(57)【要約】【課題】ドグ当たりが発生してもドグ入りを迅速に完了させることが可能な変速装置を提供する。【解決手段】本発明の変速装置において、制御装置は、シフトドラムが、変速前の組に係るギアとセレクタのドグ部同士が係合する回転角Ａ１から、変速後の組に係るギアとセレクタのドグ部同士が係合する回転角Ａ２まで回転する際に、シフトドラムの回転角が、フォロアがセグメントの周縁の山に位置する回転角ＡＭを超えた後、変速後の組に係るギアとセレクタのドグ部同士が衝突する衝突回転角ＡＣに至る前までに、アクチュエータを停止する停止制御を実行する。【選択図】図１０
2014059003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、被駆動軸と、前記駆動軸及び前記被駆動軸に相対回転可能かつ軸方向に移動不能に配置され、ドグ部を有する複数のギアと、前記駆動軸及び前記被駆動軸に相対回転不能かつ軸方向に移動可能に配置され、ドグ部を有する複数のセレクタと、を備えるギアユニットであって、前記ドグ部同士が係合する前記ギアと前記セレクタの組が前記駆動軸から前記被駆動軸への動力伝達経路を形成するギアユニットと、
前記セレクタを軸方向に移動させることにより、前記ドグ部同士が係合する前記ギアと前記セレクタの組を切り替えるシフトドラムと、
前記シフトドラムを回転させるシフト機構と、
前記シフト機構を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備える変速装置であって、
前記シフト機構は、
前記シフトドラムと一体回転可能に配置され、複数の山と複数の谷とが交互に配列した周縁を有するセグメントと、
前記セグメントの周縁に接触するフォロアと、
前記フォロアを前記セグメントの回転軸に向けて押し付ける付勢手段と、
を含み、
前記フォロアが前記セグメントの周縁の谷に位置するときの前記シフトドラムの回転角が、前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角であり、
前記制御装置は、前記シフトドラムが、変速前の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角から、変速後の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角まで回転する際に、前記シフトドラムの回転角が、前記フォロアが前記セグメントの周縁の山に位置する回転角を超えた後、変速後の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が衝突する衝突回転角に至る前までに、前記アクチュエータを停止する停止制御を実行する、
ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
車速が閾値を下回る場合に、前記ギアユニットにおいて選択される変速段を最大変速比の変速段に向けて順次移行する変速段移行制御を実行し、
前記変速段移行制御の実行期間中に、前記停止制御を実行する、
請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記制御装置は、車速、エンジン回転数及びエンジントルクの少なくとも１つが閾値を下回る場合に、前記停止制御を実行する、
請求項１に記載の変速装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記停止制御を実行しない場合に、前記シフトドラムが前記衝突回転角に至る後まで前記シフト機構の駆動を継続するよう前記アクチュエータを制御する通常制御を実行する、
請求項２または３に記載の変速装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の変速装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速装置及び車両に関し、特にはドグクラッチの変速装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドグクラッチの変速機構を備え、シフト操作をアクチュエータにより行う自動二輪車が知られている。
【０００３】
ドグクラッチの変速機構は、軸に相対回転可能かつ軸方向に移動不能に配置され、ドグ部を有するギアと、軸に相対回転不能かつ軸方向に移動可能に配置され、ドグ部を有するセレクタと、を備えている。こうした変速機構では、変速時において、変速前の変速段のギアとセレクタのドグ部同士の係合が解除され（ドグ抜き）、その後、変速後の変速段のギアとセレクタのドグ部同士が係合する（ドグ入り）。また、ドグ入り前には、変速後の変速段のギアとセレクタのドグ部同士が衝突することがある（ドグ当たり）。
【０００４】
特許文献１には、次の変速段に対応するドグ入りを完了させるための時刻ｔ３０〜ｔ４０において、ドグ入り時に発生する打音等を低減するためにモータの出力をゼロにする第３制御を行うことが記載されている。また、その後の時刻ｔ４０〜ｔ５０において、モータに小さな出力を与える第４制御を行うことも記載されている。この第４制御は、ドグ入りせず、シフトドラムが所定回動位置に到達しなかった場合に、確実にドグ入りさせるために行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７８１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ドグ当たりが発生するときに、変速後の変速段のギアとセレクタのドグ部同士がアクチュエータの動力によって軸方向に押し付けられると、これらの間に生じる摩擦力によって相対回転が阻害され、ドグ入りが遅延してしまうおそれがある。
