(57)【要約】  電動二輪車（１）は、電動モータ（１８）と手動変速機（１９）とシフトドラムポテンショメータ（２１）とＥＣＵ（２０）とを備えている。ＥＣＵ（２０）は、シフトドラムポテンショメータ（２１）からの入力に基づいて変速操作があったと判定すると、動力伝達状態から動力切断状態に切替える際に第１制御を実行し、動力切断状態から動力伝達状態に戻す際に第２制御を実行する。第１制御では、手動変速機（１９）のギヤ列（３９）から係合機構（３３）を外れやすくするように電動モータ（１８）の動作が制御される。第２制御では、係合機構（３３）が別のギヤ列（３９）に係合しやすくするために前記別のギヤ列（３９）の回転数を係合機構（３３）の回転数に近づけるように電動モータ（１８）の動作が制御される。
2014102869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を回転させるためのトルクを発生する電動機と、
運転者の切替指令に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で前記電動機のトルクを駆動輪に伝達する変速装置と、
前記切替指令の有無を検出するための切替指令検出装置と、
前記電動機の動作を制御する制御装置とを備え、
前記変速装置は、
前記電動機に連動して回転する入力軸と、
前記駆動輪に連動して回転する出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸に渡すように夫々設けられ、且つ回転比が互いに異なる複数の変速ギヤ列と、
前記複数の変速ギヤ列のうちのいずれか１つに選択的に係合可能であって、前記いずれか１つの変速ギヤ列に係合して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行わせる動力伝達状態と、前記複数の変速ギヤ列の全てと係合せずに前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する動力切断状態とを切替え可能な係合機構とを有し、
前記切替指令により、前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替え、その後に選択された別の前記変速ギヤ列に前記係合機構を係合させることで前記動力伝達状態に戻すことで回転比を切替えるように構成され、
前記制御装置は、前記切替指令検出装置の検出結果に基づいて前記切替指令があったと判定すると前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替える際に前記変速ギヤ列から前記係合機構を外れやすくするために前記電動機の動作を制御する第１制御を実行し、前記動力切断状態から前記動力伝達状態に戻す際に前記係合機構が前記別の変速ギヤに係合しやすくするために前記別の変速ギヤ列の回転数を前記係合機構の回転数に近づけるべく前記電動機の動作を制御する第２制御を実行する、電動車両。
【請求項２】
前記切替指令検出装置は、前記切替指令がシフトダウン指令及びシフトアップ指令のいずれであるかを検出し、
前記制御装置は、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトダウン指令であることが検出されると前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より増加させるように前記電動機の動作を制御し、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトアップ指令であることが検出されると、前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より減少させるように前記電動機の動作を制御するように構成されている、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記変速装置は、前記変速ギヤ列と前記係合機構との係合の有無を検出する係合状態検出装置を備え、
前記制御装置は、前記第１制御において前記係合状態検出装置によって係合していないことが検出されると前記第２制御に移行し、前記第２制御において前記係合状態検出装置によって係合していることが検出されると前記第２制御を終了する、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１制御において予め定める移行時間が経過すると、前記第２制御に移行する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電動車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１制御及び前記第２制御において予め定める終了時間が経過すると、前記第１及び第２制御を終了する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電動車両。
【請求項６】
常時噛合い式の変速装置を備える電動車両の変速制御方法であって、
運転者による変速切替指令を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記変速切替指令があったと判定すると、前記変速切替指令の前に前記電動機の動作を制御して前記電動機のトルクを小さくする第１制御工程と、
前記第１制御工程の後で、前記電動機の動作を制御して、ドッグの回転数を変速後に噛合すべき変速ギヤ列の回転数に近づくようにする第２制御工程とを有する、電動車両の変速制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機で発生したトルクを変速装置を介して駆動輪に伝達し、伝達されたトルクによって駆動輪を駆動する電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速装置を備える電気自動車があり、例えば特許文献１のような電気自動車が知られている。特許文献１に記載の電気自動車は、電動モータと手動式の変速装置との間にクラッチが介設されており、クラッチが切断されると電動モータの回転数を制御して電動モータの回転数を駆動輪側のクラッチ盤の回転数に合わせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２０８９２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
変速操作は、クラッチを切断せずに行われる場合がある。このような場合、特許文献１に記載の電気自動車では、変速操作において電動モータの回転数制御が行われない。また、互いに係合する係合機構（ドック）と変速ギヤ列とが互いに押し付けあって係合機構が変速ギヤ列からうまく外れない。そのため、係合解除を行いづらく、変速動作がスムーズにできないことがある。【０００５】
そこで本発明は、電動機と変速ギヤ列とを繋ぐ動力伝達経路を遮断する動作に係らず、変速ショックを抑えてスムーズに変速動作を行うことができる電動車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動車両は、駆動輪を回転させるためのトルクを発生する電動機と、運転者の切替指令に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で前記電動機のトルクを駆動輪に伝達する変速装置と、前記切替指令の有無を検出するための切替指令検出装置と、前記電動機の動作を制御する制御装置とを備え、前記変速装置は、前記電動機に連動して回転する入力軸と、前記駆動輪に連動して回転する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸に渡すように夫々設けられ、且つ回転比が互いに異なる複数の変速ギヤ列と、前記複数の変速ギヤ列のうちのいずれか１つに選択的に係合可能であって、前記いずれか１つの変速ギヤ列に係合して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行わせる動力伝達状態と、前記複数の変速ギヤ列の全てと係合せずに前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する動力切断状態とを切替え可能な係合機構とを有し、前記切替指令により、前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替え、その後に選択された別の前記変速ギヤ列に前記係合機構を係合させることで前記動力伝達状態に戻すことで回転比を切替えるように構成され、前記制御装置は、前記切替指令検出装置の検出結果に基づいて前記切替指令があったと判定すると前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替える際に前記変速ギヤ列から前記係合機構を外れやすくするために前記電動機の動作を制御する第１制御を実行し、前記動力切断状態から前記動力伝達状態に戻す際に前記係合機構が前記別の変速ギヤに係合しやすくするために前記別の変速ギヤ列の回転数を前記係合機構の回転数に近づけるべく前記電動機の動作を制御する第２制御を実行するものである。【０００７】
