JP5796754B2 - 車両用動力伝達システム - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車や四輪バギー車などの自走式車両に搭載される車両用動力伝達システムに関する。

従来から、自動二輪車や四輪バギー車などの自走式車両においては、エンジン（原動機）で発生した駆動力を駆動輪に伝達するために動力伝達装置が設けられている。動力伝達装置は、エンジンの回転駆動軸（クランクシャフト）に対して接続および切断しながら同回転駆動軸の回転数を変速しつつ駆動輪に伝達する機械装置であり、主としてクラッチとトランスミッションによって構成されている。ここで、クラッチとは、エンジンの回転駆動軸に対して接続および切断しながら同回転駆動軸の回転駆動力をトランスミッション側に伝達する機械装置である。また、トランスミッションとは、エンジンの回転駆動軸の回転数を複数の変速段で変速させて駆動輪側に伝達する機械装置である。

このような動力伝達装置においては、トランスミッションにおける変速動作はできるだけ速やかに行なわれることが望まれる。このため、例えば、下記特許文献１には、トランスミッションの変速動作時に変速段に対応した回転位置に位置決めされるシフトドラムに対して回転方向に力を付与するプリロードを行なうことにより、クラッチが切れて駆動力の伝達が遮断された場合に直ちにシフトドラムを回転させてギアの切り替え、すなわち、変速段の切り替えを行なう動力伝達装置が開示されている。

特開２００１−２８０４９３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された動力伝達装置においては、クラッチが切れた後にトランスミッションにおける変速動作、すなわち、変速段を構成するギア列の変更工程が行われるため、変速動作に時間が掛かるととともにエンジンからの駆動力が駆動輪に伝達しない所謂トルク抜け時間が長く操縦者に不快感を与えるという問題があった。なお、この場合、ギア列の変更工程は、変速前の変速段を構成するギア列における駆動力の伝達状態を解消するギアの抜き工程と、変速後の変速段を構成するギア列を駆動力の伝達状態とするギアの連結工程とで構成されている。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、トランスミッションにおける変速動作を迅速に行なうとともに同変速動作時に操縦者に与える所謂トルク抜けによる不快感を軽減することができる車両用動力伝達システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、車両に搭載され、燃焼室に繋がる吸気通路にスロットルバルブを有するとともに同スロットルバルブをバイパスするバイパス通路に燃焼室への吸気量をスロットルバルブとは別に調整するアイドル吸気量調整機構を有したエンジンと、エンジンによる駆動力によって回転駆動するメインシャフトと車両の駆動輪に連結されるカウンターシャフトとの間に互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列が設けられてエンジンの回転速度を変速しつつ駆動力を駆動輪に伝達するトランスミッションと、エンジンから伝達される駆動力によって回転駆動するフリクションプレートとトランスミッションに連結されて駆動力を受けるクラッチプレートとを密着および離隔させることによってエンジンの駆動力をトランスミッションに伝達および遮断するクラッチと、エンジンにおけるアイドル吸気量調整機構を制御する制御手段とを備えた車両用動力伝達システムにおいて、制御手段は、トランスミッションの変速動作に際して、メインシャフトとカウンターシャフトの間の駆動力の遮断の開始よりも前に、アイドル吸気量調整機構による燃焼室への吸気量を増加させることにある。

このように構成した請求項１に係る本発明の特徴によれば、車両用動力伝達システムは、トランスミッションの変速動作時に、メインシャフトとカウンターシャフトとの間の駆動力の伝達の遮断を開始する前にエンジンにおけるアイドル吸気量調整機構によって燃焼室への吸気量を増大させている。これにより、トランスミッションは、変速動作に際してアイドル吸気量調整機構の作動によってトランスミッション内における減速トルク（所謂エンジンブレーキによるトルク）が減少するため、変速段を構成するギア列の変更工程が行い易くなる。すなわち、本発明に係る車両用動力伝達システムは、トランスミッションにおけるシフトアップやシフトダウンなどの変速動作時において、クラッチにおける駆動力の伝達状態に拘らずトランスミッションにおける変速段を構成するギア列の変更動作を開始させることができる。この結果、クラッチにおける駆動力の伝達を遮断した後にトランスミッションにおける変速動作を開始する従来の動力伝達装置に比べて迅速にトランスミッションにおける変速動作を完了することができるとともに、この変速動作時に操縦者に与える所謂トルク抜けによる不快感を軽減することができる。

なお、上記特許文献２には、車両の走行安定性を確保するために、車両の減速時、すなわち、トランスミッションのシフトダウン時においてエンジンの燃焼室内への吸気量を増大させて回転数を増加させる所謂ブリッピング制御を行なう内燃機関の制御装置が開示されている。しかしながら、この上記特許文献２に記載されたブリッピング制御における燃焼室内への吸気量の増大は、燃焼室に繋がる吸気通路に設けたスロットルバルブの開度をコンピュータ制御によって制御する所謂ＤＢＷ（drive-by-wire）によって行なわれる。このため、内燃機関およびこの内燃機関を制御する制御装置を含む内燃機関のシステム構成全体が複雑化、大型化および重量化するという問題がある。特に、自動二輪車や四輪バギー車などの比較的小型の自走式車両においては、内燃機関のシステム構成の簡易化、小型化および軽量化が強く求められるため、ＤＢＷを採用することが困難であるという問題があった。

一方、請求項１に係る本発明の特徴によれば、車両用動力伝達システムは、エンジンのアイドリング時における回転数を制御するために燃焼室内への空気の供給量を調整するアイドリング吸気量調整機構を利用してブリッピング制御を行なうように構成されている。この場合、アイドリング吸気量調整機構は、四輪自動車のほか、自動二輪車や四輪バギー車などの比較的小型の自走式車両においても広く採用されているものである。このため、本発明に係る車両用動力伝達システムにおいては、システム構成を複雑化、大型化および重量化させることなくトランスミッションの変速動作時においてブリッピング制御を行なうことができる。

