JP4270459B2

JP4270459B2 - 無段変速機構の制御装置

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Publication number: JP4270459B2
Application number: JP2004232176A
Authority: JP
Inventors: 善昭塚田; 孝大関; 正宏黒木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2024-08-09
Also published as: KR100642103B1; KR20060049983A; JP2006046618A; CN1734134A; TW200606360A; TWI288216B; CN100557275C; US7316630B2; US20060030449A1

Description

本発明は無段変速機構の制御装置に係り、特に、ベルト式無段変速機を備えた無段変速機構に好適な制御装置に関する。

エンジンの駆動力をベルト式の無段変速機を介して駆動輪へ伝達する変速機構において、遠心式の発進クラッチを出力軸（被動側）に設ける構成では、車両が急停車した際に駆動輪から変速機へのトルクの入力を遮断できる。したがって、エンジンが停止していなければ無段変速機の変速比が発進時の低変速比状態（ロー側）へ戻れるものの、その際の減速トルクが無段変速機の出力軸へ入力されてしまう。このため、発進クラッチの伝達容量を大きくしなければならず、装置の大型化や重量の増加を招いてしまう。

一方、発進クラッチを無段変速機の入力軸（駆動側）に設ける構成では、車両が急停車した際でも無段変速機の変速比が低速側へ戻らないことがあり、このような場合には、再発進する際に無段変速機の変速比が低速側にないので十分な加速性能を得られないという技術課題が新たに生じる。

これに対して、特許文献１には、無段変速機の出力軸に駆動輪への動力伝達を断接する切換機構を設け、車両が急停車する際に前記切換機構を制御して動力伝達を遮断すると共に、この遮断に先行して発進クラッチを開放させ、その後、無段変速機と駆動輪との間での動力伝達が遮断された後に前記発進クラッチを再締結させる技術が開示されている。
特開２００３−１４００４号公報

上記した従来技術は、車両が急停車する際のエンジンストールを防止する技術であり、無段変速機の変速比が低速側へ戻る前にエンジンが停止してしまうと、次の発進時には低変速比以外からの発進を余儀なくされるので、良好な加速性能を得られないという技術課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、無段変速機の変速比が低速側へ戻る前にエンジンが停止してしまっても、次の発進時には良好な加速性能を得られる無段変速機構の制御装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、ベルト式の無段変速機を備え、その入力軸が発進クラッチを介してエンジンのクランク軸に連結され、出力軸が駆動軸に連結され、前記クランク軸の回転数が所定値を超えると、前記発進クラッチが接続されてエンジンの動力が無段変速機を介して駆動軸へ伝達される無段変速機構の制御装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)無段変速機の出力軸と駆動軸との間に設けられ、前記駆動軸の逆転の動力に対して空転する一方向クラッチと、前記クランク軸に直結されたスタータモータと、前記無段変速機の変速比を検知する手段と、エンジンが停止状態にあるか否かを検知する手段と、エンジンが停止状態にあり、かつ無段変速機の変速比が所定の基準値よりも大きいときに、発進クラッチが接続される回転数でクランク軸が逆回転して前記無段変速機のベルトが逆回転するようにスタータモータを逆転させる制御手段とを具備したことを特徴とする

(2)前記クランク軸と無段変速機の駆動プーリとの間に設けられ、クランク軸の正転の動力に対して空転し、逆転の動力を駆動プーリへ伝達する第２のワンウェイクラッチをさらに含むことを特徴とする。

(3)前記クランク軸駆動手段は、前記無段変速機の変速比が前記所定の基準値まで低下するとクランク軸の駆動を停止させることを特徴とする。

(4)前記無段変速機の変速比を検知する手段は、無段変速機の入力軸の回転数と出力軸の回転数との比に基づいて変速比を検知することを特徴とする。

(5)前記無段変速機は、その入力軸に駆動プーリを備え、その出力軸に従動プーリを備え、各プーリは一対の固定プーリおよび可動プーリから構成され、前記無段変速機の変速比を検知する手段は、前記駆動プーリおよび従動プーリの少なくとも一方の可動プーリの移動量に基づいて変速比を検知することを特徴とする。

