JP3349065B2 - 車両用無段変速装置の変速段表示装置 - 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、手動変速モード時
に選択した変速段を表示し、又減速時には自動的にダウ
ンシフトした変速段を表示する車両用無段変速装置の変
速段表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に搭載されている無段変速
機の変速比は、エンジン負荷、エンジン回転数、車速等
に基づいて自動的に連続可変設定することが可能である
が、最近では、このようないわゆる自動変速モードと、
運転者が変速段を任意に選択することのできる手動変速
モードとを併設する技術が種々提案されている。

【０００３】又、この種の手動変速モードは、無段変速
機の変速比を６速段などの複数の固定変速段に区分し、
運転者がアップシフト、ダウンシフトすることで通常の
手動変速機のように変速操作することを可能としたもの
で、この場合、例えば特開平２−１３３２４０号公報に
開示されているように、メータパネルに変速段表示部を
設け、この変速段表示部に現在の変速段を表示すること
で、運転者に現在の変速段を認識させる技術が知られて
いる。

【０００４】ところで、手動変速モードによる変速操作
では、運転者がアップシフト或いはダウンシフトを行っ
ても変速段が直ちに切換えられるものではなく、運転者
が選択した変速段に無段変速機の変速比が設定されるま
でにはある遅れが生じる。

【０００５】そのため、手動変速モード時に表示する変
速段を、実際の無段変速機の入力回転数と出力回転数と
の比（実変速比）を算出し、この実変速比が運転者の選
択した変速段に対応する目標変速比に達したとき切換表
示するようにしているものがある。

【０００６】又、手動モードであっても、低車速域等に
おいて減速した結果、運転者の設定した変速段を維持す
ることができないときには、無段変速機の変速比を自動
的にダウンシフトさせる技術が一般に多く採用されてい
る。この場合、実変速比が変化するため上記変速段表示
部の変速段も自動的に切換表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば雪道、
或いは雨水に覆われた道等の低μ路を走行中のブレーキ
操作、或いは通常路面での急ブレーキ操作により駆動輪
側のタイヤが一時的にロックしてしまうと上記無段変速
機の出力回転数が０になるため実変速比を算出すること
ができなくなる。

【０００８】このような場合には、例えば直前に表示し
た変速段をそのまま表示することで対処することも考え
られるが、駆動輪がロックした状態でも車両はスキッド
状態で移動しており、無段変速装置では減速する車速に
従い変速比を自動的にダウンシフトさせるような制御を
行っている。

【０００９】その結果、例えば駆動輪がロックしたまま
の状態で停車した場合、手動変速モード時の変速段が実
際には１速段にダウンシフトされているにも拘わらず、
上記変速段表示部が高速側の変速段（例えば６速段）の
表示が維持されていると、運転者に対して６速段から発
進させるような印象を与え、運転者はセレクトレバー操
作により変速段を１速段へダウンシフトさせようとする
等、運転者に誤った情報を与えることになる。

【００１０】本発明は上記事情に鑑み、手動変速モード
時の変速段を表示するに際し、無段変速機の出力回転数
が０となり実変速比が計算不能の状態に陥っても現在の
変速段を正しく表示することが可能で、運転者に正確な
情報を与えることのできる車両用無段変速装置の変速段
表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解説するための手段】上記目的を達成するため
本発明による変速段表示装置は、無段変速機の目標変速
比を複数の変速段に区分すると共に選択した該目標変速
比が許容変速可能領域から外れたときは該目標変速比を
該許容変速可能領域に収まる目標変速比に自動的に切換
える手動変速モードを備える車両用無段変速装置におい
て、上記無段変速機の出力回転数の変化量に基づいて算
出した減速度から急減速を検出する急減速検出手段と、
急減速検出時の上記出力回転数に基づき車体の慣性力に
よる移動速度を示す疑似車速の初期値を設定すると共に
該疑似車速を設定周期毎に減速して新たな疑似車速を設
定する疑似車速設定手段と、通常運転時は上記無段変速
機の入力回転数と出力回転数との比較値に基づき変速段
を算出し、上記急減速検出時は上記疑似車速に基づき該
変速段を算出する変速段算出手段と、上記変速段を表示
する変速段表示手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】又、好ましくは前記急減速検出手段ではブ
レーキペダル踏込みを検出したときの前記出力回転数の
変化量に基づいて減速度を算出することを特徴とする。

