JP2016191391A - 車両の変速装置 - Google Patents

車両の変速装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016191391A
JP2016191391A JP2015070048A JP2015070048A JP2016191391A JP 2016191391 A JP2016191391 A JP 2016191391A JP 2015070048 A JP2015070048 A JP 2015070048A JP 2015070048 A JP2015070048 A JP 2015070048A JP 2016191391 A JP2016191391 A JP 2016191391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
engine
shift
differential rotation
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015070048A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6339960B2 (ja
Inventor
惇也 小野
Junya Ono
惇也 小野
圭淳 根建
Yoshiaki Nedachi
圭淳 根建
達也 竜▲崎▼
Tatsuya Ryuzaki
達也 竜▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2015070048A priority Critical patent/JP6339960B2/ja
Priority to US15/075,297 priority patent/US9481372B2/en
Publication of JP2016191391A publication Critical patent/JP2016191391A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6339960B2 publication Critical patent/JP6339960B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/46Signals to a clutch outside the gearbox
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/19Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36Inputs being a function of speed
    • F16H59/46Inputs being a function of speed dependent on a comparison between speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50Signals to an engine or motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/02Clutches
    • B60W2510/0241Clutch slip, i.e. difference between input and output speeds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638Engine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10Change speed gearings
    • B60W2510/1015Input shaft speed, e.g. turbine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02Clutches
    • B60W2710/021Clutch engagement state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644Engine speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • B60Y2200/12Motorcycles, Trikes; Quads; Scooters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

【課題】車両の変速装置において、クラッチの差回転吸収の完了の前後の期間における駆動力の落ち込み、ふけ上がり及び加速度振動を抑制できるようにする。
【解決手段】スロットル開度Thを検出するエンジン負荷検出手段が設けられ、制御装置は、変速の際、変速操作機構が前記変速段を変えた後、アクチュエータを操作してクラッチを半クラッチ状態にすることでクラッチの差回転Ndを減少させるとともに、エンジンの出力を一時的に通常よりも低下させ、クラッチの差回転が基準差回転数Nds以下になったら、エンジンの出力を通常に復帰させ、アクチュエータを操作してクラッチを全容量状態にさせ、基準差回転数Ndsは、エンジン負荷検出手段で検出したスロットル開度Thに応じて可変である。
【選択図】図20

Description

本発明は、車両の変速装置に関する。
従来例には、クラッチ容量が3段階(クラッチ全容量、中間容量大、中間容量小)で選択可能な3段容量クラッチを搭載するAMT(Automated Manual Transmission)車両が開示されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の変速装置では、変速の際のクラッチアウタ(エンジン側)とクラッチセンタ(変速機側)と差回転を吸収するクラッチの差回転吸収時に、スロットル開度等から変速後の後輪駆動力を考慮して、クラッチ容量の中間容量大及び中間容量小を選択することができる。特許文献1では詳細な記載はないものの、クラッチの差回転吸収中には、エンジン回転数が急に上昇するいわゆる「ふけ上がり」を防止するために、点火の遅角制御(エンジンの出力を一時的に低下させる制御)が行われる。
国際公開第2014/157631号
ところで、特許文献1のような変速装置は、クラッチ差回転吸収の完了の前後の期間に制御的な課題がある。
課題1:シフトアップ時における差回転吸収中は、エンジン側は変速機側に比して回転数こそ高いものの、エンジン側の出力は点火の遅角制御によって減じられている状態である。従って、クラッチの中間容量によってクラッチアウタとクラッチセンタとの回転数が同期すれば、同期した直後にエンジン側がパワー不足となり、駆動力が下がる場合が多い。
課題2:課題1を解消するために、差回転吸収の完了前にクラッチの中間容量状態で点火の遅角制御をもとに戻すと、エンジンの出力が上がることによってエンジンのふけ上がりが発生し、同期しかけていた差回転が大きくなってしまう可能性がある。
課題3:課題1、2を解消するために、差回転吸収の完了前に点火の遅角制御をもとに戻す(エンジンの出力を通常に復帰させる)とともに、クラッチ容量を全容量にすると、スロットル開度等の運転状況によっては、加速度振動(車両の加速度の上下動、所謂変速ショック)が発生する場合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両の変速装置において、クラッチの差回転吸収の完了の前後の期間における駆動力の落ち込み、ふけ上がり及び加速度振動を抑制できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、エンジン(21)の回転動力がクラッチ(61)を介して入力されるとともに、駆動側シフターギア(67b)を含む複数の駆動ギアを有するメイン軸(65)と、前記複数の駆動ギアによって回動される被動側シフターギア(68c)を含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸(66)と、アクチュエータ(75)によって駆動されるとともに前記クラッチ(61)を断接操作するクラッチ操作部材(62)と、前記駆動側シフターギア(67b)または前記被動側シフターギア(68c)を操作することで変速段を操作する変速操作機構(63)と、前記アクチュエータ(75)を操作する制御装置(17)と、前記エンジン(21)の回転数(Ne)を検出するエンジン回転数検出手段(58)と、前記クラッチ(61)の下流側の前記メイン軸(65)の回転数(Nm)を検出するメイン軸回転数検出手段(65a)とを備え、前記制御装置(17)は、前記エンジン(21)の出力を制御するとともに、前記エンジン回転数検出手段(58)と前記メイン軸回転数検出手段(65a)との検出値を基に前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を検出し、前記クラッチ(61)は、クラッチ全容量状態(C1)とクラッチ切断状態(C4)との間に半クラッチ状態(C2)を有する車両の変速装置において、前記エンジン(21)の負荷を検出するエンジン負荷検出手段(134)が設けられ、前記制御装置(17)は、変速の際、前記変速操作機構(63)が前記変速段を変えた後、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記半クラッチ状態(C2)にすることで前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を減少させるとともに、前記エンジン(21)の出力を一時的に通常よりも低下させ、前記クラッチ(61)の前記差回転(Nd)が基準差回転数(Nds)以下になったら、前記エンジン(21)の出力を通常に復帰させ、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記全容量状態(C1)にさせ、前記基準差回転数(Nds)は、前記エンジン負荷検出手段(134)で検出したエンジン負荷(Th)に応じて可変であることを特徴とする。
本発明によれば、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段が設けられ、制御装置は、変速の際、変速操作機構が変速段を変えた後、アクチュエータを操作してクラッチを半クラッチ状態にすることでクラッチの差回転を減少させるとともに、エンジンの出力を一時的に通常よりも低下させ、クラッチの差回転が基準差回転数以下になったら、エンジンの出力を通常に復帰させ、アクチュエータを操作してクラッチを全容量状態にさせ、基準差回転数は、エンジン負荷検出手段で検出したエンジン負荷に応じて可変である。半クラッチ状態で差回転を減少させる際、クラッチの差回転が基準差回転数以下になったら、一時的に低下されていたエンジンの出力を通常に復帰させ、アクチュエータを操作してクラッチを全容量状態にすることで、差回転吸収の完了の前後の期間における駆動力の落ち込み及びふけ上がりを効果的に抑制できる。クラッチの差回転が基準差回転数以下になり、クラッチを全容量状態にする際、加速度振動がどの程度発生するかは、そのときのエンジンの負荷に依存する。このため、基準差回転数を、エンジン負荷検出手段で検出したエンジン負荷に応じて可変とすることで、エンジン負荷に応じた差回転でクラッチを接続して全容量状態とすることができ、加速度振動を効果的に抑制できる。なお、エンジンの出力を低下させる手法としては、点火の遅角制御、点火カット制御、吸気管に設けられるスロットル弁の絞り制御、燃料噴射制御(燃料噴射量の低減またはカット)等が挙げられる。
また、本発明は、前記エンジン負荷(Th)が大きいほど、前記基準差回転数(Nds)は小さく設定されることを特徴とする。
本発明によれば、エンジン負荷が大きいほど、基準差回転数は小さく設定される。エンジンの負荷が大きいほど、エンジンのトルクが大きくなり、差回転吸収の完了時に加速度振動が発生し易くなる。このため、エンジン負荷が大きいほど、基準差回転数を小さくすることで、差回転吸収の完了時にクラッチを接続して全容量状態とするタイミングを適切にでき、加速度振動を効果的に抑制できる。
また、本発明は、エンジン(21)の回転動力がクラッチ(61)を介して入力されるとともに、駆動側シフターギア(67b)を含む複数の駆動ギアを有するメイン軸(65)と、前記複数の駆動ギアによって回動される被動側シフターギア(68c)を含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸(66)と、アクチュエータ(75)によって駆動されるとともに前記クラッチ(61)を断接操作するクラッチ操作部材(62)と、前記駆動側シフターギア(67b)または前記被動側シフターギア(68c)を操作することで変速段を操作する変速操作機構(63)と、前記アクチュエータ(75)を操作する制御装置(17)と、前記エンジン(21)の回転数(Ne)を検出するエンジン回転数検出手段(58)と、前記クラッチ(61)の下流側の前記メイン軸(65)の回転数(Nm)を検出するメイン軸回転数検出手段(65a)とを備え、前記制御装置(17)は、前記エンジン(21)の出力を制御するとともに、前記エンジン回転数検出手段(58)と前記メイン軸回転数検出手段(65a)との検出値を基に前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を検出し、前記クラッチ(61)は、クラッチ全容量状態(C1)とクラッチ切断状態(C4)との間に半クラッチ状態(C2)を有する車両の変速装置において、前記制御装置(17)は、変速の際、前記変速操作機構(63)が前記変速段を変えた後、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記半クラッチ状態(C2)にすることで前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を減少させるとともに、前記エンジン(21)の出力を一時的に通常よりも低下させ、前記クラッチ(61)の前記差回転(Nd)が基準差回転数(Nds)以下になったら、前記エンジン(21)の出力を通常に復帰させ、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記全容量状態(C1)にさせ、前記基準差回転数(Nds)は、前記エンジン回転数検出手段(58)で検出した前記エンジン(21)の回転数(Ne)に応じて可変であることを特徴とする。
