JPS63251659A - 無段変速機付車両の変速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、駆動車輪がスリップした場合にも適正な制御
を行なえるようにした無段変速機付車両の変速制御方法
に係り、特に不整地走行用車両等に適用するに好適な技
術に関する。

［従来の技術］ 従来知られている無段変速機付車両においては、一般に
エンジン回転数及び車速に基づいて変速比を制御するよ
うにしている（例えば特開昭５７−１６１３４６号公報
参照）。この場合、車速については、通常駆動車輪の回
転速度をもって代表させている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、不整地走行用の自動二輪車等に無段変速機を
搭載して、前記従来の制御を行なうと、次のような問題
がある。

すなわち、走行中、例えばぬかるんだ走路においてスロ
ットルを急激に開いた場合、急激なトルクの増大に伴い
駆動車輪がスリップすることがある。この場合、駆動車
輪が空転に近い状態になり、エンジン回転数及び駆動車
輪の回転速度が急上昇する。したがって、実際はスリッ
プし、実車速にほとんど変化が生じていないのに、車速
信号として誤った値を出力し、このため変速比が最小値
側（Ｔ　ＯＰ側）に移動してしまい、次にスリップ状態
から脱して駆動車輪が走路面に食いついたとき、車速か
充分に増速されていないにもかかわらず変速比が最小値
側（Ｔ　ＯＰ側）となり、車速に応じた適切な変速比と
ならず、所望の駆動力が得られず充分な加速性能を発揮
できない。

本発明は、スリップした場合にも、実際の車速に応じた
適正な変速比で走行できるようにする無段変速機付車両
の変速制御方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、エンジン回転数、及び車速を代表する駆動車
輪回転速度に基づいて変速比を設定する無段変速機付車
両の変速制御方法において、加速時駆動車輪が路面上を
スリップし車輪回転速度が急上昇して過回転したときに
、車輪の過回転の判定に基づいてスリップ直前の変速比
を略保持するように制御することを特徴としている。

［作用］ 本発明においては、スリップして駆動車輪の回転が急上
昇して車輪が過回転した場合にも、変速比がスリップ直
前の値に保持されるから、スリップから脱した際に、実
車速に適合した変速比が確保される。したがって、スリ
ップ後に駆動力が落ちるようなことがなく、充分な加速
性を維持することができる。

［実　施　例］ 以下、本発明を、油圧式無段変速機を装備した不整地走
行用自動二輪車に適用した場合の一実施例について、図
面を参照しながら説明する。

第１図、第２図は不整地走行用自動二輪車の全体構成を
示す。図中符号１は車体フレーム、Ｅは車体フレームｌ
に支持された２サイクルエンジン、ＴＭはエンジンＥの
後段に配された無段変速機である。

この場合の無段変速機ＴＭは、油圧式のものであり、出
力軸２と入力軸（入力部材）３が同一軸線上にある。そ
して、両軸２．３を、エンジンＥのクランク軸４と平行
になるよう車体の左右方向に向けて配置されており、入
力軸３がチェーン５を介してクランク軸４に連結されて
いる。また、無段変速機ＴＭは、エンジンＥやチェーン
５等とともに一つのケーシング６内に収容され、前記出
力軸２のみを車体の左方向から外部に露出させている。

また、Ｗｒは非駆動の前輪、ＷｒはエンジンＥから駆動
力が伝達される後輪であり、車体フレームＩ上の前部に
は燃料タンク７、また後部のシートレールｉａ上にはシ
ート８が固定されている。

前輪Ｗｒは、車体フレームｌ前部のヘッドパイプ９に取
り付けられたフロントフォークｌＯの下端に支持され、
ヘッドバイブ９の上にはハンドル１１が取り付けられて
いる。一方、後輪Ｗｒは、車体フレームｌに対し、サス
ペンション１２の反力を受けながら揺動するよう取り付
けられたスイングアーム１３の先端に支持されており、
車体の左側に配したチェーン１４により、無段変速機Ｔ
Ｍの出力軸２と連結されている。