【００１３】本発明では、無段変速機の出力回転数の変
化量から減速度を算出し、この減速度に基づいて急減速
状態を検出する。そして、急減速検出時には、そのとき
の上記出力回転数に基づいて車体の慣性力による移動速
度を示す疑似車速の初期値を設定し、次いで、この疑似
車速に基づいて現在の変速段を算出し、当該変速段を変
速段表示手段に表示する。そして、上記疑似車速を設定
周期毎に減速して新たな疑似車速を設定し、この疑似車
速に基づく変速段を設定周期毎に算出して、当該変速段
を変速段表示手段に表示する。その結果、駆動輪がロッ
クした場合などの急減速時においても車両の減速状態に
対応した変速段が表示される。

【００１４】又、好ましくは、急減速を検出する際にブ
レーキペダルの踏込みの有無を検出し、ブレーキペダル
踏込み時の出力回転数の変化量から減速度を算出する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図２に車両用無段変速装置の全
体概略図を示す。同図の符号１はエンジンであり、この
エンジン１の出力軸が電磁クラッチ或いはトルクコンバ
ータ等の発進クラッチ２を介して無段変速装置３に設け
た前後進切換装置４に連設されている。

【００１６】又、この前後進切換装置４が無段変速機３
のプライマリプーリ５ａを軸支するプーリ入力軸５ｂに
連設され、このプーリ入力軸５ｂと平行に配設されてい
るプーリ出力軸５ｃにセカンダリプーリ５ｄが軸着さ
れ、この両プーリ５ａ，５ｄに駆動ベルト５ｅが巻装さ
れている。

【００１７】更に、上記プーリ出力軸５ｃが終減速装置
６の減速歯車群６ａを介してデファレンシャル装置６ｂ
に連設され、このデファレンシャル装置６ｂに前輪或い
は後輪の駆動輪７ａを軸着する駆動軸７が連設されてい
る。

【００１８】上記無段変速機３は、上記プライマリプー
リ５ａに設けたプライマリ油圧室５ｆに供給されるプラ
イマリ圧によりプーリ溝幅が設定され。又、セカンダリ
プーリ５ｄに設けたセカンダリ油圧室５ｇに供給される
セカンダリ圧により、上記セカンダリプーリ５ｄに対し
トルク伝達に必要な張力を付与する。上記プライマリ
圧、及び上記セカンダリ圧は後述するトランスミッショ
ン制御装置（ＴＣＵ）２１においてエンジン運転状態に
基づいて設定され、上記無段変速機３において両プーリ
５ａ，５ｄの溝幅を反比例状態に設定して所望の変速比
を得る。

【００１９】次に、上記無段変速装置３の油圧回路につ
いて説明する。図中の符号１１はエンジン駆動式オイル
ポンプで、このオイルポンプ１１の吐出口がライン圧油
路１２を介してライン圧制御弁１３に連通されている。
更に、このライン圧制御弁１３が上記ライン圧油路１２
を介して上記無段変速機３のセカンダリプーリ５ｄに設
けたセカンダリ油圧室５ｇ、プライマリ圧制御弁１４、
及び変速制御用アクチュエータ１５を構成するライン圧
制御用ソレノイド弁１５ａとプライマリ圧制御用ソレノ
イド弁１５ｂとにオリフィス１６を介して連通されてい
る。

【００２０】上記ライン圧制御用ソレノイド弁１５ａ及
びプライマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂがトランスミ
ッション制御装置（ＴＣＵ）２１からのデューティ比等
の制御信号にて制御動作され、上記ライン圧制御用ソレ
ノイド弁１５ａから油路１７を経て上記ライン圧制御弁
１３にライン動作圧を供給し、又、プライマリ圧制御用
ソレノイド弁１５ｂからプライマリ圧制御弁１４へ油路
１８を経てプライマリ動作圧を供給する。

