JP2003014102A

JP2003014102A - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP2003014102A
Application number: JP2001194308A
Authority: JP
Inventors: Atsufumi Kobayashi; 淳文小林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP3903748B2

Abstract

(57)【要約】【課題】定常走行や追従走行を目的とした走行中に変
速に伴うエンジン回転数の必要以上の増減を防止し、運
転者に与える違和感を低減する。【解決手段】アクセル開度を含む車両の走行条件を検
出する手段５〜７と、車両の走行条件に基づいて目標変
速比を設定する手段１と、目標変速比に基づいて無段変
速機１７の変速比を操作する変速比操作手段とを備える
無段変速機の変速制御装置において、定常走行中、アク
セル開度の変化に対して、該変化が小さく所定範囲内の
ときは、変速比を変えずに固定する変速比固定手段を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の無段変速
機の変速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機の変速制御においては、スロ
ットル開度（アクセル開度）と車速等から目標変速比つ
まり目標となるプライマリ回転数（無段変速機の入力回
転数）を定め、実際のプライマリ回転数が目標として定
めたプライマリ回転数に一致するように変速比を変化さ
せるようにしている。

【０００３】この目標のプライマリ回転数はスロットル
開度が小さくエンジン負荷のそれほど大きくない領域で
は小さく、スロットル開度が大きくエンジン負荷が大き
い領域では大きくなるように設定しており、このため、
走行中にアクセルペダルを踏込んだり解放したりする
と、スロットル開度の変化に連動して目標プライマリ回
転数が変化し、結果エンジン回転数が変化する。

【０００４】即ち、アクセルペダルの踏み込みと解放が
繰り返されるような走行状態では、アクセルペダルを踏
込むと、変速比を大きくするように目標プライマリ回転
数を大きくする分、エンジン回転数が増加し、アクセル
ペダルを解放すると、変速比を小さくするように目標プ
ライマリ回転数を小さくする分、エンジン回転数が減少
するため、運転者に違和感を与えると共に、エンジン騒
音の点でも影響があった。

【０００５】そこで、例えば特開平７−７１５５６号公
報の無段変速機の変速制御装置のように、登坂路走行時
において、勾配負荷に対応した値に目標プライマリ回転
数の最小値を制限する、即ち、登坂路走行時には勾配負
荷に基づいて変速比を大きくすることによって、登坂路
走行中アクセルペダルの踏み込みと解放とを繰り返して
も、エンジン回転数が必要以上に増減することなく、違
和感を低減できると共に、アクセル解放からアクセルペ
ダルを踏込んでもエンジン回転数の必要以上の増加を防
止できるようにしたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術にあっても、定常走行時や前車追従走行時
における軽度のアクセルペダルの操作に対しては、アク
セルの踏込み、戻しに伴いエンジン回転数が必要以上に
変化して、違和感を与えると共にエンジン騒音が問題と
して残っていた。

【０００７】本発明は上記課題を鑑みてなされたもの
で、定常走行や追従走行を目的とした走行中に変速に伴
うエンジン回転数の必要以上の増減を防止し、運転者に
与える違和感を低減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、アクセル
開度を含む車両の走行条件を検出する手段と、車両の走
行条件に基づいて目標変速比を設定する手段と、目標変
速比に基づいて無段変速機の変速比を操作する変速比操
作手段とを備える無段変速機の変速制御装置において、
定常走行中、アクセル開度の変化に対して、該変化が小
さく所定範囲内のときは、変速比を変えずに固定する変
速比固定手段を備える。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、前記
変速比の固定後、アクセル開度の変化が所定範囲を超え
たときに、変速を開始する。

【００１０】第３の発明は、第１の発明において、前記
変速比の固定に対して、エンジンの等燃費ラインに基づ
き、変速した場合に比べて燃費が悪化する場合は、変速
を行う。

【００１１】第４の発明は、第１の発明において、前記
変速比の固定後、走行抵抗が変化したときは、変速比の
固定を解除する。

【００１２】

【発明の効果】第１の発明によれば、定常走行時や前車
追従走行時における軽度のアクセルペダルの操作に対し
て、エンジン回転数の必要以上の増減を防止でき、エン
ジン騒音ならびに運転者に与える違和感を低減すること
ができる。

【００１３】第２の発明によれば、アクセルの所定以上
の踏み込みによって、エンジン回転数の上昇と共に力強
い加速を得ることができ、所定以上の戻しによって、エ
ンジン回転数は速やかに低下する。

