(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入するドッグ入り動作により変速動作を行う方式の変速機を備えた、原動機付き車両の変速機構の制御装置であって、
変速指令を受け付ける変速指令受付部と、
前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御部と、
前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断部とを備え、
前記判断部が、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断した場合には、前記変速制御部は、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作を行い、
前記判断部が、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断した場合には、前記変速制御部は、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作を行う
ことを特徴とする変速機構の制御装置。
【請求項２】
さらに、前記クラッチの上流側における回転速度に関連する情報と、前記クラッチの下流側における回転速度に関連する情報に基づいて、前記クラッチの上流側の回転速度と前記クラッチの下流側の回転速度との差が所定値より小さい状態にあるか否かを判定する判定部を有し、
前記変速制御部は、さらに前記判定部が前記クラッチの上流側の回転速度と前記クラッチの下流側の回転速度との差が所定値より小さい状態にあると判定した場合に、前記第二の変速動作を行う
ことを特徴とする請求項１記載の変速機構の制御装置。
【請求項３】
前記第二のスケジュールは、所定時間の経過を待ち、その後前記クラッチの切断動作を開始させるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の変速機構の制御装置。
【請求項４】
前記第二のスケジュールは、前記クラッチを所定の位置に移動させてから所定時間の経過を待ち、その後前記クラッチの切断動作を開始させるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の変速機構の制御装置。
【請求項５】
前記第二のスケジュールは、前記クラッチの切断動作を、前記第一のスケジュールにおける前記クラッチの切断動作より低速で行わせるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の変速機構の制御装置。
【請求項６】
前記第二のスケジュールにおける前記所定時間は、あらかじめ定められた時間である
ことを特徴とする請求項３に記載の変速機構の制御装置。
【請求項７】
前記第二のスケジュールにおける前記所定時間は、あらかじめ定められた時間である
ことを特徴とする請求項４に記載の変速機構の制御装置。
【請求項８】
さらに、前記変速機を駆動するアクチュエータの位置を検出する検出部を有し、
前記第二のスケジュールにおける前記所定時間は、前記検出部が、前記アクチュエータの位置が所定の位置となることを検出することにより経過するものである
ことを特徴とする請求項３に記載の変速機構の制御装置。
【請求項９】
さらに、前記変速機を駆動するアクチュエータの位置を検出する検出部を有し、
前記第二のスケジュールにおける前記所定時間は、前記検出部が、前記アクチュエータの位置が所定の位置となることを検出することにより経過するものである
ことを特徴とする請求項４に記載の変速機構の制御装置。
【請求項１０】
前記第二のスケジュールは、前記変速機のドッグ入り動作を、前記第一のスケジュールにおける前記変速機のドッグ入り動作より早く開始させるものである
ことを特徴とする請求項１記載の変速機構の制御装置。
【請求項１１】
前記変速指令は、運転者により入力されることを特徴とする請求項１に記載の変速機構の制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の変速機構の制御装置を搭載した車両。
【請求項１３】
それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入することにより変速動作を行う方式の変速機を備えた、原動機付き車両の変速機構の制御方法であって、
変速指令を受け付ける変速指令受付ステップと、
前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御ステップと、
前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断ステップとを有し、
前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作が行われ、
前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作が行われる
ことを特徴とする変速機構の制御方法。
【請求項１４】
それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入することにより変速動作を行う方式の変速機を備えた変速機構を有する、原動機付き車両の制御方法であって、
変速指令を受け付ける変速指令受付ステップと、
前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御ステップと、
前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断ステップとを有し、
前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作が行われ、