また、請求項２に係る本発明の他の特徴は、前記車両用動力伝達システムにおいて、トランスミッションは、クラッチにおける駆動力の遮断が完了する前にメインシャフトとカウンターシャフトの間の駆動力の遮断を完了することにある。

このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、車両用動力伝達システムにおけるトランスミッションは、クラッチにおける駆動力の遮断が完了する前にメインシャフトとカウンターシャフトの間の駆動力の遮断を完了する。すなわち、本発明に係る車両用動力伝達システムは、トランスミッションにおけるシフトアップやシフトダウンなどの変速動作時において、クラッチにおける駆動力の伝達状態に拘らずトランスミッション内における減速トルクを減少させた状態でギアの変速動作を開始してクラッチにおける駆動力の伝達が遮断される前にトランスミッションにおける変速前の変速段を構成するギア列による駆動力の伝達状態を解消する。これにより、クラッチにおける駆動力の伝達を遮断した後にトランスミッションにおける変速動作を開始する従来の動力伝達装置に比べてより迅速にトランスミッションにおける変速動作を完了することができるとともに、この変速動作時に操縦者に与える所謂トルク抜けによる不快感を軽減することができる。

また、請求項３に係る本発明の他の特徴は、前記車両用動力伝達システムにおいて、記制御手段は、クラッチにおける駆動力の遮断が完了する前にアイドル吸気量調整機構による燃焼室への吸気量を増加させることにある。

このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、車両用動力伝達システムにおける制御手段は、クラッチにおける駆動力の遮断が完了する前にアイドル吸気量調整機構によって燃焼室への吸気量を増加させている。このため、クラッチにおける駆動力の遮断が完了する前、すなわち、クラッチが完全にまたは不完全に繋がった状態において、トランスミッションにおける変速段を構成するギア列の変更動作を開始することができ、従来の動力伝達装置に比べて迅速にトランスミッションにおける変速動作を完了することができる。

また、請求項４に係る本発明の他の特徴は、前記車両用動力伝達システムにおいて、制御手段は、クラッチにおける駆動力の伝達が復帰した後にアイドル吸気量調整機構による燃焼室への増加させた吸気量を減少させることにある。

このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、車両用動力伝達システムにおける制御手段は、クラッチにおける駆動力の伝達が復帰した後にアイドル吸気量調整機構による燃焼室への増加させた吸気量を減少させる。これにより、トランスミッションにおける変速後の変速段を構成するギア列による駆動力の伝達状態とした後にクラッチにおける駆動力の伝達が復帰する際のフリクションプレートとクラッチプレートとの回転数の差を少なくすることができ、クラッチの接続を円滑に行なうことができる。

本発明に係る車両用動力伝達システムの全体構成の概略を模式的に示すブロック図である。 図１に示す動力伝達装置の内部を概略的に示す一部破断正面図に示す平面図である。 図２に示すＡ−Ａ線から見た動力伝達装置の要部の概略を模式的に示す断面図である。 図２に示す動力伝達装置におけるシフトダウン操作前の内部状態を模式的に示す一部破断平面図である。 図１に示す車両用動力伝達システムの変速段のシフトダウン動作時における動作過程を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る車両用動力伝達システムの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る車両用動力伝達システム１００の全体構成の概略を模式的に示すブロック図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この車両用動力伝達システム１００は、二輪自動車（所謂オートバイ）において原動機であるエンジンで発生させた回転駆動力を駆動輪に伝達する機械装置群であり、二輪自動車におけるエンジンの周辺（例えば、着座シートや燃料タンクの下方）に設けられる。

（車両用動力伝達システム１００の構成）
車両用動力伝達システム１００は、エンジン１１０を備えている。エンジン１１０は、図示しない車両に搭載されて燃料の燃焼によって回転駆動力を発生させる原動機である。具体的には、エンジン１１０は、筒状に形成されたシリンダ１１１内に燃料と空気とからなる混合気を導入するとともに、この混合気を点火プラグ１１２によって点火して爆発させることによりピストン１１３をシリンダ１１１内で往復運動させてピストン１１３に連結さえるクランクシャフト１１４に回転駆動力を発生させる所謂レシプロエンジンである。本実施形態においては、エンジン１１０は、所謂４ストロークエンジンを想定しているが、所謂２ストロークエンジンであってもよいことは当然である。

このエンジン１１０の燃焼室を構成するシリンダ１１１には、吸気バルブ１１５を介して吸気管１１６が接続されている。吸気管１１６は、シリンダ１１１内に燃料と空気との混合気を供給するための配管であり、スロットルバルブ１１７およびインジェクタ１１８が設けられている。スロットルバルブ１１７は、車両の操縦者による手動操作によってシリンダ１１１内に供給する空気量を調整することができる弁である。また、インジェクタ１１８は、シリンダ１１１内に燃料を霧状にして供給（噴射）する燃料噴射装置である。これらのインジェクタ１１８および点火プラグ１１２は、それぞれ後述するＥＣＵ３００によって作動が制御される。

また、吸気管１１６には、スロットルバルブ１１７をバイパスする状態でバイパス通路１２１が形成されている。バイパス通路１２１は、吸気管１１６内を流通する空気をスロットルバルブ１１７をバイパスしてシリンダ１１１内に導くための管路である。このバイパス通路１２１は、吸気管１１６における内径よりも小さい内径で形成されており、シリンダ１１１内にスロットルバルブ１１７を介して供給される空気量よりも少ない空気量を吸気管１１６を介してシリンダ１１１内に供給する。

そして、このバイパス通路１２１には、アイドル調整弁１２２が設けられている。アイドル調整弁１２２は、バイパス通路１２１を流通する空気量、すなわち、スロットルバルブ１１７をバイパスしてシリンダ１１１内に供給する空気量を調整することができる弁である。このアイドル調整弁１２２は、主として、バイパス通路１２１内に位置してバイパス通路１２１を流通状態および遮断状態にする弁体１２３と同弁体１２３をバイパス通路１２１内で変位させるアクチュエータ１２４とを備えて構成されている。そして、このアイドル調整弁１２２は、アクチュエータ１２４がＥＣＵ３００によって作動が制御されることによって、エンジン１１０のアイドリング時および後述するトランスミッション２４０の変速動作時においてシリンダ１１１内に供給する空気量を調整する。

