JP2001208185A

JP2001208185A - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2001208185A
Application number: JP2000018163A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Ohashi; 和俊大橋; Yoshiteru Ito; 芳輝伊藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】有段手動変速モードにおいて、充分に短い変
速応答時間を簡単に実現する。【解決手段】制御装置１０は、車速等を検出するセン
サ部１２と、無段自動変速モードと有段手動変速モード
とのどちらか一方及び予め設定された複数の変速比のう
ちのいずれか一つを運転者が選択する運転者選択部１４
と、変速比可変機構を変速比変更信号に基づき駆動する
モータ１６と、センサ部１２及び運転者選択部１４とモ
ータ１６との間に設けられたコントロ−ラ部１８とを備
えたものである。そして、コントロ−ラ部１８は、車速
等に基づき目標変速比を算出し、この目標変速比と実変
速比との偏差に基づき変速比変更信号を出力することに
よりフィードバック制御を実行するとともに、有段手動
変速モードが選択された場合、フィードバック制御より
も大きい操作量の変速比変更信号を一時的に出力するこ
とによりフィードフォワード制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段自動変速モー
ドと有段手動変速モードとを運転者が選択可能な無段変
速機に関し、詳しくは、この無段変速機を制御するため
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無段自動変速モードでは、変速比が無段
階で自動的に変化するので、変速ショックが無く、かつ
燃費も良い。一方、有段手動変速モードでは、運転者が
所定の変速比を選べるので、運転者の意志によって登坂
時や加速時に車輪駆動トルクを大きくしたり、降坂時に
エンジンブレーキを効かせたりすることができる。

【０００３】従来、無段自動変速モードと有段手動変速
モードとで、変速の応答性については差が無かった。つ
まり、無段変速機の特長を生かすために、有段手動変速
モードで所定の変速比を選んでも、変速ショックが起こ
らないように緩慢に変速されるようになっていた。しか
しながら、運転者の多くは、多少の変速ショックが起き
ても迅速な変速を期待しがちであるので、少なからぬ不
満を抱いていた。

【０００４】この問題を解決するための従来技術が、特
開平８−１７８０００号公報及び特開平９−５３７１２
号公報に開示されている。

【０００５】特開平８−１７８０００号公報では、無段
変速機の到達プーリ比と実プーリ比との偏差に応じて常
にフィードバック制御を行い、手動変速時には自動変速
時に比較してより大きなプーリ比増減分を付与する技術
が開示されている。特開平９−５３７１２号公報では、
目標回転数と入力回転数との偏差に応じて常にフィード
バック制御を行い、手動変速モードのフィードバックゲ
インを自動変速モードに比べて大きくする技術が開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術では、回転数や変速比の偏差を常にフィード
バックして変速応答時間を決定するため、フィードバッ
クゲインを大きくしすぎるとオーバーシュートが発生し
て乗り心地が悪くなる。したがって、フィードバックゲ
インを大きくすることにより、充分に短い変速応答時間
を実現することが極めて難しかった。なお、ここでいう
「変速応答時間」とは、手動変速モードにおいて目標変
速比が設定されてから実変速比がその目標変速比に達す
るまでの時間のことである。

【０００７】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、有段手動変速
モードにおいて充分に短い変速応答時間を簡単に実現す
ることができる、無段変速機の制御装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、変速比が無段
階で自動的に変化する無段自動変速モードと、運転者が
所定の変速比を選ぶ有段手動変速モードとを備え、実変
速比を目標変速比に一致させるようにフィードバック制
御を実行する無段変速機の制御装置において、有段手動
変速モードの場合に、フィードバック制御よりも大きい
操作量のフィードフォワード制御を一時的に実行するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】従来、有段手動変速モードにおいてフィー
ドバックゲインを大きくすることにより、変速応答時間
を短くしていた。しかし、フィードバックゲインを大き
くしすぎるとオーバーシュートが発生するため、充分に
短い変速応答時間を得ることが困難であった。これに対
し、本発明では、有段手動変速モードにおいてフィード
バック制御よりも大きい操作量のフィードフォワード制
御を一時的に実行することにより、オーバーシュートを
発生させることなく、充分に短い変速応答時間が容易に
得られる。なぜなら、フィードバックゲインを単純に大
きくするのではなく、フィードバック制御にフィードフ
ォワード制御を加味するという簡単な構成で、操作量を
複雑に変化させることができるからである。

