JP2505420B2

JP2505420B2 - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP2505420B2
Application number: JP61187707A
Authority: JP
Inventors: 春芳久村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPS6343837A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、無段変速機の変速制御装置に関するもので
ある。

（ロ）従来の技術従来の無段変速機の変速制御装置としては、例えば特
開昭58−170959号公報に示されるように、スロットルが
全閉となると同時に変速比大側への変速を開始させるよ
うにしたものがある。すなわち、スロットル全閉からエ
ンジンブレーキの必要を予見し、直ちに変速比大側への
変速を開始させ、迅速にエンジンブレーキ効果を得るよ
うにしようとするものである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかし、上記のような従来の無段変速機の変速制御装
置では、変速の際のフィードバック制御ゲインがスロッ
トルを全閉とした場合とそれ以外の場合とで同一となっ
ているため、スロットル全閉時の変速比の応答性及び追
従性が悪いという問題点がある。スロットルを全閉とし
たコースティング時の変速比大側への変速の際には、目
標とする変速比が時間の経過と共に増大していくランプ
応答となるので、制御の応答性及び追従性が特に悪く、
車両が急減速された場合には無段変速機の変速比大側へ
の変速が遅れ、車両が停止するまでに最大変速比まで変
速させることができない場合がある。このような変速中
にスロットルを開として再加速しようとすると、まだ変
速比大側への変速中であって駆動プーリから油を排出し
ている途中であるので、Ｖベルトに対して摩擦力が十分
に作用しない。このため、Ｖベルトの滑りを発生して動
力伝達ができず、またＶベルトが摩耗するという問題を
生ずる。本発明はこのような問題点を解決することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、Ｄレンジ走行中にフットブレーキを作動さ
せる急減速時など、フィードバック制御ゲインをそれ以
外の場合よりも大きくすることにより、変速比を速やか
に変速比を大側に戻して、上記問題を解決する。

すなわち、本発明は、シフトポジションを検出する手
段と、スロットル開度を検出する手段と、フットブレー
キ作動状態を検出する手段と、シフトポジションがＤレ
ンジでスロットル開度が全閉でかつフットブレーキが作
動状態のエンジンブレーキ状態にあることを検出するエ
ンジンブレーキ検出手段と、このエンジンブレーキ検出
手段がエンジンブレーキ状態を検出したときはそれ以外
の場合よりも上記フィードバック制御手段のフィードバ
ックゲインを増大させるフィードバックゲイン変更手段
と、を有している。

（ホ）作用シフトポジションがＤレンジでの走行中にスロットル
開度が全閉、かつフットブレーキが作動状態のエンジン
ブレーキ状態が検出されると、これがフィードバックゲ
イン変更手段に伝達され、フィードバックゲイン変更手
段はフィードバック制御手段のフィードバックゲインを
増大させる。

これにより、通常運転時に比較して、エンジンブレー
キ状態における変速比大側への変速の追従性及び応答性
が向上し、急減速が行われた場合でも、車両が停止する
までに最大変速比まで変速させることができる。このた
め、途中からスロットルを開いて再加速するときなど、
直ににＶベルトの滑りを防いで、直ちに良好な加速を行
うことが可能となる。

