JP5406444B2 - Transmission mechanism control device, transmission device, vehicle equipped with the same, transmission mechanism control method, and motor heat generation amount estimation method in transmission mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、変速機構の制御装置、変速装置、それを備えた車両、変速機構の制御方法および変速機構におけるモータの発熱量推定方法に関する。詳細には、本発明は、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構の制御装置、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速装置、それを備えた車両、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構の制御方法、およびモータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構におけるモータの発熱量推定方法に関する。 The present invention relates to a transmission mechanism control device, a transmission device, a vehicle including the transmission device, a transmission mechanism control method, and a motor heat generation amount estimation method in the transmission mechanism. More specifically, the present invention relates to a control device for an electronically controlled transmission mechanism in which the transmission gear ratio is changed by a motor, an electronically controlled transmission device in which the transmission gear ratio is changed by a motor, a vehicle including the same, and a transmission gear ratio that is changed by a motor. The present invention relates to a method for controlling an electronically controlled transmission mechanism that can be changed, and a method for estimating a heat generation amount of a motor in an electronically controlled transmission mechanism that can change a transmission ratio by a motor.
従来、モータにより変速比が無段に変速される電子制御式の無段変速装置(以下、「ECVT(Electronic Continuously Variable Transmission)」とする。)が知られている(例えば、特許文献1等)。
ECVTでは、変速比の変化に伴いモータが逆転駆動される回数が比較的多いことから、モータの発熱量が比較的多い。モータの発熱量が多くなると、モータやその駆動回路の温度が高くなり、モータの性能が劣化する虞がある。 In ECVT, since the number of times the motor is driven to rotate in reverse with a change in gear ratio is relatively large, the amount of heat generated by the motor is relatively large. When the amount of heat generated by the motor increases, the temperature of the motor and its drive circuit increases, and the performance of the motor may be degraded.
したがって、モータの温度が使用可能温度範囲を上回らないように、モータの温度または発熱量をモニタしておくことが好ましい。例えば、モータの温度を推定する方法として、モータや、その駆動回路等に対して温度センサを設ける方法が考えられる。また、モータの発熱量を推定する方法として、モータの発熱量がモータに流れる電流の二乗に比例することから、電流センサを設け、モータに流れる電流を測定し、測定された電流からモータの発熱量を推定する方法が考えられる。 Therefore, it is preferable to monitor the motor temperature or the amount of heat generated so that the motor temperature does not exceed the usable temperature range. For example, as a method for estimating the temperature of the motor, a method of providing a temperature sensor for the motor, its drive circuit, or the like can be considered. As a method of estimating the heat generation amount of the motor, since the heat generation amount of the motor is proportional to the square of the current flowing through the motor, a current sensor is provided, the current flowing through the motor is measured, and the heat generation of the motor is calculated from the measured current. A method for estimating the quantity is conceivable.
しかしながら、上記のような方法では、モータの温度や発熱量の推定のために温度センサや電流センサを別途設ける必要がある。このため、ECVTの構成および制御が複雑化してしまう。 However, in the method as described above, it is necessary to separately provide a temperature sensor and a current sensor in order to estimate the motor temperature and the heat generation amount. This complicates ECVT configuration and control.
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、シンプルな構成で、モータの発熱量が推定可能な変速装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a transmission capable of estimating the amount of heat generated by a motor with a simple configuration.
なお、ここでは、ECVTの場合を例に挙げて解決しようとする課題について説明したが、上記解決しようとする課題は、モータを用いて変速比を変える変速装置の全般に対していえるものである。 Here, the problem to be solved has been described by taking the case of ECVT as an example, but the problem to be solved can be said for all transmission devices that change the gear ratio using a motor. .
本発明に係る制御装置は、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えるモータと、を備えた変速機構の制御装置であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定するものである。 A control device according to the present invention is a control device for a speed change mechanism including an input shaft, an output shaft, and a motor that changes a speed ratio between the input shaft and the output shaft. A change speed is calculated, and a heat generation amount of the motor is estimated based on the calculated change speed of the gear ratio.
本発明に係る変速装置は、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えるモータと、を有する変速機構と、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御部と、を備えたものである。 A transmission according to the present invention calculates a change speed of the transmission ratio, a transmission mechanism having an input shaft, an output shaft, and a motor that changes a transmission ratio between the input shaft and the output shaft, And a controller that estimates the amount of heat generated by the motor based on the calculated change speed of the gear ratio.
本発明に係る車両は、上記本発明に係る無段変速装置を備えている。 The vehicle according to the present invention includes the continuously variable transmission according to the present invention.