【００１０】より具体化した本発明に係る無段変速機の
制御装置は、車速、スロットル開度、実変速比等を検出
するセンサ部と、無段自動変速モードと有段手動変速モ
ードとのどちらか一方及び予め設定された複数の変速比
のうちのいずれか一つを運転者が選択する運転者選択部
と、変速比可変機構を変速比変更信号に基づき駆動する
アクチュエータ部と、センサ部及び運転者選択部とアク
チュエータ部との間に設けられたコントロ−ラ部とを備
えたものである。そして、コントロ−ラ部は、車速、ス
ロットル開度等に基づき目標変速比を設定し、この目標
変速比と実変速比との偏差に基づき変速比変更信号を出
力することによりフィードバック制御を実行するととも
に、有段手動変速モードが選択された場合、フィードバ
ック制御よりも大きい操作量の変速比変更信号を一時的
に出力することによりフィードフォワード制御を実行す
る。

【００１１】センサ部で検出された車速、スロットル開
度、実変速比等、並びに運転者選択部で選択された無段
自動変速モード又は有段手動変速モード及び変速比は、
コントロ−ラ部へ出力される。コントロ−ラ部は、これ
らのデータから得られた目標変速比と実変速比との偏差
に基づき、フィードバック制御用の変速比変更信号をア
クチュエータ部へ出力する。一方、コントロ−ラ部は、
有段手動変速モードが選択された場合、フィードバック
制御よりも大きい操作量のフィードフォワード制御用の
変速比変更信号を一時的にアクチュエータ部へ出力す
る。これにより、フィードバック制御にフィードフォワ
ード制御を付加するという簡単な構成でありながら、操
作量を複雑に変化させることができるので、オーバーシ
ュートを発生させることなく、充分に短い変速応答時間
が容易に得られる。

【００１２】また、ここでいう「一時的」とは、運転者
が前記変速比を変更してから一定時間経過するまで、と
することが好ましい。この場合は、実変速比が目標変速
比に一致する前にフィードフォワード制御を確実に終了
させることができるので、オーバーシュートの発生をよ
り容易に防止できる。この一定時間を変速比が低いほど
短くすれば、より確実にオーバーシュートの発生を防止
できる。なぜなら、変速比が低いほど変速応答時間が短
くて済むからである。また、「一時的」とは、運転者が
前記変速比を変更してから偏差が一定以下になるまでと
してもよい。

【００１３】更に、フィードフォワード制御の操作量を
変速比が低いほど小さくすれば、より確実にオーバーシ
ュートの発生を防止できる。なぜなら、変速比が低いほ
ど変速応答時間が短くて済むからである。なお、ここで
いう「変速比が低い」とはいわゆるギヤ比がロー側のこ
とであり、「変速比が高い」とはいわゆるギヤ比がハイ
側のことである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る無段変速機
の制御装置の第一実施形態を示すブロック図である。以
下、この図面に基づき説明する。

【００１５】本実施形態の無段変速機（図２参照）の制
御装置１０は、車速、スロットル開度、実変速比等を検
出するセンサ部１２と、無段自動変速モードと有段手動
変速モードとのどちらか一方及び予め設定された複数の
変速比のうちのいずれか一つを運転者が選択する運転者
選択部１４と、変速比可変機構（図２参照）を変速比変
更信号に基づき駆動するアクチュエータ部としてのモー
タ１６と、センサ部１２及び運転者選択部１４とモータ
１６との間に設けられたコントロ−ラ部１８とを備えた
ものである。そして、コントロ−ラ部１８は、車速、ス
ロットル開度等に基づき目標変速比を算出し、この目標
変速比と実変速比との偏差に基づき変速比変更信号を出
力することによりフィードバック制御を実行するととも
に、有段手動変速モードが選択された場合、フィードバ
ック制御よりも大きい操作量の変速比変更信号を一時的
に出力することによりフィードフォワード制御を実行す
る。

【００１６】センサ部１２は、車速を検出する車速セン
サ１２１と、実変速比を検出するエンジン回転数センサ
１２２及びセカンダリプーリ回転数センサ１２３と、ス
ロットル開度センサ１２４とを備えている。実変速比
は、エンジン回転数とセカンダリプーリ回転数との関係
から一義的に定まる。ここでいう「回転数」とは、単位
時間当たりの回転数すなわち回転速度のことである。

【００１７】運転者選択部１４は、変速比を低くするた
めのダウンシフトスイッチ１４１と、変速比を高くする
ためのアップシフトスイッチ１４２と、無段自動変速モ
ードと有段手動変速モードとのどちらか一方を選択する
ためのマニュアルモードスイッチ１４３とを備えてい
る。ダウンシフトスイッチ１４１は一回押すごとに変速
比が一段ずつ低くなる。アップシフトスイッチ１４２は
一回押すごとに変速比が一段ずつ高くなる。マニュアル
モードスイッチ１４３は、オンになると有段手動変速モ
ードが設定され、オフになると無段自動変速モードが設
定される。モータ１６は、例えばブラシレス直流モータ
である。

