JP3980352B2 - トロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置 - Google Patents

トロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機に特有なトルクシフトを補償するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機は、同軸配置の入出力ディスク間にパワーローラを挟んで具え、これら入出力ディスクとパワーローラとの間に介在する油膜の剪断によりパワーローラを介して入出力ディスク間で動力の受け渡しを行うよう構成する。
【0003】
変速に当たっては、パワーローラをパワーローラ支持部材と共にピストン式サーボ機構により、パワーローラ回転軸線が入出力ディスクの回転軸線と直交する中立位置から、パワーローラ回転軸線と直交するパワーローラ傾転軸線方向へオフセットさせる。
これによりパワーローラが、ディスクからの回転分力によりパワーローラ支持部材と共に傾転軸線周りに傾転され、両ディスクに対する接触軌跡円弧径を連続的に変化することで、無段変速を生起させる。
【0004】
一方上記パワーローラのオフセットは、変速制御装置を、目標とする変速比に対応した信号に応動させて行わせ、これに基づいて上記のごとくに生起される変速の進行状況を機械的なフィードバック系を介して変速制御装置にフィードバックすることで、実変速比が目標変速比に達した時にパワーローラが上記の中立位置に戻されて目標変速比を維持し得るよう変速制御装置を作動させる。
【0005】
ところで前記の動力伝達を可能にするためパワーローラは、変速機入力トルクに応じたスラスト力で入出力ディスク間に挟圧されるためこれらディスク間から追い出される方向の力を受け、パワーローラ支持部材がこの力により変形される。
かかるパワーローラ支持部材の変形を主たる原因として上記の機械的なフィードバック系には外乱が入力され、機械的フィードバック系へのかかる外乱の混入により、変速終了後においても実変速比を目標変速比に一致させ得ず、両者間の変速比差、つまりトルクシフトが発生する。
【0006】
このトルクシフトは、通常はロー側に発生し、目標変速比に対して実変速比をロー側にずれたものにする。
そしてトルクシフトは、その発生原因から当然であるが変速機入力トルクが大きい時ほど大きくなり、またパワーローラの傾転角(変速比)に応じても異なる。
【0007】
そこで従来、例えば特開2001−132827号公報に記載のごとく、上記のトルクシフトを補償するためハイ側のトルクシフト補償量を目標変速比に加算して指令変速比を求め、この指令変速比に変速制御装置を応動させ、つまり変速制御装置を目標変速比ではなくてこれにトルクシフト補償量を加算した指令変速比に応動させ、結果として変速終了後に実変速比がトルクシフトの発生にもかかわらず目標変速比に一致するようになすことを狙ったトルクシフト補償装置が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来は、トルクシフト補償量が変速機入力トルクと変速比とのマップとして予め設定されていてもマップが1種類のみであり、変速機入力トルクおよび変速比の組み合わせが同じであれば同じトルクシフト補償量が与えられる構成であったため、以下に説明する問題を生じていた。
【0009】
つまりトルクシフト補償量が従来のように1種類のみである場合、これを、最も使用頻度の高い自動変速(D)レンジの時に過不足のないトルクシフト補償がなされるよう決定するのが常識的である。
しかるに自動変速(D)レンジと、それ以外のスポーツ(L,Ds)レンジや、手動変速(M)モードとでは、与えるべきトルクシフト補償量が以下に説明する理由で異なる。
【0010】
一般的に指令変速比は、上記したように目標変速比およびトルクシフト補償量を加算したものをそのまま用いるのでなく、実変速比と目標変速比との偏差に応じた例えばPID(比例、積分、微分)制御によるフィードバック補償量を足し込んで求める。
ところで自動変速(D)レンジでは、目標変速比が常時変化しているほか、しかも広範囲に亘って変化するため、これと実変速比との偏差に応じたフィードバック補償量の蓄積(トルクシフトとは逆にロー側)が大きくなる傾向にある。
これに対し、それ以外のスポーツ(L,Ds)レンジや、手動変速(M)モードでは、特に、次の手動による変速指令があるまでは選択した手動変速段(目標変速比)を維持する手動変速(M)モードでは、目標変速比の変化頻度が低いし、目標変速比が変化する時もその変化幅が小さいため、これと実変速比との偏差に応じたフィードバック補償量の蓄積が小さい。
【0011】
そしてトルクシフト補償量は、フィードバック補償量の蓄積に起因した実変速比の目標変速比からの乖離をも解消して、当該フィードバック補償量の蓄積によっても実変速比が確実に目標変速比に一致するように決定する必要があることから、フィードバック補償量の蓄積(ロー側)が大きくなる自動変速(D)レンジでは、トルクシフト補償量(ハイ側)がその分大きくなるのに対し、自動変速(D)レンジ以外のスポーツ(L,Ds)レンジや、手動変速(M)モードではトルクシフト補償量を、フィードバック補償量の蓄積が小さい分小さくする必要がある。
【0012】
しかし従来のようにトルクシフト補償量が自動変速(D)レンジで好適となるように定められた1種類のみである場合、自動変速(D)レンジ以外のスポーツ(L,Ds)レンジや、手動変速(M)モードでトルクシフト補償量が過大となり、変速が終了した時に実変速比がトルクシフト補償量の過大分だけ目標変速比よりもハイ側にずれるという問題があった。
【0013】
本発明は、自動変速(D)レンジと、自動変速(D)レンジ以外とでトルクシフト補償量を異ならせ、いずれの場合も変速終了時に実変速比を確実に目標変速比に一致させ得るようにしたトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置を提案することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明は、請求項1に記載のごとく、
変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量を前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようになし、Dレンジにおいては発進時以外で最ロー変速比近辺の変速比の選択を禁止するようにしたトロイダル型無段変速機において、
