JP2613037B2 - 車両用無段変速機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用無段変速機の変速を制御する技術に
関する。

［従来の技術］ 従来、運転者の要求に合った加速状態および駆動力の
変化状態を無段変速機の変速比制御に反映させる技術が
種々開示されている（特開昭60−125449号等）。たとえ
ば、この運転者の要求に合った加速状態および駆動力の
変化状態を変速比制御に反映させるには、第９図に示す
ような変速比制御、すなわち車速Ｖとスロットル開度θ
とにもとづいて目標エンジン回転数Ne^＊を求め、該Ne^＊
と実際のエンジン回転数Neとが一致するように無段変速
機の変速比を制御する技術が用いられる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記従来の技術では、加速状態および駆
動力の変化状態が運転者の要求に十分に合致しないこと
があるという問題があった。この問題は、たとえばスロ
ットル開度θが20（％）から30（％）になったときに
は、目標エンジン回転数Ne^＊がNA20からNB30になり（第
９図参照）、駆動力ＦがFA20からFB30に大きく増加する
が（第10図の車速Ｖ−駆動力Ｆ特性線図参照）、スロッ
トル開度θが40（％）から50（％）になったときには、
目標エンジン回転数Ne^＊がNC40からND50になり（第９図
参照）、駆動力ＦがFC40からFD50に少し増加するにすぎ
ないことが原因である。こうした現象は、第11図のエン
ジントルク特性線図に示すように、スロットル開度θが
20（％）から30（％）になったときには、エンジントル
クTeがTA20からTB30に大きく増加するが、スロットル開
度θが40（％）から50（％）になったときには、エンジ
ントルクTeがTC40からTD50に減少するために生じる。こ
のため、スロットル開度θが20（％）→30（％）に吹き
込まれたときと、スロットル開度θが40（％）→50
（％）に踏み込まれたときとでは、加速状態および駆動
力の変化状態に大きな相違が発生して、運転者の期待に
反し、ドライブフィーリングが低下することになる。そ
のうえ、低スロットル開度θでは、少しのスロットル開
度θの変化により、大きく駆動力Ｆが変動して、加減速
が繰り返されることになり、運転者にとっては車速コン
トロールが難しい問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決して、アクセル開度に
対する駆動力の変化状態を最適にし、車速の操作性を向
上させることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成する手段として、本発明の車両用無
段変速機の制御装置は、第１図に例示するように、 走行状態に対する変速比を定めた変速パターンと、 少なくともアクセルペダルの踏込量を含む車両の走行
状態を検出する手段と、 該検出された走行状態と上記変速パターンとにしたが
って、無段変速機の変速比を求め、エンジンに連結され
た車両用無段変速機の変速比を制御する手段と を有する車両用無段変速機の制御装置において、 上記変速パターンは、 アクセル踏込量と車両の駆動力とがほぼ線形に変化す
る様に、 アクセルペダルの踏込量の変化に対するエンジントル
クの変化が大きい領域での変速比の変化に比べ、アクセ
ルペダルの踏込量の変化に対するエンジントルクの変化
が小さい領域での変速比の変化を大きくするように予め
設定されたパターンであることを特徴とする。

［作用］ 本発明の車両用無段変速機の制御装置によれば、アク
セルペダルの踏込量の変化に対するエンジントルクの変
化が大きいような走行状態にあるときは、アクセルペダ
ル踏込量の変化に対する変速比の変化が相対的に小さく
なるように変速比が求められる。一方、アクセルペダル
の踏込量の変化に対するエンジントルクの変化が小さい
ような走行状態にあるときは、アクセルペダルの踏込量
の変化に対する変速比の変化が相対的に大きくなるよう
に変速比が求められる。

そして、この変速比は、アクセル踏込量と車両の駆動
力とがほぼ線形に変化する様に定められた変速パターン
によって決定されるので、アクセルペダルの踏込量の変
化量が同じであれば、駆動力の変化量が同じ大きさとな
り、運転者のアクセル踏込量と駆動力とがリニアな関係
となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図において、車両のエンジン10は、ロックアップ
クラッチ付フルードカップリング12を介して無段変速機
14の入力軸16に連結されている。入力軸16には、油圧シ
リンダ18によってＶ溝幅すなわち伝導ベルト20の掛り径
が変更される可変プーリ22が設けられている。出力軸24
には、油圧シリンダ26によってＶ溝幅が変更される可変
プーリ28が設けられている。したがって、入力軸16に伝
達された回転力は可変プーリ22および28に巻き掛けられ
た伝導ベルト20を介して出力軸24に伝達されるととも
に、後段の副変速機30に伝達される。副変速機30は、第
１サンギア32,第２サンギア34,リングギア36などから成
るラビニョウ型複合遊星歯車装置を備え、高速段用クラ
ッチ38,低速段用ブレーキ40,後進用ブレーキ42が図示し
ない油圧アクチュェータによって択一的に作動させられ
ることにより、次表１に示すように、副変速機30の変速
比Rfが切り換えられ、あるいは正転、逆転が切り換えら
れるようになっている。

