JP2012211555A - シフトショック低減構造を備える車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変速機(42)と、変速機(42)への動力を断接するクラッチ(44)とを有したエンジンを備え、シフトペダル(33)の踏み込みによる一の操作に基づきクラッチ切断、シフトを連動して行い、シフトペダル(33)の戻りによる他の操作に基づきクラッチ接続を行い、シフトペダル(33)の踏み込みに連動してシフトスピンドル(124)が回転する構造とし、シフトスピンドル角度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記一の操作の操作速度を求め、前記一の操作の操作速度に応じて前記他の操作によるクラッチ接続時にエンジン回転数を制御する制御ユニット(26)を備える。
【選択図】図4
Description
この種のMT車では、「クラッチ切断」、「シフト」、「クラッチ接続」という一連の動作を行うが、シフトドラムセンサだけでシフト判定を行うと、「シフト」のときだけ、エンジン回転数が調整されることとなる。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ユーザのクラッチ操作によらず、クラッチ接続時のシフトショックを低減できる、シフトショック低減構造を備える車両を提供することにある。
例えば、カブタイプの変速機は、シフトペダル(33)を踏めばクラッチ切断・シフト、シフトペダル(33)を戻せばクラッチ接続ができる機構であり、しかも、スピンドル(124)の角度がわかればクラッチ状態・シフト状態がわかる機構となっている。
本発明によれば、前記一の操作の操作速度が検知され、前記一の操作の操作速度に応じてクラッチ接続時にエンジン回転数が制御されるため、ユーザは例えばシフトペダル(33)を早く踏んだ場合でも遅く踏んだ場合でも、シフトショックが解消できるため、シフトペダル(33)を踏込んで離すだけで細かいペダル操作・スロットル操作なしにシフトショックの少ないシフトを実現できる。
また、シフトスピンドル角度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記一の操作の操作速度を求めるため、センサ機構が簡単となる。
角度センサ(130)を設けるだけで、シフトペダル(33)の踏み込みによる前記一の操作の操作速度を容易に検知できる。
この構成では、補正係数1テーブルを設け、補正係数1を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正するだけで、スロットル開度を簡単に補正できる。
別の発明では、エンジン回転数変化率とスロットル開度の補正係数2テーブルを備え、このテーブルで求めた補正係数2を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正するようにしてもよい。
この構成では、補正係数1テーブルの他に、補正係数2テーブルを設け、補正係数1及び補正係数2を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正するだけで、スロットル開度を簡単に補正できる。
クラッチ接続中のエンジン回転数が例えば吹け上がったときでも、エンジン回転数が減少することでシフトショックが低減できる。
別の発明では、シフト中に、シフトアップと判定されると、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を減少させてもよい。
シフト中のシフトアップ時のシフトショックが低減できる。
別の発明では、シフト中に、シフトダウンと判定されると、現在のギアとシフトダウン後のギアのレシオが求められて、シフトダウン後の予測されるエンジン回転数が求められ、この予測されるエンジン回転数を目標値として、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を増加させてもよい。
シフト中のシフトダウン時のシフトショックが低減できる。
別の発明では、予測されるエンジン回転数は、クラッチ切断中処理で保存したエンジン回転数にシフトダウン後の前記レシオを乗じて求めてもよい。
クラッチ切断中処理で保存したエンジン回転数を基準とすることで、予測されるエンジン回転数を精度よく求められる。
別の発明では、シフトペダルの踏み込みによる一の操作に基づきクラッチ切断、シフトを行い、シフトペダルの戻りによる他の操作に基づきクラッチ接続を行い、シフトペダルの踏み込みに連動してシフトスピンドルが回転する構造とし、シフトスピンドル角度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記一の操作の操作速度を求めるため、操作速度を求めるためのセンサ機構が簡単となる。