(6)駆動軸に車両の動力源としての駆動モータが連結されたことを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項１の発明によれば、エンジンが停止した際に無段変速機が低変速比以外の状態にあると、クランク軸が発進クラッチのクラッチ・イン速度を若干越える低速度で強制的に逆回転され、これにより無段変速機が低変速比状態まで戻されるので、次の発進時には低変速比状態からの走行が可能となり、良好な加速性能を得られる。しかも、無段変速機の出力軸が一方向クラッチを介して駆動軸と連結されているので、クランク軸を逆転させても、その動力が駆動輪には伝達されない。さらに、無段変速機の強制駆動がモータで行われるので、無段変速機を低変速比状態まで戻す際にエンジンを再始動させる必要がない。さらに、無段変速機とクランク軸とが発進クラッチを介して連結されていても、クランク軸を逆回転させることで無段変速機を低変速比状態まで戻すことができる。
(2)請求項２の発明によれば、無段変速機とクランク軸とが発進クラッチを介して連結されていても、クランク軸を発進クラッチのクラッチ・イン速度まで上昇させることなく、すなわち少ない消費電力で無段変速機を低変速比状態まで戻すことができる。
(3)請求項３の発明によれば、無段変速機の変速比を低変速比状態まで確実に戻せるのみならず、変速比が低変速比状態まで戻ればモータが自動停止されるので、電力の無駄な消費が防止される。
(4)請求項４、５の発明によれば、無段変速機の変速比を簡単な構成で正確に検知できるようになる。
(5)請求項６の発明によれば、クランク軸を逆回転させた際に無段変速機の従動側が逆回転しても駆動モータの連れ回しを防止できるので、クランク軸を逆回転させる際の消費電力を低く抑えられるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用したハイブリッド車両の一実施形態の側面図であり、本実施形態では、走行中にブレーキ操作がなされるとエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止機能を搭載し、燃料消費率の更なる向上を図っている。

ハイブリッド車両は、車体前方に前輪WFを軸支するフロントフォーク１を有し、このフロントフォーク１はヘッドパイプ２に枢支されており、ハンドル３の操作によって操舵可能とされている。ヘッドパイプ２からは後方かつ下方に向けてダウンパイプ４が取り付けられており、このダウンパイプ４の下端からは中間フレーム５が略水平に延設されている。さらに、中間フレーム５の後端からは、後方かつ上方に向けて後部フレーム６が形成されている。

このように構成された車体フレーム１０には、動力源を含むパワーユニット１１の一端が枢着されている。パワーユニット１１は、その後方の他端側に駆動輪である後輪WRが回転可能に取り付けられると共に、後部フレーム６に取り付けられたリヤクッションにより吊り下げられている。

車体フレーム１０の外周は車体カバー１３で覆われ、車体カバー１３の後方かつ上面には搭乗者が着座するシート１４が固定されている。シート１４よりも前方には搭乗者が足を置くステップフロア１５が形成されている。シート１４の下方には、ヘルメットや荷物等を収納するためのユーティリティスペースとして機能する収納ボックス１００が設けられている。

図２は、上記したハイブリッド車両のシステム構成を示したブロック図であり、前記パワーユニット１１は、エンジン２０と、エンジン始動機および発電機として機能するACGスタータモータ２１ａと、クランク軸２２に連結されてエンジン２０の動力を後輪WRへ伝達する無段変速機（動力伝達手段）２３と、クランク軸２２と無段変速機２３の入力軸との間の動力伝達を断接させる発進クラッチ４０と、発動機または発電機として機能する駆動モータ２１ｂと、エンジン２０および駆動モータ２１ｂから後輪WR側には動力を伝達するが、後輪WRからエンジン２０側には動力を伝達しない一方向クラッチ（一方向動力伝達手段）４４と、無段変速機２３からの出力を減速して後輪WRに伝達する減速機構６９とを備えて構成されている。前記無段変速機２３の変速比Rmは変速比センサ１２により検知され、エンジン２０の回転数Neはエンジン回転数センサ３６により検知される。

