JP2014035063A - 自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、ドグ入り時の不快な騒音を制御する。
【解決手段】本発明の自動変速装置５０は、変速機構４３と、シフトドラム４２１を回転させるアクチュエータ７０と、制御装置９０と、を備えている。そして、制御装置９０は、鞍乗型車両１の状態を検出し、変速ギア同士の係合力が所定値以上と推定される第１の状態か、上記係合力が所定値未満と推定される第２の状態かを判定する判定部９２と、上記第１の状態のときにシフトドラム４２１の回転速度が第１の回転速度となるように、アクチュエータ７０を制御する第１変速制御部９４と、上記第２の状態のときにシフトドラム４２１の回転速度が前記第１の回転速度よりも小さな第２の回転速度となるように、アクチュエータ７０を制御する第２変速制御部と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速装置およびそれを備えた鞍乗型車両に関する。

従来から、ドグクラッチを有する有段式変速機構を備えた鞍乗型車両が知られている。また、近年、電動モータ等のアクチュエータを用いて変速機構の変速を行うようにした鞍乗型車両も知られている。このような鞍乗型車両によれば、乗員によるシフト操作を省略することができ、乗員の操作負担を軽減することができる。

ドグクラッチを有する有段式変速機構は、シフトフォークによってメイン軸の軸方向に移動される移動ギアと、メイン軸の軸方向に移動不能な固定ギアとを備えている。移動ギアおよび固定ギアのそれぞれには、突起または孔等からなる係合部が形成されている。これら突起および孔によりドグクラッチが構成されている。移動ギアの係合部と固定ギアの係合部とが係合すると、移動ギアと固定ギアとが噛み合い、移動ギアと固定ギアとは一体となって回転する。変速の際には、移動ギアがメイン軸の軸方向の一方に移動する。この移動に伴い、移動ギアの係合部は係合していた固定ギアの係合部から離れ、移動ギアの他の係合部が他の固定ギアの係合部に係合する。すなわち、いわゆるドグ抜きとドグ入りとが行われる。以下の説明では、移動ギアの係合部（例えば突起）が固定ギアの係合部（例えば孔）から離れることを「ドグ抜き」といい、移動ギアの係合部が固定ギアの係合部に係合することを「ドグ入り」ということとする。

ところで、ドグ入りのときには、衝突音が発生するおそれがある。例えば、移動ギアの係合部の先端が固定ギアの係合部の奥部に衝突することで、衝突音が発生する。この衝突音は、移動ギアの移動速度が大きいほど大きくなる傾向がある。そこで、衝突音を低減するために、移動ギアの移動速度を小さくするようにアクチュエータを制御することが考えられる。

特許文献１には、シフトドラムを回転させる電動モータを備えた変速制御装置において、上記衝突音を抑制するための技術が記載されている。特許文献１に記載された変速制御装置では、電動モータをデューティ制御することによってシフトドラムを回転させ、ドグ抜きおよびドグ入りを行う。上記変速制御装置では、ドグ抜きの後、デューティ比を低減させる制御を行う。詳しくは、シフトドラムの潤滑油の温度が高いほど、デューティ比を小さくしている。また、ドグ入り完了前に、デューティ比を０％とし（すなわち、モータ出力を零とし）、シフトドラムの回転慣性力のみを用いてドグ入りを完了することとしている。

特開２０１０−７８１１７号公報

ところで、ドグ入りの際に移動ギアおよび固定ギアの相対回転速度が大きく、移動ギアの移動速度が小さいと、移動ギアの係合部が固定ギアの係合部に弾かれてしまうおそれがある。このとき、移動ギアの係合部と固定ギアの係合部とが弾かれることによる騒音が発生する。そして、いったん弾かれた移動ギアの係合部は、再び固定ギアの係合部に接近するが、再び弾かれてしまうことが多く、同様の現象が繰り返される場合がある。その結果、移動ギアの係合部と固定ギアの係合部とが繰り返し接触して、周期的な騒音が発生するおそれがある。特許文献１に記載された変速制御装置では、そのような周期的な騒音が発生するおそれがあった。

また、上述したように移動ギアと固定ギアとのドグ入りのときにも、衝突音が発生するおそれがある。上述したような周期的な騒音および上記衝突音は、乗員にとって不快な騒音となる。よって、上記２種類の騒音を同時に低減させる必要があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、ドグ入り時の不快な騒音を制御することである。

本発明者は、ドグ入りの際に移動ギアおよび固定ギア（詳しくは、ドグ入り対象となる固定ギア）の相対回転速度が大きい場合は、ドグ抜きの際に、移動ギアと固定ギア（ドグ抜き対象となる固定ギア）との係合力が大きいことに気が付いた。すなわち、本発明者は、上記係合力が大きい場合、ドグ入りの際の移動ギアの移動速度が小さいと周期的な騒音が発生しやすい一方、上記係合力が小さい場合、移動ギアの移動速度を小さくしても、上記騒音は発生しないことに気が付いた。本発明者は、そのような知見の下、以下の発明をなすに至った。

本発明に係る自動変速装置は、鞍乗型車両に搭載される。前記自動変速装置は、ドグクラッチを介して係合する複数の変速ギアを有し、係合する変速ギアの組み合わせがシフトドラムの回転に伴って変更される多段式の変速機構と、前記シフトドラムを回転させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備えている。そして、前記制御装置は、前記鞍乗型車両の状態を検出し、変速前に係合している変速ギア同士の係合力が所定値以上と推定される第１の状態か、前記係合力が所定値未満と推定される第２の状態かを判定する判定部と、前記判定部が前記第１の状態と判定すると、変速ギア同士が係合するときの前記シフトドラムの回転速度が第１の回転速度となるように、前記アクチュエータを制御する第１変速制御部と、前記判定部が前記第２の状態と判定すると、変速ギア同士が係合するときの前記シフトドラムの回転速度が前記第１の回転速度よりも小さな第２の回転速度となるように、前記アクチュエータを制御する第２変速制御部と、を備えている。

このことによって、変速前に係合している変速ギア同士の係合力が大きいとき（すなわち、所定値以上と推定されるとき）には、第１の状態と判定し、第１変速制御部の制御が実行されるため、シフトドラムの回転速度が相対的に大きな回転速度（第１の回転速度）となり、周期的な騒音は防止される。また、上記係合力が大きいときには、ドグ入り時の衝突音はそれほど気にならない。よって、不快な騒音は抑制される。一方、変速前に係合している変速ギア同士の係合力が小さいとき（すなわち、所定値未満と推定されるとき）には、第２の状態と判定し、第２変速制御部の制御が実行されるため、シフトドラムの回転速度が相対的に小さな回転速度（第２の回転速度）となり、ドグ入り時の衝突音は低減される。上記係合力が小さいときには、上記周期的な騒音は発生しない。よって、不快な騒音は抑制される。

本発明の好ましい一態様によれば、前記判定部は、前記鞍乗型車両の状態として前記鞍乗型車両が停車中か否かを検出し、停車中の場合には前記第２の状態と判定する。

停車時、変速前に係合している変速ギア同士の係合力は小さい。上記構成の判定部とすることで、停車時は第２変速制御部の制御が実行されるため、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、停車時は、変速動作が多少遅くても実用上問題ないため、シフトドラムの回転速度を上記第２の回転速度にしても実用上問題ない。また、停車時は、走行時に発生する音がないため、乗員はドグ入り時の衝突音を感じやすい。そのため、上記構成の判定部とすることで、上記衝突音の低減の効果がより大きくなる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記鞍乗型車両は、エンジンと、前記エンジンの吸気管に配置されたスロットル弁とを備え、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサと、前記変速機構の変速段を検出する変速段センサと、を備えている。そして、前記判定部は、前記エンジンの回転速度、前記スロットル弁の開度、および前記変速機構の変速段に基づいて、前記鞍乗型車両の状態を検出するように構成されている。

このように、エンジンの回転速度と、スロットル弁の開度と、変速機構の変速段と、を用いることで、より好適に鞍乗型車両の状態を検出することができる。その結果に基づいて、制御装置はシフトドラムの回転速度を制御するため、より好適に不快な騒音を抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記判定部は、前記エンジンの回転速度が閾値以下のときに前記第２の状態と判定するように構成されている。前記閾値は、前記スロットル弁の開度が小さいほど大きくなり、前記変速機構の変速段が高いほど大きくなるように設定されている。

エンジンの回転速度が小さいとき（すなわち、閾値以下のとき）は、変速前に係合している変速ギア同士の係合力は小さい。上記構成の判定部とすることで、エンジン回転速度が小さいときは第２変速制御部の制御が実行されるため、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、上記のように閾値をスロットル弁の開度および変速機構の変速段に基づいて適宜設定することで、鞍乗型車両の走行状態に沿った閾値を適宜設定することができる。その結果、より確実に鞍乗型車両の状態を検出でき、不快な騒音をより好適に抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記判定部は、前記スロットル弁の開度が閾値以下のときに前記第２の状態と判定するように構成されている。前記閾値は、前記エンジンの回転速度が小さいほど大きくなり、前記変速機構の変速段が高いほど大きくなるように設定されている。

