JP6244693B2 - オートマチックマニュアルトランスミッション装置およびこれを備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ操作を必要とせずにマニュアルシフトを可能にし、シフトレバー操作フィーリングを改善したオートマチックマニュアルトランスミッション装置およびこれを備えた車両に関するものである。

自動二輪車のトランスミッション装置において、シフトタイミングを運転者の意思に任せたマニュアルシフトを可能にしながら、クラッチ操作の煩わしさを無くした、所謂ＡＭＴ(Automatic Manual Transmission)と呼ばれるセミオートマチックトランスミッション装置が、例えば特許文献１，２に開示されている。

これらのトランスミッション装置は、いずれもクラッチを有する既存のマニュアルトランスミッションを流用しており、運転者が足で操作するシフトレバーに荷重検出スイッチが追加されていて、その荷重検出信号がエンジンおよびトランスミッションを制御するコントロールユニットに送信されるようになっている。

シフトレバーが操作されると、荷重検出スイッチから荷重検出信号がコントロールユニットに送信され、この荷重検出信号を受けてコントロールユニットが一時的にエンジンの点火時期を遅らせる、あるいは燃料噴射を停止させる等してエンジンのトルクを低下させ、その間に既存のマニュアルトランスミッションと同様にチェンジペダルの回動操作に基づいて変速ギアのドッグの噛み合わせが変更される。この変速時にはエンジンのトルクが低下しているため、クラッチ操作をしなくてもスムーズに変速を行うことができる。

また、特許文献３に開示されている自動変速制御装置のように、ＡＭＴにおいて、変速時にエンジントルクを低減させる変わりに、クラッチ機構を断続操作する電気式のクラッチアクチュエータを設け、自動的にクラッチの断続操作を行うようにしたものもある。この特許文献３の自動変速制御装置では、シフトを行うための電気式のシフトスイッチが操向用ハンドルに設けられている。

ところで、近年、変速操作を機敏に行うために、所謂ＤＣＴ(Double Crutch Transmission)と呼ばれるトランスミッション装置が実用化されている。このＤＣＴは、カウンタシャフトを２重軸化し、ギアの奇数段と偶数段とで２系統のクラッチを備え、２系統のクラッチを交互に繋ぎ変えながら変速を行うものである。走行時には次のギアが噛み合わされた状態で待機しており（例えば２速走行時には、１速または３速のギアが噛合状態で待機している）、変速指令でもう１系統のクラッチに繋ぎ変えることで変速するので、極めて短時間で変速できるという利点がある。

特許第２９８７５３２号公報 特許第２７９７２１５号公報 特開２０１１−１５８１０２号公報

ＤＣＴは、上記の利点を有する反面、構造が複雑で高価である、コンパクト性に欠ける、重量が大きい、常に一方のクラッチを滑らせているために摩擦抵抗がエンジン出力のロスに繋がる、といった問題点もある。このため、特にコンパクト性やコスト面を厳しく要求され、エンジン出力も限られている自動二輪車の変速装置としてはあまり好ましくない。したがって、自動二輪車用のセミオートマチックトランスミッション装置としては、既存のマニュアルトランスミッションを流用しながら半自動化できるＡＭＴの方が好適である。

しかしながら、特許文献１，２，３に示されているような従来のＡＭＴの問題点としては、運転者がシフト操作を行ってから変速が完了するまでのタイムラグが大きいという点が挙げられる。

何故ならば、特許文献１，２の場合は、運転者がシフトレバーを操作したことをコントロールユニットに伝達する荷重検出スイッチが、単なるＯＮ，ＯＦＦスイッチとして用いられているに過ぎず、シフトレバーがその回動角の終点まで行き着いてからコントロールユニットによるエンジントルク低下制御が開始され、変速が行われるからである。

また、特許文献３の場合は、シフトスイッチが電気式のＯＮ，ＯＦＦスイッチであるため、シフト操作してから実際に電気的にシフト動作が行われるまでに、どうしてもタイムラグが発生し、しかも操作感や節度感が得られない。

ＡＭＴに対して、マニュアルトランスミッションでは、シフトレバーがその回動角の終点まで行き着いた時には変速が完了している。したがって、特許文献１，２，３に示されているＡＭＴは、そのマニュアルモードにおいては、どうしてもマニュアルトランスミッションに比べて変速のタイムラグが大きい。

しかも、変速タイムラグの発生によって生じる駆動力抜けが空走感となり、駆動力抜けのタイミングが分かり辛いため、車両の挙動制御がし辛いことが課題となっていた。また、シフト時における操作感、節度感に欠けるため、体感的にシフトフィーリングが悪く、折角のマニュアルモードにおいてもスポーティーな操縦感が得難いものであった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡素で安価な構成により、シフトレバーを操作してから変速が完了するまでのタイムラグを極力短縮し、シフトレバー操作フィーリングを改善し、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることのできるオートマチックマニュアルトランスミッション装置およびこれを備えた車両を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。

