JP2021080932A - 変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトモータ等の制御態様の工夫により自動変速式車両の使い勝手を向上させた変速制御装置を提供する。【解決手段】エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、発進クラッチ（４５）と変速装置（５０）との間に配設されると共に変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、制御部（３００）が、車両の減速中にクランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、自動的にシフトダウンを行うオートシフトダウン制御を実行する。【選択図】図７

Description

本発明は、車両の変速制御装置に係り、特に、遠心クラッチで構成される発進クラッチとシフトモータで変速される有段変速装置とを有するパワーユニットに適用される変速制御装置に関する。

従来から、エンジンの駆動力を、遠心クラッチで構成される発進クラッチを介して有段変速装置に伝達するようにしたパワーユニットが知られている。

特許文献１には、遠心クラッチによる発進クラッチと、前進４段の有段変速装置と、変速ギヤを切り換えるシフトモータとを備えたパワーユニットが開示されている。

特開２０１３−２１００８８号公報

ここで、特許文献１のパワーユニットでは、乗員の足操作により変速を行う構造である。また、遠心クラッチの駆動側部材と被動側部材との間に、ワンウェイクラッチを適用している。このワンウェイクラッチによれば、減速に伴ってエンジン回転数が低下して遠心クラッチの作動回転数を下回っても、ワンウェイクラッチによってバックトルク側の動力伝達が継続されることで適切なエンジンブレーキを得ることができる。

これに対し、本出願人は、乗員の足操作による変速を行うことなく、また、シフトモータの制御態様により必要なエンジンブレーキを確保できるほか、自動変速とすることで生じる種々の課題を他の制御で補うことを知見し、使い勝手を向上する可能性を見出した。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、シフトモータ等の制御態様の工夫により自動変速式車両の使い勝手を向上させた変速制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、車両の減速中に前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、自動的にシフトダウンを行うオートシフトダウン制御を実行する点に第１の特徴がある。

また、前記制御部（３００）は、前記オートシフトダウン制御を実行する際に、前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、シフトダウン動作中に前記クランク軸（２２）の回転数を上げる制御を実行する点に第２の特徴がある。

また、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、自動的にシフトアップを行うオートシフトアップ制御を実行する点に第３の特徴がある。

また、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、前記クランク軸（２２）の回転数を前記所定回転数（Ｎｅ１）まで上げて前記遠心クラッチ（４５）を接続する点に第４の特徴がある。

また、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、スロットル操作によって前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）に近づくと、前記シフトモータユニット（１００）を駆動して前記変速クラッチ（６０）を半接続状態とする半クラッチ制御を実行する点に第５の特徴がある。

さらに、前記クランク軸（２２）の回転数を上げるためのＮｅ制御装置（４００）が、スロットルバルブ（４０１）またはアイドルコントロールバルブ（４０２）である点に第６の特徴がある。

第１の特徴によれば、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、車両の減速中に前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、自動的にシフトダウンを行うオートシフトダウン制御を実行するので、車両の減速中にクランク軸が所定回転数を下回ってエンジンブレーキがかからない状態となることを防ぐことができる。これにより、減速中の適切なエンジンブレーキを確保することが可能となり、エンジンブレーキを確保するために適用されていた遠心式のワンウェイクラッチを廃止して生産コストを低減することができる。

第２の特徴によれば、前記制御部（３００）は、前記オートシフトダウン制御を実行する際に、前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、シフトダウン動作中に前記クランク軸（２２）の回転数を上げる制御を実行するので、オートシフトダウン制御を実行する際に、変速クラッチが切れることでクランク軸が所定回転数を下回ることを防ぐことができる。

第３の特徴によれば、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、自動的にシフトアップを行うオートシフトアップ制御を実行するので、遠心クラッチが切断状態で惰性による加速中に、スロットルオンに伴ってクランク軸が所定回転数に達すると、遠心クラッチが接続状態に切り替わる際に大きなエンジンブレーキがかかる可能性があるが、これに対応してオートシフトアップ制御でシフトアップしておくことで、スロットルオンに伴って発生するエンジンブレーキの効き具合を抑えることが可能となる。

第４の特徴によれば、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、前記クランク軸（２２）の回転数を前記所定回転数（Ｎｅ１）まで上げて前記遠心クラッチ（４５）を接続するので、遠心クラッチが切断状態で惰性による加速中に、スロットルオンに伴ってクランク軸が所定回転数に達すると、遠心クラッチが接続状態に切り替わる際に大きなエンジンブレーキがかかる可能性があるが、これに対応してクランク軸の回転数を上げて発進クラッチを接続しておくことで、スロットルオンに伴って急にエンジンブレーキがかかることを防ぐことができる。

