JP2023151212A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力により動力伝達経路を切り替えて変速する変速機構を備える車両において、変速の際に運転者が違和感を覚えることを従来よりも抑制すること。
【解決手段】車両は、駆動源と、駆動源側の第１の軸の回転を変速して駆動輪側の第２の軸に伝達する変速機構と、駆動源の出力トルクを制御する制御手段と、を備える。変速機構は、遠心力により動力伝達経路を切り替えることで、第１の変速比と第１の変速比よりも小さい第２の変速比との間で変速比を切り替え可能である。制御手段は、変速機構の変速比が第１の変速比から第２の変速比に切り替わる場合に駆動源の出力トルクを増加させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に関する。

従来、モータと駆動輪の間の動力伝達経路を断接する遠心クラッチと、この遠心クラッチからの動力を減速して駆動輪へ伝達する減速機構を有する車両が提案されている（特許文献１）。

特開２０１２－１７１５４８号公報

ところで、発進時等に大きな駆動力を得るために、モータ等の駆動源と駆動輪の間に変速機構を設けることが考えられる。変速機構の一例としては、遠心力を利用してモータ及び駆動輪間の動力伝達経路を切り替えて変速を行うものが挙げられる。しかし、このような変速機構においては、変速中に、すなわち動力伝達経路が切り替わる際に、駆動力が低下することがある。変速中に駆動力が低下すると、運転者が違和感を覚えることがある。

本発明は、遠心力により動力伝達経路を切り替えて変速する変速機構を備える車両において、変速の際に運転者が違和感を覚えることを従来よりも抑制する技術を提供する。
技術を提供する。

本発明によれば、
駆動源と、
前記駆動源側の第１の軸の回転を変速して駆動輪側の第２の軸に伝達する変速機構と、
前記駆動源の出力トルクを制御する制御手段と、を備え、
前記変速機構は、遠心力により動力伝達経路を切り替えることで、第１の変速比と前記第１の変速比よりも小さい第２の変速比との間で変速比を切り替え可能であり、
前記制御手段は、前記変速機構の変速比が前記第１の変速比から前記第２の変速比に切り替わる場合に前記駆動源の前記出力トルクを増加させる、
ことを特徴とする車両が提供される。

本発明によれば、遠心力により動力伝達経路を切り替えて変速する変速機構を備える車両において、変速の際に運転者が違和感を覚えることを従来よりも抑制することができる。

車両の一例としてのユニットスイング式の自動二輪車の側面図。 パワーユニットの内部構造を示す断面図。 車両のハードウェア構成を説明するためのブロック図。 処理部が実行する制御の概要を示すフローチャート。 処理部が実行する制御の具体例を示すフローチャート。 （Ａ）及び（Ｂ）は処理部が実行する制御の具体例を示すフローチャート。 （Ａ）は比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合と出力トルクの増加量の関係を例示する図、（Ｂ）は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合と出力トルクの減少時の変化の割合の関係を例示する図。 変速機構において変速が行われる際の出力トルクの推移を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。

＜車両の概要＞
図１は、車両の一例としてのユニットスイング式の自動二輪車１（以下、単に車両１と表記する）の側面図である。車両１は、ハンドル２によって操向される前輪３と、動力源を含むパワーユニット１０によって駆動される後輪４とを備えている。本実施形態の車両１は、シート８に着座した乗員が足を載せるステップフロア９を有するスクータ型の車両である。しかしながら、他の形式の鞍乗型車両や四輪の乗用車等にも本実施形態の特徴を適用可能である。また、後述するよう本実施形態の車両１はモータ３０を駆動源とする電動車両であるが、内燃機関を駆動源とする車両にも本実施形態の特徴を適用可能である。車両１は、その骨格をなす車体フレーム１１を含む。

車体フレーム１１は、複数種の鋼材を溶接等により一体に接合して形成されている。車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２と、メインフレーム１３と、ダウンフレーム１４と、シートフレーム１５と、サポートフレーム１６と、を含む。ヘッドパイプ１２は、車体フレーム１１の前端部に位置する。メインフレーム１３は、ヘッドパイプ１２から後方かつ下方へ斜めに延びる。左右一対のダウンフレーム１４は、ヘッドパイプ１２の下部からメインフレーム１３よりも急傾斜で後方かつ下方へ斜めに延びてその下端から後方へ向けて実質的に水平に延びた後、その後端から後方かつ上方へ斜めに延びる。左右一対のシートフレーム１５は、メインフレーム１３の上下中間部から後方かつ上方へ斜めに延びて左右一対のダウンフレーム１４の後上端に連結されるとともにその連結部から後方かつ上方へ斜めに延びる。サポートフレーム１６は、ダウンフレーム１４の後部から後方かつ上方へ斜めに延びてシートフレーム１５の後部に連結される。

ヘッドパイプ１２には、左右一対のフロントフォーク６が回転自在に軸支される。フロントフォーク６には、上端に設けられたトップブリッジを介して、操舵用のハンドル２が取り付けられている。また、左右一対のフロントフォーク６は、前輪３を回転自在に支持している。また、車体フレーム１１の外周は車体カバー５で覆われている。

