JP2752012B2 - 車両用無段変速機の変速制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダル踏み込
み量、エンジンスロットル開度のような運転者の加・減
速意志を示す指標に応じて設定される目標エンジン回転
数と実エンジン回転数との差に基づいて変速比を制御す
るようにした車両用無段変速機の変速制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような変速比の制御を行うに際して
は、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近ずける
ように変速比の制御がなされるのであるが、このとき、
変速比の変化率の大きさ、すなわち、変速速度を適切に
設定して、所望の特性を得ることができるようにする必
要がある。このため、例えば、特公昭５９−４４５３７
号には変速比に応じて変速速度を変化させるようにな
し、変速比（＝入力回転数／出力回転数）が大きい程、
変速速度を大きくするような変速制御方法が知られてい
る。これは、発進時での変速比変化を速く行わせ充分な
発進加速能力を発揮できるようにすることを目的とする
ものである。

【０００３】また、特開昭６３−２２７３７号公報には
エンジン回転に応じて変速速度を変化させるようにな
し、エンジン回転数が大きくなる程、変速速度を小さく
するような変速制御方法も知られている。これは、低エ
ンジン回転でのアクセル操作に対する変速応答性を確保
し、且つ高エンジン回転での変速安定性を図ることを目
的とするものである。

【０００４】上記のような制御装置においては、また、
走行中にアクセルペダルが踏み込まれ、これに応じて設
定される目標エンジン回転数が高くなったときには、変
速比を増大させる（ＬＯＷ側に変速させる）変速制御、
いわゆるキックダウン変速制御が行われるようになって
いる。この制御に伴うエンジン回転数、車速等の変化に
ついて、図１１のモデルに基づいて説明する。

【０００５】図１１には、エンジンＥの出力が動力伝達
機構１００を介して車輪１２０に伝達されるようになっ
た車両をモデル化して示しており、無段変速機は動力伝
達機構に含まれる。エンジンＥの出力軸に直結する回転
体すなわちエンジン系回転体の等価慣性質量をＩe、エ
ンジンＥの出力トルクをＴe、エンジンの出力回転をＮ
とすると、アクセルペダルが踏み込まれエンジン回転が
増加するような場合でのエンジンＥの出力トルクＴeo
（これをエンジン過渡トルクと称する）は、 Ｔeo＝Ｔe−Ｉe×dN/dt ・・・（１） と表される。すなわち、エンジン回転が増減速するとき
には、この増減速にトルク（Ｉe×dN/dt）が必要である
ため、実際に得られる出力トルクはＴeoとなるのであ
る。

【０００６】エンジンＥの出力は動力伝達機構１００を
介して出力軸（車軸）に伝達されるのであるが、この動
力伝達機構１００の減速比をｉとすると、出力軸に伝達
されるトルクＴDIは、式（１）を考慮して、 ＴDI＝ｉ×Ｔeo ＝ｉ×Ｔe−ｉ×Ｉe×dN/dt ・・・（２） となる。一方、出力軸の回転数をＮDとすると、Ｎ＝ｉ
×ＮDの関係があるので、これを時間で微分して、 dN/dt＝ＮD×di/dt＋ｉ×dND/dt ・・・（３） と表すことができる。

【０００７】ここで、車体系の等価慣性質量（車体の等
価慣性質量のみならず、車輪およびその同一回転体（タ
イヤ、ブレーキドラム、アクスルシャフト等）の等価慣
性質量、終減速機入力軸と同一回転体（変速機カウンタ
軸、出力側ギヤ、プロペラシャフト等）の等価慣性質量
を含む）をＩDとすると、上記のように出力軸に伝達さ
れたトルクＴDIのうち、タイヤ１２０に実際に伝達され
るトルクＴDは、 ＴD＝ＴDI−ＩD×dND/dt ・・・（４） である。

【０００８】このトルクＴDによりタイヤ１２０が駆動
されて車両が加速されるため、車両の質量をＷ、車両の
走行抵抗をｆRL、タイヤ１２０の回転半径をｒとすると
車両の加速度αは、 Ｗα＝ＴD／ｒ−ｆRL ・・・（５） と表される。この式（５）に、上記式（４）を代入する
と、 Ｗα＝（ＴDI−ＩD×dND/dt）／ｒ−ｆRL となる。さらに、式（２），式（３）を代入して整理す
ると、 Ｗα＝ｉ×Ｔe／ｒ−｛（Ｉe×ｉ²／ｒ＋ＩD／ｒ）×dN
D/dt＋Ｉe×ｉ×di/dt×ＮD｝−ｆRL となる。

【０００９】ここで、ｒ×ＮD＝Ｖ（車速）で、ｒ×dN/
dt＝α（加速度）であるので、 ｛Ｗ＋（Ｉe×ｉ²＋ＩD）／ｒ²｝α＝ｉ×Ｔe／ｒ−
（Ｉe×ｉ×ＮD／ｒ） ×di/dt−ｆRL ・・・（６） となる。この式において、定数項をＡ，Ｂ，Ｃ等で置換
して表すと、 Ａ×α＝Ｂ×Ｔe−Ｃ×di/dt−Ｄ ・・・（７） となる。この式（７）から分かるように、アクセルペダ
ルを踏み込んでキックダウン変速を行わせる場合に、ア
クセルペダルの踏み込みに応じてエンジントルクＴｅが
増加するため、このエンジントルクの増加に対応して加
速度αは増加するのであるが、キックダウンによる変速
比の変化速度（di/dt）は加速度αを減少させるように
作用する。

