JP2014035067A - 自動変速装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間に連続して変速を行う際に、シフトアームとシフトカムの突起部とが係合しないことを防止して、変速を確実に行う自動変速装置を提供すること。
【解決手段】自動変速装置４０では、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトスイッチ８から第１の変速指令が出力された後、シフトアーム４２５がギア段変更位置から中立位置に戻るまでの間に第２の変速指令が出力されたときには、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御することによりシフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻した後、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置に移動するようにシフトアクチュエータ７２を制御することにより第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、自動変速装置およびそれを備えた車両に関する。

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車両が知られている。ドグクラッチを有する有段式変速機構は、メイン軸の軸方向に移動可能な移動ギアと、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。これら係合部によりドグクラッチが構成されている。移動ギアは、シフトカムを回転させることによってシフトフォークを介して移動する。シフトカムは、その軸方向の端部に形成された複数の突起部を有しており、突起部と係合するシフトアームによって回転させられる。ここで、シフトアームを電動モータ等のアクチュエータを用いて作動させることにより、変速機構の変速を行うようにした車両も知られている。このような車両によれば、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。

特許文献１には、シフトアームを電動モータ等のアクチュエータを用いて作動させる自動変速装置において、シフトアームの作動（変速動作）中には他の変速指令を受け付けない技術が開示されている。特許文献１の技術によると、乗員は変速動作中に変速動作が終了していると感じ、さらなる変速指令を入力する場合がある。このとき、変速動作が実行されないと、乗員は応答がよくないと感じることがある。かかる問題を解決すべく、特許文献２には、シフトアームを回転させ、シフトカムを一定角度ずつ回転させるシフトアクチュエータを備えた自動変速装置において、変速動作の最中にもさらなる変速指令を受け付け、変速動作を可能とするための技術が記載されている。

特開２００６−１７０２２９号公報 特開２００９−２８１４３９号公報

図９は、軸方向の端部に形成された複数の突起部５１０を有するシフトカム５２０と、突起部５１０と係合するシフトアーム５３０と、シフトアーム５３０を作動させるシフトアクチュエータ５４０と、シフトアクチュエータ５４０の回転角度（以下、シフトアクチュエータの回転角度のことをシフトアクチュエータの位置という）を検出するセンサ５５０と、を備える自動変速装置６００の一例を表している。シフトアーム５３０とシフトアクチュエータ５４０とはシフトロッド５６０を介して接続されている。シフトアーム５３０は、シフトアーム５３０の近傍に配置されたスプリング等の付勢部材５８０によって中立位置に戻るように付勢されている。図９は、シフトアーム５３０が中立位置にあるときを表している。

シフトアクチュエータ５４０には予め原点位置が設定されており、シフトアクチュエータ５４０は上記原点位置を基準として制御される。図９に示す例では、シフトアクチュエータ５４０は、シフトアップ時には原点位置から矢印Ｚ１の方向に所定の角度だけ回転した後、同じ角度だけ逆回転し、原点位置に戻る。シフトアクチュエータ５４０は、シフトダウン時には原点位置から矢印Ｚ２の方向に所定の角度だけ回転した後、同じ角度だけ逆回転し、原点位置に戻る。通常、自動変速装置６００の設置時またはメンテナンス時に、シフトアーム５３０が中立位置にあるときのシフトアクチュエータ５４０の位置が、原点位置に設定される。

乗員からの変速指令（ここではシフトアップの指令とする）を受けると、シフトアクチュエータ５４０は図９の矢印Ｚ１の方向に回転する。これにより、シフトアーム５３０は、シフトアーム５３０の回転中心Ｃ１を中心に図９の矢印Ｘ１の方向へ回転する。図１０Ａに示すように、シフトアーム５３０のカギ爪５７０がシフトカム５２０の突起部５１０Ａと係合するため、シフトアーム５３０の回転に伴いシフトカム５２０は図１０Ａの矢印Ｙ１の方向へ回転する。図１０Ｂに示すように、シフトアーム５３０が所定の角度α回転することによってシフトカム５２０が一定角度回転すると、ギア段の変更が完了する。ギア段の変更が完了すると、シフトアクチュエータ５４０は原点位置に戻るまで図９の矢印Ｚ２の方向に回転する。これにより、シフトアーム５３０は図１０Ｂの矢印Ｘ２の方向へ回転し、図１０Ｃに示す位置を経て、図１０Ｄに示す中立位置に戻る。シフトアクチュエータ５４０が原点位置に戻ってから所定時間が経過すると、シフトアクチュエータ５４０に対する信号の供給が停止される。シフトアクチュエータ５４０からの駆動力がなくなるので、シフトアーム５３０は付勢部材５８０の付勢力のみを受け、中立位置に保持され変速動作が完了する。

ところで、何らかの外的要因により、原点位置がずれてしまう場合がある。例えば、センサ５５０の取り付け位置がずれたり、シフトアクチュエータ５４０とシフトアーム５３０とを連結するシフトロッド５６０の長さが変化したりした場合、原点位置がずれてしまうことがある。一例として、図１１に、シフトロッド５６０の長さが短くなった状態を示す。この例では、シフトアーム５３０が中立位置にあるときのシフトアクチュエータ５４０の位置（以下、真の原点位置という）は、元の原点位置よりもＺ２方向にずれてしまっている。このようなずれが生じているときに乗員からの変速指令（ここではシフトアップの指令とする）があった場合、ギア段の変更が完了してシフトアクチュエータ５４０が元の原点位置に戻ったとしても、図１２Ａに示すように、シフトアーム５３０は中立位置に戻らないことがある。

変速動作の最中にさらなる変速指令を受け付けた場合のように短時間に連続して変速する場合には、シフトアクチュエータ５４０は原点位置に戻る（図１２Ａ参照）と、次の変速のために直ちに図１１の矢印Ｚ１の方向への回転を開始する。このため、図１２Ｂに示すように、カギ爪５７０と突起部５１０とが係合していない状態でシフトアーム５３０が矢印Ｘ１の方向に回転することになり、変速指令を受けているにも関わらずシフトカム５２０が回転せず、変速できないという状況が発生し得る。

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、短時間に連続して変速を行う際に、シフトアームとシフトカムの突起部とが係合しないことを防止して、変速を確実に行う自動変速装置を提供することである。

