JP4329210B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、無段変速機の入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、無段変速機の変速比を制御する変速制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エンジンの出力側に無段変速機が搭載されている形式の車両においては、車両に対する駆動力要求(例えば、車速およびアクセル開度など)に基づいて無段変速機の目標入力回転数が設定されるとともに、無段変速機の入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、その変速比を制御する、いわゆるフィードバック制御がおこなわれている。このように、無段変速機の変速比を制御することにより、エンジンを燃焼効率が良好となる状態で運転することができ、燃費が向上する。
【0003】
上記のような無段変速機としては、例えばベルト式無段変速機およびトロイダル式無段変速機が挙げられる。ベルト式無段変速機は、ベルト保持溝を有する2つのプーリと、ベルト保持溝に巻き掛けられたベルトと、ベルト保持溝の幅を制御するアクチュエータとを備えている。そして、アクチュエータにより溝幅を調整してベルトの巻き掛け半径を変更することにより、その変速比が制御される。トロイダル式無段変速機は、中空凹面(トロイダル面)を有する入力ディスクおよび出力ディスクと、入力ディスクおよび出力ディスクのトロイダル面に接触するパワーローラと、このパワーローラの動作を制御するアクチュエータとを有している。そして、アクチュエータによりパワーローラを動作させることにより、入力ディスクおよび出力ディスクとパワーローラとの接触半径を変更することにより、その変速比が制御される。
【0004】
ところが、上記のようなフィードバック制御をおこなうと、無段変速機の変速比の応答状態が、車両の状態に適さない場合がある。例えば、車両が減速して停車する場合に、フィードバック制御をおこなうと、無段変速機の変速比が、車両の発進時に設定するべき変速比までダウンシフトされる前に、車両が停止してしまう可能性がある。この停車状態で無段変速機の変速比を制御できればよいが、前述のようなベルト式無段変速機およびトロイダル式無段変速機は、変速比を変更する際に、変速比を設定するための部品同士の間に動摩擦力が発生する構造になっているために、車両の停止中に変速比を調整することが困難である。
【0005】
そこで、上記のようなフィードバック制御に加えて、フィードフォワード制御をおこなうことのできる変速制御装置が提案されている。ここで、フィードフォワード制御は、フィードバック制御の変速特性よりも変速応答性に優れた変速特性を有している。このような変速制御装置の一例が、特開平2−146366号公報に記載されている。この公報に記載された連続可変変速機は、固定プーリ部片と可動プーリ部片との間に形成された溝幅を増減し、両プーリ間に巻き掛けられるベルトの回転半径を増減させて、その変速比を制御するように構成されている。
【0006】
そして、車速が所定値以上になった場合は、オープンループ制御(つまり、フィードフォワード制御)からクローズドループ制御(つまり、フィードバック制御)に切り換えて、クローズドループ制御により連続可変変速機の変速比が制御される。したがって、車両に対する駆動力要求が所定値以下に低下した場合、具体的には車速が所定値以下に低下した場合は、フィードバック制御に用いられる目標入力回転数に関わりなく、連続可変変速機の変速比を大きくすること(つまりダウンシフトすること)により、車両が停車後に再度発進する状況に備えることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されている変速制御装置においては、車速が所定値以下であれば、フィードフォワード制御がおこなわれる。このため、例えば、アクチュエータの故障により変速比が過剰に大きく設定され、かつ、エンジン回転数が過剰に上昇している場合でも、車速が所定値以下になると、フィードフォワード制御により、無段変速機の変速比が不必要にダウンシフトされる可能性がある。その結果、エンジン回転数がさらに上昇してしまい、エンジンがオーバーランする可能性があった。
【0008】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、無段変速機が不必要に変速することを回避することのできる無段変速機の変速制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、駆動力源の出力側に連結された無段変速機の入力回転数と、車両に対する駆動力要求から求められる目標入力回転数とを比較し、その差を打ち消すように前記無段変速機の変速比を調節するフィードバック制御と、前記無段変速機の入力回転数が前記目標入力回転数となるように、前記無段変速機の変速比を予め決められた値で制御するフィードフォワード制御とを切り換え可能な無段変速機の変速制御装置において、前記車両の車速が予め定めた所定値以下であり、かつ、前記車両が停止する前に、前記無段変速機でフィードフォワード制御をおこなってダウンシフトするか否かを判断する制御要求判断手段と、前記無段変速機の入力回転数が、前記無段変速機でダウンシフトをおこなうと前記車両のドライバーが違和感をもつものとして予め定めた所定回転数以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、前記制御要求判断手段により、前記フィードフォワード制御をおこなうと判断され、かつ、前記回転数判断手段により、前記無段変速機の入力回転数が前記所定回転数以上であると判断された場合は、前記フィードバック制御を選択する制御選択手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0010】
