JP4968013B2

JP4968013B2 - 自動二輪車の変速制御装置

Info

Publication number: JP4968013B2
Application number: JP2007301585A
Authority: JP
Inventors: 善昭塚田; 孝大関; 浩孝小島; 繁田島; 一成井口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: JP2009127689A

Description

本発明は、自動二輪車の変速制御装置に係り、特に、前後輪の回転速度差に基づいて車両の旋回状態を検知して、自動変速を禁止するようにした自動二輪車の変速制御装置に関する。

従来から、車速やエンジン回転数に応じて変速機を自動変速する変速制御装置において、車両が旋回走行（コーナリング）中である場合に自動変速を禁止することが知られている。

特許文献１には、４輪車の自動変速制御装置において、車両が旋回走行中であることを左右の車輪の回転速度差に基づいて検知して、自動変速を禁止するようにした構成が開示されている。
特開２００７−１０７６６７号公報

しかしながら、特許文献１の変速制御装置は、４輪車の左右輪の回転速度差に基づいて旋回走行状態を検知するものであり、このような旋回状態の検知を、車体前後に並ぶ前後輪のみを有する自動二輪車に適用することは検討されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、自動二輪車の前後輪の回転速度差に基づいて旋回走行状態を検知し、自動変速を禁止するようにした自動二輪車の変速制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、自動二輪車の変速制御装置において、少なくとも車速に応じて変速機を自動変速する制御部と、前輪と後輪との回転速度の差を検出する回転速度差検出手段とを備え、前記制御部は、前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度より大きく、かつ前記回転速度の差が所定値を超えると、旋回走行中であると判定して前記自動変速を禁止する点に第１の特徴がある。

また、前記制御部は、前記回転速度の差が所定値を超え、かつ前記車速が所定値を下回ると、前記自動変速を禁止する点に第２の特徴がある。

さらに、前記前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、前記制御部は、前記回転速度の差が所定値を超え、かつ前記操舵角が所定値を超えると、前記自動変速を禁止する点に第３の特徴がある。

第１の特徴によれば、制御部が、前輪の回転速度が後輪の回転速度より大きくかつ回転速度の差が所定値を超えると、旋回走行中であると判定して前記自動変速を禁止するので、旋回走行時に前後輪の回転速度に差が生じるという自動二輪車の特性を利用して旋回走行状態を検知し、旋回走行中の変速動作を禁止することが可能となる。これにより、旋回走行中のフィーリング向上を図ることが可能となる。また、横Ｇセンサ等を使用せず、前後輪の回転速度を検知することで旋回走行中であることを判定できるので、部品点数、生産コストおよび生産工数の増加を抑えることが可能となる。

第２の特徴によれば、制御部が、回転速度の差が所定値を超え、かつ車速が所定値を下回ると自動変速を禁止するので、旋回半径の小さな旋回走行時には、前後輪の回転速度の差が大きくかつ車速が低くなりやすいという自動二輪車の特性を利用して、このような旋回状態を確実に検知して変速機の自動変速を禁止することが可能となる。

第３の特徴によれば、前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、制御部が、回転速度の差が所定値を超え、かつ操舵角が所定値を超えると自動変速を禁止するので、旋回半径の小さな旋回走行時には、前後輪の回転速度の差が大きくかつ操舵角が大きくなりやすいという自動二輪車の特性を利用して、このような旋回状態を確実に検知して変速機の自動変速を禁止することが可能となる。

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、自動二輪車に適用される自動変速機としての自動マニュアル変速機（以下、ＡＭＴ）およびその周辺装置のシステム構成図である。エンジン１１に連結されるＡＭＴ１６は、クラッチ用油圧装置１７および変速制御装置としてのＡＭＴ制御ユニット１８で駆動制御される。エンジン１１は、スロットル・バイ・ワイヤ形式のスロットルボディ１９を有し、スロットルボディ１９には、スロットル開閉用のモータ２０が備えられる。