エンジン２０からの動力は、クランク軸２２から発進クラッチ４０、無段変速機２３、一方向クラッチ４４、駆動軸６０および減速機構６９を介して後輪WRに伝達される。他方、駆動モータ２１ｂからの動力は、駆動軸６０および減速機構６９を介して後輪WRに伝達される。つまり、本実施形態では駆動軸６０が駆動モータ２１ｂの出力軸を兼ねている。

ACGスタータモータ２１ａおよび駆動モータ２１ｂにはバッテリ７４が接続されている。このバッテリ７４は、駆動モータ２１ｂが発動機として機能する際、およびACGスタータモータ２１ａが始動機として機能する際は、これらモータ２１ａ、２１ｂに電力を供給し、ACGスタータモータ２１ａおよび駆動モータ２１ｂが発電機として機能する際は、これらの回生電力が充電されるように構成されている。エンジン２０、ACGスタータモータ２１ａおよび駆動モータ２１ｂは制御ユニット７の走行制御部７ａにより制御される。

エンジン２０の吸気管１６内には空気量を制御するスロットルバルブ１７が回動自在に設けられている。このスロットルバルブ１７は、搭乗者が操作するスロットルグリップ（不図示）の操作量に応じて回動する。スロットルバルブ１７とエンジン２０との間には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、吸気管内の負圧を検出する負圧センサ１９が配設されている。

次に、図３を参照しながらエンジン２０および駆動モータ２１ｂを含むパワーユニット１１の構成について説明する。

エンジン２０は、クランク軸２２にコンロッド２４を介して連結されたピストン２５を備えている。ピストン２５は、シリンダブロック２６に設けられたシリンダ２７内を摺動可能であり、シリンダブロック２６はシリンダ２７の軸線が略水平になるように配設されている。シリンダブロック２６の前面にはシリンダヘッド２８が固定され、シリンダヘッド２８およびシリンダ２７ならびにピストン２５で混合気を燃焼させる燃焼室２０ａが形成されている。

シリンダヘッド２８には、燃焼室２０ａへの混合気の吸気または排気を制御するバルブ（不図示）と、点火プラグ２９とが配設されている。バルブの開閉は、シリンダヘッド２８に軸支されたカム軸３０の回転により制御される。カム軸３０は一端側に従動スプロケット３１を備え、従動スプロケット３１とクランク軸２２の一端に設けた駆動スプロケット３２との間には無端状のカムチェーン３３が掛け渡されている。カム軸３０の一端には、エンジン２０を冷却するウォータポンプ３４が設けられている。ウォータポンプ３４は、その回転軸３５がカム軸３０と一体に回転するように取り付けられている。したがって、カム軸３０が回転するとウォータポンプ３４を稼動させることができる。

クランク軸２２を軸支するクランクケース４８の車幅方向右側にはステータケース４９が連結されており、その内部にACGスタータモータ２１ａが収納されている。このACGスタータモータ２１ａは、いわゆるアウターロータ形式のモータであり、そのステータは、ステータケース４９に固定されたティース５０に導線を巻き掛けたコイル５１からなる。一方、アウターロータ５２はクランク軸２２に固定されており、ステータの外周を覆う略円筒形状を有している。また、アウターロータ５２の内周面には、マグネット５３が配設されている。

アウターロータ５２には、ACGスタータモータ２１ａを冷却するためのファン５４ａが取り付けられており、このファン５４ａがクランク軸２２に同期して回転すると、ステータケース４９のカバー５５の側面５５ａに形成された冷却風取入口５９ａから、冷却用の空気が取り入れられる。

クランクケース４８の車幅方向左側には伝動ケース５９が連結されており、その内部にはクランク軸２２の左端部に固定されたファン５４ｂ、発進クラッチ４０を介してクランク軸２２に駆動側が連結された無段変速機２３、無段変速機２３の従動側に連結された駆動モータ２１ｂが収納されている。ファン５４ｂは、伝動ケース５９内に収容された無段変速機２３および駆動モータ２１ｂを冷却するものであり、無段変速機２３に対して駆動モータ２１ｂと同側、すなわち、本実施例では共に車幅方向左側に配置されている。

