JP5406444B2 - 変速機構の制御装置、変速装置、それを備えた車両、変速機構の制御方法および変速機構におけるモータの発熱量推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、変速機構の制御装置、変速装置、それを備えた車両、変速機構の制御方法および変速機構におけるモータの発熱量推定方法に関する。詳細には、本発明は、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構の制御装置、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速装置、それを備えた車両、モータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構の制御方法、およびモータにより変速比が変えられる電子制御式の変速機構におけるモータの発熱量推定方法に関する。

従来、モータにより変速比が無段に変速される電子制御式の無段変速装置（以下、「ＥＣＶＴ（Electronic Continuously Variable Transmission）」とする。）が知られている（例えば、特許文献１等）。
特開２００４−１９７４０号公報

ＥＣＶＴでは、変速比の変化に伴いモータが逆転駆動される回数が比較的多いことから、モータの発熱量が比較的多い。モータの発熱量が多くなると、モータやその駆動回路の温度が高くなり、モータの性能が劣化する虞がある。

したがって、モータの温度が使用可能温度範囲を上回らないように、モータの温度または発熱量をモニタしておくことが好ましい。例えば、モータの温度を推定する方法として、モータや、その駆動回路等に対して温度センサを設ける方法が考えられる。また、モータの発熱量を推定する方法として、モータの発熱量がモータに流れる電流の二乗に比例することから、電流センサを設け、モータに流れる電流を測定し、測定された電流からモータの発熱量を推定する方法が考えられる。

しかしながら、上記のような方法では、モータの温度や発熱量の推定のために温度センサや電流センサを別途設ける必要がある。このため、ＥＣＶＴの構成および制御が複雑化してしまう。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シンプルな構成で、モータの発熱量が推定可能な変速装置を提供することを目的とする。

なお、ここでは、ＥＣＶＴの場合を例に挙げて解決しようとする課題について説明したが、上記解決しようとする課題は、モータを用いて変速比を変える変速装置の全般に対していえるものである。

本発明に係る制御装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備えた変速機構の制御装置であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定するものである。

本発明に係る変速装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を有する変速機構と、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御部と、を備えたものである。

本発明に係る車両は、上記本発明に係る無段変速装置を備えている。

本発明に係る制御方法は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備えた変速機構の制御方法であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する方法である。

本発明に係るモータの発熱量推定方法は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備えた変速機構におけるモータの発熱量推定方法であって、前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する方法である。

本発明によれば、シンプルな構成で、モータの発熱量が推定可能な変速装置を実現することができる。

＜実施形態１＞
《本実施形態の概要》
本発明者は、鋭意研究の結果、モータの発熱量は、変速比変化量に相関することに想到し、その結果、本実施形態をなすに至った。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す自動二輪車１を例に挙げて詳細に説明する。なお、本実施形態では、所謂スクータータイプの自動二輪車１を例に挙げて説明するが、本発明の車両は、所謂スクータータイプの自動二輪車に限定されない。本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプの自動二輪車であってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV：All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。

《本実施形態に係る自動二輪車１の詳細説明》
（自動二輪車１の概略構成）
図１に自動二輪車１の側面図を示す。自動二輪車１は、車体フレーム（図示せず）を備えている。車体フレームには、エンジンユニット２が懸架されている。エンジンユニット２の後端部には、後輪３が配置されている。本実施形態において、この後輪３は、エンジンユニット２の動力で駆動する駆動輪を構成している。

車体フレームは、操向ハンドル４から下方に延びるヘッドパイプ（図示せず）を有する。ヘッドパイプの下端には、フロントフォーク５が連結されている。フロントフォーク５の下端部には、前輪６が回転自在に取り付けられている。この前輪６は、エンジンユニット２には接続されておらず、従動輪を構成している。

（エンジンユニット２の構成）
次に、図２および図３を参照しながら、エンジンユニット２の構成について説明する。

−エンジン１０の構成−
図２および図３に示すように、エンジンユニット２は、エンジン（内燃機関）１０と、変速装置２０とを備えている。本実施形態では、エンジン１０は、強制空冷式の４サイクルエンジンとして説明する。しかしながら、エンジン１０は、他の形式のエンジンであってもよい。例えば、エンジン１０は、水冷エンジンであってもよい。エンジン１０は、２サイクルエンジンであってもよい。

