JP7267410B2 - 自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、駆動軸および従動軸の間で自動的に変速しながら駆動軸から従動軸に動力を伝達する変速機と、変速機で変速を禁止する制御部とを備える自動二輪車に関する。

特許文献１は自動二輪車を開示する。変速制御装置は、車体のロール角の角速度を検出するロール角速度センサーと、ハンドルの操舵角の角速度を検出する操舵角速度センサーとを備える。ワインディング走行時など、ロール角の角速度が基準値を超え、操舵角の角速度が基準値を超えると、変速制御装置は変速を禁止する。その結果、ワインディング走行時に車輪の駆動力が一定に維持されて良好な旋回動作は実現されることができる。

日本特開２００８－７５７６１号公報

ワインディング走行から直線走行に移行する際に、運転手は車体を起こしてすぐさま加速したいと考える。しかしながら、特許文献１に記載の変速制御装置では、直線走行に移行する直前までロール角の角速度および操舵角の角速度はともに基準値を超えることから、シフトアップすることができず、運転手は思い通りに自動二輪車を加速させることができない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、さらにきめ細かく車体の状況に応じて変速制御を実行することができる自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、駆動軸および従動軸の間で自動的に変速しながら前記駆動軸から前記従動軸に動力を伝達する変速機と、車体のロール角の大きさを検出する第１検出部と、前記車体の前記ロール角の角速度を検出する第２検出部と、前記ロール角の大きさおよび前記角速度に基づき、前記変速機で変速を禁止する制御部とを備え、前記制御部は、前記車体が倒れ込んだ位置から中立位置に向かう方向に前記角速度を検知した際は、変速を許可する自動二輪車が提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記制御部は、前記車体の中立位置から倒れ込む方向に前記角速度を検出すると、前記変速機の変速を禁止する。

第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、前記制御部は、前記車体の中立位置から倒れ込む方向に閾値を超える前記ロール角を検出すると、前記変速機の変速を禁止する。

第４側面によれば、駆動軸および従動軸の間で自動的に変速しながら前記駆動軸から前記従動軸に動力を伝達する変速機と、車体のロール角の大きさを検出する第１検出部と、前記車体の前記ロール角の角速度を検出する第２検出部と、前記ロール角の大きさおよび前記角速度に基づき、前記変速機で変速を禁止する制御部とを備え、前記変速機で変速を禁止する前記ロール角の大きさは、前進方向の加速度の大きさに応じて変更される。

第５側面によれば、第１～第４側面のいずれか１の構成に加えて、前記制御部は、倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する方向に基準値を超える前記角速度を検出すると、前記変速機の変速を禁止する。

第６側面によれば、第１～第５側面のいずれか１の構成に加えて、自動二輪車は、前記ロール角の大きさごとに前記変速機の変速を禁止する前記角速度を規定するマップを格納する記憶デバイスを備える。

第７側面によれば、第１～第６側面のいずれか１の構成に加えて、自動二輪車は、前記ロール角の大きさおよび前記角速度を検出する慣性センサーを備える。

第８側面によれば、第１～第７側面のいずれか１の構成に加えて、前記制御部は、前記ロール角および前記角速度に基づきトラクションコントロールの介入強度を変更する。

第９側面によれば、第１～第８側面のいずれか１の構成に加えて、前記制御部は、エンジン回転数が所定値を超えた場合には前記変速の禁止を解除する。

第１側面によれば、ロール角の角速度に加えてロール角の大きさが参照されることで、左右への倒れ込み（バンクの形成）や左右への切り返しと、倒れ込みから中立位置への復帰とは切り分けて判定されることができる。こうして車体の状況にきめ細かく対応しながら変速機の制御は実行されることができる。ワインディング走行から直線走行に移行する際など、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する際にシフトアップが実行されれば、自動二輪車はワインディング走行から抜けて即座に加速することができる。自動二輪車の走行感は向上する。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

第２側面によれば、コーナーに進入する際や左右への切り返し時には車体の中立位置から倒れ込む方向にロール角の角速度は生じる。こういった場合には変速機の変速は禁止されることが望まれる。車体が倒れ込む際に変速機の変速が禁止されることで自動二輪車の走行感は向上することができる。

第３側面によれば、車体の中立位置から倒れ込む方向にロール角が閾値を超えると、自動二輪車はコーナリング走行中と判断されることができる。コーナリング走行中には変速機の変速は禁止されることが望まれる。コーナリング走行中に変速機の変速が禁止されることで自動二輪車の走行感は向上することができる。

第４側面によれば、コーナリング走行中であっても車両が加速できる状態の場合には変速機でシフトアップが実行されると、変速段の過剰なホールド感は解消されることができる。

第５側面によれば、例えば右バンク状態から左バンク状態に車体を傾ける左右への切り返しでは、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する際に基準値を超える大きな角速度が生じる。左右への切り返し時には変速機の変速は禁止されることが望まれるから、そのようなときに変速機の変速を禁止することで自動二輪車の走行感は向上することができる。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

第６側面によれば、変速機の変速を禁止するロール角の大きさおよび角速度は一義的に数値化されることができることから、変速機の変速を禁止する制御の実行は簡素化されることができる。

第７側面によれば、単一の慣性センサーによって得られる情報に基づき変速の禁止は制御されることから、変速制御装置の構成は簡素化されることができる。

第８側面によれば、ロール角の大きさおよび角速度に基づき路面状況は予測されることができる。予測される路面状況に応じてトラクションコントロールを実行することで、自動二輪車の走行感は向上することができる。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

