JP5261758B2 - 車両の自動変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動変速制御装置に係り、特に、減速時に前後輪の回転数に差が生じた場合には、大きい方の回転数に応じて自動変速制御を実行するようにした車両の自動変速制御装置に関する。

従来から、車両の駆動輪と従動輪にそれぞれ回転数（回転速度）の検知手段を設け、双方の回転数に差が生じた時に、特定の制御を実行する構成が知られている。

特許文献１には、駆動輪と従動輪の回転数の差からスリップ状態を検知し、スリップ状態が検知された時に駆動輪の駆動力を弱めるトラクション制御を実行するようにした加速スリップ防止装置において、前記トラクション制御の発生頻度が高いと、通常の変速制御より早めにシフトアップする低μ用変速制御を実行するようにした加速スリップ防止装置が開示されている。
特開平４−１００７３９号公報

所定の車輪の回転数から得られる車速情報に基づいて変速機の自動変速を実行する車両では、例えば、所定の車輪のみが一時的にロックした場合でも、車体の速度が下がったものと判定してローギヤ側への自動変速が実行されることとなる。このような現象は、特に、従動輪および駆動輪に設けられた制動装置を、それぞれ独立して操作する二輪車や三輪車において発生しやすく、例えば、ブレーキ操作時に所定の車輪がロックすることで、実際の車速に比して低い変速比に自動変速され、駆動輪に必要以上のエンジンブレーキが発生することがあった。

特許文献１の技術は、走行中のスリップ状態を検知して自動変速装置の制御を変更するものであり、減速時における従動輪と駆動輪との回転数の差を検知し、これに基づいて自動変速装置の制御方法を変更することは余り検討されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、減速時に前後輪の回転数に差が生じた場合には、大きい方の回転数に応じて自動変速制御を実行するようにした車両の自動変速制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、車両の自動変速制御装置において、少なくとも車速情報に応じて変速機を自動変速する制御部と、従動輪としての前輪の回転数を検出する第１センサと、駆動輪としての後輪の回転数を検出する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサからの情報に基づいて、前記前輪と後輪との回転数の差を検出する回転数差検出手段とを備え、前記制御部は、前記回転数の差が検出されると、前記前輪の回転数と前記後輪の回転数のうち、回転数の大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速制御を行う点に第１の特徴がある。

また、前記制御部は、前記回転数の差が予め定められた時間以上継続して検出されると、前記変速機をシフトアップ側へ変速する点に第２の特徴がある。

また、前記シフトアップ側への変速は、前記回転数の差が検出されなくなるまで実行される点に第３の特徴がある。

また、前記制御部は、前記車両の減速時に前記回転数の差が検出されると、前記前輪の回転数と前記後輪の回転数のうち、回転数の大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速制御を行う点に第４の特徴がある。

さらに、前記車両は自動二輪車である点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、少なくとも車速情報に応じて変速機を自動変速する制御部と、従動輪としての前輪の回転数を検出する第１センサと、駆動輪としての後輪の回転数を検出する第２センサと、前記第１センサおよび第２センサからの情報に基づいて、前記前輪と後輪との回転数の差を検出する回転数差検出手段とを備え、前記制御部は、前記回転数の差が検出されると、前記前輪の回転数と前記後輪の回転数のうち、回転数の大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速制御を行うので、車両の加減速時に前後輪の回転数に差が生じた場合でも、車両の走行状態に合った適切な自動変速制御が可能となる。例えば、車両が減速状態の場合には、ブレーキ操作によって、前輪または後輪の一方にロックまたは回転数の急低下が生じても、この車輪の回転数に合わせてローギヤ側（シフトダウン側）に自動変速されることがなくなる。これにより、実際の車速に比して変速機の変速比が下がりすぎて必要以上のエンジンブレーキが生じることが防止されて、スムーズな減速が可能になる。

第２の特徴によれば、制御部は、回転数の差が予め定められた時間以上継続して検出されると変速機をシフトアップ側へ変速するので、滑りやすい路面等でブレーキ操作による後輪ロック状態が継続されながら車速が徐々に落ちる場合でも、前輪の回転数の低下に応じて変速機がシフトダウン側へ変速されることが防がれて、後輪ブレーキが解除された際に必要以上のエンジンブレーキが生じることがなくなる。