パワーユニット１０は、車両１の後輪４を駆動するユニットである。パワーユニット１０は、スイングフレーム２０と、モータ３０と、変速機構４０（図２参照）とを一体化したスイング式動力ユニットである。パワーユニット１０の後端部には、後輪４の車軸４ａ（図２参照）が設けられており、モータ３０の回転駆動力が変速機構４０を介して車軸４ａに伝達されることで、車軸４ａに支持された後輪４が駆動して車両１が走行する。車軸４ａは、車幅方向と平行な軸線である車軸４ａの中心軸線（後輪軸線）を中心に回転する。

スイングフレーム２０は、モータ３０及び変速機構４０を支持する。モータ３０は、車両１の駆動源であり、後輪４の左側に配置されている。変速機構４０は、モータ３０から伝達された回転駆動力を変速して後輪４に伝達する。

スイングフレーム２０は、その前側端部において、リンク機構１９を介して車体フレーム１１の下部後側に揺動可能に支持されている。パワーユニット１０の後端とシートフレーム１５との間には、パワーユニット１０の揺動を減衰する左右一対のリアクッション７が掛け渡されている。

＜モータ＞
図２は、パワーユニット１０の内部構造を示す断面図である。モータ３０は、車両１の駆動源であり、駆動輪である後輪４を駆動する。モータ３０は、スイングフレーム２０に含まれるモータ収容部２３に収容されている。本実施形態のモータ３０は、インナーロータ形式のモータであり、モータ軸３１と、インナーロータ３２と、ステータ３３と、を備えている。しかしながら、他の形式のモータも適宜用いることができる。

モータ軸３１は、モータ３０の回転駆動力を出力する。モータ軸３１は、車幅方向を指向して、軸受３４ａ～３４ｃを介してモータ収容部２３に回転自在に支持されている。インナーロータ３２は、モータ出力軸３１に連結される。ステータ３３は、不図示の支持部によってモータ収容部２３に固定される。また、詳しくは後述するが、モータ軸３１の回転駆動力は、変速機構４０を介して後輪４の車軸４ａへと伝達される。なお、車軸４ａは、軸受４ｂ～４ｃを介してスイングフレーム２０の変速機構収容部２４に回転自在に支持される。

モータ３０には、不図示のバッテリが接続されている。バッテリは、モータ３０が後輪４を駆動するときに、モータ３０に電力を供給する。なお、モータ３０の制御は、例えば制御ユニット５０（図３参照）により行われ得る。

＜変速機構＞
変速機構４０は、駆動源側の軸の回転を変速して駆動輪側の軸に伝達する。本実施形態では、変速機構４０は、モータ軸３１の回転を変速して車軸４ａに伝達する。また、変速機構４０は、遠心力により動力伝達経路を切り替えることで、二つの変速比の間で変速比を切替可能な２速の変速機構である。変速機構４０は、スイングフレーム２０に含まれる変速機構収容部２４に収容される。変速機構４０は、遠心クラッチ部４１と、ワンウェイクラッチ４２と、遊星ギヤ部４３と、を含む。

遠心クラッチ部４１は、遠心力を利用して変速機構４０の動力伝達経路を切り替える。遠心クラッチ部４１は、クラッチインナ４１ａと、クラッチアウタ４１ｂと、遠心ウエイト４１ｃと、ギヤ４１ｄと、ギヤ４１ｅと、を含む。

クラッチインナ４１ａは、モータ軸３１に相対回転不能に連結される。モータ軸３１には遊星ギヤ部４３のリングギヤ４３ａと噛み合うギヤ４１ｄも相対回転不能に連結されているため、クラッチインナ４１ａはギヤ４１ｄと同じ回転数で回転する。

クラッチアウタ４１ｂは、モータ軸３１に相対回転自在に支持される。具体的には、ニードルベアリング４１ｆを介してモータ軸３１に相対回転自在に支持される筒状体４１ｇに、クラッチアウタ４１ｂの内周が固定される。この筒状体４１ｇには遊星ギヤ部４３のギヤ４３ｇと噛み合うギヤ４１ｅも設けられている。すなわち、クラッチアウタ４１ｂはギヤ４１ｅと同じ回転数で回転する。

複数の遠心ウエイト４１ｃは、クラッチインナ４１ａの複数箇所にそれぞれ回転可能に支持される。遠心ウエイト４１ｃは、不図示のバネによってクラッチアウタ４１ｂから離間する方向に付勢されており、モータ軸３１の回転により遠心ウエイト４１ｃに作用する遠心力がバネの付勢力を上回らない状態ではクラッチアウタ４１ｂから離間している。すなわち、クラッチインナ４１ａからクラッチアウタ４１ｂへと動力伝達が遮断される。一方、遠心ウエイト４１ｃに作用する遠心力がこのバネの付勢力を上回ると、遠心ウエイト４１ｃがクラッチアウタ４１ｂの内周に摩擦係合することで、クラッチインナ４１ａ及びクラッチアウタ４１ｂが接続状態となる。