第５の特徴によれば、エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、スロットル操作によって前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）に近づくと、前記シフトモータユニット（１００）を駆動して前記変速クラッチ（６０）を半接続状態とする半クラッチ制御を実行するので、遠心クラッチが切断状態で惰性による加速中に、スロットルオンに伴ってクランク軸が所定回転数に達すると、遠心クラッチが接続状態に切り替わる際に大きなエンジンブレーキがかかる可能性があるが、変速クラッチによる半クラッチ制御を行うことで、スロットルオンに伴って発生するエンジンブレーキの効き具合を抑えることが可能となる。

第６の特徴によれば、前記クランク軸（２２）の回転数を上げるためのＮｅ制御装置（４００）が、スロットルバルブ（４０１）またはアイドルコントロールバルブ（４０２）であるので、新たな装置を付加することなく、既存の装置を用いてクランク軸の回転数を上げることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。 パワーユニットの左側面図である。 パワーユニットの一部断面平面図である。 シフトドラムおよびシフトスピンドルまわりの構成を示す断面図である。 本実施形態に係る変速制御装置の全体構成を示すブロック図である。 減速時オートシフトダウン制御の流れを示すタイムチャートである。 減速時オートシフトダウン制御の手順を示すフローチャートである。 惰行時オートシフトアップ制御の流れを示すタイムチャートである。 惰行時オートシフトアップ制御の手順を示すフローチャートである。 惰行時半クラッチ制御の手順を示すフローチャートである。 惰行時遠心クラッチ接続制御の流れを示すタイムチャートである。 惰行時遠心クラッチ接続制御の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車１の左側面図である。自動二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ３と、メインパイプ４と、センタフレーム５と、左右一対のリヤパイプ６と、左右一対のバックステー７とを備える。メインパイプ４は、車体フレーム２の前端に位置するヘッドパイプ３から斜め後方下方に延びている。センタフレーム５は、メインパイプ４の後部から左右に広がって下方に延びている。左右一対のリヤパイプ６は、センタフレーム５よりも前方の位置で、メインパイプ４から斜め後方上方に延出した後、略水平に屈曲して後方に延びている。左右一対のバックステー７は、左右に広がったセンタフレーム５の左右側部とリヤパイプ６の後部との間に介装されている。

ヘッドパイプ３には、ステアリングシャフト８が回転自在に軸支されている。ステアリングシャフト８の下側には、サスペンションを備えたフロントフォーク９が延設されている。フロントフォーク９の下端には、前輪ＷＦが軸支されている。ステアリングシャフト８の上部には、左右に展開したハンドルバー８ｂが取り付けられている。スイングアーム１１の前端部は、ピボット軸１０によってセンタフレーム５に軸支されている。後方に延出するスイングアーム１１の後端には、後輪ＷＲが軸支されている。スイングアーム１１の後部とリヤパイプ６との間には、リヤクッション１２が介装されている。

メインパイプ４の下方には、メインパイプ４およびセンタフレーム５に支持されるパワーユニットＰが配設されている。パワーユニットＰは、ユニットケース２０と、ユニットケース２０に一体的に構成されたエンジン２１および変速装置５０とを備えている。ドライブスプロケット１３は、パワーユニットＰの出力軸に固定されている。ドライブスプロケット１３と、後輪ＷＲ側のドリブンスプロケット１４との間には、ドライブチェーン１５が架け渡されている。

リヤパイプ６の傾斜部には、燃料タンク１６が配設されている。シート１７は、燃料タンク１６およびリヤパイプ６の後側水平部の上を覆っている。車体カバー１８は、車体フレーム２のほぼ全体を覆っている。センタフレーム５の下端部には、メインスタンド１９の基端部が軸支されている。

パワーユニットＰは、ユニットケース２０の前側にエンジン２１が配置されると共に、ユニットケース２０の後側に変速装置５０が配置されて構成される。エンジン２１は、４サイクルの空冷単気筒であり、変速装置５０は４段変速の変速ギア噛合機構である。

エンジン２１は、クランクケースとして機能するユニットケース２０を備える。クランク軸２２は、車幅方向に指向してユニットケース２０に回転自在に軸支されている。ユニットケース２０の前部には、シリンダブロック２３とシリンダヘッド２４とが一体に締結されている。シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４は、前方に向けて突出している。シリンダヘッド２４の天面には、シリンダヘッドカバー２５が被せられている。

吸気管２６は、シリンダヘッド２４の上面から上方に延出してエアクリーナボックス２８に接続されている。エアクリーナボックス２８は、スロットルボディ２７を介してメインパイプ４の前部に配設されている。

シリンダヘッド２４の下面から下方に延出する排気管３０は、ユニットケース２０の下方を通って車体後方に伸びて、車幅方向右側のマフラ３１に接続されている。ユニットケース２０の下面には、ステップバー３３が固定されている。ドライブスプロケット１３の上方には、変速制御部の指令に伴って変速動作を行うシフトモータユニット１００が配設されている。