図３に示すように、エンジン１０は、クランク軸１１を備えている。クランク軸１１の外周には、スリーブ１２がスプライン係合されている。スリーブ１２は、軸受１３を介してハウジング１４に回転自在に軸支されている。スリーブ１２の外周には、モータ３０に接続された一方向クラッチ３１が取り付けられている。

−変速装置２０の構成−
変速装置２０は、変速機構２０ａと、その変速機構２０ａを制御する制御部としてのＥＣＵ７とにより構成されている。本実施形態では、変速機構２０ａがベルト式のＥＣＶＴである例について説明する。ＥＣＶＴのベルトは樹脂ベルトであってもよく、金属ベルトであってもよく、その他のベルトであってもよい。また、変速機構２０ａは、ベルト式のＥＣＶＴに限定されない。変速機構２０ａは、例えば、トロイダル式のＥＣＶＴであってもよい。また、変速機構２０ａは、ＥＣＶＴ以外の電子制御式の変速機構であってもよい。

変速機構２０ａは、プライマリシーブ２１と、セカンダリシーブ２２と、Ｖベルト２３と、を備えている。Ｖベルト２３は、プライマリシーブ２１とセカンダリシーブ２２とに巻き掛けられている。Ｖベルト２３は、断面略Ｖ字状に形成されている。

プライマリシーブ２１は、クランク軸１１と一体に回転する。プライマリシーブ２１は、固定シーブ体２１ａと、可動シーブ体２１ｂとを備えている。固定シーブ体２１ａは、クランク軸１１の一端に固定されている。可動シーブ体２１ｂは、固定シーブ体２１ａに対向して配置されている。可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１の軸方向に移動可能である。固定シーブ体２１ａと可動シーブ体２１ｂとの各対向面によって、Ｖベルト２３が巻き掛けられるベルト溝２１ｃが形成されている。ベルト溝２１ｃは、プライマリシーブ２１の径方向外側に向かって幅広となっている。

図３に示すように、可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１が貫通する円筒状のボス部２１ｄを有している。このボス部２１ｄの内側に、円筒状のスライダ２４が固定されている。このスライダ２４と一体の可動シーブ体２１ｂは、クランク軸１１の軸方向の移動可能である。このため、ベルト溝２１ｃの溝幅は可変である。

プライマリシーブ２１のベルト溝２１ｃの溝幅は、モータ３０によって、可動シーブ体２１ｂがクランク軸１１の軸方向に駆動されることによって変更される。本実施形態では、モータ３０を、パルス幅変調駆動（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動）されるものとして説明している。ただし、モータ３０の駆動方式は、特に限定されるものではない。モータ３０はステップモータであってもよい。

セカンダリシーブ２２は、プライマリシーブ２１の後方に配置されている。セカンダリシーブ２２は、従動軸２７に対して、遠心クラッチ２５を介して取り付けられている。詳細に、セカンダリシーブ２２は、固定シーブ体２２ａと、可動シーブ体２２ｂとを備えている。可動シーブ体２２ｂは、固定シーブ体２２ａと対向している。固定シーブ体２２ａは、従動軸２７に遠心クラッチ２５を介して連結されている。可動シーブ体２２ｂは、従動軸２７の軸方向に移動可能である。これら固定シーブ体２２ａと可動シーブ体２２ｂとの各対向面によって、Ｖベルト２３が巻き掛けられるベルト溝２２ｃが形成されている。ベルト溝２２ｃは、セカンダリシーブ２２の径方向外側に向かって幅広となっている。

