JP2006170229A - 鞍乗型車両の変速制御装置、制御方法及び鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両発進時に変速動作を好適に行わせることができるようにすること。
【解決手段】 それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた自動二輪車の変速制御装置であって、発進制御によってクラッチの接続途中に変速機に対する変速指令が生じたか否かを判断する。そして、クラッチの接続途中にシフトアップ指令が生じたと判断される場合、自動二輪車の状態に応じて、１）変速制御プログラム２００Ｕによりクラッチを一旦切断させてシフトアップ指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、発進制御プログラム２０４により再度クラッチを接続するか（矢印２１２、２１６及び２１４）、２）変速制御プログラム２０６Ｕによってクラッチを一旦切断させてシフトアップ指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、前記所定の発進制御とは異なる制御によってクラッチを再度接続させるか（矢印２４０）、のいずれかの制御を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は鞍乗型車両の変速制御装置、制御方法及び鞍乗型車両に関し、特にアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた車両の発進時の制御に関する。

モータ等のアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた鞍乗型車両の実用化が進んでいる。こうした鞍乗型車両では、ライダーが手動で変速指令を入力すると、クラッチ及び変速機の協働により一連の変速動作が自動的に行われる。具体的には、クラッチアクチュエータにより自動的にクラッチが切断されるとともに、シフトアクチュエータにより自動的に変速機がシフトアップ又はシフトダウンされ、その後、クラッチがクラッチアクチュエータにより自動的に再接続されるようになっている（下記特許文献１参照）。
特開平１０−２８７１５０号公報

しかしながら、上記従来技術は車両走行時の変速制御を対象としており、車両発進時の変速制御には適用困難である。すなわち、車両発進時には車速が十分に上昇しておらず、クラッチの駆動側部材（例えば湿式多板クラッチではフリクションディスク）と被駆動側部材（例えば湿式多板クラッチではクラッチディスク）との回転数差が走行時よりも大きいことが多い。このため、車両走行時の変速制御をそのまま適用すると円滑な変速を行うことができず、鞍乗型車両の乗り心地が害される虞がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両発進時に変速動作を好適に行わせることができる、鞍乗型車両等の鞍乗型車両の変速制御装置、制御方法及び鞍乗型車両を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る鞍乗型車両の変速制御装置は、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた鞍乗型車両の変速制御装置であって、前記クラッチが切断されるとともに前記変速機がギアインされた停車中の前記鞍乗型車両を第１の制御によって前記クラッチを接続することにより発進させる発進制御手段と、前記発進制御手段による前記クラッチの接続途中に前記変速機に対する変速指令が生じたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記クラッチの接続途中に前記変速指令が生じたと判断される場合、前記クラッチを一旦切断するとともに、前記変速指令に応じて前記変速機に変速動作を行わせた後、前記第１の制御又は前記第１の制御とは異なる第２の制御のうち、前記鞍乗型車両の状態に応じた一方によって前記クラッチを再度接続する発進中変速制御手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る鞍乗型車両の変速制御方法は、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた鞍乗型車両の制御方法であって、前記クラッチが切断されるとともに前記変速機がギアインされた停車中の前記鞍乗型車両を第１の制御によって前記クラッチを接続することにより発進させる発進制御ステップと、前記発進制御ステップでの前記クラッチの接続途中に前記変速機に対する変速指令が生じたか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップで前記クラッチの接続途中に前記変速指令が生じたと判断される場合、前記クラッチを一旦切断するとともに、前記変速指令に応じて前記変速機に変速動作を行わせた後、前記第１の制御又は前記第１の制御とは異なる第２の制御のうち、前記鞍乗型車両の状態に応じた一方によって前記クラッチを再度接続する発進中変速制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明は、第１の制御によってクラッチを接続させ、停車中の鞍乗型車両を発進させている場合の変速制御に関する。鞍乗型車両を発進させるべくクラッチを接続している途中、すなわちクラッチが完全に接続する前に変速指令が生じると、クラッチを一旦切断するとともに、変速機に変速動作を行わせる。そして、車両状態に応じた第１の制御又は第２の制御のうち一方によってクラッチが再接続される。車両状態は、クラッチの駆動側部材と被駆動側部材との回転数差、鞍乗型車両の速度、又は鞍乗型車両に備えられた駆動源の出力（エンジンの回転数等）等であってよい。本発明によれば、発進中に変速指令が生じると、クラッチの切断及び変速機の変速動作の後、車両状態に応じて元々の発進時の制御（第１の制御）、又はそれとは異なる制御によってクラッチが再接続されるので、車両状態に応じた円滑なクラッチの再接続が可能となる。

なお、前記発進中変速制御手段は、前記第１の制御又は前記第２の制御のうち、前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材との回転数差に応じた一方によって前記クラッチを再度接続してもよい。回転数差は、例えば変速指令が生じたタイミングに計測されるものであってもよい。

また、本発明の一態様では、前記第１の制御は、前記鞍乗型車両に搭載されたエンジンの回転数と前記クラッチのクラッチ位置とを関連づけてなるテーブルに従って、前記クラッチのクラッチ位置を前記エンジンの回転数に応じて設定する制御である。

また、本発明の一態様では、前記第２の制御は、前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差と前記クラッチのクラッチ位置を変更する速度とを関連づけてなるテーブルに従って、前記クラッチのクラッチ位置を前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差に応じた速度にて変更する制御である。

