(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機とこれに直列に接続されたサブギヤ変速機を有し、前記サブギヤ変速機のシフターを機械的に駆動するチェンジレバーを有する変速機の制御方法において、前記サブギヤ変速機に設けられたギヤポジション検出スイッチと前記サブギヤ変速機のチェンジレバー側に設けたリバース位置検出スイッチとを備え、前記ギヤポジション検出スイッチと前記リバース位置検出スイッチの信号が両方ともリバース状態を検出したときにリバース走行状態と判定してリバース制御することを特徴とする変速機の制御方法。
【請求項２】
無段変速機とこれに直列に接続されたサブギヤ変速機を有し、前記サブギヤ変速機のシフターを機械的に駆動するチェンジレバーを有する変速機の制御方法において、前記サブギヤ変速機に設けたギヤポジション検出スイッチと前記サブギヤ変速機のチェンジレバー側に設けたリバース位置検出スイッチとを備え、前記チェンジレバーの操作により前記サブギヤ変速機の変速をおこなうとともに、前記ギヤポジション検出スイッチと前記リバース位置検出スイッチの信号の２つのスイッチ信号のうちいずれか一方の信号のみリバース状態を検出したときには、所定のエンジン回転数を超えないようにエンジン回転数を制御することを特徴とする変速機の制御方法。
【請求項３】
初めに前記ギヤポジション検出スイッチの信号がリバース状態を検出し、次に前記リバース位置検出スイッチの信号がリバース状態を検出したときにリバース走行状態と判定してリバース制御することを特徴とする請求項1に記載された変速機の御御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に搭載される変速機の制御方法に係り、特に無段変速機とこれに直列に接続されたサブギヤ変速機を有する変速機において信頼性の高いリバース制御をおこなうものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような変速機の一例として、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（以下、ＨＦＴと略称する場合がある）を用いたものが公知であり、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、これを有段変速制御という）。
【０００３】
さらに特開平９−２０３１６０号には、有段変速制御を可能とした無段変速機の変速制御装置が示されている。この装置は、モード切り換えスイッチを設け、これを有段変速モードにすると有段変速制御が始まり、シフトレバーを移動せて予め多段階に予め設定されている目標変速比を選択することにより、あたかもマニュアル式有段変速機のように制御するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような変速装置におけるリバース走行においては、走行レンジ切換スイッチのサブミッションレバーをリバース位置であるＲレンジへ切り換えると、サブミッションケース内のギヤポジション検出スイッチが連動して切り換わり車両のリバース走行状態を検出し、リバース走行のときは変速比を常時最ＬＯＷ側へ固定するように制御している。
【０００５】
ところで上記従来構造において、ギヤポジション検出スイッチが故障して、実際はリバース走行位置にあるにもかかわらず、Ｄ又はＬレンジを示している状態でサブミッションレバーをＲレンジへ切り換えた場合、リバース走行状態であることを判別できないので、自動変速モードであれば、エンジンの回転数上昇に伴って変速比がＴＯＰ側へ移行し、車速が必要以上に増速してしまうことが考えられる。また、有段変速モードの場合は、シフトスイッチの切り換えにより変速比が変化して車速が増速することが考えられる。本願発明はこのようなギヤポジション検出スイッチの故障にも有効に対応できるようにして信頼性の高いリバース制御を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため変速機の制御方法に係る第１の発明は、無段変速機とこれに直列に接続されたサブギヤ変速機を有し、前記サブギヤ変速機のシフターを機械的に駆動するチェンジレバーを有する変速機の制御方法において、前記サブギヤ変速機に設けられたギヤポジション検出スイッチと前記サブギヤ変速機のチェンジレバー側に設けたリバース位置検出スイッチとを備え、前記ギヤポジション検出スイッチと前記リバース位置検出スイッチの信号が両方ともリバース状態を検出したときにリバース走行状態と判定してリバース制御することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、無段変速機とこれに直列に接続されたサブギヤ変速機を有し、前記サブギヤ変速機のシフターを機械的に駆動するチェンジレバーを有する変速機の制御方法において、前記サブギヤ変速機に設けたギヤポジション検出スイッチと前記サブギヤ変速機のチェンジレバー側に設けたリバース位置検出スイッチとを備え、前記チェンジレバーの操作により前記サブギヤ変速機の変速をおこなうとともに、前記ギヤポジション検出スイッチと前記リバース位置検出スイッチの信号の２つのスイッチ信号のうちいずれか一方の信号のみリバース状態を検出したときには、所定のエンジン回転数を超えないようにエンジン回転数を制御することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、サブギヤ変速機側にギヤポジション検出スイッチを、サブミッションレバー側にリバース位置検出スイッチをそれぞれ設け、ギヤポジション検出スイッチとリバース位置検出スイッチの双方ともリバース走行状態を検出したときのみ、リバース走行状態と判定してリバース制御を行う。したがって、ギヤポジション検出スイッチ又はリバース位置検出スイッチのいずれか一方が故障してもリバース制御に入らず、リバース走行時の増速を防止できる。したがってギヤポジション検出スイッチの故障にも有効に対応できるようにして信頼性の高いリバース制御を可能にすることができる。
