JP3334553B2 - 無段変速機の変速比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機の変速
比制御装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される無段変速機の変速比制
御装置としては、Ｖベルト式のものが従来から知られて
おり、例えば、本願出願人が提案した特開昭６１−１０
５３５３号公報等がある。

【０００３】これは、図１０、図１１に示すように、無
段変速機のＶベルト２４との接触プーリ幅が、油圧に基
づいて可変制御されるプライマリ側とセカンダリ側の一
対の可変プーリ１６、２６を備え、プライマリプーリ１
６のシリンダ室２０へ供給する油圧を変化させることで
固定円錐板１８に対向する可動円錐板２２を軸方向へ駆
動して、無段変速機の変速比を連続的に変更するもので
ある。

【０００４】プライマリプーリ１６の可動円錐板２２を
駆動するシリンダ室２０は、変速リンク６７を介してス
テップモータ６４に駆動される変速制御弁６３のプライ
マリポート６３Ｐと連通しており、変速リンク６７は基
端をステップモータ６４に連結する一方、他端はプライ
マリプーリ１６の可動円錐板２２と軸方向で係合し、こ
の両端の途中を変速制御弁６３のスプール６３ａに連結
する。

【０００５】ステップモータ６４は、ＣＶＴコントロー
ルユニットが演算した目標変速比に応じた指令値に基づ
いて変速リンク６７を駆動する一方、変速リンク６７の
他端は可動円錐板２２の位置、すなわち、実変速比に応
じて変位するため、スプール６３ａは実変速比と目標変
速比の差に応じて駆動され、変速リンク６７を主体にフ
ィードバック手段が構成される。

【０００６】変速制御弁６３には、上記プライマリポー
ト６３Ｐに加えて、ライン圧供給回路と連通したライン
圧ポート６３Ｌとタンクに連通したタンクポート６３Ｔ
が所定の位置に形成されて、スプール６３ａに形成され
たランド６３ｂの位置に応じてプライマリポート６３Ｐ
への作動油の給排が制御され、図１１に示す中立位置で
は、ランド６３ｂがプライマリポート６３Ｐを封止して
シリンダ室２０の油圧保持する。

【０００７】このような、変速リンク６７を介した変速
比制御では、図１２に示すように、ステップモータ６４
の駆動量（ステップ数）の増大に応じて変速比が最Ｌｏ
から最Ｈｉまで連続的に変化するもので、ステップモー
タ６４の最大制御量Ｘ_maxで変速比は最Ｈｉとなる一
方、最小制御量Ｘ_minから原点（駆動量＝０）の間で変
速比は機構的に設定可能な最大の変速比＝最Ｌｏ変速比
となるように設定されている。

【０００８】変速制御弁６３は、図１２のように、プラ
イマリポート６３Ｐがランド６３ｂで封止される中立位
置Ｎを境に、プライマリポート６３Ｐがライン圧ポート
６３Ｌと連通する区間ＶＬと、プライマリポート６３Ｐ
がタンクポート６３Ｔと連通する区間ＶＴの間で駆動さ
れ、ステップモータ６４の駆動量が最小制御量Ｘ_minを
超えると区間ＶＬでプライマリポート６３Ｐがライン圧
ポート６３Ｌと連通して、変速比がＨｉ側へ向けて変更
され、目標変速比であるステップモータ６４の駆動量
と、実変速比であるプライマリプーリ１６の可動円錐板
２２の変位が一致した位置で、変速制御弁６３は中立位
置Ｎとなり、ステップモータ６４の制御量がＸminから
Ｘmaxの範囲が変速比の制御範囲最Ｌｏ〜最Ｈｉとな
る。

【０００９】ところで、上記のような変速比制御では、
停車状態から発進加速を行う場合、ステップモータ６４
を原点ＸＬｏから機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比とな
る最小制御量Ｘ_minまで駆動した後でないと、迅速にＨ
ｉ側への変速比制御を行うことができず、ステップモー
タ６４を原点ＸＬｏから最小制御量Ｘ_minまで駆動する
ための応答遅れ（無駄時間）が発生する。

【００１０】そこで、上記無駄時間を低減するため、車
両の停車中には、図１２に示した機構的な初期位置ＸＬ
ｏよりも、変速比指令値の最Ｌｏ値を最小制御量Ｘ_min
より若干Ｈｉ側へ設定し、予めＨｉ側へシフトしておく
初期化を行うことにより、図１３、図１４に示すように
実変速比が最Ｌｏから最Ｈｉへ変化する前に予め変速が
行われるようになり、変速機構が最Ｌｏから最Ｈｉ側へ
変速する場合に、上記無駄時間の影響を低減することが
でき、停止から発進加速する際の変速を迅速かつ円滑に
行って、実エンジン回転数（実入力軸回転数）の上昇が
過大になるのを抑制して、目標エンジン回転数（目標入
力軸回転数）に近づけることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変速比制御装置においては、車両の停車中にステッ
プモータ６４を最小制御量Ｘ_minより若干Ｈｉ側へ変速
しておくため、本来、無段変速機で設定可能な最Ｌｏ変
速比で発進すべきところを、最Ｌｏから若干Ｈｉ側の変
速比で発進を行うことになり、設計値である最Ｌｏから
の発進加速性能を満足することができないという問題が
あった。

