JP4883553B2 - 自動変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速装置に関するものである。

従来より、自動二輪車等の車両の変速装置として、運転者がクラッチレバーとチェンジペダルとを用いて変速ギヤを切り替える変速装置の他、駆動モータによって自動的に変速ギヤの切り替えが行われる変速装置（以下「自動変速装置」という。）が知られている。

通常、上記のような自動変速装置は、平行に配置されたメインシャフトおよびドライブシャフトと、それぞれのシャフトにスプライン結合され、各シャフトとともに回転しつつ軸方向に摺動可能な複数のギヤ（以下、「摺動ギヤ」と称する。）と、各シャフトの回転とは無関係に回転自在な複数のギヤ（以下「自由ギヤ」と称する。）と、摺動ギヤを駆動する駆動モータとを備えている。メインシャフトの摺動ギヤはドライブシャフトの自由ギヤと、メインシャフトの自由ギヤはドライブシャフトの摺動ギヤと、それぞれ常時噛み合うように配置されている。

メインシャフト上の摺動ギヤまたはドライブシャフト上の摺動ギヤは、駆動モータによって間接的に駆動されて摺動し、隣り合う自由ギヤと係合する。自由ギヤは、摺動ギヤと係合するとメインシャフトまたはドライブシャフトに間接的に固定され、これらシャフトの回転に伴って回転する。これにより、メインシャフトの回転がドライブシャフトに伝達されてドライブシャフトが回転することとなる。自動変速装置による変速は、上述のように係合する摺動ギヤと自由ギヤとの組み合わせを駆動モータを用いて適宜変更することによって行われ、ドライブシャフトへの動力の伝達比が駆動モータによって変更される。

ところで、摺動ギヤにはドグと称される突起が設けられており、自由ギヤにはこのドグが嵌入される孔が設けられている。このドグが孔に嵌入されることにより、自由ギヤは摺動ギヤと係合し、摺動ギヤに連動することとなる。

しかし、摺動ギヤと自由ギヤとが離脱している場合、摺動ギヤがシャフトに従動回転するのに対し、自由ギヤはシャフトの回転とは無関係であるため、摺動ギヤと自由ギヤとは相対回転する。そのため、摺動ギヤを自由ギヤの方向に摺動させても、ドグが自由ギヤの孔以外の部分にあたり、自由ギヤの孔に嵌入されないことがある（以下、このような状態を「ドグあたり」と称する。）。

上述のようなドグあたりが生じた場合であっても、マニュアルトランスミッション方式の変速装置であれば、操作者がチェンジペダルへの力を弱めることにより、摺動ギヤに与えられる力を弱めることができる。これにより、係合しようとするギヤ同士の接触面が互いのギヤの相対回転によりずれ、ドグはいずれは孔に収まることとなった。

しかし、自動変速装置では、モータの駆動力によって摺動ギヤを摺動させる。そのため、ドグあたりが生じても人間の操作のように駆動力が加減されることはなく、摺動ギヤに過剰な力が加え続けられることになる。これにより、ドグが自由ギヤに過剰に押さえつけられてギヤ同士は相対回転できなくなる。そのため、ドグあたりがいつまでたっても解消されず変速が完了されないという問題や、変速に時間がかかる等の問題を生じていた。あるいは、ドグに大きな力が加えられるためドグの寿命が短くなるおそれもあった。

そこで、このような自動変速装置において、モータとシフトドラムとの間に弾性体を設け、シフトフォークが摺動ギヤを押す力を弾性力によって減じ、ドグあたりを解消する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０に示すように、特許文献１に開示された自動変速装置では、モータ２００とシフトドラム２０１との間に弾性体２０２を設置している。シフトドラム２０１の回転に伴い、摺動ギヤ２０３はシャフト２０４上を自由ギヤ２０５に向かって摺動する。この自動変速装置ではドグあたりが生じても、弾性体２０２がねじれることにより、モータ２００からシフトドラム２０１に与えられる駆動力は減じられる。そのため、摺動ギヤ２０３と自由ギヤ２０５とは相対回転し、ドグ２０６が自由ギヤ２０５の孔２０７に嵌入されることによりドグあたりはすぐに解消される。
特許第３０４４４９８号公報

