JP3289648B2 - ベルト式無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベルト式無段変
速機の変速制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される無段変速機としては、
Ｖベルト式のものが知られており、例えば、本出願人が
先に提案した特願平８−１０５４６７号等が公知であ
る。

【０００３】この先の発明は、図５のように、無段変速
機のＶベルト１との接触プーリ幅を変更することができ
る入力側と出力側の一対のプーリ２，３を備え、変速制
御弁６によって上記入力プーリ２の可動円錐板を駆動す
るピストン室４への作動油の流量を変化させることで連
続的に変速比を変更するように構成されている。

【０００４】ところで、上記先の提案に係る無段変速機
の変速制御弁６には、流量制御型のスプール弁が用いら
れており、変速制御手段７が運転状態に基づく目標変速
比と実変速比との偏差に基づいてその操作量８を演算
し、この操作量８をアクチュエータ９に出力して、アク
チュエータ９によって変速制御弁６のスプールを変位さ
せる（例えば、直接推力を作用させたり、デューティー
ソレノイド弁を用いて油圧力を作用させたりして）こと
で、上記入力プーリ２のピストン室４への作動油の流量
が制御され、変速制御が行なわれる。

【０００５】ところで、このアクチュエータ９の操作量
８は、ＰＩＤフィードバック制御の場合、次式（１）
（２）により演算される。

【０００６】 操作量＝中立値＋ＫＰ×偏差＋ＫＩ×∫偏差ｄｔ＋ＫＤ×ｄ／ｄｔ偏差 …（１）

【０００７】 偏差＝実変速比−目標変速比 …（２）

【０００８】但し、同式中、ＫＰはＰ分ゲインを、ＫＩ
はＩ分ゲインを、ＫＤはＤ分ゲインを夫々示すものとす
る。

【０００９】変速制御弁６の特性は、図６のように、中
立値を基準に操作量８が増加されると、その増加に応じ
て作動油を入力プーリ２のピストン室４へと供給する一
方、中立値を基準に操作量８が減少されると、その減少
に応じて作動油を入力プーリ２のピストン室４から排出
するように設定される。

【００１０】そして、上記作動油が入力プーリ２のピス
トン室４へと供給されると、プーリ幅を狭めて変速比が
アップされる一方、作動油が入力プーリ２のピストン室
４より排出されると、プーリ幅を広げて変速比がダウン
される。

【００１１】また、上記変速制御弁６には、図７のよう
な特性が付与されている。尚、図７の特性は、アクチュ
エータ９の操作量８の最小時及び最大時に、中立時と同
じく作動油の給排を停止するもので、制御系やアクチュ
エータ９に故障が発生したときに急激な変速動作が発生
するのを防止している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
先の提案に係る変速制御装置においては、特に図示はし
ないが、ハウジングのポートやスプールのランドの寸法
公差及びバネ定数やソレノイド推力のバラツキ等によ
り、中立値の「設計値」と「実際値」にズレが生じてし
まう。例えば、バネ定数が設計値よりも大きい場合に
は、スプールを所定量だけ変位させるのに、より大きな
ソレノイド推力、即ち、操作量が要求されるため、中立
値の「実際値」は「設計値」よりも大きくなってしま
う。

【００１３】しかしながら、上記先の提案に係る変速制
御装置にあっては、中立値として「設計値」を制御プロ
グラムに定数として与えているため、上記のような中立
値のズレに対応できずに、変速制御が不安定となる可能
性があった。但し、ＰＩＤフィードバック制御の場合、
上記中立値のズレは時間の経過と共に偏差のＩ分によっ
て吸収されるため、上記中立値のズレが発生するのは、
偏差のＩ分がリセットされた時、即ち、イグニッション
スイッチがＯＦＦからＯＮされた時から、偏差のＩ分が
積分されるまで、つまり、車両が発進してから暫く時間
が経つまでの間だけである。

【００１４】例えば、図８に示すように、中立値の「実
際値」が「設計値」よりも大きい場合には、変速する必
要のない時にアクチュエータへと中立値（コントロール
ユニットが認識しているのは「設計値」）を出力して
も、実際にはアップシフト状態となってしまうため、車
両が発進した直後から意図しないアップシフト状態が発
生してしまい、「エンジンが吹けない」或は「加速が悪
い」といった違和感を運転者に感じさせる、という課題
を有していた。

