(57)【要約】【課題】変速完了までの間の所定時間にのみ、シフトドラムを駆動する電動モータの回転速度を油温変化に応じて変化させるようにした変速制御装置を提供する。【解決手段】シフトドラム４４を回動させる電動モータ４８と、変速機ＴＭを潤滑するオイルの油温を検知する油温センサ１０３と、電動モータ４８を制御する制御部１００とを具備する。制御部１００は、シフトドラム４４を所定回動位置から隣り合う次の所定回動位置に回動させる際に、電動モータ４８の駆動を開始後、第１の所定時間が経過するまではデューティ１００％で電動モータ４８を駆動し、第１の所定時間の経過後の第２の所定時間では、油温に基づいて導出されるデューティＤａを適用する。第１の所定時間を、ドグクラッチの嵌合が解除されるまでの時間を含むように設定する。変速動作完了までに、デューティ０％の第３の所定時間およびＤａより低いＤｂ％の第４の所定時間を設定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトドラムの回動に伴って該シフトドラムの軸方向に駆動するシフトフォークを変位させてドグクラッチの嵌合状態を切り換えるシーケンシャル式多段変速機の変速制御装置において、
前記シフトドラムを回動させる電動モータと、
前記変速機を潤滑するオイルの油温を検知する油温センサと、
前記電動モータを制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、前記シフトドラムを所定回動位置から隣り合う次の所定回動位置に回動させる際に、前記電動モータの駆動を開始後、第１の所定時間が経過するまでは、予め設定された第１のモータデューティで前記電動モータを駆動し、
さらに、前記第１の所定時間の経過後の時間において、前記油温に応じて算出されるモータデューティで前記電動モータを駆動することを特徴とする変速制御装置。
【請求項２】
前記第１の所定時間は、前記ドグクラッチの嵌合が解除されるまでの時間を含むように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
【請求項３】
前記第１の所定時間経過後の第２の所定時間は、次の変速段のドグクラッチが嵌合を開始する直前までの期間で設定されており、
前記第２の所定時間では、前記油温に応じて算出されたモータデューティで前記電動モータを駆動すると共に、該モータデューティの設定範囲の最小値は、前記第１の所定時間の間より低く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
【請求項４】
前記第２の所定時間経過後の第３の所定時間では、前記油温に応じて算出されるモータデューティによる前記電動モータの駆動を行わないことを特徴とする請求項３に記載の変速制御装置。
【請求項５】
前記第３の所定時間の経過後、第４の所定時間で前記シフトドラムの回動を完了させ、この第４の所定時間では、前記油温に応じて算出されたモータデューティで前記電動モータを駆動し、
前記第４の所定時間でのモータデューティの設定範囲の最小値は、前記第２の所定時間に適用されるモータデューティの設定範囲の最小値より低く設定されていることを特徴とする請求項４に記載の変速制御装置。
【請求項６】
前記第１ないし第４のそれぞれの所定時間は、予め決定されていることを特徴とする請求項５に記載の変速制御装置。
【請求項７】
前記第２の所定時間および第４の所定時間に適用されるモータデューティを前記油温に基づいて導出するためのデータテーブルを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の変速制御装置。
【請求項８】
前記変速機は、主軸とカウンタ軸との間に変速段に応じた複数の歯車対を有する変速機本体と、前記主軸上に配設される第１クラッチおよび第２クラッチとからなるツインクラッチとを備え、該ツインクラッチによってエンジンの回転駆動力を前記変速機本体との間で断接するようにしたツインクラッチ式変速機であり、
前記制御部は、所定の変速段で回転駆動力が伝達されている間に、前記シフトドラムを次の変速段に応じた所定回動位置に予め回動させておく予備変速を実行し、
前記制御部によるモータデューティの制御は、前記予備変速時に実行されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速制御装置に係り、特に、電動モータでシフトドラムを回動させるシーケンシャル式変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の変速ギヤ対を有する多段変速機において、シフトドラムに係合されたシフトフォークによって所定の変速ギヤやスリーブを駆動し、これにより、変速ギヤ間に設けられているドグクラッチの係合状態を切り換えて変速動作を行うシーケンシャル式の多段変速機が知られている。また、このような多段変速機のシフトドラムおよびクラッチを電動モータで駆動することにより、自動変速（オートマチック）または半自動変速（セミオートマチック）を可能にした構成も周知である。
【０００３】
通常、前記したシフトドラムや変速ギヤは、潤滑オイルによって常時潤滑されている。この潤滑オイルは、外気温やエンジンの発熱等によって温度が変化し、この温度変化に伴って潤滑オイルの粘度が変化すると、シフトドラム用の電動モータに同じ駆動信号を与えても、シフトドラムの回転速度が変化することがある。そして、シフトドラムの回転速度が変化すると、ドグクラッチ嵌合時の打音や変速フィーリングに影響を与える可能性がある。