スロットル弁の開度が小さいとき（すなわち、閾値以下のとき）は、変速前に係合している変速ギア同士の係合力は小さい。上記構成の判定部とすることで、スロットル弁の開度が小さいときには第２変速制御部の制御が実行されるため、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、上記のように閾値をエンジンの回転速度および変速機構の変速段に基づいて適宜設定することで、鞍乗型車両の走行状態に沿った閾値を適宜設定することができる。その結果、より確実に鞍乗型車両の状態を検出することができ、不快な騒音をより好適に抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記判定部は、前記変速機構の変速段が閾値以上のときに前記第２の状態と判定するように構成されている。前記閾値は、前記エンジン回転速度が小さいほど小さくなり、前記スロットル弁の開度が小さいほど小さくなるように設定されている。

変速機構の変速段が高いとき（すなわち、閾値以上のとき）は、変速前に係合している変速ギア同士の係合力は小さい。上記構成の判定部とすることで、変速機構の変速段が高いときには第２変速制御部の制御が実行されるため、より好適にドグ入り時の衝突音を低減することができる。また、上記のように閾値をエンジンの回転速度およびスロットル弁の開度に基づいて適宜設定することで、鞍乗型車両の走行状態に沿った閾値を適宜設定することができる。その結果、より確実に鞍乗型車両の状態を検出することができ、不快な騒音をより好適に抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第１変速制御部および前記第２変速制御部は、前記アクチュエータを一定の速度で動作させるように構成されている。前記第２変速制御部による前記アクチュエータの動作速度は、前記第１変速制御部による前記アクチュエータの動作速度よりも小さい。

このようにアクチュエータを一定の速度で動作することによって、途中（例えば、ドグ入り前）にアクチュエータに制動をかける場合と比べて、より簡単な構成で制御することができる。また、より簡単な構成で、第１変速制御部および第２変速制御部によるアクチュエータの動作速度を設定することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第２変速制御部は、前記アクチュエータを第１の動作速度で動作させた後、前記第１の動作速度よりも遅い第２の動作速度で動作させるように構成されている。

このことによって、ドグ抜きのときには、比較的速い第１の動作速度でアクチュエータを動作させるため、ドグ抜きが容易になる。一方、ドグ入りのときには、比較的遅い（第１の動作速度よりも遅い）第２の動作速度でアクチュエータを動作させるため、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。ドグ抜き開始からドグ入り完了までの間、常に第２の動作速度でアクチュエータを動作させる場合に比べて、変速動作時間を短くすることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記アクチュエータは電動モータからなる。前記第１変速制御部は、前記電動モータの回転位置が現在位置から第１の目標回転位置となるように位置フィードバック制御を実行する。前記第２変速制御部は、前記電動モータの回転位置が、前記第１の目標回転位置よりも現在位置に近い第２の目標回転位置となるように位置フィードバック制御を実行する。

このことによって、位置フィードバック制御の目標位置を変更するという簡単な手法により、シフトドラムの回転速度を変更することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記アクチュエータは電動モータからなる。前記第２変速制御部は、第１のデューティ比で前記電動モータを駆動した後、前記第１のデューティ比よりも小さな第２のデューティ比で前記電動モータを駆動する。

このことによって、ドグ抜きのときには、比較的大きい第１のデューティ比で電動モータを比較的速く駆動させるため、ドグ抜きが容易になる。一方、ドグ入りのときには、比較的小さい（第１のデューティ比よりも小さい）第２のデューティ比で電動モータの速度を低下させるため、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記アクチュエータは電動モータからなる。前記第２変速制御部は、正および負のいずれか一方のデューティ比で前記電動モータを駆動した後、他方のデューティ比で前記駆動モータを駆動する。

このことによって、ドグ入りのとき、電動モータに大きな制動力を与えることができる。その結果、より効果的にドグ入り時の衝突音を低減することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記自動変速装置は、前記鞍乗型車両のエンジンの動力を断続するクラッチと、前記クラッチを駆動する他のアクチュエータと、を備えている。前記第１変速制御部および前記第２変速制御部は、前記他のアクチュエータによって前記クラッチが切断され始めてから切断し終わる前に、前記シフトドラムの回転を開始するように構成されている、

クラッチ動作とシフト動作とが同時に行われる（オーバーラップする）場合、ドグ抜きのときに未だクラッチの切断は完了していないため、ドグが抜けにくくなる傾向がある。そのため、変速ギア同士の係合力が大きいときには、ドグが抜けるまでの時間が長くなり、変速動作全体の時間が長くなる傾向がある。しかし、本発明によれば、変速ギア同士の係合力が大きいときには、第１変速制御部が選択されるので、ドグ入りの時間は短くなる。そのため、変速動作全体の時間が長くなってしまうことを避けることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、上述した構成の自動変速装置を備えた鞍乗型車両が提供される。

このことによって、上述したドグ入り時の衝突音および周期的な騒音を低減した自動変速装置を備えた鞍乗型車両を提供することができる。

本発明によれば、ドグクラッチを有する多段式の変速機構をアクチュエータによって駆動する自動変速装置において、ドグ入り時の不快な騒音を抑制することができる。

第１実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 第１実施形態に係るパワーユニットの内部構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る自動二輪車の主要要素のブロック図である。 シフトアクチュエータの回転角度の変化と、シフトドラムの回転角度の変化と、変速ギアのドグ抜き、ドグ当たり、およびドグ入りと、を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る自動変速装置の制御を示したフローチャートである。 自動二輪車の状態と、エンジンの回転速度と、スロットル弁の開度と、変速機構の変速段と、の関係を表した図である。 第１実施形態に係る第１変速制御および第２変速制御の一例におけるクラッチ位置、シフトアクチュエータの回転位置、および変速ギア（一対の変速ギアのうち移動する方の変速ギア）の位置の時間変化を表した図である。 第２実施形態に係る第２変速制御の一例におけるクラッチ位置、シフトアクチュエータの回転位置、変速ギアの位置、およびデューティ比の時間変化を表した図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明に係る自動変速装置を備えた自動二輪車について説明する。図１は自動二輪車１を示す側面図である。なお、本明細書では、前、後、左、右とは、後述するシート１４に着座した乗員から見た前、後、左、右をそれぞれ意味するものとする。また、図面に付した符号Ｆ、Ｒｅは、それぞれ前、後を表すものとする。

自動二輪車１は、本実施形態に係る鞍乗型車両の一例であり、所謂オンロードタイプの自動二輪車である。なお、本発明に係る鞍乗型車両は、自動二輪車１に限定されるものではなく、例えば、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、および所謂モペットタイプの自動二輪車等であってもよい。また、本発明に係る鞍乗型車両は、ＡＴＶ、四輪バギー等であってもよい。

図１に示すように、自動二輪車１は、ヘッドパイプ３と車体フレーム６とを備えている。車体フレーム６は、ヘッドパイプ３から後方に延びる左右一対の２本のフレーム部６ａを有している。なお、図１では、１本のフレーム部６ａのみが図示されている。フレーム部６ａの後部は下方に延びている。フレーム部６ａの後部には、リヤアームブラケット５が接続されている。リヤアームブラケット５には、ピボット軸２２を介してリヤアーム２１の前端部が接続されている。リヤアーム２１は、ピボット軸２２に上下方向に揺動可能に支持されている。リヤアーム２１の後端部には、後輪２３が支持されている。

フレーム部６ａの上部には、燃料タンク１３が配置されている。燃料タンク１３の後方には、乗員が着座するためのシート１４が配置されている。

ヘッドパイプ３には、フロントフォーク１０が回転自在に支持されている。フロントフォーク１０の上端には、ハンドル４が設けられている。ハンドル４には、図示しないシフトスイッチが設けられている。シフトスイッチは、シフトアップスイッチとシフトダウンスイッチとからなり、手動操作によりシフトポジションをニュートラルから最高ギア段（例えば６速ギア段）までの間で増加または減少させることができる。フロントフォーク１０の下端には、前輪１２が回転自在に設けられている。

フレーム部６ａとリヤアームブラケット５とには、パワーユニット２０が懸架されている。図２は、パワーユニット２０の内部構成を示す断面図である。図２に示すように、パワーユニット２０は、少なくとも、エンジン４５と、クラッチ４４と、変速機構４３とを有している。エンジン４５と、クラッチ４４と、変速機構４３とは、クランクケース２６（図１参照）に一体に組み付けられている。

