JP2869471B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アンチロック・ブレーキ・システム（AB
S）を備えた車両用ベルト式無段変速機において、ABS作
動時の制御装置に関し、詳しくは、ABS作動時と作動後
の復帰時の変速制御に関する。

〔従来の技術〕

一般に自動車等の車両では、安全対策として急ブレー
キ時や低摩擦路（低μ路）でのブレーキ時の車輪ロック
を未然に防いで方向安定性，操縦性を確保するアンチロ
ック・ブレーキ・システムが普及しつつある。このABS
によると、ブレーキ液圧と共に車輪速度が電子的に車輪
ロックを生じないように制御されるため、無段変速機の
ように車輪速度その他の種々の情報により厳密に変速お
よびライン圧制御される車両では、ABS作動の無段変速
制御に与える影響が非常に大きい。このため、ABS作動
時にはABS制御と無段変速制御において、相互に最適化
することが望まれる。

ここで、ABS作動時の無段変速制御系の対策として、
車輪速度が急激に低下および変動する際の変速制御の適
正化がある。即ち、無段変速機は、上述のように車輪速
度を車速と同一とみなし、車輪側のセカンダリプーリ回
転数の上昇に応じてアップシフトし、低下に応じてダウ
ンシフト制御する構成である。従って、ABS作動時に車
輪速度が急低下すると、急激にダウンシフト制御され、
ブレーキ液圧の減圧で車輪速度が回復するとアップシフ
ト制御されてしまい、変速比の変化が激しくなる。この
ため、ABS制御系での実車速と疑似車速との相関が取り
難いものになる。また、変速比の変化が激しいことで、
ドライバに不快な振動を与えることがあり、無段変速機
のベルト等の耐久性も損う。このことから、ブレーキ制
御系のABS作動中に車輪速度が変動しても、無段変速機
ではそれに関係無く変速比変化の少ない状態で静かに変
速制御する必要がある。

そこで従来、上記ABS作動中の変速制御に関しては、
例えば特公昭53−24687号公報の先行技術がある。ここ
で、駆動車輪と路面の滑りが設定値以下の場合は、無段
変速機の変速比変化速度を緩めて滑りを抑えることが示
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、加速時の
トラクション制御に関し、スリップの発生を無段変速機
の速度比変化速度により抑えるものであり、ブレーキ操
作のABS制御の場合には適用できない。

ここで、一般にブレーキ操作時に車輪ロックの危険が
あってABS作動する状態は、変速比が或る程度高速段側
にシフトされているため、ABS作動時には高速段側で変
速比変化を少なくする必要がある。また、ABS作動から
復帰する場合は目標変速比と実変速比との偏差が大きく
なる可能性があり、このとき急激に復帰すると不都合が
生じるので、この遷移域の変速制御も円滑化することが
望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、ABS付無段変速機の制御系におい
て、ABS作動時の変速制御を最適化し、ABS作動から通常
制御の復帰の場合の変速制御も滑らかに行うことが可能
な無段変速機の制御装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の無段変速機の制御
装置は、各種の電気信号によってライン圧制御系と、変
速制御系と、ABS制御系とを制御する無段変速機の制御
装置において、上記ABS制御系からの出力信号に基づい
て、ABSの作動時と作動後の復帰とを判断するABS作動判
定手段と、上記変速制御系に入力する電気信号に基づい
て、変速比変化の少ないABS用目標変速比を算出するABS
用目標変速比検索手段と、上記ABS作動判定手段からの
出力信号と上記ABS用目標変速比検索手段からの出力信
号とが入力し、上記ABS作動判定手段からの判定信号に
基づいて、上記ABS用目標変速比検索手段からの入力信
号を出力する切換手段と、上記ABS作動判定手段からの
出力信号に基づいて、変速速度を徐々に増大するよう制
御する遷移制御手段とを備え、ABS作動時には、上記ABS
用目標変速比検索手段で算出された最小変速比側で変速
比変化の少ない変速パターンとした上記ABS用目標変速
比により変速制御するようにし、ABS作動後の復帰時に
は、実変速比と目標変速比とが一致するまでの間、上記
遷移制御手段により遷移制御するようにしたことを特徴
としている。

〔作用〕

上記構成に基づき、ブレーキ操作の際に車輪ロックの
危険を生じるとABS制御系でブレーキ液圧をモジュレー
タしてABSが作動する。このABS作動時には無段変速機の
変速制御系において、変速比変化の小さいABS用目標変
速比で変速制御されることになり、このため車輪速度が
低下および変動する状態でも、それに関係無く変速比が
あまり変化しないようになる。また、ABS作動後の復帰
時には通常制御の目標変速比と実変速比との偏差が大き
くても、緩やかにダウンシフトして急なエンジンブレー
キ等を防止するようになる。

