JP5121159B2 - 自動変速制御装置および車両 - Google Patents

Description

本発明は、シフトチェンジを自動で行う自動変速制御装置、ならびに、この自動変速制御装置を備えた車両に関するものである。

従来より、電動式のアクチュエータにより摩擦クラッチの断続動作、および、変速機のギアチェンジを行う自動変速制御装置（オートメイティッドマニュアルトランスミッション装置）を備えた車両（自動二輪車）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。これらの特許文献では、シフトチェンジの際に、摩擦クラッチの切断、変速機のギアチェンジ、摩擦クラッチの半クラッチ制御（接続動作）の動作順になるように、アクチュエータ（クラッチアクチュエータおよびシフトアクチュエータ）の駆動制御が行われている。
特開２００１−１４６９３０号公報 特開２００１−１７３６８５号公報

しかしながら、上述したシフトチェンジ動作では、摩擦クラッチの切断時間が長くなってしまい、その結果、以下のような問題が生じてしまう。すなわち、シフトアップ動作では、当該動作の直前に大きく加速しているため、摩擦クラッチの切断時間が長くなると、良好な加速感が得られない。また、高速走行中にシフトチェンジを行う場合には、走行抵抗が大きくなるため、摩擦クラッチの切断時間が長くなると、大きな減速感を感じてしまう。これらの諸問題が生じると、乗車フィーリングが悪くなってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、乗車フィーリングを向上させることが可能な自動変速制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動変速制御装置は、摩擦クラッチと、係合突起が形成された複数の第１ギアと、前記係合突起と係合する係合凹部が形成された複数の第２ギアとを備え、前記第１ギアの係合突起が所定の第２ギアの係合凹部と係合することによってギアチェンジが行われる変速機と、前記変速機のギアポジションを検出するギアポジションセンサと、前記摩擦クラッチの断続を行うクラッチアクチュエータと、前記変速機のギアチェンジを行うシフトアクチュエータと、前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトアクチュエータの駆動制御を行う制御装置とを備え、前記変速機は、回転することでギアポジションをニュートラルから最高ギア段までの間で増加または減少させるシフトカムを備え、前記制御装置は、走行中のシフトチェンジの際、前記シフトアクチュエータを駆動して前記変速機のギアチェンジを開始した後、前記クラッチアクチュエータを駆動して前記摩擦クラッチの切断を開始し、前記制御装置は、前記摩擦クラッチの切断を開始してから切断を完了するまでの間に前記ギアポジションセンサによりギアチェンジの完了が検出された場合には、前記摩擦クラッチの切断が完了する前に、前記クラッチアクチュエータを駆動して前記摩擦クラッチを接続させるものである。

上記自動変速制御装置によれば、ギアチェンジの開始後に、摩擦クラッチの切断を開始するように構成されているため、上述した各特許文献に記載のシフトチェンジ動作と比較して、摩擦クラッチが切断状態になっている時間を短縮することが可能となる。その結果、アクセルを操作しても加速しない時間、および、走行抵抗により大きく減速してしまう時間を短縮させることが可能となるため、乗車フィーリングを向上させることができる。

本発明によれば、シフトチェンジを自動で行う自動変速制御装置を搭載した車両において、乗車フィーリングを向上させることが可能となる。

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。

図１に示すように、本実施形態に係る車両は自動二輪車１０である。自動二輪車１０は、骨格をなす車体フレーム１１と、乗員が着座するシート１６とを備えている。シート１６に着座した乗員は、車体フレーム１１を跨いで乗車する。なお、本発明において、車両の形状としては、図１に示したものに限定されず、また、車両の最高速度や排気量、車両の大小等も限定されない。また、本発明に係る車両は、シートの前方に燃料タンクが配置されているいわゆるモーターサイクル型の自動二輪車に限らず、他の型式の自動二輪車であってもよい。また、自動二輪車に限らず、他の鞍乗型車両であってもよい。さらに、鞍乗型車両に限らず、２人乗りの四輪バギー等の他の車両であってもよい

以下の説明では、前後左右の方向は、シート１６に着座した乗員から見た方向を言うものとする。車体フレーム１１は、ステアリングヘッドパイプ１２と、ステアリングヘッドパイプ１２から後方斜め下向きに延びるメインフレーム１３と、メインフレーム１３の中途部から後方斜め上向きに延びる左右のシートレール１４と、メインフレーム１３の後端部とシートレール１４の中途部とに接続された左右のシートピラーチューブ１５とを備えている。

ステアリングヘッドパイプ１２には、フロントフォーク１８を介して前輪１９が支持されている。シートレール１４の上には、燃料タンク２０およびシート１６が支持されている。シート１６は、燃料タンク２０の上方からシートレール１４の後端部に向かって延びている。燃料タンク２０は、シートレール１４の前半部の上方に配置されている。