第９側面によれば、変速禁止の条件が成立した場合でも、エンジン回転数が高い場合にはシフトアップを実行することで、自動二輪車の走行感は向上することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体像を概略的に示す側面図である。（第１の実施の形態） 図２はＶ型エンジンでクランクシャフトの回転軸線およびシリンダー軸線を含む切断面で切られた１バンクの拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図３はメインシャフトおよびカウンターシャフトの軸心を含む切断面で切られた変速機の拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図４はシフトドラムの回転軸線を含む切断面で切られた変速制御装置の拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図５は自動二輪車の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。（第１の実施の形態） 図６は自動二輪車で実測されたロール角およびロール角の角速度の二次元分布を示すグラフである。（第１の実施の形態） 図７はロール角の閾値の変化を示すグラフである。（第１の実施の形態） 図８は図６に対応し、ドライ路面、ややウエット路面およびウエット路面で実測されたロール角およびロール角の角速度の二次元分布を示すグラフである。（第１の実施の形態）

１１…自動二輪車
４６…変速機
４７…駆動軸（メインシャフト）
４８…従動軸（カウンターシャフト）
１１１…第１検出部
１１２…第２検出部
１１５…制御部
１１６…慣性センサー
１２４…記憶デバイス
ＰＬ…基準値
ＰＲ…基準値
ＴＨ…閾値

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

第１の実施の形態

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体像を概略的に示す。自動二輪車１１は、車体フレーム１２と、車体フレーム１２に装着された車体カバー１３とを備える。車体カバー１３は、前方から車体フレーム１２を覆うフロントカウル１４と、燃料タンク１５の外面から前方に連続し、燃料タンク１５の後方の乗員シート１６に接続されるタンクカバー１７とを有する。燃料タンク１５に燃料は貯留される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート１６を跨ぐ。

車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１８と、ヘッドパイプ１８から後ろ下がりに延びて、後下端にピボットプレート１９を有する左右１対のメインフレーム２１と、メインフレーム２１の下方の位置でヘッドパイプ１８から下方に延び、メインフレーム２１に一体化されるダウンフレーム２２とを有する。

ヘッドパイプ１８には操向自在にフロントフォーク２３が支持される。フロントフォーク２３には車軸２４回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク２４の上端には操向ハンドル２５が結合される。運転者は自動二輪車１１の運転にあたって操向ハンドル２５の左右端のグリップを握る。

車両の後方で車体フレーム１２にはピボット２６回りで上下に揺動自在にスイングアーム２７が連結される。スイングアーム２７の後端に車軸２８回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間で車体フレーム１２には後輪ＷＲに伝達される動力を生成する動力ユニット２９が搭載される。動力ユニット２９はダウンフレーム２２およびメインフレーム２１に連結されて支持される。動力ユニット２９の動力はドライブシャフト３１を経て後輪ＷＲに伝達される。

動力ユニット２９は、車体フレーム１２への搭載時に前方に位置する前バンクと、前バンクよりも後方に位置する後バンクとを有するＶ型エンジンを備える。図２に示されるように、エンジン３２は、前バンクおよび後バンクに共通に１つのクランクシャフト３３を回転自在に支持するクランクケース３４と、前バンクおよび後バンクごとにクランクケース３４に結合されて、シリンダーボア３５を区画するシリンダーブロック３６と、シリンダーブロック３６に結合されてシリンダーボア３５を塞ぐシリンダーヘッド３７とを備える。シリンダーボア３５には線形往復運動自在にピストン３８が収容される。ピストン３８とシリンダーヘッド３７との間には燃焼室３９が区画される。燃焼室３９内で混合気の吸入、混合気の圧縮、混合気の燃焼および排ガスの排気が繰り返される。こうして混合気の燃焼に基づきピストン３８の往復線形運動は引き起こされる。

ピストン３８には、クランクシャフト３３に連結されるコネクティングロッド４１が接続される。クランクの働きでピストン３８の往復線形運動はクランクシャフト３３の回転運動に変換される。クランクシャフト３３の一端はクランクケース３４からカムチェーン室４２に突出する。カムシェーン室４２内でクランクシャフト３３の一端には駆動歯車４３が固定される。

駆動歯車４３には、クランクシャフト３３の回転軸線Ｒｘに同軸にパルサーリング４４が固定される。パルサーリング４４には外周に沿って等間隔にリラクターが形成される。リラクターには、リラクターで生成されるパルス信号に基づきクランクシャフト３３の（１分当たり）回転数を検出するパルサーセンサー４５が向き合わせられる。

図３に示されるように、動力ユニット２９は、クランクケース３４内に組み込まれて、ドライブシャフト３１にクランクシャフト３３の動力を伝達する変速機４６を備える。変速機４６は、クランクシャフト３３の回転軸線Ｒｘに平行な軸線回りに回転自在にクランクケース３４に支持されるメインシャフト（駆動軸）４７と、メインシャフト４７の軸線に平行な軸線回りで回転自在にクランクケース３４に支持されるカウンターシャフト４８（従動軸）とを備える。メインシャフト４７およびカウンターシャフト４８の間には、選択的に確立可能な複数変速段の歯車列すなわち１速歯車列Ｇ１、２速歯車列Ｇ２、３速歯車列Ｇ３、４速歯車列Ｇ４、５速歯車列Ｇ５および６速歯車列Ｇ６が配置される。

メインシャフト４７は、軸線回りで回転自在にクランクケース３４に支持されるインナーシャフト４７ａと、インナーシャフト４７ａに同軸にインナーシャフト４７ａに相対回転自在に装着されるスリーブ４７ｂとから構成される。

１速歯車列Ｇ１は、インナーシャフト４７ａに同軸に固定される駆動歯車４９ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転自在に装着されて、駆動歯車４９ａに噛み合う被動歯車４９ｂとを備える。駆動歯車４９ａはインナーシャフト４７ａに一体に形成される。被動歯車４９ｂはカウンターシャフト４８の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト４８に連結される。