別の発明では、シフトスピンドル角度変化量とスロットル開度の補正係数1テーブルを備え、このテーブルで求めた補正係数1を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正するため、補正係数1テーブルを設けるだけで簡単に補正できる。
別の発明では、エンジン回転数変化率とスロットル開度の補正係数2テーブルを備え、このテーブルで求めた補正係数2を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正するため、補正係数1テーブルの他に、補正係数2テーブルを設けるだけで、スロットル開度を簡単に補正できる。
別の発明では、シフト中に、シフトアップと判定されると、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を減少させるため、シフト中のシフトアップ時のシフトショックが低減できる。
別の発明では、予測されるエンジン回転数は、クラッチ切断中処理で保存したエンジン回転数にシフトダウン後の前記レシオを乗じて求められるため、クラッチ切断中処理で保存したエンジン回転数を基準とすることで、予測されるエンジン回転数を精度よく求めることができる。
図1は、シフトショック低減構造を備える自動二輪車を示している。この自動二輪車12は、ヘッドパイプ13に回動可能に軸支されたハンドル14と、該ハンドル14により操舵される前輪16と、駆動輪である後輪18と、運転者が搭乗するシート20と、後輪18にチェーン22を介して駆動力を供給するパワーユニット24と、該パワーユニット24の制御を行う制御ユニット(制御部)26と、始動、駆動及び回生等に供されるバッテリ28とを有する。バッテリ28は鉛蓄電池に限らず、設計条件により種々の蓄電器が使用可能である。自動二輪車12は図示しないフレームをベースに構成されており、該フレームはカバー30により覆われている。制御ユニット26及びバッテリ28はシート20の下部で、カバー30の内部に配置されている。パワーユニット24は、前輪16と後輪18の略中間で、シート20の下方やや前方に設けられている。自動二輪車12の左側でパワーユニット24の近傍には、ステップ32及びシーソー形式のシフトペダル33が設けられている。この自動二輪車12の変速方式はいわゆる4速ロータリ式であって、シフトペダル33の後方を踏み込む毎にシフトポジション値がニュートラル→1→2→3→4とシフトアップされ、逆にシフトペダル33の前方を踏み込む毎に4→3→2→1→ニュートラルとシフトダウンされる。なお、この4速ロータリ式では、変速時のクラッチ操作がシフトペダル33の操作によりシーケンス的、且つ自動的に行われ、クラッチレバー等は省略されている。
図2はパワーユニット24の断面平面図であり、左右方向が車幅方向、上方向が車両前方、下方向が車両後方に相当する。パワーユニット24は、走行駆動力を発生するエンジン34及びモータ・ジェネレータ(回転電機)36と、エンジン34のクランク軸(駆動軸)38に設けられた発進クラッチ40と、該発進クラッチ40を介してクランク軸38の回転を有段変速する変速機42と、発進クラッチ40と変速機42との間に設けられた変速用クラッチ44とを有する。モータ・ジェネレータ36はエンジンの始動時においてはクランク軸38を回転駆動させるスタータモータとして機能する。パワーユニット24は、シリンダヘッド46a、シリンダ46b及びクランクケース46cが一体的に結合されて外延部を構成している。クランク軸38は複数のベアリング48a、48b、48cによって回転自在に軸支されている。
エンジン34は、クランク軸38に連結されたコンロッド50と、コンロッド50の先端に設けられ、シリンダ46b内を往復運動するピストン52と、シリンダ46b内端部の燃焼室34aに火花を供給する点火プラグ54と、不図示のバルブを開閉動作させて燃焼室34aに対する吸排気を行うカム機構56とを有する。カム機構56はクランク軸38からタイミングチェーン56aを介して駆動される。
変速機42は、変速用クラッチ44から供給される回転を、シフトペダル33の操作に基づいて有段変速して後輪18に伝達する。この変速機42は、入力軸としてのメイン軸76と、メイン軸76に対して平行配置されたカウンタ軸100と、メイン軸76に設けられた駆動ギア102a、102b、102c及び102dと、カウンタ軸100に設けられた従動ギア104a、104b、104c及び104dと、駆動ギア102aに係合するシフトフォーク106aと、従動ギア104cに係合するシフトフォーク106bと、シフトフォーク106a、106bを軸方向にライド自在に保持する支持軸108と、シフトフォーク106a、106bの端部を溝110a、110bに沿わせながらスライドさせるシフトドラム112とを有する。駆動ギア102a、102b、102c及び102dは、この順に従動ギア104a、104b、104c及び104dと噛合している。駆動ギア102bは左右にスライドしたとき、隣接する駆動ギア102a又は102cに側面のダボが係合し、従動ギア104cは左右にスライドしたとき、隣接する従動ギア104b又は104dに側面のダボが係合する。
