JP2014199103A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ容量を変化させて変速ショックを低減可能な車両の変速制御装置を簡単な構造で実現できるようにする。【解決手段】リフタープレート位置によりクラッチ容量を低減させるクラッチと、シフトスピンドルの回動に伴って、リフタープレートをリフトさせるリフターカムプレート８４と、アクチュエータに回動指令を与える制御部とを備える車両の変速制御装置において、リフターカムプレート８４のプロフィールは、切断段部１１３と接続段部１１０との間にリフターカムプレート８４の回動に対してリフト量が一定な第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２を有し、前記制御部は、リフターカムプレート８４を第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２に位置するよう制御するスピンドル角制御部を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、車両の変速制御装置に関する。

本発明は、オートマチックトランスミッション車両（ＡＴ車）の変速制御装置に関する。ＡＴ車では、自動的にシフトが行われるため、変速時のショックをなるべく小さくすることが課題となる。変速ショックは「運転者が体感する加速度の振幅」として捉えることができる。運転者の体感加速度振幅は変速中のカウンタ軸トルクの変化（駆動輪である後輪の駆動力も、カウンタ軸トルクと一対一の関係であり、後輪の駆動力変化もカウンタ軸トルクの変化と同じと見なすことができる）によって生じる。
変速ショックの発生原理を以下に説明する。
特許文献１に示されるような従来例の自動二輪車で１速から２速にシフトアップする状況を想定する。駆動系部品のレシオの例を図１５に示す。クラッチアウタの回転数初期値を１５００ｒｐｍとする。なお、レシオとクラッチアウタの回転数初期値は便宜的なものである。特に回転数初期値は運転者の運転の仕方に応じて様々な値を取り得る。
シフトアップ中のカウンタ軸トルクの推移を図１３に、シフトＵＰ時の駆動系部品の回転数推移を図１４にそれぞれ示す。クラッチアウタとクラッチセンタとの回転数差を「クラッチ回転数差」と定義する。
まず、図１４のカウンタ軸トルクと回転数推移に注目する。
（１）シフトアップ動作前、その時のＮｅ−Ｔｈ（エンジン回転数−スロットル開度）に応じてクラッチアウタ回転数が１５００ｒｐｍになっており、一定のカウンタ軸トルクが発生している。駆動系部品の回転数は、クラッチが接続状態のため、すべりが無いと仮定するとクラッチセンタの回転数も１５００ｒｐｍである。クラッチセンタはメイン軸と一体に回転する。カウンタ軸は、メイン軸によって駆動され、その回転数は１速のギア比３に応じて５００ｒｐｍとなる。後輪は、カウンタ軸によって駆動され、その回転数は最終減速比２．５に応じて２００ｒｐｍとなる。
（２）変速が開始され、クラッチが切れると、エンジンからカウンタ軸への駆動力がかからなくなり、カウンタ軸トルクは一旦０になる。駆動系部品の回転数は、実施例が機械式スロットルのため、簡易的にＮｅが一定のままと仮定すると、クラッチアウタは１５００ｒｐｍが維持される。ところが、（２）の状態では、クラッチが切断されているため、メイン軸、カウンタ軸、後輪はエンジン（クラッチアウタの回転）によって駆動されるものではなくなる。クラッチオフ状態では、後輪側が変速機側を駆動する格好となる。ここで、車速が一定のままで後輪回転数が２００ｒｐｍで一定と仮定すると、カウンタ軸の回転数は最終減速比２．５に応じて、５００ｒｐｍとなり、メイン軸（クラッチセンタ）の回転数は１速の減速比３に応じて１５００ｒｐｍとなる。結果、クラッチオフ状態でもギアポジションが１速の時点ではクラッチ回転数差は０である。
（３）次に、クラッチが切れた状態のまま、ギアポジションが２速に移動する。クラッチが切れた状態であるため、カウンタ軸トルクは０のままである。駆動系部品の回転数は、クラッチアウタは１５００ｒｐｍで維持される。（３）の状態でも、後輪側が変速機側を駆動する格好であるため、後輪回転数が２００ｒｐｍだと、カウンタ軸の回転数は最終減速比２．５に応じて、５００ｒｐｍとなる。ここで、ギアポジションが２速に移動すると、メイン軸（クラッチセンタ）の回転数は２速の減速比１．５に応じて７５０ｒｐｍとなる。つまり、１速であった（２）の状態よりもクラッチセンタの回転数が下がる。結果、クラッチオフ状態でギアポジションが２速になった時点で、（クラッチアウタ １５００ｒｐｍ）−（クラッチセンタ ７５０ｒｐｍ）＝（クラッチ回転数差７５０ｒｐｍ）のクラッチ回転数差が発生する。
（４）クラッチが接続されると、クラッチ回転数差がクラッチによって吸収される。多板クラッチは回転数の異なる２つの回転体を、その容量に応じて滑らせながら同じ回転数に合わせて接続していくものであるが、クラッチ容量が大きいと、単位時間当たりのクラッチ回転数差を大きく減じせしめることができる。この際、クラッチ接続に伴い回転数が上げられる側の軸は瞬間的に加速されるため、当該軸のトルクは、クラッチ回転数差が吸収される間、大きく立ち上がる。反対に、クラッチ容量が小さいと、クラッチは滑りやすいため、単位時間当たりのクラッチ回転数差の減少が小さくなる。この際、クラッチ接続に伴い回転数が上げられる側の軸は段々と加速されるため、当該軸のトルクの立ち上がりは低めとなる。回転数差を吸収するための時間は長くなる。
すなわち、回転数差吸収中のカウンタ軸トルクはクラッチ容量によって決まり、クラッチ容量が大きいとカウンタ軸トルクは大きくなり、クラッチ容量が小さいとカウンタ軸トルクは小さくなる。
駆動系部品の回転数は、クラッチセンタが１５００ｒｐｍで維持されるとすると、メイン軸、カウンタ軸、後輪の回転数はまたエンジン側（クラッチセンタ）によって駆動されるように切り替わる。その結果、（３）の時点で７５０ｒｐｍだったクラッチセンタがクラッチ容量に応じた時間で１５００ｒｐｍまで加速されていく。
（５）クラッチ回転数差吸収後、変速が終了すると、ギアは変速前よりも１段高くなる。そのため、カウンタ軸トルクは（１）の時点よりも低くなる。駆動系部品の回転数は、クラッチアウタ回転数が１５００ｒｐｍで維持されるとすると、クラッチ回転数差が吸収されたためクラッチセンタの回転数も１５００ｒｐｍとなる。クラッチセンタはメイン軸と一体に回転するため、カウンタ軸の回転数は２速のギア比１．５に応じて１０００ｒｐｍとなり、後輪の回転数は最終減速比２．５に応じて４００ｒｐｍとなる。
ここで、（３）〜（５）間の後輪の回転数に着目すると、（４）の過程で、後輪回転数は２００ｒｐｍから４００ｒｐｍに上がっている。すなわち、加速が生じている。この加速が急速であると、カウンタ軸トルクが急に上がるため、変速ショックとなる。
次に、図１３の加速度振幅に注目してタイムチャートを見る。（１）シフトアップ前はカウンタ軸トルクが一定のため、加速度振幅はない。（２）、（３）変速が開始されクラッチが切れると、カウンタ軸トルクがゼロになるため、体感加速度は下がるように振れる。（４）回転数差吸収中の体感加速度は、クラッチ容量に応じたカウンタ軸トルクに応じた値へと追従するように振れる。（５）その後、体感加速度は、シフトアップ完了後のカウンタ軸トルクに応じた値へと追従するように振れる。
変速ショックを抑える観点では、クラッチ回転数差吸収中のクラッチ容量が可変であることが重要となる。その理由は、変速前後のカウンタ軸トルクは運転状態によって高かったり低かったりするが、クラッチ回転数差吸収中はクラッチ容量に応じてカウンタ軸トルクが決まるため、クラッチ容量が一定であると、上記（４）回転数差吸収中と、（５）クラッチ接続完了時に、運転状態によっては加速度振幅が大きくなってしまうためである。
クラッチ容量が可変である場合、変速ショックを抑えるためには、回転数差吸収中のクラッチ容量が変速前後のカウンタ軸トルクの間にくるようにすると良い。このようにすることで、回転数差吸収中のカウンタ軸トルクを変速前後のカウンタ軸トルクになじませることができ、加速度振幅を可及的に抑えることができる。反対に、クラッチ容量が変速前後のカウンタ軸トルクのバンドから離れる程、加速度振幅は大きくなっていき変速ショックを感じやすくなる。

特許文献１に示される従来の変速制御装置では、プレッシャプレートをクラッチ接続方向に付勢するクラッチスプリングと、上記プレッシャプレートと相対変位可能なリフタープレートのリフト量に応じてプレッシャプレートをクラッチ切断方向に付勢するレリーズスプリングとを備え、リフタープレートのリフト量に応じてクラッチ容量が減少する機構が開示されている。特許文献１の構成によれば、変速時のクラッチのつなぎ始めにおけるカウンタ軸とエンジン側との回転差吸収の際、リフタープレートのリフト量を適切に制御することで、クラッチ容量を調整することができ、変速ショックを低減することができる。

