(57)【要約】【課題】  シフト操作の開始の検知精度を向上することができ、これによってクラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングを向上させる変速制御装置及び車両を提供する。【解決手段】  エンジン回転数検出部３３で検出されるエンジン回転数と、ギヤポジションセンサ３４で検出される変速段位とに応じて、エンジン１２に吸気する吸気量を制御する制御部３９と、シフトペダルポジションセンサ３２が検出する変位量と速度演算部３６が検出する変位速度とに基づいてシフト操作の開始を判定する許可判定部３７とを備える。制御部３９は、許可判定部３７がシフト操作を開始していると判定すると、エンジン１２の吸気量の制御を開始する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
変速機の変速段位を検出する変速段位検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数と前記変速段位検出手段で検出される変速段位とに応じてエンジンに吸気する吸気量を制御する吸気量制御手段と、
前記変速機の変速段位を操作するためのシフトの変位量を検出するシフト変位量検出手段と、
前記シフトの変位速度を検出するシフト速度検出手段と、
少なくとも前記シフト変位量検出手段が検出する変位量と前記シフト速度検出手段が検出する変位速度とに基づいてシフト操作の開始を判定する変速判定手段とを備え、
前記吸気量制御手段は、前記変速判定手段がシフト操作を開始していると判定すると、制御を開始するように構成されていることを特徴とする車両の変速制御装置。
【請求項２】
前記変速判定手段は、前記シフト変位量検出手段が検出する変位量が予め定められる変位基準値を越えることを条件とする変位条件、及び前記シフト速度検出手段が検出する変位速度が予め定められる低速度基準値を越えることを条件とする速度条件をともに充足すると、シフト操作の開始と判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
【請求項３】
前記変位速度が、低速度基準値より絶対値が大きく、予め定められる高速度基準値を越えたか否かを判定する変位速度判定手段をさらに有し、
変位速度判定手段は、前記変位速度が高速度基準値を越えると、前記変速判定手段にシフト操作の開始でないと判定させるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の変速制御装置。
【請求項４】
前記吸気量制御手段は、制御を開始してから予め定められる制御時間だけ制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両の変速制御装置。
【請求項５】
前記変速判定手段は、前記変速段位検出手段が検出する変速段位が１速以外であることを条件とする変速段位条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の車両の変速制御装置。
【請求項６】
クラッチ操作を検出するクラッチ操作検出手段をさらに備え、
前記変速判定手段は、前記クラッチ操作検出手段がクラッチの操作を検出していないことを条件とするクラッチ条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１つに記載の車両の変速制御装置。
【請求項７】
前記変速判定手段は、前記吸気量制御手段が制御を開始してから予め定められる規定時間以上を経過していることを条件とする時間条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１つに記載の車両の変速制御装置。
【請求項８】
前記吸気量制御手段は、エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数が予め定められる下限値以上、かつ予め定められる上限値以下である場合に、吸気量を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の車両の変速制御装置。
【請求項９】
前記シフト速度検出手段は、前記シフト変位量検出手段で検出されるシフトの変位量に基づいて演算し検出するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８に記載の車両の変速制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載される車両の変速制御装置を備える車両であって、
前記車両は、スロットルバルブを開閉駆動する駆動部を有し、スロットルグリップの操作量に応じて駆動部の駆動量を制御しスロットルバルブの開度を制御する電子制御スロットル機構を備える自動二輪車であって、
吸気量制御手段は、駆動部を介してスロットルバルブの開度を制御し、エンジンへの吸気量を制御可能に構成され、
シフトは、シフトペダルであり、
シフト変位量検出手段は、シフトペダルポジションセンサであり、
変速段位検出手段は、ギヤポジションセンサであり、
吸気量制御手段、シフト速度検出手段及び変速判定手段は、電子制御装置であることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチを使用することなく変速段位を変えるための車両の変速制御装置及びそれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機を備える自動二輪車において、シフト操作を行う方法は、クラッチを切った状態でシフト操作を行う方法と、スロットルを僅かに開く又は閉じて変更すべき変速段位に応じたエンジン回転数に合わして、クラッチを使用せずにシフト操作を行う方法、いわゆるクラッチレスのシフト操作を行う方法とがある。前者の方法に対し後者の方法は、クラッチを切る動作を行う必要がなく、より早くシフト操作を行える利点がある。しかしながらクラッチレスのシフト操作では、クラッチによってエンジンから変速機への動力の伝達を遮断しないため、シフトチェンジの際、メインシャフト及びカウンターシャフトにそれぞれ設けられるギヤの速度を合わせる動作、いわゆるエンジン回転数を合わせる動作、及びエンジン回転数を合わせるためのスロットル開閉の調整が必要である。このような調整動作を省くべく、クラッチレスのシフト操作を開始する直前に、変速段位に応じたエンジン回転数に予め合わせておくための変速制御装置が開発されている。
【０００３】