メインフレーム１３の後端部には、左右一対のリヤアームブラケット２４が設けられている。なお、ここではメインフレーム１３に設けられたリヤアームブラケット２４等は、車体フレーム１１の一部をなすものとする。

リヤアームブラケット２４は、メインフレーム１３の後端部から下向きに突出している。これらリヤアームブラケット２４にはピボット軸３８が設けられ、ピボット軸３８にリヤアーム２５の前端部が揺動自在に支持されている。リヤアーム２５の後端部には後輪２６が支持されている。

また、車体フレーム１１には、後輪２６を駆動するエンジンユニット２８が支持されている。クランクケース３５は、メインフレーム１３に吊り下げられた状態で支持されている。なお、本実施形態において、エンジンユニット２８は、ガソリンエンジン（図示せず）を備えているが、エンジンユニット２８が備えるエンジンはガソリンエンジン等の内燃機関に限定されず、モータエンジン等であってもよい。また、上記エンジンは、ガソリンエンジンとモータエンジンとを組み合わせたものであってもよい。

自動二輪車１０は、フロントカウル３３と、左右のレッグシールド３４とを備えている。レッグシールド３４は運転者の脚部の前方を覆うカバー部材である。

また、図１には示していないが、自動二輪車１０の右側の下部には、ブレーキペダルが設けられている。上述したブレーキペダルは、後輪２６を制動させるためのものである。また、前輪１９は、ハンドル４１の右グリップ４１Ｒ（図２参照）近傍に設けられたブレーキレバー（図示せず）を操作することにより制動される。ハンドル４１の左グリップ４１Ｌの近傍にはクラッチレバー１０４が設けられている。本実施形態では、このクラッチレバー１０４を操作することでもクラッチを断続させることができるようになっている。

図２は、図１に示した自動二輪車の駆動系の構成図である。ハンドル４１（図１も参照）の右グリップ４１Ｒは、アクセルグリップを構成し、このアクセルグリップにはスロットル入力センサ４２が装着されている。このスロットル入力センサ４２は、乗員によるアクセル入力（スロットル開度入力）を検出する。また、ハンドル４１の左グリップ４１Ｌ側には、シフトスイッチ４３が設けられている。シフトスイッチ４３は、シフトアップスイッチ４３ａとシフトダウンスイッチ４３ｂとからなり、手動操作によりシフトポジションをニュートラルから最高ギア段（本実施形態では６速ギア段）までの間で増加または減少させることができる。さらに、ハンドル４１の中央部には、現在のシフトポジション等を表示するインジケータ４５が設けられている。

吸気通路を構成するスロットル４７にはスロットル弁４６が装着されている。スロットル弁４６の弁軸４８の右側端部には、スロットル駆動アクチュエータ４９が設けられるとともに、左側端部にはスロットル開度センサ５０が設けられている。この弁軸４８に装着されたスロットル駆動アクチュエータ４９およびスロットル開度センサ５０からＤＢＷ（ドライブバイワイヤ）５１が構成されている。ＤＢＷ５１は、スロットル開度センサ５０の検出結果に応じて、スロットル駆動アクチュエータ４９によりスロットル４７を開閉駆動するものである。

図示しないエンジンのクランク軸５２の右側には、エンジン回転数センサ５３が設けられている。クランク軸５２は、湿式多板式のクラッチ５４を介してメイン軸５５に連結されている。クラッチ５４は、クラッチハウジング５４ａとクラッチボス５４ｂとを備えている。クラッチハウジング５４ａには複数のフリクションプレート５４ｃが取り付けられているとともに、クラッチボス５４ｂには複数のクラッチプレート５４ｄが取り付けられている。各クラッチプレート５４ｄは、隣り合うフリクションプレート５４ｃ、５４ｃの間に配置されている。なお、本発明において、摩擦クラッチは湿式多板式のクラッチに限定されず、例えば、乾式クラッチでもよく、単板式のクラッチでもよい。メイン軸５５には、多段（図２では６段）の変速ギア５７が装着されるとともに、メイン軸回転数センサ５６が設置されている。メイン軸５５に装着された各変速ギア５７は、メイン軸５５と平行に配置されたドライブ軸５８上に装着された変速ギア５９と噛み合っている。なお、図２では、説明の便宜上、変速ギア５７と変速ギア５９とを分離して示している。