５速歯車列Ｇ５は、インナーシャフト４７ａに同軸に相対回転自在に装着される駆動歯車５１ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転不能に結合されて、駆動歯車５１ａに噛み合う被動歯車５１ｂとを備える。駆動歯車５１ａは、インナーシャフト４７ａの軸方向に変位不能にインナーシャフト４７ａに支持される。被動歯車５１ｂは、カウンターシャフト４８上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第１シフター５２に結合される。第１シフター５２が中立位置から第１方向ＤＲ１に変位すると、第１シフター５２のダボは１速歯車列Ｇ１の被動歯車４９ｂに連結される。こうしてインナーシャフト４７ａからカウンターシャフト４８に１速歯車列Ｇ１経由で動力は伝達される。１速段は確立される。

３速歯車列Ｇ３は、インナーシャフト４７ａに同軸に相対回転不能に結合される駆動歯車５３ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転自在に装着される被動歯車５３ｂとを備える。駆動歯車５３ａは、インナーシャフト４７ａ上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第２シフター５４に結合される。被動歯車５３ｂはカウンターシャフト４８の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト４８に連結される。第２シフター５４が初期位置から第１方向ＤＲ１に変位すると、第２シフター５４のダボは５速歯車列Ｇ５の駆動歯車５１ａに連結される。こうしてインナーシャフト４７ａからカウンターシャフト４８に５速歯車列Ｇ５経由で動力は伝達される。５速段は確立される。

その一方で、第２シフター５４が初期位置に止まり３速歯車列Ｇ３で駆動歯車５３ａおよび被動歯車５３ｂが噛み合った状態で、第１シフター５２が中立位置から第１方向ＤＲ１に反対向きの第２方向ＤＲ２に変位すると、駆動歯車５１ａおよび被動歯車５１ｂの噛み合いが解除され、第１シフター５２のダボは３速歯車列Ｇ３の被動歯車５３ｂに連結される。こうしてインナーシャフト４７ａからカウンターシャフト４８に３速歯車列Ｇ３経由で動力は伝達される。３速段は確立される。

２速歯車列Ｇ２は、スリーブ４７ｂに同軸に固定される駆動歯車５５ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転自在に装着されて、駆動歯車５５ａに噛み合う被動歯車５５ｂとを備える。駆動歯車５５ａはスリーブ４７ｂに一体に形成される。被動歯車５５ｂはカウンターシャフト４８の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト４８に連結される。

６速歯車列Ｇ６は、スリーブ４７ｂに同軸に相対回転自在に装着される駆動歯車５６ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転不能に結合されて、駆動歯車５６ａに噛み合う被動歯車５６ｂとを備える。駆動歯車５６ａは、スリーブ４７ｂの軸方向に変位不能にスリーブ４７ｂに支持される。被動歯車５６ｂは、カウンターシャフト４８上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第３シフター５７に結合される。第３シフター５７が中立位置から第２方向ＤＲ２に変位すると、第３シフター５７のダボは２速歯車列Ｇ２の被動歯車５５ｂに連結される。こうしてスリーブ４７ｂからカウンターシャフト４８に２速歯車列Ｇ２経由で動力は伝達される。２速段は確立される。

４速歯車列Ｇ４は、スリーブ４７ｂに同軸に相対回転不能に結合される駆動歯車５８ａと、カウンターシャフト４８に同軸に相対回転自在に装着される被動歯車５８ｂとを備える。駆動歯車５８ａは、スリーブ４７ｂ上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第４シフター５９に結合される。被動歯車５８ｂはカウンターシャフト４８の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト４８に連結される。第４シフター５９が初期位置から第２方向ＤＲ２に変位すると、第４シフター５９のダボは６速歯車列Ｇ６の駆動歯車５６ａに連結される。こうしてスリーブ４７ｂからカウンターシャフト４８に６速歯車列Ｇ６経由で動力は伝達される。６速段は確立される。

その一方で、第４シフター５９が初期位置に止まり４速歯車列Ｇ４で駆動歯車５８ａおよび被動歯車５８ｂが噛み合った状態で、第３シフター５７が中立位置から第１方向ＤＲ１に変位すると、第３シフター５７のダボは４速歯車列Ｇ４の被動歯車５８ｂに連結される。こうしてスリーブ４７ｂからカウンターシャフト４８に４速歯車列Ｇ４経由で動力は伝達される。４速段は確立される。

図４に示されるように、変速機４６は、ニュートラル、１速段、２速段、３速段、４速段、５速段および６速段に順次に変速段を切り替える変速制御装置６１を備える。変速制御装置６１は、メインシャフト４７の軸心およびカウンターシャフト４８の軸心に平行な回転軸線Ｄｘ回りで回転するシフトドラム６２と、シフトドラム６２の回転軸線Ｄｘに平行に第１シフトフォーク６３および第３シフトフォーク６４の変位を案内する第１案内軸６５と、シフトドラム６２の回転軸線Ｄｘに平行に第２シフトフォーク６６および第４シフトフォーク６７の変位を案内する第２案内軸６８とを備える。シフトドラム６２の外周面には、第１シフトフォーク６３に噛み合って、シフトドラム６２の回転に応じて第１案内軸６５に沿って第１シフトフォーク６３の変位を引き起こす第１カム溝６２ａと、第２シフトフォーク６６に噛み合って、シフトドラム６２の回転に応じて第２案内軸６８に沿って第２シフトフォーク６６の変位を引き起こす第２カム溝６２ｂと、第３シフトフォーク６４に噛み合って、シフトドラム６２の回転に応じて第１案内軸６５に沿って第３シフトフォーク６４の変位を引き起こす第３カム溝６２ｃと、第４シフトフォーク６７に噛み合って、シフトドラム６２の回転に応じて第２案内軸６８に沿って第４シフトフォーク６７の変位を引き起こす第４カム溝６２ｄとが形成される。

