JP2906565B2 - 車両用無段変速機の変速比制御装置 - Google Patents

車両用無段変速機の変速比制御装置

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JP2906565B2 JP9349190A JP9349190A JP2906565B2 JP 2906565 B2 JP2906565 B2 JP 2906565B2 JP 9349190 A JP9349190 A JP 9349190A JP 9349190 A JP9349190 A JP 9349190A JP 2906565 B2 JP2906565 B2 JP 2906565B2
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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比制御装置に関す
るものである。
従来の技術 エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達する
車両用無段変速機は、通常、アクセルペダル操作量、ス
ロットル弁開度などの要求出力値と車速とに基づいて決
定された目標値が達成されるように変速比が制御される
ようになっている。たとえば、特開昭59−144850号公報
に記載されたものがそれである。
発明が解決すべき課題 ところで、上記従来の車両用無段変速機の変速比制御
装置では、スロットル弁開度が大きくなる程、また車速
が高くなるほど目標回転速度が大きくなる特性を備えた
関係が用いられているので、低車速時においてはエンジ
ンを高回転領域で作動させることができない。このた
め、車両の発進時や低速走行状態における加速時などの
ような低車速高要求出力領域において駆動力が得られ
ず、加速性が充分に得られない欠点があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、車両の低車速且つ高要求
出力領域において充分な加速性が得られる車両用無段変
速機の変速比制御装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 斯る目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達す
る車両用無段変速機において、その無段変速機の変速比
を調節する形式の変速比制御装置であって、(a)前記
車両の要求出力値を検出する要求出力センサと、(b)
前記車両の速度を検出する車速センサと、(c)前記車
両の要求出力値が所定値よりも高い高負荷領域において
は、所定車速以上の高車速領域では前記車両のエンジン
回転速度を一定とし、且つ所定車速以下の低車速領域で
は車速が低い程車両のエンジン回転速度を高くするよう
に目標値を変化させ、前記車両の要求出力値が前記所定
値以下の低負荷領域においては、車速に拘わらず前記車
両のエンジン回転速度を一定とするように目標値を維持
する関係を予め記憶する記憶手段と、(d)前記予め記
憶された関係から車両の要求出力値および車速に基づい
て目標値を決定し、その目標値が実現されるように前記
無段変速機の変速比を調節する変速比調節手段とを、含
むことにある。
作用および発明の効果 このようにすれば、車両の要求出力値が所定値よりも
高い高負荷領域における所定車速以上の高車速領域、お
よび車両の要求出力値が所定値以下の低負荷領域では、
前記車両のエンジン回転速度を一定とするように目標値
が決定されるので、燃費および運転性を考慮した最適曲
線上でエンジンが作動させられるとともに、車両の要求
出力値が所定値よりも高い高負荷領域における所定車速
以下の低車速領域では車速が低い程車両のエンジン回転
速度を高くするように目標値を変化させる関係から、車
両の要求出力値および車速に基づいて目標値が決定され
るので、車両の発進時や低速走行状態における加速時な
どのような低車速且つ高要求出力領域においてエンジン
の高回転領域が使用され得、車両の駆動力および加速性
が充分に得られる。
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、エンジン10の動力は、ロックアップ
クラッチ付流体継手12、ベルト式無段変速機(以下、CV
Tという)14、前後進切換装置16、中間ギヤ装置18、お
よび差動歯車装置20を経て駆動軸22に連結された駆動輪
24へ伝達されるようになっている。
流体継手12は、エンジン10のクランク軸26と接続され
ているポンプ羽根車28と、CVT14の入力軸30に固定され
