变速器的变速控制装置的制作方法

专利名称：变速器的变速控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变速器的变速控制装置，特别是换档的可靠性和换 档操作的感觉以及驾驶性能提高了的变速器的变速控制装置。
背景技术：
以往公知有如下结构在使用换档鼓的顺序式(Sequential)变速器 中，通过以致动器驱动离合器和换档鼓，可以进行自动变速(自动， automatic)或者半自动变速(半自动，semiautomatic)控审!j。
在专利文献l中，公开了如下的机动两轮车的序列式变速器通过 操作握柄上的换档开关，使离合器用和换档鼓用的致动器被驱动，执行 换档。
专利文献1:日本特开2003-341376号公报
另一方面，虽然是通过致动器进行离合器的断开和接合，然而也公 知有通过驾驶者向换档踏板施加操作力使换档鼓转动的变速器。在这样 的变速器中，与基于换档开关的操作自动地驱动两个致动器的专利文献1 的结构不同，不仅要使换档踏板的操作与离合器的控制联动，而且为了 提高换档的可靠性和换档操作的感觉，需要对换档时的各种控制单独进 行研究。

发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的课题，提供一种换档的可靠 性和换档操作的感觉以及驾驶性能提高了的变速器的变速控制装置。
为了达成上述目的，本发明为通过换档踏板使换档鼓间歇转动以改 变变速齿轮档位的变速器的变速控制装置，其第一特征在于，该变速器 的变速控制装置具有离合器，其将从发动机向驱动轮传递的驱动力断开和连接；致动器，其产生使所述离合器断开和接合的动力；控制单元， 其控制所述致动器；换档操作开始检测单元，其检测由所述换档踏板进 行的换档操作的开始；和换档结束检测单元，其检测基于所述换档操作 的换档的结束，所述控制单元在由所述换档操作开始检测单元检测到换 档操作的开始后，驱动所述致动器使所述离合器断开，并且在由所述换 档结束检测单元检测到换档结束后，驱动所述致动器使所述离合器接合。 此外，本发明所述的变速器的变速控制装置的第二特征在于，该变 速器的变速控制装置具有操作力检测单元，其检测所述换档踏板的操 作力；和旋转角检测单元，其检测所述换档鼓的旋转角，在判断为由所 述操作力检测单元检测到的施加在所述换档踏板上的操作力达到预定操 作力以上时，所述换档操作开始检测单元检测出所述换档操作的开始， 在判断为由所述旋转角检测单元检测到的所述换档鼓距离变速前齿轮级 的旋转角达到第一预定角度以上时，所述换档结束检测单元检测出所述 换档结束。
此外，本发明所述的变速器的变速控制装置的第三特征在于，在判 断为所述换档鼓距离变速前齿轮级的旋转角达到比所述第一预定角度小 的第二预定角度以上后，所述换档操作开始检测单元检测出所述换档操 作的开始。
此外，本发明所述的变速器的变速控制装置的第四特征在于，所述 控制单元还包括对所述发动机的输出进行控制的控制单元，当检测出所 述换档操作的开始后，转移到所述离合器断开且所述发动机的输出大致 为零的第一换档控制状态，转移到第一换档控制状态之后经过预定时间， 转移到离合器断开且所述发动机的输出在通常以下的第二换档控制状 态，在处于第一换档控制状态或者第二换档控制状态时，当检测出所述 换档结束后，转移到所述离合器接合且所述发动机的输出为通常的通常 控制状态。
此外，本发明所述的变速器的变速控制装置的第五特征在于，该变 速器的变速控制装置具有用于检测所述换档踏板的操作量的换档踏板操 作量检测单元，所述通常控制状态包括不能够转移到所述第一换档控制
5状态的第一通常控制状态和能够转移到所述第一换档控制状态的第二通 常控制状态，所述控制单元在处于所述第一换档控制状态或者第二换档 控制状态时，当检测出所述换档结束后，转移到所述第一通常控制状态； 在处于所述第一通常控制状态时，当判断为所述换档踏板的操作量达到 预定操作量以下后，转移到所述第二通常控制状态。
此外，本发明所述的变速器的变速控制装置的第六特征在于，在所
述换档鼓和与所述换档踏板连接的换档心轴之间设有空程(lost motion) 机构，该空程机构经由弹性部件将所述换档鼓和所述换档心轴这两者连 接起来，基于所述空程机构的动作量检测出施加于所述换档踏板上的操 作力。
根据第一特征，控制单元在由换档操作开始检测单元检测到换档操 作开始后，驱动所述致动器使离合器断开，并且在由换档结束检测单元 检测到换档结束后，驱动所述致动器使离合器接合，因此能够得到通过 换档踏板的操作自动地断开离合器且在换档结束后自动地接合离合器的 变速器的变速控制装置。此外，由于手动进行换档操作，因此在维持手 动操作感的同时，减轻了离合器操作的负担。
根据第二特征，变速器的变速控制装置具有操作力检测单元，其 检测换档踏板的操作力；和旋转角检测单元，其检测换档鼓的旋转角，
在判断为由操作力检测单元检测到的施加在换档踏板上的操作力达到预 定操作力以上时，换档操作开始检测单元检测出换档操作的开始，在判 断为由旋转角检测单元检测到的换档鼓距离变速前齿轮级的旋转角达到 第一预定角度以上时，换档结束检测单元检测出换档的结束，因此能够 基于数值可靠地检测出换档操作的开始和换档的结束，从而能够执行离 合器控制。
根据第三特征，由于是在判断为换档鼓距离变速前齿轮级的旋转角 达到比第一预定角度小的第二预定角度以上后，换档操作开始检测单元 检测出换档操作的开始，因此在发动机的旋转驱动力较小的情况等，即 使不断开离合器，在换档鼓能够转动的状态下操作换档踏板时，也能够 基于换档鼓的旋转角检测出换档操作的开始，从而能够执行可靠的离合器控制。