即ち、本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置は、運転者が回動操作するシフトレバーと、エンジン回転を変速して後輪に伝達するトランスミッション機構と、前記エンジン回転を前記トランスミッション機構に対して伝達および遮断するクラッチ機構と、前記クラッチ機構を断続操作するクラッチアクチュエータと、前記トランスミッション機構を変速操作するシフトチェンジアクチュエータと、前記シフトレバーの回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号を発信するシフトレバー回動検出部と、前記シフト検出信号を受信し、その受信時に前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータを制御するトランスミッションコントロールユニットと、
を具備してなり、前記シフトレバー回動検出部が前記シフト検出信号を発信するのは、前記シフトレバーが、その回動開始位置と回動終点位置との間に設けられた回動検出位置を通過した時とされ、前記トランスミッションコントロールユニットは、前記シフト検出信号を受信してから、前記シフトレバーが前記回動終点位置まで回動するまでの間に、前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータを制御して変速を完了させ、前記シフトレバーが前記回動開始位置から前記回動終点位置まで回動するまでの間に、前記シフトレバーの反力に山型の荷重特性を付与する荷重特性付与機構をさらに備え、前記山型の荷重特性の最大荷重点の発生位置を前記回動検出位置に略一致させたことを特徴とする。

上記構成によれば、シフトレバーの回動操作が開始されるのとほぼ同時にシフトレバー回動検出部からシフト検出信号が発信され、このシフト検出信号を受信したトランスミッションコントロールユニットがクラッチアクチュエータおよびシフトチェンジアクチュエータを制御する。

そして、シフトチェンジアクチュエータによってトランスミッション機構が操作され、変速が行われるため、シフトレバーを操作してから変速が開始されるまでのタイムラグが短縮され、シフトレバー操作フィーリングが改善され、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

上記構成によれば、シフトレバーが回動開始位置から回動検出位置を経て回動終点位置まで回動するまでの間に変速が完了するため、シフトレバーの操作開始から変速完了までの時間を短縮し、シフトレバー操作フィーリングが改善され、マニュアルトランスミッションに匹敵するシフトレスポンスを得ることができる。

しかも、シフトレバーが回動開始位置から回動検出位置まで回動する間は変速が行われないため、例えば運転者がシフトレバーに意図しない力を加えたとしても、無用な変速が行われてしまうことを防止できる。

上記構成によれば、シフトレバーの反力は、回動開始位置から回動検出位置にかけて大きくなり、回動検出位置を超えてからは小さくなる。このため、運転者は回動検出位置の位置、即ち変速が開始される位置を把握することができ、シフトチェンジの節度感を得ることができる。したがって、変速時の空走感が軽減され、変速タイミングを予測しやすくなり、マニュアルトランスミッションと同様に車体制御が容易になる。

また、本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置は、上記構成において、前記トランスミッション機構は、円筒カム状のシフトカムによりシフトフォークを動かし、該シフトフォークにより変速用ドッグを移動させて変速を行う構成であることを特徴とする。

上記構成によれば、トランスミッション機構として従来のマニュアルトランスミッションのものをそのまま流用することができ、これによってオートマチックマニュアルトランスミッション装置の構成を簡素で安価、且つ信頼性の高いものにすることができる。

また、本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置は、上記構成において、前記荷重特性付与機構は、前記シフトレバーの１回の回動操作につき所定の角度ずつ回動する、変速段数と同じ数の位置決め凸部が設けられた星型のカムプレートと、このカムプレートの前記位置決め凸部の間に弾接されてカムプレートの回転位置に節度を持たせるローラ状のシフトカムストッパとを備えた構成であることを特徴とする。

上記構成によれば、荷重特性付与機構として、従来のマニュアルトランスミッションに設けられていた、シフトカムの位置決め用のカムプレートおよびその回転位置に節度を持たせるローラ状のシフトカムストッパをそのまま流用することができ、これによってオートマチックマニュアルトランスミッション装置の構成を簡素で安価、且つ信頼性の高いものにすることができる。

しかも、シフトカムストッパをカムプレートに弾接させるスプリング等の小変更によりシフトレバー反力の荷重特性を変更できるため、他機種との部品共通化を図ることができる。

さらに、本発明に係る車両は、上記いずれかの構成のオートマチックマニュアルトランスミッション装置を備えたことを特徴とする。

この車両によれば、シフトレバーの回動操作が開始された直後にトランスミッションコントロールユニットがクラッチアクチュエータおよびシフトチェンジアクチュエータを制御して変速を行わせるため、シフトレバーを操作してから変速が開始されるまでのタイムラグを短縮し、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

本発明によれば、簡素で安価な構成により、シフトレバーを操作してから変速が完了するまでのタイムラグを極力短縮し、シフトレバー操作フィーリングを改善し、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

