JP2007032726A - 変速装置、及びこれを備える自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の削減及び低価格化を実現しつつ、シフトアップ時にエンジンの点火タイミングを適切に制御することができる変速装置と、これを備える自動二輪車とを提供する。
【解決手段】 チェンジペダル部１０ａの操作に連動するシフトドラム１８の回転によってギヤポジションを変更するエンジンＥの変速装置１５は、シフトドラム１８の回転位置を検出するポテンショメータ３０と、該ポテンショメータ３０からの信号値が所定範囲を有する判定帯域Ａ₁，Ａ_N，Ａ₂，Ａ₃，…内に存在するか否かに基づいてギヤポジションを判定する判定部４１ａとから構成されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、チェンジペダルの操作に連動するシフトドラムの回転によってギヤポジションを変更する変速装置に関し、特に、シフトドラムの回転位置を検出するための構造に関する。

自動二輪車に備えられる変速装置は、チェンジペダルの操作に連動して回転するシフトドラムを備え、該シフトドラムの回転によってシフトフォークが作動し、ギヤポジション（ギヤの噛み合わせ）が変更されるように構成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような変速装置では、ギヤポジションに対応するシフトドラムの回転位置を検出するために接触式抵抗センサが備えられている。

一般にこの接触式抵抗センサは、シフトドラムの回転軸芯に略直交する方向へ延びたアームと、該アームの先端に接触する抵抗体とを有している。抵抗体はシフトドラムの回転に対して独立しているのに対し、アームはシフトドラムと一体回転するようになっている。このような接触式抵抗センサは、シフトドラムの回転に伴ってアームと抵抗体との接点が移動し、接点の位置に応じた電位の信号を出力する。

そして、自動二輪車などでは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）がこの接触式抵抗センサからの信号に基づいてシフトドラムの回転位置を検出すると共に、シフトドラムの回転に伴うギヤポジションの変更がシフトアップか否かも判定する。シフトアップであると判定すると、ギヤポジションの変更を補助すべく、エンジンの点火装置における点火を間引く（即ち、点火タイミングを遅らせる）ように制御する場合がある。
特開平１１−５９２１７号公報 特開２００２−２０６６２８号公報 実開平２−１０７８６７号公報

ところで、従来のように接触式抵抗センサを用いて回転後のシフトドラムの位置を検出する場合、アームがシフトドラムの回転方向及びこれに直交する方向へぶれやすいこと等により、出力信号にノイズが含まれてしまい、信号値がシフトドラムの停止位置に応じた電位に落ち着くまでに比較的長い時間を要する。しかしながら、点火を間引いてギヤポジションの変更を補助するには、シフトドラムの回転後早期にシフトアップか否かを判定する必要がある。即ち、一般にシフトアップ操作がされるのはエンジン回転数が上昇しているときであって、これは点火装置の点火の周期が短いときであるため、シフトドラムの回転開始後なるべく短時間でシフトアップの判定を行わなければ、適切な点火の間引きを行うことができない。

そこで従来、接触式抵抗センサとは別個に、シフトロッドにロードセルを設けるなどして、該ロードセルからの信号によって、操縦者によるシフトペダルの操作がシフトアップか否かを判定している。また、一般にロードセルからの信号は微弱であるため、これを増幅するためにロードセルとＥＣＵとの間にアンプが介在される。しかしながら、接触式抵抗センサ，ロードセル，及びアンプ等を全て備えると、変速装置が高価なものとなり、また部品点数の増加に伴ってメンテナンス箇所が増えてしまう。

そこで本発明は、部品点数の削減及び低価格化を実現しつつ、シフトアップ時にエンジンの点火タイミングを適切に制御することができる変速装置と、これを備える自動二輪車とを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明は、チェンジペダルの操作に連動するシフトドラムの回転によってギヤポジションを変更する変速装置であって、前記シフトドラムの回転位置を検出するポテンショメータと、該ポテンショメータからの信号値が、所定範囲を有する判定帯域内に存在するか否かに基づいてギヤポジションを判定する判定部とを備えている。

