JP2007218269A - 自動二輪車用変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回走行時における運転者の操縦負荷を軽減することができる自動二輪車用変速機の制御方法を供する。
【解決手段】複数の変速ギヤ列のうち噛合うギヤの組合わせをアクチュエータ20の駆動により切換えて変速段の変更を行う自動二輪車用変速機４の制御方法において、自動二輪車の走行中における車体の側方への傾斜角度である車体傾斜角βが所定角度以上になると、変速機４の変速段の変更を禁止する自動二輪車用変速機の制御方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機の変速段をアクチュエータの駆動により切り換える自動二輪車用変速機の制御方法に関する。

変速機のアクチュエータを駆動して変速段を切り換える自動変速機構は、自動四輪車では一般に採用されており、自動二輪車でも採用された例がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−６７７４１号公報

同特許文献１に開示された自動二輪車は、変速ギヤ群の噛合するギヤの組み合わせをアクチュエータの駆動により変更して多段に変速段が構成される自動変速機を備え、ハンドルのグリップ等には、自動モードと手動モードを切り換えるＡ／Ｍ切換えスイッチおよびシフトアップとシフトダウンを指示するシフトスイッチ等が設けられている。

Ａ／Ｍ切換えスイッチにより自動モードに設定されると、内燃機関の運転状態に応じて変速段が決定され、アクチュエータを駆動制御して変速機を決定された変速段に変更される。
一方、手動モードでは、運転者が操作するシフトスイッチの指示に従ってアクチュエータが駆動されて、変速段がシフトアップしたり、シフトダウンしたりする。

しかし、自動二輪車の場合、旋回走行時に車体が側方に傾斜するので、その車体傾斜角が大きい状態で旋回走行中に、内燃機関の運転状態またはシフトスイッチの操作などによって変速機の変速段の変更が起こると、駆動トルクの変動による車体挙動に対処するため運転者の操縦負荷が増大する。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、旋回走行時における運転者の操縦負荷を軽減することができる自動二輪車用変速機の制御方法を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の変速ギヤ列のうち噛合うギヤの組合わせをアクチュエータの駆動により切換えて変速段の変更を行う自動二輪車用変速機の制御方法において、前記自動二輪車の走行中における車体の側方への傾斜角度である車体傾斜角が所定角度以上になると、前記変速機の変速段の変更を禁止する自動二輪車用変速機の制御方法とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法において、前記アクチュエータは、運転者の変速操作手段による変速指示に従って駆動されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法において、前記アクチュエータは、少なくともスロットル開度，機関回転数，車速に基づいて変速段決定手段により決定された変速段に従って駆動されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法において、前記車体傾斜角は、車速とハンドル切れ角に基づき算出されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法において、前記車体傾斜角は、傾斜角センサによって検出されることを特徴とする。

請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法によれば、車体傾斜角が所定角度以上になると、変速機の変速段の変更を禁止するので、かかる走行状態での駆動トルクの変動がなく運転者の操縦負荷が軽減される。

請求項２記載の自動二輪車用変速機の制御方法によれば、運転者の変速操作手段による変速指示に従ってアクチュエータが駆動されるので、車体傾斜角が所定角度以上で走行状態では、運転者の変速操作があったとしても変速段の変更は禁止され、運転者の操縦負荷が軽減される。

請求項３記載の自動二輪車用変速機の制御方法によれば、少なくともスロットル開度，機関回転数，車速に基づいて変速段決定手段により決定された変速段に従って駆動されるので、変速段決定手段により変速段の変更が決定されたとしても、車体傾斜角が所定角度以上で走行状態では、変速段の変更は禁止され、運転者の操縦負荷が軽減される。

請求項４記載の自動二輪車用変速機の制御方法によれば、車体傾斜角は、車速とハンドル切れ角に基づき算出されるので、特別の傾斜角センサを用いることがなく、車体傾斜角を算出することができる。

請求項５記載の自動二輪車用変速機の制御方法によれば、車体傾斜角は、傾斜角センサによって検出されるので、特別演算をすることなく直接車体傾斜角を求めることができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施の形態に係る変速機４を搭載した自動二輪車１の側面図および旋回走行時の正面図を、図１および図２に図示する。