本発明に係る自動変速装置は、複数の第１係合部を有する回転可能なシフトカムと、前記第１係合部に係合可能な第２係合部を有するシフトアームとを備え、前記シフトアームを中立位置からギア段変更位置まで移動させると、前記第２係合部が前記第１係合部のいずれか一つに係合しかつ前記シフトアームの移動に伴って前記シフトカムが回転することによってギア段が変更され、前記シフトアームを前記ギア段変更位置から前記中立位置まで移動させると、前記第２係合部と前記一つの第１係合部との係合が解除され、前記第２係合部が前記第１係合部の他の一つと係合可能となる有段式の変速機構と、原点位置から終点位置まで位置が変化することによって前記シフトアームに前記中立位置から前記ギア段変更位置に向かう駆動力を与え、前記終点位置から前記原点位置まで位置が変化することによって前記シフトアームに前記ギア段変更位置から前記中立位置に向かう駆動力を与えるシフトアクチュエータと、前記シフトアームを前記中立位置に向けて付勢する付勢部材と、変速指令を出力する変速指令出力装置と、前記シフトアクチュエータを制御するシフトアクチュエータ制御装置と、を備え、前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から第１の変速指令が出力された後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置を経て前記中立位置に戻るまでの間に前記変速指令出力装置から第２の変速指令が出力されたときには、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻した後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置に移動するように前記シフトアクチュエータを制御することにより第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う。

本発明に係る自動変速装置では、シフトアームが中立位置からギア段変更位置を経て中立位置に戻るまでの間に変速指令出力装置から新たな変速指令（第２の変速指令）が出力された場合には、シフトアクチュエータ制御装置は、シフトアクチュエータを原点位置に戻した後または戻す途中において、シフトアクチュエータの駆動力を零または付勢部材の付勢力よりも小さくする。このため、シフトアームは付勢部材の付勢力によって中立位置に戻されるので、シフトアクチュエータの原点位置がずれた場合であっても、第２の変速指令に基づくギア段の変更の前に、シフトアームは確実に中立位置に戻されることになる。シフトアームが中立位置に戻されると、シフトアームの第２係合部とシフトカムの第１係合部とが確実に係合するので、第２の変速指令に基づくギア段の変更を確実に実行することができる。

本発明の一態様によれば、前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記シフトアクチュエータの位置を前記終点位置から前記原点位置に戻した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す。

これにより、シフトアクチュエータが原点位置に戻るまで、シフトアクチュエータの駆動力によってシフトアームを素早く動かすことができる。付勢部材の付勢力によってシフトアームを中立位置まで移動させる時間は短くなる。このため、より短時間での変速が実現できる。

本発明の一態様によれば、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御する時間は、前記シフトアクチュエータの位置が前記原点位置に保たれる時間よりも長い。

これにより、シフトアームをより確実に中立位置に戻すことができる。

本発明の一態様によれば、前記シフトアクチュエータは電動モータによって構成され、前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記電動モータの位置を前記終点位置から前記原点位置に戻した後に、前記電動モータへの通電を停止し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す。

これにより、シフトアクチュエータが原点位置に戻るまで、シフトアクチュエータの駆動力によってシフトアームを素早く動かすことができる。付勢部材の付勢力によってシフトアームを中立位置まで移動させる時間は短くなる。このため、より短時間での変速が実現できる。

本発明の一態様によれば、前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から前記第２の変速指令が出力されたときから所定時間の経過後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す。

シフトアクチュエータの駆動力によってシフトアームをある程度中立位置に近づけることができる。このため、シフトアームを中立位置に戻すまでの時間を短縮することができる。これにより、短時間での変速が実現できる。

本発明の一態様によれば、車両のエンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記クラッチを接続および切断させるクラッチアクチュエータと、前記クラッチの半クラッチ状態を検出するクラッチ状態検出装置と、を備え、前記変速機構は、前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられ、前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から前記第１の変速指令が出力された後、前記クラッチが半クラッチ状態のときに前記変速指令出力装置から前記第２の変速指令が出力されたときには、前記第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻した後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置に移動するように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う。

これにより、第２の変速指令に基づくギア段の変更の前に、シフトアームは確実に中立位置に戻され、シフトアームの第２係合部とシフトカムの第１係合部とが確実に係合する。このため、第２の変速指令に基づくギア段の変更を確実に実行することができる。

本発明の一態様によれば、前記付勢部材は、前記シフトアームを前記中立位置に向けて付勢するばねによって構成されている。

使用するばねの種類や材料を変更することによって、シフトアームに付勢する付勢力を容易に調整することができる。

本発明の一態様によれば、前記シフトアクチュエータと前記シフトアームとに連結され、長さの調整が可能なシフトロッドを備えている。

シフトロッドの長さを調整したときにシフトアームの初期位置にずれが生じる場合があるが、このような場合であっても上述した構成の自動変速装置によれば短時間に連続して変速を行うことができる。

本発明の一態様によれば、上述した構成の自動変速装置を備えた車両が提供される。

本発明によれば、前述の作用効果を奏する車両を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、短時間に連続して変速を行う際に、シフトアームとシフトカムの突起部とが係合しないことを防止して、変速を確実に行う自動変速装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の一実施形態に係るハンドルの構成図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの構成図である。 本発明の一実施形態に係るパワーユニットの内部構造を示す断面図である。 本発明の一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。 本発明の一実施形態に係る変速機構のシフトアームがギア段変更位置に移動した状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動変速装置の変速制御を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る変速機構の一部に不具合が発生している状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る変速機構のシフトアームが制御上の中立位置に移動した状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動変速装置の変速制御に関するタイミングチャートである。 自動変速装置の構成の一例を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。 自動変速装置の一部に不具合が発生している状態を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。 自動変速装置の構造の一部を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る車両は自動二輪車１である。自動二輪車１の形式は何ら限定されず、いわゆるスクータ型、モペット型、オフロード型、またはオンロード型等の型式の自動二輪車であってもよい。また、本発明に係る車両は、自動二輪車に限定される訳ではなく、乗員（ユーザ）が跨って乗車する鞍乗型車両またはそれに準じる車両であってもよい。鞍乗型車両としては、自動二輪車の他に、例えば、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）、四輪バギー等が挙げられる。なお、図１中の符号Ｆ、Ｒｅは、それぞれ前、後を表す。

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を中心として上下方向に揺動可能である。リヤアーム２１の後端部には、後輪２３が支持されている。後輪２３は後述のエンジン４５によって駆動される駆動輪である。

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、図示しないステアリングシャフトが支持され、ステアリングシャフトの上部にはハンドル４が設けられている。図２に示すように、ハンドル４にはシフトスイッチ８が設けられている。シフトスイッチ８は、シフトアップスイッチ８ａとシフトダウンスイッチ８ｂとからなり、手動操作により後述の変速ギア４９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。シフトスイッチ８は、変速指令を後述のシフトアクチュエータ制御部１４０（図５Ａ参照）に出力する。シフトアクチュエータ制御部１４０は、後述するように変速指令に基づいて変速機構４３のギア段の変更を行う。

