(57)【要約】本発明のパワーアシストクラッチシステムは、クラッチ操作部を操作する運転者の操作力を検出する検出部と、この検出部で検出した操作力に基づいてアシスト力を制御する制御信号を出力する制御部と、この制御部から出力された制御信号に応じてアシスト力を発生するアシスト力発生部と、クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材を介して伝達される操作力とアシスト力を合成してクラッチを作動させる駆動力を発生する駆動力発生部と、を備える。
2004065812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムであって、
前記クラッチ操作部を操作する操作力を検出する検出部と、
前記検出部で検出した操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御部と、
前記制御部から出力された制御信号に応じて前記アシスト力を発生するアシスト力発生部と、
前記駆動力伝達部材を介して伝達される前記操作力と前記アシスト力を合成して前記クラッチを作動させる駆動力を発生する駆動力発生部と、
を備えたことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記検出部は、前記クラッチ操作部の操作力を検知する第１および第２のセンサを備えたセンサ部と、前記第１および第２のセンサの各々に接続され、各センサから出力される信号をそれぞれ検出する第１および第２の信号検出部と、前記第１および第２の信号検出部においてそれぞれ検出された信号の差を増幅する増幅部と、を有することを特徴とする。
【請求項３】
請求項２記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記センサ部は、外部からの荷重を受けるためにロッド形状をなす磁性体から成る荷重受け部と、前記荷重受け部の外周に巻回されるコイルとを備え、前記コイルを流れる電流によって磁化された前記荷重受け部に加わる前記クラッチ操作部の操作力に応じた荷重に起因する前記荷重受け部の歪に伴う透磁率の変化に基づいて荷重を検知する磁歪式荷重センサであることを特徴とする。
【請求項４】
請求項３記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記荷重受け部は、ロッド形状をなす磁性体の長手方向の中心軸を含む領域が貫通されて成ることを特徴とする。
【請求項５】
請求項２記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記センサ部は、前記第１および第２のセンサとして前記クラッチ操作部に加わる荷重を検知する荷重センサと、前記クラッチ操作部の位置変化を検知する位置センサと、を更に備えたことを特徴とする。
【請求項６】
請求項２記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記センサ部は、前記クラッチ操作部内に設けられることを特徴とする。
【請求項７】
請求項２記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記センサ部は、前記クラッチ操作部に近接して設けられることを特微とする。
【請求項８】
請求項２記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記センサ部は、前記駆動力伝達部材の中間部に付設されて成ることを特徴とする。
【請求項９】
請求項１記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記クラッチ操作部から操作力が伝達される過程において前記アシスト力の前記操作力に対する比率を変更自在なアシスト力変更部を更に備えたことを特徴とする。
【請求項１０】
請求項１記載のパワーアシストクラッチシステムであって、
前記駆動力伝達部材は、ワイヤまたは油圧配管のいずれか一つであることを特徴とする。
【請求項１１】
クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムの制御方法であって、
前記クラッチ操作部を運転者が操作するときの操作力を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出した操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御ステップと、
前記制御ステップで出力された制御信号に応じて前記アシスト力を発生するアシスト力発生ステップと、
前記駆動力伝達部材を介して伝達される前記操作力と前記アシスト力を合成して前記クラッチを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ステップと、
から構成されることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１１記載のパワーアシストクラッチシステムの制御方法であて、
前記制御ステップでは、前記検出ステップで検出する操作力の値が所定の閾値を超えたときに前記駆動力伝達部材に作用するアシスト力を制御する制御信号を出力することを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１１記載のパワーアシストクラッチシステムの制御方法であって、
前記制御ステップでは、前記クラッチ操作部の停止状態が所定時間以上継続したときにアシスト力を徐々に減少させる制御信号を出力することを特徴とする。
【請求項１４】
請求項１１記載のパワーアシストクラッチシステムの制御方法であって、
前記制御ステップでは、前記クラッチ操作部から操作力が伝達される過程において前記アシスト力の前記操作力に対する比率を変更自在に制御することを特徴とする。
【請求項１５】
請求項１１記載のパワーアシストクラッチシステムの制御方法であって、
前記制御ステップでは、前記クラッチ操作部の操作速度とアシスト力を発生するアシスト力発生部の駆動速度の比較を行い、この両者を等しくすべく制御信号を出力することを特徴とする。
【請求項１６】
クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムを制御する制御プログラムであって、
コンピュータを、前記操作力を検出する検出部によって検出された操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御手段として機能させることを特徴とする。
【請求項１７】
請求項１６記載のパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムであって、
前記制御手段は、前記操作力の値が所定の閾値を超えたときに前記駆動力伝達部材に作用するアシスト力を制御する制御信号を出力することを特徴とする。
【請求項１８】
請求項１６記載のパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムであって、
前記制御手段は、前記クラッチ操作部の停止状態が所定時間以上継続したときにアシスト力を徐々に減少させる制御信号を出力することを特徴とする。
【請求項１９】
請求項１６記載のパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムであって、
前記制御手段は、前記クラッチ操作部から操作力が伝達される過程において前記アシスト力の前記操作力に対する比率を変更自在に制御することを特徴とする。
【請求項２０】
請求項１６記載のパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムであって、
前記制御手段は、前記クラッチ操作部の操作速度とアシスト力を発生するアシスト力発生部の駆動速度の比較を行い、この両者を等しくすべく制御信号を出力することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動車両においてクラッチ操作部から伝達される操作力によるクラッチ断続の動作をアシストするパワーアシストクラッチシステム、パワーアシストクラッチシステムの制御方法、およびパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムに関する。
【背景技術】  クラッチレバーやクラッチペダルなどのクラッチ操作部の操作によってクラッチの断続が行われる自動二輪車や自動車（四輪自動車）等の自動車両では、クラッチレリーズ機構の作動効率を改善しても、大排気量の車両ではクラッチを断続させるための絶対荷重が高いことから、そのような自動車両の運転者にとってはクラッチレバーを操作する時の負担が大き過ぎると感じることがあった。
また、自動二輪車の場合、たとえ排気量が小さなものであっても、握力の比較的弱い運転者がクラッチレバーを長時間操作すると、車種によっては負担が大き過ぎると感じることがあった。
このようなクラッチ操作部の操作性を改善するために、自動二輪車では、クラッチレバーの操作に応じてクラッチ断続のための動作をするプッシュロッド等の部材に対し、電動モータの回転力や油圧等を利用してクラッチ操作部からの操作力をアシストするための力を付与するようにしたクラッチ用パワーアシスト装置が提案されている（特開平６−１１７４５０号公報を参照）。