【００１２】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、発進加速時の応答遅れを抑制しながらも、
無段変速機で設定可能な最Ｌｏ変速比から走行を行っ
て、発進加速性能を向上可能な無段変速機の変速比制御
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１５に
示すように、変速比が油圧に基づいて無段階に可変制御
される無段変速機１７と、前記油圧を可変制御する変速
制御弁６３と、車両の運転状態または運転者からの指令
に応じて前記無段変速機１７の目標変速比を設定する目
標変速比設定手段６１０と、実際の変速比を検出する実
変速比検出手段６３０と、無段変速機１７の変速比毎に
所定の動特性を推定する動特性演算手段６９０と、予め
設定されたローパスフィルタに変速比指令値出力手段７
２０からの第２の変速比指令値を入力して第１の外乱補
償出力を演算する第１の外乱補償演算手段６５１と、前
記第１の外乱補償演算手段６５１と同様の特性を有する
ローパスフィルタに、前記動特性推定値を用いたローパ
スフィルタの逆系を掛け合わせた構成のフィルタを有
し、このフィルタに前記実変速比を入力して第２の外乱
補償出力を演算する第２の外乱補償演算手段６５２と、
前記第２の外乱補償出力から第１の外乱補償出力を差し
引いて外乱補償出力を演算する外乱補償出力手段７００
と、前記動特性推定値に基づいて目標とする動特性を得
るための変速比制御定数を演算する変速比制御定数演算
手段６４５と、前記実変速比検出手段からの実変速比を
入力し、前記目標変速比が無段変速機で設定可能な最Ｌ
ｏ変速比に設定されているとき、この最Ｌｏ変速比より
もさらにＬｏ側の制限値を設け、前記実変速比が制限値
よりも大きいときに当該制限値を実変速比として出力
し、前記実変速比が制限値よりも小さいときに前記実変
速比検出手段からの実変速比を出力する変速比制限手段
６７０と、前記実変速比と変速比制御定数に基づいて第
１の変速比指令値を演算する変速比指令値演算手段７１
０と、前記第１の変速比指令値から前記外乱補償出力を
差し引いたものを第２の変速比指令値として出力する変
速指令値出力手段７２０と、この第２の変速比指令値に
基づいて前記変速制御弁６３を駆動する変速制御弁駆動
手段７３０とを備える。

【００１４】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記変速比制限手段は、前記制限値を無段変速機
が機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさらにＬｏ
側、かつ、前記実変速比検出手段が検出可能な最Ｌｏ側
の値よりもＨｉ側の変速比に設定される。

【００１５】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記無段変速機が、Ｖベルトを介してプライマリ
プーリとセカンダリプーリを連結するＶベルト式で構成
されるとともに、前記実変速比検出手段がプライマリプ
ーリとセカンダリプーリの速度の比から実変速比を検出
する。

【００１６】また、第４の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記変速比制限手段は、前記制限値を所定の一定
値に固定する。

【００１７】また、第５の発明は、変速比が油圧に基づ
いて無段階に可変制御される無段変速機と、前記油圧を
可変制御する変速制御弁と、車両の運転状態または運転
者からの指令に応じて前記無段変速機の目標変速比を設
定する目標変速比設定手段と、実際の変速比を検出する
実変速比検出手段と、前記実変速比検出手段からの実変
速比を入力し、前記目標変速比が無段変速機で設定可能
な最Ｌｏ変速比に設定されているとき、この最Ｌｏ変速
比よりもさらにＬｏ側の制限値を設け、前記実変速比が
制限値よりも大きいときに当該制限値を実変速比として
出力し、前記実変速比が制限値よりも小さいときに前記
実変速比検出手段からの実変速比を出力する制限値出力
手段と、前記実変速比を前記目標変速比に一致させるよ
うに前記変速制御弁を駆動する変速制御弁駆動手段とを
備える。また、第６の発明は、変速比が油圧に基づいて
無段階に可変制御される無段変速機と、前記油圧を可変
制御する変速制御弁と、車両の運転状態または運転者か
らの指令に応じて前記無段変速機の目標変速比を設定す
る目標変速比設定手段と、実際の変速比を検出する実変
速比検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、車両
停止時に、前記目標変速比を無段変速機で設定可能な最
Ｌｏ変速比に設定し、この最Ｌｏ変速比よりもさらにＬ
ｏ側の制限値を前記実変速比として出力する制限値出力
手段と、発進時に前記実変速比が制限値より大きいとき
には、前記制限値出力手段から出力される実変速比と前
記目標変速比とに基づいて変速制御弁を駆動し、前記実
変速比が前記制限値より小さくなると、前記実変速比検
出手段で検出される実変速比と前記目標変速比とに基づ
いて前記変速制御弁を駆動する変速制御弁駆動手段とを
備える。

【００１８】

【発明の効果】したがって、第１の発明は、実変速比が
制限値よりも大きいときには、目標変速比を無段変速機
で設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさらにＬｏ側の制限値
に設定し、実変速比が制限値よりも小さいときに実変速
比検出手段からの実変速比により変速制御が行われ、例
えば、発進時などの低車速時には、目標変速比が機構的
に設定可能な無段変速機の最Ｌｏ変速比よりもＬｏ側の
制限値に設定されて変速制御が開始されるため、実際の
変速比も、機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさら
にＬｏ側からＨｉ側へ向けて変化することが可能とな
り、車速の増大に応じて、変速比指令値と変速比制限手
段の出力（変速比制限出力）の間に誤差が生じると、外
乱補償出力手段により、予め設定した応答でＨｉ側への
変速が開始されるため、機構的に設定可能な最Ｌｏ変速
比から発進を行って、設計値に沿った発進加速性能を得
ながらも、無段変速機の変速時の無駄時間を低減するこ
とができ、前記従来例のように発進時の変速比最Ｌｏよ
りＨｉ側へ設定する場合に比して、発進加速性能を大幅
に向上させることが可能となり、無段変速機を備えた車
両の運転性を向上させることができるのである。