ステアリングシャフトの下部にはフロントフォーク１０が設けられている。フロントフォーク１０の下端には、前輪１２が回転自在に支持されている。前輪１２は自動二輪車１の走行に従って回転する従動輪である。

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４は、パワーユニット２０の内部構造を示す断面図である。図４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、自動変速装置４０とを有している。エンジン４５と、自動変速装置４０とは、クランクケース２６（図１参照）に一体に組み付けられている。

図３に示すように、エンジン４５は、シリンダ３１と、シリンダ３１内を往復するピストン３２と、クランク軸２５と、ピストン３２とクランク軸２５とを連結するコンロッド３４とを備えている。エンジン４５は、燃料を噴射する燃料噴射装置である燃料噴射弁５２と、燃焼室３５内の燃料に点火を行う点火装置５０とを備えている。エンジン４５には、クランク軸２５の回転速度（単位時間当たりの回転数）を検出するクランク軸回転速度センサ６０と、エンジン４５の温度を検出する温度センサ６２とが設けられている。なお、以下では、クランク軸２５の回転速度を、エンジン４５の回転速度と呼ぶこととする。燃料噴射弁５２は、図示しない燃料タンクに接続されている。温度センサ６２は、エンジン４５の一部（例えば、シリンダ）の温度を検出するものであってもよく、エンジン４５が水冷式の場合には、冷却水の温度を検出するものであってもよい。すなわち、温度センサ６２は、エンジン４５の温度を直接検出するものであってもよく、冷却水等を介して間接的に検出するものであってもよい。

エンジン４５は、燃焼室３５に空気を導入する吸気通路８０と、吸気通路８０と燃焼室３５との間を開閉する吸気弁８２と、燃焼室３５内の排ガスを排出する排気通路８４と、燃焼室３５と排気通路８４との間を開閉する排気弁８６とを備えている。本実施形態では、燃料噴射弁５２は、吸気通路８０内に燃料を噴射するように配置されている。なお、燃料噴射弁５２は、燃焼室３５内に燃料を直接噴射するものであってもよい。また、吸気通路８０内および燃焼室３５内に燃料を噴射する２種類の燃料噴射弁を備えていてもよい。

吸気通路８０には、吸気通路８０の内部圧力である吸気圧力を検出する圧力センサ６４が設けられている。吸気通路８０にはスロットルバルブ５４が配置されている。スロットルバルブ５４は、スロットル駆動アクチュエータ５６によって開度の制御が行われる電子制御式のバルブである。スロットルバルブ５４は、吸気通路８０を流れる空気の流量や速度を調整する。スロットルバルブ５４には、スロットルバルブ５４の開度を検出するスロットル位置センサ６６が設けられている。スロットル位置センサ６６は、スロットル開度信号をＥＣＵ１００に出力する。

排気通路８４には、触媒９０が設けられている。また、排気通路８４には、空燃比センサとして、排気中に含まれる酸素を検出するＯ_２センサ６８が設けられている。空燃比センサは、少なくとも空燃比がリッチ領域またはリーン領域にあることを検出できるセンサであればよい。本実施形態に係るＯ_２センサ６８によれば、空燃比がリッチ領域またはリーン領域にあることを検出することができる。ただし、空燃比センサとして、空燃比をリニアに出力するもの（リニアＡ／Ｆセンサ）、すなわち空燃比自体を出力するセンサを用いてもよいことは勿論である。

図４に示すように、クランク軸２５は、自動クラッチ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。メイン軸４１には、メイン軸４１の回転速度（単位当たりの回転数）を検出するメイン軸回転速度センサ６１が設けられている。

本実施形態に係る自動クラッチ４４は、多板式の摩擦クラッチ４６と、クラッチアクチュエータ７０とを備えている。摩擦クラッチ４６は、エンジン４５と後輪２３との間に設けられている。摩擦クラッチ４６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の内方には、駆動側回転体として複数のフリクションプレート４４５が設けられている。フリクションプレート４４５にはエンジン４５のトルクが伝達される。クラッチボス４４７の外方には、従動側回転体として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、クラッチハウジング４４３と共に回転する。一方、各フリクションプレート４４５は、メイン軸４１の軸方向に関しては変位可能である。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。なお、摩擦クラッチ４６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。

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、クラッチボス４４７と共に回転する。一方、各クラッチプレート４４９は、メイン軸４１の軸方向に関しては変位可能である。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４に示すように、メイン軸４１よりも車幅方向の外方（図４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の半径方向外方の部分には、プレート群４４２に向けて突出する押圧部４５１Ｂが形成されている。押圧部４５１Ｂは、プレート群４４２のうち最も右方に位置するフリクションプレート４４５に対向する位置に配置されている。

摩擦クラッチ４６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４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４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から外方に向けて突出している。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。

摩擦クラッチ４６は、クラッチアクチュエータ７０によって切断および接続される。本実施形態では、クラッチアクチュエータ７０は電動モータであるが、クラッチアクチュエータ７０は電動モータに限定されない。クラッチアクチュエータ７０を駆動することによって、フリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とが接触するようにフリクションプレート４４５およびクラッチプレート４４９を互いに接近させることができる。また、クラッチアクチュエータ７０を駆動することによって、フリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とが離反するようにフリクションプレート４４５およびクラッチプレート４４９を互いに離反させることができる。これにより、摩擦クラッチ４６を切断および接続させることができる。

クラッチアクチュエータ７０には、ポテンショメータ９６（図５Ａ参照）が設けられている。ポテンショメータ９６は、クラッチアクチュエータ７０の駆動量を検出するクラッチアクチュエータセンサである。ポテンショメータ９６は、クラッチアクチュエータ７０の回転角度（以下、クラッチアクチュエータ７０の回転角度のことをクラッチアクチュエータ７０の位置とする。）を検出する。なお、クラッチアクチュエータ７０とクラッチアクチュエータセンサとは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７０の一例として、回転角度および回転位置の検出が可能なサーボモータが挙げられる。

クラッチアクチュエータ７０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４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４の右方向に押す。プレッシャプレート４５１が図４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から離反する。これにより、摩擦クラッチ４６は切断状態になる。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とは離反しており、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、トルクを伝達できる摩擦力は発生しない。

クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６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４の左方に移動する。プレッシャプレート４５１が図４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。これにより、摩擦クラッチ４６は半クラッチ状態となる。即ち、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とが接触し、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とが相対回転する。これにより、エンジン４５のトルクはフリクションプレート４４５およびクラッチプレート４４９を介してメイン軸４１に伝達される。このように、摩擦クラッチ４６の半クラッチ状態とは、摩擦クラッチ４６を介してエンジン４５のトルクはメイン軸４１に伝達されるが、摩擦クラッチ４６の各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とが相対回転している状態をいう。

