JP5940580B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用動力伝達装置に係り、特に、単一のアクチュエータによって変速段の切り替えおよびクラッチの断接を連動して行う車両用動力伝達装置に関する。

従来から、自動二輪車等のエンジンに一体に構成されるシーケンシャル式有段変速機の変速動作を、電動モータ等のアクチュエータによって実行する車両用動力伝達装置が知られている。

特許文献１には、変速ギヤを切り替えるシフトドラムと、回転駆動力の伝達を一時的に切断（遮断）する変速クラッチとを単一のシフトスピンドルに連結し、このシフトスピンドルをアクチュエータで回動させることで、シフトドラムおよび変速クラッチを連動させて変速動作を行うようにした車両用動力伝達装置が開示されている。

このシフトスピンドルは、シフトドラムの間欠送り機構を作動させるため、初期位置と正回転側または逆回転側の所定角度（例えば、３０度）との間を往復回動するように構成されている。一方の変速クラッチは、シフトスピンドルの初期位置において接続状態にあると共に、シフトスピンドルが所定角度に至るまでの間に切断状態に切り替わるように構成されている。

そして、特許文献１に記載された車両用動力伝達装置では、変速時間の短縮と変速ショックの低減とを両立するため、変速動作の前半ではシフトスピンドルを高速で駆動して変速段を素早く切り換える一方、シフトスピンドルを初期位置に戻す変速動作の後半では、変速クラッチを穏やかに再接続するために駆動速度を下げるように設定されている。

特開平１１−０８２７３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、変速スイッチ等によって変速指令が入力されてから変速クラッチの再接続が完了するまでのアクチュエータの動作態様が予め定められており、車速やスロットル開度等の走行状態に応じた最適な再接続動作を実行することは考慮されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、車両の走行状態にかかわらず最適な変速クラッチの再接続動作が可能な車両用動力伝達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（Ｅ）と駆動輪（ＷＲ）との間に配設される変速機（ＴＭ）と、前記エンジン（Ｅ）と変速機（ＴＭ）との間で回転駆動力の伝達および遮断を行う変速クラッチ（３５）とを有すると共に、前記変速機（ＴＭ）に、複数の変速段を構成するギヤ列（Ｇ）と、該ギヤ列（Ｇ）の選択を変更するシフトアーム（４７）と、該シフトアーム（４７）を駆動するシフトドラム（４５）と、該シフトドラム（４５）を駆動するシフトスピンドル（４３）とが含まれており、アクチュエータ（４１）によって回転駆動される前記シフトスピンドル（４３）に連動して前記変速クラッチ（３５）が駆動される車両用動力伝達装置において、前記シフトスピンドル（４３）の回転角度を検知するシフトスピンドル角度検知手段（５４）と、クランクパルサによってエンジン回転数（Ｎｅ）を検知するエンジン回転数検知手段（５０）と、車速センサからなる車速検知手段（５３）と、前記アクチュエータ（４１）を駆動する制御部（６０）と、エンジン回転数（Ｎｅ）とスロットル開度（Ｔｈ）と推定エンジントルク（Ｑｅ）との関係を規定する推定エンジントルクマップ（７１）から導出される推定エンジントルク（Ｑｅ）に基づいて、前記変速クラッチ（３５）に生じさせる目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出する目標クラッチトルク算出手段（７０）と、前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）と目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）との関係を規定する目標シフトスピンドル角度マップ（８１）から導出される値に基づいて、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）とを備え、前記制御部（６０）は、前記変速機（ＴＭ）の変速時に、前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）で算出された目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）に基づいて前記アクチュエータ（４１）を制御する点に第１の特徴がある。

また、前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）は、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する際に、エンジン回転数の収束速度に応じた補正量を加える点に第２の特徴がある。

また、前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）は、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する際に、前回までの変速における補正量を学習値として加える点に第３の特徴がある。

また、変速前後のギヤ段に応じた複数の変速時加算トルクマップ（７２）を備え、前記目標クラッチトルク算出手段（７０）は、前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出する際に、前記変速時加算トルクマップ（７２）によって導出された変速時加算トルク（Ｑａ）を補正量として加える点に第４の特徴がある。

