JP2007187295A - 無段変速制御装置および鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置の処理負担を軽減することができ、制御の応答性および安定性に優れ、Ｖベルトの磨耗量を認識することが可能な無段変速制御装置を提供する。
【解決手段】Ｖベルトのベルト幅を、プライマリシーブのシーブ位置、Ｖベルトの長さ、シーブ間距離、シーブ角度および変速比に基づいて自動二輪車のアイドリング中に算出し、算出されたベルト幅を記憶するように構成されている。そして、このベルト幅に基づいて、プライマリシーブのシーブ目標位置を補正し、補正後のシーブ目標値にシーブ位置が達するようにセルモータのフィードフォワード制御を行う。また、算出されたベルト幅が所定の閾値以下になったときに、Ｖベルトの交換を促す警告表示を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、Ｖベルト式無段変速機と、このＶベルト式無段変速機の変速比の変更を行うアクチュエータとを備えた無段変速制御装置、および、この無段変速制御装置を備えた鞍乗型車両に関するものである。

従来より、Ｖベルト式無段変速機とアクチュエータとを備え、このアクチュエータによりＶベルト式無段変速機の変速比の変更を自動的に行うように構成された無段変速制御装置が知られている。また、上述したような無段変速制御装置であって、車両のスロットル開度に対応して予め設定されている変速比と、プライマリシーブ回転数センサのセンサ値とセカンダリシーブ回転数センサのセンサ値とから算出される変速比とを比較し、その偏差が０になるようにフィードバック制御するように構成された無段変速制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３１９４６４１号公報

ところで、Ｖベルト式無段変速機が備えるＶベルトは、長時間の使用により磨耗し、そのベルト幅が減少する。このようにＶベルトのベルト幅が減少すると、シーブの位置がずれてしまい、実際の変速比は予定される変速比からずれてしまうことになる。しかし、上述した特許文献１に記載の無段変速制御装置では、変速比の検出結果（実際の変速比）に基づいたフィードバック制御を行うので、ベルト幅の減少に伴ってシーブの位置がずれたとしても、特に問題はない。

しかしながら、このようなフィードバック制御では、アクチュエータの駆動制御を行う制御装置の処理負担が増大してしまう。また、制御の応答性や安定性が必ずしも十分とは言い難い。さらに、Ｖベルトが磨耗していることを乗員が知ることができないため、常に適切な時期にＶベルトを交換することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、制御装置の処理負担を軽減することができる無段変速制御装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、制御の応答性および安定性に優れた無段変速制御装置を提供することである。さらに、本発明の他の目的は、Ｖベルトの磨耗量を認識することが可能な無段変速制御装置を提供することである。

本発明に係る無段変速制御装置は、第１および第２のシーブ軸と、それぞれ前記第１および第２のシーブ軸と共に回転する第１および第２のシーブと、前記第１および第２のシーブに巻き掛けられたＶベルトとを備えたＶベルト式無段変速機と、前記第１または第２のシーブの位置を変化させることによって前記Ｖベルト式無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動制御を行う制御装置と、前記Ｖベルトのベルト幅を算出するベルト幅算出装置と、前記ベルト幅算出装置にて算出されたベルト幅を記憶する記憶装置とを備えたものである。

上記無段変速制御装置によれば、Ｖベルトのベルト幅を算出し、この算出されたベルト幅を記憶するように構成されている。そのため、実際のベルト幅に基づいて各種の制御等を実行することが可能となる。例えば、実際のベルト幅に基づいて、Ｖベルトの磨耗による第１または第２のシーブの目標位置を補正し、その補正結果に基づいてシーブ位置のフィードフォワード制御（またはシーブ位置に基づく変速比のフィードフォワード制御）を行うことも可能である。このようなフィードフォワード制御を行った場合、上記制御装置にかかる処理負担を軽減することが可能となるとともに、制御の応答性および安定性が向上する。

また、算出されたベルト幅に基づいて、このベルト幅の値を表示したり、ベルト幅の交換を警告する表示を行ったりすることも可能である。この場合、乗員がＶベルトの交換時期を認識することが可能となるため、適切な時期にＶベルトの交換を行うことが可能となる。

本発明によれば、無段変速制御装置が備える制御装置の処理負担を軽減することができる。また、制御の応答性および安定性を向上させることができる。さらに、適切な時期にＶベルトの交換を行うことが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る鞍乗型車両は自動二輪車１０である。なお、本発明において、車両の形状としては、図１に示したものに限定されず、また、車両の最高速度や排気量、車両の大小等も限定されない。また、本発明に係る鞍乗型車両は、シートの前方に燃料タンクが配置されているいわゆるモーターサイクル型等の他の自動二輪車等であってもよい。また、自動二輪車に限らず、四輪バギー等の他の鞍乗型車両であってもよい。

以下の説明では、前後左右の方向は、シート１６に着座した乗員から見た方向をいうものとする。図１に示すように、自動二輪車１０は、前面、両側面の大半がカウルによって覆われた構造を有し、前輪１９と駆動輪である後輪２６との間にシート（座席）１６を備えるとともに、シート１６の下方に配置されたエンジンユニット２８を備えている。なお、本実施形態において、エンジンユニット２８は、ガソリンエンジンであるエンジン２９（図３参照）を備えているが、エンジン２９（図３参照）はガソリンエンジン等の内燃機関に限定されず、モータエンジン等であってもよい。

図２は、図１に示した自動二輪車１０のエンジンユニット２８が備えるＶベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴという）３０の断面図であり、図３は、エンジンユニット２８の断面図である。図３に示すように、エンジンユニット２８は、強制空冷式の４サイクルエンジンであるエンジン２９と、クランクケース３５の左側から後方に延びる変速機ケース３７とを備えている。クランクケース３５は、左ケース３５ａと右ケース３５ｂとに分割されており、左ケース３５ａに変速機ケース３７が一体的に形成されている。左ケース３５ａと右ケース３５ｂとの間には、クランク軸５２が回転自在に設けられている。