しかし、特許文献１に係る自動変速装置のように、モータ２００とシフトドラム２０１との間に弾性体２０２を設置すると、弾性体２０２がねじれることによってモータ２００の回転角度とシフトドラム２０１の回転角度とが対応しなくなる。そのため、シフトドラム２０１の回転角度の制御のために、モータ側とシフトドラム側の双方にポテンショメータ２０８等の検出機器を設ける必要があった。これにより、弾性体２０２の他、ポテンショメータ２０８等の検出機器が余分に必要となり、部品点数が増加し、コストを増加させることとなっていた。また、弾性力の影響によってシフトドラム２０１の位置制御が困難になり、精度のよい変速動作ができないという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を増加させずにドグあたりを解消し、かつ精度のよい変速動作を行う自動変速装置を提供することにある。

本発明に係る自動変速装置は、第１の回転軸と、第２の回転軸と、前記第１の回転軸上にスプライン結合され、軸方向に摺動可能に設けられた摺動ギヤと、前記第１の回転軸上に、前記第１の回転軸と相対回転自在に設けられた自由ギヤと、前記第２の回転軸上に、前記第１の回転軸の前記自由ギヤと噛み合うように配置され、前記第２の回転軸と一体となって回転するギヤと、前記摺動ギヤを軸方向に摺動させ、前記自由ギヤと一体となって回転するように前記自由ギヤに係合させるシフト機構と、前記シフト機構を駆動するモータと、前記モータの電流値を検出する電流検出器と、前記モータの電流値を所定の目標電流値にする電流フィードバック制御を行う制御装置と、を備えている。

本発明に係る自動変速装置では、モータの電流値を電流検出器によって検出し、所定の目標電流値に制御する電流フィードバック制御が行われる。モータの電流値とモータが生じる駆動力とは比例するため、電流値を制御することにより駆動力を制御することができる。したがって、本発明によれば、モータが比較的弱い駆動力（ドグあたりが生じても摺動ギヤと自由ギヤとが相対回転可能な駆動力）を生じるような電流値を目標電流値として予め設定しておくことにより、ドグあたり時に摺動ギヤと自由ギヤとを相対回転させることができ、摺動ギヤと自由ギヤとをスムーズに係合させて、ドグあたりをすぐに解消することが可能となる。また、本発明によれば、摺動ギヤと自由ギヤとをスムーズに係合させることができるため、変速時間の短縮を図ることができる。

さらに、本発明に係る自動変速装置によれば、モータによる駆動力の制御を従来のような弾性体を使用するのではなく、モータに流れる電流を制御することにより行っている。そのため、従来招いていた弾性体による変速動作の制御性の低下等の弊害を防止しつつ、変速時間の短縮等の効果を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、部品点数を増加させずにドグあたりを解消し、かつ精度のよい変速動作を行う自動変速装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る自動変速装置１１が搭載された車両の一例である自動二輪車１を示している。自動二輪車１は、車体２と、車体２に取り付けられたエンジン１００と、前輪３と、後輪４と、操向ハンドル５とを備えている。操向ハンドル５には後述するシフトスイッチ７７（図５参照）を備えたスイッチボックス３１が設けられている。また、操向ハンドル５の下方には、車体２に回動自在に取り付けられたフロントフォーク６が接続されている。前輪３は、フロントフォーク６によって回転自在に支持されている。後輪４は、車体２に取り付けられたリヤアーム７によって車体２に対して上下方向に揺動自在に支持されている。後輪４には、駆動チェーン８を有する動力伝達機構を介してエンジン１００から動力が伝達される。

エンジン１００と後輪４との間の動力伝達機構には、自動変速装置１１が設けられている。図２に示すように、自動変速装置１１は、エンジン１００によって発生した動力により回転駆動されるメインシャフト１２と、メインシャフト１２から動力を受け、その動力を後輪４側に伝達するドライブシャフト１３と、メインシャフト１２に嵌め込まれた変速ギヤ群１５ａおよびドライブシャフト１３に嵌め込まれた変速ギヤ群１５ｂとにより構成されている。