車体フレームにエンジンユニットが搭載された自動二輪車の車体前部側を示す左側面図。 本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置が適用された自動二輪車のエンジンユニットの左側面図。 図２のＩＩＩ矢視によるエンジンユニットの後面図。 スプロケットカバー、クラッチアクチュエータ、シフトチェンジアクチュエータ等の左側面図。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。 本発明の一実施形態を示す図であり、スプロケットカバー、クラッチアクチュエータ、シフトチェンジアクチュエータ、トランスミッション機構、クラッチ機構、シフトレバー、フットレスト等を左斜め後方から見た斜視図。 スプロケットカバー、クラッチアクチュエータ、シフトチェンジアクチュエータ、トランスミッション機構、クラッチ機構等を右斜め前方から見た斜視図。 シフトレバーブラケット、シフトレバー、シフトレバー回動角センサ、荷重特性付与機構等を示す左側面図。 図９のＸ矢視による平面図。 図１０のＸＩ矢視による右側面図。 シフトレバーブラケット、シフトレバー、シフトレバー回動角センサ、荷重特性付与機構等を右斜め後から見た斜視図。 （Ａ）は図１２に示す荷重特性付与機構を拡大した斜視図。（Ｂ）は荷重特性付与機構を示す右側面図、（Ｃ）は荷重特性付与機構を示す左側面図。 シフトレバーの操作荷重とシフトカムの回動角度との関係をグラフで示す図。 オートマチックマニュアルトランスミッション装置の全体構成を示すブロック図。 オートマチックマニュアルトランスミッション装置の制御の流れをフローチャートで示す図。 本発明のオートマチックマニュアルトランスミッション装置の変速時間と、従来の一般的なＡＭＴ、ＤＣＴ、マニュアルトランスミッションの変速時間とを比較したタイムチャート。

以下、本発明の一実施形態について、図１から図１６を参照して説明する。

図１は、４サイクル多気筒エンジンのエンジンユニット１が車体フレーム２に搭載された自動二輪車の車体フレーム前部側を示す左側面図である。エンジンユニット１は、車体フレーム２に懸架されて車体フレーム２の一部を構成している。

図２は、本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置が適用された自動二輪車のエンジンユニット１の左側面図であり、図３は図２のＩＩＩ矢視によるエンジンユニット１の後面図である。

このエンジンユニット１は、例えばエンジンケース３の上面に、シリンダブロック、シリンダヘッドおよびヘッドカバーからなるシリンダアッセンブリ４が前傾して設置された並列４気筒エンジンであり、エンジンケース３には本発明に係るオートマチックマニュアルトランスミッション装置５（以下、ＡＭＴ５という。）が組み込まれている。シリンダアッセンブリ４の後面に開口する４つの吸気ポート６には、それぞれ図示しない電子制御スロットル装置が接続される。

図２〜図８に示すように、ＡＭＴ５の機構部は、エンジン回転、即ちエンジンケース３の内部に軸支されたクランクシャフト８（図１、図２参照）の回転を変速して後輪に伝達するトランスミッション機構１０と、クランクシャフト８の回転をトランスミッション機構１０に対して伝達および遮断するクラッチ機構１１と、クラッチ機構１１を断続操作するクラッチアクチュエータ１２と、トランスミッション機構１０を変速操作するシフトチェンジアクチュエータ１３とを備えている。

クラッチアクチュエータ１２とシフトチェンジアクチュエータ１３は、シリンダアッセンブリ４の後方、且つエンジンケース３の左側面に設置されており、例えばエンジンケース３の左側面に被装されたスプロケットカバー１５に固定されている。スプロケットカバー１５の内側にはエンジン出力をチェーンで後輪に伝えるドライブスプロケット１６（図５、図６参照）が収められている。

トランスミッション機構１０は、一般のマニュアルトランスミッション装置に使用されているものと同様の構成である。即ち、クランクシャフト８の後方に平行に位置して車幅方向に延びるカウンタシャフト１８およびドライブシャフト１９と、図６および図８に示すように、カウンタシャフト１８に軸装されて第１速から第６速に対応する６種類のドライブギア２０と、ドライブシャフト１９に軸装されて上記ドライブギア２０に常時噛合する６種類のドリブンギア２１とを備えている。なお、先述のドライブスプロケット１６はドライブシャフト１９の左端に回転一体に固定されている。

また、トランスミッション機構１０は、図５に示すように、シフトカム２３によって動かされる複数のシフトフォーク２４を備えている。従来から公知のように、シフトカム２３は、段階的に回動することにより、複数のシフトフォーク２４を介してドライブギア２０およびドリブンギア２１のいずれかに設けられた変速用ドッグ２５（図５、図６参照）を軸方向に移動させて６種類のドライブギア２０およびドリブンギア２１の噛み合わせを選択する。

クラッチ機構１１は、公知の湿式多版クラッチであり、例えば図６に示すように、カウンタシャフト１８の右端側に設けられている。クラッチ機構１１に回転一体に設けられたプライマリードリブンギア２７が、クランクシャフト８に設けられた図示しないプライマリードライブギヤに常時噛合している。

カウンタシャフト１８は中空軸であり、その内部に摺動自在に挿入されたプッシュロッド２８の左端部をクラッチアクチュエータ１２が押圧していくと、クラッチ機構１１の結合が徐々に解かれ、半クラッチ状態を経て結合が解除される。クラッチ機構１１が結合されるとエンジン回転がカウンタシャフト１８に伝達され、クラッチ機構１１が解除されるとエンジン回転がカウンタシャフト１８に対して遮断される。

クラッチアクチュエータ１２は、例えばサーボモータ３１と、多段ギアからなる減速機構３２と、カム軸状のクラッチレリーズカム３３とを備えて構成されており、サーボモータ３１の回転が減速機構３２により減速されてクラッチレリーズカム３３の回動に変換され、クラッチレリーズカム３３の回動角が増すに従ってプッシュロッド２８の押圧量が増大していく。

クラッチアクチュエータ１２にはクラッチポジションセンサ３６が設けられている。このクラッチポジションセンサ３６は、例えば減速機構３２のギアの回転角度を検知することによってクラッチ機構１１の繋がり具合を判定するセンサであり、そのクラッチポジション信号ＣＰが後述するトランスミッションコントロールユニット８０（以下、ＴＣＵ８０と略す）に受信される（図１５参照）。