また、クランクケース３５の前側には、前方に向かって延びるシリンダブロック１７が連結されている。シリンダブロック１７内のピストン１７ａは、コネクティングロッド１７ｂを介してクランク軸５２に連結されている。シリンダブロック１７およびシリンダヘッド４０の周囲は、エアシュラウド４２によって覆われており、このエアシュラウド４２内には、クランク軸５２とともに回転するファン（図示せず）を介して外気が送風されるようになっている。

変速機ケース３７と左ケース３５ａとの左側部分は、ケースカバー４３によって覆われている。変速機ケース３７、左ケース３５ａおよびケースカバー４３の間には、変速室４４が形成されており、この変速室４４の前側端部に、クランク軸５２の一端部が導入されている。変速室４４の後側には、クランク軸５２と平行に配置される従動軸５７と、後輪２６（図１参照）の車軸５９が支持されている。これら従動軸５７と車軸５９との間には、歯車変速機６０が介装されている。

また、左ケース３５ａの左側面には、変速室４４に向けて突出するハウジング４５が突き合わされている。ハウジング４５と左ケース３５ａとから形成される空間は、クラッチ室４６を形成している。クラッチ室４６は、変速室４４と液密に仕切られており、クラッチ室４６内をクランク軸５２が貫通している。また、クラッチ室４６内には、クランク軸５２と平行に配置されるアイドラ軸５８が収容されている。

アイドラ軸５８は、クランクケース３５の左ケース３５ａと、ハウジング４５とに、それぞれ軸受け４８を介して回転自在に支持されている。アイドラ軸５８の左端部は、ハウジング４５を貫通して変速室４４に導出されており、この導出部分５８ａの外周には、平歯車４９が一体的に形成されている。また、アイドラ軸５８におけるクラッチ室４６の貫通部分には、スプライン歯５８ｂ（図２参照）が形成されているとともに、このスプライン歯５８ｂに隣接して後述する始動歯車５３のボス部５４（図２参照）が取り付けられている。

始動歯車５３は、アイドラ軸５８の軸方向に移動可能であり、且つ、回転可能に支持されている。この始動歯車５３は、セルモータ５１の駆動軸５１ａに常時噛み合っている。セルモータ５１は、クランクケース３５に支持されているとともに、アイドラ軸５８の後側上方に位置している。なお、このセルモータ５１は、本発明にいうアクチュエータに該当する。

図２に示すように、始動歯車５３のボス部５４の外周には、中間歯車５５のボス部５５ａが圧入されている。このボス部５５ａの内面の一端は、アイドラ軸５８の外周を覆っており、このボス部５５ａの内面には、スプライン歯５８ｂに着脱可能に嵌合するスプライン溝５５ｂが形成されている。そして、この中間歯車５５が圧入された始動歯車５３は、スプリング５６によってスプライン溝５５ｂとスプライン歯５８ｂとが嵌合する方向（図中、左方向）に付勢されており、スプライン溝５５ｂとスプライン歯５８ｂとの嵌合により、始動歯車５３とアイドラ軸５８とが共に回転するようになっている。なお、上述した中間歯車５５は、はすば歯車である。

図２において、クラッチ室４６を貫通するクランク軸５２の外周には、スリーブ６１がスプライン嵌合されている。このスリーブ６１は、軸受け６２を介してハウジング４５に回転可能に支持されている。スリーブ６１の外周には、一方向クラッチ７０が取り付けられている。一方向クラッチ７０は、セルモータ５１からクランク軸５２への駆動力の伝達を許容するためのもので、クラッチ室４６に収容されている。この一方向クラッチ７０は、上述した中間歯車５５に常時噛み合う入力歯車６３を備えている。この入力歯車６３は、はすば歯車である。

エンジン２９が始動する際には、セルモータ５１が作動して回転し、これに連動して駆動軸５１ａが回転する。駆動軸５１ａが回転すると、これに連動して始動歯車５３、中間歯車５５および入力歯車６３が回転する。上述したように、中間歯車５５およびこれに噛み合う入力歯車６３は、共にはすば歯車であり、はすば歯車同士の噛み合い作用によって、スプリング５６の付勢力に抗する方向（図中、右方向）にスラスト力が発生する。その結果、中間歯車５５および始動歯車５３は、スプリング５６の付勢力に抗して右方向に移動し、スプライン溝５５ｂとスプライン歯５８ｂとの嵌合が解除する。この移動により、始動歯車５３と中間歯車５５とは、アイドラ軸５８とともに回転することなく、アイドラ軸５８上を空転するようになる。すなわち、エンジン２９の始動時には、セルモータ５１の駆動力は、クラッチ室４６内に収容された始動歯車５３、中間歯車５５、入力歯車６３および一方向クラッチ７０を介してクランク軸５２にのみ伝達される。

上述した変速室４４内には、クランク軸５２と従動軸５７とを連動させるＣＶＴ３０が収容されている。図２に示すように、ＣＶＴ３０は、クランク軸５２とともに回転するプライマリシーブ６６と、従動軸５７の外周に遠心式クラッチ６７を介して取り付けられたセカンダリシーブ６８と、プライマリシーブ６６およびセカンダリシーブ６８に巻き掛けられたＶベルト６９とを備えている。

プライマリシーブ６６は、クランク軸５２の一端に固定された固定シーブ半体６６ａと、クランク軸５２の軸方向に移動可能に取り付けられた可動シーブ半体６６ｂとを備えている。固定シーブ半体６６ａと可動シーブ半体６６ｂとの対向面は、軸心から径方向外側に向かって両シーブ半体間の間隔が増大するように傾斜した円錐面６６ｃ、６６ｄをなしている。これら円錐面６６ｃ、６６ｄの間に、Ｖベルト６９が巻き掛けられる断面視略Ｖ字状のベルト溝６６ｅが形成されている。