バネ４５０によってプレッシャプレート４５１が図４の左方にさらに移動すると、プレート群４４２の各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とが圧接する。これにより、摩擦クラッチ４６は接続状態となる。即ち、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とが一体となって回転する。

このように、クラッチアクチュエータ７０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、摩擦クラッチ４６は接続状態、半クラッチ状態および切断状態となる。

エンジン４５のクランク軸２５には、ギア２７が一体的に支持されている。メイン軸４１には、ギア２７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に一体的に設けられている。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、一体的に回転する。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、摩擦クラッチ４６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。

なお、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４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４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４の右方に引っ張るものであってもよい。

次に本実施形態に係る自動変速装置４０について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る自動変速装置４０は、少なくとも自動クラッチ４４と、変速機構４３とを有している。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、有段式の変速機構である。変速機構４３は、エンジン４５のトルクを後輪２３（図１参照）に伝達する動力伝達経路上、摩擦クラッチ４６のフリクションプレート４４５と後輪２３との間に配置されている。変速機構４３は、後述する変速ギア４９、４２０、シフトカム４２１、シフトアーム４２５、シフトフォーク４２４、およびシフトアクチュエータ７２等を備えている。

変速機構４３のメイン軸４１には、複数の変速ギア４９が装着されている。一方、変速機構４３のドライブ軸４２には、複数の変速ギア４９に対応する複数の変速ギア４２０が装着されている。複数の変速ギア４９と複数の変速ギア４２０とは、選択された一対のギア同士のみで相互に係合する。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。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。

変速機構４３の変速ギア４９、４２０の切り換え、すなわち、変速機構４３のギア段の変更は、シフトアクチュエータ７２を駆動し、シフトカム４２１を回転させることによって行われる。本実施形態では、シフトアクチュエータ７２は電動モータ７２である。ただし、シフトアクチュエータ７２は電動モータに限定されない。シフトアクチュエータ７２は、シフトアクチュエータ７２の回転角度（以下、シフトアクチュエータ７２の回転角度のことをシフトアクチュエータ７２の位置とする。）が変化することによってシフトアーム４２５に駆動力を与える。具体的には、シフトアクチュエータ７２には予め原点位置が設定されており、シフトアクチュエータ７２は原点位置を基準として制御される。シフトアクチュエータ７２は、シフトアクチュエータ７２が原点位置から終点位置まで位置が変化することによって、シフトアーム４２５に中立位置からギア段変更位置に向かう駆動力を与える。シフトアクチュエータ７２は、シフトアクチュエータ７２が終点位置から原点位置まで位置が変化することによって、シフトアーム４２５にギア段変更位置から中立位置に向かう駆動力を与える。なお、「ギア段変更位置」とは、シフトアーム４２５によってシフトカム４２１が所定の角度回転し、複数の変速ギア４９、４２０のうち係合された一対のギア同士の係合が解除され、他の一対のギア同士が係合される位置をいう。

シフトアクチュエータ７２には、ポテンショメータ７６が設けられている。ポテンショメータ７６は、シフトアクチュエータ７２の駆動量を検出するシフトアクチュエータセンサである。ポテンショメータ７６は、シフトアクチュエータ７２の位置を検出する。ポテンショメータ７６は、検出したシフトアクチュエータ７２の位置をシフトアクチュエータ制御部１４０（図５Ａ参照）に出力する。なお、シフトアクチュエータ７２とシフトアクチュエータセンサとは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７２の一例として、回転角度および回転位置の検出が可能なサーボモータが挙げられる。

シフトカム４２１の外周面には、複数のカム溝４２２が形成されている。各カム溝４２２には、シフトフォーク４２４が装着されている。各シフトフォーク４２４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。図５Ａに示すように、シフトカム４２１は、軸方向の端部に複数の突起部４２３を有している。本実施形態では、突起部４２３は、シフトカム４２１の軸の円周にそって、６０度ごとに形成されている。すなわち、１速から６速までのシフトカム４２１の回転角度が６０度にて設定されている。シフトカム４２１には、シフトカム４２１の回転角度を検出するポテンショメータ４２８が設けられている。ポテンショメータ４２８で検出されたシフトカム４２１の回転角度の情報はＥＣＵ１００に出力される。

シフトアーム４２５は、シフトカム４２１の突起部４２３に係合可能なカギ爪４２７を有している。シフトアーム４２５には、バネ４３０が設けられている。バネ４３０は、シフトアーム４２５を中立位置に向けて付勢している。シフトアーム４２５とシフトアクチュエータ７２には、シフトロッド７５が連結されている。シフトアーム４２５とシフトアクチュエータ７２とは、シフトロッド７５を介して接続されている。シフトロッド７５は、長さを調整することができる。シフトアクチュエータ７２を回転させるとシフトロッド７５が移動する。シフトロッド７５の移動に伴いシフトアーム４２５が回転する。

本実施形態では、後述のシフトアクチュエータ制御部１４０がシフトスイッチ８からシフトアップの指令を受けると、シフトアクチュエータ７２を図５Ａの矢印Ｚ１の方向に原点位置から終点位置まで移動させる。これにより、シフトアーム４２５は、回転中心Ｃ１を中心に図５Ａの矢印Ｘ１の方向に回転する。シフトアクチュエータ７２を駆動させることによって、シフトアーム４２５を回転させると、カギ爪４２７がシフトカム４２１の複数の突起部４２３のうちの一つの突起部４２３ａと係合するため、シフトカム４２１も図５Ａの矢印Ｘ１の方向に回転する。シフトカム４２１が回転することにより、複数のシフトフォーク４２４のそれぞれは、カム溝４２２に案内されてメイン軸４１の軸方向に移動する。図５Ｂに示すように、シフトアーム４２５を中立位置からギア段変更位置まで所定の角度αだけ回転させるとギア段が変更される。すなわち、複数の変速ギア４９および変速ギア４２０のうち、シフトカム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におけるギア段が決定される。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、所定の減速比（変速比）で回転伝達が行われる。

