JP2009270658A

JP2009270658A - 無段変速機の変速制御装置および変速制御方法

Info

Publication number: JP2009270658A
Application number: JP2008122909A
Authority: JP
Inventors: Jugo Igarashi; 重悟五十嵐; Kazuhiko Hanatani; 和彦花谷; Ken Suai; 謙須合
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】変速機保護制御の介入に伴う変速機のハンチングを抑制できる無段変速機の変速制御装置および変速制御方法を提供する。
【解決手段】 CVTコントローラ８は、駆動スリップを抑制するトラクション制御の作動時、CVT２の目標変速比i^*を決定するために用いる車体速を駆動輪速から従動輪速に切り替えた際、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど、駆動輪速を超えない範囲で従動輪速をより大きな値に補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機の変速制御装置および変速制御方法の技術分野に係り、詳しくは、駆動スリップを抑制するトラクション制御作動時における無段変速機の変速制御に関する。

特許文献１には、トラクションコントロールシステム(TCS)によるトラクション制御の作動時、変速機の目標変速比を決める車体速を駆動輪から擬似車体速（従動輪平均速）に切り替えることで、トラクション制御の介入による駆動輪速の上下動に伴う変速比のハンチングを抑制する技術が開示されている。
特開平４−６４７６４号公報

ここで、無段変速機(CVT)では、車体速とエンジン回転数とからアクセル開度毎に目標変速比を決定している。このため、トラクション制御の作動時に車体速を擬似車体速に切り替える上記制御を適用した場合、アクセル全開発進時のように駆動輪速と従動輪速とが偏差を持ったまま車体速が上昇する走行シーンでは、目標変速比が駆動輪速に応じた目標変速比よりもロー側に設定されることで、エンジン回転数がCVTの限界入力回転数に達しやすくなる。

エンジン回転数がCVTの限界入力回転数に到達すると、CVTは、目標変速比をよりハイ側としてエンジン回転数を下げる変速機保護制御を実施するが、実際にエンジン回転数が下がる前に目標変速比は擬似車体速に基づきロー側とされ、エンジン回転数は再び限界入力回転数に達する。これが繰り返されることで、変速比がハンチングを起こし、運転者に違和感を与えるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速機保護制御の介入に伴う変速機のハンチングを抑制できる無段変速機の変速制御装置および変速制御方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明では、トラクション制御の作動時、駆動輪速と擬似車体速との偏差が大きいほど、擬似車体速をより大きな値に補正する車体速補正手段を備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、擬似車体速の増加補正により、擬似車体速を補正しない場合と比較して、目標変速比をよりハイ側に設定するため、エンジン回転数が限界入力回転数を超えにくくなり、変速機保護制御の介入に伴う変速比のハンチングを抑制できる。また、駆動輪速と擬似車体速との偏差が大きいほど擬似車体速をより大きな値に補正するため、変速機保護制御の介入による変速比のハンチングを抑えつつ、発進加速性の悪化を防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。

図１は、実施例１の無段変速機の変速制御装置を適用した車両の駆動系を示す構成図である。
実施例１では、エンジン１、ベルト式無段変速機（以下、CVT）２、ディファレンシャル３、左右ドライブシャフト４ａ，４ｂおよび左右前輪（駆動輪）５ａ，５ｂにより駆動系を構成している。エンジン１の出力は、CVT２によって減速された後、ディファレンシャル３によって左右ドライブシャフト４ａ，４ｂへと分配され、左右前輪５ａ，５ｂへと伝達される。

CVT２は、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとの間にベルトを掛け渡し、各プーリ圧を油圧制御することにより所望のプーリ幅を決定し、無段階な変速比iを実現する。

エンジンコントローラ６は、アクセル開度センサ９からのアクセル開度APOを入力し、アクセル開度APOに基づく電制スロットル駆動指令D₁をエンジン１に出力する。アクセル開度センサ９は、運転者によるアクセルペダル１０の踏み込み量を、９段階(0/8,1/8,…,8/8)で検出する。

TCSコントローラ７は、左前輪５ａの車輪速V_FLを検出する左前輪速センサ１１ａ、右前輪５ｂの車輪速V_FRを検出する右前輪速センサ１１ｂ、左後輪（従動輪）５ｃの車輪速V_RLを検出する左後輪速センサ１１ｃおよび右後輪（従動輪）５ｄの車輪速V_RRを検出する右後輪速センサ１１ｄから出力される各車輪速を常に監視している。