自動二輪車１は、車体２の中央に内燃機関３およびその後部に変速機４が懸架されており、車体前部にステアリング軸５が斜めに軸支されて、ステアリング軸５から下方に延びたフロントフォーク６の下端に前輪７が軸支され、ステアリング軸５の上端からは左右に展開してハンドル８が延出している。

車体２の変速機４の後部辺りに前端を軸支されたリヤフォーク10が後方に延び、その後端に後輪11が軸支されている。
変速機４から突出した出力軸と後輪11の車軸との間にチェーンが架渡されて動力が後輪に伝達される。
後輪11の上方は運転者が乗るシート12になっている。

自動二輪車１が旋回走行するときは、図２に示すように、ハンドルを左右いずれかに切って車体２を旋回する方向に傾けてバランスをとることになる。
このときの図２に示す車体が傾斜する角度βすなわち車体傾斜角をバンク角と称する。

図１においては、図示しないが、内燃機関３の吸気系のスロットルボディにはスロットル弁の開度すなわちスロットル開度θを検出するスロットルセンサ21が取り付けられ、クランク軸の端部には機関回転数ｎを検出する機関回転数センサ22が設けられている。

前輪７には、車輪の回転速度すなわち車速ｖを検出する車速センサ23が設けられ、ステアリング軸５には、ステアリング軸５の回動角すなわちハンドル切れ角φを検出するハンドル切れ角センサ24が設けられている。

変速機４は、複数の変速ギヤ列のうち噛合うギヤの組合わせを切換えて変速段の変更を行う多段変速式の変速機であり、ギヤの組合わせの切換えは変速用モータ20の駆動によって行われる。

変速用モータ30は、コンピュータによる電子制御ユニットである変速制御ユニット30によって駆動制御される。
変速方式は、内燃機関３の運転状態によって自動的に変速される自動変速方式である。
変速制御ユニット30による制御系の概略ブロック図を図３に示す。

変速制御ユニット30には、前記スロットルセンサ21が検出したスロットル開度θ，機関回転数センサ22が検出した機関回転数ｎ，車速センサ23が検出した車速ｖ，ハンドル切れ角センサ24が検出したハンドル切れ角φが入力され、変速制御ユニット30はこれらの検出信号に基づき演算して変速用モータ20を駆動制御する制御信号を出力する。

制御信号は、モータ駆動装置35に出力され、制御信号に従ってモータ駆動装置35により変速用モータ20が駆動される。
変速用モータ20の駆動で変速機４のシフトドラムが回動されて変速ギヤ列のギヤの組合わせの切換えが行われて変速段が変更される。

なお、変速機４のシフトドラムの回動角度位置を変速位置検出手段36が検出し、検出した変速位置をモータ駆動装置35にフィードバックして変速用モータ20がフィードバック制御される。

変速制御ユニット30は、バンク角演算手段31，変速禁止判断手段32および変速段決定手段33から構成されている。
バンク角演算手段31は、検出された車速ｖとハンドル切れ角φからバンク角βを演算する。
なお、バンク角βの演算方法は、公知の方法（例えば、特開平５−６３７号公報等に開示）を用いればよい。

変速禁止判断手段32は、バンク角演算手段31により算出されたバンク角βに基づいて変速を禁止するか否かを判断する。
具体的には、算出されたバンク角βが所定角度Ｂ未満ならば変速を許可し、所定角度Ｂ以上ならば変速を禁止とする。

変速段決定手段33は、検出されたスロットル開度θ，機関回転数ｎ，車速ｖに基づき予め設定された変速マップを用いて適切な変速段を決定するとともに、変速禁止判断手段32が判断した結果によって変速するか否かの決定もする。
変速段決定手段33は、このような決定に従って制御信号をモータ駆動装置35に出力する。

変速禁止判断手段32による制御過程を図４にフローチャートで示す。
まず、車速センサ23が検出した車速ｖとハンドル切れ角センサ24が検出したハンドル切れ角φを読込み（ステップ１）、ステップ２で車速ｖとハンドル切れ角φからバンク角βを演算する。

