JP3751754B2

JP3751754B2 - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP3751754B2
Application number: JP20978398A
Authority: JP
Inventors: 哲滝沢; 雅人古閑; 充渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: DE19934756B4; DE19934756A1; US6135917A; JP2000046177A

Description

【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、目標変速比に実変速比が一致するよう変速スケジュールに従って変速を行うようにした、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、上記変速を行う際には、無段変速機においても、有段変速機の場合と同様に排気ガス中の酸化窒素（ＮＯｘ）等を浄化するために排気通路中の触媒を活性化する必要がある。そのため、この触媒の活性化の要求を変速スケジュールに反映させる必要がある。
【０００４】
そこで、例えば特開平７−１６７２８４号公報（以下、従来例という）に記載された有段変速機の触媒活性化技術を無段変速機に適用することが考えられる。この従来例では、触媒温度が低い場合には最高速段への変速（オーバードライブ；ＯＤ）を禁止することによりエンジン回転数を高め、それにより排気ガス対策を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の有段変速機の触媒活性化技術を無段変速機に適用した場合、５０Ｋｍ／ｈ程度の車速領域では当該変速スケジュールに従い変速比が高回転側にシフトされるため、エンジン回転数を高めて触媒の活性化を促進することができるが、以下のような不具合を免れることができない。
すなわち、無段変速機は、低車速領域におけるエンジン回転数が有段変速機よりも低めに設定されているため、上記従来例の有段変速機の触媒活性化技術の適用により低車速領域でエンジン回転数をある程度高めたとしても、得られる触媒活性化効果は小さくなり、無段変速機での触媒活性化としては不十分である。
【０００６】
請求項１に記載の第１発明は、触媒の活性状態に応じて、通常の触媒活性時変速スケジュールと、触媒の活性化を必要とする低車速領域および低負荷領域においてエンジン回転数が高まるように設定した触媒非活性時変速スケジュールとを使い分けることにより、所望の触媒活性化効果を得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発明における触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュール間の切り換えに伴う不所望な変速の発生を防止することを目的とする。
請求項３に記載の第３発明は、変速スケジュールの切り換えに伴う変速ショックの発生を防止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発明による無段変速機の変速制御装置は、目標変速比に実変速比が一致するよう変速スケジュールに従って変速される無段変速機において、触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段と、触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールを含む少なくとも２つの変速スケジュールを記憶する変速スケジュール記憶手段と、前記触媒活性判定手段の判定結果に基づき変速スケジュールを触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュール間で切り換える変速スケジュール切換手段とを具え、前記触媒非活性時変速スケジュールは、前記触媒活性時変速スケジュールに対し、触媒の活性化を必要とする低車速領域および触媒の活性化を必要とする低負荷領域において入力回転が高回転側にシフトされる変速特性とする一方、前記低車速領域を越える領域および前記低負荷領域を越える領域では前記触媒活性時変速スケジュールと同様に変速特性が維持されていることを特徴とするものである。
【０００９】
第２発明による無段変速機の変速制御装置は、上記第１発明において、前記触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールのコースト線を一致させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
第３発明による無段変速機の変速制御装置は、上記第１、第２発明において、現在選択されている変速スケジュールに基づく到達入力回転数および次に選択すべき変速スケジュールに基づく到達入力回転数を算出するとともに、算出した２つの到達入力回転数からスケジュール切換に伴う到達入力回転数の変化量を算出し、該変化量が切換基準値以下の場合に当該スケジュール切換を実行するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
