JP2006046519A

JP2006046519A - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2006046519A
Application number: JP2004229339A
Authority: JP
Inventors: Akira Hino; 顕日野; Koji Taniguchi; 浩司谷口; Kenji Matsuo; 賢治松尾; Yoichi Sasai; 要一笹井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: JP4389716B2

Abstract

【課題】制御を切換える際のショックの発生と運転者に与える違和感を抑制する。
【解決手段】ＥＣＴ＿ＥＣＵは、急変速制御を終了すると判別すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差を算出するステップ（Ｓ１０６）と、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも小さい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値を、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定するステップ（Ｓ１１０）と、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が予め定められた回転数よりも大きい場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値を、実入力回転数ＮＩＮに設定するステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無段変速機の制御装置に関し、特に、車両に搭載された無段変速機の制御装置に関する。

従来より、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が知られている。このベルト式無段変速機は、Ｖ溝状のプーリ溝を備えた駆動側プーリ（入力軸プーリ、プライマリプーリ）と従動側プーリ（出力軸プーリ、セカンダリプーリ）とにベルトを巻掛け、一方のプーリのプーリ溝の溝幅を拡大すると同時に他方のプーリのプーリ溝の溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルトの巻掛け半径（有効径）を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。このベルト式無段変速機において伝達されるトルクは、ベルトとプーリとを相互に接触させる方向に作用する荷重に応じたトルクとなり、したがってベルトに張力を付与するようにプーリによってベルトを挟み付けている。

また、変速は、上記のように、プーリ溝の溝幅を拡大・縮小させることにより行なうように構成されており、具体的には、各プーリを固定シーブと可動シーブとによって構成し、可動シーブをその背面側に設けた油圧アクチュエータにより軸線方向に前後動させることにより変速を行なうように構成されている。

なお、このような無段変速機において、入力軸プーリのプーリ幅が小さく（プーリ径が大きく）出力軸プーリのプーリ幅が大きく（プーリ径が小さい）、出力軸プーリの回転数が入力軸プーリの回転数よりも高くなる場合を増速といい、入力軸プーリのプーリ幅が大きく（プーリ径が小さく）出力軸プーリのプーリ幅が小さく（プーリ径が大きく）、出力軸プーリの回転数が入力軸プーリの回転数よりも低くなる場合を減速という。

無段変速機の変速は、プライマリプーリの目標入力回転数ＮＩＮＴを算出し、この目標入力回転数ＮＩＮＴにプライマリプーリの実入力回転数ＮＩＮを一致させるように行なわれる。

通常の変速時、アクセル開度および車速に基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＣに対して１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＴが算出される。このとき、アクセル開度が急変すると、目標入力回転数ＮＩＮＣが急変し、目標入力回転数ＮＩＮＴが急変する。この場合、実入力回転数ＮＩＮが、急変した目標入力回転数ＮＩＮＴに追従しきれないため、目標入力回転数ＮＩＮＴをステップ的に変化させる制御に切替えられる。

特開２００１−３２８４６３号公報（特許文献１）は、過渡変速時において、実入力回転数ＮＩＮを滑らかに変化させる無段変速機の制御装置を開示する。特許文献１に記載の制御装置は、通常の変速の場合には、アクセル開度に基づく目標出力を最小燃費で出力できる回転数を基本目標入力回転数ＮＩＮＣとして求める。この目標入力回転数ＮＩＮＣに対して一次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＴを算出し、実際の入力回転数ＮＩＮがその一次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＴに一致するように変速比を制御する。アクセル開度の変化量もしくは変化率が大きいことにより過渡変速の変速判定が成立すると、そのアクセル開度や車速などの車両の運転状態に基づいて基本目標入力回転数ＮＩＮＣを算出する。同時に、その基本目標入力回転数ＮＩＮＣとその時点の実際の入力回転数ＮＩＮとの偏差に基づいて目標入力回転数ＮＩＮＴのステップ幅（変化幅）を算出する。このステップ幅をその時点の入力回転数ＮＩＮに加算した回転数を目標入力回転数ＮＩＮＴとして設定する。変速比は、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差に基づいてフィードバック制御される。実入力回転数ＮＩＮが次第に増大して目標入力回転数ＮＩＮＴに近づき、その偏差が予め定めた値になると、ステップ制御を終了する。ステップ制御を終了すると、目標入力回転数ＮＩＮＴを一定割合（一定勾配）で増大させる変速速度固定制御を開始する。一定値ずつ増大させた目標入力回転数ＮＩＮＴと基本入力目標入力回転数ＮＩＮＣとの偏差が予め定められた値にまで減少した場合、過渡変速を終了し、通常の変速制御に切替える。

