JP3985469B2

JP3985469B2 - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP3985469B2
Application number: JP2001182803A
Authority: JP
Inventors: 明裕牧山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2002372143A

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に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
無段変速機を用いた自動変速機の変速制御においては、一般に車速とスロットル開度に応じて無段変速機の目標入力回転数を決めて変速比を制御する構成となっており、特性としてはスロットル開度が増大するほど目標入力回転数ないし変速比が大きくなるように制御される（特開平4-54371号公報参照）。しかしながら、このような制御によると、運転者が加速のためにアクセルペダルを大きく踏み込んだとしても、このときのスロットル開度の増大に対して実変速比が増大するまでにはある程度の時間がかかるため、エンジン回転数はすぐに上昇するにもかかわらず駆動力が増大せず、その間はエンジンが空吹かしされたような状態となり運転者に違和感を与える。
【０００３】
この対策としては、加速要求の大きなときには変速比変化を抑制することが考えられ、例えばスロットル開度がしきい値以上になったら変速比を一定に固定するものが提案されている（特許第2593432号）。一定変速比の決め方はスロットル開度がしきい値における変速マップ上の変速比になる。このように、大きな変速比になる前に変速比を固定することにより、エンジン回転の増加が速やかに駆動力の増加をもたらすので、スロットル増加から加速感が得られるまでの時間的遅れが短くなり、それだけ違和感が減少すると共に体感上の加速応答性が向上する。
【０００４】
しかしながらその反面、このような一定変速比の決定方法では、スロットル開度を前記しきい値およびヒステリシス設定分から戻さない限り一定変速比に保たれたままとなり、運転者の当初の加速意図が満たされた後も変速比の変化が起こらないので、そのことが却って違和感をもたらすことになってしまう。言い換えれば、変速比変化を発生させるためには、アクセルペダルを意図して大きく戻す操作が必要になってしまう。
【０００５】
本発明は、運転者の加速要求による変速比変化抑制の制御の解除を、アクセルペダルを過度に戻すことなく行えるようにすることで、加速時の違和感を解消した変速制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、無段変速機の変速制御装置において、運転者による加速要求を判定する加速要求判定手段と、運転者の加速要求に基づいて変速比変化を抑制する変速比変化抑制手段と、変速比抑制状態下での運転者の加速要求状態の変化に基づいて抑制制御を解除し、加速要求が減少するほど抑制制御を解除しやすくする抑制制御解除手段と、抑制制御を開始してからの経過時間を計測する経過時間計測手段と、経過時間が増大するほど加速要求の減少が進んでいると判断する判断手段とを備える。
【０００８】
第２の発明は、アクセル開度を検出するアクセルセンサを備え、加速要求判定手段は、アクセルセンサからの信号により代表させた加速要求を運転者による加速要求と判定し、加速要求が第１の設定値以上に増大したか否かを判定する第１の判定手段と、抑制制御中の加速要求状態に応じて第２の設定値を設定する第２の設定値設定手段と、加速要求が第２の設定値以下に低下したか否かを判定する第２の判定手段とを備え、変速比変化抑制手段は、加速要求が第１の設定値以上に増大したとき抑制制御を開始し、加速要求が第２の設定値以下に低下したとき抑制制御を解除する。
【０００９】
第３の発明では、第２の設定値設定手段は、第２の設定値を、前記抑制制御を開始したときの加速要求が大であるほど小さな値となるように可変的に設定する。
【００１０】
第４の発明では、第２の発明において、第２の設定値設定手段は、第２の設定値を、前記抑制制御を開始してからの経過時間に応じて増大させ、かつ抑制制御開始時の加速要求が大であるほど前記増大させる速度を大に設定する。
【００１１】
