シフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法
【課題】 確実に所望のシフトフィーリングが得られるように、シフト機構の各種部品の選択及び設計を支援することができるシフト機構の部品設計支援システムを提供する。
【解決手段】 本発明のシフト機構の部品設計支援システムは、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式２０２を記憶する記憶部１４０と、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力可能な入力操作部１７０と、部品諸元２０４からシフト機構の変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出すると共に、シフトフィーリング予測式２０２に所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果２０８を算出する制御部１３８と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】 本発明のシフト機構の部品設計支援システムは、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式２０２を記憶する記憶部１４０と、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力可能な入力操作部１７０と、部品諸元２０４からシフト機構の変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出すると共に、シフトフィーリング予測式２０２に所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果２０８を算出する制御部１３８と、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シフト機構の変速時トルクパターンは、ユーザが感じるシフトフィーリング（変速時の操作感）に影響する。シフト機構の変速時トルクパターンは、シフト機構を構成する各種部品（かかる各種部品については「特許文献１」参照）によって決定されるため、各種部品の選択及び設計により所望のシフトフィーリングを得ることが可能である。例えば重い操作感のあるシフト機構の各種部品を設計変更して、軽い操作感になるように調整可能である。
【０００３】
しかし従来、所望のシフトフィーリングを満たすために、設計者は経験やノウハウを頼りにシフト機構の各種部品を選択及び設計せざるを得なかった。当然ながら経験やノウハウに基く各種部品の選択及び設計は確実ではない。そのため、従来、各種部品の選択及び設計後に試作機を製作し、試作機に対し官能評価試験を実施する手順が採られていた。そして、官能評価試験において試作機が所望のシフトフィーリングに達した場合にのみ本製作に移行し、達しなかった場合には再度各種部品の選択及び設計、試作機の製作、官能評価試験を繰り返していた。
【０００４】
これに対し、本発明者は平成２０年１０月２８日に行った特許出願（「特許文献２」参照）にて、シフトフィーリングの定量化について開示している。特許文献２の明細書の段落００４６には、「自動二輪のギアシフト・フィーリングを定量化するための方策として、重さや節度感など、ギアシフトのフィーリングを表す評価語の評点を収集して、重回帰式等を作成することが考えられる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２７３９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０８００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の重回帰式（シフトフィーリング予測式）を作成するだけでは、従来の上述した手順を採らざるを得ない。この重回帰式により変速時トルクパターンとシフトフィーリングとの関係付けが成されるとしても、どのようにシフト機構の各種部品の選択及び設計を行えば必要な変速時トルクパターンが得られるか分からないからである。すなわち、結局のところ現状では、経験やノウハウを頼りにシフト機構の各種部品を選択及び設計せざるを得ないことに変わりないのである。加えて、そもそも特許文献２には、如何にして重回帰式を作成するか一切記載されていない。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、所望のシフトフィーリングが確実に得られるように、シフト機構の各種部品の選択及び設計を支援することができるシフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、車両のシフト機構の部品設計支援システムにおいて、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式を記憶する記憶部と、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元を入力可能な入力操作部と、部品諸元からシフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、シフトフィーリング予測式に所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果を算出する制御部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、制御部が各種部品の部品諸元から変速時トルクパターンの所定パラメータを算出する。そして、記憶部に記憶されたシフトフィーリング予測式にこの所定パラメータを導入して、シフトフィーリングの予測結果を算出する。これより、実際に試作機を製作して官能評価試験を行わずとも、予測対象のシフト機構のシフトフィーリングを求めることができる。したがって、コストや労力を削減することができる。
【００１０】
制御部は、変速時トルクパターンの所定パラメータとして、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相stのいずれかを少なくとも算出するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、そのシフトフィーリングを好適に予測することができる。
【００１１】
記憶部は、任意の変速時トルクパターンとこの変速時トルクパターンに対する評点とを複数取得し重回帰分析により算出したシフトフィーリング予測式を記憶するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、そのシフトフィーリングを精度良く予測することができる。
【００１２】
記憶部は、複数の評価項目ごとにそれぞれシフトフィーリング予測式を記憶しており、制御部は、部品諸元からそれぞれのシフトフィーリング予測式の所定パラメータを算出し、そのシフトフィーリング予測式にその所定パラメータを導入して複数の評価項目ごとに予測結果を算出するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、複数の評価項目（重さ、ストローク、節度感など）ごとに予測結果を得ることができる。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の他の代表的な構成は、車両のシフト機構の部品設計方法において、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元からシフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式に所定パラメータを導入してシフト機構のシフトフィーリングの予測結果を算出することを特徴とする。
【００１４】
