JP4842741B2 - 鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗型車両、特に、電子的に制御されたベルト式無段変速装置を備えた鞍乗型車両に関する。

スクータ型の自動二輪車等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、溝幅調節機構により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、それにより両シーブ間での変速比を無段階的に調節するというものである。

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とから構成され、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ようになっている。

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の移動を電動モータで行うようにしたものがある。電動モータの出力（移動推力）により、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す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）。また、電動モータの出力は、制御装置から出力される供給電力によって制御されており、この供給電力は、目標となる可動フランジ位置と実際の可動フランジ位置との偏差に基づいて決定される。また、供給電力をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の出力信号によって制御したものもある（例えば、特許文献３参照）。
特許第３０４３０６１号公報 特公平７-８６３８３号公報 特許第３３９９７２７号公報

本願発明者は、変速比を電子的に制御する電子式のベルト式無段変速装置の開発に取り組んできたところ、車両をＬｏｗ状態から発進する際に、プライマリシーブの可動フランジの移動に応答遅れが発生し、応答遅れが生じる場合があることが分かった。このＬｏｗ発進時の応答遅れは、電動モータの出力が不足することによって、可動フランジの移動に必要な推力が十分得られないことに起因しており、この問題を解消するには、Ｌｏｗ発進時の応答遅れを許容すべく電動モータの出力を大きくすればよいはずである。

しかしながら、Ｌｏｗ発進時に合わせて電動モータの出力を大きくすると、Ｔｏｐ側へシフトした時及びダウンシフト時に、目標可動フランジ位置に対するオーバーシュート現象が発生するという別の問題が生じた。

図８を参照しながら、電動モータの出力を大きくした場合に発生するオーバーシュートの問題について説明する。図８は、Ｌｏｗ発進時に合わせて電動モータの出力を調整したときの可動フランジ位置などの変動を模式的に示した図である。ライン９０は設定された目標可動フランジ位置、ライン９２は実際の可動フランジ位置を、ライン９４はエンジン回転数をそれぞれ示している。同図中の横軸は時間を表す。ここでは、ライン９０とライン９２とが一致するほど、可動フランジは目標可動フランジ位置にスムーズに到達できることを意味する。

アップシフト時のＬｏｗ側では、ライン９０とライン９２とはよく一致し、つまり、Ｌｏｗ発進時の可動フランジの応答遅れは改善されていることが分かる。しかしながら、Ｔｏｐ側へシフトした領域では、ライン９２は上下動を繰り返し、可動フランジが行き過ぎてから戻って目標可動フランジ位置に到達する、所謂オーバーシュート現象が発生している。また、ダウンシフト時では、ほぼ全領域にわたってオーバーシュートが発生しており、ライン９２の上下動の繰り返しの度合いも大きく、全く安定しない。

このようなオーバーシュート現象が発生すると、ライン９４が示すように、エンジンの回転数が安定せずに上下動を繰り返す、所謂ハンチング現象を引き起こすので、ライダーの乗り心地が非常に悪くなってしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、応答遅れやオーバーシュートによるハンチングを抑制することができる無段変速装置を提供することにある。

本発明の無段変速装置は、制御装置によって電子的に制御される無段変速装置であって、前記無段変速装置は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝にベルトが巻掛けられ、前記各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御するベルト式無段変速装置であり、前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジから構成されており、前記プライマリシーブの溝幅は、当該プライマリシーブの可動フランジをアクチュエータで移動制御することによって調整されるとともに、前記セカンダリシーブの可動フランジは、溝幅調節機構によって溝幅を狭める方向に付勢されており、前記アクチュエータは、前記制御装置に接続されており、前記制御装置は、前記無段変速装置のアップシフト時とダウンシフト時とで前記アクチュエータの出力を可変として、前記アクチュエータの出力を制御することを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記アクチュエータの出力は、ダウンシフト時よりもアップシフト時の方が大きいことを特徴とする。