本発明に係る制御方法は、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えるモータと、を備えた変速機構の制御方法であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する方法である。 A control method according to the present invention is a control method of a speed change mechanism including an input shaft, an output shaft, and a motor that changes a speed ratio between the input shaft and the output shaft. In this method, a change rate is calculated, and a heat generation amount of the motor is estimated based on the calculated change rate of the transmission ratio.
本発明に係るモータの発熱量推定方法は、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えるモータと、を備えた変速機構におけるモータの発熱量推定方法であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する方法である。 A method for estimating the amount of heat generated by a motor according to the present invention includes: an input shaft; an output shaft; and a motor that changes a gear ratio between the input shaft and the output shaft. In this method, the speed of change of the gear ratio is calculated, and the amount of heat generated by the motor is estimated based on the calculated speed of change of the gear ratio.
本発明によれば、シンプルな構成で、モータの発熱量が推定可能な変速装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a transmission that can estimate the amount of heat generated by a motor with a simple configuration.
<実施形態1>
《本実施形態の概要》
本発明者は、鋭意研究の結果、モータの発熱量は、変速比変化量に相関することに想到し、その結果、本実施形態をなすに至った。
<
<< Outline of this embodiment >>
As a result of intensive studies, the present inventor has conceived that the amount of heat generated by the motor correlates with the amount of change in the gear ratio, and as a result, has achieved this embodiment.
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。なお、本実施形態では、所謂スクータータイプの自動二輪車1を例に挙げて説明するが、本発明の車両は、所謂スクータータイプの自動二輪車に限定されない。本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプの自動二輪車であってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV:All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。
Hereinafter, an example of a preferable embodiment in which the present invention is implemented will be described in detail by taking the
《本実施形態に係る自動二輪車1の詳細説明》
(自動二輪車1の概略構成)
図1に自動二輪車1の側面図を示す。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、エンジンユニット2が懸架されている。エンジンユニット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、エンジンユニット2の動力で駆動する駆動輪を構成している。
<< Detailed Description of
(Schematic configuration of the motorcycle 1)
FIG. 1 shows a side view of the
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、エンジンユニット2には接続されておらず、従動輪を構成している。
The vehicle body frame has a head pipe (not shown) extending downward from the
(エンジンユニット2の構成)
次に、図2および図3を参照しながら、エンジンユニット2の構成について説明する。
(Configuration of engine unit 2)
Next, the configuration of the
−エンジン10の構成−
図2および図3に示すように、エンジンユニット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。
-Configuration of engine 10-
As shown in FIGS. 2 and 3, the
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、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。
As shown in FIG. 3, the
−変速装置20の構成−
変速装置20は、変速機構20aと、その変速機構20aを制御する制御部としてのECU7とにより構成されている。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。また、変速機構20aは、ECVT以外の電子制御式の変速機構であってもよい。
-Configuration of transmission 20-
The
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。
The transmission mechanism 20 a includes a
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、固定シーブ体21aと、可動シーブ体21bとを備えている。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。可動シーブ体21bは、固定シーブ体21aに対向して配置されている。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。固定シーブ体21aと可動シーブ体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。
The
図3に示すように、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21dを有している。このボス部21d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と一体の可動シーブ体21bは、クランク軸11の軸方向の移動可能である。このため、ベルト溝21cの溝幅は可変である。
As shown in FIG. 3, the
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、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。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)されるものとして説明している。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。モータ30はステップモータであってもよい。
The groove width of the
