JP6678495B2

JP6678495B2 - 電子制御装置

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Publication number: JP6678495B2
Application number: JP2016067997A
Authority: JP
Inventors: 長具原田; ヤニス、ラフ
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017180264A

Description

本発明は、電子制御装置に関し、特に、運転者によるシフト操作を検出するシフトセンサを備えた車両に搭載される電子制御装置に関する。

自動二輪車等の鞍乗型車両の中には、運転者によるシフト操作を検出するシフトセンサを備えるものがある。かかるシフトセンサを設けた車両では、シフトセンサからの電気信号に基づき運転者によるシフト操作を検出した際に、そのシフト操作に応じて迅速なギヤシフトを可能とするために、エンジンの運転状態を制御してその出力を弱める等のエンジンの出力制御を実行する構成を採用するものがある。

かかる状況下で、特許文献１は、自動二輪車の変速制御装置に関し、シフト装置に設けられた荷重センサからなるシフト作動検出器の検出信号に基づいてシフト作動開始時期を判断し、シフトドラム作動検知器で検出された変速段に応じてエンジンへの吸気量を制御することにより、エンジンの出力が滑らかに変化するようにする制御ユニットを備えた構成を開示する。

特開２００６−７７６２３号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成は、それぞれの変速段に合ったより最適なエンジン出力の制御を行って、クラッチ操作を不要とした変速操作を円滑に行うことを企図したものではあるが、シフト作動検出器においてシフト操作、つまり運転者によるシフト要求を検出するシフトセンサが有するその公差に対処がなされたものではない。

ここで、本発明者の検討によれば、シフトセンサが有する公差には、シフトセンサ自体がその特性上内包する検出公差やシフトセンサの車両への取付け公差等が含まれるが、かかる公差に何等の対処がなされていない場合には、シフト操作の検出精度が低下する事態が発生する場合があるだけでなく、そのシフト操作に応じて実現されるべきエンジンの出力制御が適切になされないことに起因して、車両の運転フィーリングやドライバビリティが悪化する事態が発生する場合が考えられる。

更に、本発明者の検討によれば、このようなシフトセンサが有する公差に対処するには、本来的に検出精度が高いシフトセンサを選択して用い、熟練した組み付け作業者によりシフトセンサを車両に高精度に組み付け、及び／又はシフトセンサが有する公差を充分に考慮してシフト操作の検出閾値を設定すること等が考えられる。

ところが、本来的に検出精度が高いシフトセンサを選択して用いることとするとシフトセンサの購入コストの上昇につながり、熟練した組み付け作業者によりシフトセンサを車両に高精度に組み付けることとすると車両を大量生産することの障害につながり、及び／又はシフトセンサが有する公差を充分に考慮してシフト操作の検出閾値を設定することとすると車両の運転に違和感が発生して向上すべき運転フィーリングやドライバビリティがさほど向上しないという事態が生じてしまい、いずれにしても改良の余地があると考えられる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができ、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる電子制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、エンジン及び前記エンジンの出力を変速する変速機を備えた車両に搭載されると共に、前記変速機のギヤポジションのシフト操作のために設けられた操作部材の回動軸についての回転角を検出して前記シフト操作を検出するシフトセンサからの電気信号と、前記操作部材の前記回動軸についての回動により回動されると共に前記変速機の変速のために設けられたシフトドラムの回動軸についての回転角を検出して前記ギヤポジションを検出するギヤポジションセンサからの電気信号と、を用いてエンジンの運転状態を制御する制御部を有する電子制御装置において、前記制御部は、前記シフトドラムの前記回動軸についての前記回転角を示す前記ギヤポジションセンサからの前記電気信号の電圧値の変化に基づき、前記操作部材の前記回動軸についての前記回転角を示す前記シフトセンサからの前記電気信号の電圧値を学習電圧値として学習し、前記車両は、メインクラッチ及び前記変速機としてのドッグ式変速機を順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両であり、前記制御部は、前記シフトセンサからの前記電気信号の前記電圧値が予め得られた前記学習電圧値になったときに、前記ドッグ式変速機のドッグ歯同士が離間する方向へ前記エンジンの出力制御を開始することを第１の局面とする。

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部は、前記ギヤポジションセンサからの前記電気信号の前記電圧値が変化して所定の閾値となったときに、前記シフトセンサからの前記電気信号の前記電圧値を学習して前記学習電圧値を得ることを第２の局面とする。