〔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２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が自動
クラッチ2,前後進切換装置３を介して無段変速機４のプ
ライマリ軸５に連結する。無段変速機４はプライマリ軸
５に対してセカンダリ軸６が平行配置され、プライマリ
軸５にはプライマリプーリ７が、セカンダリ軸６にはセ
カンダリプーリ８が設けられ、プライマリプーリ7,セカ
ンダリプーリ８には可動側にプライマリシリンダ9,セカ
ンダリシリンダ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のプライマリプーリ7,セカンダリプーリ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。

またセカンダリ軸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装置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,変速制御弁23に連
通し、変速制御弁23から油路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を介してソレノイド弁27,28および変速制御弁23の一
方に連通し、ライン圧が各ソレノイド弁27,28の元圧に
なっている。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
フしてライン圧と等しい油圧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からの制御圧は、油路25によりライン圧制御弁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、油路26により変速制御弁23の他方に作用す
る。なお、図中符号29はプライマリプーリ７に係止して
変速比に応じ機械的にライン圧制御するセンサシュー、
30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からの制御圧に
より、変速比i,エンジントルクＴに基づいてライン圧Ｐ
Lの制御を行う。

変速制御弁23は、元圧のライン圧とソレノイド弁28か
らのパルス状の制御圧との関係により、油圧21,24を接
続する給油位置と、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、変速制御するようになっている。

次いで、ABS制御可能なブレーキ制御系について述べ
る。

先ず、ブレーキペダル31の踏込みによりブレーキ液圧
を生じるマスターシリンダ32が、パイプ33aを介してABS
制御用モジュレータ34に配管される。そしてモジュレー
タ34からパイプ33bを介して駆動輪16のブレーキ35に配
管され、同時にプローポーショニングバルブ36を有する
パイプ33cを介して被駆動輪側へ配管してある。モジュ
レータ34は、減圧用，増速用，保持用の各ソレノイド等
を有し、制御ユニット40からの信号によりソレノイドが
動作して液圧を自動的に制御するようにABSを作動す
る。

第１図において、電子制御系について説明する。

先ず、変速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41,4
2からの回転数信号Np,Nsは、実変速比算出部45に入力し
て、ｉ＝Np/Ns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Ns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。スロットル開度θとセカンダリプーリ回転数とに基
づいて目標変速比isの変速パターンが例えばθ−Ns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の値から目標変速比isが検索される。この目標変速
比isは後述する切換部68を介して目標変速速度算出部47
に入力し、一定時間Δｔ毎の目標変速比isの変化量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,目標変速比検索部46
の定常での目標変速比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κ₁,κ
_２は変速速度算出部49に入力し、 di/dt＝κ_１×（is−ｉ）＋κ_２×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、κ_１（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一次遅れと
なって、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、変速速度d
i/dtと実変速比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。

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ＰLu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、ＰL＝ＰLu・
Ｔにより目標ライン圧ＰLを算出する。

目標ライン圧算出部54の出力ＰLは、デューティ比設
定部55に入力して目標ライン圧ＰL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。

更にABS制御系について述べると、入力信号として前
輪回転数ＮFを検出する前輪回転数センサ60,後輪回転数
ＮRを検出する後輪回転数センサ61を有する。そして前
輪回転数ＮF，後輪回転数ＮRが入力する車速検出部62,
車輪ロック判定部63を有する。車速検出部62は、前輪回
転数ＮF，後輪回転数ＮRの平均により車体速度Ｖを検出
し、車輪ロック判定部63は、前輪回転数ＮF，後輪回転
数ＮRの減速度dN/dtが非常に大きくて車輪ロックの危険
がある場合に車輪ロックを判断するのであり、ロック信
号，前輪回転数ＮF，後輪回転数ＮR等は液圧制御部64に
入力する。液圧制御部64は、車輪ロックしそうな前輪回
転数ＮFまたは後輪回転数ＮRと疑似車速とを比較して減
圧信号を出力し、前輪回転数ＮFまたは後輪回転数ＮRが
回復するとその速度変化に適した保持または増圧信号を
出力する。そして出力判定部65は、これらの各信号に応
じてモジュレータ34の各ソレノイドABS信号を出力する
ようになっている。

上記制御系において、ABS作動時と作動後の復帰時の
変速制御対策について述べる。

先ず、ABS制御系の出力判定部65のABS信号が入力する
ABS作動判定部66を有して、ABSの作動，作動後の復帰を
判断する。また、通常の目標変速比isの目標変速比検索
部46に対してABS用目標変速比検索部67を有し、切換部6
8においてABS作動信号によりABS用目標変速比検索部67
のABS用目標変速比is′を出力し、変速速度算出部49でA
BS用目標変速比is′と実変速比ｉとの偏差等により変速
速度di/dtを算出するようになっている。

