JP4013690B2 - 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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4013690B2 JP4013690B2 JP2002221165A JP2002221165A JP4013690B2 JP 4013690 B2 JP4013690 B2 JP 4013690B2 JP 2002221165 A JP2002221165 A JP 2002221165A JP 2002221165 A JP2002221165 A JP 2002221165A JP 4013690 B2 JP4013690 B2 JP 4013690B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- control
- displacement
- continuously variable
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Control Of Transmission Device (AREA)
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し、特に入出力ディスクの回転周期に基づく変速制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られている。これらの無段変速機は、目標変速比と変速比との偏差に応じて、この偏差がなるなるように制御するもので、例えば特公平６−１０３０６７号公報が知られている。この公報には、目標変速比と変速比との偏差を算出し、該偏差をなくす方向に、前記偏差の大きさに応じて変速アクチュエータの駆動速度を指令している。これにより、定常偏差を取り除くことができるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変速比が、無段変速機の入力回転数と出力回転数との比で演算されており、前記入力回転数は、それぞれの回転軸に同期して発生されるパルス信号の周期で演算される場合、回転数が小さくなったときに下記に示す問題が発生する虞がある。
【０００４】
すなわち、図１４（ａ）に示すように、変速比の更新周期が制御周期よりも短い場合は、制御周期ごとに変速アクチュエータの駆動速度が更新されるため、偏差の補償が早い。しかし、変速比の更新周期が制御周期より長くなると、制御周期ごとに駆動速度が更新されない。このとき変速アクチュエータは、次に変速比が更新されるまで、前回更新時の変速比の偏差に応じた速度で駆動し続ける。すると、図１４（ｂ）に示すように、変速アクチュエータが必要以上に動きすぎて、偏差が|ａ|→|ｂ|→|ｃ|と広がる可能性がある。これに起因して、仮に偏差が広がった場合、次に変速比が更新されたときの制御タイミング以降で、変速アクチュエータは動きすぎた分だけ戻される。しかしながら、次の更新周期もまた長い場合、今度は逆方向に動きすぎて、逆方向の偏差が広がる可能性がある。結果として、変速比のハンチングが起きる可能性があり、熱や変速の違和感が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速比の更新周期が長くなったとしても、安定した変速制御を達成することが可能な無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、与えられる電気信号に応じて変位する変速アクチュエータと、該変速アクチュエータにより駆動され、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と、該無段変速機の入力回転に同期したパルス信号の周期を検出する入力周期検出手段と、前記無段変速機の出力回転に同期したパルス信号の周期を検出する出力周期検出手段と、検出された入力周期及び出力周期との比から変速比を演算する変速比演算手段と、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、設定された目標変速比と演算された変速比との偏差を算出する偏差算出手段と、算出された偏差の大きさに応じて駆動速度指令値を演算し、該駆動速度により前記偏差がなくなる方向へ変速アクチュエータを駆動する速度制御手段と、を備えた無段変速機の変速制御装置において、変速アクチュエータ変位指令値に基づいて変速アクチュエータを駆動する変位制御手段と、前記変速比の更新周期が前記速度制御手段の制御周期より長いかどうかを判断し、前記更新周期が前記制御周期より短いときは前記速度制御手段を選択し、前記制御周期より長いときは前記変位制御手段を選択する変速制御選択手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明では、更新周期が速度制御手段の制御周期より長いときは変位制御手段が選択されることで、制御周期内で変速比の更新が行われない場合であっても、変速アクチュエータが駆動し続けることがなく、変位指令値により変位が停止する。このため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱の発生や変速の違和感を抑制することができる。
また、速度制御手段で最も速く駆動速度が更新できる間は速度指令値として、制御周期ごとに駆動速度が更新できなくなってからは変位指令値に切り換えるため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機１０（以下ＴＣＶＴと記載する）のスケルトン図を示し、図２はＴＣＶＴ１０の断面、および変速制御系の構成を示すものである。
【０００９】
図１中左側に設けられる動力源としての図外のエンジン回転が、トルクコンバータ１２を介してＴＣＶＴ１０に入力される。このトルクコンバータ１２は、一般によく知られるように、ポンプインペラ１２ａ、タービンランナ１２ｂおよびステータ１２ｃを備え、特に本実施の形態１のトルクコンバータ１２ではロックアップクラッチ１２ｄが設けられている。また、トルクコンバータ１２の出力回転軸１４と同軸上に配置されるトルク伝達軸１６が設けられ、該トルク伝達軸１６に第１トロイダル変速部１８と第２トロイダル変速部２０とがタンデム配置されている。
【００１０】
これら第１，第２トロイダル変速部１８，２０は、それぞれの対向面がトロイド曲面に形成される一対の第１入力ディスク１８ａ，第１出力ディスク１８ｂおよび第２入力ディスク２０ａ，第２出力ディスク２０ｂと、これら第１入出力ディスク１８ａ，１８ｂおよび第２入出力ディスク２０ａ，２０ｂのそれぞれの対向面間に摩擦接触されるパワーローラ１８ｃ，１８ｄおよび２０ｃ，２０ｄとによって構成される。
【００１１】
第１トロイダル変速部１８は、トルク伝達軸１６の図中左方に配置されると共に、第２トロイダル変速部２０は、トルク伝達軸１６の図中右方に配置され、かつ、それぞれの第１入力ディスク１８ａおよび第２入力ディスク２０ｂは互いに内側に配置されている。
【００１２】
一方、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合された出力ギア２８にスプライン嵌合され、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達された回転力は、この出力ギア２８及びこれに噛合される入力ギア３０ａを介してカウンターシャフト３０に伝達され、更に、回転力出力経路を介して図外の出力軸に伝達される。
【００１３】
第１入力ディスク１８ａの外側にはローディングカム装置３４が設けられている。このローディングカム装置３４には、前後進切換装置４０を介してトルクコンバータ１２の出力回転が入力され、この入力トルクに応じた押付力がローディングカム装置３４によって発生されるようになっている。尚、ローディングカム装置３４のローディングカム３４ａは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合されると共に、スラストベアリング３６を介してトルク伝達軸１６に係止される。
【００１４】
また、第２入力ディスク２０ａとトルク伝達軸１６の図中右方端部との間に皿ばね３８が設けられている。従って、ローディングカム装置３４で発生される押圧力は、第１入力ディスク１８ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６及び皿ばね３８を介して第２入力ディスク２０ａにも作用し、かつ、皿ばね３８によって発生される予圧力は、第２入力ディスク２０ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６およびローディングカム装置３４を介して第１入力ディスク１８ａにも作用するようになっている。
【００１５】
前後進切換装置４０は、ダブルピニオン方式の遊星歯車機構４２と、この遊星歯車機構４２のキャリア４２ａを出力回転軸１４に締結可能なフォワードクラッチ４４と、遊星歯車機構４２のリングギア４２ｂをハウジング２２に締結可能なリバースブレーキ４６とによって構成されている。
【００１６】
前後進切換装置４０では、フォワードクラッチ４４を締結すると共に、リバースブレーキ４６を解放することにより、エンジン回転と同方向の回転がＴＣＶＴ１０に入力され、かつ、フォワードクラッチ４４を解放してリバースブレーキ４６を締結することにより、逆方向の回転が入力されるようになっている。