図３に示されるように、第１シフトフォーク６３はカウンターシャフト４８回りに相対回転自在に第１シフター５２に連結される。シフトドラム６２の回転に応じて第１シフトフォーク６３が変位すると、カウンターシャフト４８上で軸方向に第１シフター５２の変位は引き起こされる。第２シフトフォーク６６はインナーシャフト４７ａ回りに相対回転自在に第２シフター５４に連結される。シフトドラム６２の回転に応じて第２シフトフォーク６６が変位すると、インナーシャフト４７ａ上で軸方向に第２シフター５４の変位は引き起こされる。第３シフトフォーク６４はカウンターシャフト４８回りに相対回転自在に第３シフター５７に連結される。シフトドラム６２の回転に応じて第３シフトフォーク６４が変位すると、カウンターシャフト４８上で軸方向に第３シフター５７の変位は引き起こされる。第４シフトフォーク６７はスリーブ４７ｂ回りに相対回転自在に第４シフター５９に連結される。シフトドラム６２の回転に応じて第４シフトフォーク６７が変位すると、インナーシャフト４７ｂ上で軸方向に第４シフター５９の変位は引き起こされる。

図４に示されるように、シフトドラム６２には動力伝達機構６９を介して電動モーター７１が連結される。動力伝達機構６９は、シフトドラム６２に同軸にシフトドラム６２の中心を貫通する伝動軸７２と、伝動軸７２の一端に結合されて、伝動軸７２の回転軸線Ｄｘ回りに等間隔に係り合いピン７３を配置する回転体７４と、伝動軸７２の回転軸線Ｄｘに直交する仮想平面内に配置される回転軸線Ｃｘ回りで回転し、係り合いピン７３に噛み合って回転軸線Ｃｘ回りの回転に応じて伝動軸７２の回転を引き起こすバレルカム７５とを備える。バレルカム７５には減速歯車機構６９を介して電動モーター７１から駆動力が伝達される。

シフトドラム６２はロストモーションばね７６で伝動軸７２に連結される。ロストモーションばね７６は、伝動軸７２に巻かれて伝動軸７２回りに弾性力を発揮する捻りばねで構成される。シフトドラム６２はロストモーションばね７６の弾性力の働きで伝動軸７２の回転に追随する。

シフトドラム６２には、シフトドラム６２の回転角を検出するシフトセンサー７７が連結される。シフトセンサー７７は、シフトドラム６２の回転軸線Ｄｘに平行な軸線回りで回転する検出軸７８の回転を検出する。検出軸７８には減速歯車列７９を介してシフトドラム６２から回転が伝達される。

図３に示されるように、メインシャフト４７にはクラッチアウター８１を共通化する第１クラッチ８２ａおよび第２クラッチ８２ｂが連結される。クラッチアウター８１はメインシャフト４７に同軸の円筒体で形成される。クラッチアウター８１には、スリーブ４７ｂ上に同軸に相対回転自在に支持される従動歯車８３がダンパーばね８４を介して結合される。従動歯車８３はクランクシャフト３３上の駆動歯車４３に噛み合う。クランクシャフト３３の動力は駆動歯車４３および従動歯車８３を経てクラッチアウター８１に伝達される。

第１クラッチ８２ａは、クラッチアウター８１に同軸に囲まれてインナーシャフト４７ａに相対回転不能に結合される第１クラッチインナー８５と、軸方向に第１クラッチインナー８５の受圧板に向き合わせられて、インナーシャフト４７ａの軸方向に変位自在に第１クラッチインナー８５上に支持される押圧体８６と、受圧板および押圧体８６の間に配置されて、クラッチアウター８１に軸方向変位自在かつ相対回転不能に連結される駆動摩擦板８７と、軸方向に駆動摩擦板８７と交互に配置されて、第１クラッチインナー８５に軸方向変位自在にかつ相対回転不能に連結される従動摩擦板８８とを備える。

第１クラッチインナー８５上には、受圧板に向かって押圧体８６の変位を引き起こす油圧を生成する油圧室８９が形成される。第１クラッチインナー８５と押圧体８６との間には、油圧室８９の減圧に応じて油圧室８９の容積を縮小させる方向に押圧体８６に弾性力を発揮するばね９１が配置される。油圧室８９に油圧が生成されると、押圧体８６は受圧板に向かって駆動され、駆動摩擦板８７および従動摩擦板８８は密着し、第１クラッチ８２ａの接続状態は確立される。クランクシャフト３３からインナーシャフト４７ａに動力は伝達される。油圧室８９の油圧が解放されると、ばね９１の弾性力で押圧体８６は受圧板から遠ざかり、駆動摩擦板８７および従動摩擦板８８の密着は解除され、第１クラッチ８２ａの切断状態は確立される。

第２クラッチ８２ｂは、クラッチアウター８１に同軸に囲まれてスリーブ４７ｂに相対回転不能に結合される第２クラッチインナー９２と、軸方向に第２クラッチインナー９２の受圧板に向き合わせられて、スリーブ４７ｂの軸方向に変位自在に第２クラッチインナー９２上に支持される押圧体９３と、受圧板および押圧体９３の間に配置されて、クラッチアウター８１に軸方向変位自在かつ相対回転不能に連結される駆動摩擦板９４と、軸方向に駆動摩擦板９４と交互に配置されて、第２クラッチインナー９２に軸方向変位自在にかつ相対回転不能に連結される従動摩擦板９５とを備える。

