JP2003329121A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段変速機が手動変速モードに設定された状
態のもとでエンジントルクの変動が発生しても変速ショ
ックを生じさせることなく、車両の走行フィーリングを
向上する。 【解決手段】 この無段変速機は、車両の走行状態に応
じて変速比を無段階に変速する自動変速モードと、変速
比を固定する手動変速モードとを備えており、手動変速
モードが選択された状態のもとで、トルクが急激に変化
したときには、選択された変速比の許容範囲内において
はフィードバック制御を行うことなく許容範囲を超えた
ときにフィードバック制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変速モードとして自
動変速モードと手動変速モードとを備えた無段変速機の
変速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両に用いられる無段変速
機としては、ベルト式やトロイダル式がある。ベルト式
無段変速機は、入力軸に設けられる入力側のプライマリ
プーリと、出力軸に設けられる出力側のセカンダリプー
リと、これらのプーリに掛け渡されるベルトやチェーン
などの動力伝達要素とを有し、それぞれのプーリの溝幅
を変化させて動力伝達要素の巻き付け径を変化させるこ
とによって、変速比を無段階に変化させて入力軸の回転
を出力軸に伝達することができる。

【０００３】このような無段変速機には、変速比を運転
状態に応じて連続的に制御する通常の自動変速モードに
加えて、運転者がマニュアルトランスミッション(MT)車
のように、変速段を任意に選択することができる手動変
速モードつまりマニュアルモードを備えたものがある。
自動変速モードと手動変速モードとの切り換えを行うた
めに、セレクトレバーにマニュアルモードスイッチが設
けられている。手動変速モードのもとでアップシフトと
ダウンシフトの選択を、セレクトレバーに設けられたア
ップシフト用とダウンシフト用のスイッチ操作により行
うようにしたり、セレクトレバーの操作により行うよう
にしている。セレクトレバーの操作により変速段の選択
を行うようにする場合には、セレクトレバーの移動軌跡
を案内する通常のシフトゲートに加えてマニュアルゲー
トを設け、マニュアルゲートにセレクトレバーを操作し
た状態でアップシフト側とダウンシフト側とのいずれか
にセレクトレバーを操作することにより変速段が選択さ
れる。

【０００４】ベルト式無段変速機にあっては、手動変速
モードが設定されるとベルトのプーリに対する巻き付け
径が所定の変速比に固定され、マニュアル変速機のよう
に変速特性が設定される。この手動変速モードでは、プ
ライマリプーリの目標回転数と実際のエンジン回転数と
の偏差を求め、所定の目標変速比に収束するように、偏
差分をフィードバックしてエンジン回転数を制御するよ
うにしている。このように、手動変速モードではエンジ
ン回転数、車速およびスロットル開度などにより求めら
れる運転状態に基づいて、所定の目標変速比に収束する
ように無段変速機はフィードバック制御されることにな
る。たとえば、特開平8-326858号公報は、変速比に応じ
て最終目標エンジン回転数をフィードバック制御するよ
うにした技術を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような手動変速モ
ードの制御下において、運転者がアクセルペダルを急激
に踏み込んだり、あるいは戻した場合にはエンジントル
クに急激な変化が起こり、この外乱に対して変速比を一
定に保つようにフィードバック制御が働くので、入力ト
ルクが増加すると変速比が一瞬低速段側に変化するため
プライマリプーリの回転が上がる。逆にトルクが急激に
抜けると変速比は一瞬高速段側に変化するためプライマ
リプーリの回転が下がる。このため、一時的に変速ショ
ックが生じることになる。

【０００６】本発明の目的は、無段変速機が手動変速モ
ードに設定された状態のもとでエンジントルクの変動が
発生しても変速ショックを生じさせることなく、車両の
走行フィーリングを向上することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の無段変速機の変
速制御装置は、入力側回転体と出力側回転体との間に動
力伝達要素を有し、車両の走行状態に応じて前記入力側
回転体と出力側回転体との変速比を無段階に変速する自
動変速モードと、変速比を固定する手動変速モードとを
備えた無段変速機の変速制御装置において、変速モード
を前記自動変速モードと前記手動変速モードとに切り換
えるモード切り換えスイッチと、前記手動変速モードが
選択された状態のもとで、選択された変速比の許容範囲
内においてはフィードバック制御を行うことなく前記許
容範囲を超えたときに前記フィードバック制御を行う制
御手段とを有することを特徴とする。