しかしながら、上記クラッチ用パワーアシスト装置によれば、クラッチレバーを操作する時の負担がアシスト力発生手段からのアシスト力によって軽減されるものの、例えば、クラッチレバーの戻りを途中で止めて半クラッチ状態にするというような、クラッチレバーの操作速度がストロークの途中で大きく変化するようなレバー操作を行うときに、運転者がクラッチレバーの操作性に違和感を持つこともあった。
すなわち、クラッチレバーの操作速度の変化に連動する被駆動部材（クラッチレリーズのための動作をする部材）の動きに対して、アシスト力発生手段からのアシスト力が逆に作用して抵抗することで、アシスト力発生手段からの出力が被駆動部材にアシスト力として伝達される割合が大きく変化し、それによって、あるクラッチレバーの操作位置で本来与えられるべきアシスト力が変化し、運転者がクラッチレバーの操作性に達和感を持つことがあった。
【発明の開示】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラッチ操作部の操作時の負担を軽減するとともに、クラッチ操作部の操作入力状況に応じたアシスト力の発生による迅速かつ円滑な制御を可能とするパワーアシストクラッチシステム、パワーアシストクラッチシステムの制御方法、およびパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の第一の側面は、クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムであって、前記クラッチ操作部を操作する操作力を検出する検出部と、前記検出部で検出した操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御部と、前記制御部から出力された制御信号に応じて前記アシスト力を発生するアシスト力発生部と、前記駆動力伝達部材を介して伝達される前記操作力と前記アシスト力を合成して前記クラッチを作動させる駆動力を発生する駆動力発生部と、を備えたことを要旨とする。
また、本発明の第二の側面は、クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムの制御方法であって、前記クラッチ操作部を運転者が操作するときの操作力を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出した操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御ステップと、前記制御ステップで出力された制御信号に応じて前記アシスト力を発生するアシスト力発生ステップと、前記駆動力伝達部材を介して伝達される前記操作力と前記アシスト力を合成して前記クラッチを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ステップと、から構成されることを要旨とする。
さらに、本発明の第三の側面は、クラッチと、前記クラッチに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材を介して前記クラッチと接続するクラッチ操作部と、を備えた自動車両において、前記クラッチ操作部から伝達される操作力による前記クラッチの断続動作をアシストするアシスト力を前記駆動力伝達部材に作用させるパワーアシストクラッチシステムを制御する制御プログラムであって、コンピュータを、前記操作力を検出する検出部によって検出された操作力に基づいて前記アシスト力を制御する制御信号を出力する制御手段として機能させることを要旨とする。
なお、本発明における「コンピュータ」とは、演算・制御機能を備えたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、およびプログラムや演算結果を電子的に格納するためにＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から成るメモリを少なくとも有する電子的な装置を意味する。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの構成を表すブロック図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの検出部である荷重検出装置の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の取付構造を示す説明図である。
図４は、図３のセンサ部の構成を示す部分断面図である。
図５は、図４の矢視Ａ方向のＶ−Ｖ線断面図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の別な構成を示す部分断面図である。
図７は、クラッチレバーの荷重特性を表す説明図である。
図８は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの概略構成を示す説明図である。
図９は、カム式レリーズ機構を備えた自動二輪車のクラッチ部要部の構成を表す部分断面図である。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの別な概略構成を示す説明図である。
図１１は、図１０の矢視Ｂ方向の模式図である。
図１２は、ラック・アンド・ピニオン式レリーズ機構を備えた自動二輪車のクラッチ部要部の構成を表す部分断面図である。
図１３は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの制御方法の処理内容を示すフローチャート図である。
図１４は、本発明の第２の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の構成を示す部分断面図である。
図１５は、図１４の矢視Ｃ方向のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
図１６は、本発明の第３の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの概略構成を示す説明図である。
図１７は、図１６のセンサ部の構成を示す部分断面図である。
図１８は、図１７の矢視Ｄ方向のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
図１９は、本発明の第３の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の別な構成を示す部分断面図である。
図２０は、本発明の第４の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の構成を示す部分断面図である。
図２１は、図２０の矢視Ｅ方向のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である。
図２２は、本発明の第５の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の構成を示す部分断面図である。
図２３は、本発明の第５の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの概略構成を示す説明図である。
図２４は、油圧式レリーズ機構を備えた自動二輪車のクラッチ部要部の構成を表す部分断面図である。
図２５は、本発明の第６の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムのセンサ部の構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、図面を参照して本発明を実施するための裁量の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの構成を示すブロック図である。同図に示すパワーアシストクラッチシステム１は、運転者によってクラッチを操作するときの操作力が入力されるクラッチ操作部である入力部１１、この入力部１１への運転者による操作入力状況をモニタして、荷重、トルク、変位等を検出する検出部１３、検出部１３の出力信号に基づいて制御信号を発生する制御手段である制御部１５、この制御部１５からの制御信号に応じてアシスト力を発生するアシスト力発生手段であるアシスト駆動部１７（アシスト力発生部）、および入力部１１から入力される操作力とアシスト駆動部１７で発生するアシスト力を合成して被駆動部３内のクラッチの駆動力を発生する駆動力発生手段（駆動力発生部）としてのジョイント部１９を少なくとも有する。
以後、パワーアシストクラッチシステム１を用いてオートバイ等の自動二輪車に装備されたクラッチ機構の制御を行う場合を例にとって説明する。この場合、入力部１１は自動二輪車のハンドルに設けられるクラッチレバーに他ならない。
検出部１３における入力部１１からの操作入力状況の検出方法としては、荷重センサや歪み式ロードセルを用いた入力部１１の操作荷重に加えて、入力部１１が特にクラッチレバーである場合には、回転ポテンショメータを用いたクラッチレバーの回転角度、直線変位ポテンショメータを用いたクラッチレバーに係合されるワイヤのストローク、トルクセンサによる回転トルク等の検知が想定される。このうち、本実施形態においては、運転者によるクラッチレバー操作時の荷重を検知する場合について説明するが、これ以外にも、例えば、荷重に加えてクラッチレバーの位置変化を検知する位置センサを組み合わせることによって検出部１３を構成することも可能である。