特開２００５−２４９０８３号公報

しかし、上記従来の変速制御装置はクラッチ容量を無段階に調節するタイプであるため、狙いとするクラッチ容量に合わせようとすると、制御システムの部品や制御手法には高精度なものが要求され、構造が複雑になるという課題がある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、クラッチ容量を変化させて変速ショックを低減可能な車両の変速制御装置を簡単な構造で実現できるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、変速機（Ｔ）のシフトスピンドル（７１）を駆動するアクチュエータ（７０）と、メインスプリング（９５）の押圧力によって複数のクラッチ板（９４）をクラッチ接続方向へ付勢するプレッシャプレート（９３）と、当該プレッシャプレート（９３）をクラッチ切断方向へリフトするリフタープレート（９６）と、当該リフタープレート（９６）をクラッチ切断方向へ付勢するレリーズスプリング（９７）との共働によりリフタープレート（９６）位置によりクラッチ容量を低減させるクラッチ（５１）と、前記シフトスピンドル（７１）の回動に伴って、前記リフタープレート（９６）をリフトさせるリフターカム（８４）と、前記アクチュエータ（７０）に回動指令を与える制御部（１７）とを備える車両の変速制御装置において、前記リフターカム（８４）のプロフィールは、クラッチ切断位置（１１３）とクラッチ接続位置（１１０）との間に前記リフターカム（８４）の回動に対してリフト量が一定な平坦部（１１１，１１２）を有し、前記制御部（１７）は、前記リフターカム（８４）を前記平坦部（１１１，１１２）に位置するよう制御するスピンドル角制御部（１２７）を有することを特徴とする。
本発明によれば、リフターカムを平坦部に位置するよう制御することで、クラッチ容量を、クラッチ切断位置とクラッチ接続位置との間の所定の中間容量に容易にセットできる。平坦部ではリフターカムの回動に対してリフト量が一定であり、平坦部はある程度の範囲を持って設けられるため、平坦部に対応するスピンドル角に制御することは、比較的容易となる。従って、システム部品や制御が比較的簡素なものであっても、クラッチ容量を容易に設定値に合わせることができ、変速ショックを低減可能な変速制御装置とすることができる。

また、本発明は、前記リフターカム（８４）の前記平坦部（１１１，１１２）は複数設けられ、エンジントルクを推定するエンジントルク推定部（１２１）をさらに有し、前記スピンドル角制御部（１２７）は、前記リフターカム（８４）を、推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）に応じて複数の平坦部（１１１，１１２）の内の１つに位置するように制御することを特徴とする。
本発明によれば、スピンドル角制御部は、リフターカムを、推定エンジントルクに応じて複数の平坦部の内の１つに位置するように制御するため、エンジントルクに基づいてクラッチ容量を選択でき、変速ショックを低減できる。

また、本発明は、前記リフターカム（８４）の複数の前記平坦部（１１１，１１２）は、リフト量が小さな第１の平坦部（１１１）と、リフト量が大きな第２の平坦部（１１２）と、を有し、前記推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）が所定のエンジントルク（Ｔｑ）よりも大きいと推定された場合、前記スピンドル角制御部（１２７）は前記リフターカム（８４）が前記第１の平坦部（１１１）に位置するように制御することを特徴とする。
本発明によれば、推定エンジントルクが所定のエンジントルクよりも大きいと推定された場合、スピンドル角制御部はリフターカムが第１の平坦部に位置するように制御するため、エンジントルクが大きな場合には、リフト量が小さな第１の平坦部に対応した比較的大きなクラッチ容量を得ることができる。これにより、変速前後の大きなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。

さらに、前記推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）が前記所定のエンジントルク（Ｔｑ）よりも小さいと推定された場合、前記スピンドル角制御部（１２７）は前記リフターカム（８４）が前記第２の平坦部（１１２）に位置するように制御することを特徴とする。
本発明によれば、推定エンジントルクが所定のエンジントルクよりも小さいと推定された場合、スピンドル角制御部はリフターカムが第２の平坦部に位置するように制御するため、エンジントルクが小さな場合には、リフト量が大きな第２の平坦部に対応した比較的小さなクラッチ容量を得ることができる。これにより、変速前後の小さなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。

本発明に係る車両の変速制御装置では、システム部品や制御が比較的簡素なものであっても、クラッチ容量を容易に設定値に合わせることができ、変速ショックを低減可能な変速制御装置とすることができる。
また、エンジントルクに基づいてクラッチ容量を選択でき、変速ショックを低減できる。
また、リフト量が小さな第１の平坦部に対応した比較的大きなクラッチ容量を得ることができるため、変速前後の大きなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。
さらに、リフト量が大きな第２の平坦部に対応した比較的小さなクラッチ容量を得ることができるため、変速前後の小さなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。

本発明の実施の形態に係る変速制御装置を備えた自動二輪車の左側面図である。 パワーユニットの断面平面図である。 シフター、アクチュエータ部、クラッチ機構及びクラッチリフターを示す断面図である。 クラッチ機構の断面図である。 リフタープレートのリフト量とクラッチ機構のクラッチ容量との関係を示す図である。 リフターカムの平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 シフトスピンドルの回転角度とリフタープレートのリフト量との関係を示す図である。 自動変速機の構成を示すブロック図である。 制御ユニットの機能的構成を示すブロック図である。 シフトアップ時に「大容量」でクラッチ接続する場合のカウンタ軸トルクを示す図である。 シフトアップ時に「小容量」でクラッチ接続する場合のカウンタ軸トルクを示す図である。 背景技術を説明する図である。 背景技術を説明する図である。 背景技術を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る変速制御装置を備えた自動二輪車１０の左側面図である。
自動二輪車１０は、ヘッドパイプ（不図示）に回動可能に軸支されたハンドル１１と、ハンドル１１により操舵される前輪１２と、駆動輪である後輪１３と、運転者が着座するシート１４と、後輪１３にチェーン１５を介して駆動力を供給するパワーユニット１６と、パワーユニット１６の制御を行う制御ユニット１７（制御部）と、バッテリ１８とを有する。

自動二輪車１０は不図示の車体フレームをベースに構成されており、この車体フレームは車体カバー１９により覆われている。制御ユニット１７及びバッテリ１８はシート１４の下部で、車体カバー１９の内部に配置されている。パワーユニット１６は、前輪１２と後輪１３の略中間で、シート１４の下方やや前方に設けられている。運転者用のステップ２０は、パワーユニット１６の下部に左右一対で設けられている。

パワーユニット１６は、自動変速機Ｔ（図２）を備える。自動変速機Ｔは、クラッチの接続・切断操作が自動化された変速機構５０を備え、この自動変速機Ｔでは、変速用のクラッチ機構５１（以下、単にクラッチと言うことがある）の切替え及び変速段（シフト）の切替えが自動で行われる。

次に、パワーユニット１６の構成について説明する。
図２はパワーユニット１６の断面平面図である。図２では、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１６は、走行駆動力を発生するエンジン２１と、発電機２２と、エンジン２１のクランク軸２３に設けられた発進クラッチ２４と、発進クラッチ２４を介して出力されたクランク軸２３の駆動力を変速して出力する自動変速機Ｔとを備える。

パワーユニット１６は、シリンダヘッド３０ａ、シリンダ３０ｂ及びクランクケース３０ｃが一体的に結合して構成される。クランク軸２３は複数のベアリング３１によって回転自在に軸支されている。エンジン２１は、コンロッド３２を介してクランク軸２３に連結されたピストン３３と、点火プラグ３４と、不図示のバルブを開閉動作させて燃焼室３５に対する吸排気を行う動弁機構３６とを有する。動弁機構３６はクランク軸２３からタイミングチェーン３６ａを介して駆動される。

発進クラッチ２４は、発進時及び停止時にクランク軸２３とプライマリギア３７との間を接続及び切断するものであり、クランク軸２３の右端部に配置されている。この発進クラッチ２４は、クランク軸２３の外周に対して相対回転可能なスリーブ３８の一端に固定されたカップ状のアウタケース３９と、スリーブ３８に設けられたプライマリギア３７と、クランク軸２３の右端部に固定されたアウタプレート４０と、アウタプレート４０の外周部にウェイト４１を介して半径方向外側を向くように取り付けられたシュー４２と、シュー４２を半径方向内側に付勢するためのスプリング４３とを有する。発進クラッチ２４では、エンジン回転数が所定値以下の場合にアウタケース３９とシュー４２とが離間しており、クランク軸２３と自動変速機Ｔとの間が遮断状態（動力が伝達されない切り離し状態）となっている。エンジン回転数が上昇し所定値を超えると、遠心力によってウェイト４１がスプリング４３に抗して半径方向外側に移動することで、シュー４２がアウタケース３９の内周面に当接する。これにより、クランク軸２３の回転がアウタケース３９を介してプライマリギア３７に伝達され、動力が伝達される接続状態となる。

クランクケース３０ｃは、発進クラッチ２４及びクラッチ機構５１（多板クラッチ）を覆うクランクケースカバー３０ｄを右側面に備える。クランクケースカバー３０ｄを取り外すと、発進クラッチ２４及びクラッチ機構５１は外側に露出する。

