JP2021014896A - 変速装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、変速装置において、シフトドラムの回転角度の検出精度改善を目的とする。
また、上述の構成において、前記シフトドラム(71)は、各変速段に対応するポジションを備え、前記第1の回転角度(A1)は、複数の前記ポジションの内、変速の最下段に対応する前記ポジションの角度(θN)に最も近く、前記第2の回転角度(A2)は、複数の前記ポジションの内、変速の最上段に対応する前記ポジションの角度(θ6)に最も近くても良い。
また、上述の構成において、前記当接面(85a,86a)は平坦面であっても良い。
また、上述の構成において、前記リード溝(71b)の幅方向の両端には、前記当接面(85a,86a)に連続する曲面部(85b,86b)が形成され、前記曲面部(85b,86b)の曲率は、前記ピン部(75a)の前記外周の曲率よりも大きくても良い。
さらに、上述の構成において、前記制御部(35)は、前記出力値(S)の補正量(Vc)が所定値(Vs)を超えた場合、前記角度センサー(78)の故障と判定しても良い。
この構成によれば、シフトドラムの出力値を、第1の出力値と第1の回転角度における基準値との差、及び、第2の出力値と第2の回転角度における基準値との差の複数の値に基づいて補正するため、シフトドラムの回転角度の検出精度改善に寄与する。
この構成によれば、角度センサーの出力値及び基準値は直線であるため、複数の値に基づいて補正することで、角度センサーの出力値の直線の傾きを補正でき、シフトドラムの回転角度の検出精度改善に寄与する。
また、上述の構成において、シフトドラムは、各変速段に対応するポジションを備え、第1の回転角度は、複数のポジションの内、変速の最下段に対応するポジションの角度に最も近く、第2の回転角度は、複数のポジションの内、変速の最上段に対応するポジションの角度に最も近くても良い。
この構成によれば、第1の回転角度と第2の回転角度との間の間隔が大きくなるため、広い回転角度の範囲において第1の出力値及び第2の出力値が取得される。このため、シフトドラムの回転角度の検出精度改善に寄与する。
この構成によれば、ピン部がリード溝の端壁に突き当たる角度で第1の出力値及び第2の出力値を取得できるため、第1の出力値及び第2の出力値の取得精度改善に寄与する。このため、シフトドラムの回転角度を精度良く特定した上で、出力値を補正でき、シフトドラムの回転角度の検出精度改善に寄与する。
この構成によれば、ピン部をリード溝の端壁に正しく突き当てることができ、第1の出力値及び第2の出力値の取得精度改善に寄与する。
また、上述の構成において、当接面は平坦面であっても良い。
この構成によれば、ピン部をリード溝の端壁に正しく突き当てることができ、第1の出力値及び第2の出力値の取得精度改善に寄与する。
また、上述の構成において、リード溝の幅方向の両端には、当接面に連続する曲面部が形成され、曲面部の曲率は、ピン部の外周の曲率よりも大きい。
この構成によれば、ピン部が曲面部に当接することを抑制でき、ピン部が当接面に当接する前に曲面部に当たることでピン部の当接面に対する突き当てが妨げられることを抑制できる。
この構成によれば、補正によってシフトドラムの回転角度を精度良く検出できるため、シフトドラムをアクチュエーターによって直接回転駆動する構成において、シフトドラムの回転を高精度に制御できる。
さらに、上述の構成において、制御部は、出力値の補正量が所定値を超えた場合、角度センサーの故障と判定しても良い。
この構成によれば、簡単な方法で角度センサーの故障を判定できる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自動二輪車1の右側面図である。
自動二輪車1は、車体フレーム10にパワーユニットとしてのエンジン11が支持され、前輪2を操舵可能に支持するフロントフォーク12が車体フレーム10の前端に操舵可能に支持され、後輪3を支持するスイングアーム13が車体フレーム10の後部側に設けられる車両である。
自動二輪車1は、乗員がシート14に跨るようにして着座する鞍乗り型車両であり、シート14は、車体フレーム10の後部の上方に設けられる。
また、車体フレーム10は、センターフレーム17の上部から後方に延びるシートフレーム20と、センターフレーム17の下部とシートフレーム20の後部とを繋ぐサブフレーム21とを備える。
後輪3は、スイングアーム13の後端部に支持される。
燃料タンク26は、メインフレーム16の上方でヘッドパイプ15とシート14との間に配置される。
シート14は、シートフレーム20に下方から支持される。フロントフェンダー27は、フロントフォーク12に支持される。
自動二輪車1は、エンジン11の運転を制御する電子制御ユニットである制御部35を備える。