第５の発明では、前記第２の発明において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段を備え、第２の設定値設定手段は、前記抑制制御開始後の車両の加速度が大であるほど、第２の設定値を増大させる速度を大に設定する。
【００１２】
第６の発明では、前記第２の発明において、運転者の加速要求を、アクセル開度および／またはアクセル開度の変化速度に基づいて判定する。
【００１３】
第７の発明では、前記第１の発明において、前記抑制制御時には無段変速機の変速比を固定する変速比固定手段をさらに備える。
【００１４】
第８の発明では、前記第７の発明における固定変速比を、前記抑制制御開始時の変速比に所定の変速比を加算して設定する固定変速比設定手段をさらに備える。
【００１５】
第９の発明では、前記第８の発明において、変速比固定変速手段は、変速比加算量を、前記抑制制御開始時のアクセル開度が大であるほど大きな値に設定する。
【００１６】
第１０の発明では、前記第８の発明において、変速比固定変速手段は、変速比加算量を、前記抑制制御開始時のアクセル開度の変化速度が大であるほど大きな値に設定する。
【００１７】
第１１の発明では、前記第８〜第１０の発明において、車速を検出する手段を備え、固定変速比設定手段は、前記変速比加算量を車速が大きいときほど小さな値に設定する。
【００１８】
【作用・効果】
前記第１の発明以下の各発明によれば、運転者による加速要求の減少に伴い変速比変化の抑制状態が解除されやすくなるので、加速要求が充たされた後に必要以上に変速比変化の抑制状態が継続することによる違和感を軽減することができる。また、加速要求による変速比抑制状態が継続するほど変速比変化の抑制が解除されやすくなる。一般的に加速意図は時間の経過と共に低下していくことから、これにより簡単な構成で運転者の加速要求の低下に対応することが出来る。
【００２０】
第２の発明によれば、アクセル開度に応じて運転者の加速要求を的確に判定して、加速要求が満たされた後にアクセルペダルを大きく戻すことなく変速比変化の抑制状態を解除することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、加速要求が大きいときには抑制制御開始以降の初期ほど当該抑制制御が解除されにくくなるので、より確実に運転者の加速要求に応えることができる。
【００２２】
第４の発明によれば、運転者の加速の意図に対してより適切に変速比変化の抑制制御を行うことができる。すなわち、一般的に加速要求が大きいときには初期の加速度に対する要求は大きいものの、加速度の持続時間に対する要求は短い傾向にある。逆に、加速要求がやや大きめ程度のときには初期の加速度に対する要求は小さいものの、加速度の持続時間に対する要求は長くなる傾向がある。本発明によれば、このような運転者の一般的な傾向に的確に対応することができる。
【００２３】
第５の発明によれば、車両の実際の加速度が大であるほど運転者の加速要求がより確実に満たされるので、必要以上に抑制モードが継続することによる違和感を軽減することができる。なお加速度は、例えば車速の変化速度として求めることができる。
【００２４】
第６の発明によれば、運転者のアクセル操作状態に基づいて的確に加速要求を判定することができる。
【００２５】
第７の発明によれば、加速当初にエンジン回転のみが上昇する違和感を抑制することができる。
【００２６】
第８の発明によれば、加速開始時の変速比に応じて変速比が増加設定されるので、常に適切なダウンシフト量が得られる。例えば、加速開始時点の変速比が小さい（高車速側）であった場合には十分なダウンシフト量を設定して良好な加速性能を発揮させることができる。また、加速開始時点の変速比が大きい（低車速側）の場合には、ダウンシフト量を適度に抑えて空吹かししたような感覚を軽減することができる。
【００２７】
第９の発明または第１０の発明によれば、加速要求に応じたダウンシフト量が得られ、すなわち運転者の意図により合致した加速性能が発揮される。
【００２８】
第１１の発明によれば、高車速での大幅なダウンシフトによる入力回転の急増を防止できる。また一般に低車速では高車速によりも同じアクセル開度に対する加速の要求度が大きいが、本発明によれば車速が小さいときにはそれだけ変速比加算量が大きくなり十分な加速ができることになるので、より運転者の意図に合致した加速性能が得られる。
【００２９】