前記最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さく設定し、
前記目標変速比に、前記トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して前記指令変速比を求め、
D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするものである。
【0015】
なお請求項1に記載のように構成する場合にあっては、請求項2に記載のごとく、
Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差をロー側変速比であるほど大きくするのがよい。
【0016】
本発明は更に、請求項3に記載のごとく、
変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量を前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようになし、Dレンジにおいても最ローを含む全ての変速比の選択を許可するようにしたトロイダル型無段変速機において
全ての変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さく設定し、
前記目標変速比に、前記トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して前記指令変速比を求め、
D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするものである。
【0017】
請求項3に記載のように構成する場合にあっては、請求項4に記載のごとく、
Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、最ロー近辺の変速比領域以外ではロー側変速比であるほど大きくし、最ロー近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させるのがよい。
【0018】
請求項1乃至4のいずれの構成を採用する場合にあっても、請求項5に記載のごとく、
Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、変速機入力トルクが大きいほど大きくするのがよい。
【0020】
また本発明は請求項に記載のごとく、
変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量と、前記目標変速比に対する前記実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようにしたトロイダル型無段変速機において、
Dレンジと、予め設定した複数の固定変速比の手動変速段を任意に手動選択可能な手動変速モードとを備え、
Dレンジと手動変速モードとでトルクシフト補償量が異なる場合には、これらDレンジおよび手動変速モード間での切り替え時に該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするものである。
【0021】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、目標変速比に加算して指令変速比を求めるためのトルクシフト補償量を以下のごとくに設定する。
つまり、Dレンジでは発進時以外、最ロー変速比近辺の変速比の選択を禁止するようにしたトロイダル型無段変速機の場合、
この最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さく設定する。
よって、最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域で、つまり常用変速比領域で、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量を D レンジでのトルクシフト補償量よりも小さくすることとなり、
当該常用変速比領域において、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量が従来のように過大となるのを防止することができ、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでかかるトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消し得る。
【0022】
請求項1に記載の発明によれば更に、目標変速比に、トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して指令変速比を求める場合において、
D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を上記積分制御によるフィードバック補償量に加算して指令変速比の算出に資するようにしたため、
上記の切り替え時にトルクシフト補償量の差に起因して指令変速比に段差を生ずるような場合においても、指令変速比を上記切り換え前の指令変速比から切り替え後の指令変速比に向けて滑らかに時系列変化させることができ、レンジ切り替え時にショックが発生するのを回避することができる。
【0023】
請求項2に記載の発明によれば、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差をロー側変速比であるほど大きくしたから、
ロー側変速比であるほどDレンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、ロー側変速比まで確実に上記の作用効果を達成することができる。
【0024】
請求項3に記載の発明によれば、目標変速比に加算して指令変速比を求めるためのトルクシフト補償量を以下のごとくに設定する。
つまり、Dレンジにおいて発進時以外でも最ローを含む全ての変速比の選択を許可するようにしたトロイダル型無段変速機の場合、
全ての変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さくする。
よって、全ての実用変速比領域で、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量を D レンジでのトルクシフト補償量よりも小さくすることとなり、