上述したシフト機構の部品設計支援システムにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該シフト機構の部品設計方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所望のシフトフィーリングが確実に得られるように、シフト機構の各種部品の選択及び設計を支援することができるシフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムを利用したシフト機構の設計の概略を示す図である。
【図２】変速時トルクパターンについて例示する図である。
【図３】本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムとしてのコンピュータを含むシミュレーションシステムの外観図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のシミュレーションシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５のその他の構成を示すブロック図である。
【図７】図３のタッチパネルディスプレイの表示画面を例示する図である。
【図８】官能評価試験の実測値と、官能評価試験の評価結果に基き算出したシフトフィーリング予測式による予測値との関係を示す図である。
【図９】自動二輪車のシフト機構のストッパスプリング、ストッパアーム、シフトカムについて示す図である。
【図１０】ストッパスプリング、リターンスプリングに関する変速時トルクパターンへの影響を示す図である。
【図１１】ストッパスプリング、リターンスプリングのバネ定数を変えた場合の変速時トルクパターンへの影響を示す図である。
【図１２】図１１（ｃ）に示すストッパスプリング、リターンスプリングの組み合わせを適用したシフト機構に関し、シフトフィーリング予測式にてシフトフィーリングの予測値を算出した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムを利用したシフト機構の設計の概略を示す図である。本実施形態では新規車種等のシフト機構の設計において、各種部品の選択及び設計、試作機の製作、官能評価試験を繰り返さず、各種部品（例えばストッパスプリング、リターンスプリング、シフトカム）の部品諸元２０４からシフトフィーリングを予測し、再度の各種部品の選択及び設計に役立てる。
【００１９】
具体的には、図１に示すように、まず官能評価試験を実施してその評価結果２００を得る。得られた評価結果２００を重回帰分析ソフトウェア（以下「分析ソフト１４４」と称する）により重回帰分析して、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式２０２を算出する。
【００２０】
次に予測対象のシフト機構の部品諸元２０４を入力して、変速時トルクパターン演算ソフトウェア（以下「演算ソフト１４６」と称する）により、そのシフト機構の変速時のシフトペダル操作時の角度（ストローク）とトルクの関係を表す変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出する。
【００２１】
図２は、変速時トルクパターン２０６について例示する図である。図２に例示するように、変速時トルクパターン２０６には、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相st等の各種パラメータが含まれる。本実施形態では、必要な変速時トルクパターン２０６の所定パラメータをシフトフィーリング予測式２０２に導入することで、そのシフト機構のシフトフィーリングの予測結果２０８を得る。そして、その予測結果を所望のシフトフィーリングと比較し、その比較結果を各種部品の選択及び設計にフィードバックする。これらの過程を所望のシフトフィーリングが得られるまで繰り返す。
【００２２】
上述したように、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムではシフトフィーリング予測式２０２を予め記憶しておく必要がある。したがって、以下ではまずシフトフィーリング予測式２０２を予め記憶する手順について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムとしてのコンピュータ１０４を含むシミュレーションシステム１００の外観図である。本実施形態では、シフト機構の部品設計支援システムはコンピュータ１０４により実現される。図３に示すように、官能評価試験において、コンピュータ１０４はシミュレーションシステム１００の一部をなし、試験装置１０２、リアルタイムコントローラ１０６、タッチパネルディスプレイ１０８と共同してその評価結果２００を得る。そして、得られた評価結果２００から複数の評価項目ごとにそれぞれシフトフィーリング予測式２０２を算出し、これらを記憶する。
【００２４】
試験装置１０２は、官能評価試験の際にユーザ（被験者）が搭乗する装置であって、自動二輪車実機の一部を改造したものである。本実施形態では、試験装置１０２は、ハンドル、シート、燃料タンク、フットレスト等の部品が実機と同じであるが、シフト機構については実機と同じでない。
【００２５】
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、試験装置１０２では、シフトペダル１１０の回転軸にモータ１１２のモータシャフト１１４が直結される。モータ１１２に電流が印加されると、固定子１１８（ステータ）と回転子１１６（ロータ）との相互作用により、モータシャフト１１４は回転子１１６と共に回転する。モータシャフト１１４には、モータシャフト１１４のトルク（操作トルクτ）を計測するトルクセンサ１２２が取り付けられる。また、モータシャフト１１４には、カップリング１２４（軸継ぎ手）を介して回転角θを計測するエンコーダ１２６が取り付けられる。本実施形態では、コンピュータ１０４およびリアルタイムコントローラ１０６によりモータ１１２に印加する電流を制御することで、シフトペダル１１０に任意の変速時トルクパターンを再現させる。
【００２６】
図５は、図３のシミュレーションシステム１００の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、リアルタイムコントローラ１０６は、ＣＰＵ等で構成される制御部１２８と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される記憶部１３０とを含む。記憶部１３０には、制御トルクuを計算するための制御ソフトウェア１５６が格納されている。制御部１２８はこの制御ソフトウェア１５６を実行し、Ａ/Ｄボード１３２を介して操作トルクτを取得し、カウンタボード１３４を介して回転角θを取得し、制御トルクuをリアルタイムで算出する。制御トルクuはインピーダンス制御を実現する（現在シフトペダル１１０に適用中の変速時トルクパターンを正確に再現する）ためのトルクであり、実際のモータ１１２の動特性を表す式（１）と目標の動特性を表す式（２）とから、式（３）により求めることができる。なお、目標の慣性モーメントＪｄ、目標の粘性抵抗係数Ｄｄは、実機の部品諸元を参考に予め設定する。回転子１１６やモータシャフト１１４の慣性モーメントＪ、粘性抵抗係数Ｄは、モータ１１２の性質により決定される。変速時トルクパターンの再現トルクＫｄ(θ)は、現在シフトペダル１１０に適用中の変速時トルクパターンの回転角θのときのトルクである。
【００２７】
【数１】
【００２８】
図６は、図５のその他の構成を示すブロック図である。実機においてシフトペダル１１０の変速時トルクパターンは、シフト機構の部品諸元だけではなく、スロットルグリップ１４８やクラッチレバー１５０の操作に応じて変化する。したがって、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１４８、クラッチレバー１５０の操作量をポテンショメータ１６６、１６８で取得し、リアルタイムコントローラ１０６（Ａ/Ｄボード１３２）に伝達してもよい。この場合、リアルタイムコントローラ１０６の制御部１２８は、これらを考慮して制御トルクuを算出する。
【００２９】