【０００４】
特許文献１には、摩擦ローラ式無段変速機の変速比を変更するためのステップモータを、潤滑オイルの温度が所定値以下の場合には通常速度で駆動し、一方、潤滑オイルの温度が所定値を超える場合には、通常速度より低い速度で駆動するようにした変速制御装置が開示されている。
【特許文献１】特許第２９０３９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術を、上記したようなシーケンシャル式の多段変速機に適用すると、変速開始から変速完了までの時間が、潤滑オイルの温度変化に応じて変化してしまうという課題があった。したがって、例えば、潤滑オイルの温度が高い時は、変速指示に対して変速時間が長くなり、応答性が悪くなる可能性がある。さらに、ドグ歯とドグ孔とからなるドグクラッチの係合状態を切り換えて変速する変速機においては、変速動作の初期段階で、現在の変速段を確立しているドグクラッチの係合を解除する必要があるため、変速開始から変速完了までの全区間においてシフトドラムの回転速度を低下させると、ドグクラッチの係合を解除しにくくなる可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、変速完了までの間の所定時間にのみ、シフトドラムを駆動する電動モータの回転速度を油温変化に応じて変化させるようにした変速制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、シフトドラムの回動に伴って該シフトドラムの軸方向に駆動するシフトフォークを変位させてドグクラッチの嵌合状態を切り換えるシーケンシャル式多段変速機の変速制御装置において、前記シフトドラムを回動させる電動モータと、前記変速機を潤滑するオイルの油温を検知する油温センサと、前記電動モータを制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記シフトドラムを所定回動位置から隣り合う次の所定回動位置に回動させる際に、前記電動モータの駆動を開始後、第１の所定時間が経過するまでは、予め設定された第１のモータデューティで前記電動モータを駆動し、さらに、前記第１の所定時間の経過後の時間において、前記油温に応じて算出されるモータデューティで前記電動モータを駆動する点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、前記第１の所定時間は、前記ドグクラッチの嵌合が解除されるまでの時間を含むように設定されている点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、前記第１の所定時間経過後の第２の所定時間は、次の変速段のドグクラッチが嵌合を開始する直前までの期間で設定されており、前記第２の所定時間では、前記油温に応じて算出されたモータデューティで前記電動モータを駆動すると共に、該モータデューティの設定範囲の最小値が前記第１の所定時間の間より低く設定されている点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、前記第２の所定時間経過後の第３の所定時間では、前記油温に応じて算出されるモータデューティによる前記電動モータの駆動を行わない点に第４の特徴がある。
【００１１】
また、前記第３の所定時間の経過後、第４の所定時間で前記シフトドラムの回動を完了させ、この第４の所定時間では、前記油温に応じて算出されたモータデューティで前記電動モータを駆動し、前記第４の所定時間でのモータデューティの設定範囲の最小値は、前記第２の所定時間に適用されるモータデューティの設定範囲の最小値より低く設定されている点に第５の特徴がある。
【００１２】
また、前記第１ないし第４のそれぞれの所定時間は、予め決定されている点に第６の特徴がある。
【００１３】
また、前記第２の所定時間および第４の所定時間に適用されるモータデューティを前記油温に基づいて導出するためのデータテーブルを備える点に第７の特徴がある。
【００１４】
さらに、前記変速機は、主軸とカウンタ軸との間に変速段に応じた複数の歯車対を有する変速機本体と、前記主軸上に配設される第１クラッチおよび第２クラッチとからなるツインクラッチとを備え、該ツインクラッチによってエンジンの回転駆動力を前記変速機本体との間で断接するようにしたツインクラッチ式変速機であり、前記制御部は、所定の変速段で回転駆動力が伝達されている間に、前記シフトドラムを次の変速段に応じた所定回動位置に予め回動させておく予備変速を実行し、前記制御部によるモータデューティの制御は、前記予備変速時に実行される点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
