JP3446460B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

無段変速機の変速制御装置

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JP3446460B2
JP3446460B2 JP05626396A JP5626396A JP3446460B2 JP 3446460 B2 JP3446460 B2 JP 3446460B2 JP 05626396 A JP05626396 A JP 05626396A JP 5626396 A JP5626396 A JP 5626396A JP 3446460 B2 JP3446460 B2 JP 3446460B2
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shift
ratio
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辰夫 落合
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/66254Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling
    • F16H61/66259Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両における無段
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
段変速機等に代表される無段変速機では、変速比を無段
階に制御することができる。例えば、運転者が希望する
走行形態に応じて選択するレンジごとに予め設定してあ
る変速マップをもとに、走行条件に応じた目標変速比を
求め、この目標変速比となるよう無段階に変速を行うよ
う構成することができることは、既知である(例えば、
日産自動車(株)発行「NISSANマーチ新型車解説
書(K−11)」(C−11)1992年1月)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種無段変速機の変
速制御において、現在の変速比から目標変速比に向け
て、どの程度の速度で変速を進行させるかを、つまり変
速速度を積極的に制御するものはない。
【0004】一方また、本出願人は、先に、走行条件の
変化に伴い新たな変速比へ変速を行う場合において、ど
の程度の速度で当該新たな変速比に到達させるかを積極
的に制御する技術を提案している(特願平7−2656
27号)。
【0005】ところで、エンジントルク大の時、急変速
されるとプライマリ側にエンジン+イナーシャ分のトル
クが入力され、結果、この点からは耐久性を向上させて
おかなければならない。従って、こうした点からみる
と、耐久性向上を図る必要がある分、設計等においてコ
ストアップとなる不利がある。また、より望ましいの
は、上記変速速度制御を導入する場合も、耐久性向上に
伴うコストアップなどを伴わずにこれを実現できること
である。
【0006】本発明は、このような点から改善を加え、
走行条件に応じ無段階に設定される変速比から該走行条
件の変化に伴い新たな変速比へ変速を行う場合、その変
速速度を制御する無段変速機の変速制御装置において
変速比の変化速度を変更制御する変速速度制御を行わせ
るとともに、耐久性向上に伴うコストアップなどを伴わ
ずに、安価にして、かつ容易にこれを実現することので
きる無段変速機の変速制御装置を提供しようというもの
である。また、本出願人の先の提案に係る変速速度制御
と組み合わせて上記を適切に実現することのできる、改
良された無段変速機の変速制御装置を提供しようという
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によって、以下の
無段変速機の変速制御装置が提供される。
【0008】即ち、本発明は、走行条件に応じて無段階
に設定される変速比から該走行条件の変化に伴い新たな
変速比へ変速を行う場合、その変速速度を制御する無段
変速機の変速制御装置であって、この変速制御装置は、
変速比の変化速度を変更するよう制御する変速速度制御
手段と、該手段により変速速度の変更制御がされる場
合、エンジントルクとイナーシャより強度保証可能な入
力トルクから逆に変速速度を求め、該速度を超えないよ
う変速速度制御を行わせる変速速度規制手段とを備えて
なる、ことを特徴とするものである。
【0009】また、上記において、前記記エンジントル
クは、少なくともエンジンスロットル開度またはその相
当値を含むエンジン運転パラメータから推定して得られ