このような構成とすることにより、上記従来の接触式抵抗センサに見られたようなアームのぶれに基づくノイズの発生を抑制することができる。その結果、回転するシフトドラムが停止した後、ポテンショメータからの信号は、停止位置に応じた値に早期に落ち着く。従って、シフトアップか否かの早期判定を実現でき、点火装置による点火の間引きを適切に行ってギヤポジションの変更を確実に補助することができる。更に、このような変速装置を、従来に比して少ない部品点数で、且つ低価格により実現することができる。

なお、ポテンショメータとは、一般的に認識されている通り、対象物（ここではシフトドラム）と一体回転する入力軸を有し、該入力軸の回転角度（位相）に応じた信号（電圧）を出力するものである。そして、寸法及び分解能等が適応すれば一般に「ポテンショメータ」と称されて販売されているもののほとんどが採用可能であり、例えば、株式会社緑測器製のOrange Potや、NOVOTECH社製のポテンショメータなどを用いることができるが、ここでは更に、上述した接触式抵抗センサのように回転軸芯方向及び回転方向へのアームのぶれによるノイズが生じることがほとんどなく、入力軸の回転角度に対してほぼ正確な値を有する信号を出力する回転角度センサをも含んでいる。

また、前記判定帯域は各ギヤポジション毎に設定され、隣り合う判定帯域間には前記ギヤポジションの判定基準とされない不感帯域を設定してもよい。このような構成とすることにより、ポテンショメータからの信号に多少のノイズが含まれていても、ギヤポジションの変更直後に、隣り合うギヤポジション間で判定結果が行き来するのを防止できる。例えば、２速及び３速に夫々設定された信号値の判定帯域間に不感帯域が設けた場合は、ギヤポジションの変更直後に、ギヤポジションの判定結果が２速と３速との間で短時間中に行き来（チャタリング）するのを防止することができる。

また、前記判定部は、前記ポテンショメータからの信号値の変化率の絶対値が、所定の閾値より大きい場合に、ギヤポジションの変更ありと判定するよう構成されていてもよい。このような構成とすることにより、シフトペダルの操作に連動してシフトドラムが回転すると、短時間のうちに（例えば、変更後のギヤポジションに対応する信号を検出する以前であっても）ギヤポジションが変更されたことを判定することができる。

また、前記判定部は、前記ポテンショメータからの信号値の変化率の正負によって、ギヤポジションの変更がシフトアップ及びシフトダウンの何れであるかを判定するよう構成されていてもよい。このような構成とすることにより、シフトペダルの操作に連動してシフトドラムが回転した後、短時間のうちにギヤポジションの変更がシフトアップか否かの判定を行うことができる。

また、前記閾値は、各ギヤポジション毎に設定されていてもよい。このような構成とすることにより、隣り合うギヤポジション間に対応するシフトドラムの回転角度（位相差）が、隣り合うギヤポジションの組み合わせ毎に異なる場合であっても、どのような状態からのギヤポジションのシフトアップ変更をも適切に判定することができる。

また、エンジンの燃焼室内で燃料ガスへの点火のタイミングを決定する制御部を備え、該制御部は、前記判定部においてギヤポジションにシフトアップ変更があったと判定された場合、前記点火のタイミングを遅らせるよう構成されていてもよい。このような構成とすることにより、シフトアップ時に点火タイミングを遅らせ、即ち、点火の間引きを行い、ギヤポジションの変更を適切に補助することができる。

また、前記ポテンショメータは、前記シフトドラムと略一体回転する入力軸を有し、該入力軸と前記シフトドラムとは間に合成樹脂製のダンパが介在された状態で接続されていてもよい。このような構成とすることにより、ポテンショメータの出力信号中に生じるノイズを低減することができる。

また、前記ポテンショメータの入力軸は前記ダンパに対して締まり嵌めされていてもよい。このような構成とすることにより、ポテンショメータの入力軸とダンパとを強固に接続することができるため、ポテンショメータの出力信号中に生じるノイズをより低減することができる。

また、前記ダンパは、前記シフトドラムの軸方向一端部に形成された凹部に収容されており、前記シフトドラムには、該凹部に収容された前記ダンパの脱落を防止する係止部が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、ダンパの脱落が防止され、シフトドラムとポテンショメータとの確実な接続状態を維持することができる。

更に、本発明に係る自動二輪車は、上述したような何れかの変速装置を備えている。このような構成とすることにより、少ない部品点数で且つ低価格により、ギヤポジション及びシフトアップの有無等を適切に判定することができる変速装置を備えた自動二輪車を実現することができる。