さらに、前記目標クラッチトルク算出手段（７０）は、前記変速時加算トルク（Ｑａ）を加算した前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）に対して、さらに、クラッチのすべり率を考慮した補正係数を乗じることで前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出する点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、シフトスピンドルの回転角度を検出するシフトスピンドル角度検出手段と、クランクパルサによってエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、車速センサからなる車速検出手段と、アクチュエータを駆動する制御部と、エンジン回転数とスロットル開度と推定エンジントルクとの関係を規定する推定エンジントルクマップから導出される推定エンジントルクに基づいて、変速クラッチに生じさせる目標クラッチトルクを算出する目標クラッチトルク算出手段と、目標クラッチトルクと目標シフトスピンドル角度との関係を規定する目標シフトスピンドル角度マップから導出される値に基づいて、目標シフトスピンドル角度を算出する目標シフトスピンドル角度算出手段とを備え、制御部は、変速機の変速時に、目標シフトスピンドル角度算出手段で算出された目標シフトスピンドル角度に基づいてアクチュエータを制御するので、エンジン回転数およびスロットル開度から推測されるエンジントルクに基づいて目標クラッチトルクを算出することにより、変速動作中の目標クラッチトルクを必要最低限な大きさとすることができ、これを実現するようにアクチュエータを駆動制御することが可能となる。これにより、変速動作中のクラッチ容量を過不足ない適正容量に保つことが可能となり、変速ギヤを切り替えた後にクラッチを再接続する際に、クラッチ接続が遅れて空走感が生じたり、クラッチ接続が早すぎて変速ショックが生じることを防止することが可能となる。

第２の特徴によれば、目標シフトスピンドル角度算出手段は、目標シフトスピンドル角度を算出する際に、エンジン回転数の収束速度に応じた補正量を加えるので、変速ギヤの切り替えに続いて変速クラッチを再接続する際に、エンジン回転数の収束速度（クラッチ接続状態でのクラッチ滑り回転（「実エンジン回転数Ｎｅと後輪車速から推定したエンジン回転数との差分」）の時間微分）に応じた再接続動作が可能となる。これにより、変速クラッチの駆動量に対して発生する摩擦力の個体差が吸収されることとなり、製品誤差やクラッチ板の摩耗度に影響されることなく同様のクラッチ再接続制御が可能となる。

第３の特徴によれば、目標シフトスピンドル角度算出手段は、目標シフトスピンドル角度を算出する際に、前回までの変速における補正量を学習値として加えるので、走行距離が増すほどにより精度の高い変速クラッチ制御が可能になる。

第４の特徴によれば、変速前後のギヤ段に応じた複数の変速時加算トルクマップを備え、目標クラッチトルク算出手段は、目標クラッチトルクを算出する際に、変速時加算トルクマップによって導出された変速時加算トルク補正量として加えるので、変速ギヤの切り換え時に生じるエンジンのトルク変動を吸収するように変速クラッチを制御することが可能となる。

第５の特徴によれば、目標クラッチトルク算出手段は、変速時加算トルクを加算した目標クラッチトルクに対して、さらに、クラッチのすべり率を考慮した補正係数を乗じることで目標クラッチトルクを算出するので、例えば、変速クラッチのつながり始めの所定範囲と完全接続直前の所定範囲において、いわゆるクラッチのつかみがよくなってクラッチ圧力と摩擦力との比例関係が保たれなくなる特性が存在した場合でも、これに対応したスムーズな変速クラッチ制御が可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両用動力伝達装置を適用したＭＵＶ車両の左側面図である。 本発明に係る車両用電力伝達装置が適用されたパワーユニットの断面図である。 制御部およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 シフトスピンドルの駆動制御に用いられる目標シフトスピンドル角度を算出する手段を示す機能ブロック図である。 本願発明に係る適正容量制御が実行された場合のシフトスピンドル制御の態様を示すグラフである。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

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、本発明に係る車両用動力伝達装置を適用したＭＵＶ（マルチ・ユーティリティ・ビークル）車両１の左側面図である。ＭＵＶ車両１は、車体フレーム１２に左右一対の前輪ＷＦおよび後輪ＷＲが回転可能に軸支され、車体後方寄りの下部に配置された変速機一体式のパワーユニットＰから前後輪の一方または両方に駆動力を供給して走行する多目的４輪車両である。