本実施形態に係るエンジン４５は、燃料にガソリンを用いた内燃機関である。ただし、エンジン４５は、ガソリンエンジン等の内燃機関に限定されず、モータエンジン等であってもよい。また、エンジン４５は、ガソリンエンジンとモータエンジンとを組み合わせたものであってもよい。エンジン４５は、クランク軸２５を備えている。

クランク軸２５は、クラッチ４４を介してメイン軸４１に連結されている。メイン軸４１は、クランク軸２５と平行に配設されている。また、メイン軸４１は、ドライブ軸４２と平行に配設されている。

本実施形態に係るクラッチ４４は、例えば、多板摩擦クラッチである。クラッチ４４は、クラッチハウジング４４３と、クラッチボス４４７とを備えている。クラッチハウジング４４３の内側には、複数のフリクションプレート４４５が設けられている。クラッチボス４４７の外側には、複数のクラッチプレート４４９が設けられている。各フリクションプレート４４５は、メイン軸４１の回転方向に関して、クラッチハウジング４４３に対して固定されている。そのため、複数のフリクションプレート４４５は、クラッチハウジング４４３と共に回転する。なお、複数のフリクションプレート４４５は、メイン軸４１の軸方向に関して変位可能である。複数のフリクションプレート４４５は、メイン軸４１の軸方向に配列されている。

各クラッチプレート４４９は、隣接する各フリクションプレート４４５に対向している。各クラッチプレート４４９は、メイン軸４１の回転方向に関して、クラッチボス４４７に対して固定されている。これにより、複数のクラッチプレート４４９は、クラッチボス４４７と共に回転する。なお、複数のクラッチプレート４４９は、メイン軸４１の軸方向に関して変位可能である。本実施形態では、これら複数のフリクションプレート４４５と複数のクラッチプレート４４９とによってプレート群４４２が構成されている。

図２に示すように、メイン軸４１よりも車幅方向の外方（図２の右方）には、プレッシャプレート４５１が配置されている。プレッシャプレート４５１は、略円盤形状に形成されている。プレッシャプレート４５１の半径方向外側の部分には、プレート群４４２の方に突出する押圧部４５１Ｂが形成されている。押圧部４５１Ｂは、プレート群４４２における最も右方に位置するフリクションプレート４４５に対向している。

クラッチ４４には、バネ４５０が設けられている。バネ４５０は、プレッシャプレート４５１を車幅方向の内方（図２の左方）に向かって付勢している。すなわち、バネ４５０は、押圧部４５１Ｂがプレート群４４２を押圧する方向に、プレッシャプレート４５１を付勢している。

プレッシャプレート４５１の中心部は、軸受４５７を介してプッシュロッド４５５の一端部（図２の右端部）と係合している。これにより、プレッシャプレート４５１は、プッシュロッド４５５に対して回転自在である。ところで、メイン軸４１は、筒形状を有している。プッシュロッド４５５の他端部（左端部）は、メイン軸４１の内部に収容されている。メイン軸４１の内側には、プッシュロッド４５５の他端部（左端部）に隣接した球状のボール４５９が設けられている。さらに、メイン軸４１の内側には、ボール４５９に隣接したプッシュロッド４６１が設けられている。

プッシュロッド４６１の左端部は、メイン軸４１より突出している。プッシュロッド４６１の左端部には、ピストン４６３が一体的に設けられている。ピストン４６３は、シリンダ本体４６５によってガイドされ、メイン軸４１の軸方向に摺動自在である。

クラッチ４４は、クラッチアクチュエータ６０によって駆動される。本実施形態では、クラッチアクチュエータ６０は電動モータであるが、クラッチアクチュエータ６０は電動モータに限定されない。クラッチアクチュエータ６０が駆動することにより、クラッチ４４を断続することができる。クラッチアクチュエータ６０が駆動すると、ピストン４６３とシリンダ本体４６５とで囲まれている空間４６７に圧縮流体としての作動油が供給される。空間４６７に作動油が供給されると、ピストン４６３は、図２の右方向に押されて移動する。これにより、ピストン４６３は、プッシュロッド４６１、ボール４５９、プッシュロッド４５５および軸受４５７を介して、プレッシャプレート４５１を図２の右方向に押す。プレッシャプレート４５１が図２の右方向に押されると、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂがフリクションプレート４４５から離反し、クラッチ４４は切断状態になる。

クラッチ４４が接続される際には、プレッシャプレート４５１は、バネ４５０によって図２の左方に移動する。プレッシャプレート４５１が図２の左方に移動すると、押圧部４５１Ｂがプレート群４４２を左向きに押圧する。その結果、プレート群４４２のフリクションプレート４４５とクラッチプレート４４９とが、圧接される。これにより、クラッチ４４が接続状態となる。

一方、クラッチ４４の切断状態では、プッシュロッド４５５によって、プレッシャプレート４５１が図２の右方に移動する。そして、プレッシャプレート４５１の押圧部４５１Ｂが、プレート群４４２と離反する。押圧部４５１Ｂがプレート群４４２と離反した状態では、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９とは圧接されておらず、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、僅かな隙間が形成されている。そのため、各フリクションプレート４４５と各クラッチプレート４４９との間には、駆動力を伝達できる摩擦力は発生しない。

このように、クラッチアクチュエータ６０の駆動力とバネ４５０の付勢力との大小によって、プレッシャプレート４５１はメイン軸４１の軸方向の一方または他方の方向に移動する。前記移動に応じて、クラッチ４４が接続または切断状態になる。

エンジン４５のクランク軸２５には、ギア３１０が一体的に支持されている。メイン軸４１には、ギア３１０と噛み合うギア４４１が支持されている。ギア４４１は、メイン軸４１に対して回転自在である。また、ギア４４１は、例えばクラッチハウジング４４３に一体式に設けられている。これにより、エンジン４５のトルクは、クランク軸２５からギア４４１を介し、クラッチハウジング４４３に伝達される。また、エンジン４５のトルクは、複数のフリクションプレート４４５と複数のクラッチプレート４４９との間に生じる摩擦力によって、クラッチハウジング４４３からクラッチボス４４７に伝達される。クラッチボス４４７とメイン軸４１とは、一体式に回転する。つまり、クラッチボス４４７とメイン軸４１との間には、相対回転がない。そのため、クラッチ４４が接続されているとき、エンジン４５のトルクは、メイン軸４１に伝達される。

ところで、プッシュロッド４５５は、メイン軸４１の内部を挿通した機構によってプレッシャプレート４５１を図２の右方に押すものに限定されない。プッシュロッド４５５は、プレッシャプレート４５１の車幅方向の外方（図２の右方）に設けられた機構により、プレッシャプレート４５１を図２の右方に引っ張るものであってもよい。

なお、クラッチ４４は、多板式クラッチでなく、単板式クラッチであってもよい。また、クラッチ４４は、遠心ウエイトを備えていてもよい。この場合、クラッチ４４は、クラッチアクチュエータ６０の駆動と、遠心ウエイトの遠心力とに基づいて断続される。

次に、変速機構４３の構成について詳細に説明する。本実施形態に係る変速機構４３は、所謂ドグクラッチ式の変速機構であり、かつ、多段式の変速機構である。変速機構４３は、後述する変速ギア４９および４２０と、シフトドラム４２１と、シフトフォーク４２２と、を備えている。

メイン軸４１には、複数の変速ギア４９が取り付けられている。一方、ドライブ軸４２には、上記複数の変速ギア４９に対応する複数の変速ギア４２０が取り付けられている。複数の変速ギア４９と複数の変速ギア４２０とは、選択された１または２以上の変速ギア４９、４２０同士のみが相互に係合している。複数の変速ギア４９のうち選択された変速ギア４９以外の変速ギア４９と、複数の変速ギア４２０のうち選択された変速ギア４２０以外の変速ギア４２０とのうちの少なくとも一方は、メイン軸４１またはドライブ軸４２に対して相対回転可能となっている。つまり、選択されていない変速ギア４９と、選択されていない変速ギア４２０のうちの少なくとも一方は、メイン軸４１またはドライブ軸４２に対して空転するようになっている。メイン軸４１とドライブ軸４２との間の回転伝達は、相互に噛合する選択された変速ギア４９および選択された変速ギア４２０のみを介して行われる。

変速ギア４９または変速ギア４２０の選択は、シフトドラム４２１によって行われる。シフトドラム４２１の外周面には、複数のカム溝４２１ａが形成されている。各カム溝４２１ａには、シフトフォーク４２２が装着されている。各シフトフォーク４２２は、それぞれメイン軸４１およびドライブ軸４２の所定の変速ギア４９および変速ギア４２０に係合している。シフトドラム４２１が回転することにより、複数のシフトフォーク４２２のそれぞれは、カム溝４２１ａに案内されてメイン軸４１の軸方向に移動する。これにより、変速ギア４９および変速ギア４２０のうちの相互に噛合するギアが選択される。具体的には、複数の変速ギア４９および変速ギア４２０のうち、シフトドラム４２１の回転角度に応じた位置の一対のギアのみが、メイン軸４１およびドライブ軸４２に対して、それぞれスプラインによる固定状態となる。これにより、変速機構４３におけるギアポジションが決定される。その結果、メイン軸４１とドライブ軸４２との間では、変速ギア４９および変速ギア４２０を介して、所定の変速比で回転伝達が行われる。シフトドラム４２１は、シフトロッド７５が往復移動することによって、所定の角度だけ回転する。