また、本発明に係る鞍乗型車両は、上記いずれかに記載の変速制御装置を備えた鞍乗型車両である。鞍乗型車両は、例えば自動二輪車（電動機付き自転車・スクータを含む。）、全地形型鞍乗型車両、スノーモービル等である。鞍乗型車両は、例えばエンジン、モータ、又はそれらのハイブリッド等の各種駆動源によって駆動されてよい。鞍乗型車両は一般に鞍乗型車両重量が軽く、発進中（クラッチ完全接続前）に十分な車速が得られることが多い。このため、発進中に変速指示が入力されることが十分に想定される。本発明によれば、こうした変速指示の入力に適切に応答して、発進中の変速を好適に実現できる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の外観側面図である。同図に示す自動二輪車１０は、本発明に係る鞍乗型車両の一形態であり、前輪２２及び後輪２４を備え、前輪２２に取り付けられたフロントフォーク３０の頂部には、車両進行方向に対して横方向に延伸するハンドル２８が取り付けられている。ハンドル２８の一端にはグリップ１２及びクラッチレバー１４が取り付けられ、他端にはアクセルグリップ及びブレーキレバー（図示せず）が取り付けられている。また、自動二輪車１０の上部にはシート３２が設けられており、該シート３２にまたがってライダーが自動二輪車１０に搭乗することができる。この自動二輪車１０の構成は、周知の自動二輪車のそれと概ね同様であり、特徴の１つは、エンジン１６のクランクケース内に設けられたクラッチをモータにより動作させる、クラッチアクチュエータ１８がエンジン１６の上方、すなわち燃料タンク２６の下方に設置されていることである。さらに、特徴のもう１つは、エンジン１６のミッションケース内に設けられた変速機をモータにより動作させる、シフトアクチュエータ２０も設けられていることである。クラッチアクチュエータ１８は、その動作が制御装置４０（図２参照）によって制御され、クラッチの断接動作がクラッチアクチュエータ１８によって行われるようになっている。また、及びシフトアクチュエータ２０も、その動作が制御装置４０によって制御され、変速機のシフト動作がシフトアクチュエータ２０によって行われるようになっている。なお、クラッチレバー１４はワイヤーによりクラッチアクチュエータ１８に接続されており、クラッチレバー１４でもクラッチを断接させることができるようになっている。

図２は、自動二輪車１００に搭載された制御システムの全体構成を示す図である。制御装置１０にはセンサ・スイッチ群６２、クラッチアクチュエータ１８、シフトアクチュエータ２０が接続されている。制御装置４０にはバッテリ５４も接続されており、バッテリ５４の電力が制御装置４０に供給されている。該電力は、制御装置４０を介してクラッチアクチュエータ１８とシフトアクチュエータ２０にも供給されている。そして、該電力は制御装置４０の動作に用いられるとともに、クラッチアクチュエータ１８とシフトアクチュエータ２０の動作にも用いられている。

クラッチアクチュエータ１８は直流モータを含んで構成されており、該直流モータを正転させることによりクラッチを切断状態にしたり、逆転させることにより再び接続状態にしたり、或いは切断状態と接続状態の間の任意の状態にクラッチ位置を設定できるようになっている。また、クラッチアクチュエータ１８には抵抗器等により構成されたクラッチポテンショメータ１８ａが取り付けられており、クラッチアクチュエータ１８の状態を示す電圧、すなわちクラッチ位置を示す電圧が制御装置４０に印加され、該電圧値はクラッチ位置情報として制御装置４０で用いられるようになっている。なお、自動二輪車１０にはクラッチが１つ備えられており、発進及び変速時には、同じクラッチの作用によって、エンジン１６の回転駆動力が変速機に入力されないようにしている。

同様に、シフトアクチュエータ２０も直流モータを含んで構成されており、該直流モータを正転させることによりシフトアップさせたり、逆転させることによりシフトダウンさせたりできるようになっている。シフトアクチュエータ２０は変速機のシフトアームに取り付けられている。そして、直流モータを正転させることによりシフトアームを一方向に回転させ、逆転させることにより逆方向に回転させるようになっている。シフトアクチュエータ２０には抵抗器等により構成されたシフトポテンショメータ２０ａが取り付けられており、シフトアクチュエータ２０の状態を示す電圧、すなわちシフトアームの回転角を示す電圧が制御装置４０に印加され、該電圧値はシフトアクチュエータ回転角度情報として制御装置４０で用いられるようになっている。なお、変速機はニュートラル、１速〜５速の変速段に設定可能に構成されたものであり、例えば公知のドッグミッションである。