この発明において、車両に対する駆動力要求の判断基準としては、例えば、車速または加速度またはアクセル開度またはブレーキペダルの操作状態のうちの少なくとも一つが挙げられる。この発明において、駆動力要求が所定状態であるか否かを、上記の判断基準の少なくとも一つの変化量(言い換えれば、変化率、変化程度、変化割合い、変化勾配)に基づいて判断することができる。また、駆動力要求が所定状態であるか否かを、上記の判断基準の少なくとも一つが、所定値以上、または所定値以下になったか否かに基づいて判断することができる。ここで、所定値は、同じ値または異なる値のいずれでもよい。さらにこの発明において、駆動力源の回転数に関連する特性の具体例としては、ドライバーが違和感を感じる回転数が挙げられる。
【0011】
請求項1の発明によれば、車両の車速が予め定めた所定値以下であり、かつ、車両が停止する前では、無段変速機の入力回転数が、無段変速機でダウンシフトをおこなうと車両のドライバーが違和感をもつものとして予め定めた所定回転数以上である場合は、フィードフォワード制御をおこなわずにフィードバック制御が選択される。したがって、ドライバーの意図しないダウンシフトが無段変速機でおこなわれることを抑制できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図2は、この発明をFF車(フロントエンジンフロントドライブ;エンジン前置き前輪駆動車)に用いた一実施形態のスケルトン図である。図2において、1は車両の駆動力源としてのエンジンであり、このエンジン1としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはLPGエンジンなどが用いられる。以下の説明では、便宜上、ガソリンエンジンが用いられているものとして説明する。なお、エンジン1のクランクシャフト2が車両の幅方向に配置されている。
【0019】
また前記エンジン1の出力側には、トランスアクスル3が設けられている。このトランスアクスル3は内部中空のケーシング4を有し、ケーシング4の内部には、トルクコンバータ5と前後進切り換え機構6と無段変速機(具体的にはベルト式無段変速機)7と最終減速機(言い換えれば差動装置)8とが設けられている。まず、トルクコンバータ5の構成について説明する。ケーシング4の内部には、クランクシャフト2と同一の軸線(図示せず)を中心として回転可能なインプットシャフト9が設けられており、インプットシャフト9におけるエンジン1側の端部にはタービンランナ10が取り付けられている。
【0020】
一方、クランクシャフト2の後端にはドライブプレート11を介してフロントカバー12が連結されており、フロントカバー12にはポンプインペラ13が接続されている。このタービンランナ10とポンプインペラ13とは対向して配置され、タービンランナ10およびポンプインペラ13の内側にはステータ14が設けられている。また、インプットシャフト9におけるフロントカバー12側の端部には、ダンパ機構16を介してロックアップクラッチ15が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー12およびポンプインペラ13などにより形成されたケーシング(図示せず)内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【0021】
上記構成により、エンジン1の動力(トルク)がクランクシャフト2からフロントカバー12に伝達される。この時、ロックアップクラッチ15が解放されている場合は、ポンプインペラ13のトルクが流体によりタービンランナ10に伝達され、ついでインプットシャフト9に伝達される。なお、ポンプインペラ13からタービンランナ10に伝達されるトルクは、ステータ14により増幅される。これに対して、ロックアップクラッチ15が係合されている場合は、フロントカバー12のトルクが機械的にインプットシャフト9に伝達される。
【0022】
前記ケーシング4の内部におけるトルクコンバータ5と前後進切り換え機構6との間には、オイルポンプ17が設けられている。このオイルポンプ17のロータ(図示せず)と、ポンプインペラ13とが円筒形状のハブ19により接続されている。また、オイルポンプ17のボデー(図示せず)はケーシング4側に固定されている。この構成により、エンジン1の動力がポンプインペラ13を介してロータに伝達され、オイルポンプ17を駆動することができる。
【0023】
