JPH01275947A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用のベルト式無段変速機において変速比
や回転数による変速速度を制御対象とする変速制御装置
に関し、詳しくは、低速キ・ンクダウン加速時のプーリ
側ショック防止対策に関する。

【従来の技術】

この種の無段変速機においては、過渡状態の追従性と共
に、オーバシュートやハンチング等を生じないように収
束性も良好に行うように変速制御することが考えられて
いる。このなめ、例えば目標変速比の目標値と実変速比
の実際値との偏差。 収束性を加味した要素等により操作量を変速速度で求め
て変速速度制御することが提案されている。 そして種々の特別な走行条件、エンジンまたは駆動系等
の状態により、目標値や操作量を更に補正して最適化す
る傾向にある。 ここで、上記変速速度による電子的制御では例えば目標
変速比が設定されるが、この目標変速比はマツプや計算
により設定されることから、低速域のキックダウン加速
時等ではプーリ側でメカニカル的に決まっている最大変
速比（ｉ　＝２．５）以上の値に設定されることがある
。このため、この目標変速比を用いて実変速比を追従制
御すると、両者の偏差が大きいことから、実変速比ら急
激に立上るように制御され、この結果、プーリ側ではメ
カニカル的な最大変速比の状態に急激に移行してショッ
クを生じる。従って、かかる低速域でのキックダウン時
にはブーり側でショックを生じないように、滑らかにダ
ウンシフトすることが望まれる。 そこで従来、上記無段変速機のキックダウン加速時にお
ける変速制御に関しては、例えば特開昭５９−２０８２
５３号公報の先行技術がある。ここで、低速または低負
荷状態での加速時は、初期において変速速度を遅くし、
所定の時間経過後に速くすることが示されている。

【発明が解決しようとする課ｇｆ１］ ところで、上記先行技術のものは、加速初期の１区動ト
ルクの立上りを待って変速制御するもので、変速速度が
時間により変化されている。このため、加速初期におい
て変速速度の遅延によりプーリ側のショックが防止され
ても、変速速度を速くした後にショックを防止すること
はできない。 本発明は、このような点に鑑み、低速域でのキックダウ
ン加速時において、電子制御に伴うプーリ側のショック
を防ぐようにした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。 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明は、変速比の目標値と
実際値の偏差、目標値の変化速度による収束要素を用い
て変速速度を算出し、上記変速速度と実１！！；ｊ値の
関係で操作量を定めて制御する変速制御系において、低
速段でのキックダウン加速時に目標値を検出し、上記目
標値がメカニカル的な最大変速比以上の場合は、変速速
度を目標値と実際値の偏差と実際値との関係により減少
補正するように構成されている。

【作　　　用】

上記構成に基づき、低速段でのキックダウン加速時に例
えば目標変速比がメカニカル的に最大変速比以上設定さ
れると、変速速度の減少補正により実変速比は榎やかに
立上ってダウンシフトするように制御され、これによつ
ブーり側では最大変速比に向って徐々に移行し、その後
ショック等を生じることなくアップシフト作用する。 こうして本発明では、低速域のキックタウン加速時にプ
ーリ側で最大変速比に急激にはりつくことによるショッ
クを確実に防止することが可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、電磁クラッチにベルト式無段変速機を
組合わせた駆動系の全体構成について説明する。エンジ
ン１は、電磁粉式等の電磁クラッチ２１前後進切換装置
３を介して無段変速機４に連結し、無段変速機４から１
組のりダクションギャ５．出力軸６．ディファレンシャ
ルギヤ７および車軸８を介して駆動ｖａ９に伝動構成さ
れる。 電磁粉式クラッチ２は、エンジンクランク軸１０にドラ
イブメンバ２ａを、入力軸１１にクラッチコイル２Ｃを
具備したドリブンメンバ２ｂを有する。そしてクラッチ