駆動ギア102bが左方向にスライドしたとき、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、102a及び従動ギア104aを介してカウンタ軸100に伝達される。駆動ギア102bが中立位置で従動ギア104cが左方向にスライドしたときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、従動ギア104b及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。従動ギア104cが中立位置で駆動ギア102bが右方向にスライドしたときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102b、102c及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。駆動ギア102bが中立位置で従動ギア104cが右方向に移動したときには、メイン軸76のトルクは駆動ギア102d、従動ギア104d及び従動ギア104cを介してカウンタ軸100に伝達される。このようにして、メイン軸76の回転は4段階に変速されてカウンタ軸100に伝達され、又はニュートラル状態となる。
カウンタ軸100の端部にはスプロケット118が設けられ、該スプロケット118はチェーン22を介して後輪18に回転を伝達する。また、カウンタ軸100の近傍には、非接触でカウンタ軸100の回転速度を検出する車速センサ120が設けられており、検出した回転速度を制御ユニット26に供給している。車速センサ120が検出するカウンタ軸100の回転速度は車速Vを示すことになる。
シフトペダル33の踏み込みにより変速制御が開始される(S1)。この自動二輪車12の変速方式は、上述したように、いわゆる4速ロータリ式であって、シフトペダル33の後方を踏み込む毎にシフトポジション値が以下の手順に従いニュートラル→1→2→3→4とシフトアップされ、逆にシフトペダル33の前方を踏み込む毎に4→3→2→1→ニュートラルとシフトダウンされる。本構成では、シフトペダル33の踏み込み時にシフトスピンドル角度センサ130によりシフトスピンドル124のシフトスピンドル角度が読み込まれ(S2)、シフトドラム角度センサ201によりシフトドラム角度が読み込まれ(S3)、回転数センサ200によりエンジン回転数が読み込まれる(S4)。
シフトペダル33の踏み込み速度はユーザの変速に対する意思を反映し、シフトペダル踏込み時の単位時間当たりのシフトスピンドル角度変化量が大きいとき、早くシフトを行いたい意志、あるいは単位時間当たりのシフトスピンドル角度変化量が小さいとき、ゆっくりシフトを行いたい意志、と判定できる。
このシフト中処理は、図9に示す処理フローに従って実行される。シフト中処理が開始されると(S31)、シフトアップ/シフトダウンが判定される(S32)。シフトアップ/シフトダウンの判定は、図10に示すように、シフトスピンドル角度に基づいて行われる。ついでギヤポジションが判定される(S33)。ギヤポジションの判定は、図11に示すように、シフトドラム角度に基づいて行われる。
シフト状態の判定により(S34)、シフトアップと判定されると、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を減少し(S35)、シフト中処理を終了する(S39)。また、シフト状態の判定により(S34)、シフトダウンと判定されると、現在のギアとシフトダウン後のギアのレシオ(ギア比)が求められ(S36)、シフトダウン後の予測されるエンジン回転数が求められる(S37)。
予測されるエンジン回転数は、図7のクラッチ切断中処理のS15で保存したエンジン回転数にシフトダウン後の上記レシオを乗じて求められ、この予測されるエンジン回転数を目標値として、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を増加制御し(S38)、シフト中処理を終了する(S39)。
このクラッチ接続中処理は、図12に示す処理フローに従って実行される。クラッチ接続中処理が開始されると(S41)、シフトスピンドル角度がクラッチ接続位置にあるか否かが判定され(S42)、クラッチ接続位置にあると、図13Aに示すように、シフトスピンドル角度−基準スロットルバルブ開度を示すテーブルが検索される(S43)。ついでシフトスピンドル角度に対応する基準スロットルバルブ開度を、シフトスピンドル角度変化量を基準として補正するために、図13Bに示すように、シフトスピンドル角度変化量−スロットルバルブ開度に関する補正係数1テーブルが検索され(S44)、シフトスピンドル角度変化量を基準とした補正係数1が選択(あるいは算出)される。