第１の従来の技術の変速制御装置は、シフトペダル操作検出手段で検出されるシフトペダルの踏み込み量が予め定められる閾値以上か否かで、シフト操作の開始を検知する。変速制御装置は、シフト操作の開始を検知すると、吸気量の制御を開始し、変更すべき変速段位に応じたエンジン回転数に合わせる。これによってシフトペダルを踏み込むだけで、クラッチレスのシフト操作を行うことができる。（例えば特許文献１参照）
第２の従来の技術の変速制御装置は、第１の従来の技術の変速制御装置におけるシフトペダルの踏み込み量に加えて、変速段位検出手段で検出されるギヤ位置に対しても閾値を設け、これら２つの閾値に基づいて、シフト操作の開始を検知する。（例えば特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００１−１４０６６８号公報
【特許文献２】特開２００６−７７６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１の従来の技術の変速制御装置は、シフト操作が開始されるか否かを、シフトペダルの変位量で判定している。それ故、判定するための閾値が小さい（踏み込み量が浅い）と、車体の振動、及び信号線に重畳する電気的なノイズなどによって、シフトペダルの変位量が閾値を越えて検知に影響を及ぼす場合がある。また判定するための閾値が大きい（踏み込み量が深い）と、変速段位に応じたエンジン回転数に合わせる前に、シフト操作が行われるため、運転者のシフト操作のフィーリングに影響を及ぼす場合がある。
【０００５】
閾値を小さくした場合の精度悪化を防止すべく、シフト操作検出手段から得られる信号に対しフィルタ等でノイズを除去することも考えられるが、フィルタ等を介することでシフト操作の開始を判断する時期がおくれ、運転者のシフト操作のフィーリングに影響を及ぼす場合がある。このような検知への影響の低減、及び運転者のシフトフィーリングの向上の為、第２の従来の技術の変速制御装置が開発されている。
【０００６】
第２の従来の技術の変速制御装置は、さらにギヤ位置にも閾値を設けることで、２つの検出値からシフト操作の開始を検知し、これによって検知精度を向上させている。しかしながらギヤ位置は、シフトペダルの変位量と、変位という点で単位の次元が同じであり、かつ機械的に連動しているので、双方の検知結果が連動しており、充分な検知精度が得られない場合がある。また変速段位検出手段で検出するとき、ギヤ抜け又はハーフニュートラル（実際にギヤが入っているにもかかわらずニュートラルと判断すること）が生じた場合、シフト操作の開始を検知することができない。このように充分な検知精度がない場合、シフト操作の開始を判断する時期がおくれる等で、クラッチレスのシフト操作を円滑に行えず、運転者のシフトフィーリングに影響を及ぼす場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、シフト操作の開始の検知精度を向上することができ、これによってクラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上された変速制御装置及び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】
【０００８】
本発明は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、変速機の変速段位を検出する変速段位検出手段と、前記エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数と、前記変速段位検出手段で検出される変速段位とに応じて、エンジンに吸気する吸気量を制御する吸気量制御手段と、前記変速機の変速段位を操作するためのシフトの変位量を検出するシフト変位量検出手段と、前記シフトの変位速度を検出するシフト速度検出手段と、少なくとも前記シフト変位量検出手段が検出する変位量と前記シフト速度検出手段が検出する変位速度とに基づいてシフト操作の開始を判定する変速判定手段とを備え、前記吸気量制御手段は、前記変速判定手段がシフト操作を開始していると判定すると、制御を開始する車両の変速制御装置である。
【０００９】
本発明に従えば、変速判定手段がシフトの変位量及び変位速度に基づいて、シフト操作の開始を検知する。検知すると、吸気量制御手段は、検出されるエンジン回転数及び変速段位に応じて、エンジンに吸気する吸気量の制御を開始する。検出される変位量及び変位速度によってシフトが達する位置を予測することができ、シフトを変位させる動作がシフト操作に至るか否かをと判定することができ、シフト操作の開始の検知精度が高い。またシフト操作の開始の検知に、検出するシフトの変位量だけでなく、変位量と単位の次元が異なるシフトの変位速度（変位に対し、速度は変位の一次微分という点が異なる）を適用することによって、シフト操作の開始の検知精度がさらに向上している。これによってクラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上される。
【００１０】
上記発明において、前記変速判定手段は、前記シフト変位量検出手段が検出する変位量が予め定められる変位基準値を越えることを条件とする変位条件、及び前記シフト速度検出手段が検出する変位速度が予め定められる低速度基準値を越えることを条件とする速度条件をともに充足すると、シフト操作の開始と判定する構成であることが好ましい。
【００１１】
本発明に従えば、検出される変位量が変位基準値を越えたか否か、及び検出される変位速度が低速度基準値を越えたか否かによって、シフト操作の開始を判定する。変位基準値に応じた低速度基準値を設定することによって、シフトの変位量を推定することができ、シフト操作の開始を検知することができる。
【００１２】
上記発明において、前記変位速度が、低速度基準値より絶対値が大きく、予め定められる高速度基準値を越えたか否かを判定する変位速度判定手段をさらに有し、変位速度判定手段は、前記変位速度が高速度基準値を越えると、前記変速判定手段にシフト操作の開始でないと判定させる構成であることが好ましい。
【００１３】
本発明に従えば、検出される変位速度が高速度基準値を越えたか否かを判定し、この判定結果に基づいてシフト操作の開始か否かを検知する。高速度基準値の絶対値を低速度基準値の絶対値より大きくすることで、車体の振動など人間では困難な変位速度のシフトの動作を検出させることができ、これによって前記動作に伴う運転者が意図しないシフトの除去が可能である。したがってクラッチレスのシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上される。
【００１４】
上記発明において、前記吸気量制御手段は、制御を開始してから、予め定められる制御時間だけ制御を行う構成であることが好ましい。