【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説明する。図１は本発明による変速制御装置を備えた車両の概略構成を示したもので、エンジン１の駆動力は、トルクコンバータおよび正逆切換機構２、無段変速機３、最終減速機および差動機構４を介して駆動輪５に伝達される。エンジン１は、エンジンコントローラ６によって燃料噴射量制御、点火時期制御などが行われる。無段変速機３は、無段変速機コントローラ７によって変速比が無段階に制御される。制御装置８は、前記各コントローラ６，７と共にマイクロコンピュータおよびその周辺装置から構成され、総合的な車両の制御を行う。この制御装置８には、アクセル開度（アクセルペダル操作量）を検出するアクセルセンサ９、車両の走行速度を検出する車速センサ１０、駆動輪５の角速度を検出するための車輪速センサ１１、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転センサ１２などが接続されている。前記無段変速機コントローラ７が本発明の制御手段に、アクセルセンサ９と車速センサ１０が本発明の運転状態検出手段に、それぞれ対応し、無段変速機コントローラ７は主としてアクセル開度信号と車速信号とに基づいて図２以下に例示したような制御ルーチンにより変速比制御を行う。なお、以下の説明においては前記無段変速機３として可変プーリ機構によるベルト式ＣＶＴを想定し、変速比をプーリ比という語で表す場合がある。プーリ比または変速比は減速比と同義であり、すなわちその値は入力プーリ回転数／出力プーリ回転数を表している。
【００３０】
図２と図３は、本発明による変速比制御の実施形態を表しており、前記コントローラ７内のマイクロコンピュータにより周期的に実行される制御ルーチンである。図２は運転状態に応じて変速比を可変制御する制御モード（これを以下「ノーマルモード」という。）から所定の加速条件を満たしたときに変速比を固定する制御モード（これを以下「リニアモード」という。）へと移行させるルーチンを、図３はリニアモードからノーマルモードへと復帰させるルーチンを、それぞれ表している。なお、各図には明記しないが、これらのルーチンのバックグラウンドにおいて運転状態としてアクセル開度APOと車速VSPの検出処理が行われる。また、以下の説明中で符号Ｓを付して示した数字は図２または図３中の処理ステップに対応している。
【００３１】
図２に示した制御ルーチンでは、まずアクセル開度APOを加速判定の基準値APOLと比較する。APO≦APOLであれば、リニアモードに移行する必要のない比較的定常的な運転状態であるので、ノーマルモードの変速比設定を行い、当該設定変速比を無段変速機に指令して今回の処理を終了する（Ｓ２０１〜２０３）。前記ノーマルモードの変速比は、車速VSPとアクセル開度APOから図４に例示したようなマップを参照して無段変速機の入力回転数を求め、これを目標入力回転数として無段変速機を制御することで実現する。
【００３２】
前記アクセル開度判定においてAPO＞APOLであった場合には、リニアモードへの移行にあたって、再設定禁止状態が解除されているか否かを判定する。これは後述するリニアモードが解除された直後に直ちにまたリニアモードに復帰するとハンチングにより制御の安定性が損なわれることから、例えばリニアモード解除以後にアクセル開度がいったん所定の低開度以下にまで低下したこと、あるいは前記リニアモードの解除から一定時間が経過したことを判定し、この条件を満たしていない場合はノーマルモードに復帰させる（Ｓ２０４）。
【００３３】
前記再設定禁止条件に該当しない場合には、次に加速要求判定を行う（ステップ２０５）。これは、例えば図５に示したように、アクセル開度とその変化速度の組み合わせにより、低開度域で比較的変化速度が遅い状態を最も加速要求の小さいモードＡ、低開度域で比較的変化速度が速い状態を加速要求が中程度のモードＢ、大開度域では変化速度にかかわらず最も加速要求が大きいモードＣとする。次いで、これら３段階の加速要求の判定結果とそのときの車速VSPとに基づいて図６に例示したマップから加算プーリ比を求める（Ｓ２０６）。加算プーリ比は、リニアモードへと移行する直前に図４のマップで求めたプーリ比（入力回転数）に対する増加補正分であり、この増加補正した結果を指令変速比として無段変速機に出力する（Ｓ２０７〜２０８）。前記加算プーリ比は、図６の特性に見られるように加速要求が大きいときほど増分を大きくして、要求に見合った加速性能が得られるようにしている。ただし高車速域ほどエンジン回転数および出力に余裕が少なくなるので、車速が増大するほど加算量も減るようにしている。