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、従動軸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、固定シーブ体22aと、可動シーブ体22bとを備えている。可動シーブ体22bは、固定シーブ体22aと対向している。固定シーブ体22aは、従動軸27に遠心クラッチ25を介して連結されている。可動シーブ体22bは、従動軸27の軸方向に移動可能である。これら固定シーブ体22aと可動シーブ体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。
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、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。
The
遠心クラッチ25は、固定シーブ体22aの回転速度に応じて断続される。すなわち、固定シーブ体22a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、固定シーブ体22aの回転は従動軸27に伝達しない。一方、固定シーブ体22aの回転速度が所定の回転速度異常である場合は、遠心クラッチ25がつながる。このため、固定シーブ体22aの回転が従動軸27に伝達する。
The centrifugal clutch 25 is intermittently connected according to the rotational speed of the fixed
従動軸27には、減速機構28が連結されている。従動軸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。このため、従動軸27が回転すると、車軸29と共に後輪3が回転する。
A
(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。
(Control system for motorcycle 1)
Next, the control system of the
−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の可動シーブ体21bの、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、固定シーブ体21aと可動シーブ体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。
-Outline of the control system of the motorcycle 1-
As shown in FIG. 4, a
また、ECU7には、プライマリシーブ回転センサ43と、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の回転速度を検出する。プライマリシーブ回転センサ43は、検出したプライマリシーブ21の回転速度を、シーブ回転速度信号を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の回転速度を検出する。セカンダリシーブ回転センサ41は、検出したセカンダリシーブ22の回転速度を、シーブ回転速度信号を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。
In addition, a primary sheave rotation sensor 43, a secondary
ECU7には、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。
The
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。
As described above, the
−変速機構20aの制御−
ECU7は、車速信号等に基づいてプライマリシーブ21の可動シーブ体21bのシーブ位置をフィードバック制御する。言い換えれば、ECU7は、車速信号等に基づいて距離(l)をフィードバック制御する。具体的には、図5に示すように、ECU7において、スロットル開度と車速とから目標変速比が決定される。ECU7は、決定された目標変速比からシーブ目標位置を算出する。すなわち、ECU7は、決定された目標変速比から可動シーブ体21bと固定シーブ体21aとの間の目標距離lを算出する。ECU7は、このシーブ目標位置に可動シーブ体21bを変位させるために、現在の可動シーブ体21bの位置とシーブ目標位置とに応じたパルス幅変調信号(PWM(Pulse-Width Modulation)信号)を、図4に示す駆動回路8に対して出力する。駆動回路8は、そのパルス幅変調信号に応じたパルス電圧をモータ30に対して印加する。これにより可動シーブ体21bが駆動され、変速比が調節される。
-Control of transmission mechanism 20a-
The
−モータ30の発熱量推定−
次に、モータ30の発熱量の推定方法について、説明する。まず、モータ30の発熱量の推定方法の具体的な説明に先立って、発熱量の推定方法の原理について説明する。
-Estimated heat generation of motor 30-
Next, a method for estimating the heat generation amount of the
「モータ30の発熱量の推定原理」
本発明者は、鋭意研究の結果、モータ30の発熱量は、変速機構20aの変速比の変化速度に相関することを見出した。詳細には、本発明者は、以下のことを見出した結果、変速機構20aの変速比の変化速度に相関することに想到した。
1)モータ30の発熱量は、モータ30に印加される有効電圧のうち、モータ30の発熱に寄与した電圧の大きさの二乗に一次相関すること。
2)モータ30の発熱に寄与した電圧の大きさは、モータ30に印加される有効電圧から、可動シーブ体21bを移動させるための誘起電圧を除算して得られること。
3)可動シーブ体21bを移動させるための誘起電圧は、変速機構20aの変速比の変化速度に一次相関すること。
"Estimation principle of heat generation of
As a result of earnest research, the inventor has found that the amount of heat generated by the
1) The amount of heat generated by the
2) The magnitude of the voltage contributing to the heat generation of the
3) The induced voltage for moving the
以上、本発明者が見出したことより、モータ30の発熱量は、下記式(1)により推定されることとなる。
β:定数、
VA:モータ30にかかる有効電圧、
dr/dt:変速機構20aの変速比の変化速度、
α:定数、若しくは下記式(3a)または式(3b)で表される数
α=[d{f(l)}/dl]−1 ・・・・・(3a)
α=[d{g(r)}/dr] ・・・・・(3b)
ただし、
f(l):変速比を表す距離lの関数、
r:変速比、
g(r):変速比rの関数で上記f(l)の逆関数、
である。
As described above, the present inventors have found that the amount of heat generated by the
β: constant,
V A : effective voltage applied to the
dr / dt: speed of change of the gear ratio of the speed change mechanism 20a,
α: a constant or a number represented by the following formula (3a) or formula (3b) α = [d {f (l)} / dl] −1 (3a)
α = [d {g (r)} / dr] (3b)
However,
f (l): a function of the distance l representing the gear ratio,
r: gear ratio,
g (r): a function of the gear ratio r and an inverse function of f (l),
It is.
本実施形態では、上記式(3a)と式(3b)とは等しくなる。 In the present embodiment, the formula (3a) and the formula (3b) are equal.
本実施形態では、上述のように、モータ30がPWM制御されているため、上記式(1)において、VAは、下記式(2)により表される。
VA=Vp・(DUTY) ・・・・・(2)
ただし、
Vp:モータ30に印加されるパルス電圧の大きさ、
DUTY:モータ30に印加されるパルス電圧のデューティー比、
である。
In the present embodiment, as described above, since the
V A = V p · (DUTY) (2)
However,
V p : the magnitude of the pulse voltage applied to the
DUTY: duty ratio of the pulse voltage applied to the
It is.
