JP5055070B2 - 無段変速機及び鞍乗型車両 - Google Patents

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Description

本発明は、無段変速機に関するものであり、特に、鞍乗型車両に搭載されるのに適した無段変速機に関するものである。

スクータ型の自動二輪車などの鞍乗型車両には、広くVベルト式無段変速機が使われている。このVベルト式無段変速機は、エンジン等の動力源の出力が入力されるプライマリ軸と、駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸とにそれぞれ配された溝幅可変の一対のプライマリシーブ及びセカンダリシーブで構成され、両シーブにVベルトを巻掛し、溝幅調節機構によって各シーブの溝幅を変えることで、Vベルトの各シーブに対する巻掛け径を調節し、両シーブ間での変速比を無段階的に調節する。

通常、前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブは、相互間にV溝を形成する固定フランジ及び可動フランジから構成され、各可動フランジがプライマリ軸又はセカンダリ軸の軸線方向に移動自在に設けられている。そして、溝幅調節機構により可動フランジを移動することによって、変速比を無段階に調節できる。

従来、この種のVベルト式無段変速機として、溝幅調節のためのプライマリシーブの可動フランジを電動モータで移動させるものがある。斯かるVベルト式無段変速機は、電動モータの移動推力によって、プライマリシーブの溝幅を狭める方向(Top側)、及び溝幅を広げる方向(Low側)のいずれの方向にも可動フランジを移動させることができるので、溝幅を自由に調節することができる(例えば、特許文献1等参照)。斯かるVベルト式の自動無段変速機は、鞍乗型車両(例えば、自動二輪車)にも適用されている。
特許第3043061号公報 特許第2950957号公報 特開昭62−175228号公報

Vベルト式の自動無段変速機を電子制御する機構を備えたスクータ型の自動二輪車は、ライダーの操作を必要とすることなく、無段変速機の変速比が自動的に変更される(例えば、特許文献3)。すなわち、予め設定されたプログラム(マップ)が実行され、車速と、エンジン回転速度と、アクセル開度などの情報に基づいて、無段変速機の変速比が自動的に変更される。このため、ライダーによる運転操作が容易であり、現在では様々な車種に自動無段変速機が適用されている。

この種の電子制御を行う自動無段変速機を備えた自動二輪車には、ライダーの意思を入力するための減速レバーを設け、減速レバーの位置に応じて無段変速機の変速比をマニュアル設定できるようにしたもの(例えば、特許文献2参照)や、変速比を強制的に変えたり、手動でシフトダウンさせたりするスイッチを設けたもの(例えば、特許文献3参照)等が知られている。これらによれば、自動無段変速機の利点を活かしながら、ライダーの意思によって任意の変速比を随意に連続的に得ることができ、エンジンブレーキのドライビングへの活用、予めのシフトダウンを可能とし、加速のもたつきを解消することができる。

本発明者は、ライダーの意思に応じたシフトダウンを実現する制御プログラム(キックダウンモード)を備えたVベルト式の無段変速機の開発をしている。そして、斯かるキックダウンモードを備えたVベルト式の無段変速機について、様々な走行状態を検討した。その中で、キックダウンモードが実行されている場合は、減速時に、プライマリシーブとVベルトに滑りが生じる場合があるとの問題を発見した。

本発明は、かかる問題を鑑みてなされたものである。本発明に係る無段変速機は、制御装置によって変速比が制御される無段変速機であって、キックダウン操作子を備えている。制御装置には、制御目標値を設定する通常モードと、通常モードよりもLow側に制御目標値を設定するキックダウンモードと、スロットル全閉時における制限値とが設定されている。制御装置は、キックダウン操作子の操作に応じて、キックダウンモードに基づいて無段変速機を制御するとともに、スロットル全閉時においては、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にならないように、無段変速機を制御する。

また、本発明に係る鞍乗型車両は、アクセル操作子の操作に応じて出力が制御されるエンジンと、エンジンに接続された無段変速機と、無段変速機の変速比を電子的に制御する制御装置とを備えた鞍乗型車両であって、アクセル操作子とは別に設けられたキックダウン操作子を備えている。制御装置は、制御目標値を設定する通常モードと、通常モードよりもLow側に制御目標値を設定するキックダウンモードと、スロットル全閉時における制限値とが設定されている。制御装置は、キックダウン操作子の操作に応じて、目標値設定部に定められたキックダウンモードに基づいて無段変速機を制御するとともに、スロットル全閉時においては、目標値設定部に定められたスロットル全閉時における制限値よりもLow側にならないように、無段変速機を制御する。

制御装置は、例えば、スロットル全閉時に、キックダウンモードが、スロットル全閉時における制限値よりもLow側に制御目標値を設定する場合に、スロットル全閉時における制限値に沿って無段変速機を制御してもよい。

また、無段変速機が所定の車速で切れるクラッチを備えている場合には、スロットル全閉時における制限値は、クラッチが切れる車速の近傍では、スロットル全閉時における通常モードによって設定される制御目標値に一致していてもよい。

また、制御装置に、通常モードよりも順次Low側に制御目標値を設定する複数段のキックダウンモードが設定されている場合、当該制御装置は、キックダウン操作子の操作に応じて、複数段のキックダウンモードのうち、順次Low側に設定されたキックダウンモードを実行する(キックダウン制御)。この場合、制御装置は、スロットル全閉時において、キックダウン制御で実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限する制御を行ってもよい。

また、制御装置に、通常モードよりも順次Low側に制御目標値を設定する複数段のキックダウンモードが設定されて場合、制御装置は、キックダウン操作子の操作に応じて、複数段のキックダウンモードのうち、順次Low側に設定されたキックダウンモードを実行する(キックダウン制御)。この場合、制御装置は、スロットル全閉時において、キックダウン制御によって実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限し、スロットル全閉時における制限値に沿って、無段変速機の変速比を制御する制御を行ってもよい。