【００１７】
第１トロイダル変速部１８および第２トロイダル変速部２０に設けられたパワーローラ１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄは、中心軸Ｃに対称に配置されている。そして、それぞれのパワーローラは変速制御装置としての変速制御弁５６及び油圧アクチュエータ５０を介して、車両運転条件に応じて傾転され、これにより第１，第２入力ディスク１８ａ，２０ａの回転を無段階に変速して第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達する。
【００１８】
図２はＴＣＶＴ１０の変速制御を行う油圧系の機械的構成図である。パワーローラ２０ｃはトラニオン２３により背面から支持されている。トラニオン２３は油圧サーボ５０のサーボピストン５１と連結しており、油圧サーボ５０内のシリンダ５０ａ内の油と５０ｂ内の油の差圧により軸方向に変位する。
【００１９】
シリンダ５０ａ，５０ｂは、それぞれシフトコントロールバルブ５６のHi側ポート５６HiとLow側ポート５６Lowに接続されている。このシフトコントロールバルブ５６はバルブ内のスプール５６Ｓが変位することにより、ライン圧をHi側ポート５６Hi又はLow側ポート５６Lowに流し、他方のポートからドレーン５６Ｄへ油を流出させることで油圧サーボ内の差圧を変化させる。スプール５６Ｓは、ステップモータ５２及び後述するプリセスカム５５とリンク構造で連結している。
【００２０】
プリセスカム５５は、４体のトラニオンのうち１体に取り付けられており、パワーローラ２０ａの上下方向変位とパワーローラの傾転角度をリンクの変位に変換する。スプール５６Ｓの変位は、ステップモータ変位とプリセスカム５５で伝えられる（フィードバックされる）変位により決定される。
【００２１】
ＴＣＶＴ１０は、トラニオン２３を平衡点から上下に変位させることにより、パワーローラ２０ｃと入出力ディスク２０ａ，２０ｂの回転方向ベクトルに差異が発生し、このベクトル差によって傾転することで変速する。変速の定常時には、パワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の変位は平衡点に戻り、スプール５６Ｓの変位も中立点でバルブが閉じた状態となっている。また、複数のトラニオン２３には、それぞれ傾転角を規制する傾転ストッパ２４が設けられている。これにより、パワーローラの過度の傾転を防止している。
【００２２】
前進時において、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に負帰還し、傾転角度の目標値とのズレを補償する。また、同時にパワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の平衡点からの変位もスプール５６Ｓの変位に負帰還する。これにより、変速過渡状態においてダンピングの効果を与え、変速のハンチングを抑制している。
【００２３】
ここで、変速の到達点はステップモータ５２の変位で決まるものであり、その一連の変速過程を以下に示す。ステップモータ変位を変化させることでスプール５６Ｓが変位してバルブが開く。これによりサーボピストン５１の差圧が変化することでトラニオン２３が平衡点から軸方向に変位することでパワーローラが傾転する。パワーローラの傾転角度がステップモータ変位に対応した時点でスプール５６Ｓは中立点に戻り変速が終了する。
【００２４】
一方、後退時においては、パワーローラの上下方向変位に対する傾転方向が、前進時とは異なる。これにより、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に正帰還することによるので、後退時において、傾転角度がステップモータ変位に対応した点で平衡せず、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。
【００２５】
図３は、変速制御装置を備えたＴＣＶＴ１０の構成図である。上述したように、実施の形態１の機械的構成では、前進時、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は安定となり、後退時、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。このため、前進時の変速の管理や、後退時の変速比の安定化には、変速比の電子的フィードバック制御を用いて、変速比を制御する。入力ディスク回転数センサ８４は、入力ディスク１８ａ，２１ａの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して入力ディスク回転数を検出する。出力ディスク回転数センサ８３は、出力ディスク１８ｂ，２１ｂの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して出力ディスク回転数を検出する。
【００２６】
トラニオン変位センサ８６は、変位センサ等を用いて、中立点からのトラニオン変位を検出する。アクセル踏み込み量センサ８８は、ロータリエンコーダ等を用いてアクセル踏み込み量を検出する。シフトレンジ８１からは、運転者の選択したシフトレンジのレンジ信号（Ｄレンジ、Ｒレンジ等）を検出する。
【００２７】
マイクロコンピュータを主体に構成された変速制御装置８０は、入力ディスク回転数と、出力ディスク回転数と、トラニオン変位と、アクセル踏み込み量と、レンジ信号とを入力して、ステップモータ５２の指令値を演算する。
【００２８】
図４は変速制御装置８０において実行される変速制御を表すブロック図である。
【００２９】
入力周期検出手段１００では、入力ディスク回転センサ８４からパルス信号を入力し、該パルス信号をトリガとする割り込みジョブとして、入力回転周期Tidを演算する。
【００３０】
出力周期検出手段１０１では、出力ディスク回転センサ８３からパルス信号を入力し、該パルス信号をトリガとする割り込みジョブとして、出力回転周期Todを演算する。
【００３１】
変速比演算手段１０２では、入力回転周期Tidと出力回転周期Todとから、式（１）に示す関係を用いて変速比検出値icを演算する。
（式１）
ここで、iidは入力回転１回転あたりに発生するパルス数である。
【００３２】
目標変速比設定手段１０３では、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから目標変速比ic ＊を演算する。まず、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから、図５に示すマップを用いて、到達エンジン回転数ωteを求める。ここで、車速ＶＳＰは、出力ディスク回転周期Todと車速ＶＳＰとの関係を示す下記の式（２）を用いて、出力ディスク回転周期Todから算出する。
（式２）
ここで、ｋvはファイナルギア比やタイヤ半径から決まる定数である。
【００３３】
次に、到達エンジン回転数ωteと出力ディスク回転周期Todとから、式（３）に示す関係を用いて到達ＣＶＴ変速比ictを算出する。
（式３）
最後に、到達ＣＶＴ変速比ictから、例えば式（４）に示すローパスフィルタを用いて目標変速比ic ＊を算出する。
（式４）
ここで、Ｃrは変速感等を考慮して決める時定数に相当する定数である。
【００３４】
偏差算出手段１０４では、目標変速比ic *と変速比icから、式（５）に示す関係を用いて偏差eを演算する。
（式５）
変速制御選択手段１０５では、変速比の更新周期がある所定周期より長いかどうかを判断し、更新周期が所定周期より短いときは速度制御手段１０５を選択し、所定周期より長いときは変位制御手段１０６を選択する。変速比の更新周期は、入力ディスク回転周期もしくは出力ディスク回転周期とする。
【００３５】
以下、更新周期に応じて速度指令と変位指令を切り換える利点について説明する。変速アクチュエータ駆動速度ｖを入力とし、変速アクチュエータ変位ｕとトラニオン変位ｙと傾転角度φとを状態量として、TCVT１０の動特性は、式（６）から式（８）で表される。
（式６）
（式７）
（式８）
ここで、ｆはφとωcoとの非線形関数、a1,a2,bはTCVT１０の機械的諸元で決まる定数、gは変速制御弁のバルブゲイン、φoは傾転角度の基準角度、ｕoはステップモータの基準変位である。
【００３６】
ｆは次式で表される。
（式９）
ここで、θ，ｆdは、TCVT１０の形状で決まる定数、ωodは出力ディスク回転数である。出力ディスク回転数ωodと出力回転パルス周期Todとの関係は、次式で表される。
（式１０）
ここで、iodは出力回転１回転あたりに発生するパルス数である。
【００３７】
式（９），（１０）から、ｆは、出力回転数が高いほど、すなわち出力回転パルス周期が短いほど大きい。これにより、式（６），（７）で表される変速アクチュエータ変位ｕに対する傾転角度φ（変速比）の応答は、出力回転数が高いほど速い。また、式（８）から、変速アクチュエータ速度に対する変速アクチュエータ変位は積分特性となり、変速アクチュエータの駆動速度は有限であるため、図９に示すように、目標アクチュエータ変位に実際のアクチュエータ変位が到達するまでに時間遅れがある。この時間遅れのために、図１０に示すように、目標変速アクチュエータ変位ｕ*に対する傾転角度φ（変速比）の応答は遅れる。この遅れは、入出力回転数が低く、変速アクチュエータ変位ｕに対する傾転角度φ（変速比）の応答が遅いときには影響が少ない（図１０（ａ）参照）が、入出力回転数が高く、応答が速いときには遅れが無視できない（図１０（ｂ）参照）。