第３の特徴によれば、シフトアップ側への変速は、回転数の差が検出されなくなるまで実行されるので、後輪ロック状態の継続時間が長くなるほどトップギヤ側への変速が進み、後輪ブレーキが解除された際に必要以上のエンジンブレーキが生じる可能性が低くなる。

第４の特徴によれば、制御部は、車両の減速時に回転数の差が検出されると、前輪の回転数と前記後輪の回転数のうち、回転数の大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速制御を行うので、ブレーキ操作によって前後輪の回転数に差が生じた場合に、車両の走行状態に合った適切な自動変速制御が可能となる。

第５の特徴によれば、車両は自動二輪車であるので、急制動時においても適切な自動変速動作が実行される変速制御装置を自動二輪車に適用することができる。

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、自動二輪車に適用される自動変速機としての自動マニュアル変速機（以下、ＡＭＴ）およびその周辺装置のシステム構成図である。エンジン１１に連結されるＡＭＴ１６は、クラッチ用油圧装置１７およびＡＭＴ制御ユニット１８によって駆動制御される。エンジン１１は、スロットル・バイ・ワイヤ（ＴＢＷ）形式のスロットルボディ１９を有し、スロットルボディ１９には、スロットル開閉用のモータ２０が備えられている。

ＡＭＴ１６は、多段の変速機ギヤ２１、第１クラッチ２２、第２クラッチ２３、シフトドラム２４、およびシフトドラム２４を回動させるシフト制御モータ２５を備えている。変速機ギヤ２１を構成する多数のギヤは、主軸２６、カウンタ軸２７、および変速ギヤ出力軸２８にそれぞれ結合または遊嵌されている。主軸２６は、内主軸２６ａと外主軸２６ｂとからなり、内主軸２６ａは第１クラッチ２２と結合され、外主軸２６ｂは第２クラッチ２３と結合されている。主軸２６およびカウンタ軸２７には、それぞれ主軸２６およびカウンタ軸２７の軸方向に変位自在なクラッチ（不図示）が設けられており、これらクラッチおよびシフトドラム２４に形成されたカム軸（不図示）に、それぞれシフトフォーク２９の端部が係合されている。

エンジン１１の出力軸、すなわちクランク軸３０には、プライマリ駆動ギヤ３１が結合されており、このプライマリ駆動ギヤ３１はプライマリ従動ギヤ３２に噛み合わされている。プライマリ従動ギヤ３２は、第１クラッチ２２を介して内主軸２６ａに連結されると共に、第２クラッチ２３を介して外主軸２６ｂに連結されている。

カウンタ軸２７に結合されたカウンタ軸出力ギヤ３３は、変速ギヤ出力軸２８に結合された出力従動ギヤ３４に噛み合わされている。変速ギヤ出力軸２８には、駆動スプロケット３５が結合されており、この駆動スプロケット３５に巻き掛けられるドライブチェーン（不図示）を介して、駆動輪としての後輪ＷＲ（図２参照）に駆動力が伝達される。また、ＡＭＴ１６内には、プライマリ従動ギヤ３２の外周に対向配置されたエンジン回転数センサ３６と、シフトドラム２４の回転位置に基づいて現在のギヤ段位を検出するギヤポジションセンサ３８とが設けられている。また、スロットルボディ１９には、スロットル開度信号を出力するスロットルセンサ４７が設けられている。

クラッチ用油圧装置１７は、オイルタンク３９と、このオイルタンク３９内のオイルを第１クラッチ２２および第２クラッチ２３に給送するための管路４０とを備えている。管路４０上には、ポンプ４１およびバルブ４２が設けられており、管路４０に連結される戻り管路４３上には、レギュレータ４４が配置されている。バルブ４２は、第１クラッチ２２および第２クラッチ２３に個別にオイル圧をかけることが可能な構造とされる。また、バルブ４２にもオイルの戻り管路４５が設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１８には、自動変速（ＡＴ）モードと手動変速（ＭＴ）モードとの切り換えを行うモードスイッチ４９と、シフトアップ（ＵＰ）またはシフトダウン（ＤＮ）を指示するシフトセレクトスイッチ５０とが接続されている。ＡＭＴ制御ユニット１８は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を備え、上記各センサやスイッチの出力信号に応じてバルブ４２およびシフト制御モータ２５を制御し、ＡＭＴ１６のギヤ段位を自動的または半自動的に切り換えることができるように構成されている。