本発明によれば、制御装置は、変速の際、変速操作機構が変速段を変えた後、アクチュエータを操作してクラッチを半クラッチ状態にすることでクラッチの差回転を減少させるとともに、エンジンの出力を一時的に通常よりも低下させ、クラッチの差回転が基準差回転数以下になったら、エンジンの出力を通常に復帰させ、アクチュエータを操作してクラッチを全容量状態にさせ、基準差回転数は、エンジン回転数検出手段で検出したエンジンの回転数に応じて可変である。半クラッチ状態で差回転を減少させる際、クラッチの差回転が基準差回転数以下になったら、一時的に低下されていたエンジンの出力を通常に復帰させ、アクチュエータを操作してクラッチを全容量状態にすることで、差回転吸収の完了の前後の期間における駆動力の落ち込み及びふけ上がりを効果的に抑制できる。クラッチの差回転が基準差回転数以下になり、クラッチを全容量状態にする際、加速度振動がどの程度発生するかは、そのときのエンジンの回転数に依存する。このため、基準差回転数を、エンジン回転数検出手段で検出した回転数に応じて可変とすることで、エンジンの回転数に応じた差回転でクラッチを接続して全容量状態とすることができ、加速度振動を効果的に抑制できる。
さらに、本発明は、前記エンジン(21)の回転数(Ne)が大きいほど、前記基準差回転数(Nds)は大きく設定されることを特徴とする。
本発明によれば、エンジンの回転数が大きいほど、基準差回転数は大きく設定される。エンジンの回転数が大きいと、エンジンのトルクが小さくなり、差回転吸収の完了時に加速度振動が発生し難くなる。このためエンジンの回転数が大きいほど、基準差回転数を大きくすることで、クラッチが切断される時間を短くしながら加速度振動を効果的に抑制できる。
本発明に係る車両の変速装置では、基準差回転数を、エンジン負荷検出手段で検出したエンジン負荷に応じて可変とすることで、加速度振動を効果的に抑制できる。
また、エンジン負荷が大きいほど基準差回転数を小さくすることで、加速度振動を効果的に抑制できる。
また、基準差回転数を、エンジン回転数検出手段で検出した回転数に応じて可変とすることで、加速度振動を効果的に抑制できる。
さらに、エンジンの回転数が大きいほど、基準差回転数を大きくすることで、クラッチが切断される時間を短くしながら加速度振動を効果的に抑制できる。
本発明の実施の形態に係る自動変速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図である。 ギアチェンジ機構、アクチュエータ機構、チェンジクラッチ及びクラッチ操作機構を示す断面図である。 クラッチレバー及びリフターカムプレートの作動状態を示す側面図である。 チェンジクラッチの断面図である。 シフトスピンドルの回動角に対するチェンジクラッチのクラッチ容量及びシフトドラムの回動角を示す図である。 シフトスピンドルの回動角に対するリフターカムプレートのリフト量を示す図である。 シフトダウンする際におけるシフトスピンドルの回動角に対するチェンジクラッチのクラッチ容量及びシフトドラムの回動角を示す図である。 自動変速装置の構成を示すブロック図である。 蓄力機構の断面図である。 図10のXI−XI断面図であり、蓄力機構の周辺部を示す図である。 ギアシフトアームを示す図であり、(a)は正面図、(b)はXII−XII断面図である。 図10のXIII−XIII断面図である。 図10のXI−XI断面図である。 シフトダウン用カラーのドグ歯の位置状態を示す図であり、(a)は中立状態であり、(b)〜(d)は、順にさらにシフトスピンドルの回動量が増加した状態である。 中立状態よりもシフトアップ方向に進んだ状態を示す図である。 蓄力準備状態よりもシフトアップ方向に進んだ状態を示す図である。 チェンジ機構の側面図である。 チェンジ機構の動作状態を示す図であり、(a)は正常にシフトダウン方向に送り切った状態であり、(b)は(a)の状態から中立位置側に戻る状態を示している。 シフトアップする際の自動変速装置の動作のタイムチャートである。 基準差回転数を選択するためのマップの一例を示す図表である。 差回転吸収制御の処理を示すフローチャートである。 図20よりもスロットル弁の開度が小さい場合の差回転吸収制御のタイムチャートである。 比較例における変速の処理を示すタイムチャートである。
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自動変速装置25を備えた自動二輪車10の左側面図である。
自動二輪車10(車両)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(制御装置)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の下方で、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。
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の断面図である。図2では、紙面の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装置25(変速装置)とを備える。
エンジン21は、クランクケース26(ケース部材)、シリンダ27、及び、シリンダヘッド28を一体的に結合して構成される。
図1に示すように、シリンダヘッド28の吸気ポートには、エアクリーナボックス(不図示)から延びる吸気管52が接続される。吸気管52には、エンジン21に供給する空気量を調整する電子制御式のスロットル弁53が設けられる。吸気管52においてスロットル弁53の下流には、燃料噴射弁54が設けられる。
クランクケース26は、クランク軸23に直交する面で車幅方向に2分割される左右割りで構成されており、左側の一側ケース半体26Lと、右側の他側ケース半体26Rとを備える。また、エンジン21は、一側ケース半体26Lを左側方から覆う発電機カバー29と、他側ケース半体26Rを右側方から覆うクラッチカバー30とを備える。
一側ケース半体26Lと他側ケース半体26Rとは、合わせ面26F(合わせ部)で合わせられ、車幅方向に延びる複数のケース連結ボルト(不図示)によって結合される。
クランクケース26内の前部には、クランク軸23を収容するクランク室31が設けられ、クランクケース26内おいてクランク室31の後方には、変速機室32が設けられる。変速機室32は、クランクケース26の左側面を構成する一側ケース半体26Lの壁部37(ケース部材の壁部、外壁)と、クランクケース26の右側面を構成する他側ケース半体26Rの壁部36(内壁)とによって区画される。
クランク室31及び変速機室32の右側方には、クラッチ室34が設けられ、クランク室31の左側方には、発電機室35が設けられる。クラッチ室34は、他側ケース半体26Rの壁部36の外側面とクラッチカバー30の内面とによって区画される。発電機室35は、一側ケース半体26Lの壁部37の外側面と発電機カバー29の内面とによって区画される。
クランク軸23は、クランクウェブ23aと、クランクウェブ23aから車幅方向の両側へ延びる軸部23bとを有する。クランク軸23は、クランクウェブ23aがクランク室31内に配置され、軸部23bは、壁部36及び壁部37にそれぞれ設けられた軸受け部36a,37aに軸支される。クランクウェブ23aには、クランクピンを介してコンロッド38が連結され、コンロッド38の先端に連結されるピストン39は、シリンダ27のシリンダボア27a内を往復運動する。
クランク軸23の軸部23bの一端は、発電機室35に延び、この一端には発電機22のローター22aが固定される。発電機22のステーター22bは、一側ケース半体26Lに固定される。
壁部37は、内側にカムチェーン室40を備える。シリンダヘッド28の動弁機構(不図示)を駆動するカムチェーン41は、カムチェーン室40を通って軸部23bの動弁駆動スプロケット42に巻き掛けられる。
クランク軸23の軸部23bの他端23cは、クラッチ室34に延び、遠心式の発進クラッチ24は、他端23cの先端部に設けられる。
発進クラッチ24は、発進時及び停止時にクランク軸23と自動変速装置25との間を接続及び切断する。
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45の一端に固定されたカップ状のアウタケース46と、スリーブ45の外周に設けられたプライマリギア47と、クランク軸23の右端部に固定されたアウタプレート48と、アウタプレート48の外周部にウェイト49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50と、シュー50を半径方向内側に付勢するためのスプリング51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46とシュー50とが離間しており、クランク軸23と自動変速装置25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49がスプリング51に抗して半径方向外側に移動することで、シュー50がアウタケース46の内周面に当接する。これにより、アウタケース46とともにスリーブ45がクランク軸23上に固定され、クランク軸23の回転がプライマリギア47を介して自動変速装置25に伝達されるようになる。
自動変速装置25では、後述のチェンジクラッチ61の切替え、及び、変速段(シフト)の切替えが自動で行われる。
自動変速装置25は、前進4段の常時噛み合い式の変速機60と、クランク軸23側と変速機60との間の接続を切り替えるチェンジクラッチ61(クラッチ)と、チェンジクラッチ61を操作するクラッチ操作機構62(クラッチ操作部材)と、変速機60を変速するギアチェンジ機構63(変速操作機構)と、クラッチ操作機構62及びギアチェンジ機構63を駆動するアクチュエータ機構64とを備える。アクチュエータ機構64は、制御ユニット17(図1)によって制御される。
自動変速装置25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132b(図9)と、シフトアップ及び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132a(図9)とに接続されている。自動変速装置25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132b及びシフトセレクトスイッチ132aの出力信号に応じてアクチュエータ機構64を制御し、変速機60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機構64の制御が行われ、変速機60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132a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60は、チェンジクラッチ61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60は、入力軸としてのメイン軸65と、メイン軸65に対して平行配置されたカウンタ軸66と、メイン軸65に設けられた駆動ギア67a,67b,67c,67d(駆動ギア列)と、カウンタ軸66に設けられた被動ギア68a,68b,68c,68d(被動ギア列)とを有する。駆動ギア67a,67b,67c,67d及び被動ギア68a,68b,68c,68dは常時噛み合い式歯車である。
駆動ギア67a,67b,67c,67dは、この順に被動ギア68a,68b,68c,68dと噛合している。駆動ギア67bは左右にスライドしたとき、隣接する駆動ギア67a又は67cに側面のドグ歯が係合し、被動ギア68cは左右にスライドしたとき、隣接する被動ギア68b又は68dに側面のドグ歯が係合する。
駆動ギア67a,67c(駆動側フリーギア)及び被動ギア68b,68d(被動側フリーギア)は、メイン軸65及びカウンタ軸66に対してそれぞれ回転自在に保持されるとともに軸方向に移動不能なフリーギアである。
駆動ギア67b(駆動側シフターギア)及び被動ギア68c(被動側シフターギア)は、メイン軸65及びカウンタ軸66に対して回転不能にスプライン結合され軸方向にスライド可能なシフターギアである。
駆動ギア67d及び被動ギア68aはメイン軸65及びカウンタ軸66に固定された固定ギアである。
例えば、シフターギアである駆動ギア67bが、ギアチェンジ機構63によってフリーギアである駆動ギア67c側にスライドされると、駆動ギア67b及び駆動ギア67cの互いに対向する側面に立設されたドグ歯67b1,67c1同士が互いの側部で噛み合うことで、駆動ギア67bと駆動ギア67cとが結合される。これにより、フリーギアである駆動ギア67cは、メイン軸65に対し相対回転不能な駆動ギア67bによってメイン軸65上に回転不能に固定され、駆動ギア67c及び被動ギア68cによる変速段が確立される。ドグ歯67b1,67c1はそれぞれ周方向に間隔をあけて複数形成されており、駆動ギア67bと駆動ギア67cとを係脱可能に結合するドグクラッチ67Dcを構成する。
また、被動ギア68c及び被動ギア68bは、互いに対向する側面に立設されたドグ歯68c1,68b1をそれぞれ備える。ドグ歯68c1,68b1はそれぞれ周方向に間隔をあけて複数形成されており、被動ギア68cと被動ギア68bとを係脱可能に結合するドグクラッチ68Dcを構成する。
また、駆動ギア67bと駆動ギア67aと、及び、被動ギア68cと被動ギア68dとは、側面に設けられた同様のドグクラッチによってそれぞれ係脱可能に結合する。
メイン軸65は、ベアリング71a,71bによって回転自在に支持され、カウンタ軸66は、71c,71dによって回転自在に支持される。
カウンタ軸66の端部にはドライブスプロケット72が設けられ、ドライブスプロケット72はチェーン15を介して後輪13に回転を伝達する。また、カウンタ軸66の近傍には、非接触でカウンタ軸66の回転数を検出するカウンタ軸回転数センサ73(図9)が設けられている。制御ユニット17は、カウンタ軸回転数センサ73の検出値から車速を算出する。さらに、メイン軸65の近傍には、非接触でメイン軸65の回転数Nm(図20)を検出するメイン軸回転数センサ65a(メイン軸回転数検出手段)(図9)が設けられている。
図3は、チェンジクラッチ61及びクラッチ操作機構62を示す断面図である。
図2及び図3を参照し、アクチュエータ機構64は、アクチュエータとしてのシフトモーター75(アクチュエータ)と、クランクケース26内を車幅方向に延びるシフトスピンドル76(スピンドル部材)と、シフトモーター75の回転を減速してシフトスピンドル76を駆動する減速歯車列77とを備える。減速歯車列77の軸方向の一端は、一側ケース半体26Lの壁部37の外側面に支持され、他端は、壁部37を外側方から覆うカバー78に支持される。
シフトスピンドル76は、クラッチ室34を貫通して設けられており、カバー78及びクラッチカバー30にそれぞれ設けられたベアリング78a,30aに両端を軸支されるとともに、一側ケース半体26Lの壁部37に設けられたベアリング37bによっても途中部を軸支される。クラッチカバー30には、シフトスピンドル76の回転位置を検出するシフトスピンドル角センサ79(スピンドル角センサ)が設けられている。