コイル２Ｃに流れるクラッチ電流により両メンバ２ａ、
　２ｂの間のギャップに電磁粉を鎖状に結合して集積し
、これによる結合力でクラッチ接面およびクラッチトル
クを可変制御する。 前後進切換装置３は、入力軸１１と変速機主軸１２との
間にギヤとハブやスリーブにより同期噛合式に構成され
ており、少なくとも入力軸１１を主軸１２に直結する前
進位置と、入力軸１１の回転を逆転して主軸１２に伝達
する後退位置とを有する。 無段変速機４は、主軸１２とそれに平行配置された副軸
１３とを有し、主軸１２には油圧シリンダ１４ａを備え
たブーり間隔可変のプライマリプーリ１４が、副軸１３
には同様に油圧シリンダ１５ａを備えたセカンダリプー
リ１５が設けられる。また、両プーリ１４゜１５には駆
動ベルト１６が巻付けられ、両シリンタ１４ａ　、　１
５ａは油圧制御回路１７に回路構成される。そして両シ
リンダ１４ａ　、　１５ａには伝達トルクに応じたライ
ン圧を供給してプーリ押付力を付与し、プライマリ圧に
より駆動ベルト１６のプーリ１４．１５に対する巻付は
径の比率を変えて無段階に変速制御するように構成され
ている。 次いで、電磁粉式クラッチ２と無段変速機４の電子制御
系について説明する。エンジン１のエンジン回転数セン
サ１９．無段変速４９４のブライマリプーリ回転数セン
サ２１□セカンダリプーリ回転数センサ２２．エアコン
やチョークの作動状況を検出するセンサ２３．２４を有
する。また、操作系のシフトレバ−２５は、前後進切換
装置３に機械的に結合しており、リバース（Ｒ）、ドラ
イブ（Ｄ）、スポーティドライブ（Ｄｓ）の各レンジを
検出するシフト位置センサ２６を有する。更に、アクセ
ルペダル２７にはアクセル踏込み状態を検出するアクセ
ルスイッチ２８を有し、スロットル弁明にスロットル開
度センサ２９を有する。 そして上記スイッチおよびセンサの種々の信号は、電子
制御ユニット２０に入力し、マイコン等を使用してソフ
ト的に５理される。そして電子制御ユニット２０から出
力するクラッチ制御信号が電磁クラッチ２に５変速制御
信号およびライン圧制御信号が？：段変速機４の油圧制
御回路１７に入力して、各制御動作を行うようになって
いる。 第２図において、制御ユニット２０の電磁クラッチ制御
系と無段変速制御系について説明する。 先ず、ｔ　ｍクラッチ制御系においては、エンジン回転
数Ｎｅとシフト位置センサ２６のＲ，Ｄ、ＤＳ以外のパ
ーキング（Ｐ）、ニュートラル（Ｎ）レンジの信号が入
力する逆ｌ１Ｊｌｌ磁モード判定部３２を有し、例えば
Ｎｅ　＜３００ｒｐ１の場合、またはＰ、Ｎレンジの場
合に逆励磁モードと判定し、出力判定部３３により通常
とは逆向きの微少電流を流す。そして電磁クラッチ２の
残留磁気を除いて完全に解放する。また、この逆励磁モ
ード判定部３２の判定出力信号、アクセルスイッチ２８
の踏込み信号およびセカンダリプーリ回転数センサ２２
の回転数（以下車速Ｖとする）信号が入力する通電モー
ド判定部３４を有し、発進等の走行状態を判別し、この
判別信号が、発進モード電流設定部３５．ドラッグモー
ド電流設定部３６．直結モード電流設定部３７に入力す
る。 発進モード電流設定部３５は、通常の発進またはエアコ
ン、チョーク使用の発進の場合において、エンジン回転
数Ｎｅ等との関係で発進特性を各別に設定する。そして
スロットル開度θ、車速■。 Ｒ，Ｄ、Ｄｓの各走行レンジにより発進特性を補正して
、クラッチ電流を設定する。ドラッグモード電流設定部
３６は、Ｒ，Ｄ、Ｄｓの各レンジにおいて低車速でアク
セル開放の場合に微少のドラッグ電流を定め、電磁クラ
ッチ２にドラッグトルクを生じてベルト、駆動系のガタ
詰めを行い、発進をスムーズに行う。またこのモードで
は、Ｄレンジのクラッチ解放後の車両停止直前までは零
電流に定め、惰行性を確保する。直結モード電流設定部
３７は、Ｒ，Ｄ、ＤＳの各レンジにおいて車速Ｖとスロ
ットル開度θの関係により直結電流を定め、電磁クラッ
チ２を完全係合し、かつ係合状態での節電を行う。これ
らの電流設定部３５．３６．３７の出力信号は、出力判
定部３３に入力し、その指示に従ってクラッチ電流を定
める。 次いで、無段変速制御の変速速度制御系について述べる