図２は、パワーユニットＰの左側面図である。ユニットケース２０に軸支されて車幅方向に指向するクランク軸２２の軸線上には、発進クラッチ４５が配設されている。クランク軸２２の後方には、変速ギヤを軸支するメイン軸５１およびカウンタ軸５２が配設されている。メイン軸５１の下方の位置には、シフトスピンドル５５が配設されており、シフトスピンドル５５の左端部はユニットケース２０から突出している。

スプロケットカバー５３に取り付けられるシフトモータユニット１００は、モータ部１０１の前部に減速機ケース１０２を取り付けた構成とされ、減速機ケース１０２の前部に出力軸１０３が突出している。出力軸１０３には、揺動アーム１０４を介してシフトロッド１０４が連結されており、出力軸１０３の回動動作に応じてシフトロッド１０４が上下動すると、シフトロッド１０４の下端部に連結される揺動アーム１０５が、シフトスピンドル５５を正転側または逆転側に回動させて変速動作が行われる。

メイン軸５１の同軸上には、シフトスピンドル５５の回動動作に連動して駆動力の切断および接続を行う変速クラッチ６０が配設されている。変速動作の際には、シフトスピンドル５５をシフトアップ側およびシフトダウン側に回動させる場合のそれぞれにおいて、回動動作に伴って変速クラッチ６０を切断状態に遷移させながら、変速ギヤが１段上または１段下のギヤに切り換えられる。

図３は、パワーユニットＰの一部断面平面図である。ユニットケース２０は、左ユニットケース２０Ｌおよび右ユニットケース２０Ｒの左右割りで構成されており、左ユニットケース２０Ｌと右ユニットケース２０Ｒとを一体化結合することで内空間が形成される。内空間は、前側にクランク室２０ｃを有し、後側に変速室２０ｍを有する。クランク室２０ｃには、左右ユニットケース２０Ｌ，２０Ｒに主軸受２２ｂを介してクランク軸２２が回転自在に軸支されている。変速室２０ｍには、変速装置５０等の変速機構が収容される。

シリンダブロック２３内に一体成型されたシリンダライナ２３ｃの中には、ピストン３５が往復して摺動する。ピストン３５とクランク軸２２とは、コンロッド３６によって連接されて、クランク機構を構成している。

左ユニットケース２０Ｌから左側方へ突出する左側クランク軸部２２Ｌには、主軸受２２ｂの近傍に、動弁駆動系の駆動スプロケット４０が嵌着されている。左側クランク軸部２２Ｌの左端には、ＡＣジェネレータ４１が設けられている。駆動スプロケット４０とＡＣジェネレータ４１との間には、始動機構の被動ギア４２が嵌着されている。左ユニットケース２０Ｌの左側に突設されるＡＣジェネレータ４１は、左側ユニットケースカバーであるＡＣＧカバー４３によって左側から覆われる。

一方、右ユニットケース２０Ｒから右側方へ突出する右側クランク軸部２２Ｒには、遠心式の発進クラッチ４５が設けられている。発進クラッチ４５は、右側クランク軸部２２Ｒに一体に固着されたクラッチインナ４５ｉの周りを、クラッチアウタ４５ｏが回転自在に支持されることで構成されている。クランク軸２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１（例えば、２５００ｒｐｍ）を越えると、クラッチインナ４５ｉのクラッチシューがクラッチアウタ４５ｏに圧接されて動力が伝達される。

右側クランク軸部２２Ｒには、クラッチアウタ４５ｏの左側に接して共に回転するプライマリドライブギア４６が、右側クランク軸部２２Ｒに回転自在に軸支されている。ユニットケース２０の後側の内空間である変速室２０ｍにおいては、メイン軸５１は、クランク軸２２の後方位置においてクランク軸２２と平行に延びて、左右ユニットケース２０Ｌ，２０Ｒに一対の軸受５１ｂを介して回転自在に軸支されている。メイン軸５１のさらに後方においては、カウンタ軸５２は、メイン軸５１と平行に延びて、左右ユニットケース２０Ｌ，２０Ｒに一対の軸受５２ｂを介して回転自在に軸支されている。クランク軸２２、メイン軸５１、カウンタ軸５２は、この順に前方から後方へ並んで配設されている。

変速装置５０は、メイン軸５１上に配列されるギア列５１Ｇと、カウンタ軸５２上に配列されるギア列５２Ｇとの１速段から４速段の各ギア同士が互いに、常時噛み合って構成されている。ギア列５１Ｇ及びギア列５２Ｇうちの一方は、軸と共に回転し、それらの他方は、軸に対して自由に回転する。