ギアチェンジ機構63は、駆動ギア67b及び被動ギア68cをスライドさせることで変速段を変更するチェンジ機構89と、シフトスピンドル76の回転によって後述の蓄力スプリング145(図10)に蓄力した後、この蓄力を開放してチェンジ機構89を一気に回動させる蓄力機構81とを備える。シフトスピンドル76は、ギアチェンジ機構63及びクラッチ操作機構62に共有される。
チェンジ機構89は、シフトスピンドル76に支持されて蓄力機構81によって回動させられるマスターアーム80と、マスターアーム80の回動に連動して回動するシフトドラム70(図13)と、シフトドラム70をシフターギアである駆動ギア67bと被動ギア68cとに接続するシフトフォーク69a,69bと、シフトフォーク69a,69bを軸方向にスライド自在に保持する支持軸(不図示)とを備える。
シフトドラム70は、シフトパターンに応じた形状の複数のリード溝70a(図13)を外周部に備え、シフトフォーク69a,69bの一端(端部)はリード溝70aに接続されている。
シフトドラム70がアクチュエータ機構64により駆動されて回転すると、シフトフォーク69a,69bはシフトドラム70のリード溝70aに沿って軸方向に移動し、駆動ギア67b及び被動ギア68cは変速段に応じてスライドする。
変速機60では、駆動ギア67b及び被動ギア68cのスライドに応じて、メイン軸65及びカウンタ軸66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。
クラッチ操作機構62は、シフトスピンドル76上に固定されるクラッチレバー82と、メイン軸65と略同軸の位置関係でクラッチカバー30の内面に固定される支持軸83と、支持軸83に固定される板状のベース部材84と、クラッチレバー82に連結されるとともに、ベース部材84に対向して設けられる操作部材であるリフターカムプレート85と、リフターカムプレート85とベース部材84との間に狭持される複数のボール86とを備える。
クラッチレバー82は、蓄力機構81に隣接してシフトスピンドル76上に設けられる筒部82aと、筒部82aから径方向外側に延出するレバー部82bとを有する。クラッチレバー82は、シフトスピンドル76と一体に回転する。
リフターカムプレート85は、ベース部材84に面する押圧操作部85aと、押圧操作部85aから延びてクラッチレバー82のレバー部82bに連結される連結アーム部85bと、連結アーム部85bに形成されるカム孔部85cとを備える。リフターカムプレート85は、クラッチレバー82のレバー部82bの先端に設けられたピン87がカム孔部85cに挿通されることでクラッチレバー82に連結される。
押圧操作部85a及びベース部材84の互いに対向する面には、斜面状のカム部85d,84aがそれぞれ形成されており、ボール86は、カム部85d,84aの間に狭持されている。リフターカムプレート85は、中央に設けられたガイド穴85eに、ベース部材84のガイド軸84bが嵌合することで、軸方向の移動をガイドされる。また、押圧操作部85aの先端部には、ボールベアリング88が設けられており、リフターカムプレート85は、ボールベアリング88を介してチェンジクラッチ61に接続される。
クラッチレバー82が回動されると、リフターカムプレート85は、ピン87を介してガイド軸84bを中心に回動され、カム部85dがボール86に対して滑ることで、軸方向に移動(リフト)する。チェンジクラッチ61は、リフターカムプレート85の軸方向の移動に連動して、接続及び切断される。リフターカムプレート85は、シフトスピンドル76が、通常位置からシフトアップ方向及びシフトダウン方向のいずれに回動した場合であっても、クラッチを切断する方向に移動する。
図4は、クラッチレバー82及びリフターカムプレート85の作動状態を示す側面図である。
リフターカムプレート85のカム孔部85cは、連結アーム部85bの長手方向に沿って屈曲した形状に形成されている。シフトスピンドル76の回動に伴ってクラッチレバー82のピン87がカム孔部85c内を移動することで、リフターカムプレート85が回動する。すなわち、カム孔部85cの形状によってリフターカムプレート85の単位回動量あたりの軸方向の移動量を設定することができ、これにより、チェンジクラッチ61の断接の特性を調整できる。
シフトスピンドル76は、シフトアップ及びシフトダウンの動作をしていない通常時には、中立位置にある。中立位置では、クラッチレバー82はシフトスピンドル76から略鉛直に上方へ延びており、ピン87は、カム孔部85cの途中に位置する。
シフトアップする場合、シフトスピンドル76は、中立位置から図4の時計回り方向(シフトアップ方向)に回動され、ピン87は、カム孔部85cの内端部85c1に位置する。
シフトダウンする場合、シフトスピンドル76は、中立位置から図4の反時計回り方向(シフトダウン方向)に回動され、ピン87は、カム孔部85cの外端部85c2に位置する。
シフトアップを行う場合、制御ユニット17は、シフトモーター75を回転させ、シフトスピンドル76をシフトアップ方向に回転させる。シフトスピンドル76の回転に伴い、蓄力機構81の蓄力が開始され、シフトスピンドル76が所定量回転すると、クラッチレバー82の回動によりチェンジクラッチ61が切断される。チェンジクラッチ61の切断に伴い蓄力が開放され、マスターアーム80が回動することでシフトドラム70が回転し、ギア位置が一段だけシフトアップされる。
また、シフトダウンを行う場合、制御ユニット17は、シフトモーター75を回転させ、シフトスピンドル76をシフトダウン方向に回転させる。シフトダウン時には、蓄力機構81による蓄力は行われない。シフトダウン時には、シフトスピンドル76の回転に伴い、クラッチレバー82が回動してチェンジクラッチ61が切断され、その後、マスターアーム80がシフトダウン方向に回動する。これにより、シフトドラム70が回転し、ギア位置が一段だけシフトダウンされる。
シフトアップ及びシフトダウンする際は、変速操作後に、シフトスピンドル76は逆回転され、マスターアーム80は中立位置に復帰するとともに、チェンジクラッチ61が接続される。
本第実施の形態では、1つのシフトモーター75によって回転させられる単一のシフトスピンドル76によって、ギアチェンジ機構63及びクラッチ操作機構62の両方が駆動されるため、シフトモーター75が1つで良く、構造をシンプルにできる。
図2に示すように、クラッチ室34内に延びたメイン軸65の軸端上には、クランク軸23側のプライマリギア47に噛み合うプライマリドリブンギア90が設けられている。プライマリドリブンギア90は、メイン軸65に対して相対回転可能に軸支されており、チェンジクラッチ61は、プライマリドリブンギア90に接続されている。
図5は、チェンジクラッチ61の断面図である。ここで、図5では、チェンジクラッチ61が完全に接続された状態が示されている。
チェンジクラッチ61は、プライマリドリブンギア90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65に一体に固定される円板状のクラッチセンタ92と、クラッチアウタ91の径方向内側に設けられ、メイン軸65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、クラッチセンタ92とリフターカムプレート85との間に配置されるリフタープレート96と、リフタープレート96とリフターカムプレート85との間に配置されるサブリフタープレート97とを備える。
また、チェンジクラッチ61は、クラッチセンタ92とサブリフタープレート97との間に挟持されるサブスプリング98と、クラッチセンタ92とリフタープレート96との間に挟持される第2のサブスプリング99と、バックトルクリミット部材110とを備える。
クラッチセンタ92とプレッシャプレート93と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90の外側面に一体に固定されており、プライマリドリブンギア90と一体にメイン軸65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65にスプライン嵌合してナット100によって固定されており、メイン軸65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の筒状部の内側に配置され、クラッチセンタ92の軸部に嵌合して軸方向に移動可能に設けられている。プレッシャプレート93は、クラッチセンタ92を貫通してリフタープレート96に接続される円筒状のレリーズボス101を複数備える。
クラッチ板94は、クラッチセンタ92とプレッシャプレート93との間に挟持される。
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の筒状部にスプライ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93aの外周部にスプライン嵌合して支持されており、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。
バックトルクリミット部材110は、板状に形成されており、プレッシャプレート93の内側円筒部93aの内側にプレッシャプレート93と一体に固定されている。
バックトルクリミット部材110と、クラッチセンタ92に固定されるリフターピン111とは、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。
バックトルクリミット部材110は、プレッシャプレート93を貫通してリフターピン111に係合するカム部110aを備える。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110aがリフターピン111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。
メインスプリング95は、クラッチセンタ92に設けられたリテーナ112とバックトルクリミット部材110との間に挟持されている。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を付勢している。
プレッシャプレート93のレリーズボス101は、基端部101a側よりも小径に形成されたガイド軸部101bを先端部に有し、ガイド軸部101bの先端面には、ガイド軸部101bよりも大径のストッパ板102がボルト103で締結されている。基端部101aの先端面には、ストッパ板102に対向する段部101cが形成されている。
リフタープレート96は、クラッチセンタ92に対向する板状のリング部105と、リング部105の中央に設けられるスプリング通し孔105aと、リング部105からリフターカムプレート85側に突出するリフタープレート側ボス106とを備える。
リフタープレート側ボス106は、リフタープレート96の周方向に略等間隔をあけて複数並べて形成されている。リフタープレート側ボス106は、リング部105を貫通する円筒状に形成されており、レリーズボス101のガイド軸部101bが挿通される孔部106aと、サブリフタープレート97が嵌合する外周部106bとを備える。
リフタープレート96は、リフタープレート側ボス106が、レリーズボス101のガイド軸部101bに摺動可能に挿通されて組み付けされ、ストッパ板102と段部101cとの間に配置される。
第2のサブスプリング99は、クラッチセンタ92の外側面とリフタープレート96との間に挟持されており、リフタープレート96をストッパ板102側に押し付けるように付勢している。クラッチ接続状態では、リフタープレート96は、第2のサブスプリング99の付勢力によって、ガイド軸部101bの先端面がストッパ板102に当接させられており、リング部105と段部101cとの間には隙間G2が形成されている。
すなわち、第2のサブスプリング99は、リフタープレート96及びストッパ板102を介してプレッシャプレート93をクラッチセンタ92側に押し付けており、クラッチを接続する方向にプレッシャプレート93を付勢している。
サブリフタープレート97は、リフタープレート96に対向するリング状の押圧プレート部113と、押圧プレート部113の中央の内周縁からリフターカムプレート85側へ突出する円筒状の円管状部114とを備える。円管状部114は、メイン軸65と略同軸に設けられる。
押圧プレート部113は、リフタープレート96のリフタープレート側ボス106が嵌まる孔部113aを備える。孔部113aは、各リフタープレート側ボス106に対応する位置に複数形成される。ボールベアリング88は、円管状部114の先端部に嵌合される。
サブリフタープレート97は、孔部113aがリフタープレート96のリフタープレート側ボス106に摺動可能に挿通されて組み付けされ、サブリフタープレート97の押圧プレート部113は、ストッパ板102とリフタープレート96のリング部105との間に配置される。
サブスプリング98は、クラッチセンタ92とサブリフタープレート97の円管状部114に形成された受け部114aとの間に挟持されており、サブリフタープレート97をストッパ板102側に押し付けるように付勢している。
クラッチ接続状態では、サブリフタープレート97は、サブスプリング98の付勢力によって、押圧プレート部113がストッパ板102に当接させられており、押圧プレート部113とリング部105との間には隙間G1が形成されている。
すなわち、サブスプリング98は、ストッパ板102を介してプレッシャプレート93をクラッチセンタ92側に押し付けており、クラッチを接続する方向にプレッシャプレート93を付勢している。
図5に示すクラッチ接続状態では、メインスプリング95、第2のサブスプリング99及びサブスプリング98の付勢力によってクラッチ板94が狭持され、プライマリギア47によって回転させられるクラッチアウタ91の回転を、クラッチ板94を介してクラッチセンタ92に伝達可能になり、メイン軸65がクラッチセンタ92と一体に回転される。
リフターカムプレート85を介し、メインスプリング95、第2のサブスプリング99及び第2のサブスプリング99の付勢力に抗してプレッシャプレート93がプライマリドリブンギア90側に移動させられると、クラッチ板94の狭持が解除され、クラッチ切断状態となる。
図6は、シフトスピンドル76の回動角に対するチェンジクラッチ61のクラッチ容量及びシフトドラム70の回動角を示す図である。なお、以下の説明では、シフトスピンドル76の回転の正の方向はシフトアップ方向であり、シフトスピンドル76の回転の負の方向はシフトダウン方向である。