本発明は、部品点数の削減及び低価格化を実現しつつ、シフトアップ時にエンジンの点火タイミングを適切に制御することができる変速装置と、これを備える自動二輪車とを提供することができる。

以下、本発明に係る変速装置、及びこれを備えた自動二輪車について、大型自動二輪車を例として添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態において用いる方向の概念は、自動二輪車の前進方向を前方（又は、正面）とし、その他の向きはこの前方向を基準として自動二輪車に搭乗した操縦者が通常用いる向きと一致するものとし、特別な場合はその旨記述してある。

図１は、本発明の実施の形態に係る大型自動二輪車の左側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は、所謂「アメリカンタイプ」の大型車であり、パイプ材からなる車体フレーム２の中央部にＶ型２気筒４サイクルのエンジンＥが搭載され、車体フレーム２の前部には、比較的大きなキャスター角をもって略上下方向へ延びるステアリングコラム（図示せず）が軸支されている。ステアリングコラムの上端には、操舵用のバー型ハンドル３が支持されている一方、前記ステアリングコラムの下部には、一対のフロントフォーク４（図１では左側のフロントフォークのみを図示）を介してこれらの間に配設された操向用の前輪５が軸支されている。

これにより、車体フレーム２の後側上部に取り付けられたシートＳ上に運転者が跨ってハンドル３を握り、該ハンドル３を前記ステアリングコラム回りに回動させることにより、前輪５を左右に操向することができる。また、車体フレーム２の後部には、スイングアーム６（一部のみを図示）を介して後輪７が連結されている。この後輪７は、後述する変速装置１５（図４参照）やベルト式駆動装置等を介して伝達されるエンジンＥの回転力によって回転駆動される。

図２は、図１に示した自動二輪車１のチェンジペダルとチェンジシャフトとの間のリンク機構を示す拡大図であり、図３は、図２に示したリンク機構の分解斜視図である。図２に示すように、車体左側には、左側のフットステップ８がステップホルダ９を介して車体フレーム２の下部に支持されている。なお、右側のフットステップ（図示せず）についてもこれと同様の構成であるため、ここではその説明は省略する。

フットステップ８は、ステップホルダ９によってクランクケースＣから外方へ所定間隔を空けて保持されており、フットステップ８とクランクケースＣとの間からは、上側前方へ向けて前側レバー１０が延びている。前側レバー１０の長手方向の中途部分には、略水平方向外方（即ち、クランクケースＣから離れる方向）に延びる軸１０ｃが設けられている。図３に示すように、該軸１０ｃは、ステップホルダ９が有する筒状部分９ｃを貫通すると共にこれによって軸支されている。ステップホルダ９ｃの筒状部分９ｃにはグリースが充填され、左右の開口部分の内側にはそれぞれリップシール９ａ，９ｂが装着されている。また、前側レバー１０は、上側前方へ延びるその先端部分から、略水平方向外方へ延びた棒状のチェンジペダル部１０ａを有し、このチェンジペダル部１０ａには、ゴムを含む樹脂製筒状のペダルカバー１０ｂが被せられている。

ステップホルダ９の外側に突出する前側レバー１０の軸１０ｃの先端部には、後方へ延びる後側レバー１１の基端部が外嵌されている。この後側レバー１１は、その基端部（前端部）に取付ボルト１１ｃが螺合されることにより、前側レバー１０の軸１０ｃに固定されるようになっており、その結果、前側レバー１０及び後側レバー１１は、軸１０ｃを中心にして一体回転する。後側レバー１１も前側レバー１０と同様に、後方へ延びるその先端部分（後端部分）から略水平方向外方に延びる棒状のチェンジペダル部１１ａを有し、該チェンジペダル部１１ａには、ゴムを含む樹脂製筒状のペダルカバー１１ｂが被せられている。