【０００９】
第２の発明によれば、ギヤポジション検出スイッチ又はリバース位置検出スイッチのいずれか一方のみがリバース走行状態を検出した場合、エンジンの回転数を所定値を超えないように制御するので、例えばサブミッションレバーをリバース位置にシフトしてリバース位置検出スイッチがリバース走行状態を検出し、同時にギヤポジション検出スイッチが故障して前進側の変速比を示しているときでも、リバース走行時に増速しないようにできる。したがってやはり信頼性の高いリバース制御が可能になる。
【００１０】
【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は本実施例が適用される静油圧式無段変速機における可動斜板の傾斜角度制御機構部分を示す図、図３は無断変速制御の流れ図、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は有段変速制御の流れ図、図７は各種モードを示す図、図８は二重リバース検出制御におけるフローチャートである。
【００１１】
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発生する油圧で可変容量油圧モータを変速回転させ、駆動軸４へ変速して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、変速比を任意に変更できるようになっている。
【００１２】
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次減速機であるサブギヤ変速機１５へ伝達され、サブギヤ変速機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。
【００１３】
サブギヤ変速機１５は走行レンジ切換スイッチ２０ｂに設けられているサブミッションレバー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。Ｌレンジは低速走行用、Ｄレンジは通常走行用、Ｎは中立、Ｒはリバースである。ＲへシフトするとＬＯＷレシオに固定される。
【００１４】
このうち前進側はＬ、Ｄ各シフトポジションについて、ハンドルに設けられているモードマップスイッチ２９により後述する各種走行モードの切り替えができる。この走行モードには大別して自動変速モードと有段変速モードがあり、有段変速モードを選択するとハンドルへ設けられているシフトスイッチ２８によりマニュアル操作でシフトアップ及びシフトダウンできる。
【００１５】
図７は予め用意されている走行モードを説明するものであり、サブミッションレバー２０によりＬレンジを選択すると、モードマップスイッチ２９をＤ１又はＤ２へ切り換えることにより、Ｌレンジ専用の無段変速モードであるＬレンジ用オートモードになる。またＥＳＰに切り換えると、Ｌレンジ専用のマニュアルモードであるＬレンジ用ＥＳＰモードになり、前進側５速のマニュアル変速が可能である。
【００１６】
Ｄレンジの場合は、モードマップスイッチ２９をＤ１に切り換えるとスポーツモードとなり、通常走行に適したものになる。モードマップスイッチ２９をＤ２に切り換えるとユーティリティモードになり、牽引又はクルーズ走行に適したモードになる。ＥＳＰに切り換えると通常走行用のマニュアルモードになり、前進側５速のマニュアル変速が可能である。
【００１７】
これら無段及び有段変における実際の変速は傾斜角度制御によって行われる。この傾斜角度制御は、制御装置２２により各種センサ類からの信号に基づいて傾斜角度制御機構１０の制御モータ１１を駆動制御することにより行われる。また制御装置２２は、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。
【００１８】
制御装置２２に入力される傾斜角度制御機構１０のための信号としては、図１に示すように、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のシフトドラム２１ａと一体に設けられてシフト位置を検出するシフトセンサ２７からのシフトポジションの各信号、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からの信号がある。また、レンジ切換スイッチ２０ｂのサブミッションレバー２０の下部に設けられたリバーススイッチ２０ａの信号も入力される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、これとは別にスピードセンサ２５から送られる車速信号より車速を計算する。
【００２４】
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。
【００２５】
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
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
本実施例においては有段変速モードによる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手動で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。
【００２９】
このような有段変速モードと自動変速モードの切り換えはモードマップスイッチ２９で行い、有段変速モード時の有段変速操作はシフトスイッチ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シフトアップ又はシフトダウンするようになっている。