本発明に従えば、第１制御で変速ギヤ列から係合機構が外れやすくなり、また第２制御で係合機構が変速ギヤ列に係合しやすくなる。これにより、電動機から駆動輪に動力を伝達するための動力伝達経路において、電動機と変速ギヤとの間を遮断する動作に係らず変速ショックを抑えてスムーズに変速動作を行うことができる。【０００８】
上記発明において、前記切替指令検出装置は、前記切替指令がシフトダウン指令及びシフトアップ指令のいずれであるかを検出し、前記制御装置は、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトダウン指令であることが検出されると前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より増加させるように前記電動機の動作を制御し、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトアップ指令であることが検出されると、前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より減少させるように前記電動機の動作を制御するように構成されてもよい。【０００９】
上記構成に従えば、係合機構の回転数を変速後に係合すべき変速ギヤ列の回転数に近づけることができ、シフトダウン指令及びシフトアップ指令のいずれの切替指令が入力されたときでも、係合時の変速ショックを抑えることができる。【００１０】
上記発明において、前記変速装置は、前記変速ギヤ列と前記係合機構との係合の有無を検出する係合状態検出装置を備え、前記制御装置は、前記第１制御において前記係合状態検出装置によって係合していないことが検出されると前記第２制御に移行し、前記第２制御において前記係合状態検出装置によって係合していることが検出されると前記第２制御を終了してもよい。【００１１】
上記構成に従えば、係合解除前に第２制御に移行してしまって前記係合が解除されない状態になることを抑制することができる。また、係合前に第２制御が終了して係合機構の回転数が変速後に係合すべき変速ギヤ列の回転数から離れることを防ぐことができる。【００１２】
上記発明において、前記制御装置は、前記第１制御において予め定める移行時間が経過すると、前記第２制御に移行するようにしてもよい。【００１３】
上記構成に従えば、第１制御が継続して行われることを防ぐことができる。【００１４】
上記発明において、前記第１制御及び前記第２制御において予め定める終了時間が経過すると、前記第１及び第２制御を終了するようにしてもよい。【００１５】
上記構成に従えば、変速制御が終了せずに継続することを防ぐことができる。【００１６】
本発明の電動車両の変速制御方法は、常時噛合い式の変速装置を備える電動車両の変速制御方法であって、運転者による変速切替指令を判定する切替判定工程と、前記切替判定工程において前記変速切替指令があったと判定すると、前記変速切替指令の前に前記電動機の動作を制御して前記電動機のトルクを小さくする第１制御工程と、前記第１制御工程の後で、前記電動機の動作を制御して、ドッグの回転数を変速後に噛合すべき変速ギヤの回転数に近づくようにする第２制御工程とを有する方法である。【００１７】
上記構成に従えば、電動機から駆動輪に動力を伝達するための動力伝達経路において、前記電動機と前記変速ギヤとの間を遮断する動作に係らず、変速ショックを抑えてスムーズに変速操作をすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電動機と変速ギヤ列とを繋ぐ動力伝達経路を遮断する動作に係らず、変速ショックを抑えてスムーズに変速動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る電動二輪車を示す右側面図である。
【図２】電動二輪車の動力伝達系統を示す概略図である。
【図３】シフトドラムを示す展開図である。
【図４】ドッグギヤと出力側歯車との係合状態を示す拡大図である。
【図５】ＥＣＵ及びその入出力を示すブロック図である。
【図６】ＥＣＵによるシフトアップ時の制御を示すフローチャートである。
【図７】変速時におけるシフトドラムの回転角度とモータトルクの変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態の電動二輪車１について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車１に騎乗した運転者が見た方向を基準としているが、説明する上で便宜上使用するものであって発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する電動二輪車１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００２１】
［自動二輪車］
図１に示すように、電動二輪車１は、従動輪である前輪２と駆動輪である後輪３とを備えている。前輪２は、フロントフォーク４の下端部に回転自在に支持されており、フロントフォーク４の上部は上下一対のブラケット４ａ，４ｂを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。そのステアリング軸は車体側のヘッドパイプ５に内挿された状態で回転自在に支持されており、上側のブラケット４ｂには左右へ延びるバー型のハンドル６が取り付けられている。ハンドル６の右側には運転者の右手により把持されて、手首のひねりによって回転するアクセルグリップ７が設けられ、そのアクセルグリップ７の前側にはブレーキ操作子８（ブレーキレバー）が設けられている。
【００２２】
電動二輪車１の車体フレーム９には、動力装置１０、バッテリ１１及びインバータ１２が支持されている。車体フレーム９の後部には後輪３を支持するスイングアーム１４の前部が揺動自在に支持されている。スイングアーム１４の中間部と車体フレーム９との間にはリヤサスペンション１５が介設されている。また、スイングアーム１４の上方には、運転者が騎乗するためのシート１６が配設され、このシート１６は車体フレーム９に接続された図示しないシートレールによって支持されている。またシート１６の前方には、運転者が両膝で挟めるダミータンク１７が設けられている。
【００２３】
動力装置１０のケース１０ａには、電動モータ１８と、手動変速機１９とが収容されている。電動モータ１８は、インバータ１２を介してバッテリ１１に繋がっており、バッテリ１１から供給される電力により後輪３を回転させるためのトルクを発生するようになっている。また、インバータ１２は、後述するＥＣＵ２０に接続されている。ＥＣＵ２０は、ダミータンク１７の下方に設けられている。ＥＣＵ２０は、後述するようにアクセルグリップ７のアクセル操作量に応じてインバータ１２の動作を制御し、アクセル操作量に応じたトルクを電動モータ１８に発生させるようになっている。手動変速機１９は、後述のように回転比を切替え可能に構成されており、切替えた回転比で電動モータ１８のトルクを後輪３に伝達するように構成されている。以下では、電動モータ１８から駆動輪３までの動力伝達系統を、図２を参照しながら説明する。
【００２４】
電動モータ１８の出力軸１８ａは、モータ側動力伝達機構３２（例えば、プーリー・ベルト機構、歯車又はチェーン）を介して手動変速機１９の入力軸３１に接続されており、動力伝達機構３２は、電動モータ１８のトルクを入力軸３１に伝達するようになっている。入力軸３１には、回転比の異なる複数組のギヤ列３９が設けられている。複数組のギヤ列３９は、入力軸３１とそれに並設される出力軸３４との間で渡すように夫々設けられており、入力軸３１のトルクを出力軸３４に伝達するようになっている。また、出力軸３４の端部には、図示しない車輪側動力伝達機構（例えばチェーン・スプロケット機構やドライブシャフト機構）が設けられており、出力軸３４に伝達されたトルクがこの機構を介して後輪３に伝達される。これにより、後輪３は、出力軸３４に連動して回転するようになっている。
【００２５】