【０００８】本発明の無段変速機の変速制御装置は、エ
ンジンから前記入力側回転体に入力されるトルクを検出
するトルク検出手段を有し、前記変速比が許容範囲内の
もとでは前記トルクに応じて前記フィードバック制御を
行うか否かを切り換えることを特徴とする。

【０００９】本発明の無段変速機の変速制御装置は、前
記トルクが急激に変化したときには、選択された変速比
の許容範囲内においてはフィードバック制御を行うこと
なく前記許容範囲を超えたときに前記フィードバック制
御を行うことを特徴とする。

【００１０】本発明の無段変速機の変速制御装置は、前
記許容範囲は隣り合う他の変速段の変速比との中間値を
超えないことを特徴とする。

【００１１】本発明にあっては、手動変速モードつまり
マニュアルモードが選択された状態のもとでは、目標変
速比に許容範囲を設けてその範囲ではフィードバック制
御の不感帯としたので、許容範囲を超えたときにのみフ
ィードバック制御が行われて入力側回転体の目標回転数
と実回転数との偏差に応じてエンジン回転数が制御され
る。これにより、変速ショックを生じさせることなく、
スムーズな走行が確保される。許容範囲内であっても、
エンジンから入力側回転体に入力されるトルクに応じて
フィードバック制御を行うか否かを切り換えるようにし
ても良く、トルクが急激に変化したときにフィードバッ
ク制御を行うか否かを切り換えるようにしても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は無段変速機の一例と
してのベルト式の無段変速機の駆動系を示す概略図であ
り、この無段変速機はエンジン１により駆動されるクラ
ンク軸２の回転がトルクコンバータ３と前後進切換装置
４を介して伝達される駆動側のプライマリ軸５と、これ
と平行となった被駆動側のセカンダリ軸６とを有してい
る。

【００１３】プライマリ軸５には入力側回転体としての
プライマリプーリ７が設けられており、このプライマリ
プーリ７はプライマリ軸５に一体となった固定プーリ７
ａと、これに対向してプライマリ軸５にボールスプライ
ンなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ
７ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅
が可変となっている。セカンダリ軸６には出力側回転体
としてのセカンダリプーリ８が設けられており、このセ
カンダリプーリ８はセカンダリ軸６に一体となった固定
プーリ８ａと、これに対向してセカンダリ軸６に可動プ
ーリ７ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可
動プーリ８ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となってい
る。

【００１４】プライマリプーリ７とセカンダリプーリ８
との間には動力伝達要素としてのベルト９が掛け渡され
ており、両方のプーリ７，８の溝幅を変化させてそれぞ
れのプーリに対するベルト９の巻き付け径の比率を変化
させることにより、プライマリ軸５の回転がセカンダリ
軸６に無段階に変速されて伝達されることになる。駆動
ベルト９のプライマリプーリ７に対する巻き付け径をＲ
pとし、セカンダリプーリ８に対する巻き付け径をＲsと
すると、変速比つまりプーリ比ｉはｉ＝Ｒs／Ｒpとな
る。

【００１５】セカンダリ軸６の回転は減速歯車およびデ
ィファレンシャル装置１１を有する歯車列を介して駆動
輪１２ａ，１２ｂに伝達されるようになっており、前輪
駆動の場合には駆動輪１２ａ，１２ｂは前輪となる。

【００１６】プライマリプーリ７の溝幅を変化させるた
めに、プライマリ軸５にはプランジャ１３が固定され、
このプランジャ１３の外周面に摺動自在に接触するプラ
イマリシリンダ１４が可動プーリ７ｂに固定されてお
り、プランジャ１３とプライマリシリンダ１４とにより
駆動油室１５が形成されている。一方、セカンダリプー
リ８の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸６にはプ
ランジャ１６が固定され、このプランジャ１６の外周面
に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ１７が可動プ
ーリ８ｂに固定されており、プランジャ１６とセカンダ
リシリンダ１７とにより駆動油室１８が形成されてい
る。それぞれの溝幅は、プライマリ側の駆動油室１５に
導入されるプライマリ圧Ｐpと、セカンダリ側の駆動油
室１８に導入されるセカンダリ圧Ｐsとを調整すること
により設定される。

【００１７】それぞれの駆動油室１５，１８に対して
は、エンジンあるいは電動モータにより駆動されるオイ
ルポンプ２１によってオイルパン２０内の作動油が供給
されるようになっており、オイルポンプ２１の吐出口に
接続されたセカンダリ圧路２２は、駆動油室１８に連通
されるとともにセカンダリ圧調整弁２３のセカンダリ圧
ポートに連通されている。このセカンダリ圧調整弁２３
によって駆動油室１８に供給されるセカンダリ圧Ｐs
は、ベルト９に必要な伝達容量に見合った圧力に調整さ
れる。