エンジン１１０におけるクランクシャフト１１４には、プライマリードライブギア１１４ａを介して動力伝達装置２００が連結されている。動力伝達装置２００は、エンジン１１０により発生された回転駆動力を複数の変速段で変速して伝達する機械装置であり、主として、クラッチ２１０およびトランスミッション２４０によって構成されている。

クラッチ２１０は、エンジン１１０で発生させた回転駆動力の伝達経路上におけるエンジン１１０とトランスミッション２４０との間に配置されてエンジン１１０で発生させた回転駆動力をトランスミッション２４０に対して伝達および遮断を行なう機械装置である。このクラッチ２１０は、詳しくは、図２ないし図４に示すように、トランスミッション２４０から軸状に延びるメインシャフト２４１の一方（図示右側）の端部側に設けられており、図示しない摩擦材を備えたフリクションプレート２１１と鋼板製のクラッチプレート２１２とが交互に複数枚ずつ配置された状態でクラッチケース２０１内に回転可能な状態でそれぞれ収容されて構成されている。この場合、フリクションプレート２１１はクラッチシェル２１３に、クラッチプレート２１２はクラッチハブ２１４にそれぞれ嵌め込まれた状態で保持されている。

これらのうち、フリクションプレート２１１を保持するクラッチシェル２１３は、前記プライマリードライブギア１１４ａに噛み合うプライマリードリブンギア２１５に一体的に固定されてプライマリードライブギア１１４ａ、すなわち、クランクシャフト１１４とともに一体的に回転駆動する。また、クラッチプレート２１２を保持するクラッチハブ２１４は、メインシャフト２４１に一体的に連結されており、メインシャフト２４１およびクラッチプレート２１２とともに一体的に回転駆動する。

また、交互に配置されたフリクションプレート２１１およびクラッチプレート２１２の外側には、クラッチスプリング２１６の弾性力によってフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とを挟んだ状態で押圧して密着させる一対のプレッシャプレート２１７ａ，２１７ｂがそれぞれ設けられている。これらのプレッシャプレート２１７ａ，２１７ｂのうち、プレッシャプレート２１７ｂの外側（図示右側）には、可動クラッチリフター２２１を介して固定クラッチリフター２２０が対向配置されている。固定クラッチリフター２２０は、後述するシフトスピンドル２３０の回転駆動に連動して構成部品の一部が回転することにより可動クラッチリフター２２１を介してプレッシャプレート２１７ｂをクラッチスプリング２１６の弾性力に抗する方向に押圧する機械装置である。また、可動クラッチリフター２２１は、固定クラッチリフター２２０における前記回転部品に一体的に固定されて同固定クラッチリフター２２０の外側に延びるバー部材である。

すなわち、クラッチ２１０は、フリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とが密着することによりクラッチシェル２１３とクラッチハブ２１４とが一体的に回転駆動してエンジン１１０の回転駆動力がトランスミッション２４０に伝達される。また、クラッチ２１０は、固定クラッチリフター２２０が可動クラッチリフター２２１を介してプレッシャプレート２１７ｂを押圧してクラッチスプリング２１６の弾性力を弱めることによるフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２との密着状態の解消によってトランスミッション２４０に対するエンジン１１０の回転駆動力を遮断する。

このクラッチ２１０における固定クラッチリフター２２０には、可動クラッチリフター２２１およびクラッチリフターレバー２２２を介してシフトスピンドル２３０が連結されている。クラッチリフターレバー２２２は、可動クラッチリフター２２１とシフトスピンドル２３０とを連結するバー部材であり、一方の端部が可動クラッチリフター２２１に連結されるとともに他方の端部がシフトスピンドル２３０に一体的に固定されている。

これらの可動クラッチリフター２２１とクラッチリフターレバー２２２とは、クラッチ駆動遊びＬ１を介して遊動的に連結されている。より具体的には、可動クラッチリフター２２１の端部には貫通孔２２１ａが形成されているとともに、クラッチリフターレバー２２２の端部には貫通孔２２１ａの孔径より小径のボス２２２ａが突出した状態で設けられている。そして、クラッチリフターレバー２２２の端部に形成されたボス２２２ａが可動クラッチリフター２２１の端部に形成された貫通孔２２１ａ内に可動的に嵌め込まれている。なお、クラッチ駆動遊びＬ１は、トランスミッション２４０のシフトアップおよびシフトダウンの各変速動作に対応してボス２２２ａの両側に形成されている。

シフトスピンドル２３０は、車両の操縦者によるシフトアップまたはシフトダウンの変速操作に基づいてそれぞれ対応する回転方向にそれぞれ回転駆動する軸体であり、一方の端部がクラッチリフターレバー２２２および可動クラッチリフター２２１を介して固定クラッチリフター２２０に連結されるとともに、他方の端部がシフトスピンドル駆動モータ２３１に連結されている。シフトスピンドル駆動モータ２３１は、ＥＣＵ３００による作動制御により回転駆動する電動機である。すなわち、固定クラッチリフター２２０は、シフトスピンドル駆動モータ２３１によりシフトスピンドル２３０が回転駆動した場合であっても、クラッチ駆動遊びＬ１が解消されるまでの間、作動を開始することはない。