制御部１５はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）による演算・制御機能を有する電子的な装置（以後、コンピュータと称する）から構成されている。このコンピュータには、パワーアシストクラッチシステム１を制御するための制御プログラムがＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から成るメモリ（主記憶装置）に電子的に格納されている。
このような構成を有する制御部１５は、検出部１３で検出するクラッチレバーの操作入力状況に応じて適切なアシスト力を発生さるための制御信号を出力し、スムーズな制御を行うことによってパワーアシストクラッチシステム１を迅速に最適化する。また、脱調やエンジンのロック等に備えた万一のための予備機能であるフェールセーフ機能を具備させることもできる。
アシスト駆動部１７におけるアシスト力の発生方法としては、モータ、油圧、空気圧等を利用したアクチュエータによるアシスト力発生方法が想定される。
ジョイント部１９は、ワイヤ、ケーブル、リンク構造、ギヤ、油圧または空気圧配管等によってアシスト駆動部１７とクラッチ内のクラッチレリーズ機構の関連部品を接続するものである。
なお、緊急時の対応として、常にクラッチを手動で操作可能であり、アシストの切り離しが自在にできる設定にしておくことが望ましい。さらに、不具合時の表示機能が具備されていればさらに好ましい。
以上説明した各機能の汎用性を考慮した場合、全ての自動二輪車の機種に後から取り付け可能であることが望ましい。この意味では、検出部１３、制御部１５、およびアシスト駆動部１７の各ユニットは、車種によらずに共通使用できるものであればなおよい。
＜荷重検出装置＞
図２は、検出部１３が荷重を検出する場合の一実施例である荷重検出装置の構成を示すブロック図である。同図に示す検出部１３としての荷重検出装置１１１は、一対の荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂからそれぞれ出力される信号の差を増幅して出力する差動増幅回路として構成されている。
より具体的には、荷重検出装置１１１は、交流信号を発振して回路に電圧を印加する発振回路２１、外部からの荷重を検知する２つの荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂ、各荷重センサからの出力信号を基準電圧との差から計測する検出抵抗等から成る電流検出部２５Ａおよび２５Ｂ、出力信号を整流して平滑を行うためにダイオード等から成る整流回路２７Ａおよび２７Ｂ、各荷重センサからの出力信号の差を取り出し、その差を増幅するためにオペアンプ等から成る増幅部２９から少なくとも構成されている。このうち、電流検出部２５Ａ（２５Ｂ、以下括弧内が対応）および整流回路２７Ａ（２７Ｂ）は、荷重センサ２３Ａ（２３Ｂ）から出力される信号を検出する第１の信号検出部（第２の信号検出部）に他ならない。以後、荷重検出装置１１１の中で、荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂを一括してセンサ部１２３と称するとともに、それ以外の部位を信号検出部１２５と称する。
なお、本実施形態に係る荷重検出装置１１１において、センサ部１２３を除く部位については、制御部１５と同じ基板上に配置されることが好ましいが、この基板上において、それぞれ対をなしている電流検出部同士、および整流回路同士を空間的に対称に配設することによって温度特性を改善し、検出精度をさらに向上させることもできる。
＜センサ部の構成＞
図３は、二つの荷重センサを用いて構成されるセンサ部１２３をクラッチレバー３１に内蔵する場合の取付構造を示す説明図である。
クラッチレバー３１は、レバーホルダ３３にその回動中心Ｐを軸として回動自在に設けられる。運転者がハンドルグリップ３７を（左手の）親指と掌によって把持し、残りの指でクラッチレバー３１をハンドルグリップ３７側に引いて手動で操作し始めると、クラッチレバー３１は最大ストロークに達するまで回動する（図の矢印（反時計回り）の方向）。
ワイヤ４１は、端部４１１がクラッチレバー３１に係合されるとともに、もう一方の端部４１３がジョイント部１９に係合されている。このジョイント部１９は、一例としてカム軸６２を回転軸として被駆動部３に設けられる。ジョイント部１９に端部４１５を介して係合されるワイヤ４１は、アシスト駆動部１７からのアシスト力を伝達するものである。この回転軸にはトーションスプリングを当接させることによってプリロードが加えられており、ワイヤ４１は弛緩することなく張力によって所定方向に緊張している。
ワイヤ４１中間部の外周にはアウタチューブ４３が被覆されており、このアウタチューブ４３の両端に設けられる二つのチューブエンド４５は、ハンドル側とクラッチ側のワイヤ固定部４７および４９に各々固定されている。ワイヤ４１は、上述したクラッチレバー３１の回動に追従して、クラッチレバー３１側（図の矢印（左向き）の方向）に微小距離（１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度）移動する。
センサ部１２３は、クラッチレバー３１の操作に伴って運転者に加わる荷重を直接検知するものである。図４は、荷重センサとして磁歪式荷重センサを用いる場合のセンサ部１２３の詳細な構成を示す部分断面図である。以後の説明においては、荷重センサに付された符号２３Ａおよび２３Ｂを、磁歪式荷重センサにもそのまま適用する。
図４に示す磁歪式荷重センサ２３Ａには、歪によって透磁率変化を生じる逆磁歪効果を有する鉄、ニッケル、クロム、フェライト等の強磁性体が用いられる。
この磁歪式荷重センサ２３Ａは、荷重を直接受けるために強磁性体製のロッド形状を有する磁歪素子としての荷重受け部２３１Ａと、この荷重受け部２３１Ａの周囲にボビンを介して巻回されるコイル２３３Ａと、これらを収納する強磁性体製のケース２３５Ａとから少なくとも構成されている。図示はしないが、コイル２３３Ａは信号検出部１２５（発振回路２１および電流検出部２５Ａ）と電気的に接続されている。また、荷重受け部２３１Ａの一方の端部は、荷重を受ける面に当接するために、ケース２３５Ａから突出している。
荷重受け部２３１Ａはコイル２３３Ａを流れる電流によって磁化されており、荷重受け部２３１Ａに押圧荷重が加わると、逆磁歪効果が生じて透磁率が変化することによってコイル２３３Ａのインダクタンスを含む回路の交流抵抗（インピーダンス）が変化する。このインピーダンス変化に伴うコイル２３３Ａ両端の電圧変化を信号検出部１２５で測定することにより、荷重を電磁気的に検出することができる。
センサ部１２３には他に、センサユニットカバー５１を貫通するワイヤ４１を被覆するアウタチューブ４３のチューブエンド４５を嵌合するためのホルダ５２が設けられている。図では省略しているが、ワイヤ４１の周辺には適当なクリアランスがあり、円滑にスライド可能となっている（以下も同様）。このホルダ５２には、ばね等の弾性部材５３の一端が当接しており、他端が固定部５４で固定されることにより、所定量の荷重が予め加えられている。
ホルダ５２のワイヤ４１の端部４１１が当接する平面と反対側の平面には、磁歪式荷重センサ２３Ａのケース２３５Ａが当接している。クラッチレバー３１の操作により、ホルダ５２が回動中心Ｑを軸として回動すると、磁歪式荷重センサ２３Ａの荷重受け部２３１Ａが押圧部材５５によって押圧される。この結果、磁歪式荷重センサ２３Ａに加わる荷重値が変化する。この荷重値の変化に伴うインピーダンス変化を、上述した信号検出部１２５で検出する。
なお、図４の矢視Ａ方向のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、本実施形態においては、上述した磁歪式荷重センサ２３Ａと同じ構成を有するもう一つの磁歪式荷重センサ２３Ｂがセンサ部１２３内に設けられている。磁歪式荷重センサ２３Ｂの荷重受け部２３１Ｂ（図示せず）には、磁歪式荷重センサ２３Ａと同様にばね等の弾性部材によって予め磁歪式荷重センサ２３Ａと同じ荷重が加えられているが、荷重受け部２３１Ｂはクラッチレバー３１操作に起因する押圧を受けないように構成されており、常に一定の荷重が加わっている。したがって、クラッチレバー３１操作時には磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂにそれぞれ加わる荷重に差が生じるため、この差を信号検出部１２５で差動増幅することによってクラッチレバー３１に加わる荷重を精度よく検出することが可能となる。
なお、二つの磁歪式荷重センサは、図４のＸ−Ｘ線に対して左右対称となるように配置されていればよい。加えて、二つの磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂの荷重受け部の中心軸ＯＡおよびＯＢが、例えばハンドル３５の中心軸Ｏを中心とする同一円上を通過している等、何らかの対称性を有していればより好ましい。このような配置にすることにより、温度特性の改善を図ることができ、荷重検出装置１１１の検出精度を一段と向上させることができる。
以上説明した構成を有するセンサ部１２３は、従来のワイヤ式クラッチシステムを大きく変更すること必要がなく、クラッチレバー３１を交換するだけでよいので、パワーアシストクラッチシステム１を後付けで適宜追加することができる。