上記の鞍乗型車両又は無段変速機によれば、制御装置に、制御目標値を設定する通常モードと、通常モードよりもLow側に制御目標値を設定するキックダウンモードと、スロットル全閉時における制限値とが定められている。そして、制御装置は、キックダウン操作子の操作に応じて、キックダウンモードに基づいて、無段変速機の変速比を制御するとともに、スロットル全閉時においてはスロットル全閉時における制限値を超えないように、無段変速機の変速比を制御する。これにより、キックダウンモードが実行されている場合においても、スロットル全閉時における無段変速機の変速比を適切に制御できるので、プライマリシーブとVベルトとの間に滑りが生じる問題を解消させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両に搭載された無段変速機を図面に基づいて説明する。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。

無段変速機100の概略構成を図1に示す。なお、この無段変速機100は、図1に示すように、プライマリ軸101(クランクシャフト)と、プライマリシーブ102と、セカンダリ軸103と、セカンダリシーブ104と、Vベルト105と、アクチュエータ(モータ)106と、制御装置107で構成されている。無段変速機100は、図2に示すように、鞍乗型車両1000に搭載されている。図1中の108はエンジンを、109は燃料タンクを、110は吸気ボックスを、111はスロットルバルブを、112は減速機構を、113はクラッチを、114は駆動輪をそれぞれ示している。この実施形態では、エンジン108によって発生した駆動力は、無段変速機100、減速機構112を介して駆動輪114(後輪)に伝わる。クラッチ113は、この実施形態では、遠心クラッチで構成されており、減速時に略一定の車速よりも遅くなると、無段変速機100からセカンダリ軸103への動力の伝達が切れる。

無段変速機100は、図1に示すように、プライマリ軸101に装着されたプライマリシーブ102と、セカンダリ軸103に装着されたセカンダリシーブ104と、プライマリシーブ102と、セカンダリシーブ104に巻き掛けられたVベルト105で構成されている。

プライマリシーブ102は、固定フランジ121と可動フランジ122で構成されており、プライマリシーブ102の溝幅は、制御装置107により制御されるモータ106によって調整される。セカンダリシーブ104は、固定フランジ123と可動フランジ124で構成されており、内装されているばね(図示省略)の作用により、プライマリシーブ102の溝幅に応じた溝幅に調整される。

図3(a)は無段変速機100がローギア(Low)になった状態を示している。プライマリシーブ102は、図3(b)に示すように、固定フランジ121と可動フランジ122の間隔が広くなっており、Vベルト105は、プライマリシーブ102の内周側(プライマリ軸101の近傍)に位置している。また、セカンダリシーブ104は、図3(c)に示すように、固定フランジ123と可動フランジ124の間隔が狭くなっており、Vベルト105はセカンダリシーブ104の外周側に位置している。この場合、プライマリ軸101の回転は減速されてセカンダリ軸103に伝わり、低速で比較的大きな駆動力を伝達し得る状態になる。

図4(a)は無段変速機100がトップギア(Top)になった状態を示している。プライマリシーブ102は、図4(b)に示すように、固定フランジ121と可動フランジ122の間隔が狭くなっており、Vベルト105は、プライマリシーブ102の外周側に位置している。また、セカンダリシーブ104は、図4(c)に示すように、固定フランジ123と可動フランジ124の間隔が広くなっており、Vベルト105はセカンダリシーブ104の内周側(セカンダリ軸103の近傍)に位置している。この場合、プライマリ軸101の回転は加速されてセカンダリ軸103に伝わり、高速で比較的小さな駆動力を伝達し得る状態になる。

無段変速機100は、モータ106の駆動によって、プライマリシーブ102の溝幅が調整されて変速比が調整される。モータ106は制御装置107に予め設定された目標値設定プログラムに従って駆動する。キックダウンは、ライダーの意思に応じたシフトダウンを実現するものであり、所定の目標値設定プログラム(キックダウンモード)に基づいた制御によって実現される。

本発明者は、キックダウンモードが実行されている場合に、減速すると、プライマリシーブ102とVベルト105とに滑りが生じる場合があるとの問題を発見し、その原因を鋭意検討した。その結果、斯かる問題の原因を以下のように考えた。

まず、キックダウンモードが実行されていると、通常モードが実行されている場合に比べて、無段変速機100の変速比がLow側に設定される。Low側に変速比が設定されるとプライマリシーブ102は溝幅が広くなる(図3(b)参照)。図3(b)に示すように、プライマリシーブ102の溝幅が広いLow側は、図4(b)に示すように、プライマリシーブ102の溝幅が狭いTop側に比べて、プライマリシーブ102がVベルト105を挟む力の作用が小さくなる。また、減速の際は、アクセルが緩められ、スロットルが閉じられる。そして、スロットル全閉時には、図1に示すように、駆動輪114から、セカンダリ軸103、セカンダリシーブ104、Vベルト105、プライマリシーブ102、プライマリ軸101へと順にトルクが伝達されて、エンジンブレーキが作用する。ここで、「スロットル全閉時」とは、エンジンのスロットルバルブが閉じられた状態をいう。

従って、キックダウンモードが実行されている場合に、スロットルが閉じられると、エンジンブレーキが作用する。この際、エンジンブレーキの作用によって、駆動輪114からプライマリ軸101へと伝達されるトルクにくらべて、プライマリシーブ102がVベルト105を挟む力の作用が小さい状況が生じる。本発明者は、斯かる事象が、減速時にプライマリシーブ102とVベルト105が滑る主たる原因であると考えるに至った。

さらに、順次Low側に複数段のキックダウンモードが設定された、いわゆる多段キックダウンモードを備えた無段変速機では、スロットルを閉じて減速する際に、さらに連続してキックダウンを実行する場合がある。

この場合、キックダウンが実行されると、プライマリシーブ102の溝幅がさらに広くなるから、プライマリシーブ102とVベルト105は、さらに滑り易くなる。本発明者は、プライマリシーブ102とVベルト105が滑る原因を上記のように推察した。

