JP2005106246A - クラッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 手動変速時に、クラッチレバーの手動操作を行うことなく、クラッチ機構を断接動作させるための操作を自動的に行うことができるクラッチ操作装置を提供する。
【解決手段】 クラッチ機構２５を操作するクラッチ操作系においては、クラッチレバー１５の手動操作により、操作ケーブル５５を介して、クラッチレリーズ機構３６のクラッチアーム５３を搖動させることによって、クラッチ機構２５を操作することが可能である。また、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動により、操作ケーブル５６を介して、クラッチレリーズ機構３６のクラッチアーム５４を搖動させることによって、クラッチ機構２５を操作することが可能である。クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１は、モータドライバ７１を介してＥＣＵ７０により駆動制御される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、エンジンから駆動輪側に伝達される駆動力を断接するクラッチ機構を操作するための車両用、特に自動二輪車用のクラッチ操作装置に関する。

自動二輪車や自動車には、スタート時や変速時などにエンジンの回転駆動力をトランスミッションを含む駆動系に対して断続させるためのクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構には、クラッチレバーの手動操作やクラッチペダルの踏み込み操作により、操作ケーブルを介してクラッチ操作力が伝達され、このクラッチ操作力によりクラッチ機構が断接動作するように構成されている。

このように、自動二輪車や自動車においては、クラッチレバーの手動操作やクラッチペダルの踏み込み操作によりクラッチ機構を操作する必要があり、運転者のクラッチ操作に掛かる負担が大きい。

このようなクラッチ操作に掛かる負担を軽減するために、操作ケーブルにモータ駆動力をパワーアシスト量として付加し、クラッチレバーやクラッチペダルの操作力を軽減するクラッチのパワーアシスト装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、自動車においては、手動変速時にクラッチペダルの踏込み操作を行うことなく、クラッチ機構の断接を自動制御するクラッチ接続制御装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開平８−４２５９７号公報 特開２００１−１４６９２９号公報

しかしながら、上記パワーアシスト装置は、手動変速時に、クラッチレバーやクラッチペダルの操作力を軽減するものであって、クラッチレバーやクラッチペダルの操作をなくすためのものではない。また、上記クラッチ制御装置は、自動二輪車の特有の構造に適するものとはいえない。よって、自動二輪車においても、手動変速時に、クラッチレバーの手動操作を行うことなく、クラッチ機構の断接を自動的に行うことが可能な装置の出現が望まれている。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、手動変速時に、クラッチレバーの手動操作を行うことなく、クラッチ機構を断接動作させるための操作を自動的に行うことができるクラッチ操作装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、エンジンから駆動輪側に伝達される駆動力を断接するクラッチ機構を操作するためのクラッチ操作装置であって、独立に操作可能な第１および第２のアーム部材を有し、前記第１および第２のアーム部材の操作に応じて前記クラッチ機構を断接動作させる操作機構と、前記第１のアーム部材と第１のケーブルを介して連結され、前記第１のケーブルを介して前記第１のアーム部材を手動で操作するためのクラッチレバーと、前記第２のアーム部材と第２のケーブルを介して連結され、前記第２のケーブルを介して前記第２のアーム部材を操作するためのクラッチ駆動モータと、前記第２のアーム部材を操作するように前記クラッチ駆動モータの駆動制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とする。

また、前記第２のアーム部材または前記第２のケーブルのいずれか一方に生じる操作荷重を検出する操作荷重検出手段と、機関始動直後に前記クラッチ駆動モータを駆動し、前記操作荷重検出手段により検出された操作荷重に基づいて前記クラッチ機構の接状態から断状態へ移行する位置を算出する位置算出手段とを備え、前記制御手段は、前記算出された前記クラッチ機構の接状態から断状態へ移行する位置に基づいて前記クラッチ駆動モータを駆動制御することが好ましい。

また、足操作シフトレバーに設けられ、前記足操作シフトレバーによる変速操作の際に生じる変速操作荷重を検出する変速操作荷重検出手段を備え、前記制御手段は、前記変速操作荷重検出手段により検出された変速操作荷重が予め設定された閾値を超えると、前記クラッチ駆動モータに対して所定の駆動制御を行うことが好ましい。

また、前記制御手段は、前記クラッチ駆動モータに対する所定の駆動制御として、前記検出された変速操作荷重が前記閾値を超えてから他の変速段のギア噛合いが完了するまで、前記クラッチ機構を断状態に保持するように前記クラッチ駆動モータを駆動制御する第１の制御と、その後所定期間を掛けて前記クラッチ機構を接状態に復帰させるように前記クラッチ駆動モータを駆動制御する第２の制御とを行うことが好ましい。

また、前記第１および第２のアーム部材は、前記エンジンの側方位置に上下に並べられて設けられ、前記第１および第２のケーブルは、前記エンジンの側方を上下に並べられて斜め前方に向けて延びるように配置され、前記クラッチ駆動モータは、前記第１のケーブルの途中位置となる前記エンジン近傍に配置されることが好ましい。

本発明によれば、第２のケーブルを介して第２のアーム部材を操作するようにクラッチ駆動モータの駆動制御を行うので、手動変速時に、クラッチレバーの手動操作を行うことなく、クラッチ機構を断接動作させるための操作を自動的に行うことができる。また、第１のケーブルを介して第１のアーム部材を手動で操作するためのクラッチレバーが設けられているので、このクラッチレバーを用いた操作系を、クラッチ駆動モータを用いた操作系が故障した場合のフェイルセーフとして用いることができるとともに、クラッチレバーを用いた操作系により、発進時の半クラッチ操作などのクラッチワークが必要な場合の運転に対応することができる。