図1及び図2を参照し、内燃機関であるエンジン11は、車幅方向(左右方向)に水平に延びるクランク軸30を支持するクランクケース31と、クランクケース31の前部の上面から上方に延びるシリンダー部32とを備える。
シリンダー部32は、クランクケース31側から順に、ピストン(不図示)を収納するシリンダー32a、シリンダーヘッド32b、及びヘッドカバー32cを備える。シリンダー32aの軸線32dは、鉛直方向に対し前傾する。
クランクケースの下面には、オイルパン33が取り付けられる。
エンジン11の排気管34は、シリンダーヘッド32bの下面の排気ポートから下方に引き出されて後方に延びる。
図2及び図3を参照し、エンジン11は、クランク軸30の回転を変速して駆動輪である後輪3側に出力する変速装置40を備える。
変速装置40は、複数の変速段を構成する変速機41と、変速機41の変速段を操作する変速駆動機構70と、クランク軸30と変速機41との間の動力の伝達を切り替えるクラッチ機構90と、制御部35とを備える。
クランク軸30の後方のクランクケース31の後部は、変速機41、変速駆動機構70、及びクラッチ機構90が設けられる変速機ケース部31aである。
メイン軸42及びカウンタ軸43は、クランク軸30と平行に配置される。
図3を参照し、メイン軸42は、複数のベアリング42aを介し、クランクケース31に回転自在に支持される。
カウンタ軸43は、両端に設けられるベアリング43aを介し、クランクケース31に回転自在に支持される。
外軸46は、内軸45と同軸に配置され、内軸45に対し相対回転可能である。
外軸46は、内軸45よりも全長が短く形成されており、メイン軸42の軸方向の中間部に配置される。
駆動ギア群44aは、メイン軸42の一端側(左側)から順に、第1速駆動ギアm1、第5速駆動ギアm5、第3速駆動ギアm3、第4速駆動ギアm4、第6速駆動ギアm6、及び第2速駆動ギアm2が配置される。
奇数段の変速段に対応する第1速駆動ギアm1、第5速駆動ギアm5、及び第3速駆動ギアm3は、内軸45に配置される。
偶数段の変速段に対応する第4速駆動ギアm4、第6速駆動ギアm6、及び第2速駆動ギアm2は、外軸46に配置される。
第6速駆動ギアm6は、外軸46に対し相対回転可能且つ軸方向に移動不能に設けられるフリーギアである。
第1速被動ギアc1、第3速被動ギアc3、第4速被動ギアc4、及び第2速被動ギアc2は、カウンタ軸43に対し相対回転可能且つ軸方向に移動不能に設けられるフリーギアである。
第4速駆動ギアm4は、外軸46に対し相対回転不能且つ軸方向に移動可能なシフターギアである。第4速駆動ギアm4は、第6速駆動ギアm6の側面に係合可能なドグ歯47bを備える。また、第4速駆動ギアm4の外周には、第4速駆動ギアm4を軸方向に移動させるシフター75が係合する溝49bが設けられる。
第5速被動ギアc5は、第1速被動ギアc1の側面に係合可能なドグ歯47cと、第3速被動ギアc3の側面に係合可能なドグ歯47dとを備える。また、第5速被動ギアc5の外周には、第5速被動ギアc5を軸方向に移動させるシフター76が係合する溝49cが設けられる。
第6速被動ギアc6は、第4速被動ギアc4の側面に係合可能なドグ歯47eと、第2速被動ギアc2の側面に係合可能なドグ歯47fとを備える。また、第6速被動ギアc6の外周には、第6速被動ギアc6を軸方向に移動させるシフター77が係合する溝49dが設けられる。
ニュートラル状態では、メイン軸42が回転したとしても被動ギア群44bは駆動ギア群44aに対して空転するだけであり、メイン軸42の回転はカウンタ軸43に伝達されない。
ニュートラル状態に対し、第6速被動ギアc6が移動してドグ歯47fが第2速被動ギアc2に係合すると、第2速被動ギアc2がカウンタ軸43に固定されて2速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第5速被動ギアc5が移動してドグ歯47dが第3速被動ギアc3に係合すると、第3速被動ギアc3がカウンタ軸43に固定されて3速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第6速被動ギアc6が移動してドグ歯47eが第4速被動ギアc4に係合すると、第4速被動ギアc4がカウンタ軸43に固定されて4速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第3速駆動ギアm3が移動してドグ歯47aが第5速駆動ギアm5に係合すると、第5速駆動ギアm5が内軸45に固定されて5速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第4速駆動ギアm4が移動してドグ歯47bが第6速駆動ギアm6に係合すると、第6速駆動ギアm6が外軸46に固定されて6速段が確立される。
