともにワンウェイクラッチを備えて構成されるスタータモータドリブンスプロケット３５と、クランクシャフト１３の回転により駆動される発電機３６が設けられている。

クランクシャフト１３にはプライマリドライブギヤ４１が一体形成されており、プライマリドライブギヤ４１は後述する変速機ＴＭの入力軸４３上に相対回転自在に設けられるプライマリドリブンギヤ４２と噛合し、クランクシャフト１３の回転が変速機の入力軸４３に伝達可能に構成されている。なお、プライマリドリブンギヤ４２には、クランクシャフト１３と一体のプライマリドライブギヤ４１との噛合におけるバックラッシュを抑えるためのダンパスプリング４２ａが設けられている。

変速クラッチＣＬは、入力軸４３の上に回転自在に配設されたプライマリドリブンギヤ４２と入力軸４３とを係脱するもので、プライマリドリブンギヤ４２に結合されたクラッチアウタ５１と、入力軸４３にスプライン結合されたクラッチセンタ５２と、クラッチアウタ５１に連結されたクラッチプレートおよびクラッチセンタ５２に連結された摩擦プレートを交互に重ねて配置した多板クラッチ部５３と、多板クラッチ部５３に対向するプレッシャープレート５４と、プレッシャープレート５４を多板クラッチ部５４に押し付ける方向に付勢するバネ５５とから構成されており、常にはバネ５６の作用により多板クラッチ部５４が押し付けられてクラッチ接続状態とされるとともに、図示しないクラッチレバーの操作により、バネ５６の付勢力に抗してプレッシャープレート５５が多板クラッチ部５４から離れる方向に移動してクラッチ切断状態とされる。

変速機ＴＭは、図３に示すように、クランクシャフト１３と平行に配設された入力軸４３および出力軸４４と、入出力軸４３，４４間に並列配設された第１速〜第６速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ６からなる歯車列Ｇとを有して構成され、出力軸４４の端部には駆動スプロケットＳＰが取り付けられている。

第１速〜第６速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ６は、入力軸４３上に設けられた第１〜第６速駆動ギヤＭ１〜Ｍ６と、出力軸４４上に設けられてそれぞれ第１〜第６速駆動ギヤに常時噛合した状態の第１〜第６速従動ギヤＣ１〜Ｃ６とから構成される。なお、本実施例においては、歯車列Ｇに後述のように係合凸部、係合凹部が形成されており、係合凸部と係合凹部の係脱状態を変更させて入力軸４３から出力軸４４へ回転を伝達する歯車列を変更するドグクラッチ式変速機とされている。

第１速駆動ギヤＭ１は入力軸４３と一体に形成され、第２速駆動ギヤＭ２は入力軸４３にスプライン結合されている。第３速駆動ギヤＭ３と第４速駆動ギヤＭ４は、入力軸４３の略央部に配設されて断面Ｈ字状の中央駆動ギヤＭＣとして一体形成されており、図示左方に第３速駆動ギヤＭ３が、右方に第４速駆動ギヤＭ４が位置している。この中央駆動ギヤＭＣは入力軸４３にスプライン結合されているとともに、第５係合凸部６５ａ、第６係合凸部６６ａが形成され、両ギヤＭ３，Ｍ４の間に第１フォーク溝７１が形成されている。第５速駆動ギヤＭ５は入力軸４３の上に相対回転自在に配設されるとともに第５係合凹部６５ｂが形成され、第６速駆動ギヤＭ６は入力軸４３の上に相対回転自在に配設されるとともに第６係合凹部６６ｂが形成されている。

また、第１速従動ギヤＣ１は出力軸４４の上に相対回転自在に配設されるとともに第１係合凹部６１ｂが形成されており、第２速従動ギヤＣ２は出力軸４４の上に相対回転自在に配設されるとともに第２係合凹部６２ｂが形成されており、第３速従動ギヤＣ３は出力軸４４の上に相対回転自在に配設されるとともに第３係合凹部６３ｂが形成されており、第４速従動ギヤＣ４は出力軸４４の上に相対回転自在に配設されるとともに第４係合凹部６４ｂが形成されており、第５速従動ギヤＣ５は出力軸４４にスプライン結合されるとともに第１係合凸部６１ａ、第４係合凸部６４ａ、および第２フォーク溝７２が形成されており、第６速従動ギヤＣ６は出力軸４４にスプライン結合されるとともに第２係合凸部６２ａ、第３係合凸部６３ａ、および第３フォーク溝７３が形成されている。すなわち、図３に示す歯車Ｇの結合状態は、どの係合凸部も対応する係合凹部と係合しておらず、どの変速ギヤ列によっても入力軸４３の回転を出力軸４４に伝達することのないギヤ中立状態となっている。