図6に示すように、本実施の形態では、チェンジクラッチ61の容量が、シフトスピンドル76の回動角に応じてクラッチ容量に寄与するスプリングが変更されることで可変となっている。詳細には、クラッチ容量は、メインスプリング95、第2のサブスプリング99及び第2のサブスプリング99の付勢力によってクラッチ容量が決まる最大容量C1(クラッチ全容量状態)と、メインスプリング95及び第2のサブスプリング99の付勢力によってクラッチ容量が決まる第1の中間容量C2(半クラッチ状態)と、メインスプリング95のみの付勢力によってクラッチ容量が決まる第2の中間容量C3と、メインスプリング95の付勢力の全部が除かれた切断容量C4(クラッチ切断状態)との複数の段階に可変である。チェンジクラッチ61は、第1の中間容量C2及び第2の中間容量C3となる際は、いわゆる半クラッチ状態となる。
クラッチ容量の最大容量C1は、図5に示すクラッチ接続状態で得られ、この状態では、リフタープレート96及びサブリフタープレート97の両方が、ストッパ板102に当接しており、第2のサブスプリング99及びサブスプリング98の付勢力が、プレッシャプレート93に伝達されている。このため、プレッシャプレート93がクラッチ板94を押圧する付勢力は、メインスプリング95、第2のサブスプリング99及びサブスプリング98の付勢力(荷重)を足し合わせたものとなり、最大となる。
すなわち、サブリフタープレート97及びストッパ板102は、サブスプリング98の付勢力をプレッシャプレート93に伝達する第1のサブスプリング荷重伝達経路S1を構成する。また、リフタープレート96及びストッパ板102は、第2のサブスプリング99の付勢力をプレッシャプレート93に伝達する第2のサブスプリング荷重伝達経路S2を構成する。
アクチュエータ機構64(図2)によるシフトスピンドル76の回転に伴いリフターカムプレート85がクラッチ切断方向に移動すると、サブリフタープレート97は、サブスプリング98の付勢力に抗してリフタープレート側ボス106に沿ってリング部105側へリフトされ、ストッパ板102から離れる。
シフトスピンドル76の角度が回動角θ1(図6)で、サブリフタープレート97がストッパ板102から離れることで、第1のサブスプリング荷重伝達経路S1は遮断され、サブスプリング98の付勢力は、プレッシャプレート93に伝達されなくなり、クラッチ容量は、メインスプリング95及び第2のサブスプリング99によって決定されるようになる。このため、サブリフタープレート97がストッパ板102から離れた瞬間に、図6に示すように、クラッチ容量は最大容量C1から第1の中間容量C2に低下する。
サブリフタープレート97がストッパ板102から離れた後、リフターカムプレート85の移動が継続されると、サブリフタープレート97は、隙間G1(図5)を小さくするようにリング部105側へさらに移動を継続する。サブリフタープレート97の押圧プレート部420がストッパ板102から離れてからリング部105に当接するまでの区間が第1の中間容量C2の区間である。すなわち、隙間G1の大きさに相当するリフターカムプレート85のリフト量の区間で、第1の中間容量C2が得られる。
第1の中間容量C2の区間では、サブリフタープレート97の移動は、リング部105に対する相対移動であり、メインスプリング95及び第2のサブスプリング99の荷重に影響しない。このため、図6に示すように、第1の中間容量C2の区間では、メインスプリング95及び第2のサブスプリング99よってクラッチ容量が決まり、第1の中間容量C2は一定である。本実施の形態では、隙間G1による遊びが設けられているため、第1の中間容量C2を得られる区間を長くでき、部品や制御手法を高精度にしなくとも、クラッチの中間容量を容易に設定値に合わせることができる。
第1の中間容量C2の状態からリフターカムプレート85がクラッチ切断方向にさらにリフトされると、サブリフタープレート97の押圧プレート部113がリング部105に当接し、第1の中間容量C2の区間が終了する。その後、この状態からリフターカムプレート85がクラッチ切断方向にさらに移動すると、リフタープレート96は、サブリフタープレート97を介して押圧され、第2のサブスプリング99の付勢力に抗してガイド軸部101bに沿って段部101c側へリフトされ、ストッパ板102から離れる。
シフトスピンドル76の角度が回動角θ2(図6)で、リフタープレート96のリフタープレート側ボス106の先端がストッパ板102から離れることで、第2のサブスプリング荷重伝達経路S2は遮断され、第2のサブスプリング99の付勢力は、プレッシャプレート93に伝達されなくなり、クラッチ容量は、メインスプリング95のみによって決定されるようになる。このため、リフタープレート96がストッパ板102から離れた瞬間に、図6に示すように、クラッチ容量は第1の中間容量C2から第2の中間容量C3に低下する。
リフタープレート96がストッパ板102から離れた後、リフターカムプレート85の移動が継続されると、リフタープレート96は、隙間G2を小さくするように段部101c側へさらに移動を継続する。リフタープレート96がストッパ板102から離れてから段部101cに当接するまでの区間が第2の中間容量C3の区間である。すなわち、隙間G2の大きさに相当するリフターカムプレート85のリフト量の区間で、第2の中間容量C3が得られる。
第2の中間容量C3の区間では、リフタープレート96の移動は、段部101cに対する相対移動であり、メインスプリング95の荷重に影響しない。このため、図6に示すように、第2の中間容量C3の区間では、メインスプリング95のみよってクラッチ容量が決まり、第2の中間容量C3は一定である。本実施の形態では、隙間G2による遊びが設けられているため、第2の中間容量C3を得られる区間を長くでき、部品や制御手法を高精度にしなくとも、クラッチの中間容量を容易に設定値に合わせることができる。
第2の中間容量C3の状態からリフターカムプレート85がクラッチ切断方向にさらにリフトされると、リフタープレート96が段部101cに当接し、第2の中間容量C3の区間が終了する。その後、シフトスピンドル76の角度が回動角θ3(図6)で、リフターカムプレート85がクラッチ切断方向にさらに移動すると、プレッシャプレート93は、サブリフタープレート97及びリフタープレート96を介して押圧される。これにより、プレッシャプレート93は、メインスプリング95の付勢力に抗してクラッチ切断方向に移動して、プレッシャプレート93がクラッチ板94から離れ、クラッチは切断される。
制御ユニット17は、自動変速する際、エンジン21の負荷に基づいて、アクチュエータ機構64を駆動し、変速ショックを低減できるクラッチ容量を選択する。クラッチ容量の選択は、シフトスピンドル76を所定の回動角に制御することで選択可能である。例えば、1速から2速にシフトアップする際、制御ユニット17は、検出した変速前のエンジン21の負荷に基づいて、変速ショックを低減するように、いずれかのクラッチ容量を選択し、変速機60の歯車列を変速後、上記選択したクラッチ容量でチェンジクラッチ61を接続する。
これにより、チェンジクラッチ61によるメイン軸65側とクランク軸23側との間の差回転吸収を適切に行うことができ、変速ショックを低減できる。
図7は、シフトスピンドル76の回動角に対するリフターカムプレート85のリフト量(クラッチリフト量)を示す図である。また、図7では、シフトアップ側においては、シフトスピンドル76の回動角に対するクラッチスプリングの荷重が示されている。
図7に示すように、シフトアップ側のリフターカムプレート85のリフト特性は、シフトスピンドル76の中立位置(0°)から所定角までの回動に対してリフト量が増加しない遊び区間U1と、シフトスピンドル76の回動量の増加に対して略線形にリフト量が増加するリフト区間U2とを有する。
シフトダウン側のリフターカムプレート85のリフト特性は、シフトスピンドル76の中立位置(0°)から所定角までの回動に対してリフト量が増加しない遊び区間D1と、シフトスピンドル76の回動量の増加に対して略線形にリフト量が増加するリフト区間D2と、シフトスピンドル76の回動量の増加に対してリフト区間D2よりも緩い傾斜で略線形にリフト量が増加するリフト区間D3とを有する。
遊び区間D1は、遊び区間U1よりも小さく設定されている。リフト区間D2では、リフト区間U2よりも大きな傾斜でリフターカムプレート85のリフト量が増加する。
リフターカムプレート85のリフト特性は、リフターカムプレート85のカム孔部85cやクラッチレバー82のカム孔部85cの形状を調整することによって所望の特性に設定される。本実施の形態では、シフトスピンドル76の回動量の増加に対してリフターカムプレート85のリフト量が線形に増加するように設定されている。
図7に示されるシフトアップ側のクラッチスプリングの荷重Pは、シフトスピンドル76をシフトアップ方向に回動させた際にチェンジクラッチ61からリフターカムプレート85が受ける反力であり、チェンジクラッチ61を切断して行くのに要する力である。荷重Pの変化は、図6に示すクラッチ容量の変化に対応するため、対応する区間に符号を付する。荷重Pは、クラッチ容量の段階的な減少に対応して段階的に増加する。
隙間G2が0になった後にわずかにシフトスピンドル76がクラッチ切断方向に回動した回動角θ3は、クラッチが切断されるシフトスピンドル76の回動位置である。回動角θ3でのリフターカムプレート85のリフト量は、クラッチが切断される切断リフト量Ldである。
切断リフト量Ldは、シフトアップ方向及びシフトダウン方向で同一である。リフト区間D2では、リフト区間U2よりも急激にリフターカムプレート85のリフト量が増加するため、シフトダウン方向では、シフトアップ方向よりも少ないシフトスピンドル76の回動量で、クラッチが切断される。
図6に示すように、シフトアップする際には、クラッチが切断される前の段階から蓄力機構81による蓄力が開始され、回動角θ3でクラッチの切断により変速機60によるチェンジ機構89の拘束が解除され、蓄力機構81の蓄力によってシフトドラム70が一気に回動されてシフトアップが行われる。蓄力機構81が蓄力する蓄力区間Eは、回動角θ1と回動角θ2との間の回動角θasから回動角θ3までの区間である。
図8は、シフトダウンする際におけるシフトスピンドル76の回動角に対するチェンジクラッチ61のクラッチ容量及びシフトドラム70の回動角を示す図である。
シフトダウンする際には、クラッチ容量の段階的な制御は行われず、シフトスピンドル76の回動により、チェンジクラッチ61は切断容量C4まで一気に切断される。
チェンジクラッチ61が完全に切断されてからシフトスピンドル76が所定量Fだけさらにシフトダウン方向に回動すると、マスターアーム80を介してシフトドラム70の回動が開始され、シフトダウンが実行される。
シフトダウンの際の変速ショックは、前記バックトルクリミッタ機構によって低減される。
図9は、自動変速装置25の構成を示すブロック図である。
図9に示すように、自動変速装置25は、発進クラッチ24、プライマリギア47、チェンジクラッチ61、メイン軸65、変速機60、カウンタ軸66、チェーン15、ドライブスプロケット72及び後輪13を備える駆動伝達部130と、変速機60及びチェンジクラッチ61を機械的に操作するアクチュエータ機械部55と、電装部131と、エンジン21の運転を直接的に制御するエンジン運転制御部133とを備える。
駆動伝達部130は、クランク軸23の動力を後輪13まで機械的に伝達する。
アクチュエータ機械部55は、シフトモーター75と、シフトスピンドル76と、ギアチェンジ機構63と、蓄力機構81と、チェンジ機構89と、クラッチ操作機構62とを備える。
エンジン運転制御部133は、スロットル弁53、燃料噴射弁54、及び、点火プラグ57を備える。
スロットル弁53は、電子制御式であり、制御ユニット17により制御されるスロットル弁駆動モータ(不図示)により駆動される。詳細には、制御ユニット17は、ハンドル11に設けられて運転者が操作するスロットルグリップ(不図示)の操作量をセンサで検出し、この操作量に応じて上記スロットル弁駆動モーターを駆動し、スロットル弁53のスロットル開度Th(エンジン負荷)を調整する。スロットル弁53は、吸気管52を通ってエンジン21に流れる空気量を調整する。
点火プラグ57は、不図示のイグニションコイル駆動部およびイグニションコイルを介して制御ユニット17に接続される。制御ユニット17は、点火プラグ57の点火を制御し、エンジン21に供給される混合気を点火する。
電装部131は、制御ユニット17と、エンジン回転数センサ58(エンジン回転数検出手段)と、シフトスピンドル角センサ79と、ドラム角センサ70bと、スロットルポジションセンサ134(エンジン負荷検出手段)と、カウンタ軸回転数センサ73と、メイン軸回転数センサ65aと、ハンドル11に設けられるハンドルスイッチ132とを備える。
制御ユニット17は、CPUと、ROMおよびRAM等から成る記憶部とを有し、記憶部内の制御マップ等の制御情報に基づいて、アクチュエータ機械部55及びエンジン運転制御部133を制御する。なお、制御ユニット17は、単一のユニットとして構成されても良く、また、複数の部品に分かれて構成されても良い。
エンジン回転数センサ58は、エンジン21の回転数Ne(図20)を制御ユニット17に出力する。詳細には、回転数Neはクランク軸23の回転数である。
制御ユニット17は、シフトスピンドル角センサ79の検出値から、変速機60の状態、すなわち変速機60が変速中であるか否かを判定できる。
ドラム角センサ70bは、シフトドラム70の回転角を制御ユニット17に出力し、制御ユニット17は、この回転角から現在のギア位置(変速段)を判定する。
スロットルポジションセンサ134は、スロットル弁53のスロットル開度Thを制御ユニット17に出力する。スロットル開度Thは、エンジン21の負荷に相当し、制御ユニット17は、スロットル開度Thからエンジン21の負荷を取得する。
ハンドルスイッチ132は、モードスイッチ132b及びシフトセレクトスイッチ132aを備える。
制御ユニット17は、エンジン回転数センサ58、シフトスピンドル角センサ79、ドラム角センサ70b、スロットルポジションセンサ134、及び、カウンタ軸回転数センサ73からの信号に基づいて、シフトモーター75を制御し、変速操作及びクラッチ操作を自動で行う。
また、制御ユニット17は、前記スロットルグリップの操作量に応じて、スロットル開度Th、燃料噴射弁54の噴射量、及び、点火プラグ57の点火時期を調整するが、制御ユニット17は、スロットルポジションセンサ134、エンジン回転数センサ58、シフトスピンドル角センサ79、ドラム角センサ70b、及び、カウンタ軸回転数センサ73の検出値に基づいて、スロットル弁53の開度、燃料噴射弁54の噴射量、及び、点火プラグ57の点火時期を補正する。
図10は、蓄力機構81の断面図である。
他側ケース半体26Rの壁部36は、クランクケース26の合わせ面26Fの近傍に形成される内壁36b(合わせ部寄りの内壁)を、シフトスピンドル76の周囲に備える。