ＡＭＴ制御ユニット１８は、ＡＴモードの選択時には、車速、エンジン回転数、スロットル開度等の情報に応じて変速機ギヤ２１を自動的に切り換え、一方、ＭＴモードの選択時には、セレクトスイッチ５０のシフト操作に伴って、変速機ギヤ２１をシフトアップまたはシフトダウンする。なお、ＭＴモード選択時でも、エンジンの過回転やストールを防止するための補助的な自動変速制御を実行するように設定できる。

クラッチ用油圧装置１７では、ポンプ４１によってバルブ４２に油圧がかけられており、この油圧が上限値を超えないようにレギュレータ４４で制御されている。ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示でバルブ４２が開かれると、第１クラッチ２２または第２クラッチ２３に油圧が印加されて、プライマリ従動ギヤ３２が第１クラッチ２２または第２クラッチ２３を介して内主軸２６ａまたは外主軸２６ｂに連結される。そして、バルブ４２が閉じられて油圧の印加が停止されると、第１クラッチ２２および第２クラッチ２３は、内蔵されている戻りバネ（不図示）によって、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂとの連結を断つ方向へ付勢されることとなる。

シフト制御モータ２５は、ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示に従ってシフトドラム２４を回動させる。シフトドラム２４が回動すると、シフトドラム２４の外周に形成されたカム溝の形状に従ってシフトフォーク２９がシフトドラム２４の軸方向に変位し、クラッチを移動させてカウンタ軸２７および主軸２６上のギヤの噛み合わせが変わり、変速機ギヤ２１をシフトアップまたはシフトダウンさせる。

図２は、本発明の一実施形態に係るＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。ＡＭＴ制御ユニット１８は、変速マップ６１が格納された変速制御指令部６０と、基準車輪変更手段６２と、回転数差検出手段６３とを備えている。制御部としての変速制御指令部６０は、エンジン回転数センサ３６、スロットル開度センサ５３、ギヤポジションセンサ３８の出力信号および後述する車速情報に基づき、３次元マップからなる変速マップ６１に従ってシフト制御モータ２５およびバルブ４２を駆動するように構成されている。

本実施形態に係る車両の自動変速制御装置においては、従動輪としての前輪ＷＦの回転数を検出する第１センサ５１と、駆動輪としての後輪ＷＲの回転数を検出する第２センサ５２とを備えており、回転数差検出手段６３によって前後輪の回転数の差が検知できるように構成されている。なお、通常走行時の車速検知は、前後輪の外径差を勘案すれば、第１センサ５１または第２センサ５２のどちらで行ってもよい。

ここで、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲにそれぞれ独立して作動するブレーキ装置を備える自動二輪車を急制動させた際には、荷重の抜けやすい後輪ＷＲが、路面との間のグリップ力を失ってロックしたり、また、ロックには至らずとも実際の車速に比して回転数が低い状態になることがある。この場合に、例えば、前記第２センサ５２のみから変速制御の基準とする車速情報を取得する構成であると、後輪ＷＲの回転数の低下に合わせて順次ローギヤ側への自動変速が実行されることとなる。このように、後輪ＷＲの一時的なロックに応じて自動変速が行われると、実際の車速に比して低い変速比が選択されることとなり、後輪ブレーキを解除しても、過大なエンジンブレーキが発生してロック状態が継続される可能性がある。本実施形態に係る車両の自動変速制御装置では、前後輪の回転数をそれぞれ検知し、双方の回転数に差が生じた際には、大きい方の回転数から検出される車速情報に基づいて自動変速を実行する点に特徴がある。

回転数差検出手段６３は、従動輪としての前輪ＷＦの回転数を検出する第１センサ５１および駆動輪としての後輪ＷＲの回転数を検出する第２センサ５２から得られる情報を比較して、前後輪の回転数の差を算出する。そして、回転数の差が検出されると、基準車輪変更手段６２によって、大きい方の回転数に応じて自動変速を実行する命令が変速制御指令部６０に伝達される。基準車輪変更手段６２が変更命令を発する回転数の差の値は、車体構成等に合わせて設定できるほか、大きい方の回転数の値に応じて増減させるようにしてもよい。また、所定の回転数の差が検出されてから基準車輪を変更するまでの間に、所定の待ち時間（例えば、１秒）を設定してもよい。なお、変速制御指令部６０に出力信号を入力する対路面速度検知手段５４に関しては後述する。