る推定エンジントルクである、ことを特徴とするもので
ある。
【0010】また、走行条件に応じて無段階に設定され
目標変速比及び実変速比間における偏差を演算する手
段を更に備え、変速速度制御は、該手段により演算した
変速比偏差に応じ、該変速比偏差の変化量に対する変速
比変化速度の変化割合を変更することにより行うように
してなる、ことを特徴とするものである。また、前記変
速比偏差の絶対値が設定値未満の小さな間、該設定値以
上の大きい間よりも、変速比偏差の変化量に対する変速
比変化速度の変化割合を高くするようにしてなる、こと
を特徴とするものである。
【0011】
【発明の効果】本発明にあっては、無段変速機は走行条
件に応じ無段階に設定される変速比から該走行条件の変
化に伴い新たな変速比へ変速を行う場合、その変速速度
制御する変速制御装置は、変速比の変化速度を変更す
るよう制御する変速速度制御手段と、該手段により変速
速度の変更制御がされる場合、エンジントルクとイナー
シャより強度保証可能な入力トルクから逆に変速速度を
求め、該速度を超えないよう変速速度制御を行わせる変
速速度規制手段とを備えてなる。よって、パワートレイ
ン系の強度を保証するための変速速度規制制御を加味し
た変速速度制御を実現することができ、前述した耐久性
の点と強度の保証という点との両観点から両立も図れ、
変速速度制御を導入するに際しても、耐久性向上に伴う
コストアップなどを伴わずに、安価にして容易にこれを
実現でき、かつ強度保証の確保も図ることができる。
【0012】また、本発明は、斯く構成することによっ
て、状況に合わせた変速速度の自己規制機能を有する最
適な変速速度制御を行うことが可能となり、従って、そ
の求めた許容しえる変速速度を用いることで、変速時、
必要な変速速度を不所望に低下させることもなく、かか
る変速速度規制制御を加味した、より改良された無段変
速機の変速制御装置を実現できる。
【0013】また、この場合、好ましくは、請求項
載のもののように、エンジントルクは、これを、少なく
ともエンジンスロットル開度またはその相当値を含むエ
ンジン運転パラメータから推定して得られる推定エンジ
ントルクとして、本発明は実施でき、同様にして上記の
ことを実現することができる。この場合は、トルクセン
サを用いない分、コスト的にも有利であり、また、無段
変速機の変速機構の油圧作動用のライン圧制御の用に供
されるトルク推定系と共用する構成とすることができ
る。また、トルク推定系を共用してあると、更にコスト
的に有利であり、この点からも、安価にしてかつ容易に
本制御を無段変速機の変速制御装置に導入可能である。
【0014】また、請求項記載のもののように、更
に、目標変速比及び実変速比間における偏差を演算する
手段を備えて、変速速度制御は、これを、その演算した
変速比偏差に応じて該変速比偏差の変化量に対する変速
比変化速度の変化割合を変更することにより行うよう構
成して、本発明は実施でき、同様にして上記のことを実
現することができる。この場合は、変速比偏差に応じ
て、きめ細かな変速速度を制御を可能とし、かかる変速
速度制御を介して、上述の耐久性と強度保証の両観点か
らの変速速度規制範囲内なら、車両の運転フィーリング
を自在にコントロールすることができる。
【0015】また、この場合、好ましくは、請求項
載のもののように、変速比偏差の絶対値が設定値未満の
小さな間、該設定値以上の大きい間よりも、変速比偏差
の変化量に対する変速比変化速度の変化割合を高くする
よう構成して、本発明は実施でき、同様にして上記のこ
とを実現することができる。この場合は、変速比偏差の
絶対値が設定値未満の小さな間、変速比偏差の変化量に
対する変速比変化速度の変化割合を相対的に高くするこ
ととなり、変速速度が速いと運転者に感じさせることが
でき、変速比偏差の絶対値が上記設定値以上の大きい
間、変速比偏差の変化量に対する変速比変化速度の変化
割合を相対的に低くすることとなり、変速速度が緩やか
だと運転者に感じさせることができ、これらがやはり上
記変速速度規制範囲内において実現され、より一層きめ
細かな制御となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1及び図2は、本発明の一実施例
に係る制御装置を例えばVベルト式無段変速機に適用し
た場合の例を示す。
【0017】図1は、同Vベルト式無段変速機の伝動系
を示すもので、図示の無段変速機の伝動系は、原動機で
あるエンジン1からの回転を流体伝動手段であるトルク
コンバータ2を経て入力される入力軸3と、前後進切換
え機構4と、Vベルト伝動機構5を有し、ディファレン
シャルギヤ装置6を備える。パワートレイン系は、この
