JP4582813B2 - ベルト式無段変速機、ベルト式無段変速機の制御方法、及び鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速機、ベルト式無段変速機の制御方法、及びベルト式無段変速機を搭載した鞍乗型車両に関する。

従来のベルト式無段変速は、駆動軸に配置されたプライマリシーブと、被駆動軸に配置されたセカンダリシーブのＶ溝間にベルトが巻かれ、プライマリシーブのシーブ位置を電動モータで制御することによって変速比を変える構成が一般的に使用されている。

そして、変速比の制御は、通常、スロットルセンサの開度（エンジンの負荷状態）と、車速に基づいて定められた目標変速比に従って、プライマリシーブのシーブ位置を電動モータで制御することによって行なわれる。

しかしながら、従来のベルト式無段変速機は、プライマリシーブとセカンダリシーブ間に巻かれたベルトによって、エンジンの駆動力が、プライマリシーブを介してセカンダリシーブに伝達される。そのため、ベルトに滑り等が発生すると、実際の変速比が、目標変速比と異なる場合が起き、その結果、走行中のライダーに違和感を生じさせる。

これを回避するために、目標変速比と実変速比との偏差を検出し、この偏差に基づいてプライマリシーブのシーブ位置にフィードバック補正を加える方法が知られている。

例えば、特許文献１には、無段変速機の変速比制御が、実変速比と目標変速比が一致するように調整される技術が、また、特許文献２には、目標駆動プーリ回転数と実駆動プーリ回転数の偏差をとり、この偏差に応じた大きさの信号で変速制御弁指令値信号を補正するフィードバック補正の技術が記載されている。
特開２００１−６５６８３号公報 特開平７−１２１８９号公報

上述のフィードバック補正を加えてシーブ目標位置を制御する方法によれば、目標変速比と実変速比の差が減少するので、走行中のライダーの違和感を回避できる点では有効である。

ところで、ベルト式無段変速機に使用されるベルトは、金属製のものもあるが、車両全体の軽量化を図るために、ゴム製（可撓性を有する）のベルトを使用する場合がある。しかしながら、このゴム製のベルトは、金属製に比べ磨耗しやすいので、ベルトの長さ等に経年変化が生じる。

図１６は、ベルトに経年変化が生じた場合の、車両の発進時におけるエンジン回転数の時間変化を示した図である。ここで、実線はエンジン回転数の目標特性を示し、破線は実際の値を示す。図１６に示すように、発進直後において、エンジン回転数が急激に上昇して吹き上がる状態が起きるため、ライダに違和感を与えることになる。

然して、この状態は、発進直後に起きるので、従来のフィードバック補正では、かかる発進時の違和感を回避することはできない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ベルトの経年変化等が起きても、発進時のエンジン回転数の吹き上がりを防止し、ライダに違和感を与えないベルト式無段変速機を提供することを目的とする。

本発明のベルト式無段変速機は、シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機であって、シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、車両が走行状態のときは、シーブ位置は、目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値が、シーブ目標位置に付加されることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、車両が再び走行状態になったとき、上記シーブ位置は、オフセット値が付加されたシーブ目標位置に基づいて制御される。

ある好適な実施形態において、上記オフセット値は、車両が発進して加速状態にあり、かつ所定の速度に達した時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められる。

ある好適な実施形態において、上記ベルト式無段変速機は、駆動軸に配置されたプライマリシーブと、被駆動軸に配置されたセカンダリシーブと、プライマリシーブ及びセカンダリシーのＶ溝間に巻かれたベルトで構成され、プライマリシーブのシーブ位置を電気的に制御することによって変速比を変更する。

ある好適な実施形態において、車両の動力伝達経路に遠心クラッチを有し、上記オフセット値は、遠心クラッチが接続している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められる。

ある好適な実施形態において、上記セカンダリシーブと、該セカンダリシーブの軸間にトルク差に応じて推力を発生する作動機構を有し、オフセット値は、作動機構が作動し、推力を発生している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められる。

ある好適な実施形態において、上記ベルト式無段変速機は、可撓性を有するベルトを使用している。

本発明のベルト式無段変速機の制御方法は、シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機の制御方法であって、シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、車両が走行状態のときは、シーブ位置は、目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値を、シーブ目標位置に付加することを特徴とする。

本発明の鞍乗型車両は、上記ベルト式無段変速機を搭載した鞍乗型車両であることを特徴とする。

本発明によれば、フュードバック補正に加え、ベルトの経年変化等に基づくシーブ目標位置の補正を加えることにより、発進時のエンジン回転数の吹き上がりを防止することができる。