更に、前側レバー１０において軸１０ｃを超えて略下方へ延設された後部１０ｄには、その先端部分（後端部分）に左右方向の開孔１０ｅが穿設されている。この開孔１０ｅには、前後方向へ延びるチェンジレバーロッド１２の前端部がジョイント１２ａを介して枢支されており、前側レバー１０の後部１０ｄは、略水平方向へ向いた軸芯回りに回動自在になっている。一方、このチェンジレバーロッド１２の後端部にも同様のジョイント１２ｂが取り付けられており、チェンジレバーロッド１２は、このジョイント１２ｂを介して、略上下方向に延びるカンチレバー１３の下端部に穿設された左右方向の開孔１３ｅに、略左右方向へ向く軸回りに回動自在にして枢支されている。

図４の平断面図に示すように、変速装置１５はケース１５ａ内に収容されている。変速装置１５の後方には、ケース１５ａに設けられた軸受１４ａによって左右部分が回転自在に支持されたチェンジシャフト１４が配置されている。チェンジシャフト１４は、その左右の端部がケース１５ａから外方へ突出しており、左側の端部には、カンチレバー１３の基端部である上端部が外嵌している。カンチレバー１３とチェンジシャフト１４とは、カンチレバー１３の基端部に螺合される取付ボルト１３ａにより、一体回転するように連結されている。また、チェンジシャフト１４の右側の端部には、チェンジレバー１６が設けられ、チェンジシャフト１４と一体回転するようになっている。

図５は、エンジンＥを図４のV-V線で切断したときの構成を示す断面図である。図５に示すように、ケース１５ａ内にはチェンジシャフト１４と平行にしてシフトドラム１８が収容されている。シフトドラム１８は中空の紡錘形状であり、左右の端部１８ａ，１８ｂがケース１８に回転自在に支持され、外周面には複数条の螺旋条カム溝１８ｃが形成されている。シフトドラム１８の右側の端部１８ａには、該シフトドラム１８と一体回転するシフトカム１７が同軸芯状に連結されており、左側の端部１８ｂには、シフトドラム１８の回転位置（回転位相）を検出するためのポテンショメータ３０が接続されている。また、ケース１５ａ内には、シフトドラム１８に平行して支持軸１９ｂが設けられ、該支持軸１９ｂには、回転方向の回転と軸芯方向への摺動とが自在なようにシフトフォーク１９が支持されている。該シフトフォーク１９は、シフトドラム１８のカム溝１８ｃに係合するピン１９ａを有している。

このような構成により、例えば、シフトアップするべく（高速ギヤに入れるべく）運転者が前側レバー１０を蹴り上げ操作すると、チェンジレバーロッド１２が前方へ引かれ、その後端部に連結されたカンチレバー１３は前方（車体左側から見て時計回り）へ揺動される。一方、シフトダウンするべく（低速ギヤに入れるべく）運転者が後側レバー１１を踏み込み操作すると、チェンジレバーロッド１２が後方へ押され、カンチレバー１３は後方（車体左側から見て反時計回り）へ揺動される。このようなカンチレバー１３の揺動により、チェンジシャフト１４がカンチレバー１３と同一方向へ回転され、同時にチェンジレバー１６も同方向へ回転される。

このようなチェンジレバー１６の間欠的な回転は、シフトカム１７を、対応する方向へ所定角度だけ回転させる。そして、シフトカム１７と共にシフトドラム１８が一体的に回転され、これに伴ってシフトドラム１８のカム溝１８ａに係合するシフトフォーク１９が支持軸１９ｂに沿って摺動される。その結果、周知のように、変速装置１５のギヤ２０の組み合わせ（ギヤポジション）が変更されて変速が行われる。

図６は、シフトドラム１８の左側の端部に接続されたポテンショメータ２１と、その周辺の構成とを示す部分断面図である。図６に示すように、ケース１５ａには左右へ貫通する孔１５ｂが形成され、この孔１５ｂにおけるケース１５ａの内側部分には軸受１５ｃが設けられている。シフトドラム１８の左側の端部１８ｂは、軸受１５ｃを介してケース１５ａの孔１５ｂに支持されている。

シフトドラムの左側の端部１８ｂには、シフトドラム１８の軸芯１８ｄに沿って外側（左側）へ突出した突出部２２が設けられ、該突出部２２には軸芯１８ｄに沿って内側（右側）へ窪んだ凹部２２ａが形成されている。即ち、凹部２２ａを有する突出部２２は、シフトドラム１８と同軸芯状の円筒形状を成している。そして、凹部２２ａにはゴムを含む合成樹脂製（本実施の形態では、ポリプロピレン製）のダンパ２３が嵌着されており、該ダンパ２３にも、軸芯１８ｄに沿って内側（右側）へ窪んだ凹部２３ａが形成されている。この凹部２３ａは、横断面（軸芯１８ｄに直交する断面）が略矩形状になっている。