自動変速機Ｔは、前進４段の変速機構５０と、クランク軸２３側と変速機構５０との間の接続を切り替えるクラッチ機構５１と、変速機構５０及びクラッチ機構５１を操作するアクチュエータ機械部５５とを備える。アクチュエータ機械部５５は、クラッチ機構５１を操作するクラッチリフター５２と、変速機構５０を変速するシフター５３と、クラッチリフター５２及びシフター５３を駆動するアクチュエータ部５４（図３）とを備える。アクチュエータ部５４は、制御ユニット１７（図１）によって制御される。

自動変速機Ｔは、自動変速（ＡＴ）モードと手動変速（ＭＴ）モードとの切り替えを行うモードスイッチ２６（図９）と、シフトアップまたはシフトダウンを運転者が操作するシフトセレクトスイッチ２７（図９）とに接続されている。自動変速機Ｔは、制御ユニット１７の制御により、各センサやモードスイッチ及びシフトセレクトスイッチ２７の出力信号に応じてアクチュエータ部５４を制御し、変速機構５０の変速段を自動的または半自動的に切り換えることができるように構成されている。
すなわち、自動変速モードでは、車速等に基づいてアクチュエータ部５４の制御が行われ、変速機構５０が自動で変速される。手動変速モードでは、シフトセレクトスイッチ２７が運転者によって操作されることで変速が行われる。

変速機構５０は、クラッチ機構５１から供給される回転を、制御ユニット１７の指示に基づいて変速して後輪１３に伝達する。この変速機構５０は、入力軸としてのメイン軸５６と、メイン軸５６に対して平行配置されたカウンタ軸５７と、メイン軸５６に設けられた駆動ギア５８ａ，５８ｂ，５８ｃ及び５８ｄと、カウンタ軸５７に設けられた従動ギア５９ａ，５９ｂ，５９ｃ及び５９ｄと、駆動ギア５８ａに係合するシフトフォーク６０ａと、従動ギア５９ｃに係合するシフトフォーク６０ｂと、シフトフォーク６０ａ，６０ｂを軸方向にスライド自在に保持する支持軸６１と、シフトフォーク６０ａ，６０ｂの端部を溝６２ａ，６２ｂに沿わせながらスライドさせるシフトドラム６３とを有する。駆動ギア５８ａ，５８ｂ，５８ｃ及び５８ｄは、この順に従動ギア５９ａ，５９ｂ，５９ｃ及び５９ｄと噛合している。駆動ギア５８ｂは左右にスライドしたとき、隣接する駆動ギア５８ａ又は５８ｃに側面のドグ歯が係合し、従動ギア５９ｃは左右にスライドしたとき、隣接する従動ギア５９ｂ又は５９ｄに側面のドグ歯が係合する。

駆動ギア５８ａ，５８ｃはメイン軸５６に対して回転自在に保持され、従動ギア５９ｂ，５９ｄはカウンタ軸５７に対して回転自在に保持されている。駆動ギア５８ｂ及び従動ギア５９ｃはメイン軸５６及びカウンタ軸５７に対してスプライン結合され軸方向にスライド可能である。駆動ギア５８ｄ及び従動ギア５９ａはメイン軸５６及びカウンタ軸５７に固定されている。

シフトドラム６３がアクチュエータ部５４により駆動されて回転すると、シフトフォーク６０ａ，６０ｂはシフトドラム６３の溝６２ａ，６２ｂに沿って軸方向に移動し、駆動ギア５８ｂ及び従動ギア５９ｃは変速段に応じてスライドする。シフトドラム６３は、シフトドラム６３の回転角度を制御ユニット１７に出力するシフトドラムセンサ６３ａ（図９）を備える。
変速機構５０では、駆動ギア５８ｂ及び従動ギア５９ｃのスライドに応じて、メイン軸５６及びカウンタ軸５７間で、ニュートラル状態、または、１速〜４速の何れかの変速歯車対を選択的に用いた動力伝達が可能となる。

メイン軸５６及びカウンタ軸５７は、ベアリング６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂによって回転自在に保持されている。
カウンタ軸５７の端部にはスプロケット６７が設けられ、スプロケット６７はチェーン１５を介して後輪１３に回転を伝達する。
エンジン２１は、クランク軸２３の回転速度を検出するエンジン回転数センサ４５（図９）、及び、カウンタ軸５７の回転速度を検出するカウンタ軸回転数センサ６８を備える。また、自動二輪車１０は、吸気装置のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ（不図示）を備える。カウンタ軸回転数センサ６８、エンジン回転数センサ４５、及び、上記スロットル開度センサは、検出値を制御ユニット１７に供給する。カウンタ軸回転数センサ６８の検出値に減速比を考慮することで、車速が算出される。

図３は、シフター５３、アクチュエータ部５４、クラッチ機構５１及びクラッチリフター５２を示す断面図である。
図２及び図３を参照し、アクチュエータ部５４は、モーター７０と、クランクケース３０ｃ内を車幅方向に延びるシフトスピンドル７１と、モーター７０の回転を減速してシフトスピンドル７１を駆動する歯車列（不図示）とを備える。
シフトスピンドル７１は、クランクケース３０ｃの左側壁３０ｅ及びクランクケースカバー３０ｄに両端を軸支されるとともに、メイン軸５６のベアリング６４ｂを支持する中間壁部３０ｆによってもその中間部を軸支されている。クランクケースカバー３０ｄには、シフトスピンドル７１の回転位置を検出するスピンドル角度センサ７２が設けられている。

シフター５３は、シフトスピンドル７１に支持されるギアシフトアーム７３と、シフトフォーク６０ａ，６０ｂと、シフトスピンドル７１の回転を蓄力し、蓄力を開放してギアシフトアーム７３を回動させる蓄力機構７４とを備える。
ギアシフトアーム７３は、シフトフォーク６０ａ，６０ｂ等を介してシフトドラム６３に連結されており、アクチュエータ部５４によってギアシフトアーム７３が回動されることで、シフトドラム６３が回転し、変速が行われる。

蓄力機構７４は、シフトスピンドル７１の軸上にシフトスピンドル７１に対して相対回転可能に設けられる回動アーム７５と、ギアシフトアーム７３を中立位置に付勢するリターンスプリング７６と、シフトスピンドル７１の軸上に固定され、シフトスピンドル７１と一体に回転するストッパカラー７７と、ストッパカラー７７から軸方向に離間した位置でシフトスピンドル７１の軸上に固定され、シフトスピンドル７１と一体に回転する蓄力カラー７８と、蓄力カラー７８とストッパカラー７７との間の軸上に、シフトスピンドル７１に対して相対回転可能に設けられる一対のスプリングカラー７９ａ，７９ｂと、スプリングカラー７９ａ，７９ｂの外周に巻付くように設けられる蓄力スプリング８０とを備える。

回動アーム７５は、シフトスピンドル７１の外周面に嵌合する内側円筒部７５ａと、内側円筒部７５ａの外周面から蓄力スプリング８０側へ軸方向に突出するアーム側係止部７５ｂと、内側円筒部７５ａの外周面からアーム側係止部７５ｂとは反対側に軸方向へ突出する押圧部７５ｃと、ストッパカラー７７側に開放したドグ穴７５ｄとを有する。
ギアシフトアーム７３は、回動アーム７５の内側円筒部７５ａの外周面に嵌合する外側円筒部７３ａと、外側円筒部７３ａから周方向外側に延出されるアーム部７３ｂとを有する。
ギアシフトアーム７３は、回動アーム７５に対して相対回転可能に設けられ、回動アーム７５の押圧部７５ｃは、ギアシフトアーム７３のアーム部７３ｂに形成された規制開口部７３ｃに挿通される。

リターンスプリング７６は、ねじりコイルバネであり、ギアシフトアーム７３の外側円筒部７３ａに巻付くように設けられ、押圧部７５ｃを介してギアシフトアーム７３を中立位置の方向へ付勢する。ここで、中立位置は、変速操作を行っていない通常時の位置である。回動アーム７５が所定角度だけ回動すると、押圧部７５ｃは規制開口部７３ｃの内縁部を押圧し、ギアシフトアーム７３を回動させる。規制開口部７３ｃには、中間壁部３０ｆに立設されたピン８８が挿通されており、ピン８８は、規制開口部７３ｃを介してギアシフトアーム７３の回動範囲を規制する。

ストッパカラー７７は、回動アーム７５のドグ穴７５ｄに挿通されるドグ歯７７ａを有する。シフトスピンドル７１の回転に伴いストッパカラー７７が所定角度だけ回転すると、ドグ歯７７ａはドグ穴７５ｄの内縁を介して回動アーム７５を回転方向に付勢する。
蓄力カラー７８は、蓄力スプリング８０側に軸方向へ突出するカラー側係止部７８ａと、カラー側係止部７８ａとは反対側へ軸方向に突出するクラッチ側ドグ歯７８ｂとを有する。
蓄力スプリング８０は、ねじりコイルバネであり、一端が回動アーム７５のアーム側係止部７５ｂに係止され、他端が蓄力カラー７８のカラー側係止部７８ａに係止される。