また、センサ・スイッチ群６２は、図３に示すように、アクセルセンサ６２ａ、フットブレーキセンサ６２ｂ、ハンドブレーキセンサ６２ｃ、ギアポジションセンサ６２ｄ、キースイッチセンサ６２ｅ、車速センサ６２ｆ、クラッチ回転数センサ６２ｇ及び６２ｈ、シフトアップスイッチ６２ｉ及びシフトダウンスイッチ６２ｊを含んでいる。アクセルセンサ６２ａはアクセル開度を検知し、そのデータを制御装置４０に入力している。また、フットブレーキセンサ６２ｂは後輪２４に取り付けられた後輪ブレーキの踏角、又は後輪ブレーキが踏まれているか否かを示すデータを制御装置４０に入力している。ハンドブレーキセンサ６２ｃは前輪２２に取り付けられた前輪ブレーキの操作量、又は前輪ブレーキが操作されているか否かを示すデータを制御装置４０に入力している。ギアポジションセンサ６２ｄは変速機に取り付けられており、現在のギア位置（シフトドラムの回転量）を示すデータを制御装置４０に入力している。キースイッチセンサ６２ｅはキースイッチの状態（オン又はオフ等）を検知し、それを示すデータを制御装置４０に入力している。車速センサ６２ｆは車速（又はそれと等価な情報）を示すデータを検出し、それを示すデータを制御装置４０に入力している。車速センサ６２ｆは、変速機のドライブ軸（カウンター軸）の回転数を車速として検出してもよいし、ドライブ軸と遊び無しに連結されているチェーン、シャフトドライブ部、タイヤホイールなどの動きの量を車速として検出してもよい。また、変速機のミドル軸（アイドラー軸）の回転数を検出し、その値に変速機の現在のギア位置（変速段）に応じた減速比を乗じて車速を得るようにしてもよい。クラッチ回転数センサ６２ｇは、クラッチの駆動側部材の回転数を検知し、それを示すデータを制御装置４０に入力している。クラッチは、ここでは湿式多板式クラッチであり、クラッチ回転数センサ６２ｇにより回転数が検知される駆動側部材は、例えばフリクションディスクである。クラッチ回転数センサ６２ｈは、クラッチの被駆動側部材（従動側部材）の回転数を検知し、それを示すデータを制御装置４０に入力している。クラッチ回転数センサ６２ｈにより回転数が検知される被駆動側部材は、例えばクラッチディスクである。制御装置４０では、クラッチ回転数センサ６２ｇ及び６２ｈから入力される回転数の差を演算し、それをクラッチ回転数差としてクラッチアクチュエータ１８の制御に用いるようにしている。なお、クラッチ回転数センサ６２ｇを設ける代わりに、エンジン１６（クランク軸）やミドル軸の回転数を検出するセンサを設け、その検出結果に所定の減速比を乗じて前記フリクションディスクの回転数を得てもよい。また、変速機がニュートラルの状態でなければ、ドライブ軸の回転数、ドライブ軸と遊び無しに連結されているチェーン、シャフトドライブ部、タイヤホイールなどの動きの量を現在のギア位置に応じた減速比で除算することにより、上記クラッチディスクの回転数を得てもよい。

シフトアップスイッチ６２ｉは、ハンドル２８のグリップ１２の近傍に設けられるものであり、ライダーが該シフトアップスイッチ６２ｉを押下することにより、シフトアップ指令（変速指令）が制御装置４０に入力されるようになっている。同様に、シフトダウンスイッチ６２ｊも、ハンドル２８のグリップ１２の近傍に設けられるものであり、ライダーが該シフトダウンスイッチ６２ｊを押下することにより、シフトダウン指令（変速指令）が制御装置４０に入力されるようになっている。

図２に戻り、制御装置４０はメインマイコン４６を中心に構成されており、センサ・スイッチ群６２、クラッチポテンショメータ１８ａ及びシフトポテンショメータ２０ａから入力される車両の状態を示す各種情報に基づき、クラッチアクチュエータ１８の動作、シフトアクチュエータ２０の動作を制御するものである。

ここで、制御装置４０の各構成要素について説明する。制御装置４０は、メインマイコン４６、電源回路４８、クラッチアクチュエータ１８を駆動するモータドライブ回路４２及びシフトアクチュエータ２０を駆動するモータドライブ回路４４を含んで構成されている。

電源回路４８はキースイッチと連動してオンするスイッチ（図示せず）と、自己保持回路４８ａを含んで構成されている。該スイッチがオンされると、電源回路４８はバッテリ５４の電圧をメインマイコン４６の駆動用電圧に変換し、メインマイコン４６に印加し始める。そして、キースイッチがオフされた後においても、該スイッチは自己保持回路４８ａによりオン状態が保持されている。そして、メインマイコン４６のシャットダウン処理が完了するまで、電源回路４８は駆動用電圧の印加を継続している。シャットダウン処理が完了すると、メインマイコン４６は自己保持回路４８ａに電力供給の停止を指示し、電源回路４８からメインマイコン４６への電力供給は停止される。

モータドライブ回路４２は、公知のＨブリッジ回路を含んで構成されている。そして、メインマイコン４６から供給されるクラッチアクチュエータドライブ信号に応じた向き及び速度にて、クラッチアクチュエータ１８を構成する直流モータを回転させるように、モータドライブ回路４２はバッテリ５４の電流を該直流モータに供給している。同様に、モータドライブ回路４４も、公知のＨブリッジ回路を含んで構成されている。そして、メインマイコン４６から供給されるシフトアクチュエータドライブ信号に応じた向き及び速度にて、シフトアクチュエータ２０を構成する直流モータを回転させるように、モータドライブ回路５２はバッテリ５４の電流を該直流モータに供給している。

メインマイコン４６は、公知のコンピュータを用いて構成されており、上述したようにセンサ・スイッチ群６２及びクラッチポテンショメータ１８ａ、シフトポテンショメータ２０ａから入力される車両の状態を示す各種情報に基いて、クラッチアクチュエータ１８及びシフトアクチュエータ２０の動作を制御している。また、キースイッチがオフにされた後、シャットダウン処理を実行し、それが終了すると電力供給の停止を自己保持回路に指示するようになっている。

