JP3375362B2 - 車両用無段変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は車両用無端ベルト式無
段変速機の変速比制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】機関の回転出力を無端ベルト式の無段階
変速機を用いて変速し、駆動輪を駆動するようにした車
両は知られている。この無段階変速機は、プーリの溝幅
を可変するアクチュエータを備える。プーリの溝幅を変
えることでプーリにかかっているベルトの半径が変化
し、変速比が連続的に変化する。変速制御装置は、車
速，スロットル開度，機関回転数等を入力として、変速
比指令信号をアクチュエータへ供給し、車両の走行状態
に適した変速を行なう。 【０００３】特開平４−３６６０６４号公報には、Ｖベ
ルト式自動変速装置の駆動側プーリの溝幅を変化させる
ためのモータを備えるとともに、マイクロコンピュータ
等の制御手段を用いてモータの回転をエンジンの運転状
況に応じて制御することで、運転状況に応じた変速比を
得る技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】走行状態では駆動プー
リの溝幅が最大減速比状態よりも狭められた状態にあ
る。この走行状態でイグニッションスイッチをオフにし
て車両を停止させた後に、再度発進のためのイグニッシ
ョンスイッチをオンにすると、変速制御装置は最大減速
比を指令する信号をアクチュエータへ与える。これによ
り、駆動プーリの溝幅は最大減速状態まで拡がるが、機
関が始動されていない状態（ベルトが回転されていない
状態）でプーリの拡幅がなされるので、ベルトがプーリ
から浮いた状態になることがある。 【０００５】機関を始動してもベルトが浮いた状態では
駆動プーリのみが回転する。この状態でスロットルを開
けると変速制御装置はスロットル開度に応じた変速指令
信号を発生するので、アクチュエータの作動によって駆
動プーリの溝幅が狭められる。そして、駆動プーリがベ
ルトを挟み込んだ時点でベルトが急激に駆動されるた
め、動力伝達が急激になされてしまいスムーズな発進が
できないことがある。 【０００６】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、プーリの溝幅を変更できるタイミング
に制限を設けることでベルトがプーリから浮くことを防
止し、スムーズな発進ができるようにした車両用無段変
速制御装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る車両用無段変速制御装置は、変速制御部
から供給される変速指令に基づいて少なくとも駆動プー
リの溝幅を可変するアクチュエータを備えた無端ベルト
式無段変速機を介して、機関の回転出力を駆動輪へ伝達
するようにした車両用無段変速制御装置において、機関
始動時の駆動プーリの溝幅が、予め設定した機関始動時
の減速比状態の駆動プーリの溝幅設定値よりも狭められ
た状態にある場合には、機関回転数検出手段で検出した
機関回転数が予め設定した変速許容回転数を越えたとき
に、変速制御部は、駆動プーリの溝幅を溝幅設定値に変
更する変速指令をアクチュエータへ供給するよう構成し
たことを特徴とする。 【０００８】 【作用】変速制御装置は、機関始動時の駆動プーリの溝
幅が、予め設定した機関始動時の駆動プーリの溝幅設定
値よりも狭められた状態にある場合には、機関回転数検
出手段で検出した機関回転数が予め設定した変速許容回
転数を越えたときに、駆動プーリの溝幅を溝幅設定値に
変更する変速指令をアクチュエータへ供給する。したが
って、機関が回転していない状態等であって無端ベルト
式無段変速機のベルトが回転されていない状態では、駆
動プーリの溝幅が変更されることはない。よって、機関