また、実機においてはギアのドッグが噛合う音が発生するため、試験装置１０２にスピーカ１５２を取り付け、回転角θに基きこの噛合う音をスピーカ１５２から発生させてもよい。図６（ｃ）に示すように、例えばスピーカ１５２への指令はコンピュータ１０４に行わせることができる。実機に相当する音をスピーカ１５２から発生させることで、より実機と同じ条件下で官能評価試験を実施することができ、音の有無によるシフトフィーリングへの影響を排除することができる。
【００３０】
さらに、実機ではクラッチ板の連結に伴い振動が発生するので、試験装置１０２に振動発生装置１５４を取り付け、回転角θに基き振動発生装置１５４により振動を発生させてもよい。図６（ｄ）に示すように、例えば振動発生装置１５４への指令はリアルタイムコントローラ１０６のＤ/Ａボード１３６を介して伝達することができる。かかる振動を発生させることで、より実機と同じ条件下で官能評価試験を実施することができ、振動の有無によるシフトフィーリングへの影響を排除することができる。
【００３１】
図５に示すように、算出された制御トルクuは、この制御トルクuを実現するための電流指令値という形でＤ/Ａボード１３６を介してサーボドライバ１２０へと伝達される。サーボドライバ１２０は、モータ１１２に印加する電流をこの電流指令値に追従させる。これより、任意の変速時トルクパターンを正確に再現することができる。
【００３２】
上述したリアルタイムコントローラ１０６は官能評価試験においてリアルタイム性が要求される処理を実行するのに対し、コンピュータ１０４は官能評価試験においてリアルタイム性の要求されない処理を実行する。コンピュータ１０４は、ＣＰＵ等で構成される制御部１３８と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される記憶部１４０と、マウスやキーボード等で構成される入力操作部１６０と、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイ等で構成される表示部１６２とを含む。記憶部１４０には、官能評価試験においてリアルタイム性の要求されない処理を実行する官能評価試験ソフトウェア（以下「試験ソフト１４２」と称する）が格納される。また、記憶部１４０には、上述した分析ソフト１４４および演算ソフト１４６が格納される。
【００３３】
試験ソフト１４２はシフトペダル１１０に適用する変速時トルクパターンの入出力管理を行う機能を有する。制御部１３８は、官能評価試験において試験ソフト１４２を実行し、シフトペダル１１０に適用する変速時トルクパターンをリアルタイムコントローラ１０６へと出力する。リアルタイムコントローラ１０６は、コンピュータ１０４の制御部１３８が指定した変速時トルクパターンをシフトペダル１１０に再現させるように、サーボドライバ１２０に印加する電流を制御する。
【００３４】
図３に示すように、タッチパネルディスプレイ１０８は試験装置１０２に取り付けられ、ユーザに画像を表示するとともにユーザからの入力操作を受け付ける。図７は、図３のタッチパネルディスプレイ１０８の表示画面を例示する図である。図７に例示するように、タッチパネルディスプレイ１０８には、変速時トルクパターンについて、各種評価項目（重さ、ストローク、節度感など）に対しユーザが触れることで評点可能な評点領域１５８が設定される。
【００３５】
コンピュータ１０４の制御部１３８は、その記憶部１４０に、リアルタイムコントローラ１０６に指定した変速時トルクパターンとタッチパネルディスプレイ１０８を通じて入力されたこれに対する評点とを複数記憶し、官能評価試験の評価結果２００を保存する。官能評価試験の終了後（評価結果２００取得後）、コンピュータ１０４の制御部１３８は分析ソフト１４４を実行し、それぞれの変速時トルクパターンの各種パラメータとこれに対する評点とを用いて重回帰分析を行い、個々の評価項目についてのシフトフィーリング予測式２０２を算出する。
【００３６】
より具体的には、評価結果２００に対し、分析ソフト１４４は、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相st等の各種パラメータを独立変数、その変速時トルクパターンに対する評点を従属変数として評価項目ごとに重回帰分析を行う。重回帰分析では、共線性が見つかった変数や不要な変数を除去しつつ、シフトフィーリング予測式２０２を算出する。下記式（４）は「重さ」のシフトフィーリング予測式２０２の一例であり、下記式（５）は「ストローク」のシフトフィーリング予測式の一例であり、下記式（６）は「節度感」のシフトフィーリング予測式２０２の一例である。
「重さ」の予測値＝1.07×Pmax＋0.126×a＋0.683×ΔP−8.15 …（４）
「ストローク」の予測値＝−0.442×Pmax−0.0933×a＋0.735×st−7.53
…（５）
「節度感」の予測値＝0.196×a＋1.28×ΔP−4.99 …（６）
【００３７】
図８は、官能評価試験の実測値と、官能評価試験の評価結果２００に基き算出したシフトフィーリング予測式２０２による予測値との関係を示す図である。図８（ａ）は式（４）の「重さ」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図であり、図８（ｂ）は式（５）の「ストローク」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図であり、図８（ｃ）は式（６）の「節度感」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図である。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、予測値の方が実測値よりも強弱が弱い（差が出にくくなる）傾向のあるものの、いずれのシフトフィーリング予測式２０２においても、精度良くシフトフィーリングを予測することができる。
【００３８】
なお、官能評価試験においてユーザ（被験者）の年齢、性別、人種、好み（スタンダートタイプ、アメリカンタイプ）などの識別情報をその被験者の評価結果２００と関連付けて記憶部１４０に記憶しておき、シフトフィーリング予測式２０２の算出に際して特定の被験者の評価結果２００のみを用いるようにしてもよい。例えば、アメリカンタイプ自動二輪車のシフト機構の各種部品の選択及び設計を行うためにそのシフトフィーリングを予測する必要がある場合、アメリカンタイプが好みの被験者の評価結果２００のみを抽出するとよい。これにより、さらに精度良くシフトフィーリングを予測することができる。
【００３９】
上述した官能評価試験によれば、精度良くシフトフィーリングを予測可能なシフトフィーリング予測式２０２をコンピュータ１０４の記憶部１４０に記憶することができる。以下では、記憶部１４０にこれが記憶されたコンピュータ１０４を用いたシフト機構の部品設計方法について説明する。
【００４０】
図９は、自動二輪車のシフト機構のストッパスプリング１７２、ストッパアーム１７４、シフトカム１７６について示す図である。図９に示すように、変速時においてシフトカム１７６が回転しストッパアーム１７４のストッパローラ１７４ａが持ち上げられると、ストッパスプリング１７２によって回転を妨げる向きにトルクが発生する。これが変速時にトルクが発生する要因の一つである。
【００４１】
図１０は、ストッパスプリング、リターンスプリングに関する変速時トルクパターンへの影響を示す図である。図１０（ａ）はストッパスプリングによって発生するトルクを示す図であり、図１０（ｂ）はリターンスプリングによって発生するトルクを示す図であり、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のストッパスプリングと図１０（ｂ）のリターンスプリングとによって発生するトルクを合わせた図である。
【００４２】