したがって、式(2)より、上記式(1)は、下記式(4)に変形される。
β:定数、
Vp:モータ30に印加されるパルス電圧の大きさ、
DUTY:モータ30に印加されるパルス電圧のデューティー比、
α:定数、若しくは下記式(3a)または式(3b)で表される数
α=[d{f(l)}/dl]−1 ・・・・・(3a)
α=[d{g(r)}/dr] ・・・・・(3b)
ただし、
f(l):変速比を表す距離lの関数、
r:変速比、
g(r):変速比rの関数で上記f(l)の逆関数、
である。
Therefore, from the equation (2), the above equation (1) is transformed into the following equation (4).
β: constant,
V p : the magnitude of the pulse voltage applied to the
DUTY: duty ratio of the pulse voltage applied to the
α: a constant or a number represented by the following formula (3a) or formula (3b) α = [d {f (l)} / dl] −1 (3a)
α = [d {g (r)} / dr] (3b)
However,
f (l): a function of the distance l representing the gear ratio,
r: gear ratio,
g (r): a function of the gear ratio r and an inverse function of f (l),
It is.
本実施形態では、下記の如く、上記式(4)によってモータ30の発熱量が推定される。なお、変速機構20aの変速比の変化速度は、シーブ位置センサ40により検出される距離lなどから算出される。
In the present embodiment, the heat generation amount of the
上記式(4)において、関数r=f(l)は、ベルト溝21cおよびベルト溝22cの形状によって決定される。例えば、図6に示すように、関数r=f(l)は、下に凸の指数関数状であってもよい。すなわち、関数r=f(l)は、距離lが大きくなり、ベルト溝21cの幅が広くなるにつれて、距離lの変化に対する変速比rの変化が緩やかになるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数r=f(l)は、変速比がTOP側にいくにつれて、距離lの変化に対する変速比rの変化が緩やかになるように設定されていてもよい。この場合、式(4)中のαは、距離lが大きくなるにつれて小さくなる傾向にある。
In the above equation (4), the function r = f (l) is determined by the shapes of the
また、例えば、図7に示すように、関数r=f(l)は、上に凸の指数関数状であってもよい。すなわち、関数r=f(l)は、距離lが大きくなり、ベルト溝21cの幅が広くなるにつれて、距離lの変化に対する変速比rの変化が急になるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数r=f(l)は、変速比がTOP側にいくにつれて、距離lの変化に対する変速比rの変化が急になるように設定されていてもよい。この場合、式(4)中のαは、距離lが大きくなるにつれて大きくなる傾向にある。
For example, as shown in FIG. 7, the function r = f (l) may be an exponential function convex upward. That is, the function r = f (l) may be set so that the change in the speed ratio r with respect to the change in the distance l becomes steep as the distance l increases and the width of the
さらに、例えば、図8に示すように、関数r=f(l)は、直線状であってもよい。すなわち、関数r=f(l)は、距離lおよびベルト溝21cにかかわらず一定となるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数r=f(l)は、変速比にかかわらず一定となるように設定されていてもよい。この場合、式(4)中のαは、距離lにかかわらず一定となる。すなわち、αは定数となる。
Further, for example, as shown in FIG. 8, the function r = f (l) may be linear. That is, the function r = f (l) may be set to be constant regardless of the distance l and the
「モータ30の発熱量の推定方法およびモータ30の制御方法」
図9は、モータ30の発熱量の推定方法およびモータ30の制御方法を表すフローチャートである。図9に示すように、まず、ステップS1において、モータ30の発熱量が推定される。具体的に、ステップS1では、上記式(4)に基づいてモータ30の発熱量が推定される。
“Method of Estimating Heat Generation of
FIG. 9 is a flowchart showing a method for estimating the amount of heat generated by the
次に、ステップS2において、ステップS1で推定されたモータ30の発熱量が所定の発熱量以上であるか否かが判断される。モータ30の発熱量は、モータ30の温度と相関するため、モータ30の発熱量が多くなると、一般的に、モータ30の温度もそれだけ高くなることとなる。このため、モータ30の温度が所定の温度以上になっているか否かは、ステップS2において判断される「推定されたモータ30の発熱量が所定の発熱量以上であるか否か」によって代替的に判断することができる。すなわち、本質的には、ステップS2において、モータ30の温度が所定の温度以上になっているか否かが判断される。
Next, in step S2, it is determined whether or not the heat generation amount of the
なお、ステップS2における「所定の発熱量」は、モータ30や駆動回路8の特性等に応じて適宜設定することができる。例えば、「所定の発熱量」を、モータ30の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ30やモータ30の駆動回路8に性能劣化が認められると推定されるような発熱量としてもよい。言い換えれば、「所定の発熱量」を、モータ30の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ30の温度がモータ30の使用可能温度範囲を上回ると推定されるような発熱量としてもよい。