【００２１】上記ライン圧制御弁１３では上記ライン動
作圧により変速比ｉ、エンジントルクＴに基づくライン
圧Ｐｓを設定する。又、上記プライマリ圧制御弁１４で
は元圧であるライン圧Ｐｓと上記プライマリ動作圧との
圧力の釣り合いにより、上記プライマリ圧制御弁１４上
流のライン圧油路１２と上記無段変速機３のプライマリ
プーリ５ａに設けたプライマリ油圧室５ｆに連通する油
路１９とを接続する給油位置と、上記油路１２，１９を
遮断すると共に該油路１９をドレーンする排油位置とを
切換動作することで、上記プライマリ油圧室５ｆに供給
する油圧を制御して変速制御を行う。

【００２２】又、上記無段変速機３のプライマリプーリ
５ａにはプーリ入力軸５ｂの回転数を検出する入力回転
数センサ８が対設され、又セカンダリプーリ５ｄにはプ
ーリ出力軸５ｃの回転数を検出する出力回転数センサ９
が対設されている。

【００２３】又、上記ＴＣＵ２１における変速制御に
は、自動変速モードと手動変速モードとがあり、自動変
速モードは、車室内のコンソールボックスに設けた変速
制御部２４のセレクトレバー２５をドライブ（Ｄ）レン
ジにセットしたときに選択され、手動変速モードは上記
セレクトレバー２５を上記Ｄレンジの横に併設する手動
変速スロット２６へ移動させることで選択でき、このと
きマニュアルスイッチ２７がオン動作する。

【００２４】上記手動変速スロット２６には、アップシ
フトポジション（＋）とダウンシフトポジション（−）
とが設けられており、この両シフトポジションにアップ
スイッチ２８ａ、ダウンスイッチ２８ｂが配設されてい
る。

【００２５】又、運転席に設けたメータパネル３１には
手動変速モード時の変速段を表示する変速段表示手段３
２が配設されている。

【００２６】本実施の形態では、図５に示すように手動
変速モード時のプーリ入力回転数Ｎｐとプーリ出力回転
数Ｎｓとの比である変速比ｉ（ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ）がマニ
ュアルトランスミッションのように６速段に区分された
固定変速比ｉ1〜ｉ6に区分されている。尚、本実施の形
態における各固定変速比ｉ1〜ｉ6は、ｉ1＝2.5，ｉ2＝
2.0，ｉ3＝1.5，ｉ4＝1.0，ｉ5＝0.7，ｉ6＝0.5に設定
されている。

【００２７】又、上記プーリ入力回転数Ｎｐが許容変速
可能領域の下限Ｌ以下のときは、手動変速モードが選択
されている状態でも１速段へ自動的にダウンシフトさ
れ、又、上記プーリ入力回転数Ｎｐが許容変速可能領域
の上限Ｈである過回転域に達したときは自動的にアップ
シフトされる。

【００２８】図１に、上記ＴＣＵ２１で実行される手動
変速モード時の変速制御及び変速段表示を実行する機能
ブロック図を示す。

【００２９】上記ＴＣＵ２１の手動変速モード時の変速
制御及び変速段表示を実行する機能として、目標変速比
演算手段４１、急減速検出手段４２、疑似車速設定手段
４３、変速比演算手段４４が設けられている。