根据第四特征，控制单元还包括对发动机的输出进行控制的控制单 元，检测出换档操作开始后，转移到离合器断开且发动机的输出大致为 零的第一换档控制状态，转移到第一换档控制状态之后经过预定时间， 转移到离合器断开且发动机的输出在通常以下的第二换档控制状态，在 处于第一换档控制状态或者第二换档控制状态下时，当检测出换档结束 后，转移到离合器接合且发动机的输出为通常的通常控制状态，因此， 通过执行对发动机的输出进行限制的控制，使换档更为平缓，从而能够 提髙换档感觉和驾驶性能。具体来说，检测出换档操作开始后，首先， 使发动机输出大致为零，使变速齿轮间的牙嵌式离合器的啮合容易脱开， 接着通过使发动机输出达到通常以下，能够防止在离合器断开时发动机 转速上升。进而，能够接合离合器并使发动机输出平缓地恢复到通常输 出。
根据第五特征，该变速器的变速控制装置具有用于检测换档踏板的 操作量的换档踏板操作量检测单元，通常控制状态包括不能够转移到第 一换档控制状态的第一通常控制状态和能够转移到第一换档控制状态的 第二通常控制状态，控制单元在处于第一换档控制状态或者第二换档控 制状态时，当检测出换档结束后，转移到第一通常控制状态，在处于第 一通常控制状态时，当判断为换档踏板的操作量达到预定操作量以下后， 转移到第二通常控制状态，因此，例如，通过将预定操作量设定为较小 的值，在换档结束后，只要换档踏板没有恢复到接近换档操作前的初始 位置的状态，接下来的换档操作就无法进行，从而能够按照驾驶者的变 速意愿可靠地进行换档。
根据第六特征，在换档鼓和与换档踏板连接的换档心轴之间设有空 程^L构，该空程机构经由弹性部件将该换档鼓和换档心轴这两者连接起 来，可以基于空程机构的动作量来检测被施加于换档踏板上的操作力， 因此无需使用检测转矩的传感器等特殊设备，就能够通过电位器
(potentiometer)等分别检测出换档心轴和换档鼓的旋转量来推断检测出 施加在换档踏板上的操作力。


图1是表示本发明的一个实施方式所述的变速器的变速控制装置及 其周边设备的结构的框图。
图2是变速机构的放大剖视图(沿图4的B-B线的剖视图)。 图3是从图2的A方向观察到的立体图。
图4是在卸下换档罩(shift cover)和齿轮罩的状态下从图2的C方 向观察的图。
图5是从发动机箱的内侧方向观察换档罩的立体图。
图6是在卸下换档罩和齿轮罩的状态下从发动机箱的外侧方向观察 换档机构的立体图。
图7是在卸下减速机构的状态下从与图6不同的方向观察到的换档 机构的立体图。
图8是沿图4的D-D线的剖视图。
图9是表示通过本发明的一个实施方式所述的变速器的变速控制装 置来执行离合器控制时的各种状态的图表。
图IO是表示离合器控制的结构的状态转移图。
图ll是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的离合器控制的结 构的状态转移图。
图12是表示按照图11所示的离合器控制来执行变速动作时的各种 状态的图表。
图13是表示图12所示的离合器控制流程的流程图。 图14是表示执行发动机输出控制时的变化的图表。 标号说明
1:变速器；5:初级从动齿轮；6:离合器；10:变速机构；20:液 压调制器；21:电动机(致动器)；42:换档鼓(shift drum); 50:换档
心轴(shift spindle); 51:换档杆；80:空程弹簧(弹性部件)；92:齿轮 位置传感器(旋转角检测单元)；100:换档心轴转动量传感器(换档踏 板操作量检测单元)；111:点火装置；117:摆动部件转动量传感器；118:
8液压传感器；120: ECU(控制单元)；130:换档操作开始检测单元；131: 换档结束检测单元；Cl:第一阀值(预定操作力)；C2:第二阀值(第一 预定角度)；C3:第三阀值(第二预定角度)；C4:第四阀值(预定操作 量)；E、 J:通常控制状态;F、 M:换档控制状态；K:第一通常控制状 态；L:第二通常控制状态；O:第二换档控制状态；N:第一换档控制 状态。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。图1是表 示本发明的一个实施方式所述的变速器的变速控制装置及其周边设备的 结构的框图。应用于机动两轮车中的变速器1具有第一 第六速用变速 齿轮对，所述第一 第六速用变速齿轮对在作为输入轴的主轴2和作为 输出轴的副轴4之间传递旋转驱动力，所述主轴2和副轴4具有相互平 行的轴线，并旋转自如地支撑在发动机箱(未图示)中。另外，通过使 换档鼓间歇转动来依次切换变速齿轮对的常啮合式变速器1，具有作为机 动两轮车用的序列式多级变速器所公知的一般结构，因此省略详细说明。
在变速器l的主轴2和作为动力源的发动机的曲轴(未图示)之间，
设有可以在发动机的旋转驱动力的断开和接合状态之间进行切换的离合
器6。发动机的旋转驱动力由与固定于曲轴上的初级驱动齿轮(未图示) 啮合的初级从动齿轮5，经由离合器6传递到主轴2。并且，传递到主轴 2的旋转驱动力经由通过后述的变速机构10所选择的一个变速齿轮对， 传递到副轴4。该副轴4的一端部固定有驱动链轮3，经由巻绕在该驱动 链轮3上的驱动链(未图示)，将发动机的旋转驱动力传递到作为驱动轮 的后轮(未图示)上。
离合器6构成为具有离合器外套(clutchouter),其固定于初级从 动齿轮5上并且保持多个驱动摩擦板；和离合器内套(clutch inner),其 保持与该驱动摩擦板接触而产生摩擦力的被动摩擦板。在离合器弹簧的 弹力作用下，该离合器内套被一直向图示左方按压。在该按压力的作用 下，在驱动摩擦板和被动摩擦板之间产生能够传递发动机的旋转驱动力的摩擦力。