以上の本発明の第１の局面にかかる電子制御装置によれば、エンジン及びエンジンの出力を変速する変速機を備えた車両に適用されると共に、変速機のギヤポジションのシフト操作のために設けられた操作部材の回動軸についての回転角を検出してシフト操作を検出するシフトセンサからの電気信号と、操作部材の回動軸についての回動により回動されると共に変速機の変速のために設けられたシフトドラムの回動軸についての回転角を検出してギヤポジションを検出するギヤポジションセンサからの電気信号と、を用いてエンジンの運転状態を制御する制御部を有し、制御部が、シフトドラムの回動軸についての回転角を示すギヤポジションセンサからの電気信号の電圧値の変化に基づき、シフトセンサからの電気信号の電圧値を学習電圧値として学習するものであるため、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができると共に、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。また、本発明の第１の局面にかかる電子制御装置によれば、車両が、メインクラッチ及び変速機としてのドッグ式変速機を順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両であり、制御部が、シフトセンサからの電気信号の電圧値が予め得られた学習電圧値になったときに、ドッグ式変速機のドッグ歯同士が離間する方向へエンジンの出力制御を開始するものであるため、ドッグ歯同士の切り離しを円滑に行わせることができ、運転者のシフト操作に伴う変速機のギヤシフトを円滑に行わせて、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる電子制御装置によれば、制御部が、ギヤポジションセンサからの電気信号の電圧値が変化して所定の閾値となったときに、シフトセンサからの電気信号の電圧値を学習して学習電圧値を得るものであるため、簡便な構成で、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができると共に、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。

図１は、本発明の実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図である。図２（ａ）は、本実施形態における電子制御装置が適用されるドッグ式変速機等の構成を示す模式的な断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すドッグ式変速機の一部を示す模式的な拡大図である。図３（ａ）は、本実施形態における電子制御装置がシフトアップ操作時にシフトセンサの電気信号の電圧値を学習した学習電圧値を主として示す模式図であり、図３（ｂ）は、本実施形態における電子制御装置がシフトアップ操作時にシフトセンサの電気信号の電圧値を学習する際のギヤポジションセンサの電気信号の閾値電圧とシフトセンサの電気信号の学習電圧値との関係を主として示す模式図である。４（ａ）は、本実施形態における電子制御装置がシフトダウン操作時にシフトセンサの電気信号の電圧値を学習した学習電圧値を主として示す模式図であり、図４（ｂ）は、本実施形態における電子制御装置がシフトダウン操作時にシフトセンサの電気信号の電圧値を学習する際のギヤポジションセンサの電気信号の閾値電圧とシフトセンサの電気信号の学習電圧値との関係を主として示す模式図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。

〔電子制御装置等の構成〕
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態における電子制御装置及びそれが適用されるドッグ式変速機等の構成について説明する。

図１は、本実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図である。また、図２（ａ）は、本実施形態における電子制御装置が適用されるドッグ式変速機等の構成を示す模式的な断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すドッグ式変速機の一部を示す模式的な拡大図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態における電子制御装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：ＥＣＵ）１は、典型的には、クランクシャフト６１、メインクラッチ５１及びドッグ式変速機Ｔを順に介して内燃機関（エンジン）Ｅの出力を駆動力として図示を省略する駆動輪に伝達する自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載され、エンジンＥの運転状態の制御等を実行するものである。

電子制御装置１は、Ａ／Ｄ（ＡａｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌ）変換器２ａ〜２ｄ、波形整形回路３、中央演算処理ユニット（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：ＣＰＵ）４、モータ駆動回路６、点火栓駆動回路７、及び燃料噴射弁駆動回路８を備えている。ＣＰＵ４は、クラッチ状態検出部５ａ、シフト操作検出部５ｂ、ギヤポジション検出部５ｃ、スロットル開度算出部５ｄ、アクセル開度算出部５ｅ、エンジン回転数算出部５ｆ、及び制御部５ｇを、備えている。かかるクラッチ状態検出部５ａ、シフト操作検出部５ｂ、ギヤポジション検出部５ｃ、スロットル開度算出部５ｄ、アクセル開度算出部５ｅ、及びエンジン回転数算出部５ｆは、典型的には、ＣＰＵ４における制御プログラム実行時の機能ブロックとして構成されるが、これらは、必要に応じて、電気回路として構成されてもよい。また、電子制御装置１は、図示を省略するメモリ等を備えており、メモリには、ＣＰＵ４の演算処理に必要な制御プログラム及び制御データ等が格納されている。

具体的には、Ａ／Ｄ変換器２ａ〜２ｄは、シフトセンサ１２から出力されると共に運転者によるシフトペダル２１の回転位置（回転角）、ひいてはシフトペダル２１を介した変速操作（シフト操作）の有無を示す電気信号、ギヤポジションセンサ１３から出力されると共にドッグ式変速機Ｔのシフトドラム３１の回転位置（回転角）を示す電気信号、スロットル開度センサ１５から出力されると共にスロットルモータ１４で回動される図示を省略したスロットルバルブの開度を示す電気信号、及びアクセル開度センサ１６から出力されると共に図示を省略するアクセル操作部材の操作量を示す電気信号を、アナログ形態からデジタル形態に各々変換する。Ａ／Ｄ変換器２ａ〜２ｄは、このようにデジタル形態に変換したこれらの電気信号をＣＰＵ４に出力する。なお、電子制御装置１内でＡ／Ｄ変換器２ａ〜２ｄの前段に各々設けられる入力回路については、便宜上図示を省略している。