伝動ケース５９の車体前側かつ左側には冷却風取入口５９ａが形成されており、クランク軸２２に同期してファン５４ｂが回転すると、該ファン５４ｂの近傍に位置する冷却風取入口５９ａから伝動ケース５９内に外気が取り入れられ、駆動モータ２１ｂおよび無段変速機２３が強制的に冷却される。

無段変速機２３は、クランクケース４８から車幅方向に突出したクランク軸２２の左端部に発進クラッチ４０を介して装着された駆動側伝動プーリ５８と、クランク軸２２と平行な軸線を持って伝動ケース５９に軸支された駆動軸６０に一方向クラッチ４４を介して装着された従動側伝動プーリ６２との間に、無端状のＶベルト（無端ベルト）６３を巻き掛けて構成されるベルトコンバータである。

駆動側伝動プーリ５８は、図４の要部拡大図に示すように、クランク軸２２に対して、その軸方向への移動は規制されているが周方向へは回転自在に取り付けられたスリーブ５８ｄと、スリーブ５８ｄ上に固着された駆動側固定プーリ半体５８ａと、スリーブ５８ｄに対して、その軸方向へは移動可能であるが周方向には回転不能に取り付けられた駆動側可動プーリ半体５８ｃとを備える。

他方、従動側伝動プーリ６２は、駆動軸６０に対しその軸方向の移動は規制されているが周方向には回転自在に取り付けられた従動側固定プーリ半体６２ａと、従動側固定プーリ半体６２ａのボス部６２ｃ上にその軸方向への移動可能に取り付けられた従動側可動プーリ半体（従動側可動プーリ）６２ｂとを備える。

そして、これら駆動側固定プーリ半体５８ａと駆動側可動プーリ半体５８ｃとの間、および従動側固定プーリ半体６２ａと従動側可動プーリ半体６２ｂとの間にそれぞれ形成された断面略Ｖ字状のベルト溝に、無端状の5ベルト６３が巻き掛けられている。

従動側可動プーリ半休６２ｂの背面側（車幅方向左側）には、従動側可動プーリ半体６２ｂを従動側固定プーリ半体６２ａ側に向けて常時付勢するスプリング（弾性部材）６４が配設されている。

このような構成において、クランク軸２２の回転数が上昇すると、駆動側伝動プーリ５８においては、ウェイトローラ５８ｂに遠心力が作用して駆動側可動プーリ半体５８ｃが駆動側固定プーリ半体５８ａ側に移動する。この移動した分だけ駆動側可動プーリ半体５８ｃが駆動側固定プーリ半体５８ａに近接し、駆動側伝動プーリ５８の溝幅が減少するので、駆動側伝動プーリ５８と5ベルト６３との接触位置が駆動側伝動プーリ５８の半径方向外側にずれ、5ベルト６３の巻き掛け径が増大する。これに伴い、従動側伝動プーリ６２においては、従動側固定プーリ半体６２ａと従動側可動プーリ半体６２ｂとにより形成される溝幅が増加する。つまり、クランク軸２２の回転数に応じて、Ｖベルト６３の巻き掛け径（伝達ピッチ径）が連続的に変化し、変速比が自動的かつ無段階に変化する。

発進クラッチ４０は、無段変速機２３よりも車体外側（本実施例では車幅方向左側）、すなわち、駆動側固定プーリ半体５８ａとファン５４ｂとの間、かつ、伝動ケース５９に形成された冷却風取入口５９ａの近傍に設けられている。

この発進クラッチ４０は、上記スリーブ５８ｄに固着されたカップ状のアウタケース４０ａと、クランク軸２２の左端部に固着されたアウタプレート４０ｂと、アウタプレート４０ｂの外線部にウェイト４０ｃを介して半径方向外側を向くように取り付けられたシュー４０ｄと、シュー４０ｄを半径方向内側に付勢するためのスプリング４０ｅとを備えて構成されている。