【００３４】
前述のようにしてリニアモードに入ったのちは、前記増加補正した変速比を維持しつつ、図３に示したルーチンによりリニアモードの解除条件の判定を行う。このルーチンでは、まずリニアモードに入った直後か否かを示すフラグＦをリセットし（Ｓ３０１）、次いでこのフラグ判定によりリニアモード移行直後（Ｆ＝０）は、図５に示したのと同様の手法により加速要求判定を行い、モードに応じて加速要求係数の初期値とその減算係数を決定する（Ｓ３０２〜３０５）。加速要求係数は運転者の加速要求の大きさを代表する係数、減算係数はこれを経過時間等に応じて減少させるための係数であり、それぞれ図７，図８に示したように加速要求が大きいモードほど大きな値が設定される。なお、前記加速要求を表すモードと各係数はこの場合３段階であるが、それぞれより多段階あるいは無段階的に設定するようにしてもよい。
【００３５】
この処理ののち、フラグＦを１にセットし、前記加速要求係数の初期値と減算係数とを用いて、次に例示するような手法により加速要求係数を算出する（Ｓ３０７）。
・加速要求係数＝加速要求係数初期値−リニアモード継続時間×減算係数 … （１）
または
・加速要求係数=加速要求係数初期値−リニアモード継続時間×減算係数−リニアモードでの加速度の積算値×α' … （２）
あるいは、減算係数を用いずに、次のような算出手法により加速要求係数を算出してもよい。
・加速要求係数＝加速要求係数初期値−リニアモードでの加速度の積算値×α … （３）
または
・加速要求係数=加速要求係数初期値−リニアモードでの駆動力の積算値×β … （４）
ただし前記（２）〜（４）式において、α、β、α'は予め定められた係数である。
【００３６】
（１）式を用いた場合、時間の経過とともに解除しきい値が大きくなる。（２）式を用いた場合、時間の経過とともに解除しきい値が大きくなるだけでなく、リニアモードでの加速度の積算値が大きくなるほど解除しきい値が大きくなる。（３）式を用いた場合、リニアモードでの加速度の積算値が大きくなるほど解除しきい値が大きくなる。（４）式を用いた場合、リニアモードでの駆動力の積算値が大きくなるほど解除しきい値が大きくなる。
【００３７】
次いで、図９に例示したマップを参照して、前記加速要求係数からリニアモード解除しきい値APOXを求め、これと実アクセル開度APOとの比較により解除判定を行う（Ｓ３０８〜３０９）。開度判定においてAPO≧APOXであるあいだは本ルーチンを継続してリニアモードを維持する。ただしフラグ判定により、以後の処理ではＳ３０３からＳ３０６の処理は迂回し、加速要求係数の演算処理のみを行う。開度判定においてAPO＜APOXとなれば、これは運転者の加速要求が低下したことに対応しているので、図２に示したノーマルモードでの判定処理に復帰する。
【００３８】
図１０に従来技術による制御特性を、図１１に本発明による制御特性をそれぞれ示す。図１０に示したように、従来の手法ではリニアモードからの解除を固定的な基準値（アクセル開度）によって判定していたため運転者の加速要求の終了に対してノーマルモードに戻るタイミングに遅れが発生し、違和感を生じていた。これに対して本発明によれば、運転者の加速要求の変化に対応してリニアモードからノーマルモードへと復帰する基準値を可変設定しているので、運転者の加速要求の度合に応じて的確にノーマルモードへと復帰させることができ、したがって加速要求の減少後も変速比変化が抑制された状態が継続することによる違和感を生じにくい。
【００３９】
なお、前記実施形態では変速比を抑制する制御として変速比を固定するリニアモードを設定するものとしたが、これに限らず、例えば加速状態では運転条件の変化あるいは時間経過とともにノーマルモードでの変速比変化より遅れて変速比が変化するような制御を行うものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速制御装置を搭載した車両の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】前記実施形態のコントローラにより実行される処理ルーチンを表す第１の流れ図。
【図３】前記実施形態のコントローラにより実行される処理ルーチンを表す第２の流れ図。
【図４】運転状態に応じて変速比（入力回転数）を与えるマップの一例の説明図。