本発明の無段変速装置は、制御装置によって電子的に制御される無段変速装置であって、 前記無段変速装置は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝にベルトが巻掛けられ、前記各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御するベルト式無段変速装置であり、前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジから構成されており、前記プライマリシーブの溝幅は、当該プライマリシーブの可動フランジをアクチュエータで移動制御することによって調整されるとともに、前記セカンダリシーブの可動フランジは、溝幅を狭める方向に付勢されており、前記アクチュエータは、前記制御装置に接続されており、前記制御装置には、前記プライマリシーブの可動フランジの位置を検出するシーブ位置検出装置が接続されており、前記制御装置は、前記シーブ位置検出装置が検出する可動フランジ位置に応じて前記アクチュエータの出力を可変として、前記アクチュエータの出力を制御することを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記アクチュエータの出力は、Ｔｏｐ側よりもＬｏｗ側の方が大きいことを特徴とする。

ある好適な実施形態では、前記制御装置には、記憶装置が接続されており、前記記憶装置には、前記プライマリシーブの可動フランジ位置に応じた所定の相対係数が格納されており、前記アクチュエータの出力は、前記アクチュエータに対する指令値に前記所定の相対係数を乗じて算出されたアクチュエータ操作量によって制御される。

ある好適な実施形態において、前記アクチュエータは、電動モータであり、前記電動モータの出力は、前記電動モータへの供給電力によって制御される。

ある好適な実施形態では、前記電動モータへの供給電力は、前記制御装置が出力するパルス信号のＤｕｔｙ比によって制御される。

本発明の鞍乗型車両は、前記無段変速装置を搭載している。

本発明の無段変速装置によれば、プライマリシーブの可動フランジを移動するためのアクチュエータに接続された制御装置が、無段変速装置のアップシフト時とダウンシフト時とでアクチュエータの出力を可変として、アクチュエータの出力を制御するので、アクチュエータの出力を適当な大きさに調整することができ、それゆえ、可動フランジを適当な動力で移動させることができる。その結果、応答遅れやオーバーシュートによるハンチングを抑制することができる。

また、本発明の無段変速装置によれば、プライマリシーブの可動フランジを移動するためのアクチュエータに接続された制御装置が、シーブ位置検出装置が検出する可動フランジ位置に応じてアクチュエータの出力を可変として、アクチュエータの出力を制御するので、アクチュエータの出力を適当な大きさに調整することができ、それゆえ、可動フランジを適当な動力で移動させることができる。その結果、応答遅れやオーバーシュートによるハンチングを抑制することができる。

本願発明者は、電子的に制御するベルト式無段変速装置の開発に取り組んできたところ、プライマリシーブの可動フランジの移動に応答遅れが生じたり、オーバーシュートが発生する現象を観測した。このような応答遅れやオーバーシュートが発生するのは、可動フランジを移動させる電動モータの出力が過不足となることが一因として考えられるが、電動モータの出力が過不足となってしまう原因については不明であった。

そこで、本願発明者は、電動モータの出力が過不足となる原因について鋭意検討を行い、応答遅れやオーバーシュートを抑制することができる機構を見出し、本発明に想到した。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。

まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態の無段変速装置１００の構成について説明する。図１は、無段変速装置１００の構成を示すブロック図である。

本実施形態の無段変速装置１００は、制御装置１０によって電子的に制御される無段変速装置１００である。そして、プライマリシーブ２０及びセカンダリシーブ３０のＶ溝にベルト４０が巻掛けられ、各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御している。

また、プライマリシーブ２０及びセカンダリシーブ３０は、それぞれ回転軸（２５，３５）に取り付けられた固定フランジ（２２，３２）及び可動フランジ（２４，３４）から構成されている。両可動フランジ（２４、３４）は、それぞれ回転軸（２５、３５）方向に移動自在に設けられている。なお、固定フランジは、固定シーブと称することもあり、可動フランジは、可動シーブと称することもある。

セカンダリシーブ３０の可動フランジ３４は、溝幅調整機構によって溝幅を狭める方向に付勢されている。本実施形態の溝幅調整機構は、可動フランジ３４に取り付けられたスプリング（図示せず）と可動フランジ３４の部位に設けられたトルクカム（図示せず）である。

一方、プライマリシーブ２０の溝幅は、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４をアクチュエータ６０で移動制御（回転軸２５方向に摺動）することによって調整されている。アクチュエータ６０の出力により、プライマリシーブ２０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２４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。

なお、本実施形態のアクチュエータ６０は、電動モータである。この電動モータ６０の出力は、電動モータ６０への供給電力によって制御される。つまり、電動モータ６０は、入力された供給電力の電気エネルギーを機械エネルギーに変換して、可動フランジ２４に出力し、可動フランジ２４を移動させている。