此外，通过使贯穿主轴2的推杆7滑动，使离合器内套能够沿轴向 移动。由此，离合器6在推杆7不滑动时处于接合状态，另一方面，当 推动杆7被克服所述离合器弹簧弹力的力按压而向图示右方滑动时，离 合器内套向使驱动摩擦板和被动摩擦板相互分离的方向上移动，从而离 合器6向断幵方向动作。此时，通过对施加给推杆7的按压力进行调节， 也能够得到接合状态与断开状态之间的半离合状态。推杆7与固定于发 动机箱上的离合器分泵(clutch slave cylinder) 8的液压活塞9的端部抵 接，通过向油路123供给预定的液压，液压活塞9向图示右方按压推杆7。
选择用于传递旋转驱动力的一个齿轮组的变速机构10，与变速器1 同样地收纳于发动机箱内部。变速机构10构成为在驾驶员操作可摆动 地安装在机动两轮车的车身上的换档踏板(未图示)时，通过进行该换 档操作时施加的操作力使换档鼓42转动，执行变速动作。在本实施方式 中，驾驶员以左脚操作的换档踏板与固定在换档心轴50的一端部上的换 档杆51连接。
在中空圆筒状的换档鼓42表面上形成有分别与第一 第三换档拨 叉37、 38、 39—端卡合的三个卡合槽。此外，第一 第三换档拨叉37 39的另一端与以能够相对于主轴2和副轴4沿轴向滑动的方式进行安装 的三个可滑动变速齿轮分别啮合。并且，换档鼓42转动的话，第一 第 三换档拨叉37 39滑动至各变速级所对应的轴向预定位置，从而对配置 于可滑动变速齿轮和与该可滑动变速齿轮相邻的变速齿轮之间的牙嵌式 离合器的断开和接合状态进行切换。由此，用于传递发动机旋转驱动力 的变速齿轮对被选择性地切换，执行变速动作。另外，上述的牙嵌式离 合器为通过使多个牙嵌齿和牙嵌孔沿轴向啮合以在同轴上相邻的齿轮之 间传递旋转驱动力的公知的一般机构。
在变速机构10上设有齿轮位置传感器92，其作为检测换档鼓42 的旋转角的旋转角检测单元；空档开关110，其在换档鼓42位于空档位 置时成为闭合(ON)状态，检测出变速器l的空档状态；和换档心轴转 动量传感器100，其用于检测换档心轴50的转动量。另外，通过所述齿轮位置传感器92，能够基于换档鼓的旋转角(转动量)检测出变速器1 的变速档位。
向所述离合器分泵8供给液压的液压调制器20，由作为致动器的电 动机21驱动。基于来自驱动器116的驱动信号而驱动电动机21时，与 旋转轴22卡合的蜗杆26进行旋转。在该蜗杆26上啮合有以摆动轴27 为中心进行转动的蜗轮28，通过使该蜗轮28的一端与能够以摆动轴27 为中心进行摆动的摆动部件23抵接而使蜗轮28转动，该摆动部件23的 一端部的辊子抵接于第一液压活塞24上。根据该结构，当驱动电动机21 使其向预定方向旋转时，摆动部件23的一端部按压第一液压活塞24，从 而能够在油路123中产生液压。
另一方面，在本实施方式中，设有离合器主泵(clutch master cylinder) 30，该离合器主泵30安装在机动两轮车的左侧握柄(未图示)上，并由 驾驶员以左手进行操作。离合器主泵30构成为通过驾驶员握住离合器 杆31，液压活塞32被按压，从而在油路124中产生液压。油路124连接 于液压调制器20，在油路124中产生预定液压后，内置于液压调制器20 中的第二液压活塞25被按压。该第二液压活塞25配置为其一端部与所 述摆动部件23的另一端侧的辊子抵接。摆动部件23被设置成能够相对 于蜗轮28独立地摆动并按压第一液压活塞24。由此，当第二液压活塞 25被按压时，第一液压活塞24与电动机21的工作状态无关地被按压， 能够优先于驾驶员的操作在液路123中产生液压。
液压调制器20中设有用于检测摆动部件23转动量的摆动部件转动 量传感器117和用于检测在油路123中产生的液压的液压传感器118。此 外，离合器主泵30中设有用于检测离合器杆31的操作量的离合器操作 量传感器119。
在作为控制单元的ECU (Electronic Control Unit:电子控制单元)120 中，除了输入有来自用于检测与驾驶员的节气门操作联动的节气门开度 的节气门开度传感器113、用于检测机动两轮车车速的车速传感器114和 用于检测发动机转速的发动机转速传感器115的信号之外，还分别输入 有来自设于变速机构10中的作为换档踏板操作量检测单元的换档心轴转
ii动量传感器100、齿轮位置传感器92和空档开关110的信号以及来自设 于液压调制器20中的摆动部件转动量传感器117和液压传感器118的信 号。ECU120基于来自上述的各种传感器的信号，分别对点火装置lll、 燃料喷射装置112以及驱动器116进行驱动控制。
ECU120构成为具有检测驾驶员开始换档操作的换档操作开始检 测单元130和检测通过换档操作进行的变速动作结束的换档结束检测单 元131，基于这些检测状态，向驱动器116发送驱动信号，自动地执行离 合器6的断开和接合。
根据上述结构，通过以驾驶员的操作力进行换档鼓的转动操作，并 且仅对离合器自动地进行断开和接合控制，从而能够进行无需离合器操 作的手动换档操作。由此，与换档鼓的转动动作也通过电动机执行的自 动变速器不同，通过换档踏板实际地使换档鼓转动这能够体会操作感。
图2是变速机构10的放大剖视图。该图2是沿图4的B-B线的剖视 图。换档鼓42可转动地支撑在发动机箱12上，该换档鼓42具有与第一 和第二换档拨叉轴40、 41平行的轴线，设于该换档鼓42的外表面上的 三个卡合槽43、 44、 45中分别与第一 第三换档拨叉37、 38、 39卡合。 第一换档拨叉37可沿轴向滑动地支撑在第一换档拨叉轴40上，该第一 换档拨叉轴40具有与主轴2和副轴4平行的轴线，并支撑在发动机箱12 上。此外，第二和第三换档拨叉38、 39可沿轴向滑动地支撑在第二换档 拨叉轴41上,该第二换档拨叉轴41与第一换档拨叉轴40平行地被支撑。