【００１８】コントロ−ラ部１８は、フィードフォワー
ド値設定手段１８１、フィードバック値設定手段１８
２、手動変速判定手段１８３、モータ駆動デューティ設
定手段１８４、モータ駆動回路１８５等を備えている。
フィードフォワード値設定手段１８１、フィードバック
値設定手段１８２、手動変速判定手段１８３及びモータ
駆動デューティ設定手段１８４は、例えばマイクロコン
ピュータ及びそのプログラムによって実現されている。
フィードフォワード値設定手段１８１は、マニュアルモ
ードスイッチ１４３がオンの場合に、ダウンシフトスイ
ッチ１４１及びアップシフトスイッチ１４２で選択され
た変速比に基づきフィードフォワード値を設定する。フ
ィードバック値設定手段１８２は、車速、スロットル開
度等に基づき目標変速比を算出し、この目標変速比と実
変速比との偏差に基づきフィードバック値を設定する。
手動変速判定手段１８３は、ダウンシフトスイッチ１４
１、アップシフトスイッチ１４２及びマニュアルモード
スイッチ１４３の状態により有段手動変速モード及び変
速比が選択されているか否か判定する。モータ駆動デュ
ーティ算出手段１８４は、手動変速判定手段１８３での
判定結果に応じて、フィードバック値設定手段１８２で
設定されたフィードバック値をモータ駆動デューティと
する、又は、一定時間、フィードフォワード値設定手段
１８１で設定されたフィードフォワ−ド値をモータ駆動
デューティとする。このモータ駆動デューティは、デュ
ーティサイクルに対応した直流電圧値である。モータ駆
動回路１８５は、例えば三角波発生器、比較器、パワー
トランジスタ等からなる一般的なＰＷＭ方式制御回路で
あり、前述した変速比変更信号をモータ１６へ出力す
る。

【００１９】次に、制御装置１０の動作を概略的に説明
する。

【００２０】センサ部１２で検出された車速、スロット
ル開度、実変速比等、並びに運転者選択部で選択された
無段自動変速モード又は有段手動変速モード及び変速比
は、コントロ−ラ部１８へ出力される。コントロ−ラ部
１８は、これらのデータから得られた目標変速比と実変
速比との偏差に基づき、フィードバック制御用の変速比
変更信号をモータ１６へ出力する。一方、コントロ−ラ
部１８は、有段手動変速モードが選択された場合、フィ
ードバック制御よりも大きい操作量のフィードフォワー
ド制御用の変速比変更信号を一時的にモータ１６へ出力
する。これにより、フィードバック制御にフィードフォ
ワード制御を付加するという簡単な構成でありながら、
操作量を複雑に変化させることができるので、オーバー
シュートを発生させることなく、充分に短い変速応答時
間が容易に得られる。

【００２１】図２は、図１の制御装置が搭載された無段
自動変速機を示すブロック図である。以下、この図面に
基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を
付すことにより説明を省略する。

【００２２】無段自動変速機２０は、自動二輪車用であ
る。エンジン２１の出力は、エンジン２１→プライマリ
プーリ２２→Ｖベルト２４→セカンダリプーリ２６→ク
ラッチ２８→リアタイヤ３０と伝達される。エンジン回
転数はエンジン回転数センサ１２２により検出され、セ
カンダリプーリ回転数はセカンダリプーリ回転センサ１
２３により検出され、車輪回転数（車速）は車速センサ
１２１によって検出され、それぞれコントロ−ラ部１８
に入力される。そして、コントロ−ラ部１８からモータ
１６へ制御信号（変速比変更信号）が出力される。その
結果、モータ１６が回転してプライマリプーリ２２のプ
ーリ幅を変更することにより、変速比が変更される。

【００２３】変速比可変機構３２は、プライマリプーリ
２２、Ｖベルト２４、セカンダリプーリ２６及びその付
随物からなる一般的なものである。例えば、モータ１６
によってプライマリプーリ２２のプーリ幅を広くする
と、Ｖベルト２４に対するプライマリプーリ２２のプー
リ径が小さくなる。すると、Ｖベルト２４の長さは一定
であり、かつセカンダリプーリ２６には一定のクランプ
力が付勢されていることにより、セカンダリプーリ２６
のプーリ幅が自動的に狭くなる、すなわちＶベルト２４
に対するセカンダリプーリ２６のプーリ径が自動的に大
きくなる。その結果、変速比が小さくなる、すなわち変
速比がハイ側になる。