D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量が従来のように過大となるのを防止することができ、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードでかかるトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消し得る。
【0025】
請求項3に記載の発明によれば更に、目標変速比に、トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して指令変速比を求める場合において、
D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を上記積分制御によるフィードバック補償量に加算して指令変速比の算出に資するようにしたため、
上記の切り替え時にトルクシフト補償量の差に起因して指令変速比に段差を生ずるような場合においても、指令変速比を上記切り換え前の指令変速比から切り替え後の指令変速比に向けて滑らかに時系列変化させることができ、レンジ切り替え時にショックが発生するのを回避することができる。
【0026】
請求項4に記載の発明によれば、請求項3のように構成する場合において、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、最ロー近辺の変速比領域以外ではロー側変速比であるほど大きくし、最ロー近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させたから、
最ロー近辺の変速比領域以外ではロー側変速比であるほどDレンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、ロー側変速比まで確実に上記の作用効果を達成することができ、
また最ロー近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させたことにより以下の作用効果が奏し得られる。
【0027】
つまり最ロー変速比近辺においては、前記したパワーローラ支持部材が傾転ストッパに衝接するのを防止するため、前記機械的フィードバック系のフィードバックゲインを大きくしてあるが、これに加えてトルクシフト補償量が大きくされていると最ローへの変速が不能になることがある。
これに対し請求項4の発明は、上記のごとく最ロー近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させたから、最ローへの変速が不能になる事態を回避することができる。
【0028】
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至4のいずれの構成を採用する場合にあっても、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、変速機入力トルクが大きいほど大きくするから、
変速機入力トルクが大きいほどDレンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、如何なる変速機入力トルクのもとでも確実に前記した作用効果を達成することができ、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消することができる。
【0030】
請求項に記載の発明によれば、トルクシフト補償量だけでなく、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量をも目標変速比に加算して指令変速比を求めるものにおいて、
Dレンジと手動変速モードとでトルクシフト補償量が異なる場合には、これらDレンジおよび手動変速モード間での切り替え時に該切り替えによるトルクシフト補償量の差を上記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するため、
上記の切り替え時にトルクシフト補償量の差に起因して指令変速比に段差を生ずるような場合においても、指令変速比を上記レンジ切り換え前の指令変速比からレンジ切り替え後の指令変速比に向けて滑らかに時系列変化させることができ、レンジ切り替え時にショックが発生するのを回避することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態になるトルクシフト補償装置を具えたトロイダル型無段変速機の変速制御システムを示し、
トロイダル型無段変速機10は、ロックアップクラッチL/Uを有したトルクコンバータ11を経てエンジン12の回転を入力される入力ディスク13と、これに同軸配置した出力ディスク14と、これら入出力ディスク間に挟設したパワーローラ15とを具え、入出力ディスク13,14とパワーローラ15との間に介在する油膜の剪断によりパワーローラ15を介して入出力ディスク13,14間で動力の受け渡しを行うよう構成する。
【0032】
変速に当たっては、パワーローラ15を図示せざるパワーローラ支持部材(通常トラニオンと称せられる)と共にピストン式サーボ機構(図示せず)により、パワーローラ回転軸線が入出力ディスクの回転軸線と交差する中立位置から、パワーローラ回転軸線と直交するパワーローラ傾転軸線方向(図1に対して直角方向)へオフセットさせる。
これによりパワーローラ15が、ディスク13,14からの回転分力によりパワーローラ支持部材と共に傾転軸線周りに傾転され、両ディスク13,14に対する接触軌跡円弧径を連続的に変化することで、無段変速を生起させる。
【0033】
上記パワーローラ15のオフセットは、変速制御装置16の変速アクチュエータ(ステップモータ)17を目標とすべき変速比に対応したステップモータ指令値(ASTP)に応動させて行わせ、これに基づいて前記のごとくに生起される変速の進行状況を図示せざる機械的なフィードバック系を介して変速制御装置16にフィードバックすることで、実変速比が目標変速比に達した時にパワーローラ15が上記の中立位置に戻され、目標とすべき変速比を維持し得るようなものとする。
【0034】
ステップモータ指令値ASTPは変速制御コントローラ20により決定することとし、これがため変速機コントローラ20には、
車速VSPを検出する車速センサ30からの信号と、
アクセルペダル踏み込み量APOを検出するアクセル開度センサ31からの信号と、