シフトチェンジアクチュエータ１３は、例えばサーボモータ４１と、多段ギアからなる減速機構４２とを備えて構成されており、サーボモータ４１の回転が減速機構４２により減速されてシフトチェンジシャフト４３を回動させ、シフトチェンジシャフト４３の回動がシフトギア４４によってシフトカム２３に伝達されるようになっている。

また、シフトチェンジアクチュエータ１３には、図７に示すように、シフトポジションセンサ４７が設けられている。このシフトポジションセンサ４７は、例えばシフトチェンジシャフト４３の回動角度を検知することによってギアポジションを判定するセンサであり、そのシフトポジション信号ＳＰが後述するＴＣＵ８０に受信される（図１５参照）。

一方、自動二輪車の車体フレーム２には、運転者が足を載せる左右一対のフットレスト５１が、エンジンユニット１の後方に位置するように設けられている（図１、図７参照）。そして、エンジンユニット１の左側面には、左側のフットレスト５１の前下方に位置するようにシフトレバー５２が設けられている。運転者は、左側のフットレスト５１に載せた左足の爪先でシフトレバー５２を上方または下方に繰り返し回動操作してＡＭＴ５のシフト操作を行なう。例えば、シフトレバー５２を上方に回動させるとＡＭＴ５がシフトアップし、下方に回動させるとＡＭＴ５がシフトダウンする。

図１〜図３、図７および図９〜図１３、特に図１０に示すように示すように、シフトレバー５２は、その根元の回動軸（シフトシャフト）５３が、エンジンケース３の左下側面に取り付けられたシフトレバーブラケット５４に軸支されており、回動軸５３にはリターンスプリング５５が軸装されている。リターンスプリング５５は、シフトレバーブラケット５４に突設されたスプリングストッパ５６に係止されており、シフトレバー５２の非操作時には、シフトレバー５２を図９に示す回動開始位置５２Ｎに保持する。

また、シフトレバーブラケット５４には、図３に示すように、シフトレバー５２と共に、シフトレバー回動角センサ（シフトレバー回動検出部）６０と、荷重特性付与機構６１とが設置されている。シフトレバー回動角センサ６０は、シフトレバー５２の回動角度を検知することにより、シフトレバー５２の回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するセンサである。なお、シフトレバー回動角センサ６０としては、回動角センサに限らず、例えば荷重センサを用いてもよい。また、荷重特性付与機構６１は、後述するようにシフトレバー５２の回動に所定の荷重特性を付与する機構である。

シフトレバー５２は、図９に示すように、回動開始位置５２Ｎから、上方の回動終点位置５２ＵＰと、下方の回動終点位置５２ＤＯＷＮまで回動することができる。また、回動開始位置５２Ｎと、上下の回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮとの間には、それぞれ回動検出位置ＰＵとＰＤが設定されている。これらの回動検出位置ＰＵ，ＰＤは、それぞれ回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮよりも回動開始位置５２Ｎにやや近い位置に設けられている。

シフトレバー５２が回動検出位置ＰＵを通過する時には、シフトレバー回動角センサ６０がシフトアップを伝えるシフト検出信号ＳＵ（図１５参照）を発信し、シフトレバー５２が回動検出位置ＰＤを通過する時には、シフトレバー回動角センサ６０がシフトダウンを伝えるシフト検出信号ＳＤを発信する。これらのシフト検出信号ＳＵ，ＳＤは、図１５に示すＴＣＵ８０に受信される。

図９〜図１３に荷重特性付与機構６１の構成を示す。荷重特性付与機構６１は、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＵＰまたは５２ＤＯＷＮまで回動するまでの間に山型の荷重特性を付与する機構であり、シフトドライブプレート６４と、このシフトドライブプレート６４の自由端部に重なるように軸支された星型のカムプレート６５と、シフトカムストッパ６６とを備えて構成されている。

シフトドライブプレート６４は、図１２に示すように、シフトレバー５２の回動軸５３に軸装されてシフトレバー５２と一体に回動するプレート状のレバーであり、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、その自由端付近に回動量規制穴６７と、上下２つの係合爪６８ａ，６８ｂとが形成されている。また、このシフトドライブプレート６４は、その自由端部が左右方向（車幅方向）に揺動でき、回動軸５３に軸装されたプレッシャスプリング６９によってその自由端部がカムプレート６５側に押し付けられている。

カムプレート６５は、図１３（Ａ）に示すように、シフトレバー５２の１回の回動操作につき所定の角度ずつ回動する、ＡＭＴ５の変速段数（ここでは６段）と同じ数（６箇所）の位置決め凸部７１が６０度間隔で設けられた星型あるいは花びら形状のプレートであり、そのシフトドライブプレート６４側の側面に、各位置決め凸部７１の位置に対応して６本のピン７２が突設されている。これらのピン７２はシフトドライブプレート６４の係合爪６８ａ，６８ｂと係合可能である。また、カムプレート６５の中心軸７３がシフトドライブプレート６４の回動量規制穴６７に通されている。