これら変速ギア５７および変速ギア５９は、選択されたギア以外は、いずれか一方または両方がメイン軸５５またはドライブ軸５８に対して空転状態で装着されている。したがって、メイン軸５５からドライブ軸５８への駆動力の伝達は、選択された一対の変速ギアのみを介して行われる。なお、一対の変速ギア５７、５９が、メイン軸５５からドライブ軸５８へ駆動力が伝達される状態で噛み合っている状態はギアイン状態である。

変速ギア５７および変速ギア５９を選択してギアチェンジを行う動作は、シフトカム７９により行われる。シフトカム７９には、複数（図２では３本）のカム溝６０が形成され、各カム溝６０にシフトフォーク６１が装着される。各シフトフォーク６１は、それぞれメイン軸５５およびドライブ軸５８の所定の変速ギア５７、５９に係合している。シフトカム７９が回転することにより、シフトフォーク６１がカム溝６０に沿って軸方向に移動し、これに連動して、メイン軸５５およびドライブ軸５８に対してスプライン嵌合されている所定の変速ギア５７、５９が軸方向に移動する。そして、軸方向に移動した変速ギア５７、５９が、メイン軸５５およびドライブ軸５８に空転状態で装着されている他の変速ギア５７、５９と係合することにより、ギアチェンジが行われる。なお、これら変速ギア５７、５９およびシフトカム７９により変速機８０が構成される。

変速機８０は、ドグクラッチ式変速機であり、図３に示すように、変速ギア５７として、軸端面に係合突起５７ｃが形成されている第１ギア５７ａと、係合突起５７ｃと対向する軸端面に係合凹部５７ｅが形成されている第２ギア５７ｂとを備えている。変速機８０は、複数の第１ギア５７ａおよび第２ギア５７ｂを備えている。なお、変速機８０は、変速ギア５９として、係合突起が形成されている複数の第１ギア、および、係合凹部が形成されている複数の第２ギアを備えているが、それらは、それぞれ図３に示す第１ギア５７ａおよび第２ギア５７ｂと同様の構成であるので説明を省略する。第１ギア５７ａには、３つの係合突起５７ｃが形成されており、これら係合突起５７ｃは、第１ギア５７ａの軸端面の外縁部に、周方向に均等に配置されている。また、第２ギア５７ｂは、６つの係合凹部５７ｅが形成されており、これら係合凹部５７ｅも、周方向に均等に配置されている。

また、第１ギア５７ａの軸心部には、メイン軸５５およびドライブ軸５８に挿通される挿通孔５７ｇが形成されており、この挿通孔５７ｇの周面には、複数の溝５７ｄが形成されている。この第１ギア５７ａは、メイン軸５５およびドライブ軸５８にスプライン嵌合される。一方、第２ギア５７ｂにも、メイン軸５５およびドライブ軸５８に挿通される挿通孔５７ｈが形成されているが、この挿通孔５７ｈには、溝が形成されていない。したがって、第２ギア５７ｂは、メイン軸５５およびドライブ軸５８に空転状態で装着される。

シフトカム７９（図２参照）が回転することにより、シフトフォーク６１がカム溝６０に沿って移動し、これに連動して第１ギア５７ａがメイン軸５５およびドライブ軸５８のスプラインに沿って軸方向に移動する。そして、第１ギア５７ａの係合突起５７ｃが、第２ギア５７ｂの係合凹部５７ｅに係合することにより、メイン軸５５からドライブ軸５８へ駆動力を伝達する変速ギア５７、５９の組み合わせが切り換えられ、ギアチェンジが行われる。

ところで、シフトカム７９（図２参照）が回転することによって、第１ギア５７ａが軸方向に移動する。このときに、第１ギア５７ａの係合突起５７ｃが、第２ギア５７ｂの係合凹部５７ｅに係合せずに第２ギア５７ｂの軸端面５７ｆに当接してしまうドグ当たり状態が発生してしまうことがある。このドグ当たり状態では、第１ギア５７ａと第２ギア５７ｂとが係合せずに、当接した状態となっており、ギアチェンジが確実に行われていない。

図２に示すように、クラッチ５４および変速機８０は、それぞれ、クラッチアクチュエータ６３およびシフトアクチュエータ６５により駆動される。クラッチアクチュエータ６３は、油圧伝達機構６４、ロッド７１、レバー７２、ピニオン７３およびラック７４を介してクラッチ５４と接続されている。油圧伝達機構６４は、油圧シリンダ６４ａ、オイルタンク（図示せず）、ピストン（図示せず）等を備え、クラッチアクチュエータ６３の駆動により油圧を発生させ、その油圧をロッド７１に伝達させる機構である。クラッチアクチュエータ６３の駆動によりロッド７１が矢印Ａのように往復動作し、レバー７２が矢印Ｂのように回動し、これにより、クラッチ５４がラック７４の移動方向に応じて接続または切断される。なお、本実施形態において、クラッチアクチュエータ６３として電動モータを採用しているが、本発明においてはこれに限定されず、例えば、ソレノイドや電磁弁等であってもよい。また、上述したクラッチ５４、クラッチアクチュエータ６３、油圧伝達機構６４、ロッド７１、レバー７２、ピニオン７３およびラック７４とからなる自動クラッチ装置７７、ならびに、変速機８０、シフトアクチュエータ６５、減速機構６６、ロッド７５、リンク機構７６、および、クラッチアクチュエータ６３とシフトアクチュエータ６５との駆動制御を行うＥＣＵ１００（図４参照）から本発明にいう自動変速制御装置が構成されている。