プライマリシーブ６６の可動シーブ半体６６ｂは、クランク軸５２が貫通する円筒状のボス６４を有しており、このボス６４の内側に円筒状のスライダ６５が固定されている。また、このスライダ６５とクランク軸５２との間には、スリーブ７１が介装されている。このスリーブ７１は、クランク軸５２の外周にスプライン嵌合されており、クランク軸５２と共に回転するようになっている。そして、このスリーブ７１の外周に上述したスライダ６５が軸方向に移動可能に装着されている。スライダ６５には、軸方向に延びるガイド溝６５ａが形成されており、このガイド溝６５ａには、スリーブ７１の外周に突設されたスライドピン７２が軸方向に摺動可能に嵌合されている。このような構成により、スライダ６５に固定された可動シーブ半体６６ｂは、クランク軸５２の軸方向に移動可能となっている。

上述したハウジング４５における可動シーブ半体６６ｂと向かい合う側面４５ａには、可動シーブ半体６６ｂに向かって突出する円筒状の送りガイド７３がねじ止めされている。送りガイド７３は、クランク軸５２と平行に配置されており、その外周面には、雄ねじ７４が形成されている。

送りガイド７３の外周には往復歯車８０が設けられている。この往復歯車８０は、プライマリシーブ６６の可動シーブ半体６６ｂと一方向クラッチ７０との間に配置されるとともに、アイドラ軸５８の平歯車４９と常時噛み合っている。そのため、往復歯車８０は、アイドラ軸５８から駆動力を受けて回転するようになっている。往復歯車８０のボス部８１の内周面には、上述した雄ねじ７４と噛み合う雌ねじ８２が形成されている。雄ねじ７４と雌ねじ８２とには、ネジ山の断面が台形の台形ねじがそれぞれ用いられている。また、往復歯車８０のボス部８１の一端は、軸受け８３を介して可動シーブ半体６６ｂのボス６４の外周に支持されている。

本実施形態において、セルモータ５１は、上述したエンジン２９を始動させる機能を有する他、プライマリシーブ６６の可動シーブ半体６６ｂの位置を変化させる本発明のアクチュエータとして機能する。セルモータ５１が回転して駆動軸５１ａが回転すると、これに連動して始動歯車５３が回転する。始動歯車５３が回転すると、これに固定されている中間歯車５５も回転する。ここで、可動シーブ半体６６ｂの位置を変化させる際のセルモータ５１の回転速度は低く、そのため、スラスト力の発生によって中間歯車５５および始動歯車５３が、スプリング５６の付勢力に抗して右方向に移動することはない。そのため、中間歯車５５に形成されているスプライン溝５５ｂと、アイドラ軸５８に形成されているスプライン歯５８ｂとの嵌合が解除されることはない。

したがって、セルモータ５１の駆動力はアイドラ軸５８に伝達されてアイドラ軸５８が回転し、さらに、アイドラ軸５８の先端に形成された平歯車４９から往復歯車８０に駆動力が伝達されて往復歯車８０が回転する。

往復歯車８０が回転すると、この往復歯車８０は、雄ねじ７４と雌ねじ８２との噛み合い作用により、送りガイド７３の外周を軸方向に移動する。この移動により、可動シーブ半体６６ｂがクランク軸５２の軸方向に送り出される。このような動作により可動シーブ半体６６ｂの位置が変化し、これにより、ベルト溝５５ｅの溝幅が変化する。このようなシーブ位置（可動シーブ半体６６ｂの位置）の変更は、セルモータ５１に接続された変速制御装置１００によって制御される。なお、可動シーブ半体６６ｂの位置を変化させるときのセルモータ５１の回転速度によっては、上述した一方向クラッチ７０は接続状態とならず、切断状態が維持される。

上述したセカンダリシーブ６８は、従動軸５７に固定された固定シーブ半体６８ａと、従動軸５７の軸方向に移動可能に取り付けられた可動シーブ半体６８ｂとを備えている。固定シーブ半体６８ａと可動シーブ半体６８ｂとの対向面は、軸心から径方向外側に向かって両シーブ半体間の間隔が増大するように傾斜した円錐面６８ｃ、６８ｄをなしている。これら円錐面６８ｃ、６８ｄの間に、Ｖベルト６９が巻き掛けられる断面視略Ｖ字状のベルト溝６８ｅが形成されている。

固定シーブ半体６８ａは、円筒状のガイド７６を有しており、このガイド７６は、軸受け７５を介して従動軸５７の外周に回転可能に支持されている。固定シーブ半体６８ａと従動軸５７との間には、遠心式クラッチ６７が介装されている。遠心式クラッチ６７は、固定シーブ半体６８ａのガイド７６と一体的に回転する遠心プレート７７と、この遠心プレート７７に支持された遠心ウエイト７８と、従動軸５７の一端に固定されたクラッチハウジング７９とを備えている。

固定シーブ半体６８ａと一体的に回転する遠心プレート７７の回転数が所定値に達すると、遠心ウエイト７８が遠心力により径方向外側に移動してクラッチハウジング７９に接触し、固定シーブ半体６８ａの回転が従動軸５７に伝達される。

可動シーブ半体６８ｂは、上述したガイド７６の外周に軸方向に移動可能に支持される円筒状のボス部８４を有している。そして、可動シーブ半体６８ｂは、スプリング８６によってベルト溝６８ｅの溝幅を減じる方向（図中、右方向）に付勢されている。したがって、プライマリシーブ６６の可動シーブ半体６６ｂがセルモータ５１によって駆動され、ベルト溝６６ｅの溝幅が減少すると、セカンダリシーブ６８側においては、Ｖベルト６９が径方向の内側に引っ張られる。そして、セカンダリシーブ６８の可動シーブ半体６８ｂは、スプリング８６の付勢力に抗してベルト溝６８ｅの溝幅を広げる方向（図中、左方向）に移動する。このとき、ＣＶＴ３０の変速比は減少する。

図４は、図２に示した変速制御装置１００を含む無段変速制御装置の全体構成を示す図である。図４において、実施形態に係る無段変速制御装置は、自己保持回路１０１を内蔵する変速制御装置１００（図２も参照）と、メインスイッチ２０１と、メインリレー２０２と、電源保持／電源切断回路２０３と、電源２００と、シーブ位置検出装置３０１と、プライマリシーブ回転数検出装置３０２と、車速検出装置３０３と、セカンダリシーブ回転数検出装置３０４とを備えている。また、実施形態に係る無段変速制御装置は、図１〜図３にも示したように、プライマリシーブ６６、セカンダリシーブ６８およびＶベルト６９を有するＣＶＴ３０と、ＣＶＴ３０の変速比を変化させるためのセルモータ５１とを備えている。