一方、シフトカムストッパ６６は、図１２に示すように、シャフトボルト７６でシフトレバーブラケット５４に回動自在に軸支されたストッパアーム７７と、このストッパアーム７７の自由端に回転自在に軸支されたストッパローラ７８と、ストッパローラ７８がカムプレート６５の各位置決め凸部７１の間（谷部）に弾接されるようにストッパアーム７７を付勢してカムプレート６５の回転位置に節度を持たせるストッパスプリング７９とを備えている。

このように構成された荷重特性付与機構６１において、図９に示すように、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＵＰに１度回動操作されると、シフトドライブプレート６４の下側の係合爪６８ａがカムプレート６５のピン７２の１つに係合し、カムプレート６５を図１３（Ａ）中のＦ方向に６０度回動させる。

また、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＤＯＷＮに１度回動操作されると、シフトドライブプレート６４の上側の係合爪６８ｂがカムプレート６５のピン７２の１つに係合し、カムプレート６５を図１３（Ａ）中のＲ方向に６０度回動させる。

さらに、シフトレバー５２を回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＵＰまたは回動終点位置５２ＤＯＷＮに複数回、連続的に回動させると、その回動回数だけカムプレート６５が６０度ずつＦ方向またはＲ方向に断続的（間欠的）に回動する。この時には、図１２に示すように、シフトレバー５２がリターンスプリング５５の付勢力によって回動開始位置５２Ｎに復帰する度に、シフトドライブプレート６４がプレッシャスプリング６９の付勢力に抗してカムプレート６５から離反し、係合爪６８ａまたは６８ｂが次のピン７２に係合するようになっている。

なお、シフトドライブプレート６４の回動量規制穴６７の内周部がカムプレート６５の中心軸７３に当接することにより、シフトレバー５２が回動終点位置５２ＵＰまたは回動終点位置５２ＤＯＷＮの位置で停止するようになっている。

上記のようにカムプレート６５が図１３（Ａ）に示すように、６０度ずつＦ方向またはＲ方向に回動するに伴い、シフトカムストッパ６６のストッパローラ７８が、カムプレート６５の複数の位置決め凸部７１の間の谷部から谷部に順次移動する。この時、ストッパスプリング７９の付勢力によってストッパローラ７８がカムプレート６５の谷部に弾接される（押し付けられる）ため、カムプレート６５の回動位置に節度がもたらされる。

また、図１４に示すように、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＵＰまたは５２ＤＯＷＮに回動するまでの間に、荷重特性付与機構６１によってシフトレバー５２の反力に山型の荷重特性が付与される。即ち、シフトレバー５２と共にカムプレート６５が回動すると、ストッパローラ７８が星形あるいは花びら形状のカムプレート６５の谷部から位置決め凸部７１の斜面を登る間はシフトレバー５２の反力（荷重）が直線的に増大して行き、ストッパローラ７８が位置決め凸部７１の頂点を乗り越えると反力が直線的に減少して行く。

そして、この山型の荷重特性の最大荷重点Ｗｍａｘの発生位置は、シフトレバー５２の回動検出位置ＰＵ，ＰＤの位置に略一致するように設定されている。このため、シフトレバー５２の反力は、回動開始位置５２Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤにかけて大きくなり、回動検出位置ＰＵ，ＰＤを超えてからは小さくなる。そして、最も反力が高くなった時に、前述したようにシフトレバー回動角センサ６０からシフトアップまたはシフトダウンのシフト検出信号ＳＵまたはＳＤがＴＣＵ８０に送信される。カムプレート６５の星形あるいは花びら形状如何によってはシフトレバー５２の反力（操作荷重）に種々の変化を付与することができる。

図１５は、ＡＭＴ５の全体構成を示すブロック図である。

ＡＭＴ５の制御部であるＴＣＵ８０には、クラッチアクチュエータ１２と、シフトチェンジアクチュエータ１３と、イグニッションコントローラ８３と、電子制御スロットルコントローラ８４とが接続され、それぞれＴＣＵ８０から発信される作動信号Ａ１〜Ａ４に基づいて作動する。

また、ＴＣＵ８０には、クラッチポジションセンサ３６と、シフトポジションセンサ４７と、シフトレバー回動角センサ６０とが接続され、クラッチポジションセンサ３６から発信されるクラッチポジション信号ＣＰと、シフトポジションセンサ４７から発信されるシフトポジション信号ＳＰと、シフトレバー回動角（または荷重）センサ６０から発信されるシフト検出信号ＳＵ，ＳＤとが、それぞれＴＣＵ８０に入力される。

さらに、ＴＣＵ８０には、カウンタシャフト１８の回転速度信号ＣＳを発信するカウンタシャフトスピードセンサ８５と、自動二輪車の車速信号ＶＳを発信する車速センサ８６と、自動二輪車の運転者が操作するスロットルグリップの開度信号ＴＰＳを発信するスロットルポジションセンサ８７と、電子制御スロットルの開度信号ＡＰＳを発信するアクセルポジションセンサ８８と、トランスミッション機構１０のギアポジション信号ＧＰＳを発信するシフトカムポジションセンサ８９と、燃料噴射システムに必要なその他各種の信号ＥＴＣを発信するエンジン運転状態検知用センサ類９０（冷却水温度センサ、吸気温度センサ、油温センサ、Ｏ２センサ等）と、が接続されている。

