JP5253786B2 - 変速装置、それを備えたパワーユニット、車両、変速装置の制御装置および変速装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、変速装置、それを備えたパワーユニット、車両、変速装置の制御装置および変速装置の制御方法に関する。

例えば特許文献１には、電子制御式のベルト式無段変速装置（以下、電子制御式の無段変速装置を「ＥＣＶＴ（Electronically-controlled Continuously Variable Transmission）」とする。）の制御方法として、以下の制御方法が開示されている。

スロットル開度信号と車速信号とから目標変速比が決定される。決定された目標変速比からプライマリシーブの可動シーブ体のシーブ目標位置が算出される。そして、プライマリシーブの可動シーブ体を駆動するモータに対して、算出されたシーブ目標位置にプライマリシーブの可動シーブ体が変位するような電圧が印加される。これにより、変速比が目標変速比になるように制御される。
国際公開第２００６／００９０１４号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載された変速比の制御方法では、ＥＣＶＴの出力軸と駆動輪との間に配置された遠心クラッチが経年的に摩耗すると、低速時におけるエンジンの回転速度が増大するという問題がある。特にアイドリング時において、エンジンの回転速度が増大するという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低速時におけるエンジンの回転速度の増大を抑制することにある。

本発明に係る変速装置は、変速機構と、遠心クラッチと、制御部と、出力軸回転速度センサと、スロットル開度センサと、車速センサと、を備えている。変速機構は、入力軸と、出力軸と、アクチュエータと、を有する。アクチュエータは、入力軸と出力軸との間の変速比を変更する。遠心クラッチは、出力軸に接続されている。制御部は、アクチュエータを制御する。出力軸回転速度センサは、出力軸の回転速度を検出する。出力軸回転速度センサは、検出した出力軸の回転速度を制御部に対して出力する。スロットル開度センサは、スロットル開度を検出する。スロットル開度センサは、検出したスロットル開度を制御部に対して出力する。車速センサは、車速を検出する。車速センサは、検出した車速を制御部に対して出力する。制御部は、前記出力軸の回転速度を用いることなくスロットル開度と車速とに基づいて入力軸の目標回転速度を決定する。制御部は、入力軸の目標回転速度を出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に基づいて前記アクチュエータを制御する。

本発明に係るパワーユニットは、上記本発明に係る変速装置を備えている。

本発明に係る車両は、パワーユニットを備えている。パワーユニットは、駆動源と、変速装置とを有する。変速装置は、変速機構と、遠心クラッチと、制御部と、出力軸回転速度センサと、スロットル開度センサと、車速センサと、を備えている。変速機構は、入力軸と、出力軸と、アクチュエータと、を有する。アクチュエータは、入力軸と出力軸との間の変速比を変更する。遠心クラッチは、出力軸に接続されている。制御部は、アクチュエータを制御する。出力軸回転速度センサは、出力軸の回転速度を検出する。出力軸回転速度センサは、検出した出力軸の回転速度を制御部に対して出力する。スロットル開度センサは、スロットル開度を検出する。スロットル開度センサは、検出したスロットル開度を制御部に対して出力する。車速センサは、車速を検出する。車速センサは、検出した車速を制御部に対して出力する。制御部は、前記出力軸の回転速度を用いることなくスロットル開度と車速とに基づいて入力軸の目標回転速度を決定する。制御部は、入力軸の目標回転速度を出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に基づいて前記アクチュエータを制御する。

本発明に係る制御装置は、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、出力軸に接続された遠心クラッチと、アクチュエータを制御する制御部と、出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、車速を検出する車速センサと、を備えた変速装置を制御する装置に関する。

本発明に係る制御装置は、前記出力軸の回転速度を用いることなくスロットル開度と車速とに基づいて入力軸の目標回転速度を決定し、入力軸の目標回転速度を出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に基づいて前記アクチュエータを制御する。

本発明に係る制御方法は、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、出力軸に接続された遠心クラッチと、アクチュエータを制御する制御部と、出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、車速を検出する車速センサと、を備えた変速装置を制御する方法に関する。

本発明に係る制御方法は、前記出力軸の回転速度を用いることなくスロットル開度と車速とに基づいて入力軸の目標回転速度を決定し、入力軸の目標回転速度を出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に基づいて前記アクチュエータを制御する。

本発明によれば、低速時におけるエンジンの回転速度の増大を抑制することができる。

（自動二輪車１の構成）
−自動二輪車１の概略構成−
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す自動二輪車１を例に挙げて詳細に説明する。図１に示すように、自動二輪車１は、車体フレーム（図示せず）を備えている。車体フレームには、パワーユニット２が懸架されている。パワーユニット２の後端部には、後輪３が配置されている。本実施形態において、この後輪３は、パワーユニット２の動力で駆動する駆動輪を構成している。

車体フレームは、操向ハンドル４から下方に延びるヘッドパイプ（図示せず）を有する。ヘッドパイプの下端には、フロントフォーク５が連結されている。フロントフォーク５の下端部には、前輪６が回転自在に取り付けられている。この前輪６は、パワーユニット２には接続されておらず、従動輪を構成している。