パワーユニットＰの前部上方には、左右一対の前側ロールバー２および後側ロールバー３で囲まれた２人分の乗車スペースが設けられている。着座部７および背もたれ部５は、左右一対で設けられており、後側ロールバー３には、ヘッドレスト４および乗員のガード部材６が取り付けられている。ステアリングホイール８が取り付けられたインストルメントパネル９の前方には、前輪ＷＦの泥よけ部材１０が取り付けられており、車体前面部には左右一対の前照灯が配設されている。パワーユニットＰの後方上方には、後輪ＷＲの泥除け部材１４が取り付けられており、その上部にはリヤキャリア１３が取り付けられている。

本実施形態に係るパワーユニットＰは、電動アクチュエータによって有段変速機の切り換えと変速クラッチの遮断／接続とを連動して実行できるように構成されている。これにより、走行中の変速操作は、ステアリングホイール８の近傍に設けられたシフトアップスイッチおよびシフトダウンスイッチ（図３参照）の操作のみで実行可能とされる。

パワーユニットＰの燃焼ガスを車体後方に導く排気システム９０は、車幅方向左側に寄せられて車体後方に延びる排気管２８と、排気管２８の後端に連結される触媒部９２と、触媒部９２の後端に連結されて車幅方向に延びる円筒状のマフラ（消音器）９３とからなる。触媒部９２は、大径円筒状の触媒本体（図６参照）を収納するため、排気管２８の後方で円錐の側面状に大径化するテーパ部９１を有する。

図２は、パワーユニットＰの断面図である。パワーユニットＰは、４サイクル単気筒のエンジンＥと、シフトモータ４１による電動チェンジ機構を有する有段変速機ＴＭとを一体的に有して構成されている。エンジンＥのシリンダ３０には、コンロッド３１に接続されたピストン２９が摺動自在に収納されている。コンロッド３１の他端部は、クランクピン３２を介してクランクシャフト３７に回転自在に軸支されている。

シリンダ３０の上部には、吸気バルブ２３および排気バルブ２４の動弁機構２５，２６が収納されている。排気バルブ２４が開閉する排気ポートの出口側にはマフラ（不図示）に連なる排気管２８が連結されており、吸気バルブ２３が開閉する吸気ポートの入り口側には、インテークマニホールドを介してスロットルボディ２０が連結されている。スロットルボディ２０には、バタフライ式のスロットルバルブ２１および燃料噴射装置のインジェクタ２２が収納されている。

クランクシャフト３７の図示右端部には、インナロータ式のＡＣジェネレータ３８が取り付けられている。ＡＣジェネレータ３８の近傍には、クランクシャフト３７を回してエンジンを始動するためのスタータモータ３６が配設されている。クランクシャフト３７の図示左端部には、発進用クラッチとして機能する遠心クラッチ３４が取り付けられており、クランクシャフト３７の回転駆動力は、遠心クラッチ３４が接続回転数に達することで、プライマリドライブギヤ３３を介して変速機ＴＭ側に出力される。

プライマリドライブギヤ３３に噛合するプライマリドリブンギヤ４４は、変速クラッチ３５を介してメインシャフト３９に伝達される。変速機ＴＭは、メインシャフト３９とカウンタシャフト（不図示）との間に設けられる５組のギヤ列Ｇを有し、これにより、前進５段の変速段が形成される。本実施形態では、不図示のリバースシャフトとの間に後進用のギヤ列も有している。選択された１つのギヤ列Ｇで減速された回転駆動力は、不図示のディファレンシャル機構を介して駆動輪に伝達される。

変速機ＴＭの変速動作は、乗員による変速スイッチの操作に応じて単一のシフトモータ４１の駆動により実行される。回転駆動力を伝達するギヤ列Ｇを選択するシフトアーム４７は、ガイドピン４６の軸方向に摺動可能に係合しており、シフトドラム４５の回転に応じて所定位置に摺動することでギヤ列間のドグクラッチの噛み合わせを切り替える。

シフトドラム４５は、予め設定された所定角度に各変速段（前進５速＋後進１速）が対応するように構成されており、シフトモータ４１によってシフトスピンドル４３を一方側に所定角度だけ回転させると、シフトドラム４５が一方側に間欠送り（例えば、３０度）され、シフトスピンドル４３を他方側に所定角度だけ回転させると、シフトドラム４５が他方側に間欠送りされるように設定されている。