ギアシフトアーム７３及び回動アーム７５は、クラッチ機構５１が接続状態にあり、変速機構５０に駆動力が発生している状態では、変速機構５０によって拘束されており、シフトスピンドル７１上で回動不能である。この状態で、アクチュエータ部５４によってシフトスピンドル７１が回動させられると、蓄力カラー７８は、回動アーム７５に対して相対回転し、蓄力スプリング８０は、一端がアーム側係止部７５ｂ側に固定されたままカラー側係止部７８ａ側の他端が回動させられることで変形し、蓄力を開始する。その後、クラッチ機構５１が切断されると、変速機構５０の拘束力が弱くなり、ギアシフトアーム７３及び回動アーム７５が回動可能となって蓄力が開放され、ギアシフトアーム７３は、蓄力スプリング８０の蓄力によって回動させられた回動アーム７５の押圧部７５ｃを介して押圧されて回動する。これにより、シフトドラム６３が回転し、変速が行われる。
シフトドラムセンサ６３ａの検出結果に基づいて変速の完了が検知されると、シフトスピンドル７１は逆回転され、ギアシフトアーム７３は元の位置に復帰するとともに、クラッチ機構５１が接続される。

蓄力スプリング８０は、蓄力に伴い、コイル状部の軸線がシフトスピンドル７１の軸線に対して傾斜するように変形し、コイル状部の両端部８０ａ，８０ｂが、軸方向に２分割されたスプリングカラー７９ａ，７９ｂにそれぞれ当接する。詳細には、両端部８０ａ，８０ｂは、周方向に略１８０°異なる部分がスプリングカラー７９ａ，７９ｂにそれぞれ当接する。本実施の形態では、スプリングカラー７９ａ，７９ｂが、軸方向に分割式であり互いに相対回転可能であるため、両端部８０ａ，８０ｂが当接した際には、スプリングカラー７９ａ，７９ｂは、力を逃がすようにそれぞれ独立して回転する。このため、蓄力スプリング８０を捩じって蓄力する際のフリクションを低減でき、スムーズに蓄力できる。

クラッチリフター５２は、シフトスピンドル７１上に回動可能に軸支されるクラッチレバー８１と、メイン軸５６と略同軸の位置関係でクランクケースカバー３０ｄの内面に固定される支持軸８２と、支持軸８２に固定される板状のベース部材８３と、クラッチレバー８１に連結されるとともに、ベース部材８３に対向して設けられるリフターカムプレート８４（リフターカム）と、リフターカムプレート８４とベース部材８３との間に狭持される複数のボール８５とを備える。

クラッチレバー８１は、蓄力カラー７８に隣接してシフトスピンドル７１上に設けられる筒部８１ａと、筒部８１ａから径方向外側に延出するレバー部８１ｂとを有する。筒部８１ａには、蓄力カラー７８のクラッチ側ドグ歯７８ｂが噛み合うクラッチ側ドグ穴８１ｃが形成されている。
リフターカムプレート８４は、クラッチレバー８１のレバー部８１ｂ先端に設けられたピン８６に連結される連結部８４ａと、ベース部材８３に面するリフター部８４ｂとを有する。リフター部８４ｂ及びベース部材８３の互いに対向する面には、ボール８５を狭持するカム部８４ｃ，８３ａがそれぞれ形成されている。リフターカムプレート８４は、中央に設けられたガイド穴８４ｄに、ベース部材８３のガイド軸８３ｂが嵌合することで、軸方向の移動をガイドされる。また、リフター部８４ｂの先端部には、ボールベアリング８７が設けられており、リフターカムプレート８４は、ボールベアリング８７を介してクラッチ機構５１に接続される。

クラッチレバー８１が回動されると、リフターカムプレート８４は、ピン８６を介してガイド軸８３ｂを中心に回動され、カム部８４ｃがボール８５に対して滑ることで、軸方向に移動する。クラッチ機構５１は、リフターカムプレート８４の軸方向の移動に連動して、接続及び切断される。
クラッチレバー８１のクラッチ側ドグ穴８１ｃは、蓄力カラー７８のクラッチ側ドグ歯７８ｂよりも周方向に大きな幅を有しており、クラッチ側ドグ歯７８ｂは、蓄力カラー７８が所定の角度だけ回転した時に初めてクラッチ側ドグ穴８１ｃを周方向に押圧し、クラッチレバー８１を回動させる。ここで、蓄力カラー７８の上記所定の角度は、蓄力スプリング８０が十分な力を蓄力する角度よりも大きな角度である。すなわち、本実施の形態では、蓄力スプリング８０の蓄力が完了した後に、クラッチレバー８１が回動されてクラッチ機構５１が切断され、蓄力が開放される。このため、迅速に変速を行うことができる。

図４は、クラッチ機構５１の断面図である。
図２〜図４に示すように、メイン軸５６の軸端には、クランク軸２３のプライマリギア３７に噛み合うプライマリドリブンギア６９が、メイン軸５６に対して相対回転可能に軸支されている。
クラッチ機構５１は、プライマリドリブンギア６９に固定されるカップ状のクラッチアウタ９１と、クラッチアウタ９１の径方向内側に設けられ、メイン軸５６に一体に固定されるクラッチセンタ９２と、メイン軸５６の軸方向に移動可能なプレッシャプレート９３と、プレッシャプレート９３とクラッチセンタ９２との間に設けられるクラッチ板９４と、クラッチを接続する方向にプレッシャプレート９３を付勢するメインスプリング９５と、クラッチを切断する方向にプレッシャプレート９３を移動させるリフタープレート９６と、リフタープレート９６とプレッシャプレート９３との間に狭持されるレリーズスプリング９７と、クラッチ板９４とプレッシャプレート９３との間に狭持されるジャダースプリング９８と、プレッシャプレート９３に一体に固定されるバックトルクリミット部材９９とを備える。クラッチセンタ９２及びプレッシャプレート９３は組み合されて一体となり、クラッチアウタ９１の内側に配置されるクラッチインナ９０を構成する。

クラッチアウタ９１は、プライマリドリブンギア６９の外側面に一体に固定される円板部９１ａと、円板部９１ａの周縁部からメイン軸５６と略同軸の位置関係で延びる外側円筒部９１ｂとを備える。クラッチアウタ９１は、プライマリドリブンギア６９と一体にメイン軸５６に対して相対回転可能である。
クラッチセンタ９２は、メイン軸５６に固定される円筒状のハブ部９２ａと、ハブ部９２ａの軸端部からクラッチアウタ９１の内周面近傍まで径方向外側に延びる円板状の受け板部９２ｂとを備える。受け板部９２ｂには、レリーズスプリング９７が挿通されるバネ通し孔９２ｃが形成されている。バネ通し孔９２ｃは、受け板部９２ｂの周方向に並べて複数形成されている。また、受け板部９２ｂは、クラッチ板９４を受ける受け面９２ｄを外周部に有する。クラッチセンタ９２は、スプライン嵌合及びナット８９によってメイン軸５６に固定されており、メイン軸５６に対し、相対回転不能且つ軸方向に移動不能である。

プレッシャプレート９３は、クラッチアウタ９１の内側においてクラッチセンタ９２の受け板部９２ｂに対向する向きで配置される内側円板部９３ａと、内側円板部９３ａの周縁部からクラッチアウタ９１の円板部９１ａ側にメイン軸５６と略同軸の位置関係で延びる内側円筒部９３ｂと、内側円筒部９３ｂの先端部からクラッチアウタ９１の内周面近傍まで径方向外側に延びる押圧板部９３ｃとを備える。プレッシャプレート９３は、クラッチセンタ９２に対し、所定の回転角度だけ相対回転可能に形成されている。

内側円板部９３ａの中央には、クラッチセンタ９２のハブ部９２ａの外周面に摺動自在に嵌合する嵌合孔９３ｄが形成されている。また、内側円板部９３ａには、クラッチセンタ９２のバネ通し孔９２ｃを貫通してリフタープレート９６側へ延びるレリーズボス１００が立設されている。レリーズボス１００は、円柱状に形成されており、嵌合孔９３ｄの周囲において、周方向に略等間隔で複数設けられている。レリーズボス１００は、リフタープレート９６に当接する平坦な当接面１００ａを先端に有する。

クラッチ板９４は、クラッチアウタ９１に設けられる外側摩擦板９４ａと、クラッチセンタ９２に設けられる内側摩擦板９４ｂとを備え、外側摩擦板９４ａ及び内側摩擦板９４ｂは、プレッシャプレート９３とクラッチセンタ９２との間に交互に複数枚重ねて配置されている。各外側摩擦板９４ａは、クラッチアウタ９１の外側円筒部９１ｂにセレーション嵌合によって支持されており、クラッチアウタ９１の軸方向に移動可能且つクラッチアウタ９１に対して回転不能に設けられている。
各内側摩擦板９４ｂは、プレッシャプレート９３の内側円筒部９３ｂの外周面にスプライン嵌合によって支持されており、プレッシャプレート９３の軸方向に移動可能且つプレッシャプレート９３に対して回転不能に設けられている。