上述した事象は、鞍乗型車両の安全性を損なわせるものではない。しかし、本発明者は、ライダーの乗り心地や、操作性、安定した走行性能などを向上させるためには、上述した事象によるプライマリシーブ102とVベルト105の滑りを低減させることが望ましいと考えた。

本発明者は上記の検討を基に、無段変速機100についてプライマリシーブ102とVベルト105が滑るのを低減させる種々の改変をした。

以下、本発明の一実施形態における無段変速機の改変を説明する。

この実施形態では、無段変速機100は鞍乗型車両1000に搭載されており、鞍乗型車両1000は、図2に示すように、アクセル操作子131と、キックダウン操作子132を備えている。

アクセル操作子131は、ライダーがエンジン108の出力を操作する操作子である。この実施形態では、アクセル操作子131は、ハンドルに取り付けられたアクセル又はアクセルグリップで構成されている。制御装置107は、図1に示すように、アクセル操作子131の操作に応じて、スロットルバルブ111の開度を制御し、エンジン108の出力を制御している。

キックダウン操作子132は、ライダーによって操作され、通常モードよりもLow側に設定されたキックダウンモードを実行させる操作子である。この実施形態では、キックダウン操作子132は、アクセル操作子131とは別に設けられており、例えば、ボタン形態のキックダウンボタン(KDボタン)で構成され、ライダーの操作性を考慮してハンドルの操作し易い場所に配設されている。制御装置107は、ライダーによるキックダウン操作子132の操作に応じて、キックダウンモードを実行する。

無段変速機100は、図1に示すように、エンジン108に接続されており、制御装置107によって制御されている。制御装置107には、制御目標値を設定する通常モードと、通常モードよりもLow側に制御目標値を設定するキックダウンモードと、スロットル全閉時における制限値とが設定されている。この実施形態では、制御装置107は、制御目標値を設定する目標値設定部140を備えており、通常モードと、キックダウンモードと、スロットル全閉時における制限値は、それぞれ目標値設定部140に設定されている。

詳しくは、この実施形態では、制御装置107は、CPU、ROM、RAM、タイマーなどを有するマイクロコンピュータによって具現化されており、データやプログラムを記憶する記憶部と、プログラムに従って演算などの処理を行う処理部を備えている。目標値設定部140は、斯かる制御装置107の記憶部に設けられている。

この実施形態では、鞍乗型車両1000にスロットル開度センサ151、エンジン回転センサ152、セカンダリシーブ回転センサ153および車速センサ154などの各種のセンサが取り付けられている。制御装置107は、これらのセンサに電気的に接続されており、各種のセンサから鞍乗型車両の様々な状態について所要の情報を得ている。

このうち、スロットル開度センサ151は、スロットル開度を検出するセンサである。この実施形態では、スロットル開度センサ151は、スロットルバルブ111の支持軸近傍に設けられてスロットルバルブ111の回転角であるスロットル開度を検出している。エンジン回転センサ152は、エンジン回転速度を検出するセンサである。この実施形態では、エンジン回転センサ152は、エンジン108のクランクシャフト(プライマリ軸101)の近傍に設けられてエンジン回転速度を検出している。セカンダリシーブ回転センサ153は、セカンダリシーブ104の回転速度を検出するものである。この実施形態では、セカンダリシーブ回転センサ153は、セカンダリ軸103の近傍に設けられてセカンダリシーブ104の回転速度を検出している。また、車速センサ154は、鞍乗型車両1000の走行速度を検出するものである。この実施形態では、車速センサ154は、駆動輪114の駆動軸に設けられ、駆動輪114の駆動軸の回転速度を検出している。例えば、鞍乗型車両1000の車速(走行速度)は、車速センサ154によって検出される駆動輪114の駆動軸の回転速度に基づいて算出するとよい。また、この実施形態では、無段変速機100の変速比は、エンジン回転センサ152で検出されたエンジン回転速度と、車速センサ154によって検出される鞍乗型車両1000の車速との比で算出されている。

目標値設定部140は、上述したように無段変速機100を制御する目標値を設定する部位である。この実施形態では、目標値設定部140には、通常モード141と、キックダウンモード142と、スロットル全閉時における制限値143が記憶されている。

この実施形態では、通常モード141は、キックダウンモード142が実行されていない通常の走行において、無段変速機100を制御する制御目標値を設定する目標値設定プログラムである。キックダウンモード142は、無段変速機100を制御する制御目標値を通常モード141よりもLow側に設定する目標値設定プログラムである。

各目標値設定プログラムは、スロットル開度センサ151、エンジン回転センサ152、セカンダリシーブ回転センサ153および車速センサ154などの車両の情報に基づいて制御目標値を定める。制御装置107は、斯かる制御目標値に基づいてモータ106を駆動させ、プライマリシーブ102の溝幅を制御する。

この実施形態では、キックダウンモード142は、通常モード141の変速特性(変速比)に一定の割合を乗算した制御目標値を設定するものである。具体的には、キックダウンモード142は、通常モード141で設定されたエンジン回転速度の制御目標値に、予め定めた一定の割合を乗算した制御目標値を設定している。

スロットル全閉時における制限値143には、スロットル全閉時に設定される無段変速機100の制御目標値に制限値が定められている。

スロットル全閉時における制限値143は、この実施形態では、エンジンブレーキの作用によって、無段変速機100のプライマリシーブ102とVベルト105とが滑るのを低減させる効果を考慮して予め定められている。スロットル全閉時における制限値143はこれには限定されない。例えば、スロットル全閉時における制限値143は、エンジンブレーキの作用によって、無段変速機100のプライマリシーブ102とVベルト105とが絶対に滑らないことを考慮して、無段変速機100の制御目標値に制限値を設定してもよい。斯かる制限値は、例えば、シミュレーション結果又は実機試験などの結果を考慮して設定するとよい。

図5は、この実施形態で目標値設定部140に設定されている通常モード141、キックダウンモード142およびスロットル全閉時における制限値143について、それぞれ車速とエンジン108の回転速度との関係を示している。