また、電動モータ６０への供給電力は、ＰＷＭ(Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ)方式で制御されている。このＰＷＭ方式では、供給電力の電圧を一定として電動モータ６０のＯＮ／ＯＦＦの時間比（Ｄｕｔｙ比）を変えることによって、電動モータ６０の出力を制御している。

なお、本実施形態では、ＰＷＭ方式で電動モータ６０の出力を制御しているが、電動モータ６０の出力を適当に制御できるのであれば、ＰＷＭ方式による制御だけには限らず、例えば、供給電力の電圧をアナログ的に可変として、電動モータ６０の出力を制御することもできる。また、アクチュエータ６０としては、電動モータ以外にもステッピングモータ、リニアモータ、ソレノイド、油圧システム、空気圧システムを使用することもできる。

プライマリシーブ２０の溝幅を調整するアクチュエータ６０は、制御装置（変速制御装置）１０に電気的に接続されている。この制御装置１０は、電子制御装置（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）から構成されている。電子制御装置（ＥＣＵ）は、例えば、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）からなる。

この制御装置１０は、アップシフト時とダウンシフト時とでアクチュエータ６０の出力を可変として、アクチュエータ６０の出力を制御することができるように構成されている。つまり、制御装置１０は、アップシフト時とダウンシフト時とでシーブ摺動抵抗が異なる場合には、異なるシーブ摺動抵抗に応じてアクチュエータ６０の出力を調整できるように、アクチュエータ６０の出力を制御している。なお、「シーブ摺動抵抗」とは、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４を移動する際にかかる負荷抵抗のことである。

ここで、アップシフト時とダウンシフト時とでシーブ摺動抵抗が異なる点について説明する。本願発明者は、アクチュエータ６０の出力が過不足となる原因について検討している際に、シーブ摺動抵抗が可動フランジ２４の移動に影響を及ぼしていることを見出した。すなわち、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４の移動時間を測定したところ、図2（ａ）および（ｂ）に示すように、アップシフト時とダウンシフト時とでは、可動フランジ２４の移動時間が顕著に相違することがわかった。なお、測定時のアクチュエータ６０の出力及び可動フランジ２４の移動量はともに一定としている。

図２（ａ）はアップシフト時、図２（ｂ）はダウンシフト時の測定結果を示しており、同図中の縦軸は移動時間、横軸はエンジン回転数を表している。ここでは、エンジン回転数が同じであれば、可動フランジ２４の移動時間が長くなるほど、可動フランジ２４の移動速度は遅くなり、それゆえ、シーブ摺動抵抗が大きいことを意味する。

図２（ａ）と（ｂ）との比較からわかるように、ダウンシフト時の方がアップシフト時よりも全体的に移動時間が短くなっており、それゆえ、ダウンシフト時のシーブ摺動抵抗は、アップシフト時よりもずっと小さくなっている。つまり、アップシフト時の方が、ダウンシフト時よりも、シーブ摺動抵抗が大きい。

本実施形態の制御装置１０は、例えば図２（ａ）および（ｂ）に示したようなシーブ摺動抵抗の差異に対応して、つまり、それぞれのシーブ摺動抵抗に応じてアクチュエータ６０の出力を調整する。詳述すると、図２に示した例では、ダウンシフト時よりもアップシフト時の方がシーブ摺動抵抗は大きくなるので、アクチュエータ６０の出力は、ダウンシフト時よりもアップシフト時の方が大きくなるように制御装置１０によって調整される。

本実施形態の無段変速装置１００によれば、制御装置１０は、アップシフト時とダウンシフト時とでアクチュエータ６０の出力を可変として、アクチュエータ６０の出力を制御することができる。換言すると、制御装置１０の制御により、アップシフト時及びダウンシフト時のシーブ摺動抵抗に応じて、アクチュエータ６０の出力を調整することができる。この制御により、アクチュエータ６０の出力を適当な大きさに調整することができるので、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４を適当な動力で動かすことができ、それゆえ、応答遅れ及びオーバーシュートによるハンチングを抑制することができる。