トルクコンバータ11のタービン回転数Nt(変速機入力回転数)を検出する入力回転センサ32からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ33からの信号と、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ34からの信号と、
変速機作動油温Tempを検出する油温センサ35からの信号と、
変速制御の元圧であるライン圧PLを検出するライン圧センサ36からのMODE信号と、
運転者が希望する変速形態に応じて操作する37からの信号とを入力する。
【0035】
シフトレバー37は図示のように、駐車(P)レンジ位置と、後退走行(R)レンジ位置と、中立(N)レンジ位置と、自動変速(D)レンジ(自動変速モード)位置とを同列に有するほか、自動変速(D)レンジ(自動変速モード)位置の横に並べた手動変速(M)モード位置を有し、これらの位置に操作されるとき対応するレンジ信号およびモード信号を出力するものとする。
なお手動変速(M)モード位置においてシフトレバー37はアップシフト位置(+)とダウンシフト(−)位置との中間に弾支され、運転者がシフトレバー37をアップシフト位置(+)に倒す度に隣のハイ側手動変速段へのアップシフト指令を発し、運転者がシフトレバー37をダウンシフト(−)位置に倒す度に隣のロー側手動変速段へのダウンシフト指令を発するものとする。
【0036】
変速制御コントローラ20は、上記の入力情報を基に図2の制御プログラムを実行してステップモータ指令値ASTPを決定し、これを変速制御装置16のステップモータ17に出力してトロイダル型無段変速機10を所定通りに変速制御するものとする。
図2は、例えば10msec毎の定時割り込みにより繰り返し実行され、先ずステップS1において、図9に例示した予定の変速マップを基にアクセルペダル踏み込み量APOおよび車速VSPから、運転状態に応じた目標とすべき入力回転数DsrREVを求め、これを変速機出力回転数Noで除算することにより到達変速比(最終的に狙いとする変速比)DRatioを求める。
【0037】
具体的には、Dレンジなら図9の実線で示すアクセルペダル踏み込み量APOごとの自動変速線を基にアクセルペダル踏み込み量APOおよび車速VSPから目標入力回転数DsrREVを求め、これを変速機出力回転数Noで除算することにより到達変速比(最終的な目標変速比)DRatioを求め、
Mレンジなら、図9に実線で示すごとくに予め設定しておいた手動第1速変速段M1〜手動第6速変速段M6を表す手動変速線のうち選択中の変速段に対応した変速線を基に車速VSPから目標入力回転数DsrREVを求め、これを変速機出力回転数Noで除算することにより到達変速比(最終的な目標変速比)DRatioを求める。
次いでステップS2において、実変速比から上記到達変速比Dratioへの変速を所定の変速応答で行わせるための時々刻々の過渡的な(制御周期ごとの)目標変速比Ratio0を算出する。
【0038】
次のステップS3においては、図3に示す処理によりトルクシフト補償量TSrtoを求める。
図3のステップS11においては、エンジン回転数Neおよびアクセルペダル踏み込み量APOから、予定の図示しないマップを用いてエンジントルクTeを推定する。
ステップS12においては、エンジン回転数Neと入力回転数Ntより、トルクコンバータ11のトルク比tを、予め設定したマップないしテーブルに基づいて求める。
ステップS13においては、ステップS11で求めたエンジントルクTeに、ステップS12で求めたトルク比tを乗じて変速機入力トルクTinを求める。
【0039】
ステップS14においては、図1のMODE信号を基にDレンジかそれ以外(Mモード)かを判定し、DレンジであればステップS15において、上記の変速機入力トルクTinおよび図2のステップS2で求めた目標変速比Ratio0の前回値(実変速比)から、変速機入力トルクTinが280Nmである場合につき図10に実線で例示するDレンジ用のトルクシフト補償量マップを基にトルクシフト補償量TSrtoを求める。
ステップS14でDレンジ以外(Mモード)と判定する時は、ステップS16において、変速機入力トルクTinおよび目標変速比Ratio0の前回値(実変速比)から、変速機入力トルクTinが280Nmである場合につき図10に破線で例示するMモード用のトルクシフト補償量マップを基にトルクシフト補償量TSrtoを求める。
【0040】
ここでトルクシフト補償量TSrtoは、前記したごとく目標変速比Ratio0に対しハイ側(目標変速比を低下させる方向)の補正を行うものであることから、図10に示すように負値として与えられ、その絶対値が大きいときトルクシフト補償量が大きいと称する。
【0041】
図10に示すトルクシフト補償量TSrtoの特性について補足説明するに、これは、トロイダル型無段変速機がDレンジでは発進時以外、図10にRatio0=α1により示す変速比以上の最ロー変速比近辺の変速比の選択を禁止されている場合の特性で、Ratio0=α1より小さい変速比領域、つまり上記の最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域では、Mモードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さくする。
そして両者間におけるトルクシフト補償量の差を、変速比Ratio0がロー側であるほど大きくするが、上記の最ロー変速比近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させる。
【0042】
かように最ロー変速比近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させる理由を以下に説明する。
最ロー変速比近辺においては、パワーローラ支持部材が傾転ストッパに衝接するのを防止するため、機械的フィードバック系のフィードバックゲインを大きくしてあるが、これに加えてトルクシフト補償量が大きくされていると最ローへの変速が不能になることがあり、かかる事態を回避するために最ロー変速比近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させる。
しかしこの場合、最ロー変速比近辺の変速比領域とそれ以外のハイ側変速比領域との間でDレンジのトルクシフト補償量に段差を生じて違和感になる。