【００１５】
本発明に従えば、吸気量制御手段は、制御を開始してから予め定められる制御時間だけ制御を行う。これによって運転者は、前記制御時間後にスロットルグリップ又はアクセルによって所望の加減速を行うことができる。
【００１６】
上記発明において、前記変速判定手段は、前記変速段位検出手段が検出する変速段位が１速以外であることを条件とする変速段位条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定する構成であることが好ましい。
【００１７】
本発明に従えば、検出される変速段位が１速のとき、吸気量制御手段は、吸気量の制御を開始しない。これによって１速からシフト操作され、変速段位がニュートラルになったときに、吸気量が制御され、エンジン回転数が吹き上がることを防止できる。
【００１８】
上記発明において、クラッチ操作を検出するクラッチ操作検出手段をさらに備え、
前記変速判定手段は、前記クラッチ操作検出手段がクラッチの操作を検出していないことを条件とするクラッチ条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定する構成であることが好ましい。
【００１９】
本発明に従えば、クラッチの操作が検出されると、吸気量制御手段は、吸気量の制御を開始しない。これによって運転者は、クラッチを操作してシフト操作する際、所望の吸気量をエンジンに吸気させ所望のエンジン出力でシフト操作を行うことができる。
【００２０】
上記発明において、前記変速判定手段は、前記吸気量制御手段が制御を開始してから予め定められる規定時間以上を経過していることを条件とする時間条件をさらに充足することで、シフト操作の開始と判定する構成であることが好ましい。
【００２１】
本発明に従えば、制御を開始してから予め定められる規定時間以上を経過していなければ、吸気量の制御を開始しない。それ故、シフト操作の途中で、チャタリング等によって再検知が生じても、吸気量制御手段による制御が重畳的に行われ、エンジンに吸気される吸気量が重畳的に増加することを防止できる。これによって仮に再検知しても、エンジンの吸気量が重畳的に増加することがなく、変速段位に応じた吸気量をエンジンに吸気することができる。これによってクラッチレスのシフト操作を円滑に行うことができる。
【００２２】
上記発明において、前記吸気量制御手段は、エンジン回転数検出手段で検出されるエンジン回転数が予め定められる下限値以上、かつ予め定められる上限値以下である場合に、吸気量を制御する構成であることが好ましい。
【００２３】
本発明に従えば、エンジン回転数が下限値未満の場合、例えばクラッチを使用せずにシフト操作する際、吸気量を制御する必要のないエンジン回転数未満の場合には、吸気量制御手段が吸気量の制御を開始しない。またエンジン回転数が上限値を越える場合、例えばエンジンの回転限界を越える場合には、これもまた吸気量制御手段が吸気量の制御を開始しない。このように予め定められた範囲で吸気量を制御することで、クラッチレスのシフト操作をより円滑に行うことができるとともに、無用な制御を省くことができ、またシフト操作時に回転限界域でエンジンが駆動することを防ぐことができる。
【００２４】
上記発明において、前記シフト速度検出手段は、前記シフト変位量検出手段で検出されるシフトの変位量に基づいて演算し検出する構成であることが好ましい。
【００２５】
本発明に従えば、変位速度は、シフト変位量検出手段によって検出される変位量に基づいて、シフト速度検出手段で演算されるので、シフト速度検出手段で別途検出する必要がない。これによって変位速度を検出するためのセンサなどを設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００２６】
上記発明において、前記車両は、車両の変速制御装置を備え、スロットルバルブを開閉駆動する駆動部を有し、スロットルグリップの操作量に応じて駆動部の駆動量を制御しスロットルバルブの開度を制御する電子制御スロットル機構を備える自動二輪車であって、吸気量制御手段は、駆動部を介してスロットルバルブの開度を制御し、エンジンへの吸気量を制御可能に構成され、シフトは、シフトペダルであり、シフト変位量検出手段は、シフトペダルポジションセンサであり、変速段位検出手段は、ギヤポジションセンサであり、吸気量制御手段、シフト速度検出手段及び変速判定手段は、電子制御装置である構成であることが好ましい。
【００２７】
本発明に従えば、シフト操作の開始の検知精度を向上させることができ、これによってクラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上された電子制御スロットル機構を備える自動二輪車を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シフト操作の開始の検知精度を向上することができ、これによってクラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係るノンクラッチシフトシステム３０を備える自動二輪車１を示す側面図である。図１に示す自動二輪車１は、運転者が上体を前傾させて搭乗するロードスポーツタイプのものを示している。以下の説明で用いる方向の概念は、図１に示す自動二輪車１に搭乗したライダー（図示せず）が、自動二輪車１の進行方向を前方として見たときの方向の概念と一致するものとする。具体的には、図１の紙面左方が前方Ｆであり、紙面右方が後方であり、紙面奥行き方向が左右方向である。自動二輪車１は、スロットルグリップの開度に基づいて、電子制御装置（Engine Control Unit：略称ＥＣＵ）がスロットルバルブを制御し、エンジンへの空気の供給量を制御する電子制御スロットル機構（略称：ＥＴＶ）を搭載している車両である。以下に、自動二輪車１についてさらに詳細に説明する。
【００３０】
自動二輪車１は、前輪２及び後輪３を備えている。前輪２は、略上下方向に延びるフロントフォーク５の下端部にて回転可能に支持されている。フロントフォーク５は、その上端部に設けられているアッパーブラケット（図示せず）とアッパーブラケットの下方に設けられているアンダーブラケット（図示せず）を介してステアリングシャフト（図示せず）に支持されている。ステアリングシャフトは、ヘッドパイプ６によって回動可能に支持されている。アッパーブラケットには、左右へ延びるバー型のステアリングハンドル４が取り付けられている。運転者は、ステアリングシャフトを回動軸として、このステアリングハンドル４を時計回り又は反時計回りに回動することによって、前輪２を所望の方向へ転向させることができる。
