JP3358542B2 - 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】本発明は、無段変速機の変速
制御装置、特に、目標変速比と実変速比との間の変速比
偏差に応じたＰＩＤ制御等のフィードバック制御による
フィードバックをかけるようにした、無段変速機の変速
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｖベルト式無段変速機や、トロイダル型
無段変速機に代表される無段変速機は、エンジン要求負
荷および車速等の走行条件から目標変速比を求め、実変
速比が所定の応答をもってこの目標変速比に達するよう
変速制御するのが普通である。したがって、無段変速機
においては、運転者がアクセルペダルを踏み込んでエン
ジン要求負荷を増すような加速時は、目標変速比が大き
くなる（低速側の変速比になる）よう変更され、無段変
速機は当該大きくされた目標変速比に向けて無段階にダ
ウンシフト変速され、逆に、運転者がアクセルペダルを
戻してエンジン要求負荷を低下させるような低負荷運転
時は、目標変速比が小さくなる（高速側の変速比にな
る）よう変更され、無段変速機は当該小さくされた目標
変速比に向けて無段階にアップシフト変速される。

【０００３】ところで、本願出願人は、メカニカルフィ
ードバック系を有する無段変速機におけるメカニカルフ
ィードバック系の誤差に起因するトルクシフトの不具合
を解消するため、目標変速比と実変速比との偏差に基づ
くフィードバック制御のための電子フィードバック系を
追加したトロイダル型無段変速機を、特開平８−２９６
７２２号公報（以下、従来例という）により提案済みで
ある。

【０００４】この従来例では、トロイダル型無段変速機
の変速特性が入力コーンディスクの回転数および傾転角
に応じて変化することを考慮して、入力回転数および傾
転角に基づきフィードバックゲインを変更するように電
子フィードバック系を構成しており、変速機構およびメ
カニカルフィードバック系は作動流体圧作動するため、
無段変速機の作動油の温度変化や作動流体圧（ライン
圧）変化も変速特性を変化させる要因となり、結局、フ
ィードバックゲインは無段変速機の入力回転数、傾転
角、作動油温および作動流体圧の４要素に基づいて決定
する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
フィードバックゲインを無段変速機の入力回転数、傾転
角、作動油温および作動流体圧の４要素に基づいて決定
するように構成した場合、ゲインマップとして使用する
テーブルは４次元テーブルとなるため、著しく大きくな
ってしまう。すなわち、上記４要素のそれぞれについて
最大値および最小値間をＮ等分してゲインマップを設定
する場合、テーブルの大きさはＮ⁴ となるため、例えば
等分数Ｎを１６とした場合にはテーブルの大きさは１６
⁴ ＝６５５３６となり、ゲイン値に関する情報を１Ｂ
（バイト）で表わすこととすると、全テーブルのデータ
容量は約６４ＫＢとなる。したがって、上記テーブルの
データを格納する記憶装置（ＲＯＭ等）の記憶容量の増
大が避けられず、コストアップを招いてしまう。

【０００６】請求項１に記載の第１発明は、上記ゲイン
マップとして使用するゲインテーブルのデータ容量の削
減により該ゲインテーブルのデータを格納する記憶装置
の記憶容量を大幅に削減してコストダウンすることによ
り、上記問題を解消することを目的とする。

【０００７】請求項２に記載の第２発明は、上記第１発
明におけるフィードバック制御をＰＩＤ制御の比例制
御、積分制御、微分制御の少なくとも１つと対応させる
ことにより、上記第１発明のゲインテーブルを各種フィ
ードバック制御に適用し得るようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的のため、まず第
１発明による自動変速機の変速制御装置は、目標変速比
と実変速比との間の変速比偏差に応じたフィードバック
制御によるフィードバック補正量だけ前記目標変速比を
補正して補正済目標変速比を求め、この補正済目標変速
比に実変速比が一致するよう変速アクチュエータを介し
て変速される無段変速機において、前記無段変速機の入
力回転および車速をパラメータとする第１ゲインテーブ
ルと、前記無段変速機の作動油温および作動流体圧をパ
ラメータとする第２ゲインテーブルとをそれぞれ記憶す
るゲインテーブル記憶手段と、前記第１ゲインテーブル
および第２ゲインテーブルからの参照値同士を乗算する
ことにより前記フィードバック制御におけるフィードバ
ックゲインを決定するフィードバックゲイン決定手段と
を具備して成ることを特徴とするものである。

【０００９】第２発明による自動変速機の変速制御装置
は、上記第１発明において、前記フィードバック制御
は、比例制御、積分制御、微分制御の少なくとも１つか
ら成ることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の効果】第１発明において、変速制御装置は、目
標変速比と実変速比との間の変速比偏差に応じたフィー
ドバック制御によるフィードバック補正量だけ前記目標
変速比を補正して補正済目標変速比を求め、この補正済
目標変速比に実変速比が一致するよう変速アクチュエー
タを介して無段変速機を変速させる。変速制御装置はさ
らに、前記無段変速機の入力回転および車速をパラメー
タとする第１ゲインテーブルと、前記無段変速機の作動
油温および作動流体圧をパラメータとする第２ゲインテ
ーブルとからそれぞれ参照した参照値同士を乗算するこ
とにより、前記フィードバック制御におけるフィードバ
ックゲインを決定する。