前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作が行われる
ことを特徴とする原動機付き車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機付き車両の変速機構の制御装置、制御方法及び原動機付き車両に関し、特に、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及びドッグクラッチ式変速機を備えた原動機車両においてクラッチを接続する際の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドッグクラッチ式変速機を備えた原動機付き車両において、クラッチ及び変速機をモータ等のアクチュエータにより駆動するようにしたものが既に実用に供されつつある。これは、運転者が変速指令を入力するだけで、クラッチの切断、ギアシフト、クラッチの再接続といった一連の変速動作を自動的に行わせることを主眼としたものである。
【０００３】
特許文献１には、ドッグクラッチ式変速機を備えた原動機付き車両であって、クラッチ及び変速機をモータ等のアクチュエータにより駆動するようにしたものが開示されている。同文献記載の原動機付き車両は、走行状態プログラムによる制御が行なわれている間に変速指示が入力されるとクラッチアクチュエータを駆動してクラッチを一旦切断してから、シフトアクチュエータを駆動して変速機をシフトアップし、その後クラッチアクチュエータを駆動してクラッチを再接続する、シフトアップ制御に移行され、そしてシフトアップ制御が終了すると走行状態プログラムによる制御に移行する。
【特許文献１】特開２００６−１７０２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された原動機付き車両では、シフトアップ制御が終了し、走行状態プログラムによる制御に移行する前に、運転者は、すでに変速動作が終了しているものと感じ、そのタイミングでさらなる変速指令を入力することがままある。このとき、変速指令が実行されないと、運転者は違和感を覚えるとともに、応答が良くないと感じることが起こり得る。
【０００５】
本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータ等のアクチュエータにより駆動されるクラッチ及びドッグクラッチ式変速機を備えた原動機付き車両において、変速動作の最中にもさらなる変速指令を受け付け、応答の良い変速動作を可能とする制御をすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る変速機構の制御装置は、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入するドッグ入り動作により変速動作を行う方式の変速機を備えた、原動機付き車両の変速機構の制御装置であって、変速指令を受け付ける変速指令受付部と、前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御部と、前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断部とを備え、前記判断部が、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断した場合には、前記変速制御部は、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作を行い、前記判断部が、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断した場合には、前記変速制御部は、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る変速機構の制御方法は、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入することにより変速動作を行う方式の変速機を備えた、原動機付き車両の変速機構の制御方法であって、変速指令を受け付ける変速指令受付ステップと、前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御ステップと、前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断ステップとを有し、前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作が行われ、前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作が行われることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る原動機付き車両の制御方法は、それぞれアクチュエータにより駆動されるクラッチ及び、ドッグを備えた複数の歯車と、前記ドッグが挿入される凹部を備えた複数の歯車を有し、所定の前記ドッグを所定の前記凹部に挿入することにより変速動作を行う方式の変速機を備えた変速機構を有する、原動機付き車両の制御方法であって、変速指令を受け付ける変速指令受付ステップと、前記変速指令に応じて、前記クラッチの切断動作及び接続動作並びに前記変速機のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御ステップと、前記変速指令が生じたタイミングを判断する判断ステップとを有し、前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中でないタイミングで生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを第一のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第一の変速動作が行われ、前記判断ステップにおいて、前記変速指令が前記変速動作中であって、前記クラッチの接続動作中に生じたと判断された場合には、前記変速制御ステップにおいて、前記クラッチの接続動作を中止し、前記クラッチの切断動作と前記変速機のドッグ入り動作とを、前記第一のスケジュールと異なる第二のスケジュールにより行うとともに、その後前記クラッチの接続動作を行う第二の変速動作が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明に係る変速機構の制御装置、制御方法及び原動機付き車両の制御方法によれば、モータ等のアクチュエータにより駆動されるクラッチ及びドッグクラッチ式変速機を備えた原動機付き車両において、変速動作の最中にもさらなる変速指令を受け付け、応答の良い変速動作を可能とする制御をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の外観側面図である。同図に示す自動二輪車１の構成は、周知の自動二輪車と概ね同様であり、車体フレーム１０、操舵輪である前輪１１と駆動輪である後輪１２、運転者が着座するシート１３、燃料タンク１４、ハンドル２０、原動機３０及び変速機構４０等からなっている。なお、ここでは原動機付き車両の例として自動二輪車を取り上げたが、これに限るものでなく、ＡＴＶ（Ａｌｌ  Ｔｅｒｒａｉｎ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）として知られる全地形対応車、三輪あるいは四輪バギー、スノーモービル等の各種車両を好適に用いることができる。
【００１２】
図２は、ハンドル２０の構成図である。同図に示すハンドル２０の右グリップ２１Ｒは、アクセルグリップであり、運転者が右グリップ２１Ｒを回転させることによりアクセル開度を指示することができるようになっている。右グリップ２１Ｒには、アクセル開度検出器２２が装着されており、運転者に支持されたアクセル開度を検出する。また、ハンドル２０の左グリップ２１Ｌには、変速指令受付部であるシフトスイッチ２３が装着されている。シフトスイッチ２３には、シフトアップスイッチ２３ａとシフトダウンスイッチ２３ｂが設けられており、運転者が手動で操作することにより、変速機構４０のギア段をニュートラルから最高ギア段までの間で順次切り替えることができる。なお、変速指令受付部としては、シフトスイッチ２３に限られるものでなく、シフトペダル等の別の入力装置を用いてもよい。ハンドル２０の中央には、現在のギア段を示すインジケータ２４が設けられている。
【００１３】
図３は、変速機構４０の構造を示す模式図である。原動機３０が発生した動力は、クランク軸３１に設けられたプライマリドライブギア３２を介し、変速機構４０に設けられたプライマリドリブンギア４１へと伝達される。クランク軸３１の端部には、原動機回転速度計３３が取り付けられている。プライマリドライブギア３２とプライマリドリブンギア４１のギア比は、一次減速比と呼ばれている。
【００１４】
プライマリドリブンギア４１に入力された動力は、クラッチ４２を介し、メインシャフト４３へと伝わる。なお、同図中では、クラッチ４２として湿式多板クラッチが図示されているが、これに限るものでなく、乾式クラッチや単板クラッチなど各種の公知のクラッチを好適に用いることができる。メインシャフト４３には、多段の変速ギア４４が設けられており、ドライブシャフト４５に設けられた変速ギア４６と噛み合っている。なお、図３中では変速ギア４４と変速ギア４６とは離間しているかのように図示されているが、実際には上述のとおり両者は噛み合っている。動力は、選択された一対の変速ギア４４、４６のみを介しメインシャフト４３からドライブシャフト４５へと伝達され、残りの変速ギア４４、４６は空転するようになっている。動力を伝達する変速ギア４４、４６の組の選択は、シフトカム４７を回転させシフトフォーク４８を作動させることで行う。なお、以上のメインシャフト４３、変速ギア４４、ドライブシャフト４５、変速ギア４６、シフトカム４７及びシフトフォーク４８は、ドッグクラッチ式トランスミッションとして知られる公知の変速機５０を構成している。
【００１５】
ドッグクラッチ式トランスミッションにおいては、ギアシフトにおけるドッグ入り動作とクラッチの切断動作を所定のタイミングで行った方が、後述する理由により、変速動作をより確実に行えることが知られている。そして、確実にそのようなタイミングでクラッチと変速機を動作させるためには、変速制御を開始する際にクラッチと変速機の位置が定まっていることが望ましい。すなわち、変速動作の最中にあっては、クラッチと変速機の位置が不定であるから、そのような場合に変速制御を開始することは本来は好ましくないのである。
【００１６】
図４は、変速ギア４４の構造を示す図である。変速ギア４４は、軸端面にドッグ８０が形成されている第１ギア４４ａと、軸端面に凹部８１が形成されている第２ギア４４ｂを含んでいる。第１ギア４４ａはスプライン穴８２によりメインシャフト４３と嵌め合わされているため、第１ギア４４ａとメインシャフト４３とは、相対的に回転することはないが、軸方向には移動可能である。一方、第２ギア４４ｂはメインシャフト４３に対し、空転状態で取り付けられる。
【００１７】
第１ギア４４ａは、シフトフォーク４８により軸方向に移動させることができる。そして、第１ギア４４ａのドッグ８０と第２ギア４４ｂの凹部８１とが噛み合っていない状態では、第１ギア４４ａと第２ギア４４ｂとは互いに空転するため、メインシャフト４３に入力された動力は第２ギア４４ｂに伝わることはない。第１ギア４４ａのドッグ８０が第２ギア４４ｂの凹部８１に挿入されると、両者は連動して回転し、メインシャフト４３に入力された動力は第２ギア４４ｂに伝わり、さらに第２ギア４４ｂと噛み合う変速ギア４６を介してドライブシャフト４５へと伝達される。