【００１５】逆に、図９に示すように、中立値の「実際
値」が「設計値」よりも小さい場合には、アクチュエー
タに中立値（コントロールユニットが認識しているのは
「設計値」）を出力しても、実際にはダウンシフト状態
となってしまうため、車速が上がってしまい、アップシ
フトさせようと操作量を大きくしても直ぐにはアップシ
フトすることができず、「エンジンが空吹ける」或は
「スピードが乗らない」という違和感を運転者に感じさ
せる、という課題を有していた。

【００１６】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、ハウジングの
ポートやスプールのランドの寸法公差及びバネ定数やソ
レノイド推力のバラツキ等により中立値の「設計値」と
「実際値」にズレが生じてしまっても、そのズレ量を診
断し補正することで、イグニッションスイッチＯＮ後か
ら暫く走行するまでの間の意図しない変速や変速応答遅
れを防止することができ、運転者に違和感を感じさせる
ことなく良好な変速制御および運転性を確保することが
できるベルト式無段変速機の変速制御装置を提供しよう
とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にあっては、ベルトの接触プーリ幅が油圧
で可変制御される入出力プーリと、該入出力プーリに夫
々形成されプーリ幅を縮小する方向に駆動するピストン
室と、上記出力プーリのピストン室へ所定のライン圧を
供給するライン圧供給手段と、上記入力プーリのピスト
ン室への作動油をライン圧ポートまたはドレーンポート
の一方との連通量に応じて給排する変速制御弁と、この
変速制御弁を駆動するアクチュエータと、車両の運転状
態に応じて演算した操作量に基づき上記アクチュエータ
を駆動する変速制御手段と、を備えてなるベルト式無段
変速機の変速制御装置に、上記入力プーリのピストン室
における作動油の圧力を検出する入力プーリ圧検出手段
と、該入力プーリ圧検出手段の検出結果により上記変速
制御弁の流量特性を診断する流量特性診断手段と、上記
流量制御弁の流量特性を補正する流量特性補正手段と、
を配設し、油圧発生時で、かつ、ベルトと入出力プーリ
の停止状態時に上記変速制御弁を強制的に駆動させるこ
とで、上記流量特性診断と流量特性補正とを行なうよう
に構成したことを特徴とするものである。

【００１８】この発明において、上記流量特性診断と流
量特性補正は、イグニッションスイッチがオフからオン
された後のエンジン始動後にのみ行なうのが望ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す発明の実施
の形態例に基づいて、この発明を詳細に説明する。

【００２０】図１に示すように、この発明の実施の一形
態例に係る無段変速機は、入力プーリ２と出力プーリ３
を備え、これら入力プーリ２と出力プーリ３とはＶベル
ト１によって連結されている。

【００２１】入力プーリ２は、図示しないエンジンに連
結された発進要素としてのトルクコンバータに取付けら
れてなる軸と一体となって回転する固定円錐板１１と、
該固定円錐板１１と対向配置されてＶ字状のプーリ溝を
形成する可動円錐板１２と、から構成されて折り、該可
動円錐板１２は、入力プーリピストン室４に作用する油
圧に応じて軸方向へ変位可能に構成されている。

【００２２】また、出力プーリ３は、車軸側に連結され
た軸と一体となって回転する固定円錐板１３と、固定円
錐板１３と対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成する
可動円錐板１４と、から構成されており、該可動円錐板
１４は、出力プーリピストン室５へ作用する油圧に応じ
て軸方向へ変位可能に構成されている。

【００２３】さらに、同図中符号１５はオイルポンプを
示しており、該オイルポンプ１５からの作動油は、ライ
ン圧供給装置１６により所定の圧力に設定されて出力プ
ーリピストン室５および変速制御弁６のライン圧ポート
に供給される。

【００２４】そして、この形態例では、上記変速制御弁
６には、前記図６または図７に示すような特性の流量制
御型のスプール弁が用いられ、アクチュエータ９の駆動
に応じてスプールが変位され、ライン圧ポートまたはド
レンポートが入力プーリピストン室４に繋るポートに連
通される。

【００２５】上記アクチュエータ９には、上記変速制御
弁６のスプールに直接推力を作用させるソレノイド或は
油圧力を作用させるデューティーソレノイド弁等が用い
られる。

【００２６】また、上記出力プーリ３のプーリ幅は、出
力プーリピストン室５に供給される所定圧力の作動油に
よって所定幅に設定される。

【００２７】さらに、上記変速制御弁６のライン圧ポー
トは入力プーリピストン室４のポートに連通されてお
り、該入力プーリピストン室４に作動油が供給される
と、入力プーリ２のプーリ幅が狭められて変速比がアッ
プされ、また、変速制御弁６のドレンポートが入力プー
リピストン室４のポートに連通され、該入力プーリピス
トン室４の作動油が排出されると、入力プーリ２のプー
リ幅が広げられて変速比がダウンされる。