また、シフトスピンドル４３には、ノーマリクローズ式の変速クラッチ３５を操作するためのクラッチ操作アーム４０が結合されている。クラッチ操作アーム４０は、シフトスピンドル４３が初期位置から一方側または他方側へ回転されることに連動して、変速クラッチ３５を切断するように構成されている。詳しくは、変速クラッチ３４は、シフトスピンドル４３が中立位置のときには接続状態にあり、シフトドラム４５を間欠送りするためにシフトスピンドル４３を所定角度まで回動させたときに完全切断状態となるように構成されている。

本実施形態では、ＭＵＶ車両のステアリングホイール近傍に設けられた変速スイッチを操作することで、シフトスピンドル４３をシフトモータ４１で駆動し、変速クラッチの切断とギヤ列の切り換えとが連動して実行される。シフトモータ４１は、減速ギヤ群４２を介してシフトスピンドル４３に連結されている。なお、アクチュエータとしてのシフトモータ４１には、駆動角度および駆動速度を正確に制御できるステッピングモータ等を用いることができる。なお、以下では、シフトモータ４１によって制御される変速機構および変速クラッチを有する変速機ＴＭと、シフトモータ４１を制御する制御部（図３参照）とを含む全体構成を車両用動力伝達装置と総称する。

上記したような構造のため、変速クラッチ３５を切断および再接続する速度は、シフトスピンドル４５を駆動するシフトモータ４１の駆動速度に応じて変化することとなる。シフトモータ４１の駆動は、シフトドラム４５を間欠送りするために一方側に回転させる前半部ではシフトモータ４１を高速駆動して変速ギヤ列の切り換え早く完了させ、一方、駆動力伝達を再開するために変速クラッチ３５を再接続する後半部では、駆動速度を下げて変速クラッチ３５の再接続を穏やかに実行することが考えられる。

図３は、制御部６０およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。制御部６０には、シフトモータ４１を制御するための種々の情報が入力される。クランクシャフト３７に設けられた突起５１およびその通過状態を検知するピックアップコイル５２は、クランクパルサに基づいてエンジン回転数Ｎｅを検知するエンジン回転数検知手段５０を構成する。エンジン回転数Ｎｅは、カウンタ６１に記憶された突起５１の通過回数およびタイマ６２で計測された時間を用いて算出される。

また、制御部６０には、後輪ＷＲの回転数に基づいて車速ＶＢを検知する車速検知手段としての車速センサ５３、シフトスピンドル４３の回転角度Ａを検知するスピンドル角度検知手段としてのシフトスピンドル角度センサ５４、乗員の操作によるスロットル開度Ｔｈを検知するスロットル開度センサ５５、大気圧ＰＢを検知する大気圧センサ５６、乗員が変速指令を実行するための操作手段としてのシフトアップスイッチ５７およびシフトダウンスイッチ５８、変速機ＴＭのギヤ列Ｇの選択位置（ギヤポジション）Ｇｐを検知するギヤポジションセンサ５９からの情報がそれぞれ入力されている。

図４は、シフトスピンドル４３の駆動制御に用いられる目標シフトスピンドル角度Ａｍを算出する手段を示す機能ブロック図である。また、図５は、本願発明に係る適正容量制御が実行された場合のシフトスピンドル制御の態様を示すグラフである。図５のグラフは、上から、シフトスピンドル４３の駆動角度を示すシフトスピンドル角度Ａ、変速クラッチ３５の圧着力としての変速クラッチ容量Ｃ、エンジン回転数Ｎｅの推移を示している。この図の例は、ＭＵＶ車両１が加速中にシフトアップ（例えば、２速から３速）する場合の制御態様に対応している。

本願発明に係る車両用動力伝達装置は、シフトアップスイッチ５７またはシフトダウンスイッチ５８の操作に応じてシフトスピンドル４３を駆動制御する際に、図５に示す不変制御Ｄと適正容量制御Ｅとを連続的に適用するように設定されている。この図の例では、変速操作を検知して時刻ｔ１でシフトスピンドル４３の駆動を開始してから、時刻ｔ１３で初期位置に戻るまでが変速動作の全体に対応する。

このうち、時刻ｔ１〜ｔ６の期間における不変制御Ｄは、変速ギヤの切り換えを素早くかつ確実に行うことを目的として予め定められた制御形態であり、スロットル開度ＴｈやギヤポジションＧｐ等にかかわらず、常に一定のパターンでシフトスピンドル４３を駆動制御するものである。