ギア段の変更が終了すると、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２を図５Ａの矢印Ｚ２の方向に終点位置から原点位置まで移動させる。これにより、シフトアーム４２５は、図５Ａの矢印Ｘ２の方向に回転する。シフトアーム４２５を回転させると、カギ爪４２７と突起部４２３ａとの係合が解除される。シフトアーム４２５のカギ爪４２７とシフトカム４２１の突起部４２３とは係合していないため、シフトアーム４２５が図５Ａの矢印Ｘ２の方向に回転してもシフトカム４２１は回転しない。シフトアーム４２５をギア段変更位置から中立位置まで回転させると、カギ爪４２７がシフトカム４２１の複数の突起部４２３のうち他の一の突起部４２３ｂと係合可能となる。なお、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ制御部１４０がシフトスイッチ８からシフトダウンの指令を受けると、シフトアクチュエータ７２を図５Ａの矢印Ｚ２の方向に回転させ、ギア段の変更が終了すると、シフトアクチュエータ７２を図５Ａの矢印Ｚ１の方向に回転させる。また、シフトアクチュエータ７２は、クラッチアクチュエータ７０によって摩擦クラッチ４６の切断が開始された後にシフトアーム４２５を回転させ、変速機構４３の変速ギア４９、４２０の切り換えを行う。

自動変速装置４０は、シフトアクチュエータ７２等の制御を行う制御装置として、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１００を備えている。ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ制御部１４０と、クラッチアクチュエータ制御部１３５と、クラッチ状態検出部１０５とを有している。

クラッチ状態検出部１０５は、ポテンショメータ９６によって検出されたクラッチアクチュエータ７０の位置に基づいて摩擦クラッチ４６の半クラッチ状態を検出することができる。例えば、クラッチアクチュエータ７０の回転角度が所定の回転角度θ１以下のときは、摩擦クラッチ４６の接続状態が検出される。クラッチアクチュエータ７０の回転角度が所定の回転角度θ２以上のときは、摩擦クラッチ４６の切断状態が検出される。クラッチアクチュエータ７０の回転角度がθ１より大きくθ２より小さいときは、摩擦クラッチ４６の半クラッチ状態が検出される。なお、クラッチアクチュエータ７０として、回転角度および回転位置の検出が可能なサーボモータを用いる場合には、クラッチ状態検出部１０５は、サーボモータによって検出された回転角度または回転位置に基づいて摩擦クラッチ４６の半クラッチ状態を検出することができる。

クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を制御する。クラッチアクチュエータ７０は、クラッチアクチュエータ制御部１３５の制御に基づいて駆動することができる。クラッチアクチュエータ制御部１３５は、摩擦クラッチ４６が接続された状態であってかつシフトアクチュエータ制御部１４０がシフトスイッチ８から変速指令を受けた場合には、クラッチアクチュエータ７０を制御し摩擦クラッチ４６を切断させる。ただし、シフトアクチュエータ制御部１４０がシフトスイッチ８から変速指令を受けた後、さらにシフトスイッチ８から新たな変速指令がシフトアクチュエータ制御部１４０に出力された場合には、シフトアクチュエータ７２が原点位置に戻ってから所定の時間が経過した後に、クラッチアクチュエータ制御部１３５は摩擦クラッチ４６を切断させる。

クラッチアクチュエータ制御部１３５は、摩擦クラッチ４６のクラッチ回転速度差が実質的にゼロになったときに摩擦クラッチ４６を接続する。摩擦クラッチ４６のクラッチ回転速度差は、クラッチハウジング４４３（フリクションプレート４４５）とクラッチボス４４７（クラッチプレート４４９）との回転速度差であり、エンジン４５の回転数（クランク軸２５の回転数）と、メイン軸４１の回転数との差と同一である。このクラッチ回転速度差は、クランク軸回転速度センサ６０によって検出されるクランク軸２５の回転速度とメイン軸回転速度センサ６１によって検出されるメイン軸４１の回転速度とを用いて算出することが可能である。

シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２を制御する。シフトアクチュエータ７２は、シフトアクチュエータ制御部１４０の制御に基づいて駆動することができる。シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置に移動するようにシフトアクチュエータ７２を制御する。シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアーム４２５がギア段変更位置から中立位置に移動するようにシフトアクチュエータ７２を制御する。

シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトスイッチ８から変速指令（以下、「第１の変速指令」とする。）が出力された後、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置を経て中立位置に戻るまでの間または摩擦クラッチ４６が半クラッチ状態のときにシフトスイッチ８から新たな変速指令（以下、「第２の変速指令」とする。）が出力されたときには、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御する。これによりシフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻す。その後、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置に移動するようにシフトアクチュエータ７２を制御することにより第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う。本実施形態では、シフトアクチュエータ７２は、電動モータであるため電動モータへの通電を停止することによってシフトアクチュエータ７２の駆動力を零にすることができる。また、電動モータへの通電を制御することによってシフトアクチュエータ７２の駆動力をバネ４３０の付勢力よりも小さくすることができる。

好ましくは、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２の位置を終点位置から原点位置に戻した後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御し、シフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻す。このとき、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御する時間は、シフトアクチュエータ７２の位置が原点位置に保たれる時間よりも長くすることが好ましい。

また、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されたときから所定時間の経過後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御し、シフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻してもよい。ただし、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御するのは、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後である。

本実施形態に係る自動変速装置４０は、少なくともクラッチ状態検出装置と、クラッチアクチュエータ制御装置と、シフトアクチュエータ制御装置とを備えている。クラッチ状態検出装置は、少なくともポテンショメータ９６と、クラッチ状態検出部１０５とを備えている。クラッチアクチュエータ制御装置は、少なくともクラッチアクチュエータ制御部１３５と、クラッチアクチュエータ７０とを備えている。シフトアクチュエータ制御装置は、少なくともシフトアクチュエータ制御部１４０と、シフトアクチュエータ７２とを備えている。

次に、図６から図８を参照しながら、本実施形態に係る自動変速装置４０の変速制御について説明する。図７Ａに示すように、ここでは自動変速装置４０のシフトロッド７５の長さが短くなっている場合を例に説明する。シフトロッド７５の長さが短くなっているため、シフトアーム４２５はシフトアクチュエータ７２が真の原点位置まで戻ると中立位置に戻る。シフトアクチュエータ制御部１４０はシフトアクチュエータ７２を原点位置までしか戻さないため、図７Ｂに示すように、シフトアーム４２５は制御上の中立位置までしか戻らない。シフトアーム４２５が制御上の中立位置にあるときには、シフトアーム４２５のカギ爪４２７とシフトカム４２１の突起部４２３とは係合することができない。シフトアーム４２５は、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなると、バネ４３０の付勢力によって中立位置まで戻ることができる。

図６は、本実施形態に係る自動変速装置４０の変速制御を示したフローチャートである。図８は、本実施形態に係る自動変速装置４０の変速制御に関するタイミングチャートである。図８の時刻ｔ０において、自動二輪車１は走行中であり、変速機構４３のギア段は１速である。なお、図８は、シフトアップ時のギア段の変更に関するタイミングチャートであるが、本実施形態にかかる自動変速装置４０の変速制御はシフトダウン時のギア段の変更のときにも行われる場合がある。

