JP5132409B2

JP5132409B2 - 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

Info

Publication number: JP5132409B2
Application number: JP2008115726A
Authority: JP
Inventors: 徹善野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: EP2112393B1; EP2112393A3; JP2009264505A; US8751123B2; EP2112393A2; ES2413863T3; US20090271082A1

Description

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。

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変速機を備えた原動機付き車両が既に実用に供されている。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。

このような原動機付き車両を停車している状態から発車させる際には、運転者のアクセル操作と原動機の回転速度を検知し、その結果に応じてクラッチの位置を移動させ、クラッチを切断状態から接続状態へと移行させることが行われている。たとえば、特許文献１には、車両を発車させる際に、アクセル開度が所定開度より大きくなった場合に発進制御を開始し、かかる発進制御においては、エンジン回転速度が上がるにつれてクラッチを移動させ接続することが記載されている。
特開２００６−１７０２２９号公報

特許文献１に記載された発進制御は、クラッチの状態に着目すれば、クラッチを切断した状態から、クラッチを接続した状態にするものである。そして、このような制御は、発車時に典型的に用いられるが、かかる制御が必要となるのは、発車時のみには限られない。

すなわち、車両がある速度で走行しているにもかかわらず、クラッチが切断されている状態を継続する状態から、原動機を用いた動力走行をする状態に移行するため、クラッチを接続する場合がある。このような状況は、頻繁におこるものではないが、たとえば、下り坂において停車あるいは減速をしてクラッチが切断され、その後車両が転がり走行をしている途中に動力走行をしようとする場合や、走行中にメインキーがオフにされるなど何らかの理由で原動機が停止するとともにクラッチが切断されたのち、惰性による走行中に再度メインキーがオンとされる場合などが考えられる。

かかる場合には、クラッチを接続しようとする際に、クラッチの上流側、すなわち、原動機側の回転速度よりも、クラッチの下流側、すなわち、動輪側の回転速度の方が大きくなることが起こり得る。その際に、特許文献１に記載された発進制御を行うと、当該制御はクラッチの下流側の回転速度を考慮しないため、クラッチを接続するとクラッチの下流側の回転速度、ひいては動輪の回転速度が低下する。この結果、車両には制動力が作用することになり、運転者が乗り心地が悪いと感じるという問題があった。

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変速機を備えた原動機付き車両において、車両が走行している状態で、クラッチを切断した状態から、クラッチを接続した状態にするときにも、乗り心地の良い制御をすることである。

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、前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御部と、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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定部とを有し、前記接続制御部は、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定部が、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、前記判定部は、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、前記所定値は、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応じて定められることを特徴とする。

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、前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御ステップと、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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定ステップとを有し、前記接続制御ステップは、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定ステップにおいて、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、前記判定ステップは、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、前記所定値は、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応じて定められることを特徴とする。

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、前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御ステップと、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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定ステップとを有し、前記接続制御ステップは、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定ステップにおいて、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、前記判定ステップは、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、前記所定値は、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応じて定められることを特徴とする。

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変速機を備えた原動機付き車両において、車両が走行している状態で、クラッチを切断した状態から、クラッチを接続した状態にするときにも、運転者が制動力が発生していることを感じない、乗り心地の良い制御をすることができる。

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。

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（ＡｌｌＴｅｒｒａｉｎＶｅｈｉｃｌｅ）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。

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、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。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。

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。

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を構成しているが、シンクロメッシュ式その他の形式のトランスミッションを使用しても差し支えない。

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。

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５１の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シフト位置検知器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、シフト位置検出器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。

図４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。

制御装置６０は、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｓｓｅｓｏｒ）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。

図５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及びシフト位置検知器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。

以下、上記構成を有する自動二輪車１において、クラッチ４２を切断した状態から、クラッチ４２を接続した状態にする際の変速機構の制御について詳述する。

図６は、制御装置６０がクラッチ４２を切断した状態から、クラッチ４２を接続した状態にする制御を行う際に実行される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、自動二輪車１が走行状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１）。制御装置６０は、その内部に自動二輪車１が走行状態にあるか否かを記憶するフラグを有しており、この判断はかかるフラグの内容をチェックすることで行う。なお、停車状態からキースイッチを入れた直後の状態では、このフラグは自動二輪車１が走行状態にないことを示している。その他にも、走行速度が所定値、たとえば時速３ｋｍ／時以下となった場合などの所定の条件を満たした場合に、このフラグは自動二輪車１が走行状態にないことを示すようになっている。制御装置６０は、自動二輪車１が走行状態である場合には、走行状態における制御を行う走行時制御アルゴリズム（ステップＳ９）を実行し、自動二輪車１が走行状態にない場合にはステップＳ２へと進む。