この公報に記載された制御装置によれば、目標入力回転数ＮＩＮＴをステップ的に変化させることにより、回転数偏差が大きくなって急速な変速が生じ、実入力回転数ＮＩＮが、制御油圧の応答遅れや慣性力などの影響で二次曲線的に変化する。変速速度固定制御では、実入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴの変化に合わせてゆっくり増大する。過渡変速が終了し、通常制御が実行されると、基本目標入力回転数ＮＩＮＣに対して一次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＴが設定され、実入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴに一致するように無段変速機の変速比が制御される。したがって変速速度固定制御およびそれに続く通常の変速制御では、目標入力回転数ＮＩＮＴがほぼ直線的に変化し、それに追従して実入力回転数ＮＩＮが変化する。その結果、実入力回転数ＮＩＮを、過渡変速制御の全体を通して滑らかに変化させることができる。
特開２００１−３２８４６３号公報

ところで、特開２００１−３２８４６３号公報に記載の制御装置のように、変速速度固定制御終了時に、基本目標入力回転数ＮＩＮＣに対して一次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＴを設定すると、基本目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が大きい場合に、変速比が急変してショックが生じうる。そのため、変速速度固定制御終了時の目標回転数ＮＩＮＴの初期値を実入力回転数ＮＩＮに設定することが行なわれている。しかしながら、目標回転数ＮＩＮＴの初期値を実入力回転数ＮＩＮに設定することにより、目標回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差がなくなる。そのため、減速中であれば、変速速度固定制御の終了時に増速に転じ、運転者に違和感を与えるおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、制御を切換える際のショックおよび運転者に与える違和感を抑制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である。

第１の発明に係る無段変速機の制御装置は、車両に搭載された無段変速機を制御する。この制御装置は、車両の運転状態に基づいて第１の回転数を算出するための手段と、第１の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、無段変速機の実入力回転数を一致させるように、無段変速機を制御するための第１の制御手段と、第１の回転数に基づいて第２の回転数を算出するための手段と、第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、実入力回転数を一致させるように、無段変速機を制御するための第２の制御手段と、第１の回転数および実入力回転数の偏差を検出するための手段と、第２の制御手段による制御から第１の制御手段による制御に切替える際、偏差が予め定められた値より大きい場合は、目標入力回転数を実入力回転数に設定し、偏差が予め定められた値より小さい場合は、目標入力回転数を第１の回転数に設定するための設定手段とを含む。

第１の発明によると、車両の運転状態に基づいて第１の回転数が算出され、この第１の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、無段変速機の実入力回転数を一致させるように、無段変速機が制御される。第１の回転数に基づいて第２の回転数が算出され、この第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、実入力回転数を一致させるように、無段変速機が制御される。第２の制御手段による制御から第１の制御手段による制御に切替える際、第１の回転数および実入力回転数の偏差が予め定められた値より大きい場合は、目標入力回転数が実入力回転数に設定される。これにより、目標入力回転数と実入力回転数との偏差を抑制し、制御を切替える際のショックを抑制することができる。一方、第１の回転数および実入力回転数の偏差が予め定められた値より小さい場合は、目標入力回転数が第１の回転数に設定される。これにより、目標入力回転数と実入力回転数とに偏差を生じさせつつ、目標入力回転数と実入力回転数との偏差を抑制することができる。そのため、制御を切換える際のショックを抑制し、かつ増速から減速に転じたり、減速から増速に転じたりすることを抑制することができる。その結果、制御を切換える際のショックおよび運転者に与える違和感を抑制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ができる。

第２の発明に係る無段変速機の制御装置は、第１の発明の構成に加え、第２の制御手段による制御中において、第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数と第１の回転数との偏差が予め定められた値よりも小さくなった場合、第２の制御手段による制御から第１の制御手段による制御に切替えるための手段をさらに含む。

第２の発明によると、第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数と第１の回転数との偏差が予め定められた値よりも小さくなった場合、第２の制御手段による制御から第１の制御手段による制御に切替えられる。これにより、制御切替え時における目標入力回転数の急変を抑制し、ショックを抑制することができる。

第３の発明に係る無段変速機の制御装置は、第１または２の発明の構成に加え、第２の回転数は、第１の回転数よりも低い。運転者の加速要求を検出するための手段をさらに含む。第２の制御手段は、急加速要求が検出された場合、第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、実入力回転数を一致させるように、無段変速機を制御するための手段を含む。