ここで、変速クラッチを切りながら変速ギヤを次段に切り替える変速動作の前半部分に関しては、これを一律の態様に設定しても問題が生じることは少ないのに対し、本実施形態のように、シフトスピンドルに変速クラッチが連動する車両用動力伝達装置では、シフトスピンドルを初期位置に戻す際の動作が変速クラッチの再接続動作に直結するので、従来のように変速動作の全体を不変制御とすると、走行状態によっては変速動作の後半で変速ショック等が生じる可能性がある。

これに対し、本願発明では、時刻ｔ６以降の後半部分で、目標クラッチトルクＱｍを用いた適正容量制御Ｅを実行することにより、走行状態に応じた再接続動作を行って、変速動作の後半で空走感や変速ショックが出ないようにシフトスピンドル４３を駆動制御することが可能である。

図４を参照して、制御部６０には、目標クラッチトルク算出手段７０および目標シフトスピンドル角度算出手段８０が含まれる。目標クラッチトルク算出手段７０では、まず、スロットル開度Ｔｈおよびエンジン回転数Ｎｅを、予め実験等で定められた推定エンジントルクマップ７１に入力することで、推定エンジントルクＱｅが導出される。この推定エンジントルクＱｅに対して、変速時加算トルクマップ７２で導出された変速時加算トルクＱａを加算すると共に、すべり率補正係数マップ７３で導出されたすべり率補正係数（０〜１）を全体に乗じることで、目標クラッチトルクＱｍが算出される。

変速動作の後半で空走感や変速ショックが発生するのは、変速クラッチの再接続時において、その接続動作が速すぎたり遅すぎたりする、すわなち、理想的なクラッチ容量に対して実際のクラッチ容量が大きすぎたり小さすぎたりするためである。この点、変速クラッチ３５の再接続時において、駆動力伝達に必要最小限のクラッチトルクである目標クラッチトルクＱｍに沿った制御が可能となれば、変速動作の後半で空走感や変速ショックが発生することを防ぐことができる。

変速時加算トルクマップ７２は、スロットル開度Ｔｈ、エンジン回転数ＮｅおよびギヤポジションＧｐの情報に基づいて、ギヤポジションＧｐが切り替えられた際に変動するエンジントルクを導出するものである。このため、予め実験等で定められる変速時加算トルクマップ７２には、後進ギヤを除く各ギヤ段間におけるシフトアップ時およびシフトダウン時の双方に対応する計８つのデータマップが用意されている。

また、すべり率補正係数マップ７３は、変速クラッチのつながり始めの所定範囲と完全接続直前の所定範囲において、いわゆるクラッチのつかみがよくなって（相対的に摩擦係数が高まって）、シフトスピンドル４３の駆動量（クラッチ板を押圧する力）とクラッチ容量との比例関係が保たれなくなる特性（μ−Ｖ特性）に着目し、この特性の影響を受けずにクラッチの再接続をスムーズに実行するために用いられる。

すべり率補正係数マップ７３は、予め実験等で定められて制御部６０に収納されており、目標クラッチトルクＱｍの算出に用いられる。ここで、すべり率は、変速クラッチの入力側と出力側との間の回転速度の比率からなるすべり率において、変速クラッチの接続開始時点を１、接続完了時点を０と設定したものとされる。

すべり率補正係数は、このすべり率に応じて推定エンジントルクＱｅを補正するものであり、本実施形態では、図４のすべり率補正係数マップ７３に示すように、特に、クラッチ完全接続状態に近い所定区間（補正２の範囲）と、クラッチ完全切断状態を中心とした所定区間（補正１の範囲）において補正係数を小さくするように設定されている。これにより、μ−Ｖ特性に起因して前記した２つの所定区間で変速クラッチ３５が接続過多になることを防ぎ、変速ショックの発生を抑えることが可能となる

次に、目標クラッチトルク算出手段７０で算出された目標クラッチトルクＱｍは、これに対応するシフトスピンドル４３の角度（駆動量）を求めるために、目標シフトスピンドル角度算出手段８０に入力される。目標シフトスピンドル角度算出手段８０では、まず、予め実験等で定められた目標シフトスピンドル角度マップ８１に目標クラッチトルクＱｍを入力することで、目標シフトスピンドル角度Ａｍを導出する。図４に示す目標シフトスピンドル角度マップ８１は、目標クラッチトルクＱｍがゼロの状態は、シフトスピンドル４３が所定開度まで回動された状態（変速クラッチ完全切断状態）であることを前提として、目標クラッチトルクＱｍの増加に伴ってシフトスピンドル４３の戻し量が徐々に増加する状態を表している。シフトスピンドル４３が初期位置まで戻ると、ノーマリクローズ式の変速クラッチ３５はクラッチスプリング（不図示）の付勢力によって完全接続状態となる。