−パワーユニット２の構成−
次に、図２および図３を参照しながら、パワーユニット２の構成について説明する。

｛エンジン１０の構成｝
図２および図３に示すように、パワーユニット２は、エンジン（内燃機関）１０と、変速装置２０とを備えている。本実施形態では、エンジン１０は、強制空冷式の４サイクルエンジンとして説明する。しかしながら、エンジン１０は、他の形式のエンジンであってもよい。例えば、エンジン１０は、水冷エンジンであってもよい。エンジン１０は、２サイクルエンジンであってもよい。

図３に示すように、エンジン１０は、クランク軸１１を備えている。クランク軸１１の外周には、スリーブ１２がスプライン係合されている。スリーブ１２は、軸受１３を介してハウジング１４に回転自在に軸支されている。スリーブ１２の外周には、アクチュエータとしてのモータ３０に接続された一方向クラッチ３１が取り付けられている。

｛変速装置２０の構成｝
変速装置２０は、図３に示すように、変速機構２０ａと、その変速機構２０ａを制御する制御部９とにより構成されている。制御部９は、演算部としてのＥＣＵ７と、駆動部としての駆動回路８とにより構成されている。なお、本実施形態では、変速機構２０ａがベルト式のＥＣＶＴである例について説明する。ＥＣＶＴのベルトは樹脂ベルトであってもよく、金属ベルトであってもよく、その他のベルトであってもよい。また、変速機構２０ａは、ベルト式のＥＣＶＴに限定されない。変速機構２０ａは、例えば、トロイダル式のＥＣＶＴであってもよい。

変速機構２０ａは、プライマリシーブ２１と、セカンダリシーブ２２と、Ｖベルト２３と、を備えている。Ｖベルト２３は、プライマリシーブ２１とセカンダリシーブ２２とに巻き掛けられている。Ｖベルト２３は、断面略Ｖ字状に形成されている。

プライマリシーブ２１は、入力軸２１ｄとしてのクランク軸１１に接続されている。プライマリシーブ２１は、クランク軸１１と一体に回転する。プライマリシーブ２１は、プライマリ固定シーブ体２１ａと、プライマリ可動シーブ体２１ｂとを備えている。プライマリ固定シーブ体２１ａは、クランク軸１１の一端に固定されている。プライマリ可動シーブ体２１ｂは、プライマリ固定シーブ体２１ａに対向して配置されている。プライマリ可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１の軸方向に移動可能である。プライマリ固定シーブ体２１ａとプライマリ可動シーブ体２１ｂとの各対向面によって、Ｖベルト２３が巻き掛けられるベルト溝２１ｃが形成されている。ベルト溝２１ｃは、プライマリシーブ２１の径方向外側に向かって幅広となっている。

図３に示すように、プライマリ可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１が貫通する円筒状のボス部２１ｅを有している。このボス部２１ｅの内側に、円筒状のスライダ２４が固定されている。このスライダ２４と一体のプライマリ可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１の軸方向に移動可能である。このため、ベルト溝２１ｃの溝幅は可変である。

プライマリシーブ２１のベルト溝２１ｃの溝幅は、モータ３０によって、プライマリ可動シーブ体２１ｂがクランク軸１１の軸方向に駆動されることによって変更される。すなわち、変速装置２０は、変速比が電子的に制御されるＥＣＶＴである。なお、本実施形態では、モータ３０を、パルス幅変調駆動（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動）されるものとする。ただし、モータ３０の駆動方式は、特に限定されるものではない。例えば、モータ３０は、パルス振幅変調（pulse-amplitude modulation）駆動されるものであってもよい。また、モータ３０はステップモータであってもよい。また、本実施形態では、アクチュエータの一例としてモータ３０を用いているが、アクチュエータはモータ３０以外のもの、例えば油圧アクチュエータ等であってもよい。

セカンダリシーブ２２は、プライマリシーブ２１の後方に配置されている。セカンダリシーブ２２は、セカンダリシーブ軸２７に対して、遠心クラッチ２５を介して取り付けられている。詳細に、セカンダリシーブ２２は、セカンダリ固定シーブ体２２ａと、セカンダリ可動シーブ体２２ｂとを備えている。セカンダリ可動シーブ体２２ｂは、セカンダリ固定シーブ体２２ａと対向している。セカンダリ固定シーブ体２２ａは筒状部２２ａ１を備えている。本実施形態では、この筒状部２２ａ１が変速装置２０の出力軸２２ｄを構成している。セカンダリ固定シーブ体２２ａは、セカンダリシーブ軸２７に遠心クラッチ２５を介して連結されている。セカンダリ可動シーブ体２２ｂは、セカンダリシーブ軸２７の軸方向に移動可能である。これらセカンダリ固定シーブ体２２ａとセカンダリ可動シーブ体２２ｂとの各対向面によって、Ｖベルト２３が巻き掛けられるベルト溝２２ｃが形成されている。ベルト溝２２ｃは、セカンダリシーブ２２の径方向外側に向かって幅広となっている。