そして、メイン軸５１上のギア列５１Ｇのうちのセレーション嵌合したシフタギア５１ｇｓが軸方向に移動して隣のギアと断接することと、カウンタ軸５２上のギア列５２Ｇのうちのセレーション嵌合したシフタギア５２ｇｓが軸方向に移動して隣りのギアと断接することとの組み合わせによって、１速段から４速段のいずれかの変速段またはニュートラル状態が確立する。

右ユニットケース２０Ｒから右側方に突出するメイン軸５１の端部には、変速クラッチ６０が設けられている。変速クラッチ６０のクラッチアウタ６１は、メイン軸５１にスリーブを介して相対回転自在に軸支されている。クラッチアウタ６１には、プライマリドリブンギア４７が緩衝部材４８を介して取り付けられている。プライマリドライブギア４６は、これと噛み合うプライマリドリブンギア４７をクラッチアウタ６１と共に減速して回転する。

メイン軸５１の右端には、クラッチインナ６２が一体に嵌着されている。クラッチインナ６２の周壁部の外周にセレーション嵌合する複数の駆動摩擦板６３と、クラッチアウタ６１の周壁部の内周にセレーション嵌合する被駆動摩擦板６４とは、交互に軸方向に配列されている。プレッシャプレート６５は、プレッシャプレート６５とクラッチインナ６２の円板外周部との間に、駆動摩擦板６３および被駆動摩擦板６４を挟んだ状態で、クラッチインナ６２に軸方向に摺動自在に支持されている。

軸方向に摺動自在のプレッシャプレート６５は、クラッチアウタ６１の内部において、クラッチインナ６２よりも軸方向内側に位置する。クラッチインナ６２の円板部においては、周方向に複数穿孔された貫通孔を、プレッシャプレート６５から突出した複数の支持ボス６５ｂが貫通している。支持ボス６５ｂの先端には、環状のレリーズフランジ６６がボルト６７により締結されている。

レリーズフランジ６６とクラッチインナ６２との間には、皿バネ状のクラッチバネ６８が介装されている。このクラッチバネ６８によりレリーズフランジ６６と一体に、プレッシャプレート６５が右方向に付勢される。プレッシャプレート６５は、クラッチインナ６２との間で駆動摩擦板６３および被駆動摩擦板６４を挟み込む。これにより、変速クラッチ６０が接続状態に保持され、クラッチアウタ６１の回転がクラッチインナ６２に、すなわちメイン軸５１に伝達される。

一方、シフトスピンドル５５の回動動作に伴って、変速クラッチ作動機構７０が軸方向に移動することでレリーズフランジ６６が左方に押され、クラッチバネ６８の付勢力に抗してプレッシャプレート６５が左方に移動すると、プレッシャプレート６５とクラッチインナ６２との間隔は拡がる。これにより、駆動摩擦板６３，被駆動摩擦板６４の挟み込みは緩み、変速クラッチ６０の接続状態は解除される。

エンジン２１のクランク軸２２の回転は、発進クラッチ４５および変速クラッチ６０を経て、変速装置５０のメイン軸５１に伝達される。右側クランク軸部２２Ｒの右端に設けられる発進クラッチ４５と、メイン軸５１の右端に設けられる変速クラッチ６０とは、右側ユニットケースカバー４９で右側から覆われる。左ユニットケース２０Ｌを左方に貫通したカウンタ軸５２の端部に嵌着されたドライブスプロケット１３は、スプロケットカバー５３で左側から覆われる。

図４は、シフトドラム９０およびシフトスピンドル５５まわりの構成を示す断面図である。この図では、メイン軸５１、カウンタ軸、シフトドラム９０およびシフトスピンドル５５を通る断面を示している。変速装置５０は、シフトスピンドル５５と、マスターアーム８３と、ギアシフトアーム８１と、シフトリターンスプリング８５と、プリロードストッパカラー５６と、蓄力スプリング５７と、蓄力カラー７１と、クラッチレバー７２とを備える。

シフトスピンドル５５は、左右ユニットケース２０Ｌ，２０Ｒを左右方向に貫通し、さらに右側部が右側ユニットケースカバー４９の軸受ボス部４９ａを貫通し、回転自在に軸支されている。シフトスピンドル５５の回動動作は、変速クラッチ作動機構７０および変速作動機構８０を共に駆動する。変速クラッチ作動機構７０は、変速クラッチ６０を作動して変速クラッチ６０の切断および接続を行う。変速作動機構８０は、変速装置５０を作動して変速段の切り換えを行う。クラッチレバー７２は、右側ユニットケースカバー４９の軸受ボス部４９ａの近傍の位置でシフトスピンドル５５に固定されている。

変速クラッチ６０の環状のレリーズフランジ６６の内周面には、ボールベアリング７５の外輪が嵌着されている。ボールベアリング７５の内輪には、作動レバー７４の回動中心の基端突出部７４ａが嵌入して固着されている。基端突出部７４ａは、先端小径部と大径部とからなる２段構造を有する。基端突出部７４ａの先端小径部は、ボールベアリング７５の内輪に嵌入されている。作動レバー７４の回動する係合カム孔７４ｃには、クラッチレバー７２の先端に突設されたローラ７３が係合している。