【００１８】
メインシャフト４３及びドライブシャフト４５には、上述の第１ギア４４ａ及び第２ギア４４ｂと同様の変速ギア４４，４６が複数備えられており、変速機５０は、ドッグ８０と凹部８１とが噛み合う変速ギア４４，４６の組みあわせを適宜切り替えることにより、メインシャフト４３からドライブシャフト４５へと動力を伝達する際の変速比を変更している。
【００１９】
ここで、前述の第１ギア４４ａをその軸方向に、第２ギア４４ｂに向かって移動させるドッグ入り動作を行うと、ドッグ８０が、凹部８１ではなく、第２ギア４４ｂの軸端面８３に突き当たってしまうことがある。このとき、第１ギア４４ａと第２ギア４４ｂとが同期して回転してしまうと、いわゆるドッグ当たりの状態となり、変速動作が不能となってしまう。これを防ぎ、確実に変速動作を行うためには、第１ギア４４ａと第２ギア４４ｂの間に相対的なすべり回転が起こるよう、片方のギアにトルクを与えておくとよい。具体的には、クラッチ４２が半クラッチの状態でドッグ入り動作が行われるように、ドッグ入り動作とクラッチの切断動作を所定のタイミングで行うことにより、メインシャフト４３を介し、第１ギア４４ａにトルクを与えておくことができる。
【００２０】
ドライブシャフト４５に伝わった動力は、図示しない周知のチェーン機構やベルト機構、ドライブシャフト機構等の動力伝達機構を介し後輪１２に伝達され、自動二輪車１の駆動力となる。かかる動力伝達機構により生じるドライブシャフト４５と後輪１２との回転速度の比は、二次減速比として知られている。ドライブシャフト４５の端部には、ドライブシャフト回転速度計４９が取り付けられている。
【００２１】
本実施形態における変速機構４０では、クラッチ４２及び変速機５０はクラッチアクチュエータ５１及びシフトアクチュエータ５２により駆動される。クラッチアクチュエータ５１は、ロッド５３を伸縮させ、クラッチ４２を切断・接続したり、半クラッチ状態にしたりする。クラッチアクチュエータ５１には、クラッチアクチュエータ位置を検出するクラッチアクチュエータ位置検出器５４が装着されている。シフトアクチュエータ５２は、シフトアーム５５を回転させ、シフトカム４７を一定角度ずつ回転させることで、変速機５０のギアアップ・ギアダウンを行う。シフトアクチュエータ５２には、シフトアクチュエータの回転角を検出するポテンショメータ５６が装着されている。また、シフトカム４７の端部には、現在のギア位置を検出するギア位置検出器５７が取り付けられている。なお、クラッチアクチュエータ５１及びシフトアクチュエータ５２には、サーボモータ、ステッピングモータ等の公知の電動モータや、油圧モータや油圧シリンダなどの公知のアクチュエータを好適に用いることができる。また、図３中では、クラッチアクチュエータ５１はロッド５３に、シフトアクチュエータはシフトアーム５５に直接接続されているように描かれているが、適宜歯車機構やリンク機構等を介して接続するようにしてよい。さらに、クラッチアクチュエータ位置検出器５４にはロータリーエンコーダやリニアエンコーダ等、ギア位置検出器５７にはポテンショメータや光電スイッチ、近接スイッチ等の公知のセンサを用いることができる。
【００２２】
図５は、自動二輪車１に搭載された制御システムの構成図である。制御装置６０にはセンサ・スイッチ群７０、キースイッチと連動してオンするメインスイッチ７１、制御装置６０に電力を供給するバッテリ７２、クラッチアクチュエータ５１及びシフトアクチュエータ５２が接続されている。
【００２３】
制御装置６０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｓｓｅｓｏｒ）やマイクロコントローラなどの公知のコンピュータからなるコントローラ６１、電源回路６２、モータドライバ６３，６４を含んでいる。コントローラ６１は、センサ・スイッチ群７０から入力される自動二輪車１の各部の状態や運転者からの指示を示す各種情報に基づき、モータドライバ６３，６４に信号を出力し、クラッチアクチュエータ５１及びシフトアクチュエータ５２を作動させることにより変速機構４０を制御する。コントローラ６１を動作させるためのプログラムは、コントローラ６１に内蔵されたＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより供給される。電源回路６２は、メインスイッチ７１に連動して、バッテリ７２から供給される電力の電圧・電流等を調整しコントローラ６１に供給する回路である。モータドライバ６３は、バッテリ７２から電力供給を受け、コントローラ６１から出力された信号に応じ、クラッチアクチュエータ５１を作動させる。モータドライバ６４は、同様にシフトアクチュエータ５２を作動させる。
【００２４】
図６は、制御装置６０に接続されるセンサ・スイッチ群７０の構成を示す図である。センサ・スイッチ群７０は、アクセル開度検出器２２、シフトアップスイッチ２３ａ、シフトダウンスイッチ２３ｂ、原動機回転速度計３３、ドライブシャフト回転速度計４９、クラッチアクチュエータ位置検出器５４、ポテンショメータ５６及びギア位置検出器５７を含んでおり、これらのセンサ・スイッチ群７０から得られる情報を随時コントローラ６１に入力している。
【００２５】
以下、上記構成を有する自動二輪車１の走行中における変速動作を行う制御について詳述する。
【００２６】
図７は、運転者が走行中に変速指令を入力した際に、制御装置６０により実行される制御のアルゴリズムのフローチャートである。このフローチャートに沿って説明すると、まず、制御装置６０は、運転者がシフトアップスイッチ２３ａまたはシフトダウンスイッチ２３ｂを押したことを検知し、変速指令を受け取る（ステップＳ０）。なお、このとき、ニュートラルポジションからのシフトダウン指示や最高速ポジションからのシフトアップ指示など、存在しないギアポジションへの変速指令は受けつけない。