クラッチ機構90は、メイン軸42の内軸45の外周に嵌合する筒状のクラッチ軸91と、クラッチ軸91上に固定されるプライマリドリブンギア92と、クランク軸30と内軸45との間の動力の伝達を接続及び切断する第1クラッチ93と、クランク軸30と外軸46との間の動力の伝達を接続及び切断する第2クラッチ94とを備える。
プライマリドリブンギア92には、クランク軸30に設けられるプライマリドライブギア30aが噛み合う。クラッチ軸91は、プライマリドリブンギア92を介し、クランク軸30によって回転させられる。
第2クラッチ94は、クラッチ軸91と外軸46とに跨って配置される摩擦式の油圧クラッチである。
第1クラッチ93は、クラッチ軸91と内軸45とに跨って配置される摩擦式の油圧クラッチである。
第1クラッチ93及び第2クラッチ94は、制御部35の制御により供給される油圧によって互いに独立して操作される。
第2クラッチ94が接続されると、クラッチ軸91と外軸46とが一体に回転するようになり、外軸46からカウンタ軸43に動力の伝達が可能となる。
すなわち、変速装置40は、第1クラッチ93及び内軸45を介して奇数段の1速段、3速段、及び5速段のいずれかによって動力を伝達する一方の系統と、第2クラッチ94及び外軸46を介して偶数段の2速段、4速段及び6速段のいずれかによって動力を伝達する他方の系統とを備え、これらの系統を交互に切り替えるようにして変速を行う。
変速駆動機構70は、回転するシフトドラム71と、シフトドラム71を回転駆動するアクチュエーター72と、アクチュエーター72の回転を減速してシフトドラム71に伝達する減速ギア部73と、シフター74〜77とを備える。
また、変速駆動機構70は、シフトドラム71の回転を検出する角度センサー78と、シフトドラム71が所定の回転角度にあることを検出するポジションセンサー79と、シフトドラム71が上記ニュートラル状態に対応する位置にあることを検出するニュートラルセンサー80とを備える。
シフトドラム71の外周には、シフター74が係合する第1リード溝71aと、シフター75が係合する第2リード溝71b(リード溝)と、シフター76が係合する第3リード溝71cと、シフター77が係合する第4リード溝71dとが設けられる。
シフトドラム71の軸方向の一端部には、入力ギア71eが設けられる。
第1ギア軸82は、アクチュエーター72の回転軸72aに噛み合う大径ギア82aと、大径ギア82aよりも小径の小径ギア82bとを備える。
第2ギア軸83は、小径ギア82bに噛み合う大径ギア83aと、大径ギア83aよりも小径であってシフトドラム71の入力ギア71eに噛み合う小径ギア83bとを備える。
シフター74は、一端部に設けられるピン部74aを介して第1リード溝71aに係合し、他端部74bが第3速駆動ギアm3の溝49a(図3)に係合する。
シフター75は、一端部に設けられるピン部75aを介して第2リード溝71bに係合し、他端部75bが第4速駆動ギアm4の溝49b(図3)に係合する。
シフター76は、一端部に設けられるピン部76aを介して第3リード溝71cに係合し、他端部76bが第5速被動ギアc5の溝49c(図3)に係合する。
シフター77は、一端部に設けられるピン部77aを介して第4リード溝71dに係合し、他端部77bが第6速被動ギアc6の溝49d(図3)に係合する。
これにより、シフターギアである第3速駆動ギアm3、第4速駆動ギアm4、第5速被動ギアc5、及び第6速被動ギアc6がそれぞれシフトドラム71の軸方向に移動し、変速機41の変速段が切り替えられる。
シフトドラム71は、検出ロッド80aが係合可能な凹部71fを、軸方向の端面に1つ備える。
シフトドラム71がニュートラル状態に対応する回転角度にある場合、検出ロッド80aが突出して凹部71fに係合する。シフトドラム71がニュートラル状態に対応する回転角度にない場合、検出ロッド80aは押し込まれた状態となる。
図4及び図5を参照し、ポジションセンサー79は、センサー本体79aと、センサー本体79aに取り付けられる筒状のケース79bと、ケース79bに収納される軸状の検出子79cと、検出子79cを付勢する付勢部材79dとを備える。センサー本体79aは、ストローク可能な軸状の検出部79eを先端部に備える。
センサー本体79aは、検出部79eが突出した状態と、検出部79eが押し込まれた状態とを検出するスイッチであり、検出結果を制御部35に出力する。詳細には、センサー本体79aは、検出部79eが突出した状態ではオフを出力し、検出部79eが押し込まれた状態ではオンを出力するスイッチである。
検出部79eは、ケース79bの筒内で検出子79cの基端部に当接し、検出子79cを介してシフトドラム71に当接する。
ポジションセンサー79は、検出子79cの先端がシフトドラム71の外周に対向する向きで配置される。
シフトドラム71がニュートラル状態に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出してニュートラル凹部84aに係合する。