セカンダリ可動シーブ体２２ｂは、スプリング２６によって、ベルト溝２２ｃの溝幅を減じる方向に付勢されている。このことから、モータ３０が駆動され、プライマリシーブ２１のベルト溝２１ｃの溝幅が小さくなり、プライマリシーブ２１に対するＶベルト２３の巻き掛け径が大きくなると、セカンダリシーブ２２側においては、Ｖベルト２３が径方向内側に引かれる。このため、セカンダリ可動シーブ体２２ｂがスプリング２６の付勢力に抗してベルト溝２２ｃを広げる方向に移動する。このため、セカンダリシーブ２２に対するＶベルト２３の巻き掛け径が小さくなる。その結果、変速機構２０ａの変速比が変わる。

遠心クラッチ２５は、セカンダリ固定シーブ体２２ａに含まれる出力軸２２ｄとしての筒状部２２ａ１の回転速度に応じて断続される。すなわち、出力軸２２ｄの回転速度が所定の回転速度未満である場合は、遠心クラッチ２５がつながっていない。このため、セカンダリ固定シーブ体２２ａの回転はセカンダリシーブ軸２７に伝達しない。一方、出力軸２２ｄの回転速度が所定の回転速度以上である場合は、遠心クラッチ２５がつながる。このため、セカンダリ固定シーブ体２２ａの回転がセカンダリシーブ軸２７に伝達する。

｛遠心クラッチ２５の構成｝
図３に示すように、遠心クラッチ２５は、遠心プレート２５ａと、遠心ウエイト２５ｂと、クラッチハウジング２５ｃと、を備えている。遠心プレート２５ａは、セカンダリ固定シーブ体２２ａと一体に回転する。つまり、遠心プレート２５ａは、出力軸２２ｄと共に回転する。遠心ウエイト２５ｂは、遠心プレート２５ａに、遠心プレート２５ａの径方向に変位可能に支持されている。クラッチハウジング２５ｃは、セカンダリシーブ軸２７の一端に固定されている。セカンダリシーブ軸２７には、減速機構２８が連結されている。セカンダリシーブ軸２７は、この減速機構２８を介して車軸２９に連結されている。車軸２９には、後輪３が取り付けられている。このように、クラッチハウジング２５ｃは、セカンダリシーブ軸２７、減速機構２８および車軸２９を介して駆動輪としての後輪３に接続されている。

クラッチハウジング２５ｃは、出力軸２２ｄの回転速度に応じて遠心プレート２５ａと係脱する。具体的には、出力軸２２ｄの回転速度が所定の回転速度以上になると、遠心力により遠心ウエイト２５ｂが遠心プレート２５ａの径方向外側に移動して、クラッチハウジング２５ｃに接触する。これにより、遠心プレート２５ａとクラッチハウジング２５ｃとが係合する。遠心プレート２５ａとクラッチハウジング２５ｃとが係合すると、出力軸２２ｄの回転は、クラッチハウジング２５ｃ、セカンダリシーブ軸２７、減速機構２８および車軸２９を介して駆動輪としての後輪３に伝達される。一方、出力軸２２ｄの回転速度が所定の回転速度未満となると、遠心ウエイト２５ｂに加わる遠心力が低下し、遠心ウエイト２５ｂがクラッチハウジング２５ｃから離れる。よって、出力軸２２ｄの回転は、クラッチハウジング２５ｃに伝達されない。その結果、後輪３は回転しない。

（自動二輪車１の制御システム）
次に、自動二輪車１の制御システムについて、図４を参照しながら詳細に説明する。

−自動二輪車１の制御システムの概略−
図４に示すように、ＥＣＵ７には、シーブ位置センサ４０が接続されている。シーブ位置センサ４０は、プライマリシーブ２１のプライマリ可動シーブ体２１ｂの、プライマリ固定シーブ体２１ａに対する位置を検出する。言い換えれば、クランク軸１１の軸方向において、プライマリ固定シーブ体２１ａとプライマリ可動シーブ体２１ｂとの間の距離（ｌ）を検出する。シーブ位置センサ４０は、検出された距離（ｌ）をシーブ位置検出信号としてＥＣＵ７に出力する。なお、シーブ位置センサ４０は、例えば、ポテンショメータ等によって構成することができる。

また、ＥＣＵ７には、入力軸回転速度センサとしてのプライマリシーブ回転センサ４３と、出力軸回転速度センサとしてのセカンダリシーブ回転センサ４１と、車速センサ４２とが接続されている。プライマリシーブ回転センサ４３は、プライマリシーブ２１の回転速度、すなわち入力軸２１ｄの回転速度を検出する。プライマリシーブ回転センサ４３は、検出した入力軸２１ｄの回転速度を、入力軸実回転速度信号としてＥＣＵ７に出力する。セカンダリシーブ回転センサ４１は、セカンダリシーブ２２の回転速度、すなわち出力軸２２ｄの回転速度を検出する。セカンダリシーブ回転センサ４１は、検出した出力軸２２ｄの回転速度を出力軸実回転速度信号としてＥＣＵ７に出力する。車速センサ４２は、後輪３の回転速度を検出する。車速センサ４２は、検出した回転速度に基づいて車速信号をＥＣＵ７に出力する。