メインシャフト１２にはエンジン１００により発生した動力を断続するクラッチ１９が接続されている。ドライブシャフト１３には、ドライブスプロケット１７が設けられており、ドライブスプロケット１７には駆動チェーン８が巻き掛けられている。ドライブシャフト１３は、ドライブスプロケット１７および駆動チェーン８を介して後輪４に連結されている（図１参照）。メインシャフト１２とドライブシャフト１３とは、それぞれ軸受け６１，６２によってミッションケース１０１に回転自在に支持されている。

変速ギヤ群１５ａは、メインシャフト１２の軸方向に摺動可能にスプライン結合された摺動ギヤ５５ａと、摺動ギヤ５５ａの軸方向両側に設けられた２つの自由ギヤ５５ｂと、各自由ギヤ５５ｂからみて摺動ギヤ５５ａとは反対側に固定された２つの固定ギヤ５５ｃとにより構成されている。摺動ギヤ５５ａおよび固定ギヤ５５ｃは、メインシャフト１２に伴って回転する。一方、自由ギヤ５５ｂは、メインシャフト１２の回転とは無関係に回転自由に設けられている。そのため、メインシャフト１２が回転しても、自由ギヤ５５ｂはメインシャフト１２には従動しない。

変速ギヤ群１５ｂは、ドライブシャフト１３の軸方向に摺動可能にスプライン結合された２つの摺動ギヤ５６ａと、２つの摺動ギヤ５６ａそれぞれの軸方向両側に設けられた４つの自由ギヤ５６ｂとにより構成されている。摺動ギヤ５６ａは、ドライブシャフト１３に対し軸方向には摺動自在に設けられているが、ドライブシャフト１３の回転方向には固定されている。これにより、摺動ギヤ５６ａが回転すると、摺動ギヤ５６ａに伴ってドライブシャフト１３も回転することとなる。一方、自由ギヤ５６ｂは、ドライブシャフト１３の回転とは無関係に回転自由に設けられている。そのため、自由ギヤ５６ｂが回転しても、ドライブシャフト１３が自由ギヤ５６ｂの回転に従動して回転することはない。

メインシャフト１２に従動する摺動ギヤ５５ａおよび固定ギヤ５５ｃは、ドライブシャフト１３の自由ギヤ５６ｂと向かい合い、常時噛み合うように配置されている。また、メインシャフト１２の回転とは無関係に回転自在に設けられた自由ギヤ５５ｂは、ドライブシャフト１３の摺動ギヤ５６ａとそれぞれ向かい合い、常時噛み合うように配置されている。

図３は、上記摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａを摺動させる多段シフト機構１６を示す図である。多段シフト機構１６は、ミッションケース１０１に軸受け６３を介して回動自在に支持されたシフトロッド２５と、シフトロッド２５に伝動機構２６を介して連結されたシフトドラム２３と、上述の摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａを移動させるシフトフォーク２１とにより構成されている。シフトロッド２５の端部には複数のギヤ７１を介してモータ７０が取り付けられている。このような構成により、シフトロッド２５はモータ７０によって駆動されて回動する。シフトロッド２５の回動は、伝動機構２６によってシフトドラム２３に伝達され、シフトドラム２３は回動する。なお、本実施形態では、モータ７０はＤＣモータである。

シフトフォーク２１は、根元部がシフトフォークシャフト２２に軸方向に摺動可能に取り付けられており、根元部から先端部に向かって二股に分岐した形状をしている。シフトドラム２３には、複数のカム溝（図示せず）が設けられており、シフトフォーク２１の一方の先端部は、シフトドラム２３のカム溝に常時嵌入されている。これにより、シフトドラム２３が駆動されて回動すると、シフトフォーク２１がカム溝に沿って移動することとなる。一方、シフトフォーク２１の他方の先端部は、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａに設けられた環状溝１８（図２参照）に常時嵌入されている。これにより、シフトフォーク２１が移動すると摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａも共に移動することとなる。

以上のような多段シフト機構１６により、モータ７０によってシフトドラム２３が所定角度だけ回転駆動されると、各シフトフォーク２１がシフトドラム２３のカム溝に沿ってシフトドラム２３の軸方向に所定量だけ移動する。これに伴い、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａはメインシャフト１２またはドライブシャフト１３上を所定量だけ摺動し、摺動ギヤ５５ａは自由ギヤ５５ｂと、摺動ギヤ５６ａは自由ギヤ５６ｂと所定の順番で係合する。このように係合することにより、自由ギヤ５５ｂは摺動ギヤ５５ａを介してメインシャフト１２に、自由ギヤ５６ｂは摺動ギヤ５６ａを介してドライブシャフト１３に間接的に固定される。このようにして、メインシャフト１２に伝達された回転駆動力はドライブシャフト１３に伝達される。なお、係合するギヤの組み合わせによって減速比は異なるため、ドライブシャフト１３に伝達される駆動力の大きさも、係合するギヤの組み合わせによって異なることとなる。