自動二輪車１は、走行状態にない場合には、クラッチ４２が切断された状態である。この状態からクラッチ４２を接続するための制御を開始する条件は、運転者が右グリップ２１Ｒを回転させ、アクセル開度がアクセル開度しきい値以上となり（ステップＳ２）、さらに、それにより原動機回転速度が原動機回転速度しきい値（一例として、１３００［ｒｐｍ］）以上となることである（ステップＳ３）。

この条件が満たされると、制御装置６０は、クラッチ４２の接続を制限するか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定を制御装置６０に行わせるプログラムは、クラッチ４２の接続を制限す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。そして、この判定は、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係する情報に基づき、クラッチ４２の下流側の回転速度がクラッチ４２の上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にあるか否かにより行う。すなわち、クラッチ４２の下流側は減速機５０と図示しない動力伝達機構を介し後輪１２に接続されているため、クラッチ４２の下流側の回転速度は、自動二輪車１の速度に対応している。一方、クラッチ４２の上流側の回転速度は、原動機３０の回転速度に対応している。そのため、クラッチ４２の下流側の回転速度がクラッチ４２の上流側の回転速度より大きい状態でクラッチ４２を接続しようとすると、クラッチ４２の下流側の回転速度が小さくなるとともにクラッチ４２の上流側の回転速度は大きくなり、両者が一致した状態で接続が完了するから、自動二輪車１の速度が低下する一方、原動機３０の回転速度が上昇する。これにより、自動二輪車１には制動力が発生することになる。実際には、クラッチ４２の上流側の回転速度と下流側の回転速度が近い値であれば、その差はクラッチ４２を接続する過程で滑らかに吸収され、運転者は制動力が作用していることをほとんど感じない。したがって、クラッチ４２の接続を制限するか否かは、クラッチ４２を接続した際に運転者が制動力が作用していることを感じるか否か、すなわち、クラッチ４２の下流側の回転速度がクラッチ４２の上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にあるか否かにより判定するとよい。

より具体的には、制御装置６０はステップＳ４において、クラッチ４２の上流側の回転速度を原動機３０の回転速度に換算した上流側換算回転速度Ｒｕと、クラッチ４２の下流側の回転速度を原動機３０の回転速度に換算した下流側換算回転速度Ｒｄを用いて上述した判定を行っている。上流側換算回転速度Ｒｕには、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の出力値をそのまま用いることができる。一方、下流側換算回転速度Ｒｄ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の変速比と一次減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、シフト位置検出器５７によりギア位置を検出することで知ることができる。そして、下流側換算回転速度Ｒｄと上流側換算回転速度Ｒｕとの回転速度差ΔＲ＝Ｒｄ−Ｒｕが所定値Ｒｃより大きいか否か、すなわち次式
ΔＲ＞Ｒｃ・・・（１）
が満足される場合にクラッチ４２の接続を制限し、満足されない場合にはクラッチ４２の接続を制限しないと判定することができる。

所定値Ｒｃは、０以上の任意の値、例えば、１００［ｒｐｍ］とすることができる。しかし、自動二輪車１に作用する制動力は、下流側換算回転速度Ｒｄの大小によって、回転速度差ΔＲが等しい値であっても異なるため、所定値Ｒｃは下流側換算回転速度Ｒｄの値に応じて定めることが好ましい。一例として、図７に示すテーブルを用いて所定値Ｒｃを定めることができる。他にも、任意の係数αを下流側換算回転速度Ｒｄに乗じて、
Ｒｃ＝αＲｄ・・・（２）
のように所定値Ｒｃを定めてもよい。係数αには、例えば、０．１を用いることができる。なお、ここでは上流側換算回転速度Ｒｕと下流側換算回転速度Ｒｄの値を、原動機３０の回転速度に換算したが、その他にも、メインシャフト４３の回転速度や自動二輪車１の速度等、任意の換算値を用いてよい。また、本実施形態では、上流側換算回転速度Ｒｕと下流側換算回転速度Ｒｄをそれぞれ原動機回転速度計４９及びドライブシャフト回転速度計４９の出力値より計算により得たが、これに換え、クラッチ４２の上流及び下流に回転速度計を別途取り付け、直接測定するようにしてもよい。