電源２００は、メインスイッチ２０１およびメインリレー２０２を介して変速制御装置１００に電源電圧を供給するとともに、電源保持／電源切断回路２０３を介して変速制御装置１００内の自己保持回路１０１に保持電圧を供給する。

メインスイッチ２０１は、自動二輪車を始動する際に運転者が操作するスイッチであり、運転者のスイッチ操作によりオンにされると、電源２００から電源電圧をメインリレー２０２と電源保持／電源切断回路２０３に供給する。また、メインスイッチ２０１は、オン／オフ状態を示すメインＳＷ信号を変速制御装置１００に出力する。

メインリレー２０２は、励磁コイルと接点とからなり、メインスイッチ２０１を介して電源電圧が励磁コイルに供給されると、接点をオン状態にして電源電圧を変速制御装置１００に供給する。

電源保持／電源切断回路２０３は、定電圧ダイオード等からなり、メインスイッチ２０１を介して供給される電源電圧が一定電圧以上の場合には、保持電圧を変速制御装置１００内の自己保持回路１０１に供給し、電源電圧が一定電圧以下の場合には、自己保持回路１０１への保持電圧の供給を停止する。

シーブ位置検出装置３０１は、ポテンショメータからなり、プライマリシーブ６６のシーブ位置（可動シーブ半体６６ｂの位置）を検出してシーブ位置検出信号を変速制御装置１００に出力する。また、プライマリシーブ回転数検出装置３０２は、プライマリシーブ６６の回転数を検出してプライマリシーブ回転数信号を変速制御装置１００に出力する。また、車速検出装置３０３は、後輪２６の回転数を検出し、この回転数に基づいて車速信号を変速制御装置１００に出力する。セカンダリシーブ回転数検出装置３０４は、セカンダリシーブ６８の回転数を検出してセカンダリシーブ回転数信号を変速制御装置１００に出力する。

また、ハンドル４１（図１参照）の所定位置に設置されたハンドルスイッチ（図示せず）が乗員により操作された際には、そのハンドルスイッチから出力されるハンドルＳＷ信号が変速制御装置１００に入力される。さらに、エンジン２９の吸気通路に設けられたスロットルバルブ（図示せず）のスロットル開度を検出するスロットル開度検出装置（図示せず）から出力されるスロットル開度信号は、変速制御装置１００に入力される。

変速制御装置１００は、入力した各種の信号に基づいて、セルモータ５１の駆動制御を行う。また、変速制御装置１００は、入力した上記セカンダリシーブ回転数信号、シーブ位置検出信号およびプライマリシーブ回転数信号と、図示しないＲＯＭに記憶されているＶベルト６９に関する情報とに基づいて、Ｖベルト６９のベルト幅を算出する。なお、このベルト幅の算出方法については、後に詳述する。さらに、変速制御装置１００は、ＥＥＰＲＯＭ１０２を備え、算出したＶベルト６９のベルト幅をＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶する。変速制御装置１００は、本発明にいう制御装置に該当する。また、変速制御装置１００は、本発明にいうベルト幅算出装置に該当する。さらに、変速制御装置１００が備えるＥＥＰＲＯＭ１０２は、本発明にいう記憶装置に該当する。

変速制御装置１００は、自己保持回路１０１を備え、自己保持回路１０１は、不揮発性メモリ等からなり、電源保持／電源切断回路２０３から供給される保持電圧により各種のデータ等を保存する。また、自己保持回路１０１は、電源保持／電源切断回路２０３から供給される保持電圧が停止された場合、自己保持機能により上記各種のデータ等を保持する。

上述したように、本実施形態に係る自動二輪車１０が備える変速制御装置１００は、Ｖベルト６０のベルト幅を算出する機能を有している。以下においては、変速制御装置１００によるベルト幅の算出方法について説明する。

まず、Ｖベルト６９のベルト全長（Ｌ）は、シーブ間距離（Ｄ）、プライマリシーブ６６の巻掛半径（Ｒ_１）、セカンダリシーブ６８の巻掛半径（Ｒ_２）を用いて下記式（１）にて表される。

図５に示すように、上記ベルト全長（Ｌ）は、Ｖベルト６９の全長である。また、上記シーブ間距離（Ｄ）は、プライマリシーブ６６の軸心Ｏ_１からセカンダリシーブ６８の軸心Ｏ_２までの距離である。さらに、プライマリシーブ６６の巻掛半径（Ｒ_１）は、プライマリシーブ６６の軸心Ｏ_１からＶベルト６９までの距離であり、セカンダリシーブ６８の巻掛半径（Ｒ_２）は、セカンダリシーブ６８の軸心Ｏ_２からＶベルト６９までの距離である。

また、ＣＶＴ３０の変速比（Ｍ）は、プライマリシーブ６６の巻掛半径（Ｒ_１）と、セカンダリシーブ６８の巻掛半径（Ｒ_２）とを用いて下記式（２）にて表される。

上述したプライマリシーブ６６の巻掛半径（Ｒ_１）は、ベルト幅（Ｗ）、プライマリシーブ６６のシーブ角度（θ）およびシーブ位置（Ｖ）を用いて下記式（３）にて表される。

図６に示すように、ベルト幅（Ｗ）は、Ｖベルト６９のベルト幅である。また、プライマリシーブ６６のシーブ角度（θ）は、プライマリシーブ６６における固定シーブ半体６６ａの円錐面６６ｃのなす角度である。また、シーブ位置（Ｖ）は、固定シーブ半体６６ｂの位置であり、本実施形態では、可動シーブ半体６６ａの軸心と固定シーブ半体６６ｂの軸心とを結ぶ中心線と、円錐面６６ｃ、６６ｄとの交点間の距離として定義している。なお、シーブ位置（Ｖ）は、シーブ位置検出装置（図４参照）からのシーブ位置検出信号に基づいて算出することが可能である。