上記のごとくDレンジでは発進時以外、図10にRatio0=α1により示す変速比以上の最ロー変速比近辺の変速比の選択を禁止するのは、この違和感を防止するためである。
【0043】
なおトロイダル型無段変速機がDレンジにおいて発進時以外でも最ローを含む全ての変速比の選択を許可するようにしたものである場合、図10に示すものに代えて図11に例示するマップを基にトルクシフト補償量TSrtoを求めることとする。
図11も、図10と同様に変速機入力トルクTinが280Nmである場合のもので、実線はDレンジ用のトルクシフト補償量マップを示し、破線はMモード用のトルクシフト補償量マップを示す。
【0044】
これらから明らかなように、Dレンジに発進時以外でも最ローを含む全ての変速比の選択を許可したものにあっては、Ratio0=α1より小さい最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域では勿論のこと、最ロー変速比近辺の変速比領域においても、Mモードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さくする。
そして両者間におけるトルクシフト補償量の差を、変速比Ratio0がロー側であるほど大きくするが、上記の最ロー変速比近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を前記した理由により低下させて最ローへの変速が不能になるのを防止する。
【0045】
なお図10および図11の実線で示すDレンジ用のトルクシフト補償量特性、および破線で示すMモード用のトルクシフト補償量特性はいずれも、変速機入力トルクTinが280Nmである場合について示したが、
変速比Ratio0が1.00である場合について図12に示すように、実線で示すDレンジ用トルクシフト補償量と、破線で示すMモード用のトルクシフト補償量との間における差を変速機入力トルクTinが大きいほど大きくする。
【0046】
以上のようにして図2のステップS3(図3参照)でトルクシフト補償量TSrtoを求めた後は、図2のステップS4において、ステップS2で求めた目標変速比Ratio0と、変速機の入力回転数Ntを出力回転数Noで除算して求めた実変速比Ratio(=Nt/No)との偏差、および運転状態に応じたフィードバックゲインに基づくPID制御(P:比例制御、I:積分制御、D:微分制御)によってフィードバック補償量FBrtoを以下のように演算する。
【0047】
図2のステップS4は図4に示すごときもので、まずステップS21おいて、目標変速比Ratio0と実変速比Ratioとの変速比偏差RtoERRを求め、次にステップS22において、PID制御に用いるフィードバックゲインを運転状態に応じて決定する。
【0048】
図4のステップS21における変速比偏差RtoERRの演算処理は図5に示すようなもので、ステップS41において目標変速比Ratio0を読み込み、ステップS42において実変速比Ratio(=Nt/No)を演算し、ステップS43で変速比偏差RtoERR(=Ratio0−Ratio)を求める。
そしてステップS44において、今回の変速比偏差RtoERRと、前回の変速比偏差RtoERR(-1)から、変速比偏差の変化分DRtoERR=RtoERR-RtoERR(-1)を求める。
【0049】
図4のステップS22で行われるフィードバックゲインの決定処理は図6に示すごときもので、ステップS51において入力回転数Ntと車速VSPを読み込み、ステップS52で、これら入力回転数Ntと車速VSPから予定のテーブルSRFBT1(図示せず)を基に第1フィードバックゲイン(比例制御用のfbpdata1、積分制御用のfbidata1、および微分制御用のfbddata1)を求める。
【0050】
ステップS53では、油温Tempおよびライン圧PLを読み込み、ステップS54においては、これら油温Tempおよびライン圧PLから予定のテーブルSRFBT2(図示せず)を基に第2フィードバックゲイン(比例制御用fbpdata2、積分制御用fbidata2、微分制御用fbddata2)を求める。
【0051】
ステップS55では、上記第1および第2フィードバックゲインを対応するもの同士の乗算により、フィードバック補償量FBrtoの演算時に用いる最終的なフィードバックゲインを求める。
つまり、比例制御用のフィードバックゲインFbpDATAを、FbpDATA=fbpdata1×fbpdata2により求め、積分制御用のフィードバックゲインFbiDATAを、FbiDATA=fbidata1×fbidata2により求め、微分制御用のフィードバックゲインFbdDATAを、FbdDATA=fbddata1×fbddata2により求める。
【0052】
以上によるフィードバックゲインの決定後に実行すべき図4のステップS23では、車両が停車中であるか否かを、車速VSP=0または入力回転数Nt=0より判定する。
停車中であればステップS24において、積分制御によるフィードバック補償量IntgRと、最終的なフィードバック補償量FBrtoとを0にリセットする。
一方ステップS23で走行中と判定する場合は、ステップS25において現在の変速状態が急変速であるか否かを判定し、急変速であればステップS26へ制御を進め、急変速でなければ制御をステップS28へ進める。
【0053】
なお上記の急変速の判定は、上記ステップS2で所定の変速応答を求めてこれに対応するよう定めた時定数の判定結果を基に行い、定常状態からアクセルペダルの踏み込みまたは足戻しを行う場合、あるいはキックダウンや足戻しアップシフトの場合などで、到達変速比DRatioと目標変速比Ratio0(または実変速比Ratio)の偏差が大きくなる時をもって急変速と判定する。
【0054】
ステップS25で急変速と判定した場合に選択されるステップS26においては、図7につき後述するごとくに設定され、図8につき後述するごとくに計測されるタイマTimerが0になったか否かを判定し、0になるまではステップS27において、積分制御によるフィードバック補償量IntgRの変化量DIntgRを0に設定することにより積分制御によるフィードバック補償量IntgRを前回の値に保持し、積分制御によるフィードバック補償量IntgRが不正に蓄積されるのを防止する。
【0055】