ギヤ列３９に関してさらに詳細に説明すると、各ギヤ列３９は入力側歯車３９ａ及び出力側歯車３９ｂを有している。入力側歯車３９ａは、入力軸３１に固定され、入力軸３１と一体回転するようになっている。この入力側歯車３９ａは、出力側歯車３９ｂと常時噛み合っており、出力側歯車３９ｂは相対回転可能に出力軸３４に外装されている。この出力側歯車３９ｂを出力軸３４と一体回転させるために、常時噛合い式の変速機である手動変速機１９にはギヤシフタ３８が設けられている。
【００２６】
係合機構であるギヤシフタ３８は、電動二輪車１の左側足元付近に設けられるシフトペダル３０（図１参照）の変速操作に連動し、複数の出力側歯車３９ｂのうちの選択される１つに係合して入力軸３１と出力軸３４との間の動力伝達を可能にするようになっている。換言すると、手動変速機１９は、シフトペダル３０を操作することで入力軸３１と出力軸３４との間の動力伝達するギヤ列３９を切替える、つまり変速段位を切替えることができるようになっている。
【００２７】
ギヤシフタ３８について更に詳細に説明すると、ギヤシフタ３８は、シフトドラム３７と、シフトフォーク３６と、複数のドッグギヤ３５とを備えている。シフトドラム３７は、大略円柱状に形成されており、その外周面には周方向に延びる複数の溝３７ａ（本実施形態では、３つの溝３７ａ）が形成されている。これら３つの溝３７ａには、シフトフォーク３６がその先端側部分を突き出させた状態で夫々挿入されている。シフトフォーク３６は、シフトドラム３７を回転させると溝３７ａの形状に合せて移動するようになっており、移動する際、出力軸３４に沿ってその軸線方向に動くようになっている。また、シフトフォーク３６の先端側部分は、ドッグギヤ３５に嵌まり込んでいる。
【００２８】
ドッグギヤ３５（ドッグクラッチとも言う）は、各出力側歯車３９ｂに一対一で対応付けて出力軸３４に設けられている。ドッグギヤ３５は、出力軸３４と一体回転し且つ出力軸３４に対してその軸線方向にスライドするように出力軸３４に外装されている。つまり、ドッグギヤ３５は、同軸回転方向に出力軸３４に固定され、且つ出力軸３４に軸方向に摺動可能に構成されている。このように構成されているドッグギヤ３５は、シフトフォーク３６と一緒に出力軸３４に沿って移動するようになっており、対応する出力側歯車３９ｂの方にシフトフォーク３６が移動することで出力側歯車３９ｂに係合するようになっている。
【００２９】
ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合について図４を参照しながら詳細に説明する。図４（ａ）は、ドッグギヤの係合片及び出力側歯車が正方向に係合している状態を示す拡大図であり、（ｂ）は、ドッグギヤの係合片と出力側歯車の係合片とが回転方向において離れた状態を示す拡大図であり、（ｃ）は、ドッグギヤの係合片及び出力側歯車が逆方向に係合している状態を示す拡大図である。ドッグギヤ３５は、その軸方向端面である主面が出力側歯車３９ｂの軸方向端面である主面と対向しており、シフトフォーク３６が出力軸３４に沿って移動することでドッグギヤ３５及び出力側歯車３９ｂの主面同士が当接するようになっている。ドッグギヤ３５及び出力側歯車３９ｂは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように主面に複数の係合片３５ａ，３９ｃを夫々有しており、係合片３５ａ，３９ｃは、周方向に同じ間隔をあけて配置されている。これにより、出力側歯車３９ｂにおいて隣接する係合片３９ｃの間には係合溝３９ｄが形成され、シフトフォーク３６が出力軸３４に沿って移動することでドッグギヤ３５及び出力側歯車３９ｂの主面が当接するとドッグギヤ３５の係合片３５ａが係合溝３９ｄに遊びをもって係合するようになっている（例えば図４（ａ）参照）。
【００３０】
このようにドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが係合することで、係合した出力側歯車３９ｂが出力軸３４と一体回転し、入力軸３１のトルクがギヤ列３９を介して出力軸３４に伝達される（動力伝達状態）。他方、シフトフォーク３６が対応する出力側歯車３９ｂから離れる方向に移動することでドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂから外れて係合が解除される。そうすると、出力側歯車３９ｂが出力軸３４に対して自在に回転し、入力軸３１と出力軸３４との間でトルクの伝達が遮断される（動力切断状態）。なお、手動変速機１９は、いわゆるノンシンクロタイプの変速機であり、ドッグギヤ３５及び出力側歯車３９ｂを係合させる際にドッグギヤ３５及び出力側歯車３９ｂの回転数が大きく異なると、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとを係合させることができないようになっている。
【００３１】
前述の通り、ギヤシフタ３８では、シフトドラム３７を回転させてシフトフォーク３６を移動させることでドッグギヤ３５の状態を係合状態と非係合状態との間で切替えることができる。つまり、手動変速機１９は、その状態を動力伝達状態及び動力切断状態のいずれか一方に切替えることができるようになっている。このように構成される手動変速機１９は、シフトドラム３７を回転させると溝３７ａに沿ってシフトフォーク３６が順次移動することで各ドッグギヤ３５が対応する出力側歯車３９ｂに順番に係合離脱するようになっている。以下では、シフトフォーク３６を順番に移動させるシフトドラム３７について更に詳細に説明する。
【００３２】
シフトドラム３７には、揺動可能に構成されているシフトペダル３０が連結されており、運転者によるシフトペダル３０の変速操作に連動してシフトドラム３７が回転するように構成されている。例えば、シフトペダル３０を所定方向一方に揺動させる変速操作（即ち、シフトアップ操作）が行われると、シフトドラム３７がシフトアップ方向に角変位し、シフトペダル３０を所定方向他方に揺動させる変速操作（即ち、シフトダウン操作）が行われると、シフトドラム３７がシフトアップ方向と逆方向、即ちシフトダウン方向に角変位するようになっている。
【００３３】
また、手動変速機１９は、いわゆるシーケンシャル型の変速機であって、変速操作が行われると変速段位を順番に切替えられるようになっており、シフトドラム３７には、変速段位に対応する第１〜第６ドラム角度位置（１〜６速）がシフトアップ方向に順番に設定されている。なお、第１ドラム角度位置と第２ドラム角度位置との間には、ニュートラル位置が設定されている。各ドラム角度位置では、そのドラム角度位置に対応する１つのドッグギヤ３５のみが対応する出力側歯車３９ｂに係合し、残余のドッグギヤ３５が各々に対応する出力側歯車３９ｂから離脱するようになっている。係合するドッグギヤ３５は、シフトドラム３７を前記ドラム角度位置から角変位させると、出力側歯車３９ｂから外れ、全てのドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除された状態になる。更にシフトドラム３７を角変位させて隣接するドラム角度位置に到達すると、そのドラム角度位置に対応するドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが係合するようになっている。
【００３４】
このように構成されている手動変速機１９では、運転者によるシフトペダル３０の変速操作（即ち、切替指令）によってシフトドラム３７が所望のドラム角度位置に角変位する。そうすると、所望のドラム角度位置に対応するシフトフォーク３６だけが溝３７ａに案内されて出力軸３４に沿ってスライドし、所望のドラム角度位置に対応するドッグギヤ３５がそれに対応する出力側歯車３９ｂに係合する。これにより、入力軸３１と出力軸３４との間でトルクが伝達される動力伝達状態となり、選択された回転比で入力軸３１と出力軸３４との間のトルク伝達を行うことができる。このようにして、複数のギヤ列３９のうちいずれか１つのギヤ列３９にドッグギヤ３５を選択的に係合させることができる。
【００３５】
また、所望のドラム角度位置から隣接するドラム角度位置にシフトドラム３７を角変位させると、所望のドラム角度位置に対応するドッグギヤ３５がそれに対応する出力側歯車３９ｂから外れ、全てのドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂから外れた動力切断状態を経由してから隣接するドラム角度位置にシフトドラム３７が達する。隣接するドラム角度位置に達することで、このドラム角度位置に対応するドッグギヤ３５がそれに対応する出力側歯車３９ｂに係合する。このように、手動変速機１９では、変速段位を変更する場合、全てのドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂに係合していない動力切断状態を経由するようになっている。なお、変速段位を変更している間、係合するドッグギヤ３５及び係合解除するドッグギヤ３５以外のドッグギヤ３５は、スライド移動しないようになっている。