The “predetermined amount of heat generation” in step S2 can be appropriately set according to the characteristics of the
図9に示すように、ステップS2において、モータ30の発熱量が所定の発熱量以上であると判断された場合は、ステップS3に進む。そして、ステップS3において、モータ30の動作の抑制または停止が行われる。
As shown in FIG. 9, when it is determined in step S2 that the heat generation amount of the
その後、ステップS4に進み、モータ30の動作の抑制または停止後、一定期間経過したか否かが判断される。すなわち、ステップS4では、モータ30の動作の抑制または停止後、一定期間が経過し、モータ30の温度が十分に低下したか否かが判断される。ここで、「一定期間」は、例えば、モータ30の温度が十分に下がるのに要する期間とすることができる。このため、モータ30の温度が十分に下がるのに要する期間は、ステップS3において行われる制御内容によって異なる。例えば、モータ30の動作を停止させた場合は、モータ30の温度の低下が比較的速いため、「一定期間」を比較的短く設定することができる。
Thereafter, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not a certain period has elapsed after the operation of the
ステップS4において、モータ30の動作の抑制または停止後、一定期間経過していないと判断された場合は、再度ステップS4に戻る。一方、ステップS4において、モータ30の動作の抑制または停止後、一定期間経過したと判断された場合は、ステップS5に進む。そして、ステップS5において、モータ30の動作が、ステップS3において抑制または停止される前の動作にまで回復される。
In step S4, when it is determined that a certain period has not elapsed after the suppression or stop of the operation of the
それに対して、ステップS2において、モータ30の発熱量が所定の発熱量未満であると判断された場合は、ステップS3〜ステップS5を行うことなく終了する。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the heat generation amount of the
なお、ステップS3において行われるモータ30の動作を抑制または停止させる制御は、モータ30の通常の動作よりもモータ30の発熱量が小さくなるようにする制御であれば、特に限定されるものではない。例えば、モータ30の動作を停止させてもよい。言い換えれば、変速機構20aの変速比の変更を規制してもよい。また、例えば、モータ30の回転速度の上限および回転トルクの上限のうち少なくとも一方を低減させてもよい。言い換えれば、変速機構20aの変速比の変化速度の上限を低減させてもよい。つまり、変速機構20aの変速比の変化速度が変化速度の上限を超える制御の場合は、変速比の変化速度を上限速度に抑えて行うようにしてもよい。また、例えば、モータ30の可動回転範囲を小さくしてもよい。言い換えれば、変速機構20aの変速比のとりうる範囲を小さくしてもよい。また、例えば、キックダウン動作のように、急激に大きく変速比を変更する動作のみを無効にするようにしてもよい。具体的には、デューティー比の大きなパルス幅変調信号(図5参照)がECU7から出力されないようにしてもよい。
The control for suppressing or stopping the operation of the
《作用および効果》
以上説明したように、本実施形態では、変速機構20aの変速比の変化速度に基づいてモータ30の発熱量が推定される。このように、変速機構20aに通常設けられている変速比を測定するセンサにより検出される変速比を時間で微分して得られる変速比の変化速度を用いて、モータ30の発熱量が推定される。具体的に、本実施形態では、シーブ位置センサ40で検出される距離lから算出される変速比の変化速度を用いて、モータ30の発熱量が推定される。このため、温度センサや電流センサ等のセンサを追加することなく、シンプルで安価な構成でモータ30の発熱量の推定が可能になる。
《Action and effect》
As described above, in the present embodiment, the heat generation amount of the
また、上記のように推定されたモータ30の発熱量が所定の発熱量以上となり、モータ30の温度がモータ30の使用可能温度範囲を超えて上昇したと推定されるときには、モータ30の動作が抑制または停止される。これにより、モータ30が使用可能温度範囲を超えて上昇することが抑制される。その結果、モータ30および駆動回路8の性能劣化や損傷が効果的に抑制されている。
Further, when the heat generation amount of the
特に、変速機構20aの変速比の変化速度の上限を低くすることによりモータ30の動作を抑制する方法では、変速比の変化が遅くなるものの、変速比が車速等に応じて変更されるため、自動二輪車1の操縦に対する影響が少なく、好ましい。
In particular, in the method of suppressing the operation of the
また、本実施形態では、モータ30の動作の抑制または停止後、所定期間が経過すると、モータ30の動作が、モータ30の動作の抑制または停止前の動作に回復される。このため、モータ30の動作の抑制または停止後、所定期間が経過し、モータ30の温度が使用可能温度範囲にまで下がったと推定される際には、モータ30の動作が通常の動作となる。このようにすることで、必要なときのみモータ30の動作を抑制または停止し、それ以外のときは、モータ30を必要に応じて機敏に動作させ、変速比を比較的速い速度で変更することが可能になる。その結果、高いドライバビリティが実現される。
In the present embodiment, after a predetermined period has elapsed after the operation of the
《その他の変形例》
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。また、変速機構20aは、無段変速機構以外の変速機構であってもよい。すなわち、変速機構20aは、電子制御式の変速機構であれば特に限定されるものではない。ただし、ECVTでは、モータ30の逆転駆動が比較的多いため、本発明は、ECVTに対して特に効果的である。
<< Other modifications >>