【００３０】目標変速比演算手段４１では、アップスイ
ッチ２８ａ或いはダウンスイッチ２８ｂのＯＮ信号に基
づき運転者の設定した変速段に対応する目標変速比ｉｓ
を設定し、プーリ入力回転数Ｎｐとプーリ出力回転数Ｎ
ｓとの比である実変速比ｉが上記目標変速比ｉｓに収束
するように変速制御用アクチュエータ１５に設けたプラ
イマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂを制御動作させるこ
とで、プライマリプーリ５ａによる変速制御を行う。同
時に、スロットル開度センサ３５の出力信号に基づいて
算出したスロットル開度と上記プーリ入力回転数Ｎｐと
をパラメータとしてマップを補間計算付で参照して必要
ライン圧を設定し、この必要ライン圧とエンジントルク
とに基づいて目標ライン圧Ｐｓを設定し、対応する制御
信号をセカンダリ圧制御用ソレノイド弁１５ａに出力
し、このセカンダリ圧制御用ソレノイド弁１５ａにてセ
カンダリプーリ５ｄのセカンダリ油圧室５ｇにトルク伝
達に必要な張力を付与するためのライン圧Ｐｓを供給す
る。又、後述する急減速検出手段４３で上記プーリ出力
回転数Ｎｓの変化から駆動輪７ａが急減速状態にあると
判定したとき、或いは駆動輪７ａがロックされていると
判定したときは、後述する疑似車速設定手段４３で算出
した疑似車速Ｖｓに基づいて目標変速比ｉｓを設定す
る。

【００３１】急減速検出手段４２では、ブレーキ踏込み
時にＯＮ動作するブレーキスイッチ３６からＯＮ信号が
出力されたとき、出力回転数センサ９の出力信号に基づ
き算出したプーリ出力回転数Ｎｓの単位時間（Δｔ）当
たりの回転数変化量ΔＮｓから減速度｜α｜（rad／sec
²）を算出し、この減速度｜α｜が急減速判定値α0以上
のとき、駆動輪７ａが急減速状態にあると判定する。

【００３２】疑似車速設定手段４３では、上記急減速検
出手段４２で急減速と判定されたときの上記プーリ出力
回転数Ｎｓをパラメータとしてテーブルを補間計算付で
参照して、そのときの疑似車速Ｖｓを設定し、この疑似
車速Ｖｓをメモリに初期値設定する。そして、上記メモ
リに設定された疑似車速Ｖｓを所定演算周期毎に減算
し、新たな疑似車速Ｖｓで上記メモリに格納されている
データを逐次更新する。

【００３３】変速段算出手段４４では、プーリ入力回転
数Ｎｐとプーリ出力回転数Ｎｓとに基づいて実変速比ｉ
を算出し、この実変速比ｉと予め設定されている各変速
段毎の固定変速比ｉ1〜ｉ6（図５参照）とを比較し、上
記実変速比ｉが上記固定変速比ｉ1〜ｉ6の何れかの設定
許容幅以内に収まったとき、この固定変速比に対応する
変速段を決定し、メータパネル３１に設けた変速段表示
手段３２に現在の変速段を表示する。又、上記急減速検
出手段４２で急減速と判定したときは上記疑似車速設定
手段４３で算出した疑似車速Ｖｓに基づいて現在の変速
段を算出し、上記変速段表示手段３２に表示する。尚、
本実施の形態では変速段表示手段３２がデジタル表示に
成っているが変速段を表示する複数のランプであっても
良い。

【００３４】手動変速モード時の変速段を表示するため
の具体的な演算手順は、図３に示す変速段表示設定ルー
チン、及び図４に示す急減速時変速段表示設定サブルー
チンで実行される。

【００３５】図３に示す変速段表示設定ルーチンは、設
定演算周期Δｔ毎に実行され、先ず、ステップＳ１でブ
レーキペダルが踏み込まれているか否かをブレーキスイ
ッチ３６の出力値に基づいて判定し、このブレーキスイ
ッチ３６がＯＦＦのブレーキ未踏状態のときはステップ
Ｓ６へジャンプし、通常の変速段表示処理を実行し、ル
ーチンを抜ける。上記ブレーキスイッチ３６がＯＮのブ
レーキ踏込み状態のときはステップＳ２へ進み、駆動輪
７ａがロック状態にあるか否かをプーリ出力回転数Ｎｓ
に基づいて判定し、Ｎｓ＞０の駆動輪７ａが回転状態に
あるときはステップＳ３へ進み、又、Ｎｓ＝０の駆動輪
７ａがロック状態にあるときはステップＳ７へジャンプ
する。