図5の縦軸はエンジンの回転速度を、横軸は車速をそれぞれ示している。また、図5中のpはエンジンの回転速度の下限を示しており、qはエンジン回転速度の上限を示している。また、図5中のrはプライマリシーブ102の溝幅を最もLow側にしたときの車速とエンジン108の回転速度との関係を示しており、sはプライマリシーブ102の溝幅を最もTop側にしたときの車速とエンジン108の回転速度との関係を示している。エンジン108の回転速度は、例えば、エンジン回転センサ152の検知信号に基づいて検知(演算)される。車速は、例えば、セカンダリシーブ回転センサ153又は車速センサ154の検知信号に基づいて検知(演算)される。

図5中の141aはスロットル全閉時の通常モードによる無段変速機の制御目標値を示しており、141bはスロットル全開時の通常モードによる無段変速機の制御目標値を示している。また、142a〜142eはそれぞれスロットル全閉時のキックダウンモードによる無段変速機の制御目標値を示している。また、143はスロットル全閉時における制限値を示している。

図5に示すように、この実施形態では、複数段(図示例では5段)のキックダウンモード(多段キックダウンモード)が設定されており、キックダウンの第1モード142a、キックダウンの第2モード142b、キックダウンの第3モード142c、キックダウンの第4モード142d、キックダウンの第5モード142eは、順次Low側に設定されている。図5中において、車速が同じであれば、エンジンの回転速度が高い程、無段変速機の変速比がLow側に設定されていることを意味する。また、エンジンの回転速度が同じであれば、車速が遅い程、無段変速機の変速比がLow側に設定されていることを意味する。

制御装置107は、キックダウン操作子132の操作に応じて、目標値設定部140に定められたキックダウンモード142に基づいて、無段変速機100を制御する。また、スロットル全閉時においては、目標値設定部140に定められたスロットル全閉時における制限値143を超えないように、無段変速機100を制御する。この実施形態では、斯かる制御を実行するべく、制御装置107は、図1に示すように、第1の制御161、第2の制御162を行うプログラムを備えている。

第1の制御161は、スロットル全閉時に、キックダウンモード142が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に制御目標値を設定する場合に、スロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100を制御する。

この実施形態では、図6に示すように、まず、スロットル全閉時における通常モード141aに基づいてエンジン回転速度の制御目標値を算出する(S11)。次に、キックダウン操作子132によるキックダウン制御の要求の有無を判定する(S12)。当該判定ステップ(S12)において、キックダウン操作子132によるキックダウン制御の要求がない場合には、スロットル全閉時における通常モード141aエンジン回転速度の制御目標値をエンジン回転速度の制御目標値に設定する(S16)。判定ステップ(S12)において、キックダウン操作子132によるキックダウン制御の要求が有る場合には、キックダウンモード142に基づいてエンジン回転速度の制御目標値を算出する(S13)。ここまでの処理は通常のキックダウン制御と同じである。

第1の制御161は、図6に示すように、判定ステップ(S14)を備えている。判定ステップ(S14)は、ステップ(S13)で算出されたキックダウンモード142のエンジン回転速度の制御目標値が、スロットル全閉時における制限値143におけるエンジン回転速度の制御目標値よりも大きいか否かを判定する。換言すれば、この判定ステップ(S14)は、キックダウンモード142が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に無段変速機100の制御目標値を設定するか否かを判定している。

当該判定ステップ(S14)で、大きいと判定された場合は、ステップ(S15)が実行される。ステップ(S15)は、スロットル全閉時における制限値143をエンジン回転速度の制御目標値に設定する。また、判定ステップ(S14)で、大きくないと判定された場合は、ステップ(S16)が実行される。この場合、ステップ(S16)は、キックダウンモード142によって設定されたエンジン回転速度の制御目標値を、エンジン回転速度の制御目標値に設定する。すなわち、判定ステップ(S14)でYESと判定された場合には、スロットル全閉時における制限値143をエンジン回転速度の制御目標値に設定する(S15)。

この第1の制御161によれば、キックダウンモード142が実行されている場合であっても、スロットル全閉時に、キックダウンモード142が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に制御目標値を設定する場合には、スロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100の制御目標値が設定される。この結果、無段変速機100の制御目標値は、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されることがない。このため、減速時におけるプライマリシーブ102とVベルト105の滑りを低減させることができる。

次に、第2の制御162を説明する。

第2の制御162は、複数段のキックダウンモード142が設定されて、キックダウン操作子132の操作に応じて、複数段のキックダウンモード142のうち、順次Low側に設定されたキックダウンモード142を実行するキックダウン制御(多段キックダウン制御)が行われる場合に、採用される。

第2の制御162は、スロットル全閉時において、キックダウン制御で実行されるキックダウンモード142によって設定される制御目標値が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限する。

この実施形態では、第2の制御162は、キックダウンモードが実行されている状態で、更にキックダウン操作子132が操作された場合に実行される。第2の制御162は、まず、図7に示すように、実行されているキックダウンモードに基づいてエンジン回転速度の制御目標値を算出する(S21)。次に、キックダウン操作子132による更なるキックダウン制御の要求の有無を判定する(S22)。当該ステップ(S22)において、更なるキックダウン制御の要求がない場合には、ステップ(S21)で算出されたキックダウンモードのエンジン回転速度の制御目標値を、そのままエンジン回転速度の制御目標値に設定する(S26)。ステップ(S22)において、更なるキックダウン制御の要求が有る場合には、当該キックダウン制御後のキックダウンモードに基づいてエンジン回転速度の制御目標値を算出する(S23)。ここまでの処理は通常の多段キックダウン制御と同じである。

第2の制御162は、図7に示すように、判定ステップ(S24)を備えている。判定ステップ(S24)は、当該ステップ(S23)で算出された、キックダウン制御後のキックダウンモードのエンジン回転速度の制御目標値が、スロットル全閉時における制限値143よりも大きいか否かを判定する。換言すれば、この判定ステップ(S24)は、キックダウン制御後のキックダウンモードが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に、無段変速機100の制御目標値を設定するか否かを判定している。