シフトアクチュエータ６５は、減速機構６６、ばね８５、ロッド７５およびリンク機構７６を介してシフトカム７９と接続されている。減速機構６６は、複数の減速ギア（図示せず）を備えている。ばね８５は、シフトアクチュエータ６５の動作に伴って、ロッド７５を付勢する。ばね８５は、本発明にいう弾性部材に該当する。なお、ばね８５は、シフトアクチュエータ６５と変速機８０との間の動力伝達機構（減速機構６６、ロッド７５およびリンク機構７６）の少なくとも一部を付勢するものであればよく、必ずしも本実施形態のように、ロッド７５を付勢するように設けられている必要はない。例えば、減速機構６６やリンク機構７６を付勢するようにばね８５が設けられていてもよい。また、本発明において弾性部材としては、ばねに限定されず、他の弾性部材（弾性樹脂等）であってもよい。

ギアチェンジの際には、シフトアクチュエータ６５の駆動によりロッド７５が矢印Ｃのように往復運動し、リンク機構７６を介してシフトカム７９が所定角度だけ回転する。これによりカム溝６０に沿ってシフトフォーク６１が所定量だけ軸方向に移動し、一対の変速ギア５７、５９がそれぞれ、メイン軸５５およびドライブ軸５８に固定状態となり、メイン軸５５からドライブ軸５８に駆動力が伝達される。なお、本実施形態において、シフトアクチュエータ６５として電動モータを採用しているが、本発明においてはこれに限定されず、例えば、ソレノイドや電磁弁等であってもよい。

クラッチアクチュエータ６３に接続された油圧伝達機構６４には、上記ピストンのストローク位置を検出することによってクラッチ位置（フリクションプレート５４ｃとクラッチプレート５４ｄとの距離）を検出するクラッチ位置センサ６８が設置されている。なお、本実施形態では、クラッチ位置センサ６８により、上記ピストンのストローク位置を検出することによって、クラッチ位置を検出するように構成されているが、これに限定されず、クラッチアクチュエータ６３とクラッチ５４との間に設けられている伝達機構の位置を検出するようにしてもよい。例えば、ロッド７１や、ラック７４の位置を検出するようにしてもよい。また、本実施形態のように、検出されたピストンのストローク位置から間接的にクラッチ位置を取得する場合に限定されず、フリクションプレート５４ｃとクラッチプレート５４ｄとの距離をセンサにより直接測定するようにしてもよい。また、ドライブ軸５８には車速センサ６９が設置されている。さらに、シフトカム７９にはギアポジション（シフトカムの回転量）を検出するギアポジションセンサ７０が設置されている。

シフトアップスイッチ４３ａまたはシフトダウンスイッチ４３ｂの操作に応じて、後述するＥＣＵ１００（エンジン制御装置）が、クラッチアクチュエータ６３およびシフトアクチュエータ６５の駆動制御を行うことによってシフトチェンジが行われる。具体的には、走行中においては、シフトアクチュエータ６５による変速ギア５７、５９のギアチェンジの開始→ギアチェンジが開始されてから所定時間経過後のクラッチアクチュエータ６３によるクラッチ５４の切断→クラッチアクチュエータ６３によるクラッチ５４の接続の一連の動作が、所定のプログラムやマップに基づいて行われる。

図４は、自動二輪車１０に搭載された制御システムの全体構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１００が備えるメインマイコン９０にはドライブ回路９３を介して駆動系装置群１１０が接続されている。なお、ＥＣＵ１００は、本発明にいう制御装置に該当する。駆動系装置群１１０は、図５に示すように、スロットル駆動アクチュエータ４９、インジケータ４５、クラッチアクチュエータ６３およびシフトアクチュエータ６５（図２も参照）から構成されている。