このように、この自動二輪車においては、動力伝達手段
にチェーン５．１４を用いることにより、クランク軸４
、無段変速機ＴＭの入力軸３、出力軸２、後輪Ｗｒを、
全て矢印で示す同一方向に回転させるようにしている。

なお、符号Ｉ５はエアクリーナ、１６は排気管、１７は
アクセルグリップ、１８はクラッヂレバーである。また
、１９ａ。

１９ｂは、共にブレーキペダルである。この場合、左右
いずれのブレーキペダル１９ａＳ　１９ｂを操作しても
後輪Ｗｒに制動をかけることができるようになっている
。

次に、第３図に基づいて動力伝達系の油圧回路を説明す
る。同図において、油圧式無段変速機ＴＭは、定吐出量
型油圧ポンプＰと可変容量型油圧モータＭとを、油圧閉
回路２１を構成するように相互に接続したものであり、
油圧ポンプＰは、エンジンＥによって駆動される入力軸
３に連結され、油圧モータＭは、出力軸２およびチェー
ン（伝動装置）１４を介して後輪Ｗｒに連結されている
。

油圧閉回路２１は、油圧ポンプＰの吐出口および油圧モ
ータＭの吸入口間を接続する油路２１ａと、油圧モータ
Ｍの吐出口および油圧ポンプＰの吸入口間を接続する油
路２１ｂとを備えている。

また、これら油路２１ａ、２１ｂには、入力軸３により
駆動される補給ポンプＦの吐出口が、補給油路２２およ
び逆止弁２３．２４を介して接続されており、油タンク
Ｔから汲み上げられる作動油が、補給油路２２を介して
油圧閉回路２１に？ｌｉｔ給されるようになっている。

さらに、補給油路２２の途中には、補給油路２２の油圧
を一定に保つためのリリーフ弁２５が接続されている。

また、油圧閉回路２１の両油路２１ａ、２１ｂ間は、手
動操作に応じて作動するクラッチ弁２６を介して接続さ
れている。このクラッチ弁２６としては、両油路２１．
ａ、２１ｂ間を短絡させる開度と、両油路２１ａ、２１
ｂ間を遮断する開度との間を、中間位置を有して切換え
ることのできる絞り弁が用いられている。このクラッチ
弁２６が短絡作動したときには、油圧モータＭへの差動
油の供給が行なわれず、油圧ポンプＰと油圧モータＭ間
は動力遮断状態となる。またクラッチ弁２６が遮断作動
したときには、油圧ポンプＰおよび油圧モータＭ間で作
動油の循環作用が生じるので、駆動力の伝達が行われ、
車両走行状態となる。前者の状態がいわゆるクラッチを
切った状態、後者の状態がクラッチをつないだ状態であ
る。さらにクラッチ弁２６の開度が中間位置となると、
その開度に応じて作動油の循環が油圧閉回路２１内で生
じ、半クラツチ状態となる。

また、油圧モータＭには、その容量を調整する操作部材
２７が設けられている。この操作部材２７はアクチュエ
ータ２８に連結されており、アクチュエータ２８は、コ
ンピュータから成る制御手段Ｃにより動作制御される。

この場合ＪＩＩ御手段Ｃには、エンジンＥのスロットル
開度θを検出するスロットル開度センサＳａと、エンジ
ンＥの回転数Ｎｅすなわち入力軸３の回転数を検出する
エンジン回転数センサｓｂと、車速Ｖを代表する後輪（
駆動車輪）Ｗｒの回転速度を検出する車速センサＳｃと
、アクチュエータ２８の作動位置すなわち変速比ｅを検
出する変速比検出センサＳｅとが接続されており、制御
手段Ｃはそれらのセンサ５ａＳＳｂＳＳｃ及びＳｓから
の入力信号を読み取りながら、第４図に示す手順に基づ
いてアクチュエータ２８の作動を制御する。