第３の発明によると、運転者の急加速要求が検出された場合、第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、実入力回転数を一致させるように、無段変速機が制御される。これにより、急加速時には、急加速要求に伴ない急変する可能性がある第１の回転数の代わりに、第１の回転数よりも低い第２の回転数に基づいて算出された目標入力回転数に、実入力回転数を一致させるように、無段変速機が制御される。その結果、急加速時の目標入力回転数の急変を抑制し、ショックを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９００により実現される
。

図１に示すように、動力源１００が変速機構２００に連結され、その変速機構２００の出力軸３００がディファレンシャルギヤ４００を介して左右の駆動輪５００に連結されている。ここで、動力源１００は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータなどの電動機、さらにはこれら内燃機関と電動機とを組み合わせた装置など、車両に使用可能な種々の動力源を含む。以下の説明では、動力源１００として、燃料をシリンダの内部に直接噴射し、その噴射量およびタイミングを制御することにより均質燃焼や成層燃焼の可能ないわゆる直噴ガソリンエンジン、あるいはスロットル開度を電気的に自由に制御できる電子スロットルバルブを備えたガソリンエンジンを採用した例を説
明する（以下、動力源１００をエンジン１００と記載する）。

このエンジン１００は、電気的に制御できるように構成されており、その制御のためのマイクロコンピュータを主体とするエンジンＥＣＵ８００が設けられている。このエンジンＥＣＵ８００は、少なくともエンジン１００の出力を制御するように構成されており、その制御のためのデータとして出力軸回転数（エンジン回転数）ＮＥとアクセル開度ＰＡなどの出力要求量とが入力される。

この出力要求量は、エンジン１００の出力の増大・減少のための信号であり、運転者が操作するアクセルペダルなどの加減速操作装置７００の操作量信号やその操作量を電気的に処理して得た信号を採用することができ、またそれ以外に、車速を設定車速に維持するためのクルーズコントロールシステム（図示せず）などからの出力要求量信号であってもよい。

変速機構２００は、流体伝動機構２１０と、前後進切換機構２２０と、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２３０とから構成される。

流体伝動機構２１０は、オイルなどの流体を介して入力側の部材と出力側の部材との間でトルクを伝達するように構成された装置であって、一例として、一般の車両に採用されているトルクコンバータを挙げることができる。また、この流体伝動機構２１０は、ロックアップクラッチ２１２を備えている。すなわちロックアップクラッチ２１２は、入力側の部材と出力側の部材とを摩擦板などの機械的手段で直接連結するように構成されたクラッチであって、緩衝を行なうためのコイルスプリングなどの弾性体からなるダンパー２１４を備えている。

動力源であるエンジン１００によって回転させられ、その回転数に応じて吐出圧が高くなる油圧ポンプが、流体伝動機構２１０に接近した位置に設けられている。具体的には、流体伝動機構２１０と前後進切換機構２２０との間に配置されている。なお、車両が停止している状態であってもエンジン１００を駆動させ続けるために流体伝動機構２１０を設けている場合には、車両の状態に基づいて自動的に断続される自動クラッチを、上記の流体伝動機構２１０に置換して使用することができる。

流体伝動機構２１０の入力部材がエンジン１００の出力部材に連結され、また流体伝動機構２１０の出力部材が前後進切換機構２２０の入力部材に連結されている。この前後進切換機構２２０は、一例としてダブルピニオン型遊星歯車機構によって構成され、特には図示しないが、サンギヤとキャリヤとのいずれか一方を入力要素とし、かつ他方を出力要素とするとともに、リングギヤを選択的に固定するブレーキ要素と、サンギヤおよびキャリヤならびにリンクギヤの３要素のうちのいずれか２つの回転要素を選択的に連結して遊星歯車機構の全体を一体化するクラッチ要素とを備えている。すなわちそのクラッチ要素を係合させることに前進状態を設定し、またブレーキ要素を係合させることにより後進状態を設定するように構成される。

図１に示すベルト式無段変速機２３０は、その入力側の部材の回転数と出力側の部材の回転数との比率すなわち変速比を無段階に（連続的に）変化させることのできるベルト式無段変速機である。そのベルト式無段変速機２３０の一例を、図２を参照して説明する。