【００２８】一方、各種運転状態を検出するため、この
形態例に係る無段変速機には、入力プーリ回転数を検出
する入力回転数センサ２１と、出力プーリ回転数（車速
に比例）を検出する出力回転数センサ２２と、エンジン
の回転数を検出するエンジン回転数センサ２３と、エン
ジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ
２４及び入力プーリピストン室４の作動油の圧力を検出
する入力プーリ圧センサ２５等が設けられており、これ
らの検出信号はコントロールユニット２６に入力される
ように構成されている。

【００２９】コントロールユニット２６は、上記各検出
信号に基づいて目標変速比と実変速比を演算し、フィー
ドバック制御等により決定した操作量８を上記アクチュ
エータ９へと出力して上記変速制御弁６を駆動する。

【００３０】また、上記コントロールユニット２６は、
流量特性診断手段２７と流量特性補正手段２８と、を備
えており、次の流量特性の診断と補正を行なうように構
成されている。

【００３１】この流量特性診断手段２７と流量特性補正
手段２８を、図２に示すフローチャートに基づいて説明
する。

【００３２】先ず、ステップＳ１及びステップＳ２で
は、油圧発生状態とベルトアンドプーリの停止状態を確
認し、ＹＥＳならステップＳ１０の流量特性診断モード
ヘ、ＮＯならステップＳ２０の通常モードヘと進む。

【００３３】ステップＳ２０の通常モードでは、ステッ
プＳ２１で、従来例と同様に、ＰＩＤフィードバック制
御等により上記アクチュエータ９への操作量８を決定し
出力する。

【００３４】また、ステップＳ１０の流量特性診断モー
ドでは、ステップＳ１１で、図３に示す操作量を２×Ｔ
βの時間、強制的に出力する。

【００３５】例えば、Ｔα＝１秒、Ｔβ＝５秒、γ＝コ
ントロールユニットが認識している中立値、δ＝変速制
御弁の入力プーリピストン室のポートがライン圧ポート
にもドレンポートにも所定量連通するような所定値とす
ると、入力プーリ圧は、中立値の設計値γと実際値のズ
レ量に応じて、図４に示すように変化する（実験で確認
済み）。ここで時間ＴＡと時間ＴＢの入力プーリ圧Ｐ
Ａ，ＰＢを読み、その平均値ＰＣが所定の圧力範囲ＰＤ
〜ＰＥにあるかどうかを調べることにより、中立値の設
計値と実際値のズレ量を診断することができる（例え
ば、ＴＡ＝ＴＢ＝４秒、ＰＤ＝ＰＬ／３、ＰＥ＝ＰＬ×
２／３）。

【００３６】ステップＳ１２及びステップＳ１３では、
上記平均値ＰＣと所定の圧力範囲ＰＤ〜ＰＥの値を比較
し、ＰＤ＜ＰＣ＜ＰＥの場合にはステップＳ１６へと進
んで中立値の設計値と実際値がほぼ一致している判断
し、この段階では中立値の補正は行なわない。

【００３７】そして、ＰＣ≦ＰＤの場合にはステップＳ
１４へと進み、前記コントロールユニット２６が認識し
ている中立値が小さいと判断して、中立値に正の補正を
加える。

【００３８】また、ＰＣ≧ＰＥの場合にはステップＳ１
５へと進み、前記コントロールユニット２６が認識して
いる中立値が大きいと判断して、中立値に負の補正を加
える（Δγ：所定値）。

【００３９】尚、以上のＳＴＡＲＴからＲＥＴＵＲＮ間
のループは、所定時間毎に、例えば１０ｍｓ毎に繰り返
えされる。

【００４０】このようにして、油圧発生状態とベルトア
ンドプーリの停止状態において、入力プーリ圧センサを
利用して変速制御弁の流量特性診断を行ない、流量特性
補正を行なうように構成することで、ハウジングのポー
トやスプールのランドの寸法公差及びバネ定数やソレノ
イド推力のバラツキ等により、中立値の「設計値」と
「実際値」にズレが生じてしまっても、そのズレ量を診
断し補正することができる。