【００３１】
ヘッドパイプ６からは、左右一対のメインフレーム７が若干下方に傾斜しながら後方へ延びており、このメインフレーム７の後部に左右一対のピボットフレーム８が接続されている。このピボットフレーム８には、略前後方向に延びるスイングアーム９の前端部が枢着されている。スイングアーム９の後端部には、駆動輪である後輪３が回転可能に支持されている。ステアリングハンドル４の後方には、燃料タンク１０がメインフレーム７に支持されて設けられている。この燃料タンク１０の後方には、運転者騎乗用のシート１１がメインフレーム７やリヤフレーム１７等に支持されて設けられている。
【００３２】
前輪２と後輪３との間には、並列四気筒のエンジン１２がメインフレーム７及びピボットフレーム８等に支持されている。このエンジン１２の吸気ポートには、メインフレーム７の内側に配設されている四連のスロットル装置１３が接続され、エンジン１２の排気ポートには、図示しない排気管やマフラー（排気装置）が接続されている。このスロットル装置１３は、エンジン１２の吸気ポートに接続される吸気通路２１（図２）が形成され、この吸気通路２１（図２）を開閉するスロットルバルブ２２（図２）を備えている。スロットル装置１３には、このスロットルバルブ２２（図２）を開閉するスロットルバルブ開閉装置１４が設けられている。スロットル装置１３の吸気通路２１（図２）の上流側には、燃料タンク１０の下方に配設されているエアクリーナボックス１５が接続され、前方からの走行風圧（ラム圧）を利用して外気を取り込む構成となっている。
【００３３】
またエンジン１２（クランク室）の後部には、エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）の動力を後輪３に伝達するための変速機１８が設けられている。この変速機１８は、複数の変速段位、本実施の形態では６速の変速段位を有する。変速機１８の変速段位は、ピボットフレーム８の後方に設けられるシフトペダル１９によって、切替可能に構成されている。さらに具体的に説明すると、シフトペダル１９は、予め定められる基準位置に配置され、踏み込むことによって変速段位を下げるシフトダウンの操作を行うことができ、また蹴り上げることによって変速段位をあげるシフトアップの操作を行うことできる。ただし蹴り上げることによってシフトダウンし、踏み込むことによってシフトアップする構成を除外するものではない。また変速段位を切替えるときにクランクシャフト（図示しない）と、変速機１８との間の動力を遮断するためのクラッチ（図示しない）を操作するためのクラッチレバ３１がステアリングハンドル４の左側前方に設けられている。
【００３４】
このような構成を有する自動二輪車１の車体前部から車体両側にかけてエンジン１２などを覆うようにカウリング１６が設けられている。さら自動二輪車１には、自動二輪車１の各構成を電子制御するＥＣＵ２３（図２）が設けられている。
【００３５】
図２は、電子制御スロットル機構２０と、本実施の形態に係るノンクラッチシフトシステム３０の構成を示すブロック図である。電子制御スロットル機構２０は、基本的に前述するスロットルバルブ開閉装置１４とスロットル装置１３とを有する。スロットルバルブ開閉装置１４は、ステアリングハンドル４の右側に設けられる回動可能なスロットルグリップ２４を有し、このスロットルグリップ２４がスロットルワイヤーＷを介して、スロットルプーリ２５に連結されている。スロットルプーリ２５は、回動可能に設けられ、グリップポジションセンサ（手動操作角センサ：略称ＧＰＳ）２６が設けられている。ＧＰＳ２６は、これによってスロットルプーリ２５を介してスロットルグリップ２４の開度を検出し、ＥＣＵ２３に送信する。
【００３６】
スロットル装置１３は、４つのスロットルバルブ２２が連結されるスロットルシャフト２７を有し、その一端部に歯車２７ａが設けられている。この歯車２７ａには、モータ２８の出力軸に設けられる歯車２８ａが噛み合っている。このモータ２８は、ＥＣＵ２３と通信可能に接続され、このモータ２８を駆動することで、４つのスロットルバルブ２２を開閉することができる。またスロットルシャフト２７の他端部には、スロットルポジションセンサ（バルブ角センサ：略称ＴＰＳ）２９が設けられ、これによってスロットルシャフト２７を介してスロットルバルブ２２の開度を検出し、ＥＣＵ２３に送信する。
【００３７】
ＥＣＵ２３は、制御部３９とモータ駆動回路４１を備え、ＧＰＳ２６で検出されるスロットルグリップ２４の開度を受信すると、制御部３９が受信したスロットルグリップ２４の開度に応じたスロットル位置指令値（以下、「ＴＨ位置指令値」という）を、モータ駆動回路４１を介してモータ２８に送信する。ＴＨ位置指令値を受信したモータ２８は、ＴＨ位置指令値に応じてスロットルシャフト２７を回動駆動し、４つのスロットルバルブ２２を開閉する。このようにして制御部３９は、スロットルバルブ２２の開度を電気的に制御する。さらに制御部３９は、ＴＰＳ２９から伝送されるスロットルバルブ２２の開度に基づいて、スロットルバルブ２２の開度がスロットルグリップ２４の開度に対応するように、スロットルバルブ２２の開度をフィードバック制御する。
【００３８】
自動二輪車１には、さらにノンクラッチシフトシステム３０が設けられている。変速制御装置であるノンクラッチシフトシステム３０は、クラッチレバ３１を使用せずにシフト操作を行うことを補助するシステムであり、シフトペダル１９によって変速機１８の変速段位の切替の開始を検知、つまりシフトチェンジの開始を検知し、この検知にともなってエンジン１２の空気の吸気量、点火時期及び燃料の噴射量を制御するシステムである。ノンクラッチシフトシステム３０は、シフトペダルポジションセンサ３２と、エンジン回転数検出部３３と、ギヤポジションセンサ３４と、クラッチセンサ３５と、ＥＣＵ２３とを有する。
【００３９】
シフト変位量検出手段であるシフトペダルポジションセンサ３２は、シフトペダル１９の変位量を検出する機能を有する。シフトペダル１９の変位量は、基準位置（ニュートラルポジション）から踏み込まれた量（踏み込み量）が負の値として検出され、また基準位置（ニュートラルポジション）から蹴り上げた量（蹴り上げ量）が正の値として検出される。このようにして検出された変位量は、ＥＣＵ２３に伝送される。エンジン回転数検出手段であるエンジン回転数検出部３３は、エンジン１２の回転数（以下、単に「エンジン回転数」という）を検出する機能を有し、検出したエンジン回転数をＥＣＵ２３に伝送する。
【００４０】