以下、上記構成を有する自動二輪車１０における変速機及びクラッチの制御について詳細に説明する。

図４は、メインキーオフ時及びメインキーオン時の制御状態の遷移図である。同図に示すように、メインマイコン４６では、終了時制御プログラム１００、クラッチオフ制御プログラム１０２、クラッチオン制御プログラム１０４、シャットダウンプログラム１０６、起動プログラム１０８、起動時制御プログラム１１０が実行されるようになっている。これらのプログラムはメインマイコン４６に含まれるＲＯＭ（情報記憶媒体）に予め格納されるものである。終了時制御プログラム１００は、キースイッチ６０がオフにされたことを示すデータがキースイッチセンサ６２ｅから入力された場合に実行されるものであり、ギアイン且つクラッチオンの場合にクラッチオフ制御プログラム１０２を起動する。クラッチオフ制御プログラム１０２によりクラッチが切断状態にされると、終了時制御プログラム１００による制御が再開される。なお、ギアインは、自動二輪車１０の変速機がいずれかの変速段に入っている状態、すなわち変速機が１〜５速（ニュートラル以外）に設定されている状態を示すデータがギアポジションセンサ６２ｄから入力される場合である。また、クラッチオンは、クラッチが接続状態（クラッチオン）であることを示すクラッチ位置データがクラッチポテンショメータ１８ａの出力に基づいて得られる場合である。

また、終了時制御プログラム１００は、ギアイン且つクラッチオフ且つ停車の場合、又はニュートラル且つクラッチオフの場合にクラッチオン制御プログラム１０４を実行する。クラッチオン制御プログラム１０４によりクラッチが接続状態とされると、続いてシャットダウンプログラム１０６が実行される。なお、クラッチオフは、クラッチが切断状態（クラッチオフ）であることを示すクラッチ位置データがクラッチポテンショメータ１８ａの出力に基づいて得られる場合である。停車は、車速センサ６２ｆから入力される車速データが所定速度（例えば時速３ｋｍ）以下を示す状態が所定時間（例えば３秒）以上継続する場合である。ニュートラルは、自動二輪車１０の変速機がニュートラルに入っている状態を示すデータがギアポジションセンサ６２ｄから入力される場合である。また、終了時制御プログラム１００は、ニュートラル且つクラッチオンの場合、シャットダウンプログラム１０６を起動する。さらに、キースイッチ６０がオンにされたことを示すデータが終了時制御の最中に入力されると、起動プログラム１０８を実行する。

クラッチオフ制御プログラム１０２は、所定パターンのクラッチアクチュエータドライブ信号をモータドライブ回路４２に供給し、クラッチアクチュエータ１８の直流モータ１８ａを正転させてクラッチを切断状態にする制御プログラムである。一方、クラッチオン制御プログラム１０４は、所定パターンのクラッチアクチュエータドライブ信号をモータドライブ回路４２に供給し、直流モータ１８ｂを逆転させてクラッチを接続状態にする制御プログラムである。

シャットダウンプログラム１０６は、メインマイコン４６の動作を停止させる処理であり、ここでは特に自己保持回路４８ａに電力供給停止を指示する信号を供給する。これにより、電源回路４８からメインマイコン４６への電力供給が停止される。

起動プログラム１０８は、停車時又は終了時制御プログラム１００の実行中に自動二輪車１０のキーがキースイッチ６０に差し込まれ、オン側に回された場合（メインキーオン）に実行されるものである。キースイッチ６０にキーが差され、オン側に回されたことはキースイッチセンサ６２ｅの出力から判断される。起動プログラム１０８は、制御装置４０の各部を初期化するとともに、自動二輪車１０の変速機がニュートラルになっているか否かを判断する。そして、ニュートラルの場合は通常制御（図５に示す停車状態プログラム２０２）に移行する。起動プログラム１０８は、さらに起動時に自動二輪車１０の変速機がギアインしていれば、起動時制御プログラム１１０を起動する。起動時制御プログラム１１０は、ブレーキの動作がされるか否かを監視し、ブレーキが動作すると（ブレーキオンすると）クラッチオフ制御プログラム１０２を起動する。これによりクラッチが切断状態とされると、起動時制御プログラム１１０による制御が再開され、ギアイン且つクラッチオフであれば通常制御（図５に示す停車状態プログラム２０２）に移行する。なお、ブレーキの動作がされるか否かは、フットブレーキセンサ６２ｂ及びハンドブレーキセンサ６２ｃからの入力によって判断される。具体的には、後輪ブレーキが動作中である旨のデータがフットブレーキセンサ６２ｂから入力されるか、前輪ブレーキが動作中である旨のデータがハンドブレーキセンサ６２ｃから入力される場合に、ブレーキが動作していると判断する。ここでは、前輪又は後輪ブレーキのいずれかが動作中であれば自動二輪車１０のブレーキが動作中であると判断するが、両方のブレーキが動作中でなければ自動二輪車１０のブレーキが動作中でないと判断するようにしてもよい。

次に、図５は、自動二輪車１０の通常制御を示す制御状態の遷移図である。メインマイコン４６では、図２に示すメインキーオン時の制御を終了すると、図５に示す制御を実行するようになっている。図５に示すように、メインマイコン４６では、変速制御プログラム２００Ｕ，２００Ｄ，２０６Ｕ並びに２０６Ｄ、停車状態プログラム２０２、発進制御プログラム２０４及び走行状態プログラム２０８が実行されるようになっている。これらのプログラムもメインマイコン４６に含まれるＲＯＭ（情報記憶媒体）に予め格納されるものである。制御装置４０の通常制御には、停車モード、発進モード及び走行モードが用意されており、このうち停車モードは停車状態プログラム２０２と変速制御プログラム２００Ｕ及び２００Ｄにより実現される。また、発進モードは発進制御プログラム２０４により実現される。さらに、走行モードは走行状態プログラム２０８と変速制御プログラム２０６Ｕ及び２０６Ｄにより実現される。