【図５】運転者の加速要求度合を設定するためのマップの一例の説明図。
【図６】加速要求度合と車速とに応じて加算プーリ比を与えるマップの一例の説明図。
【図７】加速要求度合に応じて加速要求初期値を与えるマップの一例の説明図。
【図８】加速要求度合に応じて加速要求の減算係数を与えるマップの一例の説明図。
【図９】加速要求係数に応じてリニアモードからノーマルモードへと復帰するための基準アクセル開度を与えるマップの一例の説明図。
【図１０】従来技術の制御手法によるタイミング図。
【図１１】本発明の制御手法によるタイミング図。
【符号の説明】
１エンジン
２トルコン・正逆切換機構
３無段変速機
４最終減速機・差動機構
５駆動輪
６エンジンのコントローラ
７無段変速機のコントローラ
８制御装置
９アクセルセンサ
１０車速センサ
１１車輪速センサ
１２エンジン回転数センサ

Claims

無段変速機の変速制御装置において、
運転者による加速要求を判定する加速要求判定手段と、
運転者の加速要求に基づいて変速比変化を抑制する変速比変化抑制手段と、
変速比抑制状態下での運転者の加速要求状態の変化に基づいて前記抑制制御を解除し、加速要求が減少するほど前記抑制制御を解除しやすくする抑制制御解除手段と、
前記抑制制御を開始してからの経過時間を計測する経過時間計測手段と、
前記経過時間が増大するほど加速要求の減少が進んでいると判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
アクセル開度を検出するアクセルセンサを備え、
前記加速要求判定手段は、前記アクセルセンサからの信号により代表させた加速要求を運転者による加速要求と判定し、
前記加速要求が第１の設定値以上に増大したか否かを判定する第１の判定手段と、
抑制制御中の加速要求状態に応じて第２の設定値を設定する第２の設定値設定手段と、
前記加速要求が前記第２の設定値以下に低下したか否かを判定する第２の判定手段と、
を備え、
前記変速比変化抑制手段は、前記加速要求が第１の設定値以上に増大したとき前記抑制制御を開始し、前記加速要求が第２の設定値以下に低下したとき前記抑制制御を解除することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記第２の設定値設定手段は、前記第２の設定値を、前記抑制制御を開始したときの加速要求が大であるほど小さな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記第２の設定値設定手段は、前記第２の設定値を、前記抑制制御を開始してからの経過時間に応じて増大させ、かつ抑制制御開始時の加速要求が大であるほど前記増大させる速度を大に設定することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
車両の加速状態を検出する加速状態検出手段を備え、
前記第２の設定値設定手段は、前記抑制制御開始後の車両の加速度が大であるほど、前記第２の設定値を増大させる速度を大に設定することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記加速要求判定手段は、前記加速要求を、アクセル開度および／またはアクセル開度の変化速度に基づいて判定することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記抑制制御時に無段変速機の変速比を固定する変速比固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記固定変速比を、前記抑制制御開始時の変速比に所定の変速比を加算して設定する固定変速比設定手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記固定変速比設定手段は、前記変速比加算量を、前記抑制制御開始時のアクセル開度が大であるほど大きな値に設定することを特徴とする請求項８に記載の無段変速機の変速制御装置。
前記固定変速比設定手段は、前記変速比加算量を、前記抑制制御開始時のアクセル開度の変化速度が大であるほど大きな値に設定することを特徴とする請求項８に記載の無段変速機の変速制御装置。
車速を検出する手段を備え、
前記固定変速比設定手段は、前記変速比加算量を車速が大きいときほど小さな値に設定することを特徴とする請求項８から請求項１０の何れかに記載の無段変速機の変速制御装置。