第２クラッチインナー９２上には、受圧板に向かって押圧体９３の変位を引き起こす油圧を生成する油圧室９６が形成される。第２クラッチインナー９２と押圧体９３との間には、油圧室９６の減圧に応じて油圧室９６の容積を縮小させる方向に押圧体９３に弾性力を発揮するばね９７が配置される。油圧室９６に油圧が生成されると、押圧体９３は受圧板に向かって駆動され、駆動摩擦板９４および従動摩擦板９５は密着し、第２クラッチ８２ｂの接続状態は確立される。クランクシャフト３３からスリーブ４７ｂに動力は伝達される。油圧室９６の油圧が解放されると、ばね９７の弾性力で押圧体９３は受圧板から遠ざかり、駆動摩擦板９４および従動摩擦板９５の密着は解除され、第２クラッチ８２ｂの切断状態は確立される。

カウンターシャフト４８にはクランクケース３４の外側で駆動傘歯車９８が同軸に固定される。駆動傘歯車９８には、カウンターシャフト４８の回転軸線に直交する軸線回りで回転する被動傘歯車９９が噛み合う。被動傘歯車９９には、ドライブシャフト３１に連結される出力軸１０１が一体に形成される。

図５に示されるように、自動二輪車１１は、車体のロール角の大きさを検出する第１検出部１１１と、車体のロール角の角速度を検出する第２検出部１１２と、車速を検出する第３検出部１１３と、車体の前進方向に加速度を検出する第４検出部１１４と、ロール角の大きさ、ロール角の角速度、車速および前進方向の加速度に基づき、変速機４６の動作を制御する制御部１１５とを備える。

第１検出部１１１および第２検出部１１２には共通に慣性センサー１１６（例えばジャイロセンサー）が接続される。慣性センサー１１６は、例えばエンジン３２に接続されて、燃焼室３９に供給される空気を濾過するエアクリーナーの上面などに配置される。車体の左右方向の傾きに応じて慣性センサー１１６は車体のロール角およびその角速度を検出する。慣性センサー１１６から第１検出部１１１にロール角の大きさを特定する信号は供給される。慣性センサー１１６から第２検出部１１２にロール角の角速度を特定する信号は供給される。ロール角は、車体の重心を通って車体の前後方向に水平に延びる軸線回りの回転角に相当する。第１検出部１１１および第２検出部１１２は制御部１１５の入力ポートとして機能すればよい。

第３検出部１１３および第４検出部１１４には例えば共通に車速センサー１１７が接続される。車速センサー１１７は例えば前輪ＷＦの回転速度に基づき車速を検出する。車速センサー１１７から第３検出部１１３に車速を特定する信号は供給される。第４検出部１１４は例えば車速の微分値に基づき前進方向の加速度を算出する。第３検出部１１３および第４検出部１１４は制御部１１５の入力ポートとして機能すればよい。

制御部１１５には、例えば完全自動変速および半自動変速の切り替えにあたって操作されるモードスイッチ１１８と、半自動変速の選択時に変速段の選択にあたって操作されるシフトスイッチ１１９とが接続される。ここでは、モードスイッチ１１８で「ＡＴ」ボタン１１８ａが操作されると、制御部１１５では完全自動変速が選択される。車速および前進方向の加速度に基づき変速機４６で自動的にシフトアップおよびシフトダウンは実施される。変速にあたって運転者のクラッチの操作や変速の操作は要求されずに済む。モードスイッチ１１８で「ＭＴ」ボタン１１８ｂが操作されると、制御部１１５では半自動変速が選択される。半自動変速では、シフトスイッチ１１９の「ＵＰ」ボタン１１９ａが操作されると変速機４６でシフトアップが実施され、シフトスイッチ１１９の「ＤＯＷＮ」ボタン１１９ｂが操作されると変速機４６でシフトダウンが実施される。変速にあたって運転者のクラッチの操作は要求されずに済む。モードスイッチ１１８およびシフトスイッチ１１９は例えば操向ハンドル２５のグリップを握る手の指で届く範囲に操向ハンドル２５上に設置されればよい。

制御部１１５には、後輪ＷＲの車輪速を検出する第５検出部１２１が接続される。第５検出部１２１には、後輪ＷＲの回転速度を検出する車輪速センサー１２２が接続される。車輪速センサー１２２から第５検出部１２１に後輪ＷＲの回転速度を特定する信号は供給される。

制御部１１５には、後輪ＷＲのトラクションを調整するトラクション変更装置１２３が接続される。トラクション変更装置１２３は例えばエンジン３１のスロットルバブルや後輪ＷＲのブレーキシステムで構成されることができる。トラクション変更装置１２３は後輪ＷＲのトラクションを抑制する。制御部１１５は、車速および後輪ＷＲの車輪速に基づきトラクション変更装置１２３の動作を制御することができる。

制御部１１５には記憶デバイス１２４が接続される。記憶デバイス１２４には、ロール角の大きさごとに変速機４６の変速を禁止する角速度を規定するマップが格納される。ここでは、図６に示されるように、車体の中立位置（直立位置）でロール角は０度を示す。中立位置から右方向に車体が倒れ込むと、ロール角はプラス値で増大する。中立位置から左方向に車体が倒れ込むと、ロール角はマイナス値で増大する。マップでは、ロール角がプラス値の範囲でロール角の角速度がプラス値（右方向に倒れ込む加速度）のとき、変速機４６の変速は禁止される。ロール角がマイナス値の範囲でロール角の角速度がマイナス値（左方向に倒れ込む加速度）のとき、変速機４６の変速は禁止される。同様に、マップでは、ロール角がプラス値の範囲でロール角の角速度がマイナス値の基準値ＰＬを超えるとき、変速機４６の変速は禁止される。ロール角がマイナス値の範囲でロール角の角速度がプラス値の基準値ＰＲを超えるとき、変速機４６の変速は禁止される。ロール角の絶対値が閾値ＴＨを超えるとき、変速機４６の変速は禁止される。