【００１０】このため、キックダウン変速に際して変速
速度が速すぎる場合には加速度αが負の値となるような
状態が発生する。この場合には、車体に加わる加速度
（Ｇ）変化およびエンジン回転数（Ｎe）変化は、例え
ば、図９に示すようになり、キックダウン変速の初期に
負の加速度（減速）が作用し、エンジン回転は急激に上
昇するような事態が生じる。

【００１１】しかしながら、キックダウン変速制御は、
運転者の加速に対する意志を反映すべく変速比を増加さ
せて駆動力を大きくする目的で変速制御するものであ
り、この場合に上記のような減速を発生させることはそ
れがたとえ一時的なものであっても望ましくない。この
ため、一般には、式（７）で表される加速度αが負の値
にならない程度の変速速度di/dtの設定を行う。このよ
うな設定を行えば、車体に加わる加速度（Ｇ）変化およ
びエンジン回転数（Ｎe）変化は、例えば、図１０に示
すようになり、キックダウン変速時に負の減速が作用す
ることがなく、エンジン回転は比較的滑らかに上昇す
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような変速制御
において、運転者の加速しようとする意志を速やかに反
映するためには、変速速度di/dtとしては式（７）で表
される加速度αが正の値となる範囲でできる限り大きな
値となるような設定を行うのが良い。このような設定を
行えば、キックダウン変速に際して、車体に減速が作用
することがない範囲でエンジン回転数Ｎeを目標回転数
Ｎeoまで最短時間で到達させることができ、速やかなキ
ックダウン変速制御が可能となる。しかしながら、この
ような変速速度の設定を行った場合、郊外路等での定速
走行のように走行条件の変化が少ない状況では、僅かな
アクセルペダル操作等に対しエンジン回転が敏感に変化
し、走行フィーリングが損なわれるという問題がある。

【００１３】このような問題を避けるには、変速速度di
/dtを式（７）で表される加速度αが正の値となる範囲
での最大値より低く設定することが考えられる。しかし
ながらこの場合には、山岳路、カーブの多い道路等での
走行のように高い機動性が要求され、走行条件の変化が
多い状況では、アクセルペダル操作等に対してエンジン
回転変化が緩慢となり、このような走行条件の変化に対
応した機動性のある走行を行うことができないという問
題がある。

【００１４】また、エンジン回転が高回転で走行中にキ
ックダウン変速を行った場合、変速速度が同じでも低エ
ンジン回転でのキックダウンに較べてエンジン回転の上
昇量が大きい。このため、エンジン高回転でのキックダ
ウン変速においては、エンジン回転の上昇に比して車速
の上昇が緩やかに感じられ、運転者にエンジンの空転感
を与えるおそれがあるという問題がある。

【００１５】さらに、このようなキックダウン変速制御
においては、実エンジン回転が目標エンジン回転と一致
するまで、上記のように設定された変速速度で変速制御
がなされるので、実エンジン回転が目標エンジン回転に
近づくまでエンジン回転は急速に上昇し、実エンジン回
転が目標エンジン回転に近づいたときにエンジン回転の
上昇率が急速に低下する。このため、エンジン回転が急
上昇する間にエンジン系慣性質量に加え続けられていた
運動エネルギーが、目標エンジン回転近傍に到達した時
点で、車体系の慣性質量に加えられ、車両の加速度が急
に増加する。このとき、運転者はこの加速度を衝撃とし
て感じることがあるという問題がある。特に、郊外路等
での定速走行のように走行条件の変化が少ない状況で
は、山岳路、カーブの多い道路等での走行のように高い
機動性が要求される状況の場合より、上記加速度を衝撃
として感じる度合が高いと言える。

【００１６】また、このように実エンジン回転が目標エ
ンジン回転に近づいたときにエンジン回転の上昇率を急
速に低下させて実エンジン回転を目標エンジン回転に一
致させる制御を行う場合、実エンジン回転が目標エンジ
ン回転を上回りオーバーシュート状態となることが多
い。オーバーシュートが生じたときには、これを元に戻
す補正を行う必要があるが、この補正により、今度はア
ンダーシュートが発生する可能性がある。そして、これ
らオーバーシュートおよびアンダーシュートが交互に発
生してエンジン回転のハンチングが発生するおそれもあ
る。