【００１８】セカンダリ圧路２２はプライマリ圧調整弁
２４のセカンダリ圧ポートに連通油路２５を介して接続
されており、このプライマリ圧調整弁２４のプライマリ
圧ポートはプライマリ圧路２６を介してプライマリ側の
駆動油室１５に連通されている。このプライマリ圧調整
弁２４によってプライマリ圧Ｐpは、目標変速比、車速
などに応じた値に調整され、プライマリプーリ７の溝幅
が変化して変速比が制御される。セカンダリ圧調整弁２
３およびプライマリ圧調整弁２４は、それぞれ比例ソレ
ノイド弁であり、変速制御装置３０からそれぞれのソレ
ノイドコイル２３ａ，２４ａに供給される電流値を制御
することによってセカンダリ圧Ｐsとプライマリ圧Ｐpが
調整される。

【００１９】トルクコンバータ３はクランク軸２に連結
されたポンプ側シェル３ａと、トルクコンバータ出力軸
１９に連結されたタービンランナー３ｂとを有し、トル
クコンバータ出力軸１９にはポンプ側シェル３ａに固定
されたフロントカバー２７に押圧してエンジントルクを
伝達するロックアップクラッチ２８が取り付けられてい
る。ロックアップクラッチ２８の一方側にはロックアッ
プクラッチ２８をフロントカバー２７に押圧して係合す
るための制御油圧が供給されるアプライ室２８ａが形成
され、他方側には係合状態を開放するリリース室２８ｂ
が形成されている。リリース室２８ｂに供給した油圧を
アプライ室２８ａを介して循環させることによりロック
アップクラッチ２８が開放されてトルクコンバータ３は
作動状態になる。一方、リリース室２８ｂに供給する油
圧を調圧することにより、ロックアップクラッチは半ク
ラッチ状態つまりスリップ状態となる。

【００２０】変速制御装置３０には、プライマリプーリ
７の回転数を検出するプーリ回転数センサ３１、車両の
走行速度を検出する車速センサ３２、運転者がセレクト
レバーを操作することにより選択されたＤレンジやＲレ
ンジなどの走行レンジを検出するレンジ検出センサ３
３、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するス
ロットルセンサ３４からの信号が入力されるようになっ
ている。さらに変速制御装置３０には、エンジン回転数
を検出するエンジン回転数センサ３５、走行モードを手
動変速モードに設定するマニュアルモードスイッチ３
６、手動変速モードのもとでアップシフトを入力するた
めのアップシフトスイッチ３７、およびダウンシフトを
入力するためのダウンシフトスイッチ３８などからの信
号が入力されるようになっている。なお、スロットル開
度を検出するためにスロットルセンサ３４に代えて、ア
クセルペダルの開度を検出するアクセルセンサなどを使
用するようにしても良い。また、車速センサ３２として
セカンダリプーリの回転数を検出するセンサを使用し
て、その回転数から車速を演算するようにしても良い。

【００２１】この無段変速機は、マニュアルモードスイ
ッチ３６を操作することにより、走行状態に応じて自動
的に変速機が設定される自動変速モードと、手動操作に
よって変速段を設定する手動変速モードつまりマニュア
ルモードとに切り換えられることになる。

【００２２】図２は図１に示す無段変速機の変速特性図
であり、自動変速モードにあっては、たとえば、アクセ
ルペダルを全開として加速したときには、プライマリプ
ーリ７の回転は変速比が最大変速比であるローＲ_Lのま
まA点まで達し、その後は、変速比が最小変速比である
オーバードライブＲ_O側に変速されるとともに若干回転
を上昇させながら車速Ｖを増加させて最高速点Ｂに達す
る。この状態からアクセルペダルを戻したり、ブレーキ
ングを行った場合には変速比がオーバードライブ側Ｒ_O
に固定されたままＣ，Ｄを経て減速し、さらに最低変速
ラインに沿って変速比がオーバードライブからロー側に
変速されるとともにＥ点に達し、ブレーキングによって
ローのまま車両が停止する。実際の走行では、車両の走
行状態に応じて、ロー側の変速比Ｒ_Lとオーバードライ
ブ側の変速比Ｒ_Oとの間であって、符号ＡからＥで示さ
れる範囲内で自由に変速比が設定される。

