JP6893740B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
この無段変速機の変速制御装置において、無段変速機は、変速モードとして、車速とアクセル開度による運転点に応じて変速比を無段階に変更する無段変速モードを有する。
変速コントローラは、無段変速モードの選択による走行中、運転点が車速調整要求領域にあり、かつ、車速を調整するアクセル操作がある場合、無段変速機の変速比を、ドライバーの意図車速へ到達したと判定された際の変速比に固定する。
無段変速モードの選択による走行中、車速が発進以外の車速領域にあり、かつ、無段変速機の変速比が閾値を超えるハイ変速比領域にある場合、車速調整要求領域にあると判断する。
この要求に着目し、運転点が車速調整要求領域にあり、かつ、車速を調整するアクセル操作がある場合、ドライバーの意図車速へ到達すると、ステップATのように変速比を固定させる制御を織り込むようにした。この変速比固定により、走行用駆動源の回転数がアクセル開度ではなく車速にリンクするため、アクセル操作と駆動力とがリニアな関係になってダイレクト感が演出されるし、車速調整が容易なる。
この結果、無段変速モードでの走行中、無段変速による利点を生かしつつ、車速調整要求がある走行シーンの場合に走行用駆動源の回転ふらつきを抑えて車速調整を容易にすることができる。加えて、運転点がR/L線付近の車速調整要求領域にあるとの判断を、アクセル開度条件を用いることなく、車速条件と変速比条件を用いて適切に行うことができる。
実施例1における変速制御装置は、トルクコンバータと前後進切替機構とバリエータと終減速機構により構成されるベルト式無段変速機(無段変速機の一例)を搭載したエンジン車に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「全体システム構成」、「無段変速モード構成」、「変速制御処理構成」、「レシオ固定作動/解除条件及び駆動力不足判定条件」に分けて説明する。
図1は、実施例1の無段変速機の変速制御装置が適用されたエンジン車の駆動系と制御系を示す。以下、図1に基づいて、全体システム構成を説明する。
ここで、ベルト式無段変速機CVTは、トルクコンバータ2と前後進切替機構3とバリエータ4と終減速機構5を図外の変速機ケースに内蔵することにより構成される。
図2は、無段変速モードでの無段変速制御をバリエータ4により実行する際に用いられるDレンジ無段変速スケジュールによる変速パターンを示す。図3は、実施例1のCVTコントロールユニット8にて実行される無段変速制御とレシオスタビリティ制御との状態遷移を示す。以下、図2及び図3に基づいて、変速モード構成を説明する。
そこで、アクセル操作に対してエンジン回転数Neを過敏に動かさず、ダイレクト感を演出するために、車速調整が要求される走行シーンに限ってステップAT(複数の変速段を持つ自動変速機)のようなレシオ固定(インギヤ)を織り込むようにした。つまり、バリエータ4をレシオ固定にすると、図2の矢印Cに示すように、プライマリ回転数Npri(≒エンジン回転数Ne)がアクセル開度APOではなく車速VSPにリンクする。このレシオ固定は、特に、アクセル低開度域でのR/L付近の車速調整を容易にする。
図4は、実施例1のCVTコントロールユニット8にて無段変速モードによるDレンジ位置の選択中に実行される変速制御処理の流れを示す。以下、変速制御処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。このフローチャートは、Dレンジ位置を選択することで開始され、Dレンジ位置以外のレンジ位置選択や他の変速モード選択を行うことで終了する。
なお、「レシオ固定解除条件」の詳しい内容については後述する。
なお、「レシオ固定作動条件」の詳しい内容については後述する。
なお、「レシオ固定解除条件」の詳しい内容については後述する。
なお、「駆動力不足条件」の詳しい内容については後述する。
図4の変速制御処理で用いた「1.レシオ固定作動条件」、「2.レシオ固定解除条件」、「3.駆動力不足判定条件」の詳細内容を、図5〜図9を用いて説明する。
レシオ固定作動条件とは、車速調整を行う領域でレシオ固定を作動させる条件をいう。無段変速制御による前進走行中に下記の[1]〜[10]の条件が全て成立したとき、レシオ固定作動条件が成立とし、レシオ固定を作動させる。
Dレンジの選択中をいう。これは、Dレンジ以外のレンジ位置(例えば、Dsレンジ、Lレンジ等)の選択中に車速調整を行うシーンが無いことによる。
ドライバーが意図する車速になっていることを、アクセル変化量が小さいことから判定する条件である。具体的には、図5に示すように、時刻t1にてアクセル開度変化量が±閾値内であると判断されてから、アクセル開度変化量が±閾値内を意図車速到達判定時間Δtだけ継続して時刻t2になると、意図車速へ到達したと判定する。ここで、アクセル開度変化量の±閾値は、+側閾値(アクセル踏み側閾値)を大きく(緩く)設定し、−側閾値(アクセル戻し側閾値)を小さく(厳しく)設定する。これにより、±閾値を同じ値とした場合に比べ、バリエータ4の変速比がよりLow変速比側となり、レシオ固定時の駆動力を確保することができる。