トランスミッション２４０は、エンジン１１０から発生した回転駆動力を複数の変速段（例えば、４段変速）で変速して駆動輪に伝達するための機械装置である。このトランスミッション２４０は、クラッチ２１０を介してエンジン１１０のクランクシャフト１１４に繋がるメインシャフト２４１と、駆動輪に繋がるカウンターシャフト２４２（図３においては不図示）とが互いに平行配置されるとともに、これら２つのメインシャフト２４１とカウンターシャフト２４２との間に互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列が設けられて構成されている。このメインシャフト２４１とカウンターシャフト２４２との間設けられた複数のギア列は、それぞれメインシャフト２４１に設けられた複数のメインシャフトギア２４１ａとカウンターシャフト２４２に設けられた複数のカウンターシャフトギア２４２ａとでそれぞれ構成されており、これらのメインシャフトギア２４１ａとカウンターシャフトギア２４２ａとは、互いに対向するギア同士が対を構成して常に噛み合っている。

また、この対を構成する一方のメインシャフトギア２４１ａまたはカウンターシャフトギア２４２ａがメインシャフト２４１またはカウンターシャフト２４２に対して固定的に支持されているとともに、同対を構成する他方のカウンターシャフトギア２４２ａまたはメインシャフト２４１がカウンターシャフト２４２またはメインシャフト２４１に対して軸線方向にスライド変位可能に支持されている。また、メインシャフトギア２４１ａおよびカウンターシャフトギア２４２ａは、１つの変速段を構成する互いに隣り合うメインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士に互いに嵌合し合うドッグ２４３ａと嵌合穴２４３ｂとが互いに対向する側面に形成されている。これにより、１つの変速段を構成する互いに隣り合うメインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士がメインシャフト２４１およびカウンターシャフト２４２上で互いに連結および分離するように構成されている。

互いに連結および分離するメインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士の外側には、シフトフォーク２４４が設けられている。シフトフォーク２４４は、スライド変位可能なメインシャフトギア２４１ａおよびカウンターシャフトギア２４２ａを軸線方向に押圧する部品であり、メインシャフトギア２４１ａおよびカウンターシャフトギア２４２ａを包囲する二股の板状体で構成されている。このシフトフォーク２４４は、円柱体で構成されるとともに同円柱体の外周面に溝２４５ａが形成されてトランスミッション２４０の変速段に対応する回転位置に位置決めされるシフトドラム２４５に支持されている。この場合、シフトフォーク２４４は、その一部がシフトドラム２４５の外周面に形成された溝２４５ａ内に嵌まり込んでおり、シフトドラム２４５の回転駆動によって溝２４５ａに倣ってシフトドラム２４５の外周面上を軸線方向に沿ってスライド変位する。

このシフトドラム２４５における長手方向の一方（図示右側）の端部には、５つのシフトドラムピン２４６ａと５つの突起を有する星型形状に形成されたインデックスプレート２４６ｂがそれぞれ設けられている。そして、シフトドラム２４５は、インデックスプレート２４６ｂの谷部にインデックスアーム２４７の先端部がインデックススプリング２４７ａによって押圧されることによって回転変位が弾性的に規制されている。また、シフトドラム２４５のシフトドラムピン２４６ａには、ギアシフトアーム２４８およびギアシフトアーム駆動レバー２４９を介してシフトスピンドル２３０が連結されている。

ギアシフトアーム２４８は、シフトドラムピン２４６ａに引っ掛けられるフック２４８ａを回転摺動可能に備えた状態でシフトスピンドル２３０に回転摺動可能に支持されたバー部材である。フック２４８ａは、シフトドラムピン２４６ａをトランスミッション２４０のシフトアップおよびシフトダウンの各変速動作に対応した回転方向に回転させるためにシフトドラムピン２４６ａの両側に２つの鉤状部を有して構成されている。この場合、フック２４８ａにおける２つの鉤状部の各先端部とシフトドラムピン２４６ａの外周面との間には、シフト操作遊びＬ３がそれぞれ形成されている。一方、ギアシフトアーム駆動レバー２４９は、ギアシフトアーム２４８とシフトスピンドル２３０とを連結するバー部材であり、一方の端部がギアシフトアーム２４８に遊動的に連結されるとともに他方の端部がシフトスピンドル２３０に一体的に固定されている。

これらギアシフトアーム２４８とギアシフトアーム駆動レバー２４９とは、シフト操作遊びＬ２を介して連結されている。より具体的には、ギアシフトアーム２４８の端部には貫通孔２４８ｂが形成されているとともに、ギアシフトアーム駆動レバー２４９の端部には貫通孔２４８ｂの孔径より狭い幅で貫通孔２４８ｂ側に屈曲した屈曲片２４９ａが形成されている。そして、ギアシフトアーム駆動レバー２４９の端部に形成された屈曲片２４９ａがギアシフトアーム２４８の端部に形成された貫通孔２４８ｂ内に可動的に嵌め込まれている。なお、これらのシフト駆動遊びＬ２も、前記クラッチ駆動遊びＬ１およびシフト駆動遊びＬ３と同様に、トランスミッション２４０のシフトアップおよびシフトダウンの各変速動作に対応して屈曲片２４９ａの両側にそれぞれ形成されている。

また、これらのギアシフトアーム２４８およびギアシフトアーム駆動レバー２４９は、シフトスピンドル２３０に支持されたギアシフトリターンスプリング２５０によって中立位置に位置決めされている。具体的には、ギアシフトリターンスプリング２５０は、コイルスプリングの両端部がそれぞれ直線状に延びて形成されており、これら２つの両端部が動力伝達装置２００における図示しないフレームに固定された中立位置決めピン２５１、ギアシフトアーム駆動レバー２４９の屈曲片２４９ａ、およびギアシフトアーム２４８の貫通孔２４８ｂ内に形成された屈曲片２４８ｃを挟んで設けられている。これにより、ギアシフトリターンスプリング２５０は、トランスミッション２４０における変速段を構成するギア列の変更動作時にクラッチ２１０をリフトアップするために図示時計回りまたは反時計回りに回転したギアシフトアーム２４８およびギアシフトアーム駆動レバー２４９を図示反時計回りまたは時計回りに逆転させて元の中立位置に戻す。なお、図４においては、トランスミッション２４０の変速段のシフトダウン動作時におけるクラッチリフターレバー２２２、ギアシフトアーム２４８、ギアシフトアーム駆動レバー２４９およびシフトドラム２４５の回転方向を破線矢印でそれぞれ示している。