変速機構４３の変速ギアの切り換え、すなわち、変速機構４３のギアポジションの変更は、シフトアクチュエータ７０が駆動することにより行われる。本実施形態では、シフトアクチュエータ７０は電動モータであるが、シフトアクチュエータ７０は電動モータに限定されない。シフトアクチュエータ７０は、シフトロッド７５を介してシフトドラム４２１に接続されている。シフトロッド７５は、シフトアクチュエータ７０が駆動することによって往復移動する。

以上のような構成により、それぞれメイン軸４１およびドライブ軸４２に所定の一対の変速ギア４９と変速ギア４２０を固定し、クラッチ４４を接続状態とした上でエンジン４５が駆動すると、エンジン４５のトルクがクラッチ４４を介してメイン軸４１に伝達される。また、所定の一対の変速ギア４９および変速ギア４２０を介して、メイン軸４１とドライブ軸４２との間で所定の変速比で回転伝達が行われ、ドライブ軸４２が回転する。ドライブ軸４２が回転すると、ドライブ軸４２と後輪２３（図１参照）とを接続する動力伝達機構４７（図１参照）によってトルクが伝達され、後輪２３が回転する。

図３は自動二輪車１の主要要素のブロック図である。前述のように、自動二輪車１は、エンジン４５、クラッチ４４、および変速機構４３を備えている。エンジン４５には吸気管６１および排気管６２が接続されている。また、エンジン４５には点火装置６７が設けられている。吸気管６１の内部にはスロットル弁６５が配置されている。スロットル弁６５は、吸気管６１を流れる空気の量や速度を調整する。自動二輪車１の右ハンドルには、スロットル弁６５を駆動するアクセル６３が設けられている。また、吸気管６１には、燃料を供給する燃料供給装置６６が設けられている。燃料供給装置６６の種類は特に限定されず、燃料噴射装置または気化器などを好適に用いることができる。

次に、本実施形態に係る自動変速装置５０について説明する。図３に示すように、自動変速装置５０は、前述のクラッチ４４と、変速機構４３と、クラッチアクチュエータ６０と、シフトアクチュエータ７０と、を備えている。また、自動変速装置５０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を制御する制御装置として、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９０を備えている。ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０の制御だけでなく、エンジン４５の制御も実行する。

自動変速装置５０は、エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、および車速センサＳ２３を備えている。エンジン回転速度センサＳ４５は、エンジン４５の回転速度（詳しくは、エンジン４５のクランク軸２５の回転速度）を検出する。スロットル開度センサＳ６５は、スロットル弁６５の開度を検出する。変速段センサＳ４３は、変速機構４３の変速段を検出する。車速センサＳ２３は自動二輪車１の車速を検出する。本実施形態では、車速センサＳ２３は後輪２３の回転速度を検出するように構成されている。車速は、後輪２３の回転速度に基づいて検出される。ただし、車速の検出方法は特に限定されない。

さらに、自動変速装置５０は、クラッチアクチュエータ６０の駆動量を検出するクラッチアクチュエータセンサＳ６０と、シフトアクチュエータ７０の駆動量を検出するシフトアクチュエータセンサＳ７０とを備えている。本実施形態では、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０はそれぞれ電動モータによって構成されている。クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０は、それぞれ電動モータの回転角度を検出するように構成されている。クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０として、例えば、ポテンショメータを好適に用いることができる。なお、シフトアクチュエータセンサＳ７０はシフトアクチュエータ７０と別体であってもよく、一体化されていてもよい。一体化されたシフトアクチュエータ７０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０の一例として、回転角度の検出が可能なサーボモータを挙げることができる。同様に、クラッチアクチュエータセンサＳ６０はクラッチアクチュエータ６０と別体であってもよく、一体化されていてもよい。クラッチアクチュエータ６０およびクラッチアクチュエータセンサＳ６０として、サーボモータを用いることも可能である。

なお、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を別々に備える代わりに、クラッチ４４および変速機構４３を駆動する単一のアクチュエータを備える場合には、クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０の代わりに、上記単一のアクチュエータの駆動量を検出する単一のセンサを備えていてもよい。

エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、および車速センサＳ２３は、それぞれＥＣＵ９０と接続されている。また、クラッチアクチュエータセンサＳ６０およびシフトアクチュエータセンサＳ７０は、それぞれＥＣＵ９０と接続されている。ＥＣＵ９０には、エンジン回転速度センサＳ４５、スロットル開度センサＳ６５、変速段センサＳ４３、車速センサＳ２３、クラッチアクチュエータセンサＳ６０、およびシフトアクチュエータセンサＳ７０からの信号が入力される。また、ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０に接続されている。ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０に対して制御信号を出力する。

ところで、ドグクラッチを有する多段式の変速機構４３をシフトアクチュエータ７０によって駆動の際の変速ギア４９、４２０同士が係合するときに衝突音が発生するときがある。例えば、変速ギア４９、４２０同士が衝突することで衝突音が発生する。本実施形態に係る自動変速装置５０は、変速ギア４９、４２０同士が係合するときに発生する不快な騒音を抑制するものである。図４は、シフトアクチュエータ７０の回転角度の変化と、シフトドラム４２１の回転角度の変化と、変速ギア４９、４２０のドグ抜き、ドグ当たり、およびドグ入りと、を模式的に示した図である。以下の説明では、変速ギア４９は移動せず、変速ギア４２０が移動するものとする。変速ギア４９のうち、変速前に変速ギア４２０と係合している方のギアを変速ギア４９１とし、変速後に変速ギア４２０と係合する方のギアを変速ギア４９２とする。ただし、変速前に係合する変速ギア４９１の移動する側の変速ギアと、変速後に係合する変速ギア４９２の移動する側の変速ギアとは、同一の変速ギア（この場合では、変速ギア４２０）であってもよいし、異なる変速ギアであってもよい。本実施形態は、変速前後に係合する移動する側の変速ギアは、同一の変速ギアであるとして説明する。

シフトアクチュエータ７０を駆動させると、シフトドラム４２１が回転する。シフトドラム４２１の回転に伴い、図４に示すように、変速ギア４２０はＡ方向へ移動する。すなわち、変速ギア４２０は、変速前に係合していた変速ギア４９１から離れ、変速後に係合すべき変速ギア４９２に近づくように移動する。変速前には、主に変速ギア４９１から変速ギア４２０に駆動力が伝達され、変速ギア４２０の係合部４２０Ａの側面４２０ｃと変速ギア４９１の係合部４９１Ａの側面４９１ｃとは互いに押し付けられている。変速時にクラッチ４４を切断することにより、上記駆動力が弱まり、変速ギア４２０の係合部４２０Ａの側面４２０ｃと変速ギア４９１の係合部４９１Ａの側面４９１ｃとの押し付け力は弱くなる。そのため、係合部４２０Ａと係合部４９１Ａとの係合力は弱くなるので、変速ギア４２０はＡ方向に移動しやすくなる。そして、シフトドラム４２１の回転途中（時間ｔ１１参照）において、係合部４９１Ａの側面４９１ｃ上を滑っていた係合部４２０Ａが側面４９１ｃから離れる。すなわち、変速ギア４２０が変速ギア４９１から離れる。このように、変速前に係合していた変速ギア４２０の係合部４２０Ａと変速ギア４９１の係合部４９１Ａとが離れることを、「ドグ抜き」という。シフトアクチュエータ７０の駆動力が大きいほど、ドグ抜きは容易に行われやすくなり、シフトドラム４２１の回転速度は速くなる。

時間ｔ１１のドグ抜き完了後、変速ギア４２０はＡ方向に更に移動する。その後、変速ギア４２０と変速ギア４９２とが係合する。すなわち、変速ギア４２０の係合部４２０Ｂの先端４２０ａが変速ギア４９２の係合部４９２Ｂの先端４９２ａよりも右方に移動する。このことを「ドグ入り」という。典型的には、係合部４２０Ｂの側面４２０ｃと係合部４９２Ｂの側面４９２ｃとが接触する。ドグ入りが行われると、衝突音が発生することがある。例えば、変速ギア４２０の係合部４２０Ｂの先端４２０ａと、変速ギア４９２の底面４９２ｂと、が衝突することで、衝突音が発生する。この衝突音は、変速ギア４２０の移動速度が大きいほど大きくなる傾向がある。