ＴＣＵ８０は、シフトレバー５２の回動操作に伴いシフトレバー回動角センサ６０から送信されるシフト検出信号ＳＵまたはＳＤを受信すると、各センサ類３６，４７，８５〜９０から送信される各種の信号ＣＰ，ＳＰ，ＣＳ，ＶＳ，ＴＰＳ，ＡＰＳ，ＧＰＳ，ＥＴＣを参照しながらエンジンユニット１の出力を制御するとともに、クラッチアクチュエータ１２とシフトチェンジアクチュエータ１３とを制御して変速を実行する。

この時、ＴＣＵ８０は、シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信してから、シフトレバー５２が回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮまで回動するまでの間に、クラッチアクチュエータ１２およびシフトチェンジアクチュエータ１３を制御して変速を完了させる。

即ち、ＴＣＵ８０は、シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信すると同時に、クラッチアクチュエータ１２を作動させてクラッチ機構１１の接続を解除し、次にシフトチェンジアクチュエータ１３を作動させてトランスミッション機構１０のシフトカム２３を回動させ、変速を行わせた後、再度クラッチアクチュエータ１２を作動させてクラッチ機構１１を接続する。

ＴＣＵ８０は、シフトチェンジアクチュエータ１３を作動させて変速を行う際に、各種のセンサの入力信号からエンジンユニット１の運転状況を判断し、例えばシフトアップ時にはイグニッションコントローラ８３を制御して点火カット（間引き点火）や点火時期の遅角化等を行い、シフトダウン時には電子制御スロットルコントローラ８４を制御してブリッピング（空吹かし）を行う。これらにより、ドライブギア２０とドリブンギア２１とに設けられた変速用ドッグ２５に加わる荷重が抜かれ、変速がスムーズに行われて変速に要する時間が短縮される。

また、ＴＣＵ８０は、変速が完了してクラッチ機構１１を接続させる時に、各種のセンサの入力信号に基づいて、クラッチ機構１１の接続に伴う変速ショックが大きいか否かを判定し、変速ショックが大きい状況である場合には、クラッチアクチュエータ１２を制御してクラッチ機構１１の接続をゆっくり行い、半クラッチ状態を長くすることによって変速ショックを低減させる。

図１６に、ＴＣＵ８０によるＡＭＴ５の制御の流れを示す。

例えば、エンジンユニット１が始動した時点で制御が開始され、まずステップＳ１でシフトレバー回動角センサ（または荷重センサ）６０からシフト検出信号ＳＵまたはＳＤの受信があったか否かが判定される。この判定結果がＹｅｓであればステップＳ２に移行し、クラッチアクチュエータ１２が操作されてクラッチ機構１１の接続が遮断される。

次に、ステップＳ３に移行し、変速用ドッグ２５に加わる荷重が許容値以下であるか否かが判定される。この判定は、カウンタシャフトスピードセンサ８５や、車速センサ８６、油温センサ（非図示）、変速用ドッグ荷重マップ等のデータを参照して行われる。そして、ステップＳ３の判定結果がＹｅｓ、即ち許容値以下であれば、ステップＳ４に移行し、シフトチェンジアクチュエータ１３が操作されてシフトチェンジが実行される。

次に、ステップＳ５に移行し、クラッチ機構１１の接続に際して変速ショックが大きいか否かが判定される。この変速ショックが大きいか否かの判定は、ギアポジション、エンジン回転数、車速等のデータを参照して行われる。この判定結果がＹｅｓ、即ち変速ショックが大きいと判断される場合には、ステップＳ６に移行し、半クラッチを使用してクラッチ機構１１をゆっくり接続して変速ショックを吸収する。

また、ステップＳ５の判定結果がＮｏ、即ち変速ショックが小さいと判断される場合には、ステップＳ７に移行し、半クラッチを使用せずにクラッチ機構１１を素早く接続する。これでシフトチェンジが完了し、制御が元に戻る。

一方、ステップＳ３における判定結果がＮｏ、つまり変速用ドッグ２５に加わる荷重が許容値を超える場合には、ステップＳ８に移行してシフトアップかシフトダウンかが判断される。ここでは、ステップＳ１においてシフト検出信号ＳＵが受信されていればシフトアップ、シフト検出信号ＳＤが受信されていればシフトダウンと判定される。

変速用ドッグ２５に加わる荷重が許容値以上でシフトアップの場合はステップＳ９に移行し、エンジントルクを低減させながらシフトアップが行われる。エンジントルクを低減させる方法としては、点火カット（間引き点火）や点火時期の遅角化が行われる。このようにシフトアップ時にエンジントルクを低減させることにより、変速用ドッグ２５に加わる荷重を減らし、変速用ドッグ２５が噛み合う時間を短縮して素早いシフトアップが可能になる。

また、ステップＳ８がシフトダウンの場合はステップＳ１０に移行し、電子制御スロットルコントローラ８４を制御してエンジンユニット１をブリッピングさせてからシフトダウンされる。このようにシフトダウン時にエンジンを空吹かしさせることにより、トランスミッション機構１０のドライブギア２０とドリブンギア２１の回転を合わせて変速用ドッグ２５が噛み合うまでの時間を短縮し、素早いシフトダウンが可能になる。

ステップＳ９でシフトアップが行われた後、あるいはステップＳ１０でシフトダウンが行われた後は、ステップＳ５に移行し、それ以降は前述したステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７のルーティンが実行されてシフトチェンジが完了し、制御が元に戻る。