上記式（１）〜式（３）から、ＣＶＴ３０の変速比（Ｍ）を取得するため下記式（４）が得られる。

一方、プライマリシーブ回転数検出装置３０２（図４参照）により得られるプライマリシーブ６６の回転数（ｎ_１）、および、セカンダリシーブ回転数検出装置３０４により得られるセカンダリシーブ６８の回転数（ｎ_２）から、下記式（５）を用いて、実変速比（Ｇ_ＩＮ）を算出することができる。
Ｇ_ＩＮ＝ｎ_１／ｎ_２ ・・・式（５）

そして、実変速比（Ｇ_ＩＮ）と、シーブ位置検出装置の検出結果より得られるシーブ位置（Ｐ_ＩＮ）とから、下記式（６）を用いてベルト幅の変化量（ΔＷ_ｔ）を算出することができる。なお、このベルト幅変化量（ΔＷ_ｔ）は負数である。

式（６）を用いた算出したベルト幅変化量（ΔＷ_ｔ）を、所定時間毎に算出して記憶しておき、過去Ｎ回分のベルト幅変化量（ΔＷ_ｔ−１、ΔＷ_ｔ−２、・・・ΔＷ_ｔ−Ｎ）を用いて時間的統計処理により下記式（７）を用いてベルト幅（Ｗ）を算出する。なお、Ｗ_０は、未使用時のベルト幅の初期値であり、ΔＷ_{ＩＮＴＩＡＬ}は、後述する図９に示す処理にて算出される初期ベルト幅のＷ_Ｏからの変化量である。

図７は、上記式（７）を用いて時間的統計処理により算出されたベルト幅（Ｗ）を示す図である。図７に示すように、時間が経過するに連れて、算出されるベルト幅（Ｗ）の値が一定になっていく。アイドリング時のように、変速比に変動がある場合には、このような時間的統計処理を採用することによって、正確なベルト幅を算出することが可能となる。

上述したＶベルト６９は、経時変化により徐々にベルト幅が減少し、これに起因して、プライマリシーブ６６のシーブ位置と変速比との関係が変化する。図８は、シーブ位置と変速比との関係を示す図である。図８において、横軸は、プライマリシーブ６６のシーブ位置を示しており、右方向にいく程、固定シーブ半体６６ａと可動シーブ半体６６ｂとの間隔が大きくなる。また、縦軸は、ＣＶＴ３０の変速比を示しており、上方向にいく程、変速比が大きくなる。

図中、実線にて示したラインは、Ｖベルト６９が未使用であり、且つ、ＣＶＴ３０の組み付け誤差がない場合のシーブ位置に対する変速比の目標値である。また、図中、破線にて示したラインは、経時変化によりベルト幅が減少した場合のシーブ位置と変速比との関係を示している。図８に示すように、経時変化によりＶベルト６９のベルト幅が減少すると、シーブ位置に対して変速比が大きい方（ロー側）にずれてしまう。本実施形態では、変速制御装置１００によるセルモータ５１の駆動制御を行う際、上記シーブ位置の目標位置を補正することにより、図８に示したようなずれを補正するのである。

図９は、ベルト幅算出処理を示すフローチャートである。ベルト幅算出処理が開始されると、変速制御装置１００は、まず、ステップＳ１００においてアイドリング中であるか否かを判定する。アイドリング中であるか否かの判定は、プライマリシーブ回転数検出装置３０２の検出結果に基づいて行われる。プライマリシーブ回転数検出装置３０２によって検出されるプライマリシーブ６６の回転数は、エンジン回転数と等しく、この回転数が所定値以下であるときにアイドリング中であると判定する。ステップＳ１００においてアンドリング中ではないと判定した場合、ベルト幅算出処理を終了する。すなわち、アイドリング中でない場合には、Ｖベルト６９のベルト幅の算出は行われない。

一方、ステップＳ１００においてアイドリング中であると判定した場合、次に、ステップＳ１１０において、初回始動時であるか否かを判定する。すなわち、工場から出荷後、初めてエンジンを始動させたときであるか、または、自動二輪車１０が比較的新しい状態でエンジンを始動させたときであるか否かを判定する。この判定は、変速制御装置のＥＥＰＲＯＭ１０２に、後述する初期ベルト幅が記憶されているか否かを判定することにより行われる。初期ベルト幅が記憶されていると判定した場合には、初回始動時ではないと判定し、初期ベルト幅が記憶されていると判定した場合には、初回始動時であると判定する。

ステップＳ１１０において初回始動時であると判定した場合、ステップＳ１２０、Ｓ１３０において、Ｖベルト６０のベルト幅を初期ベルト幅として算出し、記憶する処理を行う。すなわち、先に詳述したベルト幅算出方法を用いて、Ｖベルト６９のベルト幅を算出し、これを初期ベルト幅としてＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶する。ステップＳ１３０の処理を終了した場合、ベルト幅算出処理を終了させる。

一方、ステップＳ１１０において初回始動時ではないと判定した場合、ステップＳ１４０、Ｓ１５０において、それぞれ、Ｖベルト６９のベルト幅を算出して、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶する処理を行う。ステップＳ１５０においては、ステップＳ１４０において算出されたベルト幅を、上記初期ベルト幅とは別個に記憶する。ステップＳ１５０の処理を終了した場合、ベルト幅算出処理を終了させる。

図９を用いて説明したように、本実施形態では、アイドリング中であるときにＶベルト６９のベルト幅の算出、記憶が行われる。また、自動二輪車１０の初回始動時には、算出されたベルト幅が初期ベルト幅として、その後に算出されるベルト幅とは別個に記憶される。これら初期ベルト幅およびベルト幅は、後に説明するシーブ位置の目標位置を補正する際に用いられる。

図１０は、発進時または走行中のシフトチェンジ時におけるセルモータ５１の駆動制御処理を示すフローチャートである。この駆動制御処理が開始されると、変速制御装置１００は、まず、ステップＳ２００において、シーブ目標位置を算出する。この処理において、変速制御装置１００は、車速とスロットル開度とをパラメータとしてプライマリシーブ回転数検出装置６６の可動シーブ半体６６ｂの目標位置（シーブ目標位置）を算出する処理を行う。なお、変速制御装置１００が備えるＲＯＭ等には、車速およびスロットル開度と、シーブ目標位置との関係を規定する変速マップが予め記憶されており、この変速マップに基づいて、シーブ目標位置を算出するようにしてもよい。