本発明のベルト式無段変速機におけるシーブ位置制御の基本的な構成を示した図である。 本発明におけるシーブ位置制御を行なうベルト式無段変速機の基本的な構成を示すブロック図である。 本発明におけるオフセット値を取得し、シーブ目標位置に付加するまでの処理を示したフローチャートである。 本発明におけるオフセット値を用いて変速比制御を行なった場合の、シーブ移動量の変化を、発車時からの時間経過に対してプロットしたグラフである。 本発明におけるオフセット値を用いて変速比制御を行なった場合の、エンジン回転数の変化を、発車時からの時間経過に対してプロットしたグラフである。 本発明の実施形態に係る自動二輪車のＶベルト式自動変速機の断面図である。 本実施形態における自動二輪車のエンジンユニットの断面図である。 本実施形態における自動二輪車の変速機制御システムの全体構成を示す図である。 本実施形態における変速機制御システムの停車時補正制御シーケンスを示す図である。 （ａ）は本実施形態における変速比補正制御なしの場合のシーブ位置とエンジン回転数の関係を示す図、（ｂ）は変速比補正制御ありの場合のシーブ位置とエンジン回転数の関係を示す図である。 本実施形態における変速機制御システムの走行中補正制御シーケンスを示す図である。 本実施形態における変速制御装置において実行される車両補正係数計算処理を示すフローチャートである。 本実施形態における変速制御装置において実行される加速時補正係数計算処理を示すフローチャートである。 本実施形態における変速制御装置において実行される補正値計算処理を示すフローチャートである。 本発明におけるベルト式自動変速機を搭載した自動二輪車の構成を示した図である。 従来のベルトに経年変化が生じた場合の、車両の発進時におけるエンジン回転数の時間変化を示した図である。 従来のベルトに経年変化が生じた場合の、シーブ位置と変速比の関係を示したグラフである。

符号の説明

１ 目標変速比（Ｍ_１）
２ シーブ目標位置（Ｐ_１）
３ 実変速比（Ｍ_２）
４ 偏差（δＭ）
６ 実シーブ位置（Ｐ_２）
７ オフセット値(δＰ）
１０ スロットル開度センサ
１１ 車速センサ
１２ プライマリシーブ回転数センサ
１３ セカンダリシーブ回転数センサ
１５ 目標変速比設定部
１６ 補正量設定部
１７ シーブ位置制御部
２１ エンジン
２６ 変速室
２７ 従動軸
２９ 車軸
４１ セルモータ
５５ ベルト式自動変速機
５６ プライマリシーブ
５８ セカンダリシーブ
５９ ベルト
６０、７７ 固定シーブ
６１、７８ 可動シーブ
７６ 遠心クラッチ
８６ スプリング
１００ ベルト式無段変速機
２００ 変速制御装置
３０１ シーブ位置検出装置
３０２ セカンダリシーブ回転数センサ
３０３ 車速センサ
３０４ プライマリシーブ回転数センサ
４０１ 変速マップ計算処理
４０２ 停車時補正値
４０５ シーブ位置計算処理
４０８ シーブ移動速度計算処理
５００ 自動二輪車
５０２ 前輪
５０５ パワーユニット
５０６ 後輪

図１６に示した、発進直後におけるエンジン回転数の急激な上昇は、以下のようなことが原因で生じたものと考えられる。

図１７は、シーブ位置と変速比の関係を示したグラフで、実線はベルトに経年変化がない場合、破線はベルトに経年変化が生じた場合をそれぞれ示す。図１７に示すように、ベルトに経年変化が生じると、シーブ位置にズレ（δＰ)が発生し、このズレ（δＰ）は、定常的にシーブ位置をLow側に移動させる。その結果、実変速比も、目標変速比に対してズレ（δＭ)が生じることになる。

この変速比のズレ（δＭ)は、車両が走行中であれば、従来のフィードバック補正により減少させることができるが、経年変化によるシーブ位置のズレは、車両が停車したときも残っている。

ところで、プライマリシーブのシーブ位置を電動モータで制御するベルト式無段変速機においては、車両が停車すると、プライマリシーブは、所定の停止状態の位置に戻るように制御されているため、車両が停車状態のとき、経年変化の生じたベルトは、弛んだ状態になっている。

その結果、このベルトが弛んだ状態で、車両が再び発進すると、変速比の立ち上がりが遅れることにより、図１６に示したような、発進直後のエンジン回転数が急激に上昇して吹き上がる現象が生じたものと考えられる。

本発明者は、かかる吹き上がり現象が、ベルトの経年変化に起因するものであるとの知見に基づき、発進時においても、速やかに目標変速比に達するようなシーブ位置の制御の方向を検討した結果、本発明を想到するに至った。

図１は、本発明のベルト式無段変速機１００におけるシーブ位置制御の基本的な構成を示した図である。

図１に示すように、スロットル開度信号と車速信号に基づいて定められた目標変速比１（Ｍ_１）が得られるように、シーブ目標位置２（Ｐ_１）が決定される。そして、このシーブ目標位置（Ｐ_１）にプライマリシーブの位置を電動モータで位置制御することによって、変速比の制御が行なわれる。