可動シーブ体２２ｂは、スプリング２６によって、ベルト溝２２ｃの溝幅を減じる方向に付勢されている。このことから、モータ３０が駆動され、プライマリシーブ２１のベルト溝２１ｃの溝幅が小さくなり、プライマリシーブ２１に対するＶベルト２３の巻き掛け径が大きくなると、セカンダリシーブ２２側においては、Ｖベルト２３が径方向内側に引かれる。このため、可動シーブ体２２ｂがスプリング２６の付勢力に抗してベルト溝２２ｃを広げる方向に移動する。このため、セカンダリシーブ２２に対するＶベルト２３の巻き掛け径が小さくなる。その結果、変速機構２０ａの変速比が変わる。

遠心クラッチ２５は、固定シーブ体２２ａの回転速度に応じて断続される。すなわち、固定シーブ体２２ａの回転速度が所定の回転速度未満である場合は、遠心クラッチ２５がつながっていない。このため、固定シーブ体２２ａの回転は従動軸２７に伝達しない。一方、固定シーブ体２２ａの回転速度が所定の回転速度異常である場合は、遠心クラッチ２５がつながる。このため、固定シーブ体２２ａの回転が従動軸２７に伝達する。

従動軸２７には、減速機構２８が連結されている。従動軸２７は、この減速機構２８を介して車軸２９に連結されている。車軸２９には、後輪３が取り付けられている。このため、従動軸２７が回転すると、車軸２９と共に後輪３が回転する。

（自動二輪車１の制御システム）
次に、自動二輪車１の制御システムについて、図４を参照しながら詳細に説明する。

−自動二輪車１の制御システムの概略−
図４に示すように、ＥＣＵ７には、シーブ位置センサ４０が接続されている。シーブ位置センサ４０は、プライマリシーブ２１の可動シーブ体２１ｂの、固定シーブ体２１ａに対する位置を検出する。言い換えれば、クランク軸１１の軸方向において、固定シーブ体２１ａと可動シーブ体２１ｂとの間の距離（ｌ）を検出する。シーブ位置センサ４０は、検出された距離（ｌ）をシーブ位置検出信号としてＥＣＵ７に出力する。なお、シーブ位置センサ４０は、例えば、ポテンショメータ等によって構成することができる。

また、ＥＣＵ７には、プライマリシーブ回転センサ４３と、セカンダリシーブ回転センサ４１と、車速センサ４２とが接続されている。プライマリシーブ回転センサ４３は、プライマリシーブ２１の回転速度を検出する。プライマリシーブ回転センサ４３は、検出したプライマリシーブ２１の回転速度を、シーブ回転速度信号をＥＣＵ７に出力する。セカンダリシーブ回転センサ４１は、セカンダリシーブ２２の回転速度を検出する。セカンダリシーブ回転センサ４１は、検出したセカンダリシーブ２２の回転速度を、シーブ回転速度信号をＥＣＵ７に出力する。車速センサ４２は、後輪３の回転速度を検出する。車速センサ４２は、検出した回転速度に基づいて車速信号をＥＣＵ７に出力する。

ＥＣＵ７には、操向ハンドル４に取り付けられたハンドルスイッチに接続されている。ハンドルスイッチは、ハンドルスイッチがライダーにより操作された際に、ハンドルＳＷ信号を出力する。

また、上述のように、スロットル開度センサ１８ａは、スロットル開度信号をＥＣＵ７に対して出力する。

−変速機構２０ａの制御−
ＥＣＵ７は、車速信号等に基づいてプライマリシーブ２１の可動シーブ体２１ｂのシーブ位置をフィードバック制御する。言い換えれば、ＥＣＵ７は、車速信号等に基づいて距離（ｌ）をフィードバック制御する。具体的には、図５に示すように、ＥＣＵ７において、スロットル開度と車速とから目標変速比が決定される。ＥＣＵ７は、決定された目標変速比からシーブ目標位置を算出する。すなわち、ＥＣＵ７は、決定された目標変速比から可動シーブ体２１ｂと固定シーブ体２１ａとの間の目標距離ｌを算出する。ＥＣＵ７は、このシーブ目標位置に可動シーブ体２１ｂを変位させるために、現在の可動シーブ体２１ｂの位置とシーブ目標位置とに応じたパルス幅変調信号（ＰＷＭ（Pulse-Width Modulation）信号）を、図４に示す駆動回路８に対して出力する。駆動回路８は、そのパルス幅変調信号に応じたパルス電圧をモータ３０に対して印加する。これにより可動シーブ体２１ｂが駆動され、変速比が調節される。