（ヘ）実施例第２図に無段変速機の動力伝達機構を示す。この無段
変速機はフルードカップリング12、前後進切換機構15、
Ｖベルト式無段変速機構29、差動装置56等を有してお
り、エンジン10の出力軸10aの回転を所定の変速比及び
回転方向で出力軸66及び68に伝達することができる。こ
の無段変速機は、フルードカップリング12（ロックアッ
プ油室12a、ポンプインペラー12b、タービンランナ12c
等を有している）、回転軸13、駆動軸14、前後進切換機
構15、駆動プーリ16（固定円すい部材18、駆動プーリシ
リンダ室20（室20a、室20b）、可動円すい部材22、みぞ
22a等からなる）、遊星歯車機構17（サンギア19、ピニ
オンギア21、ピニオンギア23、ピニオンキャリア25、イ
ンターナルギア27等から成る）、Ｖベルト24、従動プー
リ26（固定円すい部材30、従動プーリシリンダ室32、可
動円すい部材34等から成る）、従動軸28、前進用クラッ
チ40、駆動ギア46、アイドラギア48、後進用ブレーキ5
0、アイドラ軸52、ピニオンギア54、ファイナルギア4
4、ピニオンギア58、ピニオンギア60、サイドギア62、
サイドギア64、出力軸66、出力軸68などから構成されて
いるが、これらについての詳細な説明は省略する。な
お、説明を省略した部分の構成については本出願人の出
願に係る特開昭61−105353号公報に記載されている。

第３図に無段変速機の油圧制御装置を示す。この油圧
制御装置は、オイルポンプ101、ライン圧調圧弁102、マ
ニアル弁104、変速制御弁106、調整圧切換弁108、変速
モータ（ステップモータ）110、変速操作機構112、スロ
ットル弁114、一定圧調圧弁116、電磁弁118、カップリ
ング圧調圧弁120、ロックアップ制御弁122等を有してお
り、これらは互いに図示のように接続されており、また
前進用クラッチ40、後進用ブレーキ50、フルードカップ
リング12、ロックアップ油室12a、駆動プーリシリンダ
室20及び従動プーリシリンダ室32とも図示のように接続
されている。これらの弁等についての詳細な説明は省略
する。説明を省略した部分については前述の特開昭61−
105353号公報に記載されている。なお、第３図中の各参
照符号は次の部材を示す。ピニオンギア110a、タンク13
0、ストレーナ131、油路132、リリーフ弁133、弁穴13
4、ポート134a〜ｅ、スプール136、ランド136a〜ｂ、油
路138、一方向オリフィス139、油路140、油路142、一方
向オリフィス143、弁穴146、ポート146a〜ｇ、スプール
148、ランド148a〜ｅ、スリーブ150、スプリング152、
スプリング154、変速比伝達部材158、油路164、油路16
5、オリフィス166、オリフィス170、弁穴172、ポート17
2a〜ｅ、スプール174、ランド174a〜ｃ、スプリング17
5、油路176、オリフィス177、レバー178、油路179、ピ
ン181、ロッド182、ランド182a〜ｂ、ラック182c、ピン
183、ピン185、弁穴186、ポート186a〜ｄ、油路188、油
路189、油路190、弁穴192、ポート192a〜ｇ、スプール1
94、ランド194a〜ｅ、負圧ダイヤフラム198、オリフィ
ス199、オリフィス202、オリフィス203、弁穴204、ポー
ト204a〜ｅ、スプール206、ランド206a〜ｂ、スプリン
グ208、油路209、フィルター211、オリフィス216、ポー
ト222、ソレノイド224、プランジャ224a、スプリング22
5、弁穴230、ポート230a〜ｅ、スプール232、ランド232
a〜ｂ、スプリング234、油路235、オリフィス236、弁穴
240、ポート240a〜ｈ、スプール242、ランド242a〜ｅ、
油路243、油路245、オリフィス246、オリフィス247、オ
リフィス248、オリフィス249、チョーク形絞り弁250、
リリーフバルブ251、チョーク形絞り弁252、保圧弁25
3、油路254、クーラー256、クーラー保圧弁258、オリフ
ィス259、切換検出スイッチ298。

