JP6774897B2 - 駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力制御装置に関し、特に、ドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載される駆動力制御装置に関する。

自動二輪車の中には、ドッグ式トランスミッションを備えるものがある。かかるドッグ式トランスミッションでは、運転者が、メインクラッチを操作することなく、ドッグ式トランスミッションのドッグ同士（ドッグ歯同士）が当接してエンジンと駆動輪との一方が他方を駆動している状態で、変速を行うことができる。かかる構成によれば、運転者が、メインクラッチの操作を省略して、迅速に変速を行うことが可能となる。

ところが、エンジンと駆動輪との一方が他方を駆動している状態では、ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の接触面に大きな押圧力が作用している。このため、運転者が変速のためにドッグ同士を引き離そうとしても、接触面に押圧力に比例した大きな静止摩擦力が作用しているために、運転者の操作によりドッグ同士を引き離すことが困難となる傾向がある。また、運転者によるシフトアップ方向の変速操作が検出された場合に、ドッグ同士の接触を解除して変速を可能にするために、単に、エンジンの点火栓による点火の停止を実行することによってエンジンの駆動力を低下させ、変速完了後にエンジンの点火栓による点火を再開する構成を採用すると、変速完了後にエンジンの点火栓による点火を再開した際に、アクセル操作で要求される要求スロットル開度にエンジンのスロットル開度を追従させたままでは、エンジンの駆動力が急増し、トルクショックが大きくなる傾向がある。

かかる状況下で、特許文献１は、メインクラッチ及びドッグ式トランスミッションを順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載される駆動力制御装置１に関し、点火及び／又は燃料の噴射を再開する際に、スロットル開度が鞍乗型車両のアクセル操作によって要求される要求スロットル開度から小さい開度値側に偏位した所定開度ＴＨ１になるようにモータ駆動回路６を制御する構成を開示する。

また、特許文献２は、車載内燃機関のスロットル開度制御装置に関し、内燃機関１０の近傍の大気圧に応じてスロットル開度を補正する構成を開示する。

特開２０１６−９８７２７号公報 特開平２−３７１３６号公報

本発明者の検討によれば、特許文献１の構成は、ドッグ式トランスミッションの変速を迅速かつ確実に行い、かつ、その変速完了後にエンジンの駆動を再開した際にトルクショックが発生することを抑制することができるものであるが、そのためには、ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の係合が解除可能なエンジンの運転状態を示すノーロードラインを与えるスロットル開度であるノーロード開度を適切に設定することが重要であると考えられる。

ここで、本発明者の検討によれば、ノーロード開度の値自体はスロットル開度の値であるから、それは大気圧に依存して変化するものであることが想起されるものである。そのため、例えば特許文献２の構成を参照して、大気圧に応じてノーロード開度を補正することは適切な構成であると考えられる。

ところが、本発明者の更なる検討時に、大気圧に応じてノーロード開度を補正する構成を採用し、かつ、大気圧が安定したほぼ一定値を呈している場合であっても、ドッグ式トランスミッションの変速が迅速に行い難かったり、その変速完了後に大きなトルクショックが発生する事態に直面した。ここで、本発明者がその要因分析を鋭意行ったところ、大気圧に応じて補正されたノーロード開度の値が、実際のノーロード開度の値から偏位する現象が発生していることが判明し、特に鞍乗型車両の実際の運転時において、大気圧の変動以外でノーロード開度の値が変動することに最も寄与するパラメータは、エンジン回転数であることを知見した。つまり、大気圧に応じてノーロード開度が補正されている場合であっても、エンジン回転数の増減により補正後のノーロード開度の値が実際には最適値よりも偏位する場合があり、これにより、大気圧が安定したほぼ一定値を呈している場合であっても、実際のエンジンの運転状態でノーロード開度の値が変動してドッグ式トランスミッションの変速特性やその変速完了後のトルクの発生特性に影響が出たものと評価される。よって、本発明者の検討によれば、ノーロード開度を大気圧に応じて実用上で適切に補正するためには、その際の大気圧に応じた補正量を更にエンジン回転数にも応じるように補正する必要があると考えられる。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、ノーロード開度を大気圧及びエンジン回転数に応じて実用上で適切に補正することが可能な駆動力制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明の駆動力制御装置は、ドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載され、前記エンジンのスロットル開度を変化させるモータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御することによって前記スロットル開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の係合が解除可能な前記エンジンの運転状態を示すノーロードラインを与えるスロットル開度であるノーロード開度を、大気圧に応じて補正しながらエンジン回転数に応じて算出するものであり、前記制御部は、前記エンジン回転数に応じて算出されて基本項となるノーロードベース開度に、前記大気圧が増加するに従って減少するように設定されると共に前記大気圧に応じて算出された大気圧補正開度と前記エンジン回転数が増加するに従って増加するように設定されると共に前記エンジン回転数に応じて算出された補正係数との積を補正項として加算することにより、前記ノーロード開度を前記大気圧に応じて補正しながら前記エンジン回転数に応じて算出することを第１の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる駆動力制御装置は、ドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載されることを前提とし、かかる駆動力制御装置によれば、エンジンのスロットル開度を変化させるモータを駆動するモータ駆動部を制御することによってスロットル開度を制御する制御部が、大気圧及びエンジン回転数の双方に応じてノーロード開度を算出するものであって、エンジン回転数に応じて算出されて基本項となるノーロードベース開度に、大気圧が増加するに従って減少するように設定されると共に大気圧に応じて算出された大気圧補正開度とエンジン回転数が増加するに従って増加するように設定されると共にエンジン回転数に応じて算出された補正係数との積を補正項として加算することにより、ノーロード開度を大気圧に応じて補正しながらエンジン回転数に応じて算出するものであるため、ノーロード開度を、簡便な構成で、鞍乗型車両の実際の運転時に、より適切に補正することができ、ドッグ式トランスミッションの変速を迅速かつ確実に行い得る変速特性、及びその変速完了後にエンジンの駆動を再開した際にトルクショックが発生することを抑制し得るトルク発生特性を、より向上することに寄与することができる。