各外側摩擦板９４ａの内、プレッシャプレート９３の押圧板部９３ｃに直接当接する外側摩擦板９４ａ１は、他の外側摩擦板９４ａよりも内周部が大径となっており、この内周部と内側円筒部９３ｂとの間にはジャダースプリング９８が設けられる。ジャダースプリング９８は、リング状の皿バネであり、各内側摩擦板９４ｂ、及び、外側摩擦板９４ａ１を除く各外側摩擦板９４ａをクラッチセンタ９２の受け板部９２ｂ側へ押圧する。

プレッシャプレート９３の内側円筒部９３ｂの内側の内側円板部９３ａには、円板状のバックトルクリミット部材９９が固定されている。
バックトルクリミット部材９９は、内側円筒部９３ｂの内周面に嵌合する円筒部９９ａと、円筒部９９ａの底に設けられる底板部９９ｂとを有する。底板部９９ｂの中央には、ハブ部９２ａが挿通される孔部９９ｃが形成されている。底板部９９ｂにおいて孔部９９ｃの周囲には、プレッシャプレート９３を貫通してクラッチセンタ９２の受け板部９２ｂに臨むカム部９９ｄが複数形成されている。カム部９９ｄは、受け板部９２ｂに固定されたリフターピン１１９に係合する。

バックトルクリミット部材９９、及び、受け板部９２ｂに固定されるリフターピン１１９は、バックトルクリミッタ機構を構成する。バックトルクリミッタ機構は、例えば、特開平８−９３７８６号公報に記載された公知のものであり、順方向の動力伝達とは逆方向に所定値以上のトルクが作用した場合に、クラッチを接続状態から半クラッチ状態にする機構である。
後輪１３側から所定値以上のバックトルクが作用すると、プレッシャプレート９３がクラッチセンタ９２に対して相対回転することで、カム部９９ｄがリフターピン１１９上を摺動し、プレッシャプレート９３はクラッチ切断方向に移動する。バックトルクリミッタ機構によれば、バックトルクに起因する変速ショックを低減できる。

クラッチセンタ９２のハブ部９２ａにおける円板部９１ａ側の外周面には、リング状のクリップ１０２が嵌め込まれ、クリップ１０２は、メインスプリング９５を受けるリング状のリテーナー１０３を支持する。
メインスプリング９５は、リング状の皿バネであり、バックトルクリミット部材９９の底板部９９ｂとリテーナー１０３との間で狭持される。詳細には、メインスプリング９５は、クラッチセンタ９２のハブ部９２ａとプレッシャプレート９３の内側円筒部９３ｂとの間に配置され、外径部がバネ受け部材１０４を介してバックトルクリミット部材９９に支持され、内径部がリテーナー１０３に支持される。
メインスプリング９５は、プレッシャプレート９３とクラッチセンタ９２とでクラッチ板９４を狭持する方向、すなわち、クラッチを接続する方向へプレッシャプレート９３を付勢する。

リフタープレート９６は、円板状に形成されており、クラッチセンタ９２とリフターカムプレート８４（図３）との間に配置される。リフタープレート９６は、ボールベアリング８７が嵌着されるベアリング支持孔部９６ａを中央部に有し、レリーズスプリング９７を受けるバネ座部９６ｂをベアリング支持孔部９６ａの周囲に複数有する。バネ座部９６ｂは、リフタープレート９６のクラッチセンタ９２に対向する面を一段窪ませて形成されている。
ベアリング支持孔部９６ａには、ボールベアリング８７の外輪が嵌着され、ボールベアリング８７の内輪は、リフターカムプレート８４のリフター部８４ｂの外周面に嵌着されている。このため、リフタープレート９６は、リフターカムプレート８４と共に軸方向に移動可能であるとともにリフターカムプレート８４に対して相対回転可能である。

レリーズスプリング９７は、メイン軸５６の軸方向に延びるコイルバネであり、その内径部がレリーズボス１００に挿通されて支持され、プレッシャプレート９３の内側円板部９３ａとリフタープレート９６のバネ座部９６ｂとの間に狭持される。
レリーズスプリング９７は、プレッシャプレート９３を挟んでメインスプリング９５の反対側に配置されており、メインスプリング９５とは逆方向、すなわち、クラッチを切断する方向へプレッシャプレート９３を付勢する。通常の状態（クラッチ接続状態）におけるレリーズスプリング９７の付勢力は、０または、メインスプリング９５の付勢力に比して十分小さい値に設定されている。

図４に示すクラッチ接続状態では、メインスプリング９５の付勢力がレリーズスプリング９７の付勢力よりも十分大きいため、プレッシャプレート９３はクラッチ板９４をクラッチセンタ９２に強く付勢しており、クラッチは完全に接続されている。このクラッチ接続状態では、レリーズボス１００の当接面１００ａとバネ座部９６ｂとの間には、隙間Ｇが形成されている。
シフトスピンドル７１（図３）の回転に伴いクラッチレバー８１が回動されてリフターカムプレート８４が軸方向に移動すると、リフタープレート９６は、ボールベアリング８７を介して押圧され、隙間Ｇを小さくする方向にリフトされる。
リフタープレート９６が隙間Ｇを小さくする方向へリフトされて、レリーズスプリング９７の付勢力がメインスプリング９５の付勢力よりも大きくなると、プレッシャプレート９３は、クラッチ切断方向への移動を開始する。リフタープレート９６は、レリーズスプリング９７と共働して、リフタープレート９６のリフト位置によりクラッチ容量を低減させる。

図５は、リフタープレート９６のリフト量とクラッチ機構５１のクラッチ容量との関係を示す図である。ここで、図５では、リフタープレート９６のリフト量が０でクラッチ接続状態の場合のクラッチ容量を１と表示している。
図５に示すように、クラッチ機構５１では、リフタープレート９６のリフトの開始の直後に、クラッチ容量は１から減少し始める。リフタープレート９６が連続的にリフトされた場合、リフト量の増加に比例してレリーズスプリング９７のクラッチ切断方向への付勢力は増加し、クラッチ容量は１から半クラッチ状態を経て０まで線形的に減少する。本実施の形態では、クラッチは、隙間Ｇが０になる前、すなわち、バネ座部９６ｂがレリーズボス１００の当接面１００ａに当接する前に切断され、クラッチ容量が０になるように設定されている。
このように、レリーズスプリング９７を介してプレッシャプレート９３を押圧することで、剛体を介してプレッシャプレート９３を押圧する場合に比して、緩やかに且つ高精度にクラッチ容量を減少させることができる。

図６は、リフターカムプレート８４の平面図である。
リフターカムプレート８４のリフター部８４ｂは円板状に形成されており、連結部８４ａは、リフター部８４ｂの外周部の一部から径方向外側に突出して形成されている。ボール８５に当接するカム部８４ｃは、ガイド穴８４ｄの周囲おいて、周方向の複数箇所（本実施の形態では３個所）に分かれて配置されている。各カム部８４ｃの形状は同一形状である。ボール８５は、カム部８４ｃに対応して３個所に設けられる。連結部８４ａには、クラッチレバー８１のピン８６が連結されるガイド孔８４ｅが形成されている。
リフターカムプレート８４は、シフトスピンドル７１の正転または逆転に伴い、クラッチレバー８１のピン８６を介して操作され、ガイド穴８４ｄに嵌合するガイド軸８３ｂを中心に回動し、カム部８４ｃがボール８５上を滑ることで、軸方向に移動する。すなわち、リフターカムプレート８４は、クラッチレバー８１の回転方向の移動量をリフターカムプレート８４の軸方向の移動量に変換する。そして、リフターカムプレート８４の軸方向の移動量は、カム部８４ｃの形状によって決まる。

図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
カム部８４ｃは、複数のクラッチ容量を得られるように、複数の段部を有する階段状のカムプロフィールを備える。
カム部８４ｃは、クラッチ機構５１のクラッチ接続状態に対応した接続段部１１０（クラッチ接続位置）を基準位置として有する。接続段部１１０は、カム部８４ｃの最も深い位置に形成された段部であり、接続段部１１０にボール８５が係合した状態では、クラッチ機構５１は完全に接続されている。カム部８４ｃには、接続段部１１０を基準位置とし、シフトダウン方向及びシフトアップ方向が、接続段部１１０の周方向の両側に設定されている。本実施の形態では、カム部８４ｃは、シフトスピンドル７１が正転するとシフトアップ方向に回動し、シフトスピンドル７１が逆転するとシフトダウン方向に回動する。ここで、「シフトアップ方向」は、ボール８５がリフターカムプレート８４に対して相対的にシフトアップ方向に移動する方向であり、実際のリフターカムプレート８４の回動方向はシフトアップ方向とは逆の方向であるが、以下の説明では、図７中に矢印で示す方向をシフトアップ方向とする。同様に、「シフトダウン方向」は、ボール８５がリフターカムプレート８４に対して相対的にシフトダウン方向に移動する方向であり、実際のリフターカムプレート８４の回動方向はシフトダウン方向とは逆の方向であるが、以下の説明では、図７中に矢印で示す方向をシフトダウン方向とする。