変速段位検出手段であるギヤポジションセンサ３４は、例えば図示しないシフトドラムにポジションセンサを設けることで実現され、変速機１８の変速段位を検出する機能を有する。クラッチ操作検出手段であるクラッチセンサ３５は、例えばクラッチにコントロールスイッチ（ＣＬＴスイッチ）を設けることで実現され、クラッチレバ３１が操作（以下、単に「クラッチ操作」という）されたか否かを検出する機能を有する。これら検出された変速段位及びクラッチ操作の有無は、ＥＣＵ２３に伝送される。なおクラッチ（図示しない）が操作されたか否かは、クラッチの断続を検出してもよい。
【００４１】
ＥＣＵ２３は、速度演算部３６を有するとともに、さらにノンクラッチシフトシステム（略称：Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ）許可判定部（以下、「許可判定部」という）３７を有する。シフト速度検出手段である速度演算部３６は、シフトペダルポジションセンサ３２で検出された変位量に基づいて、シフトペダル１９の変位速度を検出する機能を有する。このように検出された変位量に基づいて速度を演算するので、速度を検出するためのセンサを別途設ける必要がなく、部品点数を削減できる。
【００４２】
変速判定手段である許可判定部３７は、シフトペダルポジションセンサ３２、ギヤポジションセンサ３４およびクラッチセンサ３５で検出された検出結果、並びに速度演算部３６で演算された演算値に基づいて、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足するか否かを判定する機能を有する。Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件には、複数の条件、本実施の形態では５つの条件が含まれ、以下にこれら５つの条件について説明する。
【００４３】
変位条件は、シフトペダルポジションセンサ３２で検出された変位量が変位基準値を越えている、具体的にはシフトペダルポジションセンサ３２で検出された変位量が第１変位基準値以下、または第２変位基準値以上である。第１変位基準値は、シフトダウンの開始を検知するための基準値であり、予め定められた負の値である。また第２変位基準値は、シフトアップの開始を検出するための基準値であり、予め定められた正の値である。本実施の形態において、変位条件はシフトペダルポジションセンサ３２から出力されるＡ／Ｄ値に基づいて判定するので、第１及び第２変位基準値は、Ａ／Ｄ値で与えられ、第１変位基準値の値は例えばＡＤ最小分解能の１１個分に相当する−１１Ｖである。
【００４４】
変位条件は、シフトペダル１９の変位量によって運転者のシフト操作の有無を検知することを目的とする条件である。それ故、第１変位基準値および第２変位基準値を０に近づけて、シフト操作を素早く検知することが望ましい。しかしながら第１変位基準値および第２変位基準値を０に近づけていくと、運転者が足をシフトペダル１９に乗せるなどしてシフトペダル１９が少し変位した場合であってもシフト操作として検知する場合がある。しかし運転者が足を乗せるなどした場合は、シフトペダル１９がゆっくりした動作であるため、シフトペダル１９の変位速度に基づく速度条件によって排除することができる。そこでシフトペダル１９の変位速度に基づく速度条件を適用している。
【００４５】
速度条件は、速度演算部３６で演算された変位速度が低速度基準値を越えている、具体的にはシフトペダル１９の変位量が負である場合、速度演算部３６で演算された変位速度が第１低速度基準値以下であり、シフトペダル１９の変位量が正である場合、速度演算部３６で演算された変位速度が第２低速度基準値以上である。第１低速度基準値は、シフトダウンの開始を検知するための基準値であり、予め定められた負の値である。また第２低速度基準値は、シフトアップの開始を検知するための基準値であり、予め定められた正の値である。本実施の形態において第１及び第２低速度基準値は、Ａ／Ｄ値で与えられ、第１低速基準値の値は例えばＡＤ最小分解能の８個分に相当する−８Ｖである。ただし第１変位基準値及び第１低速度基準値は、前述のような値に限定するものではなく、シフト操作の検知精度が高く、クラッチレスでシフト操作を行ったときの運転者のフィーリングに影響を及ぼさない範囲であればよい。
【００４６】
変位速度は、検出された変位量と合わせて用いることで、シフトペダル１９が達する位置を予測することができる。それ故、第１及び第２変位基準値に応じて第１及び第２低速度基準値を設定し、変位量と変位速度とがともに前記基準値を越えたか否かを判定することで、シフト操作が行われる位置までシフトペダル１９が達するか否か、換言するとそのままシフト操作が行われるか否かを推定することができる。このような推定を行うことで、シフト操作の開始の検知精度が向上する。
【００４７】
変速段位条件は、ギヤポジションセンサ３４が検出する変速段位が１速でないことである。変速段位条件は、変速段位が１速の場合を除外し、シフト操作され変速段位がニュートラルになったときに、エンジン１２の吸気量などが自動制御され、エンジン出力が吹き上がることを防止するための条件である。クラッチ条件は、クラッチセンサ３５がクラッチ操作を検出していないことである。クラッチ条件は、クラッチ操作を検出したときを除外し、クラッチを操作してシフト操作する際、所望の吸気量をエンジン１２に吸気させ所望のエンジン出力でシフト操作を行うことを可能にするための条件である。
【００４８】
時間条件は、直前にＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足した時刻から規定時間経過していることである。規定時間は、予め定められる時間であり、例えば３００ｍｓｅｃである。時間条件は、現時点から規定時間前までにＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足した場合を除外し、シフト操作の途中にチャタリング等で再検知が生じ、後述するような制御部３９によるエンジン１２の吸気量の制御が、重畳的に行われ、エンジン１２に吸気される吸気量が重畳的に増加することを防止するための条件である。この時間条件を設定することで、再検知が生じても、エンジン１２の吸気量が重畳的に増加することがなく、変速段位に応じた吸気量をエンジン１２に吸気することができ、エンジン回転数をあわせることができる。すなわちクラッチを使用せずにシフト操作している途中に再検知が生じても、円滑に行うことができる。
【００４９】
これらＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を全て充足すると許可判定部３７が判定したときに前記判定結果を受けて実行を開始するアシスト量演算部３８を、ＥＣＵ２３はさらに有する。アシスト量演算部３８は、エンジン回転数検出部３３及びギヤポジションセンサ３４で検出されるエンジン回転数及び変速段位に応じて、現時点のスロットルバルブ２２の開度量に対し付加すべきスロットルバルブ２２の開度量（以下、「アシスト量」という）を演算する。本実施の形態では、アシスト量演算部３８には図５に示すような後述する演算マップが記憶され、前記演算は、この演算マップを用いて、検出されるエンジン回転数及び変速段位に基づいて行われる。
【００５０】
ＥＣＵ２３は、前述したようにモータ駆動回路４１に接続される制御部３９を有する。この制御部３９は、ＧＰＳ２６から伝送されるＴＨ位置指令値に基づいて、スロットルバルブ２２の開度を制御するとともに、アシスト量が演算されると、このアシスト量をＴＨ位置指令値に加算し、この加算した指令値に基づいてスロットルバルブ２２の開度を制御し、エンジン１２に吸気される吸気量を制御する機能を有する。制御部３９は、さらにエンジン１２に設けられるプラグ４２を点火するための点火回路４３、及び吸気通路２１に設けられるインジェクタ４４を駆動するためのインジェクタ駆動回路４５が接続され、エンジン１２に吸気される吸気量を制御するとともに、プラグ４２の点火時期及びインジェクタ４４の燃料噴射量を制御する機能を有する。本実施の形態において、アシスト量演算部３８と制御部３９とが吸気量制御手段に相当する。
【００５１】
図３は、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ３０のＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ処理の手順を示すフローチャートである。図４は、シフトペダル１９の変位量及び変位速度、ならびに変速段位の経時変化を示すグラフである。図４（ａ）は、シフトペダル１９の変位量の経時変化を示すものであり、縦軸が変位量（シフトペダルポジションセンサ３２からの出力値（Ａ／Ｄ値）で単位はＶである。）、横軸が時刻（ｓｅｃ）を示す。図４（ｂ）は、シフトペダル１９の変位速度を示すものであり、縦軸が速度変位（速度演算部３６からの出力値（Ａ／Ｄ値）で単位はＶ／ｓｅｃである。）、横軸が時刻（ｓｅｃ）を示す。図４（ｃ）は、変速段位の経時変化を示すものであり、縦軸が変速段位（速）、横軸が時刻（ｓｅｃ）を示す。図５は、アシスト量演算部３８に記憶される演算マップを３次元表示したグラフである。図５は、Ｘ軸が変速段位（単位：速）、Ｙ軸がエンジン回転数（単位：ｒｐｍ）、そしてＺ軸がアシスト量（アシスト量演算部３８からの出力値（Ａ／Ｄ値）である。）を示す。
【００５２】
Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ３０は、図示しないイグニッションキーをオンにすると、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ処理が開始され、ステップＳ１へ移行する。検出工程であるステップＳ１では、各センサ３２，３４，３５及びエンジン回転数検出部３３で検出されたシフトペダル１９の変位量、変速段位、クラッチ操作の有無及びエンジン回転数をＥＣＵ２３が取り込み、さらにシフトペダル１９の変位量に基づいて速度演算部３６でシフトペダル１９の変位速度を演算する。速度演算部３６における変位速度の演算は、シフトペダル１９の変位量を微分処理、つまり変位量をｘ、変位速度をｖ、時間をｔとすると、ｖ＝ｄｘ／ｄｔの演算処理によって行われる。ただしこの微分処理をそのまま実行すると、シフトペダルポジションセンサ３２のセンサ値のノイズを増幅するため、本実施の形態では、微分処理は疑似微分演算を用いて行われる。疑似微分演算は、「疑似微分値＝センサ値−センサなまし値」の演算処理が行われる。この疑似微分演算を行うためのフィルタ処理を演算によって行うが、このフィルタ処理は、第１の従来の技術のようなフィルタ処理に比べて容易な処理であり、これによって判断時期の遅れが生じることがない。シフトペダル１９の変位量、エンジン回転数、変速段位及びクラッチ位置の取り込み、及びシフトペダル１９の変位速度を演算が終了すると、ステップＳ２へ移行する。
【００５３】
Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ許可判定工程であるステップＳ２では、許可判定部３７がＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足するか否か判定する。以下では、この判定方法について、図４に示す具体例を挙げて説明する。以下の具体例では、クラッチ操作がされていないものとして説明している。自動二輪車１を走行時に、時刻ｔ１にシフトペダル１９の変位、具体的にはシフトペダル１９の踏み込みが検出されているが、シフトペダル１９の変位量が第１変位基準値より大きい。そのため許可判定部３７は、変位条件を充足しないと判定し、その結果Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足しないと判定する。これによってステップＳ１へ戻る。
【００５４】
時刻ｔ２になると、シフトペダル１９の変位量が第１変位基準値になり、許可判定部３７がまず変位条件を充足すると判定する。次に許可判定部３７は、速度演算部３６で演算された変位速度が第１低速度基準値以下であることから、速度条件も充足すると判定する。ギヤポジションセンサ３４が検出する変速段位が４速であることから、許可判定部３７は、変速段位条件も充足すると判定し、さらにクラッチセンサ３５がクラッチ操作を検出していないことからクラッチ条件も充足すると判定する。最後に許可判定部３７は、現時刻から遡って規定時間内にＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足したことがないので、時間条件も充足すると判定する。これによって許可判定部３７は、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件に含まれる全て条件を充足すると判定し、ステップＳ３へ移行する。
【００５５】
アシスト量演算工程であるステップＳ３では、アシスト量演算部３８が、記憶される演算マップを用い、検出される変速段位及びエンジン回転数に基づいてアシスト量を演算する。演算マップは、図５に示すように変速段位及びエンジン回転数によってアシスト量が異なっている。アシスト量は、クラッチレスのシフト操作が円滑に行えるように決定した値であり、具体的にはシフトチェンジ前後の変速段位、及びシフトチェンジ前のエンジン回転数に対し、シフトチェンジ後に合わせるべきエンジン回転数を考慮して算出された値である。
【００５６】