始動時の溝幅が予め設定した機関始動時の溝幅設定値よ
りも狭められた状態にあって、しかも機関回転数が予め
設定した変速許容回転数を越えている状態、すなわち、
ベルトが回転されている状態でプーリの溝幅の変更がな
されるので、ベルトがプーリから浮くことを防止でき
る。 【０００９】 【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係る車両用無段変速制御
装置の模式構造図である。この無段変速制御装置１は、
機関２と、無端ベルト式の無段変速機３と、遠心式クラ
ッチ４と、変速制御部５等とからなる。 【００１０】機関２の出力軸２ａは無段変速機３の入力
軸３ａへ接続され、、無段変速機３の出力軸３ｂは遠心
式クラッチ４の入力軸４ａへ接続している。遠心式クラ
ッチ４の出力軸４ｂは図示しないギア機構等を介して図
示しない駆動輪へ動力を伝達するよう構成している。 【００１１】無段変速機３は、一対の駆動プーリ６と一
対の従動プーリ７との間に等脚台形の横断面を有する無
端ベルト８を掛けわたしている。この無段変速機３は、
アクチュエータ９を駆動することによって一対の駆動プ
ーリ６側のプーリ幅を可変できるよう構成している。こ
の図では、右側の駆動プーリ６ａ（後述する固定側プー
リ半体６ａである。）を固定とし、左側の駆動プーリ６
ｂ（後述する可動側プーリ半体６ｂである。）が軸方向
へ移動する。一対の従動プーリ７のうち一方は出力軸３
ｂに固定され、他方は軸方向へ移動可能に設けられてい
る。一対の駆動プーリ６の対向面ならびに一対の従動プ
ーリ７の対向面は、半径方向外方へ進むにつれて両者間
の距離が増大するようテーパを形成している。対向面間
の距離に関係して駆動側および従動側のプーリにおける
ベルト８の掛かり半径が増減し、速度比ならびに伝達ト
ルクが変化する。 【００１２】アクチュエータ９はモータとこのモータの
回転出力に基づいて駆動プーリ６ｂを移動させる移動機
構を備え、変速制御部５から出力される変速指令５ａに
基づいて駆動プーリ６ｂの位置を制御するよう構成して
いる。 【００１３】機関回転数センサ１０は、機関２の出力軸
２ａの回転数に対応したパルス信号１０ａを変速制御部
５へ供給する。スロットル開度センサ１１は、機関２の
吸気系スロットル開度を検出し、スロットル開度に対応
した電気信号１１ａを変速制御部５へ供給する。 【００１４】変速制御部５は、機関回転数検出手段１２
と、スロットル開度検出手段１３と、車速検出手段１４
と、変速比演算手段１５と、変速比出力許可手段１６
と、変速許容回転数設定手段１７と、スイッチ手段１８
と、アクチュエータ駆動手段１９とからなる。 【００１５】機関回転数検出手段１２は、機関回転数セ
ンサ１０から供給されるパルス信号１０ａに基づいて機
関の回転数に係る情報（以下単に機関回転数と記す）１
２ａを出力する。 【００１６】スロットル開度検出手段１３は、スロット
ル開度センサ１１の出力である電気信号１１ａに基づい
てスロットル開度に係る情報（以下単にスロットル開度
と記す）１３ａを出力する。 【００１７】車速検出手段１４は、遠心式クラッチ４の
出力軸４ｂもしくは図示しない駆動輪の回転を検出する
車速センサ２０の検出出力２０ａに基づいて車速に係る
情報（以下単に車速と記す）１４ａを出力する。 【００１８】変速比演算手段１５は、機関回転数１２ａ
とスロットル開度１３ａと車速１４ａとに基づいて変速
比に係る情報（以下単に変速比と記す）１５ａを出力す
る。この変速比演算手段１５は、予め設定した関数式に
基づいて変速比１５ａを演算して出力する構成としても
よいし、また、予め登録した変換テーブルに基づいて変
速比１５ａを出力するよう構成してもよい。 【００１９】変速許容回転数設定手段１７は、予め設定
した変速許容回転数の下限値を記憶し、その変速許容回
転数に係る情報（以下単に変速許容回転数と記す）１７