【００３６】
このような構成を有する電動二輪車１は、図５に示すように、シフトドラムポテンショメータ２１、モータ回転数センサ２２、出力軸回転数センサ２３、アクセル操作量センサ２４、及び車速センサ２５を備えている。シフトドラムポテンショメータ２１は、シフトドラム３７に設けられており、シフトドラム３７の回転角度及び回転方向を検出するための信号を出力するに構成されている。また、モータ回転数センサ２２は、電動モータ１８の出力軸１８ａに設けられ、出力軸１８ａの回転数を検出するための信号を出力するように構成されている。
【００３７】
出力軸回転数センサ２３は、出力軸３４に設けられており、出力軸３４の回転数を検出するための信号を出力するように構成されている。アクセル操作量センサ２４は、アクセルグリップ７に設けられており、アクセルグリップ７のアクセル操作量（即ち、回動量）を検出するための信号を出力するように構成されている。車速センサ２５は、前輪２に設けられており、前輪２の回転速度（即ち、車速）を検出するための信号を出力するように構成されている。なお、車速センサ２５は、後輪３に設けられて、後輪３の回転速度を検出するように構成されていてもよい。これらのセンサ２１〜２５は、ＥＣＵ２０に電気的に接続されており、各々の信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。
【００３８】
制御装置及び切替指令検出装置であるＥＣＵ２０は、ドラム角度検出部４０、出力軸回転数検出部４１、変速段位検出部４２、変速操作判定部４３、係合判定部４４、シフト方向検出部４５、変速段位推定部４６、増速回転数推定部４７、及びモータ制御部４８を備えている。角度検出部４０には、シフトドラムポテンショメータ２１からの信号が入力されており、角度検出部４０は、その信号に基づいてシフトドラム３７の回転角度（位相角）を検出するようになっている。また、出力軸回転数検出部４１には、出力軸回転数センサ２３からの信号が入力されており、出力軸回転数検出部４１は、この信号に基づいて出力軸３４の回転数を検出するようになっている。
【００３９】
変速段位検出部４２は、角度検出部４０で検出された回転角度に基づいて現在の変速段位（ギヤポジション）を検出するようになっている。具体的には、変速段位検出部４２は、検出したシフトドラム３７の回転角度が第１〜第６ドラム角度位置と一致するか否かを判定し、何れかのドラム角度位置に一致する場合に一致するドラム角度位置に対応する変速段位にあると判断するようになっている。
【００４０】
変速操作判定部４３は、角度検出部４０で検出された回転角度に基づいて運転者による変速操作の有無を判定するようになっている。具体的に説明すると、シフトドラム３７には変速段位毎に各々に対応させて不感帯域Ａ１〜Ａ６が設定されている（図３参照）。不感帯域Ａ１〜Ａ６は、各ドラム角度位置を中心とする所定の角度範囲に設定されており、シフトペダル３０の動きに連動してシフトドラム３７が角変位しても変速操作として判定させない角度範囲（つまり、遊び）である。変速操作検出部４２は、検出されるシフトドラム３７の回転角度が不感帯域Ａ１〜Ａ６の範囲内であると「変速操作無し」と判定し、そうでないと「変速操作有り」と判定する。
【００４１】
係合判定部４４は、角度検出部４０で検出された回転角度に基づいてドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合の有無を判定するようになっている。具体的に説明すると、シフトドラム３７には、変速段位毎に各々に対応する所定の係合帯域Ｂ１〜Ｂ６及び非係合帯域Ｃ１〜Ｃ５が設定されている（図３参照）。係合帯域Ｂ１〜Ｂ６は、何れかのドッグギヤ３５が対応する出力側歯車３９ｂに係合している角度範囲と略一致するように設定され、それ以外の角度範囲（即ち、全てのドッグギヤ３５が対応する出力側歯車３９ｂから外れている角度範囲）が非係合帯域Ｃ１〜Ｃ５として設定されている。係合判定部４４は、検出されるシフトドラム３７の回転角度が係合帯域Ｂ１〜Ｂ６の範囲内であるとドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「係合状態」にあると判定する。他方、検出されるシフトドラム３７の回転角度が非係合帯域Ｃ１〜Ｃ６の範囲内であると、係合判定部４４は、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「非係合状態」にあると判定する。
【００４２】
なお、係合帯域Ｂ１〜Ｂ６の範囲は、全ての変速段位において同一範囲に設定されてよいが、各変速段位の特性に合わせて個別に設定してもよい。個別に設定することで、個々の変速判定をより正確に行うことができる。例えば、特定の変速段位に変速したときのポテンショメータ２１からの出力信号に生じる変動幅、他の特性を採用して、係合帯域Ｂ１〜Ｂ６の幅が設定される。
【００４３】
シフト方向検出部４５には、シフトドラムポテンショメータ２１からの信号が入力されている。シフトドラムポテンショメータ２１からの信号には、シフトドラム３７の回転角度以外にシフトドラム３７の回転方向に関する情報が含まれており、シフト方向検出部４５は、シフトドラムポテンショメータ２１からの信号に基づいてシフトドラム３７の回転方向を検出するようになっている。更に、シフト方向検出部４５は、検出された回転方向に基づいて変速操作がシフトアップ操作であるかシフトダウン操作であるかを検出するようになっている。この様に検出されたシフト操作方向は、変速段位検出部４２で検出された現在の変速段位と共に変速段位推定部４６に入力される。
【００４４】
変速段位推定部４６は、検出されたシフト操作方向及び現在の変速段位に基づいて変速操作により切替えられる変速段位を推定するようになっている。具体的に説明すると、変速段位推定部４６は、検出されたシフト操作方向がシフトアップ操作であれば切替えられる変速段位が現在の変速段位より１つ上の変速段位であると推定する。他方、シフト操作方向がシフトダウンであれば切替えられる変速段位が現在の変速段位より１つ下の変速段位であると変速段位推定部４６は推定する。このようにして推定された変速段位は、増速回転数推定部４７に入力される。
【００４５】
増速回転数推定部４７には、入力軸３１から遮断されていた出力軸３４がギヤ列３９を介して入力軸３１に接続されたときに、入力軸３１が回転するであろう増速回転数を推定するようになっている。即ち、増速回転数推定部４７は、出力軸回転数検出部４１で検出された出力軸３４の回転数を変速段位推定部４６で推定した変速段位の回転比で増速させたときの増速回転数を推定するようになっている。推定された増速回転数は、モータ制御部４８に入力される。
【００４６】
モータ制御部４８には、前記増速回転数の他に電動モータ１８の出力軸１８ａの回転数（即ち、入力軸３１の回転数）が入力されるようになっている。この電動モータ１８の出力軸１８ａの回転数は、ＥＣＵ２０に備わるモータ回転数検出部５０で検出されるようになっている。具体的には、モータ回転数検出部５０には、モータ回転数センサ２２からの信号が入力されており、モータ回転数検出部５０は、その信号に基づいて電動モータ１８の出力軸１８ａの回転数を検出するようになっている。また、モータ制御部４８には、アクセル操作量センサ２４及び車速センサ２５からの信号が入力されており、これらの信号と検出された出力軸１８ａの回転数とに基づいてインバータ１２を介して電動モータ１８の動作を制御するようになっている。更に、モータ制御部４８は、各構成から入力される情報に基づいて出力すべき電動モータ１８のトルク又は回転数を演算し、演算されたトルク又は回転数が出力されるようにインバータ１２を介して電動モータ１８の動作を制御するようになっている。
【００４７】
また、ＥＣＵ２０は、時間判定部４９、及びトルク方向判定部５１を備えている。時間判定部４９は、所定の条件を満たした際に経過した時間を計測し、これらの時間が所定の時間（例えば、移行時間及び第２継続時間）を超えているか否かを判定するようになっている。そして、判定した結果は、モータ制御部４８に入力される。トルク方向判定部５１は、モータ回転数検出部５０で検出された出力軸１８ａの回転数の変化率（増減率）に基づいて、電動モータ１８が発生するトルクの方向を検出するようになっている。具体的には、モータ回転数検出部５０は、所定の時間間隔毎に出力軸１８ａの回転数を取得し、所得した回転数がその前に取得した回転数よりも大きい場合、電動モータ１８が正方向のトルクを発生していると判定する。他方、モータ回転数検出部５０は、所得した回転数がその前に取得した回転数よりも小さい場合、電動モータ１８が逆方向のトルクを発生していると判定する。ここで、正方向のトルクは、電動二輪車１が前進する際に出力軸１８ａを加速させる方向のトルクを意味し、逆方向のトルクは、その反対方向のトルクを意味している。