ここで、シフトセンサ１２及びギヤポジションセンサ１３は、典型的には、各々ホール素子を用いたホールセンサである。シフトセンサ１２は、シフト操作部材であるシフトペダル２１の運転者によるシフト操作に応じて、シフトペダル２１が固設されると共に車両側のその回動軸であるシフトシャフト２２の回転角を示す電気信号を出力する。運転者によるシフト操作に伴うシフトペダル２１の回動は、シフトシャフト２２に対してそれを回動軸として固設されたシフトアーム２３に伝達される。シフトアーム２３の一端部には図示を省略するギヤ部が設けられているため、運転者によるシフト操作に伴うシフトペダル２１の回動は、シフトアーム２３のギヤ部を介して、シフトドラム３１の回動軸であるドラムシャフト３２に固設されたシフトギヤ２４に伝達され、これによりドラムシャフト３２、つまりシフトドラム３１が回動する。ギヤポジションセンサ１３は、ドッグ式変速機Ｔの変速段（ギヤポジション）に応じて、ドラムシャフト３２の回転角を示す電気信号を出力する。なお、シフトセンサ１２及びギヤポジションセンサ１３としては、その出力信号が線形な特性を有するセンサであれば好適に使用でき、ホールセンサの他にひずみセンサ等も用い得るものである。

また、例えば、ドッグ式変速機Ｔにおいて、インプットシャフト４６に固定変速ギヤ４１が装着され、ドライブシャフト４７にフリー変速ギヤ４２及びスライド変速ギヤ４３が装着された構成を代表的に想定すると、シフトドラム３１の回動は、それに形成されたカム溝３３に配設されると共にカム溝に倣って移動するシフトフォーク３４に伝達され、対応してシフトフォーク３４が移動することにより、スライド変速ギヤ４３がドライブシャフト４７に対して装着された状態で並進移動されることになる。スライド変速ギヤ４３がフリー変速ギヤ４２に向かって移動されてこれらが互いに近接した位置にあるときには、これらのドッグ歯４４、４５同士が噛合可能な状態をとることになる。つまり、メインクラッチ５１が接続状態にあり、かつドッグ歯４４、４５同士が当接してドッグ歯４４がドッグ歯４５を押す噛合状態にあるときには、クランクシャフト６１の回転力は、メインクラッチ５１、インプットシャフト４６、固定変速ギヤ４１、フリー変速ギヤ４２、スライド変速ギヤ４３、及びドライブシャフト４７を順に介して、最終的には駆動輪に伝達していくことになる。また、メインクラッチ５１が接続状態にあり、かつドッグ歯４４、４５同士が当接してそれらの一方がそれらの他方を押した噛合状態にあるときには、シフトフォーク３４でスライド変速ギヤ４３をフリー変速ギヤ４２から離れるように移動することが困難になるため、他のギヤポジションへの変速が困難となる。なお、ドッグ歯４４、４５は、それらの両方が凸状歯である構成の他に、それらの一方が他方の凸状歯を収容する凹状歯である構成を有していてもよい。メインクラッチ５１としては、乾式の多板摩擦クラッチが好適に用いられ得る。また、シフトペダル２１からシフトフォーク３４までの一連の構成要素が、シフト機構Ｓを構成している。

波形整形回路３は、クランク角センサ１７から出力されると共にエンジンＥのクランクシャフト６１の回転角を示すクランクパルス信号を整形して、デジタルパルス信号を生成する。波形整形回路３は、このように生成したデジタルパルス信号をＣＰＵ４に出力する。なお、電子制御装置１内で波形整形回路３の前段に各々設けられる入力回路については、便宜上図示を省略している。

クラッチ状態検出部５ａは、クラッチスイッチ１１から入力されると共に運転者がメインクラッチ５１を接続又は遮断する際のその操作状態を示す電気信号に基づいて、メインクラッチ５１の接続又は遮断を検出する。クラッチ状態検出部５ａがこのように検出したメインクラッチ５１の断続状態等を示す情報は、制御部５ｇで用いられる。なお、クラッチスイッチ１１からの電気信号が入力される電子制御装置１内の入力回路については、便宜上図示を省略している。

シフト操作検出部５ｂは、シフトセンサ１２からＡ／Ｄ変換器２ａを介して入力されると共に運転者がシフトペダル２１を操作してドッグ式変速機Ｔのシフト操作を行う際又は運転者がシフト操作を行わない際のそのシフト操作の有無を示す電気信号に基づいて、ドッグ式変速機Ｔのシフト操作を検出する。シフト操作検出部５ｂがこのように検出したドッグ式変速機Ｔのシフト操作の有無等を示す情報は、制御部５ｇで用いられる。