第１発明において、変速制御装置は、変速スケジュールに従って目標変速比に実変速比が一致するよう無段変速機を変速させる際に、触媒の活性状態の判定結果に基づき、変速スケジュールを触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュール間で切り換える。この変速スケジュールの切り換えは、例えば、触媒が非活性状態であると判定される状況（例えば低車速領域や低負荷領域）の場合には、まだ触媒が活性化されていないため早急にエンジン回転数を高める必要性があることから、エンジン回転数を高めるのに適した触媒非活性時変速スケジュールが選択され、触媒が活性状態であると判定される状況の場合には、既に触媒が活性化されているためエンジン回転数を高める必要性がないことから、通常の変速スケジュールに相当する触媒活性時変速スケジュールが選択されるようにする。
したがって、触媒の活性状態に応じて触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールが使い分けられるため、触媒が非活性状態であると判定される状況の下で触媒の活性化が促進されることになり、所望の触媒活性化効果が得られる。
また、上記触媒非活性時変速スケジュールは、触媒活性時変速スケジュールに対し、触媒の活性化を必要とする低車速領域および触媒の活性化を必要とする低負荷領域において入力回転が高回転側にシフトされる変速特性とする一方、前記低車速領域を越える領域および前記低負荷領域を越える領域では前記触媒活性時変速スケジュールと同様に変速特性が維持されているから、これら触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールを触媒の活性状態に応じて適宜使い分けることにより、上記所望の触媒活性化効果を得ることができる。
【００１２】
第２発明において、上記第１発明における触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールのコースト線を一致させるようにしたから、コースト走行時の上記変速スケジュール間の切り換えによる不所望な変速の発生が抑制される。
【００１３】
第３発明において、上記第１、第２発明における、現在選択されている変速スケジュールに基づく到達入力回転数および次に選択すべき変速スケジュールに基づく到達入力回転数を算出するとともに、算出した２つの到達入力回転数からスケジュール切換に伴う到達入力回転数の変化量を算出し、該変化量が切換基準値以下の場合に当該スケジュール切換を実行するようにしたから、変速スケジュールの切り換えに伴う変速ショックの発生が抑制される。
【００１４】
【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。
【００１５】
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２４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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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５ｃに摺動自在に嵌合して構成する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、本実施形態では、コントローラ６１を図３に示すように構成する。まず、触媒活性状態判定部７１−１は、エンジン始動時の油温および始動してからの経過時間に基づき、触媒活性状態の判定（排気浄化触媒の活性化運転中か否かの判定）を行う。変速マップ選択部７１−２は、触媒活性状態判定部７１−１の判定結果に応じて変速スケジュールを表わす変速マップを後述する通常変速マップおよび触媒暖機促進変速マップの中から選択する。ここで、通常変速マップは触媒活性時変速スケジュールに対応し、触媒暖機促進変速マップは触媒非活性時変速スケジュールに対応するものとする。切換条件判定部７１−３は、変速マップの切り換えによる到達入力回転数Ｎ_i ^*の変化量が切換基準値以下となる運転条件になったとき、マップ切換条件が成立したと判定して変速マップの切り換えを行う。
【００２６】
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７３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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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４１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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を求める。
これら第１のフィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ１，ｆｂｉＤＡＴＡ１，ｆｂｄＤＡＴＡ１は、変速機入力回転数Ｎ_iおよび車速ＶＳＰの２次元マップとして予め定めておき、この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。