第１の特徴によれば、制御部は、シフトドラムを所定回動位置から隣り合う次の所定回動位置に回動させる際に、電動モータの駆動を開始後、第１の所定時間が経過するまでは、予め設定された第１のモータデューティで電動モータを駆動し、さらに、第１の所定時間の経過後の時間において、油温に応じて算出されるモータデューティで電動モータを駆動するので、変速動作の期間中に油温に応じてシフトドラムの回転速度を変えることが可能となる。例えば、潤滑オイルが高温でその粘度が低い、すなわち、モータデューティが同じであってもシフトドラムが早く回りやすくなっている場合は、第１の所定時間の経過後にモータデューティを低下させて、シフトドラムの回転速度を抑えることができる。これにより、ドグクラッチの嵌合打音を低減することができる。そして、油温に応じてモータを低下させる場合でも、第１の所定時間でのモータ出力を大きく設定しておくことで、変速動作の全区間でモータ出力を低下させる場合に比して、変速終了までの時間を短縮することが可能となる。これにより、油温の変化に伴う変速フィーリングの変化を低減することができる。
【００１６】
第２の特徴によれば、第１の所定時間は、ドグクラッチの嵌合が解除されるまでの時間を含むように設定されているので、第１の所定時間におけるモータ出力を高く設定しておくことで、変速動作の初期段階におけるドグクラッチの嵌合解除をスムーズに行うことができる。これにより、変速時間の短縮が可能となる。
【００１７】
第３の特徴によれば、第１の所定時間経過後の第２の所定時間は、次の変速段のドグクラッチが嵌合を開始する直前までの期間で設定されており、第２の所定時間では、油温に応じて算出されたモータデューティで電動モータを駆動すると共に、該モータデューティの設定範囲の最小値が第１の所定時間の間より低く設定されているので、第２の所定時間の間にシフトドラムの回転速度を低下させてから、次の変速段のドグクラッチの嵌合を開始することができる。これにより、スムーズな変速動作が可能となる。
【００１８】
第４の特徴によれば、第２の所定時間経過後の第３の所定時間では、油温に応じて算出されるモータデューティによる電動モータの駆動を行わないので、第３の所定時間でモータブレーキをかけることで、シフトドラムの回転速度がさらに低下し、ドグクラッチが係合する際の打音等を低減することが可能となる。
【００１９】
第５の特徴によれば、第３の所定時間の経過後、第４の所定時間でシフトドラムの回動を完了させ、この第４の所定時間では、油温に応じて算出されたモータデューティで電動モータを駆動し、第４の所定時間でのモータデューティの設定範囲の最小値は、第２の所定時間に適用されるモータデューティの設定範囲の最小値より低く設定されているので、変速動作が完了する間際の第４の所定時間において、ドグクラッチの係合を確実に行うための押し付け動作が可能となる。また、第２の所定時間および第４の所定時間のモータデューティをそれぞれ算出するので、シフトドラム駆動制御の精度を高めることが可能となる。
【００２０】
第６の特徴によれば、第１ないし第４のそれぞれの所定時間は予め決定されているので、それぞれの制御の実行中に実行時間を演算する方式に比して、演算処理装置の負担を軽減することができる。
【００２１】
第７の特徴によれば、第２の所定時間および第４の所定時間に適用されるモータデューティを油温に基づいて導出するためのデータテーブルを備えるので、モータデューティの導出が簡単になり、演算処理の高速化を図ることができる。
【００２２】
第８の特徴によれば、変速機は、主軸とカウンタ軸との間に変速段に応じた複数の歯車対を有する変速機本体と、主軸上に配設される第１クラッチおよび第２クラッチとからなるツインクラッチとを備え、該ツインクラッチによってエンジンの回転駆動力を変速機本体との間で断接するようにしたツインクラッチ式変速機であり、制御部は、所定の変速段で回転駆動力が伝達されている間に、シフトドラムを次の変速段に応じた所定回動位置に予め回動させておく予備変速を実行し、制御部によるモータデューティの制御は予備変速時に実行されるので、ツインクラッチ式変速機における予備変速動作を、潤滑オイルの油温に関わらず安定して実行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、本発明の一実施形態に係る変速制御装置が適用されたエンジン１の断面図である。鞍乗型４輪車等の動力源としてのエンジン１には、前進５段後進１段の変速機ＴＭが一体に構成されている。クランクケース２１に回転自在に軸支されたクランクシャフト２には、クランクピン３を介して回転自在にコンロッド４が軸支されている。コンロッド４の他端部には、シリンダ６に内設されたスリーブ７内を摺動するピストン５が取り付けられ、シリンダ６の上方には、混合気および燃焼ガスの吸排気を制御するバルブ機構が収納されたシリンダヘッド８およびシリンダヘッドカバー９が固定される。
【００２４】
クランクシャフト２の左端部には、クラッチアウタ１１およびクラッチシュー１２を有する発進クラッチ１０が備えられている。発進クラッチ１０は、エンジン回転数すなわちクランクシャフト２の回転数が、所定値（例えば、２０００ｒｐｍ）を超えることで、クランクシャフト２と一体的に回転するクラッチアウタ１１と前記クラッチシュー１２との間に摩擦力を生ずる構成とされ、これにより、クラッチアウタ１１に固定された出力ギヤ１３に回転駆動力が伝達される。
【００２５】