前記無段変速機7は、インプットシャフト9と同心状に配置された駆動側シャフト21と、駆動側シャフト21と相互に平行に配置された従動側シャフトとしてのカウンタシャフト22とを有している。駆動側シャフト21には駆動側プーリ23が設けられており、カウンタシャフト22側には従動側プーリ24が設けられている。駆動側プーリ23は、駆動側シャフト21に固定された固定シーブ25と、駆動側シャフト21の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ26とを有している。また、この可動シーブ26を駆動側シャフト21の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ26と固定シーブ25とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ27が設けられている。この油圧アクチュエータ27は、駆動側シャフト21の軸線方向に動作するピストン(図示せず)およびリターンスプリング(図示せず)などを備えた公知のものである。
【0024】
一方、従動側プーリ24は、カウンタシャフト22に固定された固定シーブ28と、カウンタシャフト22の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ29とを有している。また、この可動シーブ29をカウンタシャフト22の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ29と固定シーブ28とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ30が設けられている。この油圧アクチュエータ30は、カウンタシャフト22の軸線方向に動作するピストン(図示せず)およびリターンスプリング(図示せず)などを備えた公知のものである。さらに、駆動側プーリ23および従動側プーリ24に対してベルト31が巻き掛けられている。
【0025】
上記構成の無段変速機7においては、油圧アクチュエータ27に作用する油圧を制御することにより、固定シーブ25と可動シーブ26との間の溝幅が調整される。その結果、駆動側プーリ23におけるベルト31の巻き掛け半径が変化し、無段変速機7の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比が無段階(連続的)に制御される。この変速にともない、油圧アクチュエータ30に作用する油圧を制御することにより、ベルト31に対する挟圧力(言い換えればベルト31の張力)が制御される。油圧アクチュエータ27,30に作用する油圧は装置の元圧であるライン圧を所定の値に制御したものである。
【0026】
前記前後進切り換え機構6は、インプットシャフト9と無段変速機7との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切り換え機構6はダブルピニオン形式の遊星歯車機構32を有している。この遊星歯車機構32は、インプットシャフト9の無段変速機7側の端部に設けられたサンギヤ33と、このサンギヤ33の外周側に、サンギヤ33と同心状に配置されたリングギヤ34と、サンギヤ33に噛み合わされたピニオンギヤ35と、このピニオンギヤ35およびリングギヤ34に噛み合わされたピニオンギヤ36と、ピニオンギヤ35およびピニオンギヤ36を、サンギヤ33の周囲を一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ37とを有している。そして、このキャリヤ37と駆動側シャフト21とが連結されている。また、キャリヤ37とインプットシャフト9との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチCRが設けられている。さらに、ケーシング4側には、リングギヤ34の回転・固定を制御するブレーキBRが設けられている。
【0027】
前記無段変速機7と最終減速機8との間の動力伝達経路には、カウンタシャフト22と相互に平行なインターミディエイトシャフト39が設けられている。インターミディエイトシャフト39にはカウンタドリブンギヤ40とファイナルドライブギヤ41とが形成されている。前記カウンタシャフト22にはカウンタドライブギヤ42が形成され、カウンタドライブギヤ42とカウンタドリブンギヤ40とが噛み合わされている。
【0028】
一方、前記最終減速機8はリングギヤ43を有し、ファイナルドライブギヤ41とリングギヤ43とが噛み合わされている。また、リングギヤ43はデフケース(図示せず)の外周に形成され、このデフケースの内部には複数のピニオンギヤ(図示せず)が取り付けられている。このピニオンギヤには2つのサイドギヤ(図示せず)が噛み合わされている。2つのサイドギヤには別個にフロントドライブシャフト44が接続され、各フロントドライブシャフト44には、駆動輪(前輪)45が接続されている。
【0029】
つぎに上記構成を有するFF車の制御系統を、図3のブロック図に基づいて説明する。前述したロックアップクラッチ12の係合・解放、および無段変速機7の変速制御をおこなうために、図3に示す油圧制御装置46が設けられている。この油圧制御装置46は、アクチュエータ27,30のピストンの油圧室(図示せず)に作用する油圧や、ロックアップクラッチ15の係合圧を調整するための各種のリニアソレノイドバルブ47を備えている。このリニアソレノイドバルブ47は、電磁部(図示せず)と調圧部(図示せず)とを有しており、電磁部のコイル(図示せず)の電流値に応じて油圧を制御する機能を備えている。