図４は、変速ギヤ群１５ｂ（図２参照）の一部を示した図である。図４の左側に示すのが前述した摺動ギヤ５６ａであり、右側に位置するのが自由ギヤ５６ｂである。摺動ギヤ５６ａの側部には突起状のドグ５７が一体的に設けられている。一方、自由ギヤ５６ｂにはこのドグ５７が嵌入される孔５８が設けられている。なお、摺動ギヤ５５ａは摺動ギヤ５６ａと、自由ギヤ５５ｂは自由ギヤ５６ｂと同様の構成をしているため、変速ギヤ群１５ａについての説明は省略する。

図５に示すように、操向ハンドル５の左側のグリップ部分には、シフトスイッチ７７が設けられている。シフトスイッチ７７は、シフトアップスイッチ７７ａとシフトダウンスイッチ７７ｂとから構成される。運転者の操作によりシフトアップスイッチ７７ａがＯＮされると、各摺動ギヤ５５ａおよび各摺動ギヤ５６ａが順に加速方向に移動し、１速から６速まで順にシフトチェンジされる。一方、シフトダウンスイッチ７７ｂがＯＮされると、各摺動ギヤ５５ａおよび各摺動ギヤ５６ａが順に減速方向に移動し、６速から１速まで順にシフトチェンジされる。

図３に示すように、自動二輪車１には、エンジン１００等を制御する制御装置９０および各種のセンサが設けられている。すなわち、シフトドラム２３には、シフトドラム２３の位置（回転角度）を検出するギヤポジションセンサ９１が設けられている。また、モータ７０にはモータ７０の電流値を検出する電流検出器９２が設けられている。なお、電流検出器９２は、モータ７０の電流値を直接検出するものに限られず、間接的に検出するものであってもよい。電流検出器９２は、モータ７０が接続された電気回路に設けられていてもよく、必ずしもモータ７０に接続されている必要はない。

次に本実施形態に係る自動変速装置１１の変速動作について説明する。

まず、運転者によってシフトスイッチ７７がＯＮされると、これを検知した制御装置９０内の制御部９５（図６参照）の指令に基づき、クラッチ１９が切断される。これにより、エンジン１００による動力は断絶され、メインシャフト１２は回転駆動されなくなる。

次に、制御部９５はＯＮされたシフトスイッチ７７がシフトアップスイッチ７７ａかシフトダウンスイッチ７７ｂかを検知し、モータ７０を駆動してシフトドラム２３を所定方向へ所定角度回転させる。これにより、シフトフォーク２１がシフトドラム２３のカム溝に沿って所定方向に移動する。さらに、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａは、シフトフォーク２１に押されて加速または減速方向に移動する。このとき、ギヤポジションセンサ９１によってシフトドラム２３の回転角度を検出することにより、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａを所定の位置まで正確に移動させることができる。

制御部９５は、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａが正確に所定の位置に移動したことをギヤポジションセンサ９１により検知すると、クラッチ１９を接続する。これにより、再びエンジン１００による動力はメインシャフト１２に伝達され、メインシャフト１２は回転駆動されることとなる。また、メインシャフト１２に伝達された動力は、選択された１速から６速までの所定の減速比でドライブシャフト１３に伝達される。このようにして自動二輪車１は加速または減速することとなる。

ところで、摺動ギヤ５６ａの移動によって、摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとは係合する。詳しくは、摺動ギヤ５６ａのドグ５７が自由ギヤ５６ｂの孔５８に嵌合されることにより、摺動ギヤ５６ａは自由ギヤ５６ｂに係合する（図４参照）。これにより、ドライブシャフト１３の回転とは無関係に回転自由であった自由ギヤ５６ｂが、摺動ギヤ５６ａと一体となってドライブシャフト１３の回転に従って回転することとなる。また、摺動ギヤ５５ａの移動によって、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂとも同様に係合し、メインシャフト１２の回転とは無関係に回転自由であった自由ギヤ５５ｂは摺動ギヤ５５ａと一体となってメインシャフト１２の回転に従って回転することとなる。