このとき、プライマリシーブ回転数信号（エンジン回転数信号）と、セカンダリシーブ回転数信号に基づいて求められた実変速比３（Ｍ_２）と、目標変速比（Ｍ１)との偏差４（δＭ＝Ｍ_２−Ｍ_１)に基づいて、シーブ目標位置（Ｐ_１）にフィードバック補正を加えられる。

一方、所定の走行時に、シーブ位置信号から実シーブ位置６（Ｐ_２）を取得し、そのときのシーブ目標位置２（Ｐ_１）との差分（δＰ＝Ｐ_２−Ｐ_１）をオフセット値７として、シーブ目標位置（Ｐ_１）に付加し、これを新たなシーブ目標位置８(Ｐ_１＋δＰ）として、シーブ位置制御を行う。

従って、フィードバック補正は、この新たに設定されたシーブ目標位置８(Ｐ１＋δＰ）に対して加わることになる。

このように設定されたオフセット値は、ベルトの経年変化に伴うシーブ位置のズレに対応するもので、フィードバック補正のように、走行中リアルタイムに行なう必要はなく、所定の走行時に一度取り込むだけでよい。ベルトの経年変化は、車両の走行中に変動するような時間単位で変化するものではないからである。

なお、上記の説明では、スロットル開度信号と車速信号に基づいて目標変速比を定めるとしたが、例えば、プライマリシーブの位置信号から所定の計算式に基づいて変換される変速比を用いてもよい。

また、目標変速比と実変速比の偏差に基づいてフィードバック補正を行なうとしたが、例えば、セカンダリシーブ回転数信号とスロットル開度信号から、変速マップを使用して算出された目標プライマリ回転数は、目標変速比と等価であるので、目標プライマリ回転数と実プライマリ回転数との偏差に基づいて行なうフィードバック補正は、目標変速比と実変速比の偏差に基づいて行なうフィードバック補正と同意である。すなわち、変速比と等価なパラメータを用いて、その目標値と実測値の偏差に基づいてフィードバック補正を行なう方法は、全て同意である。

ところで、このオフセット値を、どの時点で取得するかがポイントになる。なぜならば、ベルトの張り具合は、車両の走行状態で変わり、弛んだ状態で取り込んでも、ベルトの経年変化に対応したズレ補正にならないからである。また、走行中にオフセット値をシーブ目標位置に付加しても、発進時には、かかる補正は反映されていないので、車両が走行状態から停止状態になったときに、オフセット値をシーブ目標位置に付加することが好ましい。

図２は、図１に示したシーブ位置制御を行なうベルト式無段変速機１００の基本的な構成を示すブロック図である。

目標変速比設定部１５は、スロットル開度センサ（ＴＰＳ）１０で検出されるスロットル開度信号と、車速センサ１１で検出される車速信号に基づいて目標変速比（Ｍ１）１を設定する。

補正量設定部１６は、プライマリシーブ回転数センサ１２で検出されるプライマリシーブ回転数信号、及びセカンダリシーブ回転数センサ１３で検出されるセカンダリシーブ回転数信号に基づいて求められた実変速比（Ｍ_２）と、上記目標変速比（Ｍ_１）との偏差δＭを算出する。また、シーブ位置センサで検出されるシーブ位置信号から実シーブ位置（Ｐ_２）６を取得し、そのときのシーブ目標位置（Ｐ_１）との差分（オフセット値）δＰを算出する。

シーブ位置制御部１７は、目標変速比設定部１５で設定された目標変速比（Ｍ_１）が得られるように決定されたシーブ目標位置（Ｐ_１）に対して、補正量設定部１６で算出された偏差δＭ、及び差分δＰに基づくフィードバック補正、及びオフセット値補正を加えて、シーブ位置の制御を行う。

上述したように、オフセット値をどの時点で取得するかは、一律に決まるものではないが、以下、オフセット値を取得する好適な例について説明する。

図３は、オフセット値を取得し、シーブ目標位置に付加するまでの処理を示したフローチャートである。

図３において、車速信号の変化に基づいて、車両が加速状態にあるかどうかを判別する（ステップＳ１０１）。加速状態にある場合には、車両の速度が予め設定した速度Ｖ０（例えば、１．３ｋｍ／ｈ程度の低速度）に達したかどうかを判別する（ステップＳ１０２）。速度Ｖ０に達したと判別した場合は、図１に示した構成により、このときのシーブ目標位置（Ｐ１）と、実シーブ位置（Ｐ_２）から求めたオフセット値（δＰ＝Ｐ_２−Ｐ_１）を取得する（ステップＳ１０３）。なお、取得したオフセット値は、記憶装置等に保持しておく。

次に、車両が停止状態になったかどうかを判別する（ステップＳ１０４）。そして、停止状態になったと判別した場合は、記憶装置等に保存されたオフセット値を、シーブ目標位置に付加する（ステップＳ１０５）。