【００２７】
変速指令を受けると、制御装置６０は、現在の自動二輪車１がどのような状態にあるときにかかる変速指令が生じたか、そのタイミングを判断する。具体的には、現在の自動二輪車１が変速動作中であるか否か（ステップＳ１）、クラッチ４２が接続動作中であるか否か（ステップＳ１０）を判断している。現在の自動二輪車１が変速動作中であるか否かの判断は、制御装置６０がその内部に有する自動二輪車１が変速動作中であるか否かを記憶するフラグの内容をチェックすることで行う。クラッチ４２が接続動作中であるか否かの判断は、コントローラ６１からモータドライバ６３に出力される信号の内容をチェックすればよい。これらのチェックを行うプログラムは、変速指令が生じたタイミングを判断する判断部をソフトウェアにより実現している。なお、変速指令が生じたタイミングの判断は、上記した内容に限られない。例えば、変速動作を開始してからの時間や、シフトアームの動作状態を判断するようにしてもよい。
【００２８】
現在の自動二輪車１が変速動作中でなければ、制御装置６０は、ステップＳ２へと進み、内部フラグを変速動作中であることを示す内容に書き換える。次いで、クラッチ４２の切断動作と、変速機５０の動作を行うための第一のスケジュールを図示しないＲＯＭ等のメモリより読みだす（ステップＳ３）。ここで、第一のスケジュールには、クラッチ４２と変速機５０を動作させるタイミングや、動作開始のための条件、動作速度等の情報が含まれる。
【００２９】
ステップＳ４では、第一のスケジュールに従い、クラッチ４２を切断するとともに、変速機５０を動作させ、ギアアップまたはギアダウンをおこなう。この時、後述するように、クラッチ４２を切断位置へと移動させる途中でギアアップまたはギアダウンを行うことで、クラッチ４２が半クラッチ状態にある間に変速機５０のドッグ入り動作がなされるようになっている。
【００３０】
クラッチ４２の切断と変速機５０のドッグ入り動作が終了したなら、制御装置６０は、図示しないＲＯＭ等のメモリよりクラッチ接続マップ９０を読み出す（ステップＳ５）。図８は、クラッチ接続マップ９０を示す図であり、横軸にクラッチ４２の上流側と下流側との回転速度差を、縦軸にクラッチアクチュエータ５１の移動速度をとり、両者の関係を変速しようとするギア位置ごとに線図で示したものである。
【００３１】
そして、制御装置６０は、クラッチ４２の上流側と下流側との回転速度差に応じてクラッチ接続マップ９０から取得したクラッチアクチュエータ５１の移動速度に基づき、モータドライバ６３によりクラッチアクチュエータ５１を駆動してクラッチ４２を接続する（ステップＳ６）。クラッチ４２の上流側の回転速度は、クラッチ４２の上流側における回転速度に関連する情報である原動機回転速度計４９の出力値に一次減速比を乗じることで求めることができる。また、クラッチ４２の下流側の回転速度は、車速の検出のために設けられているドライブシャフト回転速度計４９を利用し、クラッチ４２の下流側における回転速度に関係する情報であるその出力値に現在の変速機５０の変速比を乗算することにより求めることができる。現在の変速機５０の変速比は、ギア位置検出器５７によりギア位置を検出することで知ることができる。
【００３２】
以上説明したステップＳ３〜ステップＳ６により、第一のスケジュールに基づく第一の変速動作が行われることになる。この間、制御装置６０は変速指令に応じて、クラッチ４２の切断動作及び接続動作並びに変速機５０のドッグ入り動作を含む変速動作を行う変速制御部として機能している。
【００３３】
クラッチ４２の接続が終了すると、制御装置６０はシフトアーム５５を中立位置に戻し（ステップＳ７)、内部フラグを変速動作中でないことを示す内容に書き換え（ステップＳ８）、変速動作を行う制御を終了する（ステップＳ９）。
【００３４】
図９は、上記第一の変速動作における自動二輪車１の挙動を示す図である。同図は横軸に共通の時間軸を取り、上から、シフトスイッチ２３への入力、クラッチアクチュエータ位置、シフトアーム位置及び変速機５０のギア位置の変化を線図により示したものである。シフトスイッチ２３への入力は、図中中央の位置が何ら入力がなされていない状態を表し、「ＵＰ」の位置がシフトアップスイッチ２３ａが押されている状態、「ＤＯＷＮ」の位置がシフトダウンスイッチ２３ｂが押されている状態を表している。クラッチアクチュエータ位置に関し、図中「切断位置」より下側の領域はクラッチ４２が接続されていない状態を、「接続位置」より上側の領域はクラッチ４２が接続されている状態を表し、両者の中間の領域では、クラッチ４２は半クラッチ状態にある。シフトアーム位置に関し、「中立」の位置は、シフトアーム５５が中立位置にあることを表し、「ギアアップ」の位置はシフトアーム５５がシフトカム５７をギアアップ方向に一定角度回転させる位置を、「ギアダウン」の位置は、シフトアーム５５がシフトカム５７をギアダウン方向に一定角度回転させる位置を表す。最後に、ギア位置は、シフトカム５７の回転角に対応する変速機５０のギア位置を表している。
【００３５】
ここでは、自動二輪車１がギア位置４速にて定常走行中に運転者によりシフトダウンスイッチ２３ｂが押された場合を例にとって説明するが、シフトアップスイッチ２３ａが押された場合においても同様の制御が行われる。
【００３６】