ＡＭＴ１６は、多段の変速機ギヤ２１、第１クラッチ２２、第２クラッチ２３、シフトドラム２４、およびシフトドラム２４を回動させるシフト制御モータ２５を備えている。変速機ギヤ２１を構成する多数のギヤは、主軸２６、カウンタ軸２７、および変速ギヤ出力軸２８にそれぞれ結合または遊嵌されている。主軸２６は、内主軸２６ａと外主軸２６ｂとからなり、内主軸２６ａは第１クラッチ２２と結合され、外主軸２６ｂは第２クラッチ２３と結合されている。主軸２６およびカウンタ軸２７には、それぞれ主軸２６およびカウンタ軸２７の軸方向に変位自在なスリーブ（不図示）が設けられており、これらスリーブおよびシフトドラム２４に形成されたカム軸（不図示）に、それぞれシフトフォーク２９の端部が係合されている。

エンジン１１の出力軸、すなわちクランク軸３０には、プライマリ駆動ギヤ３１が結合されており、このプライマリ駆動ギヤ３１はプライマリ従動ギヤ３２に噛み合わされている。プライマリ従動ギヤ３２は、第１クラッチ２２を介して内主軸２６ａに連結されると共に、第２クラッチ２３を介して外主軸２６ｂに連結されている。

カウンタ軸２７に結合されたカウンタ軸出力ギヤ３３は、変速ギヤ出力軸２８に結合された出力従動ギヤ３４に噛み合わされている。変速ギヤ出力軸２８には、駆動スプロケット３５が結合されており、この駆動スプロケット３５に巻き掛けられるドライブチェーン（不図示）を介して、駆動輪としての後輪ＷＲ（図２参照）に駆動力が伝達される。また、ＡＭＴ１６内には、プライマリ従動ギヤ３２の外周に対向配置されたエンジン回転数センサ３６と、シフトドラム２４の回転位置に基づいて現在のギヤ段位を検出するギヤポジションセンサ３８とが設けられている。また、スロットルボディ１９には、スロットル開度信号を出力するスロットルセンサ４７が設けられている。

クラッチ用油圧装置１７は、オイルタンク３９と、このオイルタンク３９内のオイルを第１クラッチ２２および第２クラッチ２３に給送するための管路４０とを備えている。管路４０上には、ポンプ４１およびバルブ４２が設けられており、管路４０に連結される戻り管路４３上には、レギュレータ４４が配置されている。バルブ４２は、第１クラッチ２２および第２クラッチ２３に個別にオイル圧をかけることが可能な構造とされる。また、バルブ４２にもオイルの戻り管路４５が設けられている。

ＡＭＴ制御ユニット１８には、自動変速（ＡＴ）モードと手動変速（ＭＴ）モードとの切り換えを行うモードスイッチ４９と、シフトアップ（ＵＰ）またはシフトダウン（ＤＮ）を指示するシフトセレクトスイッチ５０とが接続されている。ＡＭＴ制御ユニット１８は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を備え、上記各センサやスイッチの出力信号に応じてバルブ４２およびシフト制御モータ２５を制御し、ＡＭＴ１６のギヤ段位を自動的または半自動的に切り換えることができるように構成されている。

ＡＭＴ制御ユニット１８は、ＡＴモードの選択時には、車速、エンジン回転数、スロットル開度等の情報に応じて変速機ギヤ２１を自動的に切り換え、一方、ＭＴモードの選択時には、セレクトスイッチ５０のシフト操作に伴って、変速機ギヤ２１をシフトアップまたはシフトダウンする。なお、ＭＴモード選択時でも、エンジンの過回転やストールを防止するための補助的な自動変速制御を実行するように設定できる。

クラッチ用油圧装置１７では、ポンプ４１によってバルブ４２に油圧がかけられており、この油圧が上限値を超えないようにレギュレータ４４で制御されている。ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示でバルブ４２が開かれると、第１クラッチ２２または第２クラッチ２３に油圧が印加されて、プライマリ従動ギヤ３２が第１クラッチ２２または第２クラッチ２３を介して内主軸２６ａまたは外主軸２６ｂに連結される。そして、バルブ４２が閉じられて油圧の印加が停止されると、第１クラッチ２２および第２クラッチ２３は、内蔵されている戻りバネ（不図示）によって、内主軸２６ａおよび外主軸２６ｂとの連結を断つ方向へ付勢されることとなる。