シフトドラム71が1速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第1凹部84bに係合する。
シフトドラム71が2速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第2凹部84cに係合する。
シフトドラム71が3速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第3凹部84dに係合する。
シフトドラム71が4速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第4凹部84eに係合する。
シフトドラム71が5速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第5凹部84fに係合する。
シフトドラム71が6速段に対応する回転角度にある場合、検出子79cは突出して第6凹部84gに係合する。
図5のように検出子79cが突出した状態では、センサー本体79aの検出部79eも突出した状態にある。
ポジションセンサー79は、検出子79cを介してシフトドラム71に係合するため、センサー本体79aの検出部79eはシフトドラム71の外周に直接接触しない。このため、検出部79eの摩耗を抑制できる。
角度センサー78は、シフトドラム71の回転を検出し、検出結果を出力値として制御部35に出力する。
制御部35は、アクチュエーター72に供給する電力を制御して、回転軸72aを駆動する。回転軸72aの回転は、減速ギア部73によって減速されてシフトドラム71に伝達され、シフトドラム71の回転によってシフター74〜77が駆動される。
制御部35は、角度センサー78の出力値Sに基づいて、アクチュエーター72をフィードバック制御し、シフトドラム71を目標の回転角度に位置させる。
角度センサー78は、シフトドラム71の回転角度に応じた電圧を、出力値Sとして出力する。
アクチュエーター72は、電力が供給されていない状態では、比較的大きなコギングトルクを発揮する。シフトドラム71は、目標の回転角度に位置する状態、例えばニュートラル状態や1速段が確立された状態では、減速ギア部73を介してシフトドラム71に作用するアクチュエーター72のコギングトルクによって、回転を規制される。これにより、変速機41は、所定の変速段が確立された状態に維持される。
第1リード溝71a、第2リード溝71b、第3リード溝71c、及び第4リード溝71dは、部分的に左右にシフトしながら回転方向Kに延びる長溝である。
第1リード溝71a、第3リード溝71c、及び第4リード溝71dは、シフトドラム71の外周を一周する無端状の溝である。
第2リード溝71bは、回転方向Kの両端に端壁85及び端壁86を備える溝であり、シフトドラム71の外周を一周しない。
カウンタ軸43用のシフター75,76がそれぞれ係合する第3リード溝71c及び第4リード溝71dは、図7中の左右の端に並んで位置する。
図7の括弧内の左の記号は、奇数段のシフトポジションを示し、図7の括弧内の右の記号は、偶数段のシフトポジションを示す。
(N−N)のポジションでは、ニュートラル状態が確立される。
(1−N)、(N−2)、(3−N)、(N−4)、(5−N)、及び(N−6)のポジションでは、1速段から6速段がそれぞれ確立される。
(N−N)のポジションからシフトドラム71を回転させていくと、1速段から6速段までが順に確立される。
ニュートラル状態に対応する(N−N)のポジションは、変速の最下段のポジションであり、6速段に対応する(N−6)のポジションは、変速の最上段のポジションである。
中間ポジションは、図7中において、(1−2)、(3−2)、(3−4)、(5−4)、及び(5−6)でそれぞれ示される。
例えば、図7に仮想線で示されるように、シフター74〜77が(1−2)のポジションに位置する場合、変速機41では、1速段及び2速段が確立される。
この場合、メイン軸42に設けられる第3速駆動ギアm3及び第4速駆動ギアm4は、ニュートラル状態と同じ位置にある。また、カウンタ軸43の第5速被動ギアc5は、1速段を確立すべく左側に移動して第1速被動ギアc1に係合した状態にあり、カウンタ軸43の第6速被動ギアc6は、2速段を確立すべく右側に移動して第2速被動ギアc2に係合した状態にある。
その後、1速段から2速段にシフトアップする場合、制御部35は、第1クラッチ93を切断して第2クラッチ94を接続する。これにより、予備変速状態から第1クラッチ93及び第2クラッチ94の接続状態を変更するだけで変速できるため、速やかに変速できる。
2速段へのシフトアップ後が完了すると、制御部35は、アクチュエーター72を駆動してシフトドラム71を(N−2)のポジションにする。