【００３６】走行中のブレーキペダル踏込み初期の段階
では、駆動輪７ａは回転しているため、Ｎｓ＞０であ
り、従ってステップＳ３へ進み、上記プーリ出力回転数
Ｎｓの演算周期Δｔ当たりの変化量ΔＮｓから減速度｜
α｜（rad／sec²）を算出し（｜α｜←ΔＮｓ／Δ
ｔ）、ステップＳ４で、上記減速度｜α｜と急減速判定
用設定値α0とを比較する。

【００３７】そして、｜α｜≦α0の通常ブレーキ操作
のときはステップＳ５へ進み、初期値判定フラグＦをク
リアし、ステップＳ６で通常の変速段表示処理を実行し
てルーチンを抜ける。

【００３８】その結果、上記ステップＳ６において実行
される変速段表示処理は、プーリ入力回転数Ｎｐとプー
リ出力回転数Ｎｓとの比から求めた実変速比ｉと予め設
定した固定変速比ｉ1〜ｉ6とを比較し、上記実変速比ｉ
が何れかの固定変速比ｉ1〜ｉ6の許容範囲に収束された
とき、当該変速段をメータパネル４１に設けた変速段表
示手段３２に表示する。無段変速装置３の場合、運転者
が手動変速モードで走行中にアップシフト、或いはダウ
ンシフトしても所望の変速段に対応する変速比に達する
迄に或る遅れが生じるため、実変速比ｉに基づいて現在
の変速段を算出し、それを表示することで運転者に対
し、変速段の切換わりタイミングを正確に知らせる。

【００３９】その後、ブレーキペダルの踏込みにより、
駆動輪７ａの回転が急激に低下し、上記プーリ出力回転
数Ｎｓの演算周期Δｔ当たりの変化量ΔＮｓに基づいて
算出した減速度｜α｜（rad／sec²）と急減速判定用設
定値α0とを比較し、｜α｜＞α0の急減速状態のとき
は、ステップＳ７へ分岐し、急ブレーキ時変速段表示サ
ブルーチンを実行し、ルーチンを抜ける。

【００４０】そして、上記ブレーキペダルの踏込みによ
り、プーリ出力回転数Ｎｓが、Ｎｓ＝０の駆動輪７ａが
ロック状態のときは、ステップＳ２からステップＳ７へ
分岐し、上記急ブレーキ時変速段表示サブルーチンを実
行し、ルーチンを抜ける。

【００４１】上記急ブレーキ時変速段表示サブルーチン
は、図４のフローチャートに従って実行される。

【００４２】先ず、ステップＳ１１で、初期値設定フラ
グＦの値を参照し、Ｆ＝０の初期値未設定のときはステ
ップＳ１２へ進み、現在のプーリ出力回転数Ｎｓに基づ
き、図６に示す特性を有するテーブルを補間計算付で参
照して、疑似車速Ｖｓを初期値設定し、メモリに記憶す
る。

【００４３】そして、ステップＳ１３で上記初期値設定
フラグＦをセットし、ステップＳ１４で、初期値設定さ
れた疑似車速Ｖｓに基づき演算により、或いはテーブル
検索により、現在の変速段を設定し、ステップＳ１５
で、上記変速段に対応する変速段をメータパネル４１に
設けた変速段表示手段３２に表示し、ルーチンを抜け
る。

【００４４】その後、再びルーチンが実行されると、初
期値設定フラグＦがセットされているため、ステップＳ
１１からステップＳ１６へ分岐し、メモリに記憶されて
いる疑似車速Ｖｓを読込み、該疑似車速Ｖｓから予め設
定されている演算周期Δｔ毎の減速値Ｖ0を減算し、そ
の値でメモリに格納されている疑似車速Ｖｓを更新し
（Ｖｓ←Ｖｓ−Ｖ0）、ステップＳ１４へ戻る。

【００４５】尚、図８に、上記ステップＳ１５において
疑似車速Ｖｓに基づいて設定する変速段の一例を示す。
同図に示すように、疑似車速Ｖｓが低下するに従い、表
示される変速段がダウンシフトされる。