また、機関始動直後にクラッチ駆動モータを駆動し、第２のアーム部材または第２のケーブルの操作荷重を検出し、この検出された操作荷重に基づいてクラッチ機構が接状態から断状態へ移行する位置を算出することによって、磨耗などより経時的に変化するクラッチ機構の接状態から断状態へ移行する位置を補正することができ、最適な制御を可能にする。

また、検出された変速操作荷重が予め設定された閾値を超えると、クラッチ駆動モータに対して所定の駆動制御を行うことによって、足操作シフトレバーの変速操作に応じてクラッチ機構の断接に対する操作を制御することができる。

また、検出された変速操作荷重が閾値を超えてから他の変速段のギア噛合いが完了するまで、クラッチ機構を断状態に保持するようにクラッチ駆動モータを駆動制御し、その後所定期間を掛けてクラッチ機構を接状態に復帰させるようにクラッチ駆動モータを駆動制御することにより、変速操作を円滑にかつ短時間で終了させることができる。

また、第１および第２のアーム部材をエンジンの側方位置に上下に並べられて設け、第１および第２のケーブルをエンジンの側方を上下に並べられて斜め前方に向けて延びるように配置し、クラッチ駆動モータを第１のケーブルの途中位置となるエンジン近傍に配置することによって、クラッチ駆動モータと第２のアーム部材を連結する第２のケーブルを短くすることができるとともに、クラッチ駆動モータおよび第２のケーブルの配置を簡素化することができ、もって、自動二輪車のような小型車両をコンパクトかつ軽量に設計することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（第１実施の形態）
図１は本発明の第１実施の形態に係るクラッチ操作装置を搭載する自動二輪車の一例を示す全体図である。

自動二輪車は、図１に示すように、車体フレーム１を備え、車体フレーム１の中央下部には、エンジン２が搭載されている。エンジン２の上方には、燃料タンク３が設けられており、その後方には、シート４が設けられている。シート４は、車体フレーム１のシートレール５上に設置されている。車体フレーム１の中央下部には、スイングアーム１１が片持梁状に支持され、このスイングアーム１１の後端部には、後輪１２が回動自在に支持されている。後輪１２には、ドリブンスプロケット１３が設けられており、ドリブンスプロケット１３には、エンジン２からの駆動力がドライブチェーン１４を介して伝達される。

車体フレーム１の前頭部には、ヘッドパイプ６が設けられており、ヘッドパイプ６には、ステアリング機構７が回動自在に取り付けられている。ステアリング機構７のアッパブラケット７ａには、ハンドル８が取り付けられている。ハンドル８には、クラッチレバー１５やブレーキレバー（図示せず）などが付設されている。また、ステアリング機構７には、前輪１０を回動自在に支持するフロントフォーク９が設けられている。

次に、エンジン２の駆動力を駆動輪である後輪１２に伝達するための駆動系（クラッチ機構およびトランスミッションを含む）について図２および図３を参照しながら説明する。図２は図１の自動二輪車の駆動系におけるクラッチ機構およびトランスミッションの要部を示す断面図、図３はトランスミッションに設けられている変速機構の要部を示す断面図であり、同図（ａ）は変速機構のシフトカム周りの構成を示す断面図、同図（ｂ）はシフトアーム周りの構成を示す断面図、同図（ｃ）はシフトチェンジペダルの構成を示す側面図である。

駆動系においては、図２に示すように、エンジン２のクランクケース内に、クランクシャフト２１と平行してメインシャフト２２とドライブシャフト２３が軸支されている。クランクシャフト２１の端部（図２中の右端）には、プライマリドライブギア２４が設けられている。メインシャフト２２の端部（図２中の右端）には、クラッチ機構２５が軸装されている。

クラッチ機構２５は、クランクシャフト２１（プリマリドライブギア２４）の回転をメインシャフト２２に対して断接するものであり、その構造は周知の多板式構造からなる。クラッチ機構２５は、メインシャフト２２に軸支され、プライマリドライブギア２４に噛み合わされたプライマリドリブンギア２６と、プライマリドリブンギア２６と一体に回転可能なクラッチハウジング２７と、クラッチハウジング２７の内周部に設けられた複数枚のフリクションプレート２８と、メインシャフト２２の端部に嵌合されたクラッチボス２９と、クラッチボス２９の外周部に各フリクションプレート２８と交互に重なるように設けられた複数枚のクラッチプレート３０と、クラッチスプリング３１を介してクラッチボス２９と一体的に回転可能なプレッシャディスク３２と、メインシャフト２２の端部（図２中の右端）に挿入され、プレッシャディスク３２に当接するプッシュ部材３３とを有する。

このクラッチ機構２５においては、常時、クラッチスプリング３１のばね力によってプレッシャディスク３２がクラッチボス２９に押し付けられており、各フリクションプレート２８と各クラッチプレート３０が摩擦係合する。すなわち、クラッチ機構２５は、常時、接状態に保持されている。この場合、プライマリドリブンギア２６の回転が、クラッチハウジング２７、各フリクションプレート２８、各クラッチプレート３０、クラッチボス２９、メインシャフト２２の順に伝達される。