ところで、制御手段Ｃには、変速制御に当たっての制御
条件として、予め最大基準加速度９！が設定され記憶さ
れている。この最大基準加速度♀ｌは、前記の自動二輪
車を路面上で、最大限加速しながら走行させた場合のス
リップしないときの車輪回転加速度である。つまり通常
走行時における正の加速度の限界値である。この加速度
の限界値が制御手段Ｃ内に電気的信号として記憶されて
いる。したがって、この最大基準加速度ψ１を越えて後
輪Ｗｒの回転速度が急上昇したことを検出した場合には
、後輪Ｗｒがスリップしていると判断することできる。

なお、後輪Ｗｒの回転加速度９は、回転速度■の時間的
変化、つまりＱ　＝　（Ｖ　ｎ　−Ｖ　ｎ−、）／　（
Ｔ　ｎ　−Ｔ　ｎ−＋）として算出することができる。

ただし、Ｔ　ｎ　−Ｔ　ｎ−＋＝　’ｒ　（一定）であ
る。

この判定の原理を第５図（ａ）、（ｂ）を用いてさらに
庇１．＜鱒明する− 第５図は、前記自動二輪車を一定の速度ｖ０で走行させ
ていて、ある時点でスロットル開度を大としたところ路
面の状態によりスリップし、ついでスリップ状態から脱
出して再び車速ｖ０で走行した場合の現象を、車輪（後
輪）回転速度及び加速度の変化として示している。

図（ａ）は、時間を横軸にとって車輪の回転速度の変化
を示している。一定の速度Ｖ０で走行中、時刻Ｔ０でス
ロットルを若干量いた。そうしたところ、後輪Ｗｒがス
リップし、後輪Ｗｒの回転速度が急上昇し過回転を生じ
た。ある程度スリップしながら走行しているうち、時刻
Ｔ、で路面の変化に応じて車輪回転速度の変化率が小さ
くなり、時刻Ｔ、で最大速度となった後、減速し始めた
。そしてついには、時刻Ｔ３で路面に確実に食いつき、
実車速と等しくなった。この場合の加速度♀の変化はど
うかというと、図（ｂ）で示すように、時刻Ｔｏで加速
度９が上昇をし始め、高い値のまま時刻＋ｐ１まで推移
する。時刻Ｔ１を過ぎると、加速度９は低下を始め、Ｔ
！では加速度９＝０となる。

ついで減速時は加速度９がマイナスになり、時刻Ｔ３で
再びＶ＝Ｏとなる。

一方、こうして車輪がスリップし過回転を生じたことを
判定する基準として、図中一点鎖線で示される基準曲線
が与えられる。この基準曲線は、時刻Ｔ。で最大に加速
した場合のスリップしないときの速度変化及び加速度変
化をそれぞれ表している。これは、実験等により得られ
るデータをもとに設定される。

これらの曲線から、スリップして過回転を生じていると
きと、スリップしていないときの比較ができ、車輪の過
回転の判定を下すことができる。

この場合特に、図（ｂ）に示すような最大基準加速度Ｖ
ｔが設定されるので、この最大基準加速度９１以上にな
ったらスリップによる過回転が始まったと判断すること
ができる。これがスリップ開始の判定の原理である。第
５図中Ｐｓはスリップ開始と判定したときを示す。

スリップ脱出の判定については、車輪の回転に負の変化
がでたこと、つまり車輪加速度９が正から負に移り変わ
ることをもって、その判断の基準とする。この例の場合
、時刻Ｔ、でスリップ脱出と判断する。Ｐｅはスリップ
脱出したと判定したときを示す。

第４図において、制御手段Ｃの制御手順を説明すると、
先ずステップＳ１で初期化が行なわれた後、ステップＳ
２、Ｓ３では、エンジン回転数センサｓｂ及び車速セン
サＳｃからの各信号Ｎｅ及びＶが順次読み込まれる。次
いでステップＳ４では、車輪加速度９が０以上、つまり
減速していないがどうかが判断される。９≧０であると
きはステップＳ５に進む。