【０００７】
特許文献１において、ドグ入りせず、シフトドラムが所定回動位置に到達しなかった場合とは、上記ドグ当たりを指すものであり、図中の破線Ａから判断するに時刻ｔ３０において発生している。また、時刻ｔ３０では、シフトフォーク移動のためのデューティ比Ｄａ（８５〜１００％）の駆動信号がモータに与えられている。従って、特許文献１では、ドグ当たり時にアクチュエータの動力によってドグ部同士を押し付けており、ドグ入りが遅延するという課題を抱えていると言える。
【０００８】
その証拠に、時刻ｔ３０〜ｔ４０においてモータの出力を０にする第３制御を行ってもドグ当たりが解消しておらず、その後の時刻ｔ４０〜ｔ５０において第４制御を行うことにより初めてドグ当たりが解消している。このことは、ドグ当たり時にアクチュエータの動力によってドグ部同士を一旦押し付けてしまうと、その後にアクチュエータの動力を０にしても、ギアとドグクラッチの回転数差が小さくなっているため、ドグ当たりが解消し難いことを示している。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、ドグ当たりが発生してもドグ入りを迅速に完了させることが可能な変速装置及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の変速装置は、ギアユニットと、シフトドラムと、前記シフトドラムを回転させるシフト機構と、前記シフト機構を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備える。前記ギアユニットは、駆動軸と、被駆動軸と、前記駆動軸及び前記被駆動軸に相対回転可能かつ軸方向に移動不能に配置され、ドグ部を有する複数のギアと、前記駆動軸及び前記被駆動軸に相対回転不能かつ軸方向に移動可能に配置され、ドグ部を有する複数のセレクタと、を備えるギアユニットであって、前記ドグ部同士が係合する前記ギアと前記セレクタの組が前記駆動軸から前記被駆動軸への動力伝達経路を形成する。前記シフトドラムは、前記セレクタを軸方向に移動させることにより、前記ドグ部同士が係合する前記ギアと前記セレクタの組を切り替える。前記シフト機構は、前記シフトドラムと一体回転可能に配置され、複数の山と複数の谷とが交互に配列した周縁を有するセグメントと、前記セグメントの周縁に接触するフォロアと、前記フォロアを前記セグメントの回転軸に向けて押し付ける付勢手段と、を含む。前記フォロアが前記セグメントの周縁の谷に位置するときの前記シフトドラムの回転角が、前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角である。前記制御装置は、前記シフトドラムが、変速前の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角から、変速後の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が係合する回転角まで回転する際に、前記シフトドラムの回転角が、前記フォロアが前記セグメントの周縁の山に位置する回転角を超えた後、変速後の組に係る前記ギアと前記セレクタの前記ドグ部同士が衝突する衝突回転角に至る前までに、前記アクチュエータを停止する停止制御を実行する。
【００１１】
また、本発明の車両は、上記変速装置を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、シフトドラムが中間回転角を超えた後、衝突回転角に至る前までに、シフト機構の駆動を停止すると、シフトドラムは付勢手段の力によって第２の回転角まで回転する。このため、ドグ当たりが発生しても、ドグ部同士がアクチュエータの力によって押し付けられないため、ドグ入りを迅速に完了させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】自動二輪車の側面図である。
【図２】ギアユニットの概略図である。
【図３】ドグ抜き、ドグ当たり、ドグ入りを説明する図である。
【図４】シフト機構の断面図である。
【図５】シフト機構の側面図である。
【図６】シフトドラムの回転角をセグメントにより説明する図である。
【図７】シフトドラムの回転角をシフト溝により説明する図である。
【図８】変速装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の変速装置及び車両の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明の車両としては、例えば、自動二輪車（スクーターを含む）や四輪バギー、スノーモービル等の、ユーザがシートに跨って座る鞍乗型車両が好適である。以下、本発明の車両として自動二輪車を適用した実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一態様に係る自動二輪車１の側面図である。自動二輪車１はエンジンユニット１１を備えており、エンジンユニット１１の前方には前輪２が配置され、エンジンユニット１１の後方には後輪３が配置されている。前輪２は、フロントフォーク４の下端で支持されている。フロントフォーク４の上部には、車体フレーム（不図示）の最前部で回転可能に支持されたステアリングシャフト５が連結されている。ステアリングシャフト５の上方にはステアリング６が設けられている。ステアリング６、フロントフォーク４及び前輪２は、ステアリングシャフト５を中心に一体的に左右に回転可能となっている。ステアリング６の後方には、搭乗者が跨って座ることのできるシート７が配置されている。エンジンユニット１１から出力されるトルクはチェーンやベルト、シャフトなどのトルク伝達部材（不図示）を介して後輪３に伝達される。また、自動二輪車１は制御装置１０を備えている。エンジンユニット１１と制御装置１０は、本発明の一態様に係る変速装置１５を構成している。