シフト制御モータ２５は、ＡＭＴ制御ユニット１８からの指示に従ってシフトドラム２４を回動させる。シフトドラム２４が回動すると、シフトドラム２４の外周に形成されたカム溝の形状に従ってシフトフォーク２９がシフトドラム２４の軸方向に変位し、クラッチを移動させてカウンタ軸２７および主軸２６上のギヤの噛み合わせが変わり、変速機ギヤ２１をシフトアップまたはシフトダウンさせる。

図２は、本発明の一実施形態に係るＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成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。ＡＭＴ制御ユニット１８は、変速マップ６１が格納された変速制御指令部６０と、変速禁止状態検知手段６２と、回転速度差検出手段６３とを備えている。制御部としての変速制御指令部６０は、エンジン回転数センサ３６、スロットルセンサ４７、ギヤポジションセンサ３８の出力信号および車速情報に基づき、３次元マップ等からなる変速マップ６１に従って、シフト制御モータ２５およびバルブ４２を駆動するように構成されている。

自動二輪車１の車体フレーム４の前方には、従動輪としての前輪ＷＦを操舵する操向ハンドル３が回動自在に軸支されており、車体フレーム４の後方側に連結されるスイングアームの後端には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されている。また、操向ハンドル３の回転軸近傍には、操舵角検出手段としての操舵角センサ５４が取り付けられている。この操舵角センサ５４は、ボリュームスイッチや磁気センサ、光センサ等を使用して操向ハンドル３の回転軸の回転角度を検知することができる。

本実施形態において、前輪ＷＦの操舵角とは、車体上面から見た際に、前輪ＷＦの進行方向と車体前後方向との間に生じる角度を指すものとする。また、自動二輪車の車体フレーム４に対して、操向ハンドル３の回転軸や前輪ＷＦを回転自在に軸支するフロントフォークは、通常、後方側に傾斜して取り付けられている。これにより、操舵角センサ５４で検知される回転角度と、実際の操舵角との間には若干の差異が生じるが、この差異は、設計寸法に基づいて容易に算出することができる。

また、本実施形態に係る自動二輪車の変速制御装置は、前輪ＷＦの回転速度を検出する第１センサ５１と、後輪ＷＲの回転速度を検出する第２センサ５２とを備えており、回転速度差検出手段６３によって前後輪の回転速度の差が検知できるように構成されている。なお、通常走行時の車速の検知は、第１または第２センサのどちらで行ってもよい。また、第１センサ５１および第２センサ５２には、ホール素子等を用いて車輪に取り付けたピックアップ部の通過間隔を計測できる非接触センサが好適である。なお、後輪ＷＲの回転速度は、第２センサ５２に代えて、ＡＭＴ１６内部の変速ギヤの回転速度を検知するセンサ等で計測するようにしてもよい。

車体前後方向に配置された前後輪のみで走行する自動二輪車は、ある程度以上の速度で直線を走行し、車体が直立している時が最も安定している。これに対し、旋回走行（コーナリング）では、その車速と旋回半径の組み合わせによって、車体の傾斜角（バンク角）および前輪ＷＦの操舵角が種々な状態に変化する。この旋回走行には、例えば、車体を大きくバンクさせての高速旋回走行や、交差点の右左折やＵターンでの低中速旋回走行、さらに、エンジンの駆動力を利用しながらハンドルを操舵しての押し歩き旋回までが含まれる。

通常の自動変速機では、旋回走行中か否かに関わらず、車速やエンジン回転数に応じて順次変速が実行される。しかしながら、旋回中はギヤ段を固定することで、より走行フィーリングを向上させたいという要望がある。本実施形態に係る自動二輪車の変速制御装置では、上記したような課題に対処するため、前後輪の回転速度をそれぞれ検知し、前後輪に所定の回転速度差が検知されると、旋回走行中であると判定して変速機の自動変速を禁止する点に特徴がある。