ここで、車両が、加速状態で、かつ低速走行時にオフセット値を取得する理由は、このような走行時において、ベルトが、最も張りのある状態でシーブ間に巻きついており、ベルトの経年変化に伴うシーブ位置のズレを最も反映した状態にあると考えられるからである。

また、オフセット値の取得時に関しては、以下のような視点でも見ることができる。

すなわち、車両の動力伝達経路に遠心クラッチを有している場合には、遠心クラッチが接続している時にオフセット値を取得してもよい。遠心クラッチが接続している時は、ベルトの経年変化に伴うシーブ位置のズレを反映した状態にあると考えられるからである。

また、セカンダリシーブと、セカンダリシーブの軸間にトルク差に応じて推力を発生する作動機構（例えば、トルクカム）を有している場合には、作動機構が作動し、推力を発生している時にオフセット値を取得してもよい。作動機構の推力が発生している時は、ベルトの経年変化に伴うシーブ位置のズレを反映した状態にあると考えられるからである。

図４は、上記オフセット値を用いて変速比制御を行なった場合の、シーブ移動量の変化を、発車時からの時間経過に対してプロットしたグラフである。実線がオフセット値補正をした場合、破線がオフセット値補正をしない場合を、それぞれ示す。

図４に示すように、停車中のシーブ移動量は、すでに停車する前の走行時に取得したオフセット値の分だけ移動している。そして、発進後の加速状態から予め設定した速度Ｖ０を超えるまでは、シーブ位置はオフセットされた位置を維持するため、エンジン回転数が吹き上がる現象を回避することができる。

図５は、上記オフセット値を用いて変速比制御を行なった場合の、エンジン回転数の変化を、発車時からの時間経過に対してプロットしたグラフである。実線はエンジン回転数の目標特性を示し、破線はオフセット値による補正がない場合、一点鎖線はオフセット値による補正を行なった場合をそれぞれ示す。

図５に示すように、オフセット値による補正がない場合に生じていたエンジン回転数の吹き上がりが、オフセット値による補正を行なった場合には解消され、これにより、発車時のライダーの違和感をなくすことができる。

以上、本発明に係るベルト式無段変速機の基本的な構成を説明してきたが、ベルト式無段変速機の具体的な構成、及びその動作について、以下、図６〜図１５を参照しながら詳説する。

まず、図６及び図７を参照して自動二輪車のＶベルト式自動変速機及びエンジンユニットの構成を説明する。図７において、強制空冷式の４サイクルエンジン２１と、このエンジン２１のクランクケース２２の左側部から後方に延びる変速機ケース２３を備えている。

変速機ケース２３の左側面は、変速室２６が形成されており、この変速室２６の前端に、クランク軸２４の一端部が導入され、変速室２６の後部には、クランク軸２４と平行をなす従動軸２７と、後輪（図示せず）の車軸２９が支持されている。

図６において、クラッチ室３４を貫通するクランク軸２４の外周には、スリーブ４８がスプライン係合されている。このスリーブ４８は、軸受４９を介してハウジング３３に回転自在に支持されている。スリーブ４８の外周には、一方向クラッチ５０が取り付けられている。一方向クラッチ５０は、セルモータ４１側からクランク軸２４への動力伝達を許容するためのもので、上記クラッチ室３４に収容されている。

一方、上記変速室２６内には、クランク軸２４と従動軸２７とを連動させるＶベルト式自動変速機５５が収容されている。図６に示すように、回転軸としてのクランク軸２４と一体に回転するプライマリシーブ５６と、上記従動軸２７の外周に遠心クラッチ５７を介して取り付けられたセカンダリシーブ５８と、これら両シーブ５６，５８の間に巻き掛けられたＶベルト５９を備えている。

プライマリシーブ５６は、クランク軸２４の一端に固定された固定シーブ６０と、このクランク軸２４の軸方向に移動可能な可動シーブ６１とで構成される。これら固定シーブ６０と可動シーブ６１との対向面は、逆向きに傾斜された円錐面をなしており、これら円錐面の間に、Ｖベルト５９が巻き掛けられる断面Ｖ字形のベルト溝５６ａが形成されている。

図６において、可動シーブ６１は、クランク軸２４が貫通する円筒状のボス部６２を有し、このボス部６２の内側に、円筒状のスライダ６３が固定されている。このスライダ６３と一体の可動シーブ６１は、クランク軸２４の軸方向に移動可能となっており、プライマリシーブ５６のベルト溝５６ａの溝幅が変化するようになっている。

また、上記セカンダリシーブ５８は、上記従動軸２７に遠心クラッチ７６を介して連結された固定シーブ７７と、この従動軸２７の軸方向に移動可能な可動シーブ７８とで構成される。これら固定シーブ７７と可動シーブ７８との対向面は、逆向きに傾斜された円錐面をなしており、これら円錐面の間に、Ｖベルト５９が巻き掛けられるＶ字形のベルト溝５８ａが形成されている。

