JP2014035064A - 自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、変速動作の長時間化を抑えつつドグクラッチの衝突音をより効果的に抑制する。
【解決手段】本発明の自動変速装置５０は、ドグクラッチを介して係合する複数の変速ギアがシフトドラム４２１の回転に伴って変更される変速機構４３と、シフトアクチュエータ７０と、電圧を印加することによってシフトアクチュエータ７０を制御する制御装置９０と、を備えている。制御装置９０は、一対の変速ギア同士の係合を解除して他の一対の変速ギア同士を係合させる変速動作の際に、正および負のいずれか一方の電圧を印加することによって上記一対の変速ギア同士の係合を解除した後、上記他の一対の変速ギア同士の係合が完了する前に他方の電圧を印加する制御を実行する制動制御部９４を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両に関する。

従来から、ドグクラッチを有する有段式変速機構を備えた鞍乗型車両が知られている。また、近年、電動モータ等のアクチュエータを用いて変速機構の変速を行うようにした鞍乗型車両も知られている。このような鞍乗型車両によれば、乗員によるシフト操作を省略することができ、乗員の操作負担を軽減することができる。

ドグクラッチを有する有段式変速機構は、シフトフォークによってメイン軸の軸方向に移動される移動ギアと、メイン軸の軸方向に移動不能な固定ギアとを備えている。移動ギアおよび固定ギアのそれぞれには、突起または孔等からなる係合部が形成されている。移動ギアの係合部と固定ギアの係合部とが係合すると、移動ギアと固定ギアとが噛み合い、移動ギアおよび固定ギアは一体となって回転する。変速の際には、移動ギアがメイン軸の軸方向の一方に移動する。この移動に伴い、移動ギアの係合部は係合していた固定ギアの係合部から離れ、移動ギアの他の係合部が他の固定ギアの係合部に係合する。すなわち、いわゆるドグ抜きとドグ入りとが行われる。以下の説明では、移動ギアの係合部（例えば突起）が固定ギアの係合部（例えば孔）から離れることを「ドグ抜き」といい、移動ギアの係合部が固定ギアの係合部に係合することを「ドグ入り」ということとする。

ドグ入りのときには、衝突音が発生するおそれがある。例えば、移動ギアの係合部の先端が固定ギアの係合部の奥部に衝突することで、衝突音が発生する。この衝突音は、移動ギアの移動速度が大きいほど大きくなる傾向にある。上記衝突音を低減するために、移動ギアの移動速度を小さくするようにアクチュエータを制御することが考えられる。しかし、単に移動ギアの移動速度を小さくしただけでは、変速動作に要する時間が長くなってしまう。

特許文献１には、シフトドラムを回転させる電動モータを備えた変速制御装置において、上記衝突音を抑制するための技術が記載されている。特許文献１に記載された変速制御装置では、電動モータをデューティ制御することによってシフトドラムを回転させ、ドグ抜きおよびドグ入りを行う。上記変速制御装置では、ドグ入りの完了前に、デューティ比を０％とし（すなわち、モータ出力を零とし）、シフトドラムの回転慣性力のみを用いてドグ入りを完了することとしている。

特開２０１０−７８１１７号公報

変速前では移動ギアの係合部と固定ギアの係合部とが係合しており、両係合部間には係合力が生じている。ドグ抜きのときには、アクチュエータにより、上記係合力に打ち勝って移動ギアを移動させなければならない。上記係合力が大きい場合には、移動ギアには大きな力が加えられる。ところが、いったん両係合部の係合が解除されると、移動ギアは勢いよく移動することになり、大きな慣性力を有することになる。そのため、上記従来の変速制御装置のように、ドグ入り完了前にモータ出力を零にしただけでは、移動ギアの速度を十分に低下させることは困難であり、衝突音を効果的に低減することは難しかった。また、上記従来の変速制御装置は、回転慣性力が大きいという特性を有する変速機構に対しては、衝突音を十分に低減することは困難であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、変速動作の長時間化を抑えつつドグクラッチの衝突音をより効果的に抑制することである。

本発明に係る自動変速装置は、ドグクラッチを介して係合する複数の変速ギアを有し、係合する変速ギアの組み合わせがシフトドラムの回転に伴って変更される多段式の変速機構と、前記シフトドラムを回転させる電動のアクチュエータと、電圧を印加することによって前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備えている。そして、前記制御装置は、一対の変速ギア同士の係合を解除して他の一対の変速ギア同士を係合させる変速動作の際に、正および負のいずれか一方の電圧を印加することによって前記一対の変速ギア同士の係合を解除した後、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了する前に他方の電圧を印加する制御を実行する制動制御部を備えている。

このことによって、ドグ入り完了直前にそれまでとは逆の電圧（例えば、ドグ抜き時に正の電圧を印加していた場合は、負の電圧）をアクチュエータに印加することによって、シフトドラムに対して短時間で大きな減速効果を得ることができる。したがって、減速による変速時間の長時間化を抑えつつ、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、ドグ入り時に変速ギアが大きな慣性力をもって移動してきた場合、変速ギアに十分な制動力を与えることができる。その結果、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本発明の好ましい一態様によれば、前記自動変速装置は、前記変速ギアの移動速度を直接または間接的に検出する速度検出装置を備えている。前記制動制御部は、前記変速ギアの移動速度に基づいて、前記他方の電圧の印加時間または電圧値を決定する。

このように、変速ギアの移動速度に応じて電圧の印加時間または電圧値を決定することで、制動力を調整することができる。また、ドグ入り完了直前に上記制動力をかけることで、アクチュエータに対して素早く制動をかけることができるため、減速による変速時間の長時間化の抑制と、ドグ入り時の衝突音の低減と、を高度に両立させることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記速度検出装置は、前記アクチュエータの動作速度を検出する検出部を有している。前記速度検出装置は、前記アクチュエータの動作速度から前記変速ギアの移動速度を間接的に検出する。

変速ギアの移動速度を直接検出するよりも、アクチュエータの動作速度から変速ギアの移動速度を間接的に検出する方が容易である。そのため、変速ギアの移動速度を容易に検出することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記速度検出装置は、前記シフトドラムの回転速度を検出する検出部を有している。前記速度検出装置は、前記シフトドラムの回転速度から前記変速ギアの移動速度を間接的に検出する。

変速ギアの移動速度を直接検出するよりも、シフトドラムの回転速度から変速ギアの移動速度を間接的に検出する方が容易である。そのため、変速ギアの移動速度を容易に検出することができる。また、アクチュエータよりもシフトドラムの方が変速ギアの近傍にあるため、アクチュエータの動作速度を検出するよりも、シフトドラムの回転速度を検出する方が、変速ギアの移動速度をより精度よく検出することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記変速ギアは、メイン軸に取り付けられている。前記変速ギアは、前記メイン軸の軸方向に突出する突起または前記軸方向に凹む孔からなる係合部を備えている。前記変速ギア同士は、前記係合部同士が前記軸方向に関して重なることによって係合する。前記自動変速装置は、前記係合部同士の前記軸方向に関する重なりを直接または間接的に検出する検出装置を備えている。前記制動制御部は、前記検出装置が前記重なりを検出すると前記他方の電圧を印加する。

このような構成によって、変速ギアの係合部同士が重なってから（ドグ入り中に）制動をかけることができる。これにより、制動開始時期が早くなり過ぎることを防止することができる。その結果、変速時間の長時間化を防止することができると共に、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記検出装置は、前記アクチュエータの動作位置を検出する検出部を有している。前記検出装置は、前記アクチュエータの動作位置から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する。

係合部同士の重なりを直接検出するよりも、アクチュエータの動作位置によって係合部同士の重なりを間接的に検出する方が容易である。そのため、係合部同士の重なりを容易に検出することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記検出装置は、前記シフトドラムの回転位置を検出する検出部を有している。前記検出装置は、前記シフトドラムの回転位置から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する。