ここで、クラッチ駆動遊びＬ１、シフト操作遊びＬ２およびシフト操作遊びＬ３の関係について説明しておく。本実施形態においては、クラッチ駆動遊びＬ１、シフト操作遊びＬ２およびシフト操作遊びＬ３は、Ｌ１＜（Ｌ２＋Ｌ３）の関係となるように設定されている。したがって、本実施形態における動力伝達装置２００は、シフトスピンドル２３０の回転駆動によって先ずクラッチ２１０が作動を開始した後トランスミッション２４０が作動を開始するように構成されている。

ＥＣＵ３００（Engine Control Unit）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭなどに予め記憶された図示しない制御プログラムに従って車両用動力伝達システム１００の全体の作動を総合的に制御する制御装置である。具体的には、ＥＣＵ３００は、車両用動力伝達システム１００が搭載される車両のハンドル３０１に設けられたシフトチェンジスイッチ３０２から出力されるシフトチェンジ制御信号に基づいて、点火プラグ１１２、インジェクタ１１８、アイドル調整弁１２２およびシフトスピンドル駆動モータ２３１の各作動を制御してトランスミッション２４０におけるシフトアップおよびシフトダウンの各変速動作を実行する。

なお、このＥＣＵ３００は、車両用動力伝達システム１００だけでなく、車両用動力伝達システム１００が搭載された車両の作動を総合的に制御する。したがって、ＥＣＵ３００は、エンジン１１０および動力伝達装置２００を含むエンジン１１０の各部にエンジン１１０の作動制御に必要な情報（例えば、エンジン１１０の回転数、車速、スロットルバルブ１１７の開度、アイドル調整弁１２２の開度、排気管内の酸素量、シフトスピンドル２３０の回転角、シフトポジションおよびクラッチリフト量など）を取得するための図示しないセンサを備えており、これらのセンサから取得した情報に基づいてエンジン１１０を含む各制御対象を制御する。なお、図１においては、これらのセンサから取得した情報の経路を破線矢印によって示している。また、シフトスピンドル駆動モータ２３１の回転駆動によって動力伝達装置２００が作動することも破線矢印で示している。

（車両用動力伝達システム１００の作動）
次に、上記のように構成した車両用動力伝達システム１００の作動について説明する。この車両用動力伝達システム１００は、前記したように二輪自動車両における着座シートや燃料タンクの下方に配置されて、車両の操縦者（図示せず）によるシフトチェンジスイッチ３０２のシフトチェンジ操作によって作動する。この操縦者によるシフトアップ操作およびシフトダウン操作による車両用動力伝達システム１００におけるシフトアップ動作およびシフトダウン動作はシフトスピンドル２３０の回転方向および同回転方向に起因する動作以外は互いに同様である。したがって、以下の作動説明においては、トランスミッション２４０のシフトダウン動作についてのみ説明するが、シフトアップ動作も同様である。

具体的には、車両が２段〜４段（「２速〜４速」ともいう）のうちのいずれか１つの変速段で走行中（図４参照）において、変速段を１段下げて１段〜３段（「１速〜３速」ともいう）にシフトダウンする場合、車両の操縦者はハンドル３０１に設けられたシフトチェンジスイッチ３０２を操作してＥＣＵ３００に対してシフトダウンを指示する。このシフトダウン操作に対する車両用動力伝達システム１００におけるシフトダウン動作の過程を図５に示すタイムチャートを参照しながら説明する。

操縦者によりシフトチェンジスイッチ３０２に対してシフトダウン操作がなされると、シフトチェンジスイッチ３０２はＥＣＵ３００に対してシフトダウンを表すシフトチェンジ制御信号であるシフトダウン制御信号を出力する（タイミングＴ_１）。ＥＣＵ３００は、シフトチェンジスイッチ３０２から出力されたシフトダウン制御信号を入力すると直ちに、アイドル調整弁１２２を開く側に作動させるためのアイドル調整弁制御信号をアイドル調整弁１２２のアクチュエータ１２４に出力する。これにより、アイドル調整弁１２２は、アクチュエータ１２４が弁体１２３を変位させることによりバイパス通路１２１を流通状態にする。

このシフトチェンジスイッチ３０２に対する操縦者によるシフトチェンジ操作に際しては、通常、予め操縦者によるアクセル操作が解除されるため、スロットルバルブ１１７は閉じられた状態にある。また、エンジン１１０のシリンダ１１１内は、エンジン１１０を停止させない所謂アイドリングに必要な程度の空気量を供給する状態にある。そして、アイドル調整弁１２２を開くことにより、エンジン１１０のシリンダ１１１内には、アイドリング時の空気供給量以上の空気が供給される。これにより、エンジン１１０は、スロットルバルブ１１７が閉じたことによる低回転状態から後述するクラッチ２１０の回転駆動力の伝達状態の解消とともに徐々に回転数が上昇する。

次に、ＥＣＵ３００は、シフトスピンドル駆動モータ２３１に対してトランスミッション２４０における変速段のシフトダウン動作に対応した回転方向にシフトスピンドル２３０を回転駆動させるための回転駆動信号を出力する。この指示に応答してシフトスピンドル駆動モータ２３１は、トランスミッション２４０のシフトダウン動作に対応した回転方向に回転駆動を開始してシフトスピンドル２３０を回転駆動させる。これにより、シフトスピンドル２３０が回転駆動すると、このシフトスピンドル２３０に固定されたクラッチリフターレバー２２２およびギアシフトアーム駆動レバー２４９がそれぞれ回転駆動する（図４において破線矢印参照）。