The speed change mechanism 20a is not limited to a belt-type ECVT. For example, the transmission mechanism 20a may be a toroidal type ECVT. The transmission mechanism 20a may be a transmission mechanism other than the continuously variable transmission mechanism. That is, the speed change mechanism 20a is not particularly limited as long as it is an electronically controlled speed change mechanism. However, in ECVT, since the reverse rotation driving of the
上記実施形態のように、モータ30がPWM制御されるものであり、かつベルト式のECVTである変速機構20aを用いた自動二輪車1の場合は、上記式(4)によってモータ30の発熱量を推定することができる。例えば、モータ30がPWM制御されないものである場合や、変速機構20aがベルト式のECVTではない場合は、より一般的な式である式(1)を用いてモータ30の発熱量を推定することができる。勿論、その場合に、変速機構20aに応じて式(1)を変形してもよい。つまり、式(1)は、変速機構20aがモータを用いて変速比が変更される電子制御式の変速機構である場合一般に適用できる式であり、式(1)を用いることによって、変速機構20aがどのような種類の電子制御式変速機構である場合にもモータの発熱量の推定が可能となる。したがって、本発明においては、変速機構20aは、モータを用いて変速比が変更される電子制御式の変速機構である限りにおいて特に限定されるものではない。
In the case of the
本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプの自動二輪車であってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV:All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。 The vehicle of the present invention may be, for example, a motorcycle other than the scooter type. Specifically, the vehicle of the present invention may be an off-road type, a motorcycle type, a scooter type, or a so-called moped type motorcycle. The vehicle of the present invention may be a straddle-type vehicle other than a motorcycle. Specifically, the vehicle of the present invention may be, for example, ATV: All Terrain Vehicle. Furthermore, the vehicle of the present invention may be a vehicle other than a straddle-type vehicle such as a four-wheeled vehicle.
上記実施形態では、内燃機関であるエンジン10を備えた自動二輪車1を例に挙げて本発明を実施した好ましい形態の一例について説明した。しかし、本発明に係る車両は、エンジン以外の駆動源を有するものであってもよい。例えば、本発明に係る車両は、エンジン10のかわりに電動モータを有するものであってもよい。
In the embodiment described above, an example of a preferable embodiment in which the present invention is implemented has been described by taking the
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。モータ30はステップモータであってもよい。
The
《本明細書における用語等の定義》
ステップS2における「所定の発熱量」は、モータ30や駆動回路8の特性等に応じて適宜設定することができる。例えば、「所定の発熱量」を、モータ30の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ30や駆動回路8に性能劣化が認められると推定されるような発熱量としてもよい。言い換えれば、「所定の発熱量」を、モータ30の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ30の温度がモータ30の使用可能温度範囲を上回ると推定されるような発熱量としてもよい。
<< Definition of terms etc. in this specification >>
The “predetermined amount of heat generation” in step S2 can be appropriately set according to the characteristics of the
ステップS4における「一定期間」は、モータ30や駆動回路8の特性、およびモータ30の動作を抑制または停止するステップS3において行われる制御の内容に応じて適宜決定することができる。例えば、ステップS4における「一定期間」とは、モータ30の動作を抑制または停止させてから、モータ30の温度がモータ30の使用可能温度範囲にまで十分に低下したと判断できるまでに要する期間に設定することができる。
The “certain period” in step S4 can be appropriately determined according to the characteristics of the
「可動シーブ体22bと固定シーブ体22aとの間の距離l」とは、可動シーブ体22bの特定の部位と、固定シーブ体22aの特定の部位との間の距離であり、一義的に定めることができる限り、可動シーブ体22bの特定の部位と、固定シーブ体22aの特定の部位とはそれぞれ任意に設定することができる。例えば、図3に示すように、「可動シーブ体22bと固定シーブ体22aとの間の距離l」を可動シーブ体22bの径方向外側端と、固定シーブ体22aの径方向外側端との間の距離としてもよい。
The “distance l between the
「パルス電圧の大きさ」とは、パルス電圧の入力電圧の大きさをいうものとする。 “The magnitude of the pulse voltage” refers to the magnitude of the input voltage of the pulse voltage.