【００１４】第３の発明によれば、燃費の悪化を防止で
きる。

【００１５】第４の発明によれば、変速比を固定した
後、登坂路走行等に入った場合に、運転性能、動力性能
の悪化を防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１〜図３に本発明の一実施形態を示し、
図１は車両用のＶベルト式無段変速機の変速制御装置の
概略構成図、図２は油圧コントロールバルブ３の概略構
成図、図３はＣＶＴコントロールユニット１の制御内容
を示すフローチャートである。

【００１８】図１において、無段変速機（ＣＶＴ）１７
はロックアップクラッチ１１を備えたトルクコンバータ
１２を介して図示しないエンジンに連結されており、一
対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１６
と、駆動軸（出力軸）に連結されたセカンダリプーリ２
６を備え、これら一対の可変プーリ１６、２６はＶベル
ト２４によって連結されている。

【００１９】プライマリプーリ１６は、トルクコンバー
タ１２の出力軸と一体となって回転する固定円錐板１８
と、固定円錐板１８と対向配置されてＶ字状のプーリ溝
を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室２０
へ作用する油圧（プライマリプーリ油圧）によって軸方
向へ変位可能な可動円錐板２２から構成される。

【００２０】一方、セカンダリプーリ２６は出力軸側に
設けられており、この出力軸と一体となって回転する固
定円錐板３０と、この固定円錐板３０と対向配置されて
Ｖ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプー
リシリンダ室３２へ作用する油圧（セカンダリ油圧）に
応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板３４から構成され
る。なお、プライマリプーリシリンダ室２０は、セカン
ダリプーリシリンダ室３２よりも大きな受圧面積を有し
ている。

【００２１】エンジンから入力された駆動トルクは、ト
ルクコンバータ１２を介して無段変速機１７へ入力さ
れ、プライマリプーリ１６からＶベルト２４を介してセ
カンダリプーリ２６へ伝達される。

【００２２】上記のような動力伝達の際に、プライマリ
プーリ１６の可動円錐板２２及びセカンダリプーリ２６
の可動円錐板３４を軸方向へ変位させて、Ｖベルト２４
との接触半径を変更することにより、プライマリプーリ
１６とセカンダリプーリ２６との変速比、すなわち変速
比ｉＰを連続的に変更することができる。

【００２３】例えば、プライマリプーリ１６のＶ字状プ
ーリ溝の幅を拡大すれば、セカンダリプーリ２６とＶベ
ルト２４の接触半径は大きくなるので、変速比はＬｏ側
へ大きくなる一方、可動円錐板２２及び３４をこの逆方
向へ変位させれば変速比はＨｉ側に変化して小さな値に
設定される。

【００２４】そして、無段変速機１７の変速比及びＶベ
ルト２４の接触摩擦力は油圧コントロールバルブ３によ
って制御され、油圧コントロールバルブ３には、図２に
示すように、ＣＶＴコントロールユニット１からの目標
変速比に応じて変速指令弁６８のスプール６８ａを、ラ
ックアンドピニオン６５、６６を介して駆動するステッ
プモータ６４と、一端に変速指令弁６８のスプール６８
ａを連結する一方、他端でプライマリプーリ１６の可動
円錐板２２の軸方向変位をフィードバックするフィード
バック部材７１と連結した変速リンク６７を揺動自由に
支持し、この変速リンク６７の途中にプライマリプーリ
１６のシリンダ室２０への油圧を制御する変速制御弁６
３等が収装されている。なお、フィードバック部材７１
の他端には、ライン圧を調整するライン圧制御弁６０が
連結される。

【００２５】上記油圧コントロールバルブ３の構成は、
本願出願人が提案した特開昭６１−１０５３５３号と同
様のものである。

【００２６】ＣＶＴコントロールユニット１は、運転者
の要求を含む車両の走行条件に基づいて、即ち、無段変
速機１７のプライマリプーリ１６の回転数Ｎpri（入力
軸回転数）を検出するプライマリプーリ回転数センサ
６、セカンダリプーリ２６の回転数Ｎsec（出力軸回転
数）を検出するセカンダリプーリ回転数センサ７からの
信号と、インヒビタースイッチ８からのシフト位置と、
運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量に応じた
スロットル開度センサ５からのスロットル開度（または
アクセル開度センサからのアクセル開度）ＴＶＯを読み
込むとともに、図示しないエンジンの回転数センサ、図
示しないアイドルスイッチや切換検出スイッチなどから
の信号を読み込んで、これらの信号に基づいて、変速比
ｉＰを可変制御している。なお、本実施形態では、セカ
ンダリ回転数Ｎsecを車速ＶＳＰとして読み込む。