メインシャフト２２は中空軸からなり、その中空部には、プッシュロッド３４およびプッシュロッド３５が軸方向に進退可能に挿入されている。プッシュロッド３４の一端は、ブッシュ部材３３に突き当てられ、その他端は、プッシュロッド３５の一端に突き当てられている。プッシュロッド３５の一部は、メインシャフト２２からエンジン２のクランクケース左側部を経て外部に突出する。プッシュロッド３５の進退は、クラッチレリーズ機構３６により行われる。このクラッチレリーズ機構３６の詳細については、後述する。ここで、クラッチレリーズ機構３６により、プッシュロッド３５がクラッチ機構２５側に移動されると、プッシュロッド３４およびプッシュ部材３３を介してプレッシャディスク３２が押圧され、プレッシャディスク３２は、クラッチスプリング３１のばね力に抗しながら、クラッチボス２９側と逆側の方向に移動される。これにより、各フリクションプレート２８と各クラッチプレート３０の摩擦係合が緩められて、プライマリドライブギア２４の回転が、プライマリドリブンギア２６、クラッチハウジング２７および各フリクションプレート２８のみに伝達され、メインシャフト２２には伝達されない。

メインシャフト２２とドライブシャフト２３の間には、周知の常時噛み合い型のトランスミッション３７が構成される。トランスミッション３７においては、メインシャフト２２に軸装された６枚のドライブギアＡ１〜Ａ６と、ドライブシャフト２３に軸装された６枚のドリブンギアＢ１〜Ｂ６が設けられており、各ドライブギアＡ１〜Ａ６と各ドリブンギアＢ１〜Ｂ６の噛み合わせは、変速機構（図３に示す）により切り替えられる。ドライブシャフト２３の端部（図中の左端）には、ドライブスプロケット３８が設けられ、ドライブスプロケット３８は、ドライブチェーン１４（図１に示す）を介して後輪１２に設けられたドリブンスプロケット１３（図１に示す）に連結されている。

変速機構は、ライダーの足の動き（すなわち変速操作）に応じてトランスミッション３７の各ドライブギアＡ１〜Ａ６と各ドリブンギアＢ１〜Ｂ６の噛み合わせの切り替えすなわち変速を行う。具体的には、変速機構は、図３（ａ）に示すように、メインシャフト２２の軸方向にドライブギアＡ３およびＡ４を移動させるためのシフトフォーク４１と、ドライブシャフト２３の軸方向にドリブンギアＢ６を移動させるためのシフトフォーク４３と、ドライブシャフト２３の軸方向にドリブンギアＢ５を移動させるためのシフトフォーク４４と、足の動きに応じて回転されるシフトカム４６を有する。

各シフトフォーク４１，４３，４４はＹ字状の形状を有し、シフトフォーク４１はシフトフォークシャフト４２に、シフトフォーク４３および４４はシフトフォークシャフト４５に固着されている。各シフトフォークシャフト４２，４５は、軸方向に移動可能に軸支されている。シフトカム４６の外周部には、３つの溝が形成されており、各溝には対応するシフトフォーク４１，４３，４４の端部が嵌め込まれている。

シフトカム４６には、図３（ｂ）に示すように、シフトアーム４７を介して足の動きが伝達される。シフトアーム４７は、チェンジシャフト４８の一端に取り付けられ、チェンジシャフト４８を軸に上下方向に揺動する。チェンジシャフト４８の他端には、シフトチェンジペダル４９の基端部が取り付けられている。シフトチェンジペダル４９とシフトアーム４７との間には、シフトアーム４７を揺動中立位置に復帰させるためのリターンスプリング５０が介在する。

シフトチェンジペダル４９は、図３（ｃ）に示すように、チェンジシャフト４８に取り付けられている基端部材４９ａと、軸４９ｄの周りに搖動可能なペダル部材４９ｃと、基端部材４９ａとペダル部材４９ｃとを連結するリンク部材４９ｂを有し、ライダーの足によりペダル部材４９ｃが踏み込み操作または蹴り上げ操作されると、ペダル部材４９ｃは、軸４９ｄの周りに搖動され、その運動がリンク部材４９ｂを介して基端部材４９ａに伝えられる。基端部材４９ａは、ペダル部材４９ｃの運動に連動してチェンジシャフト４８を中心に搖動し、チェンジシャフト４８は回転される。リンク部材４９ｂには、歪センサ７５が装着されている。この歪センサ７５は、シフトチェンジペダル４９が操作される際にリンク部材４９ｂに生じる荷重を変速操作荷重として検出するためのものであり、その出力は後述するＥＣＵ７０に入力される。

シフトチェンジペダル４９がシフト操作（踏み込み操作または蹴り上げ操作）されると、シフトアーム４７が、チェンジシャフト４８を軸にして所定方向に揺動し、シフトカム４６が所定方向に回転される。このシフトカム４６の回転に伴い各シフトフォーク４１，４３，４４がシフトカム４６の溝に案内されながらシフトフォークシャフト４２，４５の軸方向に移動される。この際、各シフトフォーク４１，４３，４４のうち、少なくとも１つがその位置を移動し、ドライブギアＡ３，Ａ４およびドリブンギアＢ５，Ｂ６のうち、対応するギアが移動する。これにより、変速が行われる。