蓄力機構81は、他側ケース半体26Rの壁部36の内壁36bとクラッチカバー30との間に配置される。
蓄力機構81は、シフトスピンドル76と、シフトスピンドル76の軸上にシフトスピンドル76に対して相対回転可能に設けられるギアシフトアーム140と、ギアシフトアーム140を中立位置に付勢するリターンスプリング141と、ギアシフトアーム140に近接した位置でシフトスピンドル76の軸上に固定され、シフトスピンドル76と一体に回転するシフトダウン用カラー142と、ギアシフトアーム140から軸方向に離間した位置でシフトスピンドル76の軸上に固定され、シフトスピンドル76と一体に回転する蓄力カラー143とを備える。
また、蓄力機構81は、蓄力カラー143とギアシフトアーム140との間の軸上に、シフトスピンドル76に対して相対回転可能に設けられるスプリングカラー144と、蓄力カラー143とギアシフトアーム140との間でスプリングカラー144の外周に巻付くように設けられる蓄力スプリング145と、マスターアーム80の回動位置を規制するストッパーピン146(ストッパ部)とを備える。
ギアチェンジ機構63は、蓄力機構81に隣接してシフトスピンドル76上に固定されるサブリターンスプリング係止カラー148と、サブリターンスプリング係止カラー148に連結され、シフトスピンドル76を中立位置に付勢するサブリターンスプリング150とを備える。
シフトスピンドル76は、カバー78側から順に、減速歯車列77に接続される接続部76aと、軸受け部37aに支持されるとともに内壁36bを貫通する支持部76bと、ギアシフトアーム140を支持するギアシフトアーム支持部76cと、径方向に突出する鍔部76dと、スプリングカラー144を支持するスプリングカラー支持部76eと、蓄力カラー143を支持するカラー支持部76fと、ベアリング30aに支持される支持部76gと、シフトスピンドル角センサ79に接続されるセンサ接続部76hとを有する。
シフトスピンドル76において、鍔部76dは最も大径であり、ギアシフトアーム支持部76c、支持部76b、及び接続部76aは、接続部76a側に向けて段階的に小径になるように形成されている。また、スプリングカラー支持部76e、カラー支持部76f、支持部76g及びセンサ接続部76hは、鍔部76d側からセンサ接続部76hに向けて段階的に小径になるように形成されている。
支持部76bには、サブリターンスプリング係止カラー148が固定される係止カラー固定部151が設けられている。ギアシフトアーム支持部76cにおいて鍔部76dに隣接する位置には、シフトダウン用カラー142が固定されるシフトダウン用カラー固定部152が設けられている。カラー支持部76fには、蓄力カラー143が固定される蓄力カラー固定部153が設けられている。係止カラー固定部151、シフトダウン用カラー固定部152、及び蓄力カラー固定部153は、シフトスピンドル76の外周に形成されるセレーションである。また、クラッチレバー82は、蓄力カラー固定部153に固定される。
サブリターンスプリング係止カラー148、シフトダウン用カラー142、蓄力カラー143、及び、クラッチレバー82は、シフトスピンドル76に対し相対回転不能に固定されており、シフトスピンドル76と一体に回動する。
図11は、図10のXI−XI断面図であり、蓄力機構81の周辺部を示す図である。図12は、ギアシフトアーム140を示す図であり、(a)は正面図、(b)はXII−XII断面図である。ここで、図11では、アクチュエータ機構64、蓄力機構81及びチェンジ機構89は、シフトアップ及びシフトダウンの動作がなされていない中立状態(中立位置)にある。すなわち、図11では、シフトスピンドル76、ギアシフトアーム140及びマスターアーム80等は、中立状態にある。また、図11ではクラッチカバー30は不図示である。
図10〜図12に示すように、ギアシフトアーム140は、シフトスピンドル76の外周面にベアリング154を介して嵌合する円筒部155と、円筒部155における蓄力スプリング145側の端の外周部から径方向外側に延びるプレート部156とを備える。
プレート部156は、円筒部155から上方に延びる上方延出部156aと、円筒部155から上方延出部156aに略直交する方向へ延びる延出部156bとを備える。
延出部156bには、延出部156bの先端部からシフトスピンドル76と略平行に蓄力スプリング145側へ延びる第1の係止片157が設けられている。また、プレート部156において、円筒部155と第1の係止片157との間には、シフトダウン用カラー142の一部が嵌まる孔部158が設けられている。孔部158は、円筒部155に沿って円弧状に延びる長孔である。
上方延出部156aには、上方延出部156aの先端部から径方向外方に延びた後にシフトスピンドル76と略平行にリターンスプリング141側に延びる第2の係止片159が設けられている。
第2の係止片159は、マスターアーム80の規制開口部160に挿通される基端側の当接部159aと、リターンスプリング141が係止される先端側のリターンスプリング係止部159bとを備える。リターンスプリング係止部159bは、当接部159aよりも細く形成されている。
マスターアーム80は、ギアシフトアーム140の円筒部155の外周面に摺動自在に嵌合する筒状部161と、筒状部161における蓄力スプリング145側の端から径方向外側に延出されるアーム部162とを備える。マスターアーム80は、ギアシフトアーム140に対して相対回転可能である。マスターアーム80は、アーム部162がギアシフトアーム140のプレート部156に近接するように配置される。
アーム部162は、図11の正面視では略L字状に形成されており、筒状部161から上方へ延びる位置規制アーム162aと、筒状部161から位置規制アーム162aと略直交する方向に延びる操作アーム162bとを備える。マスターアーム80は、操作アーム162bを介してシフトドラム70に連結されており、マスターアーム80が回動することでシフトドラム70が回転する。
マスターアーム80は、ストッパーピン146が挿通される前記規制開口部160を、位置規制アーム162aの先端部に備える。規制開口部160には、ストッパーピン146の下方の位置で、ギアシフトアーム140の第2の係止片159が挿通される。規制開口部160は、ストッパーピン146及び第2の係止片159が規制開口部160内で規制開口部160に対して相対移動可能なように、所定の大きさの幅を有する。
マスターアーム80は、シフトスピンドル76と略平行にリターンスプリング141側に延びるスプリング係止片163を、規制開口部160の上縁部に備える。
シフトダウン用カラー142は、筒状に形成されており、鍔部76dに突き当てられて軸方向に位置決めされ、シフトダウン用カラー固定部152に固定される。シフトダウン用カラー142は、ギアシフトアーム140の孔部158に挿通されるドグ歯164を有する。ドグ歯164の全長は、ドグ歯164が孔部158内で移動可能なように、孔部158の全長よりも短く形成されている。
蓄力カラー143は、蓄力カラー固定部153に固定される円筒部166と、円筒部166から径方向外側に延びる延出部167と、延出部167の先端からシフトスピンドル76と略平行にギアシフトアーム140側に延びる蓄力アーム168とを備える。蓄力アーム168は、シフトスピンドル76の軸方向視では、ギアシフトアーム140の第1の係止片157に対し、径方向及び周方向において略同一の位置に配置される。詳細には、蓄力アーム168は、第1の係止片157に対し、周方向にはわずかにずれた位置に設けられる。
スプリングカラー144は、鍔部76dと蓄力カラー143との間に配置される。スプリングカラー144は、蓄力スプリング145の内周部がスプリングカラー144に接触した際にシフトスピンドル76に対して回転することで、蓄力スプリング145のフリクションを低減する。
蓄力スプリング145は、ねじりコイルバネであり、一端のギアシフトアーム側端部145aが、ギアシフトアーム140の第1の係止片157に係止され、他端の蓄力アーム側端部145bが蓄力カラー143の蓄力アーム168に係止される。
リターンスプリング141は、ねじりコイルバネであり、コイル部141cがマスターアーム80の筒状部161の外周部に嵌合される。
リターンスプリング141は、その一端141aと他端141bとが径方向の外側に延出し、一端141aと他端141bとは、互いに所定の間隔をあけて略平行になるように設けられる。
リターンスプリング141は、一端141aと他端141bとの間にストッパーピン146を挟んだ状態で配置される。
また、マスターアーム80のスプリング係止片163は、ストッパーピン146よりも一端141a及び他端141bの先端側で、一端141aと他端141bとの間に挟持される。ギアシフトアーム140の第2の係止片159は、ストッパーピン146よりも一端141a及び他端141bの基端側で、一端141aと他端141bとの間に挟持される。
ストッパーピン146は、他側ケース半体26Rの内壁36bに締結して固定される。ストッパーピン146は、シフトスピンドル76と略平行に延び、マスターアーム80の規制開口部160に挿通される。ストッパーピン146は、先端部にダンパー部170を備える。ダンパー部170は、ストッパーピン146に嵌合される円筒状のカラー170aと、カラー170aとストッパーピン146との間に介装されるゴム等の弾性部材170bと、ストッパーピン146の先端に嵌められてカラー170aを抜け止めするワッシャ状の止め具170cとを備える。マスターアーム80の規制開口部160の内周部は、マスターアーム80が回動した際にダンパー部170に当接する。このため、規制開口部160がストッパーピン146に受けられる際の打音をダンパー部170によって低減できる。
図13は、図10のXIII−XIII断面図である。図14は、図10のXI−XI断面図である。ここで、図13は中立状態を示す図である。図14ではクラッチカバー30は不図示である。
図10に示すように、一側ケース半体26Lの壁部37は、他側ケース半体26Rの内壁36bの外側方に位置する。壁部37と内壁36bとの間で変速機室32内の空間169には、壁部37からシフトスピンドル76に沿って内壁36b側に突出する筒状のサブリターンスプリング支持部171が設けられる。シフトスピンドル76を支持するベアリング37bは、サブリターンスプリング支持部171の内周部に支持される。
サブリターンスプリング支持部171の先端には、周方向に窪む段部が設けられ、この段部には円筒状のガイドカラー172が固定される。ガイドカラー172の外周部とサブリターンスプリング支持部171の基端部の外周部とは面一である。
壁部37は、シフトスピンドル76と略平行に延びるボス173を、サブリターンスプリング支持部171の近傍に備える。ボス173及びサブリターンスプリング支持部171は、壁部37と一体に形成されており、その先端部は、内壁36bの近傍まで延びる。
サブリターンスプリング150は、ねじりコイルバネであり、コイル部150cと、コイル部150cの両端からそれぞれ径方向の外側に突出する一端150a及び他端150bを備える。
サブリターンスプリング150は、コイル部150cの内周部がサブリターンスプリング支持部171の外周部に嵌合されて支持され、空間169に配置される。
サブリターンスプリング150は、一端150aと他端150bとの間にボス173を挟持した状態で配置され、ボス173によって周方向に位置決めされている。
図10及び図13に示すように、サブリターンスプリング係止カラー148は、他側ケース半体26Rの内壁36bとマスターアーム80との間に配置され、クラッチ室34内に位置する。また、サブリターンスプリング係止カラー148は、内壁36bとリターンスプリング141との間に位置する。
サブリターンスプリング係止カラー148は、シフトスピンドル76の係止カラー固定部151に固定される円筒部175と、円筒部175から径方向の外側に延びた後、リターンスプリング141とは反対側に屈曲してサブリターンスプリング150側に延びる腕部176とを備える。
内壁36bは、サブリターンスプリング係止カラー148の腕部176が貫通する孔部177を備える。孔部177は、腕部176の回動の軌跡に対応して円弧状に形成されている。腕部176は、孔部177に挿通されて空間169内に延び、ボス173とコイル部150cとの間の位置で、サブリターンスプリング150の一端150aと他端150bとの間に挟持される。
図11に示す中立状態では、チェンジクラッチ61が接続状態にあって変速機60に駆動力が発生している。このため、マスターアーム80は、変速機60によって拘束されており、シフトスピンドル76上で回動不能である。
中立状態では、マスターアーム80は、スプリング係止片163がリターンスプリング141の一端141aと他端141bとの間に挟まれることで、回動位置を中立位置に規制されている。リターンスプリング141は、所定の初期荷重が付された状態でマスターアーム80の回動位置を規制している。
中立状態では、ギアシフトアーム140は、リターンスプリング係止部159bがリターンスプリング141の一端141aと他端141bとの間に挟まれることで、回動位置を中立位置に規制されている。リターンスプリング141は、所定の初期荷重が付された状態でギアシフトアーム140の回動位置を規制している。
すなわち、中立状態では、マスターアーム80及びギアシフトアーム140は、シフトスピンドル76の中心とストッパーピン146の中心とを通る直線Lに沿うように位置している。
中立状態では、蓄力スプリング145は、蓄力アーム168と第1の係止片157との間で所定のねじり量だけ初期撓みを付与された状態で設けられており、蓄力スプリング145には所定の初期荷重が発生している。
図13に示すように、中立状態では、サブリターンスプリング係止カラー148は、腕部176がサブリターンスプリング150の一端150aと他端150bの間に挟まれることで、回動位置を中立位置に規制されている。サブリターンスプリング150は、所定の初期荷重が付された状態でサブリターンスプリング係止カラー148の回動位置を規制している。
図15は、シフトダウン用カラー142のドグ歯164の位置状態を示す図であり、(a)は中立状態であり、(b)〜(d)は、順にさらにシフトスピンドル76の回動量が増加した状態である。
図15(a)に示すように、ドグ歯164は、中立状態では、ギアシフトアーム140の孔部158の一端に接しており、ドグ歯164と孔部158の他端との間には隙間が形成されている。
ここで、シフトアップをする際の蓄力機構81の動作を説明する。
制御ユニット17の変速の指示に伴ってアクチュエータ機構64のシフトモーター75が駆動されると、シフトスピンドル76の回動が開始される。シフトアップの方向は、図中に符号UPで示す時計回りの方向である。
図16は、中立状態よりもシフトアップ方向に進んだ状態を示す図である。