また、ホルダ５２の回動中心Ｑからワイヤ４１がホルダ５２を貫通する方向を下部として見るとき、その回動中心Ｑよりも下部に二つの磁歪式荷重センサを配置することにより、作業性の向上とセンサ部１２３の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態においては、センサ部１２３に過荷重防止機構を追加することもできる。図６は、過荷重防止機構を追加した場合のセンサ部１２３の詳細な構成を示す部分断面図である。同図では、磁歪式荷重センサ２３Ａについて、その外観を図示しているが、具体的な内部の構成が図４に示したものと同じであることはいうまでもない。
この場合、センサユニットカバー５１と押圧部材５５の間に、皿ばね５６を設けることによって磁歪式荷重センサ２３Ａに予め荷重（プリセット荷重）を加えておく。磁歪式荷重センサ２３Ａを押圧するホルダ５２はプリセット荷重以上になると移動し、過荷重域に達したときにホルダ５２がセンサユニットカバー５１に設けられたフランジ形状のストッパ５７に当接して磁歪式荷重センサ２３Ａに必要以上の荷重が加わるのを防止し、磁歪式荷重センサ２３Ａを保護する。
このような過荷重防止機構を設けることによって、磁歪式荷重センサ２３Ａの耐久性を向上させることができる。
＜クラッチレバー荷重特性＞
ここで、クラッチレバー３１の操作時に加わる荷重の特性について説明する。
図７は、クラッチレバー３１を運転者が操作するときのクラッチレバー３１の回動角度とクラッチレバー３１に加わる荷重の関係を示す説明図である。同図においては、横軸が非操作時をゼロとしてクラッチレバー３１の回動角度（レバー角度）を表す一方で、縦軸がクラッチレバー３１に加わる荷重（レバー荷重）を表している。
ヒステリシス曲線２００は、運転者がクラッチレバー３１を操作し始めてから元の位置（レバー角度ゼロの位置）に戻るまでの履歴を示すものである。
運転者がクラッチレバー３１を操作し始めると、レバー荷重は、半クラッチ領域付近の最大荷重ポイントＡまで急激に増加する（Ｏ→Ａ）。すなわち、このＯ→Ａ間が、運転者にとってクラッチレバー３１が「重い」と感じられる区間である。
最大荷重ポイントＡからクラッチレバー３１を握り切る最大ストロークポイントＢ（クラッチを切った状態）に到達するまでは、最大荷重値よりも若干少なく、同程度の値の荷重がほぼ安定して加わる（Ａ→Ｂ）。なお、車種によっては、最大ストロークポイントＢで加わる荷重が全履歴の中で最大になる場合もある。
その後、クラッチレバー３１を元の位置Ｏに戻すときには、信号で停止している状態でのクラッチレバー３１の位置に相当する信号待ちポイントＣ付近まで荷重が急激に減少（Ｂ→Ｃ）した後、ほぼ一定の荷重で推移して半クラッチ領域を通過後、元の位置Ｏに戻る（Ｃ→Ｏ）。
図７からも明らかなように、クラッチレバー３１を入り切りする操作では、レバー角度上昇時の方が、レバー角度下降時よりも荷重値が相対的に大きい。そこで、パワーアシストクラッチシステム１に、レバー角度上昇時とレバー角度下降時のアシスト力の荷重に対する比率（アシスト比率）を適宜調整可能なアシスト力変更手段を設けることによって、クラッチレバー３１の操作入力状況に応じたアシスト力の発生を行うことが可能となる。この場合には、例えば運転者が最も負担を感じる区間Ｏ→Ａのアシスト比率を大きくする一方で、区間Ｂ→Ｃ→Ｏのアシスト比率を小さくするといった調整を適宜行うことのできる設定にする。なお、このようなアシスト力変更手段を制御部１５に設けることも勿論可能である。
実際にクラッチレバー３１に加わる荷重の絶対値は、車種や排気量等によって異なる上、運転者によっても負担を感じる荷重値が異なる。すなわち、車種のみならず実際にクラッチレバー３１の操作を行う運転者によっても最適なアシスト比率は異なる。そこで、前述したアシスト力変更手段には、アシスト比率を変更可能にするような設定機構が設けられていればより好ましい。この場合のアシスト比率は、製造時にいくつかの値を予め制御部１５内のメモリで記憶しておき、運転者がその中から所望のアシスト比率を選択し、制御部１５に設けられる入力部から入力する構成にしてもよいし、運転者が任意のアシスト比率を設定および入力可能な構成にしてもよい。
なお、図７のヒステリシス曲線２００はあくまでも一例を示したものに過ぎず、クラッチレバー３１の荷重特性は車種等により異なる。しかしながら、本実施形態にとどまらず、本発明に係る全ての実施形態においては、クラッチレバー３１の荷重特性に応じて前述したアシスト比率の調整や変更を行うことが可能であることはいうまでもない。
＜システム構成＞
図８は、上述した構成を有するセンサ部１２３を用いたパワーアシストクラッチシステム１の概略構成を示す説明図である。
センサ部１２３で検知された信号は、信号検出部１２５に送信され、センサ出力信号として制御部１５に入力される。制御部１５では、センサ出力信号に基づいた制御信号をアシスト駆動部１７に出力する。アシスト駆動部１７は、制御信号に応じたアシスト力を発生する。クラッチレバー３１からの手動操作力とアシスト駆動部１７からのアシスト力とはそれぞれ別個にジョイント部１９に伝達される。ジョイント部１９では、ワイヤ４１を介してクラッチレバー３１から伝達される操作力とアシスト駆動部１７から伝達されるアシスト力とを合成し、被駆動部３に駆動力を伝達する。
なお、図８ではパワーアシストクラッチシステム１を模式図としてに記載しているので、センサ部１２３と信号検出部１２５の間も実際の配線とは異なり、１本の線で簡略化している。すなわち、実際には、発振回路２１からの配線、および二つの荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂから電流検出部２５Ａおよび２５Ｂにそれぞれ接続される配線がこの両者の間になされていることはいうまでもない。
被駆動部３は、ジョイント部１９からの駆動力をクラッチ部７０へ伝達するクラッチレリーズ機構を備える。図８においては、クラッチレリーズ機構の一例としてカム軸６２を用いるカム式レリーズ機構を用いた場合の概略構成を模式的に示しており、クラッチ部７０以外の被駆動部３の構成（トランスミッション等）については省略している。
次に、被駆動部３の動作を説明する。
クラッチレバー３１およびアシスト駆動部１７にそれぞれ係合されるジョイント部１９としてのプルレバー（クラッチレリーズレバーとも呼ばれる）が回動すると、その回動中心を通過するように設けられるカム軸６２が連動し、カム山の部分がプッシュロッド７１に当接するときにそのプッシュロッド７１を引き出して駆動力をクラッチ部７０に伝達する。
図９は、クラッチ部７０要部の詳細な構成例を示す部分断面図である。同図に示すクラッチ部７０は、従来から自動二輪車用エンジンで一般的に使用されている多板型クラッチであり、クラッチレバー３１の操作によって主軸７２の中空軸心部を貫通するプッシュロッド７１をその軸線方向に移動させてプレッシャープレート７３を押圧することにより、クラッチスプリング７４の弾性力によりプレッシャープレート７３を介して圧接されているクラッチアウター７５側の各プレート７６とクラッチインナー７７側の各ディスク７８との摩擦係合を解除し、クラッチアウター７５とクラッチインナー７７の連動を解除して、クラッチレリーズする。
プッシュロッド７１端部には、カム軸６２を回転軸とするプルレバー６１が隣接しており、このプルレバー６１にはジョイント部１９から延接されたワイヤ４１が連結している。ジョイント部１９からワイヤ４１を介して伝達される駆動力によってプルレバー６１がカム軸６２の中心軸を回動中心として回動し、この回動の過程でカム軸６２に形成されたカム山の部分がプッシュロッド７１を引き出し、プレッシャープレート７３を引き出す。ちなみに、クラッチレバー３１の操作によるプレッシャープレート７３の移動距離は２ｍｍ程度である。このうち半クラッチ状態は、プレッシャープレート７３がたかだか１ｍｍ程度移動したところで生じる。
以上説明したクラッチ部７０の断続操作により、被駆動部３内のクランクシャフトから伝達される回転駆動力をトランスミッション以下の駆動系に断続させることができる（図示せず）。
なお、本実施形態において適用されるクラッチ部７０は、特に乾式、湿式を問わない。
カム式レリーズ機構を用いる場合のプルレバー６１の回転方法は必ずしも前述した方法に限られるわけではなく、図１０および図１１（図１０の矢視Ｂ方向の模式図）に示すように、アシスト駆動部１７からのアシスト力が、アシスト駆動部１７を構成するアクチュエータがモータによって駆動してアシスト力を発生する場合を想定しており、そのモータによる回転駆動力を、アシスト力の駆動力を伝達するアシスト駆動力伝達軸１７１を介してジョイント部１９に伝達し、クラッチレバー３１からワイヤ４１を介して伝達される操作力と協働してジョイント部１９を回転させる。したがって、アシスト駆動部１７は被駆動部３内の空間に適宜配置される。他の部位の構成および作用は前述したものと同じである（図８を参照）。
また、クラッチレリーズ機構自体もカム式に限られるわけでなく、他にもラック・アンド・ピニオン式やボールスプリング式などのクラッチレリーズ機構を適用してもよい。このうち、ラック・アンド・ピニオン式を用いる場合には、図１２の部分断面図に示すように、ワイヤ４１を介して伝達された駆動力に応じてジョイント部１９操作によってピニオンギヤ６４が回動し、プッシュロッド７１がエンジン外側方向に移動することによってプレッシャープレート７３を引き出してクラッチを切る。図示はしないが、ボールスクリュー式の場合にも、可動側のネジを回転させるための駆動力を上記同様に発生させることに相違は無い。