ここで、図６には、自動二輪車１１の走行時に実測されたロール角およびロール角の角速度の二次元分布が示される。右バンク状態から左バンク状態に、あるいは、左バンク状態から右バンク状態に車体が傾けられる左右の切り返しではロール角で特定される中立位置で角速度が極大化することが理解される。これに対して、中立位置から左右に倒れ込む「倒しこみ」や倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する「車体起こし」ではロール角で特定される中立位置で角速度はゼロに収束することが理解される。ロール角の閾値ＴＨおよび角速度の基準値ＰＬ、ＰＲは実測されたロール角および角速度の二次元分布に基づき設定されることができる。

１速段の確立にあたって、制御部１１５から変速制御装置６１の電動モーター７１に駆動信号は供給される。駆動信号の供給に応じて電動モーター７１は回転軸線Ｄｘ回りでシフトドラム６２を駆動する。シフトドラム６２の回転に応じて第１シフトフォーク６３は第１案内軸６５に沿って変位する。カウンターシャフト４８上で第１シフター５２は中立位置から第１方向ＤＲ１に変位する。その結果、第１シフター５２は１速歯車列Ｇ１の被動歯車４９ｂに結合される。１速歯車列Ｇ１の駆動歯車４９ａおよび被動歯車４９ｂの噛み合いに応じてインナーシャフト４７ａからカウンターシャフト４８に回転が伝達される。このとき、第１クラッチ８２ａの油圧室８９に油圧が供給される。第１クラッチインナー８５上で押圧体８６は第１方向ＤＲ１に受圧板に接近する。駆動摩擦体８７および従動摩擦板８８は相互に密着する。こうしてクラッチアウター８１とインナーシャフト４７ａとは回転軸線回りに結合される。第１クラッチ８２ａは接続される。エンジン３２では１速段は確立される。

２速段へのシフトアップにあたって、制御部１１５から変速制御装置６１の電動モーター７１に駆動信号は供給される。駆動信号の供給に応じて電動モーター７１は回転軸線Ｄｘ回りでシフトドラム６２を駆動する。シフトドラム６２の回転に応じて第３シフトフォーク６４は第１案内軸６５に沿って変位する。カウンターシャフト４８上で第３シフター５７は中立位置から第２方向ＤＲ２に変位する。その結果、第３シフター５７は２速歯車列Ｇ２の被動歯車５５ｂに結合される。２速歯車列Ｇ２の駆動歯車５５ａおよび被動歯車５５ｂの噛み合いに応じてスリーブ４７ｂからカウンターシャフト４８に回転が伝達される。

このとき、第１クラッチ８２ａの油圧室８９が減圧されるとともに第２クラッチ８２ｂの油圧室９６に油圧が供給される。第１クラッチインナー８５上で押圧体８６は第２方向ＤＲ２に受圧板から遠ざかる。第２クラッチインナー９２上で押圧体９３は第１方向ＤＲ１に受圧板に接近する。こうしてクラッチアウター８１とインナーシャフト４７ａとの結合は解除されクラッチアウター８１とスリーブ４７ｂとは回転軸線回りに結合される。第１クラッチ８２ａは切断され第２クラッチ８２ｂは接続される。エンジン３２では２速段は確立される。同様に、電動モーター７１の駆動、並びに、第１クラッチ８２ａおよび第２クラッチ８２ｂの接続および切断に応じて、変速機４６のシフトアップおよびシフトダウンは実現される。変速機４６は、メインシャフト４７（駆動軸）およびカウンターシャフト４８（従動軸）の間で自動的に変速しながらメインシャフト４７からカウンターシャフト４８に動力を伝達する。

次に本実施形態に係る自動二輪車の動作を説明する。モードスイッチ１１８で「ＡＴ」ボタン１１８ａが操作されると、制御部１１５は「ＡＴ」ボタン１１８ａから供給される信号に基づき自動変速モードを確立する。自動変速モードでは、制御部１１５は、車速、スロットル開度および前進方向の加速度に基づき変速機４６のシフトアップおよびシフトダウンを決定する。シフトアップの決定にあたって制御部１１５はロール角の大きさおよびロール角の角速度を参照する。運転者は、シフトアップやシフトダウンを気にせずにライディングを楽しむことができる。

直線道路の走行時、ロール角の絶対値は閾値以下に留まる。したがって、制御部１１５は、車速、スロットル開度および前進方向の加速度に基づき変速機４６のシフトアップおよびシフトダウンを実行する。運転者は加速時に過剰なホールド感を持たずにライディングを楽しむことができる。

特定の曲率を上回るコーナリング走行中、制御部１１５は、車体の中立位置（ロール角＝０度）から倒れ込む方向に閾値ＴＨを超えるロール角を検出する。制御部１１５はロール角の大きさに基づき自動二輪車１１のコーナリング走行中を判定する。このとき、制御部１１５は変速機４６のシフトアップを禁止する。コーナリング走行中に変速機４６の変速段は維持される。こうしてコーナリング走行中に変速機４６のシフトアップが禁止されることで自動二輪車１１の走行感は向上する。