【0030】
また、エンジン1および油圧制御装置46を制御する電子制御装置(ECU)104が設けられている。この電子制御装置104は、演算処理装置(CPUまたはMPU)および記憶装置(RAMおよびROM)ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。この電子制御装置104に対して、エンジン回転数センサ105の信号、アクセルペダル106Aの操作状態を検出するアクセル開度センサ106の信号、スロットル開度センサ107の信号、フットブレーキペダル108Aの操作状態を検出するブレーキスイッチ108の信号、シフトレバー(図示せず)の操作状態を検出するシフトポジションセンサ109の信号、駆動側プーリ23の回転数を検出する入力回転数センサ110の信号、従動側プーリ24の回転数を検出する出力回転数センサ111の信号、車両の加速度および減速度を検出する加速度センサ114の信号などが入力されている。
【0031】
そして、アクセル開度106の信号に基づいてアクセル開度が演算され、入力回転数センサ110の信号に基づいて、無段変速機7の入力回転数が演算され、出力回転数センサ111の信号に基づいて車速が演算される。具体的には、各種のセンサやスイッチの信号に基づいて、各情報ごとにデータが蓄積され、蓄積されたデータの平均値を求めることで、エンジン1や無段変速機7の変速制御に用いるデータが得られる。
【0032】
上記の電子制御装置104に対して、燃料噴射装置112および点火時期制御装置113ならびに油圧制御装置46が、データ通信可能に接続されている。そして、各種の入力信号やデータに基づいて、電子制御装置104から、燃料噴射装置112、点火時期制御装置113、油圧制御装置46に対して制御信号が出力される。この電子制御装置104には、各種の入力信号に基づいて、エンジン1の制御、およびロックアップクラッチ15の係合・解放制御、ならびに無段変速機7の変速制御をおこなうために、各種のデータが予め記憶されている。具体的には、電子制御装置104にはアクセル開度および車速をパラメータとするロックアップクラッチ制御マップが記憶されており、このロックアップクラッチ制御マップに基づいてロックアップクラッチ15が係合・解放、もしくはスリップの各状態に制御される。さらに、車両の走行状態に基づいて、無段変速機7の変速比をダウンシフトする(変速比を大きくする)またはアップシフトする(変速比を小さくする)制御については後述する。
【0033】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン1がこの発明の駆動力源に相当し、リニアソレノイドバルブ47がこの発明のアクチュエータに相当する。
【0034】
上記構成を有する車両の動作について説明する。エンジン1のトルクはトルクコンバータ5を経由して前後進切り換え機構6に伝達される。また、シフト装置の操作に基づいて前後進切り換え機構6が制御される。まず、前進段が選択された場合はクラッチCRが係合され、かつ、ブレーキBRが解放されて、インプットシャフト9と駆動側シャフト21とが直結状態になる。この状態でインプットシャフト9にトルクが伝達されると、インプットシャフト9およびキャリヤ37ならびに駆動側シャフト21が一体回転する。駆動側シャフト21のトルクはベルト31を介してカウンタシャフト22に伝達されるとともに、このトルクはインターミディエイトシャフト39を介して最終減速機8に伝達された後、さらにこのトルクが車輪45に伝達されて車両が前進する。
【0035】
これに対して、後進段が選択された場合はクラッチCRが解放され、かつ、ブレーキBRが係合されて、リングギヤ34が固定される。すると、インプットシャフト9の回転にともなってピニオンギヤ35,36が共に自転しつつ公転し、キャリヤ37がインプットシャフト9の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、駆動側シャフト21およびカウンタシャフト22ならびにインターミディエイトシャフト39が前進段の場合とは逆方向に回転し、車両が後退する。
【0036】
つぎに、無段変速機7の変速制御の一例を、図1のフローチャートに基づいて説明する。図1の制御例は、請求項1の発明に対応している。まず、無段変速機7の変速制御に際して、フィードフォワード制御の選択要求があるか否かが判断される(ステップS1)。このステップS1で用いられる判断基準としては、例えば、車速または加速度(言い換えれば減速度)またはアクセル開度またはフットブレーキペダル108Aの操作状態のうちの少なくとも一つが挙げられる。
【0037】
より詳しくは、上記の各判断基準の少なくとも一つの変化量(言い換えれば、変化率、変化程度、変化割合い、変化勾配)が所定値以上であるか否かに基づいて、フィードフォワード制御の選択要求があるか否かを判断することができる。この他に、上記の各判断基準の少なくとも一つが、所定値以上、または所定値以下になったか否かに基づいて、フィードフォワード制御の選択要求があるか否かを判断することもできる。なお、上記所定値は、同じ値または異なる値のいずれでもよい。