−モータ３０の発熱量推定−
次に、モータ３０の発熱量の推定方法について、説明する。まず、モータ３０の発熱量の推定方法の具体的な説明に先立って、発熱量の推定方法の原理について説明する。

「モータ３０の発熱量の推定原理」
本発明者は、鋭意研究の結果、モータ３０の発熱量は、変速機構２０ａの変速比の変化速度に相関することを見出した。詳細には、本発明者は、以下のことを見出した結果、変速機構２０ａの変速比の変化速度に相関することに想到した。
１）モータ３０の発熱量は、モータ３０に印加される有効電圧のうち、モータ３０の発熱に寄与した電圧の大きさの二乗に一次相関すること。
２）モータ３０の発熱に寄与した電圧の大きさは、モータ３０に印加される有効電圧から、可動シーブ体２１ｂを移動させるための誘起電圧を除算して得られること。
３）可動シーブ体２１ｂを移動させるための誘起電圧は、変速機構２０ａの変速比の変化速度に一次相関すること。

以上、本発明者が見出したことより、モータ３０の発熱量は、下記式（１）により推定されることとなる。

ただし、
β：定数、
Ｖ_Ａ：モータ３０にかかる有効電圧、
ｄｒ／ｄｔ：変速機構２０ａの変速比の変化速度、
α：定数、若しくは下記式（３ａ）または式（３ｂ）で表される数
α＝［ｄ｛ｆ（ｌ）｝／ｄｌ］^−１ ・・・・・（３ａ）
α＝［ｄ｛ｇ（ｒ）｝／ｄｒ］ ・・・・・（３ｂ）
ただし、
ｆ（ｌ）：変速比を表す距離ｌの関数、
ｒ：変速比、
ｇ（ｒ）：変速比ｒの関数で上記ｆ（ｌ）の逆関数、
である。

本実施形態では、上記式（３ａ）と式（３ｂ）とは等しくなる。

本実施形態では、上述のように、モータ３０がＰＷＭ制御されているため、上記式（１）において、Ｖ_Ａは、下記式（２）により表される。
Ｖ_Ａ＝Ｖ_ｐ・（ＤＵＴＹ） ・・・・・（２）
ただし、
Ｖ_ｐ：モータ３０に印加されるパルス電圧の大きさ、
ＤＵＴＹ：モータ３０に印加されるパルス電圧のデューティー比、
である。

したがって、式（２）より、上記式（１）は、下記式（４）に変形される。

ただし、
β：定数、
Ｖ_ｐ：モータ３０に印加されるパルス電圧の大きさ、
ＤＵＴＹ：モータ３０に印加されるパルス電圧のデューティー比、
α：定数、若しくは下記式（３ａ）または式（３ｂ）で表される数
α＝［ｄ｛ｆ（ｌ）｝／ｄｌ］^−１ ・・・・・（３ａ）
α＝［ｄ｛ｇ（ｒ）｝／ｄｒ］ ・・・・・（３ｂ）
ただし、
ｆ（ｌ）：変速比を表す距離ｌの関数、
ｒ：変速比、
ｇ（ｒ）：変速比ｒの関数で上記ｆ（ｌ）の逆関数、
である。

本実施形態では、下記の如く、上記式（４）によってモータ３０の発熱量が推定される。なお、変速機構２０ａの変速比の変化速度は、シーブ位置センサ４０により検出される距離ｌなどから算出される。

上記式（４）において、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、ベルト溝２１ｃおよびベルト溝２２ｃの形状によって決定される。例えば、図６に示すように、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、下に凸の指数関数状であってもよい。すなわち、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、距離ｌが大きくなり、ベルト溝２１ｃの幅が広くなるにつれて、距離ｌの変化に対する変速比ｒの変化が緩やかになるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、変速比がＴＯＰ側にいくにつれて、距離ｌの変化に対する変速比ｒの変化が緩やかになるように設定されていてもよい。この場合、式（４）中のαは、距離ｌが大きくなるにつれて小さくなる傾向にある。