歯車列Ｇの結合状態は、シフトチェンジ機構８０の作動により行われる。図４に示すように、シフトチェンジ機構８０は、入出力軸４３，４４等に対して平行に配設されて回転自在に支持されるシフトスピンドル８１と、一端部がシフトスピンドル８１に固定されてシフトスピンドルの回転に同期して回転するシフトプレート８２と、外周に複数条のカム溝８３ａ〜８３ｃが形成されて回転自在に支持されるシフトドラム８３と、シフトプレート８２とシフトドラム８３との間に介設されてシフトプレートの回転をシフトドラムに伝達するシフトドラムセンタ８４と、シフトドラム８３に対して平行に支持されるシフトフォークシャフト８５と、シフトフォークシャフト８５上を軸方向に摺動可能に取り付けられてそれぞれ一端がカム溝８３ａ〜８３ｃに係合する３本のシフトフォーク８６〜８８とからなり、第１シフトフォーク８６のフォーク部８６ａが第１フォーク溝７１に係合し、第２シフトフォーク８７のフォーク部８７ａが第２フォーク溝７２に係合し、第３シフトフォーク８８のフォーク部８８ａが第３フォーク溝７３に係合するように構成されている。

シフトスピンドル８１の突端部には図示しないシフトペダルが連結されており、シフトペダルが操作されると、ペダル動作に伴いシフトスピンドルが一定量回転し、この回転がシフトプレート８２およびシフトドラムセンタ８４を介してシフトドラム８３に伝達される。シフトドラム８３の回転により各シフトフォーク８６〜８８がカム溝８３ａ〜８３ｃに案内されてシフトフォークシャフト８５上を軸方向に摺動し、第１〜第３フォーク溝７１〜７３を形成する中央駆動ギヤＭＣ、第５速従動ギヤＣ５、第６速従動ギヤＣ６が適宜左右に移動する。これらギヤの左右動に伴ってドグクラッチの係脱が行われ、歯車列Ｇの結合状態が変更されるようになっている。

歯車列Ｇの結合状態の変更によって第１〜第６速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ６のいずれかを介して駆動される出力軸４４の回転は、そのまま駆動スプロケットＳＰに伝達され、チェーンＣＨを介して後輪に伝達され、後輪が駆動される。

次いで、本発明に係る車両用変速制御装置のブレーキ装置Ｂについて、図５，図６等を参照して説明する。ブレーキ装置Ｂは、端部にギヤ９１ａを一体に形成した歯車軸９１と、この歯車軸９１上に設けられる摩擦ブレーキ１００と、シフトスピンドル８１と連動連結されてシフトスピンドル８１の回転に同期して摩擦ブレーキ１００を作動させるカム機構部１１０とがブレーキハウジングＢＨ内に設けられて構成されている。このブレーキ装置Ｂは、歯車軸のギヤ９１ａとプライマリドリブンギヤ３２との噛合により、駆動装置Ｄと連結されている。

歯車軸９１は、ベアリング９２，９２により支持されて回転自在に設けられるとともに、歯車軸９１の端部に一体に形成したギヤ９１ａが入力軸４３上に設けられたプライマリドリブンギヤ４２に噛合している。このため、エンジンＥの駆動によりクランクシャフト１３から伝達される回転駆動力が、プライマリギヤ列を４０介して歯車軸９１にも伝達されるようになっている。なお、歯車軸９１はクランクシャフト１３に対してトルク減少するレシオを持った軸となるように設定されている。

摩擦ブレーキ１００は、ブレーキハウジングＢＨに固定されるアウタドラム１０１と、歯車軸９１上に設けられて歯車軸と一体に回転可能なインナドラム１０２と、アウタドラム１０１に連結されたブレーキプレートおよびインナドラム１０２に連結された摩擦プレートを交互に重ねて配置した多板ブレーキ部１０３と、最外のブレーキプレートと当接して設けられるプレッシャープレート１０４と、プレッシャープレートの軸部１０４ａ上に設けられて軸部上を摺動可能に取り付けられるリフタプレート１０５と、プレッシャープレート１０４とリフタプレート１０５との間に介設される皿バネ１０６とから構成されており、プレッシャープレート１０４を左方摺動させることによって多板ブレーキ部１０３を押し付けた状態とし、歯車軸９１の回転を制動できるようになっている。