係合部同士の重なりを直接検出するよりも、シフトドラムの回転位置によって係合部同士の重なりを間接的に検出する方が容易である。そのため、係合部同士の重なりを容易に検出することができる。また、アクチュエータよりもシフトドラムの方が変速ギアの近傍にあるため、アクチュエータの動作位置を検出するよりも、シフトドラムの回転位置を検出する方が、変速ギアの係合部同士の重なりをより精度よく検出することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記検出装置は、前記アクチュエータの動作開始からの経過時間を検出する検出部を有している。前記検出装置は、前記経過時間から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する。

係合部同士の重なりを直接検出するよりも、アクチュエータの動作開始からの経過時間によって係合部同士の重なりを間接的に検出する方が容易である。そのため、係合部同士の重なりを容易に検出することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記自動変速装置は、前記変速ギアの移動速度を直接または間接的に検出する速度検出装置を備えている。前記制御装置は、正および負のいずれか一方の電圧を印加することによって前記一対の変速ギア同士の係合を解除した後、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了するまで前記一方の電圧を印加する制御を実行する通常制御部を備えている。前記制御装置は、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了する前の前記変速ギアの移動速度が所定値以上のときには、前記制動制御部による制御を実行し、前記移動速度が所定値未満のときには、前記通常制御部による制御を実行する。

このような構成によって、変速ギアの移動速度に応じて制動の有無を使い分けることができる。変速ギアの移動速度が速いときには、変速ギア同士の係合が完了する前に変速ギアを十分に制動することができる。そのことによって、変速時間の長時間化を抑制すると共にドグ入り時の衝突音を低減することができる。一方、変速ギアの移動速度が遅いときには、ドグ入り時の大きな衝突音は発生しない。よって、変速ギアの制動を省略することによって、変速時間の長時間化を避けることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、上述した構成の自動変速装置を備えた鞍乗型車両が提供される。

このことによって、変速動作の長時間化を抑えつつドグ入り時の衝突音をより効果的に抑制する自動変速装置を備えた鞍乗型車両を提供することができる。

本発明によれば、ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、変速動作の長時間化を抑えつつドグクラッチの衝突音をより効果的に抑制することができる。

第１実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 第１実施形態に係るパワーユニットの内部構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る自動二輪車の主要要素のブロック図である。 シフトアクチュエータの回転角度の変化と、シフトドラムの回転角度の変化と、変速ギアのドグ抜きおよびドグ入りを模式的に示した図である。 変速ギアのドグ入り開始の位置、ドグ入り中の位置、およびドグ入り完了直前の位置を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る自動変速装置の制御を示したフローチャートである。 第１実施形態に係る自動変速装置の一例におけるクラッチ位置、シフトアクチュエータの回転位置、変速ギアの位置、およびデューティ比の時間変化を表した図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明に係る自動変速装置を備えた自動二輪車について説明する。図１は自動二輪車１を示す側面図である。なお、本明細書では、前、後、左、右とは、後述するシート１４に着座した乗員から見た前、後、左、右をそれぞれ意味するものとする。また、図面に付した符号Ｆ、Ｒｅは、それぞれ前、後を表すものとする。

自動二輪車１は、本実施形態に係る鞍乗型車両の一例であり、所謂オンロードタイプの自動二輪車である。なお、本発明に係る鞍乗型車両は、自動二輪車１に限定されるものではなく、例えば、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、および所謂モペットタイプの自動二輪車等であってもよい。また、本発明に係る鞍乗型車両は、ＡＴＶ、四輪バギー等であってもよい。

図１に示すように、自動二輪車１は、ヘッドパイプ３と車体フレーム６とを備えている。車体フレーム６は、ヘッドパイプ３から後方に延びる左右一対の２本のフレーム部６ａを有している。なお、図１では、１本のフレーム部６ａのみが図示されている。フレーム部６ａの後部は下方に延びている。フレーム部６ａの後部には、リヤアームブラケット５が接続されている。リヤアームブラケット５には、ピボット軸２２を介してリヤアーム２１の前端部が接続されている。リヤアーム２１は、ピボット軸２２に上下方向に揺動可能に支持されている。リヤアーム２１の後端部には、後輪２３が支持されている。

フレーム部６ａの上部には、燃料タンク１３が配置されている。燃料タンク１３の後方には、乗員が着座するためのシート１４が配置されている。

ヘッドパイプ３には、フロントフォーク１０が回転自在に支持されている。フロントフォーク１０の上端には、ハンドル４が設けられている。ハンドル４には、図示しないシフトスイッチが設けられている。シフトスイッチは、シフトアップスイッチとシフトダウンスイッチとからなり、手動操作によりシフトポジションをニュートラルから最高ギア段（例えば６速ギア段）までの間で増加または減少させることができる。フロントフォーク１０の下端には、前輪１２が回転自在に設けられている。

フレーム部６ａとリヤアームブラケット５とには、パワーユニット２０が懸架されている。図２は、パワーユニット２０の内部構成を示す断面図である。図２に示すように、パワーユニット２０は、少なくとも、エンジン４５と、クラッチ４４と、変速機構４３とを有している。エンジン４５と、クラッチ４４と、変速機構４３とは、クランクケース２６に一体に組み付けられている。

本実施形態に係るエンジン４５は、燃料にガソリンを用いた内燃機関である。ただし、エンジン４５は、ガソリンエンジン等の内燃機関に限定されず、モータエンジン等であってもよい。また、エンジン４５は、ガソリンエンジンとモータエンジンとを組み合わせたものであってもよい。エンジン４５は、クランク軸２５を備えている。

クランク軸２５は、クラッチ４４を介してメイン軸４１に連結されている。メイン軸４１は、クランク軸２５と平行に配設されている。また、メイン軸４１は、ドライブ軸４２と平行に配設されている。

本実施形態に係るクラッチ４４は、例えば、多板摩擦クラッチである。クラッチ４４は、クラッチハウジング４４３と、クラッチボス４４７とを備えている。クラッチハウジング４４３の内側には、複数のフリクションプレート４４５が設けられている。クラッチボス４４７の外側には、複数のクラッチプレート４４９が設けられている。各フリクションプレート４４５は、メイン軸４１の回転方向に関して、クラッチハウジング４４３に対して固定されている。そのため、複数のフリクションプレート４４５は、クラッチハウジング４４３と共に回転する。なお、複数のフリクションプレート４４５は、メイン軸４１の軸方向に関して変位可能である。複数のフリクションプレート４４５は、メイン軸４１の軸方向に配列されている。

各クラッチプレート４４９は、隣接する各フリクションプレート４４５に対向している。各クラッチプレート４４９は、メイン軸４１の回転方向に関して、クラッチボス４４７に対して固定されている。これにより、複数のクラッチプレート４４９は、クラッチボス４４７と共に回転する。なお、複数のクラッチプレート４４９は、メイン軸４１の軸方向に関して変位可能である。本実施形態では、これら複数のフリクションプレート４４５と複数のクラッチプレート４４９とによってプレート群４４２が構成されている。

図２に示すように、メイン軸４１よりも車幅方向の外方（図２の右方）には、プレッシャプレート４５１が配置されている。プレッシャプレート４５１は、略円盤形状に形成されている。プレッシャプレート４５１の半径方向外側の部分には、プレート群４４２の方に突出する押圧部４５１Ｂが形成されている。押圧部４５１Ｂは、プレート群４４２における最も右方に位置するフリクションプレート４４５に対向している。

クラッチ４４には、バネ４５０が設けられている。バネ４５０は、プレッシャプレート４５１を車幅方向の内方（図２の左方）に向かって付勢している。すなわち、バネ４５０は、押圧部４５１Ｂがプレート群４４２を押圧する方向に、プレッシャプレート４５１を付勢している。