＜ワンウェイクラッチ＞
ワンウェイクラッチ４２は、クラッチアウタ４１ｂの一方方向への回転を許容する一方で、その逆方向への回転を規制する。ワンウェイクラッチ４２の構造としては公知の技術を適用可能なため詳細な説明は省略する。一例として、ワンウェイクラッチ４２は、クラッチアウタ４１ｂの底部の外側面側に支持される複数の回り止め部材４２ａと、複数の回り止め部材４２ａと係合可能であり変速機構収容部２４に固定される規制部材４２ｂとを含む。そして、クラッチアウタ４１ｂが一方方向へ回転する際には回り止め部材４２ａ及び規制部材４２ｂの係合は解除され、クラッチアウタ４１ｂがその逆方向に回転する際には回り止め部材４２ａ及び規制部材４２ｂがクラッチアウタ４１ｂの回転をロックするように係合する。

＜遊星ギヤ部＞
遊星ギヤ部４３は、遠心クラッチ部４１から伝達された回転を減速して車軸４ａへと伝達する。遊星ギヤ部４３は、リングギヤ４３ａと、遊星ギヤ４３ｂと、遊星キャリア４３ｃと、サンギヤ４３ｄと、中間軸４３ｅと、軸受４３ｆと、ギヤ４３ｇと、筒軸４３ｈと、出力ギヤ４３ｉと、ボス部材４３ｊと、を含む。

リングギヤ４３ａは、中間軸４３ｅと同軸のリング部４３ａ１を含む。リング部４３ａ１は、中間軸４３ｅに相対回転自在に支持される円筒状のボス部材４３ｊに固定されている。また、リングギヤ４３ａは、遊星ギヤ４３ｂと噛み合う内側歯部４３ａ２と、ギヤ４１ｄと噛み合う外側歯部４３ａ３とを含む。すなわち、リングギヤ４３ａは、ギヤ４１ｄにより伝達されたモータ軸３１の回転を遊星ギヤ４３ｂへと伝達する。

複数の遊星ギヤ４３ｂは、リングギヤ４３ａと遊星キャリア４３ｃとの間において互いに離間して設けられる。遊星キャリア４３ｃは、複数の遊星ギヤ４３ｂを回転自在に支持する。遊星キャリア４３ｃは、車軸４ａに設けられる従動ギヤ４４と噛み合う出力ギヤ４３ｉに固定されており、出力ギヤ４３ｉとともに中間軸４３ｅに対して回転する。

サンギヤ４３ｄは、複数の遊星ギヤ４３ｂと噛み合い、中間軸４３ｅに相対回転自在に支持されている。さらにいえば、サンギヤ４３ｄは、二つの軸受４３ｆにより回転自在に支持される中間軸４３ｅに結合される筒軸４３ｈに固定されている。この筒軸４３ｈには遠心クラッチ部４１のギヤ４１ｅと噛み合うギヤ４３ｇも固定されている。すなわち、サンギヤ４３ｄはギヤ４３ｇと同じ回転数で回転する。

中間軸４３ｅは、二つの軸受４３ｆを介して変速機構収容部２４に回動自在に支持されている。

＜動力伝達経路の切り替え＞
モータ３０から車軸４ａへと回転が伝達される際の動力伝達経路の切り替えについて説明する。

まず、モータ軸３１の回転数が比較的低速で、遠心クラッチ部４１においてクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが摩擦係合していない状態について説明する。この状態では、モータ軸３１のギヤ４１ｄからリングギヤ４３ａへ回転が伝達されると、遊星ギヤ４３ｂを介してサンギヤ４３ｄへと、リングギヤ４３ａの回転方向へと反対方向への力が作用する。サンギヤ４３ｄは筒軸４３ｈを介してギヤ４３ｇと連結されているので、ギヤ４３ｇからギヤ４１ｅを介してクラッチアウタ４１ｂにモータ軸３１の回転方向と反対方向への力が作用する。しかし、クラッチアウタ４１ｂの反対方向への回転はワンウェイクラッチ４２により規制されるので、クラッチアウタ４１ｂ及びサンギヤ４３ｄは静止状態に保持される。したがって、複数の遊星ギヤ４３ｂが、静止したサンギヤ４３ｄの周りを遊星キャリア４３ｃとともに回転することになり、遊星キャリア４３ｃから出力ギヤ４３ｉ、従動ギヤ４４を介して車軸４ａへと回転が伝達される。このときの変速比（変速前（モータ軸３１）の回転数／変速後（車軸４ａ）の回転数）は、次に説明する状態（クラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが摩擦係合する状態）よりも大きい。以下、このときの変速比を「ＬＯＷ」と表記することがある。

次に、モータ軸３１の回転数が比較的高速で、遠心クラッチ部４１においてクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが摩擦係合している状態について説明する。この状態では、クラッチアウタ４１ｂは、遠心ウエイト４１ｃと摩擦係合することによってクラッチインナ４１ａとともにモータ軸３１の回転方向に回転することになる。すなわち、クラッチアウタ４１ｂは、ワンウェイクラッチ４２により回転が規制される方向と反対方向に回転する。すると、遊星ギヤ部４３においては、サンギヤ４３ｄがリングギヤ４３ａと同方向に回転することになる。結果として、遊星ギヤ部４３における各ギヤの回転差がなくなり（減少して）、「ＬＯＷ」のときよりも変速比が小さくなる。以下、このときの変速比を「ＨＩＧＨ」と表記することがある。