以上説明したパワーアシストクラッチシステムによれば、運転者が従来よりも弱い力を作用するだけでクラッチレバーを操作することが可能となるため、運転者のクラッチレバー操作時の負担が減り、長時間運転しても疲労感を抱かずに済むという効果が得られる。
また、クラッチレバー３１の操作力を直接検出することによって制御を行っているため、単にクラッチレバーの位置情報だけを利用する場合などに比べて精度がよく、クラッチレバー操作時に加わる荷重特性にも迅速に対応可能である。このため、システムの信頼性が向上するとともに、操作入力状況に応じた最適な制御が可能となる。
＜パワーアシストクラッチシステムの制御方法＞
以上の構成を有するパワーアシストクラッチシステム１の制御方法について、図１３に示すフローチャート図を参照して説明する。なお、同図に示す制御方法は、後述する各実施形態においても同様である。
まず、検出部１３でクラッチレバー３１からの操作力入力値を検出し、この検出結果であるセンサ出力信号の値が所定の閾値を上回るかどうかを制御部１５で判定し（ステップＳ１）、上回ったとき（ＹＥＳ）にアシストを開始する（ステップＳ３）。上回ってない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１の処理を継続して行う。
ここで閾値とは、運転者が自らの意志で操作したと判断し得る程度の値である。また、入力値は、検出部１３が検出する物理量に応じて変わるものであり、荷重を検知する場合には荷重値であり、回転速度や変位等を検知する場合にはそれらに応じた入力値となる。したがって、閾値自体も検出する量に応じた物理量で設定される。
ステップＳ３でアシストを開始すると、制御部１５では運転者によるクラッチレバー３１の操作速度とアシスト駆動部１７内のアクチュエータ駆動速度の比較を行い（ステップＳ５）、アクチュエータ駆動速度の方が大きい場合（ＹＥＳ）にはアクチュエータ駆動速度を下げる（ステップＳ７）一方で、アクチュエータ駆動速度の方が小さい場合（ＮＯ）にはアクチュエータ駆動速度を上げるような制御信号を発生する（ステップＳ９）。これにより、アクチュエータ駆動速度が運転者によるクラッチレバー３１の操作速度に常時追随するような制御を行う。
ここでの制御部１５における各速度の計測に際しては、荷重センサやポテンショの変位を計算することによって求める。アクチュエータの場合には、エンコーダを装着することによってアクチュエータ駆動速度を計測することもできる。
その後、クラッチレバー３１が運転の過程で停止されたときには、この停止時間が所定時間以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。
まず、ステップＳ１１でクラッチレバー３１の停止時間が所定時間以上である場合（ＹＥＳ）には、予め定めた時間を経過した後にアシスト力が０になるように徐々にアシスト力を減少させるような制御信号を発生する（ステップＳ１３）。これは、クラッチレバー３１を運転者が停止している場合にアシストを継続することによってアクチュエータが焼付を起こすことを未然に防止するための処理である。
アシスト力を減少させていく過程で入力値がゼロになった場合（ステップＳ１５でＮＯ）には、アシストを停止する（ステップＳ２５）。他方、入力値がゼロでない場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）には、その入力値が閾値を下回った時点（ステップＳ１７でＮＯ）でステップＳ２５に進み、アシストを停止する。
ステップＳ１７で入力値が閾値を下回らない場合（ステップＳ１７でＮＯ）には、ステップＳ１９に進む。
ステップＳ１９では、クラッチレバー３１の操作速度とアクチュエータ駆動速度の再入力を行うかどうかの判断を行い、再入力を行う場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５に戻って前述した処理を繰り返す。他方、再入力を行わない場合（ＮＯ）にはアシストを停止する（ステップＳ２５）。
ステップＳ１１において、クラッチレバー３１の停止時間が所定時間に達していない場合（ＮＯ）には、クラッチレバー３１からの入力値と閾値の大小を比較し（ステップＳ２１）、入力値が小さい場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）にはステップＳ２５に進んでアシストを停止する。他方、入力値の方が大きい場合（ステップＳ２１でＮＯ）には、ステップＳ２３に進み、前述したステップＳ２３と同様にクラッチレバー３１の操作速度とアクチュエータ駆動速度の再入力を行うかどうかの判断を行い、再入力を行う場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５に戻り、行わない場合（ＮＯ）にはステップＳ２５に進んでアシストを停止する。
ステップＳ２５でアシストを停止後、メインスイッチがＯＮ状態にある（ステップＳ２７でＯＮ）限り、ステップＳ１に戻って以上の処理を繰り返す。
他方、ステップＳ２５でメインスイッチを切る（ＯＦＦ）場合には、本実施形態に係る制御処理が終了する。
以上説明したパワーアシストクラッチシステムの制御方法によれば、クラッチレバーに加わる荷重の増加時には、アシスト力を発生させることによって操作荷重の低減と操作スピードの向上を図ることができる一方、荷重の減少時にはアシストを行わないかまたはアシスト比率を低く抑えることができるので、運転者の所望のクラッチ接続状態に迅速に達し、操作性の向上を実現することができる。
また、上述した制御方法はフィードバック機構を備えているので、制御の精度および信頼性を向上させることができる。
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、クラッチ操作部の操作時の負担を軽減するとともに、クラッチ操作部の操作入力状況に応じたアシスト力の発生による迅速かつ円滑な制御が可能となる。
また、本実施形態においては、検出部で検出される荷重等の入力値が大きいときにアシスト力が大きくなるので、運転者の負荷を一定レベル以下に制限することができ、操作性が向上させる効果を得ることができる。
特に、自動二輪車のクラッチレバーに加わる荷重を検出する場合には、クラッチレバーの荷重特性に迅速に対応することが可能になり、運転時の実情にあったリアルタイムな制御が可能となる。
さらに、センサ部を後付け可能な構成にすることにより、車種に関わらず適用可能となり、コストもかからずに済む。
なお、本実施形態においては、荷重センサとして磁歪式荷重センサを適用する場合を一例にとして説明したが、歪みゲージ式、静電容量式、ポテンショ式、感圧ゴム等の様々なタイプの荷重センサを用いても同様の効果を得ることができるのは勿論である。
また、センサ部１２３をクラッチレバー３１に内蔵する代わりに、ジョイント部１９に係合される端部４１３に加わる荷重を検知する構成にすることも可能である。この場合には、クラッチレバー３１は取替えを行わず、ジョイント部１９の構成を若干変更し、磁歪式荷重センサ２３を端部４１３に当接して直接荷重を検知可能な構成にする。それ以外の部分については上述したものと特段の相違はない。
（第２の実施形態）
図１４は、本発明の第２の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムに適用されるセンサ部の詳細な構成を示す部分断面図である。同図に示すセンサ部２２３は、第１の実施形態において説明したセンサ部１２３（図３を参照）と同様に自動二輪車のハンドル３５のクラッチレバー３１に内蔵される。
なお、センサ部２２３以外のパワーアシストクラッチシステムの構成、および当該システムの制御方法については、上記第１の実施形態と同じである。
また、本実施形態においても、自動二輪車のクラッチレバー３１操作時に加わる荷重を検出して制御を行うものとして説明するが、第１の実施形態と同様に荷重以外の物理量（回転角度、直線変位、回転トルク等）を検出してもよい。
図１４に示すセンサ部２２３の内部には、二つの磁歪式荷重センサ６３Ａおよび６３Ｂを収納して固定するためのセンサ固定部５８が設けられている。センサ固定部５８は、図１４に示す断面においては、上下に凸状の断面を有している。
この凸状の突起部分に対して、磁歪式荷重センサ６３Ａのケース６３５Ａ底面部（荷重受け部の突出部分の側を上面とする）および磁歪式荷重センサ６３Ｂのケース６３５Ｂ上面部がそれぞれ嵌合されている。
また、磁歪式荷重センサ６３Ａの荷重受け部６３１Ａ上端部は、ワイヤ４１の端部４１１に当接しており、ワイヤ４１に加わる荷重を直接検出可能な構成を有している。このため、図１４に示す端部４１１には、磁歪式荷重センサ６３Ａの上端部と当接可能な平面を有する当接部４１１ａが設けられているが、図示した形状はあくまでも一例に過ぎないことは勿論であり、他の形状であっても荷重受け部６３１Ａ上端部に当接しさえすれば一向に構わない。
ここで本実施形態において適用する磁歪式荷重センサの構成を説明するが、二つの磁歪式荷重センサは同一形状なので、区別を必要としない説明に際しては、各部位の符号にＡおよびＢを付さずに記載して両者を兼ねるものとする。
磁歪式荷重センサ６３は、ワイヤ４１を貫通するための中空部を有した円筒形状をなしており、外部からの荷重を受ける荷重受け部６３１、荷重受け部６３１の周囲に巻回されるコイル６３３、荷重受け部６３１およびコイル６３３を収容する強磁性体製の収容部であるケース６３５から構成されている。コイル６３３は、荷重受け部６３１の周囲に配置されたベークライト、ナイロン等の樹脂からなるボビンに収納されている。