以上説明したように、このＡＭＴ５は、シフトレバー５２の回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するシフトレバー回動角センサ６０（シフトレバー回動検出部）を設け、ＡＭＴ５を制御するＴＣＵ８０に上記シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信させてクラッチアクチュエータ１２およびシフトチェンジアクチュエータ１３を制御させて変速を行うものである。

このため、シフトレバー５２の回動操作が開始されるのとほぼ同時にシフトレバー回動角センサ６０からシフト検出信号ＳＵ，ＳＤが発信され、このシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信したＴＣＵ８０がクラッチアクチュエータ１２およびシフトチェンジアクチュエータ１３を作動させて変速を行うため、シフトレバー５２を操作してから変速が開始されるまでのタイムラグが短縮され、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

また、シフトレバー回動角センサ６０がシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するのは、シフトレバー５２が、その回動開始位置５２Ｎと回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮとの間に設けられた回動検出位置ＰＵ，ＰＤを通過した時とされるとともに、ＴＣＵ８０はシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信してからシフトレバー５２が回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮまで回動するまでの間に、クラッチアクチュエータ１２およびシフトチェンジアクチュエータ１３を制御して変速を完了させるようになっている。

上記構成によれば、ＡＭＴ５は、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤを経て回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮまで回動するまでの間に変速が完了するため、シフトレバー５２の操作開始から変速完了までの時間を大幅に短縮し、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）に匹敵、もしくはそれを凌ぐシフトレスポンスを得ることができる。

図１７は、本発明のＡＭＴ５の変速時間と、従来の一般的なＡＭＴ、ＤＣＴ、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）の変速時間とを比較したタイムチャートである。

ここに示すように、従来の一般的なＡＭＴやＤＣＴがシフトチェンジ操作を開始した時間Ｔ１から、クラッチが遮断されてギアチェンジが開始される時間Ｔ２付近までの間に、本発明に係るＡＭＴ５では、クラッチ遮断とギアチェンジとクラッチ接続が全て完了してしまう。

従来の一般的なＡＭＴやＤＣＴでは、クラッチが遮断された時間Ｔ２の後、さらにギアチェンジが完了し、クラッチが接続されてシフトチェンジ操作が全て完了するのは、本発明のＡＭＴ５のシフトチェンジが完了した時間Ｔ２よりも遅い時間Ｔ３またはＴ４となる。このため、本発明のＡＭＴ５は、従来のＡＭＴやＤＣＴと比べて格段に速くシフトチェンジすることができるのである。

さらに、一般的なマニュアルトランスミッション（ＭＴ）では、シフトチェンジ操作を開始した時間Ｔ１から、クラッチ遮断、ギアチェンジ操作、クラッチ接続までの全てが完了する時間がＴ５となり、従来の一般的なＡＭＴのシフト操作完了時間Ｔ４よりもさらに遅いタイミングとなる。

つまり、通常のマニュアルトランスミッションや、従来のＡＭＴおよびＤＣＴでは、シフトレバーを回動終点位置まで回動させないとシフトチェンジが完了しないのに対して、本発明のＡＭＴ５では、シフトレバー５２が、その回動開始位置５２Ｎ寄りに設定された回動検出位置ＰＵ，ＰＤを通過すると同時にシフト検出信号ＳＵ，ＳＤが発信され、それをトリガーにしてクラッチアクチュエータ１２によりクラッチ機構１１の結合が遮断され、間髪を入れずにシフトチェンジアクチュエータ１３によってシフトチャンジが行われる。このため、シフトレバー５２が回動終点位置５２ＵＰまたは５２ＤＯＷＮに突き当る時間Ｔ２までの間にシフトチェンジを完了させることができる。

しかも、クラッチ機構１１の結合が遮断されている時間が、ギアチェンジに必要な時間のみとなり、結果的にマニュアルトランスミッションよりもクラッチ遮断時間が短くなるため、エンジンの駆動力が途切れる時間がマニュアルトランスミッションよりも短くなるというメリットがありながら、シフトチェンジのフィーリングをマニュアルトランスミッションと同様な節度のある好ましいものにすることができる。

さらに、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤまで回動する間は変速が行われないため、例えば運転者がシフトレバー５２に意図しない力を加えたとしても、無用な変速が行われてしまうことを防止できる。

また、このＡＭＴ５は、シフトレバー５２が回動開始位置５２Ｎから回動終点位置５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮまで回動するまでの間に、シフトレバー５２の反力に山型の荷重特性を付与する荷重特性付与機構６１を備えており、この山型の荷重特性の最大荷重点Ｗｍａｘの発生位置が回動検出位置ＰＵ，ＰＤの位置に略一致している。

このため、シフトレバー５２の反力は、図１４に示すように、回動開始位置５２Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤにかけて大きくなり、回動検出位置ＰＵ，ＰＤを超えてからは小さくなる。このため、運転者は回動検出位置ＰＵ，ＰＤの位置、即ち変速が開始される位置を体感して把握することができ、シフトチェンジの節度感を得ることができる。したがって、変速時の空走感が大幅に軽減され、変速タイミングを予測しやすくなり、マニュアルトランスミッションと同様な節度感をもって車体制御を容易にすることができる。