换档鼓42的卡合槽43 45形成为根据换档鼓42的转动位置来确定 第一 第三换档拨叉37 39在第一和第二换档拨叉轴40、 41上的位置。 并且，通过换档鼓42的转动，根据其转动位置选择用于传递旋转驱动力 的一个变速齿轮对。另外，换档鼓42在各变速级之间的转动角度分别设 定为60度，从而在进行变速动作时，每60度进行间歇旋转。
换档鼓42的两端转动自如地贯穿于在发动机箱12上形成的轴承孔 46、 47中，并且在所述轴承孔46、 47的内周和换档鼓42之间夹设有球 轴承48、 49。换档鼓42被换档机构52驱动而进行旋转，所述换档机构 52根据换档操作所对应的换档心轴50的转动而动作。在具有与换档鼓42平行的轴线的换档心轴50的一端部上，固定有与未图示的换档踏板连 接的换档杆51。
在换档鼓42的一端部上，以面对动作室53的方式利用螺栓61同轴 地固定有换档凸轮60，该换档凸轮60中植设有与变速齿轮级数对应的六 个从动销59。以将换档鼓42的一端部和换档凸轮60覆盖起来的方式配 置有换档机构52，所述换档机构52构成为通过与各从动销59中的一个 卡合并使其转动，从而驱动换档鼓42转动。
一并参照图3。图3是从图2的A方向观察到的立体图。在发动机 箱12上一体地设有环状地包围换档心轴50和换档机构52的壁部12a。 利用多个螺栓55将换档罩54紧固在壁部12a上，在所述换档罩54与发 动机箱12之间形成有用于收纳换档心轴50的一部分和换档机构52的动 作室53。换档心轴50的一端从换档罩54突出来，并且可转动地支撑在 发动机箱12和换档罩54上。在换档罩54上通过螺栓58安装有齿轮罩 57。该齿轮罩57覆盖换档罩54的一部分，并且在该齿轮罩57与换档罩 54之间形成齿轮室56。
一并参照图4 图8。图4是在卸下换档罩54和齿轮罩57的状态下 从图2的C方向观察的图。此外，图5是从发动机箱12的内侧方向观察 换档罩54的立体图。此外，图6是在卸下换档罩54和齿轮罩57的状态 下从发动机箱12的外侧方向观察到的换档机构立体图。此外，图7是在 卸下减速机构的状态下，以与图6不同的方向观察到的换档机构立体图。 进而，图8是沿图4的D-D线的剖视图。
换档机构52由以下部分构成主臂64,其一端部可转动地枢轴支 撑在换档心轴50上；臂65,其可沿预定方向滑动地支撑在该主臂64上； 以及第一复位弹簧66，其对该臂65向使其接近换档心轴50的方向施力。
在主臂64的一端部上设有围绕换档心轴50的圆筒状支撑筒64a，该 支撑筒64a可转动地枢轴支撑在换档心轴50上。此外，在主臂64上， 在连接换档心轴50的旋转轴和换档鼓42的旋转轴的直线上(与图4的 B-B剖面线相同的方向)的相互分离的位置上，形成有沿该直线方向延 伸的长孔状的引导孔67、 68。另一方面，在臂65上固定有分别用于贯穿插入到引导孔67、 68中的销69、 70的一端，在该销69、 70的另一端部 上形成有与主臂64的表面滑动接触的凸缘部69a、 70a。根据该结构，臂 65以销69、 70可在引导孔67、 68内能够移动的范围内滑动的方式被支 撑。此外，第一复位弹簧66以围绕销70的方式配置，并且该第一复位 弹簧66构成为通过使其两端部与主臂64的端部卡合，能够产生对臂65 向使其接近换档心轴50的方向施力的弹力。
在臂65受到第一复位弹簧66的弹力而位于最为接近换档心轴50的 位置时，设于臂65上的一对卡合爪71、 72 (参照图5)能够以夹持住在 换档凸轮60上设有的六个从动销59中相邻的两个从动销59的方式从外 侧进行卡合。在该状态下，当主臂64以换档心轴50为旋转轴进行转动 时，卡合爪71、 72中的一方从外侧与一个从动销59卡合并驱动换档凸 轮60转动，亦即，使换档鼓42转动。
此外，在卡合爪71、 72上形成有以从换档凸轮60的旋转轴向外侧 逐渐离开该旋转轴的方式倾斜的倾斜面73、 74。并且，在卡合爪71、 72 中的一方例如卡合爪71驱动换档鼓42使其转动了预定转动量后，当臂 65与主臂64 —起复位到中立位置时，倾斜面73与变速动作时所卡合的 从动销59的下一个从动销59抵接。此时，由于其倾斜面73与从动销59 抵接而可滑动地支撑在主臂64上的臂65向离开从动销59的方向滑动。 由此，卡合爪71跃过从动销59，主臂64和臂65复位到中立位置。另外， 在卡合爪71跃过从动销59的时刻，臂65由于第一复位弹簧66的弹力 而复位到初始位置。同样，在通过卡合爪72驱动换档鼓42转动后，当 主臂64和臂65复位到中立位置时，由于倾斜面74与从动销59抵接而 使臂65进行滑动，卡合爪72跃过从动销59。
此外，在主臂64上靠近换档心轴50的位置处，设有以该换档心轴 50的轴线为圆心的圆弧状的限制孔77 (参照图7)。植设于发动机箱12 上的止动销75贯穿插入于该限制孔77中，以换档心轴50为旋转轴的主 臂64的转动范围通过止动销75与限制孔77的内壁部抵接而受到限制。
主臂64被第二复位弹簧76 (参照图5、图8)向返回中立位置的方 向施力。第二复位弹簧76具有巻绕于支撑筒64a (设于主臂64上)上的
14线圈部76a，并在线圈部76a的两端上设置由从两侧夹持止动销75的夹 持部76b、 76c。夹持部76b、 76c的端部与止动销75 —起夹持着立起设 置于主臂64端部上的卡合部64b。
并且，主臂64随着换档操作而进行转动时，夹持部76b、 76c中的 一方与止动销75抵接，并且卡合部64b使夹持部76c、 76c中的另一方 朝离开止动销75的方向弯曲，由此产生使主臂64复位到中立位置方向 的弹力。