＜ハードウェア構成＞
図３は、車両１のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。制御ユニット５０は、処理部５１と、記憶部５２と、インタフェース部５３と、を備え、これらは互いに不図示のバスにより接続されている。処理部５１はＣＰＵ(Central Processing Unit)に代表されるプロセッサであり、記憶部５２に記憶されたプログラムを実行する。記憶部５２は、例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ハードディスク等であり、処理部５１が実行するプログラムの他、各種のデータが格納される。インタフェース部５３は、例えば、通信インタフェース及び／又はＩ／Ｏインタフェースであり、外部デバイス（モータ軸回数転センサ５４、車軸回転数センサ５５、アクセル操作量センサ５６、モータ３０）と処理部５１との間の信号の送受信を中継する。

制御ユニット５０は、例えばＥＣＵ(Electronic Control Unit)であってもよい。また、ここでは一つの制御ユニット５０が示されているが、複数の制御ユニット５０によって実現する機能を分担してもよい。また、制御ユニット５０の機能の少なくとも一部は、前述した態様の他、ＰＬＤ(Programmable Logic Device)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等、公知の半導体装置により実現されてもよい。

モータ軸回転数センサ５４は、モータ軸３１の回転数を検知する。車軸回転数センサ５５は、車軸４ａの回転数を検知する。アクセル操作量センサ５６は、運転者によるアクセル操作子５７（アクセルグリップ）の操作量を検知する。モータ軸回転数センサ５４及び車軸回転数センサ５５としては公知の技術を適宜用いることができる。なお、モータ軸回転数センサ５４は、レゾルバ等、モータ３０に内蔵されたものであってもよいし、モータ３０とは別に設けられたものでもよい。

制御ユニット５０の処理部５１は、通常、アクセル操作量センサ５６の検知結果に基づいてモータ３０の出力トルクを制御する。具体的には、アクセル操作量センサ５６の検知結果に基づいてモータ３０の駆動電流値を決定する。

さて、前述したように、変速機構４０はクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃの摩擦係合の有無によって変速比を切り替えている。２段変速を採用することで、発進時等の低速領域においてより大きな駆動力を得ることができるので、駆動源としてのエンジンのエンジンストール或いはモータのロックの発生を抑制することができる。その一方で、変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わる過程においては、クラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとの間に滑りが生じるため、トルクの伝達効率が低下し、車軸４ａに伝達される駆動力が低下してしまう場合がある。結果として、十分な駆動力を得られず運転者が違和感を覚えてしまう恐れがある。そこで、本実施形態では、処理部５１は、変速機構４０の変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わっていると判断した場合にはアクセル操作量に基づく出力トルクよりもモータ３０の出力トルクを増加させる。

＜制御例＞
図４は、制御ユニット５０の処理部５１が実行する制御の概要を示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、処理部５１が記憶部５２に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、本フローチャートは、車両１の走行時に所定の周期で実行される。また、本フローチャートが実行されている間、処理部５１は、アクセル操作子５７の操作量に基づいてモータ３０の出力トルクを制御しているものとする。なお、以下では、各ステップについて単にＳ１１等と表記する。

Ｓ１１において、処理部５１は、変速機構４０の状態を特定する。例えば、処理部５１は、モータ軸回転数センサ５４及び車軸回転数センサ５５の検知結果に基づいて、変速比が「ＬＯＷ」の状態、変速比が「ＨＩＧＨ」の状態、変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わっている状態、或いは変速比が「ＨＩＧＨ」から「ＬＯＷ」へ切り替わっている状態のいずれであるかを特定する。

Ｓ１２において、処理部５１は、Ｓ１１において特定した状態に基づき、変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わっていればＳ１３に進み、そうでなければフローチャートを終了する。

Ｓ１３において、処理部５１は、モータ３０の出力トルクを増加する。このように、処理部５１は、変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わる場合に駆動源であるモータ３０の出力トルクを増加させる。これにより、変速機構４０の変速の際に駆動力の低下により運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

図５は、制御ユニット５０の処理部５１が実行する制御の具体例を示すフローチャートである。
Ｓ２１において、処理部５１は、制御状態を取得する。例えば処理部５１は、モータ３０の出力トルクを増加させるトルク増加制御の実行中であるか、そうでないかについての情報を取得する。

Ｓ２２において、処理部５１は、車軸４ａの回転数（Ｎｏ）に対するモータ軸３１の回転数（Ｎｍ）の比（Ｎｍ／Ｎｏ）を特定する。例えば処理部５１は、モータ軸回転数センサ５４及び車軸回転数センサ５５の検知結果を受け付け、これらの値から比（Ｎｍ／Ｎｏ）を算出して特定する。