出力ギヤ１３に伝達された回転駆動力は、プライマリギヤ１４、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２からなるツインクラッチＴＣＬ、主軸としての内側プライマリシャフト（内主軸）１６およびこれに回動自在に軸支される外側プライマリシャフト（外主軸）１５、プライマリシャフト１５，１６とカウンタシャフト（カウンタ軸）１７との間に設けられる歯車対Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲからなる変速機ＴＭ、そして、駆動側出力ギヤ１８および被動側出力ギヤ１９を介して、出力軸２０に伝達される。ツインクラッチＴＣＬは、プライマリギヤ１４を挟んで第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２を背面合わせに配設した構成とされており、これを駆動する油圧経路は、クランクケース２１の左側ケース２２の内部で主軸の軸線上の位置に設けられている。
【００２６】
図２は、油圧式のツインクラッチＴＣＬを駆動するための油路構造を示したブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２を駆動するための油圧は、前記クランクシャフト２の回転に伴って回転するトロコイド式のフィードポンプ３１によって生成される。フィードポンプ３１により、オイルストレーナ３３を介してオイルタンク３５から吸い上げられたオイルは、油圧を所定値に保つリリーフバルブ３０およびオイルフィルタ２９を介して、クランクシャフト２、シリンダヘッド８および変速機ＴＭの各潤滑経路に供給される。なお、本実施形態では、オイルストレーナ３４を介してオイルパン３６からオイルを吸い上げるセカンドポンプ３２も備えている。
【００２７】
そして、フィードポンプ３１によって生じる油圧の一部は、リニアソレノイドバルブ２８、エマージェンシバルブ２７、シフトソレノイド２５、シフトバルブ２６、オリフィスコントロールバルブ２３，２４、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２からなるクラッチ駆動用の油圧回路に供給される。すなわち、この油圧機構においては、エンジン潤滑用オイルとクラッチ駆動用オイルとを共用する方式とされている。
【００２８】
この油圧機構では、シフトソレノイド２５の通電のオンオフによって、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を交互に切り換えるように構成されている。リニアソレノイドバルブ２８は、フィードポンプ３１が発生する油圧を制御して、両クラッチへの供給油圧を任意に変化させることが可能である。すなわち、フィードポンプ３１および単一のリニアソレノイドバルブ２８によって、油圧供給手段が構成される。
【００２９】
リニアソレノイドバルブ２８から供給される油圧は、エマージェンシバルブ２７を介してシフトバルブ２６に導入される。なお、エマージェンシバルブ２７は、リニアソレノイドバルブ２８の不具合等によって油圧が供給不能となった際に、手動で油路を切り換えてバイパス回路を開くことで、リニアソレノイドバルブ２８を迂回してシフトバルブ２６に直接オイルを供給することを可能とするバルブである。
【００３０】
シフトソレノイド２５は、通電がオンの時に開弁状態となり、この開弁状態に伴って、油路の切り換え動作を行うための作動油がシフトバルブ２６に供給される。これにより、シフトバルブ２６は、リニアソレノイドバルブ２８からの油圧の供給先を第１クラッチＣＬ１に切り換えて、第１クラッチＣＬ１を接続状態とする。すなわち、シフトソレノイド２５およびシフトバルブ２６によって、油圧供給先切換手段が構成される。
【００３１】
一方、シフトソレノイド２５は、通電をオフにすると閉弁状態となる。これにより、シフトバルブ２６は、油圧の供給先を第２クラッチＣＬ２に切り換えて、第２クラッチＣＬ２が接続状態となる。なお、オリフィスコントロールバルブ２３，２４は、クラッチ接続後の余剰油圧を抜くことで変速ショックを低減させる機能を有する。
【００３２】
図３は、図１の一部拡大断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。変速機ＴＭは、前進５段・後進１段のシーケンシャル式多段変速機であり、各変速段間の変速動作は、ツインクラッチＴＣＬに与えられる油圧のオン・オフと、変速機構としての第１スリーブＭ１、第２スリーブＭ２、第３スリーブＭ３の軸方向への摺動動作との組み合わせによって実行される。
【００３３】
前記外側プライマリシャフト１５および内側プライマリシャフト１６に対して回転自在に結合されるプライマリギヤ１４には、駆動力伝達時のショックを吸収するため、バネ４０による衝撃吸収機構が組み込まれている。本実施形態では、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、同じ部品の組み合わせからなる同一の構成を有する。以下では、第１クラッチＣＬ１を代表としてその構成を説明し、第２クラッチＣＬ２の対応構成部分をカッコを付して示す。
【００３４】
第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）には、プライマリギヤ１４に固定されるクラッチケースＣ１（Ｃ２）の底部に、オイルシールを介して密閉挿入されたピストンＢ１（Ｂ２）が備えられている。このピストンＢ１（Ｂ２）は、内側プライマリシャフト１６に設けられた油路Ａ１（Ａ２）から作動オイルが圧送されると図示左方向（右方向）へ押し出され、一方、供給油圧が低下すると、クラッチスプリングの弾発力によって元の位置に戻るように構成されている。
【００３５】