しかし、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂまたは摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが離脱している場合、これらは相対回転する。そのため、ドグ５７が自由ギヤ５５ｂまたは自由ギヤ５６ｂの孔５８以外の部分に押しつけられる、いわゆるドグあたりが生じてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂまたは摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが所定距離以下まで接近すると、以下の電流フィードバック制御によってモータ７０による駆動力（トルク）を制御し、過剰な力でドグ５７を自由ギヤ５５ｂまたは自由ギヤ５６ｂに押さえつけないようにしている。

図６は、電流フィードバック制御系のブロック図である。制御装置９０は、記憶部９７と、比較部９６と、制御部９５とを備えている。記憶部９７は所定の目標電流値Ｉｍを記憶しており、この目標電流値Ｉｍを指令信号として比較部９６に与える。比較部９６には、電流検出器９２より検出されたモータ７０の電流値Ｉが現在値として常時与えられる。比較部９６は、目標電流値Ｉｍと現在値との誤差を求め、誤差信号を制御部９５に与える。制御部９５では、誤差信号に基づいてモータ７０に入力すべき制御量を算出し、モータ７０の電流値Ｉを制御する。

目標電流値Ｉｍは、モータ７０にドグあたりを解消する程度の比較的弱いトルクを発生させる電流値として予め設定したものである。なお、ドグあたりを解消する程度のトルクとは、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂまたは摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが相対回転できる程度の大きさを示す。

また、電流フィードバック制御が開始されるまで（摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂまたは摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとの距離が所定距離以下となるまで）の変速動作については、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａの位置に基づき制御される（位置フィードバック制御）。詳しくは、前述したように摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａの位置は、シフトドラム２３の回転角度により検出可能であるため、シフトドラム２３の回転角度に基づいてモータ７０の回転数が制御される。

図７は、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａの位置制御系のブロック図である。記憶部９７は所定のシフトドラムの目標角度θｎを記憶しており、この目標角度θｎを指令信号として比較部９６に与える。比較部９６には、ギヤポジションセンサ９１より検出されたシフトドラム２３の回転角度θが現在値として常時与えられる。比較部９６は、目標角度θｎと現在値との誤差を求め、誤差信号を制御部９５に与える。制御部９５では、誤差信号に基づいてモータ７０に入力すべき制御量を算出し、モータ７０の回転数を制御する。

以下、変速制御の流れについて図８を参照しながら説明する。

まず、運転者によってシフトスイッチ７７がＯＮされる（ステップＳ１）。これにより、モータ７０に電流が流れ、モータ７０は駆動される（ステップＳ２）。モータ７０が駆動されると、ギヤポジションセンサ９１によってシフトドラム２３の回転角度が検出され制御装置９０に送られる（ステップＳ３）。制御装置９０は、ギヤポジションセンサ９１によって検出された現在回転角度θと、予め定められ制御装置９０に記憶されたシフトドラム２３の目標回転角度θｎとを比較し、θ≧θｎであるか否かを判定する（ステップＳ４）。θ≧θｎでない場合、ステップＳ３に戻り、シフトドラム２３の回転角度の検出が行われる。

一方、θ≧θｎとなった場合、ステップＳ５〜Ｓ７の電流フィードバック制御が実行される。まず、モータ７０の電流値Ｉ（現在値）が電流値検出器９２によって検出され、制御装置９０に送られる（ステップＳ５）。制御装置９０は、モータ７０の電流値Ｉを目標電流値Ｉｍまで降下させる操作（電流値降下操作）を行う（ステップＳ６）。次に、制御装置９０は、Ｉ＝Ｉｍであるか否かを判定する（ステップＳ７）。Ｉ＝Ｉｍでない場合（Ｉ＞Ｉｍの場合）、ステップＳ６に戻り電流値降下操作を継続する。一方、Ｉ＝Ｉｍとなると、制御装置９０は、変速動作が完了するまでモータ７０の電流値Ｉを目標電流値Ｉｍとし続ける。変速動作が完了すると、制御装置９０は変速制御を終了する。