典型的な無段変速装置では、アクチュエータ６０の出力は、目標可動フランジ位置と実際の可動フランジ位置との偏差（可動フランジ２４の移動量）に基づいて決定され、可動フランジ２４の移動量が同じときには、アップシフト時であろうとダウンシフト時であろうと、アクチュエータ６０の出力は一定であり、それゆえ、シーブ摺動抵抗の相違によってアクチュエータ６０の出力が過不足となる場合があった。

しかしながら、本実施形態の無段変速装置１００では、シーブ摺動抵抗に応じてアクチュエータ６０の出力を調整できるので、アクチュエータ６０の出力が過不足となることはなく、それゆえ、可動フランジ２４に適当な動力を付与することができる。

なお、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４は、アップシフト時とダウンシフト時とでは逆方向（プライマリシーブ２０の溝幅を狭める方向と広げる方向）に移動されるが、ここでいうアクチュエータ６０の出力とは、可動フランジ２４の移動方向の正負にかかわらず、絶対値をとった大きさのことである。

また、制御装置１０は、上述したようにアップシフト時とダウンシフト時とのシーブ摺動抵抗の差異に応じて、アクチュエータ６０の出力を調整しているが、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間での可動フランジ位置によってもシーブ摺動抵抗が異なる場合には、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間での可動フランジ位置に応じてアクチュエータ６０の出力を調整することもできる。

Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間での可動フランジ位置によってシーブ摺動抵抗が異なる場合について、具体的に説明する。図３は、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間で可動フランジ位置を変えたときの相対比率（相対係数）の変化を示している。同図中の横軸は可動フランジ位置、縦軸は相対比率を表す。この相対比率は、可動フランジ２４の移動時間を相対的に表したものである。したがって、相対比率が大きくなるほど、可動フランジ２４の移動時間は長く、それゆえ、シーブ摺動抵抗が大きいことを意味する。

アップシフト時では、Ｌｏｗ側の方が、Ｔｏｐ側よりも相対比率が大きく、つまり、Ｌｏｗ側の方が、Ｔｏｐ側よりもシーブ摺動抵抗が大きい。

一方、ダウンシフト時では、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間で相対比率はほとんど変わらなく、可動フランジ位置によってシーブ摺動抵抗はあまり変化しない。

本実施形態の制御装置１０は、例えば図３に示したようなシーブ摺動抵抗の差異に対応して、つまり、可動フランジ位置でのシーブ摺動抵抗に応じてアクチュエータ６０の出力を調整する。詳述すると、アップシフト時には、Ｌｏｗ側の方が、Ｔｏｐ側よりもシーブ摺動抵抗が大きいので、アクチュエータ６０の出力は、Ｌｏｗ側の方が、Ｔｏｐ側よりも大きくなるように調整される。

このように、可動フランジ位置に応じてアクチュエータ６０の出力を調整することにより、アクチュエータの出力をさらに適当な大きさに調整できるので、応答遅れ及びオーバーシュートによるハンチングを一層抑制することができる。

本実施形態では、アップシフト時のＬｏｗ側、アップシフト時のＴｏｐ側、ダウンシフト時のＬｏｗ側、ダウンシフト時のＴｏｐ側の順番で相対比率は大きくなる。したがって、可動フランジ２４のシーブ摺動抵抗もこの順番で大きく、それゆえ、制御装置１０は、アクチュエータ６０の出力を上記順番で大きくなるように制御している。

なお、ダウンシフト時では、可動フランジ位置が変動しても相対比率は変わらず、シーブ摺動抵抗に差異はあまり生じない。このような場合には、可動フランジ位置によってアクチュエータ６０の出力を変える必要はなく、アクチュエータ６０の出力を一定とすることもできる。

また、本実施形態の制御装置１０は、変速がアップシフトかダウンシフトかの情報、及び、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間での可動フランジ位置の情報に基づいてアクチュエータ６０の出力を可変としているが、いずれか一方のみの情報に応じてアクチュエータ６０の出力を可変としてもよい。例えば、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間での可動フランジ位置の情報だけに基づいてアクチュエータ６０の出力を可変とすることもできる。

なお、図３に示した相対比率は、図２（ａ）及び（ｂ）に示した可動フランジ２４の移動時間から算出したものである。具体的には、各可動フランジ位置におけるエンジン回転数ごとの移動時間を平均化し、そのうち最も長い移動時間を基準（１００）として算出している。図２に示した例では、（ａ）アップシフト時のＬｏｗ側の平均移動時間が最も長く、この可動フランジ位置を基準として相対比率を求めている。