駆動側プーリ（プライマリプーリ）２３２と、従動側プーリ（セカンダリプーリ）２３４と、これらのプーリ２３２，２３４に巻き掛けられたベルト２３６とを備えている。これらのプーリ２３２，２３４のそれぞれは、固定シーブ２３８，２４０と、その固定シーブ２３８，２４０に対して接近・離隔する可動シーブ２４２，２４４とからなり、可動シ
ーブ２４２，２４４を固定シーブ２３８，２４０に対して接近する方向に押圧する油圧アクチュエータ２４６，２４８が設けられている。これら各シーブ２３８，２４０，２４２，２４４によって、ベルト２３６を巻掛けるためのＶ溝状のベルト巻掛け溝（プーリ溝）が形成されている。

プライマリプーリ２３２が入力軸２９０に取り付けられ、その入力軸２９０と平行に配置された出力軸３００にセカンダリプーリ２３４が取り付けられている。そして、セカンダリプーリ２３４における油圧アクチュエータ２４８には、アクセル開度ＰＡに代表される出力要求に基づいて求められる要求駆動力に応じた油圧が供給され、可動シーブ２４４を固定シーブ２４０側に押圧してベルト２３６を挟み付けることにより、トルクを伝達するのに必要な力をベルト２３６に付与する。

また、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６には、入力軸２９０の回転数を目標入力回転数に一致させる変速比となるように、作動油が給排されている。すなわち、各プーリ２３２，２３４における溝幅（固定シーブ２３８，２４０と可動シーブ２４２，２４４との間隔）を変化させることにより、各プーリ２３２，２３４に対するベルト２３６の巻き掛け半径が大小に変化して変速が実行されるようになっている。

より具体的には、実入力回転数と目標入力回転数との回転数偏差（制御偏差）に基づいてプライマリプーリ２３２の作動油をフィードバック制御することにより変速が実行され、したがってその制御偏差が大きいほど、変速速度が速くなる。

図３を参照して、変速制御を行なう油圧回路について説明する。

プライマリプーリ２３２に対する作動油の給排は、流量制御によって行なわれる。そのためのバルブ機構は、図３に示すように構成される。すなわち、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６には、ライン圧ＰＬを供給する第１流量制御弁３１００と、ドレンに接続された第２流量制御弁３２００とが連通されている。第１流量制御弁３１００は、アップシフトを実行するためのバルブであって、ライン圧ＰＬが供給される入力ポート３３００とプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に連通された出力ポート３４００との間の流路をスプール３５００によって開閉するように構成されている。そのスプール３５００の一端側にはスプリング３６００が配置されるとともに、そのスプール３５００を挟んでスプリング３６００とは反対側の端部に、信号圧を印加するための第１信号圧ポート３７００が形成されている。また、スプリング３６００が配置されている上記の一端側に信号圧を印加するための第２信号圧ポート３８００が形成されている。

そして、第１信号圧ポート３７００に、デューティに応じて出力圧が高くなる第１ソレノイドバルブ３９００が接続され、また第２信号圧ポート３８００に、デューティに応じて出力圧が高くなる第２ソレノイドバルブ４０００が接続されており、各信号圧ポート３７００，３８００にこれらのソレノイドバルブ３９００，４０００の出力する信号圧が印加されるようになっている。すなわち、第１信号圧ポート３７００に印加する油圧を高くして入力ポート３３００を開くことにより、作動油が出力ポート３４００からプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に供給されてプライマリプーリ２３２の溝幅が狭くなり、その結果、変速比が低下するようになっている。すなわちアップシフトされる。またその際の作動油の供給流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。

また、第２流量制御弁３２００は、ダウンシフトを実行するためのバルブであって、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に連通された第１ポート４１００を、ライン圧ＰＬを元圧して調圧された油圧が供給される第２ポート４２００とドレンポート４３００とに、スプール４４００によって選択的に連通させるように構成されている。そ
のスプール４４００の一端側にはスプリング４５００が配置されるとともに、その一端側に信号圧を印加するための第１信号圧ポート４６００が形成されている。そのスプール４４００を挟んでスプリング４５００とは反対側の端部に、信号圧を印加するための第２信号圧ポート４７００が形成されている。

そして、第１信号圧ポート４６００に第１ソレノイドバルブ３９００が接続され、また第２信号圧ポート４７００に第２ソレノイドバルブ４０００が接続されており、各信号圧ポート４６００，４７００にはこれらのソレノイドバルブ３９００，４０００の出力する信号圧が印加されるようになっている。すなわち、第２信号圧ポート４７００に印加する油圧を高くして第１ポート４１００をドレインポート４３００に連通させることにより、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６から作動油が排出されてプライマリプーリ２３２の溝幅が広くなり、その結果、変速比が増大するようになっている。すなわちダウンシフトされる。またその際の作動油の排出流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。