ドライブ回路９３は、メインマイコン９０から供給されるドライブ信号に応じて、駆動系装置群１１０を構成する各装置に適正な電流をバッテリ９７から供給する。また、メインマイコン９０にはセンサ・スイッチ群１２０が接続されている。センサ・スイッチ群は、図６に示すように、スロットル入力センサ４２、シフトスイッチ４３、スロットル開度センサ５０、エンジン回転数センサ５３、メイン軸回転数センサ５６、クラッチ位置センサ６８、車速センサ６９およびギアポジションセンサ７０（図２も参照）から構成されており、これら各センサの検出結果がメインマイコン９０に入力されるようになっている。メインマイコン９０は、上記各センサから入力した検出結果に基づいて、駆動系装置群１１０を構成する各装置に対してドライブ信号を供給して駆動制御を行う。

メインマイコン９０は、ＲＯＭ９１およびＲＡＭ９２を備えている。ＲＯＭ９１には、クラッチアクチュエータ制御プログラム９１ａおよびシフトアクチュエータ制御プログラム９１ｂが記憶されている。クラッチアクチュエータ制御プログラム９１ａは、クラッチアクチュエータ６３の駆動制御を行うためのプログラムである。また、シフトアクチュエータ制御プログラム９１ｂは、シフトアクチュエータ６５の駆動制御を行うためのプログラムである。なお、ＲＯＭ９１に記憶されているこれらプログラムは消去不可能であるとともに、ＲＯＭ９１には新たなプログラム等を書き込むことも不可能である。

上述したクラッチアクチュエータ制御プログラム９１ａまたはシフトアクチュエータ制御プログラム９１ｂが実行されるときには、ＲＡＭ９２に展開された後、メインマイコン９０によって読み込まれる。そして、メインマイコン９０は、ＲＡＭ９２に展開されたこれらプログラムに基づいて、クラッチアクチュエータ６３およびシフトアクチュエータ６５の駆動制御を行う。

バッテリ９７と接続された電源回路９８は、キースイッチ（図示せず）と連動してオン／オフが切り換えられるメインスイッチ９６を備えている。メインスイッチ９６がオンになると、電源回路９８は、バッテリ９７の電圧をメインマイコン９０の駆動用電圧に変換してメインマイコン９０に供給する。

次に、自動二輪車１０の走行時のシフトチェンジ動作（シフトアップ動作またはシフトダウン動作）について説明する。図７は、走行時のシフトチェンジ制御処理を示すフローチャートである。この走行時シフトチェンジ処理は、車両の走行中にシフトチェンジ操作があったこと、すなわち、シフトアップスイッチ４３ａまたはシフトダウンスイッチ４３ｂが操作されたことを受けて、予め実行されているメインルーチンから呼び出されて実行されるものである。なお、図７に示す処理は、全ての変速ギア段へのシフトチェンジについて行われるものである。なお、このシフトチェンジ制御処理は、シフトチェンジ操作を行うことを契機として行われるものであるが、これに限定されず、乗員によるシフトチェンジ操作を必要とせず、所定の条件（エンジン回転数が所定値になること等）で自動的に行われるものであってもよい。すなわち、いわゆるオートシフト指令を受けて自動的に行われるものであってもよい。

まず、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００において、ギアチェンジを開始させる。この処理において、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ６５に駆動信号を供給し、シフトアクチュエータ６５に変速ギア５７、５９のギアチェンジを開始させる。この処理が行われると、シフトカム７９の回転が開始される。

ステップＳ１００の処理を実行すると、次に、ステップＳ１１０において、エンジン駆動力を低減させる処理（駆動力低減処理）を行う。本実施形態においては、上記駆動力低減処理において、以下に説明する３つの処理のうち、少なくとも１つの処理を行う。本実施形態では、上記駆動力低減処理は、ステップＳ１００の処理によるギアチェンジの開始と同時に行われるが、本発明においてはこれに限定されず、ギアチェンジの開始時よりも前に駆動力低減処理が行われるように構成されていてもよい。また、ギアチェンジの開始時よりも後に駆動力低減処理が行われるように構成されていてもよい。

上記駆動力低減処理の１つとして、点火遅角処理が挙げられる。点火遅角処理の際には、ＥＣＵ１００は、点火プラグ制御回路（図示せず）に制御信号を送信し、吸気弁（図示せず）の開弁時期が上死点より遅角するような時期となるように、点火プラグの点火時期を変化させる。

また、上記駆動力低減処理の他の１つとして、噴射量減量処理がある。噴射量減量処理の際には、ＥＣＵ１００は、噴射弁制御回路（図示せず）に制御信号を送信し、燃料噴射弁からの燃料の噴射量を減少させる。

さらに、上記駆動力低減処理の他の１つとして、空気量減量処理がある。空気量減量処理の際には、ＥＣＵ１００は、電子制御スロットル弁４６（図２参照）に制御信号を送信し、スロットル弁４６の開度を調節することにより、吸気通路を通過する空気量を減少させる。