当該判定ステップ(S24)で大きいと判定された場合は、ステップ(S25)が実行される。ステップ(S25)は、当該キックダウン制御を制限する。そして、現在実行されているキックダウンモードのエンジン回転速度の制御目標値をエンジン回転速度の制御目標値とする。すなわち、判定ステップ(S24)でYESと判定された場合には、当該キックダウン操作子の操作に応じたキックダウン制御が制限される。

また、判定ステップ(S24)で大きくないと判定された場合は、ステップ(S26)が実行される。この場合、ステップ(S26)は、当該キックダウン後のキックダウンモード142のエンジン回転速度の制御目標値を、エンジン回転速度の制御目標値に設定する(S26)。すなわち、判定ステップ(S24)でNOと判定された場合には、当該キックダウン操作子の操作に応じたキックダウン制御が制限されず、キックダウン操作子の操作に応じたキックダウン制御が行われる。

この第2の制御は、例えば、ライダーが、スロットルを閉じて鞍乗型車両を減速させる際、さらにエンジンブレーキを作用させるために、キックダウン操作子132を複数回連続して操作したときに、これを制限する。

この第2の制御162によれば、スロットル全閉時に、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に、キックダウン制御によって無段変速機100の制御目標値が設定されるのを防止できる。このため、無段変速機100が、スロットル全閉時における制限値143よりもLowにならないように制御され、プライマリシーブ102とVベルト105との滑りがより確実に低減される。

以下、この実施形態における制御装置107の制御を具体的に説明する。

この実施形態では、図5に示すように、キックダウンの第1モード142aは、x1〜x6(km/h)において、スロットル全閉時における制限値143よりもTop側に設定されている。しかし、x1〜x6(km/h)の範囲外では、キックダウンの第1モード142aは、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されている。

キックダウンの第2モード142bは、約x2〜x5(km/h)において、スロットル全閉時における制限値143よりもTop側に設定されている。しかし、約x2〜x5(km/h)の範囲外では、キックダウンの第2モード142bは、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されている。

キックダウンの第3モード142cは、約x3〜x4(km/h)において、スロットル全閉時における制限値143よりもTop側に設定されている。しかし、約x3〜x4(km/h)の範囲外では、キックダウンの第3モード142cは、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されている。

キックダウンの第4モード142dと第5モード142eは、全範囲において、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されている。

また、この実施形態では、図5に示すように、スロットル全閉時における制限値143は、予め定めた車速よりも遅い車速(この実施形態では、x1(km/h)よりも遅い車速)において、スロットル全閉時のキックダウンモード142a〜142eによって設定される制御目標値よりもTop側に設定されている。

例えば、通常モード141が実行されており、鞍乗型車両1000がx5とx6の間の速度x7(km/h)で走行している状況から、ライダーがスロットルを閉じて減速し、キックダウン操作子132を複数回連続して操作した場合を考える。

この場合、第2の制御162によって、キックダウン制御によって実行されるキックダウンモード(142a〜142e)が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にあると、当該キックダウン制御は制限される。

具体的には、通常モード141が実行されておりx7(km/h)で走行している状況で、キックダウン操作子132が操作された場合、キックダウン制御によって実行されるキックダウンの第1モード142aが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にはない。このため、第2の制御162で制限されることなく、矢印aで示すように、キックダウン制御が実行され、キックダウンの第1モード142aが実行される。

その後、キックダウンの第1モード142aが実行されているとき、x5(km/h)よりも速い速度では、キックダウンの第2モード142bが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にある。このため、x5(km/h)よりも速い速度では、キックダウン操作子132が操作されても、上述した第2の制御162によって、第1モード142aから第2モード142bへのキックダウン制御は制限される。

しかし、さらに減速され、x5(km/h)よりも遅くなると、キックダウンの第2モード142bが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側ではなくなる。このため、キックダウン操作子132が操作されると、第2の制御162で制限されることなく、矢印bで示すように、第1モード142aから第2モード142bへのキックダウン制御が実行される。

同様に、キックダウンの第2モード142bが実行されているとき、x4(km/h)よりも速い速度では、キックダウンの第2モード142bが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にある。このため、x4(km/h)よりも速い速度では、キックダウン操作子132が操作されても、上述した第2の制御162によって、第2モード142bから第3モード142cへのキックダウン制御は制限される。

しかし、さらに減速され、x4(km/h)よりも遅くなるとキックダウンの第3モード142cが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側ではなくなる。このため、キックダウン操作子132が操作されると、第2の制御162で制限されることなく、矢印cで示すように、第2モード142bから第3モード142cへのキックダウン制御が実行される。

このように、キックダウン操作子132の操作に応じて順次Low側のキックダウンモードが実行される。しかし、キックダウンの第4モード142dと第5モード142eは、全範囲において、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に設定されている。このため、スロットル全閉時は、キックダウン操作子132が操作された場合でも、上述した第2の制御162によって、第3モード142cからキックダウンの第4モード142dへのキックダウン制御は制限される。このため、この実施形態では、鞍乗型車両1000は、矢印dで示すように、キックダウンの第3モード142cが実行された状態で減速していく。

また、この実施形態では、制御装置107は、第1の制御161によって、スロットルを閉じて減速する時に、キックダウンモード142が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にある場合に、スロットル全閉時における制限値143に基づいて、無段変速機100を制御する。

上述した例では、鞍乗型車両1000は矢印dで示すように、キックダウンの第3モード142cが実行された状態で減速していくが、キックダウンの第3モード142cは、x3(km/h)でスロットル全閉時における制限値143よりもLow側になる。

このため、キックダウンの第3モード142cが実行された状態で減速されてx3(km/h)よりも遅くなると、矢印eで示すように、第1の制御161によって、強制的にスロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100が制御される。

このように、スロットルを閉じて減速する時においては、無段変速機100がスロットル全閉時における制限値143よりもLow側に制御されるのを防止することができる。これにより、減速時に無段変速機100のプライマリシーブ102とVベルト105が滑るのを防止することができる。