クラッチ調整ボルト７６は、右側ユニットケースカバー４９のメイン軸５１の延長上に固着されている。クラッチ調整ボルト７６は、作動レバー７４の基端突出部７４ａの大径部に右側から挿入され、作動レバー７４を回動自在に且つ軸方向に摺動自在に支持している。作動レバー７４の基端突出部７４ａの周囲の基端円板部７４ｂには、クラッチリフタプレート７７が、右側ユニットケースカバー４９に回動を規制されると共にクラッチ調整ボルト７６に支持されている。作動レバー７４は、回動を規制されたクラッチリフタプレート７７に対して相対的に回動自在であり、軸方向に移動可能である。作動レバー７４は、変速クラッチ６０のクラッチバネ６８の付勢力がボールベアリング７５を介して作用することで、右方向に付勢されている。

変速クラッチ作動機構７０は、変速クラッチ６０の外側（右側）でかつ右側ユニットケースカバー４９の内側（左側）に配設されている。一方、変速装置５０を作動して変速段の切り換えを行う変速作動機構８０は、変速クラッチ６０の内側（左側）に配設される。

シフトフォーク９１，９２は、変速装置５０のメイン軸５１上のシフタギア５１ｇｓおよびカウンタ軸５２上のシフタギア５２ｇｓを軸方向に移動する。シフトフォーク９１，９２は、メイン軸５１とカウンタ軸５２との間の上方位置において、左右ユニットケース２０Ｌ，２０Ｒの間に回動自在に架設されたシフトドラム９０の回動に伴って動作する。

シフトフォーク９１，９２は、基端部において、シフトドラム９０に相対的に回動自在に軸支される。シフトフォーク９１，９２は、基端部に突設された係合ピン９１ｐ，９２ｐを、シフトドラム９０の外周面に形成された所定形状のシフト溝に摺動自在に係合している。シフトフォーク９１，９２の各先端部は、シフタギア５１ｇｓ，５２ｇｓにそれぞれ係合している。これにより、シフトドラム９０が回動すると、シフト溝に案内されて軸方向に移動する係合ピン９１ｐ，９２ｐを介して、シフトフォーク９１，９２が軸方向に移動し、変速装置５０の変速段の切り換えが行われる。

シフトドラム９０の右端は、外周面において、右ユニットケース２０Ｒに摺動自在に支持されている。シフトドラム９０の右側壁９０ｒは、右ユニットケース２０Ｒの軸受開口から右側に露出している。右側壁９０ｒの中央ボス部には、星型プレート９３がボルト９４により固定されている。右側壁９０ｒのボルト９４の周りには、５本の係止ピン９５が植設されている。係止ピン９５は、右側壁９０ｒと星型プレート９３との間に設けられる。変速作動機構８０と変速クラッチ作動機構７０の双方を駆動させるシフトスピンドル５５は、シフトモータユニット１００（図２参照）によって回動される。

右側ユニットケースカバー４９の軸受ボス部４９ａを貫通したシフトスピンドル５５の右端部には、シフトスピンドル５５の回動角度を検出するシフトスピンドルセンサ２０２が設けられている。一方、シフトスピンドル５５の左ユニットケース２０Ｌを貫通した左側部には、シフトロッド１０４を連結するための揺動アーム１０５が固定される。

上記した構成によれば、シフトモータユニット１００によってシフトスピンドル５５が回動されると、変速クラッチ作動機構７０が変速クラッチ６０を一時的に切断すると共に、変速作動機構８０が変速装置５０を駆動して変速段の切換えが行われる。

図５は、本実施形態に係る変速制御装置の全体構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。制御部としての変速制御部３００は、エンジン２１の回転数Ｎｅを制御するＮｅ制御部３０１と、車速、エンジン回転数ＮｅおよびＴｈ（スロットル）開度と変速タイミングとの関係を規定する変速マップ３０１とを含む。本実施形態に係る自動二輪車１は、変速マップ３０１に基づいて自動的にシフトアップおよびシフトダウンを行うオートマチック変速のほか、ハンドルバー８ｂの近傍に設けられたシフトスイッチ（不図示）によって変速操作が行えるセミオートマチック変速が可能とされている。

変速制御部３００には、エンジン回転数Ｎｅを検出するＮｅセンサ２００、シフトドラム９０の回動角度から変速装置の変速段位を検出するギヤポジションセンサ２０１、シフトスピンドル５５の回動角度を検出するシフトスピンドルセンサ２０２、自動二輪車１の車速を検出する車速センサ２０３、運転者が操作するスロットルグリップの回動角度を検出するＴｈ開度センサ２０４からの情報が入力される。