ギヤポジション検出部５ｃは、ギヤポジションセンサ１３からＡ／Ｄ変換器２ｂを介して入力されると共にドッグ式変速機Ｔのシフトドラム３１の回転角を示す電気信号に基づいて、ドッグ式変速機Ｔで選択されている変速段（ギヤポジション）を検出する。ギヤポジション算出部５ｃがこのように検出したギヤポジションは、制御部５ｇで用いられる。

スロットル開度算出部５ｄは、スロットル開度センサ１５からＡ／Ｄ変換器２ｃを介して入力されると共にエンジンＥのスロットルバルブの実開度を示す電気信号に基づいて、スロットルバルブの実開度（スロットル開度）を算出する。スロットル開度算出部５ｄがこのように算出したスロットル開度は、制御部５ｇで用いられる。

アクセル開度算出部５ｅは、アクセル開度センサ１６からＡ／Ｄ変換器２ｄを介して入力されると共にアクセル操作部材の操作量を示す電気信号に基づいて、アクセル開度を算出する。アクセル開度算出部５ｅがこのように算出したアクセル開度は、制御部５ｇで用いられる。なお、アクセル操作部材は、鞍乗型車両では、典型的にはアクセルグリップである。

エンジン回転数算出部５ｆは、クランク角センサ１７から波形整形回路３を介して入力されると共にエンジンＥのクランク角（クランクシャフト６１の回転角度）を示す電気信号に基づいて、実際のエンジン回転数（エンジン回転数）を算出する。エンジン回転数算出部５ｆがこのように算出したエンジン回転数は、制御部５ｇで用いられる。

制御部５ｇは、ギヤポジション検出部５ｃが検出したギヤポジション、スロットル開度算出部５ｄが算出したスロットル開度、アクセル開度算出部５ｅが算出したアクセル開度、及びエンジン回転数算出部５ｆが算出したエンジン回転数等に基づき、スロットルモータ１４、点火栓１８及び燃料噴射弁１９等の動作を制御することによりエンジンＥの運転状態を制御することに加えて、クラッチ状態検出部５ａがメインクラッチ５１の接続を検出している状態においてシフト操作検出部５ｂが運転者のシフトペダル２１の操作によるドッグ式変速機Ｔのシフト操作を検出した場合には、ドッグ式変速機Ｔのドッグ歯４４、４５同士の係合を解除し又は弱めてドッグ式変速機Ｔの変速が可能となるように、スロットルモータ１４の駆動によるエンジンＥのスロットル開度を調整して、エンジンＥの出力を一時的に変化させるようにその運転状態を制御する。かかる場合、具体的に、ドッグ歯４４がドッグ歯４５を押しているときには、制御部５ｇは、ドッグ歯４４がドッグ歯４５から離れる方向に移動するように固定変速ギヤ４１を介してフリー変速ギヤ４２を回転させるべくエンジンＥの運転状態を制御してその出力を減少方向に変化させる。一方で、ドッグ歯４５がドッグ歯４４を押しているときには、制御部５ｇは、ドッグ歯４４がドッグ歯４５から離れる方向に移動するように固定変速ギヤ４１を介してフリー変速ギヤ４２を回転させるべくエンジンＥの運転状態を制御して、その出力を増大方向に変化させる。

モータ駆動回路６は、制御部５ｇからの制御信号に従って、スロットルモータ１４を駆動することにより、エンジンＥのスロットル開度を制御する。

点火栓駆動回路７は、制御部５ｇからの制御信号に従って、図示を省略する２次コイルの起電力を制御することにより、エンジンＥの点火栓１８によるエンジンへの点火動作、つまり点火の開始、停止及び再開といった一連の点火動作を制御する。

燃料噴射弁駆動回路８は、制御部５ｇからの制御信号に従って、燃料噴射弁１９を駆動することにより、エンジンＥに燃料を噴射する燃料噴射弁１９の燃料噴射動作、つまり燃料噴射の開始、停止及び再開といった一連の燃料噴射動作を制御する。

以上のような構成を有する電子制御装置１は、以下に示すシフトセンサ電圧学習処理を実行することによって、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出し、併せて車両のドライバビリティの向上に寄与する。以下、更に図３及び図４をも参照して、シフトセンサ電圧学習処理を実行する際の電子制御装置１の動作について、詳細に説明する。なお、かかるシフトセンサ電圧学習処理については、ドッグ式変速機Ｔを正シフト式で６速のリターン式のものとして説明するが、かかるドッグ式変速機Ｔは、原理的には、もちろん逆シフト式であってギヤポジション数が６速から異なっていてもよいし、ロータリー式であってもよい。また、かかるシフトセンサ電圧学習処理を実行するタイミングとしては、電子制御装置１を搭載した車両が製造される工場における製造ラインの終端での作業時、その車両のディーラにおけるメンテナンス時、及びその車両のユーザ自らのメンテナンス時等が挙げられる。