ステップＳ４において、クラッチ４２の接続を制限しないと判断された場合は、制御装置６０は、図８に示すクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０を図示しないＲＯＭ等のメモリから読み込む（ステップＳ５ａ）。クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０は、原動機３０の回転速度とクラッチアクチュエータ位置との関係を記述したものであり、同図では、横軸に原動機３０の回転速度を、縦軸にクラッチアクチュエータ位置をとり両者の関係を線図で示している。同図中、クラッチアクチュエータ位置が切断位置より上側のクラッチ切断領域にある場合はクラッチ４２は完全に切断され空転する状態であり、クラッチアクチュエータ位置が接続位置より下側のクラッチ接続領域にある場合はクラッチ４２は完全に接続され滑りなく回転する状態である。クラッチアクチュエータ位置が切断位置と接続位置の間の半クラッチ領域にあるときは、クラッチ４２はいわゆる半クラッチの状態にあり、滑りながらトルクを伝達する。

次に、制御装置６０は、読み込んだクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０に基づき、クラッチアクチュエータ５１の制御をおこなう（ステップＳ６）。具体的には、原動機回転速度計４９により現在の原動機３０の回転速度を検出し、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０を参照して目標とするクラッチアクチュエータ位置を求める。次いで、クラッチアクチュエータ５１を目標とするクラッチアクチュエータ位置になるよう作動させる。この制御を制御装置６０に行わせるプログラムは、クラッチ４２を切断した状態から、クラッチ４２を接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御部を、ソフトウェアにより実現している。

この制御は、クラッチ４２の接続が完了する、すなわち、クラッチアクチュエータ位置検出器５４が、クラッチ４２が接続状態となる位置にあることを検出するまで行われる（ステップＳ７）。クラッチ４２の接続が完了したならば、制御装置６０は、その内部フラグを自動二輪車１が走行状態にあることを示す内容に書き換え（ステップＳ８）、走行時制御アルゴリズムを実行する（ステップＳ９）。

図９は、上述したとおり、クラッチ４２の接続を制限しないと判断された場合の自動二輪車１の挙動を示す図である。同図は横軸に共通の時間軸をとり、上から、アクセル開度、原動機回転速度、クラッチアクチュエータ位置及び車速の変化を線図により示したものである。ここでは、クラッチ４２の接続を制限しない典型的な例として、停車している状態から発車する場合を想定する。

まず、図中領域Ａで表される部分は、自動二輪車１が停車している状態を示している。このとき、運転者は右グリップ２１Ｒを回転させておらず、アクセル開度は全閉位置にある。また、原動機３０はアイドル状態であり、クラッチ４２は切断されており、自動二輪車は停車しているから、車速は０である。

ここで、自動二輪車１を発車させるべく、運転者が右グリップ２１Ｒを回転させはじめると（図中Ｂ）、やや遅れて原動機回転速度が上昇していく。アクセル開度がアクセル開度しきい値以上となり（図中Ｃ）、さらに、原動機回転速度が原動機回転速度しきい値（ここでは１３００［ｒｐｍ］）を上回ると（図中Ｄ）、制御装置６０は、クラッチ４２の接続を制限するか否かを判定する。ここでは、車速は０であり、当然に下流側換算回転速度Ｒｄも０であるから、
ΔＲ＝Ｒｄ−Ｒｕ＝−１３００［ｒｐｍ］
これに対し、
Ｒｃ＝０［ｒｐｍ］
であるから（図７参照）、
ΔＲ＜Ｒｃ
となる。したがって、上記式（１）は満足されず、クラッチ４２の接続を制限しないと判定される。

次いで、制御装置６０はクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０を読み込み、原動機回転速度に応じてクラッチ４２を半クラッチの状態になるよう制御する。これにより、自動二輪車１は滑らかに発車し、徐々にその速度を上げていく（図中領域Ｅ）。