ステップS25で急変速以外の通常変速と判定されたり、ステップS26でタイマTimerが0と判定される場合は、ステップS28において、通常の変速制御へ復帰すべくPID制御による通常のフィードバック補償を行うために、図5のステップS43で求めた変速比偏差RtoERRに、図6のステップS55で求めた積分制御用のフィードバックゲインFbiDATAを乗じて、積分制御によるフィードバック補償量の変化分DIntgRを演算する。
【0056】
ステップS27またはステップS28で上記のごとく積分制御によるフィードバック補償量の変化分DIntgRが求められた後はステップS29において、DレンジとDレンジ以外(Mモード)との間での切り替えがあったか否かを判定し、当該切り替えがあった時はその瞬時に1回のみステップS30で、今回のトルクシフト補償量TSrtoと前回のトルクシフト補償量TSrto(−1)との差ΔTSrto=TSrto−TSrto(−1)を算出し、上記の切り替えがない間はステップS31においてΔTSrtoを0にし続ける。
【0057】
ステップS32では、積分制御によるフィードバック補償量の前回値IntgR(−1)に、積分制御によるフィードバック補償量の変化分DIntgRと、ステップS30またはステップS31で定めたΔTSrtoとを合算して今回の積分制御によるフィードバック補償量IntgR{=IntgR(-1)+DIntgR+ΔTSrto}を求める。
次いでステップS33において、変速比偏差RtoERRと、比例制御用のフィードバックゲインFbpDATAと、変速比偏差の変化分DRtoERRと、微分制御用のフィードバックゲインFbdDATAと、積分制御によるフィードバック補償量IntgRとから次式によりPID制御によるフィードバック補償量FBrtoを求める。
Figure 0003980352
【0058】
上記のごとくフィードバック補償量FBrtoを求めた後の、図2のステップS5においては、ステップS2で求めた目標変速比Ratio0に、ステップS3で求めたトルクシフト補償変速比TSrto、およびステップS4で求めたフィードバック補償量FBrtoを加算して指令変速比DsrRTO=Ratio0+TSrto+FBrtoを求める。
【0059】
次のステップS6では、図示しない変速比とステップ数のマップを基に指令変速比DsrRTOから、指令変速比DsrRTOを実現するためのステップモータ17の目標ステップ数DsrSTPを演算する。
ステップS7では、この目標ステップ数DsrSTPと、作動油の油温Tempに基づいて、ステップモータ17の駆動速度を決定し、
ステップS8では、この駆動速度に応じてステップモータ17への指令値ASTPを演算し、
ステップS9で、ステップモータ17をステップモータ指令値ASTPに向けて駆動する。
【0060】
以下、図4のステップS25で急変と判定した時に選択されるステップS26で用いるタイマTimer、つまり積分制御によるフィードバック補償量の変化分の増大を規制する時間を定めるタイマTimerの設定要領および演算要領を図7および図8に基づいて説明する。
タイマTimerの設定は図7のフローチャートに基づいて行われ、先ずステップS71において、図2のステップS2で求めた変速時定数算出モードが、アクセルペダルの踏み込み状態または急踏み状態を示しているか、アクセルペダルの足戻し状態または急戻し状態を示しているか、その他の状態(アクセルペダル踏み込み量APOが一定)を示しているかをチェックする。
【0061】
スアクセルペダルの踏み込み状態または急踏み込み状態であれば、ステップS72で前回の時定数算出モードをチェックして、前回から踏み込み状態または急踏み込み状態であったか、それとも今回踏み込み状態または急踏み込み状態に移行したかを判定する。
ステップS71でアクセルペダルの足戻し状態または急戻し状態と判定する時は、ステップS76で前回の時定数算出モードをチェックして、前回から足戻し状態または急戻し状態であったか、それとも今回足戻し状態または急戻し状態に移行したかを判定する。
【0062】
ステップS71でその他の状態(アクセルペダル踏み込み量APOが一定)と判定したり、ステップS72で前回から踏み込み状態または急踏み込み状態であったと判定したり、ステップS76で前回から足戻し状態または急戻し状態であったと判定する場合、タイマTimerが既に設定済みであるから制御をそのまま終了してその設定を行わない。
【0063】
ステップS72でアクセルペダルの踏み込み状態へ移行したと判定する場合、ステップS73で現在の変速モードが、自動変速モードのDレンジと手動変速(M)モード(またはスイッチ変速モード)のいずれにあるかを判定し、自動変速モードであればステップS74において、タイマTimerの値をDICLRTIMDに設定し、手動変速モード(図中SW変速)であればステップS75において、タイマTimerの値をSDICLRTIMDに設定する。
ここで、ダウンシフトとなる時定数算出の踏み込みモードでは、通常走行の自動変速モードの方が手動変速モードよりも変速速度が大きいため、タイマTimerの値は、DICLRTIMD<SDICLRTIMDとなって、自動変速モードのタイマTimerの値の方を小さく設定する。
【0064】
ステップS76で今回足戻し状態または急戻し状態に移行した判定する場合、ステップS77において現在の変速モードが、自動変速モードと手動変速モード(またはスイッチ変速モード)のいずれにあるかを判定し、自動変速モードであればステップS78においてタイマTimerの値をDICLRTIMUに設定し、手動変速モード(図中SW変速)であればステップS79において、タイマTimerの値をSDICLRTIMUに設定する。
ここで、アップシフトとなる時定数算出の足戻しモードでは、通常走行の自動変速モードの方がマニュアルモードよりも変速速度が大きいため、タイマTimerの値は、DICLRTIMU<SDICLRTIMUとなって、自動変速モードのタイマTimerの値の方を小さく設定する。
【0065】
なお、足戻しと踏み込みモードでは、足戻し時のタイマTimerの値の方が小さく設定され、DICLRTIMU<DICLRTIMDSDICLRTIMU<SDICLRTIMDにする。
【0066】
上記のようにステップS71〜S78で設定されたタイマTimerの値は、図8のステップS81で0になったと判定されるまで、ステップS82において制御周期ごとに1ずつ減算され、タイマTimerの計測がなされる。
【0067】
以上説明したように本実施の形態においては、目標変速比Ratio0に加算して指令変速比DsrRTOを求めるためのトルクシフト補償量TSrtoを以下のごとくに設定するから、