次に、クラッチレリーズ機構３６を用いたクラッチ機構２５の操作系について図４〜図８を参照しながら説明する。図４（ａ）は図２のクラッチレリーズ機構３６の構成を示す平面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）はカム部５２ａとプッシュロッド３５との係合状態を示す断面図である。図５（ａ）はクラッチレバー１５が操作された際のクラッチアーム５３の動きを模式的に示す図、図５（ｂ）はクラッチレバー１５が操作された際のクラッチアーム５４の係合穴５４ａとカムシャフト５２のアーム係合部５２ｂとの関係を模式的に示す図、図６はクラッチレリーズ機構３６の配置を模式的に示す図、図７はクラッチモータ機構６０の構成を示す正面図および平面図、図８はクラッチレリーズ機構３６を用いたクラッチ機構２５の操作系を模式的に示すブロック図である。

まず、クラッチレリーズ機構３６の構成について説明する。クラッチレリーズ機構３６は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、内部空間を有する軸箱５１と、軸箱５１に回動可能に軸支されているカムシャフト５２を有する。軸箱５１の側部には挿通部５１ａが設けられ、挿通部５１ａを介してプッシュロッド３５の一端部が軸箱５１内に挿入されている。カムシャフト５２には、カム部５２ａと、カム部５２ａと同軸に延びる半円の横断面形状を有するアーム係合部５２ｂが設けられている。カムシャフト５２のカム部５２ａは、プッシュロッド３５に対して直交するように軸箱５１に収容され、プッシュロッド３５の端部に当接される（図４（ｃ）を参照）。カムシャフト５２のアーム係合部５２ｂには、２つのクラッチアーム５３，５４の各一端部が係合され、各クラッチアーム５３，５４は上下方向に配列される。ここで、クラッチアーム５４と軸箱５１間、およびクラッチアーム５３とクラッチアーム５４間には、それぞれ、リング状のスペーサ５８が介在する。また、カムシャフト５３のアーム係合部５２ｂの端部には、クラッチアーム５３がカムシャフト５２からその軸方向に抜けるのを防止するためのリング状のストッパ５９が取り付けられている。

図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ），（ｂ）に示すように、クラッチアーム５３，５４の前記各端部には、それぞれ、アーム係合部５２ｂを挿通する係合穴５３ａ，５４ａが形成されている。係合穴５３ａ，５４ａは、中心角度がπ以上である扇方形状の穴である。また、各クラッチアーム５３，５４の各他端部には、それぞれ、操作ケーブル５５，５６の一端に設けられたエンドピース５５ａ，５６ａと係合される係合穴５３ｂ，５４ｂが形成されている。ここで、クラッチアーム５４の中央部に形成された段部には、歪センサ７４が貼り付けられており、歪センサ７４は、クラッチアーム５４が操作された際に生じる荷重を検出するためのものであり、その出力は後述するＥＣＵ７０に入力される。

クラッチレリーズ機構３６は、図６に示すように、エンジン２の左側の位置に配置され、クラッチレリーズ機構３６の軸箱５１は、ブラケット（図示せず）を介して車体フレーム１に取り付けられる。クラッチレリーズ機構３６のクラッチアーム５３は、操作ケーブル５５を介してクラッチレバー１５に連結され、クラッチアーム５４は、操作ケーブル５６を介してクラッチモータ機構６０に連結される。操作ケーブル５５は、クラッチアーム５３の位置からエンジン２の左側の位置に設けられたケーブルガイド６９を経て車体フレーム１に沿って延設され、その他端がクラッチレバー１５に連結される。これに対し、操作ケーブル５６は、クラッチアーム５４の位置からエンジン２の左側の位置に設けられたケーブルガイド６９を経て車体フレーム１に沿って延設され、その他端が、操作ケーブル５５の途中位置に配置されたクラッチモータ機構６０に連結される。

このような配置によって、クラッチモータ機構６０とクラッチアーム５４を連結する操作ケーブル５６を短くすることができるとともに、クラッチモータ機構６０および操作ケーブル５６の配置を簡素化することができる。

クラッチモータ機構６０は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、サーボモータ６１を有し、サーボモータ６１の出力は減速機６２を介して出力軸６３に伝達される。出力軸６３には、プーリ６４が固着され、プーリ６４には、操作ケーブル５６の他端が連結される。また、出力軸６３は、エンコーダ６５の入力側に接続され、エンコーダ６５の出力は後述するＥＣＵ７０に入力される。減速機６２は、台座６６に固定され、台座６６は、ブラケット（図示せず）を介して車体フレーム１に取り付けられる（図６を参照）。また、台座６６には、操作ケーブル５６を支持するとともに操作ケーブル５６の他端をプーリ６４に導くためのケーブルガイド６７が設けられている。

このような構成において、クラッチレバー１５が握りしめられると、操作ケーブル５５が引かれ、クラッチアーム５３がカムシャフト５２の軸線を中心として搖動される。この際、図５（ａ）に示すように、クラッチアーム５３の係合穴５３ａとカムシャフト５２のアーム係合部５２ｂとが係合するので、クラッチアーム５３の搖動に伴いカムシャフト５２がその軸線の周りに回転され、カムシャフト５２のカム部５２ａがプッシュロッド３５をクラッチ機構２５側に押し出す。そして、プッシュロッド３４およびプッシュ部材３３を介して、プレッシャディスク３２がクラッチスプリング３１のばね力に抗しながらクラッチボス２９側と逆側の方向に移動され、クラッチ機構２５は断状態になる。逆に、クラッチレバー１５が離されると、操作ケーブル５５が緩められるので、クラッチスプリング３１のばね力が、プッシュ部材３３、プッシュロッド３４および３５を介してカムシャフト５２に作用し、カムシャフト５２は回転させられる。これにより、クラッチアーム５３およびクラッチレバー１５が、それぞれの基準位置（クラッチ機構２５が接状態にある位置）に復帰すると、クラッチ機構２５は、接状態に復帰する。