次いで、算出したバンク角βが所定角度Ｂ以上か否かを判断する（ステップ３）。
バンク角βが所定角度Ｂ未満（β＜Ｂ）であれば、ステップ３に進み、変速禁止フラグＦを“０”とし、逆に、バンク角βが所定角度Ｂ以上（β≧Ｂ）であれば、変速禁止フラグＦに“１”を立てる。

次に、変速段決定手段33による制御過程を図５にフローチャートで示す。
まず、ステップ11において変速禁止フラグＦの状態を判別し、変速禁止フラグＦが“０”ならば次のステップ12に進むが、変速禁止フラグＦに“１”が立っていると、本ルーチンを抜け、変速制御を行わない。
変速禁止フラグＦに“１”が立っているとき、すなわち、バンク角βが所定角度Ｂ以上（β≧Ｂ）の場合は、変速段の変更はなされず従前の変速段が維持される。

一方、変速禁止フラグＦが“０”でステップ12に進むと、検出されたスロットル開度θ，機関回転数ｎ，車速ｖが読込まれ、次のステップ13で変速マップに従って変速段が決定される。

次に、ステップ14においては、決定された変速段が従前の変速段に比べて高いか否かが判別され、高い場合は、ステップ16に飛んでシフトアップを指示する制御信号が出力される。

決定された変速段が従前の変速段に比べて高くない場合は、ステップ14からステップ15に進み、決定された変速段が従前の変速段に比べて低いか否かが判別され、低い場合は、ステップ17に進んでシフトダウンを指示する制御信号が出力される。

決定された変速段が従前の変速段に比べて高くも低くもない場合、すなわち決定された変速段が従前の変速段と同じ場合は、ステップ15から本ルーチンを抜け従前の変速段が維持される。

以上のように、自動二輪車１の変速機４の変速制御がなされるので、車体２のバンク角βが所定角度Ｂ未満で走行中は、通常の自動変速制御がなされて変速段の変更があるが、バンク角βが所定角度Ｂ以上で旋回走行中は、変速段の変更が禁止され従前の変速段が維持されるので、かかる走行状態での駆動トルクの変動がなく運転者の操縦負荷が軽減される。

なお、本実施の形態において、バンク角βを車速ｖとハンドル切れ角φから演算して求めていたが、ジンバルやジャイロスコープ等の傾斜角センサであるバンク角センサにより直接バンク角βを検出してもよい。

次に、別の実施の形態について図６ないし図８に基づいて説明する。
本実施の形態に係る自動二輪車は、変速方式が運転者の操作指示に従う手動変速方式であり、ハンドルの一方のグリップ近傍に変速指示を行う変速操作手段であるシフトアップスイッチ41とシフトダウンスイッチ42を備えるとともに、バンク角βを直接検出するジンバルやジャイロスコープ等のバンク角センサ43を装備している。

かかる自動二輪車における変速制御ユニット50による制御系の概略ブロック図を図６に示す。
なお、変速用モータ20およびその駆動制御系は、前記実施の形態と同じなので、同じ部材について同じ符号を用いる。

変速制御ユニット50には、シフトアップスイッチ41とシフトダウンスイッチ42の各オン信号およびバンク角センサ43が検出したが入力され、変速制御ユニット50はこれらの検出信号に基づき演算して変速用モータ20を駆動制御する制御信号を出力する。

変速制御ユニット50は、変速禁止判断手段51と変速段決定手段52とからなり、変速禁止判断手段51は、図７に示す制御フローチャートに従って変速禁止判断を行う。
すなわち、バンク角βを読込み（ステップ21）、そのバンク角βが所定角度Ｂ以上か否かを判断する（ステップ21）。

バンク角βが所定角度Ｂ未満（β＜Ｂ）であれば、ステップ23に進み、変速禁止フラグＦを“０”とし、逆に、バンク角βが所定角度Ｂ以上（β≧Ｂ）であれば、ステップ24に進み、変速禁止フラグＦに“１”を立てる。