このステップＳ５では、車輪がスリップして過回転して
いるか否か判断し、その判断に応じてスリップ制御すべ
きか否か判定する。すなわち、まずスリップを開始した
か否かを、９≧９１であるか否かにより判定する。９≧
９１であれば、スリップ開始と判断しく第５図（ｂ）の
Ｐｓ点参照）、スリップ制御を行なうべく指令を発する
。この指令はスリップ脱出の判断が下されて所定時間経
過するまで持続する。スリップ脱出の判断は、９く０で
あるか否か、つまり後輪回転に負の変化が表れたか否か
で判定する。負の変化が表れていない場合はスリップ制
御が持続する。

なお、この場合、スリップ脱出と判断してから所定時間
経過するまでスリップ制御を継続するのは、スリップ脱
出の判定を９くＯに基づいて行なうからである。つまり
？＜Ｏになった時点Ｔ２では、第５図に示すようにまだ
車輪速度■が大きい。

したがって、この時点で直ぐスリップ制御を解除するこ
とはできず、そのため所定時間継続させるのである。第
５図の例においては、所定時間として、’ｒ３　Ｔ＊以
上とることが望ましい。

ステップＳ５でスリップ制御すると判断した場合はステ
ップＳ６に進む。ステップＳ６では、スリップ制御を開
始した時点でカウンタに対し設定時間Ｔｓをセットする
とともにタイマで計時を開始する。時間Ｔｓは任意の要
素に基づいて変化させることができ、たとえばスリップ
間隔の長短に基づいて設定を変えることができる。スリ
ップ間隔が短い場合は小さく設定し、スリップ間隔が長
い場合は大きく設定する。なお、この場合のカウンタは
スリップ制御するという信号が入らないときは常に０に
設定される。

ステップＳ６で設定時間Ｔｓをセットした後は、ステッ
プＳ７に進み、ここで無段変速機ＴＭの変速比を、スリ
ップ直前の変速比のまま維持するようアクチュエータ２
８の停止位置を保持する。その後は、ステップＳ８に進
む。このステップｓ８では、前回の車速Ｖを更新しない
よう実行し、ステップＳ２に戻る。

ステップ８において、何故前回車速■を更新しないよう
にするかというと、スリップが開始し、ある時間スリッ
プしたまま車輪回転速度が上昇したとする。この際、加
速度９は最初急上昇して９１を越えるからしれないが、
スリップ定常となるに従い、加速度自体は低下する。第
５図（ｂ）の（イ）で示す区間である。この区間では、
加速度の低下により、途中で９く９１となってしまい、
実際には、まだ速度が上昇しながらスリップしている（
第５図（ａ）、（ｂ）の区間（ロ））にもかかわらず、
ステップＳ５でスリップしていないと判断することにな
る。このような誤判断を排除するため、車速■を更新し
ないようにするのである。

一方、このように前回車速Ｖを更新しないようにした場
合、一旦ステップＳ５でスリップが開始したと判断する
と、スリップ制御が継続してしまう。そこで、ステップ
Ｓ５内では独自にスリップ脱出の判断を下すようになっ
ている。前記したように、ステップＳ５においては、Ｑ
く０であるか否か、つまり後輪回転に負の変化が表れた
か否かを判断するのであるが、その際、判断の基準とし
て前回車速Ｖの信号が必要である。ところが、前回車速
■は更新しないようにしである。したがって、スリップ
脱出を判断するために、別に車速ＶをＶＮとして格納し
ておく。そして、次にｖ−ＶＮが負になったらスリップ
脱出と判断し、前回車速を更新する。もちろん前回車速
より今回車速が小さくなればスリップ脱出と判断する。

そうすることにより、スリップ開始の判断とスリップ脱
出の判断が、実情に即して下されることになる。

また、ステップＳ４でＭ≧０ではないと判断したときに
はステップＳ９に進む。ステップＳ９では、タイマで計
測した時間が前記ステップＳ６で設定した時間Ｔｓ以上
になったか否か判断する。