角度センサー78の出力値Sは、シフトドラム71の回転角度が大きくなるに従って増加する。出力値Sは、シフトドラム71の回転角度に対し略正比例で増加する。すなわち、シフトドラム71の回転角度と出力値Sとは、線形の相関にある。
シフトドラム71の回転角度を増加させる方向は、変速段の段数を大きくするシフトアップ方向である。シフトドラム71の回転角度を低下させる方向は、変速段の段数を小さくするシフトダウン方向である。
制御部35は、シフトドラム71の回転角度に対する角度センサー78の出力値Sの基準値Rを有する。
基準値Rは、シフトドラム71の回転可能な範囲の全域に亘って設定される。基準値Rは、シフトドラム71の回転角度に対し略正比例で増加する。すなわち、シフトドラム71の回転角度と基準値Rとは、線形の相関にあり、基準値Rは、シフトドラム71の回転角度に対応する直線で表わされる。
ここで、基準値Rは、例えば、制御部35にマップとして記憶されている。なお、基準値Rは、予め設定された計算式、または、計算式と上記マップとの組み合わせによって演算されても良い。
第2の回転角度A2は、第1の回転角度A1とは異なる角度であり、第1の回転角度A1よりも大きい。
第2の回転角度A2は、ニュートラル状態から6速段までにそれぞれ対応する(N−N)、(1−N)、(N−2)、(3−N)、(N−4)、(5−N)、及び(N−6)のポジションの内、変速の最上段である6速段に対応する(N−6)のポジションのシフトドラム71の回動角度θ6に最も近い。
図9には、ニュートラル状態が確立された状態及び6速段が確立された状態におけるシフター74のピン部74a及びシフター75のピン部75aが仮想線で示される。
図8及び図9を参照し、(N−N)のポジションでは、第2リード溝71bの一方の端壁85とピン部75aとの間には隙間G1が形成されており、ピン部75aは端壁85に当接していない。
第1の回転角度A1は、ピン部75aが端壁85に突き当たる状態のシフトドラム71の回転角度である。
すなわち、回動角度θN(図8)に対しシフトドラム71をさらにシフトダウン側に回転させ、ピン部75aが端壁85に突き当たると、シフトドラム71は第1の回転角度A1に位置する。
また、第1リード溝71aは、無端状の溝であるため、シフトドラム71が第1の回転角度A1に位置した状態であっても、ピン部74aの突き当ては生じない。
第2の回転角度A2は、ピン部75aが端壁86に突き当たる状態のシフトドラム71の回転角度である。
すなわち、回動角度θ6(図8)に対しシフトドラム71をさらにシフトアップ側に回転させ、ピン部75aが端壁86に突き当たると、シフトドラム71は第2の回転角度A2に位置する。
また、第1リード溝71aは、無端状の溝であるため、シフトドラム71が第2の回転角度A2に位置した状態であっても、ピン部74aの突き当ては生じない。
第2リード溝71bの幅は、ピン部75aが第2リード溝71b内をスムーズに移動できるように、ピン部75aの直径よりも大きく形成される。ピン部75aは、略円形の棒状である。
端壁86は、ピン部75aの外周に当接する当接面86aを有する。当接面86aは、平坦面である。端壁86において第2リード溝71bの幅方向の両端には、当接面86aに連続する曲面部86bが形成される。
当接面86aは直線であり、当接面86aの曲率は0である。すなわち、端壁86の当接面86aの曲率は、円弧状のピン部75aの外周の曲率よりも小さい。
また、曲面部86bの曲率は、円弧状のピン部75aの外周の曲率よりも大きい。
このように、端壁86に平坦面の当接面86aが設けられ、また、曲面部86bの曲率がピン部75aの外周の曲率よりも大きいため、ピン部75aが曲面部86bに突き当たることが抑制され、ピン部75aを高精度に端壁86に突き当てることができる。
また、図9に示すように、端壁86の反対側の端壁85も、端壁86と同様に、平坦面の当接面85a、及び曲面部85bを備える。このため、ピン部75aが曲面部85bに突き当たることが抑制され、ピン部75aを高精度に端壁85に突き当てることができる。
補正処理の際、制御部35は、アクチュエーター72を駆動し、シフトドラム71を(N−N)のポジションから(N−6)に変更する。
制御部35は、出力値Sの変化が略一定になったことに基づいて端壁86に対するピン部75aの突き当てを検知し、この突き当て状態が時間t2から所定時間tcだけ継続されると、突き当ての完了を判断し、この時点の出力値Sを第2の回転角度A2の第2の出力値S2(図8及び図11参照)として取得する。
例えば、図8に示すように、第2の出力値S2が第2の基準値R2より小さい場合、第2の出力値S2は値が大きくなるように補正され、補正出力値Sc2となる。
その後、制御部35は、シフター75を(N−6)のポジションに戻す。時間t3において(N−6)のポジションとなった状態では、図11に示すように、出力値Sは、補正前に比較して、(N−6)のポジションの基準値Rである基準値R6の値に近づいている。