また、ピストンＢ１（Ｂ２）の図示左側（右側）には、クラッチケースＣ１（Ｃ２）に回転不能に係合された３枚のフリクションディスクと、アームＤ１（Ｄ２）に回転不能に係合された３枚のクラッチプレートとからなるクラッチ板が配設されており、ピストンＢ１（Ｂ２）が図示左方向（右方向）へ押し出されることで、クラッチ板同士の間に摩擦力が発生することとなる。上記構成により、プライマリギヤ１４の回転駆動力は、ピストンＢ１（Ｂ２）が油圧で押し出されない限りクラッチケースＣ１（Ｃ２）を回転させるのみであるが、油圧が供給されてピストンＢ１（Ｂ２）が押し出されると、アームＤ１（Ｄ２）を回転駆動させることとなる。なお、この時、前記リニアソレノイドバルブ２８の油圧制御によって、半クラッチ状態等を作り出すことも可能である。
【００３６】
内側プライマリシャフト１６の軸心に設けられたオイルギャラリ１６ａには、二重管で構成された油路分配器３９が挿入固定されている。これにより、供給油路３７に与えられた油圧は、油路分配器３９の外管から油路Ａ１を通じて第１クラッチＣＬ１のピストンＢ１を駆動し、一方、供給油路３８に与えられた油圧は、油路分配器３９の外管と内管の間から油路Ａ２を通じて第２クラッチＣＬ２のピストンＢ２を駆動する。
【００３７】
第１クラッチＣＬ１側のアームＤ１は、内側プライマリシャフト１６の図示左端部に固定されており、一方、第２クラッチＣＬ２側のアームＤ２は、外側プライマリシャフト１５に固定されている。内側プライマリシャフト１６には、第１速駆動側ギヤＩ１および第３速駆動側ギヤＩ３が軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在に取り付けられ、両ギヤの間に、第５速駆動側ギヤＩ５が形成された第３スリーブＭ３が軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。
【００３８】
一方、外側プライマリシャフト１５には、第２速駆動側ギヤＩ２および第４速駆動側ギヤＩ４が形成されている。また、カウンタシャフト１７には、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能な第１スリーブＭ１、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転不能な第１速被動側ギヤＯ１、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第２速被動側ギヤＯ２、第３速被動側ギヤＯ３が形成されると共に軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能な第２スリーブＭ２、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第４速被動側ギヤＯ４、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転自在な第５速被動側ギヤＯ５が取り付けられている。
【００３９】
第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３は、それぞれを軸方向に摺動させることで、隣接するギヤとの間に設けられたドグクラッチを断接するように構成されている。ドグクラッチは、スリーブに設けたドグ歯またはドグ孔と、スリーブに隣接するギヤに設けたドグ孔またはドグ歯とが嵌合することで構成される。ドグクラッチは、ドグ歯（ダボ）とドグ孔（ダボ孔）との嵌合により、同軸上で隣り合うギヤ間での動力伝達を可能とする周知の機構である。本実施形態に係る変速機ＴＭには、１速〜５速用のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ５と、リバースギヤ用のドグクラッチＤＣＲとが設けられている。変速機ＴＭは、前記第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態と、第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３の位置との組み合わせによって、クランクシャフト２の回転駆動力をどの歯車対を介してカウンタシャフト１７に伝達するかを選択できる。
【００４０】
カウンターシャフト１７に回転自在に軸支されたリバースギヤＯＲは、後進用の出力ギヤ（不図示）と常時噛み合わされることで歯車対ＧＲを構成している。そして、前記第１クラッチＣＬ１は、１速、３速、５速の奇数変速段における回転駆動力の断接を行い、一方、第２クラッチＣＬ２は、２速、４速の偶数変速段およびリバースギヤにおいて回転駆動力の断接を行うように構成されている。これにより、例えば、１速から順次シフトアップする際には、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態が交互に切り換えられることとなる。
【００４１】
図４は、変速機ＴＭの変速機構の断面図およびシフトドラム４４の展開図である。変速機ＴＭの近傍には、中空円筒状のシフトドラム４４がクランクケース２１に対して回転自在に軸支されている。シフトドラム４４は、変速機ＴＭの軸方向と平行に配設され、その外周面には、シフトフォーク４１〜４３の図示下端部に形成された円柱状の突起が係合するリード溝４５〜４７が形成されている。シフトフォーク４１〜４３は、シフトドラム４４と平行に配置されたフォークロッド７４の軸方向に摺動可能に係合されている。これにより、シフトドラム４４が回動されると、シフトフォーク４１〜４３の他端部（不図示）に係合された前記第１スリーブＭ１〜第３スリーブＭ３（図３参照）が、それぞれ軸方向に摺動されることとなる。
