| 【発明の名称】 |
無段変速機及びその制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】南里 武彦
【氏名】吉田 圭宏
【氏名】大田 淳朗
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スロットル開度、車速、エンジン回転数に基づき目標エンジン回転数または目標変速比を決定し、これに基づき無段変速機の変速比をコントロールするようにした無段変速機において、無段変速機の変速制御部材の最小移動位置と最大移動位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】 予め記憶された無段変速機の変速制御部材の最小移動位置と最大移動位置データに基づき無段変速機の最大減速位置と最小減速位置を決定することを特徴とする請求項１に記載した無段変速機及びその制御方法。
【請求項３】 無段変速機を有段のシフトポジションに切り換え可能にした無段変速機の変速制御方法において、予め記憶された無段変速機の最大減速位置と最小減速位置に対応する変速比データに基づき、各有段のシフトポジションに対応する変速比を決定することを特徴とする無段変速機の変速制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載される自動変速機であって、特に、定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜板式油圧モーターとの間を油圧閉回路で接続した静油圧式無段変速機及びその可動斜板の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 このような静油圧式無段変速機は公知であり、自動２輪車等の各種車両の変速機に適用されている。この静油圧式無段変速機の制御方法として、特許第２５２７１１９号には、クランク軸等のＮｅ（回転数、以下同じ）に基づく実Ｎｅと、予め設定されている条件により定まる目標Ｎｅとを制御装置で比較判断し、また、可動斜板の傾斜角を調整することにより出力を制御することが示されている。また、特開平８−８２３５４号には、無段変速機において、マニュアル式多段変速機と同様の段階的な変速比制御を行う方法が示されている（以下、これを有段変速という）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動チェンジ機構を有する無段変速機における変速比の補正は、１回のシフトアップ（又はダウン）命令に対して、シフトを必ず突き当ての位置まで押し当てて、その突き当て時のスピンドル角度の値を補正値として補正を行う。この補正はシフト命令発生時に逐次行われる（以下、逐次補正という）。静油圧式無段変速機斜板角度の補正においては、車両停止時は静油圧式無段変速機斜板はＬＯＷレシオ側にあるため、発進後、斜板角度がＴＯＰレシオ側に突き当たるまでの時間はその走行状況によっては、斜板がＴＯＰレシオ突き当てまで行かずに補正が行われない場合がある。また、補正が行われない場合、静油圧式無段変速機のレシオ値が不明確となり、静油圧式無段変速機システムを有段変速として使用する場合に有段変速比が補正前と補正後で変化してしまう。よって逐次補正では不正確な補正が困難となる。そこで本願発明はこのような無段変速機における変速比補正を正確にすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本願第１の発明に係る無段変速機は、スロットル開度、車速、エンジン回転数に基づき目標エンジン回転数または目標変速比を決定し、これに基づき無段変速機の変速比をコントロールするようにした無段変速機において、無段変速機の変速制御部材の最小移動位置と最大移動位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする。第２の発明に係る無段変速機及びその制御方法は、予め記憶された無段変速機の変速制御部材の最小移動位置と最大移動位置データに基づき無段変速機の最大減速位置と最小減速位置を決定することを特徴とする。第３の発明に係る無段変速機の変速制御方法は、無段変速機を有段のシフトポジションに切り換え可能にした無段変速機の変速制御方法において、予め記憶された無段変速機の最大減速位置と最小減速位置に対応する変速比データに基づき、各有段のシフトポジションに対応する変速比を決定することを特徴とする。
【０００５】
