JP5246676B2 - 変速マップ切替制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速マップ切替制御装置に係り、特に、燃料タンクの残容量に応じて、自動変速機の変速マップを、燃料消費量が低減される変速マップに切り替えることができる変速マップ切替制御装置に関する。

従来から、自動変速機の変速制御装置において、変速タイミングを決定する変速マップを、走行状態の変化や乗員の意図に合わせて切り替えるようにした構成が知られている。この変速マップの切替動作は、乗員の操作で任意に行うほか、各種センサの出力値等に基づいて自動的に行うようにした技術が周知である。

特許文献１には、燃費を重視した変速マップ（エコノミーモード）と、動力性能を重視した変速マップ（パワーモード）とを有する変速制御装置において、変速マップの自動選択機能が設定されている時は、乗員が操作するスロットルの開度が設定開度以上開かれた状態が一定時間以上継続された時のみ前記パワーモードが選択されるようにした構成が開示されている。
特開昭６３−２５４２５７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、スロットル開度センサの出力信号に基づいて変速マップの切替制御を行うものであり、燃料タンクの残容量に応じて変速マップを切り替える手法に関しては何らの開示および示唆もされていなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、燃料タンクの残容量に応じて、自動変速機の変速マップを、燃料消費量が低減できる変速マップに切り替えることができる変速マップ切替制御装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、車両の燃料タンクの残容量を検知する残容量検知手段と、自動変速機の変速タイミングを導出する複数の変速マップと、前記複数の変速マップから１つの変速マップを選択し、該１つの変速マップに従って前記自動変速機を変速制御する制御部とを備える変速マップ切替制御装置において、前記制御部は、前記燃料タンクの残容量が所定値以下になったことが検知されると、前記１つの変速マップを、燃料消費量が低減される高燃費型の変速マップに切り替える点に第１の特徴がある。

また、前記高燃費型の変速マップの選択状態を表示する表示部を具備する点に第２の特徴がある。

さらに、前記燃料タンクの残容量は、前記残容量検知手段からの出力信号の所定時間内における平均値に基づいて検知される点に第３の特徴がある。

第１の発明によれば、制御部は、燃料タンクの残容量が所定値以下になったことが検知されると、現在選択されている１つの変速マップを、燃料消費量が低減される高燃費型の変速マップに切り替えるので、乗員が切替操作を行うことなく、残りの燃料で走行できる距離を伸ばすことが可能となる。これにより、ガス欠に対する乗員の心配を低減し、乗員に安心感を与えることが可能となる。

第２の発明によれば、高燃費型の変速マップの選択状態を表示する表示部を具備するので、高燃費型の変速マップが適用されていることを乗員に認識させることが可能となる。また、これにより、燃料の残容量に対する乗員の注意を喚起し、ガス欠の可能性を低減することができるようになる。

第３の発明によれば、燃料タンクの残容量は、残容量検知手段からの出力信号の所定時間内における平均値に基づいて検知されるので、走行状態によって燃料タンク内の燃料の油面が揺れて、残容量検知手段からの出力信号が変動する場合等に、変速マップの切替動作が頻繁に行われることを防ぐことが可能となる。

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、本発明を適用した自動二輪車の一実施形態の側面図である。スクータ型の自動二輪車５０は、無段階の変速制御が自動で行われる無段自動変速機を内蔵するユニットスイング式のパワーユニット１を備えている。自動二輪車５０の車体前方側には、前輪ＷＦを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク５１が、ハンドル５２によって操舵可能に取り付けられている。ヘッドライトユニット５４が埋設されるフロントカウル５３は、その下端部が車体後方側に延びて、左右一対の足乗せ部５５と連結されている。この足乗せ部５５の上方には、燃料タンク７１の給油口にアクセスするための開閉式リッド７０が配設されている。