無段変速モード(ノーマルモード)の選択中をいう。これは、他の変速モード(マニュアル変速モード等)は、加速意図がある変速モードであることによる。
第1車速閾値VSP1<車速VSP<第2車速閾値VSP2をいう。車速調整が必要なのは発進以外の巡行車速領域であるため、車速VSPで判定する。
ドライバーが意図する車速になっていることを、変速が完了し、さらに変速が無いことから判定する条件である。具体的には、図6に示すように、時刻t1にてレシオ偏差(指示レシオ−実レシオ)が±閾値内であると判断されてから、レシオ偏差が±閾値内を意図車速到達判定時間Δtだけ継続して時刻t2になると、意図車速へ到達したと判定する。ここで、レシオ偏差の±閾値は、+側閾値(Low変速比側閾値)を大きく(緩く)設定し、−側閾値(High変速比側閾値)を小さく(厳しく)設定する。これにより、±閾値を同じ値とした場合に比べ、バリエータ4の変速比がよりLow変速比側となり、レシオ固定時の駆動力を確保することができる。
レシオ閾値>実レシオの条件をいう。これは、運転点(VSP,APO)がR/L付近であることを、実レシオがレシオ閾値より高いHigh変速比領域であることにより判定するためである。
駆動力が小さ過ぎても大き過ぎても車速合わせはできないため、車速合わせが可能な余裕駆動力があることを判定する条件である。具体的には、図7に示すように、閾値1<余裕駆動力<閾値2のとき、余裕駆動力条件が成立とする。つまり、駆動力と走行抵抗と車速の関係は、図7の上部特性に示すようになり、R/L線よりも上側の駆動力が余裕駆動力になる。よって、余裕駆動力と車速の関係は、図7の下部特性に示すようになり、閾値1<余裕駆動力<閾値2の余裕駆動力領域をレシオ固定領域とする。
なお、余裕駆動力は、
余裕駆動力=実駆動力−実走行抵抗 …(1)
実駆動力=エンジントルク×実レシオ×終減速比/タイヤ動半径 …(2)
実走行抵抗=転がり抵抗+空気抵抗 …(3)
空気抵抗=空気密度×空気抵抗係数×全面投影面積×車速^2/2 …(4)
の式を用いて演算される。なお、平坦路&等車速が前提であるので、実走行抵抗の計算には、加速抵抗と勾配抵抗を加えない。
路面勾配が平坦路であることを判定する条件である。具体的には、−閾値<路面勾配<+閾値のときに勾配条件成立とする。なお、登坂、降坂時には、道路状況や運転状況に応じて適切な変速比を自動的に選択するINVECS(インべックス、Intelligent & Innovative Vehicle Electronic Control Systemの略)を優先させる。
トルクコンバータ2のロックアップクラッチ20が締結状態であると、LU状態条件が成立とする。これは、ロックアップクラッチ20が解放状態であると、エンジン回転が安定せずダイレクト感を出せないことによる。
安定して変速できる油温域でレシオ固定させるための油温センサ83からの油温条件をいう。具体的には、入り条件は、閾値L<油温<閾値Hとし、抜け条件は、油温<閾値LL、又は、閾値HH<油温とする。これは、入り抜けハンチング防止のため、入り条件と抜け条件にヒステリシスをつける。
なお、レシオ固定作動条件からアクセル開速度条件を除いている。その理由は、アクセル開速度条件があると、アクセル戻し操作側で速度調整をしたいときにレシオ固定しなくなることによる。
車速調整を行う必要がなくなるシーンでレシオ固定を解除させる下記の[1]〜[8]の条件のいずれかが成立すると、レシオ固定を解除させる。
アクセル開度APOの大きさによりドライバーに車速合わせ意図が無いことを判定するレシオ固定解除条件である。具体的には、第1アクセル開度閾値≦アクセル開度、又は、アクセル開度≦第2アクセル開度閾値で与えられ、車速合わせ意図が無い高開度域に入ったときや、車速合わせ意図が無いアクセル足離し操作をしたときにアクセル開度条件が成立する。
ブレーキ操作を判定するレシオ固定解除条件である。つまり、ブレーキON時には、車速調整の要求が無いと判断し、ブレーキ判定条件が成立する。
前進クラッチ31の締結中や前進クラッチ31の解放中にはレシオ固定を解除する条件である。つまり、前進クラッチ31の締結状態が定常のときのみレシオ固定を維持する。
故障判定をした場合のレシオ固定解除条件である。つまり、故障時はフェールモードを優先させる。
油温が上昇し、高油温制御モードに入った場合のレシオ固定解除条件である。つまり、油温が上昇により高油温制御モードに入ると、高油温制御モードを優先させる。
Dレンジ選択中であるにもかかわらず前進クラッチ31が滑り締結状態である疑似D状態が判定された時のレシオ固定解除条件である。つまり、疑似D状態は実質的に前進クラッチ31が解放状態であるため、レシオ固定を解除する。