図16の状態は、ギアシフトアーム140の第2の係止片159の当接部159aが、マスターアーム80の規制開口部160の内縁160aに当接してギアシフトアーム140が回動できなくなるまでシフトスピンドル76の回動が進んだ状態であり、以下の説明では、この状態を蓄力準備状態と呼ぶ。
蓄力準備状態では、ギアシフトアーム140は、蓄力カラー143の回動に伴って蓄力スプリング145を介して蓄力カラー143と一体に回動しただけである。このため、蓄力機構81は全体的にシフトアップ方向に回動しているが、蓄力スプリング145の撓み量に変化は無く、蓄力は開始されていない。また、蓄力準備状態では、中立状態からのマスターアーム80の回動量は0である。
蓄力準備状態では、ギアシフトアーム140は、リターンスプリング141の付勢力に抗して回動しており、リターンスプリング141の他端141bは、所定量だけ開かれている。
また、蓄力準備状態では、サブリターンスプリング係止カラー148は、サブリターンスプリング150の付勢力に抗して回動しており、サブリターンスプリング150の他端150bは、図13に2点鎖線で示すように、所定量だけ開かれる。
蓄力準備状態では、シフトダウン用カラー142がギアシフトアーム140と一体に回動するため、図15(b)に示すように、ドグ歯164は、ギアシフトアーム140の孔部158の一端に接しており、ドグ歯164と孔部158の他端との間には隙間が形成されている。
図17は、蓄力準備状態よりもシフトアップ方向に進んだ状態を示す図である。
図17の状態では、蓄力スプリング145は、シフトスピンドル76の回動に伴い、ギアシフトアーム側端部145aが第1の係止片157によって位置を固定されたまま、蓄力アーム側端部145bだけが蓄力アーム168によって所定量Rだけ回動されている。以下の説明では、図17の状態を蓄力状態と呼ぶ。
蓄力状態では、蓄力スプリング145の撓み量が、所定量Rの分だけ増加しており、蓄力スプリング145の所定量の蓄力が完了している。また、蓄力状態では、中立状態からのマスターアーム80の回動量は0である。
蓄力状態では、規制開口部160に規制されて回動しないギアシフトアーム140に対し、シフトダウン用カラー142はシフトスピンドル76と共に回動している。このため、蓄力状態では、図15(c)に示すように、ドグ歯164は、ギアシフトアーム140の孔部158の一端と他端との間の中間部に位置する。
また、蓄力状態では、サブリターンスプリング係止カラー148は、サブリターンスプリング150の付勢力に抗して回動しており、サブリターンスプリング150の他端150bは、図13に2点鎖線で示すように、蓄力準備状態の状態よりもさらに所定量だけ開かれる。
図3を参照し、クラッチレバー82は、シフトスピンドル76と一体に回転し、クラッチレバー82の回動に伴って、リフターカムプレート85が軸方向に移動し、チェンジクラッチ61が切断される。チェンジクラッチ61が切断されると、変速機60によるマスターアーム80の拘束が解除され、マスターアーム80は回動可能となる。チェンジクラッチ61が切断された瞬間に、蓄力機構81の蓄力が開放され、マスターアーム80は、ギアシフトアーム140を介して蓄力によって図17に二点鎖線で示す位置まで一気に回動する。このため、変速を迅速に行うことができる。マスターアーム80は、規制開口部160の一端141a側の部分がストッパーピン146のダンパー部170に当接するまで回動する。
蓄力が開放されると、停止しているシフトダウン用カラー142に対してギアシフトアーム140がシフトアップ方向に回動し、図15(d)に示すように、ギアシフトアーム140の孔部158の一端がドグ歯164に当接する。このため、シフトアップ方向と反対のシフトダウン方向にシフトスピンドル76を回動する際に、ドグ歯164を介してギアシフトアーム140をシフトダウン方向に迅速に回動させることができる。このため、迅速に中立状態に戻すことができる。
シフトダウンをする際には、まず、図11の中立状態からギアシフトアーム140がシフトダウン方向に回動されて行き、ギアシフトアーム140の当接部159cがマスターアーム80の規制開口部160の内縁160bに当接する。中立状態から当接部159cが内縁160bに当接するまでの区間は、図8の区間Yに対応する。区間Yでは、シフトスピンドル76の回動に伴ってチェンジクラッチ61が切断され、シフトドラム70はまだ回動しない。区間Yを越えてシフトスピンドル76がシフトダウン方向に回動すると、当接部159cを介してマスターアーム80のシフトダウン方向への回動が回動され、シフトドラム70が回動してシフトダウンが行われる。
図18は、チェンジ機構89の側面図である。図19は、チェンジ機構89の動作状態を示す図であり、(a)は正常にシフトダウン方向に送り切った状態であり、(b)は(a)の状態から中立位置側に戻る状態を示している。
チェンジ機構89は、マスターアーム80の先端部に設けられる送り操作部材201と、シフトドラム70(図14)の軸端に設けられる星型プレート202と、星型プレート202の外周部に当接して星型プレート202の回動位置を規制するストッパアーム203(付勢部材)とを備える。
星型プレート202は、周方向に略等間隔で放射状に突出した複数(5つ)のカム山部と、各カム山部の外側面から軸方向に突出する複数(5つ)の係止ピン204とを備える。星型プレート202は、シフトドラム70に一体的に設けられており、シフトドラム70は、係止ピン204が送り操作部材201に押圧されることで回動する。
ストッパアーム203は、クランクケース26に回動自在に軸支されるアーム部203aと、アーム部203aの先端部に軸支されるローラー203bとを備える。アーム部203aは、アーム部203aに連結されるばね(不図示)によって、ローラー203bが星型プレート202の外周部に常に当接するように付勢されている。すなわち、シフトドラム70が回動する際には、ローラー203bは、星型プレート202のカム山部及びカム山部の間の谷部に沿って動く。
送り操作部材201は、マスターアーム80の操作アーム162bの長手方向にスライド可能であるとともに、シフトスピンドル76側に移動するようにばね等(不図示)によって付勢されている。
送り操作部材201は、係止ピン204側へシフトドラム70の軸方向に突出するシフトアップ用押圧部201a及びシフトダウン用押圧部201bを、先端側に備える。
図18は、チェンジ機構89の中立状態が示されており、この状態では、ローラー203bが星型プレート202の谷部に係合していることで、シフトドラム70は所定の変速段に対応する回動角に位置決めされている。また、中立状態では、互いに隣接する2つの係止ピン204,204から外側に少し離間した位置に、シフトアップ用押圧部201aとシフトダウン用押圧部201bとがそれぞれ位置している。
シフトダウンの指示に伴ってマスターアーム80がシフトダウン方向に回動されると、シフトダウン用押圧部201bが1つの係止ピン204に下方から当接し、係止ピン204を介してシフトドラム70をシフトダウン方向に回動させる。この際、シフトダウン用押圧部201bは、ストッパアーム203の付勢力に抗してシフトドラム70を回動させる。詳細には、シフトダウン用押圧部201bは、ローラー203bが星型プレート202のカム山部を越えるまでは、ストッパアーム203の付勢力に抗してシフトドラム70を回動させる。ローラー203bが星型プレート202のカム山部を越えた後は、ローラー203bが谷部側に下る際の押圧力により、シフトドラム70は、ローラー203bが谷部に係合するまで自動的に回転する。すなわち、ローラー203bが星型プレート202のカム山部を越える位置までシフトドラム70が回動すれば、シフトダウン用押圧部201bが係止ピン204から離れても、シフトドラム70は次段に対応する位置まで自動的に回動する。このため、図19(a)に示すように、マスターアーム80をシフトダウン方向に送り切った状態では、シフトダウン用押圧部201bは係止ピン204から離間している。つまり、ローラー203bが星型プレート202のカム山部を越える位置までシフトドラム70が回動すれば、マスターアーム80は、シフトドラム70から独立して反対方向にも回動可能である。
図19(a)の状態から図18の中立状態に戻る際には、マスターアーム80はシフトアップ方向に回動される。この場合、送り操作部材201は、図19(b)に示すように、シフトダウン用押圧部201bの近傍に設けられた戻し用当接部205が他の係止ピン204に当接しながら回動することで、操作アーム162bの長手方向に移動し、完全に中立位置に戻ると、図18の状態となる。
ここでは、シフトダウンする場合について説明したが、シフトアップする際は、シフトアップ用押圧部201aが係止ピン204を押圧し、シフトドラム70をシフトアップ方向に回動させる。
制御ユニット17は、次段へ変速した後にチェンジクラッチ61を再接続する際、チェンジクラッチ61を半クラッチ状態で接続してチェンジクラッチ61の差回転を吸収する差回転吸収制御を行う。以下、差回転吸収制御について説明する。
図20は、シフトアップする際の自動変速装置25の動作のタイムチャートである。
図20では横軸に時間が示され、縦軸に、スロットル弁53のスロットル開度Th、シフトスピンドル76の回動角、カウンタ軸66のトルク、シフトドラム70の回動角、エンジン21の回転数Ne、及び、メイン軸65の回転数Nmがそれぞれ示されている。
ここで、メイン軸65の回転数Nmは、メイン軸回転数センサ65aによって検出されるメイン軸65の実際の回転数に、メイン軸65とクランク軸23との間の減速比を乗じた値である。このため、チェンジクラッチ61が完全に接続されている状態では、回転数Neと回転数Nmとは等しく、半クラッチ状態等によってチェンジクラッチ61に滑りが生じていると、回転数Neと回転数Nmとの間には差が発生する。すなわち、図20の回転数の図表からは、チェンジクラッチ61の接続状態が分かる。半クラッチでクラッチ接続中においてエンジン21の回転数Neとメイン軸65の回転数Nmとの間の回転数の差は、差回転Ndである。
図20では、スロットル弁53の開度は75(%)であり、比較的大きな開度である。
図20では、シフトドラム70の回動角は、一例として1速から2速に変速する場合の状態が示されているが、他の変速段でも同様の状態となる。
図20のシフトスピンドル76の回動角を示すタイムチャートには、制御ユニット17が設定するシフトスピンドル76の回動角の目標角パターンTが共に図示されている。制御ユニット17は、シフトスピンドル76の角度が目標角パターンTに追従するようにシフトモーター75を駆動する。シフトアップする際には、シフトスピンドル76の回動角は、ギアチェンジ機構63及びクラッチ操作機構62を作動させるために増加し、変速後には中立位置に戻される。
目標角パターンTは、チェンジクラッチ61が切断されるまでシフトスピンドル76を回動させる切断側目標角T1と、変速後に半クラッチ状態となるようにシフトスピンドル76を回動させる差回転吸収目標角T2と、シフトスピンドル76を中立位置に戻す戻し側目標角T3とを備える。図20では、差回転吸収目標角T2は、第1の中間容量C2が得られる回動角θ1である。
図20では、時刻t1でシフトスピンドル76の切断側目標角T1への回動が開始され、時刻t2で回動角θ3となりチェンジクラッチ61が完全に切断され、時刻t3でシフトスピンドル76が切断側目標角T1に到達して差回転吸収目標角T2への回動が開始され、時刻t4と時刻t5との間ではシフトスピンドル76は、回動角θ1(差回転吸収目標角T2)に維持され、時刻t5で戻し側目標角T3への回動が開始され、時刻t6でシフトスピンドル76は中立位置に戻る。
蓄力機構81は、時刻t1と時刻t2との間に蓄力を開始し、時刻t2にチェンジクラッチ61が切断されると、蓄力を開放してマスターアーム80を介しシフトドラム70の回動を開始する。これにより、変速機60のギア列では、次段(2速)への変速が行われ、時刻t4の前には変速機60での変速が完了する。
カウンタ軸66のトルクは、シフトスピンドル76の回動角が増加して時刻t2において回動角θ3でチェンジクラッチ61が切断されると、エンジン21からの動力が供給されなくなって低下し、その後、チェンジクラッチ61が接続され始めると再び増加する。
シフトアップする場合、次段は変速前よりも高い変速段であるため、変速前後で自動二輪車10の車速が大きく変化しない場合、変速後には、後輪13に接続されているカウンタ軸66の回転数(不図示)は低下し、カウンタ軸66に接続されているメイン軸65の回転数Nmもカウンタ軸66の回転数と同化するように低下する。また、変速後には、エンジン21の回転数Neは、メイン軸65の回転数Nmに同化するように徐々に低下する。
制御ユニット17は、差回転吸収制御が開始される時刻t1以降に、点火プラグ57の点火タイミングを通常のタイミングよりも遅角する遅角制御を行い、差回転吸収制御中のエンジン21の出力を低下させている。制御ユニット17は、時刻t1以前の通常の走行状態では、通常のタイミングで点火プラグ57を点火している。
また、制御ユニット17は、差回転吸収制御が開始される時刻t1以降に、燃料噴射弁54の燃料噴射量を通常の量よりも減らす燃料カット制御を行い、差回転吸収制御中のエンジン21の出力を低下させている。
遅角制御及び燃料カット制御が行われる区間は、時刻t1と時刻t5との間の区間Rであるが、遅角制御及び燃料カット制御の開始時期は、時刻t1以降の任意の時期とすることができる。
時刻t3以降にチェンジクラッチ61が接続され始めると、半クラッチ状態で差回転Ndが吸収され始め、時間の経過とともに、回転数Neが回転数Nmに近づいて差回転Ndが縮小して行く。
時刻t4からは第1の中間容量C2による差回転吸収が開始され、制御ユニット17は、時刻t5に差回転Ndが基準差回転数Ndsまで低下すると、半クラッチ状態による差回転吸収を切り上げて、シフトスピンドル76を中立位置へ戻す。また、制御ユニット17は、差回転Ndが基準差回転数Ndsまで低下すると、遅角制御及び燃料カット制御を終了し、通常の点火タイミング及び通常の燃料噴射量に戻す。
すなわち、第1の中間容量C2による差回転吸収が行われる区間では、遅角制御及び燃料カット制御が行われ、第1の中間容量C2による差回転吸収が終了すると、通常の点火タイミング及び通常の燃料噴射量に戻る。
図21は、基準差回転数Ndsを選択するためのマップの一例を示す図表である。
図21では、エンジン21の回転数Ne(rpm)と、スロットル弁53のスロットル開度Th(%)と、チェンジクラッチ61の容量と、基準差回転数Nds(rpm)との関係が示されている。図21では、第1の中間容量C2に対応する部分をドットのハッチングで示し、第2の中間容量C3に対応する部分を斜線のハッチングで示し、切断容量C4に対応する部分を白地で示す。
制御ユニット17は、図21のマップを記憶しており、このマップに基づいて基準差回転数Ndsを取得する。