【００２４】マニュアルモードスイッチ１４３がオフの
状態では無段自動変速モードが選択され、マニュアルモ
ードスイッチ１４３がオンの状態では有段手動変速モー
ドが選択される。有段手動変速モードのとき、アップシ
フトスイッチ１４２が所定時間オンした場合はアップシ
フトが実行され、ダウンシフトスイッチ１４１が所定時
間オンした場合はダウンシフトが実行される。

【００２５】図３は、図１の制御装置の動作を示すフロ
ーチャートである。以下、図１乃至図３に基づき制御装
置１０の動作を詳細に説明する。

【００２６】本処理は、コントロール部１８の各手段の
動作の組み合わせからなり、一定周期毎に起動されるル
ーチンである。まず、フィードバック値を算出し（ステ
ップ１００）、続いて変速モードを判定する（ステップ
１０１）。有段手動変速モードの場合は、フィードフォ
ワード制御を実行するために、シフト操作（変速要求）
があったか否かを判断する（ステップ１０３）。一方、
無段自動変速モードの場合は、フィードバック制御を実
行するために、ステップ１０９へ進む。

【００２７】シフト操作があった場合は、カウンタのプ
リセットを行い（ステップ１０４）、フィードフォワー
ド値を設定し（ステップ１０５）、カウンタの状態を判
定する（ステップ１０６）。シフト操作がなかった場合
は、直接、カウンタの状態を判定する（ステップ１０
６）。カウンタが０である場合は、フィードフォワード
制御が終了したので、フィードバック制御を実行するた
めにステップ１０９へ進む。カウンタが０でない場合
は、フィードフォワード制御が継続中であるので、フィ
ードフォワ−ド（Ｆ／Ｆ）値とフィードバック（Ｆ／
Ｂ）値とを比較する（ステップ１０７）。

【００２８】フィードフォワード値の方が大きければ、
フィードフォワード制御を実行するために、フィードフ
ォワード値をモータ駆動デューティへ格納して（ステッ
プ１０８）、カウンタのデクリメントを行い（ステップ
１１０）、リターンへ進む。一方、フィードバック値の
方が大きければ、フィードバック制御を実行するため
に、フィードバック値をモータ駆動デューティへ格納し
て（ステップ１０９）、カウンタのデクリメントを行い
（ステップ１１０）、リターンへ進む。

【００２９】図４は、図３の制御装置の動作におけるタ
イムチャートである。以下、この図に基づき制御装置の
動作を説明する。

【００３０】ｔ＝ｔ０の時に変速要求（シフト操作）が
発生したとすると、これにより目標変速比が瞬間的に変
化する。この時、カウンタのプリセット値を設定すると
ともに、フィードフォワード値を設定する。以後、カウ
ンタは一定周期毎にデクリメントされる。ｔ０＜ｔ＜ｔ
１の時間は、モータ駆動デューティとしてフィードフォ
ワード値を選択することにより、フィードフォワード制
御を実行する。

【００３１】ｔ＝ｔ１の時に、カウンタ＝０となる。こ
れ以降、変速比偏差＝０となるまでフィードバック制御
を実行する。ｔ１＜ｔ＜ｔ２の時間は、モータ駆動デュ
ーティとしてフィードバック値を選択することにより、
フィードバック制御を実行する。

【００３２】ｔ＝ｔ２の時に、目標変速比＝実変速比
（偏差＝０）となることにより、変速比制御が終了す
る。以上のとおり、無段自動変速モード及び有段手動変
速モードにおける変速制御は目標変速比と実変速比との
偏差に応じてフィードバック制御を行うが、有段手動変
速モード時には所定時間フードフォワード制御を行うこ
とにより変速応答を高めている。

【００３３】図５及び図６は本発明に係る無段変速機の
制御装置の第二実施形態を示し、図５がフローチャー
ト、図６が図表である。以下、これらの図面に基づき説
明する。ただし、図５において図３と同じ部分は同じ符
号を付すことにより説明を省略する。

【００３４】本実施形態では、図５に示すステップ２０
１において、カウンタプリセット値及びフィードフォワ
ード値を変速段ごとに変えている。変速段ごとに予め設
定されたカウンタプリセット値及びフィードフォワード
値の一例を図６に示す。変速段が低いほどカウンタプリ
セット値又はフィードフォワード値を小さくすれば、よ
り確実にオーバーシュートの発生を防止できる。なぜな
ら、変速段が低いほど変速応答時間が短くて済むからで
ある。また、カウンタプリセット値及びフィードフォワ
ード値は、アップシフトとダウンシフトとで目標変速比
となる変速段が同じでも、アップシフトよりもダウンシ
フトの方を小さくすれば、より確実にオーバーシュート
の発生を防止できる。なぜなら、変速段が同じでもアッ
プシフトよりもダウンシフトの方が変速応答時間が短く
て済むからである。