プレッシャプレート４５１の中心部は、軸受４５７を介してプッシュロッド４５５の一端部（図２の右端部）と係合している。これにより、プレッシャプレート４５１は、プッシュロッド４５５に対して回転自在である。ところで、メイン軸４１は、筒形状を有している。プッシュロッド４５５の他端部（左端部）は、メイン軸４１の内部に収容されている。メイン軸４１の内側には、プッシュロッド４５５の他端部（左端部）に隣接した球状のボール４５９が設けられている。さらに、メイン軸４１の内側には、ボール４５９に隣接したプッシュロッド４６１が設けられている。プッシュロッド４６１の左端部は、メイン軸４１より突出している。プッシュロッド４６１の左端部には、ピストン４６３が一体的に設けられている。ピストン４６３は、シリンダ本体４６５によってガイドされ、メイン軸４１の軸方向に摺動自在である。

クラッチ４４は、クラッチアクチュエータ６０（図３参照）によって駆動される。本実施形態では、クラッチアクチュエータ６０は電動モータであるが、クラッチアクチュエータ６０は電動モータに限定されない。クラッチアクチュエータ６０が駆動することにより、クラッチ４４を断続することができる。クラッチアクチュエータ６０が駆動すると、ピストン４６３とシリンダ本体４６５とで囲まれている空間４６７に圧縮流体としての作動油が供給される。空間４６７に作動油が供給されると、ピストン４６３は、図２の右方向に押されて移動する。これにより、ピストン４６３は、プッシュロッド４６１、ボール４５９、プッシュロッド４５５および軸受４５７を介して、プレッシャプレート４５１を図２の右方向に押す。プレッシャプレート４５１が図２の右方向に押されると、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂがフリクションプレート４４５から離反し、クラッチ４４は切断状態になる。

クラッチ４４が接続される際には、プレッシャプレート４５１は、バネ４５０によって図２の左方に移動する。プレッシャプレート４５１が図２の左方に移動すると、押圧部４５１Ｂがプレート群４４２を左向きに押圧する。その結果、プレート群４４２のフリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とが、圧接される。これにより、クラッチ４４が接続状態となる。

一方、クラッチ４４の切断状態では、プッシュロッド４５５によって、プレッシャプレート４５１が図２の右方に移動する。そして、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂが、プレート群４４２と離反する。押圧部４５１Ｂがプレート群４４２と離反した状態では、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とは圧接されておらず、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、僅かな隙間が形成されている。そのため、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、駆動力を伝達できる摩擦力は発生しない。

このように、クラッチアクチュエータ６０の駆動力とバネ４５０の付勢力との大小によって、プレッシャプレート４５１はメイン軸４１の軸方向の一方または他方の方向に移動する。前記移動に応じて、クラッチ４４が接続または切断状態になる。

エンジン４５のクランク軸２５には、ギア３１０が一体的に支持されている。メイン軸４１には、ギア３１０と噛み合うギア４４１が支持されている。ギア４４１は、メイン軸４１に対して回転自在である。また、ギア４４１は、例えばクラッチハウジング４４３に一体式に設けられている。これにより、エンジン４５のトルクは、クランク軸２５からギア４４１を介し、クラッチハウジング４４３に伝達される。また、エンジン４５のトルクは、複数のフリクションプレート４４５と複数のクラッチプレート４４９との間に生じる摩擦力によって、クラッチハウジング４４３からクラッチボス４４７に伝達される。クラッチボス４４７とメイン軸４１とは、一体式に回転する。つまり、クラッチボス４４７とメイン軸４１との間には、相対回転がない。そのため、クラッチ４４が接続されているとき、エンジン４５のトルクは、メイン軸４１に伝達される。

ところで、プッシュロッド４５５は、メイン軸４１の内部を挿通した機構によってプレッシャプレート４５１を図２の右方に押すものに限定されない。プッシュロッド４５５は、プレッシャプレート４５１の車幅方向の外方（図２の右方）に設けられた機構により、プレッシャプレート４５１を図２の右方に引っ張るものであってもよい。

なお、クラッチ４４は、多板式クラッチでなく、単板式クラッチであってもよい。また、クラッチ４４は、遠心ウエイトを備えていてもよい。この場合、クラッチ４４は、クラッチアクチュエータ６０の駆動と、遠心ウエイトの遠心力とに基づいて断続される。

次に、変速機構４３の構成について詳細に説明する。本実施形態に係る変速機構４３は、所謂ドグクラッチ式の変速機構であり、かつ、多段式の変速機構である。変速機構４３は、後述する変速ギア４９および４２０と、シフトドラム４２１と、シフトフォーク４２２と、を備えている。

メイン軸４１には、複数の変速ギア４９が取り付けられている。一方、ドライブ軸４２には、上記複数の変速ギア４９に対応する複数の変速ギア４２０が取り付けられている。各変速ギア４９および各変速ギア４２０は、メイン軸４１の軸方向に突出する突起、または、メイン軸４１の軸方向に凹む孔からなる係合部を備えている。複数の変速ギア４９および複数の変速ギア４２０のうち、選択された１または２以上の変速ギア４９、４２０同士のみが相互に係合している。変速ギア４９および変速ギア４２０は、それぞれの係合部同士がメイン軸４１の軸方向に関して重なることによって係合している。複数の変速ギア４９のうち選択された変速ギア４９以外の変速ギア４９と、複数の変速ギア４２０のうち選択された変速ギア４２０以外の変速ギア４２０とのうちの少なくとも一方は、メイン軸４１またはドライブ軸４２に対して相対回転可能となっている。つまり、選択されていない変速ギア４９と選択されていない変速ギア４２０とのうちの少なくとも一方は、メイン軸４１またはドライブ軸４２に対して空転するようになっている。すなわち、メイン軸４１とドライブ軸４２との間の回転伝達は、相互に噛合する選択された変速ギア４９および選択された変速ギア４２０のみを介して行われる。

変速ギア４９および変速ギア４２０の選択は、シフトドラム４２１によって行われる。シフトドラム４２１の回転に伴って、係合する変速ギア４９、４２０の組み合わせが変更される。シフトドラム４２１の外周面には、複数のカム溝４２１ａが形成されている。各カム溝４２１ａには、シフトフォーク４２２が取り付けられている。各シフトフォーク４２２は、それぞれメイン軸４１およびドライブ軸４２の所定の変速ギア４９および変速ギア４２０に係合している。シフトドラム４２１が回転することにより、複数のシフトフォーク４２２のそれぞれは、カム溝４２１ａに案内されてメイン軸４１の軸方向に移動する。これにより、変速ギア４９および変速ギア４２０のうちの相互に噛合するギアが選択される。具体的には、複数の変速ギア４９および複数の変速ギア４２０のうち、シフトドラム４２１の回転角度に応じた位置の一対のギアのみが、メイン軸４１およびドライブ軸４２に対して、それぞれスプラインによる固定状態となる。これにより、変速機構４３におけるギアポジションが決定される。その結果、メイン軸４１とドライブ軸４２との間では、変速ギア４９および変速ギア４２０を介して、所定の変速比で回転伝達が行われる。シフトドラム４２１は、シフトロッド７５が往復移動することによって、所定の角度だけ回転する。

変速機構４３の変速ギアの切り換え、すなわち、変速機構４３のギアポジションの変更は、シフトアクチュエータ７０（図３参照）が駆動することにより行われる。本実施形態では、シフトアクチュエータ７０は電動モータであるが、シフトアクチュエータ７０は電動モータに限定されない。シフトアクチュエータ７０は、シフトロッド７５を介してシフトドラム４２１に接続されている。シフトアクチュエータ７０は、シフトドラム４２１を回転させることによって、係合する変速ギア４９、４２０の組み合わせを変更する。シフトロッド７５は、シフトアクチュエータ７０が駆動することによって往復移動する。