なお、これら３つの駆動力低減処理以外の他の駆動力低減処理を行うようにしてもよい。また、１つの駆動力低減処理を実行するようにしてもよいし、複数の駆動力低減処理を実行するようにしてもよい。

ステップＳ１１０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１２０において所定時間が経過したか否かを判定する。この処理において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００の処理によりギアチェンジが開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定した場合には、処理をステップＳ１２０に戻し、所定時間が経過するまで待機する。

一方、ステップＳ１２０においてギアチェンジの開始から所定時間が経過したと判定した場合、次に、ステップＳ１３０において、クラッチ切断を開始する。この処理において、ＥＣＵ１００は、クラッチアクチュエータ６３に駆動信号を供給し、クラッチアクチュエータ６３にクラッチ５４を切断させる。この処理が実行されると、クラッチ５４が、所定のクラッチ位置となるまで一定速度で切断される。

ステップＳ１３０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１４０においてクラッチが切断状態になったか否かを判定する。この処理において、ＥＣＵ１００は、クラッチ位置センサ６８（図２参照）の検出結果に基づいて、クラッチ５４のクラッチ位置が切断状態となったか否かを判定する。クラッチが切断状態となっていないと判定した場合、処理をステップＳ１４０に戻して切断状態となるまで待機する。

一方、ステップＳ１４０においてクラッチが切断状態となったと判定した場合、次に、ステップＳ１５０において、クラッチ位置を保持する処理を行う。この処理において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４０において切断状態になったと判定されたクラッチ位置を保持する処理を行う。この処理により、クラッチ５４は切断状態のまま保持される。

ステップＳ１５０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１６０においてギアチェンジが完了したか否かを判定する。この処理において、ＥＣＵ１００は、ギアポジションセンサ７０の検出結果に基づいて、ギアチェンジが完了したか否かを判定する。ギアチェンジが完了していない場合、処理をステップＳ１６０に戻して、ギアチェンジの完了まで待機する。

一方、ステップＳ１６０においてギアチェンジが完了したと判定した場合、次に、ステップＳ１７０においてクラッチの接続を行う。この処理において、ＥＣＵ１００は、クラッチアクチュエータ６３に対して駆動信号を供給し、クラッチアクチュエータ６３にクラッチ５４の接続を行わせる。なお、このステップＳ１７０において、クラッチ５４の接続開始から、所定のクラッチ位置に達するまでの間、クラッチ５４を徐々に接続させる半クラッチ制御が行われる。ステップＳ１７０の処理を実行すると、走行時シフトチェンジ制御処理を終了する。

図８は、図７に示した走行時シフトチェンジ制御処理が実行されているときのクラッチ位置およびギアポジションの時間推移を示す図である。また、図９は、従来技術における自動二輪車の走行時のシフトチェンジにおけるクラッチ位置およびギアポジションの時間推移を示す図である。

図９（ａ）には、シフトチェンジの開始から終了までのクラッチ位置が示されている。また、図９（ｂ）には、シフトチェンジの開始から終了までの間のギアポジションの時間推移が示されている。図９（ａ）に示すように、従来では、クラッチ５４の切断開始（時刻ｔ２１）の後、所定時間が経過した後に、ギアチェンジが開始される（時刻ｔ２２）。クラッチ５４が切断状態になると、その状態でクラッチ位置が保持され、ギアチェンジの完了が検出される（時刻ｔ２３）と、半クラッチ制御を経て（時刻ｔ２４）、クラッチ５４が接続される。このように従来技術では、シフトチェンジの開始後、まず、クラッチ５４の切断が開始され、切断開始から所定時間の経過後に、ギアチェンジが開始される。

一方、図８に示すように、実施形態に係る自動二輪車１０では、シフトチェンジが開始されると、まず、ギアチェンジが開始される（時刻ｔ１１）。また、このギアチェンジの開始と同時に、駆動力低減処理（図７、ステップＳ１１０）が開始される。この駆動力低減処理により、メイン軸５５に伝達される駆動力が低減される。そのため、その後のクラッチ５４の切断中における所定のクラッチ位置（半クラッチ位置）で、係合している第１ギア５７ａと第２ギア５７ｂとを容易に離脱させる（ドグ抜きさせる）ことができる。すなわち、クラッチ５４の切断に伴って、メイン軸５５に伝達される駆動力が徐々に低減していくが、上記駆動力低減処理は、そのようなメイン軸５５の駆動力低減にあたって補助的な役割を果たすものである。