変速制御部３００は、Ｎｅセンサ２００等からの情報および変速マップ３０２に基づいてシフトモータユニット１００を駆動する。シフトモータユニット１００によって回動されるシフトスピンドル５５は、回動動作に伴って変速クラッチ６０を切断すると共に変速装置５０の変速ギヤを１段上または１段下に切り換える。変速が終了してシフトスピンドル５５が中立位置に戻る動作に合わせて、変速クラッチ６０も接続状態に復帰する。

一方、本実施形態に係る変速制御部３０１は、Ｎｅ制御部３０１によってＮｅ制御装置４００を駆動することで、運転者のスロットル操作に関わらず、エンジン２１のエンジン回転数Ｎｅを任意に上昇させることを可能とする。Ｎｅ制御装置４００は、スロットルバイワイヤによるスロットルバルブ４０１またはアイドルコントロールバルブ４０２とすることができる。

本実施形態に係るパワーユニットＰは、遠心クラッチ４０５の駆動側部材と被動側部材との間に、遠心作動式のワンウェイクラッチを適用していない。このようなワンウェイクラッチを備えたパワーユニットＰでは、減速に伴ってエンジン回転数Ｎｅが低下し、遠心クラッチが切断されても、ワンウェイクラッチでバックトルクが伝達されることでエンジンブレーキが確保されていた。これに対し、ワンウェイクラッチを廃止すると、減速に伴って遠心クラッチが切れると同時にエンジンブレーキが作用しなくなるので、早い段階で空走感が生じることとなる。このような、ワンウェイクラッチを廃止することによる影響が他にも複数あるところ、本願発明では、変速制御装置３００による制御態様の工夫によって、その影響を抑えることを可能としている。以下、図６〜１２を参照して、変速制御部３００の動作を説明する。

図６は、減速時オートシフトダウン制御の流れを示すタイムチャートである。また、図７は減速時オートシフトダウン制御の手順を示すフローチャートである。

減速時オートシフトダウン制御とは、スロットルオフでの減速に伴ってエンジン回転数Ｎｅが低下する際に、ワンウェイバルブを有する場合に比して早いタイミングでエンジンブレーキが効かなくなることを防ぐために、自動的にシフトダウンを行う制御である。

図６のタイムチャートでは、上から順に、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、Ｎｅ上昇手段の作動状態、変速クラッチ容量Ｃ、ギヤ段の状態を示している。

時刻ｔ＝０では、２速ギヤが選択された状態で、車両が減速中である。時刻ｔ１では、エンジン回転数Ｎｅがオートシフトダウン開始回転数Ｎｅ３を下回ることでシフトモータユニット１００によるオートシフトダウン動作が開始され、変速クラッチ６０が切断容量Ｃ１に向かって駆動を開始する。次に、時刻ｔ２では、ギヤ段が２速から１速へ変速を開始する。

時刻ｔ３では、エンジン回転数Ｎｅが、Ｎｅ上昇制御開始回転数Ｎｅ２を下回ることで、Ｎｅ上昇手段としてのＮｅ制御装置４００の駆動が開始される。これにより、変速クラッチ６０が切断されている間のエンジン回転数Ｎｅの低下が防止される。その結果、変速クラッチ６０が切断されてエンジン回転数Ｎｅが低下することで発進クラッチ４５が切断されることを防ぐことができる。

時刻ｔ４では、ギヤ段の１速への切り替えが完了し、時刻ｔ５では、変速クラッチ６０が接続方向に駆動を開始する。これにより、１速ギヤでの駆動力伝達が開始されてエンジンブレーキによりエンジン回転数Ｎｅが上昇することとなる。その結果、二点鎖線で示すようにエンジン回転数Ｎｅが遠心クラッチ接続回転数Ｎｅ１を下回ることがなくなり、減速中のエンジンブレーキが維持されることとなる。

図７のフローチャートを参照して、ステップＳ１では、ギヤポジションセンサ２０１により、変速ギヤが２速または３速または４速であるか否かが判定される。ステップＳ１で肯定判定されると、ステップＳ２では、エンジン回転数Ｎｅがオートシフトダウン開始回転数Ｎｅ３を下回ったか否かが判定される。ステップＳ２で肯定判定されると、ステップＳ３に進み、オートシフトダウン制御が開始される。

次に、ステップＳ４では、オートシフトダウン制御に伴って変速クラッチ４５が切断されたことが判定される。変速クラッチ４５の切断状態は、クランク軸２２とメイン軸５１との回転差や変速クラッチ４５の作動レバー７４の移動量等により判定できる。

ステップＳ５では、変速クラッチ４５が接続されたか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ６では、エンジン回転数ＮｅがＮｅ上昇制御開始回転数Ｎｅ２を下回ったか否かが判定され、肯定判定されると、ステップＳ７に進む。ステップＳ６で否定判定されると、ステップＳ５の判定に戻る。