コーナーに進入する際や左右への切り返し時には車体の中立位置から倒れ込む方向にロール角の角速度は生じる。制御部１１５はプラス値のロール角の範囲でプラス値の角速度を検出する。あるいは、制御部１１５はマイナス値のロール角の範囲でマイナス値の角速度を検出する。制御部１１５は、記憶デバイス１２４のマップにロール角の大きさおよびロール角の角速度を照らし合わせる。その結果、制御部１１５は変速機４６のシフトアップを禁止する。車体が倒れ込む際に変速機４６のシフトアップが禁止されることで自動二輪車１１の走行感は向上する。

左右への切り返し時には、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に向かってロール角の角速度は生じる。制御部１１５はプラス値のロール角の範囲で基準値ＰＬより大きいマイナス値の角速度を検出する。あるいは、制御部１１５はマイナス値のロール角の範囲で基準値ＰＲより大きいプラス値の角速度を検出する。制御部１１５は、記憶デバイス１２４のマップにロール角の大きさおよびロール角の角速度を照らし合わせる。その結果、制御部１１５は変速機４６のシフトアップを禁止する。左右への切り返し時に変速機４６のシフトアップが禁止されることで自動二輪車１１の走行感は向上する。

コーナリング走行から直線走行に移行する際など、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に向かってロール角の角速度は生じる。ただし、この角速度は左右の切り返し時の角速度よりも小さい。制御部１１５はプラス値のロール角の範囲で基準値ＰＬを含み基準値ＰＬより小さいマイナス値の角速度を検出する。あるいは、制御部１１５はマイナス値のロール角の範囲で基準値ＰＲを含み基準値ＰＲより小さいプラス値の角速度を検出する。制御部１１５は、記憶デバイス１２４のマップにロール角の大きさおよびロール角の角速度を照らし合わせる。その結果、制御部１１５は変速機４６のシフトアップを許容する。シフトアップが実行されれば、自動二輪車１１はコーナリング走行から抜けて即座に加速することができる。自動二輪車１１の走行感は向上することができる。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

モードスイッチ１１８で「ＭＴ」ボタン１１８ｂが操作されると、制御部１１５は「ＭＴ」ボタン１１８ｂから供給される信号に基づき半自動変速モードを確立する。半自動変速モードでは、制御部１１５は、シフトスイッチ１１９の操作に基づき変速機４６のシフトアップおよびシフトダウンを決定する。運転者は、変速にあたってクラッチの操作に煩わされずにライディングを楽しむことができる。半自動変速モードでは、ロール角の大きさおよび角速度に基づく変速の禁止は適用されない。すなわち、運転者の意図が最優先に適用される。

図７に示されるように、ロール角の絶対値の閾値ＴＨは前進方向の加速度の大きさに応じて変更される。ここでは、閾値ＴＨは加速時と非加速時とで切り替えられる。加速時と非加速時とは予め決められた閾値で切り分けられればよい。加速中にはロール角の絶対値の閾値ＴＨは大きく設定される。しかも、車速の増大に応じてロール角の絶対値の閾値ＴＨは大きく設定される。コーナリング走行中であっても車両が加速できる状態の場合には変速機４６でシフトアップが実行されるので、変速段の過剰なホールド感は解消されることができる。

制御部１１５は、ロール角およびロール角の角速度に基づきトラクションコントロールの介入強度を変更する。介入強度の変更にあたって制御部１１５はロール角の大きさおよびロール角の角速度に基づき路面の摩擦係数μを推定する。摩擦係数μが小さくなると、車速および後輪ＷＲの車輪速の速度差で構成される閾値は小さく設定される。とともに、後輪ＷＲの減速の度合いも高められる。その結果、路面が滑りやすい場合には、後輪ＷＲの空転の加速度が大きいことから、早期にトラクションコントロールが実行され、後輪ＷＲの空転の増加は抑制されることができる。その一方で、路面の摩擦係数μが大きいときには、トラクションコントロールが早期に介入すると運転者のアクセル操作に対して違和感を覚えやすいことから、介入強度を弱めることで自然な走行感は実現されることができる。図８に示されるように、制御部１１５は、ロール角および角速度の分布に基づき、第１摩擦係数のドライ路面と、第１摩擦係数よりも小さい第２摩擦係数のややウエット面と、第２摩擦係数よりも小さい第３摩擦係数のウエット面とを区別することができる。

本実施形態に係る自動二輪車１１では、変速制御にあたって、ロール角の角速度に加えてロール角の大きさが参照されることで、左右への倒れ込み（バンクの形成）や左右への切り返しと、倒れ込みから中立位置への復帰とは切り分けて判定されることができる。こうして車体の状況にきめ細かく対応しながら変速機の制御は実行されることができる。自動二輪車１１の走行感は向上する。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

本実施形態に係る制御部１１５は、車体の中立位置から倒れ込む方向に角速度を検出すると、変速機４６の変速を禁止する。コーナーに進入する際や左右への切り返し時には車体の中立位置から倒れ込む方向にロール角の角速度は生じる。こういった場合には変速機４６のシフトアップは禁止されることが望まれる。車体が倒れ込む際に変速機４６のシフトアップが禁止されることで自動二輪車１１の走行感は向上することができる。

車体のロール角は車両左右方向の重心の加速度に依存することから、例えば自動二輪車のコーナリング走行時にロール角が大きければ大きいほど、車両左右方向に重心の加速度は増大すると考えられる。制御部１１５は、車体の中立位置から倒れ込む方向に閾値ＴＨより大きいロール角を検出すると、変速機４６の変速を禁止する。車体の中立位置から倒れ込む方向にロール角が閾値ＴＨを超えると、自動二輪車１１はコーナリング走行中と判断されることができる。コーナリング走行中には変速機４６のシフトアップは禁止されることが望まれる。コーナリング走行中に変速機４６のシフトアップが禁止されることで自動二輪車１１の走行感は向上することができる。