接続段部１１０に隣接してシフトダウン方向には、シフトダウン用段部１１４が形成されている。シフトダウン用段部１１４は、カム部８４ｃにおいて最も高い段部であり、リフターカムプレート８４のリフト方向の軸線に直交する平坦面となっている。
接続段部１１０に隣接してシフトアップ方向には、接続段部１１０に近い順に、接続段部１１０よりも高い段部である第１容量段部１１１（第１の平坦部）と、第１容量段部１１１よりも高い段部である第２容量段部１１２（第２の平坦部）と、第２容量段部１１２よりも高い段部である切断段部１１３（クラッチ切断位置）とが形成されている。

第１容量段部１１１、第２容量段部１１２及び切断段部１１３は、シフトダウン用段部１１４に平行な平坦面である。
接続段部１１０と第１容量段部１１１と第２容量段部１１２と切断段部１１３との間は、互いに略等しい角度の斜面部１１５，１１６，１１７によってそれぞれ接続されている。また、斜面部１１５，１１６，１１７の上端及び下端は曲面状に滑らかに形成されている。接続段部１１０とシフトダウン用段部１１４とは、斜面部１１８によって接続されている。斜面部１１８の上端及び下端は曲面状に滑らかに形成されている。斜面部１１８の傾斜度は斜面部１１５，１１６，１１７の傾斜度よりも大きい。ボール８５は、斜面部１１５，１１６，１１７，１１８上を滑らかに移動する。
切断段部１１３とシフトダウン用段部１１４との高さは同一であり、図６に示すように、一つの切断段部１１３は、隣接する他のカム部８４ｃのシフトダウン用段部１１４に連続している。

接続段部１１０は、ボール８５よりも曲率が大きな曲面状底部１１０ａと、斜面部１１５及び斜面部１１８とにより構成されており、ボール８５は、斜面部１１５及び斜面部１１８に支持されて曲面状底部１１０ａに当接しない。すなわち、ボール８５は、接続段部１１０内の定位置に納まる。一方、第１容量段部１１１、第２容量段部１１２、切断段部１１３及びシフトダウン用段部１１４は、ボール８５が平坦面上を平行移動可能な一定の幅を備える。

図８は、シフトスピンドル７１の回転角度とリフタープレート９６のリフト量との関係を示す図である。リフタープレート９６のリフト量は、リフターカムプレート８４のリフト量に相当する。また、図７では、カム部８４ｃに沿って移動するボール８５の中心の軌跡Ｑと、クラッチ機構５１が切断されるリフターカムプレート８４のリフト量であるクラッチ切れリフト量Ｙとが示されている。クラッチ切れリフト量Ｙは、ボール８５の中心を基準に示されている。

シフトスピンドル７１が所定量だけ回動されてリフターカムプレート８４が回動され、ボール８５が第１容量段部１１１に移動すると、リフターカムプレート８４の接続段部１１０からのリフト量はリフト量Ｌ１となる。この状態では、リフタープレート９６は、リフト量Ｌ１だけクラッチ切断方向にリフトされる。リフト量Ｌ１は、クラッチ切れリフト量Ｙよりも小さい。すなわち、ボール８５が第１容量段部１１１に位置する状態では、クラッチ機構５１は半クラッチ状態となり、図５に示すように、例えば、リフト量Ｌ１におけるクラッチ容量は０．６である。
また、第１容量段部１１１は、リフターカムプレート８４のリフト方向の軸線に直交する平坦面により構成される第１容量範囲Ｒ１を有し、第１容量範囲Ｒ１内では、一定のリフト量Ｌ１が得られる。第１容量範囲Ｒ１が得られるシフトスピンドル７１の第１角度範囲Ａ１（図８）は、第１容量段部１１１の幅に対応した一定の幅を有する。このため、シフトスピンドル７１の回転角度、周辺部品及び制御方法等の精度をそれほど高くしなくとも、リフト量Ｌ１を得て、半クラッチ状態にできる。

シフトスピンドル７１の駆動により、ボール８５が第２容量段部１１２に移動すると、リフターカムプレート８４はリフト量Ｌ１よりもさらにリフトされ、リフタープレート９６のクラッチ切断方向へのリフト量はリフト量Ｌ２となる。このリフト量Ｌ２は、リフト量Ｌ１よりも大きく、クラッチ切れリフト量Ｙよりも小さい。すなわち、ボール８５が第２容量段部１１２に位置する状態では、クラッチ機構５１はさらに容量が小さい半クラッチ状態となり、図５に示すように、例えば、リフト量Ｌ２におけるクラッチ容量は０．３である。
また、第２容量段部１１２は、リフターカムプレート８４のリフト方向の軸線に直交する平坦面により構成される第２容量範囲Ｒ２を有し、第２容量範囲Ｒ２内では、一定のリフト量Ｌ２が得られる。第２容量範囲Ｒ２が得られるシフトスピンドル７１の第２角度範囲Ａ２は、第２容量段部１１２の幅に対応した一定の幅を有する。このため、シフトスピンドル７１の回転角度、周辺部品及び制御方法等の精度をそれほど高くしなくとも、リフト量Ｌ２を得て、半クラッチ状態にできる。

シフトスピンドル７１の駆動により、ボール８５が切断段部１１３に移動すると、リフターカムプレート８４のリフト量は最大となり、リフタープレート９６のクラッチ切断方向へのリフト量はリフト量Ｌ３となる。このリフト量Ｌ３は、クラッチ切れリフト量Ｙよりも大きい。すなわち、ボール８５が切断段部１１３に位置する状態では、クラッチ機構５１は完全に切断された状態となり、図５に示すように、リフト量Ｌ３におけるクラッチ容量は０である。
また、切断段部１１３は、リフターカムプレート８４のリフト方向の軸線に直交する平坦面により構成される切断範囲Ｒ３を有し、切断範囲Ｒ３内では、一定のリフト量Ｌ３が得られる。切断範囲Ｒ３が得られるシフトスピンドル７１の第３角度範囲Ａ３は、切断段部１１３の幅に対応した一定の幅を有する。このため、シフトスピンドル７１の回転角度、周辺部品及び制御方法等の精度をそれほど高くしなくとも、リフト量Ｌ３を得て、クラッチ機構５１を切断状態にできる。

シフトスピンドル７１の駆動により、ボール８５がシフトダウン用段部１１４に移動すると、リフターカムプレート８４のリフト量は、リフト量Ｌ３となり、クラッチ機構５１は切断される。また、シフトダウン用段部１１４は、リフターカムプレート８４のリフト方向の軸線に直交する平坦面により構成される切断範囲Ｒ４を有し、切断範囲Ｒ４内では、一定のリフト量Ｌ３が得られる。切断範囲Ｒ４が得られるシフトスピンドル７１の第４角度範囲（不図示）は、切断範囲Ｒ４の幅に対応した一定の幅を有する。このため、シフトスピンドル７１の回転角度、周辺部品及び制御方法等の精度をそれほど高くしなくとも、リフト量Ｌ３を得て、クラッチ機構５１を切断状態にできる。

すなわち、本実施の形態では、クラッチ機構５１のクラッチ容量は、ボール８５のカム部８４ｃに対するセット位置によって４段階が設けられている。詳細には、クラッチ容量は、接続段部１１０に対応する「最大容量」と、第１容量段部１１１に対応する「大容量」と、第２容量段部１１２に対応する「小容量」と、切断段部１１３に対応し、クラッチ容量が０となる「最低容量」との４段階を有する。

図９は、自動変速機Ｔの構成を示すブロック図である。
図９に示すように、自動変速機Ｔは、発進クラッチ２４、プライマリギア３７、クラッチ機構５１、メイン軸５６、変速機構５０、カウンタ軸５７、チェーン１５、スプロケット６７及び後輪１３を備え、クランク軸２３の動力を後輪１３まで機械的に伝達する駆動伝達部１３０と、変速機構５０及びクラッチ機構５１を機械的に操作する行うアクチュエータ機械部５５と、アクチュエータ機械部５５を制御する電装部１３１とを備える。アクチュエータ機械部５５及び電装部１３１は、変速制御装置１４０を構成する。

アクチュエータ機械部５５は、シフトスピンドル７１と、シフター５３と、蓄力機構７４と、シフトドラム６３と、クラッチリフター５２とを備える。
電装部１３１は、制御ユニット１７と、ハンドル１１に設けられるハンドルスイッチ１３２と、エンジン回転数センサ４５と、モーター７０と、スピンドル角度センサ７２と、シフトドラムセンサ６３ａと、カウンタ軸回転数センサ６８とを備える。ハンドルスイッチ１３２は、モードスイッチ２６及びシフトセレクトスイッチ２７を備える。
制御ユニット１７は、ハンドルスイッチ１３２、エンジン回転数センサ４５、スピンドル角度センサ７２、シフトドラムセンサ６３ａ及びカウンタ軸回転数センサ６８からの信号に基づいて、モーター７０を制御し、変速操作及びクラッチ操作を自動で行う。