また、入出力ディスク回転の検出周期から変速比の更新周期は決まり、入出力ディスク回転数が低いほど変速比の更新周期は長い。
【００３８】
以上の理由から、図１１に示すように、入出力ディスク回転数が低いときは、変速アクチュエータ変位の時間遅れの影響が少なく、変速比の更新周期は長いので、変位指令を行った方が変位指令値以上にアクチュエータ変位が変化しないため、偏差の拡大が抑えられる。一方、入出力ディスク回転数が高いときは、変速アクチュエータ変位の時間遅れの影響が大きく、変速比の更新周期は短いので、変速アクチュエータの遅れを考慮できる速度指令を行った方がよい。
【００３９】
ここで、例えば、所定周期は、速度制御手段１０６の制御周期とすればよい。
これにより、速度制御手段１０６で最も速く駆動速度が更新できる間は速度指令値とし、制御周期ごとに駆動速度が更新できなくなってからは変位指令値に切り換えるため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制できる（請求項５に対応）。
【００４０】
速度制御手段１０６では、偏差eを入力して、ステップモータ５２へ、ステップモータ速度指令値ｖを出力する。例えば、次式で表されるPID制御器を用いて、目標変速比と変速比との偏差を補償する。
（式１１）
ここで、kPv，kDv，kIvはPID制御器の制御ゲイン、ｓはラプラス演算子である。
ｆは、式（４）に示すように、出力ディスク回転数ωcoの正負に合わせて正負が変わり、前進時に共に正とする。また、a1,a2,bは前進時に、ステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性が安定となるように設定されている。
【００４１】
これにより、式（６），（７）で表されるステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性は、前進時に安定となり、後退時に不安定となる。この正負の変化に応じて、PID制御器の制御ゲインを変更する必要がある。前進用の制御ゲインを用いたPID制御を前進用速度制御、後退用の制御ゲインを用いたPID制御を後退用速度制御と呼ぶ。これらは、シフトレンジからのレンジ信号に合わせて、Dレンジ（2レンジ、1レンジも含む）なら前進用速度制御、Rレンジなら後退用速度制御を選択する。
【００４２】
変位制御手段１０７では、次式で表されるＰＩ制御器を用いて、目標変速比と変速比との偏差を補償し、変位指令値ｕをステップモータ５２へ出力する。
（式１２）
ここで、ｋＰｕ，ｋＩｕはＰＩ制御器の制御ゲインである。これにより、必要以上にステップモータ５２が変位することがなく、目標変速比と変速比との偏差を補償することができる。
【００４３】
変速比の更新周期が長いと、偏差の更新周期も長くなり、制御周期毎に積分を行うと、積分値が拡大する。そこで、変速比の更新周期が長いほど、積分ゲインｋＩｕは小さくすると、積分値の拡大による変位指令値が必要以上に大きくなることはなく、目標変速比と変速比との偏差を補償しながら、変速比のハンチングを抑制することができる。
【００４４】
以下、変速制御装置で演算する変速制御装置の一例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。この変速制御演算は、ある所定の制御周期、例えば２０ｍｓ毎に実行される。
【００４５】
ステップＳ１では、入力ディスク回転センサから入力ディスク回転周期Tidを検出する。
【００４６】
ステップＳ２では、出力ディスク回転センサから出力ディスク回転周期Todを検出する。
【００４７】
ステップＳ３では、入力ディスク回転数Tidと出力ディスク回転数Todとから、式（１）を用いて、変速比icを演算する。このとき、変速比の更新周期Ticは、TidとTodとの長い方とする。もしくは、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまで入力ディスク回転パルス信号と出力ディスク回転パルス信号のいずれかによる割り込みが発生せず、入力ディスク回転周期と出力ディスク回転周期とのいずれかが更新されていない場合、TicをTsより大きな値に設定する。
【００４８】
ステップＳ４では、アクセル踏み込み量センサでアクセル踏み込み量ＡＰＳを読み込む。
【００４９】
ステップＳ５では、出力ディスク回転周期Todから、式（２）を用いて、車速ＶＳＰを演算する。
【００５０】
ステップＳ６では、まず、アクセル踏み込み量ＡＰＳと車速ＶＳＰとから、図９の変速マップを用いて、到達エンジン回転数ωteを求める。次に、到達エンジン回転数ωteと出力ディスク回転周期Todから、式（３）を用いて到達ＣＶＴ変速比ictを算出する。そして、到達ＣＶＴ変速比ictから、式（４）に示すローパスフィルタを用いて目標変速比ic *を算出する。
【００５１】
ステップＳ７では、レンジ信号を検出する。
【００５２】
ステップＳ８では、flagが０かどうかを判断し、flag＝０のときはステップＳ９に進み、flag＝１のときはステップＳ１２に進む。
【００５３】
ステップＳ９では、速度制御として、式（１１）を用いて、レンジ信号に応じた進行方向の制御を行う。つまり、Ｄレンジなら前進用の制御ゲインを用いた制御、Ｒレンジならば後退用の制御ゲインを用いた制御を行う。ステップモータ５２へは駆動速度を指令する。
【００５４】
ステップＳ１０では、変速比の更新周期Ｔｉｃが制御周期Ｔｓより長いかを判定し、長いときはステップＳ１１へ進み、短いときは本制御タイミングの変速制御を終了する。
【００５５】
ステップＳ１１では、変位制御に切り換えると判断して、flag＝１とする。
【００５６】
ステップＳ１２では、変位制御として、式（１２）を用いて、レンジ信号に応じた進行方向の制御を行う。つまり、Dレンジなら前進用の制御ゲインを用いた制御、Rレンジならば後退用の制御ゲインを用いた制御を行う。ステップモータへは変位を指令する。
【００５７】
ステップＳ１３では、変速比の更新周期Ticが制御周期Tsより短いかどうかを判断し、短いときはステップＳ１４へ進み、長いときは本制御タイミングの変速制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ１４では、速度制御に切り換えると判断して、flag＝０とする。
【００５９】
図７は実施の形態１におけるステップＳ９の速度制御を表すフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ１０１では、偏差ｅを読み込む。
【００６１】
ステップＳ１０２では、Dレンジ（1,2レンジ含む）かどうかを判断し、DレンジであればステップＳ１０３へ進み、それ以外はステップＳ１０４へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０３では、前進用制御ゲインを選択する。
【００６３】
ステップＳ１０４では、Rレンジかどうかを判断し、RレンジであればステップＳ１０５へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００６４】
ステップＳ１０５では、後退用制御ゲインを選択する。
【００６５】
ステップＳ１０６では、速度指令値を演算する。
【００６６】
ステップＳ１０７では、変速アクチュエータに速度指令値を出力する。
【００６７】
図８は実施の形態１におけるステップＳ１２の変位制御を表すフローチャートである。
【００６８】
ステップＳ２０１では、偏差ｅを読み込む。
【００６９】
ステップＳ２０２では、変速比の更新周期を読み込む。
【００７０】
ステップＳ２０３では、更新周期に応じた制御ゲインを演算する。
【００７１】
ステップＳ２０４では、変位指令値を演算する。
【００７２】
ステップＳ２０５では、ステップモータ５２に変位指令値を出力する。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態１における無段変速機の変速制御装置にあっては、変速比の更新周期に応じて、速度制御，変位制御を切り換えることで、ステップモータ変位の時間遅れの影響を排除することができる。
【００７４】
また、変位制御を行う際、変速比と目標変速比との偏差に応じてステップモータ５２へ指令することで、変位制御のときも、変速比のハンチングを起こすことなく偏差の補償が可能となる。
【００７５】
また、変速比の更新周期が長いほど、偏差の積分値に乗ずるゲインを小さくすることで、変速比の更新周期が長くなっても、積分値の拡大によって変位指令値が必要以上に大きくなることがなく、偏差を補償しながら、変速のハンチングを抑制することができる。
【００７６】
また、所定周期として、速度制御手段の制御周期としたことで、制御周期毎に変速比が更新されなくなっても速度指令を続けて、必要以上に変速アクチュエータが変位することが無くなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制することができる。
【００７７】
（実施の形態２）
