JP2688813B2 - 無段変速機の変速制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に
関し、詳しくは、変速比の変化速度（変速速度）を制御
対象として変速制御するものにおいて、エンジン等の駆
動力低下を補正するものに関する。 この種の無段変速機の変速制御に関しては、例えば特
開昭55−65755号公報に示す油圧制御系の基本的なもの
がある。これは、アクセルの踏込み量とエンジン回転数
の要素により変速比制御弁がバランスするように動作し
て、エンジン回転数が常に一義的に定まるように変速比
を定めるもので、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比，ライン圧，制御弁等に
より機構上決定されることになり、変速速度を直接制御
できなかった。そのため、運転域の過渡状態では変速比
がハンチング，オーバシュート等を生じてドライバビリ
ティを悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合
において、変速速度を加味して電子制御する傾向にあ
る。 【従来の技術】 そこで従来、上記無段変速機の変速速度制御に関して
は、例えば特開昭59−144850号公報の先行技術がある。
ここで目標とする変速比を、車速，スロットル開度の関
数で設定し、実際の変速比が目標とするものに一致する
ように制御することが示されている。 【発明が解決しようとする問題点】 ところで、上記先行技術のものにあっては、エンジン
の駆動力が所定の値に常に確保され、エンジン回転数，
車速およびスロットル開度による変速パターンが変化し
ないことを前提としている。従って、高地での充填効率
の低下によりエンジンの駆動力が低下した場合や、車両
重量の大幅な増大，登坂角度の増大など走行抵抗が増加
すると、正常な駆動力に基づいて設定された目標値に対
する追従性が大幅に悪化する。そして、加速性能の低
下，目標値の不適確による走行性能の低下等の不具合を
生じる。 このため、エンジンの駆動力を前提として設定された
目標値に対しては、この駆動力低下を予め見込んで補正
手段を施す必要がある。 本発明は、このような要求に応じてなされたもので、
エンジン駆動力の低下や車両走行抵抗の増大があって
も、車両の走行性能や加速性能を充分に発揮できるよう
にした無段変速機の変速制御方法を提供することを目的
とする。 【問題点を解決するための手段】 この目的を達成する手段として本発明は、目標変速比
と実変速比との偏差に応じた変速速度で実変速比を目標
変化比に収束制御する無段変速機の変速制御方法におい
て、目標変速比と実変速比との偏差が大きくなるほど大
きな変速速度を設定し、スロットル開度と車速の関数と
して車両の目標加速度を設定すると共に、無段変速機の
セカンダリプーリ側の回転数変化から車両の実加速度を
算定し、実加速度が目標加速度より所定量以下低下した
ときには、目標加速度と実加速度との偏差、または目標
加速度と実加速度との比に応じて上記目標変速比を増大
補正することを特徴とする。 【作用】 このような手段を採用した本発明では、実変速比が目
標変速比との偏差に応じた変速速度で目標変速比に収束
するのであり、エンジン駆動力の低下や車両走行抵抗の
増大により実加速度が目標加速度より所定量以上低下す
ると、その目標加速度と実加速度との偏差、または目標
加速度と実加速度との比に応じて無段変速機の目標変速
比が増大補正される。 【実施例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明が適用される無段変速機を含
む伝動系の概略について説明すると、エンジン１がクラ
ッチ2,前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５
に連結する。無段変速機４は主軸５に対して副軸６が平
行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸６
にはセカンダリプーリ８が設けられ、各プーリ7,8には
可動側に油圧シリンダ9,10が装備されると共に、駆動ベ
ルト11が巻付けられている。ここで、プライマリシリン
ダ９の方が受圧面積を大きく設定され、そのプライマリ
圧により駆動ベルト11のプーリ7,8に対する巻付け径の
比率を変えて無段変速するようになっている。 また副軸６は、１組のリダクションギヤ12を介して出
力軸13に連結し、出力軸13は、ファイナルギヤ14,ディ
ファレンシャルギヤ15を介して駆動輪16に伝動構成され
ている。 次いで、無段変速機４の油圧制御系について説明する
と、エンジン１により駆動されるオイルポンプ20を有
し、オイルポンプ20の吐出側のライン圧油路21が、セカ