【００３５】なお、言うまでもないが、本発明は上記実
施形態に限定されることはない。例えば、無段変速機は
トロイダル型等でもよく、アクチュエータ部は油圧を用
いたもの等でもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る無段変速機の制御装置によ
れば、有段手動変速モードの場合にフィードバック制御
よりも大きい操作量のフィードフォワード制御を一時的
に実行することにより、フィードバック制御だけでは得
られない変速応答特性を実現できるので、オーバーシュ
ートを起こすことなく変速応答時間を容易に短縮でき
る。

【００３７】また、運転者が変速比を変更してから一定
時間経過するまでフィードフォワード制御を実行するこ
とにより、実変速比が目標変速比に一致する前にフィー
ドフォワード制御を確実に終了させることができるの
で、オーバーシュートの発生をより容易に防止できる。

【００３８】更に、フィードフォワード制御を実行する
一定時間を変速比が低いほど短くすることにより、又は
フィードフォワード制御の操作量を変速比が低いほど小
さくすることにより、より確実にオーバーシュートの発
生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無段変速機の制御装置の第一実施
形態を示すブロック図である。

【図２】図１の制御装置が搭載された無段自動変速機を
示すブロック図である。

【図３】図１の制御装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】図３の制御装置の動作におけるタイムチャート
である。

【図５】本発明に係る無段変速機の制御装置の第二実施
形態における動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明に係る無段変速機の制御装置の第二実施
形態における、変速段ごとに予め設定されたカウンタプ
リセット値及びフィードフォワード値の一例を示す図表
である。

【符号の説明】

１０制御装置１２センサ部１２１車速センサ１２２エンジン回転数センサ１２３セカンダリプーリ回転数センサ１２４スロットル開度センサ１４運転者選択部１４１ダウンシフトスイッチ１４２アップシフトスイッチ１４３マニュアルモードスイッチ１６モータ（アクチュエータ部）１８コントロ−ラ部１８１フィードフォワード値設定手段１８２フィードバック値設定手段１８３手動変速判定手段１８４モータ駆動デューティ設定手段１８５モータ駆動回路２０無段変速機３２変速比可変機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 59:70 Ｆ１６Ｈ 59:70 63:06 63:06 Ｆターム(参考） 3J552 MA07 MA09 MA13 MA15 MA18 NA08 NB01 PA20 PA55 QA24C QB07 RA12 RA28 SA35 SB02 TA01 TA06 TB02 VA70Z VB01Z VC01Z VC03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速比が無段階で自動的に変化する無段
自動変速モードと、運転者が所定の変速比を選ぶ有段手
動変速モードとを備え、実変速比を目標変速比に一致さ
せるようにフィードバック制御を実行する無段変速機の
制御装置において、前記有段手動変速モードの場合に、前記フィードバック
制御よりも大きい操作量のフィードフォワード制御を一
時的に実行することを特徴とする無段変速機の制御装
置。
【請求項２】車速、スロットル開度、実変速比等を検
出するセンサ部と、前記無段自動変速モードと前記有段
手動変速モードとのどちらか一方及び予め設定された複
数の変速比のうちのいずれか一つを運転者が選択する運
転者選択部と、変速比可変機構を変速比変更信号に基づ
き駆動するアクチュエータ部と、前記センサ部及び前記
運転者選択部と前記アクチュエータ部との間に設けられ
たコントロ−ラ部とを備え、前記コントロ−ラ部は、前記車速、スロットル開度等に基づき目標変速比を設定
し、この目標変速比と前記実変速比との偏差に基づき前
記変速比変更信号を出力することにより前記フィードバ
ック制御を実行するとともに、前記有段手動変速モードが選択された場合、前記フィー
ドバック制御よりも大きい操作量の前記変速比変更信号
を一時的に出力することにより前記フィードフォワード
制御を実行する、請求項１記載の無段変速機の制御装置。
【請求項３】前記一時的とは、運転者が前記変速比を
変更してから一定時間経過するまでである、請求項１又は２記載の無段変速機の制御装置。
【請求項４】前記一定時間は前記変速比が低いほど短
い、請求項３記載の無段変速機の制御装置。
【請求項５】前記フィードフォワード制御の操作量は
前記変速比が低いほど小さい、請求項１、２、３又は４記載の無段変速機の制御装置。