Ｓ２３において、処理部５１は、トルク増加制御を実行中であるかどうかを確認し、実行中であればＳ２４に進み、そうでなければＳ２６に進む。処理部５１はＳ２１で取得した制御状態に基づいてここでの判断を行う。

Ｓ２４において、処理部５１は、Ｓ２２で取得した比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値未満であるかどうかを確認し、閾値未満であればＳ２５に進み、そうでなければフローチャートを終了する。前回以前の制御周期においてすでにトルク増加制御を実行中であり、かつ、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値以上である場合には、トルクの増加が必要な状況が継続していると判断できる。よって、処理部５１は、今回の制御周期においてはトルク増加制御を終了することなくフローチャートを終了する。

Ｓ２５において、処理部５１は、実行中のトルク増加制御を終了する。ここでの閾値は、「ＨＩＧＨ」の変速比に基づいて設定される。例えば、「ＬＯＷ」の変速比がａ、「ＨＩＧＨ」の変速比がｂ（＜ａ）の場合、閾値をｃ（≧ｂ、ａ＞ｃ）に設定してもよい。詳しくは後述するが、このような閾値を設定することで、適切なタイミングで出力トルクの増加を終了することができ、運転者にとってより違和感のないフィーリングを実現することができる。

Ｓ２６において、処理部５１は、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」であるかどうかを確認し、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」である場合はＳ２７に進み、「Ｎｍ／Ｎｏ＝一定」である場合はフローチャートを終了する。なお、ここでは、所定時間における比（Ｎｍ／Ｎｏ）変動が所定の範囲内である場合に「Ｎｍ／Ｎｏ＝一定」と判断し、所定の範囲を超えて変動している場合は「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」と判断してもよい。ここで、トルク増加制御の実行中でない場合に本ステップが実行されることを踏まえると、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」となることは、変速機構４０の変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わり始めたことに対応する。

Ｓ２７において、処理部５１は、トルク増加制御を開始する。処理部５１はトルク増加制御が実行中でなく、かつ「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」の場合に、すなわち変速機構４０の変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替えが開始された場合にモータ３０の出力トルクを増加させる。つまり、処理部５１は、モータ軸回数転センサ５４及び車軸回転数センサ５５の検知結果に基づき特定した比（Ｎｍ／Ｎｏ）に基づいて、「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」への切り替えが開始されたと判断した場合に、出力トルクを増加させる。よって、検知した各軸の回転数に基づいて適切なタイミングで出力トルクを増加させることができる。

図６（Ａ）は、図５のＳ２７の具体的な処理例を示すフローチャートである。
Ｓ２７１において、処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合を取得する。処理部５１は、前回以前の制御周期においてＳ２２で特定した比（Ｎｍ／Ｎｏ）を記憶部５２に記憶しておき、所定時間における比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合を算出して取得する。なお、以下の説明においては、変化の割合が大きい（小さい）と表記した場合、単位時間当たりの変化量（傾き）の絶対値が大きい（小さい）ことを示すものとする。

Ｓ２７２において、処理部５１は、出力トルクの増加量を決定する。図７（Ａ）は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合と出力トルクの増加量の関係を例示する図である。例えば処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が小さいほど出力トルクの増加量が大きくなるように、出力トルクの増加量を決定する。なお、図７（Ａ）では比（Ｎｍ／Ｎｏ）に対する出力トルク増加量は線形に減少するが、減少の態様は限定されない。例えば、比（Ｎｍ／Ｎｏ）に対する出力トルクは、任意の曲線に従って減少してもよいし、階段状に（不連続に）減少してもよい。

Ｓ２７３において、処理部５１は、Ｓ２７２で決定した増加量分の、出力トルクの増加を開始する。本制御例によれば、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じた増加量分、出力トルクを増加させる。よって、走行状況に応じて出力トルクの増加量が決定されるので、よりスムーズな変速を実現することができる。例えば、車両１が上り坂を走行している場合、平坦な走行路（以下、平坦路と呼ぶ）を走行する場合と比較して比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が小さい（傾きが緩やか）になることが考えられる。このような場合には、「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」への変速が完了しにくい場合があるので、出力トルクの増加量を大きくすることで、スムーズな変速を実現することができる。

図６（Ｂ）は、図５のＳ２５の具体的な処理例を示すフローチャートである。
Ｓ２５１において、処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合を取得する。処理部５１は、ここではＳ２７１と同様の処理を行い得る。

Ｓ２５２において、処理部５１は、トルク減少時の変化の割合を決定する。図７（Ｂ）は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合と出力トルクの減少時の変化の割合の関係を例示する図である。例えば処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が大きいほどトルク減少時の変化の割合が大きくなるように、出力トルクの減少時の変化の割合を決定する。なお、図７（Ｂ）では比（Ｎｍ／Ｎｏ）に対するトルク減少時の変化割合は線形に増加するが、増加の態様は限定されない。例えば、比（Ｎｍ／Ｎｏ）に対する出力トルクは、任意の曲線に従って増加してもよいし、階段状に（不連続に）増加してもよい。