以上のような構成により、それぞれメイン軸４１およびドライブ軸４２に所定の一対の変速ギア４９と変速ギア４２０を固定し、クラッチ４４を接続状態とした上でエンジン４５が駆動すると、エンジン４５のトルクがクラッチ４４を介してメイン軸４１に伝達される。また、所定の一対の変速ギア４９および変速ギア４２０を介して、メイン軸４１とドライブ軸４２との間で所定の変速比で回転伝達が行われ、ドライブ軸４２が回転する。ドライブ軸４２が回転すると、ドライブ軸４２と後輪２３（図１参照）とを接続する動力伝達機構４７（図１参照）によってトルクが伝達され、後輪２３が回転する。

図３は、自動二輪車１の主要要素のブロック図である。前述のように、自動二輪車１は、エンジン４５、クラッチ４４、および変速機構４３を備えている。図３に示すように、エンジン４５には吸気管６１および排気管６２が接続されている。また、エンジン４５には点火装置６７が設けられている。吸気管６１の内部にはスロットル弁６５が配置されている。スロットル弁６５は、吸気管６１を流れる空気の量や速度を調整する弁である。自動二輪車１の右ハンドルには、スロットル弁６５を駆動するアクセル６３が設けられている。また、吸気管６１には、燃料を供給する燃料供給装置６６が設けられている。燃料供給装置６６の種類は特に限定されず、燃料噴射装置または気化器などを好適に用いることができる。

次に、本実施形態に係る自動変速装置５０について説明する。図３に示すように、本実施形態に係る自動変速装置５０は、クラッチ４４と、変速機構４３と、クラッチアクチュエータ６０と、シフトアクチュエータ７０と、を備えている。また、自動変速装置５０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を制御する制御装置として、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９０を備えている。ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０の制御だけでなく、エンジン４５の制御も実行する。

自動変速装置５０は、クラッチアクチュエータ６０の駆動量を検出するクラッチアクチュエータセンサＳ６０と、シフトアクチュエータ７０の駆動量を検出するシフトアクチュエータセンサＳ７０とを備えている。本実施形態では、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０はそれぞれ電動モータによって構成されている。クラッチアクチュエータセンサＳ６０は、電動モータであるクラッチアクチュエータ６０の回転角度を検出するように構成されている。シフトアクチュエータセンサＳ７０は、電動モータであるシフトアクチュエータ７０の回転角度を検出するように構成されている。以下、回転角度のことを適宜回転位置または動作位置ともいう。クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０として、例えば、ポテンショメータを好適に用いることができる。なお、シフトアクチュエータセンサＳ７０はシフトアクチュエータ７０と別体であってもよく、一体化されていてもよい。一体化されたシフトアクチュエータ７０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０の一例として、回転角度の検出が可能なサーボモータを挙げることができる。同様に、クラッチアクチュエータセンサＳ６０はクラッチアクチュエータ６０と別体であってもよく、一体化されていてもよい。一体化されたクラッチアクチュエータ６０およびクラッチアクチュエータセンサＳ６０として、サーボモータを用いることも可能である。

なお、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を別々に備える代わりに、クラッチ４４および変速機構４３を駆動する単一のアクチュエータを備える場合には、クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０の代わりに、上記単一のアクチュエータの駆動量を検出する単一のセンサを備えていてもよい。

さらに、自動変速装置５０は、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａ、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂ、エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、および車速センサＳ２３を備えている。シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａおよびシフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂは、それぞれシフトドラム４２１に設けられており、シフトドラム４２１の回転速度およびシフトドラム４２１の回転位置を検出する。なお、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａとシフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂとは別々のセンサであるが、シフトドラム４２１の回転速度および回転位置の両方を検出できるセンサであってもよい。エンジン回転速度センサＳ４５は、エンジン４５の回転速度（詳しくは、エンジン４５のクランク軸２５の回転速度）を検出する。スロットル開度センサＳ６５は、スロットル弁６５の開度を検出する。変速段センサＳ４３は、変速機構４３の変速段を検出する。車速センサＳ２３は自動二輪車１の車速を検出する。本実施形態では、車速センサＳ２３は後輪２３の回転速度を検出するように構成されている。車速は、後輪２３の回転速度に基づいて検出される。ただし、車速の検出方法は特に限定されない。

クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０は、それぞれＥＣＵ９０と接続されている。また、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａ、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂ、エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、および車速センサＳ２３は、それぞれＥＣＵ９０と接続されている。ＥＣＵ９０には、クラッチアクチュエータセンサＳ６０、シフトアクチュエータセンサＳ７０、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａ、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂ、エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、および車速センサＳ２３からの信号が入力される。また、ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０に接続されている。ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０に対して制御信号を出力する。

ところで、ドグクラッチを有する多段式の変速機構４３をシフトアクチュエータ７０によって駆動の際の変速ギア４９、４２０同士が係合するときに衝突音が発生するときがある。例えば、変速ギア４９、４２０同士が衝突することで衝突音が発生する。本実施形態に係る自動変速装置５０は、ドグクラッチを有する多段式の変速機構４３をシフトアクチュエータ７０によって駆動するときに、変速ギア４９、４２０同士が係合するときに発生する不快な騒音を抑制するものである。図４は、シフトアクチュエータ７０の回転角度の変化と、シフトドラム４２１の回転角度の変化と、変速ギアのドグ抜きおよびドグ入りとを模式的に示した図である。図５は、変速ギアのドグ入り開始、ドグ入り中、ドグ入り完了直前の位置について模式的に示した図である。図５（ａ）はドグ入り開始の位置、図５（ｂ）はドグ入り中の位置、図５（ｃ）はドグ入り完了直前の位置をそれぞれ示す図である。以下の説明では、変速ギア４９は移動せず、変速ギア４２０が移動するものとする。変速ギア４９のうち、変速前に変速ギア４２０と係合している方のギアを変速ギア４９１とし、変速後に変速ギア４２０と係合する方のギアを変速ギア４９２とする。ただし、変速前に係合する変速ギア４９１の移動する側の変速ギアと、変速後に係合する変速ギア４９２の移動する側の変速ギアとは、同一の変速ギア（この場合では、変速ギア４２０）であってもよいし、異なる変速ギアであってもよい。本実施形態は、変速前後に係合する移動する側の変速ギアは、同一の変速ギアであるとして説明する。なお、図５（ｃ）の位置ｄ０〜位置ｄ４のそれぞれの間隔は等間隔であり、位置ｄ０は変速ギア４９２の係合部４９２Ｂの先端４９２ａの位置であり、位置ｄ４は変速ギア４９２の底面４９２ｂの位置である。

図４に示すように、シフトアクチュエータ７０を駆動させると、シフトドラム４２１が回転する。シフトドラム４２１の回転に伴い、変速ギア４２０はＡ方向へ移動する。すなわち、変速ギア４２０は、変速前に係合していた変速ギア４９１から離れ、変速後に係合すべき変速ギア４９２に近づくように移動する。そして、シフトドラム４２１の回転途中（時間ｔ１１参照）において、係合部４９１Ａの側面上を滑っていた係合部４２０Ａが係合部４９１Ａの側面から離れる。すなわち、変速ギア４２０が変速ギア４９１から離れる。このように、変速前に係合していた変速ギア４２０の係合部４２０Ａと変速ギア４９１の係合部４９１Ａとが離れることを、「ドグ抜き」という。