外装部品で覆われている燃料タンク７１は、車体フレームに取り付けられると共に、車体前方側に傾斜する形状とされており、その内部に、残容量検知手段としての燃料残容量センサ７２が配設されている。燃料残容量センサ７２は、例えば、油面に浮かぶフロートの位置を検知して、自動二輪車５０の燃料計の表示に要する電気信号を出力する周知のものである。また、後輪ＷＲを回転自在に軸支するパワーユニット１は、その前端部が車体フレームに軸支されており、一方の後端部がリヤショックユニット５６で吊り下げられることで、車体に対して揺動自在に取り付けられている。リヤショックユニット５６の上方には、テールランプユニット５８が埋設されたシートカウル５７が配設され、さらにその上部に、乗員が着座する前側シート５９および後側シート６０が取り付けられている。

図２は、パワーユニット１の断面図である。動力源としてのエンジン１ａと、エンジン１ａの駆動力を任意の変速比で後輪ＷＲに伝達する自動変速機１ｂとを一体的に構成したパワーユニット１は、図示左右方向を車幅方向として、自動二輪車５０の車体フレーム後方のピボットに揺動可能に連結されている。エンジン１ａの出力軸であるクランクシャフト１３には、コンロッド１２を介してピストン６が連結され、このピストン６は、シリンダブロック１０に設けられたシリンダ１１の内部を摺動可能とされている。また、シリンダブロック１０の上端にはシリンダヘッド７が固定されており、該シリンダヘッド７およびシリンダ１１ならびにピストン６によって、混合気を燃焼させる燃焼室８が形成されている。

シリンダヘッド７には、燃焼室８への混合気の吸気および排気を制御するバルブ（不図示）と、圧縮された混合気に点火するための点火プラグ５とが配設されている。吸排気バルブの開閉動作は、シリンダヘッド７に軸支されるカムシャフト３の回転によって制御される。また、上方にシリンダヘッドカバー２を配設するカムシャフト３には、その右端部に従動スプロケット４が備えられており、この従動スプロケット４と、クランクシャフト１３に設置された駆動スプロケット３６との間には、無端状のカムチェーン９が掛け渡されている。

クランクシャフト１３を軸支するクランクケース１４の右端部には、クランクシャフト１３によって回転駆動されるＡＣＧスタータモータ２９が収納され、その近傍には、ＡＣＧスタータモータ２９の回転数からエンジン１ａの回転数を検出するＮｅセンサ３０が取り付けられている。一方、クランクシャフト１３の左方には、駆動側プーリ３８、Ｖベルト１９、従動側プーリ３９等から構成される自動変速機１ｂが連結されている。駆動側プーリ３８には、クランクシャフト１３と同期して回転することで自動変速機１ｂ等を強制的に冷却するファン１８が形成されている。本実施形態に係る自動変速機１ｂは、クランクシャフト１３の左端部に接続された駆動側プーリ３８と、クランクシャフト１３に対して平行に伝動ケース１５に軸支された駆動軸２７に発進クラッチ２６を介して装着された従動側プーリ３９との間に、無端状のＶベルト１９を巻き掛けて構成される無段変速のベルトコンバータである。そして、駆動側プーリ３８の近傍には、変速比を任意に変更するための変速比制御モータ２２が備えられている。

駆動側プーリ３８は、クランクシャフト１３の左端部に固定された駆動側固定プーリ半体１６と、クランクシャフト１３に対してその軸方向に摺動可能に装着された駆動側可動プーリ半体１７とを備えている。駆動側可動プーリ半体１７の右方には送りねじが形成されており、駆動側可動プーリ半体１７は、ピニオンギヤ２３、第１伝達ギヤ２４、第２伝達ギヤ２５を介して伝達される変速比制御モータ２２の回転駆動力によって軸方向に摺動可能に構成されている。なお、駆動側可動プーリ半体１７の近傍には、駆動側可動プーリ半体１７の位置を検出することで変速比を検知する変速比センサ３１が取り付けられている。