此外，在换档心轴50上固定有转动部件78，所述转动部件78实现 了在换档鼓42不能够转动的状态下使换档心轴50转动时，暂时吸收换 档心轴50转动量的空转功能。在转动部件78上设有以换档心轴50的转 动轴为圆心的圆弧状的限制孔79 (参照图8)，止动销75贯穿插入于该 限制孔79中。
并且，在转动部件78和主臂64之间设有空程弹簧80。空程弹簧80 具有巻绕于供换档心轴50插入的圆筒状套筒81上的线圈部80a，在线圈 部80a的两端设有夹持部80b、 80c，所述夹持部80b、 80c从两侧夹持着 立起设置于转动部件78上的按压部82。在主臂64上设有销84，该销84 作为被夹持部80b、 80c夹持着的受压部。另外，按压部82由转动部件 78的外周端的一部分形成，该部分是为了形成用于配置销84的凹部83 (参照图7)而从转动部件78的外周端切开并立起而成的。
当转动部件78随着换档操作进行转动时，按压部82与空程弹簧80 的夹持部80b、 80c中的一方抵接，并且夹持部80b、 80c中的另一方与 销84抵接。并且，在离合器6处于动力传递状态且换档鼓42的转动被 限制的时候，主臂64的转动也被限制，因此转动部件78甩开主臂64进 行转动并且夹持部80b、 80c之间的夹角增大，由此，在主臂64和转动 部件78之间产生使该张角变小的方向的弹力。
例如，在换档鼓42的转动被限制时进行换档操作的情况下，中途中 止换档操作的话，换档踏板在空程弹簧80的弹力作用下复位到中立位置。 此外，在继续换档操作时成为换档鼓42能够转动的状态的情况下，通过 该弹力使主臂64 (换档鼓42)向预定的变速方向转动。通过该空程机构，在换档鼓42的转动被限制时，即使在输入有较大的换档踏板操作力的情 况下，也能够通过空程弹簧80将该操作力的一部分吸收掉。
在换档鼓42的一端部且在其转动轴上，配置有用于通过齿轮位置传 感器92检测换档鼓42转动量的被检测部件86 (参照图2、 6)。被检测 部件86的一端部中沿与其转动轴正交的方向贯通插入有卡合销87，在换 档凸轮60上形成有与该卡合销87的两端部嵌合的嵌合槽88。由此，被 检测部件86随着换档凸轮60的转动而转动。
另一方面，被检测部件86的另一端部贯通插入于连通所述主臂64 和臂65的开口部89中。该开口部89由在臂65上形成的第一贯通孔90 (参照图5)和在主臂64上形成的第二贯通孔91 (参照图6)构成。第 一贯通孔90形成为在臂65与主臂64 —起转动时，或者在臂65相对于 主臂64进行滑动动作时，使臂65不与被检测部件86接触的形状。此外， 第二贯通孔91形成为在主臂64转动时不与被检测部件86接触的形状。 在本实施方式中，通过使被检测部件86形成为比换档鼓42更细的杆状， 能够减小开口部89的面积，从而实现换档机构52的小型化。
再次参照图2，在发动机箱12的壁部12a上紧固有换档罩54，该换 档罩54形成有用于收纳换档机构52等的动作室53。被检测部件86的另 一端部贯穿该换档罩54并插入到齿轮室56中，并且旋转自如地轴支撑 在齿轮罩57的内壁部上，所述齿轮罩57紧固在换档罩54上以形成齿轮 室56。
齿轮位置传感器92设于齿轮罩57的外表面，该齿轮位置传感器92 通过检测被检测部件86的转动量(亦即换档鼓的转动量)来检测变速档 位。在被检测部件86和齿轮位置传感器92之间配置有减速机构93，该 减速机构93用于将被检测部件86的转动量减速并传递到齿轮位置传感 器92。该减速机构93收纳在齿轮室56中。
减速机构93由固定于被检测部件86端部的驱动齿轮94和与该驱动 齿轮94啮合的扇形齿轮95 (参照图6)构成。扇形齿轮95经由与被检 测部件86平行地配置的支轴96旋转自如地支撑在换档罩54上。在扇形 齿轮95上，在相对于支轴96偏移的位置上设有两根卡合销97。齿轮定位传感器92基于由夹在该卡合销97中被驱动的传感器检测部(未图示) 的驱动量来检测换档鼓42的转动量。在本实施方式中，通过应用减速机 构93，即使是在采用检测幅度不是很大的传感器的情况下也能够准确地 检测出变速档位。另外，齿轮位置传感器92的传感器壳体98通过两根 螺钉99被紧固在齿轮罩57上。
此外，根据上述的齿轮位置传感器92的配置结构，无需对发动机箱 12或换档机构52等进行大幅度设计变更，就能够将齿轮位置传感器92 配置在发动机箱12外侧。进而，在本实施方式中，能够在不分解发动机 箱12的情况下卸下齿轮位置传感器92，因此提高了可维护性。此外，通 过将齿轮位置传感器92固定在安装于比换档罩54更靠外侧的齿轮罩57 上，因此构成了发动机的热量不易传到齿轮位置传感器92的结构。
在换档罩54上安装有换档心轴转动量传感器100，该换档心轴转动 量传感器100基于转动部件78的转动量来检测换档心轴50的转动量。 换档心轴转动量传感器100检测动作部件104的转动量，该动作部件104 的一端与设于转动部件78上的销103卡合。换档心轴转动量传感器100 的检测部(未图示)与设于动作部件104的另一端上的转动轴105连接。 另外，换档心轴转动量传感器100的壳体101通过两根螺钉102被紧固 在换档罩54上。
如上所述，液压调制器20的电动机21由ECU120控制。ECU120 中输入有由齿轮位置传感器92检测出的换档鼓42的转动量和由换档心 轴转动量传感器100检测出的转动部件78的转动量。ECU120基于换档 鼓42的转动量和转动心轴50的转动量，计算出主臂64与转动部件78 之间的开度角。并且，ECU120根据该开度角和空程弹簧80的弹性系数 能够计算出被输入到换档心轴50中的操作力，亦即换档踏板操作力。由 此，能够不使用负载传感器等特殊设备，通过两个电位计的检测值来推 断检测出换档踏板的操作力，从而由齿轮位置传感器92和换档心轴转动 量传感器100构成了换档踏板的操作力检测单元。