ようなVベルト式の伝動機構5を含んで構成される。ト
ルクコンバータ2は、ロックアップクラッチ2aを有
し、該クラッチの締結時、流体伝動状態(コンバータ状
態)から入出力要素間を直結された直結伝動状態(ロッ
クアップ状態)に切り換わるものとする。また、前後進
切換え機構4は、ダブルピニオン型遊星歯車組7を備
え、前進クラッチ8の締結により入力軸3の回転をその
ままVベルト伝動機構5に伝達することができ、後退ブ
レーキ9の締結により入力軸3の回転を逆転してVベル
ト伝動機構5に伝達することができるものとする。
【0018】Vベルト伝動機構5は、前後進切換え機構
4からの回転を入力される駆動側のプライマリプーリ1
0と、従動側のセカンダリプーリ11と、これらプーリ
10,11間に掛け渡したVベルト12とで構成する。
ここで、プライマリプーリ10及びセカンダリプーリ1
1はそれぞれ、一方のフランジ10a,11aを他方の
フランジと共に回転するが、軸線方向へ変位可能な可動
フランジとし、これら可動フランジ10a,11aの位
置をシリンダ室10b,11b内の圧力により制御可能
とする。
【0019】Vベルト伝動機構5は、プライマリプーリ
10への回転をVベルト12を介してセカンダリプーリ
11及び出力軸13に順次伝達する。そして、この伝動
中詳しくは図2につき後述するが、セカンダリプーリシ
リンダ室11bに、変速機入力トルクに応じたライン圧
を供給し、プライマリプーリシリンダ室10bに、この
ライン圧を元圧として変速制御弁が決定した変速制御圧
(プライマリプーリ圧)を供給し、セカンダリプーリシ
リンダ室11bにおけるライン圧に対するプライマリプ
ーリシリンダ室10bにおけるプライマリプーリ圧の比
により、可動フランジ10a,11aの位置を決定し
て、両プーリ10,11に対するVベルト12の巻掛け
円弧径、つまり、プーリ間伝動比(変速比)を決定す
る。
【0020】よって、Vベルト伝動機構5は、プライマ
リプーリ圧を上昇させることで、変速比を最低速変速比
から連続的に高速側変速比に向けて無段階に変化させる
変速を行うことができ、プライマリプーリ圧を低下させ
ることで、変速比を逆に連続的に最低速変速比へ向けて
無段階に変化させる変速を行うことができる。
【0021】Vベルト伝動機構5から出力軸13への回
転は、平行軸歯車組14を介してディファレンシャルギ
ヤ装置6に入力され、このディファレンシャルギヤ装置
6は、図示せざる車両の左右駆動輪を差動下に駆動する
ものとする。
【0022】図2は、プライマリプーリシリンダ室10
b及びセカンダリプーリシリンダ室11bへの圧力を決
定して、上記の無段変速制御を行うための変速制御シス
テムを示す。ここでは、この変速制御システムは、変速
制御弁21と、これをストローク制御する変速アクチュ
エータとしてのステップモータ22と、プライマリプー
リ可動フランジ10aの軸線方向位置、つまり実変速比
を変速制御弁21にフィードバックするための変速比フ
ィードバック部材23とを備える。
【0023】変速制御弁21は、回路24からのライン
圧PL をセカンダリプーリシリンダ室11bへ、セカン
ダリプーリ圧(出力プーリ圧)Psecとして供給し続
ける一方、スプール21aのストロークにより、プライ
マリプーリシリンダ室10bに通じた回路26をライン
圧回路24またはドレンポート27に連通させて、プラ
イマリプーリシリンダ室10bへのプライマリプーリ圧
(入力プーリ圧)Ppri、つまり変速制御圧を決定す
るものとする。
【0024】ここで、変速制御弁スプール21aは、変
速リンク28の中央にピン29で連節し、該変速リンク
の一端をピン30でラック31に、また他端を変速比フ
ィードバック部材23にピン32で連節する。ラック3
1には上記のステップモータ22の出力軸上におけるピ
ニオン22aを噛合させ、ステップモータ22によりラ
ック31のストローク位置を決定するものとする。ラッ
ク31のストロークは、変速リンク28をピン32の周
りで対応方向へ回動させ、変速制御弁スプール21aを
してラック31と同方向にストロークさせる。
【0025】ラック31がステップモータ22により高
速側変速比方向(Hi方向)に変位されたのに呼応して
変速制御弁スプール21aが図中左行するとき、変速制
御弁21はプライマリプーリ圧回路26をライン圧回路
24に通じてプライマリプーリシリンダ室10bへのプ
ライマリプーリ圧(変速制御圧)Ppriを上昇させ
る。この時、図1におけるプライマリプーリ可動フラン
ジ10aが固定フランジに向け接近し、変速比をプライ
マリプーリ圧Ppriの上昇分だけ、高速側に無段変速
させる。
【0026】プライマリプーリ可動フランジ10aが固
定フランジに向かう移動量は、変速比フィードバック部