【発明の効果】第１の発明によれば、変速制御部材の最大及び最小移動位置を記憶する記憶手段を設けたので、走行前に一度、これらの位置を記憶する補正操作をすれば、この位置情報に基づいて変速比の補正を行うので、走行後に補正操作を不要とし、無段変速機における変速比の補正が著しく容易になった。第２の発明によれば、前記補正データに基づいて、無段変速機の最大減速位置（ＬＯＷレシオ）と最小減速位置（ＴＯＰレシオ）を決定できるので、従来のように、電動チェンジ機構のスピンドル角度を測定するような、無段変速機以外の別部材を用いないので、補正制御が簡単になる。無段変速機における変速レシオの補正制御が容易になった。第３の発明によれば、前記補正データにより、有段変速する場合における各段の変速比を決定できるので、無段変速機における有段変速を正確かつ容易に行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例の制御システム図、図２は可動斜板の傾斜角度制御機構部分を示す図、図３は傾斜角度制御の流れ図、図４はＲＣ（ライディングコンディション）の決定方法を示す図、図５は変速マップ、図６は変速範囲の概念図、図７は、オーバートップ制御の概念図、図６は有段変速制御の流れ図、図７は補正制御における初期条件判定表、図８は制御モード決定のフローチャート、図９は補正制御モードのフローチャートである。
【０００７】まず、図１において、静油圧式無段変速機の制御の概略を説明する。静油圧式無段変速機１は定容量油圧ポンプ２と可変容量油圧モータ３を駆動軸４上に一体化し、定容量油圧ポンプ２と可変容量油圧モータ３の間を油圧閉回路で接続したものである。エンジン５のクランク軸６に設けられた駆動ギヤ７で定容量油圧ポンプ２の被動ギヤ８を回転させることにより、回転力に変換して駆動軸４へ出力するようになっており、このとき、可変容量油圧モータ３に内蔵された可動斜板（後述）の傾斜角度を傾斜角度制御機構１０にて変化させることにより、変速比を変更できるようになっている。
【０００８】傾斜角度制御機構１０は制御モータ１１の出力を減速ギヤ１２へ伝達し、ボールネジ１３とスライダ１４を介して可変容量油圧モータ３に内蔵された可動斜板の傾斜角度を変化させるようになっている。静油圧式無段変速機１の変速出力は駆動軸４の出力ギヤ４ａから２次減速機１５へ伝達され、２次減速機１５の変速出力は変速出力軸１６上の出力ギヤ１７から最終出力軸１８上の最終出力ギヤ１９へ伝達される。
【０００９】２次減速機１５はシフトレバー２０を手動操作してシフター２１を駆動することにより切り替えが行われ、前進側Ｌ又はＤ、後進Ｒ、並びに中立Ｎの各シフトポジションの設定切り換えを行うようになっている。このうち前進側はＬ、Ｄ各シフトポジションについて無段変速を行い、この変速は前記傾斜角度制御による。
【００１０】この傾斜角度制御は、制御装置２２により傾斜角度制御機構１０の制御モータ１１を駆動制御することにより行われる。制御装置２２には傾斜角度制御機構１０のための信号として、エンジン５の吸気側に設けられるスロットルセンサ２３からのスロットル開度、クランク軸６に近接して設けられた回転センサ２４からのＮｅ、最終出力ギヤ１９に近接して設けられたスピードセンサ２５からの車速、可変容量油圧モータ３に設けられた角度センサ２６からの斜板角度、シフター２１に設けられたシフトセンサ２７からのシフトポジションの各信号がある。
【００１１】さらに、ハンドルに設けられるシフトスイッチ２８及びモードマップスイッチ２９からも信号を取得する。また、計器盤Ｍへはそのインジケータへの表示信号を出力するとともに、車載バッテリより電源を供給されている。
【００１２】次に、図２により傾斜角度制御機構１０について説明する。傾斜角度制御機構１０の制御モータ１１は定容量油圧ポンプ２のハウジング３０に支持され、その出力ギヤ３１はトルクリミッタ３２の入力ギヤ３３を介してギヤ３４からボールネジ駆動ギヤ３５へ伝達される。ボールネジ駆動ギヤ３５はボールネジ１３と一体回転し、ボールネジ１３が正転又は逆転することにより、ナットが形成されているスライダ１４が軸上を軸方向いずれか側へ移動する。ボールネジ１３は油圧モータ３のハウジング３６に両端を支持されている。
【００１３】スライダ１４には可変容量油圧モータ３のハウジング３６から外方へ突出するアーム３７の一端が回動自在に取付けられ、アーム３７の他端はハウジング３６内に支持されている斜板ホルダ３８と一体化している。斜板ホルダ３８はハウジング３６に形成された凹曲面部３９上へ転動自在に支持されているため、アーム３７が回動すると一体に凹曲面部３９上を回動して角度を変化させる。