以上のように、本実施形態に係る自動二輪車１では、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂ、または摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが接近すると、モータ７０の電流値Ｉを所定の目標電流値Ｉｍに制御する電流フィードバック制御を行うこととしている。モータ７０の電流値Ｉとモータ７０が生じるトルクとは比例関係にあるため、電流値Ｉの降下に伴ってトルクも減少する。これにより、マニュアルトランスミッション方式において運転者がチェンジペダルへの力を減じた場合と同様に、ドグ５７が自由ギヤ５５ｂに過剰なトルクで押さえつけられなくなり、ドグ５７が孔５８に嵌入されやすくなる。このように、トルクを減少させると、変速動作をスムーズに行うことができ、変速時間の短縮を図ることができる。また、過剰にドグ５７を押さえつけないため、ドグ５７の寿命が短くなることを防止することもできる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１では、モータ７０のトルク制御を、従来のような弾性体を使用することなく、モータ７０に流れる電流を制御することにより行っている。そのため、従来招いていた弾性体による変速動作の制御性の低下等の弊害を防止しつつ、変速時間の短縮やドグ５７の損傷防止等の効果を得ることができる。

さらに、本実施形態では、前述の電流フィードバック制御による電流値Ｉの制御を、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂ、または摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが所定の距離に接近してから開始することとしている。そのため、摺動ギヤ５５ａと自由ギヤ５５ｂ、または摺動ギヤ５６ａと自由ギヤ５６ｂとが所定の距離に接近するまでは、モータ７０を高速回転させて、摺動ギヤ５５ａまたは摺動ギヤ５６ａを素早く摺動させることが可能である。これにより、変速動作にかかる所要時間を短縮することができる。

本実施形態では、電流フィードバック制御を行うまでは、シフトドラム２３の回転角度に基づきモータ７０の回転数を制御する位置フィードバック制御を行う。そのため、シフトドラム２３が変速動作範囲以外の位置まで回転する等、暴走動作の防止を図ることもできる。

なお、モータ７０の電流値Ｉを所定の目標電流値Ｉｍまで減じる手法としては、モータ７０に与える電圧を所定値に減じる手法の他、ＰＷＭ制御を用いてモータ７０に与える電圧のＯＮとＯＦＦの時間的比率（デューティ比）を下げることにより平均電流値を降下させる手法を用いることも可能である。

＜実施形態２＞
上述の実施形態１では、電流フィードバック制御を行うまでは、シフトドラム２３の回転角度に基づきモータ７０の回転数を制御する位置フィードバック制御を行うこととしていた。しかし、位置フィードバック制御を行わずに電流フィードバック制御のみを行うことによっても、ドグあたりの解消を図ることが可能である。すなわち、いわゆるドグあたりが生じた場合、モータ７０はシフトドラム２３を回転駆動できなくなりロックされる。このとき、モータ７０にはトルクを増大させるために過剰に電流が流れる。このような過剰電流値が電流検出器９２によって検出された場合、電流値Ｉを所定の目標電流値Ｉｍに減ずることとする制御によってもドグあたりを解消することができる。実施形態２に係る自動二輪車１の構成は、ギヤポジションセンサ９１を省略できる以外は実施形態１と同様であるので、説明は省略する。

次に、実施形態２に係る変速制御の流れについて図９を参照しながら説明する。なお、許容最高値Ｉｈは、ドグあたりの際にモータ７０に流れる過剰電流値をあらかじめ計測したものであり、記憶部９７に記憶されている。

まず、運転者によってシフトスイッチ７７がＯＮされる（ステップＳ１１）。これにより、モータ７０に電流が流れ、モータ７０が駆動される（ステップＳ１２）。モータ７０が駆動されると、電流検出器９２によってモータ７０の電流値（現在値）Ｉが検出され制御装置９０に送られる（ステップＳ１３）。制御装置９０では、電流検出器９２によって検出された現在値Ｉと記憶部９７から与えられた許容最高値Ｉｈとが比較され、Ｉ≧Ｉｈであるか否かが判定される（ステップＳ１４）。Ｉ＜Ｉｈの場合、ステップＳ１３に戻る。