【００１７】本発明は、上記のようなキックダウン変速
制御に際して生じる種々の問題に鑑みたもので、運転者
の走行に対する要求に合致するキックダウン変速制御が
行えるような変速制御方法を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、基本的には運転者の加・減速意
志を示す指標（例えば、エンジンスロットル開度、アク
セル操作量等）に応じて設定される目標エンジン回転数
に実エンジン回転数を近づけるようにして変速比を制御
するのであるが、この変速比制御に際してのキックダウ
ン変速比変化特性（変速比変化率、すなわち、変速比の
時間変化のゲイン特性）をエンジン回転が所定回転を越
える高速側回転領域と、所定回転以下となる低速側回転
領域とに分けて予め設定している。具体的には、高速側
回転領域には、キックダウン変速用の高速側変速比変化
特性を複数種設定し、低速側回転領域にはこれら複数種
の高速側変速比変化特性のいずれよりも大きな変速比変
化率を有する低速側変速比変化特性を設定する。

【００１９】そして、実エンジン回転数が高速側回転領
域にあるときには、マニュアルシフトレバーの操作によ
り設定されるシフトレンジもしくはマニュアル切換スイ
ッチの操作により設定される走行モードに応じて、複数
種の高速側変速比変化特性のうちからいずれかの変速比
変化特性を選択し、実エンジン回転数が低速側回転領域
にあるときには低速側変速比変化特性を選択し、このよ
うにして選択された変速比変化特性に基づいてキックダ
ウン変速時における車両用無段変速機の変速制御を行
う。このようなキックダウン変速制御を行うと、運転者
の操作により設定されたシフトレンジもしくは走行モー
ド、すなわち、運転者の操作に基づく走行要求に合致し
たキックダウン変速制御を行うことができるだけでな
く、エンジン高回転でのキックダウンにおけるエンジン
の空転感を抑えることができ、且つ、実エンジン回転の
オーバーシュートも防止できる。

【００２０】上記シフトレンジもしくは走行モードの切
換に対応して、一般走行特性と、この一般走行特性より
機動性が良い走行となる高機動走行特性とを切換選択可
能である場合には、高機動走行特性が選択された場合に
設定されるキックダウン用高速側変速比変化特性は、一
般走行特性が選択された場合に設定されるキックダウン
用高速側変速比変化特性に較べ、同一エンジン回転数に
対する変速比変化率が大きくなる特性を有していること
が望ましい。この場合に、エンジン回転数が高い領域に
変速比変化率がほぼ零となるキックダウン用変速比変化
特性が設定されるときには、この変速比変化率がほぼ零
となる領域は、少なくとも変速比が所定変速比より大き
くなる領域において、高機動走行特性が選択された場合
には第１所定高エンジン回転数以上となるエンジン回転
領域に設定され、一般走行特性が選択された場合には第
１所定高エンジン回転数より低い第２所定高エンジン回
転数以上となるエンジン回転領域に設定されるのが望ま
しい。

【００２１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施
例について説明する。まず、第１図に本発明に係る方法
により変速制御される油圧式無段変速機を示している。
この油圧式無段変速機ＴＭは、入力軸１を介してエンジ
ンＥにより駆動される定吐出量型油圧ポンプＰと、車輪
Ｗを駆動する出力軸２を有する可変容量型油圧モータＭ
とを有している。これらポンプＰおよびモータＭは、ポ
ンプＰの吐出口およびモータＭの吸入口を連通させる第
１油路Ｌａと、モータＭの吐出口およびポンプＰの吸入
口を連通させる第２油路Ｌｂとの２本の油路により油圧
閉回路を構成して連結されている。

【００２２】このためエンジンＥによりポンプＰが駆動
されると、このポンプＰからの吐出油は第１油路Ｌａを
通ってモータＭに送られモータＭが回転駆動された後、
第２油路Ｌｂを通ってポンプＰに戻される。この場合に
は、第１油路Ｌａ内の油圧が高圧で第２油路Ｌｂ内の油
圧が低圧となる。また、車両の減速時のように車輪Ｗか
らの駆動力を受けてエンジンブレーキが作用する状態の
ときには、油の流れは同じであるが、第１油路Ｌａが低
圧で第２油路Ｌｂが高圧となる。一方、エンジンＥによ
り駆動されるチャージポンプ１０の吐出口がチェックバ
ルブ１１を有するチャージ油路Ｌｇおよび一対のチェッ
クバルブ３，３を有する第３油路Ｌｃを介して油圧閉回
路に接続されている。チャージポンプ１０によりタンク
１５から汲み上げられチャージ圧リリーブバルブ１２に
より調圧された作動油が、チェックバルブ３の作用によ
り上記２本の油路のうち低圧側の油路に供給される。

【００２３】さらに、シャトルバルブ４を有する油路Ｌ
ｄおよびクラッチ５を有する油路Ｌｆが第１および第２
油路Ｌａ，Ｌｂ間に配設されている。シャトルバルブ４
は両油路Ｌａ，Ｌｂのうちの低圧となる油路を油路Ｌｅ
を介して低圧リリーフバルブ６に接続させ、このリリー
フバルブ６を介して閉回路内の作動油をタンク１５に戻
す。一方、クラッチ５は油路Ｌｆの開度を制御するバル
ブである。このバルブにより油路Ｌｆが開放すると第１
および第２油路Ｌａ，Ｌｂが短絡されポンプＰの吐出油
はこの短絡油路Ｌｆを介して流れ、モータＭへは送られ
ない。このため、クラッチ５の開度制御を行えば、変速
機ＴＭのクラッチ制御がなされる。