材23に矢印Hiで示す方向へフィードバックされ、変
速制御弁スプール21aを戻し方向へストロークさせ、
ラック31のHi方向変位に対応した変速比が達成され
たところで、変速制御弁スプール21aは図示の原位置
に復帰して変速を終了する。
【0027】ラック31がステップモータ22により低
速側変速比方向(Lo方向)に変位されたのに呼応して
変速制御弁スプール21aが図中右行するとき、変速制
御弁21はプライマリプーリ圧回路26をドレンポート
27に通じてプライマリプーリシリンダ室10bへのプ
ライマリプーリ圧(変速制御圧)Ppriを低下させ
る。この時、図1におけるプライマリプーリ可動フラン
ジ10aが固定フランジから遠ざかり、変速比をプライ
マリプーリ圧Ppriの低下分だけ、低速側に無段変速
させる。
【0028】プライマリプーリ可動フランジ10aが固
定フランジから遠ざかる移動量は、変速比フィードバッ
ク部材23に矢印Loで示す方向へフィードバックさ
れ、変速制御弁スプール21aを戻し方向へストローク
させ、ラック31のLo方向変位に対応した変速比が達
成されたところで、変速制御弁スプール21aは図示の
原位置に復帰して変速を終了する。
【0029】ステップモータ22への変速比指令は、最
低速変速比が達成されるラック31のストローク位置に
対応したステップモータ22の回転位置(初期位置)を
基準とし、これからのステップ数(ステップモータ操作
量)Stepとして与える。ここで、ステップモータ操
作量Stepはコントローラ41によりこれを決定する
こととする。該コントローラ41には、車速VSPを検
出する車速センサ42からの信号、及びエンジンスロッ
トル開度TVOを検出するスロットル開度センサ43か
らの信号を入力する。更に、コントローラ41には、こ
こでは、エンジン1(図1参照)のイグニッションスイ
ッチ44からの信号、及びインヒビタスイッチ(INH
SW)からの運転者によるセレクトレンジ(P,R,
N,Dレンジ等)に関する情報、エンジントルク情報そ
の他の情報が用いられる。
【0030】コントローラ41は、入力検出回路、演算
処理回路、記憶回路、及びモータ駆動用の制御信号等を
出力する出力回路などからなり、入力情報に基づき、ス
テップモータ22を介した変速制御を実行し、及び該当
するときはロックアップクラッチ2aの締結・開放によ
るロックアップ(L/U)制御を実行する。
【0031】ここに、ロックアップ制御では、例えばト
ルク増大機能等が不要なロックアップ領域での運転中
か、あるいはその機能等が必要なコンバータ領域での運
転中か等の制御領域の判定につき、これをコントローラ
41がなし、制御要求に応じ、ロックアップクラッチ2
aを駆動制御することにより、ロックアップ領域ならト
ルクコンバータ(T/C)2をロックアップ状態にする
ように(L/U時)、コンバータ領域ではこれを解除し
てトルクコンバータ(T/C)2をコンバータ状態にす
るように(UNL/U時)、制御することができる。
【0032】また、変速制御については、コントローラ
41は、例えば、予め定めた変速制御特性に対応したマ
ップをもとに上記各センサ42,43からの車速VSP
及びスロットル開度TVOから目標変速比を求め、変速
比がその目標の変速比(ip0)となるよう、無段変速を
行うための上記ステップモータ22に対し与えるべき操
作量Stepとしての指令変速比を算出、決定して、当
該モータの駆動を制御することでこれを実行することが
できる。
【0033】コントローラ41は、こうして、基本的に
は、例えば、車速VSPやスロットル開度TVOによる
走行条件に応じ設定される目標変速比に向け変速比を無
段階に変化させるよう無段変速を行わせるが、かかる変
速比の制御において、更にまた、走行条件の変化に伴い
新たな変速比へ変速を行う場合にどの程度の速度で当該
新たな変速比に到達させるかをも積極的に制御するべ
く、変速速度の制御をする変速速度制御を行うととも
に、パワートレイン系の強度を保証するため、所定の速
度以上にならないよう当該変速速度制御を実行する。こ
こに、変速速度制御は、好ましくは、目標変速比と現在
の変速比との偏差に応じ変速比の変化の度合いを変更す
ることで変速比の変化速度を制御するものとすることが
できる。
【0034】このため、コントローラ41は、エンジン
トルクとイナーシャより強度保証可能な入力トルクから
逆に変速速度を求め、その速度以上にならないよう(そ
の速度を超えないよう)変速速度制御する。この場合
後記の関係式に基づき、エンジントルク大のときの変速
でも、入力トルクが当該車両の搭載ベルト式無段変速機
等の耐久性に応じて設定される許容範囲内のものに抑制