ステップＳ２００の処理を実行すると、次に、ステップＳ２１０においてベルト幅および初期ベルト幅の読み出しを行う。すなわち、図９に示したフローチャートのステップＳ１３０、Ｓ１５０の処理（図９参照）にてそれぞれ記憶された初期ベルト幅およびベルト幅をＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出す。

ステップＳ２１０の処理を実行すると、次に、ステップＳ２２０において補正シーブ目標位置を算出する処理を行う。この処理において、変速制御装置１００は、ステップＳ２００にて算出したシーブ目標位置と、ステップＳ２１０にて読み出したベルト幅および初期ベルト幅とに基づいて、補正シーブ目標位置を算出する処理を行う。この補正シーブ目標位置に基づいてセルモータ５１の駆動制御を行うことによって、組み付け誤差やＶベルト６９の磨耗に起因する変速比の変化を補正することが可能となる。

ステップＳ２２０の処理を実行すると、次に、ステップＳ２３０において、シーブ目標移動量を算出する処理を行う。この処理において、変速制御装置１００は、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号に基づいて算出されるシーブ位置と、ステップＳ２２０の処理により算出された補正シーブ目標位置とに基づいて、シーブ目標移動量を算出する。

ステップＳ２３０の処理を実行すると、次に、ステップＳ２４０において、算出されたシーブ目標移動量に基づいて、制御出力（ＰＷＭ出力）をセルモータ５１に出力する処理を行い、その後、駆動制御処理を終了させる。

図１０を用いて説明したように、実施形態に係る変速制御装置１００は、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されているベルト幅および初期ベルト幅に基づいて、シーブ目標位置を補正して補正シーブ目標位置を取得し、この補正シーブ目標位置に基づいてセルモータ５１の駆動制御を行うフィードフォワード制御を行うように構成されている。これにより変速比の制御の応答性および安定性が向上する。

実施形態に係る変速制御装置１００は、自動二輪車１０の停車時に、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されているベルト幅および初期ベルト幅に基づいてプライマリシーブ６６のシーブ位置を調節することによって、停車時の変速比を一定に保持するように構成されている。以下、この停車時のシーブ位置の制御について説明する。

図１１は、自動二輪車１０の停車時におけるシーブ位置の制御処理を示すフローチャートである。この停車時シーブ位置制御処理が開始されると、変速制御処理１００は、まず、ステップＳ３００において、停車時のシーブ目標位置を読み出す。停車時のシーブ目標位置は、変速制御装置１００のＲＯＭ等に予め記憶されている。

ステップＳ３００の処理を実行すると、次に、ステップＳ３１０においてベルト幅および初期ベルト幅の読み出しを行う。すなわち、図９に示したフローチャートのステップＳ１３０、Ｓ１５０の処理（図９参照）にてそれぞれ記憶された初期ベルト幅およびベルト幅をＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出す。

ステップＳ３１０の処理を実行すると、次に、ステップＳ３２０において、停車時の補正シーブ目標位置を算出する処理を行う。この処理において、変速制御装置１００は、ステップＳ３００において読み出した停車時のシーブ目標位置と、ステップＳ３１０において読み出したベルト幅および初期ベルト幅とに基づいて、停車時の補正シーブ目標位置を算出する。プライマリシーブ６６のシーブ位置を、この停車時の補正シーブ目標位置に設定することにより、停車時における変速比を目標値に保持させることができる。

ステップＳ３２０の処理を実行すると、次に、ステップＳ３３０において、シーブ位置検出信号と停車時の補正シーブ位置とに基づいてセルモータ５１の駆動制御を行う。この処理において、変速制御装置１００は、シーブ位置検出装置３０１から出力されるシーブ位置検出信号に基づいて、プライマリシーブ６６の実シーブ位置を算出し、この実シーブ位置と、ステップＳ３２０において算出した補正シーブ目標位置とに基づいて、セルモータ５１の駆動制御を行う。具体的には、実シーブ位置が補正シーブ目標位置からずれた場合には、実シーブ位置を補正シーブ目標位置に一致させるように、セルモータ５１を駆動させる。ステップＳ３３０の処理を実行すると、停車時シーブ位置制御処理を終了させる。

図１１を用いて説明したように、本実施形態では、算出されたベルト幅および初期ベルト幅に基づいて停車時のシーブ目標位置を算出し、シーブ位置検出装置３０１（図４参照）の検出結果に基づく実シーブ位置が、上記シーブ目標位置に一致するように、シーブ位置のフィードフォワード制御を行うように構成されている。停車時においては、変速比が変動し易く、この変速比の検出結果に基づいてシーブ位置を指定することは困難である。しかし、本実施形態では、ベルト幅および初期ベルト幅に基づいてシーブ目標位置を算出し、実シーブ位置をこのシーブ目標位置に一致させるようにセルモータ５１の駆動制御を行うようにしているので、安定した停車時変速比を実現することが可能となる。

本実施形態では、さらに、図９に示したベルト幅算出処理にて算出されたＶベルト６９のベルト幅が所定値以下になったときに、Ｖベルト６９の交換時期であるとして乗員の所定の報知を行うように構成されている。

図１２は、ベルト交換報知処理を示すフローチャートである。ベルト交換報知処理が開始されると、まず、変速制御装置１００は、ステップＳ４００において、ベルト幅が更新されたか否かを判定する。この処理において、変速制御装置１００は、図９に示したフローチャートのステップＳ１５０において、ベルト幅がＥＥＰＲＯＭ１０２に新たに記憶された（更新された）か否かを判定する。ベルト幅が更新されていないと判定した場合、ベルト交換報知処理を終了させる。