原動機回転速度が十分に上昇すると（ここでは３５００［ｒｐｍ］）、クラッチ４２は完全に接続される（図中Ｆ）。この時点で制御装置６０はクラッチ４２の接続を完了したと判断し、以降は走行時制御アルゴリズムにより走行時制御に移行する（図中領域Ｇ）。

次に、図６に戻り、ステップＳ４において、クラッチ４２の接続を制限すると判断された場合について説明する。この場合は、制御装置６０はステップＳ５ｂへと進み、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０を読み込むとともに修正を施す。図１０（ａ）は、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０に対する修正を説明する図である。制御装置６０は、同図中破線８１ａで示す領域を、太線８２ａで示すように書き換え、原動機３０の回転速度が（Ｒｄ−Ｒｃ）を上回るまで、クラッチ４２を切断した状態で維持することにより、クラッチ４２を接続する動作を制限するようにする。これは、式（１）によれば、原動機３０の回転速度が（Ｒｄ−Ｒｃ）を下回る場合には、クラッチ４２を接続すると自動二輪車１に制動力が発生することになるからである。このようにして、修正後のクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ａが得られる。

なお、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０の修正は、図１０（ｂ）に示すクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ｂのように、クラッチ４２の位置を、原動機３０の回転速度が（Ｒｄ−Ｒｃ）を上回るまでは、同図中破線８１ｂで示す領域を、太線８２ｂに示すように書き換え、その後は所定の傾きをもった直線８３ｂで、修正前の線図に接続するようにしてクラッチ４２を接続する動作を制限するようにしてもよい。あるいは、図１０（ｃ）に示すクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ｃのように、同図中破線８１ｃで示す領域を、太線８２ｃに示すように書き換え、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０自体を原動機３０の回転速度の高い側に移動させて、原動機３０の回転速度が（Ｒｄ−Ｒｃ）を上回るまで、クラッチ４２を接続する動作を制限するようにすることもできる。また、クラッチ４２を接続する動作の制限を行うしきい値として、上述した（Ｒｄ−Ｒｃ）に代えて、単に換算下流側回転速度Ｒｄを用いてもよい。

修正終了後、制御装置６０は、図６に示すステップＳ６に進み、修正後のクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ａに基づき、クラッチアクチュエータ５１の制御をおこなう。以降の手順は、すでに説明したとおりであるから、説明を省略する。

図１１は、クラッチ４２の接続を制限すると判断された場合の自動二輪車１の挙動を示す図である。同図は、図９同様に横軸に共通の時間軸をとり、上から、アクセル開度、原動機回転速度、クラッチアクチュエータ位置及び車速の変化を線図により示したものである。

ここで、自動二輪車１は、初期状態においては、アクセル開度は全閉位置にあり、クラッチ４２は切断、原動機３０はアイドル状態にあり、また、何らかの理由により、自動二輪車１は時速４５［ｋｍ／ｈ］で惰性走行しているものとする（領域Ａ）。

また、説明のための一例として、自動二輪車１の一次減速比を２．０、変速機５０の現在のギア位置は２速であり、その変速比を２．０、二次減速比を２．０、後輪１２の外周長を２［ｍ］と仮定する。このとき、下流側換算回転速度Ｒｄは、
Ｒｄ＝４５×（１０００／６０）÷２×２．０×２．０×２．０＝３０００［ｒｐｍ］
となる。図７を参照すると、このときの所定値Ｒｃは、
Ｒｃ＝３００［ｒｐｍ］
である。

さて、ここで運転者が右グリップ２１Ｒを回転させ、原動機３０の回転速度が原動機回転速度しきい値である１３００［ｒｐｍ］に到達すると（図中Ｄ）、制御装置６０はクラッチ４２を接続した際に自動二輪車１に制動力が作用するか否かを判定する。この場合には、
ΔＲ＝Ｒｄ−Ｒｕ＝１７００［ｒｐｍ］
となり、これに対し、
Ｒｃ＝３００［ｒｐｍ］
であるから、
ΔＲ＞Ｒｃ
となり、上記式（１）を満足する。したがって、クラッチ４２の接続を制限すると判定される。

そこで、制御装置６０はクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０を読み込むとともに修正をする。ここでは、図１０（ａ）に示すクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ａが修正により得られ、同図中（Ｒｄ−Ｒｃ）として示される値の具体値は、２７００［ｒｐｍ］である。