ここで、ABS用目標変速比is′について述べる。先
ず、第３図のようにスロットル開度が開放の減速時変速
パターンにおいて最大変速比i_Lと最小変速比i_Hとの間
で、プライマリプーリ回転数Npが最も低い一定回転数に
最低変速ラインl_Lが設定され、通常の目標変速比isはこ
の最低変速ラインl_Lに沿い設定されて減速時のダウンシ
フトが制御される。この最低変速ラインlLの変速パター
ンでは最小変速比i_H側からダウンシフトが始まるとセカ
ンダリプーリ回転数Nsの変化量ΔNsに対する変速比変化
量Δｉは比較的大きなものとなる。そこで、ABS作動時
の変速比変化を少なくするには、Δi/ΔNsの小さい変速
特性，即ち最小変速比i_Hの側で変速比変化の少ない変速
パターンにすれば良いことになる。このため、ABS用の
最低変速ラインｌ′_Ｌが第３図の一点鎖線のように、最
小変速比i_Hの一定の状態を保ち、その後プライマリプー
リ回転数Npを徐々に減じるように設定され、最小変速比
i_Hの高速段側のダウンシフト開始点を低車速側に拡大し
たものになっている。そしてこのマップの最低変速ライ
ンｌ′_Ｌにより、ABS用目標変速比is′が検索される。

また、ABS作動後の復帰について述べると、ABS作動信
号が入力する遷移制御部69を有する。遷移制御部69は、
ABS作動後の復帰時に目標変速比isと実変速比ｉとの偏
差が非常に大きくて急激にダウンシフトすることを緩和
するものである。そこで実変速比ｉと目標変速比isとが
一致する迄の間、遷移領域を定めて、このABS作動後の
領域では変速速度算出部49の変速速度di/dtを徐々に増
大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,前後進切換装置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。

そして上記走行中のライン圧制御系において、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Te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ＰL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Te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ＰL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ＰLは、常にセカンダリシリンダ10に供
給されており、変速制御弁23によりプライマリシリンダ
９に給排油することで、変速制御されるのであり、これ
を以下に説明する。

先ず、プライマリプーリ回転数センサセンサ41,セカ
ンダリプーリ回転数センサ42およびスロットル開度セン
サ44からの信号Np,Ns,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κ₁,κ_２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、これにより変速制御弁23を給
油と排油の２位置で繰返し動作する。

そこでis＜ｉの関係になると、変速速度di/dtに応じ
て例えばＤ＞50％のデューティ信号が出力し、変速制御
部23では給油位置での時間が長くなってプライマリシリ
ンダ９に給油される。このため、増大してベルト11をプ
ライマリプーリ７側に移行してアップシフトする。一
方、逆にis＞ｉの関係になると、Ｄ＜50％のデューティ
信号により変速制御弁23は排油位置での時間が長くなっ
て、プライマリシリンダ９を排油する。そこでプライマ
リ圧の低下により、ベルト11がセカンダリプーリ８側に
移行してダウンシフトする。こうして、最大変速比i_Lと
最小変速比i_Hの変速全域において、目標変速比isに対し
実変速比ｉが常に追従して収束するように無段階に変速
することになる。

上記変速制御による車両走行時の通常のブレーキ操作
には、ブレーキペダル31の踏込みに応じたマスターシリ
ンダ32にブレーキ液圧が生じる。一方、モジュレータ34
は不作動の状態にあることで、ブレレーキ液圧がそのま
ま駆動輪16のブレーキ35等に供給され続けて、制動作用
することになる。なお、この制動時には、車速と共にセ
カンダリプーリ回転数Nsが低下することで、変速制御系
でダウンシフト方向に変速制御される。

ところで、上記ブレーキ操作時にABS制御系の車輪ロ
ック判定部54で、前輪回転数ＮFまたは後輪回転数ＮRの
減速状態により車輪ロックの危険性が判断されている。
そこで低μ路でのブレーキ時に、第４図（ｂ）のように
前輪回転数ＮFまたは後輪回転数ＮRが急激に低下する
と、車輪ロックと判断されて直ちにABSが作動する。即
ち、液圧制御部64において、第４図（ｂ）のように前輪
回転数ＮFまたは後輪回転数ＮRが疑似車速Vcと比較され
て減圧，保持，増圧のABS信号を出力判定部65を介して
モジュレータ34に出力するのである。このため、モジュ
レータ34によりブレーキ35の液圧が第４図（ｃ）のよう
にモジュレータされ、前輪回転数ＮFまたは後輪回転数
ＮRが実車速V_Bに略一致して低下するように制御され
て、車輪ロックを未然に防止する。