まず、停車状態プログラム２０２は、起動プログラム１０８、起動時制御プログラム１１０、変速制御プログラム２００Ｕ又は２００Ｄ、走行状態プログラム２０８の指示によって車両制御を開始するものであり、変速機及びクラッチの状態を維持する。そして、変速機がニュートラルに設定された状態でシフトアップスイッチ６２ｉが押下されたと判断すると、直ちに変速制御プログラム２００Ｕに制御を移行させる（矢印２１８）。また、変速機が１速から５速の間に設定された状態でシフトダウンスイッチ６２ｊが押下されたと判断すると、直ちに変速制御プログラム２００Ｄに制御を移行させる（矢印２２０）。さらに、エンジン回転数が所定値ｎ３（図７参照）以上であって、変速機が１速から５速の間に設定されており、且つ発進禁止条件に車両状態が当てはまっていないと判断すると、直ちに発進制御プログラム２０４に制御を移行させる（矢印２１４）。ここで、発進禁止条件とは、１）変速機が３速以上に設定された状態で、所定速度（例えば３ｋｍ／ｈ）以下の車速が所定時間（例えば３秒）以上継続した場合（３速以上で停車したと判断される場合）、２）エンジン１６の冷却水の温度が所定温度（例えば４０℃）以下であり、アクセルセンサ６２ａが示すアクセル開度が所定開度以下の場合（ファーストアイドル中と判断される場合）である。

変速制御プログラム２００Ｕは、クラッチが接続（オン）していれば切断（オフ）し、１速だけ変速機をシフトアップさせる制御を行う。具体的には、所定パターンのクラッチアクチュエータドライブ信号をモータドライブ回路４２に供給し、それによりクラッチアクチュエータ１８を駆動させる。この結果、クラッチが切断する。また、所定パターンのシフトアクチュエータドライブ信号をモータドライブ回路４４に供給し、それによりシフトアクチュエータ２０を駆動させる。この結果、変速機がシフトアップする。変速制御プログラム２００Ｕは上記制御（クラッチオフ及びシフトアップ）を終えると、停車状態プログラム２０２に制御を移行させる（矢印２１６）。

同様に、変速制御プログラム２００Ｄは、クラッチが接続（オン）していれば切断（オフ）し、１速だけ変速機をシフトダウンさせる制御を行う。そして、この制御（クラッチオフ及びシフトダウン）を終えると、停車状態プログラム２０２に制御を移行させる（矢印２２２）。

発進制御プログラム２０４は、停車状態プログラム２０２からの指示に従って車両制御を開始するものであり、エンジン回転数を取得し、該エンジン回転数に応じたクラッチ位置となるようクラッチアクチュエータ１８を駆動する、発進制御を行うものである。具体的には、メインマイコン４６ではエンジン１６の回転数とクラッチのクラッチ位置とを関連づけてなるテーブル（図６及び図７参照）に従って、クラッチ位置をエンジン１６の回転数に応じて設定するようにしている。発進制御の途中、エンジン回転数が所定値ｎ’（ｎ’≦ｎ３）以下になった判断すると、直ちに停車状態プログラム２０２に制御を移行させる（矢印２３８）。また、発進制御中にシフトアップスイッチ６２ｉが押下された場合、変速機が１速から４速の間に設定されており、且つクラッチ回転数差が所定値Δｎ（Δｎは、第２の制御（通常走行変速時の半クラッチ制御）でクラッチを接続してもショックがほとんど発生しない値である。）以上であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２００Ｕに制御を移行させる（矢印２１２）。また、発進制御中にシフトダウンスイッチ６２ｊが押下された場合、変速機が２速から５速の間に設定されており、且つクラッチ回転数差が所定値Δｎ以上であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２００Ｄに制御を移行させる（矢印２２６）。また、発進制御中にシフトアップスイッチ６２ｉが押下された場合、変速機が１速から４速の間に設定されており、クラッチ回転数差が所定値Δｎ未満であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２０６Ｕに制御を移行させる（矢印２４０）。また、発進制御中にシフトダウンスイッチ６２ｊが押下された場合、変速機が２速から５速の間に設定されており、クラッチ回転数差が所定値Δｎ未満であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２０６Ｄに制御を移行させる（矢印２３０）。さらに、発進制御中にクラッチ回転数差が所定値Δｎ’（Δｎ’は、クラッチを接続したときにショックがほとんど発生しない値である（例えば５０ｒｐｍ））以下に収束した場合、直ちに走行状態プログラム２０８に制御を移行させる（矢印２３６）。

走行状態プログラム２０８は、発進制御プログラム２０４、変速制御プログラム２０６Ｕ及び２０６Ｄの指示によって車両制御を開始するものであり、変速機及びクラッチの状態を維持し、アクセルセンサ６２ａにより検知されるアクセル開度に応じてエンジン１６を回転させ、自動二輪車１０を走行させる。この際、シフトアップスイッチ６２ｉが押下されると、変速機が１速から４速の間に設定されており、且つシフトアップ後のエンジン回転数が予め定めた下限エンジン回転数（アンダーレブ回転数）以上であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２０６Ｕに制御を移行させる（矢印２４２）。また、シフトダウンスイッチ６２ｊが押下されると、変速機が２速から５速の間に設定されており、且つシフトダウン後のエンジン回転数が予め定めた上限エンジン回転数（オーバーレブ回転数）以下であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２０６Ｄに制御を移行させる（矢印２３２）。さらに、変速機が１速から５速の間に設定された状態でエンジン回転数が所定値ｎ’’（ｎ’’≦ｎ３）以下になると、停車状態プログラム２０２に制御を移行させる（矢印２２８）。