さらに、第２流量制御弁３２００の第２ポート４２００には、調圧弁４８００が接続されている。この調圧弁４８００は、スプリング４９００によって押圧されているピストン５０００の正面側に、ライン圧ＰＬが供給される入力ポート５１００が形成され、かつそのピストン５０００の正面側と背面側とに連通した出力ポート５２００とを有するバルブであって、その出力ポート５２００が第２流量制御弁３２００の第２ポート４２００に連通されている。また入力ポート５１００には開口面積の小さいダブルオリフィス５３００を介してライン圧ＰＬが供給されている。すなわちこの調圧弁４８００は、ライン圧ＰＬからスプリング４９００の弾性力を減じた圧力の油圧が、その出力ポート５２００すなわち第２流量制御弁３２００の第２ポート４２００に生じるように構成されている。

さらに具体的に説明すると、第１流量制御弁３１００の入力ポート３３００が閉じられた状態で、第２流量制御弁３２００の第１ポート４１００と第２ポート４２００とが連通されると、調圧弁４８００で調圧した作動油が第２ポート４２００を介してプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に供給される。その場合の流量はダブルオリフィス５３００で制限された微少量である。その結果、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６の油圧が高くなるが、その油圧アクチュエータの油圧が調圧弁４８００におけるピストン５０００の背面側に作用するので、その圧力が、ライン圧ＰＬからスプリング４９００の弾性力を減じた圧力になると、ピストン５０００が入力ポート５１００側に押圧されて入力ポート５１００を閉じ、それ以上に作動油が供給されることを阻止する。したがって第１流量制御ポート３１００からプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に作動油を供給せず、かつ第２流量制御弁３２００から排出しないいわゆる閉じ込み（中込め）状態では、プライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６の油圧が、調圧弁４８００で調圧した油圧（ライン圧ＰＬより低い圧力）に維持されるようになっている。

このような油圧の維持の状態は、閉じ込み制御中の不可避的なオイルの漏れが生じた場合も同様であり、油圧回路や油圧制御機器などからオイルの漏洩が生じてプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６の油圧が低下した場合には、調圧弁４８００の入力ポート５１００からプライマリプーリ２３２の油圧アクチュエータ２４６に作動油が僅かずつ供給され、調圧弁４８００による調圧値に維持される。その結果、変速の状態としては、僅かながらアップシフト傾向となり、変速比が僅かずつ低下する緩速のアップシフトとなる。

ベルト式無段変速機２３０では、プライマリプーリ２３２に対するベルト２３６の巻き掛け半径が最小でかつセカンダリプーリ２３４に対するベルト２３６の巻き掛け半径が最
大の状態で、最低速側の変速比（最大変速比：最減速状態）が設定され、また、これとは反対にプライマリプーリ２３２に対するベルト２３６の巻き掛け半径が最大でかつセカンダリプーリ２３４に対するベルト２３６の巻き掛け半径が最小の状態で、最高速側の変速比（最小変速比：最増速状態）が設定される。

変速機構２００におけるロックアップクラッチ２１２の係合・解放ならびに滑りを伴う半係合の各状態の制御および前後進切換機構２２０での前後進の切り換えならびにベルト式無段変速機２３０での変速比の制御は、基本的には、車両の走行状態に基づいて制御されるようになっている。その制御のためにマイクロコンピュータを主体として構成されたＥＣＴ＿ＥＣＵ９００が設けられている。

このＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、前述したエンジンＥＣＵ８００とデータ通信可能に接続される一方、制御のためのデータとして車速や変速機構２００の入力側の回転数（実入力回転数ＮＩＮ）、出力側の回転数（実出力回転数ＮＯＵＴ）などのデータが入力される。回転数センサ６００は、ベルト式無段変速機２３０での変速制御を実行するために、プライマリプーリ２３２やセカンダリプーリ２３４などの回転数を検出するセンサであって、一例として、電磁ピックアップの先端側をパルスギヤの歯（それぞれ図示せず）が通過することにより、電磁ピックアップにパルス信号を発生させ、そのパルス信号の間隔やパルス幅などに基づいて上記の実入力回転数ＮＩＮや実出力回転数ＮＯＵＴを求めるように構成される。