回転速度差検出手段６３は、前輪ＷＦの回転速度を検出する第１センサ５１および後輪ＷＲの回転速度を検出する第２センサ５２から得られる情報を比較して、前後輪の回転速度の差を算出する。そして、後輪ＷＲの回転速度より前輪ＷＦの回転速度が大きく、かつ回転速度差が所定値を超えたことが検知されると、変速禁止状態検知手段６２が、変速を禁止すべき状態であることを変速制御指令部６０に伝達し、変速動作を禁止する。なお、変速禁止状態検知手段６２に出力信号を入力する操舵角センサ５４に関しては後述する。

図３は、自動二輪車の旋回走行時の状態を示す模式図である。この図では、自動二輪車１の操向ハンドル３が左方に操舵され、前輪ＷＦに操舵角αが生じた状態で反時計方向に旋回走行中の状態を示している。このとき、前輪ＷＦの中心と後輪ＷＲの中心との間には車軸間距離が保たれるので、前輪ＷＦの前輪通過軌跡ＴＦと、後輪ＷＲの後輪通過軌跡ＴＲは同一線上を通らなくなる。したがって、旋回中心Ｃから前輪通過軌跡ＴＦまでの距離である前輪旋回半径Ａと、旋回中心Ｃから後輪通過軌跡ＴＲまでの距離である後輪旋回半径Ｂに差異が生じ、後輪通過軌跡ＴＲを通る後輪ＷＲの回転速度より、前輪通過軌跡ＴＦを通る前輪ＷＦの回転速度の方が大きくなる。この特性を利用することで、前後輪の回転速度の差を検知して車両が旋回走行中であることを検知することが可能となる。このような前後輪の旋回半径の差は、特に、車速が低く、かつ操舵角αが大きい場合に大きくなり、旋回半径の差が大きいほど前後輪の回転速度差も大きくなる。本願発明では、この自動二輪車の特性を利用し、前後輪の回転速度差から旋回走行中であることを検知して、旋回走行中の自動変速を禁止するようにした点に特徴がある。

図４は、本発明の一実施形態に係る自動変速禁止制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１で、第１センサ５１および第２センサ５２によって前後輪の回転速度がそれぞれ検知されると、ステップＳ２では、回転速度差検出手段６３によって前後輪の回転速度の差が算出される。そして、ステップＳ３では、後輪ＷＲより前輪ＷＦの回転速度の方が大きく、かつ回転速度差が所定値（例えば、車速換算で５ｋｍ／ｈ）を超えたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、変速禁止状態検知手段６２によって車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）を下回ったか否かが判定されて、肯定判定されるとステップＳ５に進む。なお、ステップＳ３，Ｓ４で否定判定されるとステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ５において変速制御指令部６０に変速禁止指令が出され、シフト制御モータ２５およびバルブ４２の駆動を禁止することでＡＭＴ１６の変速動作を禁止すると、一連の自動変速禁止制御が終了することとなる。なお、自動変速の禁止中に旋回走行状態から通常走行状態に戻った場合には、通常の自動変速制御に切り換わるように設定することができる。また、旋回走行中であるか否かの判定は、前記ステップＳ３のみとしてもよい。

図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る自動変速禁止制御の流れを示すフローチャートである。この変形例では、旋回走行中の判定条件に、操舵角の大きさを加えた点に特徴がある。自動二輪車は、同じ旋回半径で走行する場合に、車速が高まるほどバンク角が大きくなる一方で操舵角が小さくなるという特性を有する。この特性を利用すれば、操舵角の大きさを検知することで、車速が低い状態での旋回走行であることを的確に検知して、自動変速機の変速動作を禁止することが可能となる。