【００４２】
通常、変速機のシフトドラムには、各変速段数と１対１で対応する回動位置が設定されるが、本実施形態に係るシフトドラム４４においては、前記したツインクラッチＴＣＬとの組み合わせに伴い、独自の回動位置設定を有している。図４の展開図を参照すると、シフトドラム４４の回動位置において、後進：ＰＲ、ニュートラル：ＰＮに続き、所定回動位置として、１−２速に対応するＰ１−２、２−３速に対応するＰ２−３、３−４速に対応するＰ３−４、４−５速に対応するＰ４−５がそれぞれ設定されている。これは、例えば、シフトドラム４４がＰ１−２の所定回動位置にある場合に、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を切り換えるのみで、１速と２速との間での変速動作が可能であることを意味する。
【００４３】
そして、本実施形態においては、シフトドラム４４の所定回動位置同士の中間に、ハーフニュートラル位置としてのＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４がそれぞれ設定されている。このハーフニュートラル位置が設定されることで、例えば、所定回動位置であるＰ１−２から、シフトアップ方向の次の所定回動位置Ｐ２−３にシフトドラム４４を回動させる場合には、ハーフニュートラル位置ＰＮ２が経由されることで、シフトドラム４４の回動速度が一時的に減速されることとなる。これにより、変速ショックが低減されると共に、より確実な変速動作の実行が可能となる。
【００４４】
シフトドラム４４の回動動作は、後述する制御部によって駆動制御されるアクチュエータとしての電動モータ４８によって行われる。電動モータ４８の回転駆動力は、出力軸４９から中間ギヤ５０および扇型ギヤ５１を介してシフトスピンドル５２に伝達される。シフトスピンドル５２には、板状のシフトアーム５３が取り付けられており、該シフトアーム５３が所定角度だけ正逆回転の一往復動を行うと、ポールラチェット機構６０を介してシフトドラム４４が一方向に所定角度だけ回動するように構成されている。
【００４５】
センタボルト５５によってシフトドラム４４に回動不能に固定されたドラムセンタ６１は、シフトドラム４４の所定回動位置およびハーフニュートラル位置の切り換え動作に節度を与える機能を有する。また、ポールラチェット機構６０は、クランクケース２１に固定されるガイドプレート５６およびシフタ組立体５４によって回転可能に保持されており、このシフタ組立体５４の一端部が、前記シフトアーム５３に形成された係合孔に係合されている。シフトスピンドル５２とガイドピン５７との間には、シフトアーム５３を初期位置に戻す方向の付勢力を与える戻しバネ５８が係合されている。また、シフトドラム４４の図示右端部には、シフトドラム４４の回動位置に基づいて現在の変速段を検出する位置検出手段としてのシフトポジションセンサ７０が設けられており、シフトスピンドル５２の右端部には、回動角度センサ５９が取り付けられている。
【００４６】
本実施形態に係る変速機ＴＭにおいては、所定変速段による走行中に、回転駆動力の伝達を維持したたまま、次の変速動作に備えて、シフトドラム４４を次の変速段に応じた所定回動位置に予め回動させておく、いわゆる「予備変速」動作が可能である。この予備変速動作は、例えば、第２速から第３速へのシフトアップが完了した後に、次の第４速へのシフトアップに備えて、シフトドラム４４を予めシフトアップ側の次の所定回動位置へ回動させておく動作であり、上記の例では、第３速での走行中に、シフトドラム４４をＰ２−３からＰ３−４（図４参照）に回動させることに相当する。このような予備変速を実行しておけば、第４速へのシフトアップ変速指令が出された際に、変速指令と同時にシフトソレノイド２５をオフにするのみでシフトアップが完了するので、変速時間を短縮することが可能となる。なお、シフトダウン時には、シフトダウンの変速指令が入力されてからシフトドラム４４の回動を開始するように構成されている。
【００４７】
図５は、本実施形態に係る変速制御装置の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。変速機ＴＭは、シフトソレノイド２５、リニアソレノイドバルブ２８、電動モータ４８を制御部１００によって駆動制御することで、オートマチック式、または、スイッチ操作等により乗員が変速指令を発するセミオートマチック式の変速機として機能する。これにより、エンジン１の回転駆動力は、変速機ＴＭの所定の変速段で減速された後に駆動輪ＷＰに伝達されることとなる。
【００４８】
制御部１００は、多様な走行条件に応じて、ツインクラッチＴＣＬの断接のタイミングや速度、シフトドラム４４の駆動タイミングや駆動速度等を制御することができる。制御部１００には、シフトドラム４４の回動位置を検知するシフトポジションセンサ７０、エンジン１の回転数を検知するエンジン回転数センサ１０１、車両の走行速度を検知する車速センサ１０２、エンジンの潤滑オイルの温度を検知する油温センサ１０３、制御部１００で算出された種々の所定時間を計測するタイマ１０４、シフトスピンドル５２の回転角度を検知するシフトスピンドル回転角度センサ５９、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に生じる油圧をそれぞれ検知する第１油圧センサ１０５および第２油圧センサ１０６からなる、各種センサからの出力信号が入力されている。