と、プライマリブーり回転数センサ２１゜セカンダリプ
ーリ回転数センサ２２のプライマリ回転数Ｎｐとセカン
ダリ回転数Ｎｓは実変速比算出部４０に入力し、実変速
比１＝Ｎｐ、／Ｎｓにより実変速比ｉを算出する。この
実変速比ｉとスロットル開度センサ２９のスロットル開
度θおよびシフト位置センサ２６のシフト位置Ｒ，Ｄ、
Ｄｓは目標プライマリ回転数検索部４１に入力し、Ｒ，
Ｄ、Ｄｓの各レンジ毎に変速パターンに基づくｉ−θの
マツプを用いて目標プライマリ回転数ＮＰＤを検索する
。目標プライマリ回転数ＮＰＤとセカンダリ回転数ＮＳ
は目標変速比算出部４２に入力し、目標変速比ｉｓがｉ
ｓ＝　Ｎ　ＰＤ／　Ｎ　ｓにより算出される。そしてこ
の目標変速比ＩＳは目標変速比変］比速度算出部４３に
入力し、一定時間の目標変速比ｉｓの変化量により目標
変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔｌ！−算出する。そして、
これらの実変速比ｉ、目標変速比ｉＳ、目標変速比変化
速度ｄｉｓ／ｄｔと、係数設定部４４．　ｆ３０の係数
に１　　。 Ｋ２は変速速度算出部４５に入力し、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔを以下により算出する。 ｄｉ／ｄｔ　＝に１（ｉｓ　−ｉ　）士に２・ｄｉｓ／
ｄｔ上記式において、１ｓ−ｉは目標と実際の変速比偏
差の制御量、ｄｉｓ／ｄｔは制御系の遅れ補正要素であ
る。 上記変速速度ｄｉ／ｄｔ　、実変速比１はデューティ比
検索部４６に入力する。ここで、操作量のデユーティ比
りが、Ｄ＝　ｆ　ｆｄｉ／ｄｔ、　　ｉ　）の関係で設
定されることから、アップシフトとダウンシフトにおい
てデユーティ比りがｄｉ／ｄｔ　−ｉのマツプを用いて
検索される。そしてこの操作ｌのデユーティ比りの値は
、駆動部４１を介して油圧制御回路１７の変速速度制御
用ソレノイド弁４８に出力する。 続いて、無段変速制御のライン圧制御系について述べる
。エンジン回転数センサ１９．スロットル開度センサ２
９のエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θが入力する
エンジントルク検索部５０を有し、θ−Ｎｅのトルク特
性マツプからエンジントルクＴを求める。このエンジン
トルクＴと実変速比算出部４０の実変速比ｉの信号は、
目標ライン圧設定部５１に入力し、エンジントルクに応
じた必要ライン圧と実変速比ｉの積で目はライン圧Ｐｉ
−ｄを定める。一方、エンジン回転数によりポンプ吐出
圧が変化するのに伴いライン圧最大値が変動することか
ら、この変動状態を検出するためエンジン回転数Ｎｅと
実変速比ｉが入力する最大ライン圧検索部５２を有し、
Ｎｅ−ｔのマツプにより最大ライン圧ｐ　ｔｉａｘを求
める。目標ライン圧ＰＬｄと最大ライン圧Ｐ　ＬＩａｘ
は減圧値算出部５３に入力し、最大ライン圧Ｐ　Ｌｎａ
ｘに対する目標ライン圧ＰＬｄの割合でライン圧ＰＬＲ
を算出するのであり、これがデユーティ比検索部５４に
入力してライン圧ＰＬＩ（に応じたデユーティ比りを定
める。そして、このデユーティ信号が駆動部５５を介し
てライン圧制御用ソレノイド弁５６に出力するように構
成されている。 そこで、上記制御系において低速域のキックダウン加速
時のショック防止対策として、セカンダリプーリ回転数
Ｎｓとスロットル開度θが入力する低速キックダウン検
出部６０を有し、設定車速の回転数Ｎｏに対しＮＳ＜Ｎ
ｏの場合でスロットル開度θが大の場合に低速キックダ
ウンを判断する。 この判断結製は目標変速比検出部６１に入力して、プー
リ側のメカニカル的最大変速比２．５に対し、目標変速
比ｉｓがｉｓ≧２□５の場合に補ＪＴ信号を補正ｆ糸数
設定部６２に出力する。補正係数設定部６２は変速速度
ｄｉ／ｄｔの式の偏差（ｉｓ−ｉ）の項を補正係数１／
に３　　（Ｋａ　＞１　）により減少補正するものであ
る。 ここで、キックダウン時の変速制御は第４図のようにな
り、キックダウン時に目標変速比ｉｓが急激に増大して
ダウンシフトし、その後徐々に減じてアンプシフトする
のであり、これに対し通常は実変速比ｊが破線のように
３８従する。そして、目標変速比ＩＳがｉｓ＞２．５の