【００１９】また、第２の発明は、制限値を無段変速機
が機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさらにＬｏ側
で、かつ、実変速比検出手段が検出可能な最Ｌｏ側の値
よりもＨｉ側の変速比に設定されるため、制限値がＬｏ
側に増大しすぎるのを防ぐことができ、無段変速機の無
駄時間を確実に低減しながら、実際の変速を最Ｌｏから
行うことができる。

【００２０】また、第３の発明は、Ｖベルト式無段変速
機では、プライマリプーリ及びセカンダリプーリとＶベ
ルトとの間に滑りが生じて、検出される実変速比は、実
際に設定された変速比よりも大きくなるため、低車速時
には最Ｌｏから発進しながら、無段変速機の無駄時間を
低減でき、発進加速性能の向上と変速応答性の向上を両
立させることができる。

【００２１】また、第４の発明は、制限値を所定の一定
値に固定するため、加速性能及び無駄時間の変動を抑制
して安定した発進加速性能を得ることができる。

【００２２】また、第５または第６の発明は、目標変速
比が無段変速機で設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさらに
Ｌｏ側の制限値に設定されて変速制御が行われ、発進時
などの低車速時には、実変速比が機構的に設定可能な無
段変速機の最Ｌｏ変速比よりもＬｏ側の制限値に設定さ
れて変速制御が開始されるため、発進時などでの実際の
変速比は、機構的に設定可能な最ＬｏからＨｉ側へ向け
て変化することが可能となり、機構的に設定可能な最Ｌ
ｏ変速比から発進を行って、設計値に沿った発進加速性
能を得ながらも、無段変速機の変速時の無駄時間を低減
することができ、前記従来例のように発進時の変速比最
ＬｏよりＨｉ側へ設定する場合に比して、発進加速性能
を大幅に向上させることが可能となり、無段変速機を備
えた車両の運転性を向上させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２４】図１〜図６に本発明の一実施形態を示し、
図１はＶベルト式無段変速機の変速比制御装置の概略構
成図を示し、図２は油圧コントロールバルブ３の概略構
成図を、図３はＣＶＴコントロールユニット１で行われ
る制御の概念図をそれぞれ示す。

【００２５】図１において、無段変速機１７はロックア
ップクラッチ１１を備えたトルクコンバータ１２を介し
て図示しないエンジンに連結されており、一対の可変プ
ーリとして入力軸側のプライマリプーリ１６と、駆動軸
（出力軸）に連結されたセカンダリプーリ２６を備え、
これら一対の可変プーリ１６、２６はＶベルト２４によ
って連結されている。

【００２６】プライマリプーリ１６は、トルクコンバー
タ１２の出力軸と一体となって回転する固定円錐板１８
と、固定円錐板１８と対向配置されてＶ字状のプーリ溝
を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室２０
へ作用する油圧（プライマリプーリ油圧）によって軸方
向へ変位可能な可動円錐板２２から構成される。

【００２７】一方、セカンダリプーリ２６は出力軸側に
設けられており、この出力軸と一体となって回転する固
定円錐板３０と、この固定円錐板３０と対向配置されて
Ｖ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプー
リシリンダ室３２へ作用する油圧（セカンダリ油圧）に
応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板３４から構成され
る。なお、プライマリプーリシリンダ室２０は、セカン
ダリプーリシリンダ室３２よりも大きな受圧面積を有し
ている。

【００２８】エンジンから入力された駆動トルクは、ト
ルクコンバータ１２を介して無段変速機１７へ入力さ
れ、プライマリプーリ１６からＶベルト２４を介してセ
カンダリプーリ２６へ伝達される。

【００２９】上記のような動力伝達の際に、プライマリ
プーリ１６の可動円錐板２２及びセカンダリプーリ２６
の可動円錐板３４を軸方向へ変位させて、Ｖベルト２４
との接触半径を変更することにより、プライマリプーリ
１６とセカンダリプーリ２６との変速比、すなわち変速
比ｉｐを連続的に変更することができる。

【００３０】例えば、プライマリプーリ１６のＶ字状プ
ーリ溝の幅を縮小すれば、セカンダリプーリ２６とＶベ
ルト２４の接触半径は大きくなるので、変速比はＨｉ側
へ小さくなる一方、可動円錐板２２及び３４をこの逆方
向へ変位させれば変速比はＬｏ側に変化して大きな値に
設定される。

【００３１】そして、無段変速機１７の変速比及びＶベ
ルト２４の接触摩擦力は油圧コントロールバルブ３によ
って制御され、油圧コントロールバルブ３にはライン圧
を調整する図示しないライン圧制御手段と、図２に示す
ように、ＣＶＴコントロールユニット１からの目標変速
比に応じて変速制御弁６３を駆動するステップモータ６
４が収装される。この変速制御弁６３は前記従来例の図
１０〜図１２と同様に構成される。