图9是表示本实施方式的变速器的变速控制装置执行离合器控制时 的各种状态的图表。在本发明的变速机构10中，换档鼓42构成为在每次执行加档或者减档时，朝一个方向或者与所述一个方向相反的方向60 度60度地间歇旋转。图表中的换档鼓旋转角(Gp-Gs)表示从初始角度 到当前的换档鼓角(Gp)与变速前的换档鼓角(Gs)的差。此外，离合 器动作量(CL)是基于液压调制器20的液压传感器118或者摆动部件转 动量传感器117的检测值而算出的且与离合器6的离合器内套的滑动量 对应的值。此外，如上所述，换档踏板操作力(Fs)是基于齿轮位置传 感器93和换档心轴转动量传感器100的检测值而推断检测出的值。另外， 换档踏板旋转角(Sp)是由换档心轴转动量传感器100检测到的值。另 外，本实施方式中的换档心轴50在变速动作时从中立位置转动的最大转 动量被设定为14度。
本实施方式所述的变速器的变速控制装置具有如下特征通过 ECU120内的换档操作开始检测单元BO检测出换档操作的开始后，驱动 液压调制器20的电动机21使离合器6断开，此外，通过换档结束检测 单元131检测出换档结束后，驱动液压调制器20的电动机21使离合器6 接合。并且，换档操作开始检测单元130被设定为在判断为通过操作 力检测单元(齿轮位置传感器92和换档心轴转动量传感器100)检测出 的换档踏板操作力(Fs)达到作为预定操作力的第一阀值C1以上时，检 测出换档操作开始。此外，换档结束检测单元131被设定为在判断为 通过旋转角检测单元(齿轮位置传感器92)检测出的换档鼓旋转角 (Gp-Gs)达到作为第一预定角度的第二阀值C2以上时，检测出换档结 束。另外，换档踏板操作力是否在第一阀值C1以上的判断和换档鼓旋转 角是否在第二阀值C2以上的判断，分别由ECU120内的判断装置(未图 示)执行。
参照图表确认上述动作。该图表例如对应于在选择了三档齿轮状态 下的加速过程中加档到四档齿轮时的流程。首先，即使在时刻tl开始换 档踏板的操作，由于离合器6接合并传递发动机的旋转驱动力，因此换 档鼓42无法转动。因而，随着换档踏板的操作，仅换档心轴50开始转 动。之后，从时刻t2起空程弹簧80的开度角开始增大，由此，换档踏板 操作力(Fs)的值开始增加。接着，在换档踏板操作力(Fs)达到第一阀值C1以上的时刻t3时， ECU120开始换档操作，亦即，判断为驾驶员有变速意愿，驱动液压调制 器20的电动机21，开始向使离合器6断开的方向驱动该离合器6。离合 器6开始断开时，换档鼓42开始旋转，换档鼓旋转角(Gp-Gs)开始增 加。换档踏板操作力Fs随着换档鼓42转动的开始，在t3时刻达到第一 阀值C1后，稍稍超出，然后减小。
另一方面，换档鼓旋转角(Gp-Gs)在时刻t4达到小于60度的第二 阀值C2 (例如55度)以上。由此，ECU120判断为换档结束，开始向使 离合器6接合的方向驱动该离合器6。通过使离合器6开始接合，离合器 动作量(CL)经过断开范围和半离合范围之后，恢复到完全接合状态。 另外，在本实施方式中，在进入到半离合范围时，作用在所述离合器分 泵8上的油压减小，从而应用了缓和离合器接合时冲击的控制。
此外，换档踏板操作力(Fs)由于换档鼓开始旋转而急剧减小后， 由于驾驶者施加给换档踏板的操作力减少而恢复到零。与此相伴地，换 档心轴旋转角(Sp)在时刻t5恢复到初始位置。
图IO是表示本实施方式所述的离合器控制的构成的状态转移图。离 合器6 (下面也会仅表示成离合器)的控制状态中被设定为离合器接合的 通常控制状态E和离合器断开的换档控制状态F。并且，在通常控制状 态E下，当检测到换档操作开始后，转移到换档控制状态F，另一方面， 在换档控制状态F下，当检测到换档结束时，转移到通常控制状态E。
图11是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的离合器控制的构 成的状态转移图。本实施例中的通常控制状态J中被设定为离合器接合 且发动机输出为通常输出的第一通常控制状态K和离合器接合且发动机 输出为通常输出的第二通常控制状态L。该第一通常控制状态K和第二 通常控制状态L为对离合器和发动机输出执行相同的控制的状态。此外， 换档控制状态M中被设定为离合器断开且发动机输出大致为零的第一换 档控制状态N和离合器断开且发动机输出在通常以下的第二换档控制状 态O。
ECU120构成为在不执行变速的通常行驶时，利用来自节气门开
19度传感器113和发动机转速传感器115等的检测信号，在由存储于 ECU120内的三维映射图等构成的点火映射图上确定点火时刻，并驱动点 火装置111。并且，对于基于点火映射图执行点火的通常发动机输出， ECU120通过将点火装置111的点火暂时停止(cutting ignition)任意次， 就能够使发动机输出瞬间低于通常输出，或者控制到大致为零。
在该变形例中，设定为在处于第二通常控制状态L时，检测出换 档操作开始后，转移到第一换档控制状态N。并且，设定为在转移到 第一换档控制状态N经过预定时间Tl后，转移到第二换档控制状态O。 进而，设定为在处于第一换档控制状态N或者第二换档控制状态O时检 测到换档结束后，转移到第一通常控制状态K。即使检测到换档操作开 始，也无法从该第一通常控制状态K转移到第一换档控制状态N，而是 设定为在处于第一通常控制状态K时，当判断为换档踏板的操作量达 到作为预定操作量的第四阀值C4以下时，才转移到能够转移到第一换档 控制状态N的第二通常控制状态L。另外，换档踏板的操作量通过换档 心轴转动量传感器100检测出来。