カム機構部１１０は、シフトスピンドル８１の突端部においてシフトスピンドル８１にスプライン結合されるアーム状のスピンドルレバー１１１と、歯車軸９１と同一軸線上に位置し、左右にレバー部１１２ａ，１１２ｂを有して左レバー部１１２ａがスピンドルレバー１１１のアーム端部１１１ａに載置されて設けられているとともに、ドーナツ状に所定間隔に並ぶ左ラチェット面（カム面）１１２ｒを有して形成されるシフタプレート１１２と、ブレーキハウジングＢＨに固定して設けられ、シフタプレートの右レバー部１１２ｂを下方において係止する固定シャフト１１３と、固定シャフト１１３とシフタプレート１１２とに跨設される捩りバネ１１４と、シャフト状に形成されてシフタプレート１１２の軸心部に嵌合されるとともに、ドーナツ状に所定間隔に並んで形成されてシフタプレートの左ラチェット面１１２ｒと係合する右ラチェット面１１５ｒ（カム面）を有する固定カム１１５と、固定カム１１５の一方向のみの回転を許容するように設けられるワンウェイクラッチ１１６とから構成され、シフタプレート１１２の左端面が摩擦ブレーキ１００のリフタプレートと当接するように設けられている。

ここで、ワンウェイクラッチ１１６は、固定カム１１５の図６の左回りのみの回転を許容し、固定カム１１５の右回りの回転は阻止するように構成されている。さらに、シフタプレート１１２と固定カム１１５は互いのラチェット面１１２ｒ，１１５ｒが係合して接合状態とされているが、シフタプレート１１２が図６の左回り方向に回転力を受けるとラチェット面１１２ｒ，１１５ｒの係合がなされたままとなり、シフタプレート１１２と固定カム１１５が連れて左回りに回転する。一方、シフタプレート１１２が図６の右回り方向に回転力を受けると、左ラチェット面１１２ｒが右ラチェット面１１５ｒの傾斜を伝いながら右回り回転し、固定カム１１５は右回りの回転がワンウェイクラッチ１１６によって阻止されているため連れ回りが生じないようになっている。このようなシフタプレート１１２の右回り回転時には、左ラチェット面１１２ｒが右ラチェット面１１５ｒの傾斜を伝うことによってシフタプレート１１２が軸方向において左動することとなり、また、右ラチェット面１１５ｒのピッチだけ回転するとラチェット面１１２ｒ，１１５ｒが係合状態に復帰してシフタプレート１１２が復帰右動する。

このように構成されるカム機構部１１０により、シフトアップ操作がなされてシフトスピンドルが回転すると、シフトスピンドル８１と結合するスピンドルレバー１１１が図示左回りに回転し、スピンドルレバー１１１のアーム端部１１１ａに左レバー部１１２ａが載せ置かれたシフタプレート１１２が右回りに回転する。これに伴って、ラチェット面１１２ｒ，１１５ｒの係合状態が解除されながらシフタプレート１１２が左動し、摩擦ブレーキ１００のリフタプレート１０５が左方押圧されて摩擦ブレーキ１００が制動力を発揮する。ここで、歯車列Ｇの結合状態変更のために必要なシフトスピンドル８１の回転がなされたときに、シフタプレート１１２がラチェット面１１２ｒ，１１５ｒの１ピッチ分に相当する角度だけ回転するように構成されている。

歯車列Ｇの結合状態変更のために必要なシフトスピンドル８１の回転がなされると、ラチェット面１１２ｒ，１１５ｒが係合状態に復帰してシフタプレート１１２が右動して摩擦ブレーキ１００の制動力が解除されるとともに、固定シャフト１１３とシフタプレート１１２との間に跨設された捩りバネ１１４の付勢力によってシフト操作前の位置まで反転（左回り回転）される。この反転によってシフタプレート１１２とともに固定カム１１５も連れて回転される。同時に、シフトアップが完了するとシフトスピンドル８１はシフトペダルとともに操作前の位置まで復帰回転するように構成されている。