次に、制御部35は、(N−N)のポジションからシフトドラム71をさらにシフトダウン側に回転させて、シフター75のピン部75aを第2リード溝71bの端壁85に突き当てる。詳細には、制御部35は、図12に示すように、時間t4でシフトドラム71を(N−N)のポジションからシフトダウン側に送り、時間t5でピン部75aが端壁85に突き当たる。出力値Sは、シフトドラム71の回転に伴って時間t4から時間t5まで減少し、ピン部75aが端壁85に突き当たると略一定となってほとんど変化しない。
制御部35は、出力値Sの変化が略一定になったことに基づいて端壁85に対するピン部75aの突き当てを検知し、この突き当て状態が時間t5から所定時間tcだけ継続されると、突き当ての完了を判断し、この時点の出力値Sを第1の回転角度A1の第1の出力値S1(図8及び図12参照)として取得する。
例えば、図8に示すように、第1の出力値S1が第1の基準値R1より大きい場合、第1の出力値S1は値が小さくなるように補正され、補正出力値Sc1となる。
その後、制御部35は、シフター75を(N−N)のポジションに戻す。時間t6において(N−N)のポジションとなった状態では、図12に示すように、出力値Sは、補正前に比較して、(N−N)のポジションの基準値Rである基準値RNの値に近づいている。
この補正処理によって得られる補正出力値Scは、図8において、補正出力値Sc1と補正出力値Sc2とを結ぶ直線で表わされる。
補正出力値Scは、補正出力値Sc及び補正出力値Sc2の2点によって補正されるため、図8に表わされる出力値Sの直線の傾きを補正できる。図8に示すように、補正出力値Scの直線の傾きは、補正前の出力値Sの直線の傾きに比して、基準値Rの直線の傾きに近くなっている。このため、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出でき、高精度な回転角度に基づいて変速駆動機構70を制御し、良好に変速を行うことができる。
制御部35は、基準値Rと出力値Sとの差に基づいて、角度センサー78の故障を判定する。
詳細には、制御部35は、上記補正処理において、第1の回転角度A1の第1の出力値S1の補正量Vcが、所定値Vsを超えて大きい場合、角度センサー78が故障していると判定する。制御部35は、補正量Vcが所定値Vs以下であれば、角度センサー78が正常であると判定する。
図13には不図示であるが、上記補正量Vcと同様に、制御部35は、上記補正処理において、第2の回転角度A2の第2の出力値S2の補正量が、所定値を超えて大きい場合、角度センサー78が故障していると判定する。制御部35は、上記補正量が所定値以下であれば、角度センサー78が正常であると判定する。
詳細には、制御部35は、ポジションセンサー79の出力に基づいて、シフトドラム71がニュートラル状態、及び、1速段から6速段のいずれかのポジションの正しい位置に位置することを検出する。
制御部35は、シフトドラム71が、上記の正しい位置にあることを検出すると、その時点の角度センサー78の出力値Sを取得し、この出力値Sから、変速段が、ニュートラル状態、及び、1速段から6速段のどの変速段にあるかを推定する。具体的には、制御部35は、取得した出力値Sと、各変速段に対応する基準値Rとを比較し、現在の変速段が、出力値Sに最も近い値の基準値Rに対応する変速段にあると推定する。
次いで、制御部35は、出力値Sと推定した変速段の基準値Rとの差分を算出し、この差分が所定値を超える場合、角度センサー78が故障していると判定する。
制御部35は、例えば、現在の変速段が3速段であると推定した場合、取得した出力値Sと3速段の基準値Rとの差分から、角度センサー78の故障を判定する。
この構成によれば、シフトドラム71の出力値Sを、第1の出力値S1と第1の回転角度A1における第1の基準値R1との差D1、及び、第2の出力値S2と第2の回転角度A2における第2の基準値R2との差D2の複数の値に基づいて補正するため、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出できる。
この構成によれば、角度センサー78の出力値S及び基準値Rは直線であるため、複数の値に基づいて補正することで、角度センサー78の出力値Sの直線の傾きを補正でき、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出できる。
また、シフトドラム71は、各変速段に対応するポジションを備え、第1の回転角度A1は、複数のポジションの内、変速の最下段であるニュートラル状態に対応する(N−N)のポジションの回動角度θNに最も近く、第2の回転角度A2は、複数のポジションの内、変速の最上段である6速段に対応する(N−6)ポジションの回動角度θ6に最も近い。