図１２は本発明の実施の形態２の変位制御を表すフローチャートである。尚、基本的構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００７８】
ステップＳ３０１では、偏差ｅを読み込む。
【００７９】
ステップＳ３０２では、Dレンジ（1,2レンジ含む）かどうかを判断し、DレンジであればステップＳ３０３へ進み、それ以外はステップＳ３０４へ進む。
【００８０】
ステップＳ３０３では、前進用制御ゲインを選択する。
【００８１】
ステップＳ３０４では、Rレンジかどうかを判断し、RレンジであればステップＳ３０５へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００８２】
ステップＳ３０５では、後退用制御ゲインを選択する。
【００８３】
ステップＳ３０６では、変位指令値を演算する。
【００８４】
ステップＳ３０７では、ステップモータ５２に変位指令値を出力する。
【００８５】
速度制御手段１０６と同様に、車両の進行方向に応じて、PI制御器の制御ゲインを変更する。前進用の制御ゲインを用いたPI制御を前進用変位制御、後退用の制御ゲインを用いたPI制御を後退用変位制御と呼ぶ。これらは、シフトレンジからのレンジ信号に合わせて、Dレンジ（2レンジ，1レンジも含む）なら前進用変位制御、Rレンジなら後退用変位制御を選択することで、安定した変位制御を達成することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３の変位制御を表すフローチャートである。尚、基本的構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００８７】
ステップＳ４０１では、Rレンジかどうかを判断し、Rレンジの時はステップＳ４０４へ進み、それ以外はステップＳ４０２へ進む。
【００８８】
ステップＳ４０２では、変速比からパワーローラの傾転角φoを演算する。
【００８９】
ステップＳ４０３では、式（１３）により最減速比に対応した変位指令値を演算する。
【００９０】
ステップＳ４０４では、偏差ｅを読み込む。
【００９１】
ステップＳ４０５では、後退用制御ゲインを読み込む。
【００９２】
ステップＳ４０６では、式（１２）により変位指令値を演算する。
【００９３】
ステップＳ４０７では、変速アクチュエータに変位指令値を出力する。
【００９４】
すなわち、前進時はステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性が安定であり、低速時の目標変速比は最減速比であるため、ＰＩ制御は行わず、変位指令値は最減速比に対応したステップモータ変位ｕＩとして変速比のフィードバック制御を行わなくてもよい。これにより、変速比は最減速比近傍に安定に保持され変速比のハンチングは発生しない。
【００９５】
平衡状態では、dy/dt=0，y=0であるので、式（２）から、最減速比の傾転角度をφIとして、ｕIは次式で得られる。
（式１３）
（他の実施の形態）
その他の例として、実施の形態１では、変位制御において、積分ゲインkIuを更新周期に応じて小さくしていたが、例えば所定の更新周期よりも長いときは、積分ゲインkIuをゼロとしてもよい。
また、実施の形態３では、後退時には偏差ｅを読み込み、後退用制御ゲインを設定して変位制御を行ったが、一般的に後退時は最減速比であっても問題がないため、後退時、減速側に変速比を発散させ、傾転方向減速側のストッパにあてた状態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機を表すスケルトン図である。
【図２】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の断面、および変速制御系の構成を表す概略図である。
【図３】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を備えた制御系を含む構成図である。
【図４】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の制御系を表すブロック図である。
【図５】 実施の形態１におけるアクセル開度毎の車速と到達エンジン回転数の関係を表すマップである。
【図６】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図７】 実施の形態１における変速アクチュエータの速度制御を表すフローチャートである。
【図８】 実施の形態１における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図９】 実施の形態１におけるアクチュエータ指令とアクチュエータ変位との関係を表すタイムチャートである。
【図１０】 実施の形態１におけるアクチュエータ変位と変速比との関係を表すタイムチャートである。
【図１１】 実施の形態１におけるアクチュエータ速度，アクチュエータ変位及び変速比と目標変速比との偏差の関係を表すタイムチャートである。
【図１２】 実施の形態２における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図１３】 実施の形態３における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図１４】 従来技術における制御周期と偏差との関係を表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（ＴＣＶＴ）
１２ トルクコンバータ
１２ａ ポンプインペラ
１２ｂ タービンランナ
１２ｃ ステータ
１２ｄ ロックアップクラッチ
１４ 出力回転軸
１６ トルク伝達軸
１８，２０ トロイダル変速部
２２ ハウジング
２３ トラニオン
２４ 傾転ストッパ
２８ 出力ギア
３０ カウンターシャフト
３０ａ 入力ギア
３４ ローディングカム装置
３６ スラストベアリング
４０ 前後進切換装置
４２ 遊星歯車機構
４４ フォワードクラッチ
４６ リバースブレーキ
５０ 油圧サーボ
５１ サーボピストン
５２ ステップモータ
５３，５４ リンク
５５ プリセスカム
５６ シフトコントロールバルブ
５６Ｓ スプール
５６Ｄ ドレーン
６０ 変速制御コントローラ
７０ ライン圧供給弁
７１ ドレーン解放弁
８０ 変速制御装置
８１ シフトレンジ
８２ パワーローラ回転数センサ
８３ 出力ディスク回転数センサ
８４ 入力ディスク回転数センサ
８６ トラニオン変位センサ
８８ アクセル踏み込み量センサ
【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し、特に入出力ディスクの回転周期に基づく変速制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られている。これらの無段変速機は、目標変速比と変速比との偏差に応じて、この偏差がなるなるように制御するもので、例えば特公平６−１０３０６７号公報が知られている。この公報には、目標変速比と変速比との偏差を算出し、該偏差をなくす方向に、前記偏差の大きさに応じて変速アクチュエータの駆動速度を指令している。これにより、定常偏差を取り除くことができるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変速比が、無段変速機の入力回転数と出力回転数との比で演算されており、前記入力回転数は、それぞれの回転軸に同期して発生されるパルス信号の周期で演算される場合、回転数が小さくなったときに下記に示す問題が発生する虞がある。
【０００４】
すなわち、図１４（ａ）に示すように、変速比の更新周期が制御周期よりも短い場合は、制御周期ごとに変速アクチュエータの駆動速度が更新されるため、偏差の補償が早い。しかし、変速比の更新周期が制御周期より長くなると、制御周期ごとに駆動速度が更新されない。このとき変速アクチュエータは、次に変速比が更新されるまで、前回更新時の変速比の偏差に応じた速度で駆動し続ける。すると、図１４（ｂ）に示すように、変速アクチュエータが必要以上に動きすぎて、偏差が|ａ|→|ｂ|→|ｃ|と広がる可能性がある。これに起因して、仮に偏差が広がった場合、次に変速比が更新されたときの制御タイミング以降で、変速アクチュエータは動きすぎた分だけ戻される。しかしながら、次の更新周期もまた長い場合、今度は逆方向に動きすぎて、逆方向の偏差が広がる可能性がある。結果として、変速比のハンチングが起きる可能性があり、熱や変速の違和感が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速比の更新周期が長くなったとしても、安定した変速制御を達成することが可能な無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、与えられる電気信号に応じて変位する変速アクチュエータと、該変速アクチュエータにより駆動され、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と、該無段変速機の入力回転に同期したパルス信号の周期を検出する入力周期検出手段と、前記無段変速機の出力回転に同期したパルス信号の周期を検出する出力周期検出手段と、検出された入力周期及び出力周期との比から変速比を演算する変速比演算手段と、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、設定された目標変速比と演算された変速比との偏差を算出する偏差算出手段と、算出された偏差の大きさに応じて駆動速度指令値を演算し、該駆動速度により前記偏差がなくなる方向へ変速アクチュエータを駆動する速度制御手段と、を備えた無段変速機の変速制御装置において、変速アクチュエータ変位指令値に基づいて変速アクチュエータを駆動する変位制御手段と、前記変速比の更新周期が前記速度制御手段の制御周期より長いかどうかを判断し、前記更新周期が前記制御周期より短いときは前記速度制御手段を選択し、前記制御周期より長いときは前記変位制御手段を選択する変速制御選択手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明では、更新周期が速度制御手段の制御周期より長いときは変位制御手段が選択されることで、制御周期内で変速比の更新が行われない場合であっても、変速アクチュエータが駆動し続けることがなく、変位指令値により変位が停止する。このため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱の発生や変速の違和感を抑制することができる。