第４図にステップモータ110及びソレノイド224の作動
を制御する変速制御装置300を示す。変速制御装置300
は、入力インターフェース311、基準パルス発生器312、
CPU（中央処理装置）313、ROM（リードオンリメモリ）3
14、RAM（ランダムアクセスメモリ）315及び出力インタ
ーフェース316を有しており、これらはアドレスバス319
及びデータバス320によって連絡されている。この変速
制御装置300には、エンジン回転速度センサー301、車速
センサー302、スロットル開度センサー303、シフトポジ
ションスイッチ304、タービン回転速度センサー305、エ
ンジン冷却水温センサー306、ブレーキセンサー307及び
切換検出スイッチ298からの信号が直接又は波形成形器3
08、309及び322、及びAD変換器310を通して入力され、
一方増幅器317及び線317a〜ｄを通してステップモータ1
10へ信号が出力され、またソレノイド224へも信号が出
力されるが、これらについての詳細な説明は省略する。
なお、説明を省略した部分の構成については、前述の特
開昭61−105353号公報に記載されている。

第５〜８図に変速制御装置300によって行われる制御
内容を示す。まず、シフトポジションスイッチ304から
シフトポジションの読込みを行い（ステップ502）、シ
フトポジションが走行位置（すなわち、Ｄ、Ｌ又はＲレ
ンジ）にあるかどうかを判断し（同504）、走行位置に
ない場合にはソレノイド224のデューティ比を０に設定
し（同506）、後述のステップ630に進む。シフトポジシ
ョンが走行位置にある場合にはスロットル開度センサー
303からスロットル開度THを読込み（同508）、車速セン
サー302から車速Ｖを読込み（同510）、エンジン回転速
度センサー301からエンジン回転速度N_Eを読込み（同51
2）、またタービン回転速度センサー305からタービン回
転速度Ntの読込みを行う（同514）。次いで、エンジン
回転速度N_Eとタービン回転速度Ntとの差N_Dを算出し（同
516）、次いでロックアップオン車速V_ON及びロックアッ
プオフ車速V_OFFの検索を行う（同518）。なお、ロック
アップオン車速V_ON及びロックアップオフ車速V_OFFは、
車速Ｖとスロット開度THとの関数として設定される。

次いで、ロックアップフラグLUFが設定されているか
どうかを判断し（同520）、フラグLUFが設定されていな
い場合には実際の車速Ｖがロックアップオン車速V_ONよ
りも大きいかどうかを判断し（同522）、Ｖ＞V_ONの場合
にはN_D−Nm₁をｅとして設定する（同524）。なお、Nm₁
はエンジン回転速度N_Eとタービン回転速度Ntとの偏差の
目標値である。次いで、ｅの値に基づいてフィードバッ
ク制御ゲインG₁の検索を行う（同526）。次いで、N_Dが
所定の小さい値N₀より小さいかどうかを判断し（同52
8）。N₀は、N_Dがこれよりも大きい場合にはフィードバ
ック制御が行われ、これよりも小さい場合にはフィード
フォワード制御が行われる回転差である。N_D＜N₀の場合
には現在のデューティ比に微小な値α％を加算した値を
新たなデューティ比として設定し（同530）、次いでデ
ューティ比が100％より小さいかどうかを判断し（同53
2）、100％より小さい場合には後述のステップ602に進
み、一方100％以上の場合にはデューティ比を100％に設
定し（同534）、次いでロックアップフラグLUFを設定し
（同536）、同様に後述のステップ602に進む（すなわ
ち、フィードフォワード制御が行われる）。前述のステ
ップ528でN_D≧N₀の場合には、偏差ｅ及びフィードバッ
クゲインG₁に基づいてデューティ比を決定し（同53
8）、ステップ602に進む（すなわち、フィードバック制
御が行われる）。また、前述のステップ522でＶ≦V_ONの
場合にはデューティ比を０％に設定し（同540）、次い
でロックアップフラグLUFを演算する（同542）。これに
よってロックアップ機構の作動が解除される。また、前
述のステップ520でロックアップフラグLUFが設定されて
いる場合には車速Ｖがロックアップオフ車速V_OFFより小
さいかどうかを判断し（同544）、Ｖ＜V_OFFの場合には
ステップ540及び542に進み（ロックアップ解除）、また
Ｖ≧V_OFFの場合にはデューティ比を100％に設定する
（同546）（これによりロックアップ状態が保持され
る）。