一方、ステップＳ４００においてベルト幅が更新されたと判定した場合、次に、ステップＳ４１０において、ベルト幅の読み出しを行う。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ１０２に更新されたベルト幅の読み出しを行う。ステップＳ４１０の処理を実行すると、次に、ステップＳ４２０において、ベルト幅が所定の閾値（Ａ）以下になったか否かを判定する。すなわち、上述したステップＳ４１０において読み出されたベルト幅と、予め記憶されている閾値（Ａ）とを比較し、当該ベルト幅が閾値（Ａ）以下であるか否かを判定する。

ステップＳ４２０においてベルト幅が閾値（Ａ）以下になっていない（閾値（Ａ）より大きい）と判定した場合、ベルト交換報知処理を終了させる。一方、閾値（Ａ）以下になったと判定した場合、次に、ステップＳ４３０において警告表示を行う。本実施形態では、ベルト交換を促す警告用のインジケータ（図示せず）を自動二輪車１０が備えており、当該インジケータを点灯させることにより警告表示を行う。なお、上記インジケータは、本発明にいう表示装置に該当する。

以上説明したように、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、Ｖベルト６９のベルト幅（Ｗ）を、プライマリシーブ６６のシーブ位置（Ｖ）、Ｖベルト６９の長さ（Ｌ）、シーブ間距離（Ｄ）、シーブ角度（θ）および変速比（Ｍ）に基づいて算出し、算出されたベルト幅を記憶するように構成されている。そして、このベルト幅に基づいて、プライマリシーブ６６のシーブ目標位置を補正し、補正後のシーブ目標値にシーブ位置が達するようにセルモータ５１のフィードフォワード制御を行うように構成されている。そのため、変速制御装置１００にかかる処理負担を軽減することが可能となるとともに、制御の応答性および安定性が向上する。

特に、自動二輪車においてはレスポンスの速さが重要であるので、自動二輪車に対して本発明を適用することにより、運転経験が豊富な乗員をも十分に満足させることが可能となる。

また、一度算出したＶベルトのベルト幅に基づいて、シーブ位置のフィードフォワード制御を行うように構成した場合、実変速比と目標変速比とを比較して行うフィードバック制御と比較して、以下に示すような利点がある。すなわち、上述したフィードバック制御では、走行中において、プライマリシーブ６６の回転数とセカンダリシーブ６８の回転数とを、それぞれプライマリシーブ回転数検出装置３０２とセカンダリシーブ回転数検出装置３０４とにより常時監視しておく必要がある。しかし、本実施形態では、予め記憶されているベルト幅に基づいてフィードフォワード制御を行うので、プライマリシーブ回転数検出装置３０２およびセカンダリシーブ回転数検出装置３０４により回転数を監視しておく必要がない。一方、シーブ目標位置を算出する際には、エンジン回転数が必要であるので、走行中において、プライマリシーブ回転数検出装置３０２は作動させておく必要がある。これらのことから、本実施形態においては、走行中にセカンダリシーブ回転数検出装置３０４が故障等により動作しなくなってしまった場合であっても、シーブ位置の制御を行うことが可能となるという利点がある。

また、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、算出したＶベルト６９のベルト幅が所定の閾値（Ａ）以下になったときに、Ｖベルト６９の交換を促す警告表示を、インジケータを点灯させることにより行うように構成されている。そのため、乗員はＶベルト６９の交換時期を認識することが可能となり、適切な時期にＶベルトの交換を行うことが可能となる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、自動二輪車１０の初回始動時のベルト幅を初期ベルト幅としてＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶し、この初期ベルト幅と、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されているベルト幅とに基づいて、プライマリシーブ６６のシーブ位置を補正するように構成されている。そのため、ＣＶＴ３０の組み付け誤差等により、シーブ位置に対する変速比が、自動二輪車１０が新品の状態で目標値からずれてしまっている場合であっても、変速比が目標値と一致するようにシーブ位置を補正することが可能となる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、算出されたベルト幅および初期ベルト幅に基づいて停車時のシーブ目標位置を算出し、シーブ位置検出装置３０１の検出結果に基づく実シーブ位置が、上記シーブ目標位置に一致するように、シーブ位置のフィードフォワード制御を行うように構成されている。停車時においては、変速比が変動し易く、この変速比の検出結果に基づいてシーブ位置を指定することは困難であるが、本実施形態の構成とすることにより、安定した停車時変速比を実現することが可能となる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１０によれば、ベルト幅および初期ベルト幅の算出をアイドリング中に行うように構成されている。アイドリング中では、Ｖベルト６９のかかる負荷が小さいため、算出されるベルト幅の精度を高くすることができる。

上述した実施形態においては、算出したベルト幅が閾値（Ａ）以下になった場合に警告用のインジケータを点灯させることにより、Ｖベルト６９の交換を乗員等に促すように自動二輪車１０が構成されている場合について説明したが、Ｖベルト６９の交換を促す方法としてはこれに限定されるものではなく、例えば、以下の構成を採用することができる。

例えば、図９のステップＳ１４０において算出され、ステップＳ１５０においてＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されるベルト幅をそのまま表示させるようにしてもよい。この場合、自動二輪車１０に液晶表示装置等の表示装置を設け、この表示装置に算出されたベルト幅の数値を表示させる。

また、本発明では、図１３に示すようなベルト幅とベルト寿命とを対応させたテーブルを変速制御装置１００のＲＯＭ等に記憶させておき、算出されたベルト幅に対応するベルト寿命を乗員に報知するようにしてもよい。図１３では、Ｖベルト６９のベルト幅と、ベルト寿命（Ｖベルト６９の交換時期までの残り期間）とを対応させたテーブルが示されている。或るＶベルトについては、ベルト幅が１年毎に約１ｍｍずつ減少するというように、Ｖベルトのベルト幅減少量については、ある程度目安を付けることができる。図１３に示したテーブルでは、この目安と算出されたベルト幅とに基づいて、交換すべきベルト幅（図１３においては、２０ｍｍ）に達するまでの期間を算出している。