ここで、摩擦ブレーキ１００の皿バネ１０６は、シフタプレート１１２が所定量の回転および左動を行ってリフタプレート１０５が所定長さだけ左方摺動したときに、アウタドラム１０１の外側面１０１ａに当接するようにプレッシャープレート１０４に設けられている。このため、皿バネ１０６がアウタドラム１０１に当接した以降のシフタプレート１１２の回転および左動に対しては、リフタプレート１０５が皿バネを圧縮させるように軸部１０４ａ上を左動するとともに、プレッシャープレート１０４はこれ以上左動することがない。ここで、皿バネ１０６は圧縮時に多板ブレーキ部１０３が所定の制動力を発揮するようにセット荷重を持って設けられている。シフトスピンドル８１が歯車列Ｇの結合状態の変更に必要な角度だけ回転してシフタプレート１１２が復帰右動すると、皿バネ１０６を圧縮して左動したリフタプレート１０５も軸部上１０４ａに設けられるストッパ１０７に右動を規制されて元の位置に復帰する。

なお、シフトダウン操作が行われたときは、シフトスピンドル８１の回転に伴ってスピンドルレバー１１１が図示右回りに回転するが、レバー部１１２ａを介してシフタプレート１１２に回転が伝達されることはないため上記したラチェット面１１２ｒ，１１５ｒ、ワンウェイクラッチ１１６等の作用はない。シフトダウンが完了するとシフトスピンドル８１が操作前の位置まで復帰回転することに伴ってスピンドルレバー１１１も元の位置へ復帰回転する。

このように構成される変速制御装置の作動を、第１係合凸部６１ａと第１係合凹部６１ｂが係合した第１速段から第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂが係合する第２速段へのシフトアップを例として、図７の変速作動タイミング図における実線部を参照して説明する。

第１速段成立状態でスロットルが開かれた状態とされ、燃焼室１５への吸気量が増加してエンジン回転数が上昇すると、クランクシャフト１３〜駆動スプロケットＳＰにかけてそれぞれ回転数が上昇して車速が上昇するとともに、歯車軸９１も併せて回転される。時刻ｔ1において第２速段へのシフトアップが試みられ、このとき、クラッチレバーの操作により変速クラッチＣＬが断とされて変速クラッチＣＬによるトルク伝達が停止状態とされるとともに、シフトペダルの操作により歯車列の結合状態が第２速段成立状態へと変更される。

シフトペダルの操作がなされると、シフトスピンドル８１の回転に伴ってシフトドラム８３が回転し、時刻ｔ2において、第２シフトフォーク８７がカム溝８３ｂの案内を受けて右動することにより第５従動ギヤＣ５が中立位置に復帰して第１係合凸部６１ａと第１係合凹部６１ｂの係合が解除され、次いで時刻ｔ3において、第３シフトフォーク８８がカム溝８３ｃの案内を受けて左動することにより第６従動ギヤＣ６が左動して第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂが係合して第２速段が成立される。このように、第１係合凸部６１ａと第１係合凹部６１ｂの係合が解除されてから第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂが係合を完了するまでには所定の時間Δｔを要する。

また、シフトスピンドル８１が回転すると、この回転に伴ってスピンドルレバー１１１がシフトスピンドル８１と左回りに同一角度だけ回転する。スピンドルレバー１１１の左回り回転に伴って、上記したカム機構部１１０の作動により、ラチェット面１１２ｒ，１１５ｒの係合が解除されてシフタプレート１１２が左動し、リフタプレート１０５が左方押圧される。

リフタプレート１０５の左動により多板ブレーキ部１０３が押し付けられて歯車軸９１に制動力が発揮されると、歯車軸９１の端部に一体に設けられるギヤ９１ａと噛合するプライマリドリブンギヤ４２、プライマリドリブンギヤ４２と噛合するプライマリドライブギヤ４１が設けられるクランクシャフト１３の回転に制動力が発揮し、エンジン回転数が低下する。ここで、上記した第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂの係合直後の時刻ｔ4に、クラッチレバーを操作して変速クラッチＣＬが断から接とされ、クラッチ伝達トルクが増していくが、既にこの時点でのエンジン回転数が適正回転数との差が殆どない状態であり、クラッチ伝達トルクを増加させても二点鎖線で示すような駆動力が過駆動状態となることはなく変速ショックが生じることがない。また、適正回転数との差が殆どないことから、エンジン回転数が適正回転数となるまで変速クラッチＣＬを滑らせて徐々にクラッチ伝達トルクを増加させるような制御を行う必要もない。