されるようにとその変速速度を自己規制する。
【0035】図3は、このような耐久性と強度保証の両
観点からの制御も加味した変速速度制御のための好適な
基本的構成の一例を表したものである。本例では、エン
ジントルク(ENGトルク)の値Teを推定値として得
る場合の構成であり、図中、a,b′,c及dは、EN
Gトルク推定、許容変化速度算出、スロットル開度TV
Oや車速VSPが入力される変速速度制御部、及び変速
アクチュエータの各手段のそれぞれを示す。ENGトル
ク推定部aは、例えば当該制御時点のスロットル開度T
VOとENG回転数Ne(ENG運転パラメータ)に基
づき図中に示すようなTVO−Neトルクマップによっ
てそのときのENGトルクTeを推定する推定演算部で
あり、また、変速速度制御部cを介して制御されるアク
チュエータdは、ここでは、前記した無段変速を実現さ
せるためのステップモータ22を含む変速アクチュエー
タである。
【0036】推定部aによる現在の推定トルク情報は、
許容変化速度算出部b′に与えられる。該算出部b′
は、次の関係をもとに、以下のような観点から、許容変
化速度についての計算をする演算部である。
【0037】
【数1】Tin=Te−I・(d/dt)ω ∴ (d/dt)ω=(−Tin+Te)/I ・・・1 ただし、 Tin:入力トルク I・(d/dt)ω:入力回転変化分 I:定数(適用する変速機に応じ定まる値) (d/dt)ω:ωの微分
【0038】本無段変速機は、既述の如く、プライマリ
プーリ10とセカンダリプーリ11間にVベルト12を
巻掛けしたVベルト伝動機構5によりエンジン1からの
動力伝達を行い、該プーリ間伝動比を変えて無段変速さ
せる一方、その変速速度制御を行うものである。ところ
で、ENGトルクTeが大の時を考えると、もし、EN
Gトルク大の時急変速されるとプライマリ側にエンジン
+イナーシャ分のトルクが入力され、耐久性を向上させ
ておかなければならない。故に、この点からは、それに
見合う耐久性をもたせておく必要がある。一方、かよう
な場合を考慮し、それに応じた強度等の耐久性が要請さ
れるとき、それに合わせた耐久性設計によって上記必要
性に応えることはできるものであるものの、反面、その
分、低コストで十分な性能を確保するという要請には応
えにくくなる。特に、上述した関係からは、ENGトル
ク大の時ほど、より耐久性を向上させておかなければな
らないこととになる。
【0039】これらを両立させるには、たとえENGト
ルク大で、変速速度制御側で急変速がされるような場合
にあっても、コスト的にも適切な耐久性の設計の範囲内
で、変速速度制御も実現しつつ、パワートレイン系の強
度を保証できるようにするとよく、よって、これがた
め、変速比の変化の度合いが上記観点からみて速過ぎる
ものとはならないように変速速度を抑える。該算出部
b′では、こうした強度保証の確保のために式1に基づ
き強度保証可能な入力トルクから逆算で変速速度を求め
るものである。そして、該当する場面では、その変速比
変化速度制御(本実施例では、変速比偏差対応の変速速
度制御)によらずして、斯く求められる当該変速速度の
方を優先し、かかる変速速度を超えないようにするもの
である。
【0040】よって、本例の許容変化速度算出部b′に
おいて、上記関係式に従い、許容入力トルク値Tin
max を定数(適用する変速機に応じて、予め定めた許容
入力トルクの値)として、その制御時点のENGトルク
値Teとの関係で得られる(d/dt)ωmax は、ここ
では、当該車両の搭載無段変速系にとって、そうした所
要の耐久性設計のもとでの強度保証も達成しうる最大の
(d/dt)ω値を意味する(従って、これ以下の範囲
内なら、強度保証の面も満足させられる、許容可能な最
大の変速速度を達成させる変化を示す)。そして、これ
を、変速速度を制御する変速速度制御部cに対し規制最
大値として適用してそれを超えないように制限すれば、
上述したような耐久性と強度保証との両観点から両立も
図れ、状況に合わせた変速速度の自己規制機能を有する
最適な変速速度制御を行うことが可能となる。
【0041】図4,5は、かような面をも考慮した変速
速度制御を含む変速制御のための、図1,2の実施例シ
ステムでの機能の一例をブロックとして示すものであ
る。コントローラ41は、イグニッションスイッチ44
がONである間、一定の演算周期ごとに継続的に、該機
能ブロック図で示す処理により、または対応するプログ
ラムの実行により、これら制御を行うものとする。
【0042】図中、50は、目標入力回転数演算からス
テップモータ操作量演算の一連の演算を含む演算制御部
(図4)を示す。また、図5はトルク推定系を含み、6
1〜64,70′は、T/C速度比計算、T/Cトルク