図21のマップでは、基準差回転数Ndsは、主としてエンジン21の出力(トルク)に対応して設定され、エンジン21のトルクが大きくなる条件では、チェンジクラッチ61の容量は大きく設定され、基準差回転数Ndsは小さく設定される。
詳細には、チェンジクラッチ61の容量は、スロットル開度Thが小さい領域では、第2の中間容量C3が設定され、スロットル開度Thが大きい領域では、容量が大きな第1の中間容量C2が設定される。例えば、エンジン21の回転数Neが3000(rpm)の場合、スロットル開度Thが20(%)では第2の中間容量C3が設定され、スロットル開度Thが30(%)以上では第1の中間容量C2が設定される。
また、チェンジクラッチ61の容量は、エンジン21の回転数Neが小さい領域では、第1の中間容量C2が設定され、回転数Neが大きい領域では、容量が小さな第2の中間容量C3が設定される。これは、エンジン21が、他の一般的なエンジンと同様に、回転数Neが高回転域になると、トルクが低下するというトルク特性を備えるためである。
例えば、スロットル開度Thが40(%)の場合、回転数Neが6500(rpm)までは第1の中間容量C2が設定されるが、回転数Neが7000(rpm)以上では、トルクの低下に対応して第2の中間容量C3が設定される。
基準差回転数Ndsは、スロットル開度Thが大きくなるほど、小さな値に設定される。基準差回転数Ndsは、例えば、エンジン21の回転数Neが3000(rpm)で第1の中間容量C2が設定される場合、スロットル開度Thが30(%)では500(rpm)に設定され、スロットル開度Thが50(%)以上では450(rpm)に設定される。
また、基準差回転数Ndsは、エンジン21の回転数Neが大きくなるほど、大きな値に設定される。基準差回転数Ndsは、例えば、スロットル開度Thが75(%)の場合、回転数Neが6000(rpm)までは450(rpm)が設定されるが、回転数Neが6500(rpm)以上では、エンジン21のトルクの低下に対応して500(rpm)が設定される。
このように、基準差回転数Ndsをエンジン21のトルクに合わせて可変とすることで、チェンジクラッチ61の接続時のショックを低減できる。
図21のマップにおいて白地で示される領域では、エンジン21のトルクが小さいため、差回転吸収は、チェンジクラッチ61を切断した切断容量C4で行われ、時間の経過とともに差回転Ndがゼロになると、チェンジクラッチ61が接続される。このため、図21のマップの白地の領域では、基準差回転数Ndsは設定されていない。
図22は、差回転吸収制御の処理を示すフローチャートである。
制御ユニット17は、自動二輪車10の走行中に、自動二輪車10が所定の速度に達した等の条件が満たされることにより、シフトアップを開始し(ステップS1)、切断側目標角T1を設定して切断側目標角T1となるようにシフトモーター75を駆動する。ここで、切断側目標角T1は、チェンジクラッチ61が完全に切断される回動角θ3よりも大きな角度に設定されている。このため、チェンジクラッチ61は、シフトスピンドル76が切断側目標角T1に達する前に切断される。
次いで、制御ユニット17は、その時点のエンジン21の回転数Ne及びスロットル開度Thを図21のマップに当てはめて、対応する基準差回転数Nds及びチェンジクラッチ61の容量を取得する(ステップS2)。ここで、図20の状態では、エンジン21の回転数Neは6000(rpm)であり、スロットル弁53の開度は75(%)であるため、基準差回転数Ndsは450(rpm)が取得され、チェンジクラッチ61の容量は第1の中間容量C2が取得される。
さらに、ステップS2では、回転数Ne、スロットル弁53の開度、基準差回転数Nds、及び、取得されたクラッチ容量等に対応した条件で、遅角制御及び燃料カット制御が開始される。すなわち、本実施の形態では、基準差回転数Nds及びチェンジクラッチ61の容量の取得と、遅角制御及び燃料カット制御の開始とは、時刻t1と時刻t2との間に行われている。遅角制御及び燃料カット制御により、エンジン21のトルクは減少する。
次に、制御ユニット17は、シフトスピンドル76が切断側目標角T1に到達しているか否かを判定し(ステップS3)、切断側目標角T1に到達していなければ(ステップS3:No)、シフトスピンドル76の回動を継続する。切断側目標角T1に到達している場合(ステップS3:Yes)、制御ユニット17は、ステップS2で取得したクラッチ容量である第1の中間容量C2を差回転吸収目標角T2として設定し(ステップS4)、シフトスピンドル76を回動させる。
続いて、制御ユニット17は、シフトスピンドル76が差回転吸収目標角T2に到達しているか否かを判定し(ステップS5)、差回転吸収目標角T2に到達していなければシフトスピンドル76の回動を継続する(ステップS5:No)。
差回転吸収目標角T2に到達している場合(ステップS5:Yes)、制御ユニット17は、そのときの差回転Ndが基準差回転数Nds以下になっているか否かを判定する(ステップS6)。
シフトスピンドル76が差回転吸収目標角T2に到達すると、クラッチ容量を第1の中間容量C2で一定に保った状態での差回転Ndの吸収が開始され、時間の経過とともに差回転Ndは小さくなる。
差回転Ndが基準差回転数Nds以下になっていない場合(ステップS6:No)、制御ユニット17は、差回転Ndが基準差回転数Nds以下になるまで待機する。
差回転Ndが基準差回転数Nds以下になっている場合(ステップS6:Yes)、制御ユニット17は、遅角制御及び燃料カット制御を終了して通常の点火タイミング及び燃料噴射に戻すとともに、戻し側目標角T3を設定し、シフトスピンドル76を中立位置へ回動させ、シフトスピンドル76が中立位置に到達すると処理を終了する(ステップS7)。すなわち、ステップS7では、時刻t5において差回転Ndが基準差回転数Nds以下になると、第1の中間容量C2による差回転吸収、遅角制御、及び、燃料カット制御が切り上げられて、シフトスピンドル76が中立位置へ戻される。
このように、差回転Ndが基準差回転数Nds以下になった際に遅角制御及び燃料カット制御を終了して通常に戻すとともに、シフトスピンドル76を中立位置に戻してクラッチ容量を最大容量C1とすることで、変速後にチェンジクラッチ61が接続された直後のエンジン21のパワー不足を抑制できるとともに、クラッチ容量の不足によるエンジン21のふけ上がりを抑制できる。さらに、基準差回転数Ndsがスロットル弁53の開度に応じて可変であり、スロットル弁53の開度が大きいほど、すなわちエンジン21の負荷が大きいほど、基準差回転数Ndsが小さく設定され、チェンジクラッチ61が接続されるタイミングが適切になるため、チェンジクラッチ61を接続した際の加速度振動の発生を低減できる。
図20に示すように、加速度振動Vは、チェンジクラッチ61が完全に接続される時刻t6の直前に、カウンタ軸66のトルクの立ち上あがりとして現れているが、その大きさは極小さなものに抑えられている。なお、加速度振動の発生箇所は、カウンタ軸66のトルクの急増及び急減が発生する箇所と一致する(チェンジクラッチ61の切断箇所は除く)。
図23は、図20よりもスロットル弁53の開度が小さい場合の差回転吸収制御のタイムチャートである。図23では、スロットル弁53の開度以外の条件は、図20と同一である。
スロットル弁53の開度が比較的小さい40(%)であり、エンジン21の回転数Neが6000(rpm)である場合、図21に示すように、基準差回転数Ndsは500(rpm)が取得され、チェンジクラッチ61の容量は第1の中間容量C2が取得される。
図23の状態では、取得されたチェンジクラッチ61の容量は図20の状態と同一であるが、スロットル弁53の開度が比較的小さくエンジン21の負荷が小さいため、基準差回転数Ndsは、図20の状態よりも50(rpm)だけ大きい500(rpm)が取得される。
図23においても、カウンタ軸66の加速度振動Vは、比較的小さく抑えられている。
また、図21を参照し、例えば、スロットル弁53の開度が75(%)であり、エンジン21の回転数Neが6500(rpm)である場合、基準差回転数Ndsは500(rpm)が取得され、チェンジクラッチ61の容量は第1の中間容量C2が取得される。
すなわち、スロットル弁53の開度が75(%)では、回転数Neが6000(rpm)と6500(rpm)との間でエンジン21のトルクが低下するため、これに合わせて、基準差回転数Ndsは、6000(rpm)の場合よりも大きく設定される。
基準差回転数Ndsが大きくなると、第1の中間容量C2による差回転吸収、遅角制御、及び、燃料カット制御が早く切り上げられるため、チェンジクラッチ61が切断されている時間が短くなる。
図24は、比較例における変速の処理を示すタイムチャートである。
この比較例では、エンジン21の負荷に応じて変化する基準差回転数Ndsは採用されておらず、制御ユニットは、エンジン21の負荷にかかわらず、差回転Ndが500(rpm)になるとシフトスピンドル76を中立位置に戻してチェンジクラッチ61を接続する。
このため、比較例では、図20に示す場合と同じ条件である場合、すなわち、エンジン21の回転数Neが6000(rpm)であり、スロットル弁53の開度が75(%)である場合、差回転Ndが500(rpm)になるとチェンジクラッチ61が接続される。この結果、エンジン21の負荷に対してチェンジクラッチ61を接続するタイミングが早くなり過ぎてしまい、カウンタ軸66に大きな加速度振動Vcが発生している。
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、自動変速装置25は、エンジン21の回転動力がチェンジクラッチ61を介して入力されるとともに、駆動ギア67bを含む複数の駆動ギアを有するメイン軸65と、複数の駆動ギアによって回動される被動ギア68cを含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸66と、シフトモーター75によって駆動されるとともにチェンジクラッチ61を断接操作するクラッチ操作機構62と、駆動ギア67bまたは被動ギア68cを操作することで変速段を操作するギアチェンジ機構63と、シフトモーター75を操作する制御ユニット17と、エンジン21の回転数Neを検出するエンジン回転数センサ58と、チェンジクラッチ61の下流側のメイン軸65の回転数Nmを検出するメイン軸回転数センサ65aとを備え、制御ユニット17は、エンジン21の出力を制御するとともに、エンジン回転数センサ58とメイン軸回転数センサ65aとの検出値を基に、チェンジクラッチ61の差回転Ndを検出し、チェンジクラッチ61は、最大容量C1と切断容量C4との間に第1の中間容量C2を有し、エンジン21の負荷を検出するスロットルポジションセンサ134が設けられ、制御ユニット17は、変速の際、ギアチェンジ機構63が変速段を変えた後、シフトモーター75を操作してチェンジクラッチ61を第1の中間容量C2にすることでチェンジクラッチ61の差回転Ndを減少させるとともに、エンジン21の出力を一時的に通常よりも低下させ、差回転Ndが基準差回転数Nds以下になったら、エンジン21の出力を通常に復帰させ、シフトモーター75を操作してチェンジクラッチ61を最大容量C1にさせ、基準差回転数Ndsは、スロットルポジションセンサ134で検出したスロットル弁53の開度に応じて可変である。
半クラッチ状態である第1の中間容量C2で差回転Ndを減少させる際、差回転Ndが基準差回転数Nds以下になったら、一時的に低下されていたエンジン21の出力を通常の出力に復帰させ、シフトモーター75を操作してチェンジクラッチ61を最大容量C1にすることで、差回転吸収の完了の前後の期間におけるエンジン21の駆動力の落ち込み及びふけ上がりを効果的に抑制できる。差回転Ndが基準差回転数Nds以下になり、チェンジクラッチ61を最大容量C1にする際、加速度振動がどの程度発生するは、そのときのエンジン21の負荷であるスロットル弁53の開度に依存する。このため、基準差回転数Ndsを、スロットルポジションセンサ134で検出したスロットル弁53の開度に応じて可変とすることで、エンジン負荷に応じた差回転Ndでチェンジクラッチ61を接続して最大容量C1とすることができ、加速度振動Vの発生を効果的に抑制できる。
なお、エンジン21の出力を低下させる手法としては、点火プラグ57の点火の遅角制御、点火カット制御、吸気管52に設けられるスロットル弁53の絞り制御、燃料噴射弁54の燃料噴射制御(燃料噴射量の低減またはカット)等が挙げられる。
また、スロットル弁53の開度が大きいほど、基準差回転数Ndsは小さく設定される。スロットル弁53の開度が大きいほど、エンジン21のトルクが大きくなり、差回転吸収の完了時に加速度振動Vが発生し易くなる。このため、スロットル弁53の開度が大きいほど、基準差回転数Ndsを小さくすることで、差回転Ndの吸収の完了時にチェンジクラッチ61を接続して最大容量C1とするタイミングを適切にでき、加速度振動Vの発生を効果的に抑制できる。
また、本発明を適用した実施の形態によれば、自動変速装置25は、エンジン21の回転動力がチェンジクラッチ61を介して入力されるとともに、駆動ギア67bを含む複数の駆動ギアを有するメイン軸65と、複数の駆動ギアによって回動される被動ギア68cを含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸66と、シフトモーター75によって駆動されるとともにチェンジクラッチ61を断接操作するクラッチ操作機構62と、駆動ギア67bまたは被動ギア68cを操作することで変速段を操作するギアチェンジ機構63と、シフトモーター75を操作する制御ユニット17と、エンジン21の回転数Neを検出するエンジン回転数センサ58と、チェンジクラッチ61の下流側のメイン軸65の回転数Nmを検出するメイン軸回転数センサ65aとを備え、制御ユニット17は、エンジン21の出力を制御するとともに、エンジン回転数センサ58とメイン軸回転数センサ65aとの検出値を基に、チェンジクラッチ61の差回転Ndを検出し、チェンジクラッチ61は、最大容量C1と切断容量C4との間に第1の中間容量C2を有し、制御ユニット17は、変速の際、ギアチェンジ機構63が変速段を変えた後、シフトモーター75を操作してチェンジクラッチ61を第1の中間容量C2にすることでチェンジクラッチ61の差回転Ndを減少させるとともに、エンジン21の出力を一時的に通常よりも低下させ、差回転Ndが基準差回転数Nds以下になったら、エンジン21の出力を通常に復帰させ、シフトモーター75を操作してチェンジクラッチ61を最大容量C1にさせ、基準差回転数Ndsは、エンジン回転数センサ58で検出したエンジン21の回転数Neに応じて可変である。
チェンジクラッチ61の差回転Ndが基準差回転数Nds以下になり、チェンジクラッチ61を最大容量C1にする際、加速度振動がどの程度発生するかは、そのときのエンジン21の回転数Neに依存する。このため、基準差回転数Ndsを、エンジン回転数センサ58で検出した回転数Neに応じて可変とすることで、回転数Neに応じた差回転Ndでチェンジクラッチ61を接続して最大容量C1とすることができ、加速度振動Vの発生を効果的に抑制できる。