〔シフトセンサ電圧学習処理〕
図３（ａ）は、本実施形態における電子制御装置１がシフトアップ操作時にシフトセンサ１２の電気信号の電圧値を学習した学習電圧値を主として示す模式図であり、図３（ｂ）は、本実施形態における電子制御装置１がシフトアップ操作時にシフトセンサ１２の電気信号の電圧値を学習する際のギヤポジションセンサ１３の電気信号の閾値電圧とシフトセンサ１２の電気信号の学習電圧値との関係を主として示す模式図である。また、図４（ａ）は、本実施形態における電子制御装置１がシフトダウン操作時にシフトセンサ１２の電気信号の電圧値を学習した学習電圧値を主として示す模式図であり、図４（ｂ）は、本実施形態における電子制御装置１がシフトダウン操作時にシフトセンサ１２の電気信号の電圧値を学習する際のギヤポジションセンサ１３の電気信号の閾値電圧とシフトセンサ１２の電気信号の学習電圧値との関係を主として示す模式図である。

本実施形態におけるシフトセンサ電圧学習処理は、シフトセンサ１２に関連する公差を吸収しながら運転者によるシフト要求を的確に検出するために、シフトセンサ１２が装着された車両毎に、学習操作者がシフトペダル２１を操作してシフトドラム３１が回動し始めたタイミングで、シフトセンサ１２から出力される電気信号の電圧値を学習する処理を行うものである。ここで、シフトドラム３１が回動し始めたタイミングを検出するために用いる情報は、ギヤポジションセンサ１３の電気信号が呈する電圧値であり、制御部５ｇは、ギヤポジションセンサ１３の電気信号が呈する電圧値が所定の閾値となったタイミングでのシフトセンサ１２の電気信号が呈する電圧値を、運転者によるシフト要求、つまりシフト操作が確実にあったとみなされるタイミングでの電圧値として、学習するものである。

かかるシフトセンサ電圧学習処理において、シフトセンサ１２の電気信号としては、シフトペダル２１の回転角としてのシフトシャフト２２の回転角に比例した出力電圧値を呈するシフトセンサ１２からの出力電気信号をそのまま用いることもできるが、検出の精度や利便性等を考慮すれば、シフトセンサ１２から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換したＡ／Ｄ変換器２ａからの出力電気信号を用いることが好ましい。また、ギヤポジションセンサ１３の電気信号としては、シフトドラム３１の回転角としてのドラムシャフト３２の回転角に比例した出力電圧値を呈するギヤポジションセンサ１３からの出力電気信号をそのまま用いることもできるが、検出の精度や利便性等を考慮すれば、ギヤポジションセンサ１３から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換したＡ／Ｄ変換器２ｂからの出力電気信号を用いることが好ましい。これ故、図３及び図４においては、シフトセンサ１２の電気信号の電圧ＶＳとしては、Ａ／Ｄ変換器２ａからの出力電気信号の電圧を用い、ギヤポジションセンサ１３の電気信号の電圧ＶＧとしては、Ａ／Ｄ変換器２ｂからの出力電気信号の電圧を用いている。

具体的に、まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、ドッグ式変速機Ｔをシフトアップする場合のシフトセンサ電圧学習処理について説明する。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）中で示す添え字のｎは、２以上５以下の整数である。

かかるシフトセンサ電圧学習処理においては、制御部５ｇは、学習操作者がシフトペダル２１をかき上げ操作（シフトアップ操作）して２速から３速、３速から４速、４速から５速、５速から６速へと順次シフトアップしていったときに、２速から３速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_２から閾値（ＶＧ_２＋ΔＶ_ｕ２）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕをメモリ中に記憶し、３速から４速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_３から閾値（ＶＧ_３＋ΔＶ_ｕ３）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_３ｕをメモリ中に記憶し、４速から５速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_４から閾値（ＶＧ_４＋ΔＶ_ｕ４）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_４ｕをメモリ中に記憶し、５速から６速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_５から閾値（ＶＧ_５＋ΔＶ_ｕ５）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_５ｕをメモリ中に記憶する。ついで、制御部５ｇは、メモリ中からシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕを読み出し、これらが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｎｕＬ以上ＶＳ_ｎｕＨ以下の範囲）に入っている場合には学習操作者のシフト操作が適切なものであると判断する。なお、メモリ中から読み出したシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｎｕＬ以上ＶＳ_ｎｕＨ以下の範囲）に入っていない場合には、学習操作者のシフト操作が適切なものではないものと判断されるため、学習操作を再度行う等の措置が必要となる。また、電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｎｕＬ以上ＶＳ_ｎｕＨ以下の範囲）に入っているか否かの判断は、電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕを取得した時点でその都度行ってもかまわない。