つまり、図10につき前述したごとく自動変速(D)レンジでは発進時以外、最ロー変速比近辺の変速比(図10のα1以上)の選択を禁止するようにしたトロイダル型無段変速機の場合、この最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域(図10のα1未満)で、手動変速(M)モードでのトルクシフト補償量(図10の破線参照)を自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量(図10の実線参照)よりも小さくする(図3のステップS14〜ステップS16参照)。
【0068】
よって、最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域で、つまり常用変速比領域で、Mモードでのトルクシフト補償量を自動変速レンジでのトルクシフト補償量よりも小さくすることとなり、当該常用変速比領域においてMモードのトルクシフト補償量が従来のように過大となるのを防止することができ、かかるトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消し得る。
【0069】
なお本実施の形態によれば、Mモードでのトルクシフト補償量と自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量との間における差を図10に示すようにロー側変速比であるほど大きくしたから、
ロー側変速比であるほど自動変速レンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、ロー側変速比まで確実に上記の作用効果を達成することができる。
【0070】
ところで、図11につき前述したように自動変速(D)レンジにおいて発進時以外でも最ローを含む全ての変速比の選択を許可するようにしたトロイダル型無段変速機の場合、図11に示すごとく全ての変速比領域で、Mモードでのトルクシフト補償量を自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量よりも小さくしたから、
全ての実用変速比領域でMモードのトルクシフト補償量が従来のように過大となるのを防止することができ、かかるトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消し得る。
【0071】
なお図11のようにMモードでのトルクシフト補償量と自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量との間に大小関係を定める場合において両者間の差を、最ロー近辺の変速比領域以外(図11のα1未満)ではロー側変速比であるほど大きくし、最ロー近辺の変速比領域(図11のα1以上)では自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量を図11のように低下させたから、
最ロー近辺の変速比領域以外ではロー側変速比であるほど自動変速レンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、ロー側変速比まで確実に上記の作用効果を達成することができ、
また最ロー近辺の変速比領域では自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量を低下させたことにより以下の作用効果が奏し得られる。
【0072】
つまり最ロー変速比近辺においては、前記したパワーローラ支持部材が傾転ストッパに衝接するのを防止するため、前記機械的フィードバック系のフィードバックゲインを大きくしてあるが、これに加えてトルクシフト補償量が大きくされていると最ローへの変速が不能になることがある。
これに対し図11に示すごとく最ロー近辺の変速比領域では自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量を低下させる場合、最ローへの変速が不能になる上記の事態を回避することができる。
【0073】
なお図10および図11のいずれのようにトルクシフト補償量を定めるにしても、図12に示すごとくMモードでのトルクシフト補償量と自動変速(D)レンジでのトルクシフト補償量との間における差を、変速機入力トルクTinが大きいほど大きくする場合、変速機入力トルクTinが大きいほど自動変速(D)レンジでの前記したフィードバック補償量の蓄積が大きくなるのに良く符合して、如何なる変速機入力トルクのもとでも確実に前記した作用効果を達成することができ、Mモードにおいてトルクシフト補償量の過大により実変速比が目標変速比よりもハイ側にされるという問題を解消することができる。
【0074】
更に本実施の形態によれば図2のステップS5におけるごとく、目標変速比Ratio0に、トルクシフト補償量TSrtoと、目標変速比Ratio0に対する実変速比Ratioの偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量IntgR(PID制御によるフィードバック補償量FBrtoに含まれる:図4のステップS33参照)とを加算して指令変速比DsrRTOを求めるに際し、図4のステップS29〜ステップS32につき前述したごとく、自動変速(M)レンジと、自動変速レンジ以外(Mモード)との間での切り替え時は、この切り替えによるトルクシフト補償量の差ΔTSrto(ステップS30参照)を積分制御によるフィードバック補償量IntgRに加算して(ステップS32参照)指令変速比DsrRTOの算出に資するため、以下の作用効果が奏し得られる。
【0075】
図13は、瞬時t1にDレンジからMモードへの切り替えが行われて当該レンジ切り替え時にトルクシフト補償量の差ΔTSrtoに起因して指令変速比DsrRTOに破線で示すような段差を生ずる場合の動作タイムチャートを示す。
本実施の形態においては、切り替え時t1におけるトルクシフト補償量の差ΔTSrtoを積分制御によるフィードバック補償量IntgRに加算することで、PID制御によるフィードバック補償量FBrtoが破線から実線で示すように変化されることとなり、このフィードバック補償量FBrtoを足して求める指令変速比DsrRTOを実線で示すように、上記モード切り換え前の指令変速比からモード切り替え後の指令変速比に向けて滑らかに時系列変化させることができ、レンジ切り替え時にショックが発生するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態になるトルクシフト補償装置を具えたトロイダル型無段変速機の変速制御システム図である。