また、上述した実施形態では、算出されたベルト幅に基づいて、プライマリシーブ６６のシーブ位置のフィードフォワード制御を行うように自動二輪車１０が構成されている場合について説明したが、本発明では、シーブ位置の制御がフィードフォワード制御のみによって行われる必要はなく、フィードフォワード制御と、検出された実変速比および目標変速比の比較に基づくフィードバック制御とを併用するように構成されていてもよい。また、通常は、フィードバック制御を行いつつ、フィードバック制御を行うために必要なセカンダリシーブ回転数検出装置３０４が故障等したときに、非常用としてフィードフォワード制御に切り換えるように構成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、エンジン２９を始動させるためのセルモータ５１によって、プライマリシーブ６６のシーブ位置を変化させる場合について説明したが、本発明では、エンジンを始動させるためのセルモータとは別個に、シーブ位置を変化させるためのアクチュエータ（モータ等）を備えていてもよい。

上述した実施形態では、本発明の鞍乗型車両を自動二輪車１０に適用した場合について説明したが、本発明の鞍乗型車両は自動二輪車に限定されず、例えば、四輪バギー等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、無段変速制御装置について有用である。

実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 図１に示した自動二輪車のエンジンユニットが備えるＶベルト式無段変速機の断面図である。 エンジンユニットの断面図である。 図２に示した変速制御装置を含む無段変速制御装置の全体構成を示す図である。 セカンダリシーブおよびプライマリシーブを模式的に示す側面図である。 プライマリシーブを模式的に示す断面図である。 時間的統計処理により算出されたベルト幅を示す図である。 シーブ位置と変速比との関係を示す図である。 ベルト幅算出処理を示すフローチャートである。 発進時または走行中のシフトチェンジ時におけるセルモータの駆動制御処理を示すフローチャートである。 自動二輪車の停車時におけるシーブ位置の制御処理を示すフローチャートである。 ベルト交換報知処理を示すフローチャートである。 ベルト幅とベルト寿命とを対応させたテーブルを示す図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車（鞍乗型車両）
１６ シート
２８ エンジンユニット
２９ エンジン
３０ Ｖベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
５１ セルモータ（アクチュエータ）
６６ プライマリシーブ（第１のシーブ）
６６ａ 固定シーブ半体
６６ｂ 可動シーブ半体
６７ 遠心式クラッチ
６８ セカンダリシーブ（第２のシーブ）
６８ａ 固定シーブ半体
６８ｂ 可動シーブ半体
６９ Ｖベルト
１００ 変速制御装置（制御装置、ベルト幅算出装置、補正装置）
１０２ ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）
３０１ シーブ位置検出装置
３０２ プライマリシーブ回転数検出装置
３０３ 車速検出装置
３０４ セカンダリシーブ回転数検出装置

Claims (15)

1. 第１および第２のシーブ軸と、それぞれ前記第１および第２のシーブ軸と共に回転する第１および第２のシーブと、前記第１および第２のシーブに巻き掛けられたＶベルトとを備えたＶベルト式無段変速機と、
   前記第１または第２のシーブの位置を変化させることによって前記Ｖベルト式無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータの駆動制御を行う制御装置と、
   前記Ｖベルトのベルト幅を算出するベルト幅算出装置と、
   前記ベルト幅算出装置にて算出されたベルト幅を記憶する記憶装置と、を備えた無段変速制御装置。
2. 前記記憶装置に記憶されているベルト幅に基づいて、前記制御装置による前記アクチュエータの駆動態様を補正する補正装置を備えた請求項１に記載の無段変速制御装置。
3. 前記ベルト幅算出装置は、初回始動時における前記Ｖベルトのベルト幅を初期ベルト幅として算出し、
   前記記憶装置は、前記初期ベルト幅を記憶し、
   前記補正装置は、前記記憶装置に記憶されているベルト幅と前記初期ベルト幅とに基づいて、前記制御装置による前記アクチュエータの駆動態様を補正する請求項２に記載の無段変速制御装置。
4. 前記アクチュエータは、前記第１または第２のシーブの位置が目標位置になるように前記第１または第２のシーブの位置を変化させ、
   前記補正装置は、前記アクチュエータの目標位置を補正し、
   前記制御装置は、前記第１または第２のシーブの位置が補正後の目標位置に達するように前記アクチュエータの駆動制御を行う請求項２に記載の無段変速制御装置。
5. 前記制御装置は、前記第１または第２のシーブの位置に関するフィードフォワード制御を行う請求項４に記載の無段変速制御装置。
6. 前記記憶装置に記憶されているベルト幅に基づいて、停止時における前記第１または第２のシーブの位置を設定するシーブ位置設定装置を備えた請求項１に記載の無段変速制御装置。
7. 前記ベルト幅算出装置は、アイドリング中に前記Ｖベルトのベルト幅を算出する請求項１に記載の無段変速制御装置。
8. 前記ベルト幅算出装置は、前記Ｖベルトのベルト幅を、前記第１または第２のシーブの位置、前記Ｖベルトの長さ、前記第１および第２のシーブ間の距離、シーブ角度ならびに変速比に基づいて算出する請求項１に記載の無段変速制御装置。
9. 前記第１または第２のシーブの位置を検出するシーブ位置検出装置と、
   前記第１および第２のシーブの回転数をそれぞれ検出する第１および第２のシーブ回転数検出装置を備え、
   前記変速比は、前記第１および第２の回転数センサの検出結果に基づいて算出される請求項８に記載の無段変速制御装置。
10. 前記ベルト幅算出装置にて算出されたベルト幅に関する情報を表示する表示装置を備えた請求項１に記載の無段変速制御装置
11. 前記表示装置は、前記ベルト幅算出装置にて算出されたベルト幅が所定値以下になったときに警告表示を行う請求項１０に記載の無段変速制御装置。
12. 前記表示装置は、前記ベルト幅算出装置にて算出されたベルト幅を数値表示する請求項１０に記載の無段変速制御装置。
13. 前記表示装置は、前記ベルト幅算出装置によって算出されたベルト幅を目安に算出された前記Ｖベルトの寿命を表示する請求項１０に記載の無段変速制御装置。
14. 前記アクチュエータはモータである請求項１に記載の無段変速制御装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１つに記載の無段変速制御装置を備えた鞍乗型車両。
    

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