ンダリシリンダ10,ライン圧制御弁22,変速速度制御弁23
に連通し、変速速度制御弁23か油路24を介してプライマ
リシリンダ９に連通する。ライン圧油路21は更にオリフ
ィス32を介してレギュレータ弁25に連通し、レギュレー
タ弁25からの一定なレギュレータ圧の油路26が、ソレノ
イド弁27,28および変速速度制御弁23の一方に連通す
る。各ソレノイド弁27,28は制御ユニット40からのデュ
ーティ信号により例えばオンして排圧し、オフしてレギ
ュレータ圧P_Rを出力するものであり、このようなパルス
状の制御圧を生成する。そしてソレノイド弁27からのパ
ルス状の制御圧は、アキュムレータ30で平均化されてラ
イン圧制御弁22に作用する。これに対しソレノイド弁28
からのパルス状の制御圧は、そのまま変速速度制御弁23
の他方に作用する。なお、図中符号29はドレン油路、31
はオイルパンである。 ライン圧制御弁22は、ソレノイド弁27からの平均化し
た制御圧によりライン圧P_Lの制御を行う。 変速速度制御弁23は、レギュレータ圧とソレノイド弁
28からのパルス状の制御圧の関係により、ライン圧油路
21,24を接続する給油位置と、ライン圧油路24をドレン
する排油位置とに動作する。 そして、デューティ比により２位置の動作状態を変え
てプライマリシリンダ９への給油または排油の流量Ｑを
制御し、変速速度di/dtにより変速制御するようになっ
ている。 第２図において、電子制御系について説明する。 先ず、変速速度制御系について説明すると、プライマ
リプーリ7,セカンダリプーリ8,エンジン１の各回転数セ
ンサ41,42,43、およびスロットル開度センサ44を有す
る。そして制御ユニット40において両プーリ回転数セン
サ41,42からの回転数信号N_P，N_Sは、実変速比算出部45
に入力してｉ＝N_P／N_Sにより実変速比ｉを求める。ま
た、セカンダリプーリ回転数センサ42からの信号N_Sとス
ロットル開度センサ44の信号θは、目標変速比検索部46
に入力する。ここで目標変速比isの変速パターンは、例
えばθ−N_Sのテーブルとして設定されており、このテー
ブルを用いてN_S，θの値から定常での目標変速比isoが
検索される。目標変速比検索部46からの定常での目標変
速比isoは、補正部60で補正されて目標変速比isoを出力
し、この目標変速比isは目標変速速度算出部47に入力
し、一定時間Δｔ毎のis変化量Δisにより目標変速比変
化速度dis/dtを算出する。そして、上記実変速比算出部
45の実変速比i,補正部60からの目標変速比is,目標変速
速度算出部47の目標変速比変化速度dis/dtおよび係数設
定部48の係数k₁，k₂は変速速度算出部49に入力し、 di/dt＝k₁（is−ｉ）＋k₂ dis/dt により変速速度di/dtが算出される。 上記変速速度di/dtの式において、k₁（is−ｉ）の項
は目標変速比isと実変速比ｉの偏差による制御量であ
り、この制御量に対し操作量を同一にして制御すると、
無段変速機の制御系の種々の遅れ要素により収束性が悪
い。そこで、車両全体の系における目標変速比変化速度
dis/dtの位相進み要素を求め、これを予め上記制御量に
付加して操作量を決める，所謂フィードフォワード制御
を行うようになっており、これにより遅れ成分が吸収さ
れて収束性が向上することになる。 変速速度算出部49と実変速比算出部45の信号di/dt,i
は、更にデューティ比検索部50に入力する。ここで、デ
ューティ比Ｄ＝ｆ（di/dt,i）の関係により、di/dtとｉ
のテーブルが設定されており、シフトアップではデュー
ティ比Ｄが例えば50％以上の値に、シフトダウンではデ
ューティ比Ｄが50％以下の値に振り分けてある。そして
シフトアップではデューティ比Ｄがｉに対して減少関数
で、|di/dt|に対して増大関数で設定され、シフトダウ
ンではデューティ比Ｄが逆にｉに対して増大関数で、di
/dtに対しては減少関数で設定されている。そこで、か
かるテーブルを用いてデューティ比Ｄが検索される。そ
して上記デューティ比検索部50からのデューティ比Ｄの
信号が、駆動部51を介してソレノイド弁28に入力するよ
うになっている。 上記変速速度制御系において、駆動力低下に対する補
正手段について説明する。 先ず、駆動力低下の場合の補正原理について述べる。
駆動力Ｆは、エンジントルクT,実変速比i,車体重量W,加
速度dv/dtにより次式で算出される。 Ｆ＝ｋ・Ｔ・ｉ＝W/g・dv/dt （ｇは重力加速度） 従って、エンジントルクT,車体重量Ｗを一定の走行条件
で設定すると、加速度dv/dtも定めることができ、これ
は第３図（ａ）の実線のようになる。そこで、この実線
の特性を目標加速度dvs/dtとし、これに対し実加速度dv
/dtが破線のように低下した場合には、駆動力低下とみ