【００２４】油圧モータＭは、例えば、斜板アキシャル
プランジャモータであり、このモータＭの斜板傾斜角を
制御すれば、その容量制御を行うことができる。ここ
で、モータＭの斜板はリンク機構３８を介して、図２に
示す変速サーボユニット３０に繋がっている。このた
め、この変速サーボユニット３０により可変容量モータ
Ｍの容量を可変制御すれば、変速機ＴＭの変速比（＝入
力軸１の回転数／出力軸２の回転数）を可変制御するこ
とができる。

【００２５】この変速サーボユニット３０について説明
する。このユニット３０は、シリンダ３１と、このシリ
ンダ３１に形成されたシリンダ孔３１ａ内に図中左右に
移動自在に挿入されたピストンロッド３２とを有する。
シリンダ孔３１ａはピストンロッド３２が挿入された状
態でプラグ３３により開口端が覆われ、シリンダ孔３１
ａ内空間はこの状態でピストンロッド３２のピストン部
３２ａにより二分割され左右油室３４，３５が形成され
る。シリンダ３１には、左右油室３４，３５にそれぞれ
連通するポート３１ｃ，３１ｄが形成されており、ポー
ト３１ｃ，３１ｄから左右油室３４，３５に所定油圧の
作動油の給排を行ってピストンロッド３２が左右に移動
される。

【００２６】ピストンロッド３２は、リンク機構３８を
介してモータＭの容量可変部材（例えば、斜板）に連結
されており、ピストンロッド３２を左右に移動させるこ
とによりモータＭの容量を可変制御することができるよ
うになっている。本例では、ピストンロッド３２を右方
向に移動させると、変速比は大きくなる、すなわち、Ｌ
ＯＷ側に変化し、左方向に移動させると変速比は小さく
なる、すなわち、ＴＯＰ側に変化するようになってい
る。なお、本例では図示しないが、リンク機構３８中に
ピストンロッド３２の移動力を増幅して伝達するサーボ
機構を配設しても良い。

【００２７】上記ポート３１ｃ，３１ｄにはそれぞれ油
圧ライン７３，７４が繋がり、これら両ライン７３，７
４は変速コントロールバルブ５０に繋がる。変速コント
ロールバルブ５０は、ハウジング５１と、第１ばね５４
を挟んで対向するとともにハウジング５１内に左右に摺
動自在に挿入された第１および第２スプール５２，５３
と、第２スプール５３を左方に付勢する第２ばね５５と
を備えている。

【００２８】第１スプール５２の左端にはスロットルカ
ム６５が当接し、スロットルカム６５はスロットル開度
に対応した右方向への付勢力を第１スプール５２に与え
る。このため、第２スプール５３は、第１ばね５４を介
してスロットル開度（すなわち、アクセルペダル踏み込
み量）に対応した右方向への押力（これを第１押力と称
する）を受ける。また、第２スプール５３の右端には油
路７１ｂを介して送られるエンジン回転数に対応したガ
バナ圧ＰG が作用しており、第２スプール５３は第２ば
ね５５の付勢力とガバナ圧ＰG に対応する油圧力とを合
わせた左方向の押力（これを第２押力と称する）も受け
る。このため、第１押力と第２押力との差に応じて第２
スプール５３の左右方向移動位置が定まる。

【００２９】第２スプール５３は、その左右方向移動に
応じて、コントロール油圧Ｐｃが供給される油路７２
と、上記ポート３１ｃ，３１ｄに繋がる油路７３もしく
は７４とを連通させる溝５３ａ，５３ｂを有している。
上記第１および第２押力がバランスして、図示の位置に
第２スプール５３が位置した状態では、油路７２，７
３，７４は全て変速コントロールバルブ５０によって閉
塞されており、ピストンロッド３２はその位置で静止保
持され、変速比はそのまま維持される。

【００３０】一方、アクセルペダルが踏み込まれる等し
て第１押力の方が大きくなると、第２スプール５３は右
動され、溝５３ａを介して油路７２と７３とが連通され
るとともに溝５３ｂを介して油路７４と７５とが連通さ
れる。このため、左油室３４内にコントロール油圧Ｐｃ
が供給されるとともに右油室３５内の作動油が排出さ
れ、ピストンロッド３２が右動されて変速比が増大され
る（ＬＯＷ側に変速される）。これとは逆に第２押力の
方が大きくなると、第２スプール５３は左動され、溝５
３ｂを介して油路７２と７４とが連通されるとともに溝
５３ａを介して油路７３がドレンに連通される。このた
め、右油室３５内にコントロール油圧Ｐｃが供給される
とともに左油室３４内の油が排出され、ピストンロッド
３２が左動されて変速比が減少される（ＴＯＰ側に変速
される）。

【００３１】以上の作動において、第１押力は運転者の
加・減速意志を示す第１指標としての目標エンジン回転
数に対応する力と考えられ、第２押力は実エンジン回転
数に対応するであると考えられるので、両押力の差、す
なわち、目標エンジン回転数と実エンジン回転数との差
に応じて変速比が制御され、且つこの差が小さくなるよ
うに変速比の制御がなされると言える。