Ｓ２５３において、処理部５１は、出力トルクの減少を開始する。本制御例によれば、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じた変化の割合で、増加させた出力トルクを減少させる。よって、走行状況に応じて増加した出力トルクの減少割合が決定されるので、よりスムーズな変速を実現することができる。例えば、下り坂の走行時などでは、平坦路を走行する場合と比較して比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が大きい（傾きが急）になることが考えられる。このような場合には出力トルクの増加を早く終了することにより、変速が終了してもトルクが増加し続ける状況等を回避できるので、変速時に運転者が違和感をおぼえることを抑制することができる。

図８は、制御ユニット５０が上記の制御例で示される制御を行う場合に、変速機構４０において変速が行われる際の出力トルクの推移を示す図である。なお、ここでは簡単のため、車両１が停止している状態（アクセル操作量＝０の状態）からの発進時に、運転者が一定のアクセル操作量でアクセル操作をした場合について例示している。また、各グラフにおいて、実線は平坦路の走行時、破線は上り坂の走行時、二点鎖線は下り坂の走行時の推移を示す。

まず、平坦路の走行時について説明する。発進後、変速機構４０による変速前は、車両１は変速比「ＬＯＷ」で走行する。この区間では、処理部５１は、アクセル操作量に基づいて出力トルクがＴ１となるようにモータ３０の駆動電流を制御する。この間の車軸４ａの回転数（Ｎｏ）に対するモータ軸３１の回転数（Ｎｍ）の比（Ｎｍ／Ｎｏ）は一定値（Ａ１）となる。また、変速機構４０による変速が始まる回転数になるまで、モータ軸３１の回転数（Ｎｍ）及び車軸４ａの回転数（Ｎｏ）は徐々に増加する。

変速機構４０の変速が始まると、換言すればクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが繋がり始めると、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が徐々に下がり始める。処理部５１は、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」であると判断すると、トルク増加制御を開始し（Ｓ２６、Ｓ２７）、モータ３０の出力トルクをＴ２まで増加させる。このときの出力トルク増加量ΔＴｑ（Ｔ２－Ｔ１）は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じて決定される（Ｓ２７２、図７（Ａ））。ここでの変化の割合は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が下がり始める時刻ｔ１から所定時間における比（Ｎｍ／Ｎｏ）の低下量から求めてもよい。

その後、処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値Ａ３を下回ったことを確認すると、トルク増加制御を終了して増加したトルクを減少させ始める（Ｓ２４、Ｓ２５）。このときのトルク減少時のトルク変化の割合は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じて決定される（Ｓ２５２、図７（Ｂ））。ここでの比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値Ａ３を下回った時刻ｔ２までの所定時間における比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化量から求めてもよい。或いは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間と、この時間における比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化量から求めてもよい。

また、ここでの閾値Ａ３は、「ＨＩＧＨ」の変速比における比（Ｎｍ／Ｎｏ）の値よりも大きい値に設定されるので、変速が終了する前に増加させた出力トルクの減少が開始することになる。これにより、より運転者にとって違和感のないフィーリングを実現することができる。また、ここでの閾値Ａ３は、「ＨＩＧＨ」の変速比の値Ａ２に基づく値である。例えば、閾値Ａ３は、値Ａ２に所定値を加算した値であってもよいし、値Ａ２に所定の係数を乗じた値であってもよい。また例えば、閾値Ａ３は、値Ａ１と値Ａ２の間であって、値Ａ２により近い値であってもよい。なお、閾値Ａ３＝値Ａ２であってもよい。

変速機構４０による変速を終えると、処理部５１は、アクセル操作量に基づいて出力トルクがＴ１となるようにモータ３０の駆動電流を制御する。この間の車軸４ａの回転数（Ｎｏ）に対するモータ軸３１の回転数（Ｎｍ）の比（Ｎｍ／Ｎｏ）は一定値（Ａ２（＜Ａ１））となる。

次に、上り坂の走行時について説明する。発進後、変速機構４０による変速前は、平坦路の場合と同様、車両１は変速比「ＬＯＷ」で走行する。なお、上り坂の走行時には平坦路よりもモータ軸３１の回転数の上昇に時間がかかるので、平坦路よりも変速機構４０の変速が始まるまでに時間を要する。

変速機構４０の変速が始まると、換言すればクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが繋がり始めると、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が徐々に下がり始める。処理部５１は、平坦路と同様、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」であると判断すると、トルク増加制御を開始する。

ただし、上り坂では、平坦路よりもモータ軸３１の回転数が上昇しにくいので、変速しづらい状態にあるといえる。本実施形態では、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が小さい場合には出力トルクの増加量を大きくすることによって（図７（Ａ））、上り坂等においては平坦路よりも出力トルクを大きくして変速をよりスムーズに行うことができる。

その後、処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値Ａ３を下回ったことを確認すると、トルク増加制御を終了して増加したトルクを減少させ始める（Ｓ２４、Ｓ２５）。上り坂では、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が平坦路よりも小さいので、トルク減少時のトルクの変化の割合は平坦路の場合よりも小さくなる。