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ストッパスプリング、リターンスプリングは、変速時においてシフトペダルの角度に応じて所定のトルクを発生する。図１０（ｃ）に示すように、これらのトルクは合わさってユーザに作用する。これと同じように、ユーザに変速時に作用するトルク（変速時トルクパターン２０６）は、シフトペダルの角度に応じてシフト機構の各種部品が発生する全てのトルクを合わせたものである。
【００４３】
図１１は、ストッパスプリング、リターンスプリングのバネ定数を変えた場合の変速時トルクパターン２０６への影響を示す図である。図１１（ａ）がストッパスプリングの部品諸元２０４を示す図、図１１（ｂ）がリターンスプリングの部品諸元２０４を示す図、図１１（ｃ）がストッパスプリングとリターンスプリングとの組み合わせにより発生するそれぞれのトルクを示す図である。
【００４４】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ストッパスプリング、リターンスプリングのセットトルクやバネ定数などの部品諸元２０４を変えることで、ユーザに変速時に作用するトルクは変化する。すなわち、各種部品の部品諸元２０４により、各種部品が発生するトルクが決定される。上記のように、変速時トルクパターン２０６は、シフトペダルの角度に応じてシフト機構の各種部品が発生する全てのトルクを合わせたものであるので、各部品諸元２０４から変速時トルクパターン２０６を算出することも可能である。
【００４５】
したがって、本実施形態では、まずユーザがコンピュータ１０４の入力操作部１６０を通じて、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力する。シフト機構を構成する各種部品とは、例えば、ストッパスプリング、リターンスプリング、ストッパアーム、シフトカム、ドライバプレート、ピン、リンクロッド、シフトペダル等である（特許文献１参照）。各種部品の部品諸元とは、例えば、ストッパスプリング及びリターンスプリングのセットトルクやバネ定数、シフトカム形状、ストッパローラの半径、ストッパアーム長、リンクロッド長等である。
【００４６】
コンピュータ１０４の制御部１３８は演算ソフト１４６を実行して、部品諸元２０４からそのシフト機構の変速時トルクパターン２０６及び変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出する。演算ソフト１４６は、好ましくは、各種部品の部品諸元２０４の数値を入力すると自動計算を行い、そのシフト機構の変速時トルクパターン２０６及び変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出するソフトウェアである。
【００４７】
演算ソフト１４６によって変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出したら、コンピュータ１０４の制御部１３８は、官能評価試験によって記憶部１４０に記憶した評価項目（重さ、ストローク、節度感など）ごとのシフトフィーリング予測式２０２にこれを導入し、そのシフト機構のシフトフィーリングの予測結果２０８を算出する。そして、制御部１３８は、その予測結果２０８を表示部１６２に表示させる。
【００４８】
図１２は、図１１（ｃ）のストッパスプリング、リターンスプリングの組み合わせを適用したシフト機構に関し、式（４）、式（５）、式（６）のシフトフィーリング予測式２０２にてシフトフィーリングの予測値を算出した図である。図１２に示すように、各種部品の部品諸元２０４等の設定を変更することによって、当然ながらそのシフトフィーリング（予測値）を変えることができる。したがって、制御部１３８が算出した予測結果２０８を所望のシフトフィーリングと比較し、その比較結果を各種部品の選択及び設計にフィードバックすることで、所望のシフトフィーリングを実現することができる。
【００４９】
上述した構成によれば、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力するだけで、そのシフトフィーリングが予測され表示される。したがって、ユーザのシフト機構の作り込みにかかる工数を削減することができ、最適なシフト機構の作り込みを実現することができる。また、部品諸元２０４を入力するだけでそのシフトフィーリングを予測可能なため、同一のシフトフィーリングを実現可能な構成の中で最もコストを抑制可能な構成について容易に探ることもできる。
【００５０】
なお、上述した手法により、所望のシフトフィーリングを実現するシフト機構の各種部品の選択及び設計（シフト機構の作り込み）を完了したら、そのシフト機構の変速時トルクパターン２０６についてコンピュータ１０４の制御部１３８が試験装置１０２に出力し、試験装置１０２にてその操作感を体験可能とするとよい。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５２】
例えば、本発明は、変速を機械的に行わないシフト・バイ・ワイヤー等のシフト機構の作り込みにも応用可能である。具体的には、シフト・バイ・ワイヤー等のシフト機構についてその構成を実質的に変えることなく、通常のシフト機構の操作感を実現するための部品の選択及び設計を決定できる。また、本発明は、自動二輪車に限らず、四輪ＭＴ、四輪ＡＴ、ＡＴＶ、船外機などにも応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、シフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００…シミュレーションシステム、１０２…試験装置、１０４…コンピュータ、１０６…リアルタイムコントローラ、１０８…タッチパネルディスプレイ、１１０…シフトペダル、１１２…モータ、１１４…モータシャフト、１１６…回転子、１１８…固定子、１２０…サーボドライバ、１２２…トルクセンサ、１２４…カップリング、１２６…エンコーダ、１２８…制御部、１３０…記憶部、１３２…Ａ/Ｄボード、１３４…カウンタボード、１３６…Ｄ/Ａボード、１３８…制御部、１４０…記憶部、１４２…試験ソフト、１４４…分析ソフト、１４６…演算ソフト、１４８…スロットルグリップ、１５０…クラッチレバー、１５２…スピーカ、１５４…振動発生装置、１５６…制御ソフトウェア、１５８…評点領域、１６０…入力操作部、１６２…表示部、１６６、１６８…ポテンショメータ、１７２…ストッパスプリング、１７４…ストッパアーム、１７４ａ…ストッパローラ、１７６…シフトカム、２００…評価結果、２０２…シフトフィーリング予測式、２０４…部品諸元、２０６…変速時トルクパターン、２０８…予測結果
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シフト機構の変速時トルクパターンは、ユーザが感じるシフトフィーリング（変速時の操作感）に影響する。シフト機構の変速時トルクパターンは、シフト機構を構成する各種部品（かかる各種部品については「特許文献１」参照）によって決定されるため、各種部品の選択及び設計により所望のシフトフィーリングを得ることが可能である。例えば重い操作感のあるシフト機構の各種部品を設計変更して、軽い操作感になるように調整可能である。
【０００３】
しかし従来、所望のシフトフィーリングを満たすために、設計者は経験やノウハウを頼りにシフト機構の各種部品を選択及び設計せざるを得なかった。当然ながら経験やノウハウに基く各種部品の選択及び設計は確実ではない。そのため、従来、各種部品の選択及び設計後に試作機を製作し、試作機に対し官能評価試験を実施する手順が採られていた。そして、官能評価試験において試作機が所望のシフトフィーリングに達した場合にのみ本製作に移行し、達しなかった場合には再度各種部品の選択及び設計、試作機の製作、官能評価試験を繰り返していた。
【０００４】