そして、制御部５ｇが学習操作者のシフト操作が適切なものであると判断した場合には、シフトセンサ電圧学習処理における学習処理において、制御部５ｇは、学習操作者が同様にシフトアップ操作して２速から３速、３速から４速、４速から５速、５速から６速へと順次シフトアップしていったときに、２速から３速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_２から閾値（ＶＧ_２＋ΔＶ_ｕ２）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_２ｕ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｕを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、３速から４速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_３から閾値（ＶＧ_３＋ΔＶ_ｕ３）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_３ｕ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_３ｕを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、４速から５速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_４から閾値（ＶＧ_４＋ΔＶ_ｕ４）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_４ｕ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_４ｕを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、５速から６速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_５から閾値（ＶＧ_５＋ΔＶ_ｕ５）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_５ｕ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_５ｕを学習電圧値としてメモリ中に記憶する。また、ｎ速から（ｎ＋１）速へシフトアップする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_ｎから閾値（ＶＧ_ｎ＋ΔＶ_ｕｎ）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_ｎｕ）で、その旨の情報を示すフラグＦＬｕの値を０から１に変更する。

ここで、学習処理の信頼度を向上する観点からは、かかる処理を複数回行うことが好ましく、シフトアップ操作毎のそれらの複数の学習電圧値の平均値をシフトアップ操作毎の代表学習電圧値としてメモリに記憶してもよいが、シフトペダル２１のかき上げ操作に伴うシフトドラム３１の回動によって、シフトセンサ１２の電気信号が呈する電圧値が増加方向に変化することに鑑み、シフトアップ操作の検出感度を向上する観点からは、シフトアップ操作毎のそれらの複数の学習電圧値の最小値をシフトアップ操作毎の代表学習電圧値としてメモリに記憶することが好ましい。このように、シフトセンサ１２からの電気信号ＶＳの電圧値が予め得られた学習電圧値（代表学習電圧値）になったときに、ドッグ式変速機Ｔのドッグ歯４４、４５同士が離間する方向へエンジンＥの出力制御を開始するにあたり、複数の学習電圧値の最小値を代表学習電圧値として選択することは、シフトペダル２１のかき上げ操作による複数のギヤポジションからのシフトアップのうち、最も早いタイミングで実行可能なシフトアップに対応した学習電圧値を選択することを意味する。このため、運転者によるシフトアップ操作の開始後、早期にエンジンＥの出力を一時的に変化させてドッグ式変速機Ｔの変速を可能とすることができる。また、シフトペダル２１のかき上げ操作に伴うシフトドラム３１の回動の開始を検出するためには、ギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの閾値（ＶＧ_ｎ＋ΔＶ_ｕｎ）は、少なくとも、シフトアップ操作前のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｎとシフトアップ操作後のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｎ＋１との中間値よりも小さいことが必要で、更にかかる検出感度を向上するには、ギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの閾値（ＶＧ_ｎ＋ΔＶ_ｕｎ）は、シフトアップ操作前のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｎよりも大きいがこれに近接した値であることが好ましい。

次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、ドッグ式変速機Ｔをシフトダウンする場合のシフトセンサ電圧学習処理について説明する。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）中で示す添え字のｍは、２以上５以下の整数である。

かかるシフトセンサ電圧学習処理においては、制御部５ｇは、学習操作者がシフトペダル２１を踏み降ろし操作（シフトダウン操作）して６速から５速、５速から４速、４速から３速、３速から２速へと順次シフトダウンしていったときに、６速から５速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_６から閾値（ＶＧ_６−ΔＶ_ｄ６）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_５ｄをメモリ中に記憶し、５速から４速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_５から閾値（ＶＧ_５−ΔＶ_ｄ５）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_４ｄをメモリ中に記憶し、４速から３速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_４から閾値（ＶＧ_４−ΔＶ_ｄ４）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_３ｄをメモリ中に記憶し、３速から２速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_３から閾値（ＶＧ_３−ΔＶ_ｄ３）に達した際のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄをメモリ中に記憶する。ついで、制御部５ｇは、メモリ中からシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄを読み出し、これらが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｍｄＬ以上ＶＳ_ｍｄＨ以下の範囲）に入っている場合には学習操作者のシフト操作が適切なものであると判断する。なお、メモリ中から読み出したシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｍｄＬ以上ＶＳ_ｍｄＨ以下の範囲）に入っていない場合には、学習操作者のシフト操作が適切なものではないものと判断されるため、学習操作を再度行う等の措置が必要となる。また、電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄが対応する許容電圧範囲（ＶＳ_ｍｄＬ以上ＶＳ_ｍｄＨ以下の範囲）に入っているか否かの判断は、電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄを取得した時点でその都度行ってもかまわない。