ステップＳ７では、Ｎｅ制御装置４００によるＮｅ上昇制御が開始される。そして、ステップＳ８で変速クラッチ６０の接続判断が行われると、ステップＳ９でＮｅ上昇制御が終了し、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ１，Ｓ２で否定判定される、または、ステップＳ５で肯定判定されると、そのまま一連の制御を終了する。

図８は、惰行時オートシフトアップ制御の流れを示すタイムチャートである。また、図９は惰行時オートシフトアップ制御の手順を示すフローチャートである。また、図１０は惰行時半クラッチ制御の手順を示すフローチャートである。

ここで、惰行時オートシフトアップ制御とは、遠心クラッチが切断された状態で下り坂を惰性加速している際に、スロットル操作が行われて遠心クラッチが接続されると急なエンジンブレーキがかかることに備えて、スロットル操作が行われてもエンジンブレーキの影響を小さくするために予めシフトアップしておく制御である。

また、惰行時半クラッチ制御とは、遠心クラッチが切断された状態で下り坂を惰性加速している際に、スロットル操作が行われて遠心クラッチが接続されることで急なエンジンブレーキがかかることを防ぐために、スロットル操作に伴って遠心クラッチが接続される際に発進クラッチを半クラッチ状態として、エンジンブレーキの影響を小さくする制御である。

図８のタイムチャートでは、上から順に、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、Ｔｈ開度、クランク軸トルクＴ、変速クラッチ容量Ｃ、ギヤ段の状態を示している。

時刻ｔ＝０では、１速ギヤが選択され、かつ発進クラッチ４５が切断された状態で、下り坂で車両が加速中である。時刻ｔ１０では、車速Ｖがオートシフトアップ開始車速Ｖ１を上回ることでシフトモータユニット１００によるシフトアップ動作が開始され、変速クラッチ６０が切断容量Ｃ１に向かって駆動を開始する。次に、時刻ｔ１１では、ギヤ段が１速から２速へ変速を開始する。そして、時刻ｔ１２では、２速への変速が完了し、時刻ｔ１３では、変速クラッチ６０が接続状態に復帰する。これにより、オートシフトアップ制御が完了し、運転者によるスロットルオン操作があった場合にも急に大きなエンジンブレーキがかかることを防ぐことができる。

次に、時刻ｔ１４では、運転者によるスロットルオン操作が開始される。本実施形態では、オートシフトアップ制御に併せて、スロットルオン操作があった際には、変速クラッチ６０を半クラッチ制御することで、さらにエンジンブレーキの影響を低減できるように構成されている。

時刻ｔ１４でスロットルオン操作がなされてエンジン回転数Ｎｅが上昇を開始すると、時刻ｔ１５において、遠心クラッチ接続回転数Ｎｅ１を上回ってエンジンブレーキがかかり始める。これに合わせて、変速制御部３００は、シフトモータユニット１００を駆動してシフトスピンドル５５を少しだけ回動させて変速クラッチ６０を半クラッチ状態とする。この惰性時半クラッチ制御によれば、二点鎖線で示すようなエンジン回転数Ｎｅおよびクランク軸トルクＴの大きな変動を抑えることができ、スロットルオンに伴うエンジンブレーキの影響が低減される。時刻ｔ１６では、惰行時半クラッチ制御の終了に伴い、変速クラッチ６０が接続状態に復帰する。

図９のフローチャートを参照して、ステップＳ１０では、発進クラッチ４５が切断状態にあるか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、車速Ｖがオートシフトアップ開始車速Ｖ１（例えば、１５ｋｍ／ｈ）を上回ったか否かが判定される。そして、ステップＳ１２では、オートシフトアップ制御が実行される。なお、ステップＳ１０，Ｓ１１で否定判定されると、そのまま一連の制御を終了する。

次に、図１０のフローチャートを参照して、ステップＳ２０では、発進クラッチ４５が切断中かつ車速Ｖが惰行時半クラッチ制御許可車速Ｖ２以上であるか否かが判定される。ステップＳ２０の判定は、エンジンブレーキが強く発生する可能性がある高車速領域でのみ惰行時半クラッチ制御を実行するための判定である。

ステップＳ２０で肯定判定されると、ステップＳ２１では、運転者によるスロットル操作によりスロットル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈ１（例えば、２０度）を上回ったか否かが判定される。ステップＳ２１で肯定判定されるとステップＳ２２に進み、惰行時半クラッチ制御による変速クラッチ６０の半クラッチ制御が開始される。ステップＳ２３では、半クラッチ状態から徐々に変速クラッチ６０が接続されることでクランク軸２２とメイン軸５１との回転差が収束したことが判定され、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、惰行時半クラッチ制御が完了し、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ２０，Ｓ２１で否定判定されると、そのまま一連の制御を終了する。