INVECS制御、オートクルーズ制御、空調補助制御、暖房補助制御等の車両側からの他の制御要求がある場合のレシオ固定解除条件である。つまり、車両側からの他の制御要求があるときは、制御干渉を防止するため車両側からの他の制御要求を優先させる。
回転スタビリティ制御作動時のレシオ固定解除条件である。つまり、回転スタビリティ制御の作動時には、制御干渉を防止するためにレシオ固定を解除する。
レシオ固定による駆動力不足で車速調整ができないシーンでは、レシオ固定を一時的に解除し、ダウンシフトさせることで駆動力を確保するための判定条件である。
駆動力不足判定条件は、レシオ固定によるレシオスタビリティ制御作動中、図8に示すように、駆動力不足判定余裕駆動力に対して実駆動力(レシオ固定状態)が下回ると、駆動力不足と判定する。
ここで、駆動力不足判定余裕駆動力は、ノーマル変速線から算出した余裕駆動力に、駆動力不足判定比率を掛け合わせることで算出する。なお、ノーマル変速線から算出した余裕駆動力は、エンジンコントロールユニット88から取得されるエンジントルクの推定情報を用い、
ノーマル変速線から算出した余裕駆動力=エンジントルク×ノーマル変速線で決まる変速比×終減速比/タイヤ動半径
の式により演算される。
実施例1の作用を、「前進走行中の変速制御処理作用」、「レシオスタビリティ制御作用」、「レシオスタビリティ制御作動中のダウンシフト作用」に分けて説明する。
以下、図4に示すフローチャートに基づいて、前進走行中の変速制御処理作用を説明する。まず、前進走行中であって、レシオ固定解除条件が成立である場合は、ステップS1→ステップS2へと進む流れが繰り返される。そして、前進走行中であって、レシオ固定解除条件が非成立であるが、レシオ固定解除条件が非成立である場合は、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返される。何れの場合であっても、運転点(VSP,APO)とDレンジ無段変速スケジュールを用いた無段変速制御が実行される。
ベルト式無段変速機CVTを搭載したエンジン車において、ドライバビリティ改善要求として、以下の内容でベルト式無段変速機CVTをステップATのようなフィーリングにしたいという要求がある。
図12は、レシオスタビリティ制御作動中にアクセル踏み戻し操作を行った場合にレシオ固定解除からのダウンシフト時におけるアクセル開度・レシオ・プライマリ回転数の各特性を示す。以下、図12に基づいてレシオスタビリティ制御作動中のダウンシフト作用を説明する。
実施例1のベルト式無段変速機CVTの変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
この無段変速機(ベルト式無段変速機CVT)の変速制御装置において、無段変速機は、変速モードとして、車速VSPとアクセル開度APOによる運転点に応じて変速比を無段階に変更する無段変速モードを有する。
変速コントローラ(CVTコントロールユニット8)は、無段変速モードの選択による走行中、運転点(VSP,APO)が車速調整要求領域にあり、かつ、車速VSPを調整するアクセル操作がある場合、無段変速機の変速比を、ドライバーの意図車速へ到達したと判定された際の変速比に固定する。
このため、無段変速モードでの走行中、無段変速による利点を生かしつつ、車速調整要求がある走行シーンの場合に走行用駆動源(エンジン1)の回転ふらつきを抑えて車速調整を容易にすることができる。ここで、エンジン車の場合には、エンジン回転数Neの上昇を抑える変速制御になるため、燃費の向上に寄与する。
このため、(1)の効果に加え、運転点(VSP,APO)がR/L線付近の車速調整要求領域にあるとの判断を、アクセル開度条件を用いることなく、車速条件と変速比条件を用いて適切に行うことができる。ここで、アクセル開度条件を用いないことで、アクセル戻し操作が行われた際も変速比固定作動(レシオ固定作動)に入ることができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、運転点(VSP,APO)が車速調整要求領域にある場合にアクセル操作の収束を監視することにより、ドライバーの意図車速へ到達したと判定することができる。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、運転点(VSP,APO)が車速調整要求領域にある場合に変速比の収束を監視することにより、ドライバーの意図車速へ到達したと判定することができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、閾値1から閾値2までの余裕駆動力条件を加えることで、変速比を固定したときに車速合わせが可能な余裕駆動力が残っていることを判定することができ、変速比を固定しても余裕駆動力で車速を合わせることができる。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、変速比固定制御中、変速比固定による駆動力不足を解消し、変速比固定制御をより長く継続させることができる。