【００４９】
ここで、エンジンの潤滑オイルの油温は、エンジンの運転状況に応じて変化しやすく、その温度が高まることで粘度が低くなる場合には、シフトドラムとシフトフォークの間やシフトフォークと変速スリーブの間等に生じる摩擦抵抗等が低下して、モータ出力（モータデューティ）が同じであってもシフトドラムが早く回りやすくなる。
【００５０】
シフトドラムを現在の所定回動位置から次の所定回動位置に回動させる間には、現在嵌合されているドグクラッチの嵌合を解除して次のドグクラッチを嵌合する動作が実行される。このとき、シフトドラムの回動速度が早すぎる場合には、次のドグクラッチを嵌合する際の打音が大きくなる等の可能性がある。本実施形態に係る変速制御装置では、これに対処するため、変速動作時のシフトドラム４４の回動速度、すなわち電動モータ４８の回転速度を、エンジン潤滑オイルの油温に応じて変化させる点に特徴がある。以下、図６〜８を参照して、変速時の電動モータ制御の詳細を説明する。
【００５１】
図６は、本実施形態に係る変速制御装置による電動モータ制御の手順を示すタイミングチャートである。この図では、上段からそれぞれ、シフトドラム４４を現在の所定回動位置から次の所定回動位置に回動させる際の電動モータ４８の動作モード、シフトスピンドル回転角度センサ５９の出力信号、電動モータ４８に供給するモータデューティを示している。なお、シフトスピンドル回転角度センサ５９のセンサ出力は、回転角度がゼロ、すなわち初期位置のときに２．５Ｖを出力し、回転角度の増大に伴って出力値が低下するように構成されている。また、本実施形態に係る変速時電動モータ制御は、前記したシフトアップ側の予備変速時に実行されるほか、シフトダウン側の予備変速時や、シングルクラッチ式変速機の変速時等に適用することが可能である。
【００５２】
本実施形態に係る変速時電動モータ制御は、時刻ｔ１０〜ｔ５０の間で実行される第１〜第４制御によって構成されている。第１〜第４制御のそれぞれの実行時間（第１〜第３の所定時間）は予め決定されており、次の制御への移行処理は、タイマ１０４（図４参照）による計測時間に基づいて順次実行される。
【００５３】
まず、時刻ｔ１０では、制御部による予備変速指令に伴って、電動モータ４８のデューティ比を１００％とする第１制御（動作モード：ＭＤ１）が開始される。この第１制御は、時刻ｔ２０まで継続される。この第１制御の実行期間（第１の所定時間）は、シフトドラム４４の回動動作に伴って、ドグ歯をドグ孔から抜いてドグクラッチの嵌合状態を解除するドグ抜き（ダボ抜き）動作が行われる期間を含む。これにより、電動モータ４８に与えるデューティが最大の状態でドグ抜き動作が行われることとなり、ドグ抜き動作を速やかに実行することが可能となる。
【００５４】
次に、時刻ｔ２０からは、潤滑オイルの油温に基づいて導出されたデューティ比Ｄａ％による第２制御（動作モード：ＭＤ２）が開始される。この第２制御で適用されるデューティ比Ｄａおよび後述する第４制御で適用されるデューティ比Ｄｂは、いずれも設定範囲の最小値が１００％より小さく（第２制御：８５％、第４制御：４０％）、油温が高いほど小さい値となるように設定されている。デューティ比Ｄａ，Ｄｂは、それぞれ、図７に示した油温−モータデューティテーブルに、油温センサ１０３で検知される潤滑オイルの油温Ｔを適用することで導き出される。
【００５５】
デューティ比Ｄａ％による第２制御は、時刻ｔ３０まで継続される。この第２の所定時間では、設定範囲の最小値が第１制御より小さいデューティ比Ｄａ％（１００〜８５％）で電動モータ４８が駆動され、これに伴うシフトフォークの駆動が継続される。これにより、油温が高くシフトドラム４４の回転速度が早くなりすぎる場合に、シフトドラム４４を減速することが可能となる。
【００５６】
続いて、時刻ｔ３０〜ｔ４０では、デューティ比０％、すなわちモータ出力をゼロとする第３制御（動作モード：ＭＢ）が実行される。これは、油温に応じて算出されるモータデューティによる電動モータ４８の駆動を行わないことに相当する。この第３の所定時間では、次の変速段に対応するドグクラッチを嵌合させるドグ入れ（ダボ入れ）動作が完了する。ドグクラッチの嵌合時に発生する打音等を低減させるためには、ドグ入れ動作時のシフトドラム４４の速度を下げるのが好ましい。この第３制御によれば、シフトドラム４４に生じている回転慣性力のみを用いてドグ入れ動作を完了することができる。なお、第３制御の実行期間においては、この回転慣性力で回生発電が行われるように電動モータ４８を制御して、より大きなモータブレーキを発生するように設定してもよい。
【００５７】
そして、時刻ｔ４０〜ｔ５０の第４の所定時間では、デューティ比Ｄｂ％（１００〜４０％）による第４制御（動作モード：ＭＤ３）が実行される。図７に示したように、デューティ比Ｄｂ％の設定範囲の最小値（４０％）は、デューティ比Ｄａ％の設定範囲の最小値（８５％）より小さい値に設定されている。この第４制御によれば、電動モータ４８に小さな出力を与えることで、ドグ歯が設けられた変速用スリーブが、ドグ孔が設けられた変速ギヤに押し付けられることとなる。
【００５８】