時間ｔ１１のドグ抜き完了後、変速ギア４２０はＡ方向に更に移動する。その後、変速ギア４２０と変速ギア４９２とが係合する。すなわち、変速ギア４２０の係合部４２０Ｂと変速ギア４９２の係合部４９２Ｂとが重なりあう。さらに言い換えると、変速ギア４２０の係合部４２０Ｂの先端４２０ａが変速ギア４９２の係合部４９２Ｂの先端４９２ａよりも右方に移動する。このことを「ドグ入り」という。典型的には、係合部４２０Ｂの側面４２０ｃと係合部４９２Ｂの側面４９２ｃとが接触する。ドグ入りが行われると、衝突音が発生することがある。例えば、変速ギア４２０の係合部４２０Ｂの先端４２０ａと、変速ギア４９２の底面４９２ｂと、が衝突することで、衝突音が発生する。この衝突音は、変速ギア４２０の移動速度が大きいほど大きくなる傾向がある。図５（ａ）に示すように、本実施形態では、係合部４２０Ｂの先端４２０ａの端面と係合部４９２Ｂの先端４９２ａの端面とが平面ｅ上に位置するときを「ドグ入り開始」という。図４に示すように、係合部４２０Ｂの先端４２０ａと変速ギア４９２の底面４９２ｂとが接触する位置のときを「ドグ入り完了」という。ただし、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０によって、係合部４２０Ｂの先端４２０ａと変速ギア４９２の底面４９２ｂとが接触しないように制御することがある。このときは、シフトアクチュエータ７０によるドグ入りの制御が終了したときを「ドグ入り完了」という。また、図５（ｂ）に示すようなドグ入り開始からドグ入り完了までの間の変速ギア４９２と変速ギア４２０との位置関係のときを「ドグ入り中」という。また、ドグ入り開始からドグ入り完了までの間の予め設定された位置からドグ入り完了の位置までの間を「ドグ入り完了直前」という。図５（ｃ）に示すように、上記予め設定された位置とは、好ましくは変速ギア４２０の係合部４２０Ｂの先端４２０ａが位置ｄ２よりも変速ギア４９２の方の位置であり、かつ、位置ｄ４よりも変速ギア４２０の方の位置である。また、上記予め設定された位置とは、より好ましくは係合部４２０Ｂの先端４２０ａが位置ｄ３よりも変速ギア４９２の方の位置であり、かつ、位置ｄ４よりも変速ギア４２０の方の位置である。ただし、ドグ入り完了直前には、ドグ入り完了の位置、すなわち、係合部４２０Ｂの先端４２０ａが位置ｄ４にあるときは含めない。

本実施形態に係る自動変速装置５０は、上記衝突音を軽減することができるものである。図３に示すように、ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０の移動速度を検出する速度検出部９２と、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを検出する位置検出部９７と、位置検出部９７がドグ入り完了直前の位置を検出した後に、どの制御を行うかを判定する制御判定部９８と、ドグ入り完了直前に制動制御を行う制動制御部９４と、ドグ入り完了直前に通常制御を行う通常制御部９６と、を有している。

次に、図６のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る自動変速装置５０の制御について説明する。先ず、ステップＳ１００では、乗員が図示しないシフトアップスイッチまたはシフトダウンスイッチを押すことにより、ＥＣＵ９０は変速指令信号を受信する。

次に、ステップＳ１１０では、ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０を駆動させることでクラッチ４４の切断を開始する。そして、クラッチ４４の切断完了を待たずに、ＥＣＵ９０は、変速制御を行う。ステップＳ１２０では、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０に電圧を印加することでシフトドラム４２１を回転させ、係合している変速ギア４９、４２０同士のドグ抜きを行う。変速前の変速ギア４９、４２０のドグ抜きが完了後、選択された変速ギア４９、４２０の係合部同士が重なりあう。すなわち、変速ギア４９、４２０のドグ入りが行われる。なお、本実施形態では、クラッチ４４の切断完了を待たずにシフトアクチュエータ７０を駆動させたが、クラッチ４４の切断完了後にシフトアクチュエータ７０を駆動させてもよい。

次に、ステップＳ１３０において、ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを判定する。ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の動作位置を検出する。そして、シフトアクチュエータ７０の動作位置から変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを間接的に検出する。ＥＣＵ９０には、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを判定するための所定位置が予め設定されている。例えば、上記所定位置はＥＣＵ９０内のメモリ（図示せず）に保存されている。ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によって検出されたシフトアクチュエータ７０の動作位置と上記所定位置とを比較することによって、ドグ入り完了直前か否かを判定する。シフトアクチュエータ７０の動作位置が上記所定位置以上の場合、ＥＣＵ９０はドグ入り完了直前の位置と判定し、シフトアクチュエータ７０の動作位置が上記所定位置未満の場合、ＥＣＵ９０はドグ入り完了直前よりも前の位置と判定する。ステップＳ１３０の判定の結果、ドグ入り完了直前と判定されるとステップＳ１４０に進み、ドグ入り完了直前よりも前と判定されると、再度ステップＳ１３０を行う。

変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置のとき、変速ギア４９、４２０の移動速度が速いと大きな衝突音が発生するため、変速ギア４９、４２０に対して制動をかける。そこで、先ず、ステップＳ１４０において、ＥＣＵ９０は変速ギア４９、４２０の移動速度を検出する。ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の動作速度を検出する。そして、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０の動作速度から変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出する。その後、ステップＳ１５０において、ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０に対して制動制御を実行するか通常制御を実行するかを判定する。具体的に、ＥＣＵ９０には、制動制御を行うか通常制御を行うかを判定するための変速ギア４９、４２０の移動速度の所定値が予め設定されている。例えば、上記所定値はＥＣＵ９０内のメモリ（図示せず）に保存されている。そして、ＥＣＵ９０は、ステップＳ１４０において検出した変速ギア４９、４２０の移動速度と上記所定値とを比較する。変速ギア４９、４２０の移動速度が上記所定値以上のときには、変速ギア４９、４２０の移動速度が速く、大きな衝突音が発生する。そのため、ＥＣＵ９０は次に制動制御を行うと判定する。一方、変速ギア４９、４２０の移動速度が上記所定値未満のときには、変速ギア４９、４２０の移動速度が遅く、上記移動速度が速い場合と比べて衝突音は小さい。そのため、ＥＣＵ９０は次に通常制御を行うと判定する。ステップＳ１５０の判定の結果、制動制御を行うと判定されるとステップＳ１６０に進み、通常制御を行うと判定されるとステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１６０では、ＥＣＵ９０は、ドグ入り時の衝突音を抑制するために、制動制御を行う。すなわち、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０に対して電圧を印加してシフトドラム４２１を回転させることで、ドグ入りの変速ギア４９、４２０の移動速度を制御する。詳述すると、選択されている変速前の一対の変速ギア４９、４２０同士の係合を解除（ドグ抜き）して、次に選択される他の一対の変速ギア４９、４２０同士を係合（ドグ入り）させる変速動作の際に、ＥＣＵ９０が正および負のいずれか一方の電圧を印加することでドグ抜きを行った場合、ＥＣＵ９０は、他方の電圧を印加することでドグ入り完了直前の制御を行う。すなわち、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０に対してドグ抜き時とは逆符号の電圧（例えば、ドグ抜き時に正の電圧を印加した場合は、負の電圧）を印加することで、ドグ入り完了直前の変速ギア４９、４２０の移動速度を制御する。このことによって、ドグ入り時の衝突音が抑制される。

一方、ステップＳ１７０では、変速ギア４９、４２０の移動速度が遅く、上記移動速度が速い場合と比べて衝突音は小さいため、ＥＣＵ９０は、通常制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０に対して電圧を印加してシフトドラム４２１を回転させることで、変速ギア４９、４２０の移動速度を制御する。詳述すると、選択されている一対の変速ギア４９、４２０のドグ抜きを行い、次に選択される他の一対の変速ギア４９、４２０のドグ入りを行う変速動作の際に、ＥＣＵ９０は、正および負のいずれか一方の電圧を印加することでドグ抜きを行った場合、ＥＣＵ９０は、上記一方の電圧を印加することでドグ入り完了直前の制御を行う。すなわち、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０に対してドグ抜き時と同符号の電圧（例えば、ドグ抜き時に正の電圧を印加した場合、正の電圧）を印加することで、ドグ入りの変速ギア４９、４２０の移動速度を制御する。このように、制動制御と通常制御とは、ドグ入り完了直前にシフトアクチュエータ７０に対して印加する電圧の符号が異なる。