上記ステップ502〜546によって、結局次のような制御
が行われることになる。すなわち、シフトポジションが
走行位置以外のＰ及びＮ位置ではロックアップ機構は必
ず解除されており（ステップ506）、走行位置にある場
合には、所定のロックアップオフ車速V_OFF以上の場合に
はロックアップ状態が保持され（ステップ546）、また
ロックアップオフ車速V_OFFより小さい車速ではロックア
ップ機構の作動が解除され（ステップ540）、またロッ
クアップ機構が非作動状態から作動状態に切り換わる際
にはフルードカップリング12の滑りの大きさに応じてフ
ィードバック制御（ステップ538）又はフィードフォワ
ード制御（ステップ530）によって円滑にロックアップ
機構の締結が行われる。

ステップ532、536、538、542及び546からは、第６図
に示すステップ602以下に進む。

まず、第６図に示すステップ602では車速Ｖが所定の
小さい値V₀（例えば、２〜3km/h）よりも小さいかどう
かを判断し、Ｖ＜V₀の場合には後述するステップ612〜6
18においてクリープ制御が行われ、Ｖ≧V₀の場合には変
速制御が行われることになる。Ｖ＜V₀の場合にはスロッ
トル開度THが所定の小さい値TH₀よりも小さいかどうか
を判断し（ステップ604）、スロットルがアイドル状態
にない場合にはデューティ比を０％に設定し（同606）
（これによって前進用クラッチ40は完全に締結され
る）、ステップモータ110の目標パルス数P_DをP₁に設定
しておく（同608）。ステップ608の後はステップ630
（第８図）に進んで、実際のステップモータ110の位置
がパルス数P₁の位置になるように制御が行われる。ステ
ップ604でスロットルがアイドル状態にある場合には切
換検出スイッチ298がオンであるかどうかが判断され
（同610）（第８図）、オンの場合にはエンジン回転速
度N_Eと駆動プーリ回転速度N_T（これはタービン回転速度
センサー305によって検出されるタービン回転速度と等
しい）との差N_Dと、目標偏差N_m2との差をｅとして設定
し（同612）、このｅの値に基づいてフィードバックゲ
インG₂の検索が行われる（同614）。次いで、偏差ｅ及
びフィードバックゲインG₂に基づいてデューティ比を設
定し（同616）、次いでパルス数P_Dを０に設定し（同61
8）、ステップ630に進む。