一方、変速ギア４２０と変速ギア４９２とは相対回転しているので、ドグ入りの際、必ずしも係合部４９２Ｂと係合部４２０Ｂとの上下の位置がずれているとは限らない。係合部４９２Ｂの少なくとも一部が係合部４２０Ｂの少なくとも一部の右方に位置している場合がある。このような場合、係合部４２０Ｂの先端４２０ａと係合部４９２Ｂの先端４９２ａとが突き当たってしまう。このことを「ドグ当たり」という。

しかし、ドグ当たりが生じても、変速ギア４２０がＡ方向に十分な速度で移動すれば、変速ギア４２０と変速ギア４９２とが更に相対回転することにより、係合部４２０Ｂの先端４２０ａが係合部４９２Ｂの先端４９２ａに対して滑り、やがてドグ入りが行われる。

ところが、変速ギア４２０と変速ギア４９２との相対回転速度が大きく、かつ、変速ギア４２０のＡ方向の移動速度が小さいと、ドグ当たりが生じたときに、係合部４２０Ｂが係合部４９２Ｂに弾かれてしまうことがある。いったん弾かれた係合部４２０Ｂは、再び係合部４９２Ｂに接近するが、再び弾かれてしまうことが多く、同様の現象が繰り返される場合がある。その結果、係合部４２０Ｂと係合部４９２Ｂとが繰り返し接触して、周期的な騒音が発生する。このような周期的な騒音は、変速ギア４２０と変速ギア４９２との相対回転速度が大きいほど生じやすく、また、変速ギア４２０の移動速度が小さいほど生じやすい傾向がある。

本実施形態に係る自動変速装置５０は、上記周期的な騒音および上記衝突音を軽減することができるものである。図３に示すように、ＥＣＵ９０は、自動二輪車１の状態が後述する第１の状態か第２の状態かを判定する判定部９２と、判定部９２が第１の状態と判定すると第１の変速制御を実行する第１変速制御部９４と、判定部９２が第２の状態と判定すると第２の変速制御を実行する第２変速制御部９６とを有している。

判定部９２は、変速前に係合している変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が大きいか小さいかを判定する。上記係合力を直接検出することは困難であるので、判定部９２は、自動二輪車１の状態に基づいて上記係合力の大小を判定する。ここでは判定部９２は、上記係合力が所定値以上と推定される第１の状態か、上記係合力が所定値未満と推定される第２の状態かを判定する。

変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が大きい場合、ドグ抜き後の変速ギア４９と変速ギア４２０との相対回転速度は大きくなる。そのため、シフトドラム４２１の回転速度が小さいと、変速ギア４９および変速ギア４２０の係合部同士は弾かれやすい。よって、シフトドラム４２１の回転速度が小さいと、ドグ入り時の周期的な騒音は発生しやすい。一方、変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が大きい場合、エンジン回転速度が大きいことが多く、シフトドラム４２１の回転速度が大きくても、ドグ入り時の衝突音がエンジン音に比べて著しく目立つことは少ない。そこで、第１変速制御部９４は、自動二輪車１の状態が第１の状態と判定されると、シフトドラム４２１の回転速度が相対的に速くなるようにシフトアクチュエータ７０を制御する第１変速制御を実行する。

変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が小さい場合、ドグ抜き後の変速ギア４９と変速ギア４２０との相対回転速度は小さくなる。そのため、変速ギア４９および変速ギア４２０の係合部同士は弾かれにくい。ドグ入り時の周期的な騒音は発生しにくい。一方、変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が小さい場合、エンジン回転速度が小さいことが多く、ドグ入り時の衝突音が目立ちやすい。そこで、第２変速制御部９６は、自動二輪車１の状態が第２の状態と判定されると、シフトドラム４２１の回転速度が相対的に遅くなるようにシフトアクチュエータ７０を制御する第２変速制御を実行する。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る自動変速装置５０の変速制御について説明する。先ず、ステップＳ１００では、乗員が図示しないシフトアップスイッチまたはシフトダウンスイッチを押すことにより、ＥＣＵ９０は変速指令信号を受信する。

次に、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ９０は、自動二輪車１が停車中か走行中かを判定する。判定の具体的方法は特に限定されないが、本実施形態ではＥＣＵ９０は、車速センサＳ２３が検出する車速に基づいて、自動二輪車１が停車中か走行中かを判定する。例えば、車速センサＳ２３によって検出された車速が所定値（例えば０ｋｍ／時）以下の場合、ＥＣＵ９０は自動二輪車１が停車中と判定し、車速センサＳ２３によって検出された車速が上記所定値を超える場合、ＥＣＵ９０は自動二輪車１が走行中と判定する。ステップＳ１１０の判定の結果、停車中と判定されるとステップＳ１２０に進み、走行中と判定されるとステップＳ１３０に進む。

自動二輪車１が停車中の場合、クラッチ４４が切断されているので、変速機構４３の変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力は小さいと考えられる。よって、自動二輪車１が停車中の場合には、自動二輪車１は上記係合力が所定値未満と推定される第２の状態にあると推定される。ステップＳ１２０では、自動二輪車１が第２の状態にあると見なし、ＥＣＵ９０は第２変速制御を実行する。

ステップＳ１３０では、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度、スロットル弁６５の開度（以下、スロットル開度という）、および変速機構４３の変速段に基づいて、自動二輪車１が第１の状態か第２の状態かを判定する。図６（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車１の状態と、エンジン回転速度と、スロットル開度と、変速機構４３の変速段との関係を表した図である。図６（ａ）は変速段が相対的に高い場合（例えば、変速段が５速の場合）の図であり、図６（ｂ）は変速段が相対的に低い場合（例えば、変速段が２速の場合）の図である。

変速段およびスロットル開度がそれぞれ一定の場合、エンジン回転速度が小さいほど、変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力は小さいと推定される。そこで、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ＥＣＵ９０は、変速段およびスロットル開度がそれぞれ一定の場合、エンジン回転速度が閾値以下のときに第２の状態と判定し、エンジン回転速度が閾値よりも大きいときに第１の状態と判定する。例えば、図６（ａ）に示すように、スロットル開度がａ１の場合、エンジン回転速度が閾値ｂ１以下のときには第２の状態と判定され、エンジン回転速度が閾値ｂ１よりも大きいときには第１の状態と判定される。上記閾値は、スロットル開度が小さいほど大きくなり、変速段が高いほど大きくなるように設定されている。

また、変速段およびエンジン回転速度がそれぞれ一定の場合、スロットル開度が小さいほど、変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力は小さいと推定される。そこで、ＥＣＵ９０は、変速段およびエンジン回転速度がそれぞれ一定の場合、スロットル開度が閾値以下のときに第２の状態と判定し、スロットル開度が閾値よりも大きいときに第１の状態と判定する。例えば、図６（ａ）に示すように、エンジン回転速度がｂ１の場合、スロットル開度が閾値ａ１以下のときには第２の状態と判定され、スロットル開度が閾値ａ１よりも大きいときには第１の状態と判定される。上記閾値は、エンジン回転速度が小さいほど大きくなり、変速段が高いほど大きくなるように設定されている。

また、エンジン回転速度およびスロットル開度がそれぞれ一定の場合、変速ギア段が高いほど、変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力は小さいと推定される。そこで、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度およびスロットル開度がそれぞれ一定の場合、変速段が閾値以上のときに第２の状態と判定し、変速段が閾値未満のときに第１の状態と判定する。例えば、図６（ａ）、（ｂ）がそれぞれ変速段が５速、２速の場合を表していると仮定し、エンジン回転速度がｂ２であってかつスロットル開度がａ２の場合に、変速段の閾値が３速であったとする。その場合、図６（ａ）に示すように、変速段が閾値である３速以上のときには、第２の状態と判定される。図６（ｂ）に示すように、変速段が閾値である３速未満のときには、第１の状態と判定される。なお、２速および５速以外の変速段における、エンジン回転速度とスロットル開度と自動二輪車１の状態との関係を表す図は省略する。

自動二輪車１の状態とエンジン回転速度とスロットル開度と変速段との関係は、予めマップ、テーブル、関数式等の形式にて、ＥＣＵ９０のメモリ（図示せず）に保存されていてもよい。また、ＥＣＵ９０が実行する制御プログラム中に規定されていてもよい。

このようにＥＣＵ９０は、エンジン回転速度、スロットル開度、および変速段に基づいて、自動二輪車１が第１の状態か第２の状態かを判定する。図５に示すように、ステップＳ１３０の判定の結果、自動二輪車１が第１の状態と判定されるとステップＳ１４０に進み、ＥＣＵ９０は第１変速制御を実行する。ステップＳ１３０の判定の結果、自動二輪車１が第２の状態と判定されるとステップＳ１２０に進み、ＥＣＵ９０は第２変速制御を実行する。