変速制御プログラム２０６Ｕは、走行状態プログラム２０８又は発進制御プログラム２０４の指示によって車両制御を開始するものであり、クラッチアクチュエータ１８を駆動してクラッチを一旦切断してから、シフトアクチュエータ２０を駆動して変速機をシフトアップし、その後クラッチアクチュエータ１８を駆動してクラッチを再接続する、シフトアップ制御を行うものである。クラッチ再接続の際には、クラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差とクラッチ位置の変更速度とを関連づけてなるテーブル（図１０及び図１１参照）に従って、クラッチ位置をクラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差に応じた速度にて変更するようにしている（変速制御プログラム２０６Ｄも同様である。））。シフトアップ制御が終了すると、走行状態プログラム２０８に制御を移行させる（矢印２４４）。但し、特にシフトアップ制御中に所定車速以下に自動二輪車１０の車速が低下すると、変速制御プログラム２００Ｕに制御を移行させる（矢印２１０）。

変速制御プログラム２０６Ｄは、走行状態プログラム２０８又は発進制御プログラム２０４の指示によって車両制御を開始するものであり、クラッチアクチュエータ１８を駆動してクラッチを一旦切断してから、シフトアクチュエータ２０を駆動して変速機をシフトダウンさせ、その後クラッチアクチュエータ１８を駆動してクラッチを再接続する、シフトダウン制御を行うものである。この一連の制御が終了すると、走行状態プログラム２０８に制御を移行させる（矢印２３４）。但し、特にシフトダウン制御中に所定車速以下に自動二輪車１０の車速が低下すると、変速制御２００Ｄに制御を移行させる（矢印２２４）。

以上の制御遷移に従った車両制御により、自動二輪車１０の様々な走行状態／操作状態に応じて、適切な変速制御（変速機及びクラッチの制御）が実現される。なお、図４及図５には示されていないが、メインマイコン４６では異常判定及びその対処をするためのプログラムも常駐しており、車両異常に適切に対応できるようになっている。

以下、本実施形態において特徴的な変速制御システムの発進制御、走行中の変速制御（シフトアップ制御）、及び発進中の変速制御について説明する。

まず、自動二輪車１０の発進制御について説明する。

図６は、発進制御による自動二輪車１０の状態推移を示す図である。同図（ａ）には、発進制御の開始から終了までの間のクラッチ位置の時間推移が示されている。また、同図（ｂ）には、発進制御の開始から終了までの間のクラッチの駆動側部材及び被駆動側部材の回転数の時間推移が示されている。これらの図に示されるように、停車状態プログラム２０２により発進制御プログラム２０４に制御が移行し、停車モードから発進モードに制御モードが移行すると、図７に示すテーブルに従ってクラッチ位置が制御される。すなわち、図７に示すテーブルから所定時間毎にエンジン回転数に応じたクラッチ位置を取得し、クラッチの状態がその取得したクラッチ位置となるようクラッチアクチュエータ１８を制御する。そして、クラッチ回転数差が所定値Δｎ’以下に収束すると、一定速度でクラッチを接続させる。

図７に示すように、発進制御で用いるテーブルは、エンジン回転数とクラッチ位置とを対応づけてなる（ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎ４＜ｎ５；ｃ１＜ｃ２＜ｃ３＜ｃ４＜ｃ５）。このテーブルでは、エンジン回転数ｎ１未満にはクラッチ位置ｃ５（クラッチ完全オフ）が対応づけられている。エンジン回転数ｎ１以上ｎ３未満にはクラッチ位置ｃ４及びｃ５が対応づけられている。この場合、後述する発進準備開始条件及び発進解除条件に従っていずれかのクラッチ位置が選択されるようになっている。クラッチ位置ｃ４は、エンジン１６の駆動力が後輪２４に伝達しない範囲で設定されている。

エンジン回転数ｎ３以上ｎ４未満には、クラッチ位置ｃ４乃至ｃ３の範囲のクラッチ位置が対応づけられており、エンジン回転数が上昇するにつれて、より小さな値のクラッチ位置（狭いクラッチ位置）が対応づけられるようになっている。さらにエンジン回転数ｎ４以上ｎ５未満には、クラッチ位置ｃ３乃至ｃ２の範囲のクラッチ位置が対応づけられており、エンジン回転数が上昇するにつれて、より小さな値のクラッチ位置が対応づけられるようになっている。最後に、エンジン回転数ｎ５以上には、もっとも小さな値のクラッチ位置ｃ１（クラッチ完全オン）が対応づけられている。高回転域ではクラッチを確実に接続するためである。同図に示すテーブルにより、発進制御中のエンジン回転数に応じた値にクラッチ位置が設定され、車両発進を円滑に行うことができるようになっている。

ここで、発進準備開始条件及び発進準備解除条件について説明する。発進準備開始条件は、ａ１）予め定めた発進許可ギア段（例えば１速及び２速）に変速機が設定されており、且つエンジン回転数が所定値ｎ３（図７参照）以上、又はａ２）エンジン回転数が所定値ｎ１（図７参照）以上であり、且つアクセル開度が所定量以上、である。エンジン回転数ｎ１以上ｎ３未満の場合に、上記ａ１又はａ２のいずれかの条件が満足されると、クラッチ位置ｃ４が用いられる。これにより、速やかに車両を発進させることができる。また、上記ａ２の条件では、アクセル開度が所定量以上であることを要求しているので、より円滑な制御を実現できる。一方、発進準備解除条件は、ｂ１）エンジン回転数が所定値ｎ２（図７参照）未満であり、且つアクセル開度が所定量未満、又はｂ２）エンジン回転数が所定値ｎ１（図７参照）未満、である。エンジン回転数ｎ１以上ｎ３未満の場合に、上記ｂ１又はｂ２のいずれかの条件が満足されると、クラッチ位置ｃ５が用いられる。ここでも、上記ｂ１の条件で、アクセル開度が所定量未満であることを要求しているので、より円滑な制御を実現できる。