【００２３】一方、手動変速モードにあっては、図２に
示すように、ローライン上の第１速Ｒ₁からオーバード
ライブライン上の第５速Ｒ₅までのいずれかに目標変速
比が設定される。ただし、変速段数については６段でも
７段でも任意の段数とすることができる。

【００２４】このような手動変速モードにおいて、運転
者がアクセルペダルを緩やかに踏み込んだり戻したりし
たときには、プライマリプーリ７の目標回転数と実際の
エンジン回転数との偏差を算出し、その偏差分をフィー
ドバック制御して所定の変速比に追従するようにエンジ
ン回転数が制御される。これにより、それぞれの変速比
を保持しつつ各変速比Ｒ₁〜Ｒ₅の線上に沿ってプライマ
リプーリ７の回転数と車速Ｖとが変化することになる。
これに対して、急激にアクセルペダルが踏み込まれたり
戻される操作が行われたときに、目標変速比に収束する
ようにエンジン回転数をフィードバック制御すると、プ
ライマリプーリ７の回転数が一瞬上昇したり低下するこ
とになる。

【００２５】そこで、本発明にあっては、手動変速モー
ドが設定されている状態のもとで、アクセルペダルが急
激に踏み込まれたり戻されてエンジントルクに急激な変
化が発生したときには、図２においてハッチングで示す
ようにプライマリプーリ７の目標回転数に許容範囲を設
けるようにしている。つまり、プライマリプーリ７の目
標回転数と実際の回転数との偏差が許容範囲内であれ
ば、その許容範囲内ではフィードバック制御を行わない
不感帯としている。これにより、トルクの急激な変化に
よって変速比が増加ないし減速方向に転じても、プライ
マリプーリ７の目標回転数が所定の許容範囲であれば、
偏差分をフィードバックさせ変速比に追従させるような
制御は行われない。ただし、トルクの急変が発生してい
ない状況下では、変速比を実線で示す変速比固定ライン
に追従するようにフィードバック制御が行われ、トルク
の急激な変化がプライマリプーリ７の目標回転数の許容
範囲を超えた場合にもフィードバック制御が行われる。

【００２６】それぞれの変速比Ｒ₁〜Ｒ₅において、トル
クが急激に変化した場合にフィードバック制御を行わな
い範囲は、それぞれ図２において実線で示される目標変
速比を中心に回転数が上下に２０％を超えない範囲に設
定されている。つまり、第１速の目標変速比Ｒ₁が選択
された場合にはそのときの目標回転数よりも２０％低い
回転数を下限値Ｌ₁としており、第５速の目標変速比Ｒ₅
が選択された場合にはそのときの目標回転数よりも２０
％高い回転数を上限値Ｈ₅としており、第２速から第４
速が選択された場合には、それぞれの目標回転数よりも
上下にそれぞれ同様の割合で上限値Ｈ₂〜Ｈ₄と下限値Ｌ
₂〜Ｌ₄とを設定している。

【００２７】ただし、トルクが急激に変化した場合にフ
ィードバック制御を行わない許容範囲としては、第１速
〜第４速の下限値Ｌ₁〜Ｌ₄がそれぞれ上側の変速段との
中間のラインを超えないようにし、第２速〜第５速の上
限値Ｈ₂〜Ｈ₅がそれぞれの下側の変速段との中間のライ
ンを超えないようにすれば、前述した２０％に限られな
い。

【００２８】図３は手動変速モードが選択された状態に
おける変速制御ルーチンを示すフローチャートであり、
このルーチンはたとえば10msec毎に実行される。ステッ
プＳ１ではエンジン回転数センサ３５、車速センサ３
２、レンジ検出センサ３３、マニュアルモードスイッチ
３６およびスロットルセンサ３４などの各種センサから
の出力信号を読み取って車両の走行状態を判定する。こ
のステップＳ１において読み取ったセンサからの信号に
よって、ステップＳ２においては手動変速モードが選択
されているか否かを判定し、ステップＳ３においてはエ
ンジントルクが急変したか否かを判定する。この判定は
スロットル開度とエンジン回転数に基づいてエンジント
ルクを算出し、予め実験などにより求めた所定値と比較
することにより、エンジントルクが急激に変化したか否
かを判定する。

【００２９】ステップＳ３においてエンジントルクが急
変していないと判定されたときには、ステップＳ４が実
行されてプライマリプーリ７の目標回転数と実回転数と
の偏差が算出され、ステップＳ５において偏差分をフィ
ードバック制御することによって、選択された変速比に
追従するようにエンジン回転数が制御される。一方、ス
テップＳ３においてエンジントルクが急激に変化したこ
とが判定されたときには、ステップＳ６においてはプラ
イマリプーリ７の目標回転数のズレ量が許容範囲内とな
っているか否か、つまり偏差が許容範囲内となっている
か否かが判定される。