比計算、ENGトルク推定、入力トルク推定、及び許容
変化速度算出の各演算手段を示す。コントローラ41の
処理では、本例の場合、車速VSP、スロットル開度T
VO、ENG回転数Ne、プライマリプーリ10側のプ
ライマリ(Pri)回転数Npri、INHSWデー
タ、及びL/Uフラグ等を入力情報とし、これらを読み
込む処理が含まれるものとする。なお、ENG回転数や
Pri回転数の情報は、それぞれの回転を検出するEN
G回転センサ、Pri回転センサ(図示せず)を有して
それらセンサからの信号をコントローラ41に入力する
ことにより得ることができる。また、L/Uフラグは、
コントローラ41内で別途実行されるL/U制御におけ
るL/UのON,OFF状態を示すフラグ情報である。
ここでは、これは、入力トルク推定部eに入力される
(図5)。
【0043】目標入力回転数演算部51は、予め定めた
変速マップをもとに、センサ42,43で検出した車速
VSP及びスロットル開度TVOから、走行条件に適し
た変速機目標入力回転数Nt *(目標エンジン回転数で
もよい)を求める。そして、出力回転数演算部52で
は、車速VSPに定数kを掛けて変速機出力回転数No
を算出し、目標変速比演算部53では、上記のようにし
て求めた目標入力回転数Nt *を変速機出力回転数No
で除算し、目標変速比ip0=Nt */Noを演算する。
【0044】変速比偏差演算部54は、変速比偏差演算
手段に相当し、目標変速比ip0と実変速比との間におけ
る変速比偏差eipを求めるもので、本実施の形態におい
ては、実変速比として、指令変速比記憶部55に記憶し
ておいた前回の指令変速比i p (OLD)を用いる。こ
こで、前回の指令変速比ip (OLD)は、1周期前の
変速制御で既に達成されており、実変速比とみなすこと
ができる。従って、本実施の形態において変速比偏差e
ipは、eip=ip0−ip (OLD)で表される。なお、
変速比として、変速制御周期ごとの指令変速比の前回値
p (OLD)を適用する例を示したが、これは入出力
回転数を検出するセンサ(Pri回転センサ、車速セン
サ)の検出値を用いて、その現在の実際値を求めるよう
にしてもよい。
【0045】変速比変化速度決定部56は、変速比変化
速度変更手段に相当し、本例では、変速速度制御部は、
これを含んで構成される。また、変速比変化速度決定部
56は、基本的には、予め定めた変速比偏差−変速比変
化量特性マップをもとに、上記の変速比偏差eipから、
1演算周期(変速制御周期)当たりの変速比変化量dip
(変速比変化速度)を決定することを内容とすることが
できるが、更には、上記観点からの強度保証による変速
速度規制処理をこれに加味するものである(図6)。こ
こに、1演算周期当たりの変速比変化量dipの変化特性
は、図7に例示するように、変速比偏差eipが設定値±
S の範囲内にある小さいときの方が、当該範囲から外
れた大きいときよりも、変速比偏差eipの変化量に対す
る1演算周期当たりの変速比変化量dipの変化割合を高
くする特性のものとすることができる。
【0046】一方、変速比変化速度決定部56による決
定処理に際し、本例では、図5の許容変化速度算出部7
0′の計算で得られる(d/dt)ωmax が上述した強
度保証の変速速度規制のため適用される。図5におい
て、T/C速度比計算部61は、ENG回転数NeとP
ri回転数Npriから、T/C速度比を速度比=Ne
/Npriにより演算する。そして、T/Cトルク比計
算部62では、図中に例示する如き特性マップに基づ
き、その算出速度比に応じたトルク比を求める。
【0047】ENGトルク推定部63は、エンジン運転
パラメータに基づき演算によりENGトルクを推定して
求めるものであるが、ここでは、図中に例示する如き特
性に対応するマップ(Dレンジ)をもとにENG回転数
Ne及びスロットル開度TVO(0/8〜8/8)から
ENGトルクTeを推定するものとする(なお、ここで
用いるパラメータは、それら以外にその相当値でもよ
い)。
【0048】入力トルク推定部64は、上記のようにし
て求められるT/Cトルク比や推定ENGトルクの値、
L/U制御のL/Uフラグ情報、レンジセレクト情報等
に基づき、入力トルクを以下のように求める。即ち、入
力トルク(推定入力トルク)は、UNL/U時(L/U
オフ)でT/Cがコンバータ状態にあれば入力トルク=
ENGトルク×トルク比により演算して求め、また、L
/U時(L/Uオン)でT/CがL/U状態にあるとき
は入力トルク=ENGトルクとして求める。また、N
(ニュートラル)レンジの場合には入力トルク=0とす
る。
【0049】しかして、本例では、許容変化速度算出部
70′では、入力トルク推定部64からの推定トルク値