一方、Ｉ≧Ｉｈの場合、制御装置９０はモータ７０の電流値を許容最高値Ｉｈよりも低い所定の目標電流値Ｉｍまで降下させる操作（電流値降下操作）を行う（ステップＳ１５）。次に、制御装置９０は、Ｉ＝Ｉｍであるか否かを判定する（ステップＳ１６）。Ｉ＝Ｉｍでない場合（Ｉ＞Ｉｍの場合）、ステップＳ１５に戻り電流値降下操作を継続する。一方、Ｉ＝Ｉｍとなると、制御装置９０は、変速動作が完了するまでモータ７０の電流値Ｉを目標電流値Ｉｍとし続ける。変速動作が完了すると、制御装置９０は変速制御を終了する。

本実施形態によれば、電流フィードバック制御のみにより変速動作を制御するため、位置フィードバック制御を行う場合と比較してより単純な制御により変速動作を行うことができる。また、本実施形態によっても、実施形態１と同様に部品点数を増加させずにドグあたりを解消することができる。

以上、実施形態１および実施形態２では、自動二輪車に本発明に係る自動変速装置を適用した例を説明したが、本発明に係る自動変速装置は自動二輪車に限られず、バギー等の自動三輪車または自動四輪車等に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、自動変速装置について有用である。

実施形態１に係る自動二輪車の側面図である。 実施形態１に係る自動変速装置部分を示す断面図である。 実施形態１に係る多段シフト機構を構成する部分を示す断面図である。 実施形態１に係る変速ギヤ群の一部を示す断面図である。 実施形態１に係る操作ハンドルのグリップ部分を示す図である。 実施形態１における電流フィードバック制御を示すブロック図である。 実施形態１における位置フィードバック制御を示すブロック図である。 実施形態１における変速制御の流れを示すフロー図である。 実施形態２における変速制御の流れを示すフロー図である。 従来の弾性体を用いた場合の変速機構を示す図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
１１ 自動変速装置
１２ メインシャフト（第１の回転軸、第２の回転軸）
１３ ドライブシャフト（第１の回転軸、第２の回転軸）
１６ 多段シフト機構（シフト機構）
１９ クラッチ
２１ シフトフォーク
２３ シフトドラム
５５ａ、５６ａ 摺動ギヤ（摺動ギヤ、ギヤ）
５５ｂ、５６ｂ 自由ギヤ
５５ｃ 固定ギヤ（ギヤ）
５７ ドグ
５８ 孔
７０ モータ
９０ 制御装置
９１ ギヤポジションセンサ（センサ）
９２ 電流検出器

Claims (4)

1. 第１の回転軸と、
   第２の回転軸と、
   前記第１の回転軸上にスプライン結合され、軸方向に摺動可能に設けられた摺動ギヤと、
   前記第１の回転軸上に、前記第１の回転軸と相対回転自在に設けられた自由ギヤと、
   前記第２の回転軸上に、前記第１の回転軸の前記自由ギヤと噛み合うように配置され、前記第２の回転軸と一体となって回転するギヤと、
   前記摺動ギヤを軸方向に摺動させ、前記自由ギヤと一体となって回転するように前記自由ギヤに係合させるシフト機構と、
   前記シフト機構を駆動するモータと、
   前記モータの電流値を検出する電流検出器と、
   前記モータの電流値を所定の目標電流値にする電流フィードバック制御を行う制御装置と、を備えた自動変速装置。
2. 前記摺動ギヤと前記自由ギヤとの距離を検出するセンサを備え、
   前記制御装置は、前記摺動ギヤと前記自由ギヤとの距離が所定距離以下になると、前記モータの電流値を前記目標電流値にまで降下させる電流フィードバック制御を開始する請求項１に記載の自動変速装置。
3. 前記制御装置は、前記摺動ギヤと前記自由ギヤとの距離が前記所定距離になるまで、前記摺動ギヤを前記自由ギヤに近づけて前記距離を前記所定距離にする位置フィードバック制御を行う請求項２に記載の自動変速装置。
4. 前記摺動ギヤは、摺動方向に突出する突起を備え、
   前記自由ギヤは、前記摺動ギヤの前記突起が嵌入される孔を備え、
   前記摺動ギヤと前記自由ギヤとは、前記突起が前記孔に嵌入されることにより係合する請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動変速装置。

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