また、シーブ摺動抵抗の大きさは、無段変速装置の摺動機構特性に依存している。具体的には、セカンダリシーブ３０の溝幅調整機構がベルト４０を押し付ける力（セカンダリシーブ推力）や可動フランジ２４がベルト４０を押し付けた際のベルト４０の反力などによって変化する。したがって、アップシフト時及びダウンシフト時のうち、いずれのアクチュエータ６０の出力を大きくするかは、シーブ摺動抵抗の大きさに合わせて適宜変えてやればよい。同様に、可動フランジ位置に応じてアクチュエータ６０の出力を変える場合も、アクチュエータ６０の出力は、シーブ摺動抵抗の大きさに合わせて適宜変えてやればよい。

次に、図１に戻って、本実施形態の制御装置１０の構成について詳述する。制御装置１０には、プライマリシーブ２０の可動フランジ２４のフランジ位置を検出するシーブ位置検出装置２７が接続されている。シーブ位置検出装置２７は、可動フランジ位置の情報（可動フランジ位置信号）を制御装置１０に出力することができる。また、制御装置１０は、そのフランジ位置（可動フランジ位置信号）の情報に基づいて電動モータ６０を制御している。

また、制御装置１０には、後輪７２の回転速度を検出する後輪回転速度センサ７３が電気的に接続されており、この後輪回転速度センサ７３は後輪７２の近傍に配置され、後輪回転数信号を制御装置１０へと出力する。この後輪回転数信号から車速が求まる。

その他、制御装置１０には、エンジン７０の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１８及びセカンダリシーブ３０の回転速度を検出するセカンダリシーブ回転速度センサ３７が電気的に接続されており、それぞれエンジン回転速度信号及びセカンダリシーブ回転速度信号を制御装置１０へと出力する。なお、制御装置１０には、スロットル開度信号、ハンドルスイッチ信号等も入力され得る。

さらに、制御装置１０には、プライマリシーブ２０の可動フランジ位置に応じた所定の相対係数が格納された記憶装置１３が接続されている。この所定の相対係数は、可動フランジ位置に応じて予め作成された係数マップ形式で記憶されていてもよく、あるいは、可動フランジ位置に応じた相対係数を算出する数式として記憶されていてもよい。また、本実施形態の構成においては、制御装置１０内に記憶装置１３が内蔵されている。記憶装置１３は、例えば、半導体メモリ（ＲＡＭ、フラッシュメモリなど）またはハードディスクから構成することができる。

制御装置１０は、目標変速比となるように電動モータ６０を駆動してプライマリシーブ２０の可動フランジ２４の位置を制御する、いわゆる通常変速制御を実行することにより、車両の実際の変速比を制御している。

ここで通常変速制御とは、車両の走行条件（車速やスロットル開度など）に応じた変速比を、予め登録されているマップ（ＭＡＰ）から算出し、その変速比を実現するための変速指令を無段変速装置１００に与えて、最終的にその変速比を実現させる制御である。通常変速制御では、車速やスロットル開度が大きくなるほど変速比を小さくし（Ｔｏｐ側に制御）、車速やスロットル開度が小さくなるほど変速比を大きく（Ｌｏｗ側に制御）する
ことにより、スムーズな加速や減速を実現するように構成されている。

次に、図４も加えて、制御装置１０の制御方法について説明する。図４は、制御装置１０の制御方法を示すブロック図である。

制御装置１０は、上述した各種信号を基にエンジン７０や無段変速装置１００の全般の制御を行うものである。具体的には、スロットル開度信号、セカンダリシーブ回転数信号、後輪回転数信号、シーブ位置信号等を基に車速や加速度を演算しつつ目標変速比を求める。そして、目標変速比となるようなプライマリシーブ２０の可動フランジ２４の位置（目標フランジ位置）を演算する（Ｓ７０）。

次に、制御装置１０は、シーブ位置検出装置２７により実際の可動フランジ位置（実フランジ位置）を検出し（Ｓ７８）、この実フランジ位置と目標フランジ位置との偏差から電動モータ６０に対する指令値を演算する（Ｓ７１）。なお、電動モータ６０に対する「指令値」とは、目標フランジ位置と実フランジ位置との偏差に基づいて決定された電動モータ６０のモータ制御量のことである。また、本実施形態では、電動モータ６０に対する指令値は、プライマリシーブ２０の溝幅を狭める方向、つまり、アップシフト時に可動フランジ２４を動かす方向をプラスとし、プライマリシーブ２０の溝幅を広げる方向、つまり、ダウンシフト時に可動フランジ２４を動かす方向をマイナスとしている。