ここで、クラッチアーム５３の搖動に伴いカムシャフト５２が回転される際、クラッチアーム５４は、カムシャフト５２の回転に連動して回転されることはなく、基準位置に保持される。これは、図５（ｂ）に示すように、クラッチアーム５４が上記基準位置にある状態において、カムシャフト５２が回転された場合、クラッチアーム５４の係合穴５４ａが扇形状であり、アーム係合部５２ｂが半円の断面形状を有するので、クラッチアーム５４の係合穴５４ａに対して回転するカムシャフト５２のアーム係合部５２ｂが係合しないためのである。

また、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１が、操作ケーブル５６を巻き上げる方向に駆動されると、クラッチアーム５４がカムシャフト５２の軸線を中心として搖動される。この際、クラッチアーム５４の係合穴５４ａとカムシャフト５２のアーム係合部５２ｂとが係合するので、クラッチアーム５３の場合と同様に、カムシャフト５２がその軸線の周りに回転される。このカムシャフト５３の回転に伴いカムシャフト５２のカム部５２ａによりプッシュロッド３５がクラッチ機構２５側に押し出されて、クラッチ機構２５は断状態になる。この状態から、サーボモータ６１が操作ケーブル５６を巻き戻す方向に駆動されると、操作ケーブル５６が緩められるので、クラッチスプリング３１のばね力がプッシュ部材３３、プッシュロッド３４および３５を介して、カムシャフト５２が回転させる。これにより、クラッチアーム５４が基準位置（クラッチ機構２５が接状態にある位置）に復帰すると、クラッチ機構２５は、接状態に復帰する。ここで、クラッチアーム５３は、クラッチアーム５４の搖動に連動して搖動されることはなく、上記基準位置に保持される。

このように、本実施の形態においては、クラッチレバー１５またはクラッチモータ機構６０により、クラッチ機構２５を操作することが可能なクラッチ操作系が提供されることになる。このクラッチ操作系においては、図８に示すように、クラッチレバー１５の手動操作により、操作ケーブル５５を介して、クラッチレリーズ機構３６のクラッチアーム５３を搖動させることによって、クラッチ機構２５を操作することが可能である。また、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動により、操作ケーブル５６を介して、クラッチレリーズ機構３６のクラッチアーム５４を搖動させることによって、クラッチ機構２５を操作することが可能である。クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１は、モータドライバ７１を介してＥＣＵ７０により駆動制御される。

このクラッチ操作系において、クラッチレバー１５を用いた操作系は、クラッチモータ機構６０を用いた操作系が故障した場合のフェイルセーフとして作用し、また、クラッチレバー１５を用いた操作系により、発進時の半クラッチ操作などのクラッチワークが必要な場合に対応することが可能である。

ＥＣＵ７０は、各種センサからの入力信号を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路７０ａ、ＣＰＵ７０ｂ、ＣＰＵ７０ｂで実行される各種演算プログラム、これら演算プログラムで使用されるテーブルやマップ、演算結果などを記憶する記憶装置７０ｃ、点火プラグ（図示せず）に対する点火信号、燃料噴射弁（図示せず）に対する駆動信号、モータドライバ７１に対する制御信号を出力する出力回路７０ｄなどから構成される。上記各種センサには、ギア位置を示すギア信号を出力するシフト位置センサ（ＳＰ）７３、スロットル弁の開度に応じた信号を出力するスロットルポジションセンサ（ＴＨ）７２、クラッチアーム５４に設けられた歪センサ７４、シフトチェンジペダル４９に設けられた歪センサ７５、クラッチモータ機構６０のエンコーダ６５などが含まれる。

ＥＣＵ７０は、モータドライバ７１を介してクラッチモータ機構６０を駆動制御することにより、変速時にクラッチレバー１５を手動操作することなく、クラッチ機構２５を操作することを可能にするクラッチ操作制御を行う。

このクラッチ操作制御について図９および図１０を参照しながら説明する。図９はＥＣＵ７０によるクラッチ操作制御の手順を示すフローチャート、図１０（ａ）は変速操作荷重値Ｐ_SFの変化状態を示す図、同図（ｂ）はクラッチ機構２５の状態変化を示す図、同図（ｃ）はクラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動タイミングを示す図である。ここで、図９に示す手順は、記憶装置７０ｃに記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ７０ｂにより実行されるものである。

ＣＰＵ７０ｂは、図９に示すように、シフトチェンジペダル４９による変速操作の際に生じる変速操作荷重値Ｐ_SFが予め設定された閾値Ｐ_THを超えたか否かを監視する（ステップＳ１）。ＣＰＵ７０ｂは常時シフトチェンジペダル４９に設けられた歪センサ７５の出力を取り込み、この歪センサ７５の出力に基づいて変速操作荷重値Ｐ_SFを算出する。この変速操作荷重値Ｐ_SFが閾値Ｐ_THを超えた場合、ＣＰＵ７０ｂは、ライダーに変速を行う意思があると判断し、クラッチ断制御を行う（ステップＳ２）。