【００２７】このような、プライマリプーリ１６とセカ
ンダリプーリ２６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる変
速比制御は、プライマリプーリシリンダ室２０への油圧
制御によって行われ、図２に示すように、油圧コントロ
ールバルブ３の変速制御弁６３を駆動するステップモー
タ６４を制御することで行われる。

【００２８】ステップモータ６４は、変速リンク６７を
介してＣＶＴコントロールユニット１からの指令（変速
比指令値ｉＰ）に応じて変速制御弁６３を駆動し、プラ
イマリプーリ１６のシリンダ室２０に供給される油圧を
調整することで実変速比ｉＰＲを目標変速比ｉＰtrに一
致させるよう制御する。

【００２９】ステップモータ６４はピニオン６６を介し
て変速指令弁６８のスプール６８ａに形成したラック６
５と歯合しており、このラック６５は所定のレバー比ｉ
_Lの変速リンク６７の一端に連結される。そして、この
変速リンク６７の途中には変速制御弁６３のスプール６
３ａが連結されて、ランド６３ｂの変位に応じてプライ
マリポート６３Ｐがタンクポート６３Ｔまたはライン圧
ポート６３Ｌに接続されるとともに、変速リンク６７の
他端には可動円錐板２２の軸方向の変位に応動するフィ
ードバック部材７１が連結される。

【００３０】フィードバック部材７１は、一端を可動円
錐板２２の外周２２ａと軸方向で係合するとともに、所
定の位置にはライン圧制御弁６０のスプール６０ａが連
結され、ステップモータ６４の変位と、実際の変速比と
なる可動円錐板２２の変位に応じて変速制御弁６３及び
ライン圧制御弁６０を駆動する。

【００３１】変速制御弁６３は、ステップモータ６４の
駆動量（回転位置＝角位置θ）に応じて、プライマリプ
ーリ１６のシリンダ室２０への供給油圧を制御し、ラッ
ク６５の図中左方向への変位によって、図２のプライマ
リポート６３Ｐとライン圧ポート６３Ｌを連通してプラ
イマリプーリ１６のシリンダ室２０への供給油圧を増大
し、Ｈｉ側への変速を行う一方、同じく右方向への変位
によってプライマリポート６３Ｐをタンクポート６３Ｔ
に連通することでシリンダ室２０の油圧を低減してＬｏ
側へ変速を行う。なお、セカンダリプーリ２６のシリン
ダ室３２には変速制御弁３６のポート６３Ｓを介して常
時ライン圧が供給される。

【００３２】次に、ＣＶＴコントロールユニット１で行
われる変速制御について、図３のフローチャートを参照
しながら説明する。

【００３３】まず、ステップＳ１では、スロットル開度
ＴＶＯと、無段変速機１７の入力軸回転数Ｎpriと、車
速ＶＳＰ等を読み込む。

【００３４】ステップＳ１２では、無段変速機１７の入
力軸回転数Ｎpriと車速ＶＳＰから次式より実変速比ｉ
ＰＲを演算する。

【００３５】ｉＰＲ＝Ｎpri／ＶＳＰステップＳ１３では、スロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳ
Ｐから無段変速機１７の目標入力軸回転数Ｎtpriを演算
する。これは、ステップ枠内に示すように、スロットル
開度ＴＶＯをパラメータとして車速ＶＳＰに応じた目標
入力軸回転数Ｎtpriを予め設定したマップなどから算出
する。

【００３６】ステップＳ１４では、無段変速機１７の目
標入力軸回転数Ｎtpriと車速ＶＳＰから次式より目標変
速比ｉＰtrを演算する。

【００３７】ｉＰtrＲ＝Ｎtpri／ＶＳＰステップＳ１５では、スロットル開度ＴＶＯの変化量｜
ΔＴＶＯ＝今回のＴＶＯ−前回のＴＶＯ｜が所定値γ未
満かどうか、つまりアクセル開度の変化が少ないかどう
かを判定する。