図１は、本発明の実施形態における駆動力制御装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態における駆動力制御装置によるノーロード開度算出処理の流れを示すフローチャートである。 図３（ａ）は、本実施形態における駆動力制御装置によるノーロード開度算出処理で用いられる、大気圧とスロットル開度補正量との関係を表すテーブルデータの一例を示す図であり、図３（ｂ）は、本実施形態における駆動力制御装置によるノーロード開度算出処理で用いられる、エンジン回転数と大気圧補正係数との関係を表すテーブルデータの一例を示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における駆動力制御装置につき、詳細に説明する。

〔駆動力制御装置の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における駆動力制御装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態における駆動力制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態における駆動力制御装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の電子制御装置によって構成され、図示を省略するドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する典型的には自動二輪車等の鞍乗型車両に搭載されている。

駆動力制御装置１は、クラッチ状態検出部２、変速操作検出部３、変速段検出部４、制御部５、モータ駆動回路６、点火栓駆動回路７、及び燃料噴射弁駆動回路８を備えている。なお、これらのクラッチ状態検出部２、変速操作検出部３、変速段検出部４、及び制御部５は各々機能ブロックとして示している。また、駆動力制御装置１は、図示を省略するメモリ等を備えており、メモリには、駆動力制御装置１に必要な制御プログラム及び制御データ等が格納されている。

具体的には、クラッチ状態検出部２は、運転者がメインクラッチを接続又は遮断する際のその操作に関する情報を坦持するクラッチスイッチ１１からの入力信号に基づいて、メインクラッチの接続又は遮断を検出する。クラッチ状態検出部２は、このように検出したメインクラッチの断続操作に応じた電気信号を制御部５に入力する。

変速操作検出部３は、運転者がドッグ式トランスミッションの変速操作を行う際のその変速操作に関する情報を坦持する変速操作スイッチ１２からの入力信号に基づいて、ドッグ式トランスミッションの変速操作を検出する。変速操作検出部３は、このように検出したドッグ式トランスミッションの変速操作の有無に応じた電気信号を制御部５に入力する。

変速段検出部４は、ギヤポジションセンサ１３が出力するドッグ式トランスミッションのシフトドラムの回転位置に対応してドッグ式トランスミッションで選択されている変速段（ギヤポジション）に応じた信号に基づいて、ドッグ式トランスミッションで選択されている変速段を検出する。変速段検出部４は、このように検出した変速段を示す電気信号を制御部５に入力する。

制御部５は、大気圧センサ１５、スロットルポジションセンサ１６、アクセル開度センサ１７、及びクランク角センサ１８からの入力信号をも更に用いて、駆動力制御装置１の動作を制御して、クラッチ状態検出部２がメインクラッチの接続を検出している状態において変速操作検出部３がドッグ式トランスミッションの変速操作を検出した場合には、点火の停止及び／又は燃料の噴射の停止を実行するように点火栓駆動回路７及び／又は燃料噴射弁駆動回路８を制御すると共に、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）、つまり実際のスロットル開度である実スロットル開度を調整するようにモータ駆動回路６を制御する。そして、制御部５は、このような、点火の停止、燃料の噴射の停止及びスロットル開度の調整のための各々の制御信号を、点火栓駆動回路７、燃料噴射弁駆動回路８及びモータ駆動回路６に入力する。ここで、大気圧センサ１５は、大気圧に応じた電気信号を入力する。スロットルポジションセンサ１６は、エンジンのスロットル開度に応じた電気信号を入力する。アクセル開度センサ１７は、鞍乗型車両のアクセルグリップ等のアクセル操作部材の操作量（アクセル開度）に応じた電気信号を入力する。また、クランク角センサ１８は、エンジンのクランク角（クランク軸の回転角度）に応じた電気信号を入力する。