【００１７】
図２は、ギアユニット３０の概略図である。エンジンユニット１１は、クラッチ２０及びギアユニット３０を含んでいる。クラッチ２０は、ギアユニット３０の駆動軸３１の端部に配置されており、クランクシャフト（不図示）からギアユニット３０へのトルクを伝達／遮断する。ギアユニット３０の被駆動軸３２は、チェーンやベルト、シャフトなどのトルク伝達部材（不図示）を介して後輪３の車軸に連結されている。
【００１８】
クラッチ２０は、ギアユニット３０の駆動軸３１に対して相対回転可能な駆動部材２１を有している。駆動部材２１にはプライマリギア２１ａが設けられており、プライマリギア２１ａはクランクシャフト（不図示）に設けられたプライマリギア１７と噛み合っている。また、クラッチ２０は、ギアユニット３０の駆動軸３１に対して相対回転不能な従動部材２２を有している。駆動部材２１と従動部材２２が互いに押付けられることにより、駆動部材２１と従動部材２３の間でトルクが伝達される。クラッチ２０は、例えば多板摩擦クラッチである。
【００１９】
また、クラッチ２０は、制御装置１０からの指令に応じて駆動部材２１と従動部材２２の係合状態を変化させるクラッチアクチュエータ２９を有している。クラッチアクチュエータ２９は、例えば電動モータからなり、その動力は、油圧やロッドを介してクラッチ２０の駆動部材２１又は従動部材２２の何れか一方に伝えられ、駆動部材２１と従動部材２２の間の押し付け力を制御できる。
【００２０】
ギアユニット３０は、駆動軸３１に配置された複数のギア１ｉ〜５ｉと、被駆動軸３２に配置された複数のギア１ｈ〜５ｈと、を備えている。ギア１ｉとギア１ｈとは互いに噛み合っており、それらの減速比は１速に対応している。ギア２ｉとギア２ｈとは互いに噛み合っており、それらの減速比は２速に対応している。ギア３ｉとギア３ｈとは互いに噛み合っており、それらの減速比は３速に対応している。ギア４ｉとギア４ｈとは互いに噛み合っており、それらの減速比は４速に対応している。ギア５ｉとギア５ｈとは互いに噛み合っており、それらの減速比は５速に対応している。各々のギア１ｉ〜５ｉ，１ｈ〜５ｈは、駆動軸３１及び被駆動軸３２に対して軸方向に移動不能に配置されている。
【００２１】
各変速段に対応するギア対のうち、一方のギアは、当該ギアが設けられた軸に対して相対回転可能な遊転ギアであり、他方のギアは、当該ギアが設けられた軸に対して相対回転不能な固定ギアである。遊転ギアは、自身が設けられた軸と異なる速度で回転可能である。固定ギアは、自身が設けられた軸と同じ速度で一体的に回転する。本実施形態では、ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉが遊転ギアであり、ギア１ｉ〜４ｉ，５ｈが固定ギアである。すなわち、駆動軸３１に配置されたギア１ｉ〜５ｉのうち、遊転ギアであるギア５ｉは駆動軸３１に相対回転可能に配置されており、固定ギアであるギア１ｉ〜４ｉは駆動軸３１に相対回転不能に配置されている。また、被駆動軸３２に配置されたギア１ｈ〜５ｈのうち、遊転ギアであるギア１ｈ〜４ｈは被駆動軸３２に相対回転可能に配置されており、固定ギアであるギア５ｈは被駆動軸３２に相対回転不能に配置されている。
【００２２】
なお、以下の説明において、遊転ギアであるギア１ｈ〜４ｈ，５ｉを「遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉ」とも表し、固定ギアであるギア１ｉ〜４ｉ，５ｈを「固定ギア１ｉ〜４ｉ，５ｈ」とも表す。
【００２３】
また、ギアユニット３０は、駆動軸３１及び被駆動軸３２に対して相対回転不能かつ軸方向に移動可能なセレクタ３６〜３８を備えている。セレクタ３６〜３８は、自身が設けられた軸と同じ速度で一体的に回転する。セレクタ３６〜３８は、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉにそれぞれ隣接して配置されている。具体的には、駆動軸３１に配置されたセレクタ３７は、ギア５ｉの隣に配置されている。被駆動軸３２に配置されたセレクタ３６は、ギア２ｈとギア４ｈの間に配置されている。被駆動軸３２に配置されたセレクタ３８は、ギア１ｈとギア３ｈの間に配置されている。また、セレクタ３６〜３８には、シフトフォーク３４が係合する係合溝３５が形成されている。
【００２４】
また、変速装置１５は、シフトドラム３３を備えている。シフトドラム３３には、回転角に応じて軸方向の位置が変化する複数のカム溝３３ａ〜３３ｃが形成されており、各々のカム溝３３ａ〜３３ｃにはシフトフォーク３４が係合している。シフトドラム３３は、後述するシフト機構（図４を参照）を介してシフトアクチュエータ（不図示）に連結されており、主にシフトアクチュエータの動力を受けることによって回転する。シフトドラム３３の回転は、カム溝３３ａ〜３３ｃに係合したシフトフォーク３４の軸方向の移動に変換され、これによりセレクタ３６〜３８が軸方向に移動する。
【００２５】
遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８とは、ドグ部３９によって係合可能となっている。遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉの側面にはセレクタ３６〜３８に向かって突出するドグ部３９が形成されており、セレクタ３６〜３８の側面にも遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉに向かって突出するドグ部３９が形成されている。なお、突出するとは、周方向に配列するドグ部３９が形成されている部分とドグ部３９が形成されていない部分との軸方向の相対的な位置関係を表している。例えば、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉ又はセレクタ３６〜３８の側面に他の部分と比較して窪んだ凹部が形成されている場合には、凹部が形成されていない部分がドグ部３９となる。ドグ部３９同士が係合するとき、駆動軸３１から被駆動軸３２への動力伝達経路が形成される。例えば、セレクタ３８のドグ部３９がギア１ｈのドグ部３９と係合するとき、駆動軸３１の回転はギア１ｉからギア１ｈとセレクタ３８とを経由して被駆動軸３２に伝達される。
【００２６】
変速段が切り替えられる際、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８の変速前の組が係合した状態から、変速後の組が係合した状態に切り替わる。例えば、５速から４速に切り替わる際には、セレクタ３７がギア５ｉから離れる方向に移動することで、変速前の組に係るセレクタ３７とギア５ｉの係合が解除され（ドグ抜き）、その後、セレクタ３６がギア４ｈに向かって移動することで、変速後の組に係るセレクタ３６とギア４ｈが係合する（ドグ入り）。４速から３速に切り替わる際には、セレクタ３６がギア４ｈから離れる方向に移動することで、変速前の組に係るセレクタ３６とギア４ｈの係合が解除され、その後、セレクタ３８がギア３ｈに向かって移動することで、変速後の組に係るセレクタ３８とギア３ｈが係合する。３速から２速に切り替わる際には、セレクタ３８がギア３ｈから離れる方向に移動することで、変速前の組に係るセレクタ３８とギア３ｈの係合が解除され、その後、セレクタ３６がギア２ｈに向かって移動することで、変速後の組に係るセレクタ３６とギア２ｈが係合する。２速から１速に切り替わる際には、セレクタ３６がギア２ｈから離れる方向に移動することで、変速前の組に係るセレクタ３６とギア２ｈの係合が解除され、その後、セレクタ３８がギア１ｈに向かって移動することで、変速後の組に係るセレクタ３６とギア１ｈが係合する。
【００２７】
なお、上記態様では、変速前の組に係るセレクタと変速後の組に係るセレクタとが異なっていたが、これに限られず、変速前の組に係るセレクタと変速後の組に係るセレクタとが同じであってもよい。
【００２８】
以下、２速から１速への変速に注目し、より詳しく説明する。ドグ抜き時には、変速前の組に係るギア２ｈから離れる方向にセレクタ３６が移動すると、セレクタ３６のドグ部３９とギア２ｈのドグ部３９との係合が解除される。また、ドグ入り時には、変速後の組に係るギア１ｈに向かってセレクタ３８が移動すると、セレクタ３８のドグ部３９とギア１ｈのドグ部３９との係合が完了する。なお、ドグ入り前には、セレクタ３８のドグ部３９とギア１ｈのドグ部３９とが衝突することがあり、そのことはドグ当たりと呼ばれる。
【００２９】
図３は、ドグ抜き、ドグ当たり、ドグ入りを説明する図である。図３（ａ）はドグ抜きを示す図であり、図３（ｂ）はドグ当たりを示す図であり、図３（ｃ）はドグ入りを示す図である。これらの図は、ギア１ｈ、２ｈの回転方向を図中上下方向に展開した概略図である。また、図中の矢印は、セレクタ３６，３８の移動方向を表している。
【００３０】
ギア２ｈのセレクタ３６と向かい合う側面には、セレクタ３６に向かって凸状に突出したドグ部３２ａ（図２中の３９）と、凹状の挿入部３２ｂとが形成されている。同様に、セレクタ３６のギア２ｈと向かい合う側面にも、ギア２ｈに向かって凸状に突出するドグ部３６ａ（図２中の３９）と、凹状の挿入部３６ｂとが形成されている。セレクタ３６のドグ部３６ａがギア２ｈの挿入部３２ｂに挿入され、ギア２ｈのドグ部３２ａがセレクタ３６の挿入部３６ｂに挿入されたときに、セレクタ３６のドグ部３６ａとギア２ｈのドグ部３２ａとが係合する。これにより、セレクタ３６及びギア２ｈの一方のトルクが係合するドグ部３６ａ，３２ａを介して他方に伝達される。
【００３１】
セレクタ３８のギア１ｈと向かい合う側面には、ギア１ｈに向かって凸状に突出するドグ部３８ａと、凹状の挿入部３８ｂとが形成されている。同様に、ギア１ｈのセレクタ３８と向かい合う側面にも、セレクタ３８に向かって凸状に突出したドグ部３１ａと、凹状の挿入部３１ｂとが形成されている。セレクタ３８のドグ部３８ａがギア１ｈの挿入部３１ｂに挿入され、ギア１ｈのドグ部３１ａがセレクタ３８の挿入部３８ｂに挿入されたときに、セレクタ３８のドグ部３８ａとギア１ｈのドグ部３１ａとが係合する。これにより、セレクタ３８及びギア１ｈの一方のトルクがドグ部３８ａ，３１ａを介して他方に伝達される。
【００３２】
図３（ａ）に示されるドグ抜きでは、セレクタ３６のドグ部３６ａとギア２ｈのドグ部３２ａとの係合が解除される。シフトアクチュエータ（不図示）の動力がシフトドラム３３（図２を参照）からセレクタ３６に伝達され、セレクタ３６がギア２ｈから離れる方向に移動すると、セレクタ３６のドグ部３６ａがギア２ｈの挿入部３２ｂから抜け、ギア２ｈのドグ部３２ａがセレクタ３６の挿入部３６ｂから抜ける。
【００３３】