また、速度制御手段で最も速く駆動速度が更新できる間は速度指令値として、制御周期ごとに駆動速度が更新できなくなってからは変位指令値に切り換えるため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機１０（以下ＴＣＶＴと記載する）のスケルトン図を示し、図２はＴＣＶＴ１０の断面、および変速制御系の構成を示すものである。
【０００９】
図１中左側に設けられる動力源としての図外のエンジン回転が、トルクコンバータ１２を介してＴＣＶＴ１０に入力される。このトルクコンバータ１２は、一般によく知られるように、ポンプインペラ１２ａ、タービンランナ１２ｂおよびステータ１２ｃを備え、特に本実施の形態１のトルクコンバータ１２ではロックアップクラッチ１２ｄが設けられている。また、トルクコンバータ１２の出力回転軸１４と同軸上に配置されるトルク伝達軸１６が設けられ、該トルク伝達軸１６に第１トロイダル変速部１８と第２トロイダル変速部２０とがタンデム配置されている。
【００１０】
これら第１，第２トロイダル変速部１８，２０は、それぞれの対向面がトロイド曲面に形成される一対の第１入力ディスク１８ａ，第１出力ディスク１８ｂおよび第２入力ディスク２０ａ，第２出力ディスク２０ｂと、これら第１入出力ディスク１８ａ，１８ｂおよび第２入出力ディスク２０ａ，２０ｂのそれぞれの対向面間に摩擦接触されるパワーローラ１８ｃ，１８ｄおよび２０ｃ，２０ｄとによって構成される。
【００１１】
第１トロイダル変速部１８は、トルク伝達軸１６の図中左方に配置されると共に、第２トロイダル変速部２０は、トルク伝達軸１６の図中右方に配置され、かつ、それぞれの第１入力ディスク１８ａおよび第２入力ディスク２０ｂは互いに内側に配置されている。
【００１２】
一方、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合された出力ギア２８にスプライン嵌合され、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達された回転力は、この出力ギア２８及びこれに噛合される入力ギア３０ａを介してカウンターシャフト３０に伝達され、更に、回転力出力経路を介して図外の出力軸に伝達される。
【００１３】
第１入力ディスク１８ａの外側にはローディングカム装置３４が設けられている。このローディングカム装置３４には、前後進切換装置４０を介してトルクコンバータ１２の出力回転が入力され、この入力トルクに応じた押付力がローディングカム装置３４によって発生されるようになっている。尚、ローディングカム装置３４のローディングカム３４ａは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合されると共に、スラストベアリング３６を介してトルク伝達軸１６に係止される。
【００１４】
また、第２入力ディスク２０ａとトルク伝達軸１６の図中右方端部との間に皿ばね３８が設けられている。従って、ローディングカム装置３４で発生される押圧力は、第１入力ディスク１８ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６及び皿ばね３８を介して第２入力ディスク２０ａにも作用し、かつ、皿ばね３８によって発生される予圧力は、第２入力ディスク２０ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６およびローディングカム装置３４を介して第１入力ディスク１８ａにも作用するようになっている。
【００１５】
前後進切換装置４０は、ダブルピニオン方式の遊星歯車機構４２と、この遊星歯車機構４２のキャリア４２ａを出力回転軸１４に締結可能なフォワードクラッチ４４と、遊星歯車機構４２のリングギア４２ｂをハウジング２２に締結可能なリバースブレーキ４６とによって構成されている。
【００１６】
前後進切換装置４０では、フォワードクラッチ４４を締結すると共に、リバースブレーキ４６を解放することにより、エンジン回転と同方向の回転がＴＣＶＴ１０に入力され、かつ、フォワードクラッチ４４を解放してリバースブレーキ４６を締結することにより、逆方向の回転が入力されるようになっている。
【００１７】
第１トロイダル変速部１８および第２トロイダル変速部２０に設けられたパワーローラ１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄは、中心軸Ｃに対称に配置されている。そして、それぞれのパワーローラは変速制御装置としての変速制御弁５６及び油圧アクチュエータ５０を介して、車両運転条件に応じて傾転され、これにより第１，第２入力ディスク１８ａ，２０ａの回転を無段階に変速して第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達する。
【００１８】
図２はＴＣＶＴ１０の変速制御を行う油圧系の機械的構成図である。パワーローラ２０ｃはトラニオン２３により背面から支持されている。トラニオン２３は油圧サーボ５０のサーボピストン５１と連結しており、油圧サーボ５０内のシリンダ５０ａ内の油と５０ｂ内の油の差圧により軸方向に変位する。
【００１９】
シリンダ５０ａ，５０ｂは、それぞれシフトコントロールバルブ５６のHi側ポート５６HiとLow側ポート５６Lowに接続されている。このシフトコントロールバルブ５６はバルブ内のスプール５６Ｓが変位することにより、ライン圧をHi側ポート５６Hi又はLow側ポート５６Lowに流し、他方のポートからドレーン５６Ｄへ油を流出させることで油圧サーボ内の差圧を変化させる。スプール５６Ｓは、ステップモータ５２及び後述するプリセスカム５５とリンク構造で連結している。
【００２０】
プリセスカム５５は、４体のトラニオンのうち１体に取り付けられており、パワーローラ２０ａの上下方向変位とパワーローラの傾転角度をリンクの変位に変換する。スプール５６Ｓの変位は、ステップモータ変位とプリセスカム５５で伝えられる（フィードバックされる）変位により決定される。
【００２１】
ＴＣＶＴ１０は、トラニオン２３を平衡点から上下に変位させることにより、パワーローラ２０ｃと入出力ディスク２０ａ，２０ｂの回転方向ベクトルに差異が発生し、このベクトル差によって傾転することで変速する。変速の定常時には、パワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の変位は平衡点に戻り、スプール５６Ｓの変位も中立点でバルブが閉じた状態となっている。また、複数のトラニオン２３には、それぞれ傾転角を規制する傾転ストッパ２４が設けられている。これにより、パワーローラの過度の傾転を防止している。
【００２２】
前進時において、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に負帰還し、傾転角度の目標値とのズレを補償する。また、同時にパワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の平衡点からの変位もスプール５６Ｓの変位に負帰還する。これにより、変速過渡状態においてダンピングの効果を与え、変速のハンチングを抑制している。
【００２３】
ここで、変速の到達点はステップモータ５２の変位で決まるものであり、その一連の変速過程を以下に示す。ステップモータ変位を変化させることでスプール５６Ｓが変位してバルブが開く。これによりサーボピストン５１の差圧が変化することでトラニオン２３が平衡点から軸方向に変位することでパワーローラが傾転する。パワーローラの傾転角度がステップモータ変位に対応した時点でスプール５６Ｓは中立点に戻り変速が終了する。
【００２４】
一方、後退時においては、パワーローラの上下方向変位に対する傾転方向が、前進時とは異なる。これにより、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に正帰還することによるので、後退時において、傾転角度がステップモータ変位に対応した点で平衡せず、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。
【００２５】