【００３０】
図６はこの有段変速制御における制御装置２２の制御手順を示し、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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
【００３３】
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×｜傾斜角度ー目標斜板角度｜  （Ｋ２は係数）
【００３４】
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。
【００３５】
また、本実施例では、二重リバース走行検出手段を備えている。すなわち、サブミッションレバー２０をＲレンジにしたとき、サブギヤ変速機１５側のシフター２１を構成するシフトドラム２１ａと連動するよう設けられているシフトセンサ２７をポジションセンサとして構成されたギヤポジション検出スイッチとし、走行レンジ切換スイッチ２０ｂサブミッションレバー２０下部に設けられてサブミッションレバー２０をＲレンジにしたときのみＯＮになるリバーススイッチ２０ａをリバース位置検出スイッチとしてある。
【００３６】
そこで、シフトセンサ２７とリバーススイッチ２０ａの双方にそれぞれリバース走行状態を二重に検出させ、双方の検出結果がリバース走行のときにのみ制御装置２２がリバース走行状態と判断してリバース制御を行う。また、いずれか一方のみしかリバース走行状態を検出しない場合は、異常と判断して、エンジンの点火を止めて回転数が一定値を超えないように制御する。双方がリバース走行状態を検出しない場合は、通常の変速制御を行う。
【００３７】
図８は、このリバース制御におけるフローチャートであり、制御がスタートするとまずシフトセンサ２７がリバース走行のＲレンジを示しているか否かを判別し（Ｓ・１）、Ｒレンジであることを検出している場合はリバーススイッチ２０ａがＯＮか否かを判別する（Ｓ・２）。リバーススイッチ２０ａがＯＮであればシフトセンサ２７とリバーススイッチ２０ａの双方が二重にリバース走行状態を検出したことになるので、制御装置２２はリバース走行状態と判断して可変容量油圧モータ３を最ＬＯＷ側へ固定するよう可変斜板４０の角度を制御し（Ｓ・３）、その後スタートへ戻る。
【００３８】
（Ｓ・１）においてＲレンジを検出しないとき、すなわちリバース走行状態以外を検出したときは、リバーススイッチ２０ａがＯＮか否かを判別し（Ｓ・４）、ＯＮであれば、異常と判断してエンジンの回転数Ｎｅが所定の閾値を超えたか否か判別する（Ｓ・５）。なお、（Ｓ・２）においてリバーススイッチ２０ａがＯＦＦと判別された時も（Ｓ・５）の判別を行う。
【００３９】
（Ｓ・５）において回転数がＮｅが所定の閾値を超えていた場合はエンジンの点火をカットしてエンジン回転数を所定の閾値以下に制御し（Ｓ・６）、その後スタートへ戻る。（Ｓ・５）において回転数Ｎｅが所定の閾値を超えていなければ、リバーススイッチ２０ａとシフトセンサ２７の双方がリバース走行状態を検出しないので制御装置２２は通常の変速制御を行い（Ｓ・７）、その後スタートへ戻る。この閾値は増速が生じない範囲で任意に設定される。
【００４０】
このようにすると二重リバース走行検出手段が存在するので、シフター２１に連動するシフトセンサ２７が前進状態のＤ又はＬの状態で固着した状態で故障した場合において、サブミッションレバー２０をＲレンジにすると、リバーススイッチ２０ａがリバース走行状態を示すＯＮになっても、シフトセンサ２７が非リバース走行状態を示すので制御装置２２は双方の検出信号より異常を判断できる。
【００４１】
一方、本実施例のような二重リバース走行検出手段を欠く場合には、前記故障状態でリバース走行しようとすれば、自動変速制御モードであれば変速レシオがＴＯＰ側へ移行し、有段変速モードであればマニュアル操作によるシフトアップ信号の入力で変速レシオがＴＯＰ側へ移行し、いずれも車速が増すことになる。
【００４２】
このため、本実施例によれば、シフトセンサ２７の故障を確実に検出でき、しかもこの場合にはエンジンの点火を一時的に止めて所定の回転数を超えないように制御することができるので、このような故障時の対応を容易にできる、変速モードがどのようになっているかにかかわらず、車速の増進を確実に阻止できるようになる。また、リバーススイッチ２０ａとシフトセンサ２７の双方がリバース走行状態を二重に検出した時のみ変速比を通常のリバース走行を可能にするので、信頼性の高いリバース制御ができる。
【００４３】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】静油圧式無段変速機全体の制御システム図
【図２】傾斜角度制御機構を示す図
【図３】本実施例における無断変速制御の流れ図
【図４】ＲＣの決定方法を示す図
【図５】変速マップを示す図
【図６】有段変速モードにおける制御の流れ図
【図７】走行モードを説明する図
【図８】二重リバース走行検出手段のフローチャート
【符号の説明】
１：静油圧式無段変速機、２：定容量油圧ポンプ、３：可変容量油圧モータ、４：駆動軸、１５：サブギヤ変速機、２０：サブミッションレバー、２０ａ：リバーススイッチ（リバース位置検出スイッチ）、２２：制御装置、２３：スロットルセンサ、２４：回転センサ、２５：スピードセンサ、２６：角度センサ、２７：シフトセンサ（ギヤポジション検出スイッチ）、２８：シフトスイッチ、２９：モードマップスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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