このような構成において、エンジン回転数、すなわちクランク軸２２の回転数が所定値（例えば、３０００ｒｐｍ）以下の場合には、クランク軸２２と無段変速機２３との間の動力伝達は遮断されている。エンジン回転数が上昇し、クランク軸２２の回転数が上記所定値を越えると、ウェイト４０ｃに働く遠心力がスプリング４０ｅにより半径方向内側に働く弾性力に抗し、ウェイト４０ｃが半径方向外側に移動することによって、シュー４０ｄがアウタケース４０ａの内周面を所定値以上の力で押圧される。これにより、クランク軸２２の回転がアウタケース４０ａを介してスリーブ５８ｄに伝達され、該スリーブ５８ｄに固定された駆動側伝動プーリ５８が駆動される。

一方向クラッチ４４は、カップ状のアウタクラッチ４４ａと、このアウタクラッチ４４ａに同軸に内挿されたインナクラッチ４４ｂと、このインナクラッチ４４ｂからアウタクラッチ４４ａに対して一方向のみ動力を伝達可能にするローラ４４ｃとを備えている。アウタクラッチ４４ａは、駆動モータ２１ｂのインナーロータ本体を兼ね、インナーロータ本体と同一部材で構成されている。さらに、インナクラッチ４４ｂの内周と、従動側固定プーリ半体６２ａにおけるボス部６２ｃの左端部とは、互いにスプライン結合されている。

このような構成において、無段変速機２３の従動側伝動プーリ６２に伝達されたエンジン２０側からの動力は、従動側固定プーリ半体６２ａ、インナクラッチ４４ｂ、アウタクラッチ４４ａすなわちインナーロータ本体、駆動軸６０および減速機構６９を介して後輪WRに伝達されるのに対して、車両押し歩きの際や回生動作時等における後輪WR側からの動力は、減速機構６９、駆動軸６０、インナーロータ本体すなわちアウタクラッチ４４ａまでは伝達されるが、このアウタクラッチ４４ａがインナクラッチ４４ｂに対して空転するので、無段変速機２３およびエンジン２０に伝達されることはない。

伝動ケース５９の車体後方側には、駆動軸６０をモータ出力軸とするインナーロータ形式の駆動モータ２１ｂが設けられている。

インナーロータ８０は、駆動軸６０と、カップ状をなしその中央部に形成されたボス部８０ｂにて駆動軸６０とスプライン結合されたインナーロータ本体すなわち上記インナクラッチ４４ｂと、このインナクラッチ４４ｂの開口側外周面に配設されたマグネット８０ｃとを備えている。インナクラッチ４４ｂの底部側外周面には、伝動ケース５９の内壁５９Ａに取り付けられたロータセンサ８１により検知される複数の被検知体８２が装着されている。他方、ステータ８３は、伝動ケース５９内のステータケース８３ａに固定されたティース８３ｂに導線を巻き掛けたコイル８３ｃにより構成されている。

駆動モータ２１ｂは、エンジン２０の出力をアシストする際に発動機として機能する他に、駆動軸６０の回転を電気エネルギに変換し、図２には不図示のバッテリ７４に回生充電する発電機（ジェネレータ）としても機能する。駆動モータ２１ｂは、金属製の伝動ケース５９の内壁５９Ａにステータケース８３ａを介して直付けされており、この直付け箇所に対応する伝動ケース５９の外壁５９Ｂには、車体前後方向に延びる冷却用のフイン５９ｂが相互に間隔をおいて複数設けられている。

図３へ戻り、減速機構６９は、伝動ケース５９の後端部右側に連なる伝達室７０内に設けられており、駆動軸６０および後輪WRの車軸６８と平行に軸支された中間軸７３を備えると共に、駆動軸６０の右端部および中間軸７３の中央部にそれぞれ形成された第１の減速ギヤ対７１、７１と、中間軸７３の右端部および車軸６８の左端部にそれぞれ形成された第２の減速ギヤ対７２、７２とを備えて構成されている。このような構成により、駆動軸６０の回転は所定の減速比にて減速され、これと平行に軸支された後輪WRの車軸６８に伝達される。

前記制御ユニット７の走行制御部７ａは、スロットルバルブ１７の開度を検出するスロットル開度センサや、負圧センサ１９、エンジン回転数センサ３６、ロータセンサ５７、８１等からの情報を受けて、ACGスタータモータ２１ａや駆動モータ２１ｂの各ドライバ９０、９１や、エンジン２０の点火プラグ２９を作動させる点火装置に所定の制御信号を出力する。