場合は実変速比ｉのダウンシフト途中でメカニカル的に
１ｓ＝２．５にはりつき、このときの点Ｐ１でプーリ側
の衝突によるショＶり等を生じ、ｉｓ＝　ｉ　＝２．５
の点Ｐ２で収束する。そこで、上記ショックを防ぐには
点Ｐ１を点Ｐ２またはそれ以降にずらすように補正すれ
ば良い、それには、変速速度ｄｉ／ｄｔの式の偏差（ｉ
ｓ−１）が大きく実変速比１の小さい初期において係数
に３を大きい値にして変３１速度ｄｉ／ｄｔを減じ、そ
の後、変速速度ｄｉ／ｄｔの式の偏差（ｉｓ−ｉ）の減
少と実変速比１の増大に応じて係数に３の値を１．０に
近づければ良い、このことから、係数に３の補正値マツ
プは第３図のように変速遠度ｄｉ／ｄｔの式の偏差（ｉ
ｓ−ｉ）と実変速比ｉめ関１系で定めである。 上記補正係数設定部６２の補正ｆ糸数に３は変３Ｌｒ速
度算出部４５に入力し、Ｋｌ　　（ｉＳ−ｉ）の項に乗
算して１　／　Ｋ　３　　・Ｋ１　　（ｉｓ−ｉ）の演
算を行うようになっている。 次いで、このように構成された無段変速機の変速制御装
置の作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動力
が、電磁クラッチ２９前後進切換装置３を介して無段変
速機４のプライマリプーリ１４に入力し、駆動ベルト１
６．セカンダリプーリ１５により変速した動力が出力し
、これか駆動輪９側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい低
速段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ信号が
ソレノイド弁５６に入力して制御圧を生成し、その平均
化した圧力でライン圧制御することで、ライン圧ＰＬを
高くする。そして高速段に移行するにつれて実変速比ｉ
が小さくなり、エンジントルクＴも小さくなるに従い同
様に作用することで、ライン圧ＰＬは低下するように制
御されるのであり、こうして常に駆動ベルト１６での伝
達トルクに相当するプーリ押付は力を作用する。 上記ライン圧Ｐ［は、常にセカンダリシリンダ１５ａに
供給されており、ソレノイド弁４８の制御圧による図示
しない変速速度制御弁によりプライマリシリンダ１４ａ
に給排油することで、変速速度制御されるのであり、こ
れを以下に説明する。 先ず、プライマリプーリ回転数センサ２１．セカンダリ
ブーり回転数センサ２２およびスロットル開度センサ２
９からの信号Ｎｏ　、　ＮＳ　、θが読込まれ、制御ユ
ニ７ト２０の実変速比算出部４０で実変速比ｉを求める
。また、目標プライマリ回転数検索部４１では実変速比
ｉ、スロットル開度θにより一旦目標プライマリ回転数
ＮＰＤがマツプにより検索され、目標変速比算出部４２
でこの目標プライマリ回転数ＮＰｔ）に対応した目標変
速比ｉｓが算出される。従って、プライマリ回転数一定
の領域では、目標変速比ＩＳがＮｓ−θ法により算出し
たものと同一の固定値になるが、プライマリ回転数可変
の領域では、目標変速比ｉｓがＮｓ〜θ法により算出し
たものに比べ、低速段側にオフセットして設定され、更
にその目標変速比ＩＳが自ら変化する値になる。 これらの実変速比ｉ、目標変速比ｉｓおよび目標変速比
変化速度算出部４３のｄｉｓ／ｄｔ、係数設定部４４の
係数に１　、に２を用いて変速速度算出部４５で変速速
度ｄｉ、／ｄｔを求める。そして、デユーティ比検索部
４６で変速速度ｄｉ／ｄｔと実変速比ｉに基づいてデユ
ーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁４８に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変、速速度制御弁
を給油と排油の２位置で繰返し動作する。ここでデユー
ティ比が小さくなると、オフ時間により図示しない変速
速度制御弁は給油位置での動作時間が長くなってプライ
マリシリンダ１４ａに給油するようになり、こうしてア
ップシフトする。一方、デユーティ比が大きくなると、
逆にオン時間により排油位置での動作時間が長くなって
プライマリシリンダ１４ａは排油され、これによりダウ
ンシフトする。そしてこの場合の変速速度ｄ１／ｄｔは