TCSコントローラ７は、運転者がアクセルペダル１０を踏み込んだ状態で、駆動輪平均速V_F（(V_FL+V_FR)/2}）と、従動輪平均速（擬似車体速）V_R({(V_RL+V_RR)/2})との偏差(V_F-V_R)があらかじめ設定した所定値ΔV_SLIP以上である場合、駆動スリップ発生と判定し、駆動スリップを抑制するトラクション制御を実施する。このトラクション制御では、エンジン１の出力を下げるトルク抑制要求値Teをエンジンコントローラ６に出力する。エンジンコントローラ６は、トルク抑制要求値Teを加味した電制スロットル駆動指令D₁'となるようにエンジン１を制御する。TCSコントローラ７は、CVTコントローラ８に対し、トラクション制御の作動、非作動を示すTCS信号(ON,OFF)を出力する。なお、以下の説明において、駆動輪速、従動輪速とは、駆動輪平均速V_F、従動輪平均速V_Rを指す。

CVTコントローラ８は、アクセル開度センサ９からのアクセル開度APOと、プライマリ回転数センサ１２からのプライマリ回転数N_priと、セカンダリ回転数センサ１３からのセカンダリ回転数N_secと、車両状態を示す各種情報とに基づき、例えば、図２に示すような変速線図を参照して目標変速比i^*を設定し、目標変速比i^*に応じた変速アクチュエータ駆動指令D₂をCVT２に出力する。

図２の変速線図では、横軸に車体速(km/h)、縦軸にエンジン回転数(rpm)をとり、アクセル開度APO毎に実線で示すように車体速とエンジン回転数が決まるようにしている。アクセル開度APOが一定で車体速が増加すると、エンジン回転はあまり変わらず、車体速だけが変化する。また運転者がアクセルペダル１０を踏み込むと、その踏み込み量に応じてエンジン回転が上昇する。

CVTコントローラ８は、TCSコントローラ７からのTCS信号がOFFであるトラクション制御の非作動時には、駆動輪速V_Fまたはセカンダリ回転数N_secを車体速として目標変速比i^*を設定する。一方、TCS信号がONであるトラクション制御の作動時には、車体速を駆動輪平均速V_Fから従動輪速V_Rに切り替え、従動輪V_Rを車体速として目標変速比i^*を設定する。

［変速比設定制御処理］
図３は、CVTコントローラ８の変速比設定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この制御処理は、所定周期毎に繰り返し実行される。

ステップS1では、TCSコントローラ７からのTCS信号を読み込み、TCS信号がONであるか否か、すなわちトラクション制御の作動中であるか否かを判定する（トラクション制御作動判定手段）。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS4へ移行する。

ステップS2では、トラクション制御作動時において目標変速比i^*を決める際に用いる従動輪速を増加補正するための補正値αを演算し、ステップS3へ移行する。補正値αは、駆動輪速とステップS3へ移行する。補正値αは、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど大きな値とし、かつ、偏差以下となるように設定する。実施例１では、偏差に所定の係数(<1)を乗算して補正値αを求める。

ステップS3では、車体速を従動輪速＋補正値αとし、ステップS5へ移行する（車体速補正手段）。

ステップS4では、車体速を駆動輪速とし、ステップS5へ移行する。

ステップS5では、アクセル開度APO、エンジン回転数（プライマリ回転数N_pri）およびステップS3またはステップS4で求めた車体速に基づき、図２に示した変速線図を参照して目標変速比i^*を設定し、リターンへ移行する（目標変速比設定手段）。

次に、作用を説明する。
［トラクション制御介入に伴う変速機のハンチング抑制作用］
CVTコントローラ８は、トラクション制御の非作動時、車体速を駆動輪速として目標変速比i^*を設定する。このとき、図３のフローチャートでは、ステップS1→ステップS4→ステップS5へと進む流れとなる。

一方、トラクション制御の作動には、TCSコントローラ７により前輪５ａ，５ｂの駆動スリップを低減するトラクション制御が実施されることで、駆動輪速が連続的に上下動する。よって、駆動輪速に基づき目標変速比i^*を決めた場合、駆動輪速の上下動に応じて目標変速比i^*も上下動するため、変速比iがハンチングを起こす。