ここで表１において、p1はZs1/Zr,p2はZs2/Zrであ
る。但し、Zs1は第１サンギア32の歯数、Zs2は第２サン
ギア34の歯数、Zrはリングギア36の歯数である。ベルト
式無段変速機14の出力軸24は副変速機30の入力軸を構成
し、また副変速機30内の遊星ギアを支持するキャリア44
は出力軸を構成するので、副変速機30の変速比はキャリ
ア44の回転数で出力軸24の回転数を除した値となる。上
記キャリア44に伝達された回転力は、中間歯車46,48お
よび終減速機50を経て、車両の一対の駆動輪52にそれぞ
れ伝達されるようになっている。

可変プーリ22および28の近傍には、それら可変プーリ
22および28の回転数に対応した周波数のパルス信号SP1
およびSP2をコントローラ54へ出力するための入力軸回
転数センサ58および出力軸回転数センサ60が設けられて
いる。中間歯車48の近傍には、中間歯車48の回転数に対
応した周波数のパルス信号SVをコントローラ54へ出力す
るための車速センサ61が設けられている。エンジン10の
吸気配管に設けられたスロットル弁62は、アクセルペダ
ル63の操作により開閉され、該スロットル弁62には、ス
ロットルセンサ64が設けられており、そのスロットルセ
ンサ64からはスロットル弁開度θを表すスロットル信号
Ｓθがコントローラ54に供給される。

本実施例においてはシフト切換装置としてシフトレバ
ー66が用いられており、そのシフトレバー66の操作位置
を検出する操作位置センサ68からは、シフトレバー66の
シフト操作位置Pshを表し信号SPがコントローラ54に供
給される。このシフトレバー66は油圧回路70内のマニュ
アルバルブと機械的に関連させられており、ニュートラ
ルレンジに操作されたときには、高速段用クラッチ38,
低速段用ブレーキ40,後進用ブレーキ42をそれぞれ作動
させるための油圧アクチュエータのいずれにも油圧が供
給されることを阻止するが、後進レンジに操作されたと
きには、後進用ブレーキ42を作動させる油圧アクチュエ
ータのみに作動油を供給させる。また、シフトレバー66
が前進レンジのうちの通常走行（D:ドライブ）レンジに
操作された場合には、高速段用クラッチ38を作動させる
油圧アクチュエータのみに作動油が供給されることを許
容し、高速側ギア段が維持されるようにする。また、シ
フトレバー66が前進レンジのうちの自動変速レンジ（Ｓ
レンジ）またはエンジンブレーキレンジ（Ｌレンジ）に
操作された場合には、高速段用クラッチ38および低速段
用ブレーキ40を作動させるそれぞれの油圧アクチュエー
タのいずれかに作動油が供給されることを許容する。そ
れらの油圧アクチュエータには、油圧回路70に設けられ
たシフト用電磁弁72の作動に応答して作動するシフトバ
ルブから、択一的に油圧が供給されるようになってい
る。

上記油圧回路70は、出力軸24に設けられた油圧シリン
ダ26に無段変速機14の実際の変速比およびエンジン10の
出力トルクに対応して調圧されたライン油圧を供給し、
伝導ベルト20の張力を必要かつ充分に制御する。また、
油圧回路70は、入力軸16に設けられた油圧シリンダ18に
関して、シフト方向切換弁74の作動に応答して、作動油
を供給しあるいは排出し、また、シフト速度切換弁76の
作動に応答して油圧シリンダ18への作動油流入速度ある
いは油圧シリンダ18からの作動油排出速度を変化させ
る。なお、油圧ポンプ78はエンジン10などによって駆動
されることにより、オイルタンク80内の作動油を油圧回
路70に圧送するものであって油圧回路70の油圧源として
機能する。