【0038】
そして、ステップS1で否定的に判断された場合は、フィードバック制御量が算出される(ステップS2)。ここで、フィードバック制御とは、具体的には、無段変速機7の入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、無段変速機7の変速比を制御するものである。このステップS2においては、フィードバック制御に必要な制御量が、次のようにして算出される。
【0039】
まず、車両に対する駆動力要求、例えば、車速およびアクセル開度と、目標入力回転数との対応関係を示すマップに基づいて目標入力回転数が選択される。このマップは、予め電子制御装置104に記憶されている。なお、ロックアップクラッチ15が、係合または解放またはスリップのいずれの状態に制御されているかにより、無段変速機7の入力回転数とエンジン回転数との対応関係が異なるため、ロックアップクラッチ15の係合または解放またはスリップのそれぞれの状態に対応して、目標回転数を異ならせることもできる。つぎに、無段変速機7の現在の入力回転数(言い換えれば実入力回転数)と目標入力回転数とが比較され、その比較結果に基づいて、目標とするべき変速比、つまり目標変速比が算出される。そして、現在の変速比を目標変速比に近づけるように、リニアソレノイドバルブ47の電流値が算出される。
【0040】
上記のようにして算出される目標入力回転数および目標変速比ならびにリニアソレノイドバルブ47の電流値などが、フィードバック制御量に相当する。なお、現在の変速比から目標変速比を算出するためのデータ、リニアソレノイドバルブ47の電流値を算出するためのデータも、予め電子制御装置104に記憶されている。そして、ステップS2で算出されたフィードバック制御量に基づいて、無段変速機7の変速比の制御がおこなわれ(ステップS3)、この制御ルーチンを終了する。
【0041】
これに対して、前記ステップS1の判断時において、例えば、アクセル開度が零%であり、かつ、車両が減速中であり、かつ、車速が所定値以下になっている状況、つまり車両が停止する直前であるような状況であれば、ステップS1で肯定的に判断される。このような場合は、入力回転数センサ110の信号から算出される実入力回転数NIN が、閾値α1以上であるか否かが判断される(ステップS4)。
【0042】
この閾値α1は、例えば、ドライバーが違和感を持つようなエンジン回転数に対応して設定される。この閾値α1は電子制御装置104に記憶されている。なお、ロックアップクラッチ15が、係合または解放またはスリップのいずれの状態に制御されているかにより、無段変速機7の入力回転数とエンジン回転数との対応関係が異なるため、ロックアップクラッチ15の係合または解放またはスリップのそれぞれの状態に対応して、閾値α1を異ならせることもできる。このように、ステップS4は、無段変速機7の変速比を、現在の変速比から所定の変速比(例えば前進段で設定可能な最大変速比)までダウンシフトした場合に、ドライバーが違和感を持つようなエンジン回転数になるか否かを判断しているのである。
【0043】
そして、ステップS4で否定的に判断された場合は、フィードフォワード制御量を算出する(ステップS5)。このフィードフォワード制御としては、車両が停止する前に、無段変速機7の変速比を、例えば前進段で設定可能な最大変速比にダウンシフトする制御が挙げられる。このダウンシフトに際して目標となる変速比、リニアソレノイドバルブ47の電流値などが算出される。この目標となる変速比およびリニアソレノイドバルブ47の電流値が、フィードフォワード制御制御量に相当する。
【0044】
このように、フィードフォワード制御は、車両の状態を先取りして無段変速機7の変速比を制御するものである。ここで、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを比較すれば、フィードバック制御は、目標入力回転数と実際の入力回転数との偏差に基づいて、その差が小さくなるように、無段変速機7の変速比を制御するものである。これに対して、フィードフォワード制御は、無段変速機7の実際の入力回転数が目標入力回転数となるように、無段変速機7の変速比を予め決められた値で制御するものである。すなわち、目標入力回転数に基づいて変速比が定まり、その変速比に基づく制御量で無段変速機7が制御される。
【0045】
ついで、ステップS5で算出された制御量に基づいてフィードフォワード制御がおこなわれ(ステップS6)、この制御ルーチンを抜ける。したがって、車両が停止直前にある状況において、ステップS4ないしステップS6の制御がおこなわれた場合は、車両が停止する前に、無段変速機7の変速比を、前進段で設定可能な最大変速比まで確実にダウンシフトすることができる。このため、車両が停車後に再発進するにあたり、車両の駆動力を充分な値に制御することができ、車両の発進性を良好な状態に維持することができる。
【0046】
これに対して、前記ステップS4で肯定的に判断された場合は、ステップS2,S3に進む。つまり、フィードフォワード制御を選択する要求があった場合でも、強制的にフィードバック制御がおこなわれる。このため、システムの故障または異常または外乱の少なくとも一つにより、無段変速機7の変速比が、目標変速比よりも大きな変速比に制御され、エンジン回転数が過剰に上昇している場合は、ドライバーの意図しないダウンシフトが抑制される。