以上の発進制御によれば、エンジン回転数の上昇に従ってクラッチ位置を確実に狭めるようにして、クラッチ回転数差が大きい車両発進時においてクラッチを確実且つ円滑に接続することができる。

次に、自動二輪車１０の走行中の変速制御（シフトアップ制御）について説明する。この制御は、上述したように変速制御プログラム２０６Ｕによって行われるものである。図８は、シフトアップ（１速から２速へのシフトアップ）制御中の車両状態の時間推移を示しており、同図（ａ）はクラッチ位置の時間推移、同図（ｂ）はシフトアクチュエータの回転角（すなわち、シフトアームの回転角）の時間推移、同図（ｃ）はギアポジションセンサ６２ｄから出力されるギア位置の時間推移を示している。これらの図に示すように、シフトアップ指令が生じると（図中タイミングｔ１）、クラッチアクチュエータ１８によってクラッチ位置は一定速度で切断される。そして、タイミングｔ１から所定待機時間Ｔが経過すると、シフトアクチュエータ２０がシフトアップ方向に駆動される。その後、ギア位置が所期のギア位置に達したことが検知されると（図中タイミングｔ２）、半クラッチ制御を開始する。すなわち、まず図９に示すテーブルに従って、タイミングｔ２におけるクラッチ回転数差に応じた値（初期値）にクラッチ位置を設定する。図９に示すテーブルでは、クラッチ回転数差とクラッチ位置の初期値とを対応づけてなるものであって、変速制御プログラム２０６Ｕは、このテーブルから取得した初期値にクラッチ位置が達するタイミングを監視している。そして、クラッチ位置が初期値に達すれば（図中タイミングｔ３）、次に、図１０に示すテーブルに従って、所定時間毎にクラッチ回転数差に応じてクラッチ位置の変更速度を取得し、取得される変更速度にてクラッチ位置を変更する（クラッチ位置を狭める。）。また、タイミングｔ３では、シフトアクチュエータ２０も初期位置に戻される。

以上の変速制御によれば、クラッチ回転数差に応じて変速中のクラッチ位置が決定されるので、走行中の変速を迅速に行うことができる。

最後に、自動二輪車１０の発進時にシフトアップがされた場合の変速制御について説明する。発進時には、発進制御プログラム２０４は、クラッチが切断されるとともに変速機がギアインされた停車中の自動二輪車１０を上記発進制御（図６参照）によってクラッチを接続することにより発進させるとともに、クラッチの接続途中に変速機に対するシフトアップ又はシフトダウン指令が生じたか否かを判断する。そして、クラッチの接続途中にシフトアップ指令が生じたと判断される場合、自動二輪車１０の状態に応じて、Ｕ１）変速制御プログラム２００Ｕによりクラッチを一旦切断させてシフトアップ指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、発進制御プログラム２０４により再度クラッチを接続するか（矢印２１２、２１６及び２１４）、Ｕ２）変速制御プログラム２０６Ｕによってクラッチを一旦切断させてシフトアップ指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、前記所定の発進制御とは異なる制御によってクラッチを再度接続させるか（矢印２４０）、のいずれかの制御を行う。

一方、クラッチの接続途中にシフトダウン指令が生じたと判断される場合、自動二輪車１０の状態に応じて、Ｄ１）変速制御プログラム２００Ｄによりクラッチを一旦切断させてシフトダウン指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、発進制御プログラム２０４により再度クラッチを接続するか（矢印２２６、２２２及び２１４）、Ｄ２）変速制御プログラム２０６Ｄによってクラッチを一旦切断させてシフトアップ指令に応じた変速動作を変速機に行わせ、前記所定の発進制御とは異なる制御によってクラッチを再度接続させるか（矢印２３０）、のいずれかの制御を行う。

図１１は、発進制御中にシフトアップ指令が発せられ、上記Ｕ１の制御が行われた場合の車両状態の時間推移を示すものであり、同図（ａ）はクラッチ位置の時間推移、同図（ｂ）はシフトアクチュエータの回転角（すなわち、シフトアームの回転角）の時間推移、同図（ｃ）はギアポジションセンサ６２ｄから出力されるギア位置の時間推移を示している。これらの図に示すように、発進制御プログラム２０４による発進制御が開始され、発進制御中にシフトアップ指令がシフトアップスイッチ６２ｉから入力されると、クラッチ回転数差を取得するとともにギア位置を取得する。そして、変速機が１速から４速の間に設定されており、且つクラッチ回転数差が所定値Δｎ以下であると判断されれば、直ちに変速制御プログラム２００Ｕに制御を移行させる（矢印２１２）。

変速制御プログラム２００Ｕでは、直ちにクラッチアクチュエータ１８を駆動して、クラッチ位置を、完全にクラッチを切断した状態に対応するクラッチ位置ＣＢからクラッチ接続方向に所定量Δだけ変化させたクラッチ位置ＣＡに設定する。さらに、変速制御プログラム２００Ｕでは、シフトアクチュエータ２０を駆動して、変速機に変速動作（シフトアップ動作）を行わせる。そして、シフトアップが完了すると、変速制御プログラム２００Ｕはシフトアクチュエータ２０を初期位置に戻すとともに、制御を停車状態プログラム２０２に移す（矢印２１６）。そして、停車状態プログラム２０２では、エンジン回転数が所定値ｎ３（図７参照）以上であって、変速機が１速から５速の間に設定されており、且つ発進禁止条件に車両状態が当てはまっていないと判断すると、直ちに発進制御プログラム２０４に制御を移行させる（矢印２１４）。その後、発進制御プログラム２０４では、図６乃至図７のテーブルを用いて、クラッチの再接続を行う。