このクラッチ断制御においては、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１が正転方向（プーリ６３が操作ケーブル５６を巻き上げる方向）に駆動され、出力軸６３の回転量（すなわちプーリ６３による操作ケーブル５６の巻き上げ量）が所定量に達すると、サーボモータ６１はその位置で停止される（図１０（ｃ）の時間ｔ１からｔ２まで）。ここで、上記所定量とはクラッチ機構２５が断状態になる位置に達するまでの量であり、このクラッチ機構２５が断状態になるクラッチ位置は、後述するクラッチ位置算出制御により算出されたクラッチ機構２５の接状態から断状態へ移行する位置（ゼロ点）に基づいて算出された位置である。また、出力軸６３の回転量（すなわちプーリ６３による操作ケーブル５６の巻き上げ量）が所定量に達したか否かは、エンコーダ６５の出力に基づいて判定される。これにより、クラッチアーム５４は、カムシャフト５２の軸線を中心として出力軸６３の回転量に対応する角度分すなわちクラッチ機構２５が断状態になるまでの角度分搖動される。よって、プレッシャディスク３２は、クラッチスプリング３１のばね力に抗しながら、クラッチ機構２５が断状態になる位置まで移動され、クラッチ機構２５は、断状態に保持される。

そして、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動開始（図１０（ｃ）の時間ｔ１）から所定時間Ｔ（＝ｔ３−ｔ１）が経過するのを待つ（ステップＳ３）。ここで、所定時間Ｔ（＝ｔ３−ｔ１）は、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動開始から所定時間Ｔが経過するまでの期間が、ライダーによりシフトチェンジペダル４９に変速操作荷重値Ｐ_SF（閾値Ｐ_TH以上の荷重）が掛けられた状態にある期間となるように、設定されているので、クラッチ機構２５が断状態になった直後に、上記変速操作荷重重Ｐ_SFの作用より他の変速段への切り替えが行われることになる。すなわち、所定時間Ｔが経過するまでの期間中に、他の変速段への切り替え（ギアの噛合い）が行われる。この他の変速段への切り替え（ギアの噛合い）に伴い、変速操作荷重重Ｐ_SFは一時的に低下する（図１０（ａ）の時間ｔ３）。

次いで、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動開始から所定時間Ｔが経過すると、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチ機構２５を接状態に復帰させるためのクラッチ接続制御を行う（ステップＳ４）。このクラッチ接続制御においては、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１が逆転方向（プーリ６３が操作ケーブル５６を巻き戻す方向）に低速度で駆動され、出力軸６３の逆転方向への回転量（すなわち操作ケーブル５６の巻き戻し量）が上記所定量に達すると、サーボモータ６１はその位置すなわちクラッチ機構２５が接状態にある位置で停止される（図１０（ｃ）の時間ｔ３からｔ４まで）。これにより、クラッチスプリング３１のばね力がプッシュロッド３５に作用し、クラッチアーム５４は、カムシャフト５２の軸線を中心としてクラッチ機構２５が接状態になる基準位置まで所定期間を掛けて緩やかに戻される。すなわち、クラッチ機構２５は、断状態から半クラッチ状態を経て接状態へ所定期間を掛けて緩やかに復帰される（図１０（ｂ）の時間ｔ３からｔ４まで）。

以上により、閾値Ｐ_THを超えるような変速操作荷重Ｐ_SFでシフトチェンジペダル４９をシフト操作すれば、自動的にクラッチ機構２５を断状態にし、他の変速段への切り替え（ギアの噛合い）後、クラッチ機構２５を接状態に所定期間を掛けて復帰させるので、クラッチレバー１５を操作することなく、変速を円滑にかつ短時間で行うことができる。

また、クラッチ機構２５においては、走行毎に、磨耗などにより、接状態から断状態へ移行するクラッチ位置（ゼロ点）が変化するので、そのゼロ点の変化を監視する必要がある。そこで、ＥＣＵ７０は、機関始動（イグニッションキーＯＮ）直後に、モータドライバ７１を介してクラッチモータ機構６０を駆動制御することにより、クラッチ機構２５のゼロ点を算出するためのクラッチ位置算出制御を行う。

このクラッチ位置算出制御について図１１を参照しながら説明する。図１１はＥＣＵ７０によるクラッチ位置算出制御の手順を示すフローチャートである。この手順は、記憶装置７０ｃに記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ７０ｂにより実行されるものである。

ＣＰＵ７０ｂは、図１１に示すように、機関始動を待つ（ステップＳ１１）。ここで、ＣＰＵ７０ｂは、イングニッションキー（図示せず）がオンされると、機関が始動されたと判断する。そして、ＣＰＵ７０ｂは、ＳＰセンサ７３からの信号に基づいてギア位置がニュートラル位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、ギア位置がニュートラル位置にない場合、ＣＰＵ７０ｂは、本処理を終了する。