クラッチレバーを操作する時刻ｔ4直後の時刻ｔ5において、エンジン回転数が適正回転数となるとともに、変速クラッチＣＬが接となる。この時刻ｔ5は、前述の従来技術である一点鎖線で示されるエンジン回転数が適正回転数となるときの時刻ｔ6よりも早い時刻となっている。

このように、本発明に係る車両用変速制御装置は、シフトスピンドル８１の回転に同期して摩擦ブレーキ１００を作動させることにより、プライマリドリブンギヤ３２に噛合するギヤ９１ａを端部に一体に設けた歯車軸９１の回転が制動されるように構成されている。このため、変速時にエンジン回転数が第２速段に適正の回転数まで短時間で低下させることができる。このため、エンジン回転数が適正回転数に下がりきらないうちに変速クラッチＣＬを接続状態とすることによって変速ショックが生じたり、エンジン回転数が適正な回転数に合うまでクラッチ接続を待つことにより変速時間が長くかかるといったことがなく、変速ショックの回避と変速時間の短縮化とを同時に図ることができる。

そしてこのブレーキ装置Ｂは、シフトペダルの操作に連動するシフトスピンドル８１の回転に同期して作動する摩擦ブレーキ１００の作動により、プライマリドリブンギヤ３２の回転を強制的に制動することによりエンジン回転数を低下させるものであって、構成およびその作動は機械的なものである。このように、本発明の車両用変速制御装置は、電気的制御を一切行うことなく簡易に構成して変速時間を短縮させ且つ変速ショックを軽減することができる。

なお、本発明に用いるブレーキ装置Ｂの作動に加えれば、ＤＢＷ等によるスロットル開度の全閉制御等を併用することにより、エンジン回転数の低下傾向はさらに大きなものとなり、変速時間を短縮することができる。ここで、変速時においてどの係合凸部も係合凹部と係合していない時間Δｔのうちに、シフトアップ先の変速段に適正のエンジン回転数まで低下させるように構成する。このような構成による本発明に係る車両用変速制御装置の変速動作タイミング図を図８に示し、以下この図面を参照して本構成例での変速動作について、上記実施例と同様に第１速段から第２速段へのシフトアップを例として説明する。

なお、本構成例においては、シフトペダルに配設されるペダル操作検出器と、このペダル操作検出器から操作信号を入力してベンチュリーピストンにスロットル開度を全閉とする全閉信号を出力するＤＢＷ制御部とが車両用変速制御装置に備えられる（図示せず）。

このようなシフトペダルの操作が行われるとＤＢＷ制御部によりスロットル閉状態とされてエンジン駆動力がゼロとされる。さらに、上記実施例と同様に、シフトペダルと連動するシフトスピンドル８１の回転に伴い、その後の時刻ｔ2において第１係合凸部６１ａと第１係合凹部６１ｂの係合が解除され、所定時間Δｔ経過後の時刻ｔ3において第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂとが係合して入力軸４３の回転が出力軸４４に伝達される。

ここで、時刻ｔ2以降においては、シフトペダルの操作が行われることによりシフトスピンドルが回転し、上記実施例と同様にしてシフトスピンドル８１に連動連結されるカム機構部１１０の作動に伴って摩擦ブレーキ１００が作動し、歯車軸９１の回転が制動され、歯車軸９１から繋がるクランクシャフト１３に制動トルクが発揮されてエンジン回転数が低下する。このようにペダル操作に連動してスロットル開度を全閉することにより、本発明の車両用変速制御装置のブレーキ装置Ｂによるエンジン回転数の第２速段の適正回転数ＮEaへの一致が上記所定時間Δｔで行われる。

このようにエンジン回転数を低下させる制御を行うことにより、第２係合凸部６２ａと第２係合凹部６２ｂとが係合したときに変速クラッチＣＬが接続状態であっても過駆動状態となることがなく、適正な駆動力となって変速ショックが回避される。このため、変速時において、変速クラッチＣＬを常時接続状態としたままで、即ちクラッチレバーの操作を必要とせずに変速ショックのない変速を行うことができ、変速ショックを軽減させた変速制御において、変速時間のさらなる短縮化とともに運転操作の省力化を図ることができる。