ステップＳ１０において、自動二輪車１の走行中に乗員がシフトスイッチ８を操作する。これにより、シフトスイッチ８からシフトアクチュエータ制御部１４０へ第１の変速指令が出力される。図８に示す例では、第１の変速指令は、１速から２速へのギア段の変更指令である。

シフトアクチュエータ制御部１４０が変速指令を受けると、変速機構４３のギア段を変更するために、ステップＳ２０において、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を切断させる（図８の時刻ｔ１参照）。

摩擦クラッチ４６の切断が開始されると、ステップＳ３０において、シフトアクチュエータ制御部１４０はシフトアーム４２５が中立位置（図８の符号ａ参照）からギア段変更位置（図８の符号ｃ参照）に移動するように、シフトアクチュエータ７２を図７Ａの矢印Ｚ１の方向に原点位置から終点位置にまで変化させる制御を行う（図８の時刻ｔ１参照）。これにより、シフトアーム４２５は、回転中心Ｃ１を中心に図７Ａの矢印Ｘ１の方向に回転する。シフトアクチュエータ７２を駆動させることによって、シフトアーム４２５を回転させると、カギ爪４２７がシフトカム４２１の複数の突起部４２３のうちの一つの突起部４２３ａと係合するため、シフトカム４２１も図７Ａの矢印Ｘ１の方向に回転する。

ステップＳ４０において、ＥＣＵ１００は、シフトカム４２１が所定の角度だけ回転したか否かを判定する。詳しくは、ＥＣＵ１００は、ポテンショメータ４２８によって検出されるシフトカム４２１の回転角度が第１角度以上か否かを判定する。シフトアーム４２５がギア段変更位置（図７Ａ参照）に移動すると、シフトカム４２１の回転角度は第１角度以上となる（図８の符号Ａの領域参照）。シフトカム４２１の回転角度が第１角度以上の場合、ステップＳ５０に進む。一方、シフトカム４２１の回転角度が第１角度より小さい場合、シフトカム４２１の回転角度が第１角度以上になるまでＥＣＵ１００は上記判定を繰り返す。ここで、本実施形態では第１角度は６０度であり、シフトカム４２１が６０度回転すると、複数の変速ギア４９および変速ギア４２０のうちシフトカム４２１の回転角度に応じた位置の一対のギアが係合し、ギア段が変更される。

シフトカム４２１の回転角度が第１角度以上となることによって第１の変速指令に基づく１速から２速へのギア段の変更が終了すると（図８の時刻ｔ２参照）、ステップＳ５０において、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を制御し、摩擦クラッチ４６を切断状態から半クラッチ状態にする。時刻ｔ２から、摩擦クラッチ４６を徐々に接続させる半クラッチ制御が開始される。

シフトカム４２１の回転角度が第１角度以上となることによってギア段の変更が終了すると、ステップＳ６０において、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアーム４２５がギア段変更位置から中立位置に移動するように、シフトアクチュエータ７２を図７Ａの矢印Ｚ２の方向に終点位置から原点位置にまで変化させる制御を行う。これにより、シフトアーム４２５は、回転中心Ｃ１を中心に図７Ａの矢印Ｘ２の方向に回転する。シフトアクチュエータ７２を駆動させることによって、シフトアーム４２５を回転させると、カギ爪４２７と突起部４２３ａとの係合が解除される。このため、シフトアーム４２５が図７Ａの矢印Ｘ２の方向に回転してもシフトカム４２１は回転しない（図８の符号Ｂの領域参照）。なお、ステップＳ５０とステップＳ６０とは、順番が入れ替わっていてもよく、同時に実行されてもよい。

ステップＳ７０において、ＥＣＵ１００は、シフトアーム４２５がギア段変更位置から中立位置に戻るまでの間に、乗員がシフトスイッチ８を操作することによってシフトスイッチ８からシフトアクチュエータ制御部１４０へ第２の変速指令が出力されているか否かを判定する。シフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されている場合（図８の時刻ｔ３参照）、ステップＳ８０に進む。一方、シフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されていない場合、ステップＳ１２０に進む。図８に示す例では、第２の変速指令は、２速から３速へのギア段の変更指令である。

シフトスイッチ８からシフトアクチュエータ制御部１４０へ第２の変速指令が出力されると、ステップＳ８０において、クラッチアクチュエータ制御部１３５は摩擦クラッチ４６の位置を一定の位置に保持するようにクラッチアクチュエータ７０を制御する（図８の時刻ｔ３参照）。

ステップＳ９０において、ＥＣＵ１００は、ポテンショメータ７６によって検出されるシフトアクチュエータ７２の位置が原点位置であるか否かを判定する。シフトアクチュエータ７２の位置が原点位置の場合、ステップＳ１００に進む。一方、シフトアクチュエータ７２が原点位置まで戻っていない場合、シフトアクチュエータ７２が原点位置になるまでＥＣＵ１００は上記判定を繰り返す。なお、ステップＳ９０では、シフトアクチュエータ７２が原点位置になるまでＥＣＵ１００は上記判定を繰り返すが、かかる形態に限定されない。例えば、第２の変速指令が出力されたときから所定時間が経過したか否かを判定してもよい。図８に示す例では、シフトアクチュエータ７２は時刻ｔ４のときに原点位置に戻る。このとき、図７Ｂに示すように、シフトアーム４２５は、制御上の中立位置（図８の符号ｂ参照）までしか戻らない。また、図８の符号Ｃの領域では、シフトアクチュエータ７２は通電されており駆動力が働いているため、バネ４３０の付勢力によってはシフトアーム４２５は中立位置に戻らない。

ステップＳ１００では、シフトアクチュエータ７２の位置が原点位置であるため、シフトアクチュエータ制御部１４０はシフトアクチュエータ７２への通電を停止する（図８の時刻ｔ５参照）。シフトアクチュエータ７２への通電が停止されると、シフトアクチュエータ７２の駆動力は零となる。これにより、シフトアーム４２５はバネ４３０の付勢力を受けて制御上の中立位置から中立位置に向けて移動する（図８の符号Ｄの領域参照）。なお、ステップＳ１００では、シフトアクチュエータ制御部１４０はシフトアクチュエータ７２への通電を停止するが、かかる形態に限定されない。例えば、シフトアクチュエータ７２の駆動力がバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２への通電を制御してもよい。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ７２への通電を停止してから所定の時間が経過したか否かを判定する。ここで、「所定の時間」とは、バネ４３０の付勢力によってシフトアーム４２５を中立位置に戻すのに十分な時間である。シフトアクチュエータ７２への通電を停止してから所定の時間が経過した場合（図８の時刻ｔ７参照）、ステップＳ２０に戻り、ステップＳ２０において、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を切断させる。一方、シフトアクチュエータ７２への通電を停止してから所定の時間が経過していない場合、所定の時間が経過するまでＥＣＵ１００は上記判定を繰り返す。図８に示す例では、時刻ｔ６のときに、シフトアーム４２５はバネ４３０の付勢力によって制御上の中立位置から中立位置に戻る。このとき、シフトアクチュエータ７２は、バネ４３０の付勢力によって真の原点位置まで移動する（図７Ａ参照）。