図中領域Ａで表される部分は、自動二輪車１が定常走行している状態を表している。このとき、図示されているとおり、シフトスイッチ２３は押されておらず、クラッチアクチュエータ５１は接続位置に、シフトアーム５５は中立位置にあり、ギア位置は４速である。ここで、運転者がシフトダウンスイッチ２３ｂを押すと（図中Ｂ）、制御装置６０は、自動二輪車１が変速動作中であるか否かを判断する。この場合、自動二輪車１は定常走行中であるから、制御装置６０は、変速動作中でないと判断する。そうすると、先に説明したアルゴリズムのとおり、内部フラグが変速動作中であることを示す内容に書き換えられるとともに、第一のスケジュールが読みだされる。
【００３７】
第一のスケジュールには、クラッチ４２を切断位置に移動開始させるタイミングとその移動速度及びシフトアーム５５をギアアップまたはギアダウン方向に回転開始させるタイミングとその回転速度が含まれている。図示のとおり、クラッチアクチュエータ５１は、シフトスイッチ２３ｂが押されると直ちに移動開始される。そして、図中Ｃで示す所定時間の経過を待って、シフトアーム５５が回転を始め（図中Ｄ）、それにより、シフトカム４７が回転を始め（図中Ｅ）、変速機５０のギア位置を４速から３速へと変更する。このとき、４速として互いに噛み合っていた変速機５０の変速ギア４４，４６の組はその噛み合いが解除され、続いて３速として互いに噛み合う変速ギア４４，４６の組は、その一方の変速ギア４４，４６が備えるドッグ８０が、他方の変速ギア４４，４６が備える凹部８１に挿入されるドッグ入り動作がなされ、噛み合う。所定時間Ｃの長さは、クラッチ４２が半クラッチの状態にある間に、ドッグ入り動作がされるように設定される。
【００３８】
クラッチアクチュエータ位置検出器５４により、クラッチアクチュエータ５１が切断位置に到達したこと（図中Ｆ）及び、ギア位置検出器５７により、ギア位置が３速に変更されたこと（図中Ｇ）を検出すると、制御装置６０は、クラッチ接続マップ９０を読み出す。
【００３９】
続く領域Ｈで示す部分では、制御装置６０は、原動機回転速度計３３とドライブシャフト回転速度計４９の出力を随時読み出し、クラッチ４２の上流側と下流側との回転速度差を求め、それに応じてクラッチ接続マップ９０から取得したクラッチアクチュエータ５１の移動速度によりクラッチアクチュエータ５１を移動させる。
【００４０】
クラッチアクチュエータ５１が接続位置となったことが検出されると（図中Ｉ）、制御装置６０は、シフトアーム位置を中立位置に戻し（図中Ｊ）、内部フラグが変速動作中でないことを示す内容に書き換え、定常走行へと移行して、変速動作を終了する。
【００４１】
次に、図７に戻り、ステップＳ１において、自動二輪車１が変速動作中の場合について説明する。制御装置６０は、内部フラグが自動二輪車１が変速動作中であることを示している場合、ステップＳ１０へと進み、クラッチ４２が接続動作中であるか否かを判定する。
【００４２】
クラッチ４２が接続動作中でなければ、制御装置６０は、新たな変速指令を受け付けずにキャンセルし（ステップＳ１４）、先の変速動作を続行する。なお、このときに、ブザーやインジケータ２４による表示等を用いて、運転者に変速指令がキャンセルされたことを通知するようにしても良い。クラッチ４２が接続動作中であったなら、制御装置６０は、ステップＳ１１へと進み、さらに変速動作中に入力された変速指令を受け付けるか否かを判定する。
【００４３】
すなわち、運転者により入力された新たな変速指令が、先の変速動作がおおむね終了しているタイミングで入力されたのであれば、制御装置６０は、かかる変速指令を受け付け、運転者の迅速な変速指令に対応する。こうすることで、先の変速動作がすでに終了したと運転者は感じたが、制御としてはいまだ終了していないタイミングで入力された変速指令がキャンセルすることなく受け付けられるから、運転者が違和感を感じることのない、応答の良い快適な運転感覚を提供できる。一方、運転者により入力された新たな変速指令が、先の変速動作がおおむね終了している時点でないタイミングで入力された場合には、かかる変速指令は、誤操作によるものである可能性が高く、そのような場合に変速動作を行うと、かえって快適な運転感覚を損なってしまう。そこで、そのような場合には、制御装置６０は、新たな変速指令を受け付けずにキャンセルする（ステップＳ１４）。
【００４４】
具体的には、上記判定は、次の条件、
（１）クラッチ４２の上流側と下流側との回転速度差が所定値以下であること
を満足するか否かにより行うことができる。なぜなら、上流側と下流側との回転速度差が所定値、たとえば、１００［ｒｐｍ］以下であれば、変速動作はおおむね終了していると判断できるからである。また、更なる条件、
（２）クラッチアクチュエータ位置が設定位置より接続位置側にあること
（３）上記（１）、（２）の条件を満足した状態で所定時間が経過すること
を課してもよい。所定時間は、たとえば、２０［ｍｓ］とすることができる。もちろん、上記所定値及び所定時間は、快適な運転感覚が得られるよう適宜設定してよい。かかる判定を行うプログラムは、クラッチ４２の上流側における回転速度に関連する情報と、クラッチ４２の下流側における回転速度に関連する情報に基づいて、クラッチ４２の上流側の回転速度とクラッチ４２の下流側の回転速度との差が所定値より小さい状態にあるか否かを判定する判定部をソフトウェアにより実現している。
【００４５】
制御装置６０は、変速動作中に入力された変速指令を受け付けると判定したなら、クラッチ４２の切断動作と、変速機５０の動作を行うための第二のスケジュールを図示しないＲＯＭ等のメモリより読みだす（ステップＳ１２）。第二のスケジュールにも、第一のスケジュール同様、クラッチ４２と変速機５０を動作させるタイミングや、動作開始のための条件、動作速度等の情報が含まれる。
【００４６】
ステップＳ１３では、クラッチ４２の接続動作を中止するとともに、第二のスケジュールに従い、クラッチ４２と変速機５０を動作させ、ギアアップまたはギアダウンをおこなう。この時、第二のスケジュールは第一のスケジュールと異なっており、後述するように、先の変速動作中に新たな変速動作を開始しても、クラッチアクチュエータ５１を切断位置へと移動させる途中でギアアップまたはギアダウンを行うことで、クラッチ４２が半クラッチ状態にある間に変速機５０のドッグ入り動作がなされるようになっている。