上述したギアチェンジが開始されてから（時刻ｔ１１）、所定時間経過後に、クラッチ５４の切断が開始される（時刻ｔ１２）。クラッチ５４の切断開始後、低段側のドグが抜けてから高段側のドグ当たりが発生し得るギアポジションになった時（時刻ｔ１３）またはそれから若干後に、クラッチ５４が切断状態となる。そのため、第１ギア５７ａと第２ギア５７ｂとが係合する際に、メイン軸５５に伝達される駆動力をほぼ０とすることができる。したがって、スムーズにギアインさせることができる。そして、図９の場合と同様に、クラッチ５４が切断状態で保持され、ギアチェンジの完了が検出される（時刻ｔ１４）と、半クラッチ制御を経てクラッチ５４が接続される（時刻ｔ１５）。

図８および図９を用いて説明したように、本実施形態では、走行中にシフトチェンジ操作があると、最初にシフトアクチュエータ６５を駆動してギアチェンジを開始させ、ギアチェンジの開始後、所定時間が経過した後に、クラッチアクチュエータ６３を駆動してクラッチ５４の切断を開始するようにしている。そのため、クラッチ５４が切断状態となっている時間（図８のｔ１２〜ｔ１５参照）は、従来技術（図９のｔ２１〜ｔ２４参照）と比較して短くなっている。このように、クラッチ５４が切断状態となっている時間を短縮させることにより、アクセルを操作しても加速しない時間、および、走行抵抗により減速してしまう時間を短縮させることが可能となる。その結果、乗車フィーリングを向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、走行中のシフトチェンジにおいて、最初にギアチェンジを開始させ、ギアチェンジの開始後、所定時間が経過した後にクラッチ５４の切断を開始するようにしているため、クラッチ５４が切断状態となっている時間を短縮させることが可能となる。その結果、アクセルを操作しても加速しない時間、および、走行抵抗により減速してしまう時間を短縮させることが可能となるため、乗車フィーリングを向上させることができる。

また、本実施形態では、クラッチ５４の切断開始後、ギアポジションセンサ７０により変速機８０のギアチェンジが完了したことが検出されたことを受けて、クラッチ５４の半クラッチ制御を開始するように構成されている。そのため、ギアチェンジが確実に完了するのを待って、半クラッチ制御を開始させることができる。

また、本実施形態では、シフトアクチュエータ６５の動作に伴ってロッド７５を付勢するばね８５を備えている。そのため、クラッチ５４が接続された状態のままで上述したドグ抜きを行う際に、第１ギア５７、５９から大きな反力を受けてしまうことを防止することができる。また、ロッド７５に加えられる力を一定に保つことができる。

また、本実施形態では、シフトチェンジの際に、駆動力低減処理（点火遅角処理、噴射量減量処理および空気量減量処理の少なくとも一つ）が併せて行われるため、クラッチ５４を介してメイン軸５５に伝達される駆動力を低減させることができる。そのため、クラッチ５４の切断中に、半クラッチ位置でドグ抜きさせることが容易となる。

なお、本実施形態では、クラッチ５４が切断状態になってからギアチェンジが完了したか否かの判定を行い、ギアチェンジが完了したと判定された場合に、クラッチ接続工程に移行する場合について説明した。この場合、クラッチ５４の切断中のいずれのタイミングでギアチェンジが完了しても、いったんはクラッチ５４が切断状態になってから、その後接続されることとなる。しかし、本発明においては、この場合に限定されず、ギアチェンジの開始と同時にギアポジションの監視を行い、ギアチェンジが完了した場合には、即座にクラッチ５４を接続させるように構成されていてもよい。以下、このような場合について説明する。

図１０は、変形例に係る自動二輪車におけるシフトチェンジ中のクラッチ位置の時間推移を示す図である。図１０に示すように、変形例に係る自動二輪車では、シフトアクチュエータ６５の動作開始と同時に、ギアポジションセンサ７０によるギアポジションの監視が開始される。そして、クラッチ５４の切断中に、ギアチェンジの完了が検出された場合には、その直後に、クラッチ５４の半クラッチ制御が開始される。

このように、図１０に示した変形例では、ギアチェンジの開始時からギアポジションの監視を行い、ギアチェンジの完了が検出されたときに、即座に半クラッチ制御を開始するため、加速時や登坂時等の各走行状況に応じて、クラッチ５４の切断に係る時間を最短化させることが可能となる。その結果、シフトチェンジに係る時間を短縮させることが可能となる。