前述のステップ602でＶ≧V₀の場合には、シフトポジ
ションがＤレンジにあるかどうかを判断し（同707）、
Ｄレンジの場合にはＤレンジ目標駆動プーリ回転速度TR
PMの検索を行う（同902）。ステップ707でＤレンジでな
い場合にはＬレンジであるかどうかを判断し（同70
9）、Ｌレンジの場合にはＬレンジ目標駆動プーリ回転
速度TRPMの検索を行う（同904）。Ｌレンジでない場合
にはＲレンジ目標駆動プーリ回転速度TRPMの検索を行う
（同905）。ステップ902、ステップ904又はステップ905
で目標駆動プーリ回転速度TRPMの検索を終えた後は、車
速Vsの読込みを行い（同906）、次いでTRPM及びVsに基
づいてステップモータ位置θｓを算出する（同908）。
このθｓはフィードフォワード制御量である。次いで、
実際の駆動プーリ回転速度Ntを読込み（同910）、目標
駆動プーリ回転速度TRPMと実駆動プーリ回転速度Ntとの
偏差ｅを演算する（同912）。次いで、偏差ｅの絶対値
が所定値C₂（例えば、300rpm）よりも小さいかどうかを
判断し（同914）、ｅの絶対値がC₂よりも小さい場合に
は偏差ｅの値をe₁に設定し（同916）、後述のステップ9
52（第７図）に進む。また、偏差ｅの絶対値がC₂よりも
大きい場合には、ｅが０よりも大きいかどうかを判断し
（同918）、ｅが０よりも大きい場合にはC₂の値をe₁に
設定し、またｅの値が負の場合には−C₂をe₁に設定し
（同922）、ステップ952に進む。ステップ952ではＤレ
ンジであるかどうかを判断し、次いでステップ954でア
イドルスイッチ（スロットル全閉とした場合にオンとな
るスイッチ）がオンであるかどうかを判断し、さらにス
テップ955でフットブレーキ作動状態にあるかどうかを
判断し（例えばフットブレーキの作動時にオンとなるス
イッチにより）、これらの結果、Ｄレンジで、アイドル
スイッチオンでかつフットブレーキ作動状態の場合にの
みステップ956に進み、それ以外の場合にはステップ958
に進み、次いでステップ924に進む。ステップ958では一
定値K_PO及びK_i0をそれぞれゲインKp及びKiとして設定
し、一方ステップ956では一定値K_PO及びK_i0にそれぞれ
定数K₁及びK₂（これらは１より大きい定数）を乗じたも
のをKp及びKiとして設定する。ステップ924では上述の
ようにして得られたe₁にKpを乗じ、この値をＰとする。
このＰの値がフィードバック制御量のうちの偏差対応分
である。次いで偏差ｅの絶対値が所定値C₁（例えば、50
0rpm）よりも小さいかどうかを判断し（同926）、ｅの
絶対値がC₁よりも小さい場合には、e₁を積分したものに
Kiを乗じたものをＩとする（同928）。また、ｅの絶対
値がC₁よりも大きい場合にはＩを０にする。すなわち、
積分器をリセットする（同930）。ステップ928又はステ
ップ930からはステップ932に進み、ＩとＰとを加算した
ものをDpiとする。このDpiがフィードバック制御量であ
る。次いで、前述のθｓとDpiとを加算し、これを目標
パルス数P_Dとする（同934）。次いでP_Dが０（これは変
速比大側の限界値に相当するパルス数より小さい値であ
る）より小さいかどうかを判断し（同936）、P_Dが負の
場合には積分値加算を停止し（同938）、次いでP_Dを０
に設定し（同940）、ステップ630（第８図）に進む。ま
た、ステップ936でP_Dが０以上の場合には、P_Dが所定値H
i（これは無段変速機の変速範囲内の最小変速比に対応
する値である）よりも大きいかどうかを判断し（同94
2）、P_DがHiよりも小さい場合にはそのままステップ630
に進み、またP_DがHiよりも大きい場合には積分値加算を
停止し（同944）、次いでP_DをHiに設定し（同946）、ス
テップ630に進む。

ステップモータ630では、目標とするパルス数P_Dと実
際のパルス数P_Aとの比較を行ない、P_D＝P_Aの場合にはス
テップ636及び638に進み、ステップモータ駆動信号及び
ソレノイド駆動信号を出力する。P_A＜P_Dの場合にはステ
ップモータ駆動信号をアップシフト方向に移動し（同63
2）、現在のパルス数P_Aに１を加算したものを新たにパ
ルス数P_Aとして設定し（同634）、ステップ636及びステ
ップ638でステップモータ駆動信号及びソレノイド駆動
信号を出力する。P_A＞P_Dの場合にはステップモータ駆動
信号をダウンシフト方向に移動し（同620）、次いで現
在のパルス数P_Aから１を減算したものを新たなパルス数
P_Aとして設定し（同622）、ステップ636及び638に進ん
でステップモータ駆動信号及びソレノイド駆動信号を出
力する。