図３は、本実施形態に係る基準車輪変更制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、第１センサ５１および第２センサ５２で前後輪の回転数がそれぞれ検知されると、ステップＳ２では、回転数差検出手段６３によって前後輪の回転数に差が生じたか否かが判定される。この判定に用いられる回転数の差の値は、例えば、車速換算で５ｋｍ／ｈ等の値に設定することができる。ステップＳ２で肯定判定されると、ステップＳ４に進み、基準車輪変更手段６２が、前後輪の回転数のうち大きい方の回転数に応じて変速制御を実行するよう変速制御指令部６０に指令を出し、一連の基準車輪変更制御を終了する。なお、ステップＳ２で否定判定されると、ステップＳ３において通常変速制御を維持し、ステップＳ１に戻ることとなる。

なお、第１センサ５１および第２センサ５２には、ホール素子等を用いて車輪に取り付けたピックアップ部の通過間隔を計測できる非接触センサが好適である。また、後輪ＷＲの回転数に関しては、第２センサ５２に代えて、ＡＭＴ１６内部の変速ギヤの回転数を検知するセンサ（不図示）等によって算出するようにしてもよい。

図４は、減速時における前後輪の回転数の推移の一例を示すグラフである。本実施形態では、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲが共に回転数Ｎ１で回転する定常走行中に、時間ｔ１で後輪ブレーキが操作され、これと同時に後輪ＷＲの回転数Ｎｒのみが急低下する状態を示している。本グラフでは、説明を簡単にするため、後輪ブレーキが操作されても車速が減速されることなく、前輪ＷＦが回転数Ｎ１で回転し続ける状態を示している。一方、後輪ＷＲは、路面との間のグリップ力を失ってスリップしながら、時間ｔ２において回転数Ｎ２に到達するまで所定の減速度で減速する。

このとき、ＡＭＴ１６の自動変速を後輪ＷＲの回転数Ｎｒのみに基づいて実行する構成では、回転数Ｎｒの減少に応じて、変速比Ｒ１からローギヤ側への自動変速が順次実行されることとなる。これにより、後輪ブレーキを解除しても、実際の車速が落ちていないため、後輪ＷＲに発生するエンジンブレーキによってロック状態が継続される可能性がある。これに対して、本実施形態に係る車両の自動変速制御装置によれば、後輪ＷＲの回転数Ｎｒのみが減少して前後輪の回転数に差が生じた場合には、前輪ＷＦの回転数Ｎｆに基づいて自動変速制御を行うので、実際の車速に沿った変速制御が実行されてスムーズな減速が可能となる。一方、前輪ＷＦに、ロックまたは回転数低下が発生した場合には、後輪ＷＲの回転数Ｎｒに基づいて変速制御が実行されることとなる。

なお、前後輪の差が予め定められた時間（例えば、３秒）以上継続して検出された場合には強制的にシフトアップ側へ変速するように設定しておくと、例えば、滑りやすい路面等での減速時に、ブレーキ操作による後輪ＷＲのロック状態が継続されながら車速が徐々に落ちる場合でも、前輪ＷＦの回転数の低下に応じてシフトダウン側へ変速されることが防がれて、後輪ブレーキが解除された際に必要以上のエンジンブレーキが生じることがなくなる。また、このシフトアップ側への変速を、前後輪の回転数の差が検出されなくなるまで実行されるように設定すると、後輪ロック状態の継続時間が長くなるほどトップギヤ側への変速が進み、後輪ブレーキが解除された際に必要以上のエンジンブレーキが生じる可能性を下げることができる。