なお、本発明に係る車両用変速制御装置は、ペダル操作に伴って結果的にクランクシャフト１３を制動することとなるが、クランクシャフト１３に対して制動トルクを発生させるためにペダルに荷重がかかって操作の負担となることから、上記各実施例において運転者の操作負担を軽減するためのアシスト機能を備えた構成としてもよい。

なお、上記各実施例では、第１速段から第２速段へのシフトアップを例として説明したが、その他の変速段からのシフトアップ時においても同様にブレーキ装置Ｂを作動させて同様の効果を得ることができる。

また、本発明に係る車両用変速制御装置が適用される車両は、必ずしも上記実施例で説明したような二輪車に限られず、シフトスピンドルと、エンジンの回転に伴って回転する歯車と摩擦ブレーキを設けたシャフト上の歯車とを噛合可能であれば、バギーや他の一般車両の駆動装置にも同様に適用し、同様の効果を得ることができる。

本発明に係る車両用変速制御装置を示す断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置を示す側断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置の変速機を示す断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置のシフトチェンジ機構を示す断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置のブレーキ装置を示す断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置のブレーキ装置の作動を示す側断面図である。 本発明に係る車両用変速制御装置の変速動作タイミング図である。 本発明に係る車両用変速制御装置の他の構成例における変速動作タイミング図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
ＴＭ 変速機
Ｂ ブレーキ装置
Ｇ 歯車列
ＣＬ 変速クラッチ（クラッチ装置）
１３ クランクシャフト
４２ プライマリドリブンギヤ
４３ 入力軸
４４ 出力軸
６１ａ〜６６ａ 係合凸部
６１ｂ〜６６ｂ 係合凹部
８１ シフトスピンドル
９１ 歯車軸
９１ａ ギヤ
１００ 摩擦ブレーキ
１１０ カム機構部
１１１ スピンドルレバー
１１２ シフタプレート
１１５ 固定カム
１１２ｒ，１１５ｒ ラチェット面（カム面）
１１６ ワンウェイ（一方向）クラッチ

Claims (6)

1. エンジンと、
   変速操作に応じて回転作動するシフトスピンドルの回転に同期して噛合する歯車列の結合状態を変更し、前記エンジンからの動力の変速を行う変速機と、
   変速操作に同期して前記エンジンの回転数を減速させるブレーキ装置とを有する車両用変速制御装置において、
   前記ブレーキ装置は、前記シフトスピンドルに連動連結されて前記シフトスピンドルの回転と同期作動するように構成され、前記エンジンからの動力を前記変速機に伝達するプライマリドリブンギヤに噛合する歯車を有する歯車軸を制動するように構成されていることを特徴とする車両用変速制御装置。
2. 前記ブレーキ装置は、
   前記シフトスピンドルの回転に連動回転し、一端にカム面を有するシフタプレートと、
   前記シフタプレートのカム面と対向する側に設けられ、前記シフタプレートのカム面に当接して前記シフタプレートを軸方向に押圧可能とするカム面を有するとともに回転自在で軸方向移動不能に保持された固定カムと、
   前記固定カムが前記シフタプレートのカム面を押し出す際に前記固定カムの回転を阻止する一方向クラッチとを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用変速制御装置。
3. 変速操作に応じて回転した前記シフトスピンドルは、該変速操作の解除とともに該変速操作前の位置に復帰回転するように構成されており、前記復帰回転に伴って前記ブレーキ装置による制動が解除されることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
4. 前記シフトスピンドルは、前記変速操作においてシフトアップ操作とシフトダウン操作とで反対方向に回転するように構成されており、
   前記シフタプレートは、シフトアップ操作されたときの前記シフトスピンドルの回転に対してのみ連動回転するように構成されていることを特徴とする請求項２および３のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
5. 前記変速機には、前記プライマリドリブンギヤによる前記エンジンの動力伝達を解除するクラッチ装置が設けられており、
   前記ブレーキ装置による制動は、変速時において前記クラッチ装置により前記動力伝達を解除する期間内で完結することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
6. 前記変速機は、前記歯車列に設けたドグクラッチの係合凸部と係合凹部の係脱状態の変更により前記歯車列の結合状態の変更を行うドグクラッチ式変速機であり、
   前記ブレーキ装置による制動は、変速時において前記ドグクラッチ式変速機の前記係合凸部と前記係合凹部の係合が解除されてから係合されるまでの期間内で完結することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用変速制御装置。

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