Ｔ　ｓに満たないときはステップＳ７に進み変速比をス
リップ直前の値に保持する。また、Ｔｓ以上のときは、
ステップＳＩＯに進む。このステップＳＩＯでは、実際
のエンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度θにより与え
られる目標エンジン回転数、及び車速Ｖに基づいて、最
適な変速比が計算される。ついでステップＳｌｌに進み
、変速比検出センサＳｅから送られる現在の変速比ｅと
、ステップＳ１０で計算した変速比を比較し、両者が同
等であれば変速停止と判断し、同等でない場合は変速停
止しないと判断される。

ステップＳｌｌで変速停止と判断された場合は、アクチ
ュエータ２８の変速作動が停止され、ステップＳ２に戻
る。ステップＳｌｌで変速停止しないと判断された場合
はステップＳ１２に進み、必要な値だけアクチュエータ
２８を作動させ、ステップＳ２に戻る。このステップ１
０からステップ１２に移行するフローは、通常の変速制
御フローであり従来と同じである。

また、ステップＳ５において、スリップ制御しないと判
断されたときは、ステップＳ９に進んで、通常の変速制
御を行なう。

次に、この実施例の作用を、ぬかるんだ箇所のある走路
において前記自動二輪車を走行させた場合を例にとって
説明する。

走行中ぬかるんだ箇所に到達し、急にスロットルを開い
て後輪Ｗｒがスリップしたとする。そうすると、後輪Ｗ
ｒは空転に近い状態になり、エンジン回転数及び後輪Ｗ
ｒの回転速度が急上昇する。

すると、後輪回転速度Ｖの上昇にしたがって、スリップ
が始まったことが判断される。スリップが始まったこと
が判断されると、無段変速機ＴＭの変速比が、スリップ
直前の値に保持される。

そして、後輪Ｗｒが走路面に対して食いついたときに、
実車速に適合した変速比が確保され、駆動力が落ちるよ
うなことがなく、充分な加速性を維持ずろことかできる
。

なお、上記実施例においては、車輪回転加速度がある設
定値を上回ったとき、スリップして過回転を生じている
と判定するようにした場合を示したが、過回転の判定の
仕方は、別設それに限られない。

例えば、無負荷空転時の車輪回転速度の変化率つまり加
速度は予めデータとしてとっておくことができるので、
この加速度曲線にある誤差範囲内で近似するとき、車輪
がスリップし過回転していると判定することもできる。

また、前輪、後輪で別々に車輪回転速度を検出しておき
、前輪の回転速度に比して後輪の回転速度が急激に上昇
した場合、スリップし過回転していると判定することも
できる。

また、上記実施例においては、本発明を不整地走行用自
動二輪車に適用した場合を説明したが、本発明は無段変
速機付車両であれば、種類、形式を問わずに種々のもの
に適用することができる。

また、無段変速機の種類も、油圧式に限らず、ベルト駆
動式、あるいはその他のものであってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明のように、本発明によれば、スリップして駆
動車輪の回転が急上昇して過回転した場合にも、変速比
がスリップ直前の値に保持される。

したがって、スリップから脱した際に、実車速に適合し
た変速比が確保され、スリップ後に駆動力が落ちるよう
なことがなく、充分な加速性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１
図は自動二輪車の平面図、第２図は同側面図、第３図は
動力伝達系の油圧回路図、第４図は制御フローチャート
、第５図はスリップ判定の原理を説明するための図であ
り、（ａ）図は車輪回転速度の変化を示す図、（ｂ）図
は車輪回転加速度の変化を示す図である。 Ｅ・・・・・・エンジン、ＴＭ・・・・・・無段変速機
、ｓｂ・・・・・・エンジン回転数センサ、Ｓｃ・・・
・・・車速センサ、９・・・・・・車輪回転加速度、Ｑ
Ｉ・・・・・・最大基準加速度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転数、及び車速を代表する駆動車輪回転速度
   に基づいて変速比を設定する無段変速機付車両の変速制
   御方法において、加速時駆動車輪が路面上をスリップし
   車輪回転速度が急上昇して過回転したときには、車輪の
   過回転の判定に基づいてスリップ直前の変速比を略保持
   するように制御することを特徴とする無段変速機付車両
   の変速制御方法。