【００４７】
クラッチ４２の切断と変速機５０のドッグ入り動作が終了したなら、ステップＳ５へと進む。以下の手順はすでに説明したとおりである。以上説明したステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ５及びステップＳ６により、第二のスケジュールに基づく第二の変速動作が行われることになる。
【００４８】
なお、第二の変速動作は、第一の変速動作中に新たな変速指令が入力された場合のみならず、第二の変速動作中に新たな変速指令が入力された場合にも実行される。
【００４９】
図１０は、上記第二の変速動作の第一の例における自動二輪車１の挙動を示す図である。同図は図９同様、横軸に共通の時間軸を取り、上から、シフトスイッチ２３への入力、クラッチアクチュエータ位置、シフトアーム位置及び変速機５０のギア位置の変化を線図により示したものである。
【００５０】
ここでは、図９を用いて先に説明した第一の変速動作中に、さらに運転者によりシフトダウンスイッチ２３ｂが押された場合を例にとって説明する。図中Ａ〜Ｇで示される部分は、先に説明したとおりであり、図中Ｈ’で示す領域は、制御装置６０がクラッチ接続マップ９０に基いてクラッチアクチュエータ５１を移動させ、接続する制御を行っていることを表している。
【００５１】
このとき、さらにシフトダウンスイッチ２３ｂが押されると（図中Ｋ）、制御装置６０は変速動作中に入力された変速指令を受け付けるか否かを判定する。ここでは、クラッチ４２の上流側と下流側との回転速度差が所定値（１００［ｒｐｍ］）以下であるので、変速指令は受け付けられ、第二のスケジュールが読み出される。
【００５２】
第二のスケジュールには、シフトアーム５５を中立位置方向に回転開始させるタイミングとその回転速度、クラッチアクチュエータ５１を切断位置に移動開始させるタイミングとその移動速度及びシフトアーム５５をギアアップまたはギアダウン方向に回転開始させるタイミングとその回転速度を含んでいる。図示したとおり、図中Ｋで示す位置では、シフトアーム５５はギアダウン位置にある。そこで、第二のスケジュールにおいては、まず、シフトアーム５５を中立位置に移動開始させる。このとき、クラッチアクチュエータ位置はそのままの位置に保つ（図中符号１００）。続いて、図中Ｌで示す所定時間の経過を待ち、クラッチアクチュエータ５１を切断方向へ移動開始する（図中Ｍ）。そして、さらに所定時間Ｎの経過を待って、シフトアーム５５が回転を始め（図中Ｏ）、それにより、シフトカム４７が回転を始め（図中Ｐ）、変速機５０の変速比を３速から２速へと変更する。このとき、図示するように、クラッチアクチュエータ５１の切断方向への移動を所定時間Ｌだけ遅らせることで、クラッチ４２が半クラッチの状態、特に半クラッチの状態であって、かつ切断方向への移動中に、ドッグ入り動作がなされる。所定時間Ｌ及び所定時間Ｎは、ドッグ入り動作が確実になされるように適宜設定されてよい。
【００５３】
その後、クラッチアクチュエータ位置検出器５４により、クラッチアクチュエータ５１が切断位置に到達したこと（図中Ｑ）及び、ギア位置検出器５７により、ギア位置が２速に変更されたこと（図中Ｒ）を検出すると、制御装置６０は、クラッチ接続マップ９０を読み出し、それに従ってクラッチアクチュエータ５１を移動させる（図中領域Ｓ）。
【００５４】
クラッチアクチュエータ５１が接続位置となったことが検出されると（図中Ｔ）、制御装置６０は、シフトアーム位置を中立位置に戻し（図中Ｕ）、内部フラグを変速動作中でないことを示す内容に書き換え、定常走行へと移行し、変速動作を終了する。
【００５５】
なお、以上の説明では、クラッチアクチュエータ５１の切断方向への移動を所定時間Ｌだけ遅らせるようにしたが、これに換えて、シフトアーム５５の位置が所定の位置に到達したことを検出するまでクラッチアクチュエータ５１の切断方向への移動を遅らせてもよい。すなわち、シフトアーム位置が図中Ｖ点に達するまでクラッチアクチュエータ位置をそのままの位置に保つようにしてよい。シフトアーム５５の位置はシフトアクチュエータ５２に取り付けられたポテンショメータ５６の出力値により知ることができる。
【００５６】
また、クラッチアクチュエータ５１の切断方向への移動を遅らせる手段は、クラッチアクチュエータ位置をそのままの位置に保つ方法のみに限られない。他の方法として、図中符号１０１に示すように、変速指令を受け付けたのち、クラッチアクチュエータ５１を所定位置に移動させ、その後所定時間の経過を待って、クラッチアクチュエータ５１を切断方向へ移動させるようにしてもよい。また、図中符号１０２に示すように、クラッチアクチュエータ５１の移動速度を第一のスケジュールにおける移動速度より低速で行わせることで、クラッチ４２が半クラッチの状態であって、かつ切断方向への移動中に、ドッグ入り動作がなされるようにすることもできる。
【００５７】
図１１は、上記第二の変速動作の第二の例における自動二輪車１の挙動を示す図である。同図もまた、図９、図１０同様、横軸に共通の時間軸を取り、上から、シフトスイッチ２３への入力、クラッチアクチュエータ位置、シフトアーム位置及び変速機５０のギア位置の変化を線図により示したものである。以降の説明において、先に説明した第一の例（図１０）と同様の部分については、同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００５８】