目標シフトスピンドル角度マップ８１で導出された目標シフトスピンドル角度Ａｍは、角度補正量マップ８２で導出された角度補正量および前回の変速までの補正量学習値８３がそれぞれ加算されて、シフトモータ４１の制御に用いられる数値として出力される。

角度補正量マップ８２は、Ｎｅ収束速度（エンジン回転数の収束速度。クラッチ接続状態でのクラッチ滑り回転（「実エンジン回転数Ｎｅと後輪車速から推定したエンジン回転数との差分」）の時間微分）に応じて、目標シフトスピンドル角度Ａｍに加算または減算する角度補正量を導出するために実験等で予め定められたものである。この角度補正量は、Ｎｅ収束速度がゼロの近傍で増加すると共に、Ｎｅ収束速度が大きい所定範囲で減少するように設定されている。このＮｅ収束速度に応じた再接続動作が可能となることにより、クラッチの駆動量に対して発生する摩擦力の個体差が吸収されることとなり、製品誤差や摩耗度に影響されることなく同様のクラッチ再接続制御が可能となる。

一方、補正量学習値８３には、例えば、前回の変速までに適用した補正量の平均値を適用できる。これにより、走行距離が増加するほどにより精度の高いクラッチ制御が可能となる。

また、本実施形態では、シフトモータ４１を駆動制御するための値として、目標シフトスピンドル角度Ａｍを算出しているが、印加する電圧の大きさに比例して回動量が大きくなるシフトモータを適用する場合は、目標シフトスピンドル電圧を導出するようにしても実質的に同等の制御を実行することができる。この場合、シフトスピンドル４３の回動角度は、シフトモータ４１への供給電圧で管理することができる。

図５を参照して、シフトスピンドル駆動制御の流れを確認する。この例では、ＭＵＶ車両１が２速ギヤで加速中に、３速にシフトアップする場合の流れを説明する。時刻ｔ＝０では、２速ギヤで加速中であり、変速クラッチ容量Ｃは、容量Ｃ２の完全接続状態（クラッチ容量過多状態）にある。時刻ｔ１では、乗員によるシフトアップスイッチ５７の操作に応じて、予め定められた「不変制御」が開始される。それと同時にＮｅ収束速度の算出が開始され、時刻ｔ１３まで継続される。

時刻ｔ１でシフトスピンドル４３が回動し始めると、時刻ｔ２では変速クラッチ容量Ｃが容量Ｃ２から減少を開始する。時刻ｔ３でシフトスピンドル４３が角度Ａ１に達すると変速クラッチ容量Ｃはゼロに到達し、ここからシフトスピンドル４３は最大速度で切断方向へ駆動開始される。その後、切り替えた変速ギヤのドグクラッチの噛合が落ち着くのを待機してから、時刻ｔ４では、シフトスピンドル４３が所定角度である角度Ａ３に到達し、確実な突き当て処理が行われる。

そして、時刻ｔ４からは、シフトスピンドル４３を所定角度から初期位置まで戻す方向の制御が開始される。時刻ｔ５までの間には、角度Ａ３から低速度で少しだけ戻され、その後、時刻ｔ５〜ｔ７間では高速度で戻し方向への駆動が行われる。この図の例では、時刻ｔ６でクラッチ容量Ｃが上昇し始める。シフトスピンドルの角度Ａ２は、変速クラッチが半クラッチ状態となる角度である。

上記した時刻ｔ１〜ｔ７における不変制御Ｄは、素早い変速動作のために予め定められ、ギヤポジション等に関係なく一律に実行されるが、時刻ｔ５では、適正容量制御Ｅに用いる目標シフトスピンドル角度Ａｍの算出が開始されており、時刻ｔ５〜ｔ７の高速戻しは、エンジン回転数Ｎｅが急激に落ち込んで空走感が生じることを防ぐために高速で接続させながら、一定以上のＮｅ収束速度が規定時間以上出るまで継続する。換言すれば、時刻ｔ７で一定以上のＮｅ収束速度を一定時間以上検出した時点で適正容量制御Ｅに移行する。