ＥＣＵ７は、操向ハンドル４に取り付けられたハンドルスイッチに接続されている。ハンドルスイッチは、ハンドルスイッチがライダーにより操作された際に、ハンドルＳＷ信号を出力する。

また、上述のように、スロットル開度センサ１８ａは、スロットル開度信号をＥＣＵ７に対して出力する。

ＥＣＵ７は、演算部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）７ａと、ＣＰＵ７ａに接続されたメモリ７ｂとを備えている。メモリ７ｂには、後述の目標エンジン回転速度決定マップ７０等の各種設定が保存されている。

−変速装置２０の制御−
次に、図５を参照しながら、本実施形態における変速装置２０の制御方法について説明する。本実施形態では、図５に示すように、目標入力軸回転速度５３を出力軸実回転速度５４で除算して得られる目標変速比５６と、入力軸実回転速度５５を出力軸実回転速度５４で除算して得られる実変速比５７との差が小さくなるように、アクチュエータとしてのモータ３０が制御される。具体的には、目標変速比５６と実変速比５７とが略同一となるようにモータ３０が制御される。

以下、図５を参照しながら、本実施形態における変速装置２０の制御方法について、さらに詳細に説明する。まず、スロットル開度センサ１８ａから、ＣＰＵ７ａに設けられた目標エンジン回転速度決定部１００に対して、スロットル開度５０が出力される。車速センサ４２からは、目標エンジン回転速度決定部１００に対して、車速５１が出力されている。また、目標エンジン回転速度決定部１００は、メモリ７ｂから、目標エンジン回転速度決定マップ７０を読み出す。ここで、図６に例示するように、目標エンジン回転速度決定マップ７０には、各スロットル開度における車速と目標エンジン回転速度との関係が規定されている。目標エンジン回転速度決定部１００は、この目標エンジン回転速度決定マップ７０と、スロットル開度５０と、車速５１とに基づいて目標エンジン回転速度５２を決定する。例えば、スロットル開度が０％で、車速がｒ_１の場合は、図６に示すように、目標エンジン回転速度５２は、Ｒ_１と決定される。目標エンジン回転速度決定部１００は、決定した目標エンジン回転速度５２を目標入力軸回転速度算出部１０１に対して出力する。

なお、説明の便宜上、図６では、スロットル開度（Ｔｈ開度）が０％の場合の関係、１５％の場合の関係、５０％の場合の関係、１００％の場合の関係のみを描画している。

目標入力軸回転速度算出部１０１は、入力された目標エンジン回転速度５２から目標入力軸回転速度５３を算出する。すなわち、目標入力軸回転速度算出部１０１は、入力された目標エンジン回転速度５２から、目標となる入力軸２１ｄの回転速度を算出する。目標入力軸回転速度算出部１０１は、算出した目標入力軸回転速度５３を除算部１１０に対して出力する。なお、本実施形態では、エンジン１０のクランク軸１１と入力軸２１ｄとが共通であるため、目標エンジン回転速度５２と目標入力軸回転速度５３とは等しくなる。つまり、目標入力軸回転速度算出部１０１から、目標エンジン回転速度５２がそのまま目標入力軸回転速度５３として出力される。

除算部１１０は、目標入力軸回転速度算出部１０１から入力された目標入力軸回転速度５３を、セカンダリシーブ回転センサ４１から出力された出力軸実回転速度５４で除算して目標変速比５６を算出する。除算部１１０は、算出した目標変速比５６を減算部１１１に対して出力する。

一方、除算部１０９は、プライマリシーブ回転センサ４３から出力された入力軸実回転速度５５を出力軸実回転速度５４で除算して実変速比５７を算出する。除算部１０９は、算出した実変速比５７を減算部１１１に対して出力する。なお、実変速比５７とは、変速装置２０の実際の変速比である。

減算部１１１は、目標変速比５６から実変速比５７を減算して変速比差５８を算出する。減算部１１１は、算出した変速比差５８を変速比操作量算出部１０２に対して出力する。変速比操作量算出部１０２は、この変速比差５８に基づいて、目標変速比５６と実変速比５７との差が小さくなる変速比操作量５９を算出する。具体的には、変速比操作量算出部１０２は、目標変速比５６と実変速比５７とが略同一となる変速比操作量５９を算出する。変速比操作量算出部１０２は、算出した変速比操作量５９を目標シーブ速度算出部１０３に対して出力する。なお、本実施形態において、変速比操作量５９は、現在の変速比から、目標変速比５６と実変速比５７とが実質的に同一となる変速比との差である。言い換えれば、変速比操作量５９は、目標変速比５６と実変速比５７とを実質的に同一とするために変化させなければならない変速比の大きさである。

目標シーブ速度算出部１０３は、入力された変速比操作量５９に応じた目標シーブ速度７１を算出する。目標シーブ速度算出部１０３は、算出した目標シーブ速度７１を減算部１１２に対して出力する。ここで、目標シーブ速度７１とは、変速比操作量５９だけ変速機構２０ａの変速比を変更するためのプライマリ可動シーブ体２１ｂの移動速度である。