荷重受け部６３１は、第１の実施形態における磁歪式荷重センサ２３Ａ、２３Ｂと同様にロッド形状をなす磁歪素子から構成され、ワイヤ４１が貫通する中空部を有している。ワイヤ４１は、荷重受け部６３１の中空部内側面に密着するように挿入されている。
図１４の矢視Ｃ方向のＸＶ−ＸＶ線断面図である図１５に示すように、ケース６３５Ａの横断面をなす円と荷重受け部６３１Ａの円環とは各々の中心が一致する形状を有する。換言すれば、磁歪式荷重センサ６３Ａの横断面は、ワイヤ４１の中心軸Ｏ’を対称軸として点対称になっている（磁歪式荷重センサ６３Ｂについても同様）。この結果、ワイヤ４１の軸方向に加わる荷重を同軸上で検出でき、荷重受け部６３１Ａ上端部では均等な力を受けることが可能となり、測定精度を向上させることができる。
荷重受け部６３１の周囲に巻回されるコイル６３３の巻き数は、このコイル６３３に所定の電流を流したときに磁束が飽和するために必要な磁界の強度を生じるように設定されている。このように巻回されたコイル６３３を流れる電流によって生じた磁束は、強磁性体製の荷重受け部６３１とケース６３５によって安定化される。すなわち、荷重受け部６３１とケース６３５は、全体で磁束の磁路を構成する。
磁歪式荷重センサ６３Ａの荷重受け部６３１Ａがケース６３５Ａから突出している部分の磁歪式荷重センサ６３Ａの上端部は、前述したようにワイヤ４１の端部４１１が当接しており、クラッチ側のワイヤ４１の端部４１３にトーションスプリングを介して加わるプリロードによって荷重受け部６３１Ａの上端部は押圧されている。
他方、磁歪式荷重センサ６３Ｂのケース６３５Ｂ底面部は、センサ固定部５８に当接している。この磁歪式荷重センサ６３Ｂの荷重受け部６３１Ｂ上端部は、センサ固定部５８が有する凸状の突起部の間に生じる隙間に嵌合されているため、ワイヤ４１の押圧による荷重を受けることがない。
したがって、クラッチレバー３１の操作時には、磁歪式荷重センサ６３Ａにのみ荷重が加わることになり、二つの磁歪式荷重センサを流れる電流には差が生じることになる。この電流信号の差分を信号検出部１２５で増幅することによってクラッチレバー３１操作時の荷重を検出することができる。
この検出された荷重に基づくセンサ出力信号を制御部１５で受信すると、制御部１５ではそのセンサ出力信号に応じて最適なアシスト力を求めるための演算を実行し、その演算結果に基づいたアシスト力を発生するための制御信号をアシスト駆動部１７に送信する。
以上説明したセンサ部２２３は、荷重が加わる軸（ワイヤ４１の中心軸）と同軸上に荷重受け部を有する磁歪式荷重センサ６３Ａおよび６３Ｂを配置したため、これらの磁歪式荷重センサがワイヤ４１の軸方向に加わる荷重を同一軸上で均等に受けることを可能にし、測定精度を向上させることができる。
また、センサ部２２３においては、磁歪式荷重センサへの特別な荷重分配機構が不要なため、従来よりも少ない部品点数で磁歪式荷重センサを構成することができ、その結果コストの低減ならびにすることが可能となる。
加えて、センサ部２２３自体をコンパクトにレイアウトすることが可能になり、意匠性にも優れ、後から取り付けてもさほど外見的な違和感を抱くことがなくなるという効果も得られる。
なお、第１の実施形態と同様に、本実施形態に係る磁歪式荷重センサ６３をジョイント部１９側に係合することも勿論可能である。
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
本実施形態においては、検出部に荷重受け部が中空形状を有する磁歪式荷重センサから構成されるセンサ部を適用することにより、システムを一段と小型化することが可能になる。
ところで、本実施形態において適用される磁歪式荷重センサの構成はこれに限られるわけではない。
例えば、荷重受け部６３１をセンサの底面部まで達するようにケース６３５に嵌合させることも可能である。このように構成することで、荷重受け部の全体でケースを介さずに荷重を受けることができるため、感度や応答性の点では磁歪式荷重センサ６３よりも有利になる場合がある。
また、中空部に面してワイヤ４１と密着する内壁面に被覆部を設けることも可能である。この場合の被覆部としては、ポリアセタル、テフロン（登録商標）チューブ、フッ素樹脂等の硬質の樹脂、またはオーステナイト系１８８ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等の非磁性の金属を用いる。これにより、荷重受け部６３１の中空部内にワイヤ４１を密着して挿入したときに、ワイヤ４１との間の摺動性を付与すると同時に、ワイヤ４１が移動して荷重が加わるときの曲げ応力等から荷重受け部６３１を保護することが可能となる。
さらに、磁歪式荷重センサ６３の荷重受け部６３１のケース６３５の底面部との境界付近にフランジ形状をなす補強部を設けることも可能である（図示せず）。この場合には、荷重受け部６３１に加わる荷重によってケース６３５の底面部が剪断降伏しないように、底面部の厚さと荷重受け部６３１の外径の比率を適宜調整してさらに小型化を図ることができる。なお、補強部の形状としては、一つまたは複数の段付き形状、テーパ形状、Ｒ形状等様々な形状を適用することも可能である。
また、上述したいずれかの磁歪式荷重センサにおいて、少なくとも荷重受け部のコイル接触部分にゴムや樹脂等の絶縁物質から成る絶縁皮膜をコーティングまたは塗装または溶射等によって設けることにより、ボビンを用いずに荷重受け部の周囲にコイルを直接巻回する構成にすることもできる。この場合の絶縁皮膜としては、シリコンなどの絶縁スプレーを利用してもよい。
加えて、荷重受け部およびケースを、ポーラス構造（多孔性および浸透性を有する構造）をなす強磁性体から構成することも可能である。ポーラス構造をなす強磁性体は、バルクの単体と比較して平均有効径が小さく、周波数特性が良い。
したがって、このような強磁性体によって形成される金属フォームのネットワークを荷重受け部として用いることにより、荷重受け部の外径を細くすることなく所望の感度を得ることができ、磁歪式荷重センサの小型・軽量化による荷重受け部の強度の脆弱化を防止することが可能となる。加えてこの場合には、荷重受け部やケースを型成形によって生産できるので、切削等の工程が不要となり、量産によるコスト減を実現することができる。
以上説明した磁歪式荷重センサは、全て中空部を有する単一の磁歪素子から構成される荷重受け部を有するものであったが、それ以外にも、例えば荷重受け部を強磁性体製の複数の中実ロッドから構成することも可能である。これらの中実ロッドは、長手方向（中実ロッドの高さ方向）の中心軸が同一円周上を通過するとともに、各中心軸が互いに平行な方向を指向するように配置されて荷重受け部を構成するものである。このため、荷重受け部と中空部との間には、上述した被覆部と同様の素材から成り、各中実ロッドに内接する円筒形状の円筒部を設けることによって荷重受け部を固定する。
このように、本実施形態において用いられる磁歪式荷重センサは、ワイヤ４１を挿入するための中空部を有している限り、種々の設計変更等が可能であり、そのいずれもが同様の効果を奏する。
（第３の実施形態）
図１６は、本発明の第３の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの概略構成を示す説明図である。本実施形態においては、上述した二つの実施形態のようにセンサ部をクラッチレバー３１に内蔵させる代わりに、上記実施形態におけるワイヤ固定部に相当する箇所にセンサ部３２３を設けることにより、ワイヤ４１とアウタチューブ４３の間に生じる摩擦に伴う荷重値の増加を抽出する構成を有している。
＜システム構成＞
図１６に示すパワーアシストクラッチシステムは、図８に示すものと異なり、ジョイント部１９で手動操作力とアシスト力とを合成した駆動力を被駆動部３内のプルレバー６１に１本のワイヤ４１を介して伝達し、クラッチの入り切りを行う。
クラッチレバー３１は、センサ部が内蔵された上記実施形態とは異なり通常使用されているものである。このクラッチレバー３１に係合されるワイヤ４１の端部４１１および４１３は、クラッチレバー３１自身とジョイント部１９にそれぞれ係合されている。
ジョイント部１９では、クラッチレバー３１からジョイント部１９に操作力を伝達するワイヤ４１に適宜プリロードを加えることによってそのワイヤ４１を緊張させておく。他方、ジョイント部１９とプルレバー６１を連繋して合成後の駆動力を伝達するワイヤ４１については、プルレバー６１の回転軸に当接するトーションスプリングによってワイヤ４１を緊張させ、弛緩するのを防止している。
なお、図１６があくまでも一例を示したものであり、本実施形態においても図８に示すような構成（プルレバーがジョイント部１９そのものに相当）とすることも勿論可能である。
その他のシステム構成については第１の実施形態（図８を参照）と同じなので、ここでは説明を省略する。
＜センサ部の構成＞
次に、具体的なセンサ部３２３の構成を説明する。図１７は、二つの荷重センサからなるセンサ部３２３を、クラッチレバー３１近傍のハンドル３５に設置する場合のセンサ部３２３の詳細な構成を示す説明図である。本実施形態においても、センサ部３２３をクラッチケーブル側のワイヤ固定部に相当する箇所に設置することも可能であるが、以後の説明においては、ハンドル側に設けた場合について説明する。
センサ部３２３は、クラッチレバー３１の操作に伴って運転者に加わる荷重を検知するものであり、より具体的には、クラッチレバー３１に連結され、他端がジョイント部１９（または被駆動部３）に係合されるワイヤ４１とアウタチューブ４３の間に生じる摩擦に伴う荷重値の増加を検知する構成を有する。