【００４１】その結果、発進直後からアップシフトをし
てしまって「エンジンが吹けない」或は「加速が悪い」
といった違和感を運転者に感じさせ、または、車速が上
がってもアップシフトできずに「エンジンが空吹ける」
或は「スピードが乗らない」といった違和感を運転者に
感じさせることを確実に防止することができ、良好な変
速制御及び運転性を確保できる。

【００４２】また、上記流量特性診断と流量特性補正
を、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮにされた
後の、エンジン始動後のみに行なうように構成した場合
には、最小限の機能追加により、上記違和感を運転者に
感じさせることをより確実に防止することができ、より
良好な変速制御及び運転性を確保することができる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に記載された発明に係るベルト
式無段変速機の変速制御装置は、以上説明したように、
ハウジングのポートやスプールのランドの寸法公差及び
バネ定数やソレノイド推力のバラツキ等により、中立値
の「設計値」と「実際値」にズレが生じてしまっても、
そのズレ量を診断し補正するように構成したので、イグ
ニッションスイッチをＯＮした後から暫く走行するまで
の間の意図しない変速や変速応答遅れを確実に防止する
ことができ、運転者に違和感を与えることなく、良好な
変速制御と運転性を確保することができる。

【００４４】また、請求項２に記載された発明によれ
ば、中立値のズレ量の診断と補正を、イグニッションス
イッチがＯＦＦからＯＮにされた後の、エンジン始動後
のみに行なうように構成したので、最小限の機能追加
で、上記違和感を運転者に感じさせることをより確実に
防止することができ、より良好な変速制御及び運転性を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態例に係る変速制御装置
が適用されたベルト式無段変速機の構成を概略的に示す
説明図である。

【図２】同変速制御装置の制御フローチャートである。

【図３】同変速制御装置による操作量を示す時系列グラ
フである。

【図４】同変速制御装置における中立値の設計値と実際
値にズレが生じた場合の入力プーリ圧への影響を示す時
系列グラフである。

【図５】従来の変速制御装置の概略的な構成を示す説明
図である。

【図６】この種の変速制御装置に用いられる変速制御弁
の特性を示すグラフである。

【図７】同変速制御弁の他の特性例を示すグラフであ
る。

【図８】同変速制御弁の特性がバラついた状態を示すグ
ラフである。

【図９】同変速制御弁の特性がバラついた状態の他例を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ Ｖベルト ２ 入力プーリ ３ 出力プーリ ４ 入カプーリピストン室 ５ 出力プーリピストン室 ６ 変速制御弁 ７ 変速制御手段 ８ 操作量 ９ アクチュエータ １１ 固定円錐板 １２ 可動円錐板 １３ 固定円錐板 １４ 可動円錐板 １５ オイルポンプ １６ ライン圧供給手段 ２１ 入力回転数センサ ２２ 出力回転数センサ ２３ エンジン回転数センサ ２４ スロットル開度センサ ２５ 入力プーリ圧センサ ２６ コントロールユニット ２７ 流量特性診断手段 ２８ 流量特性補正手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルトの接触プーリ幅が油圧で可変制御
   される入出力プーリと、該入出力プーリに夫々形成され
   プーリ幅を縮小する方向に駆動するピストン室と、上記
   出力プーリのピストン室へ所定のライン圧を供給するラ
   イン圧供給手段と、上記入力プーリのピストン室への作
   動油をライン圧ポートまたはドレーンポートの一方との
   連通量に応じて給排する変速制御弁と、この変速制御弁
   を駆動するアクチュエータと、車両の運転状態に応じて
   演算した操作量に基づき上記アクチュエータを駆動する
   変速制御手段と、を備えてなるベルト式無段変速機の変
   速制御装置に、上記入力プーリのピストン室における作
   動油の圧力を検出する入力プーリ圧検出手段と、該入力
   プーリ圧検出手段の検出結果により上記変速制御弁の流
   量特性を診断する流量特性診断手段と、上記流量制御弁
   の流量特性を補正する流量特性補正手段と、を配設し、
   油圧発生時で、かつ、ベルトと入出力プーリの停止状態
   時に上記変速制御弁を強制的に駆動させることで、上記
   流量特性診断と流量特性補正とを行なうように構成した
   ことを特徴とするベルト式無段変速機の変速制御装置。
2. 【請求項２】 前記流量特性診断と上記流量特性補正
   を、イグニッションスイッチがオンされた後のエンジン
   始動後にのみ行なうことを特徴とする請求項１に記載の
   ベルト式無段変速機の変速制御装置。