根据如上所述的离合器控制的设定，由于只要换档踏板的操作量不 达到第四阀值C4以下就不会转移到允许离合器断幵的第二通常控制状 态L，因此通过将第四阀值C4设定为很小的值，在换档结束后，只要换 档踏板没有复位到接近换档操作前的初始位置的状态，就禁止下一次换 档操作，因而能够按照驾驶者的变速意愿可靠地进行换档。另外，对于 换档踏板的操作量是否达到了第四阀值C4以下的判断，也能够在检测换 档结束之前执行。由此，在检测换档结束之前换档踏板的操作量达到第 四阀值以下的情况下，在检测到换档结束的同时，经由第一通常控制状 态K转移到第二通常控制状态L。
此外，通过如上所述地执行发动机输出的限制控制，能够使换档更 为顺利，提高换档感觉。具体来说，检测到换档操作开始后，首先，在 第一换档控制状态N下使发动机输出大致为零，从而使变速齿轮之间的 牙嵌式离合器的啮合容易脱开，接着，在第二换档控制状态O下使发动 机输出在通常值以下，防止离合器断开时发动机转速上升。图12是表示按照图11所示的离合器控制来执行变速动作时的各种 状态的图表。该图表也与图9相同地，例如对应于选择了三档齿轮状态 下的加速过程中加档到四档齿轮时的流程。首先，在以三档齿轮进行加 速时处于第二通常控制状态L，此处在换档踏板的操作开始后，换档踏板 的操作力(Fs)开始增加。并且，在时刻tlO判断为换档踏板操作力(Fs) 达到第一阀值C1以上后，换档操作开始检测单元130检测出换档操作的 开始，进而转移到第一换档控制状态N。接着，通过转移到第一换档控 制状态N而开始断开离合器后，在时刻tll，换档鼓旋转角(Gp-Gs)开 始增加。
另外，在本变形例中，换档操作开始检测单元130被设定为在换档 踏板操作力(Fs)达到第一阀值C1以上时检测出换档操作的开始，然而 该检测也可以设定为在判断为换档鼓旋转角(Gp-Gs)达到比所述第二阀 值C2 (第一预定角度)小的作为第二预定角度的第三阀值C3以上时执 行。根据该设定，在发动机动力较小的情况等下，在即使不断开离合器， 在换档鼓能够转动的状态下操作换档踏板时，也能够基于换档鼓的旋转 角检测出换档操作的开始，并执行适当的离合器控制。另外，对换档踏 板的操作量是否达到第四阀值C4以下的判定以及换档鼓旋转角是否达 到第三阀值C3以上的判定分别通过ECU120内的判定装置执行。
并且，ECU120进行如下控制在转移到第一换档控制状态N之后 经过预定时间Tl而达到时刻t20时，转移到第二换档控制状态O，使发 动机输出在通常输出以下。接着，在时刻t30，当检测到换档鼓旋转角 (Gp-Gs)达到第二阀值C2以上后，ECU120判断为换档结束，并转移 到第一通常控制状态K。并且，通过从第二换档控制状态0转移到第一 通常控制状态K，离合器开始接合，并且发动机输出恢复到通常输出。
另外，换档鼓旋转角(Gp-Gs)在时刻t31结束作为预定转动角度的 60度的旋转动作。在时刻t31由于换档鼓42的转动动作停止而使换档踏 板操作力(Fs)急剧增大后，意识到换档已结束的驾驶员会将施加到换 档踏板上的操作力减小，因此换档踏板操作力(Fs)逐渐减小。此外， 换档踏板操作量(As)在时刻t31达到上限值后，在换档踏板操作力(Fs)低于使主臂64复位到中立位置的第二复位弹簧76 (参照图5)的弹力的 时刻t32，换档踏板操作量(As)开始减小。
进而，在换档踏板操作量(As)达到第四阀值C4以下时，ECU120 向能够转移到第一换档控制状态N的第二通常控制状态L转移。通过转 移到第二通常控制状态L，从而成为能够接受下一次换档的状态。另外， 由于换档踏板操作力(Fs)、换档踏板操作量(As)、换档鼓旋转角(Gp-Gs) 的状态随驾驶员的踏板操作方式而改变，因此不会在每次变速动作中都 再现出与图12所示的图表形状相同的图表。
图13是表示图12所示的离合器控制的流程的流程图。该流程图由 作为控制单元的ECU120执行。在步骤S1中，处于离合器接合且发动机 输出为通常输出的状态(第二通常控制状态L)。发动机输出为通常输出， 是指在挂档行驶过程中，能够发挥出根据发动机转速和节气门开度的信 息求得的通常发动机输出的状态。并且，在步骤S2中，判断换档踏板操 作力是否达到第一阀值C1以上，或者判断换档鼓距离变速前齿轮级的旋 转角是否达到第三阀值C3以上。当步骤S2的判断为肯定时，前进到步 骤S3，离合器断开并且通过点火的暂时停止使发动机的输出为零(第一 换档控制状态)。另外，当步骤S2的判断为否定时，认为驾驶员没有变 速意愿，返回到步骤S1。
接下来在步骤S4中，判断是否经过了预定时间Tl，当判断为肯定 时，前进到步骤S5，成为离合器断开且通过点火的暂时停止使发动机输 出达到通常以下的状态(第二换档控制状态)。另外，步骤S3中的发动 机输出控制只要比步骤S5中的发动机输出小即可，例如，也可以控制为 比零稍大且大致为零。
接下来在步骤S7中，判断换档鼓距离变速前齿轮级的旋转角是否在 第二阀值C2以上，判断为肯定时，前进到步骤S8。在步骤S8中，使离 合器接合且使发动机输出恢复到通常输出(第一通常控制状态)。在步骤 S7判断为否定后，返回到步骤S5。另外，在步骤S4判断为否定时，前 进到步骤S6。在步骤S6中，与步骤S7相同地，判断换档鼓距离变速前 齿轮级的旋转角是否在第二阀值C2以上。根据该步骤S6的判断，即使
22未经过预定时间Tl，只要检测到换档结束就转移到第一通常控制状态。 因而，在步骤S6判断为肯定时，前进到步骤S8，另一方面，判断为否定 时返回到步骤S3。