なお、この図では、第３制御の実行中にシフトスピンドル回転角度センサ出力が下限値に到達している。したがって、シフトスピンドル５２とシフトドラム４４との間のロストモーション機構が作動していない場合には、この時点でシフトドラム４４が次の所定回動位置に到達していると推定できる。この場合には、第４制御で押し付けを行ってもシフトドラム４４は回動されない。しかしながら、例えば、第３制御の完了までにドグクラッチが嵌合せず、シフトドラム４４が所定回動位置に到達しなかった場合には、図示破線Ａで示すように、第４制御の実行によりドグクラッチが確実に嵌合されることとなる。
【００５９】
なお、シフトドラムの回動角度に対するドグ抜きやドグ入れの実行期間は、変速機およびシフトドラムの個々の設計によって異なる。しかしながら、本発明に係る変速制御装置によれば、第１〜第４制御の実行時間を任意に設定することで、種々の変速機に適応した電動モータ制御を実行することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、第４制御の終了時から、シフトスピンドル５２（図４参照）を初期位置に駆動するシフトスピンドル戻し制御が実行される。この戻し制御は、電動モータ４８にフィードバック制御ＦＢ１，２，３によるモータデューティを与えることで、戻しバネ５８による付勢力に反して戻り速度を調整するために実行される。
【００６１】
図８は、本実施形態に係る変速時電動モータ制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、油温センサ１０３によってエンジン潤滑オイルの油温を検知し、ステップＳ２では、油温−モータデューティ関係テーブルからＤａ，Ｄｂを導出する。続くステップＳ３では、変速指令が出されたか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ１に戻る。この変速指令は、制御部１００による予備変速の実行指令であるほか、ボタン操作等の乗員による変速指令に基づくものでもよい。
【００６２】
そして、ステップＳ３で肯定判定されると、シフトドラム４４の回動位置を現在の所定回動位置から次の所定回動位置に駆動するために、ステップＳ４：デューティ１００％を適用する第１制御、ステップＳ５：デューティＤａ％を適用する第２制御、ステップＳ６：デューティ０％を適用する第３制御、ステップＳ７：デューティＤｂ％を適用する第４制御が順次実行されて、一連の制御が終了する。
【００６３】
上記したように、本発明に係る変速制御装置によれば、シフトドラム４４を所定回動位置から隣り合う次の所定回動位置に回動させる際に、電動モータ４８の駆動を開始してから所定期間が経過するまでの第１の所定時間では、デューティ比１００％で電動モータを駆動する第１制御を実行し、この第１の所定時間の経過後に、油温が高いほどその値が低くなるデューティ比を用いて電動モータ４８を駆動するので、潤滑オイルの温度が高く、シフトドラムが早く回りやすくなっている場合でも、ドグクラッチを嵌合させる際の打音等を低減することができる。また、モータ出力を最大にしてドグクラッチの嵌合解除を行う第１の所定時間を設けることで、変速動作の全区間でモータ出力を低下させる場合に比して、変速終了までの時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
なお、変速機や変速機構の構成、第１〜第４の所定時間、油温−モータデューティテーブルの形態等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、上記した電動モータの第１〜第４制御は、電動モータによってシフトドラムを回転駆動する種々の変速機に適用することができる。また、本発明に係る変速制御装置は、４輪式のＡＴＶ車両のほか、自動二輪車および三輪車等に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速制御装置が適用されたエンジンの断面図である。
【図２】ツインクラッチを駆動するための油路構造を示したブロック図である。
【図３】図１の一部拡大断面図である。
【図４】変速機構の断面図およびシフトドラムの展開図である。
【図５】本実施形態に係る変速制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態に係る変速制御装置による電動モータ制御の手順を示すタイミングチャートである。
【図７】油温とモータデューティとの関係を規定するデータテーブルである。
【図８】本実施形態に係る変速時電動モータ制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１…エンジン、２５…シフトソレノイド、２８…リニアソレノイドバルブ、３１…フィードポンプ、４４…シフトドラム、４８…電動モータ、５９…シフトスピンドル回転角度センサ、１００…制御部、１０３…油温センサ、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、ＤＣ１…１速用ドグクラッチ、ＤＣ２…２速用ドグクラッチ、ＴＣＬ…ツインクラッチ、ＴＭ…変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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