【００１１】したがって、２次元テーブルとして構成さ
れる上記第１および第２ゲインテーブルのみを用いて無
段変速機の入力回転数、傾転角、作動油温および作動流
体圧の４要素をパラメータとするフィードバックゲイン
を決定することができるため、ゲインテーブルのデータ
容量が上記従来例よりも大幅に削減されることとなり、
上記テーブルのデータを格納する記憶装置の記憶容量を
大幅に削減してコストダウンを図ることができる。

【００１２】第２発明において、変速制御装置は、上記
第１発明におけるフィードバック制御をＰＩＤ制御の比
例制御、積分制御、微分制御の少なくとも１つと対応さ
せるから、上記第１発明のゲインテーブルを各種フィー
ドバック制御に適用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明の
第１実施形態の変速制御装置を具えたトロイダル型無段
変速機を例示し、図１は同トロイダル型無段変速機の縦
断側面図、図２は同じくその縦断正面図である。

【００１４】まず、無段変速機の主要部であるトロイダ
ル伝動ユニットを説明するに、これは図示せざるエンジ
ンからの回転を伝達される入力軸２０を具え、この入力
軸は図１に明示するように、エンジンから遠い端部を変
速機ケース２１内に軸受２２を介して回転自在に支持
し、中央部を変速機ケース２１の中間壁２３内に軸受２
４および中空出力軸２５を介して回転自在に支持する。
入力軸２０上には入出力コーンディスク１，２をそれぞ
れ回転自在に支持し、これら入出力コーンディスクを、
トロイド曲面１ａ，２ａが相互に対向するよう配置す
る。そして、入出力コーンディスク１，２の対向するト
ロイド曲面間には、入力軸２０を挟んでその両側に配置
した一対のパワーローラ３を介在させ、これらパワーロ
ーラを入出力コーンディスク１，２間に挟圧するため
に、以下の構成を採用する。

【００１５】すなわち、入力軸２０の軸受（２２）端部
にローディングナット２６を螺合し、該ローディングナ
ットにより抜け止めして入力軸２０上に回転係合させた
カムディスク２７と、入力コーンディスク１のトロイド
曲面１ａから遠い端面との間にローディングカム２８を
介在させ、このローディングカムを介して、入力軸２０
からカムディスク２７への回転が入力コーンディスク１
に伝達されるようになす。ここで、入力コーンディスク
１の回転は両パワーローラ３の回転を介して出力コーン
ディスク２に伝わり、この伝動中ローディングカム２８
は伝達トルクに比例したスラストを発生して、パワーロ
ーラ３を入出力コーンディスク１，２間に挟圧し、上記
の動力伝達を可能ならしめる。

【００１６】出力コーンディスク２は出力軸２５に楔着
し、この軸上に出力歯車２９を一体回転するよう嵌着す
る。出力軸２５はさらに、ラジアル兼スラスト軸受３０
を介して変速機ケース２１の端蓋３１内に回転自在に支
持し、この端蓋３１内には別にラジアル兼スラスト軸受
３２を介して入力軸２０を回転自在に支持する。ここ
で、ラジアル兼スラスト軸受３０，３２はスペーサ３３
を介して相互に接近し得ないよう突き合わせ、また相互
に遠去かる方向へも相対変位不能になるよう、対応する
出力歯車２９および入力軸２０に対し軸線方向に衝接さ
せる。かくて、ローディングカム２８によって入出力コ
ーンディスク１，２間に作用するスラストは、スペーサ
３３を挟むような内力となり、変速機ケース２１に作用
することがない。

【００１７】各パワーローラ３は図２にも示すように、
トラニオン４１に回転自在に支持し、該トラニオンは各
々、上端を球面継手４２によりアッパリンク４３の両端
に回転自在および揺動自在に、また下端を球面継手４４
によりロアリンク４５の両端に回転自在および揺動自在
に連結する。そして、アッパリンク４３およびロアリン
ク４５は中央を球面継手４６，４７により変速機ケース
２１に上下方向揺動可能に支持し、両トラニオン４１を
相互逆向きに同期して上下動させ得るようにする。

【００１８】かように両トラニオン４１を相互逆向きに
同期して上下動させることにより変速を行う変速制御装
置を、図２に基づき次に説明する。各トラニオン４１に
は、これらを個々に上下方向へストロークさせるための
ピストン６を設け、両ピストン６の両側にそれぞれ上方
室５１，５２および下方室５３，５４を画成する。そし
て両ピストン６を相互逆向きにストローク制御するため
に、変速制御弁５を設置する。ここで、変速制御弁５は
スプール型の内弁体５ａとスリーブ型の外弁体５ｂとを
相互に摺動自在に嵌合して具え、外弁体５ｂを弁外筐５
ｃに摺動自在に嵌合して構成する。

【００１９】上記の変速制御弁５は、入力ポート５ｄを
圧力源５５に接続し、一方の連絡ポート５ｅをピストン
室５１，５４に、また他方の連絡ポート５ｆをピストン
室５２，５３にそれぞれ接続する。そして内弁体５ａ
を、一方のトラニオン４１の下端に固着したプリセスカ
ム７のカム面に、ベルクランク型の変速レバー８を介し
て共働させ、外弁体５ｂを変速アクチュエータとしての
ステップモータ４に、ラックアンドピニオン型式で駆動
係合させる。