図３（ｂ）に示されるドグ当たりでは、セレクタ３８のドグ部３８ａとギア１ｈのドグ部３１ａとが衝突する。すなわち、ドグ当たりでは、セレクタ３８のドグ部３８ａがギア１ｈの挿入部３１ｂに挿入されず、それ以外の部分に衝突する。この際、シフトアクチュエータの動力によってドグ部３８ａ，３１ａが互いに押し付けられると、両者の相対回転速度が低下し、ドグ入りへの移行が遅れるおそれがある。こうした問題は、変速期間中にクラッチ２０が遮断状態にあり、セレクタ３８とギア１ｈの回転数差を生み出す動力が存在しないために生じ得る。
【００３４】
図３（ｃ）に示されるドグ入りでは、セレクタ３８のドグ部３８ａとギア１ｈのドグ部３１ａとが係合する。すなわち、セレクタ３８のドグ部３８ａがギア１ｈの挿入部３１ｂに挿入され、ギア１ｈのドグ部３１ａがセレクタ３８の挿入部３８ｂに挿入されて、セレクタ３８のドグ部３８ａとギア１ｈのドグ部３１ａとがギア回転方向に接触する。
【００３５】
なお、ドグ当たりを経ずにドグ抜きからドグ入りに直接移行する場合もある。これは、セレクタ３８のドグ部３８ａがギア１ｈのドグ部３１ａと衝突せずに、挿入部３１ｂに直接挿入される場合である。
【００３６】
図４及び図５は、シフト機構４０の断面図及び側面図である。シフト機構４０は、シフトアクチュエータ（不図示）の動力を受けて、シフトドラム３３を回転させる。シフト機構４０は、エンジンケース１９に回転可能に支持されたシフト軸４１を備えている。シフト軸４１の一方の端部には、シフトアクチュエータ（不図示）に連結されたシフトロッド５４が連結部材５５を介して連結されている。シフト軸４１の他方の端部には、シフトアーム４２と、コイルバネ４４と、ストッパレバー４６と、が取り付けられている。
【００３７】
シフトアーム４２は、シフト軸４１と一体回転可能に設けられており、概略Ｌ字形状を為す第１のアーム４２３と第２のアーム４２５とを備えている。第１のアーム４２３に形成された穴４２ａには、エンジンケース１９に固定されたストッパピン４３が挿入されている。コイルバネ４４は、シフトアーム４２の第１のアーム４２３と同方向に延び、ストッパピン４３を挟む一対のアーム４４１，４４３を有している。コイルバネ４４のアーム４４１，４４３の間には、シフトアーム４２の第１のアーム４２３に設けられた操作子４２１が挿入されている。シフトアーム４２が回転すると、第１のアーム４２３の操作子４２１がコイルバネ４４のアーム４４１，４４３の一方を他方から離すようにコイルバネ４４を弾性変形させる。
【００３８】
シフトアーム４２の第２のアーム４２５は、シフトドラム３３の回転軸に向かって延びており、第２のアーム４２５の先端部には、シフトドラム３３側に折り返された爪部４９が設けられている。シフトドラム３３の端部には、周縁に複数の山４５４と複数の谷４５６が交互に形成されたセグメント４５が取り付けられている。セグメント４５には、周方向に配列する複数のピン４５２が設けられており、第２のアーム４２５の爪部４９が一部のピン４５２に係合する。シフトアーム４２が回転すると、第２のアーム４２５の爪部４９がセグメント４５のピン４５２をシフトドラム３３の回転軸周りに移動させることで、セグメント４５が取り付けられたシフトドラム３３を回転させる。
【００３９】
ストッパレバー４６の中途にはフォロア４７が配置されており、フォロア４７はセグメント４５の周縁に接触している。また、ストッパレバー４６の端部には、付勢手段としてのコイルバネ４８が取り付けられており、フォロア４７は、コイルバネ４８の力によってシフトドラム３３の回転軸に向けて押し付けられている。セグメント４５の谷４５６はフォロア４７の安定位置であり、シフトアクチュエータ（不図示）からの動力を受けない限り、シフトドラム３３は、セグメント４５の谷４５６にフォロア４７が近づくように回転する、ないしはセグメント４５の谷４５６にフォロア４７が位置した状態で停止する。
【００４０】
図６は、シフトドラム３３の回転角をセグメント４５により説明する図である。セグメント４５の谷４５６は各々の変速段に対応している。すなわち、セグメント４５の谷４５６にフォロア４７が位置するときのシフトドラム３３の回転角は、ギアユニット３０において何れかの変速段が設定される回転角である。また、セグメント４５の切欠４５８にフォロア４７が位置するときは、ギアユニット３０がニュートラルに設定される。以下、シフトドラム３３が回転角Ａ１のときに遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８の変速前の組が係合し、シフトドラム３３が回転角Ａ２のときに変速後の組が係合するとして、シフトドラム３３の回転角を詳しく説明する。
【００４１】
シフトドラム３３が第１の回転角Ａ１から第２の回転角Ａ２まで回転する際に、シフトドラム３３は、第１の回転角Ａ１と第２の回転角Ａ２の間の中間回転角ＡＭを経る。中間回転角ＡＭは、セグメント４５の山４５４にフォロア４７が位置するときのシフトドラム３３の回転角である。シフトドラム３３の回転角が中間回転角ＡＭを超えると、シフトアクチュエータ（不図示）からの動力が無くても、図４及び図５に示されるコイルバネ４８がフォロア４７をセグメント４５の周縁に押し付ける力によって、シフトドラム３３は第２の回転角Ａ２まで回転可能である。
【００４２】
また、シフトドラム３３が第１の回転角Ａ１から中間回転角ＡＭまで回転する際に、シフトドラム３３は、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８の変速前の組の係合が解除される解除回転角ＡＤを経る。すなわち、解除回転角ＡＤは、ドグ抜き時の回転角であり、セグメント４５の谷４５６から山４５４にフォロア４７が移動する途中に存在する。
【００４３】