図１０は、制御ユニット１７の機能的構成を示すブロック図である。ここで、図１０では、自動二輪車１０の走行中に、クラッチ機構５１を切断して変速機構５０の歯車列を操作してシフトアップした後において、クラッチ機構５１を再び接続する段階の制御ユニット１７の機能的構成がブロック図で示されている。図１０に示す処理は、所定の時間毎に繰り返し実行される。
制御ユニット１７は、エンジン回転数センサ４５、スピンドル角度センサ７２、シフトドラムセンサ６３ａ及びカウンタ軸回転数センサ６８から入力された信号を処理する車体センサインターフェイス部１２０と、エンジントルク推定部１２１と、目標ギアポジション決定部１２２と、変速モード決定部１２３と、クラッチ制御モード決定部１２４とを備える。

車体センサインターフェイス部１２０は、エンジン回転数センサ４５の検出値を処理してエンジン回転数としてクラッチ制御モード決定部１２４に出力する。また、車体センサインターフェイス部１２０は、クラッチ機構５１のクラッチ滑り回転数をクラッチ制御モード決定部１２４に出力する。クラッチ滑り回転数は、クラッチ機構５１の下流側のカウンタ軸回転数センサ６８の検出値に現在のギアレシオを考慮した回転数とエンジン回転数センサ４５から得られるエンジン回転数との差である。クラッチ滑り回転数により、変速中のクラッチ接続状態が判定される。クラッチ滑り回転数が大きいほど、クラッチの接続状態は弱い。
また、車体センサインターフェイス部１２０は、スピンドル角度センサ７２から得られた信号を、実スピンドル角として、クラッチ制御モード決定部１２４及び後述のスピンドル角制御部１２７に出力する。

エンジントルク推定部１２１は、エンジン回転数センサ４５及びスロットル開度センサの検出値と、吸気温度及び大気圧等の環境補正要素とに基づき、予め格納されているマップに基づいて、現在（変速機構５０の歯車列の変速操作の直前）のエンジントルクを推定し、エンジントルク推定値を変速モード決定部１２３に出力する。

目標ギアポジション決定部１２２は、カウンタ軸回転数センサ６８の検出値に基づき、目標とするギアポジションを決定し、この目標ギアポジションを変速モード決定部１２３に出力する。
変速モード決定部１２３は、現在のギアポジションと目標ギアポジションとに基づいて、シフトアップするシフトアップモード及びシフトダウンするシフトダウンモードのいずれかを決定し、決定した変速モードをクラッチ制御モード決定部１２４に出力する。
さらに、変速モード決定部１２３は、シフトアップモード時には、シフトアップ用目標クラッチ容量を、エンジントルク推定値が所定のエンジントルクＴｑ（図１１）よりも大きいと推定された場合には上記「大容量」に決定し、エンジントルク推定値が所定のエンジントルクＴｑよりも小さいと推定された場合には上記「小容量」に決定し、決定したシフトアップ用目標クラッチ容量をクラッチ制御モード決定部１２４に出力する。

また、制御ユニット１７は、目標クラッチ容量決定部１２５と、目標スピンドル角決定部１２６と、スピンドル角制御部１２７とを備える。
クラッチ制御モード決定部１２４は、シフトスピンドル７１のスピンドル角、エンジン回転数、クラッチ滑り回転数、変速モード及びシフトアップ用目標クラッチ容量に基づいて、クラッチ制御モードを決定する。具体的には、クラッチ制御モードは、「最大容量」でクラッチを接続する最大容量モードと、「大容量」でクラッチを接続する大容量モードと、「小容量」でクラッチを接続する小容量モードとの３つのモードがあり、クラッチ制御モード決定部１２４は、決定したクラッチ制御モードを目標クラッチ容量決定部１２５に出力する。

クラッチ制御モード決定部１２４は、変速モード決定部１２３が決定したシフトアップ用目標クラッチ容量に基づき、シフトアップ用目標クラッチ容量が、「大容量」の場合は大容量モードに決定し、「小容量」の場合は小容量モードに決定する。また、クラッチ制御モード決定部１２４は、大容量モードまたは小容量モードでクラッチを接続した後に、クラッチ滑り回転数が０になったことを検出すると、クラッチ制御モードを最大容量モードに決定する。

目標クラッチ容量決定部１２５は、クラッチ制御モード決定部１２４が決定したクラッチ制御モードに基づいて、目標クラッチ容量を、３段の中から決定する。詳細には、目標クラッチ容量決定部１２５は、大容量モードの場合は「大容量」に決定し、小容量モードの場合は「小容量」に決定し、最大容量モードの場合は「最大容量」に決定し、決定した目標クラッチ容量を目標スピンドル角決定部１２６に出力する。
目標スピンドル角決定部１２６は、目標クラッチ容量を、目標スピンドル角に変換し、目標スピンドル角をスピンドル角制御部１２７に出力する。
スピンドル角制御部１２７は、シフトスピンドル７１のスピンドル角が目標スピンドル角となるように、アクチュエータ機械部５５のモーター７０をフィードバック制御する。これにより、シフトスピンドル７１が目標スピンドル角となり、目標クラッチ容量が得られる。

図１１は、シフトアップ時に「大容量」でクラッチ接続する場合のカウンタ軸トルクを示す図である。図１１では、変速前後においてエンジン回転数を同一とする条件で、１速から２速にシフトアップする場合が示されている。
変速に伴い、制御ユニット１７は、モーター７０を駆動し、リフターカムプレート８４をシフトアップ方向に回動させることで、ボール８５を接続段部１１０（図７）から切断段部１１３（図７）に移動させる。これにより、クラッチリフター５２がリフトされてクラッチ機構５１が切断されるとともに、シフター５３、蓄力機構７４及びシフトドラム６３を介して変速機構５０の歯車列が１速から２速に切り替えられる。その後、クラッチ機構５１は再び接続されるが、この接続について次に説明する。

図１１の状態では、自動二輪車１０はカウンタ軸５７のトルクが比較的大きい状態で走行しており、エンジントルク推定部１２１は、２速にシフトアップ後のエンジントルク推定値Ｘ１が、所定のエンジントルクＴｑよりも大きいと推定している。ここで、所定のエンジントルクＴｑは、クラッチ機構５１の「最大容量」の略半分の大きさに設定されている。
変速モード決定部１２３は、変速モードをシフトアップモードに決定しているとともに、エンジントルク推定値Ｘ１が所定のエンジントルクＴｑよりも大きいことに基づいて、シフトアップ用目標クラッチ容量を「大容量」に決定している。

クラッチ制御モード決定部１２４は、シフトアップ用目標クラッチ容量の「大容量」の決定に基づき、クラッチ制御モードを大容量モードに決定し、次いで、目標クラッチ容量決定部１２５は、大容量モードの決定に基づいて、目標クラッチ容量を「大容量」に決定する。目標スピンドル角決定部１２６は、「大容量」に対応した第１容量段部１１１にボール８５がセットされる目標スピンドル角をスピンドル角制御部１２７に出力する。スピンドル角制御部１２７は、上記目標スピンドル角となるようにモーター７０を駆動する。これにより、リフターカムプレート８４はシフトダウン方向（図７）に回動され、ボール８５が切断段部１１３から第１容量段部１１１に移動することで、クラッチ機構５１は、クラッチ容量が「大容量」の状態で接続が開始される。
なお、歯車列が２速に切り替えられている変速機構５０は、公知の間欠送り機構（不図示）によってロックされるとともにシフトスピンドル７１の回転から切り離されるため、「大容量」の状態にするためにリフターカムプレート８４及びシフトスピンドル７１がシフトダウン方向に回動された場合にも影響を受けない。

クラッチ制御モード決定部１２４は、「大容量」で接続開始後に、クラッチ滑り回転数が０になったことを検出すると、クラッチ制御モードを最大容量モードに決定する。次いで、目標クラッチ容量決定部１２５は、最大容量モードの決定に基づいて、目標クラッチ容量を「最大容量」に決定する。目標スピンドル角決定部１２６は、「最大容量」に対応した接続段部１１０にボール８５がセットされる目標スピンドル角をスピンドル角制御部１２７に出力する。スピンドル角制御部１２７は、目標スピンドル角となるようにモーター７０を駆動する。これにより、リフターカムプレート８４はシフトダウン方向（図７）に回動され、ボール８５が接続段部１１０に移動することで、クラッチ機構５１は、クラッチ容量が「最大容量」の状態となり接続が完了する。

第１容量段部１１１で得られるクラッチ容量である「大容量」の大きさは、変速前のカウンタ軸５７のトルクと変速後のエンジントルク推定値Ｘ１との間の大きさである。このように、変速後のエンジントルク推定値Ｘ１に合わせて、クラッチ容量を「大容量」にするため、変速ショックを低減できる。また、クラッチが滑り過ぎることが防止されるため、変速後のクラッチ接続を速やかに完了できる。

図１２は、シフトアップ時に「小容量」でクラッチ接続する場合のカウンタ軸トルクを示す図である。図１２では、変速前後においてエンジン回転数を同一とする条件で、１速から２速にシフトアップする場合が示されている。
変速に伴い、制御ユニット１７は、モーター７０を駆動し、リフターカムプレート８４をシフトアップ方向に回動させることで、ボール８５を接続段部１１０（図７）から切断段部１１３（図７）に移動させている。