この例において、第一の例と異なるのは、図中Ｇ点において、ギア位置が３速に変更されたことを検出すると、直ちにシフトアーム位置を中立位置に戻す制御をおこなう点である。したがって、制御装置６０が第一の変速動作中にさらなる変速指令を受け付けた図中Ｋの時点で、シフトアーム５５はすでに中立位置に戻っている。
【００５９】
この場合における第二のスケジュールにおいては、第一の例のように、クラッチアクチュエータ５１の切断方向への移動を遅らせて、シフトアーム５５が中立位置に戻るのを待つ必要はないため、クラッチアクチュエータ５１を直ちに移動開始させる。そうすると、クラッチアクチュエータ５１は、クラッチ４２が半クラッチの状態にある位置から切断位置に向けて移動開始することになるため、クラッチ４２が接続状態にある位置から切断位置に向けて移動開始させる第一のスケジュールよりも早いタイミングでクラッチアクチュエータ５１の切断動作が行われることになる。
【００６０】
したがって、図中Ｋ点からシフトアーム５５が回転を始める図中Ｏ点までの所定時間Ｗは、第一のスケジュールにおける所定時間Ｃに比して短いものとなる。すなわち、第二のスケジュールにおける変速機５０のドッグ入り動作は、第一のスケジュールにおける変速機５０のドッグ入り動作より早く開始されることになる。なお、所定時間Ｗの長さは、ドッグ入り動作が確実に行われるように適宜定めることができるほか、Ｋ点におけるクラッチアクチュエータ５１の位置をクラッチアクチュエータ位置検出器５４により検出し、その出力値に応じて都度設定するようにしてもよい。すなわち、Ｋ点におけるクラッチアクチュエータ５１の位置がより切断位置に近いほど所定時間Ｗは短くなり、Ｋ点におけるクラッチアクチュエータ５１の位置がより接続位置に近いほど所定時間Ｗは長くなる。
【００６１】
シフトアーム５５の回転移動によりシフトカム４７が回転を始め（図中Ｐ）、変速機５０の変速比が３速から２速へと変更された後、クラッチアクチュエータ位置検出器５４により、クラッチアクチュエータ５１が切断位置に到達したこと（図中Ｑ）及び、ギア位置検出器５７により、ギア位置が２速に変更されたこと（図中Ｒ）を検出すると、制御装置６０は、シフトアーム５５を中立位置に移動させるとともに、クラッチ接続マップ９０を読み出し、それに従ってクラッチアクチュエータ５１を移動させる（図中領域Ｓ）。
【００６２】
クラッチアクチュエータ５１が接続位置となったことが検出されると（図中Ｔ）、制御装置６０は、内部フラグを変速動作中でないことを示す内容に書き換え、定常走行へと移行し、変速動作を終了する。
【００６３】
なお、以上の説明では、運転者が手動により変速指令を出すものとしたが、制御装置６０等のコンピュータが自動制御によって変速指令を出すものとしても差し支えない。
【００６４】
以上説明したとおり、本発明に係る原動機付き車両の変速機構の制御装置、制御方法及び原動機付き車両によれば、モータ等のアクチュエータにより駆動されるクラッチ及びドッグクラッチ式変速機を備えた原動機付き車両において、変速動作の最中にもさらなる変速指令を受け付け、応答の良い変速動作を可能とする制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の外観側面図である。
【図２】ハンドルの構成図である。
【図３】変速機構の構造を示す模式図である。
【図４】変速ギアの構造を示す図である。
【図５】制御システムの構成図である。
【図６】センサ・スイッチ群の構成を示す図である。
【図７】運転者が走行中に変速指令を入力した際に、制御装置により実行される制御のアルゴリズムのフローチャートである。
【図８】クラッチ接続マップを示す図である。
【図９】第一の変速動作における自動二輪車の挙動を示す図である。
【図１０】第二の変速動作の第一の例における自動二輪車の挙動を示す図である。
【図１１】第二の変速動作の第二の例における自動二輪車の挙動を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  自動二輪車、１０  車体フレーム、１１  前輪、１２  後輪、１３  シート、１４  燃料タンク、２０  ハンドル、２１Ｒ  右グリップ、２１Ｌ  左グリップ、２２  アクセル開度検出器、２３  シフトスイッチ、２３ａ  シフトアップスイッチ、２３ｂ  シフトダウンスイッチ、２４  インジケータ、３０  原動機、３１  クランク軸、３２  プライマリドライブギア、３３  原動機回転速度計、４０  変速機構、４１  プライマリドリブンギア、４２  クラッチ、４３  メインシャフト、４４  変速ギア、４５  ドライブシャフト、４６  変速ギア、４７  シフトカム、４８  シフトフォーク、４９  ドライブシャフト回転速度計、５０  変速機、５１  クラッチアクチュエータ、５２  シフトアクチュエータ、５３  ロッド、５４  クラッチアクチュエータ位置検出器、５５  シフトアーム、５６  ポテンショメータ、５７  ギア位置検出器、６０  制御装置、６１  コントローラ、６２  電源回路、６３，６４  モータドライバ、７０  センサ・スイッチ群、７１  メインスイッチ、７２  バッテリ、８０  ドッグ、８１  凹部、８２  スプライン穴、８３  軸端面、９０  クラッチ接続マップ。
【図１】
0005058068.tif 000002
【図２】
0005058068.tif 000003
【図３】
0005058068.tif 000004
【図４】
0005058068.tif 000005
【図５】
0005058068.tif 000006
【図６】
0005058068.tif 000007
【図７】
0005058068.tif 000008
【図８】
0005058068.tif 000009
【図９】
0005058068.tif 000010
【図１０】
0005058068.tif 000011
【図１１】
0005058068.tif 000012