一方、上記ABS作動時には、ABS作動判定部66で減圧信
号等によりそれが判断され、変速制御系で切換部68をAB
S用目標変速比検索部67の方に切換えることで、通常の
目標変速比isの代わりにABS用目標変速比is′が出力す
る。ここで、ブレーキ時に例えば実変速比ｉが最小変速
比i_Hと等しい場合は、ABS用目標変速比is′が第３図の
マップで低車速の領域迄最小変速比i_Hの状態に保持され
るため、上述の前輪回転数Nfまたは後輪回転数ＮRの急
変動時に変速速度di/dtは零または小さい値になる。こ
のため第４図（ｄ）のように、最小変速比i_Hの高速段側
で変速比変化が小さく変速制御される。こうしてABS作
動時に、変速比の変化が小さいことでABS制御系では変
速比の影響が少なくなり、前輪回転数ＮFまたは後輪回
転数ＮRの変化状態による疑似車速Vcの設定を、実車速V
_Bに近づけることが可能になる。

次いで、ABSの作動が終了すると、ABS作動判定部66で
減圧信号等が入力しないことでそれを判断する。する
と、切換部68により変速制御系は元に復帰するが、この
とき遷移制御部69で遷移領域が設定され、変速速度di/d
tが徐々に増大制御される。このため、実変速比ｉは高
速段側に設定されるのに対し、目標変速比isがこの場合
のセカンダリプーリ回転数Nsに対応して低速段側に設定
される状態において、急激なダウンシフトが防止されて
第４図（ｄ）のように緩やかにダウンシフトして復帰す
る。

以上、本発明の実施例について述べたが、これに限定
されない。またABS用目標変速比is′は、ダウンシフト
開始の車速低下で定めてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、 ABS付無段変速機において、ABS作動時には変速比の変
化が小さく変速制御されるので、ABS制御系で疑似車速
と実車速との相関が取り易くなり、ABS機能の精度が向
上する。

さらに、ABS作動時のABS用目標変速比をマップで定め
るので、制御が容易になり、高速段側の変速域拡大によ
り変速比変化の小さい変速を容易に行い得る。

また、無段変速機でも変速比変化が小さいことで、振
動が少なくなり、耐久性が向上する。

さらにまた、ABS作動後の復帰時には緩やかにダウン
シフトするので、急激なエンジンブレーキ，ベルトスリ
ップ等を防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の制御装置の実施例を示す
電子制御系のブロック図、 第２図は無段変速機の駆動系，油圧制御系,ABS制御系の
全体構成図、 第３図はABS用目標変速比のマップを示す図、 第４図はABS作動時の各特性図である。 ４……無段変速機、34……ABS制御用モジュレータ、40
……制御ユニット、46……目標変速比検索部、49……変
速速度算出部、66……ABS作動判定部、67……ABS用目標
変速比検索部、68……切換部、69……遷移制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 B60K 41/00 - 41/28 B60T 8/58

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種の電気信号によってライン圧制御系
   と、変速制御系と、ABS制御系とを制御する無段変速機
   の制御装置において、 上記ABS制御系からの出力信号に基づいて、ABSの作動時
   と作動後の復帰とを判断するABS作動判定手段と、 上記変速制御系に入力する電気信号に基づいて、変速比
   変化の少ないABS用目標変速比を算出するABS用目標変速
   比検索手段と、 上記ABS作動判定手段からの出力信号と上記ABS用目標変
   速比検索手段からの出力信号とが入力し、上記ABS作動
   判定手段からの判定信号に基づいて、上記ABS用目標変
   速比検索手段からの入力信号を出力する切換手段と、 上記ABS作動判定手段からの出力信号に基づいて、変速
   速度を徐々に増大するよう制御する遷移制御手段とを備
   え、 ABS作動時には、上記ABS用目標変速比検索手段で算出さ
   れた最小変速比側で変速比変化の少ない変速パターンと
   した上記ABS用目標変速比により変速制御するように
   し、 ABS作動後の復帰時には、実変速比と目標変速比とが一
   致するまでの間、上記遷移制御手段により遷移制御する
   ようにしたことを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 【請求項２】上記ABS用目標変速比は、最小変速比側の
   ダウンシフト開始最低変速ラインを通常時の最低変速ラ
   インより低車速側に設け、且つ車速の低下と共にプライ
   マリプーリ回転数を低下させる変速特性としたことを特
   徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。