また、シフトドラム３３が中間回転角ＡＭから第２の回転角Ａ２まで回転する際に、シフトドラム３３は、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８の変速後の組のドグ当たりが生じ得る衝突回転角ＡＣを経る。すなわち、衝突回転角ＡＣは、ドグ当たりが発生し得る回転角であり、セグメント４５の山４５４から谷４５６にフォロア４７が移動する途中に存在する。
【００４４】
図７は、シフトドラム３３の回転角をカム溝３３ａ〜３３ｃにより説明する図である。同図は、シフトドラム３３の外周面のうち１速と２速の間の部分を切り出し、シフトドラム３３の周方向を図中上下方向に展開した図である。同図では、２速から１速への変速に注目し、２速が設定されるときのシフトドラム３３の回転角を第１の回転角Ａ１とし、１速が設定されるときのシフトドラム３３の回転角を第２の回転角Ａ２としている。
【００４５】
カム溝３３ａは、２速が設定される第１の回転角Ａ１において、第１の軸位置Ｍ１に形成されている。第１の軸位置Ｍ１に位置付けられたシフトフォーク３４は、セレクタ３６をギア２ｈに係合させる。
【００４６】
また、カム溝３３ａは、第１の回転角Ａ１から中間回転角ＡＭに向かうに従って第１の軸位置Ｍ１から第２の軸位置Ｍ２へ徐々に変化するように形成されている。第２の軸位置Ｍ２に位置付けられたシフトフォーク３４は、セレクタ３６を中立位置に維持する。すなわち、シフトドラム３３が第１の回転角Ａ１から中間回転角ＡＭまで回転すると、シフトフォーク３４は、セレクタ３６がギア２ｈと係合する第１の軸位置Ｍ１から、セレクタ３６が中立位置に維持される第２の軸位置Ｍ２まで移動する。また、第１の軸位置Ｍ１と第２の軸位置Ｍ２の間には、セレクタ３６とギア２ｈの係合が解除される、解除回転角ＡＤに対応する解除軸位置ＭＤが存在する。
【００４７】
また、カム溝３３ａは、中間回転角ＡＭから１速が設定される第２の回転角Ａ２まで第２の軸位置Ｍ２のままである。すなわち、シフトドラム３３が中間回転角ＡＭから第２の回転角Ａ２まで回転する間、セレクタ３６は中立位置に維持されたままである。
【００４８】
カム溝３３ｃは、２速が設定される第１の回転角Ａ１において、第１の軸位置Ｎ１に形成されている。第１の軸位置Ｎ１に位置付けられたシフトフォーク３４は、セレクタ３８を中立位置に維持する。
【００４９】
また、カム溝３３ｃは、第１の回転角Ａ１から中間回転角ＡＭまで第１の軸位置Ｎ１のままである。すなわち、シフトドラム３３が第１の回転角Ａ１から中間回転角ＡＭまで回転する間、セレクタ３８は中立位置に維持されたままである。
【００５０】
また、カム溝３３ｃは、中間回転角ＡＭから第２の回転角Ａ２に向かうに従って第１の軸位置Ｎ１から第２の軸位置Ｎ２へ徐々に変化するように形成されている。第２の軸位置Ｎ２に位置付けられたシフトフォーク３４は、セレクタ３８をギア１ｈに係合させる。すなわち、シフトドラム３３が中間回転角ＡＭから第２の回転角Ａ２まで回転すると、シフトフォーク３４は、セレクタ３８が中立位置に維持される第１の軸位置Ｎ１から、セレクタ３８がギア１ｈと係合する第２の軸位置Ｎ２まで移動する。また、第１の軸位置Ｎ１と第２の軸位置Ｎ２の間には、セレクタ３８とギア１ｈのドグ当たりが生じ得る、衝突回転角ＡＣに対応する衝突軸位置ＮＣが存在する。
【００５１】
図８は、変速装置１５の構成例を示すブロック図である。変速装置１５は、シフトスイッチ１９ａと、クラッチセンサ１９ｂと、シフトアクチュエータ回転角センサ１９ｃと、シフトドラム回転角センサ１９ｄと、車速センサ１９ｅと、スロットル開度センサ１９ｆと、エンジン回転数センサ１９ｇと、を備えている。これらのセンサ１９ａ〜１９ｇは、制御装置１０に接続されている。また、変速装置１５は、クラッチアクチュエータ２９と、シフトアクチュエータ９と、を備えており、これらのアクチュエータ２９，９は、制御装置１０に接続されている。
【００５２】
シフトスイッチ１９ａは、搭乗者によって操作されるスイッチであり、変速指令（変速段を上げるシフトアップ指令または変速段を下げるシフトダウン指令）を制御装置１０に出力する。シフトスイッチ１９ａは、シフトアップ用のスイッチとシフトダウン用のスイッチとを含んでいる。
【００５３】
クラッチセンサ１９ｂは、例えば、クラッチ２０に含まれるプレッシャープレート（不図示）の位置に応じた信号を出力するポテンショメータによって構成される。制御装置１０は、クラッチセンサ１９ｂの出力信号に基づいて、クラッチ２０の状態（完全係合状態、半係合状態、解放状態）を検知可能である。
【００５４】
シフトアクチュエータ回転角センサ１９ｃは、例えば、シフトアクチュエータ９の回転角に応じた信号を出力するポテンショメータによって構成される。制御装置１０は、シフトアクチュエータ回転角センサ１９ｃの出力信号に基づいて、シフトドラム３３の回転角を検知することが可能である。
【００５５】
シフトドラム回転角センサ１９ｄは、例えば、シフトドラム３３の回転角に応じた信号を出力するポテンショメータによって構成される。制御装置１０は、シフトドラム回転角センサ１９ｄの出力信号に基づいても、シフトドラム３３の回転角を検知することが可能である。
【００５６】
車速センサ１９ｅは、自動二輪車１の車速を検出し、車速信号を出力する。スロットル開度センサ１９ｆは、エンジンユニット１１のスロットル開度を検出し、スロットル開度信号を出力する。エンジン回転数センサ１９ｇは、エンジンユニット１１のエンジン回転数を検出し、エンジン回転数信号を出力する。
【００５７】
図９は、制御装置１０の構成例を示すブロック図である。制御装置１０は、変速指令受付部１０１と、シフトドラム回転角取得部１０２と、目標シフトドラム回転角算出部１０３と、自動１速出し制御指令部１０４と、シフトアクチュエータ制御部１０５と、を備えている。制御装置１０に含まれる各部は、制御装置１０のＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【００５８】