また、例えば、図７に示すように、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、上に凸の指数関数状であってもよい。すなわち、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、距離ｌが大きくなり、ベルト溝２１ｃの幅が広くなるにつれて、距離ｌの変化に対する変速比ｒの変化が急になるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、変速比がＴＯＰ側にいくにつれて、距離ｌの変化に対する変速比ｒの変化が急になるように設定されていてもよい。この場合、式（４）中のαは、距離ｌが大きくなるにつれて大きくなる傾向にある。

さらに、例えば、図８に示すように、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、直線状であってもよい。すなわち、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、距離ｌおよびベルト溝２１ｃにかかわらず一定となるように設定されていてもよい。言い換えれば、関数ｒ＝ｆ（ｌ）は、変速比にかかわらず一定となるように設定されていてもよい。この場合、式（４）中のαは、距離ｌにかかわらず一定となる。すなわち、αは定数となる。

「モータ３０の発熱量の推定方法およびモータ３０の制御方法」
図９は、モータ３０の発熱量の推定方法およびモータ３０の制御方法を表すフローチャートである。図９に示すように、まず、ステップＳ１において、モータ３０の発熱量が推定される。具体的に、ステップＳ１では、上記式（４）に基づいてモータ３０の発熱量が推定される。

次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で推定されたモータ３０の発熱量が所定の発熱量以上であるか否かが判断される。モータ３０の発熱量は、モータ３０の温度と相関するため、モータ３０の発熱量が多くなると、一般的に、モータ３０の温度もそれだけ高くなることとなる。このため、モータ３０の温度が所定の温度以上になっているか否かは、ステップＳ２において判断される「推定されたモータ３０の発熱量が所定の発熱量以上であるか否か」によって代替的に判断することができる。すなわち、本質的には、ステップＳ２において、モータ３０の温度が所定の温度以上になっているか否かが判断される。

なお、ステップＳ２における「所定の発熱量」は、モータ３０や駆動回路８の特性等に応じて適宜設定することができる。例えば、「所定の発熱量」を、モータ３０の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ３０やモータ３０の駆動回路８に性能劣化が認められると推定されるような発熱量としてもよい。言い換えれば、「所定の発熱量」を、モータ３０の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ３０の温度がモータ３０の使用可能温度範囲を上回ると推定されるような発熱量としてもよい。

図９に示すように、ステップＳ２において、モータ３０の発熱量が所定の発熱量以上であると判断された場合は、ステップＳ３に進む。そして、ステップＳ３において、モータ３０の動作の抑制または停止が行われる。

その後、ステップＳ４に進み、モータ３０の動作の抑制または停止後、一定期間経過したか否かが判断される。すなわち、ステップＳ４では、モータ３０の動作の抑制または停止後、一定期間が経過し、モータ３０の温度が十分に低下したか否かが判断される。ここで、「一定期間」は、例えば、モータ３０の温度が十分に下がるのに要する期間とすることができる。このため、モータ３０の温度が十分に下がるのに要する期間は、ステップＳ３において行われる制御内容によって異なる。例えば、モータ３０の動作を停止させた場合は、モータ３０の温度の低下が比較的速いため、「一定期間」を比較的短く設定することができる。

ステップＳ４において、モータ３０の動作の抑制または停止後、一定期間経過していないと判断された場合は、再度ステップＳ４に戻る。一方、ステップＳ４において、モータ３０の動作の抑制または停止後、一定期間経過したと判断された場合は、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５において、モータ３０の動作が、ステップＳ３において抑制または停止される前の動作にまで回復される。