【００３２】このような変速制御に際して、第２押力の
方が大きくて変速比が小さくなるように（ＴＯＰ側に変
化するように）制御される場合には、変速比の変化率の
ゲインは一定であるが、第１押力の方が大きくて変速比
が大きくなるように（ＬＯＷ側に変化するように）制御
される場合には、油路７５を介しての排出（ドレン）油
量が制御され、エンジン回転数等に応じて変速比の変化
率のゲイン、すなわち、変速速度が調整されるようにな
っている。

【００３３】排出油路７５は、ドレンコントロールバル
ブ４０に繋がるとともに、先端にソレノイドバルブ７７
を有した油路７６にも繋がっている。ドレンコントロー
ルバルブ４０はハウジング４１内に左右に移動自在に挿
入されたスプール４２とこのスプール４２を右方向に付
勢するばね４３とを有する。スプール４２の右端には油
路７１，７１ａを介してエンジン回転数に対応したガバ
ナ圧ＰGが作用している。このため、エンジン回転数が
所定回転以下でガバナ圧ＰGが小さい時にはばね４３の
付勢力によりスプール４１は右動しており、溝４２ａを
介して油路７５はドレン油路７７に大きく開いている。
ところがエンジン回転が所定回転を越えると、ガバナ圧
ＰG がばね４３の力に勝りスプール４１は左動される。
このため、油路７５とドレン油路７７との連通開口は、
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、スプール４１の
肩部に形成されたテーパ状切り欠き部４２ｂのみとな
り、極く小さく（ほぼ零に）なる。

【００３４】このため、変速比が大きくなるように（Ｌ
ＯＷ側に変化するように）制御される場合での、油路７
５を介しての排出（ドレン）油量は、エンジン回転数が
所定回転以下では大きく、所定回転を越えるとほぼ零と
なる。この排出油量はピストンロッド３２の移動速度す
なわち変速比変化率のゲインに比例し、変速比変化率の
ゲインもエンジン回転が所定回転以下で大きく、所定回
転を越えるとほぼ零となる。このゲインとエンジン回転
数との関係を示したのが図４であり、実線Ｇ1で示すよ
うに、所定エンジン回転数Ｎ1 以下のときには、ゲイン
は大きな値（Ｋ1 ）であり、Ｎ1 近傍において急速に減
少してこれ以上の高エンジン回転領域では極く小さな値
（Ｋ3≒０）となる。

【００３５】但し、上記ゲインの変化は、油路７６を無
視した場合での変化であり、実際にはゲインは油路７６
を介しての油の排出による影響も受ける。油路７６の先
端にはソレノイドバルブ７７が繋がっており、油路７６
の先端開口部がソレノイドバルブ７７の弁体７７ａによ
り開閉可能となっている。ソレノイドバルブ７７の通電
制御を行って弁体７７ａを右方向に移動させれば、油路
７６の先端開口を開放し、油路７６からドレン油路７８
を介して油の排出がなされる。逆に、弁体７７ａを左方
に移動させれば、油路７６の先端開口を徐々に閉じ、油
路７６からの油の排出が徐々に少なくなる。このソレノ
イドバルブ７７の通電制御はコントロールユニット８０
からの制御信号に基づいて行われるようになっており、
このことから分かるように、コントロールユニット８０
により油路７６からの油の排出量を制御することができ
るようになっている。

【００３６】なお、油路７６を介して排出される油量の
最大値、すなわち油路７６の先端開口が全開のときの油
量は、ドレンコントロールバルブ４０のスプール４１が
右動された時にドレン油路７７から排出される油量に較
べ、かなり少なくなるように設定されている。このた
め、エンジン回転が所定回転Ｎ1以下で、ドレンコント
ロールバルブ４０のスプール４１が右動されてドレン油
路７７への油の排出がなされる場合には、油路７５から
の排出油の大部分はこのドレン油路７７へ流れる。この
ときには、ソレノイドバルブ７７の作動制御により油路
７６からの油の排出量を制御しても油路７５からの総排
出量にはほとんど影響せず、変速比変化率のゲインもＫ
1のままほとんど変化しない。

【００３７】ところが、エンジン回転が所定回転Ｎ1以
上となり、ドレンコントロールバルブ４０のスプール４
１が左動されてドレン油路７７への油の排出がほとんど
零となった場合には、ソレノイドバルブ７７の作動制御
により決まる油路７６からの油の排出量が油路７５から
の総排出量に大きく影響する。このため、この場合に
は、ソレノイドバルブ７７の作動制御を行うことによ
り、変速比変化率のゲインを制御することができる。こ
のような制御により、例えば、図４において短破線Ｇ2
で示すように、エンジン回転が所定回転Ｎ1以上となっ
たときには、油路７６からの油の排出量が一定の値とな
るように制御して一定のゲインＫ2となるような設定を
行うことができる。さらに、図４において、長破線Ｇ3
で示すように、油路７６からの油の排出をエンジン回転
の上昇に応じて徐々に絞り、ゲインＫが徐々に低下する
ような設定を行うこともできる。