突出部２２は、その外周面にネジ山２２ｂが刻まれて雄ネジを構成しており、雌ネジを構成するナット２４が螺着されている。ナット２４は、外側の開口端から軸芯１８ｄ方向へ延びる係止部２４ａを有しており、突出部２２の凹部２２ａにダンパ２３が嵌着された状態でナット２４が突出部２２に螺着されると、係止部２４ａがダンパ２３の外側の端面に当接し、該ダンパ２３の凹部２２ａからの脱落を防止する。

一方、孔１５ｂには、ケース１５ａの外方からポテンショメータ３０が取付けられている。該ポテンショメータ３０は円柱状の本体部３１と、該本体部３１から径方向へ張り出したフランジ部３２と、本体部３１から同軸芯状に延びる軸部３３とから構成されている。ポテンショメータ３０は、フランジ部３２とケース１５ａの外壁面との間にシール材を兼ねるダンパ３４が介在された状態で、ネジ３５によってフランジ部３２がケース１５ａに固定されており、これによりポテンショメータ３０の軸部３３とシフトドラム１８の軸芯１８ｄとが同軸芯状に位置される。

また、フランジ部３２がケース１５ａに固定された状態で、ポテンショメータ３０の軸部３３の先端部３３ａは、シフトドラム１８に設けられたダンパ２３の凹部２３ａに圧入されている。即ち、軸部３３の先端部３３ａは、その軸芯を挟む周部が平坦に加工されて略矩形状の横断面を有し、この横断面はダンパ２３の凹部２３ａの横断面より若干大きく、従って、軸部３３の先端部３３ａはダンパ２３の凹部２３ａに圧入されて締まり嵌めされている。

このような構成により、シフトドラム１８の回転に伴って軸部３３は回転し、ポテンショメータ３０は軸部３０の回転位置（回転位相）に応じた信号を出力する。また、一般にポテンショメータ３０は、軸部３３に対して回転方向又は軸芯方向の外力が加わった場合でも、出力信号には極めてノイズが含まれにくい構成となっている。そして本実施の形態では、軸部３３がダンパ２３を介してシフトドラム１８と接続されているため、例えばシフトドラム１８の回転方向又は軸芯方向への何れの変動に対しも、ポテンショメータ３０の出力信号には更にノイズが含まれにくくなっている。

図７は、本実施の形態に係る変速装置１５のうち、ポテンショメータ３０からの信号に基づいてエンジンＥの動作を制御するための構成を示すブロック図である。図７に示すように変速装置１５は、ポテンショメータ３０からの信号を受信して様々の判定をし、且つエンジンＥの動作を制御するコントロール・ユニット４０を備えている。

コントロール・ユニット４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から成るプロセッサ４１，メモリ４２，及び入出力インタフェース４３を主に備え、メモリ４２には本実施の形態に係るエンジンＥの制御に必要な全てのプログラムが記憶されている。プロセッサ４１は、メモリ４２に記憶されたこれらのプログラムに基づいて動作することにより、ギヤポジションやシフトアップか否か等を判定する判定部４１ａとして機能し、あるいは、エンジンＥが備える点火装置５０の点火タイミングを制御する制御部４１ｂとして機能することができる。

メモリ４２には、プロセッサ４１にロードされて実行されるプログラムを記憶している他、プロセッサ４１の動作時に参照されるデータや入出力インタフェース４３を通じて外部から入力された信号等を一時的に記憶することもできる。入出力インタフェース４３は、エンジンＥに備えられた上述のポテンショメータ３０に接続され、該ポテンショメータ３０からの信号を所定のサンプリング周期で受信してプロセッサ４１又はメモリ４２へ送信する。また、入出力インタフェース４３は、エンジンＥに備えられた点火装置５０とも接続され、プロセッサ４１からの指示に基づいて点火タイミングを制御する信号を該点火装置５０へ送信する。

