JPH02107864A - 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、高速域での加速時のフィーリング向
上に関する。

〔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。このため、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。

補正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加速時のフィーリングを向上する
傾向にある。

ここで加速時には、第５図（ａ）のようなアクセル踏込
みに伴い目標変速比１ｓが−Ｈダウンシフトし、その後
車速の増大等により徐々にアップシフトするように変化
し、実変速比ｌがこれに追従するように変速速度を定め
て制御される。このとき第５図（Ｃ）のような加速度Ｇ
を生じ、この加速度Ｇの発生状態が加速フィーリングに
大きく影響する。即ち、加速時にドライバは加速度Ｇの
上限の最大加速度Ｇｓ、　この最大加速度Ｇ−に達する
時間Ｔを体感して、アクセル踏込みスピードが代表する
加速要求と合致するかどうかを判断する。最大加速度Ｇ
−が大きく、時間Ｔが短かい場合には、応答性がよく加
速を強く体感するのであり、低速時にドライバの加速要
求が大きい場合には、かかる加速状態にすることがフィ
ーリング向上になる。

一方、最大加速度Ｇ＋ｇ、時間Ｔを逆の関係にするとス
ムーズ性がよくなり、エンジン回転数の上昇も抑えられ
て心地よい加速を体感することになり、高速時はかかる
加速状態にすることがフィーリングを向上する。

また高速時では、実変速比ｌが同じでもプライマリプー
リ回転数Ｎｐとセカンダリプーリ回転数Ｎｓ（車速）は
大きく、同じ変速速度旧／ｄｔに対してΔＮｐは大きく
なる。従って、ΔＮｐと共にエンジン回転数Ｎｅの吹き
上がりが大きいことから、ドライバは不必要な滑り感を
感じてしまう。このことから、高速域での加速時には上
述のスムーズ性を発揮し、滑り感を減じるように変速速
度を補正することが望まれる。

そこで従来、上記無段変速機の変速制御において、キッ
クダウン加速に関しては、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
荷状態からの加速の場合は、変速速度を初期において緩
やかに変化し、その後所定時間経過するとステップ状に
増大することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものは、加速初期にダウンシ
フト側への変速速度を減じると、駆動力が小さくて加速
性を損う。従って、キックダウンのような迅速な加速を
ドライバが要求している場合は、むしろ先行技術と逆の
技術思想を用いて補正することが望まれる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、高速域での加速時にスムーズ性重
視で加速して、加速フィーリングを改善することが可能
な無段変速機の変速制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の変速制御装置は、変
速比の目標値と実際値、目標値の変化速度の少なくとも
複数以上を用いて変速速度を算出し制御する変速制御系
において、上記変速速度をドライバの加速要求を示すス
ロットル開度変化速度に対し減少関数で、車速に対して
も減少関数で補正するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、加速時のダウンシフトが変速速度を
用いて変速制御され、車速が高い程、スロットル開度変
化速度が大きい程、変速速度は小さく補正されることで
、車速と共にエンジン回転数が上昇するようなスムーズ
な加速性能になり、不必要な滑り感を生じないフィーリ
ングを得るようになる。

〔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ｌは、電磁粉式等の電磁クラッチ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を介して駆動輪９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横断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吻合式に構成され
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Ｌ４ａ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゜■５には駆
動ベルト１０が巻付けられ、両シリンダ１４ａ、１５ａ
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．無段変速機４のブ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．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（Ｄ　ｓ）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、スロットル弁側にスロットル開
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
ト的に処理される。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、変速制御
信号およびライン圧制御信号が無段変速機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、電磁クラッチ制御系においては、エンジン回転数
Ｎｏ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）レンジの信号が人力
する逆励磁モード判定部３２を有し、例えばＮ　ｅ　＜
　３００ｒｐｍ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Ｖ。

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３５．３６．８７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、ブ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のプライマリプーリ回転数Ｎｐと
セカンダリプーリ回転数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ｌ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２Ｂのシフト位
置Ｒ，Ｄ。