また、上記した自動変速制御装置に代えて、前後輪の両方にロック等が発生した場合には、車体の対路面速度に基づいて変速制御を実行することもできる。このため、図２に示した変速制御指令部６０には、対路面速度を直接計測する対路面速度検知手段５４からの情報が入力されている。上記した変速制御装置では、後輪ＷＲにロック等が発生すると車速検出の基準車輪を前輪ＷＦに切り換えることができるが、前輪ＷＦにも同時にロックおよび回転速度の低下等が発生すると、実際の車速が検知できない可能性がある。この時、対路面速度検知手段５４によって対路面速度が検知できる環境にあれば、この対路面速度を車速として代用して、適切な変速制御を実行することができる。これにより、前後輪が一時的に同時にロックすることで、実際の車速に比して変速比が下がりすぎてしまうことを防止できる。なお、対路面速度検知手段５４には、路面に配設された所定のピックアップ部を検知する光センサのほか、走行風の風速計やＧＰＳ装置等を適用してもよい。また、前記したような基準車輪を切り換える制御のみを実行する場合には、対路面速度検知手段５４は備えていなくてもよい。

上記したように、本発明に係る自動二輪車の変速制御装置によれば、前後輪にそれぞれ回転数検出手段を設け、回転数の差が検出されると、前輪の回転数と後輪の回転数のうち、大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速を実行するので、ブレーキ操作によって、車速を検知している車輪にロックまたは回転数の急低下が生じた場合でも、実際の車速に応じた適切な変速制御を実行することが可能となる。

基準車輪の変更制御を実行する前後輪の回転数の差の値、回転数の差が検知されてから変更制御が実行されるまでの待ち時間等は、上記実施形態に限られず種々の変更が可能である。例えば、基準車輪の変更条件として、車速を検知している車輪の回転数が所定値以上（例えば、車速換算で２０ｋｍ／ｈ）であること等を加えてもよい。また、自動変速機の構成は、アクチュエータで変速プーリを駆動するＶベルト式の無段変速機等であってもよい。さらに、上記した変速制御装置は、駆動輪と従動輪を２輪ずつ備えた４輪車や、駆動輪としての後輪を２輪備えた３輪車等に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る自動マニュアル変速機およびその周辺装置のシステム構成図である。 本発明の一実施形態に係るＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 本発明に係る基準車輪変更制御の流れを示すフローチャートである。 減速時における前後輪の回転数の推移の一例を示すグラフである。

符号の説明

１６…ＡＭＴ（変速機）、１８…ＡＭＴ制御ユニット、２５…シフト制御モータ、３８…ギヤポジションセンサ、４２…バルブ、５１…第１センサ、５２…第２センサ、５３…スロットル開度センサ、６０…変速制御指令部（制御部）、６１…変速マップ、６２…基準車輪変更手段、６３…回転数差検出手段、ＷＦ…前輪（従動輪）、ＷＲ…後輪（駆動輪）

Claims (3)

1. 車両の自動変速制御装置において、
   少なくとも車速情報に応じて変速機（１６）を自動変速する制御部（１８）と、
   従動輪としての前輪（ＷＦ）の回転数を検出する第１センサ（５１）と、
   駆動輪としての後輪（ＷＲ）の回転数を検出する第２センサ（５２）と、
   前記第１センサ（５１）および第２センサ（５２）からの情報に基づいて、前記前輪（ＷＦ）と後輪（ＷＲ）との回転数の差を検出する回転数差検出手段（６３）とを備え、
   前記制御部（１８）は、前記車両の減速時に前記回転数の差が検出されると、前記前輪（ＷＦ）の回転数と前記後輪（ＷＲ）の回転数のうち、回転数の大きい方から算出される車速情報に応じて自動変速制御を行い、
   前記制御部（１８）は、前記回転数の差が予め定められた時間以上継続して検出されると、前記変速機（１６）をシフトアップ側へ変速し、
   前記回転数の差が所定値に達すると回転数が大きい方の車輪を基準車輪に設定して自動変速を実行する基準車輪変更手段（６２）を備え、該基準車輪変更手段（６２）が、前記大きい方の回転数に応じて前記所定値を増減させるように構成されており、
   前記前輪（ＷＦ）および後輪（ＷＲ）に同時にロックおよび回転速度の低下が発生した際には、対路面速度を直接計測する対路面速度検知手段（５４）によって検知された対路面速度を車速情報として代用して変速制御を実行することを特徴とする車両の自動変速制御装置。
2. 前記シフトアップ側への変速は、前記回転数の差が検出されなくなるまで実行されることを特徴とする請求項１に記載の車両の自動変速制御装置。
3. 前記車両は自動二輪車であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の自動変速制御装置。

Images