なお、図示しないがエンジンＥには他にも各種のセンサが搭載され、例えば、エンジンＥの回転数を検出するクランクポジションセンサや、カムの位置を検出するカム角センサ等が搭載されている。そして、これらのセンサから出力される信号は、入出力インタフェース４３を通じてコントロール・ユニット４０に受信される。

図８は、上述したような変速装置１５が、ポテンショメータ３０からの信号に基づいて、ギヤポジションの判定と点火タイミングの制御とを行う場合の、プロセッサ４１の動作を示すフローチャートである。図８に示すように、ポテンショメータ３０からの信号を所定のサンプリング周期で受信すると（Ｓ１）、プロセッサ４１はメモリ４２に記憶されたデータを参照し（Ｓ２）、運転者の前側レバー１０又は後側レバー１１（図１参照）の操作によるギヤポジションの変更の有無を判定する（Ｓ３）。ギヤポジションの変更が無いと判定した場合はステップ１からの動作に戻り、シフトダウンの操作があったと判定した場合は、メモリ４２に記憶されたデータを参照し（Ｓ４）、ポテンショメータ３０からの信号値に基づいてギヤポジションを判定する（Ｓ５）。

一方、シフトアップの操作があったと判定した場合は、燃料への点火を間引くために点火装置５０の点火タイミングを制御し（Ｓ６）、更に、上述したステップ４へ移行してメモリ４２に記憶されたデータを参照し（Ｓ４）、ギヤポジションを判定する（Ｓ５）。なお、上述した動作のうち、ステップ１乃至５についてはプロセッサ４１が判定部４１ａとして機能することにより実現され、ステップ６はプロセッサ４１が制御部４１ｂとして機能することによって実現される。

ここで、ステップ２，４において参照されるメモリ４２内のデータについて、図９及び図１０を参照しつつ説明する。便宜上、ギヤポジションを判定する際にステップ４にて参照されるデータについて先に説明する。

図９は、ギヤポジションをニュートラル（Ｎｅ）から１速，２速，…とシフトアップさせていったときのポテンショメータ３０（図６参照）の出力信号値を例示するグラフである。図９に示すように、ポテンショメータ３０からの出力信号値は、１速で最も低い値（Ｖ₁）を有し、順にニュートラル（Ｖ_N），２速（Ｖ₂），３速（Ｖ₃），…とその値は高くなっていく。また、ポテンショメータ３０といえども多少のノイズをその出力信号に含むこととなるため、ギヤポジションが変更された直後は特に信号値にブレが生じるが、短時間のうちにギヤポジションに対応する値Ｖ₁，Ｖ_N，Ｖ₂，Ｖ₃，…（以下、「対応値」という）にほぼ安定する。

また、ポテンショメータ３０からの出力信号値には、各ギヤポジションの対応値Ｖ₁，Ｖ_N，Ｖ₂，Ｖ₃，…を含み所定範囲を有する判定帯域Ａ₁，Ａ_N，Ａ₂，Ａ₃，…が設定されている。プロセッサ４１（判定部４１ａ）は、ポテンショメータ３０からの出力信号値がいずれの判定帯域に含まれる値かによって、図８のステップ５におけるギヤポジションの判定を行う。

この判定帯域は、各ギヤポジションに対応して個別に設定されており、例えば、１速の判定帯域Ａ₁と２速の判定帯域Ａ₂とは夫々のギヤポジションの特性に合った幅を有する所定範囲の値に設定されている。ここでいうギヤポジションの特性の１つとして、各ギヤポジションへシフトチェンジしたときにポテンショメータ３０からの出力信号に当初生じるブレ幅の大きさを挙げることができるが、これに加えて、又はこれに代えて、他の特性を採用して判定帯域を決定してもよい。このように各判定帯域を設定していることにより、夫々のギヤポジションの判定をより正確に行うことができる。なお、各判定帯域のうち複数（全てを含む）が同一幅を有するように設定してもよく、この場合であっても、ギヤポジションの判定は適切に行われる。