そして、時刻ｔ７から本願発明に係る適正容量制御Ｅに移行する。時刻ｔ７〜ｔ９においては、特に、すべり率補正係数における補正１の影響を受けてシフトスピンドル４３が駆動される（急接続による変速ショックを防ぐために駆動速度が低減される）。時刻ｔ８では、クラッチ容量Ｃが適正容量Ｃ１に到達する。この点、時刻ｔ５〜ｔ７で高速戻しを実行することにより、変速クラッチが再接続方向に移行してから適正容量Ｃ１に到達するまでの時間の短縮が実現されている。

続く時刻ｔ９〜ｔ１０の間は、すべり率とクラッチ容量Ｃとの比例関係が成立する区間であり、シフトスピンドル角度Ａが、角度Ａ１と角度Ａ２との間の所定の一定値に保たれた状態が作出され、これに伴って、変速クラッチ容量Ｃがエンジントルクの大きさに合わせた過不足ない適正容量Ｃ１に保たれることとなる。これにより、エンジン回転数Ｎｅを最適な速度で減少させることが可能となる。そして、時刻ｔ１０〜ｔ１２の間は、特に、すべり率補正係数における補正２の影響を受けてシフトスピンドル４３が駆動される。

時刻ｔ１１では、適正容量期間Ｔが終了し、クラッチ容量Ｃが完全接続状態に向けて増加を始める。この段階では、すでにエンジン回転数Ｎｅは接続目標Ｎｅと合致しており、変速後回転数へのスムーズな移行が完了している。

そして、時刻ｔ１３ではシフトスピンドル４３が初期位置に戻ると共に、変速クラッチ容量Ｃもクラッチスプリングの付勢力によって実現される容量Ｃ２に移行し、一連の変速動作が終了する。なお、上記ではシフトアップの例を説明したが、シフトダウンの際も同様の流れでシフトスピンドル駆動制御が実行されることとなる。

エンジンや変速機、変速クラッチの形式や構造、シフトモータやシフトモータによって変速クラッチおよびシフトドラムを連動駆動する機構、推定エンジントルクマップをはじめとする各種データマップの設定等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る車両用動力伝達装置は、３輪のＭＵＶ車両や自動二輪車等の種々の車両に適用することが可能である。

図６は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。ハニカム構造とされる円筒状の触媒本体９２ａは、排気管２８の後方でテーパをなして大径化する触媒部９２に収納されている。触媒本体９２ａの上流側には、排気圧力の変動を緩和する圧力隔壁９２ｂが設けられている。圧力隔壁９２ｂの上流側で車幅方向内側の外壁、すなわち触媒部９２の前部のテーパ部９１には、燃焼ガス中の酸素濃度を検知する酸素センサ（Ｏ２センサ）９６が取り付けられている。

配線９５に接続された酸素センサ９６は、触媒部９２の上部から車幅方向内側を覆う触媒部カバー９４を貫通して、テーパ部９１に固定されたナット状の支持部材９８に支持される。これにより、酸素センサ９６の先端に設けられるセンサ部９６ａは、圧力隔壁９２ｂの上流側で圧力変動が抑えられた空間に露出することとなる。

ここで、酸素センサ９６は、走行時の水はねや雨、結露等で生じる水滴が付着して滞留することを避けるため、略水平方向に指向する触媒本体９２ａの中心線（水平線）Ｈより車体上方側に配置されている。酸素センサ９６は、テーパ部９１に対して略垂直に配置されるため、その中心線Оは、車幅方向に対して前方側に傾斜すると共に、車体前後方向に対して車体上方側に傾斜することとなる。

また、酸素センサ９６の支持部材９８には、触媒部９２による放射熱の影響を避けるための遮熱カバー９７が取り付けられている。遮熱カバー９７は、酸素センサ９６の貫通孔が設けられた底部９７ａと、底部９７ａの外縁から立設して酸素センサ９６の中心線Оに対して傾斜した側壁９７ｂとを有する碗状とされる。