それに対して、ステップＳ２において、モータ３０の発熱量が所定の発熱量未満であると判断された場合は、ステップＳ３〜ステップＳ５を行うことなく終了する。

なお、ステップＳ３において行われるモータ３０の動作を抑制または停止させる制御は、モータ３０の通常の動作よりもモータ３０の発熱量が小さくなるようにする制御であれば、特に限定されるものではない。例えば、モータ３０の動作を停止させてもよい。言い換えれば、変速機構２０ａの変速比の変更を規制してもよい。また、例えば、モータ３０の回転速度の上限および回転トルクの上限のうち少なくとも一方を低減させてもよい。言い換えれば、変速機構２０ａの変速比の変化速度の上限を低減させてもよい。つまり、変速機構２０ａの変速比の変化速度が変化速度の上限を超える制御の場合は、変速比の変化速度を上限速度に抑えて行うようにしてもよい。また、例えば、モータ３０の可動回転範囲を小さくしてもよい。言い換えれば、変速機構２０ａの変速比のとりうる範囲を小さくしてもよい。また、例えば、キックダウン動作のように、急激に大きく変速比を変更する動作のみを無効にするようにしてもよい。具体的には、デューティー比の大きなパルス幅変調信号（図５参照）がＥＣＵ７から出力されないようにしてもよい。

《作用および効果》
以上説明したように、本実施形態では、変速機構２０ａの変速比の変化速度に基づいてモータ３０の発熱量が推定される。このように、変速機構２０ａに通常設けられている変速比を測定するセンサにより検出される変速比を時間で微分して得られる変速比の変化速度を用いて、モータ３０の発熱量が推定される。具体的に、本実施形態では、シーブ位置センサ４０で検出される距離ｌから算出される変速比の変化速度を用いて、モータ３０の発熱量が推定される。このため、温度センサや電流センサ等のセンサを追加することなく、シンプルで安価な構成でモータ３０の発熱量の推定が可能になる。

また、上記のように推定されたモータ３０の発熱量が所定の発熱量以上となり、モータ３０の温度がモータ３０の使用可能温度範囲を超えて上昇したと推定されるときには、モータ３０の動作が抑制または停止される。これにより、モータ３０が使用可能温度範囲を超えて上昇することが抑制される。その結果、モータ３０および駆動回路８の性能劣化や損傷が効果的に抑制されている。

特に、変速機構２０ａの変速比の変化速度の上限を低くすることによりモータ３０の動作を抑制する方法では、変速比の変化が遅くなるものの、変速比が車速等に応じて変更されるため、自動二輪車１の操縦に対する影響が少なく、好ましい。

また、本実施形態では、モータ３０の動作の抑制または停止後、所定期間が経過すると、モータ３０の動作が、モータ３０の動作の抑制または停止前の動作に回復される。このため、モータ３０の動作の抑制または停止後、所定期間が経過し、モータ３０の温度が使用可能温度範囲にまで下がったと推定される際には、モータ３０の動作が通常の動作となる。このようにすることで、必要なときのみモータ３０の動作を抑制または停止し、それ以外のときは、モータ３０を必要に応じて機敏に動作させ、変速比を比較的速い速度で変更することが可能になる。その結果、高いドライバビリティが実現される。

《その他の変形例》
変速機構２０ａは、ベルト式のＥＣＶＴに限定されない。例えば、変速機構２０ａは、トロイダル式のＥＣＶＴであってもよい。また、変速機構２０ａは、無段変速機構以外の変速機構であってもよい。すなわち、変速機構２０ａは、電子制御式の変速機構であれば特に限定されるものではない。ただし、ＥＣＶＴでは、モータ３０の逆転駆動が比較的多いため、本発明は、ＥＣＶＴに対して特に効果的である。

上記実施形態のように、モータ３０がＰＷＭ制御されるものであり、かつベルト式のＥＣＶＴである変速機構２０ａを用いた自動二輪車１の場合は、上記式（４）によってモータ３０の発熱量を推定することができる。例えば、モータ３０がＰＷＭ制御されないものである場合や、変速機構２０ａがベルト式のＥＣＶＴではない場合は、より一般的な式である式（１）を用いてモータ３０の発熱量を推定することができる。勿論、その場合に、変速機構２０ａに応じて式（１）を変形してもよい。つまり、式（１）は、変速機構２０ａがモータを用いて変速比が変更される電子制御式の変速機構である場合一般に適用できる式であり、式（１）を用いることによって、変速機構２０ａがどのような種類の電子制御式変速機構である場合にもモータの発熱量の推定が可能となる。したがって、本発明においては、変速機構２０ａは、モータを用いて変速比が変更される電子制御式の変速機構である限りにおいて特に限定されるものではない。