ポンプ羽根車28からのオイルにより回転させられるター
ビン羽根車32と、ダンパ34を介して入力軸30に固定され
たロックアップクラッチ36と、係合側油路37に接続され
た係合側油室33および解放側油路39に接続された解放側
油室35とを備えている。流体継手12内は常時作動油で満
たされており、係合側油室33へ作動油が供給されるとと
もに解放側油室35内から作動油が流出させられると、ロ
ックアップクラッチ36が係合させられて、クランク軸26
と入力軸30とが直結状態にされる。反対に、解放側油室
35へ作動油が供給されるとともに係合側油室33内から作
動油が流出させられると、ロックアップクラッチ36が解
放される。
CVT14は、その入力軸30および出力軸38にそれぞれ設
けられた一次側可変プーリ40および二次側可変プーリ42
と、それら可変プーリ40および42に巻き掛けられた伝動
ベルト44とを備えている。可変プーリ40および42は、入
力軸30および出力軸38にそれぞれ固定された固定回転体
46および48と、入力軸30および出力軸38にそれぞれ軸方
向の移動可能かつ軸回りの相対回転不能に設けられた可
動回転体50および52とから成り、可動回転体50および52
が油圧アクチュエータとして機能する一次側油圧シリン
ダ54および二次側油圧シリンダ56によって移動させられ
ることによりV溝幅すなわち伝動ベルト44の掛り径(有
効径)が変更されて、CVT14の変速比γ(=入力軸30の
回転速度Nin/出力軸38の回転速度Nout)が変更される
ようになっている。
前後進切換装置16は、よく知られたダブルピニオン型
遊星歯車機構であって、その出力軸58に固定されたキャ
リヤ60により回転可能に支持され且つ互いに噛み合う一
対の遊星ギヤ62および64と、前後進切換装置16の入力軸
(CVT14の出力軸)38に固定され且つ内周側の遊星ギヤ6
2と噛み合うサンギヤ66と、外周側の遊星ギヤ64と噛み
合うリングギヤ68と、リングギヤ68の回転を停止するた
めの後進用ブレーキ70と、上記キャリヤ60と前後進切換
装置16の入力軸38とを連結する前進用クラッチ72とを備
えている。後進用ブレーキ70および前進用クラッチ72は
油圧により作動させられる形式の摩擦係合装置であっ
て、それらが共に係合しない状態では前後進切換装置16
が中立状態とされて動力伝達が遮断される。しかし、前
進用クラッチ72が係合させられると、CVT14の出力軸38
と前後進切換装置16の出力軸58とが直結されて車両前進
方向の動力が伝達される。また、後進用ブレーキ70が係
合させられると、CVT14の出力軸38と前後進切換装置16
の出力軸58との間で回転方向が反転されるので、車両後
進方向の動力が伝達される。
エンジン10によって回転駆動される油圧ポンプ74は第
2図に示す油圧制御回路76の油圧源である。この油圧制
御回路76は、上記車両用動力伝達装置を制御するための
ものであり、たとえば、特開昭62−196449号公報、特開
昭64−49749号公報、特願平1−78784号、或いは特願平
1−33141号に記載された油圧制御回路と同様に構成さ
れている。油圧制御回路76には、図示しない変速方向制
御弁を制御するための第1電磁弁80および図示しない変
速速度制御弁を制御するための第2電磁弁82が設けられ
ている。第1電磁弁80のオンオフ作動状態に関連してCV
T14の変速比γの変化方向が切り換えられ、第2電磁弁8
2のオンオフ作動状態に関連して変速比γの変化速度が
切り換えられるので、第1電磁弁80および第2電磁弁82
の作動状態の組み合わせによって、変速比γを速やかに
増速側へ変化させる急増速モード、変速比γを速やかに
減速側へ変化させる急減速モード、変速比γを緩やかに
増速側へ変化させる緩増速モード、変速比γを緩やかに
減速側へ変化させる緩減速モードがそれぞれ成立させら
れるとともに、急増速モードと緩増速モードとの間、急
減速モードと緩減速モードとの間の中間的モードが第2
電磁弁82のデューティ駆動により成立させられるように
なっている。
また、上記油圧制御回路76には、ロックアップクラッ
チ36の係合状態を制御するための第3電磁弁84が設けら
れている。この第3電磁弁84は、燃費及び運転性を考慮
した所定の条件を満足すると、たとえば車速v、入力軸
回転速度Nin、およびスロットル弁開度θthのうちの少
なくとも車速vが予め定められた範囲内となると作動さ
せられて、係合側油室33へ作動油を供給するとともに解
放側油室35内から作動油を流出させることによりロック
アップクラッチ36を係合し、クランク軸26と入力軸30と
を直結状態とする。反対に、上記車速v等が所定値以下