【００３８】ここで、上記ゲインの設定を行う制御信号
を出力するコントロールユニット８０には、図２に示す
ように、車速センサ８１により検出された車速信号Ｖ、
変速比検出センサ８２により検出された変速比信号ｉ、
エンジンスロットル開度センサ８３により検出されたス
ロットル開度信号θth、負圧センサ８４により検出され
たエンジン吸気圧信号Ｐb、回転センサ８５により検出
されたエンジン回転信号Ｎe、アクセル開度センサ８６
により検出されたアクセル開度信号θAP、シフトレバー
位置センサ８７により検出されたシフトレンジ信号ＲP
およびモード切換スイッチ８８からの走行モード信号Ｍ
Dが入力されるようになっており、これらの信号に基づ
いてコントロールユニット８０からソレノイドバルブ７
７の作動制御信号が出力される。

【００３９】本例においては、キックダウン変速におけ
る変速比変化率のゲイン特性（変速比変化特性）を予め
複数設定しておき、運転者の走行に対する要求を示す第
２指標に応じて、これら複数種のゲイン特性から所定の
特性を選択し、この選択した特性に基づいてキックダウ
ン変速制御を行うようになっている。

【００４０】具体的には、例えば、図５において、破線
で示すように所定エンジン回転数Ｎ1以上の領域におけ
るゲインがＫ4となるゲイン特性特性Ｇ4と、一点鎖線で
示すように所定エンジン回転数Ｎ1以上の領域における
ゲインがＫ5となるゲイン特性特性Ｇ5とを設定し、これ
を第２指標に応じて適宜選択してキックダウン変速制御
を行う。第２指標としては、例えば、シフトレンジを用
いることができる。シフトレンジがＤレンジの場合（シ
フトレバーがＤ位置にある場合）には運転者は比較的穏
やかな走行すなわち一般走行特性を要求し、シフトレン
ジがＬレンジの場合（シフトレバーがＬ位置にある場
合）には運転者はきびきびした機動性の高い走行すなわ
ち高機動走行特性を要求していると考えられ、走行特性
がこの要求に対応したものとなるように変速特性が設定
される。

【００４１】本例においては、Ｄレンジの場合にはゲイ
ン特性Ｇ4を選択し、Ｌレンジにおいてはゲイン特性Ｇ5
を選択するようになっている。このため、Ｌレンジでキ
ックダウン変速を行った場合には比較的大きなゲインＫ
5が設定され、変速時のエンジン回転は、図６において
実線Ｌで示すように、急激に目標エンジン回転Ｎeoに近
づく。一方、Ｄレンジでキックダウン変速を行った場合
にはＬレンジのときのゲインＫ5より小さなゲインＫ4が
設定され、変速時のエンジン回転は、図６において破線
Ｄで示すように、緩やかに目標エンジン回転Ｎeoに近づ
く。

【００４２】このような制御を行った場合での、実際の
変速比およびエンジン回転変化を図７に示している。こ
の図は、縦軸にエンジン回転数、横軸に車速を示してお
り、縦軸が変速機入力回転、横軸が変速機出力回転に対
応する。このため、原点から延びる直線の傾きが変速比
ｉを表し、変速比はｉmaxからｉminまでの範囲で制御さ
れる。この図においては、エンジンスロットル開度全閉
の状態で走行中にスロットルが全開となるまでアクセル
ペダルを踏み込んだときの、変速制御結果を示してい
る。上記のように、ＤレンジとＬレンジとで選択される
ゲイン特性が異なるため、変速制御結果も、図示のよう
に、Ｄレンジでの変化（一点鎖線Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3で示す
変化）は、Ｌレンジでの変化（実線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3で示
す変化）より緩やかになる。

【００４３】以上のような制御を行うことにより、高機
動走行特性が要求されるＬレンジにおいて、アクセル操
作に対する変速応答性が良くなる。このため、山岳路、
カーブの多い道路等での走行のように高い機動性が要求
される場合には、Ｌレンジを設定すれば、キックダウン
時においてアクセル操作に対する変速応答性が高く、高
機動走行特性に合致したキックダウン変速制御がなされ
る。一方、一般走行特性が要求されるＤレンジにおいて
は、キックダウン時でのアクセル操作に対する変速応答
性はゆるやかとなる。このため、郊外路等での定速走行
のように走行条件の変化が少ない走行状況で、アクセル
ペダルの僅かな操作に対してあまり敏感にエンジン回転
が変動することが抑えられる。これにより、一般走行特
性に合致した静粛で安定した走行を実現することができ
る。

【００４４】なお、以上においては、運転者の走行に対
する要求を示す第２指標としてシフトレンジを用いた場
合を説明したが、本発明はこれに限られるものではな
く、以下のようなものを用いることができる。例えば、
運転者の操作により切換られるモード切換スイッチがあ
る。このモード切換スイッチは、例えば、一般走行特性
を要求するエコノミーモードと高機動走行特性を要求す
るスポーツモードとが切換選択可能である。このため、
エコノミーモードが設定された場合には図５におけるゲ
イン特性Ｇ4を選択し、スポーツモードが設定された場
合にはゲイン特性Ｇ5を選択する。