ステップＳ１６０の制動制御またはステップＳ１７０の通常制御が完了すると、自動変速装置５０の制御は終了する。

なお、ＥＣＵ９０は、ステップＳ１３０の変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを検出する処理を行う際に、位置検出部９７（図３参照）として機能する。ＥＣＵ９０は、ステップＳ１４０の処理を行う際に、速度検出部９２（図３参照）として機能する。ＥＣＵ９０は、ステップＳ１５０の処理を行う際に、制御判定部９８（図３参照）として機能する。また、ＥＣＵ９０は、ステップＳ１６０の制動制御を行う際に制動制御部９４（図３参照）として機能し、ステップＳ１７０の通常制御を行う際に通常制御部９６（図３参照）として機能する。ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０の移動速度を検出する速度検出部９２と、ドグ入り完了直前の位置か否かを検出する位置検出部９７と、位置検出部９７がドグ入り完了直前の位置を検出した後に、どの制御を行うかを判定する制御判定部９８と、ドグ入り完了直前に制動制御を行う制動制御部９４と、ドグ入り完了直前に通常制御を行う通常制御部９６と、を備えている。シフトアクチュエータセンサＳ７０と速度検出部９２とから速度検出装置が構成されている。シフトアクチュエータセンサＳ７０と位置検出部９７とから位置検出装置が構成されている。

本実施形態では、位置検出部９７は、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置か否かを検出しているが、変速ギア４９、４２０の係合部同士が重なっている、すなわち、ドグ入り中か否かを検出してもよい。この場合、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り中の位置であって、変速ギア４９、４２０の移動速度が速いとき、ＥＣＵ９０は制動制御を実行することで、変速ギア４９、４２０の移動速度を制御する。

次に、自動変速装置（特に制動制御）の一例について詳細に説明する。ＥＣＵ９０は、デューティ制御をすることによって、シフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間を調整することでシフトアクチュエータ７０の動作速度を調整する。上記調整によって、シフトドラム４２１の回転速度を調整する。なお、デューティ制御とは、シフトアクチュエータ７０に対するパルス波のデューティ比を変化させる制御であり、デューティ制御はＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御と同義である。また、ＥＣＵ９０は、ドグ入り完了直前の変速ギア４９、４２０の移動速度に基づいて、制動制御部９４の制動制御におけるシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間を決定する。詳しくは、ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０の移動速度が速いほど、シフトアクチュエータ７０に印加する負の電圧の印加時間を長くする。これにより、変速ギア４９、４２０の移動速度が速いほど、シフトドラム４２１により大きな制動がかかる。より詳しくは、ＥＣＵ９０は、変速ギア４９、４２０の移動速度とシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間との関係を、予めマップにて記憶している。そして、ＥＣＵ９０は、速度検出部９２によって検出された変速ギア４９、４２０の移動速度と上記マップとを比較する。ＥＣＵ９０は、上記移動速度に該当する上記印加時間を、制動制御におけるシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間とする。なお、変速ギア４９、４２０の移動速度とシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間との関係は、上記マップ以外にも、予めテーブル、関数式等の形式にて、ＥＣＵ９０のメモリ（図示せず）に保存されていてもよい。また、ＥＣＵ９０が実行する制御プログラム中に規定されていてもよい。

図７は、自動変速装置の一例におけるクラッチ位置、シフトアクチュエータの回転位置、変速ギアの位置（変速ギア４９および変速ギア４２０のうち移動する方の変速ギア）、およびデューティ比の時間変化を表した図である。なお、シフトドラム４２１はシフトアクチュエータ７０の回転に伴って回転する。図７における図示は省略するが、シフトドラム４２１の回転位置はシフトアクチュエータ７０の回転位置と同様に変化する。

図７に示すように、ＥＣＵ９０は、時間ｔ０にて変速指令（図６ではステップＳ１００）を受け、直ちにクラッチアクチュエータ６０を駆動し（図６ではステップＳ１１０）、クラッチ４４の切断を開始する。なお、このときのシフトアクチュエータ７０に対するデューティ比は０％である。次に、時間ｔ０よりも後の時間ｔ１において、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０の回転位置が位置Ｐから位置Ｐ’へ向かうように。デューティ比Ｄ１でシフトアクチュエータ７０を駆動させる（図６ではステップＳ１２０）。シフトアクチュエータ７０を駆動させるとシフトドラム４２１（図２参照）が回転し、シフトドラム４２１の回転に伴ってシフトフォーク４２２（図２参照）が移動する。シフトフォーク４２２の移動に伴って変速ギアが移動する。ところが、シフトアクチュエータ７０から変速ギアに至る機構には遊びが存在するので、変速ギアは直ちには移動を開始せず、時間ｔ１よりも後の時間ｔ２において、移動を開始する。ドグ抜きは時間ｔ２の直後において行われる。本実施形態では、ドグ抜きはクラッチ４４の切断中（時間ｔ０〜時間ｔｃ）に行われる。ドグ入りは、クラッチ４４の切断後（時間ｔｃ以降）に行われる。

ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０を駆動させた後、図６に示すステップＳ１３０のように、位置検出部９７によって変速ギアの位置がドグ入り完了直前の位置か否かを検出する。ＥＣＵ９０が変速ギアの位置をドグ入り完了直前の位置としたときが、時間ｔ３となる。

そして、時間ｔ３のときに、ＥＣＵ９０は、図６に示すステップＳ１４０のように、速度検出部９２によって変速ギアの移動速度を検出する。そして、ステップＳ１５０のように、変速ギアの移動速度と、制動制御を行うか通常制御を行うかを判定するための予め設定された変速ギアの移動速度の所定値と、を比較する。上記移動速度が上記所定値以上のときは、図７に示すように、デューティ比をデューティ比Ｄ１からデューティ比Ｄ２へ切り替える（図６ではステップＳ１６０）。なお、時間ｔ３は、変速ギアのドグ入り完了直前の時間である。しかし、時間ｔ３は、ドグ入り開始時の時間でもよいし、ドグ入り中の時間であっても良い。デューティ比Ｄ１は正であり、デューティ比Ｄ２は負である。このように、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２との正負を入れ替えることで、シフトドラム４２１の駆動する方向を反転することができる。その結果、シフトドラム４２１に制動をかけることができる。なお、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２とは絶対値が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