になると、解放側油室35へ作動油を供給するとともに係
合側油室33内から作動油を流出させることにより、ロッ
クアップクラッチ36を解放する。
電子制御装置90は、本実施例の変速比調節手段として
機能するものであって、油圧制御回路76における前記第
1電磁弁80、第2電磁弁82、第3電磁弁84を駆動するこ
とにより、CVT14の変速比γおよびロックアップクラッ
チ36などを制御する。電子制御装置90は、CPU92、ROM9
4、RAM96、図示しないインターフェース回路等から成る
所謂マイクロコンピュータを備えており、それには、駆
動輪24の回転速度を検出する車速センサ102、CVT14の入
力軸30および出力軸38の回転速度をそれぞれ検出する入
力軸回転センサ104および出力軸回転センサ106、エンジ
ン10の吸気配管に設けられたスロットル弁の開度を検出
するスロットル弁開度センサ108、シフトレバー100の操
作位置を検出するための操作位置センサ110、ブレーキ
ペダルの操作を検出するためのブレーキスイッチ112か
ら、車速vを表す信号、入力軸回転速度Ninを表す信
号、出力軸回転速度Noutを表す信号、スロットル弁開度
θthを表す信号、シフトレバー100の操作位置Psを表す
信号、ブレーキ操作を表す信号がそれぞれ供給される。
上記スロットル弁開度θthは車両の要求出力値に対応す
るものであり、上記スロットル弁開度センサ108は本実
施例の要求出力センサとして機能する。前記電子制御装
置90内のCPU92は、RAM96の一時記憶機能を利用しつつRO
M94に予め記憶されたプログラムに従って入力信号を処
理し、前記第1電磁弁80、第2電磁弁82、第3電磁弁84
を駆動するための信号をそれぞれ出力する。
電子制御装置90は、たとえば第3図に示す予め記憶さ
れた制御ルーチンに従い変速比γを制御する。第3図に
おいて、図示しないステップにおいて初期化が実行され
た後、ステップS1において、各センサからの入力信号等
がそれぞれ読み込まれるとともに、その読み込まれた信
号に基づいて車速(所謂駆動輪車速)v、入力軸30の回
転速度Nin、出力軸38の回転速度Noutが算出されるとと
もに、それらNinおよびNoutからCVT14の変速比γが必要
に応じて算出される。続くステップS2においては、予め
ROM94の所定の記憶領域114において記憶された第1図に
示す関係から、実際のスロットル弁開度θthおよび車速
vに基づいて目標入力軸回転速度Nin *が算出される。本
実施例では、上記記憶領域114が第1図に示す関係を予
め記憶する記憶手段として機能する。上記関係は、たと
えば燃費および運転性を考慮した最適曲線でエンジン10
を作動させるために予め求められたものであって、基本
的には、変速比γの変化領域では、目標入力軸回転速度
Nin *が一定とされている。また、この関係では、第1図
のA領域に示すように、スロットル弁開度θthが例えば
80%を越すような要求出力値が高い領域では、高車速領
域では車両のエンジン回転速度Neを一定とするように、
低車速領域では車速Vが低い程車両のエンジン回転速度
Neを高くするように目標入力軸回転速度Nin *を変化させ
る特性が設けられており、発進操作時や低速走行時など
の加速性が高められるように配慮されている。
そして、ステップS3において、実際の入力軸30の回転
速度Ninと目標入力軸回転速度Nin *との差、すなわち制
御偏差ΔNin(=Nin *−Nin)が算出されるとともに、ス
テップS4において、上記制御偏差ΔNinを解消するため
の制御モードが選択される。すなわち、変速比γのフィ
ードバック制御における偏差ΔNinが零となるように、
換言すれば目標入力軸回転速度Nin *と実際の入力軸回転
速度Nin(=エンジン回転速度Ne)とが一致するように
変速モードおよびデューティ比DS2が決定されるのであ
る。
このようにして変速モード或いはデューティ比が決定
されると、ステップS5において、その変速モード或いは
デューティ比DS2が得られるように、第1電磁弁80およ
び第2電磁弁82が駆動される。そして、以上のステップ
が繰り返し実行されることにより、実際の入力軸回転速
度Ninが目標入力軸速度Nin *に一致するように変速比γ
が調節されるのである。
上述のように実際の入力軸回転速度Ninを目標入力軸
回転速度Nin *に一致させるように変速比が調節されるの
であるが、本実施例では、目標入力軸回転速度Nin *を決
定するために第1図に示す関係が用いられるので、車両
の発進操作時や低車速時の加速操作時における加速性が
充分に得られる。すなわち、第1図のA領域に示されて