これに対し、ギア位置がニュートラル位置にある場合（ステップＳ１２）、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動を開始する（ステップＳ１３）。ここでは、サーボモータ６１が正転方向（プーリ６３が操作ケーブル５６を巻き上げる方向）に駆動される。これにより、クラッチアーム５４が搖動され、プッシュロッド３５が、プッシュロッド３４およびプッシュ部材３３を介して、クラッチスプリング３１のばね力に抗しながらクラッチ機構２５のプレッシャディスク３２を押圧する。そして、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチアーム５４に設けられた歪センサ７４の出力に基づいてクラッチアーム５４に発生するアーム操作荷重値Ｐ_Aを算出し、このアーム操作荷重値Ｐ_Aが設定荷重値Ｐ_ATH以上になるのを待つ（ステップＳ１４）。

アーム操作荷重値Ｐ_Aが設定荷重値Ｐ_ATH以上になると（ステップＳ１４）、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチ機構２５が接状態から断状態へ移行するクラッチ位置すなわちゼロ点へ達したと判断して、サーボモータ６１を停止し（ステップＳ１５）、この停止位置でのエンコーダ６５の出力を読み込み、その値を記憶装置７０ｃに格納する（ステップＳ１６）。この値は、クラッチ機構２５が接状態から断状態へ移行するクラッチ位置（ゼロ点）に対応する値であり、上記クラッチ操作制御における所定量の算出に用いられる。

次いで、ＣＰＵ７０ｂは、クラッチ復帰制御を行う。このクラッチ復帰制御では、クラッチモータ機構６０のサーボモータ６１が逆転方向（プーリ６３が操作ケーブル５６を巻き戻す方向）に駆動され、出力軸６３の逆転方向への回転量（すなわち操作ケーブル５６の巻き戻し量）がクラッチアーム５４を基準位置（クラッチ機構２５が接状態にある基準位置）に戻すまでの量に達すると、サーボモータ６１は停止される。これにより、クラッチスプリング３１のばね力がプッシュロッド３５に作用し、クラッチアーム５４は、カムシャフト５２の軸線を中心としてクラッチ機構２５が接状態になる基準位置まで戻される。すなわち、クラッチ機構２５は、接状態へ復帰される。そして、ＣＰＵ７０ｂは本処理を終了する。

このように、機関始動（イグニッションキーＯＮ）直後に、クラッチ機構２５のゼロ点を算出するためのクラッチ位置算出制御を行うことにより、クラッチ機構２５における遊ぶ、磨耗によるゼロ点の変化を補正することが可能になり、高い精度でクラッチ操作制御を行うことが可能になる。

なお、本実施の形態では、クラッチ位置制御において、クラッチアーム５４に貼り付けられた歪センサ７４の出力に基づいてクラッチアーム５４に発生するアーム操作荷重を算出するように構成されているが、このアーム操作荷重に代えて、操作ケーブル５６に発生する荷重を用いてもよい。この場合、操作ケーブル５６の途中部位に歪センサが取り付けられる。

（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について図１２および図１３を参照しながら説明する。図１２は本発明の第２実施の形態に係るクラッチ操作補助装置におけるシフトチェンジペダルの変速操作を検出するためのセンサの配置を模式的に示す図、図１３は本発明の第２実施の形態に係るクラッチ操作補助装置によるクラッチ操作制御の手順を示すフローチャートである。

上述した第１実施の形態は、歪センサ７５を用いて、シフトチェンジペダル４９が操作される際にリンク部材４９ｂに生じる変速操作荷重Ｐ_SFを検出し、この変速操作荷重Ｐ_SFの大きさに応じてライダーに変速を行う意思があるか否かを判断するように構成されている。これに対し、本実施の形態は、上記変速操作荷重に代えて、シフトチェンジペダル４９の操作量に応じてライダーに変速を行う意思があるか否かを判断するように構成されている。他の構成は、第１実施の形態と同じ構成であり、その説明は省略するとともに、以下の説明において、第１実施の形態と同じ部材または機能ブロックについては、同じ符号を用いるものとする。

具体的には、図１２に示すように、ライダーの足によりペダル部材４９ｃが踏み込み操作または蹴り上げ操作されると、ペダル部材４９ｃは、軸４９ｄの周りに搖動され、その運動がリンク部材４９ｂを介して基端部材４９ａに伝えられる。基端部材４９ａは、ペダル部材４９ｃの運動に連動してチェンジシャフト４８を中心に搖動する。よって、本実施の形態においては、このシフトチェンジペダル４９のシフト操作（踏み込み操作または蹴り上げ操作）が行われた際、基端部材４９ａが搖動するので、この搖動量がシフトチェンジペダル４９の操作量として検出される。

基端部材４９ａの両側には、それぞれシフトペダルセンサ８０，８１が設けられている。シフトペダルセンサ８０は、ペダル部材４９ｃの蹴り上げ操作により基端部材４９ａが所定量分搖動されると、オンするリードセンサであり、シフトペダルセンサ８１は、ペダル部材４９ｃの踏み込み操作により基端部材４９ａが所定量分搖動されると、オンするリードセンサである。各シフトペダルセンサ８０または８１の出力は、ＥＣＵ７０に入力され、ＥＣＵ７０は、各シフトペダルセンサ８０または８１のいずれかがオンすると、ライダーに変速を行う意思があると判断されたことになる。

次に、変速時にクラッチレバー１５を手動操作することなく、クラッチ機構２５を操作することを可能にするクラッチ操作制御について図１３を参照しながら説明する。この図１３に示す手順は、記憶装置７０ｃに記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ７０ｂにより実行されるものである。