また、図９に示すように隣り合う判定帯域間には、所定の範囲を有する不感帯域Ｂ_1N，Ｂ_N2，Ｂ₂₃，…が設定されている。即ち、１速の判定帯域Ａ₁及びニュートラルの判定帯域Ａ_Nの間に不感帯域Ｂ_1N，ニュートラルの判定帯域Ａ_N及び２速の判定帯域Ａ₂の間に不感帯域Ｂ_N2，２速の判定帯域Ａ₂及び３速の判定帯域Ａ₃の間に不感帯域Ｂ₂₃，…というように、各不感帯域Ｂ_1N，Ｂ_N2，Ｂ₂₃，…が設定されている。これらの不感帯域は、プロセッサ４１がギヤポジションの判定の基準としない信号値の範囲に設定されており、ポテンショメータ３０からの出力信号が、何れかの不感帯域に含まれる値を有するとき、プロセッサ４１は何れのギヤポジションかの判定（図８のステップ５）を行わない。これにより、シフトチェンジ直後の信号値のブレにより、ギヤポジションの判定結果が、隣り合うギヤポジション（例えば、２速及び３速）の間で短時間中に行き来するのを防止することができる。

図８のステップ４においてプロセッサ４１が参照するメモリ４２内のデータとしては、上述したような各ギヤポジションの対応値Ｖ₁，Ｖ_N，Ｖ₂，Ｖ₃，…、判定帯域Ａ₁，Ａ_N，Ａ₂，Ａ₃，…、及び不感帯域Ｂ_1N，Ｂ_N2，Ｂ₂₃，…などが含まれている。

次に、図８のステップ３にてギヤポジションの変更の有無を判定する際に、事前にステップ２にて参照されるメモリ４２内のデータについて説明する。図１０は、ギヤポジションの変更の有無を判定するときに、プロセッサ４１が判定基準とする閾値を例示した表である。図１０に示すように、各ギヤポジション（１速，２速，３速，…）毎に、「正」又は「負」に分類された閾値Ｔ₀₁，Ｔ₀₂，Ｔ₀₃，…及び閾値Ｔ₁₁，Ｔ₁₂，Ｔ₁₃，…が設定されている。

図８に示すステップ３では、プロセッサ４１はこれらの閾値を基準として、図１１のフローチャートに示すようにしてギヤポジションの変更の有無を判定する。まず、ポテンショメータ３０から所定のサンプリング周期毎に受信した信号の時間変化率（図９に示すグラフの傾き）ΔＶを算出する（Ｓ１０）。具体的には、連続的に受信した２つの信号値をサンプリング周期に相当する時間で除算すればよい。そして、得られた時間変化率が正の値か負の値かを判別する（Ｓ１１）。ここで、時間変化率ΔＶが正の値の場合はシフトアップ操作が行われた可能性が示唆され、負の値の場合はシフトダウン操作が行われた可能性が示唆される。

正負の判別の後、ポテンショメータ３０から信号を受信する直前のギヤポジション（例えば、２速）とステップ１１での判別結果（例えば、正）とに関連付けられた閾値Ｔ（例えば、Ｔ₀₂）と、ステップ１０で算出された時間変化率ΔＶの絶対値とを比較する（Ｓ１２）。その結果、当該閾値Ｔよりも時間変化率ΔＶの絶対値の方が小さい場合にはギヤポジションの変更は無かったと判別する（Ｓ１３）。一方、時間変化率ΔＶの絶対値が閾値Ｔ以上であった場合には、ステップ１１の判別結果が「正」なら「シフトアップ」と判別し（Ｓ１４）、ステップ１１の判別結果が「負」なら「シフトダウン」と判別する（Ｓ１５）。

ところで、上記各閾値は、隣り合うギヤポジションの対応値の差分値（絶対値）よりも小さい値に設定されている。具体的に示すと、例えば「正」及び「２速」に関連付けられた閾値（Ｔ₀₂）は、２速及び３速の各対応値（Ｖ₂，Ｖ₃）の差分値よりも小さい値になっている。

これによれば、実際にギヤポジションの変更が行われた場合に、変更後のギヤポジションの対応値をポテンショメータ３０が出力する以前に、ギヤポジションの変更の有無、及びシフトアップから否かを判別することができる。従って、シフトアップ操作が行われた場合に、比較的短時間のうちに点火装置５０（図７参照）を制御し、点火を適切に間引く（図８のステップ６）ことが可能である。