このため、(6)の効果に加え、ドライバーが意図しないダウンシフトによる走行用駆動源(エンジン1)の急な回転上昇が抑えられ、ドライバーに与える違和感を解消することができる。
CVT ベルト式無段変速機(無段変速機)
2 トルクコンバータ
3 前後進切替機構
31 前進クラッチ
4 バリエータ
5 終減速機構
6 駆動輪
7 油圧制御ユニット
8 CVTコントロールユニット(変速コントローラ)
12 エンジン回転センサ
20 ロックアップクラッチ
80 プライマリ回転センサ
81 車速センサ
83 油温センサ
84 インヒビタスイッチ
85 ブレーキスイッチ
86 アクセル開度センサ
89 前後Gセンサ
90 タービン回転センサ
Claims (6)
- 走行用駆動源と駆動輪との間に配される無段変速機と、
前記無段変速機の変速制御を実行する変速コントローラと、
を備える無段変速機の変速制御装置において、
前記無段変速機は、変速モードとして、車速とアクセル開度による運転点に応じて変速比を無段階に変更する無段変速モードを有し、
前記変速コントローラは、前記無段変速モードの選択による走行中、運転点が車速調整要求領域にあり、かつ、車速を調整するアクセル操作がある場合、前記無段変速機の変速比を、ドライバーの意図車速へ到達したと判定された際の変速比に固定し、
前記無段変速モードの選択による走行中、車速が発進以外の車速領域にあり、かつ、前記無段変速機の変速比が閾値を超えるハイ変速比領域にある場合、前記車速調整要求領域にあると判断する
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項1に記載された無段変速機の変速制御装置において、
前記変速コントローラは、アクセル開度変化量が閾値内である状態を所定時間維持すると、ドライバーの意図車速へ到達したと判定する
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項1又は2に記載された無段変速機の変速制御装置において、
前記変速コントローラは、到達変速比と実変速比の差分が閾値内である状態を所定時間維持すると、ドライバーの意図車速へ到達したと判定する
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載された無段変速機の変速制御装置において、
前記変速コントローラは、前記無段変速機の変速比固定作動条件として、実駆動力と実走行抵抗の差分による余裕駆動力が閾値1から閾値2までの間であるという余裕駆動力条件を加える
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載された無段変速機の変速制御装置において、
前記変速コントローラは、前記無段変速機の変速比固定制御中、変速比固定による駆動力不足が判定されるとダウンシフトする
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項5に記載された無段変速機の変速制御装置において、
前記変速コントローラは、駆動力不足判定に基づいてダウンシフトする場合、前記ダウンシフトでの変速比変化にランプ勾配を設定する
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
Priority Applications (1)
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JP2017208928A JP6893740B2 (ja) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 無段変速機の変速制御装置 |
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Family Applications (1)
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JP2017208928A Active JP6893740B2 (ja) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 無段変速機の変速制御装置 |
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2017
- 2017-10-30 JP JP2017208928A patent/JP6893740B2/ja active Active
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