この際、制御部５は、大気圧に加えてエンジン回転数にも応じてノーロード開度を算出するものであり、具体的には、大気圧に応じた大気圧補正開度と、エンジン回転数に応じた補正係数と、を算出し、大気圧補正開度及び補正係数を用いることにより大気圧及びエンジン回転数の双方に応じてノーロード開度を算出することが好ましい。この際、補正係数が、エンジン回転数が増加するに従って増加する値を呈するように設定されていることが好ましい。また、大気圧補正開度及び補正係数を用いて得られた補正項が適用される基本項としてのノーロードベース開度は、平地における大気圧に応じると共に、エンジン回転数にも応じて規定されたノーロード開度であることが好ましい。ここで、平地における大気圧とは、標高がゼロメートル又はこれに近い低地であることを想定した場合において、かかる標高に対応する所定の大気圧である。

モータ駆動回路６は、制御部５からの制御信号に従って、スロットルモータ１４を駆動することによってスロットル開度を制御する。

点火栓駆動回路７は、制御部５からの制御信号に従って、エンジンの点火栓１９によるエンジンへの点火動作、つまり点火の開始、停止及び再開といった一連の点火動作を制御する。

燃料噴射弁駆動回路８は、制御部５からの制御信号に従って、エンジンに燃料を噴射する燃料噴射弁２０の、つまり燃料噴射の開始、停止及び再開といった一連の燃料噴射動作を制御する。

以上のような構成を有する駆動力制御装置１は、ノーロードラインを与えるスロットル開度であるノーロード開度を大気圧及びエンジン回転数に応じて適切に補正する。以下、更に図２及び図３をも参照して、ノーロード開度算出処理を実行する際の駆動力制御装置１の動作について、詳細に説明する。

〔駆動力制御処理〕
図２は、本実施形態における駆動力制御装置１によるノーロード開度算出処理の流れを示すフローチャートである。また、図３（ａ）は、本実施形態における駆動力制御装置１によるノーロード開度算出処理で用いられる、大気圧とスロットル開度補正量（大気圧補正開度）との関係を表すテーブルデータの一例を示す図であり、図３（ｂ）は、本実施形態における駆動力制御装置１によるノーロード開度算出処理で用いられる、エンジン回転数と大気圧補正係数との関係を表すテーブルデータの一例を示す図である。

ここで、かかるノーロードラインは、ドッグ式トランスミッションにおける駆動状態と被駆動状態との境界、即ちドッグ式トランスミッションにおいて、エンジン側のドッグから駆動輪側のドッグに回転力が伝達される駆動状態と、駆動輪側のドッグからエンジン側のドッグに回転力が伝達される被駆動状態と、が切り換わる境界を示すものであって、ドッグ同士の当接が解除される状態（ドッグ同士の間で伝達される回転力の値がゼロである状態）を実現するエンジンの運転状態を示し、典型的には、エンジン回転速度及びスロットル開度をパラメータとし、ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の係合が解除可能なエンジンの運転状態を示す特性データから成って、予め設定されてメモリ内に記憶されている。

詳しくは、ノーロードラインは、ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の係合状態が減速時の係合状態と加速時の係合状態との間で切り換わるエンジンの運転状態の境界を規定するもので、ドッグ同士が互いに離間又は押圧せずに単に当接している状態、及びドッグ同士が切り離し可能な状態で互いを緩やかに押圧している状態におけるエンジン回転速度及びスロットル開度間の関係を規定するものである。つまり、ノーロードラインは、エンジン回転速度及びスロットル開度を各々の座標軸とする直交座標系において、単なる線のみならず、それを含んである程度の上下幅を有して延びる領域となる。