そこで、CVTコントローラ８では、トラクション制御の作動時、車体速を駆動輪速から従動輪速に切り替えて目標変速比i^*を設定する。このとき、図３のフローチャートでは、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5へと進む流れとなる。すなわち、従動輪速は駆動スリップによる影響をほとんど受けないため、従動輪速から目標変速比i^*を設定することで、トラクション制御介入に伴う変速比iのハンチングを抑制できる。

［変速機保護制御介入に伴う変速比のハンチングについて］
図４は、低μ路でアクセル全開発進した際の変速比の変化を示す図である。なお、図中の「8/8変速線」とは、アクセル全開（アクセル開度8/8）での変速線であり、「変速リミット線」とはCVTの駆動輪速（出力回転数）に応じた限界入力回転数を示している。CVTでは、ベルト保護を図るために、エンジン回転数（プライマリ回転数）が限界入力回転数に到達すると、変速比を強制的にハイ側へ変速してエンジン回転数を落とす変速機保護制御を実施する。

低μ路でアクセル全開（アクセル開度8/8）発進した場合、駆動スリップの発生によりトラクション制御が作動し、CVTの目標変速比を決める車体速は、駆動輪速から従動輪速へと切り替えられる。このとき、車体速とエンジン回転数とで決まるCVTの運転点は、駆動輪速に応じた点aから従動輪速に応じた点bへと切り替わり、目標変速比は、原点と点aとを通る直線Aの傾きから、原点と点bとを通る直線Bの傾き（＞直線Aの傾き）となる。つまり、トラクション制御作動時における目標変速比は、トラクション制御非作動時における目標変速比よりもロー側に設定される。

この状態で駆動輪速と従動輪速とが一定以上の偏差を持ったまま車体速が上昇していくと、エンジン回転数は目標変速比（直線Bの傾き）に応じた点cにおけるエンジン回転数となるが、点cは変速リミット線を超えているため、実際はエンジン回転数が限界入力回転数に到達したとき、変速機保護制御により目標変速比がよりハイ側とされ、運転点は8/8変速線上に向かう。

ところが、目標変速比は従動輪速に基づいて設定されるため、実際のエンジン回転数が下がる前に目標変速比はロー側となり、エンジン回転数は再び限界入力回転数に到達する。これが繰り返されることで、変速比がハンチングを起こし、運転者に違和感を与えてしまう。

すなわち、トラクション制御介入に伴う変速比のハンチングを抑制するために、目標変速比を決める車体速を駆動輪速から従動輪速へと切り替えた際、目標変速比がよりロー側に設定されることで、エンジン回転数の上昇を招き、上述した変速機保護制御の介入に伴う変速比のハンチングが発生するという問題があった。

［変速機保護制御介入に伴う変速比のハンチング抑制作用］
これに対し、実施例１では、トラクション制御作動時には、従動輪速に補正値αを加えたものを車体速としてCVTの目標変速比i^*を設定する。図５に示すように、実施例１では、従動輪速＋αに応じて目標変速比（直線Dの傾き）を設定しているため、従動輪速に応じて目標変速比（直線Bの傾き）を設定する場合と比較して、目標変速比i^*は、よりハイ側に設定される。このため、実際のエンジン回転数（点eにおけエンジン回転数）は、限界入力回転数を超えにくくなり、変速機保護制御の介入が抑制される。

図６は、実施例１の変速機のハンチング抑制作用を示すアクセル全開発進時におけるエンジン回転数を示すタイムチャートであり、車体速として従動輪速＋αを用いることにより、車体速として従動輪速を用いた場合と比較して、エンジン回転数の上昇を抑制でき、エンジン回転数が限界入力回転数に到達するのを回避できることがわかる。
また、車体速として駆動輪速を用いた場合と比較して、車体速の上下動が抑制されるため、トラクション制御介入に伴う変速比のハンチングも抑制されている。

［発進加速性維持作用］
実施例１では、従動輪速を増加するための補正値αを、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほどより大きな値とし、かつ、従動輪速＋αを、駆動輪速よりも小さな値としている。

例えば、補正値αを一定値とし、従動輪速＋αを、駆動輪速よりも大きな値とすることで、エンジン回転数が8/8変速線を超えないようにすることは可能であるが、この場合、変速比が過度にハイ側に設定されてしまうため、発進加速性の悪化を伴うという問題が生じる。