また、この実施形態では、スロットル全閉時における制限値143が、x1(km/h)よりも遅い速度において、スロットル全閉時のキックダウンモード142a〜142eによって設定される制御目標値よりもTop側に設定されている。これにより、x1(km/h)よりも遅い速度では、スロットルを閉じて減速する際、キックダウンモードが実行されずに、無段変速機100が制御されるのが防止される。これにより、x1(km/h)よりも遅い低車速で、無段変速機がLow側にシフトされるのを防止して、ベルトの滑りを防止することができる。

なお、スロットル全閉時における制限値143を、スロットル全閉時のキックダウンモード142a〜142eよりもTop側に設定する速度は、スロットルを閉じて減速する際に、極端なダウンシフトを制限するのに適切な速度で、スロットル全閉時における制限値143を、スロットル全閉時のキックダウンモード142a〜142eよりもTop側に設定するとよい。

以上のとおり、この実施形態では、無段変速機の制御に制御目標値を設定する目標値設定部140にスロットル全閉時における制限値143を設けている。そして、スロットル全閉時においては、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にならないように、無段変速機100を制御している。

具体的には、第1の制御161は、スロットル全閉時に、キックダウンモード142a〜142eが、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側に制御目標値を設定する場合に、これを制限する。そして、予め定めたスロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100の制御目標値を設定する。また、第2の制御162は、スロットル全閉時において、キックダウン操作子の操作に応じてキックダウン制御が実行されるのを適宜に制御する。すなわち、当該キックダウン制御で実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、スロットル全閉時における制限値143よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限する。これにより、スロットル全閉時に、無段変速機100の制御目標値が、スロットル全閉時における制限値よりもLow側に設定されないように、無段変速機100を制御することができる。そして、このような制御により、減速時におけるプライマリシーブ102とVベルト105の滑りを低減させることができる。

なお、上述した実施形態のうち、第2の制御162は、以下のように変形してもよい。

すなわち、上述した実施形態では、第2の制御162によって、キックダウン制御を制限する際に、現在実行されているキックダウンモードによって、無段変速機100の制御目標値を設定している。これに代えて、第2の制御162によって、キックダウン制御を制限する際に、スロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100の制御目標値を設定してもよい。

この変形例に斯かる制御を、図5中で示すと、例えば、キックダウンの第3モード142cが実行されている状態、スロットルを閉じて減速され約x4(km/h)よりも遅くなったときに、キックダウン操作子が操作された場合に機能する。上述した第2の制御162では、キックダウン制御が制限され、引き続きキックダウンの第3モード142cが実行され、矢印dで示すように制御される。これに対し、上述した変形例では、矢印gで示すように、スロットル全閉時における制限値143に沿って、無段変速機の制御目標値が設定される。これにより、無段変速機100をできる限りLow側に制御することができ、ライダーのシフトダウンの要求を実現することができる。

この実施形態では、上述したように無段変速機100は、図1に示すように、所定の車速で切れるクラッチ113(遠心クラッチ)を備えている。本発明者は、上述した制御について、さらに、以下のような問題を発見した。

すなわち、通常モード141aは、一般的に、プライマリシーブ102とVベルト105に滑りが生じるような極端なダウンシフトが行われないように無段変速機100を制御する。このため、上述した、スロットル全閉時における制限値143は、スロットル全閉時における通常モード141aよりもLow側に設定されている。

スロットルを閉じて減速する際、通常モードで走行していると、スロットル全閉時における通常モード141aに従って無段変速機100が制御される。これに対し、スロットルを閉じて減速する際、キックダウンモードで走行していると、上述したように第1の制御161、第2の制御162が実行される。このため、クラッチ113が切れる車速(この実施形態では、約20km/h)では、スロットル全閉時における制限値143に沿って無段変速機100が制御される。

このため、通常モードで走行している場合とキックダウンモードで走行している場合とでは、スロットルを閉じて減速する際に、無段変速機100の制御が異なり、エンジンブレーキの作用が異なる。特に、クラッチ113が切れるときは、エンジンブレーキの作用が急に無くなる。

このため、仮に、クラッチ113が切れる車速の近傍で、スロットル全閉時における通常モード141aによって設定される制御目標値と、スロットル全閉時における制限値143との間に大きな差があると、キックダウンモードで走行しているときと、通常モードで走行しているときで、クラッチ113が切れる際にライダーに伝わる感触に大きな違いが生じてしまう。

このような感触の違いは、別段、安全性や走行性能に影響を与えるものではないが、ライダーに無用な違和感を生じさせ得る。

そこで、本発明者は、斯かる違和感を無くして、鞍乗型車両の乗り心地をさらに向上させる改変をした。この改変は、上述した図5に示す実施形態にも適用している。

すなわち、上述した実施形態では、図5中の矢印fで示すように、クラッチ113が切れる車速(この実施形態では、約20km/h)の近傍で、スロットル全閉時における通常モード141aによって設定される制御目標値に一致するように、スロットル全閉時における制限値143を設定している。

これにより、キックダウンモードで走行している場合と、通常モード141で走行している場合とで、クラッチ113が切れた車速の近傍で、無段変速機100の制御目標値が略一致する。これにより、クラッチ113が切れる際にライダーに伝わる感触が常に同じ感触になり、ライダーに違和感を生じさせることがない。

なお、クラッチ113が切れる車速は、車種などによってばらつきがあるので、スロットル全閉時における制限値143を、スロットル全閉時における通常モード141aによって設定される制御目標値に一致させる車速は、適宜に調整するとよい。また、クラッチ113が切れる際にライダーに伝わる感触が常に同じ感触になることを目的としている。このため、少なくともクラッチ113が切れる車速よりも少し速い車速からクラッチ113が切れる車速の間において、スロットル全閉時における制限値143を、スロットル全閉時における通常モード141aによって設定される無段変速機100の制御目標値に一致させるとよい。また、この際、スロットル全閉時における制限値143と、スロットル全閉時における通常モード141aによって設定される無段変速機100の制御目標値とは、クラッチ113が切れる際にライダーに伝わる感触が常に同じ感触になる程度に一致していればよい。