【００４５】アクセル開度θAP、アクセル開度θAPの変
化率、スロットル開度θth、スロットル開度θth の変
化率、エンジン吸気圧Ｐb、エンジン吸気圧Ｐb の変化
率等も第２指標として用いることができる。具体的に
は、例えば、アクセル開度θAPの変化率が小さい場合に
一般走行特性を要求しているとみなして、図５における
ゲイン特性Ｇ4を選択し、アクセル開度θAPの変化率が
大きい場合には高機動走行特性を要求しているとみなし
て、図５におけるゲイン特性Ｇ5を選択する。

【００４６】なお、上記のようなキックダウン時のゲイ
ン特性（変速比変化特性）の設定に際して、エンジン回
転が高回転となる領域においては、ゲインＫをほぼ零
に、すなわち変速比をほとんど変化させないようにする
ことがある。これは、エンジン高回転領域では変速比変
化に対するエンジン回転変化が急激になるため、エンジ
ン回転が高回転で走行中にキックダウン変速を行った場
合、エンジン回転が過度に上昇するのを防止し、さら
に、エンジン回転の上昇に比して車速の上昇が緩やかに
感じられ、運転者にエンジンの空転感を与えるようなこ
とを防止するためである。ゲインＫがほぼ零となる領域
においては、アクセルペダルの踏み込みに対して変速比
が一定のままアクセルペダル踏み込みに応じたエンジン
回転の上昇が生じるだけである。このため、この領域に
おいてはアクセル操作に対する変速応答性は低くなるの
で、本発明においては、この領域の設定も運転者の走行
に対する要求を示す第２指標に応じて行うようにしてい
る。

【００４７】具体的には、一般走行特性を目的とする第
２指標、例えばＤレンジが設定された場合には、図８に
おける領域ＢおよびＣにおいてゲインＫが零となるよう
なゲイン特性を選択する。これにより、変速比が所定変
速比ｉ0より大きく、且つエンジン回転がＮ3より大きい
領域Ｂと、エンジン回転がＮ2より大きい領域Ｃとにお
いて、ゲインＫが零となる。一方、高機動走行特性を目
的とする第２指標、例えばＬレンジが設定された場合に
は、図８における領域ＣのみにおいてゲインＫが零とな
るようなゲイン特性を選択する。これにより、エンジン
回転がＮ2より大きい領域Ｃのみにおいて、ゲインＫが
零となる。

【００４８】すなわち、この制御では、一般走行特性を
目的とする第２指標が設定された場合に選択されるゲイ
ン特性（変速比変化特性）においては、高機動走行特性
を目的とする第２指標が設定された場合に選択されるゲ
イン特性におけるより、ゲインがほぼ零となる領域が広
く設定されている。このように設定することにより、一
般走行特性における静粛で安定した走行を確保しつつ、
高機動走行特性における機動性の高い走行も確保するこ
とが可能となる。

【００４９】以上においては、油圧式無段変速機の場合
を例にして説明したが、本発明はこれに限られるもので
はなく、他の形式の無段変速機に用いることができるの
は無論のことである。また、変速比変化率のゲインを調
整する手段として、本例ではソレノイドバルブ７７を用
いているが、本発明はこのような構成に限定されるもの
ではなく、油路７６を流れる油量を制御できるものであ
ればその構成は問わない。さらに言えば、このようにド
レン油量を制御するものではなく、サーボユニットのピ
ストンロッドの移動速度を直接制御するような手段を用
いても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実エンジン回転数が所定回転数を越える高速側回転領域
におけるキックダウン変速用の高速側変速比変化特性を
複数種設定し、低速側回転領域にはこれら高速側変速比
変化特性のいずれよりも大きな変速比変化率を有する低
速側変速変化特性を設定し、高速側回転領域では、マニ
ュアルシフトレバーの操作により設定されるシフトレン
ジもしくはマニュアル切換スイッチの操作により設定さ
れる走行モードに応じて、複数種の変速比変化特性のう
ちからいずれかの変速比変化特性を選択し、この選択さ
れた変速比変化特性に基づいてキックダウン時の変速制
御を行うようにしているので、まず、運転者の操作によ
り設定されたシフトレンジもしくは走行モード、すなわ
ち、運転者の操作に基づく走行要求に合致したキックダ
ウン変速制御を行うことができる。さらに、低速側変速
比変化特性は高速側変速比変化特性よりも大きな変速比
変化率を有して設定されるので、エンジン高回転でのキ
ックダウンにおけるエンジンの空転感を抑えとともに、
実エンジン回転のオーバーシュートも防止でき、キック
ダウン時の変速フィーリングを改善することができる。