これに対し、補正値αを駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど大きくし、かつ、従動輪速＋αを駆動輪速よりも小さな値とすることで、変速比が過度にハイ側に設定されるのを回避でき、発進加速性を維持できる。

次に、効果を説明する。
実施例１の無段変速機の変速制御装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。

(1) CVTコントローラ８は、トラクション制御の作動時、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど、従動輪速をより大きな値に補正する車体速補正手段（ステップS3）を備える。これにより、従動輪速を補正しない場合と比較して、目標変速比i^*をよりハイ側に設定できるため、エンジン回転数が限界入力回転数を超えにくくなり、変速機保護制御の介入に伴う変速比のハンチングを抑制できる。また、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど従動輪速をより大きな値に補正するため、変速機保護制御の介入による変速比のハンチングを抑えつつ、発進加速性の悪化を防止できる。

(2) 車体速補正手段は、従動輪速＋αが駆動輪速以下の値となるように従動輪速の増加補正を行うため、駆動スリップ量に応じた目標変速比i^*を設定できるため、変速機保護制御の介入に伴う変速比のハンチングと、発進加速性の維持との両立を実現できる。

(3) 駆動スリップを抑制するトラクション制御の作動時、CVT２の目標変速比i^*を決定するために用いる車体速を駆動輪速から従動輪速に切り替えた際、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど、駆動輪速を超えない範囲で従動輪速をより大きな値に補正する。これにより、従動輪速を補正しない場合と比較して、目標変速比i^*をよりハイ側に設定できるため、エンジン回転数が限界入力回転数を超えにくくなり、変速機保護制御の介入に伴う変速比のハンチングを抑制できる。また、駆動輪速と従動輪速との偏差が大きいほど従動輪速をより大きな値に補正するため、変速機保護制御の介入による変速比のハンチングを抑えつつ、発進加速性の悪化を防止できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例では、擬似車体速として従動輪平均速を用いた例を示したが、擬似車体速としては、２つの従動輪速の一方、または駆動輪平均速に所定のフィルタ処理（ローパスフィルタ）を施した値を用いてもよい。

実施例では、トラクション制御としてエンジンの出力を下げる例を示したが、駆動輪にブレーキをかけるシステムを用いて駆動スリップを抑制してもよい。

実施例１の無段変速機の変速制御装置を適用した車両の駆動系を示す構成図である。実施例１の変速線図である。 CVTコントローラ８の変速比設定制御処理の流れを示すフローチャートである。低μ路でアクセル全開発進した際の変速比の変化を示す図である。実施例１の目標変速比設定方法を示す変速線図の要部拡大図である。実施例１の変速機のハンチング抑制作用を示すアクセル全開発進時におけるエンジン回転数を示すタイムチャートである。

符号の説明

１エンジン
２無段変速機
３ディファレンシャル
４ａ左ドライブシャフト
４ｂ右ドライブシャフト
５ａ左前輪
５ｂ右前輪
５ｃ左後輪
５ｄ右後輪
６エンジンコントローラ
７ TCSコントローラ
８ CVTコントローラ
９アクセル開度センサ
１０アクセルペダル
１１ａ左前輪速センサ
１１ｂ右前輪速センサ
１１ｃ左後輪速センサ
１１ｄ右後輪速センサ
１２プライマリ回転数センサ
１３セカンダリ回転数センサ

Claims

駆動輪の駆動スリップを抑制するトラクション制御が作動しているか否かを判定するトラクション制御作動判定手段と、
トラクション制御の非作動時には駆動輪速に基づいて無段変速機の目標変速比を設定し、トラクション制御の作動時には擬似車体速に基づいて無段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
を有する無段変速機の変速制御装置において、
トラクション制御の作動時、前記駆動輪速と前記擬似車体速との偏差が大きいほど、前記擬似車体速をより大きな値に補正する車体速補正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１に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記車体速補正手段は、補正後の擬似車体速が前記駆動輪速以下の値となるように前記擬似車体速の増加補正を行うことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
駆動スリップを抑制するトラクション制御の作動時、無段変速機の目標変速比を決定するために用いる車体速を駆動輪速から擬似車体速に切り替えた際、前記駆動輪速と前記従動輪速との偏差が大きいほど、前記駆動輪速を超えない範囲で前記擬似車体速をより大きな値に補正することを特徴とする無段変速機の変速制御方法。