そして、時間ｔ４のとき、すなわち、シフトアクチュエータ７０の回転位置が位置Ｐ’に達したときであり、変速ギアの位置が位置Ｇ’に達したとき、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０の変速制御を終了する。ＥＣＵ９０は、時間ｔ４の後、デューティ比Ｄ３でシフトアクチュエータ７０を駆動させる。図示は省略するが、ＥＣＵ９０は、変速ギアが位置Ｇ′に到達した後、クラッチアクチュエータ６０を駆動し、クラッチ４４を接続させる。これにより、制御が完了する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ９０は、制動制御をする際に、デューティ制御をすることでシフトアクチュエータ７０を制御してシフトドラム４２１の回転速度を調整した。しかし、シフトアクチュエータ７０を制御する方法はデューティ制御に限られず、例えば制動制御をする際に、シフトアクチュエータ７０に印加する電圧値を適宜変更させることによって、シフトアクチュエータ７０を制御してもよい。具体的に、ＥＣＵ９０は、変速ギアの移動速度とシフトアクチュエータ７０に印加する電圧値との関係を、予めマップにて記憶している。そして、ＥＣＵ９０は、速度検出部９２によって検出された変速ギアの移動速度と上記マップとを比較する。ＥＣＵ９０は、上記移動速度に該当する電圧値を、制動制御におけるシフトアクチュエータ７０に印加する電圧値とする。上記移動速度とシフトアクチュエータ７０に印加する電圧値との関係は、上記マップ以外にも、予めテーブル、関数式等の形式にて、ＥＣＵ９０のメモリ（図示せず）に保存されていてもよい。また、ＥＣＵ９０が実行する制御プログラム中に規定されていてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、ＥＣＵ９０は、変速前の一対の変速ギア４９、４２０同士の係合を解除（ドグ抜き）して、他の一対の変速ギア４９、４２０同士を係合（ドグ入り）させる変速動作の際に、正の電圧を印加することによって一対の変速ギア４９、４２０同士の係合を解除する。そして、ＥＣＵ９０は、制動制御部９４によって、他の一対の変速ギア４９、４２０同士の係合が完了する前（ドグ入り完了直前）に負の電圧を印加する制御を実行する。このことによって、シフトドラム４２１に対して短時間で大きな減速効果を得ることができる。したがって、減速による変速時間の長時間化を抑えつつ、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、ドグ入り時に変速ギア４９、４２０が大きな慣性力をもって移動してきても、変速ギア４９、４２０に十分な制動力を与えることができる。その結果、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本実施形態によると、制動制御部９４は、変速ギア４９、４２０の移動速度に基づいて、ドグ入り完了直前のシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間を決定している。このように、変速ギア４９、４２０の移動速度に応じてシフトアクチュエータ７０に印加する電圧の印加時間を決定するこで、制動力を調整することができる。その結果、減速による変速時間の長時間化の抑制と、ドグ入り時の衝突音の低減と、を高度に両立させることができる。

本実施形態によると、速度検出部９２は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の動作速度を検出することで、変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出している。このように、変速ギア４９、４２０の移動速度を直接検出するよりも、シフトアクチュエータ７０の動作速度によって変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出する方が容易である。よって、変速ギア４９、４２０の移動速度を容易に検出することができる。

本実施形態によると、制動制御部９４は、位置検出部９７によって変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を検出した後、ドグ抜き時とは逆の符号の電圧（本実施形態では、負の電圧）をシフトアクチュエータ７０に対して印加する。このような構成によって、変速ギア４９、４２０のドグ入り開始よりも前に制動が開始されることを避けることができる。これにより、制動開始時期が早くなり過ぎることを防止することができ、変速時間の長時間化を防止することができる。また、上記構成によって、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前に制動することができるため、制動開始時期が遅れることを防止することができる。また、負の電圧をシフトアクチュエータ７０に印加することにより、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本実施形態によると、位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０の動作位置から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出している。このことによって、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を直接検出するよりも、シフトアクチュエータ７０の動作位置によってドグ入り完了直前の位置を間接的に検出する方が容易である。

本実施形態によると、ＥＣＵ９０は、一対の変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の移動速度が所定値以上のときには、制動制御部９４による制御を実行し、上記移動速度が所定値未満のときには、通常制御部９６による制御を実行する。このような構成によって、変速ギア４９、４２０の移動速度に応じて制動の有無を使い分けることができる。変速ギア４９、４２０の移動速度が速いときには、変速ギア４９，４２０同士のドグ入りが完了する前に変速ギア４９、４２０を十分に制動することができる。そのことによって、変速時間の長時間化を抑制すると共にドグ入り時の衝突音を低減することができる。一方、変速ギア４９、４２０の移動速度が遅いときには、ドグ入り時の大きな衝突音は発生しない。よって、変速ギア４９、４２０の制動を省略することによって、変速時間の長時間化を避けることができる。

以上、第１実施形態に係る自動二輪車１について説明した。なお、本発明に係る鞍乗型車両は、本実施形態の自動二輪車１に限らず、他の種々の形態で実施することができる。次に、他の実施形態について簡単に説明する。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、速度検出部９２は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の動作速度を検出し、上記動作速度から変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出した。位置検出部９７は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の動作位置を検出し、上記動作位置から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出した。しかし、速度検出部９２および位置検出部９７は、上記構成に限定されない。下記に示すような第２実施形態に係る速度検出部９２および位置検出部９７であってもよい。

次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成の箇所は同じ符号を使用し、その説明は省略する。本実施形態に係る自動変速装置５０は、第１実施形態と同様に、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａおよびシフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂを備えている。シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａおよびシフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂは、それぞれシフトドラム４２１に設けられており、それぞれシフトドラム４２１の回転速度および回転位置を検出する。速度検出部９２は、シフトアクチュエータ７０によって駆動されるシフトドラム４２１の回転速度を検出することで、変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出する。速度検出部９２は、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａによってシフトドラム４２１の回転速度を検出する。そして、速度検出部９２は、シフトドラム４２１の回転速度から変速ギア４９、４２０の移動速度を検出する。なお、本実施形態では、シフトドラム回転速度センサＳ４２１ａと速度検出部９２とから速度検出装置が構成されている。

本実施形態に係る位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０によって駆動されるシフトドラム４２１の回転位置を検出することで、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出する。位置検出部９７は、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂによってシフトドラム４２１の回転位置を検出する。位置検出部９７は、シフトドラム４２１の回転位置から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出する。また、位置検出部９７には、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を判定するための、シフトドラム４２１の回転位置と比較する所定位置が予め設定されている。例えば、上記所定位置はＥＣＵ９０内のメモリ（図示せず）に保存されている。そして、位置検出部９７は、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂによって検出されたシフトドラム４２１の回転位置と上記所定位置とを比較することによって、ドグ入り完了直前の位置か否かを検出する。位置検出部９７は、シフトドラム４２１の回転位置が上記所定位置以上のとき、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置とする。本実施形態では、位置検出部９７は、ドグ入り完了直前の位置を検出しているが、ドグ入り開始位置またはドグ入り中の位置を検出してもよい。これにより、ＥＣＵ９０は、ドグ入り開始位置またはドグ入り中の位置であって、変速ギア４９、４２０の移動速度が速いときに、制動をかけることができる。なお、シフトドラム回転位置センサＳ４２１ｂと位置検出部９７とから位置検出装置が構成されている。

本実施形態では、以上のような構成の速度検出部９２および位置検出部９７がＥＣＵ９０に備えられている。なお、ＥＣＵ９０の速度検出部９２および位置検出部９７以外の制御については、第１実施形態と同様のため、その説明は省略する。

以上のように、本実施形態によれば、速度検出部９２は、シフトドラム４２１の回転速度から変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出している。このことによって、変速ギア４９、４２０の移動速度を直接検出するよりも、シフトドラム４２１の回転速度によって変速ギア４９、４２０の移動速度を間接的に検出する方が容易である。よって、変速ギア４９、４２０の移動速度を容易に検出することができる。また、シフトアクチュエータ７０よりもシフトドラム４２１の方が変速ギア４９、４２０の近傍にあるため、シフトアクチュエータ７０の動作速度を検出するよりも、シフトドラム４２１の回転速度を検出する方が、変速ギア４９、４２０の移動速度をより精度よく検出することができる。

本実施形態によれば、位置検出部９７は、シフトドラム４２１の回転位置から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出している。このことによって、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を直接検出するよりも、シフトドラム４２１の回転位置によって変速ギア４９、４２０のドグ入り位置を間接的に検出する方が容易である。その結果、変速ギア４９、４２０のドグ入り位置を容易に検出することができる。また、シフトアクチュエータ７０よりもシフトドラム４２１の方が変速ギア４９、４２０の近傍にあるため、シフトアクチュエータ７０の動作位置を検出するよりも、シフトドラム４２１の回転位置を検出する方が、変速ギア４９、４２０の係合部同士の重なりをより精度よく検出することができる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態では、位置検出部９７は、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を、シフトアクチュエータ７０の動作位置またはシフトドラム４２１の回転位置を検出することで間接的に検出していた。しかし、位置判定部９７は、上記構成に限定されない。下記に示すような第３実施形態に係る位置判定部９７であってもよい。