結局上記のようなルーチンにより次のような制御が行
われることになる。まずステップ908でフィードフォワ
ード制御量が計算される。ステップ924でフィードバッ
ク制御量のうち、偏差対応分Ｐが計算され、またステッ
プ928で偏差の積分値対応分Ｉが計算される。ステップ9
32でＩとＰとを加算することにより、フィードバック制
御量Dpiが算出される。その際のフィードバックゲイン
は、アイドルスイッチがオンの場合（すなわち、スロッ
トル全閉の場合）には、オフの場合の値（K_PO及びK_i0）
のそれぞれK₁及びK₂倍としてある。従って、スロットル
全閉時における変速制御の応答性及び追従性は非常に高
くなる。これにより、急減速時においても車両が停止す
る前に最大変速比まで変速させることができ、Ｖベルト
の滑りの発生を防止することができる。

なお、ステップ906〜946の間では上記の他の次のよう
な制御が行われるので、これについても説明しておく。

偏差ｅの絶対値がC₂よりも小さい場合にはその偏差ｅ
の値に定数Kpを乗じたものがＰの値とされる。従って、
Ｐの値は実際の偏差ｅに比例して変化する値となる。一
方、偏差ｅの絶対値がC₂よりも大きい場合には一定の値
C₂にKpを乗じたものをＰとする。従って、Ｐの値は常に
一定の値となる。これにより大きい偏差を生じた場合に
もＰの値は所定値以上にはならないことになる。また、
偏差ｅの絶対値が所定値C₁よりも小さいときには、偏差
の積分値に定数Kiを乗じたものがＩとなる。これによ
り、Ｉは積分値に比例して変化することになる。しか
し、偏差ｅの絶対値がC₁よりも大きい場合にはＩの値は
０にリセットされる。従って、Dpiの値は偏差ｅの絶対
値がC₁及びC₂よりも小さい場合には通常どおり偏差ｅに
比例した値（Ｐ）に偏差の積分値対応分（Ｉ）を加算し
た値がフィードバック制御量となる。また、C₁＞C₂とし
た場合には、C₂〜C₁の間は積分値対応分だけが変化し、
偏差対応分は一定の値になる。また、偏差ｅの絶対値が
C₁よりも大きくなると、Ｉの値はリセットされると共に
その加算が停止される。これにより非常に大きな偏差を
生じた場合であっても必要以上に大きな目標ステップモ
ータ位置P_Dが指令されることはなく、変速時のオーバー
シュートが防止され変速時の回転速度の変化が円滑にな
りショックが低減される。

以上説明したように、本発明によると、シフトポジシ
ョンがＤレンジでの走行中にフットブレーキ作動状態に
移行すると、直ちにフィードバックゲインを増大させる
ようにしたので、急速な低速が行われる場合でも車両停
止までに最大変速比まで変速させることができ、これに
続く再加速時などにベルトの滑りを防ぎ、ベルトの摩耗
を防ぎつつ、良好な加速性能が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成要素間の関係を示す図、第２図は
無段変速機の動力伝達機構を示す図、第３図は無段変速
機の油圧制御装置を示す図、第４図は無段変速機の変速
制御装置を示す図、第５〜８図は制御ルーチンを示す図
である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】変速アクチュエータの動作位置に応じて変
速比が制御されるベルト式の無段変速機であって、運転
条件に基づいて無段変速機の入力回転速度又は変速比の
目標値を決定する目標値決定手段と、無段変速機の入力
回転速度又は変速比の実際値を検出する実際値検出手段
と、目標値決定手段によって決定される目標値と実際値
検出手段によって検出される実際値との偏差に応じて変
速アクチュエータのフィードバック制御量を決定するフ
ィードバック制御手段と、を有する無段変速機の変速制
御装置において、シフトポジションを検出する手段と、スロットル開度を
検出する手段と、フットブレーキ作動状態を検出する手
段と、シフトポジションがＤレンジでスロットル開度が
全閉でかつフットブレーキが作動状態のエンジンブレー
キ状態にあることを検出するエンジンブレーキ検出手段
と、このエンジンブレーキ検出手段がエンジンブレーキ
状態を検出したときはそれ以外の場合よりも上記フィー
ドバック制御手段のフィードバックゲインを増大させる
フィードバックゲイン変更手段と、を有することを特徴
とする無段変速機の変速制御装置。