【００５１】上記シフトレンジもしくは走行モードの切
換に対応して、一般走行特性と、この一般走行特性より
機動性が良い走行となる高機動走行特性とを切換選択可
能である場合には、高機動走行特性が選択された場合に
設定されるキックダウン用変速比変化特性は、一般走行
特性が選択された場合に設定されるキックダウン用変速
比変化特性に較べ、同一エンジン回転数に対する変速比
変化率が高くなる特性を有していることが望ましい。こ
の場合に、エンジン回転数が高い領域に変速比変化率が
ほぼ零となるキックダウン用変速比変化特性が設定され
るときには、この変速比変化率がほぼ零となる領域は、
少なくとも変速比が所定変速比より大きくなる領域にお
いて、高機動走行特性が選択された場合には第１所定高
エンジン回転数以上となるエンジン回転領域に設定さ
れ、一般走行特性が選択された場合には第１所定高エン
ジン回転数より低い第２所定高エンジン回転数以上とな
るエンジン回転領域に設定されるのが望ましい。このよ
うな変速比変化特性の設定を行うと、一般走行特性が設
定された場合には静粛で安定したキックダウン変速特性
を確保しつつ、高機動走行特性が設定された場合には、
機動性の高いきびきびしたキックダウン変速特性を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法により変速制御される油圧式
無段変速機の構成を示す油圧回路図である。

【図２】本発明に係る方法により変速制御される油圧式
無段変速機の変速制御装置を示す油圧回路図である。

【図３】上記制御装置を構成するドレンコントロールバ
ルブ用スプールを示す断面図および平面図である。

【図４】変速比変化率のゲインとエンジン回転数との関
係を示すグラフである。

【図５】変速比変化率のゲインとエンジン回転数との関
係を示すグラフである。

【図６】キックダウン変速時におけるエンジン回転数変
化を示すグラフである。

【図７】キックダウン変速時におけるエンジン回転数お
よび変速比変化を示すグラフである。

【図８】変速比変化率のゲイン特性の設定に際してゲイ
ンがほぼ零となる領域を示すグラフである。

【図９】キックダウン変速時における車体に作用する加
速度変化およびエンジン回転数変化を示すグラフであ
る。

【図１０】キックダウン変速時における車体に作用する
加速度変化およびエンジン回転数変化を示すグラフであ
る。

【図１１】車両の動力伝達系モデルを示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ４ シャトルバルブ ５ クラッチ ３０ 変速サーボユニット ４０ ドレンコントロールバルブ ５０ 変速コントロールバルブ ６５ スロットルカム ７７ ソレノイドバルブ ８０ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:24 59:42 59:70 (56)参考文献 特開 平２−150562（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−121349（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−125923（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139732（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/24 F16H 61/40 - 61/46

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンスロットル開度、アクセル操作
   量のような運転者の加・減速意志を示す指標に応じて目
   標エンジン回転数を設定し、実エンジン回転数をこの目
   標エンジン回転数に近づけるように変速比を制御するよ
   うになった車両用無段変速機の変速制御方法において、 実エンジン回転数が実用回転領域内において設定された
   所定回転数を越える回転数となる高速側回転領域に、キ
   ックダウン変速用の高速側変速比変化特性を複数種設定
   し、 実エンジン回転数が前記所定回転数以下となる低速側回
   転領域には、前記複数種の高速側変速比変化特性のいず
   れよりも大きな変速比変化率を有する低速側変速比変化
   特性を設定し、 実エンジン回転数が前記高速側回転領域にあるときに
   は、マニュアルシフトレバーの操作により設定されるシ
   フトレンジもしくはマニュアル切換スイッチの操作によ
   り設定される走行モードに応じて、前記複数種の高速側
   変速比変化特性のうちのいずれかの変速比変化特性を選
   択するとともに、 実エンジン回転数が前記低速側回転領域にあるときには
   前記低速側変速比変化特性を選択し、 この選択された変速比変化特性に基づいてキックダウン
   変速時における変速制御を行うことを特徴とする車両用
   無段変速機の変速制御方法。
2. 【請求項２】 前記シフトレンジもしくは前記走行モー
   ドの切換に対応して、一般走行特性と、この一般走行特
   性より機動性が良い走行となる高機動走行特性とを切換
   選択可能であり、 前記高機動走行特性が選択された場合に選択される前記
   高速側変速比変化特性は、前記一般走行特性が選択され
   た場合に設定される前記高速側変速比変化特性に較べ、
   同一エンジン回転数に対する変速比変化率が大きくなる
   特性を有していることを特徴とする請求項１に記載の車
   両用無段変速機の変速制御方法。
3. 【請求項３】 前記高速側回転領域内に変速比変化率が
   ほぼ零となるキックダウン変速用の変速比変化特性が設
   定されており、 この変速比変化率がほぼ零となる変速比変化特性は、少
   なくとも変速比が所定中間変速比より大きくなる領域に
   おいて、 前記高機動走行特性が選択された場合には前記高速側回
   転領域内において第１所定高エンジン回転数以上となる
   エンジン回転領域に設定され、 前記一般走行特性が選択された場合には前記高速側回転
   領域内において前記第１所定高エンジン回転数より低い
   第２所定高エンジン回転数以上となるエンジン回転領域
   に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車両用
   無段変速機の変速制御方法。