前記制御ユニット７の変速比戻し制御部７ｂは、エンジン２０が停止した際に無段変速機２３の変速比Rmを検知し、この変速比Rmが発進時に十分な加速性能を得られる所定の低変速比まで低下していなければ、クランク軸２２を発進クラッチのクラッチ・イン速度で逆回転させて駆動側伝動プーリ５８の溝幅を拡げ、5ベルト６３の巻き掛け径を減少させて変速比を低下させる。

図５は、前記変速比戻し制御部７bによる変速比戻し制御の手順を示したフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１では、前記エンジン回転数センサ３６の出力信号に基づいてエンジン回転数Neが求められる。ステップＳ２では、前記エンジン回転数Neが基準回転数Nrefと比較され、エンジンが停止または停止に準じる低回転状態にあるか否かが判定される。エンジン回転数Neが基準回転数Nrefを下回り、エンジンが停止中または停止に準じる低回転状態にあると判定されるとステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、前記変速比センサ１２の出力信号に基づいて無段変速機の変速比Rmが求められる。

前記変速比センサ１２は、例えば駆動側伝動プーリ５８あるいは発進クラッチ４０のアウタケース４０ａの回転数N1と駆動軸６０の回転数N2とを検知する回転数センサを含む。前記変速比戻し制御部７bは、各回転数の比（N1／N2）に基づいて変速比Rmを求めることができる。あるいは、前記各軸２２、６０の回転数を検知する代わりに、前記駆動側可動プーリ半体５８ｃの移動量L1または従動側可動プーリ半体６２ｂの移動量L2を検知する位置センサを設け、変速比戻し制御部７bが、前記移動量L1またはL2に基づいて変速比Rmを求めるようにしても良い。

なお、駆動側可動プーリ半体５８ｃの移動量L1と従動側可動プーリ半体６２ｂの移動量L2とは所定の対応関係にあるので、変速比センサ１２として前記位置センサを用いるのであれば、駆動側可動プーリ半体５８ｃおよび従動側可動プーリ半体６２ｂのいずれか一方の移動量のみを求めるようにしても良い。

ステップＳ４では、前記変速比Rmが基準変速比Rrefと比較され、発進時に十分な加速性能を得られる低変速比状態（ロー状態）にあるか否かが判定される。無段変速機２３の変速比が十分に低下する以前にエンジン２０が停止しており、変速比Rmが低変速比状態ではないと判定されるとステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、前記ACGスタータモータ２１ａが逆転方向へ、発進クラッチ４０のクラッチ・イン速度（本実施形態では、略３０００rpm）を若干超える速度で駆動される。

このとき、ACGスタータモータ２１ａの動力は発進クラッチ４０を介して駆動側伝動プーリ５８へ伝達される。駆動側伝動プーリ５８が駆動されると、5ベルト６３を介して従動側伝動プーリ６２も駆動されるが、低回転域では、従動側可動プーリ半体６２ｂがスプリング６４により従動側固定プーリ半体６２a側へ付勢され、5ベルト６３の巻き掛け径が増大する。これに伴い、駆動側伝動プーリ６２においては、駆動側固定プーリ半体５８ａと駆動側可動プーリ半体５８ｃとにより形成される溝幅が、前記ウェイトローラ５８ｂの遠心力に抗して狭まり、5ベルト６３の巻き掛け径が減少し始める。

なお、本実施形態では無段変速機２３の出力軸が一方向クラッチ４４を介して駆動軸６０と連結されており、一方向クラッチ４４は駆動軸６０の逆転の動力に対して空転するので、前記無段変速機２３を強制駆動させる際にACGスタータモータ２１ａを逆転駆動させても、この動力が駆動輪まで伝達されることはない。

ステップＳ６では、前記ステップＳ３と同様にして無段変速機２３の変速比Rmが求められる。ステップＳ７では、変速比Rmが基準変速比Rrefと比較され、発進時に十分な加速性能を得られる低変速比状態まで低下したか否かが判定される。