なお、本実施形態では、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ９０は自動二輪車１が停車中か走行中かを判定し、ステップＳ１３０において、ＥＣＵ９０は自動二輪車１の状態を
エンジン回転速度、スロットル開度、および変速機構４３の変速段に基づいて判定していた。本実施形態では、ステップＳ１１０とステップＳ１３０との制御を行っていたが、ステップＳ１１０の制御を行っているときは、ステップＳ１３０の制御は行わなくてもよい。一方、ステップＳ１３０の制御を行っているときは、ステップＳ１１０の制御は行わなくてもよい。また、ステップＳ１３０の制御を行ってから、ステップＳ１１０の制御を行ってもよい。

第１変速制御および第２変速制御では、ＥＣＵ９０は、クラッチ４４を切断および接続させるようにクラッチアクチュエータ６０を制御し、変速機構４３の変速段を変更するようにシフトアクチュエータ７０を制御する。詳しくは、ＥＣＵ９０は、クラッチアクチュエータ６０を駆動してクラッチ４４の切断を開始し、その後、シフトアクチュエータ７０を駆動し、変速機構４３の変速段を変更する。そして、変速段が変更された後、クラッチ４４が接続するようにクラッチアクチュエータ６０を制御する。

第１変速制御と第２変速制御とでは、変速ギア４９と変速ギア４２０とが係合するときのシフトドラム４２１の回転速度が異なる。ＥＣＵ９０は、第１変速制御では、上記変速ギア４９、４２０同士が係合するときのシフトドラム４２１の回転速度が第１の回転速度となるようにシフトアクチュエータ７０を制御する。ＥＣＵ９０は、第２変速制御では、上記変速ギア４９、４２０同士が係合するときのシフトドラム４２１の回転速度が、第１の回転速度よりも小さな第２の回転速度となるようにシフトアクチュエータ７０を制御する。

ステップＳ１４０の第１変速制御またはステップＳ１２０の第２変速制御が完了すると、自動変速装置５０の変速制御は終了する。

なお、ＥＣＵ９０は、ステップＳ１１０またはステップＳ１３０の処理を行う際に、判定部９２として機能する。また、ＥＣＵ９０は、ステップＳ１４０の第１変速制御を行う際に第１変速制御部９４として機能し、ステップＳ１２０の第２変速制御を行う際に第２変速制御部９６として機能する。ＥＣＵ９０は、第１の状態か第２の状態かを判定する判定部９２と、第１の状態と判定されると第１変速制御を行う第１変速制御部９４と、第２の状態と判定されると第２変速制御を行う第２変速制御部９６とを備えている。

次に、第１変速制御および第２変速制御の一例について詳細に説明する。図７は、第１変速制御および第２変速制御の一例におけるクラッチ位置、シフトアクチュエータ７０の回転位置、および変速ギア（変速ギア４９および変速ギア４２０のうち移動する方の変速ギア）の位置の時間変化を表した図である。なお、シフトドラム４２１はシフトアクチュエータ７０の回転に伴って回転する。図７における図示は省略するが、シフトドラム４２１の回転位置はシフトアクチュエータ７０の回転位置と同様に変化する。

ＥＣＵ９０は、時間ｔ０にて変速指令を受け、直ちにクラッチアクチュエータ６０を駆動し、クラッチ４４の切断を開始する。次に、ＥＣＵ９０は、時間ｔ０よりも後の時間ｔ１において、シフトアクチュエータ７０を駆動する。シフトアクチュエータ７０を駆動するとシフトドラム４２１が回転し、シフトドラム４２１の回転に伴ってシフトフォーク４２２が移動する。シフトフォーク４２２の移動に伴って変速ギアが移動する。ところが、シフトアクチュエータ７０から変速ギアに至る機構には遊びが存在するので、変速ギアは直ちには移動を開始せず、時間ｔ１よりも後の時間ｔ２において、移動を開始する。

本実施形態の第１変速制御部９４および第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０を一定の速度で動作させるように構成されている。第２変速制御部９６によるシフトアクチュエータ７０の動作速度は、第１変速制御部９４によるシフトアクチュエータ７０の動作速度よりも遅い。そのため、第２変速制御におけるシフトドラム４２１の回転速度は、第２変速制御におけるシフトドラム４２１の回転速度よりも遅い。変速ギアは変速前の位置Ｇから変速後の位置Ｇ′に移動するが、第１変速制御時の変速ギアの移動時間（ｔ２〜ｔ３）は、第２変速制御時の変速ギアの移動時間（ｔ２〜ｔ４）よりも短い。第１変速制御時に変速ギアが位置Ｇ′に到達する時間ｔ３は、第２変速制御時に変速ギアが位置Ｇ´に到達する時間ｔ４よりも早い。

ドグ抜きは時間ｔ２の直後において行われる。第１変速制御時のドグ入りは時間ｔ３の直前に行われ、第２変速制御時のドグ入りは時間ｔ４の直前に行われる。本実施形態では、ドグ抜きはクラッチ４４の切断中（時間ｔ０〜時間ｔｃ）に行われる。ドグ入りは、クラッチ４４の切断後（時間ｔｃ以降）に行われる。

図示は省略するが、ＥＣＵ９０は、変速ギアが位置Ｇ′に到達した後、クラッチアクチュエータ６０を駆動し、クラッチ４４を接続させる。これにより、変速制御が完了する。

シフトアクチュエータ７０の動作速度を変更する方法には、任意の方法を用いることができる。本実施形態では、以下に説明するように、シフトアクチュエータ７０の目標位置を変更することにより、動作速度を変更することとしている。

本実施形態では、ＥＣＵ９０は、シフトアクチュエータ７０の位置フィードバック制御を行う。すなわち、シフトアクチュエータ７０の目標位置と現在位置との差を算出し、その差を零にするようにシフトアクチュエータ７０を制御する。ＥＣＵ９０は、その差に所定の係数を乗じた量だけシフトアクチュエータ７０を駆動する。そのため、目標位置と現在位置との差が大きいほど、シフトアクチュエータ７０の回転量は大きくなり、シフトアクチュエータ７０は速く回転することになる。第１変速制御部９４は、シフトアクチュエータ７０の目標位置を第１の目標位置Ｐｔ１に設定する。第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０の目標位置を、第１の目標位置Ｐｔ１よりも現在位置に近い第２の目標位置Ｐｔ２に設定する。これにより、第１変速制御では変速ギアは速く移動し、第２変速制御では変速ギアは遅く移動することになる。なお、変速ギアが位置Ｇ′に到達すると、変速ギアはそれ以上移動できなくなる（図４の右図参照）。そのため、シフトアクチュエータ７０の回転位置はＰ′に規制されるので、シフトアクチュエータ７０の回転位置が目標位置Ｐｔ１、Ｐｔ２に至ることはない。

なお、ＥＣＵ９０がシフトアクチュエータ７０の駆動を制御する方法は、特に限定されず、デューティ制御によってシフトアクチュエータ７０の駆動量を調整してもよいし、シフトアクチュエータ７０に印加する電圧値を変化させることで上記駆動量を調整してもよい。

以上のように、本実施形態によれば、変速前に係合している変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が大きいとき（すなわち、所定値以上と推定されるとき）には、第１変速制御が行われるため、シフトドラム４２１は相対的に大きな回転速度で回転する。そのため、ドグ抜きは容易に行われやすくなる。また、変速ギア（変速ギア４９および変速ギア４２０のうち移動する方の変速ギア）の移動速度が大きくなるので、変速ギア４９および変速ギア４２０の係合部同士は弾かれにくい。それらが弾かれてしまうことに起因する周期的な騒音は抑制される。上記変速ギアの移動速度が大きいと、ドグ入り時の衝突音が大きくなりやすい。しかし、自動二輪車１が第１の状態のときには、エンジン音または走行に伴う風切り音などに比べて、ドグ入り時の衝突音が著しく目立つことはない。そのため、上記衝突音が不快な騒音となることは避けられる。

一方、変速前に係合している変速ギア４９と変速ギア４２０との係合力が小さいとき（すなわち、所定値未満と推定されるとき）には、第２変速制御が行われるため、シフトドラム４２１は相対的に小さな回転速度で回転する。シフトドラム４２１の回転速度が小さくても、上記係合力が小さいので、ドグ抜きは容易に行われる。また、上記係合力が小さいときには、ドグ抜き後の変速ギア４９と変速ギア４２０との相対回転速度は小さいので、変速ギア４９および変速ギア４２０の係合部同士は弾かれにくい。それらが弾かれてしまうことに起因する周期的な騒音は抑制される。また、自動二輪車１が第２の状態のときには、エンジン音等は小さいため、ドグ入り時の衝突音が目立ちやすくなる。しかし、自動二輪車１が第２の状態の時には、変速ギアの移動速度が小さいので、ドグ入り時の衝突音は小さい。そのため、上記衝突音が不快な騒音となることは避けられる。