この構成によれば、第1の回転角度A1と第2の回転角度A2との間の間隔が大きくなるため、広い回転角度の範囲において第1の出力値S1及び第2の出力値S2が取得される。このため、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出できる。
この構成によれば、ピン部75aが第2リード溝71bの端壁85及び端壁86に突き当たる角度で第1の出力値S1及び第2の出力値S2を取得できるため、第1の出力値S1及び第2の出力値S2を高精度に取得できる。このため、シフトドラム71の回転角度を高精度に特定した上で、出力値Sを補正でき、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出できる。
また、ピン部75aが突き当てられる端壁85及び端壁86は、同一の第2リード溝71bに設けられる。このため、ピン部75aを高精度に第2リード溝71bに突き当てることができ、シフトドラム71の回転角度を高精度に特定できる。
この構成によれば、ピン部75aを第2リード溝71bの端壁85及び端壁86に正しく突き当てることができ、第1の出力値S1及び第2の出力値S2を高精度に取得できる。このため、シフトドラム71の回転角度を高精度に検出できる。
また、当接面85a及び当接面86aは平坦面である。
この構成によれば、ピン部75aを端壁85及び端壁86に正しく突き当てることができ、第1の出力値S1及び第2の出力値S2を高精度に取得できる。
また、第2リード溝71bの幅方向の両端には、当接面86aに連続する曲面部85b,86bが形成され、曲面部85b,86bの曲率は、ピン部75aの外周の曲率よりも大きい。
この構成によれば、ピン部75aが曲面部85b,86bに当接することを抑制でき、ピン部75aが当接面86aに当接する前に曲面部85b,86bに当たることでピン部75aの当接面86aに対する突き当てが妨げられることを抑制できる。
この構成によれば、補正によってシフトドラム71の回転角度を高精度に検出できるため、シフトドラム71をアクチュエーター72によって直接回転駆動する構成において、シフトドラム71の回転を高精度に制御できる。
さらに、制御部35は、出力値Sの補正量Vcが所定値Vsを超えた場合、角度センサー78の故障と判定する。
この構成によれば、簡単な方法で角度センサー78の故障を判定できる。
以下、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第2の実施の形態は、ピン部75aを端壁85に突き当てない方法で補正処理を行う点が、上記第1の実施の形態と異なる。
また、制御部35は、図4に示すニュートラルセンサー80の出力から、シフトドラム71がニュートラル状態のポジションに位置するか否かを検知できる。
ここで、ポジションセンサー79及びニュートラル凹部84aは、ニュートラルセンサー80よりもシフトドラム71の位置を高精度に検知できるように構成されている。
制御部35は、ポジションセンサー79の出力だけでは、ニュートラル状態を検出できないが、ポジションセンサー79の出力及びニュートラルセンサー80の出力を組み合わせることで、ニュートラル状態を正確に検出できる。
すなわち、ポジションセンサー79によるいずれかのポジションに位置することを示す出力と、ニュートラルセンサー80のニュートラル状態を示す出力との両方が入力された状態になると、制御部35は、シフトドラム71がニュートラル状態のポジションに位置すると判定する。
そして、制御部35は、第1の出力値S1と、第1の回転角度A1における基準値Rである第1の基準値R1との差D1に基づいて、第1の回転角度A1の出力値S、すなわち第1の出力値S1を補正する。詳細には、制御部35は、差D1が小さくなるように第1の出力値S1を補正する。
制御部35は、上記第1の実施の形態と同一の方法で差D2を取得し、差D1及び差D2に基づいて補正処理を行う。
上記第1及び第2の実施の形態では、第1の回転角度A1は、(N−N)のポジションの回動角度θNに最も近く、第2の回転角度A2は、6速段に対応する(N−6)ポジションの回動角度θ6に最も近いものとして説明した。ここで、「最も近い」は、第1の回転角度A1が回動角度θNと同一である場合、及び、第2の回転角度A2が回動角度θ6と同一である場合を含む。
上記第1及び第2の実施の形態では、自動二輪車1の変速装置40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、本発明は、前輪または後輪を2つ備える3輪の車両及び4輪以上を備える車両の変速装置に適用可能である。
40 変速装置
71 シフトドラム
71b 第2リード溝(リード溝)
72 アクチュエーター
73 減速ギア部
75 シフター
75a ピン部
78 角度センサー
85 端壁
85a 当接面
85b 曲面部