図８の符号Ｅの領域では、シフトアーム４２５が中立位置にあるため、第２の変速指令に基づくギア段の変更を開始する（図８の時刻ｔ７参照）。クラッチアクチュエータ制御部１３５は、摩擦クラッチ４６の位置を一定の位置に保持する制御を解除して、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を切断させる（図８の時刻ｔ７参照）。摩擦クラッチ４６の切断が開始されると、シフトアクチュエータ制御部１４０はシフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置に移動するように、シフトアクチュエータ７２の位置を真の原点位置から終点位置にまで変化させる制御を行う（図８の時刻ｔ７参照）。

図８の符号Ｆの領域では、シフトカム４２１の回転角度が第１角度以上となり第２変速指令に基づく２速から３速へのギア段の変更が終了する。ギア段の変更が終了すると（図８の時刻ｔ８参照）、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を接続方向へ移動させる。時刻ｔ８から、摩擦クラッチ４６を徐々に接続させる半クラッチ制御が開始される。また、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアーム４２５がギア段変更位置から中立位置に移動するように、シフトアクチュエータ７２の位置を終点位置から原点位置にまで変化させる制御を行う（図８の時刻ｔ８参照）。

図８の符号Ｇの領域では、シフトアクチュエータ７２が原点位置に戻っているため（図８の時刻ｔ９参照）、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２への通電を停止する（図８の時刻ｔ１０参照）。これにより、シフトアーム４２５はバネ４３０の付勢力によって制御上の中立位置から中立位置に戻される（図８の時刻ｔ１１参照）。このとき、シフトアクチュエータ７２は、バネ４３０の付勢力によって真の原点位置まで移動する。

図８の時刻ｔ８から半クラッチ制御が開始された後、クラッチ回転速度差は徐々に小さくなっていく。図８の時刻ｔ１２において、ＥＣＵ１００はクラッチ回転速度差が実質的にゼロであると判定する。これにより、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を接続させる。すなわち、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、摩擦クラッチ４６を徐々に接続させる半クラッチ制御を終了し、摩擦クラッチ４６を迅速に接続させる（図８の時刻ｔ１３参照）。図８の符号Ｈの領域において、自動二輪車１は変速を完了する。

ステップＳ７０において、シフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されていない場合、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１００は、クランク軸回転速度センサ６０によって検出されるクランク軸２５の回転速度とメイン軸回転速度センサ６１によって検出されるメイン軸４１の回転速度とに基づいて、摩擦クラッチ４６のクラッチ回転速度差が実質的にゼロであるか否かを判定する。クラッチ回転速度差が実質的にゼロである場合、半クラッチ制御を終了させるべくステップＳ１３０に進む。一方、クラッチ回転速度差が実質的にゼロでない場合、ステップＳ７０に戻る。

ステップＳ１３０では、クラッチ回転速度差が実質的にゼロであるため、クラッチアクチュエータ制御部１３５は、クラッチアクチュエータ７０を駆動して摩擦クラッチ４６を接続させる。このとき、シフトアーム４２５はシフトアクチュエータ７２によってギア段変更位置から中立位置に移動されており、シフトアーム４２５はバネ４３０の付勢力によって中立位置に配置されている。摩擦クラッチ４６が接続されると、本制御は終了する。

上述したように、本実施形態に係る自動変速装置４０では、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置を経て中立位置に戻るまでの間にシフトスイッチ８から第２の変速指令が出力された場合には、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２を原点位置に戻した後または戻す途中において、シフトアクチュエータ７２の駆動力を零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくする。このため、シフトアーム４２５はバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻されるので、シフトアクチュエータ７２の原点位置がずれた場合であっても、第２の変速指令に基づくギア段の変更の前に、シフトアーム４２５は確実に中立位置に戻されることになる。シフトアーム４２５が中立位置に戻されると、シフトアーム４２５のカギ爪４２７とシフトカム４２１の突起部４２３とが確実に係合するので、第２の変速指令に基づくギア段の変更を確実に実行することができる。

本実施形態によれば、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトアクチュエータ７２の位置を終点位置から原点位置に戻した後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御し、シフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻す。これにより、シフトアクチュエータ７２が原点位置に戻るまで、シフトアクチュエータ７２の駆動力によってシフトアーム４２５を素早く動かすことができる。バネ４３０の付勢力によってシフトアーム４２５を中立位置まで移動させる時間は短くなる。このため、より短時間での変速が実現できる。

本実施形態によれば、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御する時間は、シフトアクチュエータ７２の位置が原点位置に保たれる時間よりも長い。これにより、シフトアーム４２５をより確実に中立位置に戻すことができる。

本実施形態によれば、シフトアクチュエータ７２は電動モータ７２によって構成され、シフトアクチュエータ制御部１４０は、電動モータ７２の位置を終点位置から原点位置に戻した後に、電動モータ７２への通電を停止し、シフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻す。これにより、シフトアクチュエータ７２が原点位置に戻るまで、シフトアクチュエータ７２の駆動力によってシフトアーム４２５を素早く動かすことができる。バネ４３０の付勢力によってシフトアーム４２５を中立位置まで移動させる時間は短くなる。このため、より短時間での変速が実現できる。

本実施形態によれば、シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されたときから所定時間の経過後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御し、シフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻す。シフトアクチュエータ７２の駆動力によってシフトアーム４２５をある程度中立位置に近づけることができる。このため、シフトアーム４２５を中立位置に戻すまでの時間を短縮することができる。これにより、短時間での変速が実現できる。

本実施形態によれば、自動二輪車１のエンジン４５と後輪２３との間に設けられた摩擦クラッチ４６と、摩擦クラッチ４６を接続および切断させるクラッチアクチュエータ７０と、摩擦クラッチ４６の半クラッチ状態を検出するクラッチ状態検出部１０５と、を備えている。変速機構４３は、摩擦クラッチ４６と後輪２３との間に設けられている。シフトアクチュエータ制御部１４０は、シフトスイッチ８から第１の変速指令が出力された後、摩擦クラッチ４６が半クラッチ状態のときにシフトスイッチ８から第２の変速指令が出力されたときには、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、シフトアクチュエータ７２の駆動力が零またはバネ４３０の付勢力よりも小さくなるようにシフトアクチュエータ７２を制御することによりシフトアーム４２５をバネ４３０の付勢力によって中立位置に戻した後、シフトアーム４２５が中立位置からギア段変更位置に移動するようにシフトアクチュエータ７２を制御することにより第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う。