固定シーブ７７と従動軸２７との間に介在される遠心クラッチ７６は、固定シーブ７７のガイド７９と一体に回転する遠心プレート８１と、この遠心プレート８１に支持された遠心ウエイト８２と、この遠心ウエイト８２が接離可能に接するクラッチハウジング８３を備えている。このクラッチハウジング８３は、従動軸２７の一端に固定されている。

したがって、固定シーブ７７と一体に回転する遠心プレート８１の回転数が所定値に達すると、遠心ウエイト８２が遠心力により外側に移動して、クラッチハウジング８３に接触し、固定シーブ７７の回転が従動軸２７に伝達される。

可動シーブ７８は、スプリング８６によってベルト溝５８ａの溝幅を減じる方向に付勢されている。このことから、プライマリシーブ５６のベルト溝５６ａの溝幅が減じられると、セカンダリシーブ５８側には、Ｖベルト５９が径方向内側に引かれるので、可動シーブ７８がスプリング８６の付勢力に抗してベルト溝５８ａを広げる方向に移動され、セカンダリシーブ５８に対するＶベルト５９の巻き掛け径が小さくなる。

また、エンジン始動用のセルモータ４１は、正逆転可能なモータにて構成され、エンジン運転中は、このセルモータ４１によってプライマリシーブ５６の可動シーブ６１がクランク軸２４の軸方向に往復運動される。そして、このセルモータ４１は、変速制御装置２００から出力される信号により、プライマリシーブ５６の可動シーブ６１の移動距離や移動方向を制御する。

次に、図６の変速制御装置２００を含む変速機制御システムの全体構成を図８に示す。なお、図８において、図６及び図７に示した構成部分と同一の構成部分には同一符号を付して、その構成説明を省略する。

図８において、変速機制御システムは、自己保持回路２０１を内蔵する変速制御装置２００と、シーブ位置検出装置３０１と、セカンダリシーブ回転数センサ３０２と、車速センサ３０３と、プライマリシーブ回転数センサ３０４とから主に構成される。

シーブ位置検出装置３０１は、ポテンショメータからなり、プライマリシーブ５６の位置を検出してシーブ位置検出信号を変速制御装置２００に出力する。セカンダリシーブ回転数センサ３０２は、セカンダリシーブ５８の回転数を検出してシーブ回転数信号を変速制御装置２００に出力する。車速センサ３０３は、後輪２２０の回転数を検出し、この回転数に基づいて車速信号を変速制御装置２００に出力する。プライマリシーブ回転数センサ３０４は、プライマリシーブ５６の回転数を検出してシーブ回転数信号を変速制御装置２００に出力する。

また、ハンドルに設けられたハンドルスイッチが運転者により操作された際に、そのハンドルスイッチから出力されるハンドルＳＷ信号が変速制御装置２００に入力される。

また、エンジン２１の吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサから出力されるスロットル開度信号が変速制御装置２００に入力される。

変速制御装置２００は、スロットル開度センサから入力されるスロットル開度信号と、セカンダリシーブ回転数センサ３０２から入力されるシーブ回転数信号と、車速センサ３０３から入力される車速信号と、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号と、プライマリシーブ回転数センサ３０４から入力されるシーブ回転数信号と、に基づいて、Ｖベルト式自動変速機５５のプライマリシーブ５６のシーブ位置を制御する変速制御処理を実行する。

自己保持回路２０１は、不揮発性メモリ等からなり、後述する停車時補正値（オフセット値）、ベルト補正値、車両補正係数、ベルト補正係数等を保持する。

次に、変速制御装置２００において実行される発進時の変速制御処理の制御シーケンスを図９に示して説明する。図９の制御シーケンスでは、自動二輪車の停車時及び発信時のシーブ位置の補正処理を行う場合を示す。

図９において、まず、変速マップ計算処理４０１を実行する。この変速マップ計算処理４０１は、車速とスロットル開度をパラメータとしてＶベルト式自動変速機５５のプライマリシーブ５６のシーブ目標位置を計算するものである。次に、自己保持回路２０１に予め記憶された停車時補正値４０２に定数Ｋｒを乗算する乗算処理４０３を実行して補正値を求める。

停車時補正値（オフセット値）４０２は、Ｖベルト式自動変速機５５のプライマリシーブ５６の摩耗、セカンダリシーブ５８の摩耗、及びＶベルト５９の摩耗や硬化等を含む経年変化により、停車時にプライマリシーブ５６のシーブ位置が経年変化前よりもずれることを考慮して設定した補正値である。

次に、上記シーブ目標位置から上記補正値を減算する演算処理４０４を実行して、補正シーブ目標位置を求める。次に、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号（ポテンショ値）に基づいて、プライマリシーブ５６のシーブ位置を計算するシーブ位置計算処理４０５を実行する。