【００２０】変速制御弁５の操作指令は、アクチュエー
タ駆動位置指令Ａｓｔｅｐ（ステップ位置指令）に応動
するアクチュエータ（ステップモータ）４がラックアン
ドピニオンを介し外弁体５ｂにストロークとして与える
こととする。この操作指令で変速制御弁５の外弁体５ｂ
が内弁体５ａに対し相対的に中立位置から例えば図２の
位置に変位されて変速制御弁５が開く時、圧力源５５か
らの作動流体圧（ライン圧Ｐ_L ）が室５２，５３に供給
される一方、他の室５１，５４がドレンされ、また変速
制御弁５の外弁体５ｂが内弁体５ａに対し相対的に中立
位置から逆方向に変位されて変速制御弁５が開く時、圧
力源５５からの流体圧が室５１，５４に供給される一
方、他の室５２，５３がドレンされ、両トラニオン４１
が流体圧でピストン６を介して図中、対応した上下方向
へ相互逆向きに変位されるものとする。これにより両パ
ワーローラ３は、回転軸線Ｏ₁ が入出力コーンディスク
１，２の回転軸線Ｏ₂ と交差する図示位置からオフセッ
ト（オフセット量ｙ）されることになり、該オフセット
によりパワーローラ３は入出力コーンディスク１，２か
らの首振り分力で、自己の回転軸線Ｏ₁ と直交する首振
り軸線Ｏ₃ の周りに傾転（傾転角φ）されて無段変速を
行うことができる。

【００２１】かかる変速中、一方のトラニオン４１の下
端に結合したプリセスカム７は、変速リンク８を介し
て、トラニオン４１およびパワーローラ３の上述した上
下動（オフセット量ｙ）および傾転角φを変速制御弁５
の内弁体５ａに機械的にｘで示す如くフィードバックさ
れる。そして上記の無段変速により、ステップモータ４
へのアクチュエータ駆動位置指令Ａｓｔｅｐに対応した
変速比指令値が達成される時、上記のプリセスカム７を
介した機械的フィードバックが変速制御弁５の内弁体５
ａをして、外弁体５ｂに対し相対的に初期の中立位置に
復帰させ、同時に、両パワーローラ３は、回転軸線Ｏ₁
が入出力コーンディスク１，２の回転軸線Ｏ₂ と交差す
る図示位置に戻ることで、上記変速比指令値の達成状態
を維持することができる。

【００２２】なお、パワーローラ傾転角φを変速比指令
値に対応した値にすることが制御の狙いであるから、基
本的にプリセスカム７はパワーローラ傾転角φのみをフ
ィードバックすればよいことになるが、ここでパワーロ
ーラオフセット量ｙをもフィードバックする理由は、変
速制御が振動的になるのを防止するダンピング効果を与
えて、変速制御のハンチング現象を回避するためであ
る。

【００２３】ステップモータ４へのアクチュエータ駆動
位置指令Ａｓｔｅｐは、コントローラ６１によりこれを
決定する。これがためコントローラ６１には、図２に示
すように、エンジンスロットル開度ＴＶＯを検出するス
ロットル開度センサ６２からの信号、車速ＶＳＰを検出
する車速センサ６３からの信号、入力コーンディスク１
の回転数Ｎ_i （エンジン回転数Ｎ_e でもよい）を検出す
る入力回転センサ６４からの信号、出力コーンディスク
２の回転数Ｎ_o を検出する出力回転センサ６５からの信
号、変速機作動油温ＴＭＰを検出する油温センサ６６か
らの信号、前記油圧源５５からのライン圧Ｐ _L を検出す
る（通常は、ライン圧Ｐ_L をコントローラ６１で制御す
るからコントローラ６１の内部信号から検知する）ライ
ン圧センサ６７からの信号、およびエンジン回転数Ｎ_e
を検出するエンジン回転センサ６８からの信号をそれぞ
れ入力する。

【００２４】コントローラ６１は、上記の各種入力情報
をもとに以下の演算によりステップモータ４へのアクチ
ュエータ駆動位置指令Ａｓｔｅｐ（変速指令値）を決定
するものとする。これがため本例では、コントローラ６
１を図３に示すように構成し、まず変速マップ選択部７
１は図２のセンサ６６で検出した油温ＴＭＰや、排気浄
化触媒の活性化運転中か否かなど、各種条件に応じて変
速マップを選択する。

【００２５】到達入力回転数算出部７２は、図２のセン
サ６２，６３でそれぞれ検出したスロットル開度ＴＶＯ
および車速ＶＳＰから、当該変速マップをもとに、現在
の運転状態での定常的な目標入力回転数とすべき到達入
力回転数Ｎ_i ^* を検索して求める。到達変速比演算部７
３は、到達入力回転数Ｎ_i ^* を、図２のセンサ６５によ
り検出した変速機出力回転数Ｎ_O で除算することによ
り、到達入力回転数Ｎ_i ^* に対応する定常的な目標変速
比である到達変速比ｉ^* を演算により求める。