【００３２】ＣＶＴコントロールユニット１は、無段変
速機１７のプライマリプーリ１６の回転数Ｎpri（入力
軸回転数）を検出するプライマリプーリ回転数センサ
６、セカンダリプーリ２６の回転数Ｎsec（出力軸回転
数）を検出するセカンダリプーリ回転数センサ７からの
信号と、インヒビタースイッチ８からのシフト位置と、
運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量に応じた
スロットル開度センサ５からのスロットル開度ＴＶＯ
（又は、アクセルペダルの開度）を読み込むとともに、
図示しないエンジンの回転数Ｎｅ、図示しないアイドル
スイッチなどの運転状態を示す信号を読み込んで、車両
の運転状態ないし運転者の要求に応じて、変速比を可変
制御している。なお、本実施形態では、セカンダリ回転
数Ｎsecを車速ＶＳＰとして読み込む。

【００３３】このような、プライマリプーリ１６とセカ
ンダリプーリ２６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる変
速比制御は、プライマリプーリシリンダ室２０への油圧
制御によって行われ、図２に示すように、油圧コントロ
ールバルブ３の変速制御弁６３を駆動するステップモー
タ６４を制御することで行われる。

【００３４】ステップモータ６４は、変速リンク６７を
介してＣＶＴコントローラ１からの指令に応じて変速制
御弁６３を駆動し、プライマリプーリ１６のシリンダ室
２０に供給される油圧を調整することで実変速比ｉｐ_R
を目標変速比ｉｐ_TSに一致させるよう制御する。

【００３５】油圧コントロールバルブ３及び変速リンク
６７を主体とするフィードバック手段は前記従来例と同
様に構成されており、ステップモータ６４はピニオン６
６を介してラック６５と歯合しており、このラック６５
は所定のレバー比の変速リンク６７の一端に連結され
る。そして、この変速リンク６７の途中には変速制御弁
６３のスプール６３ａが連結されるとともに、リンク６
７の他端には可動円錐板２２の軸方向の変位に応動する
フィードバック部材１５８が連結される。

【００３６】このフィードバック部材１５８は、一端を
可動円錐板２２の外周と軸方向で係合するとともに（図
１０参照）、所定の位置にはライン圧制御弁６０のロッ
ド６０ａが連結され、ステップモータ６４の変位と、実
際の変速比となる可動円錐板２２の変位に応じて変速制
御弁６３及びライン圧制御弁６０を駆動する。

【００３７】変速制御弁６３は、ステップモータ６４の
駆動量（回転位置）に応じて前記従来例の図１１、図１
２と同様にプライマリプーリ１６のシリンダ室２０への
供給油圧を制御し、ラック６５の図中左方向への変位に
よって、図１１のプライマリポート６３Ｐとライン圧ポ
ート６３Ｌを連通してプライマリプーリ１６のシリンダ
室２０への供給油圧を増大し、Ｈｉ側への変速を行う一
方、同じく右方向への変位によってプライマリポート６
３Ｐをタンクポート６３Ｔに連通することでシリンダ室
２０の油圧を低減してＬｏ側へ変速を行う。

【００３８】なお、図２において、７８はシフトレバー
に応動するマニュアル弁、７６は負圧ダイアフラム、７
７は負圧ダイアフラム７６に応動するスロットル弁で、
９５はラック６５を最Ｈｉ及び最Ｌｏ位置で係止するス
トッパである。

【００３９】次に、ＣＶＴコントロールユニット１で行
われる変速比制御の一例について、図３の制御概念図を
参照しながら以下に詳述する。

【００４０】まず、目標変速比演算部４１０は、車速Ｖ
ＳＰ＝セカンダリ回転数Ｎsec、エンジン回転数Ｎｅ、
スロットル開度ＴＶＯ、シフト位置及びアイドルスイッ
チからの信号より、車両の走行状態を推定して目標変速
比ｉｐ_Tを演算する。この目標変速比ｉｐ_Tの演算は、ス
ロットル開度ＴＶＯをパラメータとして車速ＶＳＰに応
じた目標変速比を設定したマップなどから演算され、例
えば、特開昭５９−２１７０４７号公報等が知られてい
る。

【００４１】実変速比演算部４３０は、プライマリ回転
数Ｎpriとセカンダリ回転Ｎsec（＝車速ＶＳＰ）から次
式に基づいて実変速比ｉｐ_Rを演算する。

【００４２】ｉｐ_R＝Ｎpri／Ｎsec ………（１） 次に、変速比制限部４７０では、車速ＶＳＰに応じて実
変速比ｉｐ_Rを変更する。

【００４３】すなわち、車速ＶＳＰが極めて低い場合
（０〜５Km/h程度）には、各回転センサ６、７の出力が
不安定になってしまうため、上記（１）式による実変速
比ｉｐ_Rの演算精度が低下してしまう。

【００４４】そこで、変速比制限部４７０では、車速Ｖ
ＳＰが極低速度域の所定値Ｖ₁（例えば５Km/h）以下の
場合には、上記（１）式による実変速比ｉｐ_Rを用い
ず、実変速比ｉｐ_Rを無段変速機１７が機構的に設定可
能な最Ｌｏ変速比（最大変速比）よりも若干Ｌｏ側の所
定値Ｌｏmaxに設定する。

【００４５】ｉｐ_R＝Ｌｏmax ただし、Ｌｏmaxは、後述するように、Ｖベルト２４と
プーリ１６、２６間の滑りに応じて予め設定されるもの
である。なお、実変速比ｉｐ_Rは、前記所定車速以下で
は、後述する変速比指令値と同じ値として機構的に設定
可能な最Ｌｏ変速比に設定してもよい。