【００３２】
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をそれぞれ求め、
これら第２のフィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ２，ｆｂｉＤＡＴＡ２，ｆｂｄＤＡＴＡ２は、作動油温ＴＭＰおよびライン圧Ｐ_Lの２次元マップとして予め定めておき、この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。
【００３３】
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（＝ｆｂｐＤＡＴＡ１×ｆｂｐＤＡＴＡ２）、積分制御用フィードバックゲインｆｂｉＤＡＴＡ（＝ｆｂｉＤＡＴＡ１×ｆｂｉＤＡＴＡ２）、および微分制御用フィードバックゲインｆｂｄＤＡＴＡ（＝ｆｂｄＤＡＴＡ１×ｆｂｄＤＡＴＡ２）を求める。
【００３４】
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ＲｔｏＥＲＲ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×ｆｂｐＤＡＴＡ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×ｆｂｐＤＡＴＡ＋∫ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴＡ＋（d/dt）ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｄＤＡＴＡ）とする。
【００３５】
目標変速比補正部８５は、目標変速比Ｒａｔｉｏ０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＋ＴＳｒｔｏ＋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。
【００３６】
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。
【００３７】
ステップモータ４は駆動位置指令Ａｓｔｅｐ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。
【００３８】
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１１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、以下に詳述する図５〜図７の制御プログラムを実行して上述した図３のブロック７１−１〜７５に関する説明と同様の処理を行うことにより、過渡的な目標変速比Ｒａｔｉｏ０を算出する。
【００３９】
図５は触媒の活性状態の判定処理を示すフローチャートである。図５において、まずステップ１０１においてカウント開始フラグＦＬＡＧ１の状態をチェックする。このカウント開始フラグは、後述するように、エンジン始動後の経過時間を表わすタイマＥＬＴＴＭＲのカウントが開始されるまではクリア（ＦＬＡＧ１＝０）されており、タイマＥＬＴＴＭＲのカウントが開始されるとセット（ＦＬＡＧ１＝１）されるものである。したがって、初回制御時にはＦＬＡＧ１＝０となるため、ステップ１０１の判定はステップ１０２を選択することになる。
【００４０】
ステップ１０２以降ではエンジン始動判定を行う。すなわち、ステップ１０２ではエンジン回転数Ｎｅが判定基準値ＥＬＴＲＥＶを越えたか否かを判定する。この判定において、Ｎｏ（Ｎｅ≦ＥＬＴＲＥＶ）であれば制御をステップ１０３に進め、ＹＥＳ（Ｎｅ＞ＥＬＴＲＥＶ）であれば制御をステップ１０４に進める。ステップ１０３では、車速ＶＳＰが判定基準値ＥＬＴＶＳＰを越えたか否かを判定する。この判定において、Ｎｏ（ＶＳＰ≦ＥＬＴＶＳＰ）であれば制御をステップ１０５に進め、ＹＥＳ（ＶＳＰ＞ＥＬＴＶＳＰ）であれば制御をステップ１０４に進める。
【００４１】
上記エンジン始動判定においては、ステップ１０２，１０３の判定の一方がＹＥＳになったら、エンジン始動と判定してステップ１０４の処理を行う。ステップ１０４では、エンジン始動後の経過時間を表わすタイマＥＬＴＴＭＲに、始動判定時の油温ＴＭＰに応じて設定されるセット値ＴＭＲｓｔをセット（ＥＬＴＴＭＲ＝ＴＭＲｓｔ）するとともに、カウント開始フラグをセット（ＦＬＡＧ１＝１）する。上記セット値ＴＭＲｓｔは、例えば油温ＴＭＰ＝３０°Ｃの場合に４分となるように設定する。なお、上記タイマＥＬＴＴＭＲは、カウントが増加するにつれてセット値が減少するタイプのタイマとし、上記セット値ＴＭＲｓｔは、図示しない記憶装置に油温と関連付けて記憶しておくものとする。
【００４２】
次のステップ１０５では、エンジン低温時フラグＦＬＡＧ２をセット（ＦＬＡＧ２＝１）する。このエンジン低温時フラグは、エンジン低温であるため触媒非活性状態であると判定した場合にセット（ＦＬＡＧ２＝１）され、エンジン高温であるため触媒活性状態であると判定した場合にクリア（ＦＬＡＧ２＝０）されるものとする。なお、このステップ１０５は、ステップ１０３のＮＯからも制御が進むことから、エンジン始動と判定されない場合であっても、エンジン低温時フラグＦＬＡＧ２がセットされることになる。