ＣＰＵ７０ｂは、図１３に示すように、シフトペダルセンサ８０がオンしたか否かを、シフトペダルセンサ８１がオンしたか否かをそれぞれ監視し（ステップＳ２１，Ｓ２２）、シフトペダルセンサ８０またはシフトペダルセンサ８１のいずれかがオンすると、ライダーに変速を行う意思があると判断し、ステップＳ２３からの処理を実行する。このステップＳ２３からステップＳ２５までの処理は、図９のステップＳ２からステップＳ４までの処理と同一のものであるので、ここでの説明は省略する。

本発明の第１実施の形態に係るクラッチ操作装置を搭載する自動二輪車の一例を示す全体図である。 図１の自動二輪車の駆動系におけるクラッチ機構およびトランスミッションの要部を示す断面図である。 トランスミッションに設けられている変速機構の要部を示す断面図であり、（ａ）は変速機構のシフトカム周りの構成を示す断面図、（ｂ）はシフトアーム周りの構成を示す断面図、（ｃ）はシフトチェンジペダルの構成を示す側面図である。 （ａ）は図２のクラッチレリーズ機構３６の構成を示す平面図、（ｂ）は側面図、図（ｃ）はカム部５２ａとプッシュロッド３５との係合状態を示す断面図である。 （ａ）はクラッチレバー１５が操作された際のクラッチアーム５３の動きを模式的に示す図、（ｂ）はクラッチレバー１５が操作された際のクラッチアーム５４の係合穴５４ａとカムシャフト５２のアーム係合部５２ｂとの関係を模式的に示す図である。 クラッチレリーズ機構３６の配置を模式的に示す図である。 クラッチモータ機構６０の構成を示す正面図および平面図である。 クラッチレリーズ機構３６を用いたクラッチ機構２５の操作系を模式的に示すブロック図である。 ＥＣＵ７０によるクラッチ操作制御の手順を示すフローチャートである。 （ａ）は変速操作荷重値Ｐ_SFの変化状態を示す図、（ｂ）はクラッチ機構２５の状態変化を示す図、（ｃ）はクラッチモータ機構６０のサーボモータ６１の駆動タイミングを示す図である。 ＥＣＵ７０によるクラッチ位置算出制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施の形態に係るクラッチ操作補助装置におけるシフトチェンジペダルの変速操作を検出するためのセンサの配置を模式的に示す図である。 本発明の第２実施の形態に係るクラッチ操作補助装置によるクラッチ操作制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ エンジン
１５ クラッチレバー
２５ クラッチ機構
３４，３５ プッシュロッド
３６ クラッチレリーズ機構
３７ 変速装置
４９ シフトチェンジペダル
５３，５４ クラッチアーム
５５，５６ 操作ケーブル
６０ クラッチモータ機構
６１ サーボモータ
７０ ＥＣＵ
７４，７５ 歪センサ
８０，８１ シフトペダルセンサ

Claims (5)

1. エンジンから駆動輪側に伝達される駆動力を断接するクラッチ機構を操作するためのクラッチ操作装置であって、
   独立に操作可能な第１および第２のアーム部材を有し、前記第１および第２のアーム部材の操作に応じて前記クラッチ機構を断接動作させる操作機構と、
   前記第１のアーム部材と第１のケーブルを介して連結され、前記第１のケーブルを介して前記第１のアーム部材を手動で操作するためのクラッチレバーと、
   前記第２のアーム部材と第２のケーブルを介して連結され、前記第２のケーブルを介して前記第２のアーム部材を操作するためのクラッチ駆動モータと、
   前記第２のアーム部材を操作するように前記クラッチ駆動モータの駆動制御を行う制御手段と
   を備えることを特徴とするクラッチ操作装置。
2. 前記第２のアーム部材または前記第２のケーブルのいずれか一方に生じる操作荷重を検出する操作荷重検出手段と、
   機関始動直後に前記クラッチ駆動モータを駆動し、前記操作荷重検出手段により検出された操作荷重に基づいて前記クラッチ機構の接状態から断状態へ移行する位置を算出する位置算出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記算出された前記クラッチ機構の接状態から断状態へ移行する位置に基づいて前記クラッチ駆動モータを駆動制御することを特徴とする請求項１記載のクラッチ操作装置。
3. 足操作シフトレバーに設けられ、前記足操作シフトレバーによる変速操作の際に生じる変速操作荷重を検出する変速操作荷重検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記変速操作荷重検出手段により検出された変速操作荷重が予め設定された閾値を超えると、前記クラッチ駆動モータに対して所定の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のクラッチ操作装置。
4. 前記制御手段は、前記クラッチ駆動モータに対する所定の駆動制御として、前記検出された変速操作荷重が前記閾値を超えてから他の変速段のギア噛合いが完了するまで、前記クラッチ機構を断状態に保持するように前記クラッチ駆動モータを駆動制御する第１の制御と、その後所定期間を掛けて前記クラッチ機構を接状態に復帰させるように前記クラッチ駆動モータを駆動制御する第２の制御とを行うことを特徴とする請求項３記載のクラッチ操作装置。
5. 前記第１および第２のアーム部材は、前記エンジンの側方位置に上下に並べられて設けられ、前記第１および第２のケーブルは、前記エンジンの側方を上下に並べられて斜め前方に向けて延びるように配置され、前記クラッチ駆動モータは、前記第１のケーブルの途中位置となる前記エンジン近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載のクラッチ操作装置。

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