Ｄｓは目標プライマリプーリ回転数検索部４１に入カシ
、Ｒ、Ｄ　、　Ｄ　ｓの各レンジ毎に変速パターンに基
づくｌ−θのマツプを用いて目標プライマリプーリ回転
数ＮＰＣを検索する。目標ブライマリブ−り回転数ＮＰ
Ｄとセカンダリブーり回転数Ｎｓは目標変速比算出部４
２に入力し、目標変速比ｌｓが１ｓ＝ＮＰＤ／Ｎｓ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
変化速度算出部４３に入力し、一定時間の目標変速比１
ｓの変化量により目標変速比変化速度旧ｓ／ｄｔを算出
する。そして、これらの実変速比Ｉ、目標変速比１ｓ、
目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔと、係数設定部４４．
６０の係数に１．に２は変速速度算出部４５に入力し、
変速速度旧／ｄｔを以下により算出する。

ｄ１／ｄｔ　＝に１（ｉｓ−１）＋に２　令旧ｓ／ｄｔ
上記式において、ｌ５−１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Ｉはデユーティ比
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　１１１１　ｆ　（ｄ１／ｄｔ、　ｌ）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旧／ｄｔ−１のマツプを用いて
検索される。そしてこの操作量のデユーティ比りの値は
、駆動部４７を介して油圧制御回路Ｉ７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ｌ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ｌの積で目標ライン圧ＰＬ
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、Ｎ
ｅ−１のマツプにより最大ライン圧Ｐ　Ｌｓ＋ａｘを求
める。目標ライン圧ＰＬｄと最大ライン圧Ｐ　Ｌｍａｘ
は減圧値算出部５３に入力し、最大ライン圧Ｐ　Ｌｍａ
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ＰＬＲ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５Ｂ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高速加速時の補正手段につ
いて述べる。

先ず、上述の変速速度算出部４５で算出される変速速度
ｄｌ／ｄｔの式において変速速度旧／ｄｔを決定する要
素は（１ｓ−１）と係数に１であり、（ｉｓ−１）の値
は加速時の目標変速比１ｓと実変速比Ｉとにより必然的
に決まる。従って、高速加速時にドライバの加速要求に
対しフィーリングが向上するように変速速度旧／ｄｔを
補正するには、係数に１をそれに合うように設定すれば
よく、このことから係数に１を高速加速時のドライバの
加速要求に対する修正係数と称することができる。

ここで、加速要求の直接の要素はドライバによるアクセ
ル踏込み加減、即ちスロットル開度変化速度６であり、
スロットル開度変化速度６が大きくて変速速度が迅速化
される場合は修正係数に１を小さく設定すればよい。ま
た、車速か大きい程滑り感を生じ易いため、高速時に修
正係数に１を小さく設定すればよい。

そこで、スロットル開度θが人力するスロットル開度変
速速度算出部Ｂｌを有してスロットル開度変化速度６を
算出し、このスロットル開度変化速度６と車速を示すセ
カンダリプーリ回転数Ｎｓとが修正係数設定部ＢＯに入
力して修正係数に１を定めるようになっている。即ち、
修正係数に１は、上述のドライバの加速要求に対する修
正に基づき第３図に示すように、スロットル開度変化速
度６に対しては減少関数で設定され、車速に対しても減
少関数で設定されるものである。

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２１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
、これが駆動輪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ｌ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５Ｂ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！
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１Ｂ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ＰＬ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Ｎｐ、Ｎｓ、　θが読込まれ、制御ユニッ
ト２０の実変速比算出部４０で実変速比１を求める。ま
た、目標プライマリプーリ回転数検索部４１では実変速
比１．スロットル開度θにより一旦目標プライマリプー
リ回転数ＮＰＣ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ブーり回転数ＮＰＤに対
応した目標変速比ｌｓが算出される。