ａを変速比出力許可手段１６へ供給する。変速許容回転
数は、変速を許容する機関回転数の下限値であり、例え
ば、アイドル回転数よりも小さい値を設定している。 【００２０】変速比出力許可手段１６は、変速許容回転
数１７ａと機関回転数検出手段１２から出力される機関
回転数１２ａとを比較し、機関回転数１２ａが変速許容
回転数１７ａを越えている場合は、変速許可信号１６ａ
を出力する。 【００２１】スイッチ手段１８は、変速許可信号１６ａ
が供給されているときに、変速比演算手段１５から出力
される変速比１５ａをアクチュエータ駆動手段１９へ伝
達する。すなわち、このスイッチ手段１８は、変速許可
信号１６ａが供給されていないときは変速比演算手段１
５から例えば発進時のローレシオに相当する変速比に係
る情報が出力されていても、アクチュエータ駆動手段１
９への伝達を阻止するよう構成している。 【００２２】アクチュエータ駆動手段１９は、スイッチ
手段１８を介して供給された変速比１８ａに基づいて変
速指令５ａを生成してアクチュエータ９へ供給する。 【００２３】アクチュエータ９が直流モータを用いて構
成されている場合、アクチュエータ駆動手段１９は変速
比１８ａに対応してＰＷＭ変調した変速指令５ａを生成
する。アクチュエータ９がパルスモータを用いて構成さ
れている場合、アクチュエータ駆動手段１９は変速比１
８ａに対応して必要数の正転または逆転パルス信号を変
速指令５ａとして出力する。 【００２４】以上の構成であるから、機関２が始動され
た直後の状態では変速指令５ａは出力されず、機関２の
回転数が変速許容回転数を越えた時点で発進時のローレ
シオに相当する変速指令５ａが出力される。したがっ
て、走行中にイグニッションキーをオフして車両を停止
したため、無段変速比３の駆動プーリ６の溝幅が中間レ
シオもしくはトップレシオに相当する溝幅になっていた
としても、再始動時には先のレシオでベルト８が回転す
る状態となったところで、ローレシオへの変速指令５ａ
が出力され、駆動プーリ６の溝幅が広げられる。ベルト
８が回転している状態で、駆動プーリ６の溝幅が変更さ
れるので、ベルト８が浮くようなことはない。なお、変
速許容回転数は、機関のアイドル回転数よりも低い値に
設定しているので、先のレシオの状態で従動プーリ７が
回転しても、車両が発進することはない。 【００２５】なお、この実施例では変速比演算手段１５
の出力である変速比１５ａがアクチュエータ駆動手段１
９へ供給されるのを阻止する構成を示したが、変速比出
力許可手段１６の出力である変速許可信号１６ａを変速
比演算手段１５へ供給し、変速比演算手段１５は変速許
可信号１６ａが与えられている場合にだけ変速比の演算
ならびに出力を行なうように構成してもよい。 【００２６】また、変速比演算手段１５を変換テーブル
で構成する場合は、機関回転数１２ａが変速許容回転数
以下の場合は、変速比に係る情報１５ａが出力されない
よう変換テーブルを構成し、変速比出力許可手段１６，
変速許容回転数設定手段１７ならびにスイッチ手段１８
を設けない構成としてもよい。 【００２７】次に無段変速機の具体的構造例を図２およ
び図３を参照に説明する。図２は無段変速機の断面図、
図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。パワーユニットＰ
は、自動２，３輪車等の車体のフレームに図３に示すピ
ポット５１を介して上下揺動自在に枢支されるものであ
って、その後端には図２に示す後輪ＷＲが回転自在に軸
架される。パワーユニットＰは、後輪ＷＲを駆動するた
めの機関２として単気筒２サイクルのエンジンＥと、そ
のエンジンＥの駆動力を後輪ＷＲへ伝達する無端ベルト
式の無段変速機３および歯車減速機Ｇとを備える。ま
た、パワーユニットＰは、点火パルサー兼用の機関回転
数センサ１０と、後述するクラッチアウタに対向配置さ