続いて、制御装置１０は、シーブ位置検出装置２７で検出した実フランジ位置に応じた相対係数を、記憶装置に格納された係数マップから読み取り（Ｓ７２）、電動モータ６０に対する指令値に相対係数を乗じてアクチュエータ操作量を算出する（Ｓ７３）。なお、アクチュエータ操作量は、電動モータ６０に対する指令値を、実フランジ位置でのシーブ摺動抵抗の大きさを考慮して加工処理（変換処理）したものである。

次に、相対係数を乗じて加工（変換）されたアクチュエータ操作量は、電動モータ６０への供給電力へと変換される（Ｓ７４）。本実施形態では、供給電力は、ＰＷＭ方式で制御されており、それゆえ、アクチュエータ操作量は、ＰＷＭ出力のＤｕｔｙ電圧へと変換される。その後、変換されたＤｕｔｙ電圧は電動モータ６０へと出力される（Ｓ７５）。

電動モータ６０は、入力されたＤｕｔｙ電圧の電気エネルギーを機械エネルギーへと変換し（Ｓ７６）、その機械エネルギーを可動フランジ２４に付与し、可動フランジ２４を目標フランジ位置まで移動させる（Ｓ７７）。

なお、本実施形態では、Ｓ７２において、シーブ位置検出装置２７で検出した実フランジ位置の情報から相対係数を読み取っているが、相対係数を読み取るための情報は実フランジ位置だけには限らず、例えば、Ｓ７０で算出された目標フランジ位置の情報からも相対係数を読み取ることができる。

また、本実施形態では、記憶装置１３に格納された係数マップの相対係数は、図３に示した可動フランジ２４の移動時間の相対比率である。目標フランジ位置と実フランジ位置との偏差から決定された指令値に対して、この相対係数を乗じたものを最終的なアクチュエータ操作量とすることにより、電動モータ６０の出力を調整している。

また、本実施形態の相対係数は、図３に示した実機の測定結果を考慮して設定されているが、例えば、シミュレーション結果などを考慮して設定することもできる。

なお、図３に示した例では、各可動フランジ位置における平均移動時間のうち、最も長い移動時間を基準（１００）として相対係数を算出しているが、相対係数は、移動時間（及びシーブ摺動抵抗）の相対的な大きさを示すものであり、それゆえ、Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間のうち、どの可動フランジ位置を基準として相対係数を算出するかは任意である。例えば、最も移動時間が短い可動フランジ位置（図３では、ダウンシフト時のＴｏｐ側）を基準として相対係数を算出してもよい。

本実施形態の相対係数は、マップ形式で記憶装置１３に格納されている。具体的には、記憶装置１３には、アップシフト用係数マップ及びダウンシフト用係数マップの２つの係数マップが予め登録されており、各マップには、例えば図３に示した可動フランジ位置に応じた相対係数が記述されている。マップ形式で相対係数を予め登録しておくことにより、制御装置１０は、実フランジ位置に応じた相対係数を各係数マップから読み取るだけでよく、迅速な処理を実現することができる。

なお、本実施形態では、相対係数をマップ形式で格納しているが、マップ形式以外の他の形式で記憶装置１３に格納されていてもよく、例えば、数式という形で記憶することも可能である。数式で記憶する場合には、実フランジ位置の情報を数式に代入してやれば、その位置での相対係数を算出することができる。相対係数を算出する数式は、例えば図３に示した可動フランジ位置を変えたときの相対係数変化のグラフから得ることができる。一例を挙げれば、アップシフト時の数式を、一次式（ｙ＝ａｘ＋ｂ：ａはグラフの傾き）を用いて表すことができる。

図５には、本実施形態の無段変速装置１００が搭載された車両の一例を示してある。車両１０００は、駆動源７０と、その駆動源７０に接続された無段変速装置１００と、その無段変速装置１００を電子的に制御する制御装置１０とから構成されている。この例では、車両１０００は、鞍乗型車両であり、スクータ型の自動二輪車である。また、本実施形態の駆動源７０はエンジンであり、このエンジン７０の出力は、ライダーが操作するアクセル操作子に応じて調整される。車両がスクータ型の場合には、アクセル操作子は、ハンドルに取り付けられたスロットルグリップである。