【００１４】可動斜板４０はベアリング４１，４２を介して斜板ホルダ３８の内側へ回転自在に保持され、斜板ホルダ３８の角度が変化することにより、可動斜板４０の回転面が駆動軸４の軸線となす角度である傾斜角度を変化させる。なお。図示の状態は９０°であり、変速レシオが１．０であるＴＯＰ状態を示す。
【００１５】この可動斜板４０には、可変容量油圧モータ３の油圧プランジャー４３が押し当てられる。油圧プランジャー４３はドラム状の回転体４４の円周方向へ複数設けられ、定容量油圧ポンプ２側の油圧で可動斜板４０側へ突出して押し当てられ、可動斜板４０の傾斜角度に応じて回転体４４へ回転力を与える。回転体４４は外周部で駆動軸４とスプライン結合４５をしており、回転体４４の回転により駆動軸４を回転駆動するようになっている。
【００１６】次に、制御装置２２における無段変速時の変速制御について図３により説明する。まず、スロットルセンサ２３より送られるスロットル信号からＲＣ（ライディングコンディション）を作成する。ＲＣとはスロットル信号の値に対して増加・減少する値であり、基本的に、・スロットルを開ける→ＲＣ増加・スロットルを閉じる→ＲＣ減少の関係があり、これを図４に示す。図中のＴＨはスロットル開度（％）、縦軸はスロットル開度及びＲＣ（各％）、横軸は時間である。また、これとは別に角度センサ２６から送られる車速信号より車速を計算する。
【００１７】続いて、これらＲＣと車速に基づき、予め内蔵している変速マップを参照して目標Ｎｅを決定する。変速マップの一例を図５に示し、予め数種類のものを用意してある。例えば、Ｌレンジモード専用、スポーツモード専用、ユーティリティモード専用等各種のモードを内蔵するものであり、これらは、モードマップスイッチ２９により選択できる。
【００１８】さらに、回転センサ２４より送られたＮｅ信号により実Ｎｅを計算し、この実Ｎｅと先の目標Ｎｅを比較して制御モータ１１の正逆いずれかの回転方向とＤＵＴＹ（デューティ）を決定する。具体的には可動斜板の方向にて次のように決定する。
・実Ｎｅ＞目標Ｎｅ→可動斜板をＴＯＰ側へ動かす・実Ｎｅ＜目標Ｎｅ→可動斜板をＬＯＷ側へ動かす【００１９】また、デューティは下式により決定する。
ＤＵＴＹ＝Ｋ１×｜実Ｎｅ−目標Ｎｅ｜ （Ｋ１は係数）
ここで、デューティとは、制御モータ１１に流す電流の割合を示し、制御モータ１１のスピードコントロールに用いる。ＤＵＴＹが１００％で制御モータ１１は最大スピード、０％で停止となる。
【００２０】その後、このモーター回転方向とＤＵＴＹ並びに角度センサ２６からの角度信号に基づいて計算された可動斜板の角度に基づいて制御モータ１１を制御する。具体的には、モーター回転方向とＤＵＴＹにより制御モータ１１を駆動し、可動斜板の角度よりＬＯＷとＴＯＰの各レシオを測定してＴＯＰレシオからはずれたとき、制御モータ１１を止める。
【００２１】本実施例においては、有段変速制御が可能である。有段変速制御とは、無段変速機において、あたかもマニュアル式多段変速機のように変速比を切り換えることのできる変速制御を意味する。このような有段変速制御は、これまでの説明した場合と同様に制御装置２２の制御により可動斜板４０の傾斜角度を制御して行うが、その際、段階的に行うように制御内容を変化させるだけで足りる。
【００２２】このような有段変速制御と無段変速機の切り換えは、シフトスイッチ２８を押すことにより行える。シフトスイッチ２８には、シフトアップボタンとシフトダウンボタンを備え、そのいずれかを押す毎に一段づつアップ又はダウンするようになっている。
【００２３】図６はこの有段変速制御の制御装置２２における手順を示し、まず、角度センサ２６からの斜板角度信号により傾斜角度を計算する。シフトスイッチ２８からのシフト信号によりシフトアップ又はシフトダウンを内容とするシフト命令を決定する。この決定はシフトスイッチ２８のシフトアップボタンが押されればシフトアップ命令とし、シフトダウンボタンが押されればシフトダウン命令とする。
【００２４】次に、上記傾斜角度とシフト命令に基づき、メーター表示の決定及び目標斜板角度を決定する。メーター表示は、傾斜角度により、マニュアル変速機におけるシフト段数に比定するギア段数を決定し、メーターＭのインジケータへの表示信号を決定し、これをメータＭへ出力してメータＭ上に決定したギア段数を表示させる。
【００２５】目標斜板角度の決定は、シフト命令の入力があった場合において、現在のギア表示信号に対して、次の条件ににより定められる。
（１）シフトアップ命令→１段シフトアップ（２）シフトダウン命令→１段シフトダウン続いて、上記により決定された目標斜板角度と傾斜角度とを比較して、制御モータ１１の正逆回転方向とＤＵＴＹを以下により決定する。
（１）傾斜角度＞目標斜板角度→可動斜板４０をＬＯＷ側へ動かす（２）傾斜角度＜目標斜板角度→可動斜板４０をＴＯＰ側へ動かすなお、ＤＵＴＹは次の式により決定する。