【００４６】一方、車速ＶＳＰが極低速度域の所定値を
超えると、各回転センサ６、７の出力が安定するため、
上記（１）式から求めた実変速比演算部４３０の値を用
いることができるが、この値が前記Ｌｏmaxを下回るま
では前記Ｌｏmaxの値をｉｐ_Rとし、その後はこの演算に
よる出力を実変速比ｉｐ_Rとする。

【００４７】変速制御弁開口方向演算部４６０は、上記
変速比制限部４７０からの実変速比ｉｐ_Rと、後述する
動特性補償出力部演算部４４０の動特性補償出力ｉｐ_A
より、変速制御弁６３の開口方向Ｓｄを演算する、この
開口方向Ｓｄは、図１１に示したように、プライマリポ
ート６３Ｐをライン圧ポート６３Ｌ及びタンクポート６
３Ｔのどちらと連通させるかを決定するものである。

【００４８】次に、変速比制御部４２０では、上記目標
変速比ｉｐ_T、実変速比ｉｐ_R、開口方向Ｓｄに基づい
て、実変速比ｉｐ_Rが予め設定した応答で目標変速比ｉ
ｐ_Tに追従するよう、ステップモータ６４の角位置指令
値θｒを演算する。

【００４９】この変速比制御部４２０では、制御対象で
ある無段変速機１７の変速機構の動特性Ｇ_P（ｓ）を、
次の（２）式に示すように、一次遅れと無駄時間で表す
ことができる。

【００５０】

【数１】

【００５１】ただし、Ｋ_P（ｉｐ_R）；無段変速機のゲイ
ン−ステップモータ角位置に対する変速比は正比例しな
いため。

【００５２】 Ｔ_P（ｉｐ_R、Ｓｄ）；無段変速機の時定数で制御対象時
定数演算部４８０の出力 Ｌ；無段変速機の無駄時間 ｓ；微分演算子 である。

【００５３】上記制御対対象の時定数Ｔ_Pは、制御対象
動特性演算部４８０により、予め実験などにより求めた
図６に示すような制御対象時定数マップを用いて、実変
速比ｉｐ_Rと開口方向Ｓｄとから演算する。なお、この
マップは、各変速比のアップシフト側、ダウンシフト側
についてそれぞれ時定数Ｔ_Pを設定している。

【００５４】動特性補償出力演算部４４０及び動特性補
償定数演算部４９０は、制御対象時定数Ｔ_Pに基づい
て、予め設定した動特性Ｇ_P（ｓ）で実変速比ｉｐ_Rが追
従するよう、動特性補償出力演算部４４０を構成するフ
ィードフォワード部（図示せず）の出力ｉｐ_AFを次式に
よって演算する。

【００５５】

【数２】

【００５６】ただし、Ｔ_FB；動特性補償出力演算部４４
０を構成するフィードバック部（図示せず）の目標とす
る応答の時定数。

【００５７】Ｔ_T；動特性補償定数演算部４９０の出力 である。

【００５８】上記フィードフォワード部出力ｉｐ_AFと実
変速比ｉｐ_Rより出力ｉ_PAの演算を次式により行う。

【００５９】 ｉ_PA＝Ｃ₁ｉｐ_AF＋Ｃ₂ｉｐ_R ………（４） ただし、 Ｃ₁＝Ｔ_P／Ｔ_FB ………（５） Ｃ₂＝（Ｔ_P／Ｔ_FB）−１ ………（６） である。

【００６０】次に、外乱補償定数演算部５００は、制御
対象動特性演算部４８０で求めた制御対象時定数Ｔ_Pよ
り、外乱補償器４５０のローパスフィルタの時定数Ｔ_H
（カットオフ周波数）を決定する。

【００６１】まず、変速比制御系の安定性を確保するた
め、例えば、ゲイン余裕１２[dB]以上、位相余裕４５度
以上になるよう時定数Ｔ_Hを算出する。

【００６２】外乱補償器４５０は、本願出願人が特願平
７−９８７１２号として提案したものと同様であり、上
記（２）式の動特性をモデルとして、この基準モデルが
前記従来例に示したような寸法公差などによる量産時の
ばらつき（パラメータの変動）や、外乱による乱れを除
去するように予め設計しておく。そして、上記実変速比
ｉｐ_R、制御対象時定数推定値Ｔ_P、ローパスフィルタ時
定数Ｔ_Hと、後述する変速比指令値ｉｐから、次の
（７）式に基づいて外乱補償器出力ｉｐ_Dを算出する。

【００６３】

【数３】

【００６４】そして、変速比指令値ｉｐは、上記動特性
補償器出力ｉｐ_Aと外乱補償器出力ｉｐ_Dより、次式より
算出する。

【００６５】 ｉｐ＝ｉｐ_A−ｉｐ_D ………（８） 上記（８）式から算出される変速比指令値ｉｐを用いる
ことにより、各部品の寸法公差によるパラメータの変動
や外乱の影響を受けることなく、設計値に応じた変速比
応答を得ることができる。

【００６６】次に、変速比指令値変換部５１０は、変速
比指令値ｉｐからステップモータ６４の角位置指令値θ
ｓ（ステップ数）に変換する。このステップモータ角位
置指令値θｓは、変速制御弁６３のスプール６３ａのス
トローク量に相当する。