したがって、本実施形態によれば、ドグ入り時の衝突音および周期的な騒音が不快な騒音となることを抑制することができる。

本実施形態では、図５に示すように、判定部９２は、自動二輪車１が停車中か否かを検出し、停車中の場合には第２の状態と判定する。停車時、変速前に係合している変速ギア４９、４２０同士の係合力は小さい。停車時には第２変速制御が実行されるため、停車時であってもドグ入り時の不快な騒音を抑制することができる。なお、停車時は、変速動作が多少遅くても実用上問題ないため、シフトドラム４２１の回転速度が相対的に低い回転速度であっても実用上問題ない。第２変速制御を好適に行うことができる。

また、本実施形態では、判定部９２は、エンジン４５の回転速度、スロットル弁６５の開度、および変速機構４３の変速段に基づいて、自動二輪車１が第１の状態か第２の状態かを検出している。このように、エンジン４５の回転速度と、スロットル弁６５の開度と、変速機構４３の変速段とに基づいて、上記係合力の大きさを好適に推定することができる。

本実施形態では、判定部９２は、エンジン４５の回転速度が閾値以下のときに自動二輪車１の状態を第２の状態と判定する。上記閾値は、スロットル弁６５の開度が小さいほど大きくなり、変速機構４３の変速段が高いほど大きくなるように設定されている。エンジン４５の回転速度が小さいとき（すなわち、閾値以下のとき）は、変速前に係合している変速ギア４９、４２０同士の係合力は小さい。本実施形態によれば、エンジン４５の回転速度が小さいときは第２変速制御が実行されるため、ドグ入り時の不快な騒音をより好適に低減することができる。また、上記のように閾値をスロットル弁６５の開度および変速機構４３の変速段に基づいて適宜設定することで、自動二輪車１の走行状態に沿った閾値を適宜設定することができる。その結果、より確実に自動二輪車１の状態を検出でき、不快な騒音をより好適に抑制することができる。

図７に示すように、本実施形態では、第２変速制御部９６は第１変速制御部９４と同様、シフトアクチュエータ７０を一定の速度で動作させるように構成されている。第２変速制御時のシフトアクチュエータ７０の動作速度を第１変速制御時のシフトアクチュエータ７０の動作速度よりも小さくする方法として、他の方法も考えられる。例えば、第２変速制御時では、変速ギアが位置Ｇから位置Ｇ′に移動する間、途中（例えば、ドグ入り前）まではシフトアクチュエータ７０を第１変速制御時と同様の速度で動作させ、途中から動作速度を低下させる方法が考えられる。しかし、本実施形態のように、第２変速制御時にシフトアクチュエータ７０を一定の速度で動作させることとすれば、第２変速制御をより簡単に実行することができる。

図７に示すように、本実施形態では、第１変速制御部９４は、シフトアクチュエータ７０の回転位置が現在位置Ｐから第１の目標回転位置Ｐｔ１となるように位置フィードバック制御を実行する。第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０の回転位置Ｐが、第１の目標回転位置Ｐｔ１よりも現在位置Ｐに近い第２の目標回転位置Ｐｔ２となるように位置フィードバック制御を実行する。このように、位置フィードバック制御の目標回転位置を変更するという簡単な手法により、シフトドラム４２１の回転速度を変更することができる。

図２に示すように、本実施形態に係る自動変速装置５０は、自動二輪車１のエンジン４５の動力を断続するクラッチ４４と、シフトアクチュエータ７０とは別にクラッチ４４を駆動するクラッチアクチュエータ６０と、を備えている。そして、第１変速制御部９４および第２変速制御部９６は、クラッチアクチュエータ６０によってクラッチ４４が切断され始めてから切断し終わる前に、シフトドラム４２１の回転を開始するように構成されている。クラッチ動作とシフト動作とが同時に行われる（オーバーラップする）場合、ドグ抜きのときには未だクラッチ４４の切断は完了していないため、ドグが抜けにくくなる傾向がある。そのため、変速ギア４９、４２０同士の係合力が大きいときには、ドグが抜けるまでの時間が長くなり、変速動作全体の時間が長くなる傾向がある。しかし、本実施形態によれば、変速ギア４９、４２０同士の係合力が大きい第１の状態のときには、シフトドラム４２１の回転速度が大きい第１変速制御が行われるので、ドグが抜けてからドグ入りまでの時間は短くなる。そのため、変速動作全体の時間が長くなってしまうことを避けることができる。

以上、第１実施形態に係る自動二輪車１について説明した。なお、本発明に係る鞍乗型車両は、本実施形態の自動二輪車１に限らず、他の種々の形態で実施することができる。次に、他の実施形態について簡単に説明する。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、第１変速制御部９４および第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０を一定の速度で動作させるように構成されていた。そして、第２変速制御部９６によるシフトアクチュエータ７０の動作速度は、第１変速制御部９４によるシフトアクチュエータ７０の動作速度よりも遅かった。また、第１実施形態では、位置フィードバック制御によってシフトアクチュエータ７０を駆動させていた。しかし、本発明に係る自動変速装置は、上記構成に限定されない。下記に示すような第２実施形態に係る自動変速装置であってもよい。

次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成の箇所は同じ符号を使用し、その説明は省略する。図８は、第２変速制御の一例におけるクラッチ４４の位置、シフトアクチュエータ７０の回転位置、変速ギア（変速ギア４９および変速ギア４２０のうち移動する方の変速ギア）の位置、およびデューティ比の時間変化を表した図である。

本実施形態では、第１実施形態と同様にシフトドラム４２１は、シフトアクチュエータ７０によって駆動される。シフトアクチュエータ７０は、電動モータである。そして、ＥＣＵ９０の第２変速制御部９６は、デューティ制御をすることによって、シフトアクチュエータ７０の動作速度を調整する。上記調整によって、シフトドラム４２１の回転速度を調整する。なお、デューティ制御とは、シフトアクチュエータ７０に対するパルス波のデューティ比を変化させる制御であり、デューティ制御はＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御と同義である。

判定部９２によって自動二輪車１の状態が第２の状態と判定された場合、第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０を第１の動作速度で動作させた後、第１の動作速度よりも遅い第２の動作速度で動作させるように構成されている。第１の動作速度は第１のデューティ比に対応している。第２の動作速度は第２のデューティ比に対応している。具体的には、ＥＣＵ９０の第２変速制御部９６は、第１のデューティ比でシフトアクチュエータ７０を駆動させた後、第２のデューティ比でシフトアクチュエータ７０を駆動させる。第１のデューティ比が正（プラス）のデューティ比の場合、第２のデューティ比は負（マイナス）のデューティ比である。一方、第１のデューティ比が負のデューティ比の場合、第２のデューティ比は正のデューティ比である。第１のデューティ比と第２のデューティ比との絶対値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、第１デューティ比と第２デューティ比との正負の関係は上述したことに限定されず、第１のデューティ比が正の場合、第２のデューティ比も正であってもよいし、第１のデューティ比が負の場合、第２のデューティ比も負であってもよい。この場合は、第２のデューティ比は第１のデューティ比よりも小さい。

図８に示すように、ＥＣＵ９０は、時間ｔ０にて変速指令を受け、直ちにクラッチアクチュエータ６０を駆動し、クラッチ４４の切断を開始する。なお、このときのシフトアクチュエータ７０に対するデューティ比は０％である。次に、時間ｔ０よりも後の時間ｔ１において、ＥＣＵ９０の第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０の回転位置が位置Ｐから位置Ｐ’へ向かうように、第１のデューティ比Ｄ１でシフトアクチュエータ７０を駆動させる。シフトアクチュエータ７０を駆動させるとシフトドラム４２１が回転し、時間ｔ１よりも後の時間ｔ２において、変速ギアは移動を開始する。そして、時間ｔ３のときに、ＥＣＵ９０の第２変速制御部９６は、デューティ比を第１のデューティ比Ｄ１から第２のデューティ比Ｄ２へ切り替える。なお、本実施形態では、時間ｔ３は、変速ギアのドグ入り完了直前の時間である。しかし、時間ｔ３は、ドグ入り開始時の時間でもよいし、ドグ入りの途中の時間であっても良い。この時間ｔ３における変速ギアの位置（例えば、ドグ入り完了直前の位置）の検出方法としては、変速制御開始時からの経過時間を求めることで検出することができる。また、変速ギアの位置の他の検出方法としては、シフトドラム４２１の回転位置を検出することによって、変速ギアの位置を検出する方法がある。シフトドラム４２１の回転位置の検出方法は、シフトドラム４２１に備えられたシフトドラム回転位置センサ（図示せず）によって検出してもよいし、間接的にシフトドラム４２１の回転位置を検出してもよい。図８に示すように、第１のデューティ比Ｄ１は正であり、第２のデューティ比Ｄ２は負である。このように、第１のデューティ比Ｄ１と第２のデューティ比Ｄ２との正負を入れ替えることで、シフトドラム４２１の駆動する方向を反転することができる。その結果、シフトドラム４２１に制動をかけることができる。