この場合、クラッチリフターレバー２２２と可動クラッチリフター２２１との間にはクラッチ駆動遊びＬ１があり、ギアシフトアーム駆動レバー２４９とギアシフトアーム２４８との間にはシフト操作遊びＬ２があり、ギアシフトアーム２４８に連結されたフック２４８ａとシフトドラムピン２４６ａとの間にはシフト操作遊びＬ３がある。そして、これらのクラッチ駆動遊びＬ１、シフト操作遊びＬ２およびシフト操作遊びＬ３の間には、Ｌ１＜（Ｌ２＋Ｌ３）の関係がある。したがって、車両用動力伝達システム１００は、シフトスピンドル２３０の回転駆動後、クラッチリフターレバー２２２がクラッチ駆動遊びＬ１を詰めるロストモーションの後、先ず、クラッチ２１０におけるフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とが離隔、すなわちクラッチ２１０のリフト量が増加し始める（タイミングＴ_２）。

一方、トランスミッション２４０は、ギアシフトアーム駆動レバー２４９がシフト操作遊びＬ２を詰めるロストモーション、および同シフト操作遊びＬ２が詰められるロストモーションに続くギアシフトアーム２４８に連結されたフック２４８ａがシフト操作遊びＬ３を詰めるロストモーションを経て作動を開始する。より具体的には、トランスミッション２４０は、シフト操作遊びＬ２，Ｌ３を詰める２つの連続するロストモーションの後、すなわち、クラッチ２１０のリフト量が増加し始めた（Ｔ_２）後にシフトドラムピン２４６ａがフック２４８ａによって引かれ始めて変速段のシフトダウン動作が開始する（タイミングＴ_３）。

このトランスミッション２４０における変速段のシフトダウン動作は、メインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士におけるシフトダウン前のギア列の連結状態を解消する「ギアの抜き工程」と、このシフトダウン前の連結状態とは異なるシフトダウン後のギア列の連結状態とする「ギアの連結工程」とで構成されており、これら２つの工程はインデックスプレート２４６ｂの突起が一山分だけ回転する間に行われる。

変速段のシフトダウン動作を開始したトランスミッション２４０は、シフトドラムピン２４６ａおよびインデックスプレート２４６ｂの回転駆動を介したシフトドラム２４５の回転駆動によるシフトフォーク２４４のスライド変位によってギアの抜き工程が行われる。この場合、ギアの抜き工程は、互いに嵌りあうメインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士におけるドッグ２４３ａが嵌合穴２４３ｂから抜けることにより行なわれる。

そして、このギアの抜き工程の実行時においては、アイドル調整弁１２２を開くことによってトランスミッション２４０内における減速トルク（所謂エンジンブレーキによるトルク）が減少するとともに、クラッチ２１０におけるリフトアップの開始によってエンジン１１０からトランスミッション２４０に伝達される回転駆動力が低下するため、ギアの抜き工程が実行し易くなっている。これにより、トランスミッション２４０は、クラッチ２１０がエンジン１１０からの回転駆動力を実質的にトランスミッション２４０側に伝達不能となる程度にまでフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とが離隔した状態、すなわち、クラッチが切れる状態（タイミングＴ_５）となる前までにギアの抜き工程が完了する（タイミングＴ_４）。すなわち、トランスミッション２４０は、変速前の変速段を構成するギア列による駆動力の伝達状態が解消する。なお、このトランスミッション２４０における駆動力の伝達状態の解消と同時にカウンターシャフト２４２の軸トルクが抜ける。

次いで、トランスミッション２４０は、シフトドラム２４５の連続的な回転駆動によってギアの抜き工程に続けてギアの連結工程を実行する。この場合、ギアの連結工程は、シフトダウン後の変速段を構成するメインシャフトギア２４１ａ同士およびカウンターシャフトギア２４２ａ同士におけるドッグ２４３ａを嵌合穴２４３ｂに挿し込むことにより行なわれる。そして、このギアの連結工程の実行時においては、クラッチ２１０は所謂クラッチが切れた状態であるとともに、アイドル調整弁１２２を開くことによるトランスミッション２４０内での減速トルクの減少によって変速段を構成するギアの連結工程が円滑に行われる。これにより、トランスミッション２４０における変速段のシフトダウン動作が完了する（タイミングＴ_６）。なお、本実施形態においては、図５に示すように、ギアの連結工程は、クラッチ２１０のリフト量が最大量に達する前に完了するが、ギアの連結工程の完了するタイミングとクラッチ２１０のリフト量が最大量に達するタイミングとはどちらが先であっても構わない。

そして、トランスミッション２４０における変速段のシフトダウン動作が完了した後、ＥＣＵ３００は、シフトスピンドル駆動モータ２３に対して復帰を指示する制御信号を出力する。具体的には、ＥＣＵ３００は、シフトスピンドル駆動モータ２３１に対してシフトダウン動作のために回転駆動した回転量と同じ回転量をシフトダウン動作時とは逆方向に回転駆動させるための回転駆動信号を出力する。これにより、シフトスピンドル２３０の回転方向における位置がシフトダウン動作の前の位置に復帰するとともに、このシフトスピンドル２３０に固定されたクラッチリフターレバー２２２およびギアシフトアーム駆動レバー２４９もシフトダウン動作の前の位置に復帰する。

この結果、クラッチ２１０は、リフト量が次第に減少してフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とが密着していくことにより、エンジン１１０からの回転駆動力が伝達される状態、すなわち、クラッチが入る状態への移行を開始する（タイミングＴ_７）。このクラッチ２１０におけるクラッチが入る状態への移行過程においては、エンジン１１０と車両の駆動輪とが次第に連結された状態となるため、エンジン１１０の回転数も次第に増加する。