本実施形態では、制御部１１５は、前進方向の加速度の大きさに応じて閾値ＴＨを変更する。車両の加速中、コーナリング走行中であっても変速機４６でシフトアップが実行されると、過剰なホールド感は解消されることができる。

制御部１１５は、倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する方向に基準値ＰＬ、ＰＲを超える角速度を検出すると、変速機４６の変速を禁止する。左右への切り返しでは、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する際に基準値ＰＬ、ＰＲを超える大きな角速度が生じる。左右への切り替えし時には変速機４６の変速は禁止されることが望まれる。その一方で、ワインディング走行から直線走行に移行する際など、車体が倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する際にロール角の角速度は基準値ＰＬ、ＰＲを含み基準値ＰＬ、ＰＲより小さい値に留まる。このとき、シフトアップが実行されれば、自動二輪車１１はワインディング走行から抜けて即座に加速することができる。自動二輪車１１の走行感は向上することができる。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

本実施形態に係る自動二輪車１１は、ロール角の大きさごとに変速機４６の変速を禁止する角速度を規定するマップを格納する記憶デバイス１２４を備える。変速機４６のシフトアップを禁止するロール角の大きさおよび角速度は一義的に数値化されることから、変速機４６の変速を禁止する制御の実行は簡素化されることができる。

本実施形態では慣性センサー１１６はロール角の大きさおよび角速度を検出する。単一の慣性センサー１１６によって得られる情報に基づきシフトアップの禁止は制御されることから、変速制御装置６１の構成は簡素化されることができる。

制御部１１５は、ロール角およびロール角の角速度に基づきトラクションコントロールの介入強度を変更する。ロール角の大きさおよび角速度に基づき路面状況は予測されることができる。予測される路面状況に応じてトラクションコントロールを実行することで、自動二輪車１１の走行感は向上することができる。運転者はライディングをさらに楽しむことができる。

その他、制御部１１５はシフトアップの禁止にあたってエンジン３２の回転数を参照してもよい。この場合には、制御部１１５は、エンジン回転数が所定値を超えた場合には変速の禁止を解除する。変速禁止の条件が成立した場合でも、エンジン回転数が高い場合にはシフトアップを実行することで、自動二輪車の走行感は向上することができる。

前述の閾値ＴＨは、遠心加速度αｙおよび車速によって推定される推定コーナリング半径に基づき変更されてもよい。また、推定コーナリング半径が所定値よりも小さいと判断された場合には、制御部１１５は変速を禁止してもよい。これにより細かなコーナリング時にも変速が禁止され、車体の操作性は向上することができる。

Claims (9)

1. 駆動軸（４７）および従動軸（４８）の間で自動的に変速しながら前記駆動軸（４７）から前記従動軸（４８）に動力を伝達する変速機（４６）と、
   車体のロール角の大きさを検出する第１検出部（１１１）と、
   前記車体の前記ロール角の角速度を検出する第２検出部（１１２）と、
   前記ロール角の大きさおよび前記角速度に基づき、前記変速機（４６）で変速を禁止する制御部（１１５）とを備え、
   前記制御部（１１５）は、前記車体が倒れ込んだ位置から中立位置に向かう方向に基準値以下の前記角速度を検知した際は、変速を許可することを特徴とする自動二輪車。
2. 請求項１に記載の自動二輪車において、前記制御部（１１５）は、前記車体の中立位置から倒れ込む方向に前記角速度を検出すると、前記変速機（４６）の変速を禁止することを特徴とする自動二輪車。
3. 請求項２に記載の自動二輪車において、前記制御部（１１５）は、前記車体の中立位置から倒れ込む方向に閾値（ＴＨ）を超える前記ロール角を検出すると、前記変速機（４６）の変速を禁止することを特徴とする自動二輪車。
4. 駆動軸（４７）および従動軸（４８）の間で自動的に変速しながら前記駆動軸（４７）から前記従動軸（４８）に動力を伝達する変速機（４６）と、
   車体のロール角の大きさを検出する第１検出部（１１１）と、
   前記車体の前記ロール角の角速度を検出する第２検出部（１１２）と、
   前記ロール角の大きさおよび前記角速度に基づき、前記変速機（４６）で変速を禁止する制御部（１１５）とを備え、
   前記制御部（１１５）は、前記車体の中立位置から倒れ込む方向に閾値（ＴＨ）を超える前記ロール角を検出すると、前記変速機（４６）の変速を禁止し、
   前記制御部（１１５）は、前進方向の加速度の大きさに応じて前記閾値（ＴＨ）を変更することを特徴とする自動二輪車。
5. 請求項１～４に記載の自動二輪車において、前記制御部（１１５）は、倒れ込んだ位置から中立位置に復帰する方向に基準値（ＰＬ、ＰＲ）を超える前記角速度を検出すると、前記変速機（４６）の変速を禁止することを特徴とする自動二輪車。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の自動二輪車において、前記ロール角の大きさごとに前記変速機（４６）の変速を禁止する前記角速度を規定するマップを格納する記憶デバイス（１２４）を備えることを特徴とする自動二輪車。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の自動二輪車において、前記ロール角の大きさおよび前記角速度を検出する慣性センサー（１１６）を備えることを特徴とする自動二輪車。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の自動二輪車において、前記制御部（１１５）は、前記ロール角および前記角速度に基づきトラクションコントロールの介入強度を変更することを特徴とする自動二輪車。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の自動二輪車において、前記制御部（１１５）は、エンジン回転数が所定値を超えた場合には前記変速の禁止を解除することを特徴とする自動二輪車。
   

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