さらに、エンジン21の回転数Neが大きいほど、基準差回転数Ndsは大きく設定される。回転数Neが大きいと、エンジン21のトルクが小さくなり、差回転吸収の完了時に加速度振動が発生し難くなる。このためエンジン21の回転数Neが大きいほど、基準差回転数Ndsを大きくすることで、チェンジクラッチ61が切断される時間を短くしながら加速度振動Vを効果的に抑制できる。
なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、エンジン負荷検出手段としてスロットル弁53の開度を検出するスロットルポジションセンサ134を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エンジン負荷検出手段は、吸気管52に設けられて吸気管52を通る吸気の圧力を検出する負圧センサであっても良い。この場合、負圧が小さいことはスロットル弁53の開度が大きいことを意味する。このため、負圧が小さいほどエンジン21の付加は大きい。
また、上記実施の形態では、車両として自動二輪車10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、三輪車両や四輪車両等の車両に本発明を適用しても良い。
10 自動二輪車(車両)
17 制御ユニット(制御装置)
21 エンジン
25 自動変速装置(変速装置)
58 エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段)
61 チェンジクラッチ(クラッチ)
62 クラッチ操作機構(クラッチ操作部材)
63 ギアチェンジ機構(変速操作機構)
65 メイン軸
65a メイン軸回転数センサ(メイン軸回転数検出手段)
66 カウンタ軸
67b 駆動ギア(駆動側シフターギア)
68c 被動ギア(被動側シフターギア)
75 シフトモーター(アクチュエータ)
134 スロットルポジションセンサ(エンジン負荷検出手段)
C1 最大容量(クラッチ全容量状態)
C2 第1の中間容量(半クラッチ状態)
C4 切断容量(クラッチ切断状態)
Nd 差回転
Nds 基準差回転数
Ne 回転数(エンジンの回転数)
Nm 回転数(メイン軸の回転数)
Th スロットル開度(エンジン負荷)

Claims (4)

  1. エンジン(21)の回転動力がクラッチ(61)を介して入力されるとともに、駆動側シフターギア(67b)を含む複数の駆動ギアを有するメイン軸(65)と、前記複数の駆動ギアによって回動される被動側シフターギア(68c)を含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸(66)と、アクチュエータ(75)によって駆動されるとともに前記クラッチ(61)を断接操作するクラッチ操作部材(62)と、前記駆動側シフターギア(67b)または前記被動側シフターギア(68c)を操作することで変速段を操作する変速操作機構(63)と、前記アクチュエータ(75)を操作する制御装置(17)と、前記エンジン(21)の回転数(Ne)を検出するエンジン回転数検出手段(58)と、前記クラッチ(61)の下流側の前記メイン軸(65)の回転数(Nm)を検出するメイン軸回転数検出手段(65a)とを備え、前記制御装置(17)は、前記エンジン(21)の出力を制御するとともに、前記エンジン回転数検出手段(58)と前記メイン軸回転数検出手段(65a)との検出値を基に前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を検出し、前記クラッチ(61)は、クラッチ全容量状態(C1)とクラッチ切断状態(C4)との間に半クラッチ状態(C2)を有する車両の変速装置において、
    前記エンジン(21)の負荷を検出するエンジン負荷検出手段(134)が設けられ、
    前記制御装置(17)は、変速の際、前記変速操作機構(63)が前記変速段を変えた後、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記半クラッチ状態(C2)にすることで前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を減少させるとともに、前記エンジン(21)の出力を一時的に通常よりも低下させ、前記クラッチ(61)の前記差回転(Nd)が基準差回転数(Nds)以下になったら、前記エンジン(21)の出力を通常に復帰させ、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記全容量状態(C1)にさせ、前記基準差回転数(Nds)は、前記エンジン負荷検出手段(134)で検出したエンジン負荷(Th)に応じて可変であることを特徴とする車両の変速装置。
  2. 前記エンジン負荷(Th)が大きいほど、前記基準差回転数(Nds)は小さく設定されることを特徴とする請求項1記載の車両の変速装置。
  3. エンジン(21)の回転動力がクラッチ(61)を介して入力されるとともに、駆動側シフターギア(67b)を含む複数の駆動ギアを有するメイン軸(65)と、前記複数の駆動ギアによって回動される被動側シフターギア(68c)を含む複数の被動ギアを有するカウンタ軸(66)と、アクチュエータ(75)によって駆動されるとともに前記クラッチ(61)を断接操作するクラッチ操作部材(62)と、前記駆動側シフターギア(67b)または前記被動側シフターギア(68c)を操作することで変速段を操作する変速操作機構(63)と、前記アクチュエータ(75)を操作する制御装置(17)と、前記エンジン(21)の回転数(Ne)を検出するエンジン回転数検出手段(58)と、前記クラッチ(61)の下流側の前記メイン軸(65)の回転数(Nm)を検出するメイン軸回転数検出手段(65a)とを備え、前記制御装置(17)は、前記エンジン(21)の出力を制御するとともに、前記エンジン回転数検出手段(58)と前記メイン軸回転数検出手段(65a)との検出値を基に前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を検出し、前記クラッチ(61)は、クラッチ全容量状態(C1)とクラッチ切断状態(C4)との間に半クラッチ状態(C2)を有する車両の変速装置において、
    前記制御装置(17)は、変速の際、前記変速操作機構(63)が前記変速段を変えた後、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記半クラッチ状態(C2)にすることで前記クラッチ(61)の差回転(Nd)を減少させるとともに、前記エンジン(21)の出力を一時的に通常よりも低下させ、前記クラッチ(61)の前記差回転(Nd)が基準差回転数(Nds)以下になったら、前記エンジン(21)の出力を通常に復帰させ、前記アクチュエータ(75)を操作して前記クラッチ(61)を前記全容量状態(C1)にさせ、前記基準差回転数(Nds)は、前記エンジン回転数検出手段(58)で検出した前記エンジン(21)の回転数(Ne)に応じて可変であることを特徴とする車両の変速装置。
  4. 前記エンジン(21)の回転数(Ne)が大きいほど、前記基準差回転数(Nds)は大きく設定されることを特徴とする請求項3記載の車両の変速装置。
JP2015070048A 2015-03-30 2015-03-30 車両の変速装置 Active JP6339960B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015070048A JP6339960B2 (ja) 2015-03-30 2015-03-30 車両の変速装置
US15/075,297 US9481372B2 (en) 2015-03-30 2016-03-21 Speed change apparatus for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015070048A JP6339960B2 (ja) 2015-03-30 2015-03-30 車両の変速装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016191391A true JP2016191391A (ja) 2016-11-10
JP6339960B2 JP6339960B2 (ja) 2018-06-06

Family

ID=57015324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015070048A Active JP6339960B2 (ja) 2015-03-30 2015-03-30 車両の変速装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9481372B2 (ja)
JP (1) JP6339960B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6218771B2 (ja) * 2015-03-30 2017-10-25 本田技研工業株式会社 車両の変速装置
JP2020085162A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 アイシン精機株式会社 変速制御装置
JP6953473B2 (ja) * 2019-05-30 2021-10-27 本田技研工業株式会社 動力伝達装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185583A (ja) * 1992-10-21 1994-07-05 Komatsu Ltd 変速機およびその制御方法
JPH0821460A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Mazda Motor Corp 自動変速機の変速制御装置
JP2006169966A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Yamaha Motor Co Ltd エンジンの制御装置、エンジンの制御方法及び鞍乗型車両
JP2014034378A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Yamaha Motor Co Ltd 自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両
WO2014157631A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 本田技研工業株式会社 多板クラッチ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3378097B2 (ja) 1994-09-29 2003-02-17 本田技研工業株式会社 摩擦クラッチ
JP4873542B2 (ja) * 2006-04-18 2012-02-08 ヤマハ発動機株式会社 自動変速制御装置および車両
JP4998729B2 (ja) * 2007-09-28 2012-08-15 本田技研工業株式会社 ツインクラッチ式変速装置
JP5340978B2 (ja) * 2010-02-03 2013-11-13 本田技研工業株式会社 変速制御装置
EP2532913B1 (en) * 2010-02-05 2019-07-31 Honda Motor Co., Ltd. Clutch control device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06185583A (ja) * 1992-10-21 1994-07-05 Komatsu Ltd 変速機およびその制御方法
JPH0821460A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Mazda Motor Corp 自動変速機の変速制御装置
JP2006169966A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Yamaha Motor Co Ltd エンジンの制御装置、エンジンの制御方法及び鞍乗型車両
JP2014034378A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Yamaha Motor Co Ltd 自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両
WO2014157631A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 本田技研工業株式会社 多板クラッチ

Also Published As

Publication number Publication date
US9481372B2 (en) 2016-11-01
US20160288795A1 (en) 2016-10-06
JP6339960B2 (ja) 2018-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6190410B2 (ja) 車両の変速装置
US10352373B2 (en) Multiple plate clutch
JP6196254B2 (ja) 車両の変速装置
CA2678849C (en) Shift controller
JP5840670B2 (ja) 変速制御装置
JP6374098B2 (ja) 車両の変速装置
JP6339960B2 (ja) 車両の変速装置
JP6218771B2 (ja) 車両の変速装置
JP6454207B2 (ja) 車両の変速装置
JP5898023B2 (ja) 車両の変速装置
JP6419625B2 (ja) 車両の変速装置
JP6322111B2 (ja) 車両の変速装置
JP6731264B2 (ja) 変速制御装置
JP2014199102A (ja) 変速装置
JP6401096B2 (ja) 車両の変速装置
JP6247978B2 (ja) 変速機
JP5981870B2 (ja) 車両の変速制御装置
JP6138645B2 (ja) クラッチ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180511

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6339960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150