次に、上記補正シーブ目標位置から上記計算したシーブ位置を減算する演算処理４０６を実行して、シーブ目標移動量を求める。次に、シーブ目標移動量に定数Ｋｐを乗算する乗算処理４０７を実行する。次に、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号（ポテンショ値）の単位時間あたりの変化に基づいて、シーブ移動速度を計算するシーブ移動速度計算処理４０８を実行し、このシーブ移動速度に定数Ｋｃを乗算する乗算処理４０９を実行する。

次に、上記定数Ｋｐを乗算したシーブ目標移動量から上記定数Ｋｃを乗算したシーブ移動速度を減算する演算処理４１０を実行して、シーブ目標移動量を補正する。そして、補正したシーブ目標移動量に定数Ｋｖを乗算する乗算処理４１１を実行して、シーブ制御出力（ＰＷＭ出力）をセルモータ４１に出力する。

以上のように、停車時補正値（オフセット値）を用いて発進時の加速時にシーブ位置を補正して変速比を補正した場合に、エンジン回転数吹き上がりの状態について、図１０（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。

図１０（ａ）は、上記停車時補正値を用いずに変速比補正制御を行わない場合のシーブ位置（実線）とエンジン回転数（破線）の時間経過による変化状態を示す図である。この場合、変速比の立ち上がりが遅く、発進直後のエンジン回転数が急激に上昇して吹き上がる状態になるため、運転者に違和感を与えることになる。

これに対して、図１０（ｂ）は、上記停車時補正値を用いて変速比補正制御を行った場合のシーブ位置（実線）とエンジン回転数（破線）の時間経過による変化状態を示す図である。この場合、停車中のシーブ位置は、停車時補正値により初めからオフセットさせた位置にあり、発進直後の加速状態から予め設定した速度Ｖ_０ （例えば、１．３ｋｍ／ｈ）を越えるまでは、停車時補正値によりシーブ位置がオフセットされた位置を維持するため、エンジン回転数が吹き上がる現象を改善することができ、運転者に違和感を与えることはない。

また、車速が予め設定した速度Ｖ_０ （例えば、１．３ｋｍ／ｈ）を越えた場合は、停車時補正値を用いて補正値を計算するため、走行中のシーブ位置を適宜補正することができ、走行中に変速比がロウ側に移動して、エンジン回転数が上昇する現象を改善することができる。

次に、変速制御装置２００において実行される走行時の変速制御処理の制御シーケンスを図１１に示して説明する。図１１の制御シーケンスでは、自動二輪車の走行中のシーブ位置の補正処理を行う場合を示す。

図１１において、まず、図９に示したものと同様の変速マップ計算処理１００１を実行してシーブ目標位置を求める。次に、プライマリシーブ回転数センサ３０４から入力されるシーブ回転数信号と、セカンダリシーブ回転数センサ３０２から入力されるセカンダリシーブ回転数信号とに基づいて実変速比を計算する実変速比計算処理１００２を実行する。

次に、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号によりプライマリシーブ５６のシーブ位置を計算するシーブ位置計算処理１００３を実行し、このシーブ位置を変速比（目標変速比）に変換する変速比変換処理１００４を実行する。

次に、上記変速比（目標変速比）から上記実変速比を減算する演算処理１００５を実行して、差分変速比を求め、この差分変速比に定数Ｋｒを乗算する乗算処理１００６を実行して補正値を求める。

次に、上記シーブ目標位置から上記補正値を減算する演算処理１００７を実行して、補正シーブ目標位置を求め、この補正シーブ目標位置から上記シーブ位置を減算する演算処理１００８を実行して、シーブ目標移動量を求め、このシーブ目標移動量に定数Ｋｐを乗算する乗算処理１００９を実行する。

次に、シーブ位置検出装置３０１から入力されるシーブ位置信号（ポテンショ値）の単位時間あたりの変化に基づいて、シーブ移動速度を計算するシーブ移動速度計算処理１０１０を実行し、このシーブ移動速度に定数Ｋｃを乗算する乗算処理１０１１を実行する。

次に、上記定数Ｋｐを乗算したシーブ目標移動量から上記定数Ｋｃを乗算したシーブ移動速度を減算する演算処理１０１２を実行して、シーブ目標移動量を補正する。そして、補正したシーブ目標移動量に定数Ｋｖを乗算する乗算処理１０１３を実行して、シーブ制御出力（ＰＷＭ出力）をセルモータ４１に出力する。

以上の制御シーケンスにより、変換マップ計算により得られたシーブ目標位置を、走行中の実変速比と実シーブ位置から求めた補正値により補正し、補正したシーブ目標位置によりシーブ目標移動量を求めることにより、走行中のプライマリシーブ５６のシーブ位置のズレを補正するようにした。

なお、走行中のプライマリシーブ５６のシーブ位置にズレが発生する要因としては、上記Ｖベルト式自動変速機５５の各部の経年変化によるもの以外に、自動二輪車生産時にＶベルト式自動変速機５５を組み付ける際のバラツキによっても発生する。