変速指令受付部１０１は、シフトスイッチ１９ａから変速指令を受け、目標シフトドラム回転角算出部１０３に出力する。
【００５９】
シフトドラム回転角取得部１０２は、シフトドラム回転角センサ１９ｄの出力信号に基づいてシフトドラム３３の回転角を取得し、目標シフトドラム回転角算出部１０３に出力する。これに限られず、シフトアクチュエータ回転角センサ１９ｃの出力信号に基づいてシフトドラム３３の回転角を取得してもよい。
【００６０】
目標シフトドラム回転角算出部１０３は、変速指令受付部１０１から変速指令を受けると、ギアユニット３０で設定される変速段が変速指令に応じたものに切り替わるように、シフトドラム３３の回転角の目標値（以下、目標シフトドラム回転角という）を算出し、シフトアクチュエータ制御部１０５に出力する。
【００６１】
自動１速出し制御指令部１０４は、車速センサ１９ｅから車速信号を受け、自動二輪車１の車速が予め定められた閾値を下回るか否かを判定し、車速が閾値を下回る場合に自動１速出し制御指令を目標シフトドラム回転角算出部１０３に出力する。
【００６２】
自動１速出し制御とは、ギアユニット３０において選択される変速段を最大変速比の変速段に向けて順次移行する変速段移行制御である。目標シフトドラム回転角算出部１０３は、自動１速出し制御指令を受けると、その時点の変速段から１速まで順次シフトダウンを繰り返すように、目標シフトドラム回転角を算出してシフトアクチュエータ制御部１０５に出力する。
【００６３】
また、目標シフトドラム回転角算出部１０３は、自動１速出し制御の実行期間中に、シフトアクチュエータ制御部１０５に出力する目標シフトドラム回転角を、通常制御用の目標シフトドラム回転角とは異なる停止制御用の目標シフトドラム回転角に切り替える。シフトアクチュエータ９の通常制御及び停止制御については、後に詳しく述べる。
【００６４】
シフトアクチュエータ制御部１０５は、目標シフトドラム回転角算出部１０３から目標シフトドラム回転角を受けると、シフトドラム３３の回転角を目標シフトドラム回転角に近づけるための駆動信号を生成し、シフトアクチュエータ９に出力する。シフトアクチュエータ制御部１０５は、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）信号を生成するパルス幅変調器を含んでおり、シフトアクチュエータ９をＰＷＭ制御する。これに限られず、目標シフトドラム回転角に対応する大きさの電圧をシフトアクチュエータ９に供給してもよい。
【００６５】
以上に説明した制御以外にも、制御装置１０は、クラッチ２０を解放状態又は半係合状態にするようにクラッチアクチュエータ２９を駆動する制御や、エンジン回転数を上昇又は下降させるためにスロットル開度を調整する制御などを変速期間中に実行する。
【００６６】
図１０は、制御装置１０の動作例を示すタイミングチャートである。同図では、変速期間においてシフトドラム３３が第１の回転角Ａ１から第２の回転角Ａ２まで回転するときのシフトドラム３３及びシフトアクチュエータ９の動作例を示している。上段の（ａ）はシフトドラム３３の回転角の時間変化を示しており、中段の（ｂ）はシフトアクチュエータ９の回転角の時間変化を示している。これら（ａ）及び（ｂ）では、横軸が時間を表し、縦軸が回転角を表している。下段の（ｃ）はシフトアクチュエータ９に供給される駆動信号のデューティ比を示している。この（ｃ）では、横軸が時間を表し、縦軸がデューティ比を表している。なお、同図において、破線Ｒは通常制御を表しており、実線Ｄは停止勢御を表している。
【００６７】
破線Ｒで示される通常制御において、制御装置１０は、シフトドラム３３の第２の回転角Ａ２を目標回転角とし、シフトドラム３３の目標回転角と現在回転角の差分に応じたデューティ比の駆動信号を出力する。このため、変速開始時には、最大デューティ比（例えば１００％）の駆動信号が出力される。そして、ドグ抜きが完了し、シフトドラム３３が回転し出すと、シフトドラム３３の回転角が第２の回転角Ａ２に近づくのに伴って駆動信号のデューティ比が減少する。
【００６８】
ドグ当たりが発生したとき、シフトドラム３３の回転は衝突回転角ＡＣにおいて中断される。これに伴い、シフトアクチュエータ９の回転及び駆動信号のデューティ比の変化も同様に中断される。その後、ドグ当たりが解消すると、シフトドラム３３は再び回転を始め、第２の回転角Ａ２に至る。これに伴い、シフトアクチュエータ９の回転角も最高点に至り、駆動信号のデューティ比は０に至る。以上により通常制御が終了する。
【００６９】
通常制御では、シフトドラム３３の回転角が衝突回転角ＡＣに至る時点で駆動信号のデューティ比が０より大きい正の値になっている。このため、ドグ当たりが発生したとき、シフトアクチュエータ９の動力によってドグ部３９同士が押し付けられる。
【００７０】
なお、通常制御は、シフトドラム３３の回転角が衝突回転角ＡＣに至る時点で駆動信号のデューティ比が０より大きい正の値であれば、上記態様に限られない。例えば、駆動信号のデューティ比を常に最大値にしてもよいし、所定の時間が経過した後に所定の割合で駆動信号のデューティ比を減少させてもよい。
【００７１】
実線Ｄで示される停止制御において、制御装置１０は、シフトドラム３３の回転角が予め定められた閾値ＡＲに達する前までは、上記通常制御と同様に駆動信号を出力する。そして、制御装置１０は、シフトドラム３３の回転角が閾値ＡＲに達した時点で、シフトアクチュエータ９に供給する駆動信号のデューティ比を０にする。閾値ＡＲは、中間回転角ＡＭと衝突回転角ＡＣの間の範囲ＲＢ内に定められる。