図１７は、荷重センサとして磁歪式荷重センサを用いる場合のセンサ部１２３の詳細な構成を示す部分断面図である。なお、本実施形態で用いる磁歪式荷重センサは、第１の実施形態と同じ構成を有する磁歪式荷重センサ２３である。
センサ部３２３には他に、センサユニットカバー５１を貫通するワイヤ４１を被覆するアウタチューブ４３のチューブエンド４５を嵌合するためのホルダ５２が設けられている。このホルダ５２には、ばね等の弾性部材５３の一端が当接しており、他端が固定部５４で固定されることにより、所定量の荷重が予め加えられている。
ホルダ５２のチューブエンド４５を嵌合する平面と反対側の平面には、磁歪式荷重センサ２３Ａのケース２３５Ａが当接している。アウタチューブ４３の押圧によってホルダ５２が回動中心Ｑを軸として回動すると、磁歪式荷重センサ２３Ａの荷重受け部２３１Ａが押圧部材５５によって押圧される。この結果、磁歪式荷重センサ２３Ａに加わる荷重値が変化する。この荷重値の変化に伴うインピーダンス変化を、上述した信号検出部１２５で検出する。ちなみに、クラッチレバー３１操作によって磁歪式荷重センサ２３Ａが荷重を受けて移動する距離は、たかだか１ｍｍ程度である。
なお、図１７の矢視Ｄ方向のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である図１８に示すように、本実施形態においても、磁歪式荷重センサ２３Ａと同じ構成を有するもう一つの磁歪式荷重センサ２３Ｂがセンサ部３２３内に設けられている。磁歪式荷重センサ２３Ｂの荷重受け部２３１Ｂ（図示せず）には、第１の実施形態における磁歪式荷重センサ２３Ｂと同様に、常に一定の荷重が加わっている。したがって、クラッチレバー３１操作時には磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂにそれぞれ加わる荷重に差が生じるため、この差を信号検出部１２５で差動増幅することによってクラッチレバー３１に加わる荷重を精度よく検出することが可能となる。
二つの磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂは互いの近傍に配置され、それぞれの荷重受け部の中心軸ＯＡおよびＯＢは、ハンドル３５の中心軸Ｏを中心とする同一円上を通過している。更に好ましくは、二つの磁歪式荷重センサが、図１７のＸ’−Ｘ’線に対して左右対称となるように配置されていればよい。このような配置にすることにより、温度特性の改善を図ることができ、荷重検出装置１１１の検出精度を一段と向上させることができる。
以上説明した構成を有するセンサ部３２３は、従来のワイヤ式クラッチシステムを大きく変更することなく取り付けることが可能なので、パワーアシストクラッチシステム１を後付けで適宜追加することができる。
また、ホルダ５２の回動中心Ｑの下部に二つの磁歪式荷重センサを配置することにより、作業性の向上とセンサ部３２３の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態においても、センサ部３２３に過荷重防止機構を追加することもできる。図１９は、過荷重防止機構を追加した場合のセンサ部３２３の詳細な構成を示す部分断面図である。同図においては、磁歪式荷重センサ２３Ａの外観を図示しているが、その内部の構成は図１７に示したものと同じである。
過荷重防止機構の基本的な構成は第１の実施形態で説明したもの（図６を参照）と同じなので説明は省略する。なお、図１７における各部位の符号は図６の対応部位と同じ符号を用いて記載してある。
このような過荷重防止機構を設けることによって、磁歪式荷重センサ２３Ａの耐久性を向上させることができることは勿論である。
以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、上記二つの実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第４の実施形態）
図２０は、本発明の第４の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムに適用されるセンサ部の詳細な構成を示す部分断面図である。同図に示すセンサ部４２３は、第３の実施形態において説明したセンサ部３２３（図１６を参照）と同様に自動二輪車のハンドル３５のクラッチレバー３１近傍のワイヤ固定部内に設置される。
図２０に示すセンサ部４２３の内部には、二つの磁歪式荷重センサ６３Ａおよび６３Ｂを収納して固定するためのセンサ固定部５８が設けられている。センサ固定部５８は、図２０に示す断面においては、上下に凸状の断面を有している。
この凸状の突起部分に対して、磁歪式荷重センサ６３Ａのケース底面部（荷重受け部の突出部分の側を上面とするときの反対側の面）および磁歪式荷重センサ６３Ｂの上面部がそれぞれ嵌合されている。磁歪式荷重センサ６３Ａおよび６３Ｂは、第２の実施形態で用いたものと同じなので、第２の実施形態と同一の符号を付してある。
図２０の矢視Ｅ方向のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である図２１に示すように、ケース６３５Ａの横断面をなす円と荷重受け部６３１Ａの円環とは各々の中心が一致する形状を有する。換言すれば、磁歪式荷重センサ６３Ａの横断面は、ワイヤ４１の中心軸Ｏ’を対称軸として点対称になっている（磁歪式荷重センサ６３Ｂについても同様）。この結果、ワイヤ４１の軸方向に加わる荷重を同軸上で検出でき、荷重受け部６３１Ａ上端部では均等な力を受けることが可能となり、測定精度を向上させることができる。
磁歪式荷重センサ６３Ａの荷重受け部６３１Ａがケース６３５Ａから突出している部分の磁歪式荷重センサ６３Ａの上端部には、ワイヤ４１のアウタチューブ４３の端部を固定するためにアルミ等からなるチューブエンド４５が当接しており、ジョイント部１９またはプルレバー６１に加えられるプリロードに起因する押圧荷重によって荷重受け部６３１Ａの上端部は押圧されている。この磁歪式荷重センサ６３Ａとチューブエンド４５との間に生じる隙間には、樹脂等からなるスペーサ５９が充填され、荷重受け部６３１Ａおよびケース６３５Ａを保護している。
他方、磁歪式荷重センサ６３Ｂのケース６３５Ｂ底面部は、センサ固定部５８に当接している。この磁歪式荷重センサ６３Ｂの荷重受け部６３１Ｂ上端部は、センサ固定部５８が有する凸状の突起部の間に生じる隙間に嵌合されているため、ワイヤ４１の押圧による荷重を受けることがない。
したがって、クラッチレバー３１の操作に伴うワイヤ４１からの押圧時には、磁歪式荷重センサ６３Ａにのみ荷重が加わることになり、二つの磁歪式荷重センサを流れる電流には差が生じることになる。この電流信号の差分を信号検出部１２５で増幅することによってクラッチレバー３１操作時の荷重を検出することができる。
この検出された荷重に基づくセンサ出力信号を制御部１５で受信すると、制御部１５ではそのセンサ出力信号に応じて最適なアシスト力を求めるための演算を実行し、その演算結果に基づいたアシスト力を発生するための制御信号をアシスト駆動部１７に送信する。
以上説明したセンサ部４２３は、第２の実施形態における磁歪式荷重センサ６３と同じ構成のセンサを使用しているため、測定精度の向上や荷重検出装置全体の小型・軽量化の実現等の点において、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、センサ部４２３以外のパワーアシストクラッチシステムの構成、および当該システムの制御方法については、上記実施形態と同じなので説明を省略する。
以上説明した本発明の第４の実施形態によれば、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
特に本実施形態においては、検出部に荷重受け部が中空形状を有する磁歪式荷重センサから構成されるセンサ部を適用することにより、システムを一段と小型化することが可能になるため、荷重検出装置全体の小型・軽量化の実現等において、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態において適用される磁歪式荷重センサの構成は以上説明したものに限られるわけではなく、ワイヤ４１を挿入するための中空部を有している限り、種々の設計変更等が可能であり、そのいずれもが同様の効果を奏する点についても、第２の実施形態と同じである。
（第５の実施形態）
図２２は、本発明の第５の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムに適用されるセンサ部の詳細な構成を示す部分断面図である。本実施形態においては、駆動力伝達系（動力伝達部材）として油圧配管（オイルホース）を用いる。
図２２に示すセンサ部５２３は、ばね等の弾性部材８２が組み込まれた油圧部８３を、真鍮８４から成る中空部を樹脂８５で被覆して構成されるスライド可能なシール部材で隔離している。このシール部材をクラッチレバー３１の操作に伴って押圧して移動させるための押圧部材８６とクラッチレバー３１からの押圧を直接受ける受け部材８７との間に、第１の実施形態と同じ磁歪式荷重センサ２３Ａを装着することによって、クラッチレバー３１操作時に加わる荷重を検知するものである。本実施形態においても、磁歪式荷重センサ２３Ａと同形状の磁歪式荷重センサ２３Ｂを上記第１の実施形態と同様に対称に配置する構成をとることによって、信号検出部１２５が二つの磁歪式荷重センサからの信号の差分を差動増幅したセンサ出力信号を制御部１５へ送信する。