上記コントローラ54は、入出力インターフェース82,
中央処理部84,および記憶部86等を備え、記憶部86に予
め記憶されたプログラムおよびデータに従つて、入出力
インターフェース82を介して入力された種々の入力信号
を処理し、該処理結果にもとづいて、シフト用電磁弁72
の作動を制御することにより、副変速機30のギア段を自
動シフトさせ、シフト方向切換弁74およびシフト速度切
換弁76の作動を制御することにより、無段変速機14の変
速比を最適値に変化させる。

次に、第３図のフローチャートにより所定時間毎に実
行される本実施例の変速比制御ルーチンを説明する。

第３図は、車両のトランスミッション全体の変速比を
制御するための制御ルーチンを示すものであって、先ず
ステップ100が実行されることにより車速Ｖ、スロット
ル開度θ、入力軸16の回転数Nin、出力軸24の回転数Nou
t、シフトレバー66の操作位置Pshが信号SV,Sθ,SP1,SP
2,およびSPに基づいて読み込まれる。次いで、ステップ
110が実行されることにより、シフトレバー66の実際の
操作位置が通常走行レンジかあるいは自動変速レンジで
あるかが判断される。通常走行レンジであると判断され
た場合には、ステップ120が実行されて、予め記憶部86
に記憶された複数のデータマップから第４図に示す通常
走行レンジ用データマップ（副変速機30が高速ギア段
用）が選択される。この通常走行レンジ用データマップ
は通常走行時に適した目標回転数Nin^＊を決定するため
のものである。この関係は、発進時は発進加速性を優先
して最大変速比_Ymaxになるようにし、走行時はアクセル
ペダル63の踏込量と車両の駆動力とがほぼ線形に変化す
るように、低スロットル開度では変速比_Ｙの変化を小さ
くし、高スロットル開度では変速比_Ｙの変化が大きくな
るように、予め求められたものであり、スロットル開度
θ（θ０〜θ６）および車速Ｖに基づいて最適の目標回
転数Nin^＊が決定される（ステップ130）。その後ステッ
プ140が実行されることにより、ステップ130において決
定された目標回転数Nin^＊と入力軸16の実際の回転数Nin
とが一致するように無段変速機14の変速比を変更するた
めにシフト方向切換弁74およびシフト速度切換弁76を作
動させる。

上記ステップ110において、シフトレバー66が自動変
速レンジに制御されていたと判断された場合には、ステ
ップ150が実行されることにより、副変速機30のシフト
制御が実行される。すなわち、記憶部86に予め記憶され
たシフトパターンから、車速Ｖおよびスロットル開度θ
に基づいて副変速機30のギア段が決定され、決定された
ギア段が実現されるようにシフト用電磁弁72に駆動信号
を出力する。シフトパターンはたとえば第５図に示すも
のであり、データマップなどの形態で記憶されている。
図において、U12は、車両の走行性能を考慮して用意さ
れたものであって、低速側ギア（第１速）から高速側ギ
ア段（第２速）へのアップシフトの判断に用いるアップ
シフト線であり、図中D21は、適当なヒステリシスを形
成するように、またキックダウンによる加速性能を考慮
して用意されたものであって、高速側ギア段から低速側
ギア段へのダウンシフトの判断に用いるダウンシフト線
である。

次いで、ステップ160が実行されることにより、副変
速機30の実際のギア段が高速側ギア段であるかまたは低
速側ギア段であるかが判断される。高速側ギア段である
と判断された場合には、ステップ170が実行されて、た
とえば第４図に示す関係を有する通常走行レンジ用と同
一の高速側ギア段用データマップが選択されるととも
に、ステップ180が実行されて高速側ギア段用データマ
ップからスロットル開度θ（θ０〜θ６）および車速Ｖ
に基づいて高速側ギア段に適した目標回転数Nin^＊が決
定される。次いでステップ140が実行されることによ
り、高速側ギア段に適した目標回転数Nin^＊と入力軸16
の実際の回転数Ninとが一致するように無段変速機14の
変速比が変更される。

上記ステップ160において副変速機30のギア段が低速
側ギア段であると判断された場合には、ステップ190が
実行されて、たとえば第６図に示す車速Ｖおよびスロッ
トル開度θから目標回転数Nin^＊を与える低速側ギア段
用データマップが選択されるとともに、ステップ200が
実行されることにより、アクセルペダル63の踏込量と車
両の駆動力とがほぼ線形に変化するように予め定められ
た低速側ギア段用データマップに基づいて低速側ギア段
に適した目標回転数Nin^＊が決定される。そしてステッ
プ140が実行されることにより、低速側ギヤ段に適した
目標回転数Nin^＊と入力軸16の実際の回転数Ninとが一致
するように無段変速機14の変速比が変更される。