【0047】
したがって、無段変速機7の変速比がさらに大きくなり、エンジン回転数が一層上昇することを防止することができる。その結果、エンジン回転数が急激に上昇してドライバーが違和感を持つことを回避することができる。なお、上記システムの異常としては、例えばリニアソレノイドバルブ47の故障、または電子制御装置104のRAMの異常などが挙げられる。また、無段変速機7の出力トルクがドライバーの意図に関わりなく変化することを抑制できるとともに、ドライバーの違和感が解消されてドライバビリティを良好に維持することができる。
【0048】
また、図1の制御例においては、システムの故障を判定するために設定される格別の制御ロジックなどを用いることなく、無段変速機7の実入力回転数に基づいてフィードフォワード制御をフィードバック制御に切り換えることができる。したがって、フィードフォワード制御をおこなうための条件に、「システムの故障または異常または外乱の少なくとも一つを判定すること」を含める必要がなく、システム全体としての制御ロジックがシンプルになり、制御の安定度が増す利点がある。
【0049】
なお、上記の説明は、ステップS1において、無段変速機7をダウンシフトさせる際の応答性を良好にすることを目的としてフィードフォワード制御が要求されている場合でも、ステップS4で肯定的に判断された場合は、フィードバック制御を選択して、無段変速機7が不用意にダウンシフトされることを防止する場合を例示しているが、無段変速機7の不用意なアップシフトを防止するために、図1の制御例を採用することもできる。具体的には、図1のステップS1でアップシフトが発生しやすくなるようなフィードフォワード制御が要求されている場合に、ステップS4で肯定的に判断された場合にフィードバック制御を選択して、無段変速機7が不用意にアップシフトされることを防止する場合がこれに相当する。
【0050】
また、図1の制御例を、ステップS5と並行してステップS4をおこなうこと、またはステップS5とステップS6との間でステップS4をおこなうこと、またはステップS6と並行してステップS4をおこなうこと、のうちの少なくとも一つを採用し、このステップS4により肯定的に判断された場合に、ステップS2,S3に進むように、その制御ルーチンの一部を変更することもできる。
【0051】
ここで、図1に示す機能的手段または、上記のように図1の制御ルーチンの一部を変更した場合における機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップS1ないしステップS6がこの発明の制御選択手段に相当する。また、フィードバック制御がこの発明の第1の変速制御態様に相当し、フィードフォワード制御がこの発明の第2の変速制御態様に相当する。さらに、閾値α1がこの発明の所定回転数に相当する。なお、このように図1の制御ルーチンの一部を変更した制御例も、請求項1の発明に対応する。
【0052】
ところで、無段変速機が搭載された車両において、フィードフォワード制御量を算出する際に、システムの異常が発生した場合、例えば電子制御装置のRAMの異常が発生した場合は、フィードフォワード制御量が誤算出されることになる。そして、このように誤算出されたフィードフォワード制御量に基づいて、無段変速機の変速比が制御されると、不用意なダウンシフトが発生する。その結果、エンジンブレーキ力が強められて急激に減速度が増加し、運転者が違和感を持つ可能性がある。このような不都合を解消するための制御例を、図4のフローチャートに基づいて説明する。
【0053】
図4の制御例においては、まず、フィードバック制御量QFB が算出される(ステップS21)。このステップS21でおこなわれるフィードバック制御量の算出方法は、図1のステップS2でおこなわれるフィードバック制御量の算出方法と同様である。ついで、フィードフォワード制御要求があるか否かが判断される(ステップS22)。このステップS22で用いられる判断基準は、図1のステップS1で用いられる判断基準と同様である。このステップS22で肯定的に判断された場合は、フィードフォワード制御量QFF が算出される(ステップS23)。このステップS23でおこなわれフィードフォワード制御量の算出方法は、図1のステップS5でおこなわれるフィードフォワード制御量の算出方法と同様である。
【0054】
そして、フィードバック制御量QFB とフィードフォワード制御量QFF との差の絶対値が、基準値α2未満であるか否かが判断される(ステップS24)。基準値α2は、予め電子制御装置104に記憶されている。このステップS24で肯定的に判断された場合はフィードフォワード制御を実行し(ステップS25)、この制御ルーチンを終了する。
【0055】
これに対して、ステップS22で否定的に判断された場合、またはステップS24で否定的に判断された場合は、フィードバック制御を実行し(ステップS26)、この制御ルーチンを終了する。このように、図4の制御例においては、フィードフォワード制御を選択する場合にも、フィードバック制御量が並行して算出され、かつ、ステップS24でフィードフォワード制御量の算出値とフィードバック制御量の算出値とが常時比較され、2つの算出値の差が基準値α2以上であることにより、ステップS24で否定判断された場合は、フィードフォワード制御を禁止してフィードバック制御が実行される。