無段変速機２３が低変速比状態と判定されるまでは、前記ステップＳ５へ戻ってACGスタータモータ２１ａによるクランク軸２２の低速逆転駆動が継続される。その後、ステップＳ７において、変速比Rmが低変速比状態まで低下したと判定されるとステップＳ８へ進み、前記ACGスタータモータ２１ａの低速逆転駆動が停止される。

以上の構成からなるハイブリッド車両において、エンジン始動時は、クランク軸２２上のACGスタータモータ２１ａを用いてクランク軸２２を回転させる。このとき、発進クラッチ４０は接続されておらず、クランク軸２２から無段変速機２３への動力伝達は遮断されている。

スロットルグリップの操作量に対応して、クランク軸２２の回転数が所定値（例えば、３０００rpm）を越えると、クランク軸２２の回転動力が発進クラッチ４０を介して無段変速機２３、一方向クラッチ４４および減速機構６９に伝達され、後輪WRが駆動される。この発進時に、バッテリ７４からの給電により駆動モータ２１ｂを稼動させ、エンジン動力による駆動軸６０の回転をアシストすることも可能である。

また、エンジン２０による発進に代えて、駆動モータ２１ｂのみによる発進も可能である。この場合は、駆動モータ２１ｂによる駆動軸６０の回転は、一方向クラッチ４４により従動側伝動プーリ６２に伝達されないので、無段変速機２３を駆動させることはない。これにより、駆動モータ２１ｂのみで後輪WRを駆動して走行する場合には、エネルギー伝達効率が向上する。

エンジン２０のみで走行している場合において、加速時や高速時など負荷が大きいときは、駆動モータ２１ｂでエンジン走行をアシストすることもできる。このとき、駆動軸６０には、ピストン２５の往復運動によるクランク軸２２の回転動力が発進クラッチ４０、無段変速機２３および一方向クラッチ４４を介して伝達されると共に、駆動モータ２１ｂからの動力も一方向クラッチ４４を介して伝達され、これらの合成動力が減速機構６９を介して後輪WRを駆動する。これとは逆に、駆動モータ２１ｂのみで走行している場合に、エンジン２０でモータ走行をアシストすることもできる。

一定速度での走行（クルーズ走行）時において、駆動モータ２１ｂのみを動力源として走行している場合、エンジン２０を駆動させても発進クラッチ４０の接続回転数（上記所定値）以下であれば、無段変速機２３を駆動させずに、ACGスタータモータ２１ａによる発電を行うことができる。

この一定速度走行時に駆動モータ２１ｂのみを動力源として走行している場合は、駆動モータ２１ｂから後輪WRへの動力伝達が無段変速機２３を駆動させることなく行われるので、エネルギー伝達効率に優れる。

減速時において、一方向クラッチ４４は、駆動軸６０の回転を無段変速機２３の従動側伝動プーリ６２に伝達しないので、無段変速機２３を駆動させずに、車軸６８の回転を減速機構６９を介して直接、駆動モータ２１ｂへ回生することができる。

つまり、後輪WRから駆動モータ２１ｂへの回生動作時に、後輪WRから駆動モータ２１ｂに伝達される動力が無断変速機２３の駆動に消費されることがないので、回生時の充電効率が向上する。

一方、走行状態からの停車時に、無段変速機２３が低変速比状態まで戻る前にエンジン２０が停止してしまい、無段変速機２３が低変速比以外の状態にあると、クランク軸２２が発進クラッチ４０のクラッチ・イン速度を若干越える低速度で強制的に逆転駆動され、これにより無段変速機２３が低変速比状態まで戻されるので、次の発進時には低変速比状態からの走行が可能となり、良好な加速性能を得られる。

さらに、本実施形態では無段変速機の強制駆動をACGスタータモータ２１ａで行うようにしたので、無段変速機を低変速比状態まで戻すのに際してエンジンを再始動させる必要がない。しかも、本実施形態では無段変速機２３の出力軸が一方向クラッチ４４を介して駆動軸６０と連結されているので、前記無段変速機２３を強制駆動させる際にACGスタータモータ２１ａを逆転駆動させるようにすれば、無段変速機２３と駆動軸６０との間での動力伝達を遮断する機構を別途に設ける必要がない。