【００４８】
このように構成されているＥＣＵ２０は、ポテンショメータの出力結果に基づいて、運転者による変速操作があったと判定すると、まずドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合を解除するために電動モータ１８の動作を制御してドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂから外れやすくする制御（第１制御）を実行する。そして、係合が解除された後、ＥＣＵ２０は、ドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂに係合しやすくするために電動モータ１８の動作を制御して出力側歯車３９ｂの回転数をドッグギヤ３５の回転数に近づける制御（第２制御）を実行する。電動二輪車１では、ＥＣＵ２０がこのような変速制御処理を実行することで、モータ１８と手動変速機１９との間の動力伝達を遮断せずに変速動作を行うことができ、且つその際の変速ショックを抑えることができる。以下では、ＥＣＵ２０によるこのような変速制御処理の手順について図４、図６及び７を参照しながら説明する。
【００４９】
図６に示すように、電動二輪車１の電源がオンになると、ＥＣＵ２０は変速制御処理を開始し、変速操作判定部４３が変速操作判定工程（ステップＳ１）を遂行する。操作判定工程では、変速操作判定部４３が変速操作の有無を判定する。以下では、その一例を図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。図７（ａ）は、変速時におけるシフトドラムの回転角度の変化の一例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、変速時における電動モータのトルクの変化の一例を示すグラフである。図７（ａ）に示すように、シフトペダル３０が変速操作されていない、又は変速操作れているがシフトドラム３７の回転角度が不感帯域Ａ１の範囲内であれば、変速操作判定部４３は「変速操作無し」と判定し、操作判定工程を継続して遂行する。他方、シフトドラム３７の回転角度が不感帯域Ａ１の範囲を脱すると、変速操作判定部４３は「変速操作有り」と判定し（図７（ａ）の時刻ｔ１参照）、トルク判定工程（ステップＳ２）が遂行される。
【００５０】
トルク検出工程では、電動モータ１８の出力トルクの方向（以下、「トルク方向」という）をトルク方向判定部５１が判定する。例えば、運転者によってアクセルグリップ７が操作されて電動二輪車１が加速している場合、出力軸１８ａの回転数が時間と共に増加するので、トルク方向判定部５１はトルク方向を正方向と判定する。他方、運転者がアクセルグリップ７を元の位置に戻して電動二輪車１のトルクをゼロにした場合、後輪３が減速し、出力軸１８ａの回転数が時間と共に減少するので、トルク方向判定部５１はトルク方向を逆方向と判定する。このようにしてトルク方向が判定されると、次に第１制御工程（ステップＳ３）が遂行される。
【００５１】
第１制御工程では、電動モータ１８の動作を制御してドッグギヤ３５を出力側歯車３９ｂから外れやすくする。具体的には、モータ制御部４８は、電動モータ１８の出力トルクをゼロ付近にするようにインバータ１２を介して電動モータ１８の動作を制御する。その際、モータ制御部４８は、検出されたトルク方向と反対方向の係合解除トルクを電動モータ１８に発生させるように電動モータ１８の動作を制御する。
【００５２】
例えば、トルク検出工程においてトルク方向が正方向であると判定されている場合、ドッグギヤ３５の係合片３５ａは、正方向に押されるようにして出力側歯車３９ｂと噛み合っている（図４（ａ）参照）。そこで、図７（ｂ）に示すようにモータ制御部４８は、電動モータ１８の動作を制御して係合解除トルク（逆方向のトルク）を電動モータ１８に発生させる。これにより、ドッグギヤ３５の係合片３５ａが出力側歯車３９ｂの係合片３９ｃから離れる（図４（ｂ）参照）。なお、係合解除トルクが大きいと出力側歯車３９ｂの係合片３９ｃから離れたドッグギヤ３５の係合片３５ａが反対側の係合片３９ｃに当たる（図４（ｃ）参照）。そうすると、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが外れにくくなるので、電動モータ１８の係合解除トルクは、ドッグギヤ３５の係合片３５ａが逆方向に相対角変位しすぎて反対側の係合片３９ｃと当たることがないように調整されている。例えば、係合解除トルクは、インパルスのような短い時間（０．１ｓ程度）の所定のトルクとし、係合解除トルクを発生させた後電動モータ１８の出力トルクを約ゼロにするようにする。そうすると、係合片３５ａが反対側の係合片３９ｃに当たることを抑制することができる。また、前述のような係合解除トルクを断続的に発生させてもよい。更に、インパルスのようなトルクではなく、連続的且つ徐々に小さくなるようなトルクを係合解除トルクとしてもよい。また、係合解除トルクの大きさは、電動モータ１８の出力軸１８ａの回転数に応じて決定されてもよく、回転数に関わらず一定であってもよい。
【００５３】
また、トルク検出工程においてトルク方向が逆方向であると判定されている場合、ドッグギヤ３５の係合片３５ａが正方向に押すように出力側歯車３９ｂの係合片３９ｃと噛み合っている（図４（ｃ）参照）。そこで、モータ制御部４８は、電動モータ１８の動作を制御して係合解除トルク（正方向のトルク）を電動モータ１８に発生させる。これにより、ドッグギヤ３５の係合片３５ａが出力側歯車３９ｂの係合片３９ｃから離れる（図４（ｂ）参照）。なお、ここで発生させる電動モータ１８の係合解除トルクもまた大きいと出力側歯車３９ｂから離れたドッグギヤ３５の係合片３５ａが反対側の係合片３９ｃに当たる（図４（ａ）参照）。そうすると、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが外れにくくなるので、電動モータ１８のトルクは、ドッグギヤ３５の係合片３５ａが正方向に相対角変位しすぎて反対側の係合片３９ｃと当たることがないように調整されている。
【００５４】
このように電動モータ１８のトルクを調整することでドッグギヤ３５を出力側歯車３９ｂから外しやすくすることができ、運転者による変速操作によってドッグギヤ３５を出力側歯車３９ｂから外すことができる。また、電動モータ１８にインパルスのような所定のトルクを発生させるべくモータ制御部４８はフィードフォーワード制御を遂行しているので、フィードバック制御を遂行する場合に比べて指令時間を短くすることができ、相対角変位しすぎて反対側の係合片３９ｃに当たることを防ぐことができる。更に、係合を解除する際にトルク方向と反対方向のトルクを発生させることで、素早い変速操作に対しても円滑に係合を解除させることができる。このような第１制御工程が遂行されると、その次に第１係合判定工程（ステップＳ４）が遂行される。
【００５５】
第１係合判定工程では、係合判定部４４がドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合の有無を判定する。ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「非係合状態」にあると係合判定部４４が判定すると（図７（ａ）の時刻ｔ２参照）、次に第２制御工程（ステップＳ５）が遂行される。他方、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「係合状態」にあると係合判定部４４が判定すると、第１継続時間判定工程（ステップＳ６）が遂行される。第１継続時間判定工程では、変速操作があったと判定されてから経過した時間が所定の第１継続時間（移行時間）を超えているか否かを時間判定部４９が判定する。第１継続時間が経過していないと判定されると、再び第１係合判定工程を遂行し、第１継続時間が経過していると判定されると、モータ制御部４８はドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合関係に関わらず第１制御工程を終了し、第２制御工程（ステップＳ５）を遂行する。
【００５６】