【００３８】ステップＳ１６では、車速ＶＳＰの変化量
｜ΔＶＳＰ｜が所定値β未満かどうか、つまり定常走行
状態かどうかを判定する。

【００３９】スロットル開度ＴＶＯの変化量｜ΔＴＶＯ
｜が所定値γ以上のとき、あるいは定常走行状態にない
ときは、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１４で算出
した目標変速比ｉＰtrを変速比指令値ｉＰに設定して、
通常の変速を行う。

【００４０】一方、スロットル開度ＴＶＯの変化量｜Δ
ＴＶＯ｜が所定値γ未満の定常走行状態のときは、ステ
ップＳ１８に進み、変速比の固定制御中かどうかを示す
固定フラグＦを見る。

【００４１】変速比の固定制御中にない（Ｆ≠１）とき
は、ステップＳ２０に進み、変速比の固定制御中（Ｆ＝
１）のときは、ステップＳ１９（後述する）に進む。

【００４２】ステップＳ２０では、図４に示すように等
燃費率線に基づいて、スロットル開度ＴＶＯの微少な変
化（所定値γ未満）に対して、変速比を固定した場合と
目標変速比ｉＰtrへの変速を行った場合での燃費を比較
する。

【００４３】即ち、今回のエンジントルクＴe（＝スロ
ットル開度ＴＶＯ）に対して、変速比を固定した場合
は、エンジントルクＴeの増減に基づく車速ＶＳＰの増
減に伴って無段変速機１７の入力軸回転数Ｎpriつまり
エンジン回転数Ｎeが増減（微少）するのに対して、変
速を行った場合は、変速によってエンジン回転数Ｎeが
増減（変速比を固定したとき以上）するが、等燃費率線
に基づき、今回のエンジントルクＴeおよびエンジン回
転数Ｎe（現在値）に対して、いずれの場合が燃費が良
いかを判定する。図４に示すように、例えばスロットル
開度ＴＶＯが増加したときにＡの状態にあれば、エンジ
ン回転数Ｎeを上昇した方が燃費が良いため、変速を行
う。また、例えばスロットル開度ＴＶＯが増加したとき
にＢの状態にあれば、エンジン回転数Ｎeを上昇しない
方が燃費が良いため、変速を行わない。

【００４４】変速比の固定によって燃費が悪化する場合
は、ステップＳ２１からステップＳ１７に進み、ステッ
プＳ１４で算出した目標変速比ｉＰtrを変速比指令値ｉ
Ｐに設定して、通常の変速を行う。

【００４５】変速比の固定によって燃費が悪化しない場
合は、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、変速
比の固定制御中かどうかを示す固定フラグＦを見る。

【００４６】変速比の固定制御に入っていなければ、ス
テップＳ２３にて固定フラグＦを立て（Ｆ＝１）、ステ
ップＳ２４にて前回のスロットル開度ＴＶＯ_n-1を固定
時スロットル開度ＴＶＯｍとして記憶して、ステップＳ
２５に入る。

【００４７】変速比の固定制御中であれば、ステップＳ
２１からステップＳ２５に入る。

【００４８】ステップＳ２５では、変速比を固定するよ
うに、前回の実変速比ｉＰＲ_n-1を変速比指令値ｉＰに
設定する。

【００４９】変速比を固定した後（固定フラグＦを立て
た後）、ステップＳ１８からステップＳ１９に進むと、
スロットル開度ＴＶＯの前記固定時スロットル開度ＴＶ
Ｏｍに対する変化量｜今回のＴＶＯ−ＴＶＯｍ｜が所定
値αを超えたかどうかを判定する。

【００５０】この変化量｜今回のＴＶＯ−ＴＶＯｍ｜が
所定値αを超えた場合、変速比の固定制御を終了してス
テップＳ１７に進み、ステップＳ１４で算出した目標変
速比ｉＰtrを変速比指令値ｉＰに設定して、通常の変速
を行う。

【００５１】なお、ステップＳ１７では、固定フラグＦ
をクリア（Ｆ＝０）する。

【００５２】このように、定常走行状態の場合、スロッ
トル開度の変化量が所定値未満のときは、変速比を固定
する。

【００５３】即ち、アクセルペダルの軽度の踏み込みに
対して、変速を行うと、変速比を大きくする分、エンジ
ン回転数が上昇するが、変速比を固定するので、エンジ
ン回転数の上昇は車速の増加に伴う分のみとなる。