なして補正すれば良い。 かかる補正原理に基づき、スロットル開度θと車速に
応じたセカンダリプーリ回転数N_Sが入力する目標加速度
検出部61を有し、第３図（ａ）に基づくθ−N_Sのテーブ
ル等から両者の関数として目標加速度dvs/dtを求める。
またセカンダリプーリ回転数N_Sが入力する実加速度検出
部62を有し、セカンダリプーリ回転数N_Sを時間で微分す
ることで実加速度dv/dtを算出する。 これらの両加速度dvs/dt,dv/dtは、補正係数設定部63
に入力する。ここで、種々のバラツキ等を考慮した設定
値αとの関係で、 dvs/dt−dv/dt≧α の場合に補正係数k₃を定める。また、補正係数k₃≧１と
してダウンシフト方向に補正すれば良いので、以下のよ
うに比により算出する。 k₃＝ｋ・（dvs/dt）／（dv/dt） そして補正部60では、上記補正係数k₃を入力し、 is＝k₃・iso のように乗算して補正するようになっている。 ここで、目標変速比isの最大値は、機構上最大変速比
i_L（例えば2.5）であるので、補正係数k₃および定常で
の目標変速比isoの上限は、最大変速比i_Lに制限され
る。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロッ
トル開度センサ44の信号θ，エンジン回転数センサ43の
信号Neがエンジントルク算出部52に入力して、θ−Neの
テーブルからエンジントルクＴを求める。一方、実変速
比算出部45からの実変速比ｉに基づき必要ライン圧設定
部53において、単位トルク当りの必要ライン圧P_Luを求
め、これと上記エンジントルク算出部52のエンジントル
クＴが目標ライン圧算出部54に入力して、P_L＝P_Lu・Ｔ
により目標ライン圧P_Lを算出する。 目標ライン圧算出部54の出力P_Lは、デューティ比設定
部55に入力して目標ライン圧P_Lに相当するデューティ比
Ｄを設定する。そしてこのデューティ比Ｄの信号が、駆
動部56を介してソレノイド弁27に入力するようになって
いる。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置
の作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動
力が、クラッチ2,切換装置３を介して無段変速機４のプ
ライマリプーリ７に入力し、駆動ベルト11,セカンダリ
プーリ８により変速した動力が出力し、これが駆動輪16
側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい
低速段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライ
ン圧が大きく設定され、これに相当するデューティ比の
大きい信号がソレノイド弁27に入力して制御圧を小さく
生成し、その平均化した圧力でライン圧制御弁22を動作
することで、ライン圧油路21のライン圧P_Lを高くする。
そして変速比ｉが小さくなり、エンジントルクＴも小さ
くなるに従いデューティ比を減じて制御圧を増大するこ
とで、ライン圧P_Lはドレン量の増大により低下するよう
に制御されるのであり、こうして常に駆動ベルト11での
伝達トルクに相当するプーリ押付け力を作用する。 上記ライン圧P_Lは、常にセカンダリシリンダ10に供給
されており、変速速度制御弁23によりプライマリシリン
ダ９に給排油することで、変速速度制御されるのであ
り、これを以下に説明する。 先ず、各センサ41,42および44からの信号N_p，N_s，θ
が読込まれ、制御ユニット40の変速速度算出部45で実変
速比ｉを、目標変速比検索部46で検索したものを補正し
た目標変速比is,目標変速速度算出部47で目標変速比変
化速度dis/dtを求め、これらと係数k₁，k₂を用いて変速
速度算出部49で変速速度di/dtを求める。そこでシフト
アップとシフトダウンで、±di/dtとｉによりデューテ
ィ比検索部50でテーブルを用いてデューティ比Ｄが検索
される。 上記デューティ信号は、ソレノイド弁28に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁23
を給油と排油の２位置で繰返し動作する。 ここで、シフトアップでは、給油と排油とがバランス
するデューティ比D_o以上の値でソレノイド弁28によるパ
ルス状の制御圧は、オンの零圧時間の方がオフのレギュ
ーレータ圧P_R時間より長くなり、変速速度制御弁23は給
油位置での動作時間が長くなって、プライマリシンダ９
に給油してシフトアップ作用する。そして、|di/dt|が
小さい場合は、デューティ比ＤとD_oの偏差が小さいこと
で給油量が少なく変速スピードが遅いが、|di/dt|が大
きくなるにつれてデューティ比ＤとD_oの偏差が大きくな