上述した説明においてポテンショメータ３０は、一般に市場で「ポテンショメータ」と称されて販売されているもののほとんどが採用可能であり、特に、非接触式のポテンショメータは、軸部３３へ加わる外力に起因して出力信号に混入するノイズが少ない点で有利である。また、一般に言う接触式抵抗センサのようにアームのブレによって大きなノイズが生じるものでなければ、接触式のポテンショメータや他の回転角度センサを採用することも可能である。

本発明は、部品点数の削減及び低価格化を実現しつつ、シフトアップ時におけるエンジンの点火の間引きを適切に行う変速装置に適用することができる。また、この変速装置を備える自動二輪車に関しては、種々のアメリカンタイプの他、ロードスポーツタイプなど様々のタイプの自動二輪車に適用することができる。更には、自動二輪車以外にも、四輪バギーなど変速装置を搭載する他の車両にも採用することができる。

本発明の実施の形態に係る大型自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車が備えるチェンジペダルとチェンジシャフトとの間のリンク機構を示す拡大図である。 図２に示すリンク機構の分解斜視図である。 図１に示す自動二輪車の、特にチェンジシャフトとシフトドラムとを連動連結するチェンジ機構の構成を示す平面図である。 エンジンを図４のV-V線で切断したときの構成を示す断面図である。 シフトドラムの左側の端部に接続されたポテンショメータと、その周辺の構成とを示す部分断面図である。 本実施の形態に係る変速装置のうち、ポテンショメータからの信号に基づいてエンジンの動作を制御するための構成を示すブロック図である。 変速装置が、ポテンショメータからの信号に基づいて、ギヤポジションの判定と点火タイミングの制御とを行う場合の、プロセッサの動作を示すフローチャートである。 ギヤポジションをニュートラルからシフトアップさせていったときのポテンショメータの出力信号値を例示するグラフである。 ギヤポジションの変更の有無を判定するときに、プロセッサが判定基準とする閾値を例示した表である。 プロセッサがギヤポジションの変更の有無を判定するときの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 自動二輪車
１０ａ チェンジペダル部
１５ 変速装置
１８ シフトドラム
２２ａ 凹部
２３ ダンパ
２４ａ 係止部
３０ ポテンショメータ
３３ 軸部（入力軸）
４１ａ 判定部
４１ｂ 制御部
５０ 点火装置
Ａ_N，Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃ 判定帯域
Ｂ_1N，Ｂ_N2，Ｂ₂₃ 不感帯域
Ｅ エンジン

Claims (10)

1. チェンジペダルの操作に連動するシフトドラムの回転によってギヤポジションを変更する変速装置であって、
   前記シフトドラムの回転位置を検出するポテンショメータと、該ポテンショメータからの信号値が、所定範囲を有する判定帯域内に存在するか否かに基づいてギヤポジションを判定する判定部とを備えることを特徴とする変速装置。
2. 前記判定帯域は各ギヤポジション毎に設定され、隣り合う判定帯域間には前記ギヤポジションの判定基準とされない不感帯域が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
3. 前記判定部は、前記ポテンショメータからの信号値の変化率の絶対値が、所定の閾値より大きい場合に、ギヤポジションの変更ありと判定するよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速装置。
4. 前記判定部は、前記ポテンショメータからの信号値の変化率の正負によって、ギヤポジションの変更がシフトアップ及びシフトダウンの何れであるかを判定するよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の変速装置。
5. 前記閾値は、各ギヤポジション毎に設定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の変速装置。
6. エンジンの燃焼室内で燃料ガスへの点火のタイミングを決定する制御部を備え、該制御部は、前記判定部においてギヤポジションにシフトアップ変更があったと判定された場合、前記点火のタイミングを遅らせるよう構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の変速装置。
7. 前記ポテンショメータは、前記シフトドラムと略一体回転する入力軸を有し、該入力軸と前記シフトドラムとは間に合成樹脂製のダンパが介在された状態で接続されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の変速装置。
8. 前記ポテンショメータの入力軸は前記ダンパに対して締まり嵌めされていることを特徴とする請求項７に記載の変速装置。
9. 前記ダンパは、前記シフトドラムの軸方向一端部に形成された凹部に収容されており、前記シフトドラムには、該凹部に収容された前記ダンパの脱落を防止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の変速装置。
10. 上記請求項１乃至９の何れかに記載の変速装置を備えることを特徴とする自動二輪車。
    
    
    
    

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