これに対し、本発明者は平成２０年１０月２８日に行った特許出願（「特許文献２」参照）にて、シフトフィーリングの定量化について開示している。特許文献２の明細書の段落００４６には、「自動二輪のギアシフト・フィーリングを定量化するための方策として、重さや節度感など、ギアシフトのフィーリングを表す評価語の評点を収集して、重回帰式等を作成することが考えられる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２７３９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０８００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の重回帰式（シフトフィーリング予測式）を作成するだけでは、従来の上述した手順を採らざるを得ない。この重回帰式により変速時トルクパターンとシフトフィーリングとの関係付けが成されるとしても、どのようにシフト機構の各種部品の選択及び設計を行えば必要な変速時トルクパターンが得られるか分からないからである。すなわち、結局のところ現状では、経験やノウハウを頼りにシフト機構の各種部品を選択及び設計せざるを得ないことに変わりないのである。加えて、そもそも特許文献２には、如何にして重回帰式を作成するか一切記載されていない。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、所望のシフトフィーリングが確実に得られるように、シフト機構の各種部品の選択及び設計を支援することができるシフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、車両のシフト機構の部品設計支援システムにおいて、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式を記憶する記憶部と、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元を入力可能な入力操作部と、部品諸元からシフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、シフトフィーリング予測式に所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果を算出する制御部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、制御部が各種部品の部品諸元から変速時トルクパターンの所定パラメータを算出する。そして、記憶部に記憶されたシフトフィーリング予測式にこの所定パラメータを導入して、シフトフィーリングの予測結果を算出する。これより、実際に試作機を製作して官能評価試験を行わずとも、予測対象のシフト機構のシフトフィーリングを求めることができる。したがって、コストや労力を削減することができる。
【００１０】
制御部は、変速時トルクパターンの所定パラメータとして、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相stのいずれかを少なくとも算出するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、そのシフトフィーリングを好適に予測することができる。
【００１１】
記憶部は、任意の変速時トルクパターンとこの変速時トルクパターンに対する評点とを複数取得し重回帰分析により算出したシフトフィーリング予測式を記憶するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、そのシフトフィーリングを精度良く予測することができる。
【００１２】
記憶部は、複数の評価項目ごとにそれぞれシフトフィーリング予測式を記憶しており、制御部は、部品諸元からそれぞれのシフトフィーリング予測式の所定パラメータを算出し、そのシフトフィーリング予測式にその所定パラメータを導入して複数の評価項目ごとに予測結果を算出するとよい。これにより、予測対象のシフト機構に関し、複数の評価項目（重さ、ストローク、節度感など）ごとに予測結果を得ることができる。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の他の代表的な構成は、車両のシフト機構の部品設計方法において、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元からシフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式に所定パラメータを導入してシフト機構のシフトフィーリングの予測結果を算出することを特徴とする。
【００１４】
上述したシフト機構の部品設計支援システムにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該シフト機構の部品設計方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所望のシフトフィーリングが確実に得られるように、シフト機構の各種部品の選択及び設計を支援することができるシフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムを利用したシフト機構の設計の概略を示す図である。
【図２】変速時トルクパターンについて例示する図である。
【図３】本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムとしてのコンピュータを含むシミュレーションシステムの外観図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のシミュレーションシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５のその他の構成を示すブロック図である。
【図７】図３のタッチパネルディスプレイの表示画面を例示する図である。
【図８】官能評価試験の実測値と、官能評価試験の評価結果に基き算出したシフトフィーリング予測式による予測値との関係を示す図である。
【図９】自動二輪車のシフト機構のストッパスプリング、ストッパアーム、シフトカムについて示す図である。
【図１０】ストッパスプリング、リターンスプリングに関する変速時トルクパターンへの影響を示す図である。
【図１１】ストッパスプリング、リターンスプリングのバネ定数を変えた場合の変速時トルクパターンへの影響を示す図である。
【図１２】図１１（ｃ）に示すストッパスプリング、リターンスプリングの組み合わせを適用したシフト機構に関し、シフトフィーリング予測式にてシフトフィーリングの予測値を算出した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムを利用したシフト機構の設計の概略を示す図である。本実施形態では新規車種等のシフト機構の設計において、各種部品の選択及び設計、試作機の製作、官能評価試験を繰り返さず、各種部品（例えばストッパスプリング、リターンスプリング、シフトカム）の部品諸元２０４からシフトフィーリングを予測し、再度の各種部品の選択及び設計に役立てる。
【００１９】
具体的には、図１に示すように、まず官能評価試験を実施してその評価結果２００を得る。得られた評価結果２００を重回帰分析ソフトウェア（以下「分析ソフト１４４」と称する）により重回帰分析して、ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式２０２を算出する。
【００２０】
次に予測対象のシフト機構の部品諸元２０４を入力して、変速時トルクパターン演算ソフトウェア（以下「演算ソフト１４６」と称する）により、そのシフト機構の変速時のシフトペダル操作時の角度（ストローク）とトルクの関係を表す変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出する。
【００２１】
図２は、変速時トルクパターン２０６について例示する図である。図２に例示するように、変速時トルクパターン２０６には、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相st等の各種パラメータが含まれる。本実施形態では、必要な変速時トルクパターン２０６の所定パラメータをシフトフィーリング予測式２０２に導入することで、そのシフト機構のシフトフィーリングの予測結果２０８を得る。そして、その予測結果を所望のシフトフィーリングと比較し、その比較結果を各種部品の選択及び設計にフィードバックする。これらの過程を所望のシフトフィーリングが得られるまで繰り返す。