れた車速センサ２０を備える。スロットル開度センサ１
１は、図３に示すオイルポンプ１１Ｐの流量調節部に設
けている。この流量調節部は燃料の流量を調節するもの
で、スロットルケーブル１１Ｓを介して図示しないスロ
ットルレバー等の操作に連動するよう構成している。 【００２８】図２に示すように、エンジンＥのクランク
ケースは車体中心線上において右側ケース半体５２と左
側ケース半体５３とを接合することによって形成されて
おり、そのクランクケースの上部にピストン５４が摺合
するシリンダブロック５５が接合され、さらにその上部
にはシリンダヘッド５６が接合される。左側ケース半体
５３の後部左側面は減速機カバー５７により覆われ、そ
の内部には歯車減速機Ｇが収納されるとともに、左側ケ
ース半体５３の前部左側面と減速機カバー５７の左側面
はサイドカバー５８によって覆われ、その内部には無段
変速機３が収納される。また、エンジンＥのシリンダブ
ロック５５およびシリンダヘッド５６の外周、および、
右側ケース半体５２の右側面はエンジンカバー５９で覆
われる。 【００２９】右側ケース半体５２および左側ケース半体
５３にそれぞれ設けたボールベアリング６０，６１に
は、コネクティングロッド６２を介してピストン５４に
連接されるクランクシャフト６３が回転自在に支持され
る。右側ケース半体５２から右方向に突出するクランク
シャフト６３の右端にはフライホイール６４が固着さ
れ、そのフライホイール６４の外側面にはエンジンＥを
冷却するためのファン６５が一体に結合されるととも
に、フライホイール６４の内周には、右側ケース半体５
２に固着したステータコイル６６と協働して発電機６７
を構成するマグネット６８が装着される。 【００３０】左側ケース半体５３から外側に突出するク
ランクシャフト６３の左端には、無段変速機３の駆動プ
ーリ６が設けられる。駆動プーリ６は入力軸としてのク
ランクシャフト６３の先端に固定された固定側プーリ半
体６ａと、クランクシャフト６３にスプライン結合され
た可動側プーリ半体６ｂとからなり、両プーリ半体６
ａ，６ｂで簡易に形成されるＶ溝には無端ベルト８が巻
き掛けられる。 【００３１】図３に示すように、クランクシャフト６３
の近傍にスタータモータ７３を配設している。図示して
いないが、スタータモータ７３の飛び込み式スタータピ
ニオンと固定側プーリ半体６ａの外周に形成したスター
タリングギアとを噛合させることによってエンジンＥの
始動が行なえる。 【００３２】図２に示すように、左側ケース半体５３と
減速機カバー５７に各々ボールベアリング８０，８１を
介して支持された出力軸８２には、固定側プーリ半体８
３と可動側プーリ半体８４とからなる従動プーリ７が設
けられ、両プーリ半体８３，８４の間に形成されるＶ溝
には前記無端ベルト８が巻き掛けられる。出力軸８２の
外周にはボールベアリング８６とニードルベアリング８
７を介して固定側プーリ半体８３と一体のインナスリー
ブ８８が相対回転自在に支持され、このインナスリーブ
８８の外周に可動側プーリ半体８４と一体のアウタスリ
ーブ８９が軸方向摺動自在に嵌合する。インナスリーブ
８８の左端に形成したクラッチインナ９０と可動側プー
リ半体８４との間には、この可動側プーリ半体８４を固
定側プーリ半体８３に向けて付勢するスプリング９１を
縮設している。よって、従動プーリ７の両プーリ半体８
３，８４と無端ベルト８との間には、スプリング９１の
軸方向推力によって所定の側圧が与えられる。 【００３３】従動プーリ７の回転を歯車減速機Ｇに伝達
する遠心式クラッチ４は、クラッチインナ９０の側壁に
半径方向に揺動自在に枢支したクラッチウエイト９４を
備え、そのクラッチウエイト９４の外周に設けた摩擦部
材９５は出力軸８２の左端に固着したクラッチアウタ９
６の内周に対向する。よって、従動プーリ７の回転速度
が増加するとクラッチインナ９０とクラッチアウタ９６