【００６７】そして、ステップモータ角位置調整部５２
０は、ステップモータ角位置指令値θｓとステップモー
タ６４の実際の角位置θが一致させるため、ステップモ
ータ６４の応答特性に応じて速度の最大値を規制したも
のを角位置指令値θｒとして出力する。

【００６８】次に、上記変速比制限部４７０で設定され
る、車速ＶＳＰが所定値以下の場合の実変速比ｉｐ_R＝
Ｌｏmaxについて詳述する。

【００６９】車両の運転中には、Ｖベルト２４とプライ
マリプーリ１６及びセカンダリプーリ２６の間に、常時
微少な滑りが生じている。このため、このため、無段変
速機１７の変速比が最Ｌｏ付近にある場合では、実変速
比ｉｐ_Rは、機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比よりも大
きな値（Ｌｏ側の値）となる。

【００７０】いま、Ｖベルト２４とプライマリプーリ１
６及びセカンダリプーリ２６の間の滑りによる回転数差
をΔＮとすると、プライマリ回転数Ｎsecは、次式で表
される。

【００７１】 Ｎsec＝Ｎpri×ｉｐ−ΔＮ ………（９） この（９）式を上記（１）式へ代入すると、

【００７２】

【数４】

【００７３】ここで、発進時では、ｉｐ_R＞０、ΔＮ＞
０、Ｎpri＞０であるから、

【００７４】

【数５】

【００７５】となる。

【００７６】したがって、 ｉｐ_R＞ｉｐ ………（１２） となり、実際の変速比ｉｐ_Rは、変速比指令値ｉｐより
もＬｏ側の値となるのである。

【００７７】したがって、変速比制限部４７０の最Ｌｏ
側の値Ｌｏmaxは、機構的に決定される無段変速機１７
の最Ｌｏ変速比よりもさらに大きな値（Ｌｏ側）に設定
することができ、 Ｌｏmax ＞ 最Ｌｏ とすることができるのである。

【００７８】ただし、無段変速機１７の最Ｌｏよりも大
きい変速比Ｌｏmaxは、上記のようにＶベルトとプーリ
間の滑りに起因するものであることから、路面状態（路
面摩擦係数）などの走行条件によって変化する。そこ
で、変速比制限部４７０で設定する最大変速比Ｌｏmax
は、どのような走行条件においても検出される値で、か
つ、上記したような無段変速機１７の無駄時間を低減可
能な値として設定される。

【００７９】ここで、機構的に決定される無段変速機１
７の最Ｌｏ変速比＝２．３８とし、ＣＶＴコントロール
ユニット１で設定可能な最大変速比Ｌｏmax＝２．５０
とした場合、発進加速の様子は、図７〜図９に示すよう
になる。

【００８０】発進直後の極低速域（５Km/h未満）では、
上記したように、実変速比演算部４３０で演算された実
変速比ｉｐ_Rは、図７、図８の破線のように不安定とな
るため、この極低速域では変速比制限部４７０が実変速
比ｉｐ_R＝Ｌｏmaxに固定し、変速比指令値ｉｐについて
も車速ＶＳＰが所定値（５Km/h）を超える時間Ｔ１まで
Ｌｏmaxを維持する。

【００８１】車速ＶＳＰが所定値（５Km/h）を超えた時
間Ｔ１以降では、変速比指令値ｉｐを機構的に決定され
る最Ｌｏ変速比＝２．３８とするため、変速比指令値ｉ
ｐと変速比制限部４７０の出力（図中変速比制限出力）
の間には誤差が生じて、外乱補償器４５０により予め設
定した応答でＨｉ側への変速が開始される。そして、実
変速比演算部４３０で演算された実変速比ｉｐ_RがＬｏm
axを下回った後は、変速比制限部４７０の出力が実変速
比演算部４３０で演算された実変速比ｉｐ_Rに切り換え
られて変速比制御が続行される。

【００８２】したがって、発進時には実変速比ｉｐ
_R を、機構的に設定可能な無段変速機１７の最Ｌｏ変速
比よりもＬｏ側に設定することで、変速指令値ｉｐを機
構的に設定可能な最Ｌｏ変速比とすることができ、設計
値に沿った発進加速性能を得ながらも、無段変速機１７
の無駄時間を低減することができ、前記従来例のように
発進時の変速比最ＬｏよりＨｉ側へ設定する場合に比し
て、発進加速性能を大幅に向上させることが可能となっ
て、無段変速機を備えた車両の運転性を向上させること
ができるのである。

【００８３】次に、マイクロコンピュータを主体とする
ＣＶＴコントロールユニット１によって上記変速比制御
を行う場合について、図４、図５のフローチャートを参
照しながら説明する。

【００８４】まず、ステップＳ１で所定時間経過した後
に、ステップＳ２へ進んで、無段変速機１７からプライ
マリ回転数Ｎpriとセカンダリ回転数Ｎsec（＝車速ＶＳ
Ｐ）と、運転者の操作に応じたスロットル開度ＴＶＯや
インヒビタースイッチ８からのシフト位置等を読み込
む。

【００８５】ステップＳ３では、上記目標変速比設定部
４１０と同様にして、スロットル開度ＴＶＯをパラメー
タとして車速ＶＳＰに応じた目標変速比ｉｐ_Tを予め設
定したマップなどから算出する。

【００８６】次に、ステップＳ４では、前記実変速比演
算部４３０と同様に、セカンダリ回転数Ｎsec（車速Ｖ
ＳＰ）とプライマリ回転数Ｎpriから実変速比ｉｐ_Rを演
算する。