そして、クラッチ２１０におけるフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２とが完全に密着してエンジン１１０と車両の駆動輪とが連結した時点において、ＥＣＵ３００は、アイドル調整弁１２２を閉じる側に作動させるためのアイドル調整弁制御信号をアイドル調整弁１２２のアクチュエータ１２４に出力する（タイミングＴ_８）。これにより、アイドル調整弁１２２は、アクチュエータ１２４が弁体１２３を変位させることによりバイパス通路１２１の開度を減少させてシリンダ１１１内へのバイパス通路１２１からの空気の供給量を減少させる。これにより、バイパス通路１２１およびアイドル調整弁１２２を介したシリンダ１１１への空気の供給によるトランスミッション２４０内における減速トルク（所謂エンジンブレーキによるトルク）の減少状態が解消されて、車両用動力伝達システム１００における一連のシフトダウン動作が完了する。なお、この場合、ＥＣＵ３００がアイドル調整弁１２２を閉じる量は、このシフトダウン操作に際してアイドル調整弁１２２を開いた量に対応しており、エンジン１１０のアイドリングに必要な空気の供給量が確保される量である。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、車両用動力伝達システム１００は、トランスミッション２４０のシフトダウン動作時におけるメインシャフト２４１とカウンターシャフト２４２との間の駆動力の伝達の遮断を開始する前にエンジン１１０におけるアイドル調整弁１２２によってシリンダ１１１への吸気量を増大させている。これにより、トランスミッション２４０は、シフトダウン動作に際してアイドル調整弁１２２の作動によってトランスミッション２４０内における減速トルク（所謂エンジンブレーキによるトルク）が減少するため、変速段を構成するギア列の変更工程が行い易くなる。すなわち、本発明に係る車両用動力伝達システム１００は、トランスミッション２４０におけるシフトアップやシフトダウンなどの変速動作時において、クラッチ２１０における駆動力の伝達状態に拘らずトランスミッション２４０における変速段を構成するギア列の変更動作を開始させることができる。この結果、クラッチ２１０における駆動力の伝達を遮断した後にトランスミッション２４０における変速動作を開始する従来の動力伝達装置に比べて迅速にトランスミッション２４０における変速動作を完了することができるとともに、この変速動作時に操縦者に与える所謂トルク抜けによる不快感を軽減することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、シフトスピンドル２３０は、シフトスピンドル駆動モータ２３１によって回転駆動するように構成されている。しかし、シフトスピンドル２３０は、車両の操縦者の手足による手動操作によって機械的に回転駆動させることもできる。この場合、ＥＣＵ３００は、シフトスピンドル２３０の回転角度を検出することによりアイドル調整弁１２２の作動を上記実施形態と同様に制御することもできる。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、トランスミッション２４０によるシフトダウン動作に先駆けてアイドル調整弁１２２を開くとともにクラッチ２１０におけるリフトアップを開始するように構成した。しかし、車両用動力伝達システム１００は、トランスミッション２４０によるシフトダウン動作に先駆けてアイドル調整弁１２２を開くように構成されていれば、上記実施形態に限定されるものではない。したがって、例えば、トランスミッション２４０によるシフトダウン動作開始後にクラッチ２１０におけるリフトアップを開始するように構成することもできる。

すなわち、上記実施形態においては、クラッチ駆動遊びＬ１の量は、シフト操作遊びＬ２，Ｌ３の合算量よりも少なく設定した。これにより、シフトスピンドル２３０の回転駆動によって、先ず、クラッチ２１０が作動した後にトランスミッション２４０が作動を開始する。しかし、車両用動力伝達システム１００は、前記したように、トランスミッション２４０によるシフトダウン動作に先駆けてアイドル調整弁１２２を開くように構成であればよいため、トランスミッション２４０によるシフトダウン動作開始後にクラッチ２１０におけるリフトアップを開始する構成とすることができる。この場合、クラッチ駆動遊びＬ１の量は、シフト操作遊びＬ２，Ｌ３の合算量より大きく設定することになる。なお、シフト操作遊びＬ２，Ｌ３は、必ずしも２つの遊びで構成される必要はなくシフト操作遊びＬ２またはシフト操作遊びＬ３で構成されていてもよいし、３つ以上の遊びで構成されていてもよい。また、クラッチ駆動遊びＬ１も２つ以上の遊びで構成されていてもよい。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、クラッチ２１０における駆動力の遮断が完了する前にトランスミッション２４０におけるメインシャフト２４１とカウンターシャフト２４２との間の駆動力の遮断が完了するように構成されている。これにより、クラッチ２１０における駆動力の伝達を遮断した後にトランスミッション２４０における変速動作を開始する従来の動力伝達装置に比べてより迅速にトランスミッション２４０における変速動作を完了することができるとともに、この変速動作時に操縦者に与える所謂トルク抜けによる不快感を軽減することができる。しかし、車両用動力伝達システム１００は、クラッチ２１０における駆動力の遮断の完了後にトランスミッション２４０におけるメインシャフト２４１とカウンターシャフト２４２との間の駆動力の遮断が完了するように構成することができることは当然である。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、クラッチ２１０における駆動力の遮断が完了する前にアイドル調整弁１２２によってシリンダ１１１への吸気量を増加させている。このため、クラッチ２１０における駆動力の遮断が完了する前、すなわち、クラッチ２１０が完全にまたは不完全に繋がった状態において、トランスミッション２４０における変速段を構成するギア列の変更動作を開始することができ、従来の動力伝達装置に比べて迅速にトランスミッションにおける変速動作を完了することができる。しかし、車両用動力伝達システム１００は、クラッチ２１０における駆動力の遮断が完了した後にアイドル調整弁１２２によってシリンダ１１１への吸気量を増加させるように構成することもできる。これによれば、少なくとも、変速後の変速段を構成するギアの連結工程を円滑に行なうことができる。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、クラッチ２１０における駆動力の伝達が復帰した後にアイドル調整弁１２２によるシリンダ１１１への吸気量を減少するように構成されている。これにより、トランスミッション２４０における変速後の変速段を構成するギアの連結工程後にクラッチ２１０における駆動力の伝達が再開される際のフリクションプレート２１１とクラッチプレート２１２との回転数の差を少なくすることができ、クラッチ２１０の接続を円滑に行なうことができる。しかし、アイドル調整弁１２２によるシリンダ１１１への空気の供給、すなわち、アイドル調整弁１２２を開くことによるトランスミッション２４０内での減速トルクの減少状態は、トランスミッション２４０におけるギアの抜き工程、ギアの連結工程およびクラッチ２１０の接続工程の少なくとも１つの工程で行なわれることにより各工程を円滑に行なうことができる。したがって、アイドル調整弁１２２によるシリンダ１１１への吸気量を減少は、例えば、クラッチ２１０がエンジン１１０からの回転駆動力を実質的に伝達する状態となるとき（タイミングＴ_７’）に行うように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、エンジン１１０のシリンダ１１１内にスロットルバルブ１１７をバイパスして空気を供給するアイドル調整弁１２２を、主として弁体１２３とアクチュエータ１２４とで構成した。すなわち、アイドル調整弁１２２が、本発明に係るアイドル吸気量調整機構に相当する。しかし、このアイドル吸気量調整機構は、スロットルバルブ１１７をバイパスしてシリンダ１１１内に供給する空気量を調整できる構成であれば、上記実施形態に限定されるものではなく他の構成を採用できることは当然である。