図１１は、惰行時遠心クラッチ接続制御の流れを示すタイムチャートである。また、図１２は、惰行時遠心クラッチ接続制御の手順を示すフローチャートである。

惰行時遠心クラッチ接続制御とは、遠心クラッチが切断された状態で下り坂を惰性加速している際に、スロットル操作が行われて遠心クラッチが接続されることで急なエンジンブレーキがかかることを防ぐために、惰性加速をし始めた際に自動的にエンジン回転数Ｎｅを上昇させて発進クラッチ４５を接続する制御である。

図１１のタイムチャートでは、上から順に、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、Ｎｅ上昇手段の作動状態、クランク軸トルクＴの状態を示している。

時刻ｔ＝０では、発進クラッチ４５が切断された状態で、下り坂で車両が加速中である。時刻ｔ２０では、車速Ｖが惰行時遠心クラッチ接続制御開始車速Ｖ３を上回ることで、Ｎｅ制御装置４００によるエンジン回転数Ｎｅの上昇制御が開始される。時刻ｔ２１では、惰行時遠心クラッチ接続制御により、エンジン回転数Ｎｅが遠心クラッチ接続回転数Ｎｅ１を上回ってエンジンブレーキがかかり始め、クランク軸トルクＴがマイナスに転じる。時刻ｔ２２では、クランク軸２２とメイン軸５１の回転差が収束してエンジンブレーキの影響が弱まったことで、エンジン回転数Ｎｅの上昇制御が終了する。

図１２のフローチャートを参照して、ステップＳ３０では、発進クラッチ４５が切断中であるか否かが判定される。ステップＳ３０で肯定判定されると、ステップＳ３１に進み、車速Ｖが惰行時遠心クラッチ接続制御開始車速Ｖ３を上回ったか否かが判定される。ステップＳ３１で肯定判定されると、ステップＳ３２に進んで、Ｎｅ制御装置４００によるＮｅ上昇制御が実行される。そして、ステップＳ３３で発進クラッチ４５の接続判断がなされると、ステップＳ３４においてＮｅ上昇制御を完了し、一連の制御が終了する。

なお、自動二輪車の形態、パワーユニット、エンジンおよび変速装置の形態、遠心クラッチや遠心クラッチの形状や構造、シフトモータユニットの形態等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る変速制御装置は、鞍乗型の三輪車や四輪車等に適用することが可能である。

１…自動二輪車、２１…エンジン、２２…クランク軸、４５…発進クラッチ、５０…変速装置、６０…変速クラッチ、１００…シフトモータユニット、３００…制御部、４００…Ｎｅ制御装置、４０１…スロットルバルブ、４０２…アイドルコントロールバルブ、Ｎｅ１…遠心クラッチ接続回転数（所定回転数）

Claims (6)

1. エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、
   前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、
   前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、
   前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、
   前記制御部（３００）は、車両の減速中に前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、自動的にシフトダウンを行うオートシフトダウン制御を実行することを特徴とする変速制御装置。
2. 前記制御部（３００）は、前記オートシフトダウン制御を実行する際に、前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）を下回らないように、シフトダウン動作中に前記クランク軸（２２）の回転数を上げる制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
3. エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、
   前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、
   前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、
   前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、
   前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、自動的にシフトアップを行うオートシフトアップ制御を実行することを特徴とする変速制御装置。
4. エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、
   前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、
   前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、
   前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、
   前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、前記クランク軸（２２）の回転数を前記所定回転数（Ｎｅ１）まで上げて前記遠心クラッチ（４５）を接続することを特徴とする変速制御装置。
5. エンジン（２１）のクランク軸（２２）と変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記クランク軸（２２）が所定回転数（Ｎｅ１）を上回ることで切断状態から接続状態に切り替わって駆動力を伝達する遠心式の発進クラッチ（４５）と、
   前記発進クラッチ（４５）と前記変速装置（５０）との間に配設されると共に、前記変速装置（５０）の変速動作中に接続状態から切断状態に切り替わる変速クラッチ（６０）と、
   前記変速装置（５０）の変速動作を行うシフトモータユニット（１００）と、
   前記シフトモータユニット（１００）を制御する制御部（３００）とを含む変速制御装置において、
   前記制御部（３００）は、前記遠心クラッチ（４５）が切断状態で加速している際に、スロットル操作によって前記クランク軸（２２）が前記所定回転数（Ｎｅ１）に近づくと、前記シフトモータユニット（１００）を駆動して前記変速クラッチ（６０）を半接続状態とする半クラッチ制御を実行することを特徴とする変速制御装置。
6. 前記クランク軸（２２）の回転数を上げるためのＮｅ制御装置（４００）が、スロットルバルブ（４０１）またはアイドルコントロールバルブ（４０２）であることを特徴とする請求項２または４に記載の変速制御装置。

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