一方、ＣＰＵ７ａ内に設けられた実シーブ速度算出部１０８は、シーブ位置センサ４０から出力された実シーブ位置６８から、実シーブ速度７２を算出する。実シーブ速度算出部１０８は、算出した実シーブ速度７２を減算部１１２に対して出力する。なお、実シーブ速度７２とは、プライマリ可動シーブ体２１ｂの現在の移動速度である。

減算部１１２は、目標シーブ速度７１から実シーブ速度７２を減算して、シーブ速度差７３を算出する。減算部１１２は、シーブ速度差７３をモータ駆動信号計算部１０４に対して出力する。

モータ駆動信号計算部１０４は、シーブ速度差７３に応じたＰＷＭ信号６０を計算する。モータ駆動信号計算部１０４は、計算したＰＷＭ信号６０を駆動回路８に対して出力する。駆動回路８は、入力されたＰＷＭ信号６０に応じたパルス電圧６１をモータ３０に印加する。これにより、プライマリ可動シーブ体２１ｂが駆動され、変速装置２０の変速比が変更される。

（作用および効果）
例えば、次のように、変速装置を制御することも考えられる。ＣＰＵは、スロットル開度センサから出力されるスロットル開度と、車速センサから出力される車速とに基づいて目標変速比を算出する。ＣＰＵは、その目標変速比に応じたＰＷＭ信号を駆動回路に対して出力する。駆動回路は、ＰＷＭ信号に応じたパルス電圧をモータに対して印加する。これにより、図７に示すように、変速装置の変速比が目標変速比と実質的に等しくなるように制御する。

しかしながら、上記変速装置の制御方法では、スロットル開度と車速とに基づいて目標変速比が決定される。このため、スロットル開度と車速とが同じである限りにおいて目標変速比は、一定となる。例えば、図７に示す変速比と、図８に示す変速比とが実質的に同じであることからわかるように、遠心クラッチが経年的に劣化し、つながりにくくなっても、スロットル開度と車速とが同じである限り変速比は変化しない。

遠心クラッチが経年的に劣化し、つながりにくくなると、エンジンの低速回転時におけるエンジンの負荷が小さくなる。具体的には、遠心クラッチの摩耗に伴って遠心クラッチがつながるときの回転速度が上昇するにつれて、遠心クラッチがつながらなくなった回転速度領域および遠心クラッチのつながり度合いが低下した回転速度領域におけるエンジンへの負荷が小さくなる。その結果、図８に示すように、変速装置の使用初期状態における入力軸目標回転速度と比べて入力軸の実際の回転速度が大きくなる。すなわち、入力軸実回転速度およびエンジン回転速度が増大する結果となる。

それに対して、本実施形態では、図５に示すように、スロットル開度５０と、車速５１と、目標エンジン回転速度決定マップ７０とに基づいて目標エンジン回転速度５２および目標入力軸回転速度５３が決定される。ここで、目標エンジン回転速度５２と目標入力軸回転速度５３とは、スロットル開度５０と車速５１とが同じであれば、常に一定である。

一方、目標変速比５６は、その目標入力軸回転速度５３を出力軸実回転速度５４で除算することにより算出される。ここで、出力軸実回転速度５４は、遠心クラッチ２５の劣化等の状況変化により変化する。このため、目標変速比５６は、遠心クラッチ２５の劣化等の状況に応じて変化する。

例えば、遠心クラッチ２５が経年劣化すると、遠心クラッチ２５がつながることにより生じるエンジン１０への負荷が小さくなるため、エンジン回転速度と共に出力軸実回転速度５４も増大する。その結果、図９に示すように、目標変速比５６は小さくなる。目標変速比５６が小さくなると、その分だけ出力軸実回転速度５４が高くなり、遠心クラッチ２５がつながりやすくなる。また、目標変速比５６が小さくなることで、エンジン１０に対する負荷が比較的大きくなる。したがって、エンジン回転速度の増大が抑制される。

さらに、本実施形態では、目標変速比５６と実変速比５７との差が小さくなるようにモータ３０が制御される。すなわち、目標入力軸回転速度５３と入力軸実回転速度５５との差が小さくなるようにモータ３０が制御される。このため、エンジン回転速度の増大がより確実に抑制されている。本実施形態では、目標変速比５６と実変速比５７とが略同一となるようにモータ３０が制御されているため、エンジン回転速度の増大が特に確実に抑制されている。

以上説明したように、目標入力軸回転速度５３を出力軸実回転速度５４で除算することにより算出される目標変速比５６に基づいてモータ３０を制御することで、エンジン回転速度の増大を抑制することができる。本発明において、目標変速比５６に基づいてモータ３０を制御する具体的な制御方法は、特に限定されない。目標変速比５６に基づいてモータ３０を制御する具体的な制御方法は、例えば下記変形例１〜４に示す方法であってもよい。

なお、下記変形例１〜４の説明において、図１〜４は本実施形態と共通に参照する。また、実質的に同じ機能を有する構成要素を本実施形態と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