次に、下り坂の走行時について説明する。発進後、変速機構４０による変速前は、平坦路の場合と同様、車両１は変速比「ＬＯＷ」で走行する。なお、下り坂の走行時には平坦路よりもモータ軸３１の回転数の上昇に時間がかからないので、平坦路よりも短時間で変速機構４０の変速が始まることになる。

変速機構４０の変速が始まると、換言すればクラッチアウタ４１ｂと遠心ウエイト４１ｃとが繋がり始めると、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が徐々に下がり始める。処理部５１は、平坦路と同様、「Ｎｍ／Ｎｏ≠一定」であると判断すると、トルク増加制御を開始する。なお、下り坂では平坦路よりも比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が大きくなるので、出力トルクの増加量は小さくなる。

その後、処理部５１は、比（Ｎｍ／Ｎｏ）が閾値Ａ３を下回ったことを確認すると、トルク増加制御を終了して増加したトルクを減少させ始める（Ｓ２４、Ｓ２５）。下り坂では、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合が平坦路よりも大きいので、トルク減少時のトルクの変化の割合は平坦路の場合よりも大きくなる。すなわち、下り坂では平坦路よりも変速機構４０の変速が早く終了するので、トルク減少時のトルクの変化の割合を大きくすることで速やかにトルク増加制御を終了する。これにより、変速時のフィーリングをより向上することができる。

以上説明したように、本実施形態の車両１によれば、変速機構４０の変速比が切り替わる場合にモータ３０のトルクを増加させることで、変速比の切り替えの際の駆動力の低下を抑制し、従来よりも変速の際に運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

また、上記実施形態では比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じて、出力トルクの増加量及びトルクの減少時の変化の割合を決定するが、これらは固定値であってもよいし、他の要素に基づいて決定されてもよい。例えば、車両１に搭載された加速度センサ等を用いて車両１の走行状況（平坦路を走行中か、上り坂・下り坂を走行中か等）を推定し、その推定に基づいて出力トルクの増加量又はトルクの増減時の変化の割合を決定してもよい。

また例えば、出力トルクの増加量は、アクセル操作子５７の操作量に応じて変動してもよい。例えば、アクセル操作子５７の操作量が小さいときは、増加前の出力トルクが小さく、変速機構４０が変速しづらい状態にあると考えられる。よって、アクセル操作子５７の操作量が小さい場合には出力トルクの増加量をより大きくしてもよい。

また、変速機構４０の変速時の出力トルクの増加のさせ方は適宜変更可能である。例えば、変速機構４０が変速を行う際に増加前の出力トルクに対して所定量（例えばΔＴｑ）加算した値を増加後の出力トルクとしてもよいし、増加前の出力トルクに対して所定の係数を乗じた値を増加後の出力トルクとしてもよい。この場合、比（Ｎｍ／Ｎｏ）の変化の割合に応じて増加前の出力トルクに対して乗じる係数を変化させてもよい。

また、変速機構４０において変速比が切り替わっているかどうかについては、比（Ｎｍ／Ｎｏ）以外の要素に基づいて判断してもよい。例えば、モータ軸３１の回転数Ｎｍ又は車軸４ａの回転数Ｎｏのみに基づいて変速比が切り替わっているかどうかを判断してもよい。遠心力により動力伝達経路を切り替える変速機構４０においては、遠心ウエイト４１ｃがクラッチアウタ４１ｂとの間の摩擦係合の状態は入力側の軸（モータ軸３１）の回転数に依存する。よって、処理部５１は、モータ軸３１の回転数が所定の範囲にある場合には変速機構４０が変速中であると判断してもよい。

また、変速機構４０は、モータ軸３１と車軸４ａとの間で変速を行うが、駆動源であるモータ３０のモータ軸３１と変速機構４０の間、或いは変速機構４０と車軸４ａの間に他の軸が介在していてもよい。すなわち、変速機構４０の変速比が、モータ軸３１と車軸４ａとの間の動力伝達経路全体の変速比と一致しなくてもよい。

また、駆動源としてエンジンを用いる場合には、エンジンスロットルバルブの開度を調整可能なアクチュエータを設けてもよい。そして、処理部５１は、変速機構４０の変速比が「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に切り替わる場合にアクチュエータを制御して、スロットルバルブの開度をアクセル操作子の操作量に基づく開度よりも大きくしてもよい。

＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の車両を少なくとも開示する。

項目１．
駆動源(30)と、
前記駆動源側の第１の軸(31)の回転を変速して駆動輪側の第２の軸(4a)に伝達する変速機構(40)と、
前記駆動源の出力トルクを制御する制御手段(51)と、を備え、
前記変速機構は、遠心力により動力伝達経路を切り替えることで、第１の変速比(LOW)と前記第１の変速比よりも小さい第２の変速比(HIGH)との間で変速比を切り替え可能であり、
前記制御手段は、前記変速機構の変速比が前記第１の変速比から前記第２の変速比に切り替わる場合に前記駆動源の前記出力トルクを増加させる(S13)、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、変速機構の変速比が第１の変速比から第２の変速比に切り替わる場合に駆動源の出力トルクが増加するので、変速比の切り替えの際の駆動力の低下を抑制される。したがって、従来よりも変速の際に運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。