図３は、変速制御装置を備えたＴＣＶＴ１０の構成図である。上述したように、実施の形態１の機械的構成では、前進時、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は安定となり、後退時、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。このため、前進時の変速の管理や、後退時の変速比の安定化には、変速比の電子的フィードバック制御を用いて、変速比を制御する。入力ディスク回転数センサ８４は、入力ディスク１８ａ，２１ａの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して入力ディスク回転数を検出する。出力ディスク回転数センサ８３は、出力ディスク１８ｂ，２１ｂの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して出力ディスク回転数を検出する。
【００２６】
トラニオン変位センサ８６は、変位センサ等を用いて、中立点からのトラニオン変位を検出する。アクセル踏み込み量センサ８８は、ロータリエンコーダ等を用いてアクセル踏み込み量を検出する。シフトレンジ８１からは、運転者の選択したシフトレンジのレンジ信号（Ｄレンジ、Ｒレンジ等）を検出する。
【００２７】
マイクロコンピュータを主体に構成された変速制御装置８０は、入力ディスク回転数と、出力ディスク回転数と、トラニオン変位と、アクセル踏み込み量と、レンジ信号とを入力して、ステップモータ５２の指令値を演算する。
【００２８】
図４は変速制御装置８０において実行される変速制御を表すブロック図である。
【００２９】
入力周期検出手段１００では、入力ディスク回転センサ８４からパルス信号を入力し、該パルス信号をトリガとする割り込みジョブとして、入力回転周期Tidを演算する。
【００３０】
出力周期検出手段１０１では、出力ディスク回転センサ８３からパルス信号を入力し、該パルス信号をトリガとする割り込みジョブとして、出力回転周期Todを演算する。
【００３１】
変速比演算手段１０２では、入力回転周期Tidと出力回転周期Todとから、式（１）に示す関係を用いて変速比検出値icを演算する。
（式１）
【００３２】
目標変速比設定手段１０３では、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから目標変速比ic ＊を演算する。まず、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから、図５に示すマップを用いて、到達エンジン回転数ωteを求める。ここで、車速ＶＳＰは、出力ディスク回転周期Todと車速ＶＳＰとの関係を示す下記の式（２）を用いて、出力ディスク回転周期Todから算出する。
（式２）
【００３３】
次に、到達エンジン回転数ωteと出力ディスク回転周期Todとから、式（３）に示す関係を用いて到達ＣＶＴ変速比ictを算出する。
（式３）
（式４）
【００３４】
偏差算出手段１０４では、目標変速比ic *と変速比icから、式（５）に示す関係を用いて偏差eを演算する。
（式５）
【００３５】
以下、更新周期に応じて速度指令と変位指令を切り換える利点について説明する。変速アクチュエータ駆動速度ｖを入力とし、変速アクチュエータ変位ｕとトラニオン変位ｙと傾転角度φとを状態量として、TCVT１０の動特性は、式（６）から式（８）で表される。
（式６）
【００３６】
ｆは次式で表される。
（式９）
（式１０）
【００３７】
式（９），（１０）から、ｆは、出力回転数が高いほど、すなわち出力回転パルス周期が短いほど大きい。これにより、式（６），（７）で表される変速アクチュエータ変位ｕに対する傾転角度φ（変速比）の応答は、出力回転数が高いほど速い。また、式（８）から、変速アクチュエータ速度に対する変速アクチュエータ変位は積分特性となり、変速アクチュエータの駆動速度は有限であるため、図９に示すように、目標アクチュエータ変位に実際のアクチュエータ変位が到達するまでに時間遅れがある。この時間遅れのために、図１０に示すように、目標変速アクチュエータ変位ｕ*に対する傾転角度φ（変速比）の応答は遅れる。この遅れは、入出力回転数が低く、変速アクチュエータ変位ｕに対する傾転角度φ（変速比）の応答が遅いときには影響が少ない（図１０（ａ）参照）が、入出力回転数が高く、応答が速いときには遅れが無視できない（図１０（ｂ）参照）。
また、入出力ディスク回転の検出周期から変速比の更新周期は決まり、入出力ディスク回転数が低いほど変速比の更新周期は長い。
【００３８】
以上の理由から、図１１に示すように、入出力ディスク回転数が低いときは、変速アクチュエータ変位の時間遅れの影響が少なく、変速比の更新周期は長いので、変位指令を行った方が変位指令値以上にアクチュエータ変位が変化しないため、偏差の拡大が抑えられる。一方、入出力ディスク回転数が高いときは、変速アクチュエータ変位の時間遅れの影響が大きく、変速比の更新周期は短いので、変速アクチュエータの遅れを考慮できる速度指令を行った方がよい。
【００３９】
ここで、例えば、所定周期は、速度制御手段１０６の制御周期とすればよい。
これにより、速度制御手段１０６で最も速く駆動速度が更新できる間は速度指令値とし、制御周期ごとに駆動速度が更新できなくなってからは変位指令値に切り換えるため、必要以上に変速アクチュエータが変位することがなくなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制できる（請求項５に対応）。
【００４０】
速度制御手段１０６では、偏差eを入力して、ステップモータ５２へ、ステップモータ速度指令値ｖを出力する。例えば、次式で表されるPID制御器を用いて、目標変速比と変速比との偏差を補償する。
（式１１）
ｆは、式（４）に示すように、出力ディスク回転数ωcoの正負に合わせて正負が変わり、前進時に共に正とする。また、a1,a2,bは前進時に、ステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性が安定となるように設定されている。
【００４１】
これにより、式（６），（７）で表されるステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性は、前進時に安定となり、後退時に不安定となる。この正負の変化に応じて、PID制御器の制御ゲインを変更する必要がある。前進用の制御ゲインを用いたPID制御を前進用速度制御、後退用の制御ゲインを用いたPID制御を後退用速度制御と呼ぶ。これらは、シフトレンジからのレンジ信号に合わせて、Dレンジ（2レンジ、1レンジも含む）なら前進用速度制御、Rレンジなら後退用速度制御を選択する。
【００４２】
変位制御手段１０７では、次式で表されるＰＩ制御器を用いて、目標変速比と変速比との偏差を補償し、変位指令値ｕをステップモータ５２へ出力する。
（式１２）
【００４３】
変速比の更新周期が長いと、偏差の更新周期も長くなり、制御周期毎に積分を行うと、積分値が拡大する。そこで、変速比の更新周期が長いほど、積分ゲインｋＩｕは小さくすると、積分値の拡大による変位指令値が必要以上に大きくなることはなく、目標変速比と変速比との偏差を補償しながら、変速比のハンチングを抑制することができる。
【００４４】
以下、変速制御装置で演算する変速制御装置の一例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。この変速制御演算は、ある所定の制御周期、例えば２０ｍｓ毎に実行される。
【００４５】
ステップＳ１では、入力ディスク回転センサから入力ディスク回転周期Tidを検出する。
【００４６】
ステップＳ２では、出力ディスク回転センサから出力ディスク回転周期Todを検出する。
【００４７】
ステップＳ３では、入力ディスク回転数Tidと出力ディスク回転数Todとから、式（１）を用いて、変速比icを演算する。このとき、変速比の更新周期Ticは、TidとTodとの長い方とする。もしくは、前回の制御タイミングから今回の制御タイミングまで入力ディスク回転パルス信号と出力ディスク回転パルス信号のいずれかによる割り込みが発生せず、入力ディスク回転周期と出力ディスク回転周期とのいずれかが更新されていない場合、TicをTsより大きな値に設定する。
【００４８】
ステップＳ４では、アクセル踏み込み量センサでアクセル踏み込み量ＡＰＳを読み込む。
【００４９】
ステップＳ５では、出力ディスク回転周期Todから、式（２）を用いて、車速ＶＳＰを演算する。
【００５０】
ステップＳ６では、まず、アクセル踏み込み量ＡＰＳと車速ＶＳＰとから、図９の変速マップを用いて、到達エンジン回転数ωteを求める。次に、到達エンジン回転数ωteと出力ディスク回転周期Todから、式（３）を用いて到達ＣＶＴ変速比ictを算出する。そして、到達ＣＶＴ変速比ictから、式（４）に示すローパスフィルタを用いて目標変速比ic *を算出する。
【００５１】
ステップＳ７では、レンジ信号を検出する。
【００５２】
ステップＳ８では、flagが０かどうかを判断し、flag＝０のときはステップＳ９に進み、flag＝１のときはステップＳ１２に進む。
【００５３】
ステップＳ９では、速度制御として、式（１１）を用いて、レンジ信号に応じた進行方向の制御を行う。つまり、Ｄレンジなら前進用の制御ゲインを用いた制御、Ｒレンジならば後退用の制御ゲインを用いた制御を行う。ステップモータ５２へは駆動速度を指令する。