次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において、第１実施形態または第２実施形態と同じ構成の箇所は同じ符号を使用し、その説明は省略する。本実施形態に係る位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０の動作開始からの経過時間を検出することで、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を検出する。ＥＣＵ９０の位置検出部９７には、シフトアクチュエータ７０の動作開始から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置の基準となる時間の所定時間が予め設定されている。例えば、上記所定時間はＥＣＵ９０内のメモリ（図示せず）に保存されている。位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０の動作開始時間を記憶する。シフトアクチュエータ７０の動作開始後、位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０の動作開始からの経過時間と上記所定時間とを比較する。そして、位置検出部９７は、上記経過時間が上記所定時間以上となったとき、変速ギア４９、４２０の位置がドグ入り完了直前の位置とする。なお、上記所定時間は、定数であってもよいし、シフトアクチュエータ７０の動作速度に応じて変更する変数であってもよいが、上記変数のほうがより好適に変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を検出することができる。上記所定時間を上記変数にする場合、位置検出部９７は、シフトアクチュエータセンサＳ７０によってシフトアクチュエータ７０の回転速度を検出し、上記回転速度に応じた上記所定時間を設定するとよい。上記回転速度と上記所定時間との関係は、予めマップ、テーブル、関数式等の形式にて、ＥＣＵ９０のメモリ（図示せず）に保存されていてもよい。また、ＥＣＵ９０が実行する制御プログラム中に規定されていてもよい。本実施形態では、位置検出部９７は、ドグ入り完了直前の位置を検出しているが、ドグ入り開始位置またはドグ入り中の位置を検出してもよい。

本実施形態では、以上のような構成の位置検出部９７がＥＣＵ９０に備えられている。なお、位置検出部９７以外のＥＣＵ９０の制御については、第１実施形態と同様のため、その説明は省略する。

以上のように、本実施形態によると、位置検出部９７は、シフトアクチュエータ７０の動作開始からの経過時間を検出し、上記経過時間から変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を間接的に検出している。このことによって、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を直接検出するよりも、シフトアクチュエータ７０の動作開始からの経過時間によってドグ入り完了直前の位置を間接的に検出する方が容易である。

＜他の実施形態＞
上記各実施形態では、速度検出装置の速度検出部９２は、変速ギア４９、４２０の移動速度を、シフトアクチュエータ７０の動作速度またはシフトドラム４２１の回転速度を検出することによって、間接的に検出していた。しかし、速度検出部９２は、変速ギア４９、４２０の移動速度を直接検出するようにして、速度検出装置を構成してもよい。

上記各実施形態では、位置検出装置の位置検出部９７は、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を、シフトアクチュエータ７０の動作位置、シフトドラム４２１の回転位置、またはシフトアクチュエータ７０の動作開始からの経過時間によって、間接的に検出していた。しかし、位置検出部９７は、変速ギア４９、４２０のドグ入り完了直前の位置を直接検出するようにして、位置検出装置を構成してもよい。

上記各実施形態では、図７に示すように、ＥＣＵ９０は、変速制御開始（時間ｔ１）から変速ギアのドグ入り完了直前（時間ｔ３）までの間、一定の速度でシフトアクチュエータ７０を動作させていた。しかし、ＥＣＵ９０は、変速制御開始（時間ｔ１）から変速ギアのドグ入り完了直前（時間ｔ３）までの間、シフトアクチュエータ７０の回転速度を段階的に変更するように駆動させてもよい。

上記各実施形態では、変速ギア４９、４２０のドグ入り中（典型的には、ドグ入り完了直前）の移動速度が速いときに、ＥＣＵ９０はシフトアクチュエータ７０に制動をかけていた。しかし、変速ギア４９、４２０のドグ入り前、すなわち変速ギア４９、４２０の係合部同士が重なる前に、ＥＣＵ９０はシフトアクチュエータ７０に制動をかけるようにしてもよい。

上記各実施形態では、乗員が図示しないシフトスイッチを手動操作することによって、シフトポジションの変更指令をＥＣＵ９０に送ることで、ＥＣＵ９０がクラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を駆動させるようにしていた。しかし、本発明では、ＥＣＵ９０が自動でシフトポジションの変更指令をすることによって、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を駆動させるようにしてもよい。

１ 自動二輪車（鞍乗型車両）
４３ 変速機構
４９ 変速ギア
５０ 自動変速装置
７０ シフトアクチュエータ
９０ ＥＣＵ（制御装置）
９２ 速度検出部
９４ 制動制御部
９６ 通常制御部
９７ 位置検出部
４２０ 変速ギア
４２１ シフトドラム

Claims (10)

1. ドグクラッチを介して係合する複数の変速ギアを有し、係合する変速ギアの組み合わせがシフトドラムの回転に伴って変更される多段式の変速機構と、
   前記シフトドラムを回転させる電動のアクチュエータと、
   電圧を印加することによって前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、一対の変速ギア同士の係合を解除して他の一対の変速ギア同士を係合させる変速動作の際に、正および負のいずれか一方の電圧を印加することによって前記一対の変速ギア同士の係合を解除した後、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了する前に他方の電圧を印加する制御を実行する制動制御部を備えている、自動変速装置。
2. 前記変速ギアの移動速度を直接または間接的に検出する速度検出装置を備え、
   前記制動制御部は、前記変速ギアの移動速度に基づいて、前記他方の電圧の印加時間または電圧値を決定する、請求項１に記載の自動変速装置。
3. 前記速度検出装置は、前記アクチュエータの動作速度を検出する検出部を有し、前記アクチュエータの動作速度から前記変速ギアの移動速度を間接的に検出する、請求項２に記載の自動変速装置。
4. 前記速度検出装置は、前記シフトドラムの回転速度を検出する検出部を有し、前記シフトドラムの回転速度から前記変速ギアの移動速度を間接的に検出する、請求項２に記載の自動変速装置。
5. 前記変速ギアは、メイン軸に取り付けられ、
   前記変速ギアは、前記メイン軸の軸方向に突出する突起または前記軸方向に凹む孔からなる係合部を備え、
   前記変速ギア同士は、前記係合部同士が前記軸方向に関して重なることによって係合し、
   前記係合部同士の前記軸方向に関する重なりを直接または間接的に検出する検出装置を備え、
   前記制動制御部は、前記検出装置が前記重なりを検出すると前記他方の電圧を印加する、請求項１に記載の自動変速装置。
6. 前記検出装置は、前記アクチュエータの動作位置を検出する検出部を有し、前記アクチュエータの動作位置から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する、請求項５に記載の自動変速装置。
7. 前記検出装置は、前記シフトドラムの回転位置を検出する検出部を有し、前記シフトドラムの回転位置から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する、請求項５に記載の自動変速装置。
8. 前記検出装置は、前記アクチュエータの動作開始からの経過時間を検出する検出部を有し、前記経過時間から前記係合部同士の前記重なりを間接的に検出する、請求項５に記載の自動変速装置。
9. 前記変速ギアの移動速度を直接または間接的に検出する速度検出装置を備え、
   前記制御装置は、正および負のいずれか一方の電圧を印加することによって前記一対の変速ギア同士の係合を解除した後、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了するまで前記一方の電圧を印加する制御を実行する通常制御部を備え、
   前記制御装置は、前記他の一対の変速ギア同士の係合が完了する前の前記変速ギアの移動速度が所定値以上のときには、前記制動制御部による制御を実行し、前記移動速度が所定値未満のときには、前記通常制御部による制御を実行する、請求項１に記載の自動変速装置。
10. 請求項１に記載の自動変速装置を備えた鞍乗型車両。

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