ただし変速段位が１速の場合、検出されるエンジン回転数に係らずアシスト量が０であり、また検出されるエンジン回転数が１００００回転を越える場合も、変速段位に係らずアシスト量が０である。これらは１速からニュートラルにシフトチェンジされたときに、アシスト量が加算されエンジン１２が吹き上がることを防止するためと、アシスト量が加算されることでエンジン１２がエンジン回転限界域（レッドゾーン）で駆動し続ける状態を防ぐためである。さらに低回転域、例えば５００回転以下の場合も、変速段位に係らずアシスト量が０である。これは低回転域では、エンジン回転数を制御することなくクラッチレスのシフト操作を円滑に行うことができ、エンジン回転数の制御を行う必要がないからであり、このような領域での無用な制御を省くことができる。
【００５７】
アシスト量演算部３８は、このような演算マップを用いて、検出される変速段位とエンジン回転数とが交差する点のアシスト量を取り出し、このアシスト量を演算値として、制御部３９に出力する。アシスト量を演算し出力すると、ステップＳ４へ移行する。
【００５８】
Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ実施時間判定工程であるステップＳ４では、制御部３９がアシスト量を加算する制御（後述するステップＳ５の制御）を開始してから経過した時間（以下、単に「Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ実施時間」という）が継続時間未満であるか否かを制御部３９が判定する。制御時間である継続時間は、予め定められる時間であり、規定時間より短く、例えば１００ｍｓｅｃである。Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ実施時間が継続時間未満であると判定すると、ステップＳ５へ移行する。
【００５９】
吸気量制御工程であるステップＳ５では、制御部３９がＴＨ位置指令値にアシスト量を加算し、この加算した指令値を、モータ駆動回路４１を介してモータ２８に伝送する。モータ２８は、加算した指令値に応じてスロットルバルブ２２を開閉し、これによってエンジン１２に吸気する吸気量が制御される。すなわち制御部３９によって、エンジン１２の吸気量が制御される。これによってシフトペダル１９をシフト操作するだけで、エンジン回転数を合わせることができ、この状態で円滑なシフトチェンジが行われる（時刻ｔ３）。換言すると、スロットルグリップ２４を操作してエンジン回転数を合わせる動作をしなくとも、クラッチレスのシフト操作を容易にかつ円滑に行うことができる。アシスト量を加算しエンジン１２の吸気量を制御すると、ステップＳ４へ戻る。
【００６０】
その後ステップＳ２でＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足してから継続時間以上経過すると、ステップＳ４において、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ実施時間が継続時間以上であると判定され、ステップＳ６へ移行し、ステップＳ６でアシスト量が０にリセットされてステップＳ１に戻る（時刻ｔ４）。このように継続時間だけ制御することによって少なくともクラッチレスのシフト操作が終了するまでの間、エンジン回転数を合わせることができ、クラッチレスのシフト操作を円滑に行うことができるとともに、シフト操作後には、スロットルバルブ２２の開度を運転者の操作するスロットルグリップ２４の開度に追従させることができ、運転者のスロットルグリップ２４の操作感覚が良好である。またこのようにクラッチレスのシフト操作が行えることによって、減速時にクラッチミートに集中する必要がなく、円滑な減速動作が行える。
【００６１】
また時刻ｔ５でもシフトペダル１９の変位量が検出され、時刻ｔ６で変位量が第１変位基準値以下になっている。しかしながらシフトペダル１９の変位速度が第１低速度基準値を越えているので、許可判定部３７が速度条件を充足していないと判定される、つまりシフト操作でないと判定され、ステップＳ２からステップＳ１へ戻る。
【００６２】
また時刻ｔ７でもシフトペダル１９の変位量が検出され、時刻ｔ８で変位量が第１変位基準値以上になっている。しかしながらシフトペダル１９の変位速度が第１高速度基準値よりも小さい。シフトペダル１９の変位速度が第１高速度基準値より小さくまたは第２高速度基準値をより大きい場合、シフトペダルポジションセンサ３２とＥＣＵ２３との間に設けられる高速度フィルタ４６によってシフトペダルポジションセンサ３２からの出力値がカットされる。これによって許可判定部３７が速度条件を充足していないと判定される、つまりシフト操作でないと判定され、ステップＳ２からステップＳ１へ戻る。ここで高速度基準値である第１高速度基準値は、予め定められる負の基準値であり、第２高速度基準値は、予め定められる正の基準値である。第１および第２高速度基準値は、車体の振動など人間では困難な変位速度のシフトペダル１９の動作を検出し、このような運転者がシフト操作を意図していないシフトペダル１９の変位を除去するための基準値であり、このようなシフトペダル１９の変位に関する検知を高速度フィルタ４６によって排除できる。高速度フィルタ４６は、たとえばコンデンサ（Ｃ）および抵抗（Ｒ）等によって構成されるローパスフィルタである。
【００６３】
また時刻ｔ９でシフトペダル１９の変位量が検出され、その後、シフトペダル１９の変位速度が第１低速度基準値以下となり、速度条件を充足するが、シフトペダル１９の変位量が第１変位基準値以上であるので、変位条件を充足していないと判定される、つまりシフト操作でないと判定され、ステップＳ２からステップＳ１へ戻る。
【００６４】
さらに時刻ｔ１０でシフトペダル１９の変位量が検出され、時刻ｔ１１において、前にＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足した時刻、つまり時刻ｔ２から規定時間以上経過しているので、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件に含まれる全ての条件を充足すると制御部３９が判定し、ステップＳ２からステップＳ３へ移行する。ステップＳ３でアシスト量が演算され、ステップＳ４でＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ実施時間が継続時間以下であると判定すると、ステップＳ５で、制御部３９がＴＨ位置指令値にアシスト量を加算した指令値をモータ２８に伝送し、検出される変速段位及びエンジン回転数に応じてエンジン１２の吸気量を制御し、エンジン回転数を合わせる。これによって時刻１２においてクラッチレスのシフト操作を円滑に行うことができる。