そして、変速段決定手段52は、図８に示す制御フローチャートに従って変速段を決定し、制御信号を出力する。
まず、ステップ31において変速禁止フラグＦの状態を判別し、変速禁止フラグＦが“０”ならば次のステップ32に進むが、変速禁止フラグＦに“１”が立っていると、本ルーチンを抜け、変速制御を行わない。
変速禁止フラグＦに“１”が立っているとき、すなわち、バンク角βが所定角度Ｂ以上（β≧Ｂ）の場合は、変速段の変更はなされず従前の変速段が維持される。

一方、変速禁止フラグＦが“０”でステップ32に進むと、シフトアップスイッチ41がオンしているか否かを判別し、オンしていれば、すなわち運転者がシフトアップを操作指示していればステップ34に飛んでシフトアップを指示する制御信号が出力される。

シフトアップスイッチ41がオフ状態ならばステップ33に進み、シフトダウンスイッチ42がオンしているか否かを判別し、オンしていれば、すなわち運転者がシフトダウンを操作指示していればステップ35に飛んでシフトダウンを指示する制御信号が出力される。

シフトアップスイッチ41とシフトダウンスイッチ42がともにオフ状態にあれば、すなわち運転者がシフト変更を指示していない場合は、ステップ33から本ルーチンを抜け従前の変速段が維持される。

以上のように変速制御がなされるので、車体２のバンク角βが所定角度Ｂ未満で走行中は、運転者の変速指示に従って変速段の変更があるが、バンク角βが所定角度Ｂ以上で旋回走行中は、たとえ運転者の変速指示があったとしても変速段の変更が禁止され従前の変速段が維持されるので、かかる走行状態での駆動トルクの変動がなく運転者の操縦負荷が軽減される。

なお、本実施の形態において、バンク角βをバンク角センサ43により検出していたが、前記実施の形態のように、車速センサとハンドル切れ角センサを装備して車速ｖとハンドル切れ角φから演算して求めてもよい。

また、本実施の形態における変速方式は、手動変速方式であったが、この手動変速方式と前記実施の形態における自動変速方式とをともに備え、手動モードと自動モードとして切り換えて選択的に使用できるようにしてもよく、この場合もバンク角βによる変速禁止制御はいずれのモードでも有効に働くようにして適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る変速機４を搭載した自動二輪車の側面図である。 同自動二輪車の旋回走行時の正面図である。 変速制御ユニットによる制御系の概略ブロック図である。 変速禁止判断手段による制御過程を示すフローチャートである。 変速段決定手段による制御過程を示すフローチャートである。 別の実施の形態に係る変速制御ユニットによる制御系の概略ブロック図である。 変速禁止判断手段による制御過程を示すフローチャートである。 変速段決定手段による制御過程を示すフローチャートである。

符号の説明

１…自動二輪車、２…車体、３…内燃機関、４…変速機、５…ステアリング軸、７…前輪、８…ハンドル、11…後輪、
20…変速用モータ、21…スロットルセンサ、22…機関回転数センサ、23…車速センサ、24…ハンドル切れ角センサ、30…変速制御ユニット、35…モータ駆動装置、36…変速位置検出手段、
41…シフトアップスイッチ、42…シフトダウンスイッチ、43…バンク角センサ、50…変速制御ユニット、51…変速禁止判断手段、52…変速段決定手段。

Claims (5)

1. 複数の変速ギヤ列のうち噛合うギヤの組合わせをアクチュエータの駆動により切換えて変速段の変更を行う自動二輪車用変速機の制御方法において、
   前記自動二輪車の走行中における車体の側方への傾斜角度である車体傾斜角が所定角度以上になると、前記変速機の変速段の変更を禁止することを特徴とする自動二輪車用変速機の制御方法。
2. 前記アクチュエータは、運転者の変速操作手段による変速指示に従って駆動されることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法。
3. 前記アクチュエータは、少なくともスロットル開度，機関回転数，車速に基づいて変速段決定手段により決定された変速段に従って駆動されることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法。
4. 前記車体傾斜角は、車速とハンドル切れ角に基づき算出されることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法。
5. 前記車体傾斜角は、傾斜角センサによって検出されることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車用変速機の制御方法。
   

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