デユーティ比の変化に対応していることから、目標変速
比ｉｓと実変速比ｉの渭差が小さい場合は、デユーティ
比の変化が小さくプライマリシリンダ１４ａの流量変化
が少ないことで変速スピードが遅くなる。一方、目標変
速比ｉｓと実変速比ｉの偏差が大きくなるに従ってデユ
ーティ比の変化によりプライマリシリンダ１４ａの流量
変化が増して、変速スピードが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速速
度を変えながらアップシフトまたはダウンシフトして無
段階に変速することになる。 次いで、低速キックダウン時の変速制御の作用を、第５
図のフローチャートを用いて述べる。 先ず、低速キックダウンが、低速キックダウン検出部６
０で車速に応じたセカンダリプーリ回転数Ｎｓ、その設
定値Ｎｏ、スロットル開度θの変化により検出される。 すると、目標変速比検出部６１で目標変速比ＩＳの設定
状、１が検出され、ｉｓ＜２．５の場合はショックを生
じる恐れが無いことから、補正係数設定部６２の補正係
数に３は最小の１．０に設定されて、補正作用しない。 一方、ｉｓ≧２．５の場合は、補正係数設定部６２で変
速速度ｄｉ／ｄｔの式の偏差（ｉｓ−ｉ）と実変速比ｉ
による第３図のマツプを用いて係数に３が設定され、変
速速度算出部４５で１／に３　・Ｋ１（ｉｓ−ｉ）の演
算が行われる。そこで、ダウンシフト初期には１系数に
３の値が大きく、これに伴い補正量１／に３と共に変速
速度ｄｉ／ｄｔが小さい値に補圧されるので、実変速比
ｉは第４図の破線に対し実線のように榎やかにダウンシ
フトを開々台する。そしてダウンシフトの進行に伴う実
変速比ｉの増大と、変速速度ｄｉ／ｄｔの式の開基（ｉ
ｓ−ｉ）の減少に応じて、係数に３の値が小さくなって
補正Ｘｉ／Ｋａも少なくなり、これにより実変速比ｉは
２．５またはそれより少し小さい値の点Ｐ３で目標変速
比ｉｓに収束することになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、補正係数に
３のマツプはこれに限定されない。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、無段変速機の
変速制御において、低速域のキックダウン時に目標変速
比がプーリ側のメカニカル的最大変速比以上に設定され
ると、実変速比がその最大変速比にはりつかないように
補正制御されるので、プーリ側の機械的シ：！ｙりが確
実に防止され、ベルト耐久性等の点でも有利である。 キックダウン時の実変速比の上記滑らかなダウンシフト
制御により、加速フィーリングが向上する。 補正係数が目標変速比と実変速比の偏差と実変速比との
関係により設定されているので、いかなるキックダウン
状態にも適用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の無段変速機の変速制御装置の実施例を
示す全体構成図、 第２図は電子制御系のブロック図、 第３図は補正係数に３の特性図、 第４図はキックダウン時の変速状態を示すタイムチャー
ト図、 第５図は作用のフローチャート図である。 ４・・・無トゲ変速機、２０・・・電子制御ユニット、
４ｏ・・・実変速比算出部、４２・・・目標変速比算出
部、４３・・・目標変速比変化速度算出部、４５・・・
変速速度算出部、６０・・・低速キックダウン検出部、
６１・・・目標変速比検出部、６２・・・補正係数設定
部 特許出ｐｐ人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理
士　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変速比の目標値と実際値の偏差、目標値の変化速度によ
   る収束要素を用いて変速速度を算出し、上記変速速度と
   実際値の関係で操作量を定めて制御する変速制御系にお
   いて、 低速段でのキックダウン加速時に目標値を検出し、 上記目標値がメカニカル的な最大変速比以上の場合は、
   変速速度を目標値と実際値の偏差と実際値との関係によ
   り減少補正することを特徴とする無段変速機の変速制御
   装置。