以上、本発明の一実施形態に係る無段変速機の制御装置および鞍乗型車両を説明したが、本発明の無段変速機の制御装置および鞍乗型車両は上述した実施形態に限定されるものではない。

設定される通常モード、キックダウンモード、スロットル全閉時における制限値は、図5に例示されるものに限定されない。例えば、キックダウンモードは、多段キックダウンモード、具体的には5段のキックダウンモードを例示したが、多段キックダウンモードは5段以外でもよい。また、上述した第1の制御161や第2の制御162は、多段キックダウンモードでない場合にも適用できる。

また、上述した実施形態では、キックダウンモードは、通常モードの変速特性に一定の割合を乗算して設定されるものを例示したが、キックダウンモードの設定はこれに限定されない。

また、上述した実施形態では、キックダウンモードが、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にあるか否かについて、エンジンの回転速度の制御目標値を基準に判定している。しかし、キックダウンモードが、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にあるか否かの判定はこれに限定されない。例えば、キックダウンモードで設定される無段変速機の変速比の制御目標値と、スロットル全閉時における制限値で設定される無段変速機の変速比の制御目標値とを基準にキックダウンモードが、スロットル全閉時における制限値よりもLow側にあるか否か判定してもよい。

また、鞍乗型車両には、キックダウンモードとは別に、通常モードに、ドライブモードとアシストモードの2つの目標値設定プログラムを備えたものがある。ドライブモードは、燃費等を考慮したモードであり、アシストモードはドライブモードに比べて変速比をLow側に設定したいわゆるスポーツモードとも呼ばれるモードである。この場合、ドライブモードとアシストモードのそれぞれにさらにキックダウンモードが設定されている場合もある。このような場合にも、上述したスロットル全閉時における制限値143を設けることによって、無段変速機のプライマリシーブ102とVベルト105との滑りを防止できる。

また、スロットル全閉時における制限値は、例えば、予め定めたスロットル全閉時における制限値を記憶したものでもよい。また、スロットル全閉時における制限値に沿って無段変速機を制御する、所定の目標値設定プログラム(以下、「スロットル全閉時における制限モード」という。)を設定してもよい。この場合、予め定めたスロットル全閉時における制限値に沿って無段変速機を制御する場合に、斯かる目標値設定プログラム(スロットル全閉時における制限モード)を実行するとよい。

また、鞍乗型車両として、スクータ型の自動二輪車を例示したが、鞍乗型車両としてはこれに限定されない。また、本発明に係る無段変速機が搭載され得る車両は、鞍乗型の車両だけに限定されない。本発明に係る無段変速機は、例えば、二人乗り用の座席を持つSSV(サイドバイサイドビークル)などの車両にも搭載することができる。

また、無段変速機の構造は、上述した実施形態に限定されず、プライマリシーブとセカンダリシーブにVベルトが巻き掛けられた形態を有し、アクチュエータ及び制御装置によって、プライマリシーブの溝幅が調整される種々の無段変速機に適用可能である。

かかる無段変速機には、例えば、図8に示すように、Vベルトが金属製のベルトで構成された無段変速機を採用することができる。なお、図8において、図1に記載された実施形態の無段変速機と、同じ作用を奏する部材又は部位には、同じ符号を付している。

この実施形態では、Vベルトが金属製のベルトで構成された無段変速機200(以下、適宜「金属ベルトCVT」という。)は、図8に示すように、Vベルトを金属製のベルト201で構成した以外にも、種々の変更を行なっている。

この金属ベルトCVT200は、クラッチ202と、プライマリ回転センサ203と、油圧シリンダ204、205と、油圧制御弁206とを備えている。

クラッチ202は、エンジン108の出力軸と金属ベルトCVT200の入力軸との間に配設されている。エンジン108の出力軸と金属ベルトCVT200の入力軸との間で、動力の伝達を断接する。

次に、プライマリ回転センサ203は、プライマリシーブ103の回転速度を検出している。この実施形態では、制御装置107は、無段変速機200の変速比を、プライマリ回転センサ203で検出されたプライマリシーブ103の回転速度と、車速センサ154によって検出される鞍乗型車両1000の車速との比で算出している。なお、無段変速機200の変速比は、プライマリ回転センサ203で検出されたプライマリシーブ103の回転速度と、セカンダリシーブ回転速度センサ153によって検出されるセカンダリシーブ104の回転速度との比で算出してもよい。

次に、油圧シリンダ204は、プライマリシーブ103の溝幅を調整する。この実施形態では、油圧シリンダ204は、プライマリシーブ103を構成する可動フランジ122に押圧力を付与して、プライマリシーブ103の溝幅を調整する。また、油圧シリンダ205は、セカンダリシーブ104の溝幅を調整する。この実施形態では、油圧シリンダ205は、セカンダリシーブ104を構成する可動フランジ124に押圧力を付与して、セカンダリシーブ104の溝幅を調整する。油圧制御弁206は、油圧シリンダ204、205に付与する油圧を調整する弁である。油圧制御弁206は、油圧シリンダ204、205のうち、一方の油圧シリンダ204(205)に油圧を高くするときには、他方の油圧シリンダ205(204)の油圧が低くなるように、油圧を制御する。油圧制御弁206は、制御装置107によって制御される。

この金属ベルトCVT200は、設定される制御目標値に応じて、制御装置107で油圧制御弁206を操作することによって、金属ベルトCVT200の変速比が変更される。制御装置107の制御については、無段変速機100と同様の制御が行なわれる。なお、この実施形態にかかる金属ベルトCVT200では、制御装置107は、エンジンの回転数を制御目標値とすることに代えて、プライマリシーブ103の回転数を制御目標値にしている。