に基づき、前記図3のものによる場合に準じ(d/d
t)ω max 値を得て、これを許容変化速度として変速比
変化速度決定部56の処理に適用させるものである。な
お、図5の上述のトルク推定系61〜64は、ここで
は、入力トクルに応じて最適な必要ライン圧PL を求め
て、その目標のライン圧PL となるようにライン圧を変
更制御しようとする場合のライン圧制御用入力トルク推
定と共通のものとすることができ、本実施例では、そう
するものとする。このように、共用する構成を採用する
ときは、変速速度規制制御用のもの専用に該トルク推定
系61〜64を別途設けることなく実施でき、この点で
も、更に、より安価かつ容易に本制御を導入し得て、効
果的である。
【0050】そして、eip−dipマップを用いる変速比
変化速度決定部56では、例えば図6に例示するような
プログラムフローチャートに従い、許容変化速度を超え
ないように規制をする。図において、ステップS100
においては変速比偏差eipのほか、当該時点での許容変
化速度算出部70′からの算出値を読み込み、ステップ
S101でeip−dip特性マップから変速比偏差eip
応じた変速比変化量dipの検索をする。
【0051】そして、かかる検索変化量dipにつき、そ
の変速比変化によったなら上記許容変化速度に収まるも
のとなるかどうかに関して、許容範囲内か否かのチェッ
クをし(ステップS102)、結果、既述の如く、リミ
ット以内で強度保証の面でも満足させられるならば、そ
のまま変速比変化量dipを次の指令変速比演算処理に適
用するようにしてもよいとみて、通常変速速度処理し
(ステップS103)、然らざれば(リミット超過)、
パワートレイン系の強度保証確保の点から、変速速度が
許容変化速度を上回らないように変速比変化量dipを設
定するよう強度保証用の変速速度規制処理をして(ステ
ップS104)、当該演算ループでの本変速比変化速度
決定処理を終了するものである。かくて、(d/dt)
ωmax を越えないように変速速度を規制することができ
る。
【0052】指令変速比演算部57では、指令変速比記
憶部55における1周期前の指令変速比ip (OLD)
を基準にし、これに上記ステップS103による通常変
速速度処理による1演算周期当たりの変速比変化量dip
を、及び該当するときはステップS104による強度保
証用変速速度処理によるものを加算して、指令変速比i
p =ip (OLD)+dipを算出する。ここに、該値d
ipに大なる値が適用されるほど変速速度が大きく変化し
て速度は速まり、値dipがそれより小なる値をとれば、
その分、変速速度は遅いものとなって抑制されることに
なる。なお、この時点で指令変速比記憶部55は、今回
の指令変速比ip をip (OLD)として記憶し、次の
演算周期において変速比偏差演算部54、指令変速比演
算部57での処理に供する。
【0053】そして、ステップモータ操作量演算部58
では、指令変速比演算部57からの指令変速比ip を達
成するためのステップモータ操作量Stepを求め、こ
れを図2におけるステップモータ22に出力する。ステ
ップモータ22は、変速制御弁21を当該操作量Ste
pに対応した位置に駆動することで、前記の変速制御動
作により指令変速比ip を達成することができる。
【0054】上記変速制御によれば、以上のようなパワ
ートレイン系の強度を保証するための変速速度規制制御
を加味した変速速度制御を実現することができ、前述の
如き耐久性と強度保証との両観点から両立も図れ、これ
により、変速比変化速度変更制御を導入するに際して
も、耐久性向上に伴うコストアップなどを伴わずに、安
価にして、かつ容易にこれを実現でき、強度保証も確保
でき、また、許容しえる最大の(d/dt)ωmax を用
いることで、変速時、必要な変速速度を不所望に低下さ
せることもない。
【0055】なお、本発明は、以上の実施の形態、変形
例等に限定されるものではない。例えば、図1にような
Vベルト式無段変速機を例としたが、これに限られるも
のではなく、トロイダル型のものその他に適用して実施
することもできる。また、変速制御系も、図2に示した
ものに限られるものでもない。
【0056】また、変速比の変化速度を変更するよう制
御する変速速度制御系の構成も、図4に示したものに限
られるものでもない。また、耐久性と強度保証の両観点
から行わせる、本発明に従う変速速度規制制御の内容
も、図3や図5によるものに限定されず、例えば、EN
Gトルク(入力トルク)を推定して得たが、トルクセン
サを用いる構成でもよい。また、例えば、トルク推定の
場合でも、その推定対象トルクを得る方法は図5による
ものに限定されない。また、好ましくは、例えば、ライ