再度図１１に戻ると、制御装置６０は、修正したクラッチアクチュエータ位置制御マップ８０ａを用いてクラッチアクチュエータ５１を制御するため、原動機３０の回転速度が原動機回転速度しきい値を上回った後も（図中Ｄ）、原動機３０の回転速度が２７００［ｒｐｍ］に達するまではクラッチ４２を接続する動作を制限する（図中領域Ｈ）。

原動機３０の回転速度が２７００［ｒｐｍ］に達すると、クラッチ４２の接続が開始される（図中Ｉ）。このときのクラッチ４２の上流側の回転速度と下流側の回転速度とは近いものとなっているため、図示するように自動二輪車１は滑らかに加速を開始し、運転者が制動力が発生していることを感じることはない。

その後、クラッチ４２は完全に接続されるまで原動機回転速度に応じて半クラッチの状態になるよう制御され（図中領域Ｅ）、原動機回転速度が十分に上昇すると、クラッチ４２は完全に接続される（図中Ｆ）。以降は走行時制御アルゴリズムにより走行時制御に移行する（図中領域Ｇ）。

なお、図１１中符号９０及び９１で示した破線は、参考として、クラッチアクチュエータ位置制御マップ８０をなんら修正することなく用いた場合の、クラッチアクチュエータ位置の変化と自動二輪車１の車速の変化を示したものである。この場合、破線９０に示すように、図中Ｄ点でクラッチ４２の接続を開始するため、破線９１に示すように、一時的に自動二輪車１の速度が低下することになる。この際に発生する制動力により、運転者は、乗り心地が悪いと感じることになる。

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、車両が走行している状態で、クラッチを切断した状態から、クラッチを接続した状態にするときにも、運転者が制動力が発生していることを感じない、乗り心地の良い制御をすることができる。

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。ハンドルの構成図である。変速機構の構造を示す模式図である。制御システムの構成図である。センサ・スイッチ群の構成を示す図である。クラッチを切断した状態から、クラッチを接続した状態にする制御をおこなう際に実行されるアルゴリズムのフローチャートである。下流側換算回転速度と所定値との関係を示すテーブルである。クラッチアクチュエータ位置制御マップを示す図である。自動二輪車に制動力が発生しないと判断された場合の自動二輪車の挙動を示す図である。クラッチアクチュエータ位置制御マップに対する修正を説明する図である。自動二輪車に制動力が発生すると判断された場合の自動二輪車の挙動を示す図である。

符号の説明

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シフト位置検知器、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クラッチアクチュエータ位置制御マップ、８０ａ〜ｃ修正後のクラッチアクチュエータ位置制御マップ。

Claims

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、
前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御部と、
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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定部とを有し、
前記接続制御部は、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定部が、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、
前記判定部は、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、
前記所定値は、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応じて定められる
ことを特徴とする変速機構の制御装置。
前記クラッチの上流側における回転数に関連する情報は前記原動機の回転速度である
ことを特徴とする請求項１記載の変速機構の制御装置。
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は前記車両の速度に関連する情報である
ことを特徴とする請求項１記載の変速機構の制御装置。
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はドライブシャフトの回転速度である
ことを特徴とする請求項３記載の変速機構の制御装置。
前記接続制御部は、前記クラッチを切断した状態で維持することにより、前記クラッチを接続する動作を制限する
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１乃至５のいずれかに記載の変速機構の制御装置を搭載した原動機付き車両。
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、
前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御ステップと、
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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定ステップとを有し、
前記接続制御ステップは、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定ステップにおいて、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、
前記判定ステップは、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、
前記所定値は、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応じて定められる
ことを特徴とする変速機構の制御方法。
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、
前記クラッチを切断した状態から、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う接続制御ステップと、
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、前記クラッチの接続を制限するか否かを判定する判定ステップとを有し、
前記接続制御ステップは、前記クラッチを接続した状態へと動作させる制御を行う際に、前記判定ステップにおいて、前記クラッチの接続を制限すると判定した場合には、前記クラッチを接続する動作を制限し、
前記判定ステップは、前記クラッチの下流側の回転速度が前記クラッチの上流側の回転速度よりも所定値以上大きい状態にある場合に、前記クラッチの接続を制限すると判定し、
前記所定値は、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応じて定められる
ことを特徴とする原動機付き車両の制御方法。