他方、従動側プーリ３９は、発進クラッチ２６を保持する回転体と一体的に回転するスリーブ４０に固定された従動側固定プーリ半体２０と、スリーブ４０に対してその軸方向に摺動可能な従動側可動プーリ半体２１とを備えている。そして、Ｖベルト１９は、駆動側固定プーリ半体１６と駆動側可動プーリ半体１７との間、および従動側固定プーリ半体２０と従動側可動プーリ半体２１との間にそれぞれ形成された略Ｖ字断面のベルト溝に巻き掛けられている。また、従動側可動プーリ半体２１の背面側には、従動側可動プーリ半体２１を従動側固定プーリ半体２０に向けて常時付勢するスプリング３４が配設されている。

発進クラッチ２６は、従動側プーリ３９の回転数が所定値に満たない場合は、従動側プーリ３９と駆動軸２７との間の駆動力伝達を遮断している。そして、エンジン回転数が上昇し、従動側プーリ３９の回転数が所定値以上（例えば、３０００ｒｐｍ）となると、遠心力によって発進クラッチ２６が作動してアウタケース４１の内周面を押圧するように構成されている。これにより、従動側プーリ３９の回転が発進クラッチ２６を介してアウタケース４１に伝達され、該アウタケース４１に固定された駆動軸２７および該駆動軸２７と噛合する伝達軸２８、該伝達軸２８と噛合する後輪ＷＲの車軸（不図示）を回転させることになる。なお、前記スリーブ４０の近傍には、該スリーブ４０の回転数から自動二輪車５０の車速を検知する車速センサ３２が取り付けられている。

自動変速機１ｂの変速比の変更は、変速比制御モータ２２を変速比のアップ／ダウンに応じた方向へ回転駆動することによって行われる。本実施形態では、変速比制御モータ２２の回転方向がシフトアップ方向（トップレシオ方向）であれば、駆動側可動プーリ半体１７を図示左方向へ摺動させる。これにより、摺動した分だけ駆動側可動プーリ半体１７が駆動側固定プーリ半体１６に接近して駆動側プーリ３８のベルト溝幅が減少するので、駆動側プーリ３８とＶベルト１９との接触位置が半径方向外側にずれ、Ｖベルト１９の巻き掛け径が増大する（この図では、クランクシャフト１３の上側にローレシオ位置１７（Ｌ）を示し、クランクシャフト１３の下側にトップレシオ位置１７（Ｈ）を示している）。

上記した変速動作に伴って、従動側プーリ３９においては、クランクシャフト１３と駆動軸２７の距離が不変でかつＶベルト１９が無端状であるので、巻き掛け径を縮小しようとする力が働く。したがって、従動側可動プーリ半体２１は、スプリング３４が付勢する弾性力に抗して図示左方向へ摺動し、従動側固定プーリ半体２０と従動側可動プーリ半体２１とから形成される溝幅が増加することになる。このように、自動変速機１ｂによる変速比の変更は、Ｖベルト１９の巻き掛け径（伝達ピッチ径）が連続的に変化することで実現され、自動変速機１ｂは、変速比制御モータ２２を制御することで、任意の変速比を無段階に選択することが可能である。したがって、自動変速機１ｂは、無段変速によるなめらかな走行のほか、いくつかの固定した変速比を設定（例えば、７段階）して、この固定変速比間で自動変速を行ったり、また、固定変速比間の変速操作を乗員に行わせるマニュアルミッション風の変速制御を行うこともできる。

上記したような自動変速制御における変速タイミングは、実験等で予め設定された変速マップに従って決定される。通常、こうした変速マップは、スロットル開度と車速とをパラメータとし、変速タイミングとしてのエンジン回転数が導き出される３次元マップとして構成されている。なお、本発明に係る変速マップ切替制御装置は、上記したような無段自動変速機のほか、トルコン式オートマチックトランスミッション、変速操作が自動で行われるシーケンシャル式の多段変速機等の種々の自動変速機に適用することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る変速マップ切替制御装置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。自動二輪車５０の車体内部に取り付けられるＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１００には、自動変速機１ｂを変速制御する制御部１０１と、標準変速マップ１０３および高燃費変速マップ１０４を収納する変速マップ収納部１０２とが含まれる。制御部１０１には、スロットル開度センサ８５、Ｎｅセンサ３０、車速センサ３２、燃料タンク７１の燃料残容量センサ７２からの出力信号が入力される。また、制御部１０１の駆動信号に基づいて駆動するメータユニット９０には、燃料計９４と運転モード表示ランプ９９とが含まれる。なお、本実施形態では、燃料残容量センサ７２、制御部１０１、変速マップ収納部１０２を含む構成を変速マップ切替制御装置と呼称するが、この呼称に含まれる構成は種々の変更が可能である。