これらの実変速比Ｉ、目標変速比ｌＳ、係数に１および
目標変速比変化速度算出部４３の変化速度ｄｌｓ／ｄｉ
、係数に２を用いて変速速度算出部４５で変速速度ｄ１
／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ｌ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４Ｂ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。ここで例えばデ
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から排油するようになり、こう
してダウンシフトする。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は給油され、これによ
りアップシフトする。そしてこの場合の変速速度旧／ｄ
ｔはデユーティ比の変化に対応していることから、変速
速度ｄｉ／ｄｔ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、変速速度ｄ１７ｄ
ｉ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
度を変えながらダウンシフトまたはアップシフトして無
段階に変速することになる。

次いで、加速時の変速制御の作用について述べると、ア
クセル踏込み時に第４図に示すように目標変速比Ｉｓが
低速段側に設定され、実変速比ｌがこれに追従するよう
にダウンシフトする。このとき、スロットル開度θに基
づきスロットル開度変化速度算出部６１でスロットル開
度変化速度−が算出され、このスロットル開度変化速度
６と車速とが修正係数設定部ＢＯに入力して修正係数に
１を定める。

そこで、スロットル開度変化速度６が大きくても車速が
比較的低く、同一変速比でもプライマリプーリ回転数Ｎ
ｐ、エンジン回転数Ｎｅが低くて滑り感を生じ難い条件
では、第３図のマツプにより修正係数に１が比較的大き
く設定されるため、変速速度ｄｌ／ｄｔも比較的大きく
なる。このため、ダウンシフト時に実変速比ｌは第４図
の破線のように比較的応答よく目標変速比１ｓに追従制
御し、車速に対しエンジン回転数が少し吹き上がる程度
の加速性能になる。こうして、ドライバによるスロット
ル開度変化速度６の大きい加速要求に対しスムーズな加
速に修正される。また、上述の場合で車速が更に高くて
滑り感を生じ易い条件になると、修正係数に１が充分小
さく設定されて変速速度ｄｉ／ｄｔの値も小さくなる。

このため、実変速比Ｉは第４図の実線のようにゆっくり
追従制御され、エンジン回転数が車速と路間−に上昇す
るように抑えた加速性能になる。そこで、スムーズ加速
に加えて不必要な滑り感を生じないように修正されるこ
とになる。

以上、本発明の一実施例について述べたが、修正係数に
１以外の要素で変速速度ｄ１７ｄｔを補正してもよい。

また、修正係数に１をスロットル開度変化速度の係数と
、車速の係数に分け、両者を加算または乗算してもよい
。

〔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、ドライバの加速要求を示すスロット
ル開度変化速度と車速に対し共に減少関数で変速速度を
補正するので、高速域での加速時にスムーズな加速性能
になり、更に不必要な滑り感が防止されてフィーリング
が向上する。

さらに、変速速度を決定する目標変速比と実変速比との
偏差の項の係数を修正係数として補正するので、容易か
つ効果的に変速速度を補正し得る。

【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図は加速要求に対する修正係数のマツプを示す図、 第４図は高速域で変速速度が異なる場合の加速状態を示
す図、 第５図は加速時のフィーリングを説明する図である。 ４・・・無段変速機、２０・・・電子制御ユニット、４
０・・・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、４Ｂ・・・デユーティ比検索部、６０・
・・修正係数設定部、６１・・・スロットル開度変化速
度算出部特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人
　弁理士　　小　橋　信　淳 同　　弁理士　　村　井　　　進 第５因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速比の目標値と実際値、目標値の変化速度の少
   なくとも複数以上を用いて変速速度を算出し制御する変
   速制御系において、 上記変速速度をドライバの加速要求を示すスロットル開
   度変化速度に対し減少関数で、車速に対しても減少関数
   で補正することを特徴とする無段変速機の変速制御装置
   。
2. （２）上記変速速度を少なくとも目標変速比と実変速比
   との偏差に係数を乗算して算出し、 上記係数をスロットル開度変化速度に対し減少関数で、
   車速に対し減少関数で補正することを特徴とする請求項
   （１）記載の無段変速機の変速制御装置。