第２制御工程では、ドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂに係合しやすくするために、モータ制御部４８が電動モータ１８の動作を制御して出力側歯車３９ｂの回転数をドッグギヤ３５の回転数に近づける。具体的には、第２制御工程が始まると、まず変速段位推定部４６が変速操作によって切替えられる変速段位を推定する。次に、増速回転数推定部４７が、出力軸回転数検出部４１で検出された回転数と推定された変速段位とに基づいて増速回転数を推定する。そして、モータ制御部４８は、この推定された増速回転数に基づいて電動モータ１８の動作を制御し、入力軸３１の回転数を増速回転数に近づける。
【００５７】
入力軸３１の回転数を増速回転数に近づける動作について更に詳細に説明すると、増速回転数が推定された後、モータ制御部４８は、モータ回転数センサ２２からの信号に基づいて出力軸１８ａの回転数を検出し、更に検出された回転数に基づいて入力軸３１の回転数を推定する。次に、モータ制御部４８は、入力軸３１の回転数が増速回転数を中心とする予め定められた回転数帯（例えば、増速回転数±α（α：所定の回転数）の範囲）にあるか否かを判定する。なお、所定の回転数αは、各変速段位における変速ショックができるだけ小さくなるように、各々の特性に応じて変速段位毎に設定されていることが好ましいが、全ての変速段位において同じであってもよい。入力軸３１の回転数が回転数帯にないと判定した場合、モータ制御部４８は、入力軸３１の回転数と増速回転数との差に応じて電動モータ１８の動作を制御し、入力軸３１の回転数を増速回転数に近づける。他方、入力軸３１の回転数が回転数帯にあると判定した場合、モータ制御部４８は、入力軸３１の回転数を維持するように電動モータ１８の動作を制御する。
【００５８】
例えば、変速操作がシフトアップ操作の場合に入力軸３１の回転数が回転数帯にないと判定されると、図７（ｂ）に示すようにモータ制御部４８は、予め定められた逆方向のトルク（本実施形態では、逆方向に出力可能な最大トルク）が発生するように電動モータ１８の動作を制御する。これにより、入力軸３１の回転数が小さくなり、切替えるべき変速段位の出力側歯車３９ｂの回転数をそれに対応するドッグギヤ３５の回転数に近づけることができる。他方、変速操作がシフトダウン操作の場合に入力軸３１の回転数が回転数帯にないと判定されると、モータ制御部４８は、予め定められた正方向のトルク（本実施形態では、正方向に出力可能な最大トルク）を発生するように電動モータ１８の動作を制御する。これにより、入力軸３１の回転数が大きくなり、切替えるべき変速段位の出力側歯車３９ｂの回転数をそれに対応するドッグギヤ３５の回転数に近づけることができる。
【００５９】
なお、第２制御工程では、シフトアップ操作及びシフトダウン操作のいずれの場合でも、出力軸１８ａの回転数が目標回転数に達すると電動モータ１８のトルクを約ゼロにして出力軸１８ａの回転数を目標回転数に維持する。ここで目標回転数は、シフトアップ操作の場合、増速回転数より若干小さい回転数に設定され、シフトダウン操作の場合、増速回転数より若干大きい回転数に設定される。このように回転数をずらすことで、係合片３５ａと係合片３９ｃとが対向したままドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが回転して係合できない状態になることが維持されることを防ぐことができる。
【００６０】
このように出力側歯車３９ｂ及びドッグギヤ３５の回転数を近づけることによって出力側歯車３９ｂとドッグギヤ３５との相対角速度を小さくすることができ、ドッグギヤ３５を出力側歯車３９ｂに係合しやすくなる。これにより、運転者による変速操作によって、所望の変速段位の出力側歯車３９ｂにドッグギヤ３５を係合させることができる。出力側歯車３９ｂの回転数をドッグギヤ３５の回転数に近づけると、第２係合判定工程（ステップＳ７）が遂行される。
【００６１】
第２係合判定工程では、係合判定部４４がドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合の有無を判定する。ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「係合状態」にあると係合判定部４４が判定すると（図７（ａ）の時刻ｔ３参照）、第３制御工程（ステップＳ８）が遂行される。他方、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが「非係合状態」にあると変速状態検出部４１が判定すると、第２継続時間判定工程（ステップＳ９）が遂行される。第２継続時間判定工程では、第２制御工程が始まってから経過した時間が所定の第２継続時間（終了時間）を超えているか否かを時間判定部４９が判定する。第２継続時間経過していないと判定すると、再び第２係合判定工程を遂行する。他方、第２継続時間経過していると判定されると、モータ制御部４８はドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合関係に関わらず第２制御工程を終了し、第３制御工程（ステップＳ７）を遂行する。
【００６２】
第３制御工程では、アクセル操作量、入力軸３１の回転数、前輪２の回転速度等に基づいてモータ制御部４８が電動モータ１８の動作を制御する。即ち、アクセル操作量に応じて電動モータ１８の動作が制御する、電動二輪車１の通常制御に戻る。第３制御工程が遂行されると、変速操作判定工程が再び遂行されて変速操作の有無が判定される。なお、変速制御処理は、電動二輪車１の電源がオンになっている間中、継続して実行され、電動二輪車１の電源がオフされると終了する。
【００６３】
このような変速制御処理を実行する電動二輪車１では、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとを係合解除する際に電動モータ１８の動作を制御してドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂから外れやすくしている。これにより、電動モータ１８とギヤ列３９との間を遮断しなくても変速動作を行うことができる。また、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとを係合する際に電動モータ１８の動作を制御してドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂに係合しやすくしている。これにより、係合時に生じる変速ショックを抑えることができる。
【００６４】
また、電動二輪車１では、基本的に係合判定部４４で「非係合状態」であると判定されてから第１制御工程から第２制御工程に移行するようになっている。それ故、係合状態のままで第２制御工程に移行してドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除されない状態になることを抑制することができる。また、基本的に係合判定部４４が「係合状態」にあると判定してから第２制御工程が終了するので、係合する前に第２制御工程が終了し、アクセル操作がされる等してドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの相対変位が大きくなって係合時にドッグギヤ３５の係合片３５ａと出力側歯車３９ｂの係合片３９ｃとが衝突して変速ショックが生じることを防ぐことができる。
【００６５】
更に、電動二輪車１では、所定の第１継続時間及び第２継続時間が経過すると、第１制御工程及び第２制御工程が強制的に夫々終了するようになっている。それ故、第１制御工程及び第２制御工程が継続して実行されることを防ぐことができる。
【００６６】
＜その他の実施形態＞
本実施形態の電動二輪車１には、電動モータ１８とギヤ列３９との間を遮断するクラッチ機構が設けられていないが、それらの間にクラッチ機構を設けてもよい。また、本実施形態の電動二輪車１では、変速段位、変速操作、係合の有無、シフト方向等を検出したり推定したりするためにシフトドラムポテンショメータ２１が設けられているが、必ずしもシフトドラムポテンショメータ２１である必要はない。例えば、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが噛み合うギヤポジションだけを検出できるギヤポジションセンサであってもよい。この場合、係合の有無は、入力軸３１と出力軸３４との回転数比によって推定される。即ち、入力軸３１と出力軸３４との回転数の比が選択されている変速段位の回転数比と略同一の場合、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが係合状態にあると判定され、それ以外の場合、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが非係合状態にあると判定される。
【００６７】