また、このＡＭＴ５において、トランスミッション機構１０は、円筒カム状のシフトカム２３によりシフトフォーク２４を動かし、該シフトフォーク２４により変速用ドッグ２５を移動させて変速を行う構成であるため、トランスミッション機構１０として従来のマニュアルトランスミッションのものをそのまま流用することができ、これによってＡＭＴ５の構成を簡素で安価、且つ信頼性の高いものにすることができる。

また、荷重特性付与機構６１は、シフトレバー５２の１回の回動操作につき所定の角度ずつ回動する、変速段数と同じ数の位置決め凸部７１が設けられた星型のカムプレート６５と、このカムプレート６５の位置決め凸部７１の間に弾接されてカムプレート６５の回転位置に節度を持たせるローラ状のシフトカムストッパ６６とを備えた構成である。

このため、荷重特性付与機構６１として、従来のマニュアルトランスミッションに設けられていた、シフトカムの位置決め用のカムプレートおよびその回転位置に節度を持たせるローラ状のシフトカムストッパをそのまま流用することができ、これによってＡＭＴ５の構成を簡素で安価、且つ信頼性の高いものにすることができる。

しかも、シフトカムストッパ６６をカムプレート６５に弾接させるストッパスプリング７９等の小変更によってシフトレバー５２の反力の荷重特性を容易に変更できるため、他機種との部品共通化を図ることができる。

そして、以上のように構成されたＡＭＴ５を搭載した車両（好ましくは自動二輪車）は、シフトレバー５２の回動操作が開始された直後にＴＣＵ８０がクラッチアクチュエータ１２およびシフトチェンジアクチュエータ１３を制御して変速を行わせるため、シフトレバー５２を操作してから変速が開始されるまでのタイムラグを短縮し、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

なお、本発明は前記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更・改良等を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

例えば、前記実施形態では、変速時にクラッチアクチュエータ１２によってクラッチ機構１１の結合・解除操作を行うものとして説明したが、クラッチ機構の操作を行わずに、エンジントルクの低減制御やエンジン回転数を合わせる制御のみを行って変速するＡＭＴについても、シフトレバーにシフト検出信号を発信するシフトレバー回動検出部を設けてシフト検出信号を上記制御のトリガーとし、素早い変速を実現できるようにしてもよい。

１ エンジンユニット
２ 車体フレーム
３ エンジンケース
４ シリンダアッセンブリ
５ オートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）
１０ トランスミッション機構
１１ クラッチ機構
１２ クラッチアクチュエータ
１３ シフトチェンジアクチュエータ
２３ シフトカム
２４ シフトフォーク
２５ 変速用ドッグ
５１ フットレスト
５２ シフトレバー
５２Ｎ 回動開始位置
５２ＵＰ，５２ＤＯＷＮ 回動終点位置
６０ シフトレバー回動角センサ（シフトレバー回動検出部）
６１ 荷重特性付与機構
６５ カムプレート
６６ シフトカムストッパ
７１ 位置決め凸部
８０ トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）
ＰＵ，ＰＤ 回動検出位置
ＳＵ，ＳＤ シフト検出信号
Ｗｍａｘ 最大荷重点

Claims (4)

1. 運転者が回動操作するシフトレバーと、
   エンジン回転を変速して後輪に伝達するトランスミッション機構と、
   前記エンジン回転を前記トランスミッション機構に対して伝達および遮断するクラッチ機構と、
   前記クラッチ機構を断続操作するクラッチアクチュエータと、
   前記トランスミッション機構を変速操作するシフトチェンジアクチュエータと、
   前記シフトレバーの回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号を発信するシフトレバー回動検出部と、
   前記シフト検出信号を受信し、その受信時に前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータを制御するトランスミッションコントロールユニットと、
   を具備してなり、
   前記シフトレバー回動検出部が前記シフト検出信号を発信するのは、前記シフトレバーが、その回動開始位置と回動終点位置との間に設けられた回動検出位置を通過した時とされ、
   前記トランスミッションコントロールユニットは、前記シフト検出信号を受信してから、前記シフトレバーが前記回動終点位置まで回動するまでの間に、前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータを制御して変速を完了させ、
   前記シフトレバーが前記回動開始位置から前記回動終点位置まで回動するまでの間に、前記シフトレバーの反力に山型の荷重特性を付与する荷重特性付与機構をさらに備え、
   前記山型の荷重特性の最大荷重点の発生位置を前記回動検出位置に略一致させたことを特徴とするオートマチックマニュアルトランスミッション装置。
2. 前記トランスミッション機構は、円筒カム状のシフトカムによりシフトフォークを動かし、該シフトフォークにより変速用ドッグを移動させて変速を行う構成であることを特徴とする請求項１に記載のオートマチックマニュアルトランスミッション装置。
3. 前記荷重特性付与機構は、前記シフトレバーの１回の回動操作につき所定の角度ずつ回動する、変速段数と同じ数の位置決め凸部が設けられた星型のカムプレートと、このカムプレートの前記位置決め凸部の間に弾接されてカムプレートの回転位置に節度を持たせるローラ状のシフトカムストッパとを備えた構成であることを特徴とする請求項１に記載のオートマチックマニュアルトランスミッション装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のオートマチックマニュアルトランスミッション装置を備えたことを特徴とする車両。

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