【００２６】変速時定数算出部７４は、選択レンジ（前
進通常走行レンジＤ、前進スポーツ走行レンジＤ_S ）
や、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯや、アクセ
ルペダル操作速度や、後述する目標変速比との変速比偏
差等の各種条件に応じて変速制御の時定数Ｔｓｆｔを決
定する。ここで変速時定数Ｔｓｆｔは、到達変速比ｉ^*
に対する変速の応答性を決定して変速速度を定めるため
のもので、目標変速比算出部７５は、到達変速比ｉ^* を
変速時定数Ｔｓｆｔで定めた変速応答をもって実現する
ための過渡的な時時刻刻の目標変速比Ｒａｔｉｏ０を算
出する。

【００２７】入力トルク算出部７６は周知の方法により
変速機入力トルクＴ_i を求めるもので、まずスロットル
開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎ_e からエンジン出力
トルクを求め、次いでトルクコンバータの入出力回転数
（Ｎ_e ，Ｎ_i ）の比である速度比からトルクコンバータ
のトルク比ｔを求め、最後にエンジン出力トルクにトル
ク比ｔを乗じて変速機入力トルクＴ_i を算出することと
する。トルクシフト補償変速比算出部７７は、上記の過
渡的な目標変速比Ｒａｔｉｏ０および当該変速機入力ト
ルクＴ_i から、トロイダル型無段変速機に特有なトルク
シフト（変速比の不正）をなくすためのトルクシフト補
償変速比ＴＳｒｔｏを算出する。

【００２８】ここでトロイダル型無段変速機のトルクシ
フトを補足説明するに、トロイダル型無段変速機の伝動
中においては前記した如くにパワーローラ３を入出力コ
ーンディスク１，２間に挟圧することからトラニオン４
１の変形が発生し、これにより当該トラニオンの下端に
おけるプリセスカム７の位置が変化してプリセスカム７
および変速リンク８よりなる機械的フィードバック系の
経路長変化を惹起し、これが上記のトルクシフトを生起
させる。したがってトロイダル型無段変速機のトルクシ
フトは、目標変速比Ｒａｔｉｏ０および変速機入力トル
クＴ_i によって異なり、トルクシフト補償変速比算出部
７７はこれらの２次元マップからトルクシフト補償変速
比ＴＳｒｔｏを検索により求めるものとする。

【００２９】実変速比算出部７８は、変速機入力回転数
Ｎ_i を変速機出力回転数Ｎ_O で除算することにより実変
速比Ｒａｔｉｏ（＝Ｎ_i ／Ｎ_O ）を算出し、変速比偏差
算出部７９は、前記した目標変速比Ｒａｔｉｏ０から実
変速比Ｒａｔｉｏを差し引いて、両者間における変速比
偏差ＲｔｏＥＲＲ（＝Ｒａｔｉｏ０−Ｒａｔｉｏ）を求
める。

【００３０】第１フィードバック（ＦＢ）ゲイン算出部
８０は、変速比偏差ＲｔｏＥＲＲに応じた周知のＰＩＤ
制御（Ｐは比例制御、Ｉは積分制御、Ｄは微分制御）に
よる変速比フィードバック補正量を算出する時に用い
る、それぞれの制御のフィードバックゲインのうち、変
速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰに応じて決定すべ
き第１の比例制御用フィードバックゲインｆｂｐＤＡＴ
Ａ１、積分制御用フィードバックゲインｆｂｉＤＡＴＡ
１、および微分制御用フィードバックゲインｆｂｄＤＡ
ＴＡ１を求める。これら第１のフィードバックゲインｆ
ｂｐＤＡＴＡ１，ｆｂｉＤＡＴＡ１，ｆｂｄＤＡＴＡ１
は、変速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰをパラメー
タとする図９に例示するような２次元マップとして予め
定めて図示しないゲインテーブル記憶手段（ＲＯＭ等）
に記憶しておき、これらマップを基に変速機入力回転数
Ｎ _i および車速ＶＳＰから検索により求めるものとす
る。

【００３１】第２フィードバック（ＦＢ）ゲイン算出部
８１は、上記ＰＩＤ制御による変速比フィードバック補
正量を算出する時に用いるフィードバックゲインのう
ち、変速機作動油温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_L に応じて
決定すべき第２の比例制御用フィードバックゲインｆｂ
ｐＤＡＴＡ２、積分制御用フィードバックゲインｆｂｉ
ＤＡＴＡ２、および微分制御用フィードバックゲインｆ
ｂｄＤＡＴＡ２をそれぞれ求め、これら第２のフィード
バックゲインｆｂｐＤＡＴＡ２，ｆｂｉＤＡＴＡ２，ｆ
ｂｄＤＡＴＡ２は、作動油温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_L
をパラメータとする図９に例示するような２次元マップ
として予め定めて図示しないゲインテーブル記憶手段
（ＲＯＭ等）に記憶しておき、これらマップを基に作動
油温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_L から検索により求めるも
のとする。

【００３２】フィードバックゲイン算出部８３は、上記
第１のフィードバックゲインおよび第２のフィードバッ
クゲインを対応するもの同士で掛け合わせて、比例制御
用フィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ（＝ｆｂｐＤＡ
ＴＡ１×ｆｂｐＤＡＴＡ２）、積分制御用フィードバッ
クゲインｆｂｉＤＡＴＡ（＝ｆｂｉＤＡＴＡ１×ｆｂｉ
ＤＡＴＡ２）、および微分制御用フィードバックゲイン
ｆｂｄＤＡＴＡ（＝ｆｂｄＤＡＴＡ１×ｆｂｄＤＡＴＡ
２）を求める。

【００３３】ＰＩＤ制御部８４は、以上のようにして求
めたフィードバックゲインを用い、変速比偏差ＲｔｏＥ
ＲＲに応じたＰＩＤ制御による変速比フィードバック補
正量ＦＢｒｔｏを算出するために、まず比例制御による
変速比フィードバック補正量をＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｐＤ
ＡＴＡにより求め、次いで積分制御による変速比フィー
ドバック補正量を ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴＡによ
り求め、さらに微分制御による変速比フィードバック補
正量を（d/dt）ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｄＤＡＴＡにより求
め、最後にこれら３者の和値をＰＩＤ制御による変速比
フィードバック補正量ＦＢｒｔｏ（＝ＲｔｏＥＲＲ×ｆ
ｂｐＤＡＴＡ＋ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴＡ＋（d/d
t）ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｄＤＡＴＡ）とする。

【００３４】目標変速比補正部８５は、目標変速比Ｒａ
ｔｉｏ０をトルクシフト補償変速比ＴＳｒｔｏおよび変
速比フィードバック補正量ＦＢｒｔｏだけ補正して、補
正済目標変速比ＤｓｒＲＴＯ（＝Ｒａｔｉｏ０＋ＴＳｒ
ｔｏ＋ＦＢｒｔｏ）を求める。目標ステップ数（アクチ
ュエータ目標駆動位置）算出部８６は、上記の補正済目
標変速比ＤｓｒＲＴＯを実現するためのステップモータ
（アクチュエータ）４の目標ステップ数（アクチュエー
タ目標駆動位置）ＤｓｒＳＴＰをマップ検索により求め
る。

【００３５】ステップモータ駆動位置指令算出部８７
は、ステップモータ駆動速度決定部８８が変速機作動油
温ＴＭＰ等から決定するステップモータ４の限界駆動速
度でも１制御周期中にステップモータ４が上記目標ステ
ップ数ＤｓｒＳＴＰに変位し得ないとき、ステップモー
タ４の上記限界駆動速度で実現可能な実現可能限界位置
をステップモータ４への駆動位置指令Ａｓｔｅｐとな
し、ステップモータ４が１制御周期中に上記目標ステッ
プ数ＤｓｒＳＴＰに変位し得るときは、当該目標ステッ
プ数ＤｓｒＳＴＰをそのままステップモータ４への駆動
位置指令Ａｓｔｅｐとなすものとする。したがって、駆
動位置指令Ａｓｔｅｐは常時ステップモータ４の実駆動
位置と見做すことができる。

【００３６】ステップモータ４は駆動位置指令Ａｓｔｅ
ｐに対応する方向および位置に変位されてラックアンド
ピニオンを介し変速制御弁５の外弁体５ｂをストローク
させ、トロイダル型無段変速機を前記したように所定通
りに変速させることができる。この変速により駆動位置
指令Ａｓｔｅｐに対応した変速比指令値が達成される
時、プリセスカム７を介した機械的フィードバックが変
速制御弁５の内弁体５ａをして、外弁体５ｂに対し相対
的に初期の中立位置に復帰させ、同時に、両パワーロー
ラ３は、回転軸線Ｏ₁ が入出力コーンディスク１，２の
回転軸線Ｏ₂ と交差する図示位置に戻ることで、上記変
速比指令値の達成状態を維持することができる。

【００３７】ところで図２のコントローラ６１をマイク
ロコンピュータで構成する場合、図３につき前述した変
速制御は図４〜図８のプログラムによりこれを実行す
る。図４は変速制御の全体を示し、ステップ９１におい
ては、上述した図３のブロック７１〜７５に関する説明
と同様の処理により過渡的な目標変速比Ｒａｔｉｏ０を
算出する。

【００３８】ステップ９２においては、上述した図３の
ブロック７６，７７に関する説明と同様の処理によりト
ルクシフト補償変速比ＴＳｒｔｏを算出する。詳しく
は、図５に示すように、まずステップ１１１においてス
ロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎ_e から、エ
ンジン性能線図に対応したマップを基にエンジン出力ト
ルクを検索により求める。

【００３９】次いでステップ１１２において、トルクコ
ンバータの入出力回転数（Ｎ_e ，Ｎ _i ）比である速度比
からトルクコンバータ性能線図に対応するマップの基に
トルク比ｔを検索により求め、ステップ１１３におい
て、上記のエンジン出力トルクにトルク比ｔを乗じて変
速機入力トルクＴ_i を演算により求める。最後にステッ
プ１１４において、前記した過渡的な目標変速比Ｒａｔ
ｉｏ０および当該変速機入力トルクＴ_i から、トロイダ
ル型無段変速機に特有なトルクシフト（変速比の不正）
をなくすためのトルクシフト補償変速比ＴＳｒｔｏをマ
ップ検索等により求める。

【００４０】図４のステップ９３においては、後で詳述
する図６〜図８の制御プログラムを実行して、上述した
図３のブロック７８〜８４，８８，８９に関する説明と
同様の処理により、ＰＩＤ制御による変速比フィードバ
ック補正量ＦＢｒｔｏを算出する。そしてステップ９４
で、上述した図３のブロック９５に関する説明と同様の
処理により補正済目標変速比ＤｓｒＲＴＯ（＝Ｒａｔｉ
ｏ０＋ＴＳｒｔｏ＋ＦＢｒｔｏ）を求め、さらにステッ
プ９５において、上述した図３のブロック８６に関する
説明と同様の処理により、上記の補正済目標変速比Ｄｓ
ｒＲＴＯを実現するためのステップモータ（アクチュエ
ータ）４の目標ステップ数（アクチュエータ目標駆動位
置）ＤｓｒＳＴＰをマップ検索により求める。

【００４１】次のステップ９６においては、上述した図
３のブロック８８に関する説明と同様にして、変速機作
動油温ＴＭＰなどからステップモータ４の限界駆動速度
を決定し、ステップ９７では、上述した図３のブロック
８７に関する説明と同様にして、当該限界駆動速度でも
ステップモータ４が１制御周期中に前記目標ステップ数
ＤｓｒＳＴＰに変位し得ないとき、ステップモータ４の
上記限界駆動速度で実現可能な実現可能限界位置をステ
ップモータ４への駆動位置指令Ａｓｔｅｐとなし、ステ
ップモータ４が１制御周期中に上記目標ステップ数Ｄｓ
ｒＳＴＰに変位し得るときは、当該目標ステップ数Ｄｓ
ｒＳＴＰをそのままステップモータ４への駆動位置指令
Ａｓｔｅｐとして出力する。

【００４２】次いで、ステップ９３において求める変速
比フィードバック補正量ＦＢｒｔｏの算出処理を、図６
〜図８により詳述する。図６は、図３のブロック７８，
７９に対応する制御プログラムであり、ステップ１２１
において目標変速比Ｒａｔｉｏ０を読み込み、ステップ
１２２において、変速機入力回転数Ｎ_i を変速機出力回
転数Ｎ_O で除算することにより実変速比Ｒａｔｉｏ（＝
Ｎ_i ／Ｎ_O ）を算出し、ステップ１２３において、目標
変速比Ｒａｔｉｏ０から実変速比Ｒａｔｉｏを差し引い
て、両者間における変速比偏差ＲｔｏＥＲＲ（＝Ｒａｔ
ｉｏ０−Ｒａｔｉｏ）を求める。そしてステップ１２４
で、変速比偏差ＲｔｏＥＲＲと、その１周期（例えば１
０msec）前の値ＲｔｏＥＲＲ（ＯＬＤ）との差分値（d/
dt）ＲｔｏＥＲＲ〔＝ＲｔｏＥＲＲ−ＲｔｏＥＲＲ（Ｏ
ＬＤ）〕を求め、これを変速比偏差ＲｔｏＥＲＲの微分
値として用いる。

【００４３】図７は、上述した図３のブロック８０〜８
３に関する説明と同様の処理によりＰＩＤ制御のフィー
ドバックゲインを求めるものであり、ステップ１３１に
おいて変速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰを読み込
み、ステップ１３２においては、変速機入力回転数Ｎ_i
および車速ＶＳＰに応じて決定すべき第１の比例制御用
フィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ１、積分制御用フ
ィードバックゲインｆｂｉＤＡＴＡ１、および微分制御
用フィードバックゲインｆｂｄＤＡＴＡ１をマップ検索
により求める。

【００４４】ステップ１３３においては、変速機作動油
温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_L を読み込み、ステップ１３
４においては、変速機作動油温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ
_L に応じて決定すべき第２の比例制御用フィードバック
ゲインｆｂｐＤＡＴＡ２、積分制御用フィードバックゲ
インｆｂｉＤＡＴＡ２、および微分制御用フィードバッ
クゲインｆｂｄＤＡＴＡ２をマップ検索により求める。

【００４５】ステップ１３５においては、上記第１のフ
ィードバックゲインおよび第２のフィードバックゲイン
を対応するもの同士掛け合わせて、比例制御用フィード
バックゲインｆｂｐＤＡＴＡ（＝ｆｂｐＤＡＴＡ１×ｆ
ｂｐＤＡＴＡ２）、積分制御用フィードバックゲインｆ
ｂｉＤＡＴＡ（＝ｆｂｉＤＡＴＡ１×ｆｂｉＤＡＴＡ
２）、および微分制御用フィードバックゲインｆｂｄＤ
ＡＴＡ（＝ｆｂｄＤＡＴＡ１×ｆｂｄＤＡＴＡ２）を求
める。

【００４６】図８は、上述した図３のブロック８４に関
する説明と同様の処理を行って、ＰＩＤ制御による変速
比フィードバック補正量ＦＢｒｔｏを求めるものであ
り、まずステップ１４１において、図６で求めた変速比
偏差ＲｔｏＥＲＲおよび同偏差の微分値（d/dt）Ｒｔｏ
ＥＲＲを読み込み、次いでステップ１４２において、図
７で求めたフィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ，ｆｂ
ｉＤＡＴＡ，ｆｂｄＤＡＴＡをそれぞれ読み込む。

【００４７】そしてステップ１４３においては、図７の
ようにして求めたフィードバックゲインを用い、まず比
例制御による変速比フィードバック補正量をＲｔｏＥＲ
Ｒ×ｆｂｐＤＡＴＡにより求め、積分制御による変速比
フィードバック補正量を ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴ
Ａにより求め、微分制御による変速比フィードバック補
正量を（d/dt）ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｄＤＡＴＡにより求
め、これらフィードバック補正量を加え合わせることに
より、ＰＩＤ制御による変速比フィードバック補正量Ｆ
Ｂｒｔｏ（＝ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｐＤＡＴＡ＋ Ｒｔｏ
ＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴＡ）を求める。

【００４８】ところで、本実施形態においては、上記フ
ィードバック補正量の算出に際し、図９に例示するよう
な、変速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰをパラメー
タとする第１フィードバックゲインテーブルと、作動油
温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_Lをパラメータとする第２フ
ィードバックゲインテーブルとを、ＰＩＤ制御における
Ｐ（比例制御）分、Ｉ（積分制御）分およびＤ（微分制
御）分に対応させて用意しておくだけでよいため、合計
６枚の２次元マップしか必要とせず、ゲインテーブルの
データ容量が大幅に削減されることとなる。

【００４９】図９に示す第１フィードバックゲインテー
ブルは、上記フィードバック制御における変動要素であ
る、走行状態に関するパラメータ（変速機入力回転数Ｎ
_i および車速ＶＳＰ）を縦横軸に表わしたものであり、
同様に、図９に示す第２フィードバックゲインテーブル
は、上記フィードバック制御における変動要素である、
作動油に関するパラメータ（作動油温ＴＭＰおよびライ
ン圧Ｐ_L ）を縦横軸に表わしたものであり、例えば「作
動油温ＴＭＰが上昇するとフィードバックゲインが低下
する」ように設定されている。

【００５０】したがって、これらフィードバックゲイン
テーブルを変速機入力回転数Ｎ_i ，車速ＶＳＰおよび作
動油温ＴＭＰ，ライン圧Ｐ_L により参照（検索）する
と、第１フィードバックゲインテーブルからの参照値ｆ
ｂｐＤＡＴＡ１，ｆｂｉＤＡＴＡ１，ｆｂｄＤＡＴＡ１
および第２フィードバックゲインテーブルからの参照値
ｆｂｐＤＡＴＡ２，ｆｂｉＤＡＴＡ２，ｆｂｄＤＡＴＡ
２が求まり、こらら参照値の対応するもの同士を単純に
乗算するだけで、前記フィードバック制御におけるフィ
ードバックゲインのＰ分、Ｉ分、Ｄ分に相当するフィー
ドバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ，ｆｂｉＤＡＴＡ，ｆｂ
ｄＤＡＴＡが決定される。なお、上記参照値同士の乗算
においては、一方の参照値がある基準条件下でのフィー
ドバックゲインであると考えた場合、他方の参照値はそ
れに対する補正係数と見做すことができる。

【００５１】上述した本実施形態のトロイダル型無段変
速機の変速制御装置は、４次元のゲインテーブルを必要
とする上記従来例に対して、以下の利点を有している。
一般的に、開発中の無段変速機においてフィードバック
制御の各種制御定数を変更する際には、１つのパラメー
タを変更したときの他のパラメータへの影響を考慮する
必要があるため、制御が複雑化する傾向にあり、当該フ
ィードバック制御に用いるゲインテーブルが必要以上に
肥大化することとなる。これに対し、本実施形態の変速
制御装置では、仕様が決定したトロイダル型無段変速機
の生産型ユニットでは開発時ほど制御を複雑化する必要
がないことを考慮して、トロイダル型無段変速機の生産
型ユニットに適合するようにすることにより制御を簡略
化し、ゲインテーブル用記憶装置（ＲＯＭ等）の記憶容
量を大幅に削減してコストダウンするとともに、トロイ
ダル型無段変速機の開発時の定数マッチングの容易化や
フィードバック制御精度の向上を実現している。

【００５２】例えば、上記従来例においてフィードバッ
クゲインを無段変速機の入力回転数、傾転角、作動油温
および作動流体圧の４要素に基づいて決定する場合の４
次元のゲインテーブルの大きさは、上記４要素のそれぞ
れについて最大値および最小値間を１６等分してゲイン
値に関する情報を１Ｂで表わす場合、１６⁴ Ｂ＝６５５
３６Ｂ＝約６４ＫＢとなるが、本実施形態では、同一条
件の下で、１６² Ｂ×６＝１５３６Ｂ＝約１．５ＫＢと
なり、ＲＯＭ容量削減の効果は極めて顕著になる。

【００５３】また、開発時にフィードバック制御の各種
制御定数を変更する場合に１つのパラメータを変更した
ときの他のパラメータへの影響を考慮する必要がないた
め、容易に変更することができるとともに、ＰＩＤ制御
のＰ，Ｉ，Ｄの何れか１つを変更したときの効果を確認
する場合には残りのパラメータをデータ上で０に変更す
ることにより容易に対処することができる。

【００５４】また、制御対象を無段変速機に限定したこ
とにより、フィードバックゲインを決定するためのパラ
メータとして、走行状態に関する「変速機入力回転Ｎ_i
および車速ＶＳＰ」を用いることが可能になったため、
これら２つのパラメータは完全に独立したものであるこ
とから、変速機入力回転Ｎ_i にエラー要素が含まれてい
ても、そのエラー要素が車速に影響を及ぼすことはな
く、フィードバック制御精度の向上に寄与する。

【００５５】さらに、フィードバックゲインを算出する
際に、変速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰから第１
フィードバックゲインテーブルの参照値を求め、作動油
温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_L から第２フィードバックゲ
インテーブルの参照値を求めるようにしたため、フィー
ドバックゲインを決定する処理を走行状態に関する処理
と作動油に関する処理とに分割することができる。よっ
て、フィードバックゲイン算出処理が簡略化されること
になり、無段変速機の開発作業時間を短縮することがで
きる。

【００５６】なお、上記実施形態では、本発明の変速制
御装置をトロイダル型無段変速機に適用する場合につい
て説明したが、本発明はＶベルト式無段変速機に適用し
ても同様な作用効果を奏し得ることは言うまでもない。
また、上記実施形態では、目標変速比と実変速比との間
の変速比偏差に応じたフィードバック制御として、比例
制御、積分制御、微分制御の全てを行うＰＩＤ制御の場
合について説明したが、本発明は上記フィードバック制
御として比例制御、積分制御、微分制御の少なくとも１
つを行う場合に適用することができる。ただし、上記フ
ィードバック制御として比例制御、積分制御、微分制御
の何れか１つを行う場合よりも比例制御、積分制御、微
分制御の何れか２つを行う場合の方がゲインテーブルの
データを格納する記憶装置の記憶容量の削減によるコス
トダウンの効果が顕著になり、比例制御、積分制御、微
分制御の何れか２つを行う場合よりも比例制御、積分制
御、微分制御の全てを行うＰＩＤ制御の場合の方が上記
コストダウンの効果が顕著になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の変速制御装置を具えた
トロイダル型無段変速機の縦断側面図である。

【図２】同トロイダル型無段変速機を、その変速制御シ
ステムと共に示す縦断正面図である。

【図３】第１実施形態におけるコントローラが実行する
変速制御の機能ブロック線図である。

【図４】同コントローラをマイクロコンピュータで構成
した場合において、これが実行すべき変速制御プログラ
ムの全体を示すフローチャートである。

【図５】同変速制御プログラム中におけるトルクシフト
演算処理を示すフローチャートである。

【図６】同変速制御プログラム中における、目標変速比
と実変速比との間の変速比偏差を求めるための演算処理
を示すフローチャートである。

【図７】同変速制御プログラム中におけるフィードバッ
クゲイン算出処理を示すフローチャートである。

【図８】同変速制御プログラム中における変速比フィー
ドバック補正量算出処理を示すフローチャートである。

【図９】同変速制御プログラム中におけるフィードバッ
クゲイン算出に用いる第１ゲインテーブルおよび第２ゲ
インテーブルを例示する図である。

【符号の説明】

１ 入力コーンディスク ２ 出力コーンディスク ３ パワーローラ ４ ステップモータ（変速アクチュエータ） ５ 変速制御弁 ６ ピストン ７ プリセスカム ８ 変速リンク 20 入力軸 28 ローディングカム 41 トラニオン 43 アッパリンク 45 ロアリンク 61 コントローラ 62 スロットル開度センサ 63 車速センサ 64 入力回転センサ 65 出力回転センサ 66 油温センサ 67 ライン圧センサ 68 エンジン回転センサ 71 変速マップ選択部 72 到達入力回転数算出部 73 到達変速比算出部 74 変速時定数算出部 75 目標変速比算出部 76 入力トルク算出部 77 トルクシフト補償変速比算出部 78 実変速比算出部 79 変速比偏差算出部 80 第１フィードバックゲイン算出部 81 第２フィードバックゲイン算出部 83 フィードバックゲイン算出部 84 ＰＩＤ制御部 85 補正済変速比算出部 86 目標ステップ数算出部 87 ステップモータ駆動位置指令算出部 88 ステップモータ駆動速度決定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 裕介 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 古閑 雅人 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−189456（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240330（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−250631（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153854（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−296722（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】 目標変速比と実変速比との間の変速比偏
   差に応じたフィードバック制御によるフィードバック補
   正量だけ前記目標変速比を補正して補正済目標変速比を
   求め、この補正済目標変速比に実変速比が一致するよう
   変速アクチュエータを介して変速される無段変速機にお
   いて、 前記無段変速機の入力回転および車速をパラメータとす
   る第１ゲインテーブルと、前記無段変速機の作動油温お
   よび作動流体圧をパラメータとする第２ゲインテーブル
   とをそれぞれ記憶するゲインテーブル記憶手段と、 前記第１ゲインテーブルおよび第２ゲインテーブルから
   の参照値同士を乗算することにより前記フィードバック
   制御におけるフィードバックゲインを決定するフィード
   バックゲイン決定手段とを具備して成ることを特徴とす
   る無段変速機の変速制御装置。
2. 【請求項２】 前記フィードバック制御は、比例制御、
   積分制御、微分制御の少なくとも１つから成ることを特
   徴とする請求項１記載の無段変速機の変速制御装置。