【００５４】また、アクセルペダルの軽度の戻しに対し
て、変速を行うと、変速比を小さくする分、エンジン回
転数が下降するが、変速比を固定するので、エンジン回
転数が下降しすぎることはない。

【００５５】したがって、定常走行時や前車追従走行時
における軽度のアクセルペダルの操作に対して、エンジ
ン回転数の必要以上の増減を防止でき、エンジン騒音な
らびに運転者に与える違和感を低減することができる。

【００５６】また、スロットル開度の変化量が所定値以
上のとき、ならびに変速比の固定後、スロットル開度の
変化量が所定値以上になったときは、変速を行う。

【００５７】即ち、アクセルペダルを所定量以上踏み込
むと、変速比を大きくするので、エンジン回転数の上昇
と共に力強い加速を得ることができる。

【００５８】また、アクセルペダルを所定量以上戻す
と、変速比を小さくするので、エンジン回転数は速やか
に低下する。

【００５９】図５、図６に定常走行中の軽度のアクセル
ペダルの踏み込みに対して、変速を行った場合と、変速
比を固定した場合（本発明）の特性を示す。

【００６０】図５のように、変速を行った場合、変速開
始まではエンジントルクでＧ（加速度）が出て、その後
変速に伴ってエンジン回転数が上昇すると共に、エンジ
ン回転のイナーシャ分、Ｇが減少し、その後ダウンシフ
ト分のＧが出る。また、ダウンシフト後、アップシフト
を行う。

【００６１】これに対して、図６のように、本発明は、
変速比（Ｒatio）が固定のため、微少なアクセルペダル
の操作に対しては、エンジントルクによってＧが発生し
て、車速が伸び、エンジン回転数の上昇は車速の増加に
伴う分のみとなっている。

【００６２】また、変速比の固定によって、変速した場
合に比べて燃費が悪化する場合は、変速比の固定を行わ
ないので、燃費の向上を図れる。

【００６３】また、変速比の固定は、スロットル開度の
変化量が所定値以上になったときに解除するようにして
いるが、この場合車速が図７のように通常の変速を行っ
たときの車速に一致したときに、変速比の固定を解除し
て、通常の変速に入るようにしても良い。図中、例えば
Ｄ点にて、スロットル開度が増加した場合、変速比を固
定したときはＤ→Ｆを、通常の変速を行うとＤ→Ｅ→Ｆ
を通り、そのＦ点で変速比の固定を解除する。

【００６４】このようにすれば、変速比の固定を滑らか
に解除できる。

【００６５】一方、スロットル開度、変速比、車速等か
ら車両の走行抵抗を求め、走行抵抗に基づき、無段変速
機１７の目標入力軸回転数を変更すると共に、前記変速
比を固定した後、走行抵抗が変化した場合は、変速比の
固定を解除して、変速を行うようにできる。

【００６６】このようにすれば、定常走行中あるいは変
速比を固定した後、登坂路走行等に入った場合に、走行
抵抗に応じた運転性能、動力性能を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】油圧コントロールバルブの概略構成図である。

【図３】制御内容を示すフローチャートである。

【図４】等燃費率線図である。

【図５】従来の特性図である。

【図６】本発明の特性図である。

【図７】動作線図である。

【符号の説明】

１ＣＶＴコントロールユニット３油圧コントロールバルブ５スロットル開度センサ６プライマリ回転数センサ７セカンダリ回転数センサ１７無段変速機６３変速制御弁６４ステップモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセル開度を含む車両の走行条件を検
出する手段と、車両の走行条件に基づいて目標変速比を
設定する手段と、目標変速比に基づいて無段変速機の変
速比を操作する変速比操作手段とを備える無段変速機の
変速制御装置において、定常走行中、アクセル開度の変化に対して、該変化が小
さく所定範囲内のときは、変速比を変えずに固定する変
速比固定手段を備えることを特徴とする無段変速機の変
速制御装置。
【請求項２】前記変速比の固定後、アクセル開度の変
化が所定範囲を超えたときに、変速を開始することを特
徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】前記変速比の固定に対して、エンジンの
等燃費ラインに基づき、変速した場合に比べて燃費が悪
化する場合は、変速を行うことを特徴とする請求項１に
記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】前記変速比の固定後、走行抵抗が変化し
たときは、変速比の固定を解除することを特徴とする請
求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。