本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプの自動二輪車であってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV：All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。

上記実施形態では、内燃機関であるエンジン１０を備えた自動二輪車１を例に挙げて本発明を実施した好ましい形態の一例について説明した。しかし、本発明に係る車両は、エンジン以外の駆動源を有するものであってもよい。例えば、本発明に係る車両は、エンジン１０のかわりに電動モータを有するものであってもよい。

モータ３０は、ＰＷＭ制御されるものに限定されない。例えば、モータ３０は、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御されるものであってもよい。モータ３０はステップモータであってもよい。

《本明細書における用語等の定義》
ステップＳ２における「所定の発熱量」は、モータ３０や駆動回路８の特性等に応じて適宜設定することができる。例えば、「所定の発熱量」を、モータ３０の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ３０や駆動回路８に性能劣化が認められると推定されるような発熱量としてもよい。言い換えれば、「所定の発熱量」を、モータ３０の発熱量が所定の発熱量以上となった場合に、モータ３０の温度がモータ３０の使用可能温度範囲を上回ると推定されるような発熱量としてもよい。

ステップＳ４における「一定期間」は、モータ３０や駆動回路８の特性、およびモータ３０の動作を抑制または停止するステップＳ３において行われる制御の内容に応じて適宜決定することができる。例えば、ステップＳ４における「一定期間」とは、モータ３０の動作を抑制または停止させてから、モータ３０の温度がモータ３０の使用可能温度範囲にまで十分に低下したと判断できるまでに要する期間に設定することができる。

「可動シーブ体２２ｂと固定シーブ体２２ａとの間の距離ｌ」とは、可動シーブ体２２ｂの特定の部位と、固定シーブ体２２ａの特定の部位との間の距離であり、一義的に定めることができる限り、可動シーブ体２２ｂの特定の部位と、固定シーブ体２２ａの特定の部位とはそれぞれ任意に設定することができる。例えば、図３に示すように、「可動シーブ体２２ｂと固定シーブ体２２ａとの間の距離ｌ」を可動シーブ体２２ｂの径方向外側端と、固定シーブ体２２ａの径方向外側端との間の距離としてもよい。

「パルス電圧の大きさ」とは、パルス電圧の入力電圧の大きさをいうものとする。

「有効電圧」とは、パルス電圧の入力電圧の大きさにデューティー比を乗じて得られる電圧をいうものとする。

本発明は、ＥＣＶＴを搭載した車両等に有用である。

本発明を実施した自動二輪車の側面図である。 エンジンユニットの断面図である。 ＥＣＶＴの構成を表す部分断面図である。 自動二輪車の制御システムを表すブロック図である。 シーブ位置制御を表すブロック図である。 関数ｒ＝ｆ（ｌ）を例示するグラフである。 関数ｒ＝ｆ（ｌ）を例示するグラフである。 関数ｒ＝ｆ（ｌ）を例示するグラフである。 モータの発熱量の推定方法およびモータの制御方法を表すフローチャートである。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ エンジンユニット
７ ＥＣＵ
８ 駆動回路
１０ エンジン
１１ クランク軸
２０ 変速装置
２０ａ 変速機構
２１ プライマリシーブ
２１ａ 固定シーブ体
２１ｂ 可動シーブ体
２１ｃ ベルト溝
２２ セカンダリシーブ
２２ａ 固定シーブ体
２２ｂ 可動シーブ体
２２ｃ ベルト溝
２３ Ｖベルト
２７ 従動軸
２８ 減速機構
２９ 車軸
３０ モータ
４０ シーブ位置センサ
４１ セカンダリシーブ回転センサ
４２ 車速センサ
４３ プライマリシーブ回転センサ

Claims (15)