そして、補正係数1及び補正係数2を、基準スロットルバルブ開度に乗じて、クラッチ接続時のシフトショックを低減すべく、スロットルバルブ開度を補正し(S47)、クラッチ接続中処理を終了する(S48)。シフトスピンドル角度変化量が大きいときには、エンジン回転数の上昇を早くして、シフトスピンドル角度変化量が小さいときには、エンジン回転数の上昇を遅くゆっくりとする。クラッチ接続中のエンジン回転数をモニタすることで、例えば実回転数が所定エンジン回転数を超えたときには、エンジン回転数を減少するように補正し、エンジン回転数が例えば吹け上がったときでも、エンジン回転数が減少し、クラッチ接続時のシフトショックを低減できる。
尚、Ne変化率は図13Dに示すように「クラッチ接続中」のNe変化率である。また、「クラッチ切断中」「シフト中」のシフトダウン時は、図9にも示したように、スロットルバルブ開度制御によりエンジン回転数が上昇される。
このシフトペダル33を踏み込むと、スロットルバルブ開度が閉じられ、「クラッチ接続」に至るときには、スロットルバルブ開度が開かれて車両が加速される。「クラッチ切断」中には、図7に示す「クラッチ切断中処理」のS19でシフトスピンドル角度の変化量が求められ、上述したように、シフトスピンドル角度の変化量に基づいて、図12に示す「クラッチ接続中処理」のS44で補正係数1が求められる。
また、図12に示す「クラッチ接続中処理」のS45でNe変化率が求められ、このNe変化率に基づいてS46で補正係数2が求められる。これら補正係数1及び補正係数2を基準スロットルバルブ開度に乗じてスロットルバルブ開度が補正される。
クラッチ接続中はエンジン回転数をフィードバックして、エンジン回転制御を行う。すなわち、クラッチ接続時はエンジン回転数をモニタし、所定のエンジン回転数よりも実回転数が高い場合にはエンジン回転数を減少するように補正し、クラッチ接続時のエンジン回転数の吹け上がりが防止できる。
この場合、シフトレバーの操作量を検出するセンサを設け、該操作量に応じて変速用クラッチ44の接続状態を検出するとよい。
24 パワーユニット
26 制御ユニット
33 シフトペダル
34 エンジン
38 クランク軸(駆動軸)
42 変速機
44 変速用クラッチ
76 メイン軸
100 カウンタ軸
124 シフトスピンドル
130 シフトスピンドル角度センサ
200 回転数センサ
201 シフトドラム角度センサ
203 グリップ開度センサ
204 スロットルボディ
Claims (8)
- 変速機(42)と、変速機(42)への動力を断接するクラッチ(44)とを有したエンジン(34)を備え、シフトペダル(33)の踏み込みによる一の操作に基づきクラッチ切断、シフトを連動して行い、シフトペダル(33)の戻りによる他の操作に基づきクラッチ接続を行い、シフトペダル(33)の踏み込みに連動してシフトスピンドル(124)が回転する構造とし、シフトスピンドル角度の単位時間当たりの変化量に基づいて前記一の操作の操作速度を求め、前記一の操作の操作速度に応じて前記他の操作によるクラッチ接続時にエンジン回転数を制御する制御ユニット(26)を備えることを特徴とするシフトショック低減構造を備える車両。
- 前記シフトスピンドル角度を検知するシフトスピンドル角度センサ(130)を備えたことを特徴とする請求項1に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- シフトスピンドル角度変化量とスロットル開度の補正係数1テーブルを備え、このテーブルで求めた補正係数1を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- エンジン回転数変化率とスロットル開度の補正係数2テーブルを備え、このテーブルで求めた補正係数2を基準スロットル開度に乗じてスロットル開度を補正することを特徴とする請求項3に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- クラッチ接続中のエンジン回転数をモニタし、所定エンジン回転数を超えたときに、エンジン回転数を減少するように補正することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- シフト中に、シフトアップと判定されると、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を減少させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- シフト中に、シフトダウンと判定されると、現在のギアとシフトダウン後のギアのレシオが求められて、シフトダウン後の予測されるエンジン回転数が求められ、この予測されるエンジン回転数を目標値として、スロットルバルブ開度制御、点火噴射制御によりエンジン回転数を増加させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
- 予測されるエンジン回転数は、クラッチ切断中処理で保存したエンジン回転数にシフトダウン後の前記レシオを乗じて求められることを特徴とする請求項7に記載のシフトショック低減構造を備える車両。
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