が摩擦部材９５を介して結合され、駆動力が出力軸８２
に伝達される。 【００３４】歯車減速機Ｇの入力軸として機能する出力
軸８２に一体に形成した入力ギア９７は、左側ケース半
体５３と減速機カバー５７との間に支持した中間軸９８
に設けた第１中間ギア９９に噛合し、さらにこの中間軸
９８に設けた第２中間ギア１００は左側ケース半体５３
と減速機カバー５７との間に支持した出力軸１０１の出
力ギア１０２に噛合する。そして、左側ケース本体５３
から外部に突出する出力軸１０１の右端に後輪ＷＲが装
着される。 【００３５】駆動側プーリ６の各プーリ６ａ，６ｂの間
隔を調節することで変速比を変更する変速比変更手段１
１１は、左側ケース半体５３の内壁に沿ってクランクシ
ャフト６３と直交するように配設されたモータ１１２を
備える。図３に示すように、モータ１１２の出力軸１１
３の先端に形成したギア１１４をギア１１５に噛合さ
せ、このギア１１５と同軸に形成したウオームギア１１
６をクランクシャフト６３と平行に配設したウオームホ
イールシャフト１１７に支持したウオーム歯車１１８に
噛合させる。 【００３６】そして、図２に示すように、ウオーム歯車
１１８をムーブバルカラー１１９の外周に形成したヘリ
カルギア１２０に噛合させる。ムーブバルカラー１１９
の軸部の内周には早ねじスクリュー１２１を形成してい
る。この早ねじスクリュー１２１は、左側ケース半体５
３に装着された変速比変更手段１１１のカバー部材１２
２に形成した早ねじスクリュー１２３に噛合させてい
る。ムーブバルカラー１１９の軸部の左端は、可動側プ
ーリ半体６ｂにボールベアリング１２４を介して相対回
転可能かつ軸方向移動不能に連結される。 【００３７】したがって、モータ１１２を駆動すると、
ギア１１４，ギア１１５，ウオームギア１１６が回転
し、ウオームギア１１６とウオーム歯車１１８を介して
ムーブバルカラー１１９が回転し、そのムーブバルカラ
ー１１９の早ねじスクリュー１２１がカバー部材１２２
の早ねじスクリュー１２３から受ける反力によって移動
し、可動側プーリ半体６ｂを軸方向へ移動させ、駆動プ
ーリ６の溝幅を可変する。これによって、無断変速機３
の変速比が可変される。 【００３８】次に変速制御部の他の構成例について説明
する。図４は変速特性マップを備えた変速制御部のブロ
ック構成図、図５は同変速制御部の動作を説明するフロ
ーチャートである。図４に示す変速制御部２１は、変速
特性マップ２２と、変速制御手段２３とを備える。他の
部分の構成は図１に示したものと同じである。 【００３９】変速特性マップ２２は、変速禁止領域Ａ
と、ハイシフト領域Ｂと、ローシフト領域Ｃとを有す
る。変速禁止領域Ａは、機関回転数が変速禁止回転数以
下の領域Ａ１、ならびに、遠心式クラッチ４のスベリが
発生する最大ローレシオを超える領域Ａ２に設定してい
る。ハイシフト領域Ｂとローシフト領域Ｃとは、その境
界部分が重複して設けられており、この重複領域をヒス
テリシス領域Ｄとすることで、ハイシフトとローシフト
が頻繁に繰り返されるのを防止する不感帯を設けるよう
にしている。ハイシフト領域Ｂおよびローシフト領域Ｃ
は、各スロットル開度別に設定している。 【００４０】変速制御手段２３は、機関回転数１２ａ
と、スロットル開度１３ａと、車速１４ａとを入力と
し、これらの入力に基づいて変速特性マップ２２を検索
し、検索結果に基づく変速指令２３ａをアクチュエータ
駆動手段１９へ供給するよう構成している。 【００４１】以上の構成における動作を図５のフローチ
ャートを参照に説明する。変速制御手段２３は、ステッ
プＳ１〜Ｓ３で機関回転数１２ａ、スロットル開度１３
ａ、車速１４ａを順次読み込む。そして、ステップＳ４
で変速制御手段２３は変速特性マップ２２を参照して機
関回転数１２ａが変速禁止領域Ａ内にあるか否かを判断
し、変速禁止領域Ａ内である場合は変速指令を出力せず