無段変速装置１００内部のプライマリシーブ２０はエンジン７０と連結されており、セカンダリシーブ３０は、最終減速機構７４を介して後輪７２と接続している。スロットル操作に応じて出力されたエンジン７０の駆動力は、プライマリシーブ２０によってベルト４０の回転力に変換され、そしてベルト４０の回転力がセカンダリシーブ３０を介して後輪７２に伝達され、後輪７２を駆動する。

なお、本実施形態では、鞍乗型車両の例を専ら示したが、無段変速装置１００が搭載された車両であれば、応答遅れやオーバーシュートを抑制することができ、それゆえに、無段変速装置１００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。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）などの車両にも無段変速装置１００を搭載することができる。

次に、図６のフローチャートを参照しながら、制御装置１０の制御フローを説明する。まず、ステップＳ１０１では、制御装置１０は、現時点の車両の車速、エンジン回転数、アクセル開度などを基に目標変速比を求め、目標変速比となるようなプライマリシーブ２０の可動フランジ２４の位置（目標フランジ位置）を演算し、電動モータ６０に対する指令値を算出する。この目標変速比は、現時点での変速比から一定量変化した固定のものであってもよいし、各時点における車速、エンジン回転数、アクセル開度に応じて漸次変化していくものであってもよい。

次に、制御装置１０は、目標変速比への変速がアップシフトか否かを判断する（ステップＳ１０２）。変速がアップシフトか否かは、電動モータ６０に対する指令値がプラスかあるいはマイナスかによって判断される。変速がアップシフト（指令値がプラス）の場合には、制御装置１０は、シーブ位置検出装置２７で検出した実フランジ位置の情報と、記憶装置に格納されたアップシフト用係数マップとから、実フランジ位置に応じた相対係数を読み取る（ステップＳ１０３）。なお、記憶装置に相対係数が数式で格納されている場合には、制御装置１０は、実フランジ位置に応じた相対係数を演算する。

一方、変速がダウンシフト（指令値がマイナス）の場合には、制御装置１０は、実フランジ位置の情報と、記憶装置に格納されたダウンシフト用係数マップとから、実フランジ位置に応じた相対係数を読み取る（ステップＳ１０４）。なお、記憶装置に相対係数が数式で格納されている場合には、制御装置１０は、実フランジ位置に応じた相対係数を算出する。

最後に、制御装置１０は、ステップＳ１０１で算出した電動モータ６０に対する指令値に、実フランジ位置に応じた相対係数を乗算して、アクチュエータ操作量を算出する（ステップＳ１０５）。

図７は、本実施形態の無段変速装置１００を用いたときの可動フランジ位置などの変動を模式的に示す図である。ライン８０は設定された目標フランジ位置、ライン８２は実フランジ位置を、ライン８４はエンジン回転数を表している。同図中の横軸は時間を表す。ここでは、ライン８０とライン８２とが一致するほど、可動フランジは目標フランジ位置にスムーズに到達できることを意味する。

本実施形態の無段変速装置１００では、ライン８０とライン８２とは非常によく一致し、特に、アップシフト時のＴｏｐ側及びダウンシフト時では、図８で観測されたような上下動を繰り返すラインの乱れは解消される。つまり、図８では、Ｌｏｗ発進時に合わせて電動モータの出力を調整すると、ライン９２の実フランジ位置は、ダウンシフト時には安定せず上下動を繰り返すが、図７に示すライン８２の実フランジ位置は、アップシフト時及びダウンシフト時のいずれも安定して推移する。この２つのライン（８２，９２）の軌跡の差が示すように、無段変速装置１００では、オーバーシュートを回避することができる。また、図８では、ライン９４のエンジンの回転数も大きく乱れて上下動を繰り返す、所謂ハンチングが生じるが、図７の本実施形態では、ライン８４のようにエンジンの回転数は常時安定した状態で変動する。２つのライン（８４，９４）の軌跡の差から分かるように、無段変速装置１００では、エンジンのハンチングを回避することも可能である。