「有効電圧」とは、パルス電圧の入力電圧の大きさにデューティー比を乗じて得られる電圧をいうものとする。 The “effective voltage” refers to a voltage obtained by multiplying the magnitude of the input voltage of the pulse voltage by the duty ratio.
本発明は、ECVTを搭載した車両等に有用である。 The present invention is useful for a vehicle or the like equipped with ECVT.
1 自動二輪車
2 エンジンユニット
7 ECU
8 駆動回路
10 エンジン
11 クランク軸
20 変速装置
20a 変速機構
21 プライマリシーブ
21a 固定シーブ体
21b 可動シーブ体
21c ベルト溝
22 セカンダリシーブ
22a 固定シーブ体
22b 可動シーブ体
22c ベルト溝
23 Vベルト
27 従動軸
28 減速機構
29 車軸
30 モータ
40 シーブ位置センサ
41 セカンダリシーブ回転センサ
42 車速センサ
43 プライマリシーブ回転センサ
1 Motorcycle
2 Engine unit
7 ECU
8 Drive circuit
10 engine
11 Crankshaft
20 Transmission
20a Transmission mechanism
21 Primary sheave
21a Fixed sheave body
21b Movable sheave body
21c Belt groove
22 Secondary sheave
22a Fixed sheave body
22b Movable sheave body
22c Belt groove
23 V belt
27 Driven shaft
28 Deceleration mechanism
29 axles
30 motor
40 sheave position sensor
41 Secondary sheave rotation sensor
42 Vehicle speed sensor
43 Primary sheave rotation sensor
Claims (15)
出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
を備えた変速機構の制御装置であって、
前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御装置。 An input shaft;
An output shaft;
A motor for changing a gear ratio between the input shaft and the output shaft;
A control device for a transmission mechanism comprising:
A control device that calculates a change speed of the speed ratio and estimates a heat generation amount of the motor based on the calculated change speed of the speed ratio.
前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記モータの動作を抑制または停止させる制御装置。 The control device according to claim 1,
A control device that suppresses or stops the operation of the motor when the estimated heat generation amount of the motor becomes a predetermined heat generation amount or more.
前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記変速比の変化速度の上限を低くすることで上記モータの動作を抑制する制御装置。 The control device according to claim 2,
A control device that suppresses the operation of the motor by lowering the upper limit of the change speed of the gear ratio when the estimated heat generation amount of the motor becomes equal to or greater than a predetermined heat generation amount.
前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記変速比のとりうる範囲を小さくすることで前記モータの動作を抑制する制御装置。 The control device according to claim 2,
A control device that suppresses the operation of the motor by reducing a possible range of the gear ratio when the estimated heat generation amount of the motor is equal to or greater than a predetermined heat generation amount.
前記モータの動作を抑制または停止させてから所定期間が経過した後に、前記モータの動作を回復させる制御装置。 The control device according to claim 2,
A control device that recovers the operation of the motor after a predetermined period has elapsed since the operation of the motor was suppressed or stopped.
出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備え、
前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する、変速機構の制御装置であって、
下記式(1)により前記モータの発熱量を推定する制御装置;
β:定数、
VA:前記モータにかかる有効電圧、
dr/dt:前記変速比の変化速度、
α:定数、若しくは下記式(3b)で表される数
α=[d{g(r)}/dr] ・・・・・(3b)
ただし、
g(r):変速比rの関数、
である。 An input shaft;
An output shaft;
A motor that changes a gear ratio between the input shaft and the output shaft,
A control device for a speed change mechanism that estimates a heat generation amount of the motor based on a change speed of the speed change ratio,
A control device for estimating the amount of heat generated by the motor according to the following equation (1);
β: constant,
V A : effective voltage applied to the motor,
dr / dt: speed of change of the gear ratio,
α: a constant or a number represented by the following formula (3b) α = [d {g (r)} / dr] (3b)
However,
g (r): function of gear ratio r
It is.