図４に、変速マップ収納部１０２に収納されている標準変速マップ（ａ）および高燃費変速マップ（ｂ）を示す。この２つの変速マップは、いずれも、自動二輪車５０の車速とスロットル開度とから、変速タイミングとしてのエンジン回転数を導き出すための３次元マップである。しかしながら、両変速マップは、車速およびスロットル開度が同条件の場合、標準変速マップ１０３の変速エンジン回転数より、高燃費変速マップ１０４の変速エンジン回転数の方が低くなるように設定され、セッティングが大きく異なるものである。このため、高燃費変速マップ１０４が選択されると、乗員が同一の運転操作を行った場合でも、エンジン１ａを高回転域まで引っ張らずに早めのシフトアップが実行されることとなり、これにより、自動二輪車５０の燃費を向上させ、燃料消費量を低減することが可能となる。なお、変速マップ収納部１０２に収納される変速マップの個数は、例えば、動力性能を重視したタイプ等を含む３つ以上であってもよい。

図５は、制御部１０１で実行される変速マップ切替制御の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、燃料残量を計測するため、燃料残容量センサ７２の出力信号が検知される。ステップＳ２では、経過時間ｔでの燃料残量の平均値が所定値以下であるか否かが判定される。この判定は、走行状態によって燃料タンク７１内の油面が揺れて燃料残容量センサ７２の出力信号が変動する場合に、変速マップの切替動作が頻繁に実行されることを防ぐためのものである。なお、燃料残量の所定値は、例えば、５リットル等に設定することができる。前記ステップＳ２で肯定判定されると、ステップＳ３にて高燃費変速マップ１０４が選択される。そして、続くステップＳ４では、通常運転時に選択されている標準変速マップ１０３に替えて、高燃費変速マップ１０４に従った自動変速制御が実行されることとなる。なお、前記ステップＳ２で否定判定されると、ステップＳ５に進んで、標準変速マップ１０３による自動変速制御が実行される。

上記したように、本発明に係る変速マップ切替制御装置によれば、燃料タンクの残容量が所定値以下となった場合には、自動変速機の変速マップが自動的に高燃費型の変速マップに切り替えられるので、乗員が切替操作を行うことなく、残りの燃料で走行可能な距離を伸ばすことができるようになる。これにより、ガス欠の心配を低減して、乗員に安心感を与えることが可能となる。

図６は、前記ハンドル５２の近傍に配設されているメータユニット９０の正面図である。メータユニット９０は、樹脂等で形成されるハウジング９１に、車速センサ３２からの出力信号に基づいて作動する速度計９２、Ｎｅセンサ３０からの出力信号に基づいて作動する回転計９３、燃料残容量センサ７２からの出力信号に基づいて作動する燃料計９４、エンジン１ａに取り付けられた水温センサ（不図示）からの出力信号に基づいて作動する水温計９５、方向指示灯作動ランプ９６，９７、警告灯および操作ボタン群９８を収納した構成とされている。そして、回転計９３および水温計９５の下方に、現在選択されている変速マップを表示する運転モード表示ランプ９９ａ，９９ｂが配設されている。