【００５４】
ステップＳ１０では、変速比の更新周期Ｔｉｃが制御周期Ｔｓより長いかを判定し、長いときはステップＳ１１へ進み、短いときは本制御タイミングの変速制御を終了する。
【００５５】
ステップＳ１１では、変位制御に切り換えると判断して、flag＝１とする。
【００５６】
ステップＳ１２では、変位制御として、式（１２）を用いて、レンジ信号に応じた進行方向の制御を行う。つまり、Dレンジなら前進用の制御ゲインを用いた制御、Rレンジならば後退用の制御ゲインを用いた制御を行う。ステップモータへは変位を指令する。
【００５７】
ステップＳ１３では、変速比の更新周期Ticが制御周期Tsより短いかどうかを判断し、短いときはステップＳ１４へ進み、長いときは本制御タイミングの変速制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ１４では、速度制御に切り換えると判断して、flag＝０とする。
【００５９】
図７は実施の形態１におけるステップＳ９の速度制御を表すフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ１０１では、偏差ｅを読み込む。
【００６１】
ステップＳ１０２では、Dレンジ（1,2レンジ含む）かどうかを判断し、DレンジであればステップＳ１０３へ進み、それ以外はステップＳ１０４へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０３では、前進用制御ゲインを選択する。
【００６３】
ステップＳ１０４では、Rレンジかどうかを判断し、RレンジであればステップＳ１０５へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００６４】
ステップＳ１０５では、後退用制御ゲインを選択する。
【００６５】
ステップＳ１０６では、速度指令値を演算する。
【００６６】
ステップＳ１０７では、変速アクチュエータに速度指令値を出力する。
【００６７】
図８は実施の形態１におけるステップＳ１２の変位制御を表すフローチャートである。
【００６８】
ステップＳ２０１では、偏差ｅを読み込む。
【００６９】
ステップＳ２０２では、変速比の更新周期を読み込む。
【００７０】
ステップＳ２０３では、更新周期に応じた制御ゲインを演算する。
【００７１】
ステップＳ２０４では、変位指令値を演算する。
【００７２】
ステップＳ２０５では、ステップモータ５２に変位指令値を出力する。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態１における無段変速機の変速制御装置にあっては、変速比の更新周期に応じて、速度制御，変位制御を切り換えることで、ステップモータ変位の時間遅れの影響を排除することができる。
【００７４】
また、変位制御を行う際、変速比と目標変速比との偏差に応じてステップモータ５２へ指令することで、変位制御のときも、変速比のハンチングを起こすことなく偏差の補償が可能となる。
【００７５】
また、変速比の更新周期が長いほど、偏差の積分値に乗ずるゲインを小さくすることで、変速比の更新周期が長くなっても、積分値の拡大によって変位指令値が必要以上に大きくなることがなく、偏差を補償しながら、変速のハンチングを抑制することができる。
【００７６】
また、所定周期として、速度制御手段の制御周期としたことで、制御周期毎に変速比が更新されなくなっても速度指令を続けて、必要以上に変速アクチュエータが変位することが無くなり、変速比のハンチングが減少し、熱や変速の違和感の発生を抑制することができる。
【００７７】
（実施の形態２）
図１２は本発明の実施の形態２の変位制御を表すフローチャートである。尚、基本的構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００７８】
ステップＳ３０１では、偏差ｅを読み込む。
【００７９】
ステップＳ３０２では、Dレンジ（1,2レンジ含む）かどうかを判断し、DレンジであればステップＳ３０３へ進み、それ以外はステップＳ３０４へ進む。
【００８０】
ステップＳ３０３では、前進用制御ゲインを選択する。
【００８１】
ステップＳ３０４では、Rレンジかどうかを判断し、RレンジであればステップＳ３０５へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００８２】
ステップＳ３０５では、後退用制御ゲインを選択する。
【００８３】
ステップＳ３０６では、変位指令値を演算する。
【００８４】
ステップＳ３０７では、ステップモータ５２に変位指令値を出力する。
【００８５】
速度制御手段１０６と同様に、車両の進行方向に応じて、PI制御器の制御ゲインを変更する。前進用の制御ゲインを用いたPI制御を前進用変位制御、後退用の制御ゲインを用いたPI制御を後退用変位制御と呼ぶ。これらは、シフトレンジからのレンジ信号に合わせて、Dレンジ（2レンジ，1レンジも含む）なら前進用変位制御、Rレンジなら後退用変位制御を選択することで、安定した変位制御を達成することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３の変位制御を表すフローチャートである。尚、基本的構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００８７】
ステップＳ４０１では、Rレンジかどうかを判断し、Rレンジの時はステップＳ４０４へ進み、それ以外はステップＳ４０２へ進む。
【００８８】
ステップＳ４０２では、変速比からパワーローラの傾転角φoを演算する。
【００８９】
ステップＳ４０３では、式（１３）により最減速比に対応した変位指令値を演算する。
【００９０】
ステップＳ４０４では、偏差ｅを読み込む。
【００９１】
ステップＳ４０５では、後退用制御ゲインを読み込む。
【００９２】
ステップＳ４０６では、式（１２）により変位指令値を演算する。
【００９３】
ステップＳ４０７では、変速アクチュエータに変位指令値を出力する。
【００９４】
すなわち、前進時はステップモータ変位ｕに対する傾転角度φの特性が安定であり、低速時の目標変速比は最減速比であるため、ＰＩ制御は行わず、変位指令値は最減速比に対応したステップモータ変位ｕＩとして変速比のフィードバック制御を行わなくてもよい。これにより、変速比は最減速比近傍に安定に保持され変速比のハンチングは発生しない。
【００９５】
平衡状態では、dy/dt=0，y=0であるので、式（２）から、最減速比の傾転角度をφIとして、ｕIは次式で得られる。
（式１３）
その他の例として、実施の形態１では、変位制御において、積分ゲインkIuを更新周期に応じて小さくしていたが、例えば所定の更新周期よりも長いときは、積分ゲインkIuをゼロとしてもよい。
また、実施の形態３では、後退時には偏差ｅを読み込み、後退用制御ゲインを設定して変位制御を行ったが、一般的に後退時は最減速比であっても問題がないため、後退時、減速側に変速比を発散させ、傾転方向減速側のストッパにあてた状態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機を表すスケルトン図である。
【図２】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の断面、および変速制御系の構成を表す概略図である。
【図３】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を備えた制御系を含む構成図である。
【図４】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の制御系を表すブロック図である。
【図５】 実施の形態１におけるアクセル開度毎の車速と到達エンジン回転数の関係を表すマップである。
【図６】 実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図７】 実施の形態１における変速アクチュエータの速度制御を表すフローチャートである。
【図８】 実施の形態１における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図９】 実施の形態１におけるアクチュエータ指令とアクチュエータ変位との関係を表すタイムチャートである。
【図１０】 実施の形態１におけるアクチュエータ変位と変速比との関係を表すタイムチャートである。
【図１１】 実施の形態１におけるアクチュエータ速度，アクチュエータ変位及び変速比と目標変速比との偏差の関係を表すタイムチャートである。
【図１２】 実施の形態２における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図１３】 実施の形態３における変速アクチュエータの変位制御を表すフローチャートである。
【図１４】 従来技術における制御周期と偏差との関係を表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（ＴＣＶＴ）
１２ トルクコンバータ
１２ａ ポンプインペラ
１２ｂ タービンランナ
１２ｃ ステータ
１２ｄ ロックアップクラッチ
１４ 出力回転軸
１６ トルク伝達軸
１８，２０ トロイダル変速部
２２ ハウジング
２３ トラニオン
２４ 傾転ストッパ
２８ 出力ギア
３０ カウンターシャフト