【００２２】
上述したように、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムではシフトフィーリング予測式２０２を予め記憶しておく必要がある。したがって、以下ではまずシフトフィーリング予測式２０２を予め記憶する手順について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態にかかるシフト機構の部品設計支援システムとしてのコンピュータ１０４を含むシミュレーションシステム１００の外観図である。本実施形態では、シフト機構の部品設計支援システムはコンピュータ１０４により実現される。図３に示すように、官能評価試験において、コンピュータ１０４はシミュレーションシステム１００の一部をなし、試験装置１０２、リアルタイムコントローラ１０６、タッチパネルディスプレイ１０８と共同してその評価結果２００を得る。そして、得られた評価結果２００から複数の評価項目ごとにそれぞれシフトフィーリング予測式２０２を算出し、これらを記憶する。
【００２４】
試験装置１０２は、官能評価試験の際にユーザ（被験者）が搭乗する装置であって、自動二輪車実機の一部を改造したものである。本実施形態では、試験装置１０２は、ハンドル、シート、燃料タンク、フットレスト等の部品が実機と同じであるが、シフト機構については実機と同じでない。
【００２５】
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、試験装置１０２では、シフトペダル１１０の回転軸にモータ１１２のモータシャフト１１４が直結される。モータ１１２に電流が印加されると、固定子１１８（ステータ）と回転子１１６（ロータ）との相互作用により、モータシャフト１１４は回転子１１６と共に回転する。モータシャフト１１４には、モータシャフト１１４のトルク（操作トルクτ）を計測するトルクセンサ１２２が取り付けられる。また、モータシャフト１１４には、カップリング１２４（軸継ぎ手）を介して回転角θを計測するエンコーダ１２６が取り付けられる。本実施形態では、コンピュータ１０４およびリアルタイムコントローラ１０６によりモータ１１２に印加する電流を制御することで、シフトペダル１１０に任意の変速時トルクパターンを再現させる。
【００２６】
図５は、図３のシミュレーションシステム１００の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、リアルタイムコントローラ１０６は、ＣＰＵ等で構成される制御部１２８と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される記憶部１３０とを含む。記憶部１３０には、制御トルクuを計算するための制御ソフトウェア１５６が格納されている。制御部１２８はこの制御ソフトウェア１５６を実行し、Ａ/Ｄボード１３２を介して操作トルクτを取得し、カウンタボード１３４を介して回転角θを取得し、制御トルクuをリアルタイムで算出する。制御トルクuはインピーダンス制御を実現する（現在シフトペダル１１０に適用中の変速時トルクパターンを正確に再現する）ためのトルクであり、実際のモータ１１２の動特性を表す式（１）と目標の動特性を表す式（２）とから、式（３）により求めることができる。なお、目標の慣性モーメントＪｄ、目標の粘性抵抗係数Ｄｄは、実機の部品諸元を参考に予め設定する。回転子１１６やモータシャフト１１４の慣性モーメントＪ、粘性抵抗係数Ｄは、モータ１１２の性質により決定される。変速時トルクパターンの再現トルクＫｄ(θ)は、現在シフトペダル１１０に適用中の変速時トルクパターンの回転角θのときのトルクである。
【００２７】
【数１】
【００２８】
図６は、図５のその他の構成を示すブロック図である。実機においてシフトペダル１１０の変速時トルクパターンは、シフト機構の部品諸元だけではなく、スロットルグリップ１４８やクラッチレバー１５０の操作に応じて変化する。したがって、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１４８、クラッチレバー１５０の操作量をポテンショメータ１６６、１６８で取得し、リアルタイムコントローラ１０６（Ａ/Ｄボード１３２）に伝達してもよい。この場合、リアルタイムコントローラ１０６の制御部１２８は、これらを考慮して制御トルクuを算出する。
【００２９】
また、実機においてはギアのドッグが噛合う音が発生するため、試験装置１０２にスピーカ１５２を取り付け、回転角θに基きこの噛合う音をスピーカ１５２から発生させてもよい。図６（ｃ）に示すように、例えばスピーカ１５２への指令はコンピュータ１０４に行わせることができる。実機に相当する音をスピーカ１５２から発生させることで、より実機と同じ条件下で官能評価試験を実施することができ、音の有無によるシフトフィーリングへの影響を排除することができる。
【００３０】
さらに、実機ではクラッチ板の連結に伴い振動が発生するので、試験装置１０２に振動発生装置１５４を取り付け、回転角θに基き振動発生装置１５４により振動を発生させてもよい。図６（ｄ）に示すように、例えば振動発生装置１５４への指令はリアルタイムコントローラ１０６のＤ/Ａボード１３６を介して伝達することができる。かかる振動を発生させることで、より実機と同じ条件下で官能評価試験を実施することができ、振動の有無によるシフトフィーリングへの影響を排除することができる。
【００３１】
図５に示すように、算出された制御トルクuは、この制御トルクuを実現するための電流指令値という形でＤ/Ａボード１３６を介してサーボドライバ１２０へと伝達される。サーボドライバ１２０は、モータ１１２に印加する電流をこの電流指令値に追従させる。これより、任意の変速時トルクパターンを正確に再現することができる。
【００３２】
上述したリアルタイムコントローラ１０６は官能評価試験においてリアルタイム性が要求される処理を実行するのに対し、コンピュータ１０４は官能評価試験においてリアルタイム性の要求されない処理を実行する。コンピュータ１０４は、ＣＰＵ等で構成される制御部１３８と、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成される記憶部１４０と、マウスやキーボード等で構成される入力操作部１６０と、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイ等で構成される表示部１６２とを含む。記憶部１４０には、官能評価試験においてリアルタイム性の要求されない処理を実行する官能評価試験ソフトウェア（以下「試験ソフト１４２」と称する）が格納される。また、記憶部１４０には、上述した分析ソフト１４４および演算ソフト１４６が格納される。
【００３３】
試験ソフト１４２はシフトペダル１１０に適用する変速時トルクパターンの入出力管理を行う機能を有する。制御部１３８は、官能評価試験において試験ソフト１４２を実行し、シフトペダル１１０に適用する変速時トルクパターンをリアルタイムコントローラ１０６へと出力する。リアルタイムコントローラ１０６は、コンピュータ１０４の制御部１３８が指定した変速時トルクパターンをシフトペダル１１０に再現させるように、サーボドライバ１２０に印加する電流を制御する。
【００３４】
図３に示すように、タッチパネルディスプレイ１０８は試験装置１０２に取り付けられ、ユーザに画像を表示するとともにユーザからの入力操作を受け付ける。図７は、図３のタッチパネルディスプレイ１０８の表示画面を例示する図である。図７に例示するように、タッチパネルディスプレイ１０８には、変速時トルクパターンについて、各種評価項目（重さ、ストローク、節度感など）に対しユーザが触れることで評点可能な評点領域１５８が設定される。
【００３５】