運転モード表示ランプ９９ａ，９９ｂは、例えば、標準変速マップ１０３が適用されている時は左側が点灯し、高燃費変速マップ１０４が適用されている時は右側のそれが点灯するように構成することができる。また、標準変速マップ１０３から高燃費変速マップ１０４へ切り替わる際には、実際に変速マップが切り替わる前に運転モード表示ランプ９９ｂを点滅させて、切替動作を乗員に予告するようにしてもよい。さらに、液晶表示板等を設けて、「残り燃料が少なくなったため、高燃費モードに切り替えます」等のお知らせや、残燃料での走行可能距離等を表示するようにしてもよい。上記したような表示機能によれば、残燃料が少なくなったことに対する種々の情報を乗員に伝えることで、乗員の安心感を高めることが可能となり、自動二輪車の商品性を高めることができるようになる。

なお、変速マップの形態や変速マップ収納部に収納される数、燃料タンク容量や切替制御を実行する残容量の所定値、変速マップの適用状態を表示する表示装置の表示内容等は、上記した実施形態に限られず、種々の変形が可能であることは勿論である。また、本発明に係る変速マップ切替制御装置は、残容量が計測可能な燃料で駆動されると共に、変速マップに従って自動変速機を変速制御する種々の車両に適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 自動二輪車のパワーユニットの断面図である。 本発明の一実施形態に係る変速マップ切替制御装置を示すブロック図である。 変速マップ収納部に収納される変速マップの一例である。 本発明の一実施形態に係る変速マップ切替制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るメータユニットの正面図である。

符号の説明

１…パワーユニット、１ａ…エンジン、１ｂ…自動変速機、３０…Ｎｅセンサ、３２…車速センサ、７１…燃料タンク、７２…燃料残容量センサ（残容量検知手段）、８５…スロットル開度センサ、９０…メータユニット、９４…燃料計、９９ａ，９９ｂ…運転モード表示ランプ、１００…ＥＣＵ、１０１…制御部、１０２…変速マップ収納部、１０３…標準変速マップ、１０４…高燃費変速マップ、ＷＲ…後輪

Claims (3)

1. 車両（５０）の燃料タンク（７１）の残容量を検知する残容量検知手段（７２）と、
   自動変速機（１ｂ）の変速タイミングを導出する複数の変速マップ（１０３，１０４）と、
   前記複数の変速マップ（１０３，１０４）から１つの変速マップを選択し、該１つの変速マップに従って前記自動変速機（１ｂ）を変速制御する制御部（１０１）とを備える変速マップ切替制御装置において、
   前記制御部（１０１）は、前記燃料タンク（７１）の残容量が所定値以下になったことが検知されると、前記１つの変速マップを、標準変速マップ（１０３）に比して燃料消費量が低減される高燃費型の変速マップ（１０４）に切り替え、
   前記高燃費型の変速マップ（１０４）の選択状態を表示する表示部（９９ａ，９９ｂ）を具備し、
   前記表示部（９９ａ，９９ｂ）は、前記車両（５０）としての自動二輪車のメータユニット（９０）に設けられた運転モード表示ランプ（９９ａ，９９ｂ）であり、
   前記制御部（１０１）は、前記標準変速マップ（１０３）から高燃費型の変速マップ（１０４）に切り替わる前に前記運転モード表示ランプ（９９ａ，９９ｂ）を点滅動作させ、かつ変速マップの切り替え後は前記運転モード表示ランプ（９９ａ，９９ｂ）を点灯動作させ、
   さらに、前記運転モード表示ランプ（９９ａ，９９ｂ）の点滅動作に合わせて、運転モードが切り替わる旨および残燃料での走行可能距離を液晶表示板に表示することを特徴とする変速マップ切替制御装置。
2. 前記燃料タンク（７１）の残容量は、前記残容量検知手段（７２）からの出力信号の所定時間内における平均値に基づいて検知されることを特徴とする請求項１に記載の変速マップ切替制御装置。
3. 前記複数の変速マップ（１０３，１０４）は、スロットル開度および車速をパラメータとして変速エンジン回転数を導出する３次元マップであり、
   前記自動変速機（１ｂ）の変速比が前記３次元マップから導出された変速比となるように変速比制御モータ（２２）を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の変速マップ切替制御装置。

Images