【００４３】
上記ステップ１０１においてカウント開始フラグがセット（ＦＬＡＧ１＝１）されている場合には、ステップ１０１はステップ１０６を選択することになる。ステップ１０６以降ではエンジンストール（エンスト）判定を行う。すなわち、ステップ１０６では、エンジン回転センサが正常か否かの判定を行い、エンジン回転センサが正常の場合にはステップ１０７でエンジン回転数Ｎｅが判定基準値ＥＬＴＲＥＶを越えたか否かを判定する。なお、ステップ１０６においてエンジン回転センサが異常と判定された場合にはエンジン回転数でのエンスト判定を行えないため、上記ステップ１０７の判定をスキップする。
【００４４】
上記ステップ１０７の判定において、Ｎｏ（Ｎｅ≦ＥＬＴＲＥＶ）であれば制御をステップ１０８に進め、ＹＥＳ（Ｎｅ＞ＥＬＴＲＥＶ）であれば制御をステップ１０９に進める。ステップ１０８では、車速ＶＳＰが判定基準値ＥＬＴＶＳＰを越えたか否かを判定する。この判定において、ＹＥＳ（ＶＳＰ＞ＥＬＴＶＳＰ）であれば制御をステップ１０９に進め、ＮＯ（ＶＳＰ≦ＥＬＴＶＳＰ）であれば制御をステップ１１０に進める。ステップ１１０では、エンスト判定がなされたことから、触媒の活性状態の判定を最初からやり直すため、タイマＥＬＴＴＭＲのセット値ＴＭＲｓｔをクリアするとともに、カウント開始フラグをクリア（ＦＬＡＧ１＝０）する。
【００４５】
上記エンスト判定においては、ステップ１０７，１０８の判定の一方がＹＥＳになったら、エンストしていないと判定してステップ１０９の処理を行う。ステップ１０９では、エンジン始動後の経過時間を表わすタイマＥＬＴＴＭＲの値をチェックする。このステップ１０９のチェックにより、上記セット値ＴＭＲｓｔに相当する時間が経過するまでは制御をステップ１０５に進めてエンジン低温時フラグＦＬＡＧ２のセット状態を維持し、上記セット値ＴＭＲｓｔに相当する時間が経過してＥＬＴＴＭＲ＝０になったら、制御をステップ１１１に進めてエンジン低温時フラグＦＬＡＧ２をクリア（ＦＬＡＧ２＝０）する。
以上により、エンジン始動時の油温ＴＭＰおよび始動してからの経過時間ＥＬＴＴＭＲに基づき、排気浄化触媒の活性化運転中か否かの判定がなされることになる。
【００４６】
図６は触媒活性状態の判定結果に基づく変速マップ選択処理を示すフローチャートであり、この図６のフローチャートは上記図５のフローチャートの終了後に実行される。図６において、まずステップ１２１では、エンジン低温時フラグＦＬＡＧ２がクリアされているか否かを判定する。この判定がＮＯ（ＦＬＡＧ１＝１）になる触媒非活性判定時には制御をステップ１２２に進め、ＹＥＳ（ＦＬＡＧ１＝０）になる触媒活性判定時には制御をステップ１２５に進める。ステップ１２２では、現在の変速機作動油温ＴＭＰが判定基準温度ＬＯＷＴＭＰ以上か否かを判定する。この判定がＮＯ（ＴＭＰ＜ＬＯＷＴＭＰ）になる場合には制御をステップ１２３に進め、ＹＥＳ（ＴＭＰ≧ＬＯＷＴＭＰ）になる高負荷運転時には制御をステップ１２５に進める。ステップ１２３では、車速ＶＳＰが判定基準車速ＬＴＶＳＰ以上か否かを判定する。この判定がＮＯ（ＶＳＰ＜ＬＴＶＳＰ）になる場合には制御をステップ１２４に進め、ＹＥＳ（ＶＳＰ≧ＬＴＶＳＰ）になる高車速運転時には制御をステップ１２５に進める。
【００４７】
以上により、ステップ１２１，１２２，１２３の判定条件が何れも成立しない触媒非活性判定時には、ステップ１２４で、次に選択すべき変速マップ（ＮｘｔＳＦＴ）として触媒暖機促進変速マップ（ＣＡＴＷＲＭ）を選択する。一方、ステップ１２１，１２２，１２３の判定条件の何れかが成立する触媒活性判定時には、ステップ１２５で、次に選択すべき変速マップ（ＮｘｔＳＦＴ）として通常変速マップ（ＮＯＲＭ）を選択する。
【００４８】
上述した通常変速マップおよび触媒暖機促進変速マップの一例を図１２および図１３にそれぞれ示す。図１３の触媒暖機促進変速マップは、図１２の通常変速マップに対し、特に、触媒の活性化を必要とする低車速領域（図示例では６０Ｋｍ／ｈ以下の領域）および触媒の活性化を必要とする低負荷領域（図示例ではスロットル開度１．５／８以下の領域）において入力回転（変速機入力回転数Ｎ_ｉ）が高回転側にシフトされており、このシフトに連動して全体的に入力回転が高回転側にシフトされるように図示の各スロットル開度線が微調整されている。さらに、これら変速マップのコースト線（スロットル開度０／８に対応する）を一致させることにより、マップ切り換えに伴う不所望な変速の発生を防止するとともに過大エンジンブレーキ力の発生を防止するようにしている。ここで、このように触媒暖機促進変速マップを設定した理由は、無段変速機においてエンジン回転数を抑制している部分である変速マップの低車速／低負荷領域を２０００（ｒｐｍ）程度まで高めることにより、触媒を効率良く活性化するためである。なお、上記通常変速マップおよび触媒暖機促進変速マップを含む少なくとも２つの変速マップを、図示しない記憶装置に記憶しておくものとする。
【００４９】
図７は変速マップ切換条件の判定処理を示すフローチャートであり、この図７のフローチャートは上記図６のフローチャートの終了後に実行される。図７において、まずステップ１３１では、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯを読み込む。次のステップ１３２では、現在選択されている変速マップ（ＣｕｒＳＦＴ）に基づきマップ切り換え前の到達入力回転数Ｎ_i ^*を算出し、ステップ１３３では、次に選択すべき変速マップ（ＮｘｔＳＦＴ）に基づきマップ切り換え後の到達入力回転数Ｎ_i ^*を算出する。