コンピュータ１０４の制御部１３８は、その記憶部１４０に、リアルタイムコントローラ１０６に指定した変速時トルクパターンとタッチパネルディスプレイ１０８を通じて入力されたこれに対する評点とを複数記憶し、官能評価試験の評価結果２００を保存する。官能評価試験の終了後（評価結果２００取得後）、コンピュータ１０４の制御部１３８は分析ソフト１４４を実行し、それぞれの変速時トルクパターンの各種パラメータとこれに対する評点とを用いて重回帰分析を行い、個々の評価項目についてのシフトフィーリング予測式２０２を算出する。
【００３６】
より具体的には、評価結果２００に対し、分析ソフト１４４は、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相st等の各種パラメータを独立変数、その変速時トルクパターンに対する評点を従属変数として評価項目ごとに重回帰分析を行う。重回帰分析では、共線性が見つかった変数や不要な変数を除去しつつ、シフトフィーリング予測式２０２を算出する。下記式（４）は「重さ」のシフトフィーリング予測式２０２の一例であり、下記式（５）は「ストローク」のシフトフィーリング予測式の一例であり、下記式（６）は「節度感」のシフトフィーリング予測式２０２の一例である。
「重さ」の予測値＝1.07×Pmax＋0.126×a＋0.683×ΔP−8.15 …（４）
「ストローク」の予測値＝−0.442×Pmax−0.0933×a＋0.735×st−7.53
…（５）
「節度感」の予測値＝0.196×a＋1.28×ΔP−4.99 …（６）
【００３７】
図８は、官能評価試験の実測値と、官能評価試験の評価結果２００に基き算出したシフトフィーリング予測式２０２による予測値との関係を示す図である。図８（ａ）は式（４）の「重さ」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図であり、図８（ｂ）は式（５）の「ストローク」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図であり、図８（ｃ）は式（６）の「節度感」のシフトフィーリング予測式２０２を適用した図である。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、予測値の方が実測値よりも強弱が弱い（差が出にくくなる）傾向のあるものの、いずれのシフトフィーリング予測式２０２においても、精度良くシフトフィーリングを予測することができる。
【００３８】
なお、官能評価試験においてユーザ（被験者）の年齢、性別、人種、好み（スタンダートタイプ、アメリカンタイプ）などの識別情報をその被験者の評価結果２００と関連付けて記憶部１４０に記憶しておき、シフトフィーリング予測式２０２の算出に際して特定の被験者の評価結果２００のみを用いるようにしてもよい。例えば、アメリカンタイプ自動二輪車のシフト機構の各種部品の選択及び設計を行うためにそのシフトフィーリングを予測する必要がある場合、アメリカンタイプが好みの被験者の評価結果２００のみを抽出するとよい。これにより、さらに精度良くシフトフィーリングを予測することができる。
【００３９】
上述した官能評価試験によれば、精度良くシフトフィーリングを予測可能なシフトフィーリング予測式２０２をコンピュータ１０４の記憶部１４０に記憶することができる。以下では、記憶部１４０にこれが記憶されたコンピュータ１０４を用いたシフト機構の部品設計方法について説明する。
【００４０】
図９は、自動二輪車のシフト機構のストッパスプリング１７２、ストッパアーム１７４、シフトカム１７６について示す図である。図９に示すように、変速時においてシフトカム１７６が回転しストッパアーム１７４のストッパローラ１７４ａが持ち上げられると、ストッパスプリング１７２によって回転を妨げる向きにトルクが発生する。これが変速時にトルクが発生する要因の一つである。
【００４１】
図１０は、ストッパスプリング、リターンスプリングに関する変速時トルクパターンへの影響を示す図である。図１０（ａ）はストッパスプリングによって発生するトルクを示す図であり、図１０（ｂ）はリターンスプリングによって発生するトルクを示す図であり、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のストッパスプリングと図１０（ｂ）のリターンスプリングとによって発生するトルクを合わせた図である。
【００４２】
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ストッパスプリング、リターンスプリングは、変速時においてシフトペダルの角度に応じて所定のトルクを発生する。図１０（ｃ）に示すように、これらのトルクは合わさってユーザに作用する。これと同じように、ユーザに変速時に作用するトルク（変速時トルクパターン２０６）は、シフトペダルの角度に応じてシフト機構の各種部品が発生する全てのトルクを合わせたものである。
【００４３】
図１１は、ストッパスプリング、リターンスプリングのバネ定数を変えた場合の変速時トルクパターン２０６への影響を示す図である。図１１（ａ）がストッパスプリングの部品諸元２０４を示す図、図１１（ｂ）がリターンスプリングの部品諸元２０４を示す図、図１１（ｃ）がストッパスプリングとリターンスプリングとの組み合わせにより発生するそれぞれのトルクを示す図である。
【００４４】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ストッパスプリング、リターンスプリングのセットトルクやバネ定数などの部品諸元２０４を変えることで、ユーザに変速時に作用するトルクは変化する。すなわち、各種部品の部品諸元２０４により、各種部品が発生するトルクが決定される。上記のように、変速時トルクパターン２０６は、シフトペダルの角度に応じてシフト機構の各種部品が発生する全てのトルクを合わせたものであるので、各部品諸元２０４から変速時トルクパターン２０６を算出することも可能である。
【００４５】
したがって、本実施形態では、まずユーザがコンピュータ１０４の入力操作部１６０を通じて、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力する。シフト機構を構成する各種部品とは、例えば、ストッパスプリング、リターンスプリング、ストッパアーム、シフトカム、ドライバプレート、ピン、リンクロッド、シフトペダル等である（特許文献１参照）。各種部品の部品諸元とは、例えば、ストッパスプリング及びリターンスプリングのセットトルクやバネ定数、シフトカム形状、ストッパローラの半径、ストッパアーム長、リンクロッド長等である。
【００４６】
コンピュータ１０４の制御部１３８は演算ソフト１４６を実行して、部品諸元２０４からそのシフト機構の変速時トルクパターン２０６及び変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出する。演算ソフト１４６は、好ましくは、各種部品の部品諸元２０４の数値を入力すると自動計算を行い、そのシフト機構の変速時トルクパターン２０６及び変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出するソフトウェアである。
【００４７】
演算ソフト１４６によって変速時トルクパターン２０６の所定パラメータを算出したら、コンピュータ１０４の制御部１３８は、官能評価試験によって記憶部１４０に記憶した評価項目（重さ、ストローク、節度感など）ごとのシフトフィーリング予測式２０２にこれを導入し、そのシフト機構のシフトフィーリングの予測結果２０８を算出する。そして、制御部１３８は、その予測結果２０８を表示部１６２に表示させる。
【００４８】
図１２は、図１１（ｃ）のストッパスプリング、リターンスプリングの組み合わせを適用したシフト機構に関し、式（４）、式（５）、式（６）のシフトフィーリング予測式２０２にてシフトフィーリングの予測値を算出した図である。図１２に示すように、各種部品の部品諸元２０４等の設定を変更することによって、当然ながらそのシフトフィーリング（予測値）を変えることができる。したがって、制御部１３８が算出した予測結果２０８を所望のシフトフィーリングと比較し、その比較結果を各種部品の選択及び設計にフィードバックすることで、所望のシフトフィーリングを実現することができる。