そして、時間ｔ４のとき、すなわち、シフトアクチュエータ７０の回転位置が位置Ｐ’に達したときであり、変速ギアの位置が位置Ｇ’に達したとき、ＥＣＵ９０の第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０の制御を終了する。ＥＣＵ９０は、時間ｔ４の後、第３のデューティ比Ｄ３でシフトアクチュエータ７０を駆動させる。

なお、本実施形態では、第２変速制御部９６は、デューティ制御をすることでシフトアクチュエータ７０を制御してシフトドラム４２１の回転速度を調整したが、シフトアクチュエータ７０を制御する方法はデューティ制御に限られず、例えばシフトアクチュエータ７０に印加する電圧値を変更させることによって、シフトアクチュエータ７０を制御してもよい。

図８に示すように、本実施形態によれば、第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０を第１の動作速度で動作させた後、第１の動作速度よりも遅い第２の動作速度で動作させるように構成されている。このことによって、ドグ抜きのときには、比較的速い第１の動作速度でシフトアクチュエータ７０を動作させるため、ドグ抜きが容易になる。一方、ドグ入りのときには、比較的遅い（第１の動作速度よりも遅い）第２の動作速度でシフトアクチュエータ７０を動作させるため、ドグ入り時の衝突音を低減することができる。ドグ抜き開始からドグ入り完了までの間、常に第２の動作速度でシフトアクチュエータ７０を動作させる場合に比べて、変速動作時間を短くすることができる。

また、図８に示すように、本実施形態の第２変速制御部９６は、第１のデューティ比Ｄ１でシフトアクチュエータ７０を駆動した後、第１のデューティ比Ｄ１よりも小さな第２のデューティ比Ｄ２でシフトアクチュエータ７０を駆動する。このことによって、第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０をデューティ比によって制御することができるため、より簡単な方法で変速ギアのドグ入り完了直前にシフトアクチュエータ７０に制動をかけることができる。

また、本実施形態によると、第２変速制御部９６は、正のデューティ比（第１のデューティ比Ｄ１）でシフトアクチュエータ７０を駆動した後、負のデューティ比（第２のデューティ比Ｄ２）でシフトアクチュエータ７０を駆動した。このことによって、ドグ入り完了直前のとき、電動モータに大きな制動力を与えることができる。その結果、より効果的にドグ入り時の衝突音を低減することができる。なお、本実施形態では、第２デューティ比Ｄ２は負のデューティ比である。第２のデューティ比Ｄ２の値は、シフトドラム４２１の回転方向が反転しない程度の値であり、かつ、第２のデューティ比Ｄ２をかける時間は、シフトドラム４２１の回転方向が反転しない程度の時間である。

＜他の実施形態＞
第１実施形態では、第１変速制御部９４および第２変速制御部９６は、位置フィードバック制御によって、シフトアクチュエータ７０を一定の速度で動作させるように構成されていた。しかし、第１変速制御部９４および第２変速制御部９６は、シフトアクチュエータ７０の回転速度を段階的に変更するように駆動させてもよい。この場合の第１の回転速度とは、第１変速制御部９４による変速制御開始から終了までのシフトドラム４２１の回転速度の平均値のことをいう。第２の回転速度とは、第２変速制御部９６による変速開始から終了までのシフトドラム４２１の回転速度の平均値のことをいう。

前記各実施形態では、乗員が図示しないシフトスイッチを手動操作することによって、シフトポジションの変更指令をＥＣＵ９０に送ることで、ＥＣＵ９０がクラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を駆動させるようにしていた。しかし、本発明では、ＥＣＵ９０が自動でシフトポジションの変更指令をすることによって、クラッチアクチュエータ６０およびシフトアクチュエータ７０を駆動させるようにしてもよい。

１ 自動二輪車（鞍乗型車両）
４３ 変速機構
５０ 自動変速装置
６５ スロットル弁
７０ シフトアクチュエータ
９０ ＥＣＵ（制御装置）
９２ 判定部
９４ 第１変速制御部
９６ 第２変速制御部
４２１ シフトドラム

Claims (13)

1. 鞍乗型車両に搭載される自動変速装置であって、
   ドグクラッチを介して係合する複数の変速ギアを有し、係合する変速ギアの組み合わせがシフトドラムの回転に伴って変更される多段式の変速機構と、
   前記シフトドラムを回転させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記鞍乗型車両の状態を検出し、変速前に係合している変速ギア同士の係合力が所定値以上と推定される第１の状態か、前記係合力が所定値未満と推定される第２の状態かを判定する判定部と、
   前記判定部が前記第１の状態と判定すると、変速ギア同士が係合するときの前記シフトドラムの回転速度が第１の回転速度となるように、前記アクチュエータを制御する第１変速制御部と、
   前記判定部が前記第２の状態と判定すると、変速ギア同士が係合するときの前記シフトドラムの回転速度が前記第１の回転速度よりも小さな第２の回転速度となるように、前記アクチュエータを制御する第２変速制御部と、
   を備えている自動変速装置。
2. 前記判定部は、前記鞍乗型車両の状態として前記鞍乗型車両が停車中か否かを検出し、停車中の場合には前記第２の状態と判定する、請求項１に記載の自動変速装置。
3. 前記鞍乗型車両は、エンジンと、前記エンジンの吸気管に配置されたスロットル弁とを備え、
   前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
   前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサと、
   前記変速機構の変速段を検出する変速段センサと、を備え、
   前記判定部は、前記エンジンの回転速度、前記スロットル弁の開度、および前記変速機構の変速段に基づいて、前記鞍乗型車両の状態を検出するように構成されている、請求項１に記載の自動変速装置。
4. 前記判定部は、前記エンジンの回転速度が閾値以下のときに前記第２の状態と判定するように構成され、
   前記閾値は、前記スロットル弁の開度が小さいほど大きくなり、前記変速機構の変速段が高いほど大きくなるように設定されている、請求項３に記載の自動変速装置。
5. 前記判定部は、前記スロットル弁の開度が閾値以下のときに前記第２の状態と判定するように構成され、
   前記閾値は、前記エンジンの回転速度が小さいほど大きくなり、前記変速機構の変速段が高いほど大きくなるように設定されている、請求項３に記載の自動変速装置。
6. 前記判定部は、前記変速機構の変速段が閾値以上のときに前記第２の状態と判定するように構成され、
   前記閾値は、前記エンジン回転速度が小さいほど小さくなり、前記スロットル弁の開度が小さいほど小さくなるように設定されている、請求項３に記載の自動変速装置。
7. 前記第１変速制御部および前記第２変速制御部は、前記アクチュエータを一定の速度で動作させるように構成され、
   前記第２変速制御部による前記アクチュエータの動作速度は、前記第１変速制御部による前記アクチュエータの動作速度よりも小さい、請求項１に記載の自動変速装置。
8. 前記第２変速制御部は、前記アクチュエータを第１の動作速度で動作させた後、前記第１の動作速度よりも遅い第２の動作速度で動作させるように構成されている、請求項１に記載の自動変速装置。
9. 前記アクチュエータは電動モータからなり、
   前記第１変速制御部は、前記電動モータの回転位置が現在位置から第１の目標回転位置となるように位置フィードバック制御を実行し、
   前記第２変速制御部は、前記電動モータの回転位置が、前記第１の目標回転位置よりも現在位置に近い第２の目標回転位置となるように位置フィードバック制御を実行する、請求項１に記載の自動変速装置。
10. 前記アクチュエータは電動モータからなり、
    前記第２変速制御部は、第１のデューティ比で前記電動モータを駆動した後、前記第１のデューティ比よりも小さな第２のデューティ比で前記電動モータを駆動する、請求項１に記載の自動変速装置。
11. 前記アクチュエータは電動モータからなり、
    前記第２変速制御部は、正および負のいずれか一方のデューティ比で前記電動モータを駆動した後、他方のデューティ比で前記駆動モータを駆動する、請求項１に記載の自動変速装置。
12. 前記鞍乗型車両のエンジンの動力を断続するクラッチと、
    前記クラッチを駆動する他のアクチュエータと、を備え、
    前記第１変速制御部および前記第２変速制御部は、前記他のアクチュエータによって前記クラッチが切断され始めてから切断し終わる前に、前記シフトドラムの回転を開始するように構成されている、請求項１に記載の自動変速装置。
13. 請求項１に記載の自動変速装置を備えた鞍乗型車両。

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