【００５０】
次のステップ１３４では、マップ切り換えに伴う到達入力回転数Ｎ_i ^*の変化量ΔＮ_i ^*を算出し、ステップ１３５では、この変化量ΔＮ_i ^*が切換基準値ＭＣＲＥＲＲを越えるか否かを判定する。この判定において、ＮＯ（ΔＮ_i ^*≦ＭＣＲＥＲＲ）の場合に限り、当該マップ切り換えが妥当であると判定して制御をステップ１３６に進める。ステップ１３６では、ＣｕｒＳＦＴ＝ＮｘｔＳＦＴによりマップ切り換えを行う。なお、上記ステップ１３５の判定により、到達入力回転数Ｎ_i ^*の変化量ΔＮ_i ^*が切換基準値ＭＣＲＥＲＲ以下になるまでマップ切り換えが遅延されることになる。
【００５１】
図４のステップ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８に示すように、まずステップ１４１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。
【００５２】
次いでステップ１４２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１４３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１４４において、前記した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をマップ検索等により求める。
【００５３】
図４のステップ９３においては、後で詳述する図９〜図１１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（＝Ｒａｔｉｏ０＋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。
【００５４】
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として出力する。
【００５５】
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９〜図１１より詳述する。
図９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１５１において目標変速比Ｒａｔｉｏ０を読み込み、
ステップ１５２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１５３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（＝Ｒａｔｉｏ０−Ｒａｔｉｏ）を求める。
そしてステップ１５４で、変速比偏差ＲｔｏＥＲＲと、その１周期（例えば１０msec）前の値ＲｔｏＥＲＲ（ＯＬＤ）との差分値（d/dt）ＲｔｏＥＲＲ〔＝ＲｔｏＥＲＲ−ＲｔｏＥＲＲ（ＯＬＤ）〕を求め、これを変速比偏差ＲｔｏＥＲＲの微分値として用いる。
【００５６】
図１０は、上述した図３のブロック８０〜８３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１６１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１６２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。
【００５７】
ステップ１６３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１６４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。
【００５８】
ステップ１６５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×ｆｂｐＤＡＴＡ２）、積分制御用フィードバックゲインｆｂｉＤＡＴＡ（＝ｆｂｉＤＡＴＡ１×ｆｂｉＤＡＴＡ２）、および微分制御用フィードバックゲインｆｂｄＤＡＴＡ（＝ｆｂｄＤＡＴＡ１×ｆｂｄＤＡＴＡ２）を求める。
【００５９】
図１１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１７１において、図９で求めた変速比偏差ＲｔｏＥＲＲおよび同偏差の微分値（d/dt）ＲｔｏＥＲＲを読み込み、次いでステップ１７２において、図１０で求めたフィードバックゲインｆｂｐＤＡＴＡ，ｆｂｉＤＡＴＡ，ｆｂｄＤＡＴＡをそれぞれ読み込む。
【００６０】
そしてステップ１７３においては、図１０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ＲｔｏＥＲＲ×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×ｆｂｉＤＡＴＡ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ＦＢｒｔｏ（＝ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｐＤＡＴＡ＋∫ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｉＤＡＴＡ＋（d/dt）ＲｔｏＥＲＲ×ｆｂｄＤＡＴＡ）を求める。