変速機構２００を停止状態（パーキングポジション：Ｐポジション）、後進状態（リバースポジション：Ｒポジション）、中立状態（ニュートラルポジション：Ｎポジション）、車両の走行状態に応じて変速比を自動的に設定して通常の走行を行なう自動前進状態（ドライブポジション：Ｄポジション）、エンジン１００のポンピングロスを制動力とする状態（ブレーキポジション：Ｂポジション）ならびに所定値以上の高速側の変速比の設定を禁止する状態（ＳＤポジション）の各状態（ポジション）を選択するシフト装置１０００が設けられており、このシフト装置１０００がＥＣＴ＿ＥＣＵ９００に電気的に接続されている。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、アクセル開度ＰＡなどの要求駆動量の変化幅あるいは変化率が比較的小さい定常的な走行状態では、その要求駆動量に基づく目標出力を使用して無段変速機２３０の目標入力回転数を求める。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、車両の運転状態、すなわち、アクセル開度ＰＡなどの要求駆動量と車速ＳＰＤもしくは車速ＳＰＤに相当する検出値（車速相当量）とに基づいて目標駆動力Ｆを算出する。この目標駆動力Ｆと車速ＳＰＤとに基づいてエンジン１００の目標出力Ｐを算出する。目標駆動力Ｆは、例えば、アクセル開度ＰＡと車速ＳＰＤとをパラメータとしたマップに基づいて求めることができ、また目標出力Ｐは、その目標駆動力Ｆと車速ＳＰＤとに基づいて、すなわちこれらの積として求めることができる。

定常的な走行状態における通常の変速制御では、前述した目標出力Ｐを最小燃費で出力できる回転数を目標入力回転数ＮＩＮＣとして求め、その目標入力回転数ＮＩＮＣに対して一次遅れの（目標入力回転数ＮＩＮＣをなまし処理）目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを算出する。この１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて目標入力回転数ＮＩＮＴが算出され、実際の入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴに一致するように、フィードバック制御が実行される。

一方、アクセル開度の変化量および変化率が予め定めた基準値より大きい場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴをステップ的に変化させるステップ制御を含む、急変速制御が実行される。

図４を参照して、急変速制御について説明する。なお、図４では、ダウンシフト時の急変速制御の一例を示す。

アクセル開度の変化量および変化率が予め定めた基準値より大きいことにより急変速制御の実行判定が成立すると（図４におけるＴ（１））、アクセル開度や車速などの車両の運転状態に基づいて目標入力回転数ＮＩＮＣが算出される。同時に、その目標入力回転数ＮＩＮＣとその時点の実際の入力回転数ＮＩＮＣとの偏差に基づいて目標入力回転数ＮＩＮＴのステップ幅（変化幅）が算出され、そのステップ幅をその時点の入力回転数ＮＩＮＣに加算した回転数が目標回転数ＮＩＮＴＲＮとして設定される。したがって、目標入力回転数ＮＩＮＴＲＮは、目標入力回転数ＮＩＣよりも低くなる。この目標回転数ＮＩＮＴＲＮに基づき、目標入力回転数ＮＩＮＴが設定される。

急変速制御では、ベルト式無段変速機２３０の変速比は、実入力回転数ＮＩＮが、目標入力回転数ＮＩＮＴと一致するように、フィードフォワード制御される。すなわち、目標入力回転数ＮＩＮＴに基づいて、ベルト式無段変速機２３０の制御量（可動プーリに供給される油圧）が求められ、この制御量に基づく制御指令信号がベルト式無段変速機２３０に出力される。

これにより、実入力回転数ＮＩＮが図４に示すように増大する。実入力回転数ＮＩＮが次第に増大して目標入力回転数ＮＩＮＴに近づき、その偏差が予め定めた値になると、ステップ制御が終了される。

ステップ制御が終了すると、目標回転数ＮＩＮＴＲＮを一定割合（一定勾配）で増大させる変速速度固定制御が開始される。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＴが一定割合で増大される。変速速度固定制御では、実入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴの変化に合わせてゆっくり増大する。

一定値ずつ増大させた目標入力回転数ＮＩＮＴと入力目標入力回転数ＮＩＮＣとの偏差が予め定めた値にまで減少すると（図４におけるＴ（２））、急変速制御が終了される。また、アクセル開度ＰＡが予め定められた基準値よりも大きい状態から、基準値よりも小さい状態に戻された場合、急変速制御が終了される。急変速制御の終了後は、通常の変速制御に切替えられる。通常の変速制御に切替えられた後の実入力回転数ＮＩＮの推移については、後で詳述する。

急変速制御は、アクセル開度の変化量および変化率が予め定めた基準値より大きい場合にダウンシフトする場合の他、シフトレバーがＢポジションからＤポジションに操作された際にアップシフトする場合にも行なわれる。