【００８７】そして、ステップＳ５、Ｓ５０、Ｓ６で
は、車速ＶＳＰが所定値Ｖ₁以下の場合には、変速比指
令値、実変速比ｉｐ_Rを無段変速機１７が機構的に設定
可能な最Ｌｏ変速比（最大変速比）よりも若干Ｌｏ側の
所定値Ｌｏmaxに設定する。

【００８８】一方、車速ＶＳＰが極低速度域の所定値Ｖ
₁を超えると、各回転センサ６、７の出力が安定するた
め、上記（１）式から求めた実変速比演算部４３０の値
を用いることができるが、実変速比ｉｐ_Rが前記Ｌｏmax
を下回るまではステップＳ６でＬｏmaxの値を実変速比
ｉｐ_Rとし、その後は上記実変速比演算による出力を実
変速比ｉｐ_Rとする（ステップＳ５２、Ｓ５３）。

【００８９】ステップＳ７は、上記変速制御弁開口方向
演算部４６０と同様に、この実変速比ｉｐ_Rと動特性補
償出力ｉｐ_Aの前回値（Ｋ−１）より、変速制御弁６３
の開口方向Ｓｄを演算する。

【００９０】そして、ステップＳ８では、上記制御対象
動特性演算部４８０と同様に、実変速委比ｉｐ_Rと開口
方向Ｓｄ及び図６に示す制御対象時定数マップかに基づ
いて、制御対象時定数Ｔ_Pを求める。

【００９１】次に、ステップＳ９では、上記動特性補償
出力演算部４４０と同様に、車速ＶＳＰに応じて制限さ
れた実変速比ｉｐ_R、目標変速比ｉｐ_T、制御対象時定数
Ｔ_Pから動特性補償出力ｉｐ_Aを演算する。

【００９２】ステップＳ１０で、上記外乱補償定数演算
部５００と同様にして、ステップＳ８で求めた制御対象
時定数Ｔ_Pに基づいて、外乱補償器４５０のローパスフ
ィルタの時定数Ｔ_Hを求めてから、ステップＳ１１にお
いて、外乱補償器出力ｉｐ_Dを算出し、さらに、ステッ
プＳ１２では、この外乱補償器出力ｉｐ_Dと上記動特性
補償出力ｉｐ_Aより、上記（８）式に基づいて変速比指
令値ｉｐを演算する。

【００９３】そして、ステップＳ１３では、予め設定し
たマップ等から、変速比指令値ｉｐからステップモータ
角位置θｓに変換した後、ステップＳ１４において、ス
テップモータ６４の応答特性に応じて速度の最大値を規
制したものをステップモータ角位置指令値θｒとして出
力する。

【００９４】こうして、上記ステップＳ１〜Ｓ１４を所
定時間毎などに繰り返して実行することで、発進時には
変速比指令値ｉｐを、機構的に設定可能な無段変速機１
７の最Ｌｏ変速比よりもＬｏ側の値Ｌｏmaxに設定する
ことで、設計値に沿った発進加速性能を得ながらも、無
段変速機１７の無駄時間を低減して変速の応答遅れを抑
制することができ、前記従来例のように発進時の変速比
を最ＬｏからＨｉ側へ設定する場合に比して、発進加速
性能を大幅に向上させることが可能となって、無段変速
機を備えた車両の運転性を向上させることができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。

【図２】同じく油圧コントロールバルブの概略図。

【図３】同じくＣＶＴコントロールユニットの制御概念
図。

【図４】ＣＶＴコントロールユニットで行われる変速比
制御の一例を示すフローチャートの前半部。

【図５】同じくフローチャートの後半部。

【図６】変速比と制御対象時定数Ｔ_Pの関係を示すマッ
プ。

【図７】変速比指令値、実変速比、変速比制限出力と時
間の関係を示すグラフ。

【図８】同じく、車速ＶＳＰに対する変速比指令値、実
変速比、変速比制限出力と時間の関係を示すグラフ。

【図９】作用を示すグラフで、目標変速比（変速比指令
値）、実変速比、変速比制限出力、目標エンジン回転
数、実エンジン回転数、車速、加速度と時間の関係を示
すグラフ。

【図１０】従来例を示し、Ｖベルト式無段変速機の要部
概略図。

【図１１】同じく、変速制御弁の概略図。

【図１２】同じくステップモータと変速制御弁及びプラ
イマリプーリの動作状況を示す概念図。

【図１３】同じく、従来の変速比指令値、実変速比、変
速比制限出力と時間の関係を示すグラフ。

【図１４】同じく、従来例の作用を示すグラフで、目標
変速比（変速比指令値）、実変速比、変速比制限出力、
目標エンジン回転数、実エンジン回転数、車速、加速度
と時間の関係を示すグラフ。