この生産時のバラツキによる個体差に対応するため、自動二輪車の初回始動時にシーブ位置のズレを補正する車両補正係数を求める処理について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この車両補正係数は、自己保持回路２０１に保持されるものとする。

図１２において、変速制御装置２００は、初回始動時に、自己保持回路２０１に車両補正係数が保持されているか否かにより、当該車両の車両補正係数が未定か否かを判別する（ステップＳ１１０１）。車両補正係数が未定であると判別した場合は、車速センサ３０３から入力される車速信号の変化に基づいて加速度が上昇中か否かを判別する（ステップＳ１１０２）。

加速度が上昇中であると判別した場合は、ステップＳ１１０３に移行して、その速度が予め設定した速度Ｖ_０（例えば、１．３ｋｍ／ｈ）に達したか否かを判別する。速度が速度Ｖ_０ に達したと判別した場合は、車両補正係数を自己保持回路２０１に保持して、現在の速度Ｖ_０ の補正値として設定する（ステップＳ１１０４）。

また、ステップＳ１１０１において車両補正係数が既に設定されている場合、ステップＳ１１０２において加速度が上昇中でないと判別した場合、ステップＳ１１０３において速度が速度Ｖ_０ に達していないと判別した場合、すなわち、停車中、又は車速が速度Ｖ_０ に達していない低速の場合は、補正値の設定は変更せずに、ステップＳ１１０１の処理に戻る。

したがって、自動二輪車の個体差による定常的なシーブ位置のズレを考慮した車両補正係数を保持しておき、補正値の計算に利用することが可能になる。また、自動二輪車が初回始動時に加速状態にあり、かつ車速が予め設定した速度Ｖ_０ に達した場合は、車両補正係数が補正値として設定されることになり、個体差により発生するシーブ位置のズレを補正することが可能になる。

次に、Ｖベルト５９の経年変化によりプライマリシーブ５６のシーブ位置にズレが発生する場合に対応するため、そのズレ量を示すベルト補正係数を自己保持回路２０１に保存しておき、補正値の計算に使用する場合について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。

図１３において、変速制御装置２００は、車速センサ３０３から入力される車速信号の変化に基づいて加速度が上昇中か否かを判別する（ステップＳ１２０１）。加速度が上昇中であると判別した場合は、ステップＳ１２０２に移行して、その速度が予め設定した速度Ｖ_０（例えば、１．３ｋｍ／ｈ）に達したか否かを判別する。速度が速度Ｖ_０ に達したと判別した場合は、自己保持回路２０１に保存したベルト補正係数を現在の速度Ｖ_０ の補正値として設定する（ステップＳ１２０３）。

また、ステップＳ１２０１において加速度が上昇中でないと判別した場合、ステップＳ１２０２において速度が速度Ｖ_０ に達していないと判別した場合、すなわち、停車中、又は車速が速度Ｖ_０ に達していない低速の場合は、補正値の設定は変更せずに、ステップＳ１２０１の処理に戻る。

したがって、上記処理により、ある加速度（速度）状態の時に、ベルト補正係数を測定して保存しておき、そのベルト補正係数に基づいてシーブ目標位置を補正する補正値を算出することにより、加速時に補正値を常に計算する必要がなくなる。

その結果、変速制御装置２００の処理負担を軽減しながら、Ｖベルト５９の経年変化によるプライマリシーブ５６のシーブ位置のズレを補正することができ、走行中に変速比がロウ側になってエンジン回転数を上昇させることを改善することができる。

次に、上記停車時補正値と、上記車両補正係数と、上記ベルト補正係数を用いて補正値を計算する場合について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。

図１４において、変速制御装置２００は、車速センサ３０３から入力される車速信号に基づいて車速が予め設定した速度Ｖ_０（例えば、１．３ｋｍ／ｈ）を越えたか否かを判別する（ステップＳ１３０１）。車速が速度Ｖ_０ を越えていると判別した場合は、上記自己保持回路２０１に保持した車両補正係数に基づいて補正値を計算する（ステップＳ１３０２）。次に、上記自己保持回路２０１に保持したベルト補正係数に基づいて補正値を計算する（ステップＳ１３０３）。

また、ステップＳ１３０１において、車速が速度Ｖ_０ を越えていないと判別した場合は、上記自己保持回路２０１に保持した停車時補正値を補正値として設定する（ステップＳ１３０４）。

以上のように、Ｖベルト式自動変速機５５を構成する部材の経年変化を考慮した停車時補正値、車両の個体差を考慮した車両補正係数、及びベルトの経年変化を考慮したベルト補正係数を用いて、発進時に加速してから所定速度に達するまでのシーブ位置の補正と、初回始動時に加速してから所定速度に達するまでのシーブ位置の補正と、走行中の加速時のシーブ位置の補正とを適宜実行して、常に目標変速比になるようにシーブ位置を調整することが可能になる。