なお、目標入力回転数ＮＩＮＣが、本発明の「第１の回転数」に相当する。目標入力回転数ＮＩＮＴＲＮが、本発明の「第２の回転数」に相当する。目標入力回転数ＮＩＮＴが、本発明の「目標入力回転数」に相当する。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ９００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、加減速操作装置７００から送信された、アクセル開度ＰＡおよびアクセル開度ＰＡの変化率に関する信号に基づいて、急変速制御を行なう必要があるか否かを判別する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、アクセル開度ＰＡおよびアクセル開度ＰＡの変化率が、予め定められた基準値より大きい場合、急変速制御を行なう必要があると判別する。急変速制御を行なう必要がある場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、急変速時用の目標回転数ＮＩＮＴを算出する。急変速時用の目標回転数ＮＩＮＴは、目標回転数ＮＩＮＣに基づいて算出される目標回転数ＮＩＮＴＲＮを用いて算出される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、急変速制御を終了するか否かを判別する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＴと目標入力回転数ＮＩＮＣとの偏差が予め定めた値以内となると、急変速制御を終了すると判別する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、アクセル開度ＰＡが予め定められた基準値よりも大きい状態から、基準値よりも小さい状態に戻された場合、急変速制御を終了すると判別する。急変速制御を終了する場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差を算出する。Ｓ１０８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数より小さいか否かを判別する。目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも小さい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでない場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定（初期化）する。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを、実入力回転数ＮＩＮに設定（初期化）する。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、実入力回転数ＮＩＮに設定される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ９００は、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを算出する。この目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて目標入力回転数ＮＩＮＴが算出され、通常の変速制御が行なわれる。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置のＥＵＣ９００の動作について説明する。

車両の走行中において、アクセル開度ＰＡまたはアクセル開度ＰＡの変化率が、予め定められた基準値よりも小さければ（Ｓ１００にてＮＯ）、目標入力回転数ＮＩＮＣに対して一次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡが算出される（Ｓ１１４）。この１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて目標入力回転数ＮＩＮＴが算出され、実際の入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴに一致するように、ベルト式無段変速機２３０が制御される（通常の変速制御）。

アクセル開度ＰＡおよびアクセル開度ＰＡの変化率が、予め定められた基準値より大きい場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、目標回転数ＮＩＮＣに基づいて算出される目標回転数ＮＩＮＴＲＮを用いて、急変速時用の目標回転数ＮＩＮＴが算出され（Ｓ１０２）、急変速制御が行なわれる（図６における時間Ｔ（３））。この急変速制御では、ダウンシフトが行なわれる。

急変速制御の実行中において、目標入力回転数ＮＩＮＴと入力目標入力回転数ＮＩＮＣとの偏差が予め定めた値以内となったり、アクセル開度ＰＡが予め定められた基準値よりも小さくなったりすると、急変速制御を終了すると判別される（Ｓ１０４にてＹＥＳ、図６におけるＴ（４））。急変速制御を終了すると判別されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が算出される（Ｓ１０６）。

目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも小さい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡが、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定される（Ｓ１１０）。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定される。この目標入力回転数ＮＩＮＴに、実入力回転数ＮＩＮが一致するように、通常の変速制御が行なわれる。

目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの間には偏差があるため、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定された目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの間には偏差がある。そのため、図６において実線で示すように、通常の変速制御に切替えた後も、第２ソレノイドバルブ４０００に対してデューティ信号が継続して出力され、ダウンシフトが継続して行なわれる。したがって、図６において実線で示すように、実入力回転数ＮＩＮは、制御を切替えた後も滑らかに増大する。これにより、急加速制御から通常の変速制御に切替える際に、ダウンシフトからアップシフトに転じ、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

また、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差は、予め定められた回転数よりも小さいため、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差は、予め定められた回転数よりも小さくなる。そのため、制御を切替える際に、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が拡大し、実入力回転数ＮＩＮが急変してショックが発生することを抑制することができる。

一方、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも大きい場合に、目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定されると、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が大きくなる。この場合、制御を切替える際に、実入力回転数ＮＩＮが急変してショックが発生するおそれがある。

ショックの発生を抑制するため、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が予め定められた回転数よりも大きい場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡが、実入力回転数ＮＩＮに設定される（Ｓ１１２）。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、実入力回転数ＮＩＮに設定される。この目標入力回転数ＮＩＮＴに、実入力回転数ＮＩＮが一致するように、通常の変速制御が行なわれる。

実入力回転数ＮＩＮに、目標入力回転数ＮＩＮＴが設定されると（Ｓ１１２）、設定された目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が抑制される（０になる）。そのため、図６において破線で示すように、通常の変速制御に切替えた後は、第１ソレノイドバルブ３９００に対してデューティ信号が出力され、ダウンシフトがアップシフトに転じる。したがって、図６において実線で示すように、実入力回転数ＮＩＮが減少する。