【図１５】第１または第２の発明に対応するクレーム対
応図。

【符号の説明】

１ ＣＶＴコントロールユニット ６ プライマリ回転数センサ ７ セカンダリ回転数センサ １６ プライマリプーリ １７ 無段変速機 １８ 固定円錐板 ２０ プライマリプーリシリンダ室 ２２ 可動円錐板 ２４ Ｖベルト ２６ セカンダリプーリ ３０ 固定円錐板 ３２ セカンダリプーリシリンダ室 ３４ 可動円錐板 ６３ 変速制御弁 ６３ａ スプール ６３ｂ ランド ６３Ｔ タンクポート ６３Ｐ プライマリポート ６３Ｌ ライン圧ポート ６４ ステップモータ ６７ 変速リンク ９５ ストッパ ６００ 車速検出手段 ６１０ 目標変速比設定手段 ６３０ 実変速比検出手段 ６４５ 変速比制御定数演算手段 ６５１ 第１外乱補償演算手段 ６５２ 第２外乱補償演算手段 ６７０ 変速比制限手段 ６９０ 動特性演算手段 ７００ 外乱補償出力手段 ７１０ 変速比指令値演算手段 ７２０ 変速指令値出力手段 ７３０ 変速制御弁駆動手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 9/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速比が油圧に基づいて無段階に可変制御
   される無段変速機と、 前記油圧を可変制御する変速制御弁と、 車両の運転状態または運転者からの指令に応じて前記無
   段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、 実際の変速比を検出する実変速比検出手段と、 無段変速機の変速比毎に所定の動特性を推定する動特性
   演算手段と、 予め設定されたローパスフィルタに変速比指令値出力手
   段からの第２の変速比指令値を入力して第１の外乱補償
   出力を演算する第１の外乱補償演算手段と、 前記第１の外乱補償出力演算手段と同様の特性を有する
   ローパスフィルタに、前記動特性推定値を用いたローパ
   スフィルタの逆系を掛け合わせた構成のフィルタを有
   し、このフィルタに前記実変速比を入力して第２の外乱
   補償出力を演算する第２の外乱補償演算手段と、 前記第２の外乱補償出力から第１の外乱補償出力を差し
   引いて外乱補償出力を演算する外乱補償出力手段と、 前記動特性推定値に基づいて目標とする動特性を得るた
   めの変速比制御定数を演算する変速比制御定数演算手段
   と、前記実変速比検出手段からの実変速比を入力し、 前記目
   標変速比が無段変速機で設定可能な最Ｌｏ変速比に設定
   されているとき、この最Ｌｏ変速比よりもさらにＬｏ側
   の制限値を設け、前記実変速比が制限値よりも大きいと
   きに当該制限値を実変速比として出力し、前記実変速比
   が制限値よりも小さいときに前記実変速比検出手段から
   の実変速比を出力する制限値出力手段と、 前記実変速比と変速比制御定数に基づいて第１の変速比
   指令値を演算する変速比指令値演算手段と、 前記第１の変速比指令値から前記外乱補償出力を差し引
   いたものを第２の変速比指令値として出力する変速指令
   値出力手段と、 この第２の変速比指令値に基づいて前記変速制御弁を駆
   動する変速制御弁駆動手段とを備えたことを特徴とする
   無段変速機の変速比制御装置。
2. 【請求項２】前記変速比制限手段は、前記制限値を無段
   変速機が機構的に設定可能な最Ｌｏ変速比よりもさらに
   Ｌｏ側、かつ、前記実変速比検出手段が検出可能な最Ｌ
   ｏ側の値よりもＨｉ側の変速比に設定されたことを特徴
   とする請求項１に記載の無段変速機の変速比制御装置。
3. 【請求項３】前記無段変速機が、Ｖベルトを介してプラ
   イマリプーリとセカンダリプーリを連結するＶベルト式
   で構成されるとともに、前記実変速比検出手段がプライ
   マリプーリとセカンダリプーリの速度の比から実変速比
   を検出することを特徴とする請求項１に記載の無段変速
   機の変速比制御装置。
4. 【請求項４】前記変速比制限手段は、前記制限値を所定
   の一定値に固定することを特徴とする請求項１に記載の
   無段変速機の変速比制御装置。
5. 【請求項５】変速比が油圧に基づいて無段階に可変制御
   される無段変速機と、 前記油圧を可変制御する変速制御弁と、 車両の運転状態または運転者からの指令に応じて前記無
   段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、 実際の変速比を検出する実変速比検出手段と、前記実変速比検出手段からの実変速比を入力し、 前記目
   標変速比が無段変速機で設定可能な最Ｌｏ変速比に設定
   されているとき、この最Ｌｏ変速比よりもさらにＬｏ側
   の制限値を設け、前記実変速比が制限値よりも大きいと
   きに当該制限値を実変速比として出力し、前記実変速比
   が制限値よりも小さいときに前記実変速比検出手段から
   の実変速比を出力する制限値出力手段と、 前記実変速比を前記目標変速比に一致させるように前記
   変速制御弁を駆動する変速制御弁駆動手段とを備えたこ
   とを特徴とする無段変速機の変速比制御装置。
6. 【請求項６】変速比が油圧に基づいて無段階に可変制御
   される無段変速機と、 前記油圧を可変制御する変速制御弁と、 車両の運転状態または運転者からの指令に応じて前記無
   段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段
   と、 実際の変速比を検出する実変速比検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車両停止時に、前記目標変速比を無段変速機で設定可能
   な最Ｌｏ変速比に設定し、この最Ｌｏ変速比よりもさら
   にＬｏ側の制限値を前記実変速比として出力する制限値
   出力手段と、 発進時に前記実変速比が制限値より大きいときには、前
   記制限値出力手段から出力される実変速比と前記目標変
   速比とに基づいて変速制御弁を駆動し、前記実変速比が
   前記制限値より小さくなると、前記実変速比検出手段で
   検出される実変速比と前記目標変速比とに基づいて前記
   変速制御弁を駆動する変速制御弁駆動手段とを備えたこ
   とを特徴とする無段変速機の変速比制御装置。