また、本実施形態では、出力軸３４の回転数を検出するために出力軸回転数センサ２３が設けられているが、出力軸回転数センサ２３の代わりに手動変速機１９のドッグギヤ３５よりも動力伝達下流側にある何れかの回転体（例えば、後輪）の回転数を検出可能な回転数センサを設けてもよい。その場合には、当該回転体から出力軸３４までの減速比を考慮して出力軸３４の回転数を演算すればよい。また、手動変速機１９の係合機構は、常時噛合い式（ドッグギヤ式）でなくてもよく、摩擦式であってもよい。また、手動変速機１９は、入力軸３１側にドッグギヤ３５が配置される変速機構及び入力軸３１及び出力軸３４の両側にドックギヤ３５が配置されている変速機構でもよく、ギヤ配置、レイアウトなどについては、既存の種々の構造を採用することができる。
【００６８】
更に、手動変速機１９では、シフトペダル３０とシフトドラム３７とが機械的に連動するように構成されているが、シフトペダル３０とシフトドラム３７とが機械的に連動するように構成されていなくてもよい。例えば、シフトペダル３０に変速操作を検出するためのスイッチセンサが設けられ、スイッチセンサがシフトペダル３０の操作方向に応じた信号を出力する。シフトドラム３７には、シフトドラム用モータが設けられており、ＥＣＵ２０は、スイッチセンサからの信号に基づいてシフトドラム用モータを駆動させてシフトドラム３７を角変位させて変速動作を行う。
【００６９】
このようにシフトペダル３０とシフトドラム３７とが機械的に連結されていない構成にすることで、例えば、第１継続時間判定において第１継続時間を超えていると判定された場合に、変速操作を無効にして変速動作を行わないようにすることができる。なお、電動二輪車１では、切替指令を入力するためのシフト操作子としてシフトペダルが採用されているが、運転者の手で操作可能なシフトレバーであってもよく、運転者が操作可能な操作子であればよい。
【００７０】
また、トルク方向判定部５１は、出力軸１８ａの回転数に基づいて電動モータ１８のトルク方向を判定しているが、その他の方法で電動モータ１８のトルク方向を判定してもよい。例えば、インバータ１２から電動モータ１８に入力される電力に基づいて判定してもよく、モータ制御部４８からインバータ１２への制御指令に基づいて判定してもよい。制御指令に基づいて判定する場合、駆動トルクを発生させる制御指令が出力されるとトルク方向が正方向であると判定され、逆に減速トルク（後述する回生の場合、回生トルク）を発生させる制御指令が出力されるとトルク方向が逆方向であると判定される。
【００７１】
本実施形態の電動二輪車１の変速制御処理では、第１制御工程において電動モータ１８のトルク方向と逆方向のトルクを電動モータ１８に発生させるようにしているが、必ずしも逆方向のトルクを発生させる必要はない。例えば、電動モータ１８が発生しているトルクの絶対値を小さくしてゼロ付近するようにしてもよい。これにより、トルク方向を判断しなくてもドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除しやすくなる。また、電動二輪車１では、電動モータ１８から手動変速機１９までのイナーシャがエンジン二輪車に比べて小さいので、逆方向のトルクの少しの変化で反対側の係合片３９ｃに係合片３５ａが過剰な相対角変位を発生することがある。このような過剰な核相対変位を防ぐべく、電動二輪車１では、逆方向のトルクの値を回転数毎に変える等の微調整している。しかし、電動モータ１８で発生させるトルクの絶対値を小さくして約ゼロにすることで、過剰な核相対変位を防ぐことができ、トルクの値の微調整作業をなくすことができる。また、電動モータ１８で発生させるトルクの絶対値を小さくして約ゼロにすると、回転抵抗によって入力軸３１側の構成に対して係合片３５ａ及び係合片３９ｃが互いに離れる方向に僅かなトルクが与えられる。これにより、係合片３５ａ及び係合片３９ｃが互いに押し付けあっている力を弱めることができ、係合解除しやすくなる。なお、電動モータ１８の回転数が大きく電動モータ１８の回転抵抗が大きい場合、第１制御において変速制御前におけるトルクの減少量又は減少時間を抑えるようにしてもよい。
【００７２】
また、電動二輪車１の変速制御処理では、変速操作があって第１制御工程（即ち、第１制御）を遂行しいている間に変速操作があってから第１継続時間が経過すると、第１制御工程を終了して第２制御工程が遂行されるようになっているが、第２制御工程を遂行せずに第３制御工程が遂行されるようにしてもよい。これにより、意図しない変速操作判定があった場合において、すぐに第３制御工程に戻すことができる。
【００７３】
また、第２制御工程（即ち、第２制御）では、係合される出力側歯車３９ｂ及びドッグギヤ３５の回転数を近づけてそれらの相対角速度を小さくするようにモータ制御部４８が電動モータ１８の動作を制御しているが、係合される出力側歯車３９ｂ及びドッグギヤ３５の回転数が一致するようにモータ制御部４８が電動モータ１８の動作を制御してもよい。また、第２制御工程では、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの回転数を近づけるべく電動モータ１８を回転数制御しているが、必ずしも回転数制御を行う必要はない。例えば、シフトアップ操作の場合、入力軸を減速させるように電動モータ１８の動作を制御し、シフトダウン操作の場合、入力軸を増速させるように電動モータ１８の動作を制御するようにしてもよい。これによってもドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの回転数を近づけることができる。
【００７４】
また、本実施形態の電動二輪車１では、回転数を近づける際に電動モータ１８に所定のトルクを発生させて電動モータ１８の動作を制御（例えば、フィードフォーワード制御）しているが、出力軸回転数検出部４１で検出される出力軸３４の回転数と目標値との偏差に基づいて電動モータ１８のトルクを制御（例えば、フィードバック制御）してもよい。
【００７５】
更に、本実施形態の電動二輪車１では、回生動作について言及されていないが、制動時等に電動モータ１８で発生させることができる回生電力をインバータ１２を介して図示しないバッテリ１１に戻すようになっていてもよい。この場合、インバータ１２を流れる電流の方向又はモータ制御部４８からインバータ１２の制御指令（駆動指令又は回生指令）に基づいてトルク方向を検出するようにしてもよい。
【００７６】
本実施形態では、電動二輪車１について説明したが、手動変速機１９のような変速機を備える車両であれば本発明を適用可能であって、二輪車以外でも、４輪車および３輪車、小型滑走艇でも適用可能である。また、駆動輪を駆動する駆動源に関して回転数制御及びトルク制御の両方が実行可能であればよく、内燃機関と電動機とを有するハイブリッド車や、燃料電池を電源とする燃料電池車などでも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  電動二輪車
３  後輪
１８  電動モータ
１９  手動変速機
２０  ＥＣＵ
２１  シフトドラムポテンショメータ
３０  シフトペダル
３１  入力軸
３３  係合機構
３４  出力軸
３９  ギヤ列
【図１】
2014102869.tif 000003
【図２】
2014102869.tif 000004
【図３】
2014102869.tif 000005
【図４】
2014102869.tif 000006
【図５】
2014102869.tif 000007
【図６】
2014102869.tif 000008
【図７】
2014102869.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月8日(2015.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を回転させるためのトルクを発生する電動機と、
運転者の切替指令に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で前記電動機のトルクを駆動輪に伝達する変速装置と、
前記切替指令の有無を検出するための切替指令検出装置と、
前記電動機の動作を制御する制御装置とを備え、
前記変速装置は、
前記電動機に連動して回転する入力軸と、
前記駆動輪に連動して回転する出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸に渡すように夫々設けられ、且つ回転比が互いに異なる複数の変速ギヤ列と、