本実施形態によれば、バネ４３０は、シフトアーム４２５を中立位置に向けて付勢する。使用するばねの種類や材料を変更することによって、シフトアーム４２５に付勢する付勢力を容易に調整することができる。また、バネ４３０を用いることにより、シフトアーム４２５を中立位置に向けて付勢する付勢部材を安価かつ簡単に構成することができる。ただし、シフトアーム４２５を中立位置に向けて付勢する付勢部材はバネ４３０に限定されない。

本実施形態によれば、シフトアクチュエータ７２とシフトアーム４２５とに連結され、長さの調整が可能なシフトロッド７５を備えている。シフトロッド７５の長さを調整したときにシフトアーム４２５の初期位置にずれが生じる場合があるが、このような場合であっても自動変速装置４０によれば短時間に連続して変速を行うことができる。

本実施形態によれば、上述した構成の自動変速装置４０を備えた自動二輪車１が提供される。前述の作用効果を奏する自動二輪車１を得ることができる。

本発明に係る車両は、乗員の意思に基づいて変速を自動的に行うセミオート制御を実行するものに限定されず、乗員の意思とは無関係に車両の運転状態に応じて、変速を自動的に行うフルオート制御を実行するものであってもよい。

本発明に係る自動変速装置は、デュアルクラッチトランスミッション（Dual Clutch Transmission。以下、ＤＣＴという）に適用することもできる。セミオート制御を実行するＤＣＴおよびフルオート制御を実行するＤＣＴのいずれにも、本発明を適用することができる。

本発明において、「ギア段の変更」には、ニュートラルへの変更およびニュートラルからの変更も含まれる。すなわち、「ギア段の変更」には、所定の減速比により動力を伝達するギア段から、他の減速比により動力を伝達するギア段への変更（例えば、１速から２速への変更）と、所定の減速比により動力を伝達するギア段から、動力を伝達しないギア段への変更（例えば、１速からニュートラルへの変更）と、動力を伝達しないギア段から、所定の減速比により動力を伝達するギア段への変更（例えば、ニュートラルから１速への変更）とが含まれる。

１ 自動二輪車（車両）
８ シフトスイッチ
２５ クランク軸
４０ 自動変速装置
４３ 変速機構
４５ エンジン
４６ 摩擦クラッチ
４９ 変速ギア
６０ クランク軸回転速度センサ
７０ クラッチアクチュエータ（電動モータ）
７２ シフトアクチュエータ（電動モータ）
７５ シフトロッド
７６ ポテンショメータ
９６ ポテンショメータ
１００ ＥＣＵ
１０５ クラッチ状態検出部
１３５ クラッチアクチュエータ制御部
１４０ シフトアクチュエータ制御部
４２０ 変速ギア
４２１ シフトカム
４２３ 突起部（第１係合部）
４２５ シフトアーム
４２７ カギ爪（第２係合部）
４２８ ポテンショメータ
４３０ バネ（付勢部材）

Claims (9)

1. 複数の第１係合部を有する回転可能なシフトカムと、前記第１係合部に係合可能な第２係合部を有するシフトアームとを備え、前記シフトアームを中立位置からギア段変更位置まで移動させると、前記第２係合部が前記第１係合部のいずれか一つに係合しかつ前記シフトアームの移動に伴って前記シフトカムが回転することによってギア段が変更され、前記シフトアームを前記ギア段変更位置から前記中立位置まで移動させると、前記第２係合部と前記一つの第１係合部との係合が解除され、前記第２係合部が前記第１係合部の他の一つと係合可能となる有段式の変速機構と、
   原点位置から終点位置まで位置が変化することによって前記シフトアームに前記中立位置から前記ギア段変更位置に向かう駆動力を与え、前記終点位置から前記原点位置まで位置が変化することによって前記シフトアームに前記ギア段変更位置から前記中立位置に向かう駆動力を与えるシフトアクチュエータと、
   前記シフトアームを前記中立位置に向けて付勢する付勢部材と、
   変速指令を出力する変速指令出力装置と、
   前記シフトアクチュエータを制御するシフトアクチュエータ制御装置と、を備え、
   前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から第１の変速指令が出力された後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置を経て前記中立位置に戻るまでの間に前記変速指令出力装置から第２の変速指令が出力されたときには、第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻した後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置に移動するように前記シフトアクチュエータを制御することにより第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う、自動変速装置。
2. 前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記シフトアクチュエータの位置を前記終点位置から前記原点位置に戻した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す、請求項１に記載の自動変速装置。
3. 前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御する時間は、前記シフトアクチュエータの位置が前記原点位置に保たれる時間よりも長い、請求項２に記載の自動変速装置。
4. 前記シフトアクチュエータは電動モータによって構成され、
   前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記電動モータの位置を前記終点位置から前記原点位置に戻した後に、前記電動モータへの通電を停止し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す、請求項１に記載の自動変速装置。
5. 前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から前記第２の変速指令が出力されたときから所定時間の経過後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御し、前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻す、請求項１に記載の自動変速装置。
6. 車両のエンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチと、
   前記クラッチを接続および切断させるクラッチアクチュエータと、
   前記クラッチの半クラッチ状態を検出するクラッチ状態検出装置と、を備え、
   前記変速機構は、前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられ、
   前記シフトアクチュエータ制御装置は、前記変速指令出力装置から前記第１の変速指令が出力された後、前記クラッチが半クラッチ状態のときに前記変速指令出力装置から前記第２の変速指令が出力されたときには、前記第１の変速指令に基づくギア段の変更が終了した後に、前記シフトアクチュエータの駆動力が零または前記付勢部材の付勢力よりも小さくなるように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記シフトアームを前記付勢部材の付勢力によって前記中立位置に戻した後、前記シフトアームが前記中立位置から前記ギア段変更位置に移動するように前記シフトアクチュエータを制御することにより前記第２の変速指令に基づくギア段の変更を行う、請求項１に記載の自動変速装置。
7. 前記付勢部材は、前記シフトアームを前記中立位置に向けて付勢するばねによって構成されている、請求項１に記載の自動変速装置。
8. 前記シフトアクチュエータと前記シフトアームとに連結され、長さの調整が可能なシフトロッドを備えている、請求項１に記載の自動変速装置。
9. 請求項１に記載の自動変速装置を備えた車両。

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