また、図２に示すフローチャートは、鞍乗型車両のイグニッションスイッチがオンされて駆動力制御装置１が起動されたタイミングで開始となり、ノーロード開度算出処理はステップＳ１の処理に進む。かかるノーロード開度算出処理は、鞍乗型車両が起動されて駆動力制御装置１が起動されている間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、制御部５が、クランク角センサ１８が入力するエンジンのクランク角に応じた電気信号に基づいてエンジン回転数を算出する。そして、制御部５は、このように算出したエンジン回転数に応じたノーロードベース開度（平地におけるノーロード開度）を算出する。ここで、平地におけるノーロード開度とは、標高がゼロメートル又はこれに近い低地であることを想定した場合において、かかる標高に対応し、かつ、エンジン回転数にも対応する所定のノーロード開度である。具体的には、制御部５は、エンジン回転数とノーロードベース開度との関係を表すテーブルデータをメモリから読み出し、かかるテーブルデータの中から、算出されたエンジン回転数に対応するノーロードベース開度を検索する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、ノーロード開度算出処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御部５が、大気圧センサ１５が入力する大気圧に応じた電気信号に基づいて大気圧を算出する。そして、制御部５は、算出された大気圧に応じた大気圧補正開度を算出する。具体的には、制御部５は、図３（ａ）に示すような大気圧と大気圧補正開度との関係を表すテーブルデータをメモリから読み出し、かかるテーブルデータの中から、このように算出した大気圧に対応する大気圧補正開度を検索する。なお、図３（ａ）に示すテーブルデータでは、大気圧補正開度は、大気圧が増加するに従って減少する値を呈するように設定されている。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ノーロード開度算出処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御部５が、ステップＳ１の処理において算出されたエンジン回転数に応じた大気圧補正係数を算出する。具体的には、制御部５は、図３（ｂ）に示すようなエンジン回転数と大気圧補正係数との関係を表すテーブルデータをメモリから読み出し、かかるテーブルデータの中から、このように算出したエンジン回転数に対応する大気圧補正係数を検索する。なお、図３（ｂ）に示すテーブルデータでは、大気圧補正係数は、エンジン回転数が増加するに従って増加する値を呈するように設定されている。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、ノーロード開度算出処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御部５が、ステップＳ２の処理において算出された大気圧補正開度にステップＳ３の処理において算出された大気圧補正係数を乗算する。そして、制御部５は、ステップＳ１の処理において算出されたノーロードベース開度に乗算値を加算した値をノーロード開度として算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、今回の一連のノーロード開度算出処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における駆動力制御装置１は、ドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載されることを前提とし、かかる駆動力制御装置１では、エンジンのスロットル開度を変化させるモータを駆動するモータ駆動部６を制御することによってスロットル開度を制御する制御部５が、大気圧及びエンジン回転数の双方に応じてノーロード開度を算出するものであるため、ノーロード開度を実用上でより適切に補正することができ、ドッグ式トランスミッションの変速を迅速かつ確実に行い得る変速特性、及びその変速完了後にエンジンの駆動を再開した際にトルクショックが発生することを抑制し得るトルク発生特性を、より向上することに寄与することができる。

また、本実施形態における駆動力制御装置１では、制御部５が、大気圧に応じた大気圧補正開度と、エンジン回転数に応じた補正係数と、を算出し、大気圧補正開度及び補正係数を用いることにより大気圧及びエンジン回転数に応じてノーロード開度を算出するものであるため、簡便な構成で、ノーロード開度をより適切に補正することができる。

また、本実施形態における駆動力制御装置１では、補正係数が、エンジン回転数が増加するに従って増加する値を呈するように設定されているものであるため、エンジン回転数の増減に応じて、鞍乗型車両の実際の運転時にノーロード開度をより適切に補正することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明は、ノーロード開度を大気圧及びエンジン回転数に応じて適切に補正することが可能な駆動力制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から発電機等の汎用機や自動二輪車等の車両の内燃機関制御装置に広く適用され得るものと期待される。

１…駆動力制御装置
２…クラッチ状態検出部
３…変速操作検出部
４…変速段検出部
５…制御部
６…モータ駆動回路
７…点火栓駆動回路
８…燃料噴射弁駆動回路
１１…クラッチスイッチ
１２…変速操作スイッチ
１３…ギヤポジションセンサ
１４…スロットルモータ
１５…大気圧センサ
１６…スロットルポジションセンサ
１７…アクセル開度センサ
１８…クランク角センサ
１９…点火栓
２０…燃料噴射弁

Claims (1)

1. ドッグ式トランスミッションを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載され、前記エンジンのスロットル開度を変化させるモータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御することによって前記スロットル開度を制御する制御部と、を備えた駆動力制御装置であって、
   前記制御部は、前記ドッグ式トランスミッションのドッグ同士の係合が解除可能な前記エンジンの運転状態を示すノーロードラインを与えるスロットル開度であるノーロード開度を、大気圧に応じて補正しながらエンジン回転数に応じて算出するものであり、
   前記制御部は、前記エンジン回転数に応じて算出されて基本項となるノーロードベース開度に、前記大気圧が増加するに従って減少するように設定されると共に前記大気圧に応じて算出された大気圧補正開度と前記エンジン回転数が増加するに従って増加するように設定されると共に前記エンジン回転数に応じて算出された補正係数との積を補正項として加算することにより、前記ノーロード開度を前記大気圧に応じて補正しながら前記エンジン回転数に応じて算出することを特徴とする駆動力制御装置。

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