そして、制御部５ｇが学習操作者のシフト操作が適切なものであると判断した場合には、シフトセンサ電圧学習処理における学習処理において、制御部５ｇは、学習操作者が同様にシフトダウン操作して６速から５速、５速から４速、４速から３速、３速から２速へと順次シフトダウンしていったときに、６速から５速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_６から閾値（ＶＧ_６−ΔＶ_ｄ６）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_５ｄ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_５ｄを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、５速から４速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_５から閾値（ＶＧ_５−ΔＶ_ｄ５）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_４ｄ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_４ｄを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、４速から３速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_４から閾値（ＶＧ_４−ΔＶ_ｄ４）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_３ｄ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_３ｄを学習電圧値としてメモリ中に記憶し、３速から２速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_３から閾値（ＶＧ_３−ΔＶ_ｄ３）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_２ｄ）のシフトセンサ１２の電気信号ＶＳの値ＶＳ_２ｄを学習電圧値としてメモリ中に記憶する。また、（ｍ＋１）速からｍ速へシフトダウンする際のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの値がＶＧ_ｍ＋１から閾値（ＶＧ_ｍ＋１−ΔＶｄ_ｍ＋１）に達した時点（時刻ｔ＝ｔ_ｍｄ）で、その旨の情報を示すフラグＦＬｄの値を０から１に変更する。

ここで、学習処理の信頼度を向上する観点からは、かかる処理を複数回行うことが好ましく、シフトダウン操作毎のそれらの複数の学習電圧値の平均値をシフトダウン操作毎の代表学習電圧値としてメモリに記憶してもよいが、シフトペダル２１の踏み降ろしに伴うシフトドラム３１の回動によって、シフトセンサ１２の電気信号が呈する電圧値が減少方向に変化することに鑑み、シフトダウン操作の検出感度を向上する観点からは、シフトダウン操作毎のそれらの複数の学習電圧値の最大値をシフトダウン操作毎の代表学習電圧値としてメモリに記憶することが好ましい。このように、シフトセンサ１２からの電気信号ＶＳの電圧値が予め得られた学習電圧値（代表学習電圧値）になったときに、ドッグ式変速機Ｔのドッグ歯４４、４５同士が離間する方向へエンジンＥの出力制御を開始するにあたり、複数の学習電圧値の最大値を代表学習電圧値として選択することは、シフトペダル２１の踏み降ろし操作による複数のギヤポジションからのシフトダウンのうち、最も早いタイミングで実行可能なシフトダウンに対応した学習電圧値を選択することを意味する。このため、運転者によるシフトダウン操作の開始後、早期にエンジンＥの出力を一時的に変化させてドッグ式変速機Ｔの変速を可能とすることができる。また、シフトペダル２１の踏み降ろしに伴うシフトドラム３１の回動の開始を検出するためには、ギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの閾値（ＶＧ_ｍ−ΔＶ_ｄｍ）は、少なくとも、シフトダウン操作前のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｍ＋１とシフトダウン操作後のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｍとの中間値よりも大きいことが必要で、更にかかる検出感度を向上するには、ギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの閾値（ＶＧ_ｍ−ΔＶ_ｄｍ）は、シフトダウン操作前のギヤポジションセンサ１３の電気信号ＶＧの電圧値ＶＧ_ｍ＋１よりも小さいがこれに近接した値であることが好ましい。

以上のようにして得られたシフトアップ操作時の学習電圧値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕ及びシフトダウン操作時の学習電圧値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄは、各々、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能な不揮発性メモリに格納されることが好ましい。

また、クラッチ状態検出部５ａがメインクラッチ５１の接続を検出している状態において、シフト操作検出部５ｂが学習電圧値ＶＳ_２ｕ〜ＶＳ_５ｕ及び学習電圧値ＶＳ_２ｄ〜ＶＳ_５ｄをメモリから対応して読み出して運転者のシフトペダル２１の操作によるドッグ式変速機Ｔのシフトアップ操作又はシフトダウン操作を検出した場合には、制御部５ｇは、ドッグ式変速機Ｔのドッグ歯４４、４５同士の係合を解除し又は弱めてドッグ式変速機Ｔの変速が可能となるように、スロットルモータ１４の駆動によるエンジンＥのスロットル開度を調整して、エンジンＥの出力を一時的に変化させるようなその運転状態の制御を開始することができる。なお、このようなドッグ式変速機Ｔのシフト操作の検出情報は、その他のエンジンＥの運転状態の制御の開始や、エンジンＥの補機類の動作の制御の開始等に用いることが可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における電子制御装置１では、エンジンＥ及びエンジンＥの出力を変速する変速機Ｔを備えた車両に適用されると共に、変速機Ｔのギヤポジションのシフト操作のために設けられた操作部材２１のシフト操作を検出するシフトセンサ１２からの電気信号と、変速機Ｔのギヤポジションを検出するギヤポジションセンサ１３からの電気信号と、を用いてエンジンＥの運転状態を制御する制御部５ｇを有し、制御部５ｇが、ギヤポジションセンサ１３からの電気信号の電圧値の変化に基づき、シフトセンサ１２からの電気信号の電圧値ＶＳ_ｎｕ、ＶＳ_ｍｄを学習するものであるため、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができると共に、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。