【００７２】
これにより、シフトアクチュエータ９がそれ以上回転せず、シフトアクチュエータ９によるシフト機構４０の駆動が停止される。但し、シフトドラム３３は、シフトアクチュエータ９からの動力が無くなっても、シフト機構４０においてコイルバネ４８がフォロア４７をセグメント４５の周縁に押し付ける力によって第２の回転角Ａ２まで回転する。
【００７３】
このように、停止制御では、シフトドラム３３の回転角が衝突回転角ＡＣに至る時点で駆動信号のデューティ比が０になっている。このため、ドグ当たりが発生したとき、シフトアクチュエータ９の動力によってドグ部３９同士が押し付けらない。
【００７４】
なお、本実施形態では、自動１速出し制御の実行期間中に当該停止制御を実行する例について説明した。これに限られず、自動二輪車１の車速が予め定められた閾値を下回ったときや、エンジン回転数が予め定められた閾値を下回ったときに、当該停止制御を実行してもよい。また、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいて算出されるエンジントルクが予め定められた閾値を下回ったときに、当該停止制御を実行してもよい。
【００７５】
以上に説明した実施形態において、制御装置１０は、シフトドラム３３が中間回転角ＡＭを超えた後、衝突回転角ＡＣに至る前までに、シフト機構４０の駆動を停止するようシフトアクチュエータ９を制御する停止制御を実行している。このようにシフト機構４０の駆動を停止しても、シフトドラム３３は、コイルバネ４８がフォロア４７をセグメント４５の周縁に押し付ける力によって第２の回転角Ａ２まで回転する。このため、ドグ当たりが発生しても、シフトアクチュエータ９の動力によってドグ部同士が押し付けられないため、ドグ入りを迅速に完了させることが可能である。
【００７６】
また、制御装置１０は、自動二輪車１の車速が閾値を下回る場合に実行される自動１速出し制御の実行期間中に、停止制御を実行している。自動二輪車１の車速が低い場合、遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８が係合するときの回転数差が比較的低いため、ドグ当たりが発生したときにシフトアクチュエータ９の動力でドグ部３９同士を押し付けてしまうと、ドグ入りの遅延が顕著となりやすい。そこで、自動１速出し制御の実行期間中に停止制御を実行することが好適である。また、同じ理由から、制御装置１０は、自動二輪車１の車速、エンジン回転数及びエンジントルクの少なくとも１つが閾値を下回る場合に、停止制御を実行してもよい。
【００７７】
また、制御装置１０は、通常制御において、シフトドラム３３の回転角が衝突回転角ＡＣに至る後までシフト機構４０の駆動を継続している。遊転ギア１ｈ〜４ｈ，５ｉとセレクタ３６〜３８が係合するときの回転数差が比較的高い場合には、ドグ当たりが発生したときにシフトアクチュエータ９の動力でドグ部３９同士を押し付けても、ドグ入りの遅延が生じにくいことから、通常制御を実行することが好適である。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７９】
１  自動二輪車、２  前輪、３  後輪、４  フロントフォーク、５  ステアリングシャフト、６  ステアリング、７  シート、１０  制御装置、１１  エンジンユニット、１５  変速装置、１７  プライマリギア、１９  エンジンケース、２０  クラッチ、２１  駆動部材、２１ａ  プライマリギア、２２  従動部材、２９  クラッチアクチュエータ、３０  ギアユニット、３１  駆動軸、３２  被駆動軸、３３  シフトドラム、３３ａ〜３３ｃ  カム溝、３４  シフトフォーク、３６〜３８  セレクタ、３６ｄ〜３８ｄ  係合溝、３９  ドグ部、１ｉ-５ｉ,１ｈ-５ｈ  ギア、４０  シフト機構、４１  シフト軸、４２  シフトアーム、４２ａ  穴、４２１  操作子、４２３  第１のアーム、４２５  第２のアーム、４３  ストッパピン、４４  コイルバネ、４４１  アーム、４４３  アーム、４５  セグメント、４５２  ピン、４５４  山、４５６  谷、４５８  切欠、４６  ストッパレバー、４７  フォロア、４８  コイルバネ、４９  爪部、５４  シフトロッド、５５  連結部材、５  変速前ギア、５２  ドグ部、５７  穴部、６  変速後ギア、６４  ドグ部、６９  穴部、７  セレクタ、７２  ドグ部、７７  穴部、８  セレクタ、８４  ドグ部、８９  穴部、１９ａ  シフトスイッチ、１９ｂ  クラッチセンサ、１９ｃ  シフトアクチュエータ回転角センサ、１９ｄ  シフトドラム回転角センサ、１９ｅ  車速センサ、１９ｆ  スロットル開度センサ、１９ｇ  エンジン回転数センサ、９  シフトアクチュエータ、１０１  変速指令受付部、１０２  シフトドラム回転角取得部、１０３  目標シフトドラム回転角算出部、１０４  自動１速出し制御指令部、１０５  シフトアクチュエータ制御部。
【図１】
2014059003.tif 000003
【図２】
2014059003.tif 000004
【図３】
2014059003.tif 000005
【図４】
2014059003.tif 000006
【図５】
2014059003.tif 000007
【図６】
2014059003.tif 000008
【図７】
2014059003.tif 000009
【図８】
2014059003.tif 000010
【図９】
2014059003.tif 000011
【図１０】
2014059003.tif 000012