ＤＵＴＹ＝Ｋ２×｜傾斜角度−目標斜板角度｜ （Ｋ２は係数）
【００２６】その後、このモーター回転方向とＤＵＴＹに基づき、制御モータ１１を駆動制御して可動斜板４０を所定角度に傾ける。これにより、静油圧式無段変速機１はマニュアル式多段変速機の有段変速に比定した有段変速を行うことができる。
【００２７】次に補正制御について説明する。制御装置２２は補正制御機能を有し、そのため、通常制御モードと補正制御モードの２モードを選択可能であり、このモード切り換えは、例えば、シフトスイッチ２８を所定操作するときのみ補正制御となる。なお、通常モードとは、前記無段制御及び有段制御の双方を含む静油圧式無段変速機１による変速制御をいう。
【００２８】図７はこのモード決定における初期条件判定の方法を示し、電源投入により制御装置２２がオンになると、シフトポジション、車速及びエンジンＮｅを基にして判定し、ギヤのシフトポジションがＮ、車速が０、エンジンＮｅが０のときのみ初期条件がＯＮとなり、他の場合はＯＦＦとなる。
【００２９】図８は制御モード決定方法を示し、まず初期条件がＯＮでかつシフトスイッチの両ボタンが同時に押されたか否かを判別し（Ｓ１）、ＮＯであれば通常制御モードと決定する（Ｓ２）。ＹＥＳであれば、補正制御モードと決定する（Ｓ３）。但し、一度補正制御モードになっても、初期条件がＯＦＦとなれば、通常制御モードに切り換える。
【００３０】図９は補正制御の内容であって、補正制御モードモードに入ると、まず補正開始命令有無を判定する。補正開始命令は、本実施例の場合シフトスイッチ２８のボタンをスタート後５秒以内にアップ−ダウン−アップの順に押すことで行われる。すなわち、シフトスイッチ２８（シフトＳＷと表記する）のアップボタンが押されたか（Ｓ１０）、ＹＥＳであればダウンボタンが押された（Ｓ１１）、ＹＥＳで有ればさらに続いてアップボタンが押されたか（Ｓ１２）を判別し、ＹＥＳであれば補正制御スタート後の経過時間が５秒以内であるかを判別する（Ｓ１３）。以上が全てＹＥＳであれば、制御モータ１１を駆動して可動斜板４０をＴＯＰ側にする（Ｓ１４）。全部ＹＥＳでないときは、補正開始命令がなかったものと判定して通常制御モードに切り換える（Ｓ１５）。
【００３１】Ｓ１４に続いて角度センサ２６の値を調べ（Ｓ１６）、変化していればまだＴＯＰ側に達していないので、駆動を継続する。角度センサ２６の値に変化がなければ、ＴＯＰ側に達したので、制御モータ１１を逆転させてＬＯＷ側へ駆動する（Ｓ１７）。
【００３２】その後、角度センサ２６の値を調べ（Ｓ１８）、変化していれば、ＬＯＷ側へ達していないものとして駆動を継続し、変化がなければＬＯＷ側へ達したので、補正制御における角度センサ２６の最大値と最小値を制御装置２２内のＥＥＰＲＯＭへ記憶し（Ｓ１９）、その後通常制御モードへ切り換える（Ｓ２０）。
【００３３】この補正は、走行前（工場ライン出荷時）の車両停止時状態で行われ、シフトスイッチ２８の操作によって制御装置２２に補正動作であることを認識させて、制御モータ１１によって斜板角度をＴＯＰ突き当てからＬＯＷ突き当てまで駆動させたときの角度センサ２６の最小値と最大値を制御装置２２内のＥＥＰＲＯＭに記憶させるだけでよい。このように、走行前に補正を行うことによって斜板角度検出の精度が向上する。そのうえ、補正動作に入る操作にシフトスイッチ２８を用いることにより、新たなスイッチを設けることが不要になる。さらに、制御モータ１１変速モーターの駆動軸にトルクリミッタ３２を設置することにより、突き当て判定時の過大なトルクの発生やモーターロック電流の発生を抑えることが可能である。
【００３４】なお、本願発明は、静油圧式無段変速機システムだけでなく、ＣＴＶシステムや電子制御ベルコン等の位置検出精度向上にも応用が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月５日（１９９９．９．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９５０９
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 清光
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１３２（Ｐ２００１−７４１３２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１４２１ |
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