以上のとおり、本発明に係るベルト式無段変速機は、鞍乗型車両用のベルト式無段変速機として広く利用可能である。

本発明の一実施形態に係る無段変速機を示す図。 本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両を示す側面図。 (a)は本発明の一実施形態に係る無段変速機がローギア(Low)になった状態を示している。(b)はそのプライマリシーブを示しており、(c)はそのセ カンダリシーブを示している。 (a)は本発明の一実施形態に係る無段変速機がトップギア(Top)になった状態を示している。(b)はそのプライマリシーブを示しており、(c)はその セカンダリシーブを示している。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の制御装置に設定された目標値設定プログラム(マップ)を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の第1の制御を示すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の第2の制御を示すフローチャート。 本発明の他の実施形態に係る無段変速機を示す図である。

符号の説明

100 無段変速機
101 プライマリ軸
102 プライマリシーブ
103 セカンダリ軸
104 セカンダリシーブ
105 Vベルト
106 モータ
107 制御装置
108 エンジン
111 スロットルバルブ
112 減速機構
113 クラッチ
114 駆動輪
131 アクセル操作子
132 キックダウン操作子
140 目標値設定部
141 通常モード
142 キックダウンモード
142a キックダウンの第1モード
142b キックダウンの第2モード
142c キックダウンの第3モード
142d キックダウンの第4モード
142e キックダウンの第5モード
143 スロットル全閉時における制限値
151 スロットル開度センサ
152 エンジン回転センサ
153 セカンダリシーブ回転センサ
154 車速センサ
161 第1の制御
162 第2の制御
200 無段変速機(金属ベルトCVT)
201 Vベルト
202 クラッチ
203 プライマリ回転センサ
204、205 油圧シリンダ
206 油圧制御弁
1000 鞍乗型車両

Claims (11)

  1. 制御装置によって変速比が制御される無段変速機であって、
    キックダウン操作子を備え、
    前記制御装置には、制御目標値を設定する通常モードと、前記通常モードよりもLow側に制御目標値を設定するキックダウンモードと、スロットル全閉時における前記キックダウンモードでの変速比制御を実行するか否かを判定する制限値とが設定されており、
    前記制御装置は、
    前記キックダウン操作子の操作に応じて、前記キックダウンモードに基づいて無段変速機を制御するとともに、
    スロットル全閉時においては、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもTop側になるように、無段変速機を制御することを特徴とする、
    無段変速機。
  2. 前記制御装置は、
    スロットル全閉時に、前記キックダウンモードが、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側に制御目標値を設定する場合に、前記スロットル全閉時における前記制限値に沿って無段変速機を制御することを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。
  3. 前記無段変速機は所定の車速で切れるクラッチを備えており、
    前記スロットル全閉時における前記制限値は、前記クラッチが切れる車速の近傍で、スロットル全閉時における通常モードによって設定される制御目標値に一致するように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の無段変速機。
  4. 前記制御装置には、
    前記通常モードよりも順次Low側に制御目標値を設定する複数段のキックダウンモードが設定されており、
    前記制御装置は、
    前記キックダウン操作子の操作に応じて、前記複数段のキックダウンモードのうち、順次Low側に設定されたキックダウンモードを実行するキックダウン制御と、
    スロットル全閉時において、前記キックダウン制御で実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側にある場合に、前記キックダウン制御を制限する制御と
    を行うことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の無段変速機。
  5. 前記制御装置は、
    スロットル全閉時において、前記キックダウン制御によって実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限し、さらに、前記スロットル全閉時における前記制限値に沿って、無段変速機の変速比を制御する制御と
    を行うことを特徴とする請求項4に記載の無段変速機。
  6. アクセル操作子の操作に応じて出力が制御されるエンジンと、前記エンジンに接続された無段変速機と、前記無段変速機の変速比を制御する制御装置とを備えた鞍乗型車両であって、
    前記アクセル操作子とは別に設けられたキックダウン操作子を備え、
    前記制御装置は、制御目標値を設定する通常モードと、前記通常モードよりもLow側に制御目標値を設定する設定されたキックダウンモードと、スロットル全閉時における前記キックダウンモードでの変速比制御を実行するか否かを判定する制限値とが設定されており、
    前記キックダウン操作子の操作に応じて、前記キックダウンモードに基づいて無段変速機を制御するとともに、
    スロットル全閉時においては、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもTop側になるように、無段変速機を制御することを特徴とする、
    鞍乗型車両。
  7. 前記制御装置は、
    スロットル全閉時に、前記キックダウンモードが、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側に制御目標値を設定する場合に、前記スロットル全閉時における前記制限値に沿って無段変速機を制御することを特徴とする請求項6に記載の鞍乗型車両。
  8. 前記スロットル全閉時における前記制限値は、予め定められた車速よりも遅い車速において、スロットル全閉時に前記キックダウンモードによって設定される制御目標値よりもTop側に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の鞍乗型車両。
  9. 前記無段変速機は所定の車速で切れるクラッチを備え、
    前記スロットル全閉時における前記制限値は、前記クラッチが切れる車速の近傍で、スロットル全閉時における通常モードによって設定される制御目標値に一致するように設定されていることを特徴とする請求項6に記載の鞍乗型車両。
  10. 前記制御装置には、
    前記通常モードよりも順次Low側に制御目標値を設定する複数段のキックダウンモードが設定されており、
    前記制御装置は、
    前記キックダウン操作子の操作に応じて、前記複数段のキックダウンモードのうち、順次Low側に設定されたキックダウンモードを実行するキックダウン制御と、
    スロットル全閉時において、前記キックダウン制御で実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限する制御と
    を行うことを特徴とする請求項6から9の何れかに記載の鞍乗型車両。
  11. 前記制御装置は、
    スロットル全閉時において、前記キックダウン制御によって実行されるキックダウンモードによって設定される制御目標値が、前記スロットル全閉時における前記制限値よりもLow側にある場合に、当該キックダウン制御を制限し、さらに、前記スロットル全閉時における前記制限値に沿って、無段変速機の変速比を制御する制御を行うことを特徴とする請求項10に記載の鞍乗型車両。
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