にステップＳ１〜Ｓ３の動作を繰り返す。 【００４２】機関回転数１２ａが変速禁止領域Ａ外の場
合、ステップＳ５で変速制御手段２３は読み込んだスロ
ットル開度における変速特性マップを検索して、車速１
４ａと機関回転数１２ａとで定まる位置がローシフト領
域Ｃにある場合はステップＳ６でローシフト信号を出力
し、ハイシフト領域Ｂにある場合はステップＳ７でハイ
シフト信号を出力する。そして、ステップＳ１〜Ｓ７の
動作を繰り返すことで、変速特性マップ２２に基づいた
変速制御を行なう。 【００４３】 【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る車両
用無段変速制御装置は、機関始動時の駆動プーリの溝幅
が、予め設定した機関始動時の減速比状態の駆動プーリ
の溝幅設定値よりも狭められた状態にある場合には、機
関回転数検出手段で検出した機関回転数が予め設定した
変速許容回転数を越えたときに、変速制御部が、駆動プ
ーリの溝幅を溝幅設定値に変更する変速指令をアクチュ
エータへ供給する構成としたので、機関が回転していな
い状態等であって無端ベルト式無段変速機のベルトが回
転されていない状態では、駆動プーリの溝幅が変更され
ることはない。よって、機関始動時の溝幅が予め設定し
た機関始動時の溝幅設定値よりも狭められた状態にあっ
て、しかも機関回転数が予め設定した変速許容回転数を
越えている状態、すなわち、ベルトが回転されている状
態でプーリの溝幅の変更がなされるので、ベルトがプー
リから浮くことを防止できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係る車両用無段変速制御装置の模式
構造図 【図２】無段変速機の具体例を示す断面図 【図３】図２のＡ−Ａ線断面図 【図４】変速特性マップを備えた変速制御部のブロック
構成図 【図５】変速特性マップを備えた変速制御部の動作を示
すフローチャート 【符号の説明】 １ 無段変速制御装置 ２ 機関 ３ 無段変速機 ４ 遠心式クラッチ ５，２１ 変速制御部 ６ 駆動プーリ ７ 従動プーリ ８ 無端ベルト ９ アクチュエータ １０ 機関回転数センサ １２ 機関回転数検出手段 １５ 変速比演算手段 １６ 変速比出力許可手段 １７ 変速許容回転数設定手段 １９ アクチュエータ駆動手段 ２２ 変速特性マップ ２３ 変速制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 司雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−149461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−227433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−77157（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 9/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 変速制御部から供給される変速指令に基
   づいて少なくとも駆動プーリの溝幅を可変するアクチュ
   エータを備えた無端ベルト式無段変速機を介して、機関
   の回転出力を駆動輪へ伝達するようにした車両用無段変
   速制御装置において、機関始動時の駆動プーリの溝幅が、予め設定した機関始
   動時の減速比状態の駆動プーリの溝幅設定値よりも狭め
   られた状態にある場合には、 機関回転数検出手段で検出
   した機関回転数が予め設定した変速許容回転数を越えた
   ときに、前記変速制御部は、駆動プーリの溝幅を前記溝
   幅設定値に変更する変速指令を前記アクチュエータへ供
   給するよう構成したことを特徴とする車両用無段変速制
   御装置。