【００３０】ステップＳ６において許容範囲を超えてい
ると判定されたときには、プライマリプーリ７の目標回
転数と実回転数との偏差がステップＳ７で算出され、ス
テップＳ８においては選択されている変速比に追従する
ように、偏差分をフィードバックしてエンジン回転数が
制御される。ステップＳ７における偏差の算出に際して
は、それぞれの変速比Ｒ₁〜Ｒ₅において、上限値よりも
実回転数が大きい場合の偏差が算出され、下限値よりも
実回転数が小さい場合の偏差が算出される。

【００３１】一方、ステップＳ６において偏差が許容範
囲内であると判定されたときには、ステップＳ９が実行
されて、偏差がゼロの場合と同様にしてフィードバック
制御を行うことなく、いわばオープンループ制御が実行
される。

【００３２】このように手動変速モードが選択された状
態のもとで、アクセルペダルが急激に踏み込まれたり戻
されることによって、エンジントルクが急激に変化した
ときには、プライマリプーリ７の目標回転数の実回転数
に対するズレ量が許容範囲であれば、フィードバック制
御によりエンジン回転数を制御しないので、変速ショッ
クの発生を防止することができ、車両の走行フィーリン
グを向上させることができる。

【００３３】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。たとえば、図１に示す無段変速機はベルト式無段
変速機であるが、入力側ディスクと出力側ディスクとの
間にそれぞれのディスクに形成されたトロイダル面にパ
ワーローラを配置するようにしたトロイダル式の無段変
速機に対して適用しても良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、手動変速モードつまり
マニュアルモードが選択された状態のもとでは、目標変
速比に許容範囲を設けてその範囲ではフィードバック制
御の不感帯としたので、許容範囲を超えたときにのみフ
ィードバック制御が行われて入力側回転体の目標回転数
と実回転数との偏差に応じてエンジン回転数が制御され
る。これにより、変速ショックを生じさせることなく、
車両の走行フィーリングを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段変速機の一例としてのベルト式無段変速機
の駆動系を示す概略図である。

【図２】図１に示した無段変速機の変速特性図である。

【図３】手動変速モードが選択された状態における変速
制御ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ５ プライマリ軸 ６ セカンダリ軸 ７ プライマリプーリ ８ セカンダリプーリ ３０ 変速制御装置 ３５ エンジン回転数センサ ３６ マニュアルモードスイッチ ３７ アップシフトスイッチ ３８ ダウンシフトスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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 63:06 Ｆ１６Ｈ 63:06 Ｆターム(参考） 3J552 MA07 MA12 MA17 NA01 NB01 PA02 RA12 SA31 SA34 SB02 SB12 TA01 TA04 VA18Z VA34W VA37Z VA62Z VA70Z VA74W VA74Y VB01Z VC01Z VC03Z VD11Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側回転体と出力側回転体との間に動
   力伝達要素を有し、車両の走行状態に応じて前記入力側
   回転体と出力側回転体との変速比を無段階に変速する自
   動変速モードと、変速比を固定する手動変速モードとを
   備えた無段変速機の変速制御装置において、 変速モードを前記自動変速モードと前記手動変速モード
   とに切り換えるモード切り換えスイッチと、 前記手動変速モードが選択された状態のもとで、選択さ
   れた変速比の許容範囲内においてはフィードバック制御
   を行うことなく前記許容範囲を超えたときに前記フィー
   ドバック制御を行う制御手段とを有することを特徴とす
   る無段変速機の変速制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無段変速機の変速制御装
   置において、エンジンから前記入力側回転体に入力され
   るトルクを検出するトルク検出手段を有し、前記変速比
   が許容範囲内のもとでは前記トルクに応じて前記フィー
   ドバック制御を行うか否かを切り換えることを特徴とす
   る無段変速機の変速制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の無段変速機の変速制御装
   置において、前記トルクが急激に変化したときには、選
   択された変速比の許容範囲内においてはフィードバック
   制御を行うことなく前記許容範囲を超えたときに前記フ
   ィードバック制御を行うことを特徴とする無段変速機の
   変速制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無
   段変速機の変速制御装置において、前記許容範囲は隣り
   合う他の変速段の変速比との中間値を超えないことを特
   徴とする無段変速機の変速制御装置。