以上説明したように、本発明は、自動変速制御装置および車両について有用である。

実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 図１に示した自動二輪車の駆動系の構成図である。 変速機を構成する変速ギアを示す斜視図である。 自動二輪車に搭載された制御システムの全体構成を示すブロック図である。 駆動系装置群を示すブロック図である。 センサ・スイッチ群を示すブロック図である。 走行時のシフトチェンジ制御処理を示すフローチャートである。 走行時シフトチェンジ制御処理が実行されているときのクラッチ位置およびギアポジションの時間推移を示す図である。 従来技術に係る自動二輪車の走行時のシフトチェンジにおけるクラッチ位置およびギアポジションの時間推移を示す図である。 変形例に係る自動二輪車におけるシフトチェンジ中のクラッチ位置の時間推移を示す図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車（車両）
２８ エンジンユニット
４３ シフトスイッチ
４３ａ シフトアップスイッチ
４３ｂ シフトダウンスイッチ
４９ スロットル駆動アクチュエータ
５４ クラッチ（摩擦クラッチ）
５４ａ クラッチハウジング
５４ｂ クラッチボス
５５ メイン軸
５６ メイン軸回転数センサ
５７、５９ 変速ギア
５７ａ 第１ギア
５７ｂ 第２ギア
５７ｃ 係合突起
５７ｅ 係合凹部
６３ クラッチアクチュエータ
６５ シフトアクチュエータ
６９ 車速センサ
７０ ギアポジションセンサ
８０ 変速機
８５ ばね（弾性部材）
１００ ＥＣＵ（制御装置）

Claims (13)

1. 摩擦クラッチと、
   係合突起が形成された複数の第１ギアと、前記係合突起と係合する係合凹部が形成された複数の第２ギアとを備え、前記第１ギアの係合突起が所定の第２ギアの係合凹部と係合することによってギアチェンジが行われる変速機と、
   前記変速機のギアポジションを検出するギアポジションセンサと、
   前記摩擦クラッチの断続を行うクラッチアクチュエータと、
   前記変速機のギアチェンジを行うシフトアクチュエータと、
   前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトアクチュエータの駆動制御を行う制御装置と、を備え、
   前記変速機は、回転することでギアポジションをニュートラルから最高ギア段までの間で増加または減少させるシフトカムを備え、
   前記制御装置は、走行中のシフトチェンジの際、前記シフトアクチュエータを駆動して前記変速機のギアチェンジを開始した後、前記クラッチアクチュエータを駆動して前記摩擦クラッチの切断を開始し、
   前記制御装置は、前記摩擦クラッチの切断を開始してから切断を完了するまでの間に前記ギアポジションセンサによりギアチェンジの完了が検出された場合には、前記摩擦クラッチの切断が完了する前に、前記クラッチアクチュエータを駆動して前記摩擦クラッチを接続させる、自動変速制御装置。
2. 前記制御装置は、走行中のシフトチェンジの際、前記シフトアクチュエータを駆動して前記変速機のギアチェンジを開始した後、所定時間が経過してから、前記クラッチアクチュエータを駆動して前記摩擦クラッチの切断を開始する、請求項１に記載の自動変速制御装置。
3. 前記制御装置は、前記摩擦クラッチの切断の開始後、前記ギアポジションセンサにより前記変速機のギアチェンジが完了したことが検出されたことを受けて、前記摩擦クラッチを接続させる、請求項１に記載の自動変速制御装置。
4. 前記シフトアクチュエータの動作に伴って、前記シフトアクチュエータと前記変速機との間の動力伝達機構を付勢する弾性部材を備えた、請求項１に記載の自動変速制御装置。
5. エンジンを備えた車両に搭載され、
   前記制御装置は、シフトチェンジの際に、エンジン駆動力を低減させる駆動力低減処理を併せて行う、請求項１に記載の自動変速制御装置。
6. 前記制御装置は、前記シフトアクチュエータによる前記変速機のギアチェンジの開始と同時に、前記駆動力低減処理を行う、請求項５に記載の自動変速制御装置。
7. 前記制御装置は、前記シフトアクチュエータによる前記変速機のギアチェンジの開始から所定時間経過後に、前記駆動力低減処理を行う、請求項５に記載の自動変速制御装置。
8. 前記制御装置は、前記シフトアクチュエータによる前記変速機のギアチェンジの開始時よりも所定時間前に、前記駆動力低減処理を行う、請求項５に記載の自動変速制御装置。
9. 前記駆動力低減処理は、点火遅角処理である、請求項５に記載の自動変速制御装置。
10. 前記駆動力低減処理は、燃料の噴射量を減少させる処理である、請求項５に記載の自動変速制御装置。
11. 前記車両は、前記エンジンの空気通路に設けられた電子制御スロットル弁を備え、
    前記駆動力低減処理は、前記電子制御スロットル弁の開度を調節することにより空気量を減少させる処理である、請求項５に記載の自動変速制御装置。
12. 請求項１に記載の自動変速制御装置を備える車両。
13. 鞍乗型車両である請求項１２に記載の車両。

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