項目２．項目１に記載の車両であって、
前記第１の軸の回転数(Nm)を検知する第１の検知手段(54)と、
前記第２の軸の回転数(No)を検知する第２の検知手段(55)と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段の検知結果に基づき特定した前記第１の軸及び前記第２の軸の回転数比(Nm/No)に基づいて、前記第１の変速比から前記第２の変速比への切り替えが開始されたと判断した場合に、前記出力トルクを増加させる(S26,S27)、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、検知した各軸の回転数に基づいて適切なタイミングで出力トルクを増加させることができる。

項目３．項目２に記載の車両であって、
前記制御手段は、前記回転数比が前記第２の変速比に基づく閾値未満になった場合に、前記出力トルクの増加を終了する(S24,S25)、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、適切なタイミングで出力トルクの増加を終了することができ、運転者にとってより違和感のないフィーリングを実現することができる。

項目４．項目２から３までのいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御手段は、前記回転数比の変化の割合に応じた増加量分、前記出力トルクを増加させる(S272)、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、走行状況に応じて出力トルクの増加量が決定されるので、よりスムーズな変速を実現することができる。

項目５．項目２から４までのいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御手段は、前記回転数比の変化の割合に応じた変化の割合で、増加させた前記出力トルクを減少させる(S252)、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、走行状況に応じて増加した出力トルクの減少割合が決定されるので、よりスムーズな変速を実現することができる。

項目６．項目１から５までのいずれか一項に記載の車両であって、
前記駆動源はモータ(30)である、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、電動車両においても変速機を備えることで大きな駆動力を発揮させることができる。また、発進時等の特に大きな駆動力が必要な場合にモータがロック状態となることを抑制することができる。

項目７．項目１から６までのいずれか一項に記載の車両であって、
前記駆動源の出力トルクを運転者が操作するためのアクセル操作子(57)をさらに備え、
前記制御手段は、前記変速機構の変速比が前記第１の変速比から前記第２の変速比に切り変わる間に、前記出力トルクが前記アクセル操作子の操作量に対して設定された出力トルクよりも大きくなるように、前記駆動源の前記出力トルクを制御する、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、変速比が切り替わる場合にアクセル操作子の操作量に基づく出力トルクよりも大きな出力トルクとすることができるので、運転者の操作に関わりなく変速比の切り替えの際の駆動力の低下を抑制される。したがって、従来よりも変速の際に運転者が覚える違和感を低減することができる。

項目８．項目１から７までのいずれか一項に記載の車両であって、
前記車両は鞍乗型車両である、
ことを特徴とする車両。

この実施形態によれば、鞍乗型車両において、従来よりも変速の際に運転者が覚える違和感を低減することができる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１：車両、３０：モータ、４０：変速機構、５１：処理部

Claims (8)

1. 駆動源と、
   前記駆動源側の第１の軸の回転を変速して駆動輪側の第２の軸に伝達する変速機構と、
   前記駆動源の出力トルクを制御する制御手段と、を備え、
   前記変速機構は、遠心力により動力伝達経路を切り替えることで、第１の変速比と前記第１の変速比よりも小さい第２の変速比との間で変速比を切り替え可能であり、
   前記制御手段は、前記変速機構の変速比が前記第１の変速比から前記第２の変速比に切り替わる場合に前記駆動源の前記出力トルクを増加させる、
   ことを特徴とする車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記第１の軸の回転数を検知する第１の検知手段と、
   前記第２の軸の回転数を検知する第２の検知手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段の検知結果に基づき特定した前記第１の軸及び前記第２の軸の回転数比に基づいて、前記第１の変速比から前記第２の変速比への切り替えが開始されたと判断した場合に、前記出力トルクを増加させる、
   ことを特徴とする車両。
3. 請求項２に記載の車両であって、
   前記制御手段は、前記回転数比が前記第２の変速比に基づく閾値未満になった場合に、前記出力トルクの増加を終了する、
   ことを特徴とする車両。
4. 請求項２から３までのいずれか一項に記載の車両であって、
   前記制御手段は、前記回転数比の変化の割合に応じた増加量分、前記出力トルクを増加させる、
   ことを特徴とする車両。
5. 請求項２から４までのいずれか一項に記載の車両であって、
   前記制御手段は、前記回転数比の変化の割合に応じた変化の割合で、増加させた前記出力トルクを減少させる、
   ことを特徴とする車両。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の車両であって、
   前記駆動源はモータである、
   ことを特徴とする車両。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の車両であって、
   前記駆動源の出力トルクを運転者が操作するためのアクセル操作子をさらに備え、
   前記制御手段は、前記変速機構の変速比が前記第１の変速比から前記第２の変速比に切り変わる間に、前記出力トルクが前記アクセル操作子の操作量に対して設定された出力トルクよりも大きくなるように、前記駆動源の前記出力トルクを制御する、
   ことを特徴とする車両。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の車両であって、
   前記車両は鞍乗型車両である、
   ことを特徴とする車両。

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