《変形例１》
以下、上記実施形態の変形例について説明する。なお、下記変形例の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を上記実施形態と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

上記実施形態では、図５に示すように、目標変速比５６から実変速比５７を減算することにより変速比差５８を算出する例について説明した。ただし、変速比差５８は、図１０に示すように算出してもよい。

具体的に、本変形例１では、減算部１１３において、目標入力軸回転速度算出部１０１から出力される目標入力軸回転速度５３から、入力軸実回転速度５５が減算され、入力軸回転速度差６２が算出される。減算部１１３は、算出した入力軸回転速度差６２を除算部１１４に対して出力する。除算部１１４は、入力された入力軸回転速度差６２を出力軸実回転速度５４で除算することで変速比差５８を算出する。算出された変速比差５８は、上記実施形態と同様に、変速比操作量算出部１０２に出力される。

《変形例２》
上記実施形態および変形例１では、変速比差５８から変速比操作量５９を算出する例について説明した。しかし、本発明は上記算出方法に限定されない。例えば、図１１に示すように変速比操作量５９を算出するようにしてもよい。

具体的に、本変形例２では、減算部１１６において、目標入力軸回転速度算出部１０１から出力される目標入力軸回転速度５３から、入力軸実回転速度５５が減算され、入力軸回転速度差６２が算出される。減算部１１６は、入力軸回転速度差６２を入力軸回転速度操作量算出部１０５に対して出力する。入力軸回転速度操作量算出部１０５は、入力軸回転速度差６２に応じた入力軸回転速度操作量６４を算出する。入力軸回転速度操作量算出部１０５は、算出した入力軸回転速度操作量６４を除算部１１７に対して出力する。なお、入力軸回転速度操作量６４は、目標変速比５６と実変速比５７との差が小さくなるようにするために必要な入力軸２１ｄの回転速度の操作量である。言い換えれば、入力軸回転速度操作量６４は、入力軸回転速度操作量６４だけ入力軸２１ｄの回転速度を変化させることで、目標入力軸回転速度５３と入力軸実回転速度５５との差が小さくなり、その結果、目標変速比５６と実変速比５７との差が小さくなる操作量である。

除算部１１７は、入力軸回転速度操作量６４を出力軸実回転速度５４で除算して変速比操作量５９を算出する。算出された変速比操作量５９は、目標シーブ速度算出部１０３に対して出力される。

《変形例３》
本変形例３では、プライマリ可動シーブ体２１ｂのシーブ位置（ｌ）に基づいてシーブ速度差７３を算出し、モータ３０を制御する例について、図１２を参照しながら説明する。

図１２に示すように、本変形例３では、除算部１１９は、目標入力軸回転速度算出部１０１から出力された目標入力軸回転速度５３を出力軸実回転速度５４で除算して目標変速比５６を算出する。除算部１１９は、算出した目標変速比５６を目標シーブ位置算出部１０６に対して出力する。目標シーブ位置算出部１０６は、目標変速比５６に応じた目標シーブ位置６５を算出する。目標シーブ位置算出部１０６は、算出した目標シーブ位置６５を減算部１２１に対して出力する。なお、目標シーブ位置６５とは、変速装置２０の変速比が目標変速比５６になったときのプライマリ可動シーブ体２１ｂのシーブ位置（ｌ）のことである。

一方、除算部１２０は、入力軸実回転速度５５を出力軸実回転速度５４で除算し、実変速比５７を算出する。除算部１２０は、算出した実変速比５７を実シーブ位置算出部１０７に対して出力する。実シーブ位置算出部１０７は、実変速比５７に応じた実シーブ位置６６を算出する。実シーブ位置算出部１０７は、算出した実シーブ位置６６を減算部１２１に対して出力する。なお、実シーブ位置６６とは、変速装置２０の変速比が実変速比５７であるときのプライマリ可動シーブ体２１ｂのシーブ位置（ｌ）のことである。

減算部１２１は、目標シーブ位置６５から実シーブ位置６６を減算してシーブ位置差６７を算出する。減算部１２１は、算出したシーブ位置差６７を目標シーブ速度算出部１０３に対して出力する。

目標シーブ速度算出部１０３は、入力されたシーブ位置差６７から目標シーブ速度７１を算出する。目標シーブ速度算出部１０３は、算出した目標シーブ速度７１を減算部１２２に対して出力する。

減算部１２２は、目標シーブ速度７１から実シーブ速度７２を減算してシーブ速度差７３を算出する。減算部１２２は、算出したシーブ速度差７３をモータ駆動信号計算部１０４に対して出力する。そして、モータ駆動信号計算部１０４によって、上記実施形態と同様に、ＰＷＭ信号６０が計算される。

《変形例４》
図１３に示す本変形例４は、上記変形例３のさらなる変形例である。上記変形例３では、減算部１２１において、目標シーブ位置算出部１０６から出力される目標シーブ位置６５から、出力軸実回転速度５４と入力軸実回転速度５５とに基づいて算出された実シーブ位置６６が減算される例について説明した。しかし、実シーブ位置６６の算出方法は、これに限定されない。例えば、本変形例４のように、減算部１２１において、目標シーブ位置算出部１０６から出力される目標シーブ位置６５から、シーブ位置センサ４０で検出された実シーブ位置６８を減算するようにしてもよい。