３０ａ 入力ギア
３４ ローディングカム装置
３６ スラストベアリング
４０ 前後進切換装置
４２ 遊星歯車機構
４４ フォワードクラッチ
４６ リバースブレーキ
５０ 油圧サーボ
５１ サーボピストン
５２ ステップモータ
５３，５４ リンク
５５ プリセスカム
５６ シフトコントロールバルブ
５６Ｓ スプール
５６Ｄ ドレーン
６０ 変速制御コントローラ
７０ ライン圧供給弁
７１ ドレーン解放弁
８０ 変速制御装置
８１ シフトレンジ
８２ パワーローラ回転数センサ
８３ 出力ディスク回転数センサ
８４ 入力ディスク回転数センサ
８６ トラニオン変位センサ
８８ アクセル踏み込み量センサ
Claims (4)
- 与えられる電気信号に応じて変位する変速アクチュエータと、
該変速アクチュエータにより駆動され、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と、
該無段変速機の入力回転に同期したパルス信号の周期を検出する入力周期検出手段と、
前記無段変速機の出力回転に同期したパルス信号の周期を検出する出力周期検出手段と、
検出された入力周期及び出力周期との比から変速比を演算する変速比演算手段と、
目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
設定された目標変速比と演算された変速比との偏差を算出する偏差算出手段と、
算出された偏差の大きさに応じて駆動速度指令値を演算し、該駆動速度により前記偏差がなくなる方向へ変速アクチュエータを駆動する速度制御手段と、
を備えた無段変速機の変速制御装置において、
変速アクチュエータ変位指令値に基づいて変速アクチュエータを駆動する変位制御手段と、
前記変速比の更新周期が前記速度制御手段の制御周期より長いかどうかを判断し、前記更新周期が前記制御周期より短いときは前記速度制御手段を選択し、前記制御周期より長いときは前記変位制御手段を選択する変速制御選択手段と、
を設けたことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項１に記載の無段変速機構の変速制御装置において、
前記変位制御手段は、前記偏差に応じた変速アクチュエータ変位を変速アクチュエータへ指令することを特徴とする無段変速機の変速比制御装置。 - 請求項１または２に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記変位制御手段は、前記偏差と前記偏差の積分値とに応じて変速アクチュエータ変位を演算し、該変速比の更新周期が長いほど、該偏差の積分値に乗ずるゲインを小さくすることを特徴とする無段変速機の変速比制御装置。 - 請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記変位制御手段は、最減速比に対応した変速アクチュエータ変位を変速アクチュエータへ指令することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002221165A JP4013690B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 無段変速機の変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002221165A JP4013690B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 無段変速機の変速制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004060798A JP2004060798A (ja) | 2004-02-26 |
| JP4013690B2 true JP4013690B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=31941561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002221165A Expired - Lifetime JP4013690B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 無段変速機の変速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4013690B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105402395B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-02-06 | 闫永革 | 一种新型无离合器、无同步器的自动变速器及其变速方法 |
-
2002
- 2002-07-30 JP JP2002221165A patent/JP4013690B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004060798A (ja) | 2004-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4284905B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| US6663532B1 (en) | Dual strategy control for a toroidal drive type continuously variable transmission | |
| JP2005517140A (ja) | パワースプリット式自動変速機のギヤ比制御方法並びにパワースプリット式自動変速機 | |
| EP2677212A1 (en) | Continuously variable transmission for vehicle | |
| US6317672B1 (en) | Controller for infinite speed ratio transmission | |
| JP4013690B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP4331808B2 (ja) | 油圧−機械式変速機の速度段切換え制御装置 | |
| JP4284968B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP3572609B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP2001107992A (ja) | 無段変速機のための発進クラッチ制御装置 | |
| JP2004011728A (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP3960165B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP3794295B2 (ja) | トロイダル型無段変速機の変速制御装置 | |
| JP4304745B2 (ja) | パワートレインの制御装置 | |
| JP4253891B2 (ja) | パワートレインの制御装置 | |
| JP6631067B2 (ja) | 無段変速装置 | |
| JP4007078B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP3896754B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
| JP2000179674A (ja) | パワートレインの制御装置 | |
| JP2004068936A (ja) | 無段変速機構の変速比制御装置 | |
| JP3301260B2 (ja) | トロイダル型無段変速機の変速制御装置 | |
| JP2000179669A (ja) | パワートレインの制御装置 | |
| JP2001200904A (ja) | トロイダル型無段変速機の変速比制御装置 | |
| JP3736471B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
| JPH09217806A (ja) | トロイダル型無段変速機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050223 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051116 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061214 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070903 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4013690 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130921 Year of fee payment: 6 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |