JP3435618B2 - 無段自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

無段自動変速機の変速制御装置

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JP3435618B2
JP3435618B2 JP1544296A JP1544296A JP3435618B2 JP 3435618 B2 JP3435618 B2 JP 3435618B2 JP 1544296 A JP1544296 A JP 1544296A JP 1544296 A JP1544296 A JP 1544296A JP 3435618 B2 JP3435618 B2 JP 3435618B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無段変速機を備えた自動
変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの出力を無段階に変速する無段
変速機を介して車両等の駆動軸に伝動させるようにした
無段自動変速機が知られている。
【０００３】この種の自動変速機に適用される無段変速
機としては、例えばＶベルトとの接触プーリ幅が油圧に
より可変制御される駆動側と従動側の一対の可変プーリ
を備え、各プーリのプーリ幅を相反的に制御することに
より変速比を変化させるようにしたものがある。その変
速比は、例えば車速、エンジン回転速度、負荷等の運転
条件に応じて予め定めた所定のパターンにしたがって変
化するように、前記運転条件を検出しながら各プーリへ
の変速制御弁の開度を加減することにより制御される。
また、この変速制御系は、車両の加速性能や燃費さらに
は快適性の向上等を目的として、想定される運転条件に
応じた適切な変速応答特性が発揮されるように設計され
ている。
【０００４】しかしながら、従来の無段自動変速機で
は、制御系が目標値として適切な変速指令値を出力した
としても、無段変速機が必ずしも設計通りの変速応答を
示さず所期の制御効果が得られないという問題が生じ
る。
【０００５】この問題を解決するものとして本出願人
は、無段変速機の動特性を予め求めておき、実変速比等
の信号に基づき設計者が希望する応答を実現するための
定数を決定し制御する動特性補償器と、無段変速機の動
特性変化や外乱の影響を除去する外乱補償器を設けるこ
とにより、製造上のバラツキや経年変化等にロバストで
常に所望の変速比が得られるようにしたものを提案して
いる（特願平７−８６９９１号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧力によ
りプーリを変位させて変速比を制御する無段変速機にお
いては、油圧を作用させる方向への変速時には変速制御
弁の開口量が大きいうえに圧力差があるので作動油流量
が多く、したがって初期変速動作は速やかである。これ
に対して、目標とする変速比の近傍では変速制御弁の開
口量が小さく油圧もほぼ調圧値に達しているため作動油
流量が少なく、したがって目標変速比への変速動作が極
めて遅くなる傾向がある。
【０００７】しかしながら、従来の自動変速機または変
速制御においてはこのような特性までは考慮していない
ので、例えばダウン側変速における制御弁開度に応じた
無段変速機の動特性変化が外乱補償器で修正できる応答
範囲を超え、あるいは安定性を損なうほど動特性の時定
数が大きくなり、この結果として運転状態から決定され
る目標変速比の変化量によっては実変速比の応答がふら
ついてしまったり、段が生じてしまったりする（図１１
参照）。このことは、車両の前後Ｇやエンジン回転の変
動を引き起こし、運転者に違和感を与えることになる。
【０００８】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたものであり、変速制御弁の開口量及び開口方向に応
じて制御対象の時定数を求めることにより変速比応答を
改善することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１２に示し
たように、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、車両の運転状態と無段変速機の実変速比を検出する
検出手段と、検出された運転状態から目標変速比を演算
する目標変速比演算手段と、該目標変速比と実変速比と
から変速比指令値としての変速制御弁の移動指令値を決
定して出力する変速制御手段とを設ける。
【００１０】また、前記変速制御弁は、 前記変速比がア
ップ側に変速されるよう前記油圧を増加する開口方向と
前記変速比がダウン側に変速されるよう前記油圧を減少
する開口方向とを切替可能で、かつ前記駆動プーリの変
位がフィードバックされて前記実変速比が前記目標変速
比に近づくほど開口量が小さくなる構成を有し、 前記変
速制御手段は、実変速比と変速制御弁の移動位置もしく
は移動指令値とから変速制御弁の開口方向及び開口量を
推定する制御弁開口量演算部と、実変速比と、変速制御
弁の開口方向及び開口量から変速比毎に変化する無段変
速機の動特性に関わる定数を演算する動特性演算部と、
該動特性定数を用いて所定の動特性を得るための変速比
制御定数を算出する変速比制御定数演算部と、目標変速
比と実変速比と変速比制御定数とから動特性補償出力を
演算する動特性補償出力演算部と、該動特性補償出力か
ら変速制御弁の移動指令値を演算する制御弁移動指令値
演算部とを備え、前記動特性演算部は、ダウン変速時の
前記動特性定数を、前記開口量が小さいほど大きくする
ように構成されている。
【００１１】本発明において、上記変速制御手段は、外
乱補償出力演算部のローパスフィルタのカットオフ周波
数を演算する外乱補償器定数決定部と、該外乱補償器定
数決定部からの出力に基づきカットオフ周波数が設定さ
れるローパスフィルタに変速比指令値を入力し、第１の
外乱補償出力を演算する第１の外乱補償出力演算部と、
第１の外乱補償出力演算部のローパスフィルタと同様の
特性を有するローパスフィルタに、無段変速機の動特性
を用いたローパスフィルタの逆系をかけ合わせたフィル
タを構成し、変速比指令値を入力として第２の外乱補償
出力を演算する第２の外乱補償出力演算部と、第２の外
乱補償出力演算部から第１の外乱補償出力演算部の出力
を差し引いて外乱補償出力を演算する外乱補償出力演算
部と、動特性補償出力演算部の出力から外乱補償出力を
差し引いて変速比指令値を演算する変速比指令値演算部
とで構成することができる。
【００１２】また、本発明の変速比制御定数演算部は、
動特性演算部からの動特性定数の変化を抑制するフィル
タ演算を行う動特性定数フィルタを有し、該フィルタの
出力を変速比制御定数として動特性補償出力演算部に供
給するように構成することができる。
【００１３】また、本発明の変速制御手段は、変速比指
令値と実変速比が比例関係となるように変速制御弁に付
与する変速比指令値を変換する変速比指令値変換部を有
し、かつ該変速比指令値変換部は、次の関係式(a)〜(c)
から得られる駆動側プーリ間隔の移動量Dsと変速比ipと
の関係に基づき、変速制御弁への変速指令値と変速比ip
との比例関係が成立するように、当該変速比指令値の変
換量を決定するものとすることができる。
【００１４】 ri＝｛Ds/2tan(β)｝＋rio … (a) ro＝［2ri-πDc+{(2ri-πDc)2-4(ri 2+Dcri+Dc(2Dc-LB))}1/2］/2 … (b) ip＝ro/ri … (c) ただし、ri :駆動側プーリのベルト接触部の半径 rio:駆動側プーリの最小半径 ro :従動側プーリのベルト接触部の半径 Dc :駆動側プーリと従動側プーリとの軸間距離 LB :ベルトの周長 β :プーリのシーブ角 である。
【００１５】
【作用】基本的には、無段変速機の変速比毎に定まる動
特性に応じて制御定数が設定され、この制御定数を用い
て変速比指令値が演算されることから、任意の変速比か
らの変速時に予め目標とした通りの変速応答で無段自動
変速機の変速比が制御される。特に、変速制御弁の開口
量及び開口方向に応じて無段変速機の時定数が適切に設
定されることから、作動油小流量域においても応答特性
が改善され、常に良好な変速比応答が発揮される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき説
明する。
【００１７】図１に本発明が適用可能な無段自動変速機
の縦断面構造を示す。これを説明すると、エンジン出力
軸１０には流体式伝動装置としてのトルクコンバータ１
２が連結されている。流体式伝動装置としては、トルク
コンバータ１２に代えてフルードカップリングあるいは
電磁クラッチ等が用いられる場合もある。
【００１８】トルクコンバータ１２はロックアップクラ
ッチ１１を備えており、コンバータ室１２ｃおよびロッ
クアップ油室１２ｄの油圧を相反的に制御することによ
り、入力側のポンプインペラ１２ａと出力側のタービン
ランナ１２ｂとを機械的に連結しまたは切り離し可能と
している。
【００１９】トルクコンバータ１２の出力側は回転軸１
３と連結され、回転軸１３は前後進切換機構１５と連結
されている。前後進切換機構１５は、遊星歯車機構１
９、前進用クラッチ４０、後退用ブレーキ５０等から構
成されている。遊星歯車機構１９の出力側は回転軸１３
の外側に同軸的に嵌装されたプライマリ軸としての駆動
軸１４に連結されている。駆動軸１４には無段変速機１
７の駆動プーリ１６が設けられている。
【００２０】無段変速機１７は、上記駆動プーリ１６と
従動プーリ２６と、駆動プーリ１６の回転力を従動プー
リ２６に伝達するＶベルト２４などからなっている。
【００２１】駆動プーリ１６は、駆動軸１４と一体に回
転する固定円錐板１８と、固定円錐板１８に対向配置さ
れてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリン
ダ室２０に作用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に
移動可能である可動円錐板２２からなっている。駆動プ
ーリシリンダ室２０は、この場合室２０ａおよび室２０
ｂの２室からなっており、後述する従動プーリシリンダ
室３２よりも大きな受圧面積を有している。
【００２２】従動プーリ２６は、セカンダリ軸としての
従動軸２８上に設けられている。従動プーリ２６は、従
動軸２８と一体に回転する固定円錐板３０と、固定円錐
板３０に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共
に従動プーリシリンダ室３２に作用する油圧によって従
動軸２８の軸方向に移動可能である可動円錐板３４とか
らなっている。
【００２３】従動軸２８には駆動ギヤ４６が固着されて
おり、この駆動ギヤ４６はアイドラ軸５２上のアイドラ
ギヤ４８とかみ合っている。アイドラ軸５２に設けられ
たピニオンギア５４はファイナルギア４４とかみ合って
いる。ファイナルギア４４は差動装置５６を介して図示
しない車輪に至るプロペラシャフトまたはドライブシャ
フトを駆動する。
【００２４】上記のような無段自動変速機にエンジン出
力軸１０から入力された回転力は、トルクコンバータ１
２および回転軸１３を介して前後進切換機構１５に伝達
され、前進用クラッチ４０が締結されると共に後退用ブ
レーキ５０が解放されている場合には一体回転状態とな
っている遊星歯車機構１９を介して回転軸１３の回転力
が同じ回転方向のまま無段変速機１７の駆動軸１４に伝
達され、一方前進用クラッチ４０が解放されると共に後
退用ブレーキ５０が締結されている場合には遊星歯車機
構１９の作用により回転軸１３の回転力は回転方向が逆
になった状態で駆動軸１４に伝達される。
【００２５】駆動軸１４の回転力は駆動プーリ１６、Ｖ
ベルト２４、従動プーリ２６、従動軸２８、駆動ギア４
６、アイドラギア４８、アイドラ軸５２、ピニオンギア
５４、およびファイナルギア４４を介して差動装置５６
に伝達される。前進用クラッチ４０および後退用ブレー
キ５０の両方が解放されている場合には動力伝達機構は
中立状態となる。
【００２６】上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ
１６の可動円錐板２２および従動プーリ２６の可動円錐
板３４を軸方向に移動させてＶベルト２４との接触位置
半径を変えることにより、駆動プーリ１６と従動プーリ
２６とのあいだの回転比つまり変速比（減速比）を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ１６のＶ字状プー
リ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ２６のＶ字状プー
リ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ１６側のＶベルト２
４の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ２６側のＶ
ベルト２４のＶベルトの接触位置半径は大きくなるの
で、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板２
２および３４を逆方向に移動させれば上記とは逆に変速
比は小さくなる。
【００２７】このような駆動プーリ１６と従動プーリ２
６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、次に述べ
る制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室２０（２０
ａ，２０ｂ）または従動プーリシリンダ室３２への油圧
制御により行われる。
【００２８】図２に、本発明の各演算部、出力部、制御
部の機能を含めて上記した無段自動変速機の基本的な変
速比制御を行う機能を有する制御系統の概略を示す。な
お、図２において図１と対応する機構部分には同一の符
号を付して示してある。
【００２９】以下、この制御系統について説明すると、
図において１０１はマイクロコンピュータ等からなる電
子制御部、１０２は各種油圧制御弁等からなる油圧制御
部を示しており、この制御系統では上記無段自動変速機
の制御手段は主としてこれら電子制御部１０１および油
圧制御部１０２によって構成されている。
【００３０】電子制御部１０１は、制御演算処理を行う
中央演算部１０１Ａ、中央演算部１０１Ａにエンジンお
よび車両からの各種の運転状態信号を処理可能な形式に
変換して供給する入力部１０１Ｂ、および中央演算部１
０１Ａからの制御信号に基づいて油圧制御等のための各
種信号を出力する出力部１０１Ｃからなる。
【００３１】入力部１０１Ｂには、エンジン１００の燃
料噴射量や点火時期を電子制御するためのコントロール
モジュール１０３によって利用される水温信号Ｓ１、ス
ロットル開度信号Ｓ２、エンジン回転信号Ｓ３、ＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）制御装置１０４から
のＡＢＳ作動信号Ｓ４、車両の制動装置作動時に発せら
れる制動信号Ｓ５、セレクタレバー１０５の操作位置を
示す信号としてインヒビタスイッチから発せられるシフ
トポジション信号Ｓ６、駆動プーリ１６の回転速度信号
Ｓ７（タービン回転速度信号）、従動プーリ２６の回転
速度信号Ｓ８（車速信号）などが入力し、これらの信号
を必要に応じて中央演算部１０１Ａに供給する。
【００３２】中央演算部１０１Ａは、変速制御部１０
６、ライン圧制御部１０７、ロックアップ制御部１０８
からなり、それぞれ上記各種信号中から必要な所定の信
号を用いて制御信号を演算し、出力部１０１Ｃを構成す
るステップモータ駆動回路１０９、ライン圧ソレノイド
駆動回路１１０、ロックアップソレノイド駆動回路１１
１を駆動することにより、無段変速機１７の変速比、ラ
イン圧、ロックアップクラッチ１１を制御する。
【００３３】詳細には、変速制御部１０６は、スロット
ル開度に代表されるエンジン負荷や回転速度、車速等に
応じて予め定められたパターンに従って変速が行われる
ようにステップモータ駆動回路１０９に制御信号を出力
する。この制御信号に基づき、ステップモータ駆動回路
１０９は油圧制御部１０２の変速制御弁１１２に連結し
たステップモータ１１３を駆動する。
【００３４】ステップモータ１１３はステップモータ駆
動回路１０９からの信号に対応した変速比となるように
変速制御弁１１２を駆動し、駆動プーリシリンダ室２０
と従動プーリシリンダ室３２（図１参照）に供給するラ
イン圧を相反的に増減させる。変速制御弁１１２にはリ
ンク１１４を介して駆動プーリ１６の変位つまり変速比
がフィードバックされ、ステップモータ１１３の位置に
応じた目標とする変速比となったところで各プーリシリ
ンダ室２０，３２への油圧分配が一定化して当該目標変
速比に安定するようになっている。
【００３５】一方、このようにして無段変速機１７の変
速比が制御されているとき、各プーリ１６，２６に供給
されるライン圧が過小であるとプーリ１６，１８とＶベ
ルト２４との間の摩擦力が不足してスリップが起こり、
その反対にライン圧が過大であると摩擦力が無用に大き
くなり、いずれの場合も車両の燃費や動力性能に悪影響
がおよぶ。そこで、運転状態に応じて過不足のない適切
な動力伝達が行えるように、ライン圧制御部１０７がラ
イン圧ソレノイド駆動回路１１０を介してライン圧を制
御するようにしている。
【００３６】すなわち、ライン圧ソレノイド駆動回路１
１０は、油圧制御部１０２のライン圧ソレノイド１１５
の位置を駆動回路１１０からの制御デューティ信号に応
じて制御し、これに応じてライン圧ソレノイド１１５
は、図示しない油圧ポンプからの油圧力を、モディファ
イア（圧力制御弁）１１６およびレギュレータ（定圧
弁）１１７を介して目標とする適切なライン圧に調整し
て変速制御弁１１２ないし各プーリ１６，２６に供給さ
せる。
【００３７】また、ロックアップ制御部１０８は、ロッ
クアップクラッチ１１を、例えば車速が所定値以上とな
ったときに接続し、車速が所定値以下となったときに解
放するように油圧制御を行う。
【００３８】すなわち、ロックアップ制御部１０８は、
車速に応じてロックアップソレノイド駆動回路１１１を
介して油圧制御部１０２のロックアップソレノイド１１
８を駆動し、これによりロックアップ制御弁１１９を切
換制御する。この場合、ロックアップ制御弁１１９は、
油圧ポンプからの油圧をロックアップクラッチ１１を接
続すべくアプライ圧としてトルクコンバータ１２のコン
バータ室１２ｃに供給する系統と、同じく解放すべくリ
リース圧としてロックアップ油室１２ｄに供給する系統
との２系等の相反的切換えを行うようになっている。つ
まり、ロックアップクラッチ１１を接続するときにはコ
ンバータ室１２ｃにアプライ圧を供給すると共にロック
アップ油室１２ｄを開放し、ロックアップクラッチ１１
を解放ときにはロックアップ油室１２ｄにリリース圧を
供給すると共にコンバータ室１２ｃを開放する。
【００３９】以上は本発明を適用可能な無段自動変速機
の一例を示したものであり、本発明ではこのような無段
自動変速機において、変速制御弁１１２の開口量及び開
口方向に応じて適切な時定数を設定することにより無段
自動変速機の変速応答特性を改善するものである。
【００４０】することにある。
【００４１】図３はこのような制御を行うための変速制
御部１０６の構成例を機能ブロック図として示したもの
である。図において４１０は、スロットル開度信号Ｓ
２、エンジン回転信号Ｓ３など上述した各種の運転状態
信号に基づいて当該運転状態に対応する目標変速比ipT
を演算する目標変速比演算部、４２０は前記目標変速比
ipTと実変速比ipRとの比較に基づいて最終的な指令値と
してのステップモータ駆動信号Ｓθを出力する変速指令
部、４３０は駆動プーリ１６の回転速度信号Ｓ７と従動
プーリ２６の回転速度信号Ｓ８とから無段変速機の実変
速比ipRを演算する実変速比演算部、４８０は実変速比
ｉpRとスロットル開度Ｓ２とに基づいてライン圧ソレノ
イド１１５の駆動デューティ比を算出して出力する駆動
デューティ比演算部であり、これらにより基本的な変速
制御系が構成されている。
【００４２】これらのうち、変速指令部４２０が本発明
の変速応答の改善に関わる部分であり、これは動特性補
償器４４０、外乱補償器４５０（第１の外乱補償器４５
１と第２の外乱補償器４５２とからなる）、変速比指令
値変換部４６０、ステップモータ角位置調整部４７０、
変速制御弁開口量演算部５１０、動特性演算部５２０、
動特性定数フィルタ５３０、動特性補償器定数決定部５
４０、外乱補償器定数決定部５５０からなっている。
【００４３】ここで、制御対象である無段変速機の動特
性GP(s)を示すと、次の式(1)のように一次遅れと無駄時
間とで表すことができる。ただし、変速制御弁１１２の
開口方向により動特性が変化するうえ、油圧を作用させ
て変速する方向に変速比を小さくするとき、つまり油圧
調圧点から微小充填する場合には極端に時定数TPが大き
くなる。この極端に大きくなる時定数の変化は、変速比
制御弁の開口量xvalと相関がある。
【００４４】 GP(s) = KP(ip)・exp(-Ls)/(TP(ip,xval)s + 1) … (1) ただし、ip：変速比 xval：変速制御弁の開口量 KP(ip)：無段変速機のゲイン TP(ip,xval)：無段変速機の時定数 L：無駄時間 s：微分演算子 である。
【００４５】変速比制御部４２０は、このような制御対
象たる無段変速機の特性を考慮して構成されているので
あり、以下その制御内容につき図４に示した流れ図に沿
って詳説する。
【００４６】この制御では、所定の制御周期毎に変速制
御を行うために待ち時間を設定し、その経過を待ってま
ず無段変速機の入出力軸回転速度、車速等の運転条件信
号を読み込む（ステップ４０１〜４０２）。
【００４７】次に、無段変速機の時定数TPを推定するた
めに、変速制御弁１１２の開口量xval及び開口方向Sdを
算出する一方、車速、スロットル開度信号等の運転状態
信号に基づいて目標変速比ipTを演算する（ステップ４
０３〜４０５）。制御弁開口量xval及び開口方向Sdは、
無段変速機の入出力軸回転信号から算出した過去の実変
速比ipR(t-△t)と現在の実変速比ipR、ステップモータ
駆動信号及び外乱補償器４５０の出力から求めることが
できる。そして、算出した開口量、開口方向に基づき、
例えば図５，図６に示したように予めパラメータ同定実
験で求めたマップを参照して、時定数TPを求める。
【００４８】アップ変速時の時定数TPは、図５の変速比
−時定数マップから算出される時定数TPmapをそのまま
用いればよい。すなわち、 TP = TPmap … (2) 一方、ダウン変速時の時定数TPは、変速制御弁の推定開
口量xvalから図６のマップを参照して求めた係数C
valと、実変速比ｉpRから図５のマップにより求めたT
Pmapとにより次式(3)を用いて算出する。
【００４９】 TＰ = Ｃ ｖａｌ ＴＰｖａｌ ＋(１− Ｃｖａｌ)ＴＰｍａｐ … (3) ただし、ＴＰｖａｌ：ダウン変速側の変速制御弁の一定
開口量以下における時定数である。
【００５０】TPvalは一般に一定の大きい値であり、す
なわちダウン変速側において一定開口量以下では既述し
たように変速動作は顕著に遅くなる。
【００５１】また、推定した時定数TPの変化が不連続で
あったり早すぎたりすると変速比応答が乱されるので、
次式(4)のようなフィルタ処理を施す（ステップ４０
６）。
【００５２】 ＴＰＦ＝Ｔｐ／（ＴＦ１ｓ＋１） … （４） 動特性補償演算器４４０は、式（５）に示した関係によ
り設計者が希望する動特性ＧＴ（ｓ）が達成されるよう
に、式（６）〜（７）に基づき出力ＳｉｐＡを算出する
（ステップ４０７）。
【００５３】 GT(s) = e-Ls / (TTs + 1) … (5) ただし、TT：設計者が希望する応答の時定数である。
【００５４】動特性補償器フィードフォワード部の出力
ＳipAFは次式(6)により得る。
【００５５】 ＳipAF = (TFBs + 1)ipT(t) / (TTs + 1) … (6) ただし、TFB：動特性補償器フィードバック部の目標と
する応答の時定数である。
【００５６】動特性補償器出力ＳipAは次式(7)により得
られる。
【００５７】 ＳipA = C1ＳipAF - C2ipR … (7) ただし、C1 = TPF / TFB … (8) C2 = （TPF / TFB） - 1 … (9) である。
【００５８】外乱補償出力演算部４５０は、式(1)で記
述される無段変速機の動特性を基準モデルとし、この基
準モデルが量産バラツキ（パラメータ変動）や外乱によ
り乱されるのを除去するように設計を行う。外乱補償出
力演算部４５０は、動特性補償出力ＳipA、実変速比ｉ
pRより、次式(10)に基づき外乱補償出力ＳipDを算出す
る。
【００５９】 ＳiｐＤ(t) = (ＴＨ(iｐ)s + 1)iｐＲ(t) / (ＴＰＦs + 1) - e−Ｌｓ・ＳiｐＡ(t) / (ＴＨＦ(iｐ)s + 1) … (10) TＨは無段変速機の動特性（時定数、無駄時間）と制御
系の安定性の条件（例えばゲイン余裕１２dB以上、位相
余裕４５°以上）を満足するように算出されるローパス
フィルタカットオフ周波数である（図７、ステップ４０
８）。
【００６０】動特性補償出力ＳipA、外乱補償出力ＳipD
から、変速比指令値ipは次式(11)により算出される（ス
テップ４０９〜４１０）。
【００６１】Ｓip = ＳipA - ＳipD … (11) このようにして得られた変速比指令値Ｓipを用いること
により、パラメータ変動や外乱の影響を受けにくい、設
計者の希望通りの変速比応答が得られる。ただし、一般
にステップモータ１１３の角位置と無段変速機の変速比
とは正比例関係に無いことから、この場合ステップモー
タ角位置つまりその駆動信号Ｓθを前記比例関係が成立
するように変速比指令値Ｓipに対応した値に変換して出
力するようにしている（ステップ４１１〜４１２）。
【００６２】次の式(12)~(14)はこの変換のための関係
式を示しており、この場合、ステップモータ角に対応す
る駆動側プーリ間隔の移動量Dsと変速比ipとの関係に基
づき、変速制御弁への変速指令値と変速比ipとの比例関
係が成立するように当該変速比指令値の変換量を決定す
るものとしている。
【００６３】 ri＝｛Ds/2tan(β)｝+ rio … (12) ro＝［2ri-πDc+{(2ri-πDc)2-4(ri 2+Dcri+Dc(2Dc-LB))}1/2］/2 … (13) ip＝ro/ri … (14) ただし、ri :駆動側プーリのベルト接触部の半径 rio:駆動側プーリの最小半径 ro :従動側プーリのベルト接触部の半径 Dc :駆動側プーリと従動側プーリとの軸間距離 LB :ベルトの周長 β :プーリのシーブ角 である。
【００６４】なお、無段変速機の仕様諸元は既知である
から、制御の都度この変換式に基づいて変換量を演算す
るのではなく、予め演算しておいた結果を図８に例示し
たようにマップ化したものや、あるいは実測結果に基づ
いて得た変換量をマップ化したものを読み出すように構
成してもよい。
【００６５】図９及び図１０は、本発明による効果を確
認するために、走行中アクセルペダルを踏み込むことに
より生じるダウン変速（キックダウン変速）の場合につ
いて実験した結果を示したものである。図９は目標変速
比の変化を比較的早く行ったものであり、従来技術では
変速途中で一定値を保ち段付きが生じているのに対し
て、本発明では変速途中で段付きを生じるようなことが
なく、比較的滑らかに変速が行われている。また、図１
０は目標変速比の変化を比較的遅くしたものであり、従
来技術では変速の過渡的なところで振動しているのに対
して、本発明では滑らかに変速されることが確認され
た。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
変速制御弁の開口量及び開口方向に応じて無段変速機の
時定数を設定するようにしたので、従来無段変速機のア
ンモデル化により生じていた変速機過渡応答での段付き
やふらつきを解消して良好な運転性が得られる。
【００６７】また、本発明において、外乱補償器を設け
て変速比指令値を補正することにより、または動特性フ
ィルタを設けて動特性定数の変化を抑制することによ
り、無段変速機の動特性を的確に変速比制御に反映させ
て、より制度の高い制御結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の無段変速機の縦断面図。
【図２】同じく制御系統の概略構成図。
【図３】図２の変速制御部の構成例を示すブロック図。
【図４】変速制御部の動作内容を示す流れ図。
【図５】無段変速機のアップ変速時の時定数を変速比に
応じて付与するマップの一例を示す時定数特性線図。
【図６】無段変速機のダウン変速時の時定数を演算する
ための係数を変速制御弁の推定開口量に応じて付与する
マップの一例を示す係数特性線図。
【図７】無段変速機の動特性に関する時定数に応じて外
乱補償器のローパスフィルタカットオフ周波数を付与す
るマップの一例を示したカットオフ周波数特性線図。
【図８】変速制御弁への変速指令値と変速比との比例関
係が成立するように変換後のステップモータ位置を変速
比に応じて付与するマップの一例を示す変換特性図。
【図９】本発明の効果を示す第１の変速特性線図。
【図１０】本発明の効果を示す第２の変速特性線図。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための変速特性
線図。
【図１２】本発明の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０ エンジン出力軸 １２ トルクコンバータ １３ 回転軸 １４ 駆動軸 １６ 駆動プーリ ２４ Ｖベルト ２６ 従動プーリ ２８ 従動軸 １０１ 電子制御部 １０１Ａ 中央演算部 １０１Ｂ 入力部 １０１Ｃ 出力部 １０２ 油圧制御部 １０５ セレクタレバー １０６ 変速制御部 １０７ ライン圧制御部 １０８ ロックアップ制御部 １０９ ステップモータ駆動回路 １１０ ライン圧ソレノイド駆動回路 １１１ ロックアップソレノイド駆動回路 １１２ 変速制御弁 １１３ ステップモータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−144161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−88264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−219554（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−215634（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−121358（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−189458（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126239（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−178043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】駆動プーリと従動プーリとの間の変速比が
    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、 車両の運転状態と無段変速機の実変速比を検出する検出
    手段と、 検出された運転状態から目標変速比を演算する目標変速
    比演算手段と、 該目標変速比と実変速比とから変速比指令値としての変
    速制御弁の移動指令値を決定して出力する変速制御手段
    とを有し、かつ前記変速制御弁は、 前記変速比がアップ側に変速されるよう前記油圧を増加
    する開口方向と前記変速比がダウン側に変速されるよう
    前記油圧を減少する開口方向とを切替可能で、かつ前記
    駆動プーリの変位がフィードバックされて前記実変速比
    が前記目標変速比に近づくほど開口量が小さくなる構成
    を有し、 前記 変速制御手段は、 実変速比と変速制御弁の移動位置もしくは移動指令値と
    から変速制御弁の開口方向及び開口量を推定する制御弁
    開口量演算部と、 実変速比と、変速制御弁の開口方向及び開口量から変速
    比毎に変化する無段変速機の動特性に関わる定数を演算
    する動特性演算部と、 該動特性定数を用いて所定の動特性を得るための変速比
    制御定数を算出する変速比制御定数演算部と、 目標変速比と実変速比と変速比制御定数とから動特性補
    償出力を演算する動特性補償出力演算部と、 該動特性補償出力から変速制御弁の移動指令値を演算す
    る制御弁移動指令値演算部とを備え、 前記動特性演算部は、ダウン変速時の前記動特性定数
    を、前記開口量が小さいほど大きくするように構成され
    ている ことを特徴とする無段自動変速機の変速制御装
    置。
  2. 【請求項２】変速制御手段は、 外乱補償出力演算部のローパスフィルタのカットオフ周
    波数を演算する外乱補償器定数決定部と、 該外乱補償器定数決定部からの出力に基づきカットオフ
    周波数が設定されるローパスフィルタに変速比指令値を
    入力し、第１の外乱補償出力を演算する第１の外乱補償
    出力演算部と、 第１の外乱補償出力演算部のローパスフィルタと同様の
    特性を有するローパスフィルタに、無段変速機の動特性
    を用いたローパスフィルタの逆系をかけ合わせたフィル
    タを構成し、変速比指令値を入力として第２の外乱補償
    出力を演算する第２の外乱補償出力演算部と、 第２の外乱補償出力演算部から第１の外乱補償出力演算
    部の出力を差し引いて外乱補償出力を演算する外乱補償
    出力演算部と、 動特性補償出力演算部の出力から外乱補償出力を差し引
    いて変速比指令値を演算する変速比指令値演算部とを備
    えることを特徴とする請求項１に記載の無段自動変速機
    の変速制御装置。
  3. 【請求項３】変速比制御定数演算部は、 動特性演算部からの動特性定数の変化を抑制するフィル
    タ演算を行う動特性定数フィルタを有し、該フィルタの
    出力を変速比制御定数として動特性補償出力演算部に供
    給するように構成されていることを特徴とする請求項１
    に記載の無段自動変速機の変速制御装置。
  4. 【請求項４】変速制御手段は、 変速比指令値と実変速比が比例関係となるように変速制
    御弁に付与する変速比指令値を変換する変速比指令値変
    換部を有し、 かつ該変速比指令値変換部は、次の関係式(a)〜(c)から
    得られる駆動側プーリ間隔の移動量Dsと変速比ipとの関
    係に基づき、変速制御弁への変速指令値と変速比ipとの
    比例関係が成立するように、当該変速比指令値の変換量
    を決定するものとしたことを特徴とする請求項３に記載
    の無段自動変速機の制御装置。 ri＝｛Ds/2tan(β)｝＋rio … (a) ro＝［2ri-πDc+{(2ri-πDc)2-4(ri 2+Dcri+Dc(2Dc-LB))}1/2］/2 … (b) ip＝ro/ri … (c) ただし、ri :駆動側プーリのベルト接触部の半径 rio:駆動側プーリの最小半径 ro :従動側プーリのベルト接触部の半径 Dc :駆動側プーリと従動側プーリとの軸間距離 LB :ベルトの周長 β :プーリのシーブ角 である。
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