以上の作動が繰り返されることにより、第７図に示す
ように、高スロットル開度θでエンジントルクTeがほと
んど増加しないスロットル開度θ（θ０〜θ６）に対す
るエンジントルクTe特性のエンジン10を備えた車両は、
第４図、又は第６図のデータマップにもとづいて無段変
速機14の変速比制御を行なうことにより、発進時の加速
性を保持しつつ、第８図に示すようなスロットル開度θ
（θ０〜θ６）に対してほぼ線形に変化する駆動力特性
を備えることになる。図6,図7,図８を基に説明したよう
に、車両の駆動力をＦ、エンジントルクをTe、変速比を
_Ｙとすると、Ｆ＝Te×_Ｙの関係にある。よって、走行状
態の変化によるエンジントルクの変化ΔTeが小さい領域
では変速比の変化Δ_Ｙを大きくし、逆に、エンジントル
クの変化ΔTeが大きい領域では変速比の変化Δ_Ｙを小さ
くすることは、走行状態の変化に対する車両の駆動力の
変化ΔＦのばらつきを防止、つまり変化を一定にするこ
ととなる。この結果、本実施例の無段変速機の制御装置
により、アクセルペダルの踏込量に対する加速状態およ
び駆動力の変化状態がほぼ線形に変化するようになり、
車速の操作性、および運転性が向上して、ドライブフィ
ーリングが極めて良好になるという優れた効果を奏す
る。

上記変速パターンは、アクセルペダルの踏込量に対す
るエンジントルク特性にもとづいて、アクセルペダルの
踏込量と車両の駆動力とがほぼ線形に変化する値を算
出、もしくは実験により求め予め設定されるものであ
る。これにより、アクセルペダルの踏込量に対して、ほ
ぼ線形に変化する車両の駆動力が得られる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものでな
く、例えばリンクレススロットルバルブを備えたエンジ
ン、もしくはディーゼルエンジン等に応用するなど、本
発明の要旨を変更しない範囲で種々な態様の実施が可能
である。

［発明の効果］ 本発明の車両用無段変速機の制御装置によれば、アク
セルペダルの踏込量の全範囲において踏込量の変化量に
よる駆動力の変化量がほぼ一定となるので、加速・減速
に当たっての正確な車速制御を容易に実現することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用無瀬段変速機の制御装置の基本
的構成を例示する概念図、第２図は本発明の一実施例が
適用される装置の構成図、第３図は実施例の変速比制御
ルーチンを示すフローチャート、第４図は実施例におい
て副変速機が高速側ギア段にあるときの無段変速機の変
速比を決定するための変速パターンに相当するグラフ、
第５図は実施例の副変速機の自動シフトに用いられる変
速パターンを示すグラフ、第６図は実施例において副変
速機が低速側ギア段にあるときの無段変速機の変速比を
決定するための変速パターンに相当するグラフ、第７図
は実施例のエンジンのトルク特性を示すグラフ、第８図
は実施例の駆動力Ｆ特性を示すグラフ、第９図は従来例
において無段変速機の変速比を決定するための変速パタ
ーンに相当するグラフ、第10図は従来例の駆動力Ｆ特性
を示すグラフ、第11図は従来例のエンジンのトルク特性
を示すグラフである。 10……エンジン 14……無段変速機 54……コントローラ 63……アクセルペダル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:42 (56)参考文献 特開 昭59−219554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−184347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208253（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−180864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89132（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−8305（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行状態に対する変速比を定めた変速パタ
   ーンと、 少なくともアクセルペダルの踏込量を含む車両の走行状
   態を検出する手段と、 該検出された走行状態と上記変速パターンとにしたがっ
   て、無段変速機の変速比を求め、エンジンに連結された
   車両用無段変速機の変速比を制御する手段と を有する車両用無段変速機の制御装置において、 上記変速パターンは、 アクセル踏込量と車両の駆動力とがほぼ線形に変化する
   様に、 アクセルペダルの踏込量の変化に対するエンジントルク
   の変化が大きい領域での変速比の変化に比べ、アクセル
   ペダルの踏込量の変化に対するエンジントルクの変化が
   小さい領域での変速比の変化を大きくするように予め設
   定されたパターンであることを特徴とする車両用無段変
   速機の制御装置。