ここで、酸素センサ９６の本体には、雨や結露等による水滴のほか、ＭＵＶ車両のタイヤによる巻き上げ等によって砂等が降りかかる可能性もある。このとき、仮に、遮熱カバー９７の側壁９７ｂが中心線Ｏに沿った角度であると、遮熱カバー９７の底部９７ａに砂等が溜まる可能性がある。この課題に対し、本実施形態では、酸素センサ９６の中心線Ｏに対する側壁９７ｂの傾斜角度を大きくして、側壁９７ｂの最下部の角度が水平線Ｈに対して下方に傾斜する、換言すれば、両者が所定の相対角度θを有するように設定されている。これにより、遮熱カバー９７に砂等が降りかかった場合でもスムーズに下方に落ちることとなる。

上記したような酸素センサ９６の配置および遮熱カバー９７の形状によれば、その中心線Ｏの配置角度の工夫によって水分の影響を避けると共に、遮熱カバー９７の側壁９７ｂの傾斜角度の工夫によって、遮熱カバー９７の底部９７ａに砂等が溜まらないようにしつつ触媒部９２が発する放射熱の影響を避けることが可能となる。

１…ＭＵＶ車両、３５…変速クラッチ、４１…シフトモータ（アクチュエータ）、４３…シフトスピンドル、４５…シフトドラム、４７…シフトフォーク、５０…エンジン回転数検知手段、５３…車速検知手段、５４…シフトスピンドル角度検知手段、５９…ギヤポジションセンサ、６０…制御部、７０…目標クラッチトルク算出手段、７１…推定エンジントルクマップ、７２…変速時加算トルクマップ、７３…変速時補正係数マップ、８０…目標シフトスピンドル角度算出手段、８１…目標シフトスピンドル角度マップ、８２…角度補正量マップ、Ｅ…エンジン、ＴＭ…変速機、Ｑｅ…推定エンジントルク、Ｑｍ…目標クラッチトルク、Ｑａ…変速時加算トルク、Ａｍ…目標シフトスピンドル角度、Ｇ…ギヤ列

Claims (5)

1. エンジン（Ｅ）と駆動輪（ＷＲ）との間に配設される変速機（ＴＭ）と、前記エンジン（Ｅ）と変速機（ＴＭ）との間で回転駆動力の伝達および遮断を行う変速クラッチ（３５）とを有すると共に、
   前記変速機（ＴＭ）に、複数の変速段を構成するギヤ列（Ｇ）と、該ギヤ列（Ｇ）の選択を変更するシフトアーム（４７）と、該シフトアーム（４７）を駆動するシフトドラム（４５）と、該シフトドラム（４５）を駆動するシフトスピンドル（４３）とが含まれており、
   アクチュエータ（４１）によって回転駆動される前記シフトスピンドル（４３）に連動して前記変速クラッチ（３５）が駆動される車両用動力伝達装置において、
   前記シフトスピンドル（４３）の回転角度を検知するシフトスピンドル角度検知手段（５４）と、
   クランクパルサによってエンジン回転数（Ｎｅ）を検知するエンジン回転数検知手段（５０）と、
   車速センサからなる車速検知手段（５３）と、
   前記アクチュエータ（４１）を駆動する制御部（６０）と、
   エンジン回転数（Ｎｅ）とスロットル開度（Ｔｈ）と推定エンジントルク（Ｑｅ）との関係を規定する推定エンジントルクマップ（７１）から導出される推定エンジントルク（Ｑｅ）に基づいて、前記変速クラッチ（３５）に生じさせる目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出する目標クラッチトルク算出手段（７０）と、
   前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）と目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）との関係を規定する目標シフトスピンドル角度マップ（８１）から導出される値に基づいて、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）とを備え、
   前記制御部（６０）は、前記変速機（ＴＭ）の変速時に、前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）で算出された目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）に基づいて前記アクチュエータ（４１）を制御することを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）は、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する際に、エンジン回転数の収束速度に応じた補正量を加えることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記目標シフトスピンドル角度算出手段（８０）は、前記目標シフトスピンドル角度（Ａｍ）を算出する際に、前回までの変速における補正量を学習値として加えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 変速前後のギヤ段に応じた複数の変速時加算トルクマップ（７２）を備え、
   前記目標クラッチトルク算出手段（７０）は、前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出する際に、前記変速時加算トルクマップ（７２）によって導出された変速時加算トルク（Ｑａ）を補正量として加えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記目標クラッチトルク算出手段（７０）は、前記変速時加算トルク（Ｑａ）を加算した前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）に対して、さらに、クラッチのすべり率を考慮した補正係数を乗じることで前記目標クラッチトルク（Ｑｍ）を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両用動力伝達装置。