《その他の変形例》
プライマリシーブ２１は、クランク軸１１に取り付けられてなくてもよい。例えば、プライマリシーブ２１は、クランク軸１１に噛合し、クランク軸１１と共に回転する別の回転軸に取り付けられていてもよい。

セカンダリシーブ２２は、セカンダリシーブ軸２７に取り付けられてなくてもよい。セカンダリシーブ２２は、セカンダリシーブ軸２７に噛合し、セカンダリシーブ軸２７と共に回転する別の回転軸に取り付けられていてもよい。

変速機構２０ａは、ベルト式のＥＣＶＴに限定されない。例えば、変速機構２０ａは、トロイダル式のＥＣＶＴであってもよい。

モータ３０は、ＰＷＭ制御されるものに限定されない。例えば、モータ３０は、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御されるものであってもよい。また、モータ３０はステップモータであってもよい。

上記実施形態では、プライマリ可動シーブ体２１ｂがモータ３０により駆動される例について説明したが、セカンダリ可動シーブ体２２ｂをモータ３０により駆動するようにしてもよい。

上記実施形態では、目標エンジン回転速度５２を、スロットル開度５０と、車速５１と、目標エンジン回転速度決定マップ７０とに基づいて決定する例について説明した。しかし、本発明において、目標エンジン回転速度５２の決定方法は、特に限定されない。

《本明細書における用語等の定義》
本明細書において、「自動二輪車」は、所謂広義の自動二輪車をいう。すなわち、本発明において、自動二輪車は、狭義の自動二輪車（モーターサイクル（Motorcycle））のみならず、例えば、スクーター（Scooter）、所謂モペット（Moped）を含むものとする。

「駆動源」とは、動力を発生させるものである。「駆動源」は、例えば、内燃機関や電動モータ等であってもよい。

「接続された」とは、直接接続された場合と、他の部材等を介して間接的に接続された場合との両方を含む。

本発明は、変速装置およびそれを備えた自動二輪車等の車両等に有用である。

本発明を実施した自動二輪車の側面図である。 エンジンユニットの断面図である。 ＥＣＶＴの構成を表す部分断面図である。 自動二輪車の制御システムを表すブロック図である。 変速装置の制御を表すブロック図である。 目標エンジン回転速度決定マップの例である。 スロットル開度５０と車速５１とに基づいて目標変速比５６ａが決定される変速装置の使用初期状態における入力軸および出力軸の回転速度を表すグラフである。 スロットル開度５０と車速５１とに基づいて目標変速比５６ａが決定される変速装置の経年劣化後における入力軸および出力軸の回転速度を表すグラフである。 実施形態における変速装置の経年劣化後における入力軸および出力軸の回転速度を表すグラフである。 変形例１における変速装置の制御ブロック図である。 変形例２における変速装置の制御ブロック図である。 変形例３における変速装置の制御ブロック図である。 変形例４における変速装置の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ パワーユニット
７ ＥＣＵ
７ａ ＣＰＵ（演算部）
７ｂ メモリ
８ 駆動回路（駆動部）
９ 制御部
１０ エンジン
１８ａ スロットル開度センサ
２０ 変速装置
２０ａ 変速機構
２１ プライマリシーブ
２１ａ プライマリ固定シーブ体
２１ｂ プライマリ可動シーブ体
２１ｃ ベルト溝（第１のベルト溝）
２１ｄ 入力軸
２２ セカンダリシーブ
２２ａ セカンダリ固定シーブ体
２２ｂ セカンダリ可動シーブ体
２２ｃ ベルト溝（第２のベルト溝）
２２ｄ 出力軸
２３ Ｖベルト
２５ 遠心クラッチ
２５ａ 遠心プレート
２５ｂ 遠心ウエイト
２５ｃ クラッチハウジング
２７ セカンダリシーブ軸
３０ モータ（アクチュエータ）
４０ シーブ位置センサ
４１ セカンダリシーブ回転センサ(出力軸回転速度センサ)
４２ 車速センサ
４３ プライマリシーブ回転センサ(入力軸回転速度センサ)
５０ スロットル開度

Claims (12)

1. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、
   前記出力軸に接続された遠心クラッチと、
   前記アクチュエータを制御する制御部と、
   前記出力軸の回転速度を検出し、前記制御部に対して出力する出力軸回転速度センサと、
   スロットル開度を検出し、前記制御部に対して出力するスロットル開度センサと、
   車速を検出し、前記制御部に対して出力する車速センサと、
   を備え、
   前記制御部は、前記出力軸の回転速度を用いることなく前記スロットル開度と前記車速とに基づいて前記入力軸の目標回転速度を決定し、前記入力軸の目標回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に基づいて前記アクチュエータを制御する変速装置。
2. 請求項１に記載された変速装置において、
   前記入力軸の回転速度を検出し、前記制御部に対して出力する入力軸回転速度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる実変速比と、前記目標変速比との差が小さくなるように前記アクチュエータを制御する変速装置。
3. 請求項２に記載された変速装置において、
   前記制御部は、前記実変速比と前記目標変速比とが略同一となるように前記アクチュエータを制御する変速装置。
4. 請求項１に記載された変速装置において、
   前記変速機構は、
   前記入力軸に対して変位不能に設けられたプライマリ固定シーブ体と、前記入力軸の軸線方向において前記プライマリ固定シーブ体に対して変位可能に対向し、前記プライマリ固定シーブ体と共に第１のベルト溝を構成するプライマリ可動シーブ体と、を備えたプライマリシーブと、
   前記出力軸に対して変位不能に設けられたセカンダリ固定シーブ体と、前記出力軸の軸線方向において前記セカンダリ固定シーブ体に対して変位可能に対向し、前記セカンダリ固定シーブ体と共に第２のベルト溝を構成するセカンダリ可動シーブ体と、を備えたセカンダリシーブと、
   前記第１のベルト溝と、前記第２のベルト溝とに巻き掛けられたベルトと、
   をさらに有し、
   前記アクチュエータは、前記プライマリ可動シーブ体または前記セカンダリ可動シーブ体を変位させる変速装置。
5. 請求項２に記載された変速装置において、
   前記制御部は、
   前記実変速比と前記目標変速比との差に基づいて、前記実変速比と前記目標変速比との差を小さくするための前記変速比の操作量を演算し、前記演算された変速比の操作量に応じた制御信号を出力する演算部と、
   前記制御信号に応じた電力を前記アクチュエータに供給する駆動部と、
   を有する変速装置。
6. 請求項５に記載された変速装置において、
   前記演算部は、前記入力軸の回転速度と前記入力軸の目標回転速度との差に基づいて、前記実変速比と前記目標変速比との差を小さくするための前記入力軸の回転速度の操作量を求め、前記演算された入力軸の回転速度の操作量を前記出力軸の回転速度で除算することによって、前記変速比の操作量を演算する変速装置。
7. 請求項４に記載された変速装置において、
   前記入力軸の回転速度を検出し、前記制御部に対して出力する入力軸回転速度センサをさらに備え、
   前記制御部は、
   前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる実変速比に基づいて算出される、前記プライマリ可動シーブ体および前記セカンダリ可動シーブ体のいずれか一方の実際のシーブ位置である実シーブ位置と、前記目標変速比に基づいて算出される、前記プライマリ可動シーブ体および前記セカンダリ可動シーブ体のいずれか一方の目標シーブ位置との差から、前記実変速比と前記目標変速比との差を小さくするための前記シーブ位置の操作量を演算し、前記演算されたシーブ位置の操作量に応じた制御信号を出力する演算部と、
   前記制御信号に応じた電力を前記アクチュエータに供給する駆動部と、
   を有する変速装置。
8. 請求項４に記載された変速装置において、
   前記制御部は、前記目標変速比に基づいて前記プライマリ可動シーブ体および前記セカンダリ可動シーブ体のいずれか一方の目標シーブ位置を演算し、前記プライマリ可動シーブ体および前記セカンダリ可動シーブ体のいずれか一方のシーブ位置が前記目標シーブ位置となるように前記アクチュエータを制御する変速装置。
9. 請求項１に記載された変速装置を備えたパワーユニット。
10. 駆動源と、変速装置とを有するパワーユニットを備えた車両であって、
    前記変速装置は、
    前記駆動源に接続された入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、
    前記出力軸に接続された遠心クラッチと、
    前記アクチュエータを制御する制御部と、
    前記出力軸の回転速度を検出し、前記制御部に対して出力する出力軸回転速度センサと、
    スロットル開度を検出し、前記制御部に対して出力するスロットル開度センサと、
    車速を検出し、前記制御部に対して出力する車速センサと、
    を有し、
    前記制御部は、前記出力軸の回転速度を用いることなく前記スロットル開度と前記車速とに基づいて前記入力軸の目標回転速度を決定し、前記入力軸の目標回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に応じて前記アクチュエータを制御する車両。
11. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、
    前記出力軸に接続された遠心クラッチと、
    前記アクチュエータを制御する制御部と、
    前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、
    スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、
    車速を検出する車速センサと、
    を備えた変速装置の制御装置であって、
    前記出力軸の回転速度を用いることなく前記スロットル開度と前記車速とに基づいて前記入力軸の目標回転速度を決定し、前記入力軸の目標回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に応じて前記アクチュエータを制御する変速装置の制御装置。
12. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変更するアクチュエータと、を有する変速機構と、
    前記出力軸に接続された遠心クラッチと、
    前記アクチュエータを制御する制御部と、
    前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、
    スロットル開度を検出するスロットル開度センサと、
    車速を検出する車速センサと、
    を備えた変速装置の制御方法であって、
    前記出力軸の回転速度を用いることなく前記スロットル開度と前記車速とに基づいて前記入力軸の目標回転速度を決定し、前記入力軸の目標回転速度を前記出力軸の回転速度で除算して得られる目標変速比に応じて前記アクチュエータを制御する変速装置の制御方法。

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