前記モータにパルス電圧を印加する駆動回路をさらに備え、
下記式(2)を満たす制御装置;
VA=Vp・(DUTY) ・・・・・(2)
ただし、
Vp:前記パルス電圧の大きさ、
DUTY:前記パルス電圧のデューティー比、
である。 The control device according to claim 6, wherein
A drive circuit for applying a pulse voltage to the motor;
A control device that satisfies the following formula (2);
V A = V p · (DUTY) (2)
However,
V p : magnitude of the pulse voltage,
DUTY: duty ratio of the pulse voltage,
It is.
出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備え、
前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する、変速機構の制御装置であって、
前記変速機構は、
前記入力軸に設けられたプライマリシーブと、
前記出力軸に設けられたセカンダリシーブと、
前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとに巻き掛けられたベルトと、
を備え、
前記プライマリシーブは、
固定シーブ体と、
前記入力軸の軸方向において、前記固定シーブ体と変位可能に対向し、前記固定シーブ体と共に前記ベルトが巻き掛けられるベルト溝を構成する可動シーブ体と、
を有し、
前記モータは、前記可動シーブ体を前記固定シーブ体に対して変位させて前記ベルト溝の幅を変えることにより、前記変速比を変えるものであり、
下記式(1)により前記モータの発熱量を推定する制御装置;
β:定数、
VA:前記モータにかかる有効電圧、
dr/dt:前記変速比の変化速度、
α:定数、若しくは下記式(3a)または式(3b)で表される数
α=[d{f(l)}/dl]−1 ・・・・・(3a)
α=[d{g(r)}/dr] ・・・・・(3b)
ただし、
f(l):変速比を表す距離lの関数、
r:変速比、
g(r):変速比rの関数で上記f(l)の逆関数、
である。 An input shaft;
An output shaft;
A motor that changes a gear ratio between the input shaft and the output shaft,
A control device for a speed change mechanism that estimates a heat generation amount of the motor based on a change speed of the speed change ratio,
The transmission mechanism is
A primary sheave provided on the input shaft;
A secondary sheave provided on the output shaft;
A belt wound around the primary sheave and the secondary sheave;
With
The primary sheave is
A fixed sheave body,
A movable sheave body that, in the axial direction of the input shaft, displaceably faces the fixed sheave body and forms a belt groove around which the belt is wound together with the fixed sheave body;
Have
The motor changes the speed ratio by changing the width of the belt groove by displacing the movable sheave body with respect to the fixed sheave body,
A control device for estimating the amount of heat generated by the motor according to the following equation (1);
β: constant,
V A : effective voltage applied to the motor,
dr / dt: speed of change of the gear ratio,
α: a constant or a number represented by the following formula (3a) or formula (3b) α = [d {f (l)} / dl] −1 (3a)
α = [d {g (r)} / dr] (3b)
However,
f (l): a function of the distance l representing the gear ratio,
r: gear ratio,
g (r): a function of the gear ratio r and an inverse function of f (l),
It is.
前記αは、前記距離lが大きくなるにつれて大きくなる制御装置。 The control device according to claim 8, wherein
The control device α increases as the distance l increases.
前記αは、前記距離lが大きくなるにつれて小さくなる制御装置。 The control device according to claim 8, wherein
The control device α becomes smaller as the distance l becomes larger.
前記αは、前記距離lにかかわらず一定である制御装置。 The control device according to claim 8, wherein
The control device in which α is constant regardless of the distance l.
前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御部と、
を備えた変速装置。 A transmission mechanism having an input shaft, an output shaft, and a motor that changes a transmission ratio between the input shaft and the output shaft;
A control unit that calculates a speed of change of the speed ratio and estimates a heat generation amount of the motor based on the calculated speed of change of the speed ratio;
A transmission comprising:
出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
を備えた変速機構の制御方法であって、
前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する変速機構の制御方法。 An input shaft;
An output shaft;
A motor for changing a gear ratio between the input shaft and the output shaft;
A control method for a transmission mechanism comprising:
A speed change mechanism control method that calculates a change speed of the speed change ratio and estimates a heat generation amount of the motor based on the calculated change speed of the speed change ratio.
出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
を備えた変速機構におけるモータの発熱量推定方法であって、
前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定するモータの発熱量推定方法。 An input shaft;
An output shaft;
A motor for changing a gear ratio between the input shaft and the output shaft;
A heat generation amount estimation method for a motor in a speed change mechanism comprising:
A method for estimating a heat generation amount of a motor, wherein a change rate of the speed ratio is calculated, and a heat generation amount of the motor is estimated based on the calculated change speed of the speed ratio.
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