86 端壁
86a 当接面
86b 曲面部
A1 第1の回転角度
A2 第2の回転角度
D1 差
D2 差
R 基準値(第1の回転角度と第2の回転角度の間の基準値)
R1 第1の基準値(第1の回転角度における出力値の基準値)
R2 第2の基準値(第2の回転角度における出力値の基準値)
S 出力値
S1 第1の出力値
S2 第2の出力値
Vc 補正量
Vs 所定値
θ6 回動角度(変速の最上段に対応するポジションの角度)
θN 回動角度(変速の最下段に対応するポジションの角度)
Claims (9)
- アクチュエーター(72)によって回転させられるシフトドラム(71)と、前記シフトドラム(71)の回転を出力値(S)として出力する角度センサー(78)と、前記出力値(S)から前記シフトドラム(71)の回転角度を演算する制御部(35)とを備える変速装置において、
前記制御部(35)は、前記シフトドラム(71)の第1の回転角度(A1)及び前記第1の回転角度(A1)とは異なる第2の回転角度(A2)における前記出力値(S)の基準値(R1,R2)を有し、
前記制御部(35)は、前記第1の回転角度(A1)及び前記第2の回転角度(A2)における前記出力値(S)を、第1の出力値(S1)及び第2の出力値(S2)としてそれぞれ取得し、
前記制御部(35)は、前記第1の回転角度(A1)と前記第2の回転角度(A2)との間で出力される前記出力値(S)を、前記第1の出力値(S1)と前記第1の回転角度(A1)における前記基準値(R1)との差(D1)、及び、前記第2の出力値(S2)と前記第2の回転角度(A2)における前記基準値(R2)との差(D2)に基づいて補正することを特徴とする変速装置。 - 前記シフトドラム(71)の前記回転角度と前記角度センサー(78)の前記出力値(S)とは、線形の相関にあり、
前記第1の回転角度(A1)と前記第2の回転角度(A2)の間の前記基準値(R)は、前記回転角度に対応する直線で表わされることを特徴とする請求項1記載の変速装置。 - 前記シフトドラム(71)は、各変速段に対応するポジションを備え、前記第1の回転角度(A1)は、複数の前記ポジションの内、変速の最下段に対応する前記ポジションの角度(θN)に最も近く、前記第2の回転角度(A2)は、複数の前記ポジションの内、変速の最上段に対応する前記ポジションの角度(θ6)に最も近いことを特徴とする請求項1または2記載の変速装置。
- 前記シフトドラム(71)は、前記シフトドラム(71)の回転方向に延びるリード溝(71b)を備え、前記リード溝(71b)に係合するピン部(75a)を備えるシフター(75)が設けられ、前記ピン部(75a)を介し前記シフター(75)が前記リード溝(71b)に沿って移動することで変速が行われ、
前記リード溝(71b)は、前記シフトドラム(71)の回転方向の両端に端壁(85,86)を備え、
前記第1の回転角度(A1)は、前記ピン部(75a)が前記端壁(85,86)の一方に突き当たる角度であり、前記第2の回転角度(A2)は、前記ピン部(75a)が前記端壁(85,86)の他方に突き当たる角度であることを特徴とする請求項3記載の変速装置。 - 前記ピン部(75a)は円柱状であり、前記端壁(85,86)は、前記ピン部(75a)の外周に当接する当接面(85a,86a)を有し、前記当接面(85a,86a)の曲率は、前記ピン部(75a)の前記外周の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項4記載の変速装置。
- 前記当接面(85a,86a)は平坦面であることを特徴とする請求項5記載の変速装置。
- 前記リード溝(71b)の幅方向の両端には、前記当接面(85a,86a)に連続する曲面部(85b,86b)が形成され、
前記曲面部(85b,86b)の曲率は、前記ピン部(75a)の前記外周の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項5または6記載の変速装置。 - 前記シフトドラム(71)は、前記アクチュエーター(72)と前記シフトドラム(71)との間に設けられる減速ギア部(73)を介し、前記アクチュエーター(72)によって直接回転駆動され、
前記アクチュエーター(72)は、前記出力値(S)を用いたフィードバック制御により、前記シフトドラム(71)を回転させることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の変速装置。 - 前記制御部(35)は、前記出力値(S)の補正量(Vc)が所定値(Vs)を超えた場合、前記角度センサー(78)の故障と判定することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の変速装置。
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