【００４９】
上述した構成によれば、シフト機構を構成する各種部品の部品諸元２０４を入力するだけで、そのシフトフィーリングが予測され表示される。したがって、ユーザのシフト機構の作り込みにかかる工数を削減することができ、最適なシフト機構の作り込みを実現することができる。また、部品諸元２０４を入力するだけでそのシフトフィーリングを予測可能なため、同一のシフトフィーリングを実現可能な構成の中で最もコストを抑制可能な構成について容易に探ることもできる。
【００５０】
なお、上述した手法により、所望のシフトフィーリングを実現するシフト機構の各種部品の選択及び設計（シフト機構の作り込み）を完了したら、そのシフト機構の変速時トルクパターン２０６についてコンピュータ１０４の制御部１３８が試験装置１０２に出力し、試験装置１０２にてその操作感を体験可能とするとよい。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５２】
例えば、本発明は、変速を機械的に行わないシフト・バイ・ワイヤー等のシフト機構の作り込みにも応用可能である。具体的には、シフト・バイ・ワイヤー等のシフト機構についてその構成を実質的に変えることなく、通常のシフト機構の操作感を実現するための部品の選択及び設計を決定できる。また、本発明は、自動二輪車に限らず、四輪ＭＴ、四輪ＡＴ、ＡＴＶ、船外機などにも応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、シフト機構の部品設計支援システム、およびシフト機構の部品設計方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００…シミュレーションシステム、１０２…試験装置、１０４…コンピュータ、１０６…リアルタイムコントローラ、１０８…タッチパネルディスプレイ、１１０…シフトペダル、１１２…モータ、１１４…モータシャフト、１１６…回転子、１１８…固定子、１２０…サーボドライバ、１２２…トルクセンサ、１２４…カップリング、１２６…エンコーダ、１２８…制御部、１３０…記憶部、１３２…Ａ/Ｄボード、１３４…カウンタボード、１３６…Ｄ/Ａボード、１３８…制御部、１４０…記憶部、１４２…試験ソフト、１４４…分析ソフト、１４６…演算ソフト、１４８…スロットルグリップ、１５０…クラッチレバー、１５２…スピーカ、１５４…振動発生装置、１５６…制御ソフトウェア、１５８…評点領域、１６０…入力操作部、１６２…表示部、１６６、１６８…ポテンショメータ、１７２…ストッパスプリング、１７４…ストッパアーム、１７４ａ…ストッパローラ、１７６…シフトカム、２００…評価結果、２０２…シフトフィーリング予測式、２０４…部品諸元、２０６…変速時トルクパターン、２０８…予測結果
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシフト機構の部品設計支援システムにおいて、
ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式を記憶する記憶部と、
前記シフト機構を構成する各種部品の部品諸元を入力可能な入力操作部と、
前記部品諸元から前記シフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、前記シフトフィーリング予測式に該所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果を算出する制御部とを含むことを特徴とするシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記変速時トルクパターンの所定パラメータとして、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相stのいずれかを少なくとも算出することを特徴とする請求項１に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項３】
前記記憶部は、任意の変速時トルクパターンと該変速時トルクパターンに対する評点とを複数取得し重回帰分析により算出した前記シフトフィーリング予測式を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項４】
前記記憶部は、複数の評価項目ごとにそれぞれ前記シフトフィーリング予測式を記憶しており、
前記制御部は、前記部品諸元からそれぞれの前記シフトフィーリング予測式の所定パラメータを算出し、該シフトフィーリング予測式に該所定パラメータを導入して前記複数の評価項目ごとに前記予測結果を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項５】
車両のシフト機構の部品設計方法において、
前記シフト機構を構成する各種部品の部品諸元から該シフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、
ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式に前記所定パラメータを導入して前記シフト機構のシフトフィーリングの予測結果を算出することを特徴とするシフト機構の部品設計方法。
【請求項１】
車両のシフト機構の部品設計支援システムにおいて、
ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式を記憶する記憶部と、
前記シフト機構を構成する各種部品の部品諸元を入力可能な入力操作部と、
前記部品諸元から前記シフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、前記シフトフィーリング予測式に該所定パラメータを導入してシフトフィーリングの予測結果を算出する制御部とを含むことを特徴とするシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記変速時トルクパターンの所定パラメータとして、ピークトルクPmax、ピーク位相a、トルク差ΔP、ストローク位相stのいずれかを少なくとも算出することを特徴とする請求項１に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項３】
前記記憶部は、任意の変速時トルクパターンと該変速時トルクパターンに対する評点とを複数取得し重回帰分析により算出した前記シフトフィーリング予測式を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項４】
前記記憶部は、複数の評価項目ごとにそれぞれ前記シフトフィーリング予測式を記憶しており、
前記制御部は、前記部品諸元からそれぞれの前記シフトフィーリング予測式の所定パラメータを算出し、該シフトフィーリング予測式に該所定パラメータを導入して前記複数の評価項目ごとに前記予測結果を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシフト機構の部品設計支援システム。
【請求項５】
車両のシフト機構の部品設計方法において、
前記シフト機構を構成する各種部品の部品諸元から該シフト機構の変速時トルクパターンの所定パラメータを算出し、
ユーザのシフトフィーリングを定量化したシフトフィーリング予測式に前記所定パラメータを導入して前記シフト機構のシフトフィーリングの予測結果を算出することを特徴とするシフト機構の部品設計方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９６８８５（Ｐ２０１３−９６８８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０９３０（Ｐ２０１１−２４０９３０）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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