【0056】
ここで、フィードバック制御よりもフィードフォワード制御の方が、変速比が変化しやすい特性を備えている。したがって、フィードフォワード制御量を算出する際に、システムの異常が発生した場合、例えば電子制御装置のRAMの異常が発生して、フィードフォワード制御量が誤算出された場合は、フィードバック制御がおこなわれるため、ドライバーの意図しない不用意なダウンシフトが抑制される。その結果、エンジンブレーキ力が強められて急激に減速度が増加し、かつ、ドライバーが違和感を持つという事態を、未然に防止することができ、ドライバビリティが向上する。
【0057】
また、図4の制御例では、フィードフォワード制御量が誤算出されたか否かを、格別の制御ロジックにより判定することなく、フィードフォワード制御量とフィードバック制御量との比較結果に基づいて判定している。このフィードバック制御量は、ステップS22で否定的に判断された場合に用いるために、元々算出されているものである。したがって、フィードフォワード制御量が誤算出されたか否かを判定するために、格別の制御ロジックを用いる必要が無く、システム全体の制御ロジックを簡略化することができる。
【0058】
なお、上記の説明は、ステップS22において、無段変速機7のダウンシフトが発生しやすくなる変速特性を備えたフィードフォワード制御が要求されている場合でも、ステップS24で肯定的に判断された場合は、フィードバック制御を選択して、無段変速機7が不用意にダウンシフトされることを防止する場合を例示しているが、無段変速機7の不用意なアップシフトを防止するために、図1の制御例を採用することもできる。具体的には、図4のステップS22において、無段変速機7のアップシフトが発生しやすい変速特性を得ることを目的としてフィードフォワード制御が要求されている場合に、ステップS24で肯定的に判断された場合にフィードバック制御を選択して、無段変速機7が不用意にアップシフトされることを防止する場合がこれに相当する。
【0059】
ここで、図4に示す機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップS21およびステップS23が、この発明の並行処理手段に相当し、ステップS24が、この発明の判断手段に相当し、ステップS26が、この発明の制御選択手段に相当する。さらに、リニアソレノイドバルブ47の電流値が、この発明のフィードフォワード制御量に相当する。
【0060】
つぎに、無段変速機が搭載された車両において、無段変速機の目標回転数を算出するためのロジックが切り換えられる場合、例えばフィードバック制御とフィードフォワード制御とで切り換えがおこなわれる場合について説明する。このように制御態様が切り換えられると、無段変速機の目標入力回転数の初期値が設定される。この初期値を設定する際に、目標入力回転数として、制御態様の切り換え時における無段変速機の実際の入力回転数を選択する場合がある。このような目標入力回転数の設定方法は、例えば、異なる変速特性を備えた変速態様同士のの切り換えに際して、不用意な変速が生じることを防止する目的でおこなわれる。
【0061】
しかしながら、実際の入力回転数の算出値にノイズ(例えば入力回転数センサの信号パルスのノイズ)が発生し、実際の入力回転数よりも高回転数の入力回転数が算出された場合に、この入力回転数を目標入力回転数として選択すると、不用意なダウンシフトが生じる問題がある。そこで、このような問題に対処するための制御例を、図5のフローチャートに基づいて説明する。まず、入力回転数センサ110の信号から得られるデータに基づいて、入力回転数NIN をなまし処理したなまし値NINSM を算出する。このなまし処理の具体的な方法としては、例えば、複数のデータを平均化する方法と、現時点における複数のデータが目標入力回転数に与える影響の割合を個々のデータ毎に判断し、各データに重み付けをおこなって平均化する方法などが挙げられる。
【0062】
ついで、目標入力回転数NINTの算出態様の切り換えをおこなうか否か、具体的には、フィードフォワード制御とフィードバック制御との切り換えをおこなうか否かが判断される(ステップS32)。このステップS32で用いる判断基準は、図1のステップS1で用いる判断基準と同様である。ステップS32で肯定的に判断された場合は、目標入力回転数NINTとしてなまし値NINSM を選択し(ステップS33)、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップS32で否定的に判断された場合は、そのまま制御ルーチンを終了する。
【0063】
図5の制御に対応するタイムチャートの一例を図6に示す。図6は、時刻t1で目標入力回転数NINTの算出態様の切換えがおこなわれる際に、破線で示すように回転数が急激に上昇するような入力回転数NIN のノイズが発生した場合を示す。しかしながら、この実施形態のように、なまし値NINSM を目標入力回転数NINTとして設定すれば、時刻t1以前から時刻t1以後に亘り、目標入力回転数NINTがほぼ一定になる。つまり、目標入力回転数NINTの算出態様の切換えがおこなわれた場合でも、目標入力回転数NINTの算出態様の切換えの前後における無段変速機7の変速比がほぼ一定に制御され、かつ、目標入力回転数NINTの算出態様の切換えの前後における実際の入力回転数NIN もほぼ一定になる。