いるように、スロットル弁開度θthが大きい領域では、
高車速領域では車両のエンジン回転速度Neを一定とする
ように、低車速領域では車速Vが低い程車両のエンジン
回転速度Neを高くする側へ目標入力軸回転速度Nin *が変
化させられる特性に従って、目標入力軸回転速度Nin *
決定されるので、車両の発進時や低速走行状態における
加速時などのような低車速且つ高要求出力領域において
エンジン10の高回転領域が使用され得、車両の駆動力お
よび加速性が充分に得られるのである。
因に、第4図および第5図は、従来の変速比制御装置
において目標入力軸回転速度Nin *を決定するために用い
られる関係を示している。第4図のB領域および第5図
のC領域にそれぞれ示すように、高要求出力領域におい
ては、目標入力軸回転速度Nin *が低車速領域となる程高
車速領域よりも小さい値か同じ値となるように設定され
ているので、車両の発進時や低車速走行における加速時
にはエンジン10の回転が高められず、充分な駆動力或い
は加速力が得られ難かったのである。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述の実施例では、目標入力軸回転速度N
in *と実際の入力軸回転速度Ninとが一致するように変速
比γが制御されていたが、必ずしもこのようなフィード
バック制御でなくてもよく、上記の目標入力軸回転速度
Nin *が得られるような制御量を予め記憶した制御式にし
たがって決定し、この制御量に応じて変速比γを調節す
るオープンループ制御であってもよいのである。
また、前述の実施例の油圧制御回路76に替えて、特開
昭60−95262号に記載されているように、二次側油圧シ
リンダにはライン油圧が常時作用させられ、変速制御弁
が一次側油圧シリンダ内へ作動油を供給しあるいはその
一次側油圧シリンダ内の作動油を排出することによりCV
Tの変速比を制御する形式の車両であってもよいのであ
る。
また、前述の実施例では、目標入力軸回転速度Nin *
実際の入力軸回転速度Ninを一致させることにより変速
比γのフィードバック制御が実行されていたが、γ*=N
in */Noutであるから、目標入力軸回転速度Nin *に替わ
る目標変速比γ*を決定し、この目標変速比γ*に実際の
変速比γを一致させるように変速比γを調節する制御で
も、実質的に全く同じである。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第3図のフローチャートにおいて用いられる
予め記憶された関係を示す図ある。第2図は本発明の一
実施例である変速比制御装置を示すブロック線図であ
る。第3図は第2図の実施例の制御作動を説明するフロ
ーチャートである。第4図および第5図は、従来の変速
比制御装置において用いられる関係をそれぞれ示す第1
図に相当する図である。 14:CVT(ベルト式無段変速機) 90:電子制御装置(変速比調節手段) 102:車速センサ 108:スロットル弁開度センサ(要求出力センサ) 114:記憶領域(記憶手段)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16H 63:06 (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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪
    へ伝達する車両用無段変速機において、該無段変速機の
    変速比を調節する形式の変速比制御装置であって、 前記車両の要求出力値を検出する要求出力センサと、 前記車両の速度を検出する車速センサと、 前記車両の要求出力値が所定値よりも高い高負荷領域に
    おいては、所定車速以上の高車速領域では前記車両のエ
    ンジン回転速度を一定とし、且つ所定車速以下の低車速
    領域では車速が低い程該車両のエンジン回転速度を高く
    するように目標値を変化させ、前記車両の要求出力値が
    前記所定値以下の低負荷領域においては、車速に拘わら
    ず前記車両のエンジン回転速度を一定とするように目標
    値を維持する関係を予め記憶する記憶手段と、 前記予め記憶された関係から車両の要求出力値および車
    速に基づいて目標値を決定し、該目標値が実現されるよ
    うに前記無段変速機の変速比を調節する変速比調節手段
    と、 を含むことを特徴とする車両用無段変速機の変速比制御
    装置。
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