また、上記実施形態においては、車両用動力伝達システム１００は、アイドル調整弁１２２を開いた後、エンジン１１０の回転数の上昇のし始めは、トランスミッション２４０における変速前の変速段を構成するギア列による駆動力の伝達状態が解消した後に設定されている（タイミングＴ_４）。しかし、アイドル調整弁１２２を開いた後、エンジン１１０の回転数を上昇させ始めるタイミングは、バイパス通路１２１の内径やアイドル調整弁１２２の開度を適宜設定することにより自由に設定することができる。例えば、エンジン１１０の回転数を上昇させ始めるタイミングは、アイドル調整弁１２２を開いた後、クラッチ２１０のリフトアップする前、またはトランスミッション２４０における変速前の変速段を構成するギア列のギアの抜き工程の開始前に設定することもできる。

Ｌ１…クラッチ駆動遊び、Ｌ２，Ｌ３…シフト操作遊び、
１００…車両用動力伝達システム、
１１０…エンジン、１１１…シリンダ、１１２…点火プラグ、１１３…ピストン、１１４…クランクシャフト、１１４ａ…プライマリードライブギア、１１５…吸気バルブ、１１６…吸気管、１１７…スロットルバルブ、１１８…インジェクタ、１２１…バイパス通路、１２２…アイドル調整弁、１２３…弁体、１２４…アクチュエータ、
２００…動力伝達装置、２０１…クラッチケース、
２１０…クラッチ、２１１…フリクションプレート、２１２…クラッチプレート、２１３…クラッチシェル、２１４…クラッチハブ、２１５…プライマリードリブンギア、２１６…クラッチスプリング、２１７ａ，２１７ｂ…プレッシャプレート、
２２０…固定クラッチリフター、２２１…可動クラッチリフター、２２１ａ…貫通孔、２２２…クラッチリフターレバー、２２２ａ…ボス、
２３０…シフトスピンドル、２３１…シフトスピンドル駆動モータ、
２４０…トランスミッション、２４１…メインシャフト、２４２…カウンターシャフト、２４３ａ…ドッグ、２４３ｂ…嵌合穴、２４４…シフトフォーク、２４５…シフトドラム、２４５ａ…溝、２４６ａ…シフトドラムピン、２４６ｂ…インデックスプレート、２４７…インデックスアーム、２４７ａ…インデックススプリング、２４８…ギアシフトアーム、２４８ａ…フック、２４８ｂ…貫通孔、２４８ｃ…屈曲片、２４９…ギアシフトアーム駆動レバー、２４９ａ…屈曲片、２５０…ギアシフトリターンスプリング、２５１…中立位置決めピン、２５２…プリロードスプリング、
３００…ＥＣＵ、３０１…ハンドル、３０２…シフトチェンジスイッチ。

Claims (4)

1. 車両に搭載され、燃焼室に繋がる吸気通路にスロットルバルブを有するとともに同スロットルバルブをバイパスするバイパス通路に前記燃焼室への吸気量を前記スロットルバルブとは別に調整するアイドル吸気量調整機構を有したエンジンと、
   前記エンジンによる駆動力によって回転駆動するメインシャフトと前記車両の駆動輪に連結されるカウンターシャフトとの間に互いに変速比の異なる複数の変速段を構成する複数のギア列が設けられて前記エンジンの回転速度を変速しつつ前記駆動力を前記駆動輪に伝達するトランスミッションと、
   前記エンジンから伝達される前記駆動力によって回転駆動するフリクションプレートと前記トランスミッションに連結されて前記駆動力を受けるクラッチプレートとを密着および離隔させることによって前記エンジンの駆動力を前記トランスミッションに伝達および遮断するクラッチと、
   前記エンジンにおける前記アイドル吸気量調整機構を制御する制御手段とを備えた車両用動力伝達システムにおいて、
   前記制御手段は、
   前記トランスミッションの変速動作に際して、前記メインシャフトと前記カウンターシャフトの間の前記駆動力の遮断の開始よりも前に、前記アイドル吸気量調整機構による前記燃焼室への吸気量を増加させることを特徴とする車両用動力伝達システム。
   
   
2. 請求項１に記載した車両用動力伝達システムにおいて、
   前記トランスミッションは、
   前記クラッチにおける前記駆動力の遮断が完了する前に前記メインシャフトと前記カウンターシャフトの間の前記駆動力の遮断を完了することを特徴とする車両用動力伝達システム。
3. 請求項１または請求項２に記載した車両用動力伝達システムにおいて、
   前記制御手段は、
   前記クラッチにおける前記駆動力の遮断が完了する前にアイドル吸気量調整機構による前記燃焼室への吸気量を増加させることを特徴とする車両用動力伝達システム。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した車両用動力伝達システムにおいて、
   前記制御手段は、
   前記クラッチにおける前記駆動力の伝達が復帰した後にアイドル吸気量調整機構による前記燃焼室への前記増加させた吸気量を減少させることを特徴とする車両用動力伝達システム。
   

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