図５のフローチャートの流れは、ステップＳ１３以外は図４と同一なので、同一部分では説明を一部省略する。ステップＳ１０で前後輪の回転速度がそれぞれ検知されると、ステップＳ１１では、前後輪の回転速度の差が算出される。ステップＳ１２では、後輪より前輪の回転速度の方が大きく、かつ回転速度差が所定値を超えたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、変速禁止状態検知手段６２によって、操舵角センサ５４によって検知された操舵角が所定値（例えば、３０度）を超えたか否かが判定されて、肯定判定されるとステップＳ１４に進む。ステップＳ１２，Ｓ１３で否定判定されるとステップＳ１０に戻る。そして、ステップＳ１４において変速制御指令部６０に変速禁止指令が出されることで、一連の自動変速禁止制御が終了する。本変形例では、旋回走行中であるか否かの判定条件に、前後輪の回転速度差だけでなく、前輪操舵角の判定を加えたことにより、急制動によって後輪ＷＦのみがロックした状態等を、旋回走行と誤判定することを防止することが可能となる。

上記したように、本発明に係る自動二輪車の変速制御装置によれば、旋回走行時に前輪と後輪の回転速度に差異が生じることに着目し、前輪の回転速度が後輪の回転速度より大きく、かつ回転速度の差が所定値を超えることにより、車両が旋回走行中であると判定して自動変速を禁止するようにしたので、横Ｇセンサ等の機器を新たに設けることなく、前後輪の回転速度から旋回走行中であることを判定して、旋回走行中の変速動作を禁止することが可能となる。これにより、旋回走行中にギヤ段を一定に保ち、走行フィーリングの向上を図ることが可能となる。

なお、自動二輪車や自動変速機の構成、前後輪の回転速度センサや操舵角センサの構成等は、上記実施形態に限られず種々の変形が可能である。例えば、自動変速機は、プーリーとベルトの組み合わせによる無段変速機としてもよい。また、自動変速の禁止を実行する前後輪の回転速度差、車速、前輪の操舵角等の値は、自動二輪車の車体構成等に応じて種々の設定が可能である。

本発明の一実施形態に係る自動マニュアル変速機およびその周辺装置のシステム構成図である。本発明の一実施形態に係るＡＭＴ制御ユニットおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。自動二輪車の旋回走行時の状態を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る自動変速禁止制御の流れを示すフローチャートである。本発明の一実施形態の変形例に係る自動変速禁止制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…自動二輪車、３…操向ハンドル、１６…自動変速機（ＡＭＴ）、２５…シフト制御モータ、４２…バルブ、５１…第１センサ、５２…第２センサ、５４…操舵角センサ（操舵角検出手段）、６０…変速制御指令部（制御部）、６２…変速禁止状態検知手段、６３…回転速度差検出手段、ＷＦ…前輪、ＷＲ…後輪、α…操舵角

Claims

自動二輪車（１）の変速制御装置において、
少なくとも車速に応じて変速機（１６）を自動変速する制御部（１８）と、
前輪（ＷＦ）と後輪（ＷＲ）との回転速度の差を検出する回転速度差検出手段（６３）とを備え、
前記制御部（１８）は、前記前輪（ＷＦ）の回転速度が前記後輪（ＷＲ）の回転速度より大きく、かつ前記回転速度の差が所定値を超えると、旋回走行中であると判定して前記自動変速を禁止し、
前記制御部（１８）は、前記回転速度の差が所定値を超えると、次に、前記車速が所定値を下回ったか否かを判別して、前記車速が所定値を下回った場合は前記自動変速を禁止し、一方、前記車速が所定値を下回っていない場合は前記自動変速を禁止しないことを特徴とする自動二輪車の変速制御装置。
前記前輪（ＷＦ）の操舵角を検出する操舵角検出手段（５４）を備え、
前記制御部（１８）は、前記回転速度の差が所定値を超えると、次に、前記操舵角が所定値を下回ったか否かを判別して、前記操舵角が所定値を下回った場合は前記自動変速を禁止し、一方、前記操舵角が所定値を下回っていない場合は前記自動変速を禁止しないことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の変速制御装置。