【0064】
これに対して、目標入力回転数NINTの算出態様の切り換えに際して、なまし処理をおこなわない比較例のタイムチャートを図7に示す。この比較例においては、目標入力回転数NINTの算出態様の切り換えにともない、破線で示すように回転数が急激に上昇するような入力回転数NIN のノイズが発生すると、このノイズに相当する入力回転数NIN が、時刻t1以後の目標入力回転数NINTとして設定されている。このため、目標入力回転数NINTの算出態様の切り換えにともない、無段変速機の変速比が急激に大きくなるような制御、つまりダウンシフトが発生し、時刻t2でダウンシフトが終了している。したがって、実際の入力回転数NIN は、時刻t1以降は急激に上昇し、かつ、時刻t2以後はほぼ一定に制御される。
【0065】
図5および図6に示すように、この実施形態においては、目標入力回転数NINTの算出態様の切り換え、具体的にはフィードバック制御とフィードフォワード制御との切り換えに際して、切り換え後の制御態様における目標入力回転数の初期値として、実際の入力回転数をなまし処理した値を選択している。このため、制御態様の切り換えに際して、入力回転数センサ111の信号にノイズが発生していた場合でも、不用意なダウンシフトを抑制することができる。
【0066】
なお、図6のタイムチャートでは、制御態様の切り換えにともない、入力回転数NIN が急激に上昇するようなノイズが発生した場合について説明しているが、制御態様の切り換えにともない、入力回転数NIN が急激に低下するようなノイズが発生した場合に対しても、図5の制御例を用いることができる。この場合は、制御態様の切り換えにともなうアップシフトが抑制される。
【0068】
なお、上記各制御例は、トロイダル式無段変速機の変速制御に適用することもできる。このトロイダル式の無段変速機とは、中空凹面(トロイダル形状の面)を有する入力ディスクおよび出力ディスクと、各ディスクのトロイダル形状の面に対して、ガラス状に固化するオイルを介してトルク伝達可能に接続される円板形状のパワーローラと、このパワーローラの動作を制御するアクチュエータとを備えたものである。このトロイダル式の無段変速機においては、ガラス状のオイルとパワーローラとの接触半径を制御することにより、その変速比が制御される。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、無段変速機の入力回転数が、予め定められた所定回転数以上になった場合は、無段変速機でダウンシフトするフィードフォワード制御をおこなう要求がある場合でも、フィードフォワード制御をおこなわずにフィードバック制御が選択される。したがって、無段変速機の出力トルクがドライバーの意図に関わりなく変化することを抑制できるとともに、ドライバーの違和感が解消されてドライバビリティを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図2】 この発明を適用したFF車の概略構成を示すスケルトン図である。
【図3】 図2に示された車両の制御系統を示すブロック図である。
【図4】 この発明の他の制御例を示すフローチャートである。
【図5】 この発明の他の制御例を示すフローチャートである。
【図6】 図5の制御例に対応するタイムチャートである。
【図7】 図5の制御例に対応する比較例のタイムチャートである。
【符号の説明】
1…エンジン、 7…無段変速機、 47…リニアソレノイドバルブ、 104…電子制御装置。
Claims (1)
- 駆動力源の出力側に連結された無段変速機の入力回転数と、車両に対する駆動力要求から求められる目標入力回転数とを比較し、その差を打ち消すように前記無段変速機の変速比を調節するフィードバック制御と、前記無段変速機の入力回転数が前記目標入力回転数となるように、前記無段変速機の変速比を予め決められた値で制御するフィードフォワード制御とを切り換え可能な無段変速機の変速制御装置において、
前記車両の車速が予め定めた所定値以下であり、かつ、前記車両が停止する前に、前記無段変速機でフィードフォワード制御をおこなってダウンシフトするか否かを判断する制御要求判断手段と、
前記無段変速機の入力回転数が、前記無段変速機でダウンシフトをおこなうと前記車両のドライバーが違和感をもつものとして予め定めた所定回転数以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、
前記制御要求判断手段により、前記フィードフォワード制御をおこなうと判断され、かつ、前記回転数判断手段により、前記無段変速機の入力回転数が前記所定回転数以上であると判断された場合は、前記フィードバック制御を選択する制御選択手段と
を備えていることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
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