ン圧PL 制御用の入力トルク推定系以外にもトルク推定
が用いられるその他の制御のものと共用するようにすれ
ば、その分簡易なものとすることができる。また、例え
ば、リミット処理も、図6によるものに限定されない
し、eip−d ipマップで(d/dt)ωmax を越えない
ように規制するものでもよい。
【0057】また、変速速度制御で適用する特性マップ
として、変速比偏差の絶対値が設定値未満の小さな間、
該設定値以上の大きい間よりも、変速比偏差の変化量に
対する変速比変化速度の変化割合を高くする図7の特性
のものを示したが、図示の特性に限定されるものでもな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るVベルト式無段変速機
の伝動系の一例を示す図である。
【図2】同無段変速機の変速制御系の一例を示すシステ
ム図である。
【図3】強度保証のための変速速度規制制御付き変速速
度制御の基本構成の一例の説明に供する図である。
【図4】コントローラが実行することのできる、その変
速速度制御及び変速制御の演算プログラムの一例を示す
フローチャートで、その一部を示す図である。
【図5】同じく、演算プログラムの他の一部を示す図で
ある。
【図6】変速速度規制制御のための制御プログラムの一
例を示すフローチャートである。
【図7】適用できる1演算周期当たりの変速比変化量の
制御特性の一例を示す線図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 トルクコンバータ 3 入力軸 4 前後進切換え機構 5 Vベルト伝動機構 6 ディファレンシャルギヤ装置 10 プライマリプーリ 10a 可動フランジ 10b プライマリプーリシリンダ室 11 セカンダリプーリ 11a 可動フランジ 11b セカンダリプーリシリンダ室 12 Vベルト 13 出力軸 21 変速制御弁 22 ステップモータ 23 変速比フィードバック部材 28 変速リンク 31 ラック 41 コントローラ 42 車速センサ 43 スロットル開度センサ 44 イグニッションスイッチ 50 演算制御部 61 トルクコンバータ速度比計算部(演算部) 62 トルクコンバータトルク比計算部(演算部) 63 エンジントルク推定部(演算部) 64 入力トルク推定部(演算部) 70′ 許容変化速度算出部(演算部)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−312261(JP,A) 特開 昭64−36531(JP,A) 特開 平7−239002(JP,A) 特開 昭62−149526(JP,A) 特開 平5−322023(JP,A) 特開 平3−168466(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】 走行条件に応じて無段階に設定される変
    速比から該走行条件の変化に伴い新たな変速比へ変速を
    行う場合、その変速速度を制御する無段変速機の変速制
    御装置であって、この 変速制御装置は、変速比の変化速度を変更するよう
    制御する変速速度制御手段と、 該手段により変速速度の変更制御がされる場合、エンジ
    ントルクとイナーシャより強度保証可能な入力トルクか
    ら逆に変速速度を求め、該速度を超えないよう変速速度
    制御を行わせる変速速度規制手段とを備えてなる、 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】 前記エンジントルクは、少なくともエン
    ジンスロットル開度またはその相当値を含むエンジン運
    転パラメータから推定して得られる推定エンジントルク
    である、 ことを特徴とする請求項記載の無段変速機の変速制御
    装置。
  3. 【請求項3】 走行条件に応じて無段階に設定された
    標変速比及び実変速比間における偏差を演算する手段を
    更に備え、 変速速度制御は、該手段により演算した変速比偏差に応
    じ、該変速比偏差の変化量に対する変速比変化速度の変
    化割合を変更することにより行うようにしてなる、 ことを特徴とする請求項1または請求項に記載の無段
    変速機の変速制御装置。
  4. 【請求項4】 前記変速比偏差の絶対値が設定値未満の
    小さな間、該設定値以上の大きい間よりも、変速比偏差
    の変化量に対する変速比変化速度の変化割合を高くする
    ようにしてなる、 ことを特徴とする請求項記載の無段変速機の変速速度
    制御装置。
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