接下来在步骤S9中，判断换档踏板的操作量是否在第四阀值C4以 下。在步骤S9判断为否定时返回到步骤S8，另一方面，判断为肯定时结 束一连串的控制，再次转移到步骤S1的第二通常控制状态。
图14是表示在执行图9所示的离合器控制时， 一并执行发动机输出 控制时的变化的图表。如前所述，发动机输出控制通过在第一换档控制 状态和第二换档控制状态下暂时停止点火来执行。作为比较，将不执行 点火的暂时停止的情况下的图表以虚线一并标出。
如该图表所示，与离合器的断开动作一起执行点火的暂时停止的时 候，由于能够使发动机的旋转驱动力瞬时降低，因此能够縮短到换档鼓 开始转动为止的时间。与此相伴地，也能够縮短使换档鼓旋转角达到第 二阀值C2以上为止的时间，也使离合器再次开始接合的时刻提前(提前 至比时刻t4更早的时刻tg)，结果是能够缩短换档所需的时间。此外，通 过将从检测出换档操作到换档鼓开始转动为止的时间縮短，换档踏板操 作力(Fs)达到第一阀值C1以上后的超程时间变短，因此能够降低由换 档踏板上产生的反作用力引起的变速振动，能够提高换档感觉和驾驶性 能。
另外，变速器、变速设备、液压调制器、ECU、各种传感器的配置 和结构等并不限定于上述实施方式，可以进行各种变更。此外，第一 第四阀值C1 C4和预定时间Tl等设定值可以与变速器等的结构一起任 意地变更。进而，发动机输出的控制并不限于暂时停止点火，也可以通 过点火滞后、暂时停止供给燃料(cutting of fUd)、减少燃料、开闭节气 门等进行。另外，本发明所述的变速器的变速控制装置并不限定于上述 的机动两轮车，也可以应用于以发动机为动力源的三轮车和四轮车。
权利要求
1. 一种变速器的变速控制装置，该变速器的变速控制装置通过换档踏板使换档鼓间歇转动以改变变速齿轮档位，其特征在于，该变速器的变速控制装置具有离合器，其将从发动机向驱动轮传递的驱动力断开和接合；致动器，其产生使所述离合器断开和接合的动力；控制单元，其控制所述致动器；换档操作开始检测单元，其检测由所述换档踏板进行的换档操作的开始；和换档结束检测单元，其检测基于所述换档操作的换档的结束，所述控制单元在由所述换档操作开始检测单元检测到换档操作的开始后，驱动所述致动器使所述离合器断开，并且在由所述换档结束检测单元检测到换档结束后，驱动所述致动器使所述离合器接合。
2. 根据权利要求l所述的变速器的变速控制装置，其特征在于， 该变速器的变速控制装置具有操作力检测单元，其检测所述换档踏板的操作力；和旋转角检测单元，其检测所述换档鼓的旋转角，在判断为由所述操作力检测单元检测到的施加在所述换档踏板上的 操作力达到预定操作力以上时，所述换档操作开始检测单元检测出所述 换档操作的开始，在判断为由所述旋转角检测单元检测到的所述换档鼓距离变速前齿 轮级的旋转角达到第一预定角度以上时，所述换档结束检测单元检测出 所述换档结束。
3. 根据权利要求2所述的变速器的变速控制装置，其特征在于， 在判断为所述换档鼓距离所述变速前齿轮级的旋转角达到比所述第一预定角度小的第二预定角度以上后，所述换档操作开始检测单元检测 出所述换档操作的开始。
4. 根据权利要求1或2所述的变速器的变速控制装置，其特征在于，所述控制单元还包括对所述发动机的输出进行控制的控制单元，当 检测出所述换档操作开始后，转移到所述离合器断开且所述发动机的输 出大致为零的第一换档控制状态，转移到所述第一换档控制状态之后经过预定时间，转移到离合器断 开且所述发动机的输出在通常以下的第二换档控制状态，在处于第一换档控制状态或者第二换档控制状态时，当检测出所述 换档结束后，转移到所述离合器接合且所述发动机的输出为通常的通常 控制状态。
5. 根据权利要求4所述的变速器的变速控制装置，其特征在于， 该变速器的变速控制装置具有用于检测所述换档踏板的操作量的换档踏板操作量检测单元，所述通常控制状态包括不能转移到所述第一换档控制状态的第一通 常控制状态和能够转移到所述第一换档控制状态的第二通常控制状态，所述控制单元在处于所述第一换档控制状态或者第二换档控制状态 时，当检测出所述换档结束后，转移到所述第一通常控制状态；在处于 所述第一通常控制状态时，当判断为所述换档踏板的操作量达到预定操 作量以下后，转移到所述第二通常控制状态。
6. 根据权利要求1或2所述的变速器的变速控制装置，其特征在于， 在所述换档鼓和与所述换档踏板连接的换档心轴之间设有空程机构，该空程机构经由弹性部件将所述换档鼓和所述换档心轴这两者连接 起来，基于所述空程机构的动作量来检测被施加于所述换档踏板上的操作力。
全文摘要
本发明提供一种变速器的变速控制装置，通过对离合器控制的研究，提高换档的可靠性和换档操作的感觉以及驾驶性能。ECU(120)通过换档操作开始检测单元(130)检测到换档操作开始后驱动电动机(21)使离合器(6)断开，通过换档结束检测单元(131)检测到换档结束后使离合器(6)接合。换档操作开始检测单元(130)在施加到换档踏板上的操作力达到预定操作力以上后检测出换档操作的开始。换档结束检测单元(131)在换档鼓(42)距离变速前齿轮级的旋转角达到第一预定角度以上后检测出换档的结束。换档操作开始检测单元(130)在换档鼓(42)距离变速前齿轮级的旋转角达到比第一预定角度小的第二预定角度以上后也检测出换档操作的开始。
文档编号F16H61/06GK101520088SQ20091011808
公开日2009年9月2日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月29日
发明者友田明彦, 家田义久, 岩下调, 早川公视 申请人:本田技研工业株式会社