以上の構成を有するセンサ部５２３を用いる場合にも、部品点数が少なくて済むため、上記第２の実施形態と同様に意匠性に優れ、なおかつ軽量コンパクトであるとともに、取り付け後に違和感を抱かずに済むという効果を得ることができる。
さらに、従来から用いられている油圧システムに後から改造を加えることが可能なので、パワーアシストクラッチシステムを後付けするためのコストの低減を図ることができるという利点も有する。
図２３は、上述したセンサ部５２３を用いて構成されるパワーアシストクラッチシステムの概略構成を示す説明図である。
同図に示すパワーアシストクラッチシステム１において、クラッチレバー３１の操作によってセンサ部５２３で発生した油圧は、オイルホース８１を介してクラッチ部７０のレリーズシリンダ９１に伝達される。レリーズシリンダ９１に伝達された油圧は、プッシュロッド７１を移動させてクラッチ部７０内のプレッシャープレートを押圧し、その結果クラッチの断続操作が行われる。
他方、センサ部５２３で検知した荷重値は信号検出部１２５で差動増幅された後、制御部１５にセンサ出力信号として出力され、このセンサ出力信号に基づいた制御信号がモーターユニット１７３に送信される。モーターユニット１７３は、被駆動部３内のプッシュロッド７１に連結されており、制御信号に基づいて発生するアシスト力によって前述したプッシュロッド７１の移動をアシストするアシスト力を発生する。すなわち、クラッチレバー３１の操作に応じてクラッチレリーズのための動作をするプッシュロッド７１に対してクラッチレリーズのためのアシスト力を付与する。この意味で、図２３に示す場合には、レリーズシリンダ９１とモーターユニット１７３とが全体で駆動力発生手段（駆動力発生部）をなしている。
図２４は、油圧式におけるクラッチ部７０要部の構成を示す部分断面図である。同図に示す場合、一端側でクラッチ部７０のプレッシャープレート７３と連係するプッシュロッド７１の他端側を、クラッチレバー３１からのオイルホース８１が接続されたレリーズシリンダ９１のピストン９２に当接させ、クラッチレバー３１の操作によりオイルホース８１を通してレリーズシリンダ９１内にオイルを圧入することで、その油圧によりピストン９２を摺動させ、プッシュロッド７１をクラッチ部７０の側に押圧する。
図２４では、アシスト力をプッシュロッド７１に伝達する機構が、モーターユニット１７３と、その内部に設けられる弾性定数の低い捩りバネのコイルスプリング９３と、略Ｙ字状のフォーク部材９４とから構成される場合を図示している。この場合、プッシュロッド７１には、フォーク部材９４を介してモーターユニット１７３で発生したアシスト力を受けるためのフランジ部９５が形成されている。
より具体的なアシスト力発生機構について説明する。モーターユニット１７３の出力軸９７には、コイルスプリング９３の倒れを防止するための倒れガイドが、その出力軸９７に同軸的に固着されており（図示せず）、この倒れガイドと間隔を置いてその外側を囲むようにコイルスプリング９３が配置されている。
フォーク部材９４は、所定位置に固定された軸９６によって一端側（Ｙ字の両上端）で揺動自在に支持されている。また、コイルスプリング９３は、その一端側が倒れガイドの基部付近でモーターユニット１７３の出力軸９７側に固定され、その他端側がフォーク部材９４の他端可動側（Ｙ字の下端）に連結されており、フォーク部材９４の中間部分は、プッシュロッド７１を挟むようにプッシュロッド７１のフランジ部９５に当接されている。
クラッチレバー３１の操作力に応じた制御信号によってモーターユニット１７３が駆動すると、出力軸９７の回転力により、コイルスプリング９３を介してフォーク部材９４が押圧される。この結果、フォーク部材９４を介してプッシュロッド７１のフランジ部９５がクラッチ部７０側に押圧されるアシスト力が生じ、プッシュロッド７１がプレッシャープレート７３を押圧する動作をアシストすることになる。
なお、本実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムの制御方法が、上記各実施形態におけるものと同じであることはいうまでもない（図１３を参照）。
以上説明した本発明の第５の実施形態においても、ワイヤ式による駆動力の伝達を行う他の実施形態と同様の効果を得ることができるのは勿論である。
（第６の実施形態）
図２５は、本発明の第６の実施形態に係るパワーアシストクラッチシステムに適用されるセンサ部の詳細な構成を示す部分断面図である。同図に示すセンサ部６２３は、同形状を有する二つの磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂ（第１の実施形態と同じ構成を有する）が互いに当接する面に対して対称に配置され、ワイヤ４１の中間部に設けられる。図２５においては、端部４１１がクラッチレバー３１に係合され、端部４１３が被駆動部３側に係合されている。
センサ収容部１４１内には、二つの磁歪式荷重センサ２３Ａおよび２３Ｂがワイヤ４１の軸方向に可動となるように収納されるとともに、ばね等からなる弾性部材１４３Ａおよび１４３Ｂが互いに逆方向に付勢している。
センサ収容部１４１の内部には、他にフランジ形状を有する押圧部材１４５が具備されている。弾性部材１４３Ａのプリセット荷重は、弾性部材１４３Ｂのプリセット荷重よりも大きく設定されており（１０ｋｇ重程度）、このため、押圧部材１４５のフランジ形状部分には、磁歪式荷重センサ２３Ａの荷重受け部２３１Ａで突出する部分の端部が当接して静止している。他方、磁歪式荷重センサ２３Ｂの荷重受け部２３１Ｂ突出部分端部は、外部からの荷重を受けないように弾性部材１４３Ｂによって支持されている。
荷重受け部２３１Ａの突出部分側に相当するケース２３５Ａの上面は、センサ収容部１４１と一体に形成されるフランジ形状のストッパ１４９が嵌合保持することにより、磁歪式荷重センサ２３Ａに過荷重が加わるのを防止している。したがって、たとえ大きな外部荷重が作用しても、磁歪式荷重センサ２３Ａには一定値以下の荷重しか作用しないので、磁歪式荷重センサ２３Ａが有効に保護されてその耐久性が向上する。
なお、図２５では、荷重受け部２３１Ａが押圧部材１４５に当接して直接荷重を受ける場合を示しているが、荷重受け部２３１Ａと押圧部材１４５の間に樹脂等からなるスペーサを充填し、このスペーサを介して押圧荷重を受ける構成にすることも勿論可能である。
センサ収容部１４１は、ワイヤ４１の中間部に、そのワイヤ４１を切断して設けられるため、ワイヤ４１とセンサ収容部１４１両端が、ワイヤ接合部１４７Ａおよび１４７Ｂによってそれぞれ接合されている。
以上のような構成を有するセンサ部６２３を用いる場合、クラッチレバー３１の操作により、ワイヤ４１は端部４１１側に移動して、磁歪式荷重センサ２３Ａに加わる荷重は減少する。この荷重の減少に伴うインピーダンス変化を上記実施形態と同様に荷重検出装置１１１で差動増幅することによって、クラッチレバー３１に加わる荷重を検出することが可能となる。
さらに、センサ収容部１４１と押圧部材１４５は自由に相対回転することができるため、センサ部４２３は捩れや撓みが適宜調整される。この結果、高精度の荷重検知が可能になるとともに、エンジンの振動等に伴って発生する無駄な作用を適宜逃がし、センサ部６２３自体の耐久性を高めることができる。
以上説明したセンサ部６２３は、所定の場所に固定する必要がない上に、ワイヤ４１の中間であればどこにでも装着することができるので、レイアウトの自由度が高いという利点がある。一例をあげると、自動二輪車のフェアリング（カウリング）の内部に隠れるような位置にセンサ部６２３を配置すれば、外見的には取り付ける前と全く変わらない。
また、取り付けが容易であるとともに既存部品の変更を必要としない点も大きな利点の一つである。
なお、磁歪式荷重センサ以外にも、歪みゲージ式張力センサをセンサ部６２３に適用し、クラッチレバー３１操作時のワイヤ４１の張力変化に基づいて荷重を検知することも勿論可能である。
以上説明したセンサ部６２３の構成を除けば、その他のパワーアシストクラッチシステムの構成並びに制御方法は、上記各実施形態とまったく同じである。したがって、それらの実施形態と同様の効果を得ることができるのは勿論である。
ところで、本発明は上述した６つの実施形態においてのみ特有の効果を奏するものと理解されるべきではない。
例えば、本発明のパワーアシストクラッチシステムおよび当該システムの制御方法を、自動二輪車のみならず四輪自動車のクラッチシステムに適用することも可能である。この場合には、運転者の座席から見てクラッチペダル（クラッチレバー）の背後の車体内部にセンサ部を適宜取り付けることによって、運転者のクラッチ操作の負担を軽減することができる。
このように、本発明は上記同様の効果を奏する様々な実施の形態等を含みうるものである。
【産業上の利用可能性】  以上の説明から明らかなように、本発明によれば、クラッチ操作部の操作時の負担を軽減するとともに、クラッチ操作部の操作入力状況に応じたアシスト力の発生による迅速かつ円滑な制御を可能とするパワーアシストクラッチシステム、パワーアシストクラッチシステムの制御方法、およびパワーアシストクラッチシステムの制御プログラムを提供することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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