【図2】 図1における変速制御コントローラが実行する変速制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図3】 同メインルーチンにおけるトルクシフト補償量算出プログラムに係わるサブルーチンを示すフローチャートである。
【図4】 同メインルーチンにおけるフィードバック補償量算出プログラムに係わるサブルーチンを示すフローチャートである。
【図5】 同フィードバック補償量算出プログラムにおける変速比偏差算出処理に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。
【図6】 同フィードバック補償量算出プログラムにおけるフィードバックゲイン決定処理に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。
【図7】 同フィードバック補償量算出プログラムにおけるタイマセット処理を示すフローチャートである。
【図8】 同タイマカウント処理のプログラムを示すフローチャートである。
【図9】 トロイダル型無段変速機の変速パターンを示す線図である。
【図10】 変速機入力トルクを一定として、変速比とトルクシフト補償量との関係を変速モードごとに示した特性線図である。
【図11】 他の形式のトロイダル型無段変速機におけるトルクシフト補償量の変化特性を示す、図10と同様な特性線図である。
【図12】 変速比を一定として、変速機入力トルクとトルクシフト補償量との関係を変速モードごとに示した特性線図である。
【図13】 DレンジからMモードに切り替えた時における本発明トルクシフト補償装置の動作を、従来の動作と比較して示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10 トロイダル型無段変速機
11 トルクコンバータ
12 エンジン
13 入力ディスク
14 出力ディスク
15 パワーローラ
16 変速制御装置
17 ステップモータ(変速アクチュエータ)
20 変速制御コントローラ
30 車速センサ
31 アクセル開度センサ
32 変速機入力回転センサ
33 変速機出力回転センサ
34 エンジン回転センサ
35 油温センサ
36 ライン圧センサ
37 シフトレバー

Claims (6)

  1. 変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量を前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようになし、Dレンジにおいては発進時以外で最ロー変速比近辺の変速比の選択を禁止するようにしたトロイダル型無段変速機において、
    前記最ロー変速比近辺の変速比を除くハイ側変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さく設定し、
    前記目標変速比に、前記トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して前記指令変速比を求め、
    D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
  2. 請求項1において、
    Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差をロー側変速比であるほど大きくしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
  3. 変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量を前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようになし、Dレンジにおいても最ローを含む全ての変速比の選択を許可するようにしたトロイダル型無段変速機において、
    全ての変速比領域で、Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量をDレンジでのトルクシフト補償量よりも小さく設定し、
    前記目標変速比に、前記トルクシフト補償量と、目標変速比に対する実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを加算して前記指令変速比を求め、
    D レンジと、 D レンジ以外のレンジまたは手動変速モードとの間での切り替え時は、該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
  4. 請求項3において、
    Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、最ロー近辺の変速比領域以外ではロー側変速比であるほど大きくし、最ロー近辺の変速比領域ではDレンジでのトルクシフト補償量を低下させたことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項において、
    Dレンジ以外のレンジまたは手動変速モードでのトルクシフト補償量とDレンジでのトルクシフト補償量との間における差を、変速機入力トルクが大きいほど大きくしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
  6. 変速後における目標変速比と実変速比との間のトルクシフトを補償するトルクシフト補償量と、前記目標変速比に対する前記実変速比の偏差に応じた積分制御によるフィードバック補償量とを前記目標変速比に加算して求めた指令変速比に変速制御装置を応動させて前記目標変速比を達成するようにしたトロイダル型無段変速機において、
    Dレンジと、予め設定した複数の固定変速比の手動変速段を任意に手動選択可能な手動変速モードとを備え、
    Dレンジと手動変速モードとでトルクシフト補償量が異なる場合には、これらDレンジおよび手動変速モード間での切り替え時に該切り替えによるトルクシフト補償量の差を前記積分制御によるフィードバック補償量に加算して前記指令変速比の算出に資するよう構成したことを特徴とするトロイダル型無段変速機のトルクシフト補償装置。
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