図６は、本発明の第２実施形態の主要部の構成を示した断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

上記した第１実施形態では、スリーブ５８ｄがクランク軸２２に対して、その軸方向への移動は規制されるが周方向へは回転自在に取り付けられていた。このため、駆動側伝動プーリ５８を逆回転させるためには、クランク軸２２を発進クラッチ４０のクラッチ・イン速度以上で逆回転させる必要があった。

これに対して、本実施形態では図６に示したように、スリーブ５８ｄの内周とクランク軸２２の外周との間に、クランク軸２２の正転の動力に対して空転し、逆転の動力のみをスリーブ５８ｄへ伝達するローラ５８ｅを設けて、クランク軸２２をクラッチインナ、スリーブ５８ｄをクラッチアウタとするワンウェイクラッチを構成したので、クランク軸２２を逆回転させると、その回転速度にかかわらず、これに同期して駆動側伝動プーリ５８を逆転させることができる。

本実施形態によれば、クランク軸２２の逆転速度を発進クラッチ４０のクラッチ・イン速度まで上昇させなくても駆動側伝動プーリ５８を逆回転させられるので、少ない消費電力で無段変速機２３の変速比を低変速比状態まで戻すことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、適用対象は、二輪車に限定されずに、三輪車や四輪車などの他の移動体であっても良い。

本発明に係るハイブリッド車両の一実施例による二輪車の側面図である。図１に示す二輪車のシステム構成を示すブロック図である。図１に示す二輪車のパワーユニットの断面図である。図３の要部拡大図である。変速比戻し制御の手順を示したフローチャートである。本発明の第２実施形態の主要部の構成を示した断面図である。

符号の説明

１１パワーユニット
１２変速比センサ
２０エンジン（動力源）
２１ｂ駆動モータ（モータ、動力源）
２３無段変速機
３６エンジン回転数センサ
４４一方向クラッチ（一方向動力伝達手段）
６０駆動軸
６２従動側伝動プーリ（従動側プーリ）

Claims

ベルト式の無段変速機を備え、その入力軸が発進クラッチを介してエンジンのクランク軸に連結され、出力軸が駆動軸に連結され、前記クランク軸の回転数が所定値を超えると、前記発進クラッチが接続されてエンジンの動力が無段変速機を介して駆動軸へ伝達される無段変速機構の制御装置において、
前記無段変速機の出力軸と駆動軸との間に設けられ、前記出力軸の逆転の動力に対して空転する一方向クラッチと、
前記クランク軸に直結されたスタータモータと、
前記無段変速機の変速比を検知する手段と、
前記エンジンが停止状態にあるか否かを検知する手段と、
前記エンジンが停止状態にあり、かつ前記無段変速機の変速比が所定の基準値よりも大きいときに、発進クラッチが接続される回転数でクランク軸が逆回転して前記無段変速機のベルトが逆回転するようにスタータモータを逆転させる制御手段とを具備したことを特徴とする無段変速機構の制御装置。
前記クランク軸と無段変速機の入力軸との間に設けられ、クランク軸の正転の動力に対して空転し、逆転の動力を駆動プーリへ伝達する第２のワンウェイクラッチをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機構の制御装置。
前記クランク軸駆動手段は、前記無段変速機の変速比が前記所定の基準値まで低下するとクランク軸の駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機構の制御装置。
前記無段変速機の変速比を検知する手段は、無段変速機の入力軸の回転数と出力軸の回転数との比に基づいて変速比を検知することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無段変速機構の制御装置。
前記無段変速機は、その入力軸に駆動プーリを備え、その出力軸に従動プーリを備え、各プーリは一対の固定プーリおよび可動プーリから構成され、前記無段変速機の変速比を検知する手段は、前記駆動プーリおよび従動プーリの少なくとも一方の可動プーリの移動量に基づいて変速比を検知することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無段変速機構の制御装置。
前記駆動軸に、車両の動力源としての駆動モータが連結されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の無段変速機構の制御装置。