【００６５】
次に時刻ｔ１３でシフトペダル１９の変位量が検出され、時刻ｔ１４で、シフトペダル１９の変位量が第１変位基準以下、またシフトペダル１９の変位速度が第１低速度基準値以下、変速段位が２速であり、変位条件、速度条件およびクラッチ条件を充足する。しかしながら前にＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足した時刻、つまり時刻ｔ１１から規定時間以上経過しておらず、時間条件を充足せず、制御部３９がＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件を充足しないと判定し、ステップＳ２からステップＳ１へ戻る。
【００６６】
このように自動二輪車１にＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ３０を備えると、シフト操作の開始の検知に、検出するシフトペダル１９の変位量に基づく変位条件だけでなく、変位量と次元の異なるシフトペダル１９の変位速度（変位に対し、速度は変位の一次微分という点が異なる）に基づく速度条件を適用することによって、シフト操作開始の検知精度がさらに向上し、これによってクラッチレスのシフト操作が円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングが向上される。
【００６７】
第１変位基準値、第２変位基準値、第１低速基準値、第２低速基準値および高速基準値は、車種毎に、形状などの設計事項に合わせて設定される値である。これらの値を決定するに当たっては、運転者のシフト動作によるシフトペダル１９の変位量および変位速度を基に実用的な値を設定している。
【００６８】
本実施の形態では、シフトペダル１９の変位量及び変位速度に基づいて、シフト操作の開始を検出しているけれども、シフトペダル１９の変位量及び加速度に基づいて、シフト操作の開始を検出してもよい。この場合、速度演算部３６が加速度演算部に代わり、シフトペダル１９の変位量を２回微分処理することによって加速度を演算するように構成すればよい。
【００６９】
また本実施の形態では、シフトダウンを行う減速時の場合について説明しているけれども、シフトアップを行う加速時にも適用することができる。この場合、基本的に変位条件は、第２変位基準値に基づいて充足するか否かを判定し、速度条件は、第２低速度基準値に基づいて充足するか否かを判定する。またアシスト量演算部３８で用いられる演算マップも異なる。具体的には、吸気量を減少させるようにアシスト量が決定される演算マップが用いられる。
【００７０】
また本実施の形態では、変位条件をシフトペダル１９の変位量が第１変位基準値以下または第２変位基準値以上とし、速度条件をシフトペダル１９の変位速度が第１低速度基準値以下または第２低速度基準値以上としているけれども、変位条件をシフトペダル１９の変位量の絶対値が変位基準値以上であり、また速度条件をシフトペダル１９の変位速度の絶対値が低速度基準値以上であるとしてもよい。
【００７１】
また本実施の形態では、高速度フィルタ４６によって、変位速度が高速度基準値以下の場合を除外しているけれども、変位条件に変位速度が高速度基準値を越えないことを含め、許可判定部３７によって除外するように構成してもよい。また高速度フィルタ４６を設けるとともに、変位条件に変位速度が高速度基準値を越えないことを含めてもよい。この場合、変位条件に含まれる前記高速度基準値よりも大きい変位速度を、高速度フィルタ４６によって除外するように構成することが好ましい。
【００７２】
また本実施の形態では、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ条件には、５つの条件が含まれているけれども、必ずしも５つの条件全てを含み必要はない。少なくとも変位条件および速度条件を含めばよく、また前記５つ条件以外の条件を含んでもよい。
【００７３】
さらに本実施の形態では、Ｎ．Ｃ．Ｓ．Ｓ３０を自動二輪車１に適用している場合について説明しているけれども、自動二輪車に限定するものではない。例えば不整地走行型車両（All Terrain Vehicle：略称ＡＴＶ）に適用してもよく、また自動四輪車に適用してもよく、エンジンおよび変速機を備える車両であればよい。また自動四輪車に適用する場合は、シフトペダルではなく、シフトノブの操作量を変位量として検出し、この変位量に基づいて、変位速度を演算し、さらには変位条件及び速度条件を充足するか否かを判定する。またシフトノブの変位量は、例えばニュートラルポジションから１速、３速及び５速へのシフト操作を正とし、ニュートラルポジションから２速、４速、６速へのシフト操作を負の値とすることで実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明に係る変速制御装置は、シフト操作の開始の検知精度を向上させて、クラッチを使用しないシフト操作を円滑に行うことができ、運転者のシフトフィーリングを向上することが必要な二輪自動車に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係るノンクラッチシフトシステムを備える自動二輪車を示す側面図である。
【図２】電子制御スロットル機構と、本実施の形態に係るノンクラッチシフトシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】Ｎ．Ｃ．Ｓ．ＳのＮ．Ｃ．Ｓ．Ｓ処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】シフトペダルの変位量及び変位速度、ならびに変速段位の経時変化を示すグラフである。
【図５】アシスト量演算部に記憶される演算マップを３次元表示したグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１    自動二輪車
１２  エンジン
１９  シフトペダル
２０  電子制御スロットル機構
２３  ＥＣＵ
３０  ノンクラッチシフトシステム
３１  クラッチレバ
３２  シフトペダルポジションセンサ
３３  エンジン回転数検出部
３４  ギヤポジションセンサ
３５  クラッチセンサ
３６  速度演算部
３７  許可判定部
３８  アシスト量演算部
３９  制御部
４６  高速度フィルタ
【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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