【００６１】
ところで、本実施形態においては、「エンジン始動後の経過時間が始動判定時の油温ＴＭＰに応じて設定されるセット値ＴＭＲｓｔに相当する時間に達するまでは触媒不活性状態と判定し、ＴＭＲｓｔに相当する時間に達したとき以後は触媒活性状態と判定する触媒活性状態判定ロジック」を基本とし、これに「高車速運転時／高負荷運転時には触媒活性状態と判定する触媒活性状態判定ロジック」を組み合わせることにより触媒活性状態を精度良く判定し、この触媒活性状態の判定結果に基づき変速マップを触媒活性時のための通常変速マップおよび触媒非活性時のための触媒暖機促進変速マップ間で切り換えるようにしたから、触媒の活性化を必要とする低車速領域および低負荷領域で変速比を積極的に高回転側にシフトすることによりエンジン回転数が２０００（ｒｐｍ）程度まで高められることになり、触媒を効率良く活性化することができる。
【００６２】
また、通常変速マップおよび触媒暖機促進変速マップのコースト線を一致させるようにしたから、コースト走行時の上記変速スケジュール間の切り換えによる不所望な変速の発生が抑制されるとともに、エンジンブレーキ力が過大になることが防止されることになる。
【００６３】
さらに、上記触媒活性状態の判定結果に基づき触媒暖機促進変速マップが選択された場合であっても、変速マップ切り換えに伴う変化量が大き過ぎて図７の切換条件が成立しない場合には、前記切換条件が成立するまで当該変速マップ切り換えを遅延するから、変速マップ切り換えに伴う変速ショックが生じることはない。
【００６４】
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。
【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触媒の活性状態の判定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触媒活性状態の判定結果に基づく変速マップ選択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変速マップ切換条件の判定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トルクシフト演算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、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１０】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１１】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１２】同変速制御プログラム中における到達入力回転数の算出処理に用いる通常変速マップを例示する図である。
【図１３】同変速制御プログラム中における到達入力回転数の算出処理に用いる触媒暖機促進変速マップ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
71-1 触媒活性状態判定部
71-2 変速マップ選択部
71-3 切換条件判定部
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

Claims

目標変速比に実変速比が一致するよう変速スケジュールに従って変速される無段変速機において、
触媒の活性状態を判定する触媒活性判定手段と、
触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールを含む少なくとも２つの変速スケジュールを記憶する変速スケジュール記憶手段と、
前記触媒活性判定手段の判定結果に基づき変速スケジュールを触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュール間で切り換える変速スケジュール切換手段とを具え、
前記触媒非活性時変速スケジュールは、前記触媒活性時変速スケジュールに対し、触媒の活性化を必要とする低車速領域および触媒の活性化を必要とする低負荷領域において入力回転が高回転側にシフトされる変速特性とする一方、前記低車速領域を越える領域および前記低負荷領域を越える領域では前記触媒活性時変速スケジュールと同様に変速特性が維持されていることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
前記触媒活性時変速スケジュールおよび触媒非活性時変速スケジュールのコースト線を一致させるようにした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。
現在選択されている変速スケジュールに基づく到達入力回転数および次に選択すべき変速スケジュールに基づく到達入力回転数を算出するとともに、算出した２つの到達入力回転数からスケジュール切換に伴う到達入力回転数の変化量を算出し、該変化量が切換基準値以下の場合に当該スケジュール切換を実行するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置。