1. 入力軸と、
   出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
   を備えた変速機構の制御装置であって、
   前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御装置。
2. 請求項１に記載された制御装置において、
   前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記モータの動作を抑制または停止させる制御装置。
3. 請求項２に記載された制御装置において、
   前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記変速比の変化速度の上限を低くすることで上記モータの動作を抑制する制御装置。
4. 請求項２に記載された制御装置において、
   前記推定されたモータの発熱量が所定の発熱量以上となったときに、前記変速比のとりうる範囲を小さくすることで前記モータの動作を抑制する制御装置。
5. 請求項２に記載された制御装置において、
   前記モータの動作を抑制または停止させてから所定期間が経過した後に、前記モータの動作を回復させる制御装置。
6. 入力軸と、
   出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備え、
   前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する、変速機構の制御装置であって、
   下記式（１）により前記モータの発熱量を推定する制御装置；
   

   

   ただし、
   β：定数、
   Ｖ_Ａ：前記モータにかかる有効電圧、
   ｄｒ／ｄｔ：前記変速比の変化速度、
   α：定数、若しくは下記式（３ｂ）で表される数
   α＝［ｄ｛ｇ（ｒ）｝／ｄｒ］ ・・・・・（３ｂ）
   ただし、
   ｇ（ｒ）：変速比ｒの関数、
   である。
7. 請求項６に記載された制御装置において、
   前記モータにパルス電圧を印加する駆動回路をさらに備え、
   下記式（２）を満たす制御装置；
   Ｖ_Ａ＝Ｖ_ｐ・（ＤＵＴＹ） ・・・・・（２）
   ただし、
   Ｖ_ｐ：前記パルス電圧の大きさ、
   ＤＵＴＹ：前記パルス電圧のデューティー比、
   である。
8. 入力軸と、
   出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を備え、
   前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する、変速機構の制御装置であって、
   前記変速機構は、
   前記入力軸に設けられたプライマリシーブと、
   前記出力軸に設けられたセカンダリシーブと、
   前記プライマリシーブと前記セカンダリシーブとに巻き掛けられたベルトと、
   を備え、
   前記プライマリシーブは、
   固定シーブ体と、
   前記入力軸の軸方向において、前記固定シーブ体と変位可能に対向し、前記固定シーブ体と共に前記ベルトが巻き掛けられるベルト溝を構成する可動シーブ体と、
   を有し、
   前記モータは、前記可動シーブ体を前記固定シーブ体に対して変位させて前記ベルト溝の幅を変えることにより、前記変速比を変えるものであり、
   下記式（１）により前記モータの発熱量を推定する制御装置；
   

   

   ただし、
   β：定数、
   Ｖ_Ａ：前記モータにかかる有効電圧、
   ｄｒ／ｄｔ：前記変速比の変化速度、
   α：定数、若しくは下記式（３ａ）または式（３ｂ）で表される数
   α＝［ｄ｛ｆ（ｌ）｝／ｄｌ］^−１ ・・・・・（３ａ）
   α＝［ｄ｛ｇ（ｒ）｝／ｄｒ］ ・・・・・（３ｂ）
   ただし、
   ｆ（ｌ）：変速比を表す距離ｌの関数、
   ｒ：変速比、
   ｇ（ｒ）：変速比ｒの関数で上記ｆ（ｌ）の逆関数、
   である。
9. 請求項８に記載された制御装置において、
   前記αは、前記距離ｌが大きくなるにつれて大きくなる制御装置。
10. 請求項８に記載された制御装置において、
    前記αは、前記距離ｌが大きくなるにつれて小さくなる制御装置。
11. 請求項８に記載された制御装置において、
    前記αは、前記距離ｌにかかわらず一定である制御装置。
12. 入力軸と、出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、を有する変速機構と、
    前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する制御部と、
    を備えた変速装置。
13. 請求項１２に記載された変速装置を備えた車両。
14. 入力軸と、
    出力軸と、
    前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
    を備えた変速機構の制御方法であって、
    前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定する変速機構の制御方法。
15. 入力軸と、
    出力軸と、
    前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を変えるモータと、
    を備えた変速機構におけるモータの発熱量推定方法であって、
    前記変速比の変化速度を算出し、算出された前記変速比の変化速度に基づいて前記モータの発熱量を推定するモータの発熱量推定方法。

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