発進制御中にシフトアップ指令が入力された際、変速機が１速から４速の間に設定されており、クラッチ回転数差が所定値Δｎ未満であると判断されれば、発進制御プログラム２０４は変速制御プログラム２０６Ｕに制御を移行させる（矢印２４０）。そして、図８乃至図１０のテーブルを用いて変速制御が行われる。

以上説明した変速制御システムによれば、発進制御プログラム２０４による発進制御中にシフトアップスイッチ６２ｉ又はシフトダウンスイッチ６２ｊにより変速操作がされると、クラッチ回転数差に応じて異なるクラッチ制御が行われるので、車両状態に応じた適切なクラッチ接続を実現して、自動二輪車１０の乗り心地を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の外観側面図である。 本発明の実施形態に係る変速制御システムのハードウェア構成を示す図である。 センサ・スイッチ群の構成を示す図である。 メインキー操作時の制御遷移図である。 通常制御の遷移図である。 発進制御を示す図である。 発進制御に用いられるクラッチ位置テーブルを示す図である。 走行中のシフトアップ制御を示す図である。 走行中のシフトアップ制御に用いられるクラッチ位置テーブルを示す図である。 走行中のシフトアップ制御に用いられるクラッチ位置変更速度テーブルを示す図である。 発進制御中のシフトアップ制御を示す図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車、１２ グリップ、１４ クラッチレバー、１６ エンジン、１８ クラッチアクチュエータ、２０ シフトアクチュエータ、２２ 前輪、２４ 後輪、２６ 燃料タンク、２８ ハンドル、３０ フロントフォーク、３２ シート、４０ 制御装置、５４ バッテリ、６２ センサ・スイッチ群、６２ａ アクセルセンサ、６２ｂ フットブレーキセンサ、６２ｃ ハンドブレーキセンサ、６２ｄ ギアポジションセンサ、６２ｅ キースイッチセンサ、６２ｆ 車速センサ、６２ｇ，６２ｈ クラッチ回転数センサ、６２ｉ シフトアップスイッチ、６２ｊ シフトダウンスイッチ、４２，４４ モータドライブ回路、４６ メインマイコン、４８ 電源回路、４８ａ 自己保持回路、１００ 終了時制御プログラム、１０２ クラッチオフ制御プログラム、１０４ クラッチオン制御プログラム、１０６ シャットダウンプログラム、１０８ 起動プログラム、１１０ 起動時制御プログラム、２００Ｕ，２００Ｄ，２０６Ｕ，２０６Ｄ 変速制御、２０２ 停車状態プログラム、２０４ 発進制御プログラム、２０８ 走行状態プログラム。

Claims (6)

1. それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた鞍乗型車両の変速制御装置であって、
   前記クラッチが切断されるとともに前記変速機がギアインされた停車中の前記鞍乗型車両を第１の制御によって前記クラッチを接続することにより発進させる発進制御手段と、
   前記発進制御手段による前記クラッチの接続途中に前記変速機に対する変速指令が生じたか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記クラッチの接続途中に前記変速指令が生じたと判断される場合、前記クラッチを一旦切断するとともに、前記変速指令に応じて前記変速機に変速動作を行わせた後、前記第１の制御又は前記第１の制御とは異なる第２の制御のうち、前記鞍乗型車両の状態に応じた一方によって前記クラッチを再度接続する発進中変速制御手段と、
   を含むことを特徴とする変速制御装置。
2. 請求項１に記載の変速制御装置において、
   前記発進中変速制御手段は、前記第１の制御又は前記第２の制御のうち、前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材との回転数差に応じた一方によって前記クラッチを再度接続する、
   ことを特徴とする変速制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の変速制御装置において、
   前記第１の制御は、前記鞍乗型車両に搭載されたエンジンの回転数と前記クラッチのクラッチ位置とを関連づけてなるテーブルに従って、前記クラッチのクラッチ位置を前記エンジンの回転数に応じて設定する制御である、
   ことを特徴とする変速制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の変速制御装置において、
   前記第２の制御は、前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差と前記クラッチのクラッチ位置を変更する速度とを関連づけてなるテーブルに従って、前記クラッチのクラッチ位置を前記クラッチの駆動側部材と被駆動側部材の回転数差に応じた速度にて変更する制御である、
   ことを特徴とする変速制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の変速制御装置を備えた鞍乗型車両。
6. それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び変速機を備えた鞍乗型車両の制御方法であって、
   前記クラッチが切断されるとともに前記変速機がギアインされた停車中の前記鞍乗型車両を第１の制御によって前記クラッチを接続することにより発進させる発進制御ステップと、
   前記発進制御ステップでの前記クラッチの接続途中に前記変速機に対する変速指令が生じたか否かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップで前記クラッチの接続途中に前記変速指令が生じたと判断される場合、前記クラッチを一旦切断するとともに、前記変速指令に応じて前記変速機に変速動作を行わせた後、前記第１の制御又は前記第１の制御とは異なる第２の制御のうち、前記鞍乗型車両の状態に応じた一方によって前記クラッチを再度接続する発進中変速制御ステップと、
   を含むことを特徴とする制御方法。
   

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