前記複数の変速ギヤ列のうちのいずれか１つに選択的に係合可能であって、前記いずれか１つの変速ギヤ列に係合して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行わせる動力伝達状態と、前記複数の変速ギヤ列の全てと係合せずに前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する動力切断状態とを切替え可能な係合機構とを有し、
前記切替指令により、前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替え、その後に選択された別の前記変速ギヤ列に前記係合機構を係合させることで前記動力伝達状態に戻すことで回転比を切替えるように構成され、
前記制御装置は、前記切替指令検出装置の検出結果に基づいて前記切替指令があったと判定すると前記電動機の動作を制御する第１制御を実行し、前記別の変速ギヤ列の回転数を前記係合機構の回転数に近づけるべく前記電動機の動作を制御する第２制御を実行し、
第１制御では、該第１制御前における前記電動機のトルクの方向と反対方向のトルクである解除トルクを前記制御装置が前記電動機に発生させるようになっている、電動車両。
【請求項２】
前記切替指令検出装置は、前記切替指令がシフトダウン指令及びシフトアップ指令のいずれであるかを検出し、
前記制御装置は、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトダウン指令であることが検出されると前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より増加させるように前記電動機の動作を制御し、前記切替指令検出装置によって前記切替指令がシフトアップ指令であることが検出されると、前記第２制御において前記入力軸の回転数を切替指令入力時より減少させるように前記電動機の動作を制御するように構成されている、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記変速装置は、前記変速ギヤ列と前記係合機構との係合の有無を検出する係合状態検出装置を備え、
前記制御装置は、前記第１制御において前記係合状態検出装置によって係合していないことが検出されると前記第２制御に移行し、前記第２制御において前記係合状態検出装置によって係合していることが検出されると前記第２制御を終了する、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１制御において予め定める移行時間が経過すると、前記第２制御に移行する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電動車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１制御及び前記第２制御において予め定める終了時間が経過すると、前記第１及び第２制御を終了する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電動車両。
【請求項６】
運転者による切替指令に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で電動機のトルクを駆動輪に伝達する常時噛合い式の変速装置を備える電動車両の変速制御方法であって、
運転者による変速切替指令の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記変速切替指令があったと判定すると、前記電動機の動作を制御する第１制御工程と、
前記第１制御工程の後で、前記電動機の動作を制御してドッグの回転数を変速後に噛合すべき変速ギヤ列の回転数に近づくようにする第２制御工程とを有する、
第１制御工程では、該第１制御工程前における前記電動機のトルクの方向と反対方向の解除トルクを前記電動機に発生させる、電動車両の変速制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月1日(2016.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を回転させるためのトルクを発生する電動機と、
運転者が変速操作を行う操作子と、
前記操作子に対する変速操作に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で前記電動機のトルクを駆動輪に伝達する変速装置と、
前記変速操作の有無を検出するための変速操作検出装置と、
前記電動機の動作を制御する制御装置とを備え、
前記変速装置は、
前記電動機に連動して回転する入力軸と、
前記駆動輪に連動して回転する出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸に渡すように夫々設けられ、且つ回転比が互いに異なる複数の変速ギヤ列と、
前記複数の変速ギヤ列のうちのいずれか１つに選択的に係合可能であって、前記いずれか１つの変速ギヤ列に係合して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行わせる動力伝達状態と、前記複数の変速ギヤ列の全てと係合せずに前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達を遮断する動力切断状態とを前記変速操作に連動して切替え可能な係合機構とを有し、
前記変速操作により、前記動力伝達状態から前記動力切断状態に切替え、その後に選択された別の前記変速ギヤ列に前記係合機構を係合させることで前記動力伝達状態に戻すことで回転比を切替えるように構成され、
前記制御装置は、前記変速操作検出装置の検出結果に基づいて前記変速操作があったと判定すると前記電動機の動作を制御する第１制御を実行し、前記別の変速ギヤ列の回転数を前記係合機構の回転数に近づけるべく前記電動機の動作を制御する第２制御を実行し、
第１制御では、該第１制御前における前記電動機のトルクの方向と反対方向のトルクである解除トルクを前記制御装置が前記電動機に発生させて前記係合機構を係合する前記変速ギヤ列から離すようになっている、電動車両。
【請求項２】
前記係合機構は、シフトドラムとシフトフォークとを有し、
前記シフトドラムは、回転可能に構成され、
前記シフトフォークは、前記シフトドラムの回転に応じて移動し、移動する位置に応じて対応する前記変速ギヤ列が係合し、
前記変速ギヤ列は、前記シフトドラムの回転方向に応じて定められる順番で切替わる
、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
変速段位を検出する変速段位検出装置を更に備え、
前記変速指令検出装置は、前記変速操作がシフトダウン操作及びシフトアップ操作のいずれであるかを検出し、
前記制御装置は、前記第２制御において、前記変速段位検出装置及び前記変速指令検出装置の検出結果に基づいて変速操作により切替えられる変速段位を推定し、推定する変速段位に応じた増速回転数で入力軸が回転するように前記電動機の動きを制御する、
請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記変速指令検出装置は、シフトドラムの角度位置を検出する角度検出部を有し、
前記シフトドラムは、予め定められる角度位置毎に定められた変速段位の変速ギヤ列を係合させ、
前記制御装置は、予め定められる角度位置を中心とする不感帯域が変速段位毎に設定され、前記シフトドラムの角度位置が不感帯域の範囲内にあると前記変速操作の無しと判定し、前記シフトドラムの角度位置が不感帯域の範囲外であると前記変速操作の有りと判定する、請求項２に記載の電動車両。
【請求項５】
運転者による操作子の変速操作に応じて回転比を切替え、且つ切替られた回転比で電動機のトルクを駆動輪に伝達する常時噛合い式の変速装置を備える電動車両の変速制御方法であって、
運転者による変速操作の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記変速操作があったと判定すると、前記電動機の動作を制御する第１制御工程と、
前記第１制御工程の後で、前記電動機の動作を制御してドッグの回転数を変速後に噛合すべき変速ギヤ列の回転数に近づくようにする第２制御工程とを有する、
第１制御工程では、該第１制御工程前における前記電動機のトルクの方向と反対方向の解除トルクを前記電動機に発生させて前記ドッグを係合する前記変速ギヤ列から離す、電動車両の変速制御方法。
【国際調査報告】
2014102869.tif 000010
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2014102869.tif 000012
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