図１２の状態では、自動二輪車１０はカウンタ軸５７のトルクが図１１よりも小さい状態で走行しており、エンジントルク推定部１２１は、２速にシフトアップ後のエンジントルク推定値Ｘ２が、所定のエンジントルクＴｑよりも小さいと推定している。
変速モード決定部１２３は、変速モードをシフトアップモードに決定しているとともに、エンジントルク推定値Ｘ２が所定のエンジントルクＴｑよりも小さいことに基づいて、シフトアップ用目標クラッチ容量を「小容量」に決定している。

クラッチ制御モード決定部１２４は、シフトアップ用目標クラッチ容量の「小容量」の決定に基づき、クラッチ制御モードを小容量モードに決定し、次いで、目標クラッチ容量決定部１２５は、小容量モードの決定に基づいて、目標クラッチ容量を「小容量」に決定する。目標スピンドル角決定部１２６は、「小容量」に対応した第２容量段部１１２にボール８５がセットされる目標スピンドル角をスピンドル角制御部１２７に出力する。スピンドル角制御部１２７は、上記目標スピンドル角となるようにモーター７０を駆動する。これにより、リフターカムプレート８４はシフトダウン方向（図７）に回動され、ボール８５が切断段部１１３から第２容量段部１１２に移動することで、クラッチ機構５１は、クラッチ容量が「小容量」の状態で接続が開始される。

クラッチ制御モード決定部１２４は、「小容量」で接続開始後に、クラッチ滑り回転数が０になったことを検出すると、クラッチ制御モードを最大容量モードに決定する。次いで、目標クラッチ容量決定部１２５は、最大容量モードの決定に基づいて、目標クラッチ容量を「最大容量」に決定する。目標スピンドル角決定部１２６は、「最大容量」に対応した接続段部１１０にボール８５がセットされる目標スピンドル角をスピンドル角制御部１２７に出力する。スピンドル角制御部１２７は、目標スピンドル角となるようにモーター７０を駆動する。これにより、リフターカムプレート８４はシフトダウン方向（図７）に回動され、ボール８５が接続段部１１０に移動することで、クラッチ機構５１は、クラッチ容量が「最大容量」の状態となり接続が完了する。

第２容量段部１１２で得られるクラッチ容量である「小容量」の大きさは、変速前のカウンタ軸５７のトルクと変速後のエンジントルク推定値Ｘ２との間の大きさである。このように、変速後のエンジントルク推定値Ｘ２に合わせて、クラッチ容量を「小容量」にするため、クラッチが急激に接続されてしまうことを防止でき、変速ショックを低減できる。

走行中にシフトダウンする場合、制御ユニット１７は、シフトスピンドル７１を駆動し、リフターカムプレート８４をシフトダウン方向に回動させてボール８５を接続段部１１０（図７）からシフトダウン用段部１１４に移動させ、クラッチを切断する。次いで、制御ユニット１７は、シフトスピンドル７１の駆動により変速機構５０の歯車列を変更して変速し、その後、シフトスピンドル７１を逆方向に駆動してリフターカムプレート８４をシフトアップ方向に回動し、クラッチを接続する。本実施の形態では、上述のバックトルクリミッタ機構を備えるため、シフトダウンの際にクラッチを一気に接続したとしても、変速ショックが低減される。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、リフタープレート９６をリフトさせるリフターカムプレート８４のカム部８４ｃプロフィールは、切断段部１１３と接続段部１１０との間にリフターカムプレート８４の回動に対してリフト量が一定な第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２を有し、制御ユニット１７は、リフターカムプレート８４を第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２に位置するよう制御するスピンドル角制御部１２７を有する。このため、リフターカムプレート８４を第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２に位置するよう制御することで、クラッチ容量を、切断段部１１３と接続段部１１０との間の所定の中間容量に容易にセットできる。第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２ではリフターカムプレート８４の回動に対してリフト量が一定であり、第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２はある程度の範囲を持って設けられるため、第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２に対応するスピンドル角に制御することは、比較的容易となる。従って、アクチュエータ機械部５５等のシステム部品や制御方法が比較的簡素なものであっても、クラッチ容量を容易に設定値に合わせることができ、変速ショックを低減可能な変速制御装置１４０とすることができる。

リフターカムプレート８４の第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２は複数設けられ、変速前後でのエンジン２１のエンジントルクを推定するエンジントルク推定部１２１をさらに有し、スピンドル角制御部１２７は、リフターカムプレート８４を、エンジントルク推定値Ｘ１，Ｘ２に応じて第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２の内の１つに位置するように制御するため、エンジントルクに基づいて適切なクラッチ容量を選択でき、変速ショックを低減できる。

また、リフターカムプレート８４の複数の第１容量段部１１１及び第２容量段部１１２は、リフト量が小さな第１容量段部１１１と、リフト量が大きな第２容量段部１１２と、を有し、エンジントルク推定値Ｘ１が所定のエンジントルクＴｑよりも大きいと推定された場合、スピンドル角制御部１２７はリフターカムプレート８４が第１容量段部１１１に位置するように制御するため、エンジントルクが大きな場合には、リフト量が小さな第１容量段部１１１に対応した比較的大きなクラッチ容量を得ることができる。これにより、変速前後の大きなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。

さらに、エンジントルク推定値Ｘ２が所定のエンジントルクＴｑよりも小さいと推定された場合、スピンドル角制御部１２７はリフターカムプレート８４が第２容量段部１１２に位置するように制御するため、エンジントルクが小さな場合には、リフト量が大きな第２容量段部１１２に対応した比較的小さなクラッチ容量を得ることができる。これにより、変速前後の小さなエンジントルクに適したクラッチ容量にでき、変速ショックを低減できる。

１０ 自動二輪車（車両）
１７ 制御ユニット（制御部）
５１ クラッチ機構（クラッチ）
７０ モーター（アクチュエータ）
７１ シフトスピンドル
７２ スピンドル角度センサ
８４ リフターカムプレート（リフターカム）
９３ プレッシャプレート
９４ クラッチ板
９５ メインスプリング
９６ リフタープレート
９７ レリーズスプリング
１１０ 接続段部（クラッチ接続位置）
１１１ 第１容量段部（第１の平坦部）
１１２ 第２容量段部（第２の平坦部）
１１３ 切断段部（クラッチ切断位置）
１２１ エンジントルク推定部
１２７ スピンドル角制御部
１４０ 変速制御装置
Ｔ 自動変速機（変速機）
Ｔｑ 所定のエンジントルク
Ｘ１，Ｘ２ エンジントルク推定値（推定エンジントルク）

Claims (4)

1. 変速機（Ｔ）のシフトスピンドル（７１）を駆動するアクチュエータ（７０）と、メインスプリング（９５）の押圧力によって複数のクラッチ板（９４）をクラッチ接続方向へ付勢するプレッシャプレート（９３）と、当該プレッシャプレート（９３）をクラッチ切断方向へリフトするリフタープレート（９６）と、当該リフタープレート（９６）をクラッチ切断方向へ付勢するレリーズスプリング（９７）との共働によりリフタープレート（９６）位置によりクラッチ容量を低減させるクラッチ（５１）と、前記シフトスピンドル（７１）の回動に伴って、前記リフタープレート（９６）をリフトさせるリフターカム（８４）と、前記アクチュエータ（７０）に回動指令を与える制御部（１７）とを備える車両の変速制御装置において、
   前記リフターカム（８４）のプロフィールは、クラッチ切断位置（１１３）とクラッチ接続位置（１１０）との間に前記リフターカム（８４）の回動に対してリフト量が一定な平坦部（１１１，１１２）を有し、
   前記制御部（１７）は、前記リフターカム（８４）を前記平坦部（１１１，１１２）に位置するよう制御するスピンドル角制御部（１２７）を有することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 前記リフターカム（８４）の前記平坦部（１１１，１１２）は複数設けられ、
   エンジントルクを推定するエンジントルク推定部（１２１）をさらに有し、
   前記スピンドル角制御部（１２７）は、前記リフターカム（８４）を、推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）に応じて複数の平坦部（１１１，１１２）の内の１つに位置するように制御することを特徴とする請求項１記載の車両の変速制御装置。
3. 前記リフターカム（８４）の複数の前記平坦部（１１１，１１２）は、リフト量が小さな第１の平坦部（１１１）と、リフト量が大きな第２の平坦部（１１２）と、を有し、前記推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）が所定のエンジントルク（Ｔｑ）よりも大きいと推定された場合、前記スピンドル角制御部（１２７）は前記リフターカム（８４）が前記第１の平坦部（１１１）に位置するように制御することを特徴とする請求項２記載の車両の変速制御装置。
4. 前記推定エンジントルク（Ｘ１，Ｘ２）が前記所定のエンジントルク（Ｔｑ）よりも小さいと推定された場合、前記スピンドル角制御部（１２７）は前記リフターカム（８４）が前記第２の平坦部（１１２）に位置するように制御することを特徴とする請求項３記載の車両の変速制御装置。

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