また、上記走行中の制御シーケンスによれば、以下のような制御形態も実現することができる。

（１）発進時には、記憶された補正値を用いることで、シーブの位置のズレを補正し、車速がある値以上になった後は、目標変速比と実変速比との比較結果に基づくフィードバック制御が可能になる。

（２）また、発進時には、目標変速比を補正し、車速がある値以上になった後は、記憶された補正値によるフィードフォワード制御とフィードバック制御とを行うことが可能である。これにより、予めフィードフォワード制御を行うことで、変速比の制御を迅速に行うことができる。

（３）さらに、車速がある値以上になった後は、目標変速比によるシーブ位置に記憶された補正値を加えた位置に移動させる制御を行うことも可能である。これにより、フィードバック制御を行うことがないため、変速比の制御を迅速に行うことができる。

図１５は、本発明におけるベルト式無段変速機１００を、自動二輪車５００に搭載した例を示したものである。図１５に示すように、車体フレームのヘッドパイプによりフロントフォーク５０１が枢支され、該フロントフォーク５０１の下端には前輪５０２が、上端には操向ハンドル５０３がそれぞれ配置されている。またシート５０４の下方には、本発明のベルト式無段変速機１００と、当該無段変速機のプライマリシーブの溝幅を制御する電動モータ、及びエンジン等で構成されるパワーユニット５０５が上下揺動可能に搭載され、該パワーユニット５０５の後端部には後輪５０６が配置されている。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。なお、上記実施形態における自動二輪車とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。
本発明は、上述したような優れた効果を発揮するものであるが、実際の鞍乗型車両への適用に当たっては、他の要件も含めた総合的な観点の下に、その具体的態様の検討がなされる。

本発明に係るベルト式無段変速機は、ベルトの経年変化等が起きても、発進時のエンジン回転数の吹き上がりを防止し、ライダーに違和感を与えないベルト式無段変速機を提供することができる。

Claims (9)

1. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値が、前記シーブ目標位置に付加され、
   前記オフセット値は、車両が発進して加速状態にあり、かつ所定の速度に達した時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機。
2. 前記車両が再び走行状態になったとき、前記シーブ位置は、前記オフセット値が付加されたシーブ目標位置に基づいて制御されることを特徴とする、請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値が、前記シーブ目標位置に付加され、
   前記車両の動力伝達経路に遠心クラッチを有し、
   前記オフセット値は、前記遠心クラッチが接続している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機。
4. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値が、前記シーブ目標位置に付加され、
   前記ベルト式無段変速機は、駆動軸に配置されたプライマリシーブと、被駆動軸に配置されたセカンダリシーブと、前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーのＶ溝間に巻かれたベルトで構成され、
   前記プライマリシーブのシーブ位置を電気的に制御することによって変速比を変更し、
   前記セカンダリシーブと、該セカンダリシーブの軸間にトルク差に応じて推力を発生する作動機構を有し、
   前記オフセット値は、前記作動機構が作動し、前記推力を発生している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機。
5. 前記ベルト式無段変速機は、可撓性を有するベルトを使用していることを特徴とする、請求項１から４の何れか一つに記載のベルト式無段変速機。
6. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機の制御方法であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値を、前記シーブ目標位置に付加し、
   前記オフセット値は、車両が発進して加速状態にあり、かつ所定の速度に達した時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機の制御方法。
7. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機の制御方法であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値を、前記シーブ目標位置に付加し、
   前記車両の動力伝達経路に遠心クラッチを有し、
   前記オフセット値は、前記遠心クラッチが接続している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機の制御方法。
8. シーブ位置を制御することによって変速比を無段階に変更するベルト式無段変速機の制御方法であって、
   前記シーブ位置は、目標変速比に対応して決定されたシーブ目標位置に基づいて制御され、
   車両が走行状態のときは、前記シーブ位置は、前記目標変速比と実変速比の偏差に基づく補正値で変更されて制御されており、
   前記車両が走行状態から停止状態になったとき、所定の走行時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求めたオフセット値を、前記シーブ目標位置に付加し、
   前記ベルト式無段変速機は、駆動軸に配置されたプライマリシーブと、被駆動軸に配置されたセカンダリシーブと、前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーのＶ溝間に巻かれたベルトで構成され、
   前記プライマリシーブのシーブ位置を電気的に制御することによって変速比を変更し、
   前記セカンダリシーブと、該セカンダリシーブの軸間にトルク差に応じて推力を発生する作動機構を有し、
   前記オフセット値は、前記作動機構が作動し、前記推力を発生している時に取得したシーブ目標位置及び実シーブ位置から求められることを特徴とする、ベルト式無段変速機の制御方法。
9. 請求項１から５の何れか一つに記載のベルト式無段変速機を搭載した鞍乗型車両。

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