また、本実施形態における電子制御装置１では、制御部５ｇが、ギヤポジションセンサ１３からの電気信号の電圧値が変化して所定の閾値ＶＧ_ｎ＋ΔＶ_ｕｎ、ＶＧ_ｍ＋１−ΔＶ_ｄｍ＋１を呈することに応じ、シフトセンサ１２からの電気信号の電圧値を学習して学習値ＶＳ_ｎｕ、ＶＳ_ｍｄを得るものであるため、簡便な構成で、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができると共に、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。

また、本実施形態における電子制御装置１では、車両が、メインクラッチ５１及び変速機としてのドッグ式変速機Ｔを順に介してエンジンＥの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両であり、制御部５ｇが、シフトセンサ１２からの電気信号の電圧値が予め得られた学習値ＶＳ_ｎｕ、ＶＳ_ｍｄになったときに、ドッグ式変速機Ｔのドッグ歯４４、４５同士が離間する方向へエンジンＥの出力制御を開始するものであるため、ドッグ歯４４、４５同士の切り離しを円滑に行わせることができ、運転者のシフト操作に伴う変速機のギヤシフトを円滑に行わせて、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明は、低コストであってかつ実用上充分な精度でもって運転者のシフト操作を検出することができ、車両のドライバビリティの向上に寄与することができる電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等の電子制御装置に広く適用され得るものと期待される。

Ｅ…エンジン（内燃機関）
Ｔ…ドッグ式変速機
Ｓ…シフト機構
１…電子制御装置（ＥＣＵ）
２ａ〜２ｄ…Ａ／Ｄ変換器
３…波形整形回路
４…中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）
５ａ…クラッチ状態検出部
５ｂ…シフト操作検出部
５ｃ…ギヤポジション検出部
５ｄ…スロットル開度算出部
５ｅ…アクセル開度算出部
５ｆ…エンジン回転数算出部
５ｇ…制御部
６…モータ駆動回路
７…点火栓駆動回路
８…燃料噴射弁駆動回路
１１…クラッチスイッチ
１２…シフトセンサ
１３…ギヤポジションセンサ
１４…スロットルモータ
１５…スロットル開度センサ
１６…アクセル開度センサ
１７…クランク角センサ
１８…点火栓
１９…燃料噴射弁
２１…シフトペダル
２２…シフトシャフト
２３…シフトアーム
２４…シフトギヤ
３１…シフトドラム
３２…ドラムシャフト
３３…カム溝
３４…シフトフォーク
４１…固定変速ギヤ
４２…フリー変速ギヤ
４３…スライド変速ギヤ
４４、４５…ドッグ歯
４６…インプットシャフト
４７…ドライブシャフト
５１…メインクラッチ
６１…クランクシャフト

Claims

エンジン及び前記エンジンの出力を変速する変速機を備えた車両に搭載されると共に、
前記変速機のギヤポジションのシフト操作のために設けられた操作部材の回動軸についての回転角を検出して前記シフト操作を検出するシフトセンサからの電気信号と、
前記操作部材の前記回動軸についての回動により回動されると共に前記変速機の変速のために設けられたシフトドラムの回動軸についての回転角を検出して前記ギヤポジションを検出するギヤポジションセンサからの電気信号と、
を用いてエンジンの運転状態を制御する制御部を有する電子制御装置において、
前記制御部は、前記シフトドラムの前記回動軸についての前記回転角を示す前記ギヤポジションセンサからの前記電気信号の電圧値の変化に基づき、前記操作部材の前記回動軸についての前記回転角を示す前記シフトセンサからの前記電気信号の電圧値を学習電圧値として学習し、
前記車両は、メインクラッチ及び前記変速機としてのドッグ式変速機を順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両であり、
前記制御部は、前記シフトセンサからの前記電気信号の前記電圧値が予め得られた前記学習電圧値になったときに、前記ドッグ式変速機のドッグ歯同士が離間する方向へ前記エンジンの出力制御を開始することを特徴とする電子制御装置。
前記制御部は、前記ギヤポジションセンサからの前記電気信号の前記電圧値が変化して所定の閾値となったときに、前記シフトセンサからの前記電気信号の前記電圧値を学習して前記学習電圧値を得ることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。