り、給油量が増して変速スピードが速くなる。一方、シ
フトダウンでは、給油と排油とがバランスするデューテ
ィ比D_o以下の値であるため、制御圧は上述と逆になり、
変速速度制御弁23は排油位置での動作時間が長くなり、
プライマリシンダ９を排油としてシフトダウン作用す
る。そしてこの場合は、di/dtが小さい場合にD_oとデュ
ーティ比Ｄの偏差が小さいことで、排油量が少なくて変
速スピードが遅く、di/dtが大きくなるにつれてD_oとデ
ューティ比Ｄの偏差が大きくなり、排油量が増して変速
スピードが速くなる。こうして低速段と高速段の全域に
おいて、変速速度を変えながらシフトアップまたはシフ
トダウンして無段階に変速することになる。 一方、上記変速速度制御による車両走行時において、
目標変速比補正の作用を第４図のフローチャートを用い
て説明すると、目標加速度検出部61,実加速度検出部62
で目標加速度dvs/dt,実加速度dv/dtが検出されている。
そしてエンジントルク，車体重量等が設定通りの通常の
場合は、目標加速度dvs/dt≒実加速度dv/dtとなり、補
正係数設定部63により補正係数k₃が、k₃＝１になる。そ
こで、目標変速比検索部46から出力する目標変速比iso
が補正されることなく目標変速比isとして出力し、第３
図（ｂ）の変速パターンにおいて最大，最小の変速比
i_L，i_Hの間で、かつ最大，最小の変速ラインl_H，l_Lの間
の全域で変速することになる。 これに対し、高地走行等でエンジントルクと共に駆動
力が低下して加速性能が下ると、（目標加速度dvs/dt）
−（実加速度dv/dt）≧αになって補正係数設定部63で
補正係数k₃が加速性能の低下に応じて設定され、補正部
60で補正係数k₃および定常の目標変速比isoの補正が行
われる。そのため、目標変速比isが大きくなってダウン
シフト側に移行することになり、これにより変速域は、
第３図（ｂ）の破線の最小変速比i_H′，最低変速ライン
l_L′より低速段側に制限される。こうして、変速比の増
大により駆動力低下が補われて、実加速度dv/dtは、目
標加速度dvs/dtと略同一の性能を保つようになる。 ここで、目標加速度dvs/dtに対し実加速度dv/dtの差
が大きいほど補正係数k₃と共にダウンシフト量も大きく
なるが、目標変速比isが最大変速比i_Lを越えて変速制御
されることはない。 以上、本発明の一実施例について述べたが、補正係数
k₃を、目標加速度dvs/dtと実加速度dv/dtの差により定
めてもよい。 【発明の効果】 以上説明したとおり本発明によれば、実変速比が目標
変速比との偏差に応じた変速速度で目標変速比に収束す
るのであり、エンジン駆動力の低下や車両走行抵抗の増
大により実加速度が目標加速度より所定量以上低下する
と、その目標加速度と実加速度との偏差、または目標加
速度と実加速度との比に応じて無段変速機の目標変速比
が増大補正される。即ち、エンジン駆動力の低下や車両
走行抵抗の増大が大きい程、無段変速機の目標変速比は
大きくなり、実変速比がより低速段に、より大きな変速
速度で収束制御されるので、エンジン駆動力の低下や車
両走行抵抗の増大があっても、車両の走行性能や加速性
能の低下を迅速に回復して充分な走行性能および加速性
能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の制御装置の実施例を示す全体の構成
図、第２図は制御ユニットのブロック図、第３図（ａ）
は目標と実際の加速度を示す図，第３図（ｂ）は本発明
による変速特性図、第４図は作用のフローチャート図で
ある。 ４…無段変速機、23…変速速度制御弁、40…制御ユニッ
ト、45…実変速比算出部、46…目標変速比検索部、49…
変速速度算出部、60…補正部、61…目標加速度検出部、
62…実加速度検出部、63…補正係数設定部。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．目標変速比と実変速比との偏差に応じた変速速度で
   実変速比を目標変速比に収束制御する無段変速機の変速
   制御方法において、 目標変速比と実変速比との偏差が大きくなるほど大きな
   変速速度を設定し、 スロットル開度と車速の関数として車両の目標加速度を
   設定すると共に、無段変速機のセカンダリプーリ側の回
   転数変化から車両の実加速度を算定し、 実加速度が目標加速度より所定量以下低下したときに
   は、目標加速度と実加速度との偏差、または目標加速度
   と実加速度との比に応じて上記目標変速比を増大補正す
   ることを特徴とする無段変速機の変速制御方法。 ２．目標変速比の増大補正は、最大変速比を限度とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無段変速
   機の変速制御方法。