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。

本発明によれば、応答遅れやオーバーシュートによるハンチングを抑制することができる無段変速装置を提供することができる。

無段変速装置１００の構成を示すブロック図。 （ａ）アップシフト時、及び、（ｂ）ダウンシフト時における可動フランジ２４の移動時間の測定結果を示す図。 Ｌｏｗ〜Ｔｏｐ間で可動フランジ位置を変えたときの相対比率の変化を示す図。 制御装置１０の制御方法を示すブロック図。 無段変速装置１００が搭載された車両の外観側面図。 制御装置１０の制御フローを説明するためのフローチャート。 無段変速装置１００を用いたときの可動フランジ位置などの変動を模式的に示す図。 Ｌｏｗ発進時に合わせて電動モータの出力を調整したときの可動フランジ位置などの変動を模式的に示す図。

符号の説明

１０ 制御装置
１３ 記憶装置
１８ エンジン回転速度センサ
２０ プライマリシーブ
２２ 固定フランジ
２４ 可動フランジ
２５ 回転軸
２７ シーブ位置検出装置
３０ セカンダリシーブ
３２ 固定フランジ
３４ 可動フランジ
３５ 回転軸
３７ セカンダリシーブ回転速度センサ
４０ ベルト
６０ アクチュエータ（電動モータ）
７０ 駆動源（エンジン）
７２ 後輪
７３ 後輪回転速度センサ
７４ 最終減速機構
１００ 無段変速装置
１０００ 車両

Claims (8)

1. 制御装置によって電子的に制御される無段変速装置であって、
   前記無段変速装置は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝にベルトが巻掛けられ、前記各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御するベルト式無段変速装置であり、
   前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジから構成されており、
   前記プライマリシーブの溝幅は、当該プライマリシーブの可動フランジをアクチュエータで移動制御することによって調整されるとともに、前記セカンダリシーブの可動フランジは、溝幅を狭める方向に付勢されており、
   前記アクチュエータは、前記制御装置に接続されており、
   前記制御装置は、前記無段変速装置のアップシフト時とダウンシフト時とでのそれぞれのシーブ摺動抵抗に応じて、前記アクチュエータの出力を可変として、前記アクチュエータの出力を制御することを特徴とする、無段変速装置。
   
   
2. 前記アクチュエータの出力は、ダウンシフト時よりもアップシフト時の方が大きいことを特徴とする、請求項１に記載の無段変速装置。
3. 制御装置によって電子的に制御される無段変速装置であって、
   前記無段変速装置は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブのＶ溝にベルトが巻掛けられ、前記各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御するベルト式無段変速装置であり、
   前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジから構成されており、
   前記プライマリシーブの溝幅は、当該プライマリシーブの可動フランジをアクチュエータで移動制御することによって調整されるとともに、前記セカンダリシーブの可動フランジは、溝幅を狭める方向に付勢されており、
   前記アクチュエータは、前記制御装置に接続されており、
   前記制御装置には、前記プライマリシーブの可動フランジの位置を検出するシーブ位置検出装置が接続されており、
   前記制御装置は、前記シーブ位置検出装置が検出する可動フランジ位置でのシーブ摺動抵抗に応じて前記アクチュエータの出力を可変として、前記アクチュエータの出力を制御することを特徴とする、無段変速装置。
   
4. 前記アクチュエータの出力は、Ｔｏｐ側よりもＬｏｗ側の方が大きいことを特徴とする、請求項３に記載の無段変速装置。
5. 前記制御装置には、記憶装置が接続されており、
   前記記憶装置には、前記プライマリシーブの可動フランジ位置に応じた所定の相対係数が格納されており、
   前記アクチュエータの出力は、前記アクチュエータに対する指令値に前記所定の相対係数を乗じて算出されたアクチュエータ操作量によって制御される、請求項１から４のいずれか一つに記載の無段変速装置。
6. 前記アクチュエータは、電動モータであり、
   前記電動モータの出力は、前記電動モータへの供給電力によって制御される、請求項１から４のいずれか一つに記載の無段変速装置。
7. 前記電動モータへの供給電力は、前記制御装置が出力するパルス信号のＤｕｔｙ比によって制御される、請求項６に記載の無段変速装置。
8. 請求項１から４のいずれか一つに記載された無段変速装置を搭載した、鞍乗型車両。

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