この場合、運転者に違和感を与える可能性があるが、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が小さいため、実入力回転数ＮＩＮは緩やかに推移する。そのため、制御を切替える際にショックが発生することを抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置のＥＣＴ＿ＥＣＵは、急変速制御から通常の変速制御に切替える際、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも小さい場合、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定する。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定される。目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの間には偏差があるため、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定された目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの間には偏差がある。そのため、通常の変速制御に切替えた後も、ダウンシフトを継続することができる。その結果、急加速制御から通常の変速制御に切替える際に、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵは、目標入力回転数ＮＩＮＣと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、予め定められた回転数よりも大きい場合、目標入力回転数ＮＩＮＣに対する１次遅れの目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡを、実入力回転数ＮＩＮに設定する。これにより、目標入力回転数ＮＩＮＳＴＡに基づいて算出される目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、実入力回転数ＮＩＮに設定される。この場合、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が抑制される。そのため、実入力回転数ＮＩＮを緩やかに推移させることができる。その結果、制御を切替える際にショックが発生することを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、ダウンシフト時における急変速制御から通常の変速制御に切換わる場合について説明したが、図７に示すように、アップシフト時における急変速制御から通常の変速制御に切換わる場合に、本発明を適用してもよい。

この場合、目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、目標入力回転数ＮＩＮＣに設定されると、通常の変速制御に切替えた後もアップシフトを継続し、図７において一点鎖線で示すように、実入力回転数ＮＩＮを滑らかに減少させることができる。

一方、目標入力回転数ＮＩＮＴの初期値が、実入力回転数ＮＩＮに設定されると、通常の変速制御に切替える際にアップシフトからダウンシフトに転じ、図７において破線で示すように、実入力回転数ＮＩＮが増大する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置の制御ブロック図である。図１に示すＣＶＴの詳細図である。ＣＶＴの変速制御のための油圧回路の一部を示す図である。ダウンシフト時の急変速制御における実入力回転数ＮＩＮの推移を示すタイミングチャートである。本発明の実施の形態に係る制御装置のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示す図である。ダウンシフト時の急変速制御から、通常の変速制御に切替える際の実入力回転数ＮＩＮの推移を示すタイミングチャートである。アップシフト時の急変速制御から、通常の変速制御に切替える際の実入力回転数ＮＩＮの推移を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００エンジン、２００変速機構、２１０流体伝動機構、２１２ロックアップクラッチ、２１４ダンパー、２２０前後進切換機構、２３２プライマリプーリ、２３４セカンダリプーリ、２３６ベルト、２９０入力軸、３００出力軸、４００ディファレンシャルギヤ、５００駆動輪、６００回転数センサ、７００加減速操作装置、８００エンジンＥＣＵ、９００ＥＣＴ＿ＥＣＵ、１０００シフト装置、３１００第１流量制御弁、３２００第２流量制御弁、３９００，４０００ソレノイドバルブ、４８００調圧弁。

Claims

車両に搭載された無段変速機の制御装置であって、
前記車両の運転状態に基づいて第１の回転数を算出するための手段と、
前記第１の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、前記無段変速機の実入力回転数を一致させるように、前記無段変速機を制御するための第１の制御手段と、
前記第１の回転数に基づいて第２の回転数を算出するための手段と、
前記第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、前記実入力回転数を一致させるように、前記無段変速機を制御するための第２の制御手段と、
前記第１の回転数および前記実入力回転数の偏差を検出するための手段と、
前記第２の制御手段による制御から前記第１の制御手段による制御に切替える際、前記偏差が予め定められた値より大きい場合は、前記目標入力回転数を前記実入力回転数に設定し、前記偏差が予め定められた値より小さい場合は、前記目標入力回転数を前記第１の回転数に設定するための設定手段とを含む、無段変速機の制御装置。
前記制御装置は、前記第２の制御手段による制御中において、前記第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数と前記第１の回転数との偏差が予め定められた値よりも小さくなった場合、前記第２の制御手段による制御から前記第１の制御手段による制御に切替えるための手段をさらに含む、請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
前記第２の回転数は、前記第１の回転数よりも低く、
前記制御装置は、運転者の加速要求を検出するための手段をさらに含み、
前記第２の制御手段は、急加速要求が検出された場合、前記第２の回転数に基づいて算出される目標入力回転数に、前記実入力回転数を一致させるように、前記無段変速機を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の無段変速機の制御装置。