【００４６】ところで、急ブレーキ操作により駆動輪７
ａの急減速をプーリ出力回転数Ｎｓの変化から検出し、
或いは駆動輪７ａがロック状態に有ると判定したときで
あっても、車体は慣性力により移動しており、無段変速
装置３では、手動変速モードが選択されていても、その
ときの疑似車速Ｖｓに基づいて目標変速比ｉｓを設定し
（図７参照）、この目標変速比ｉｓに基づき無段変速機
３の変速比を可変するプライマリ圧Ｐｐを設定し、無段
変速機３の変速比をダウンシフトし、Ｖｓ＝０のときに
は最大変速比に設定して、その後の発進に備える。

【００４７】その際、図７、図８に示すように、変速段
表示手段３２には、疑似車速Ｖｓに対応した変速段が表
示されるため、この表示される変速段は目標変速比ｉｓ
にほぼ対応した変速段となり、従って、例えば車両が停
止したときは１速段が表示されるため、運転者はスムー
ズに発進操作を行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
無段変速機の出力回転数の変化から急減速を検出したと
きは、そのときの上記出力回転数に基づいて疑似車速の
初期値を設定し、初期値設定した疑似車速、及びその後
の減速された疑似車速に基づいて現在の変速段を算出
し、当該変速段を変速段表示手段に表示するようにした
ので、変速比の計算が不能になる急減速時においても車
両の実際の減速状態に対応した変速段を変速段表示手段
に表示することができるため、停止後の再発進時の変速
段表示手段には、１速段が表示される等、運転者に正確
な情報を与えることができる。

【００４９】又、好ましくは、ブレーキ操作後の急減速
を検出するようにすることで急減速の有無を正確に検出
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用無段変速装置の機能ブロッ
ク図

【図２】同、車両用無段変速装置の全体概略図

【図３】同、変速段表示設定ルーチンを示すフローチャ
ート

【図４】同、急減速時変速段表示設定サブルーチンを示
すフローチャート

【図５】同、無段変速機の変速段を示す特性図

【図６】同、疑似車速の初期値設定テーブルの概念図

【図７】同、急減速時の疑似車速と目標変速比及び表示
変速段との関係を示す特性図

【図８】同、疑似車速と表示変速段との具体的関係を示
す特性図

【符号の説明】

３…無段変速機 ３２…変速段表示手段 ４２…急減速検出手段 ４３…疑似車速設定手段 ｉ…比較値（実変速比） ｉｓ…目標変速比 Ｎｐ…プーリ入力回転数 Ｎｓ…プーリ出力回転数 Ｖｓ…疑似車速 ｜α｜…減速度 ΔＮｓ…変化量 Δｔ…演算周期

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:48 Ｆ１６Ｈ 59:48 59:54 59:54 (56)参考文献 特開 平９−229182（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−250636（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−176750（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204462（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−292449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−146737（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133240（ＪＰ，Ａ) (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

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無段変速機の目標変速比を複数の変速段に
   区分すると共に選択した該目標変速比が許容変速可能領
   域から外れたときは該目標変速比を該許容変速可能領域
   に収まる目標変速比に自動的に切換える手動変速モード
   を備える車両用無段変速装置において、上記無段変速機の出力回転数の変化量に基づいて算出し
   た減速度から急減速を検出する急減速検出手段と、 急減速検出時の上記出力回転数に基づき車体の慣性力に
   よる移動速度を示す疑似車速の初期値を設定すると共に
   該疑似車速を設定周期毎に減速して新たな疑似車速を設
   定する疑似車速設定手段と、 通常運転時は 上記無段変速機の入力回転数と出力回転数
   との比較値に基づき変速段を算出し、上記急減速検出時
   は上記疑似車速に基づき該変速段を算出する変速段算出
   手段と、 上記変速段を表示する変速段表示手段と、 を備えることを特徴とする車両用無段変速装置の変速段
   表示装置。
2. 【請求項２】前記急減速検出手段ではブレーキペダル踏
   込みを検出したときの前記出力回転数の変化量に基づい
   て減速度を算出することを特徴とする請求項１記載の車
   両用無段変速装置の変速段表示装置。