JPH02107866A - 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、加速時のショック軽減対策に関する
。

〔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。

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、工゛／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。

そこで従来、上記無段変速機の変速制御に関しては、例
えば特開昭６０−９８２５１号公報の先行技術がある。

ここで、機関回転速度Ｎｅの目標値Ｎｅ’に対する追従
制御を速度比ｅで制御する方法において、スロットル開
度θ等に対し複数の目標値を定め、加速の開始、終了時
に複数の目標値の１つを選択するように制御することが
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にあっては、実際値Ｎｅ
と目標値Ｎｅ’の他に、スロットル開度θ等の運転条件
により目標値Ｎθ°を定常用または加速用のいずれかを
選択して変化させるものであるから、例えば加速時には
追従性が向上する半面、収束性が悪化する恐れがある。

また、目標値Ｎ。

を複数設定して選択するため、制御系が煩雑になる。

そこで、常に追従性と収束性とを共に良好に行い、かつ
制御系を簡素化するため、本件出願人により以下のよう
な方法が提案されている。即ち、目標変速比Ｉｓと実変
速比ｌとの偏差（Ｉｓ−１）の項。

および無段変速機油圧制御系の遅れを補正する目標変速
比変化速度旧ｓ／ｄｔの項を加算して変速速度ｄｉ／ｄ
ｔを算出し、この変速速度旧／ｄｉと実変速比１の関係
で操作ｆｆ１Ｄを決定して変速速度制御するものである
。

ところで、キックダウン等の加速時には、第５図に示す
ように初期において目標変速比ＩＳが低速段側に設定さ
れ、実変速比ｌがこの目標変速比ＩＳに対し急激にダウ
ンシフトしながら追従する。次いで、目標変速比ｉｓは
低速段から徐々に高速段側にアップシフトし始め、これ
に対し実変速比ｌはダウンシフトをスローダウンしなが
ら目標変速比ｉｓに一致するように収束し、その後は目
標変速比Ｉｓと実変速比ｌとが一致してアップシフトす
ることになる。かかる変速制御において、ダウンシフト
からアップシフトに移行する際に加速度Ｇが大きく変化
し、これに伴いショックや加速感がドライバに与えられ
る。この場合のショックはフィーリングを損うため軽減
することが望ましく、このショック軽減対策としてはダ
ウンシフトからアップシフトへの移行をできるだけ滑ら
かにする必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、キックダウン等の加速時のダウンシフ
トからアップシフトに移行する際のショックを軽減して
、スムーズな加速感を与え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、加
速時に変速比等の目標値がアップシフトする過程で実際
値がダウンシフトをスローダウンしながら収束するもの
であるから、この場合の収束を滑らかに行うには、目標
値のアップシフト状態、即ち目標値の変化速度を見る。

また、目標値の変化速度に応じて目標値と実際値との偏
差の減少状態が変化するため、この偏差の減少状態に対
応して収束性に対処する必要があり、このことから目標
値の変化速度と偏差とで補正すればよい点に着目してい
る。

そこで、少なくとも変速比等に基づく目標値と実際値と
の偏差により変速速度を算出して変速速度制御する変速
制御系において、上記変速速度を目標値の変化速度、お
よび目標値と実際値との偏差により補正するものである
。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、加速時の変速速度による変速制御で
目標値が変化速度が小さいことで急激にアップシフトす
ると、目標値と実際値との偏差の変化状態に応じ変速速
度が大幅に減速補正されて実際値のダウンシフトのスロ
ーダウンを促進し、実際値が目標値と路間−のアップシ
フト方向に向きながら滑らかに収束するようになる。

（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Ｂ、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ＩＯ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際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
たプーリ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のプライマリプーリ１４．セカンダリ
プーリ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ｌのエンジン回転数セン
サ１９．無段変速機４のプ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（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、スロットル弁開にスロットル開
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２ｏ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２Ｂ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
する逆励磁モード判定部３２を有し、例えばＮｅ＜３０
０ｒｐ−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８３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ブーり回転数センサ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３
４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３５．３８．３７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のブライマリブーり回転数Ｎｐと
セカンダリブーり回転数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１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は目標プライマリプーリ回転数検索部４１に人カシ
、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ブライマリブーり回転
数ＮＰＣを検索する。目標ブライマリブーり回転数ＮＰ
Ｃ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Ｉｓがｉｓ−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
変速比変化速度算出部４Ｂ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旧ｓ／ｄｔ
を算出する。そして、これらの実変速比ｌ、目標変速比
ｌＳ、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
人力し、変速速度旧／ｄｉを以下により算出する。

ｄｉ／ｄｔ　−Ｋ１　　（ｉｓ　−１）＋　Ｋ２　・ｄ
ｉｓ／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。

上記変速速度旧／ｄｔ　、実変速比ｌはデユーティ比検
索部４６に人力する。ここで、操作量のデユーティ比り
が、Ｄ　−ｆ　（ｄｌ／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ｄ１／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が人力する
エンジントルク検索部５０を有し、θ−Ｎｏ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１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
ｏ−１のマツプにより最大ライン圧Ｐ　Ｌｓａｘ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に人力し、最大ライン圧Ｐ　ＬＩｌａ
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キックダウン等加速時の補
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
旧／ｄｔの式において、変速速度旧／ｄｉを決定する要
素は目標変速比ｉｓと実変速比Ｉとの偏差（１ｓ−１）
と係数に１であり、偏差（Ｉｓ−１）の値は加速時の目
標変速比ＩＳと実変速比ｌとにより必然的に決まる。従
って、加速時に滑らかに収束するように変速速度旧／ｄ
ｉ　４補正するには、係数に１をそれに合うように設定
すればよい。

そこで、目標変速比１ｓと実変速比ｌとが入力する偏差
算出部６１を有して両度速比の偏差（ｉｓ−１）を算出
し、この偏差（Ｉｓ−１）と目標変速比変化速度算出部
４３の目標変速比変化速度旧ｓ／ｄｔが係数設定部６０
に入力し、係数に１を定めるようになっている。即ち、
第３図に示すように係数に１は偏差（Ｉｓ−１＞に対し
て増大関数で設定され、更に目標変速比変化速度ｄｉｓ
／ｄｔに対しても増大関数で設定される。なお、目標変
速比変化速度ｄｉｓ／ｄｉの値はアップシフトの場合に
負になる。

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ｌ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
Ｂ、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ＰＬは、常にセカンダリシリンダｔＳａ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ｌ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Ｉ、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、イマリプーリ回転数ＮＰＤ
に対応した目標変速比ｉｓが算出される。

これらの実変速比ｉ、目標変速比Ｉｓ、係数に１および
目標変速比変化速度算出部４３のｄｉｓ／ｄｔ、係数に
２を用いて変速速度算出部４５で変速速度旧／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に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ｄ１／ｄ
ｔ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１ｓと実変速比Ｉの偏差が小さい場合は、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、キックダウン加速時の変速制御について述べる
。

この場合は、アクセル踏込み時に目標変速比ｉｓが低速
段側に設定され、この目標変速比と実変速比量との偏差
等に基づき変速速度算出部４５で変速速度ｄｌ／ｄｉが
算出され、この変速速度旧／ｄｉと実変速比の関係によ
るデユーティ比りで制御されることで、実変速比Ｉは目
標変速比１ｓに直ちに追従して急激にダウンシフト方向
に向う。一方、目標変速比１ｓは低速段側に設定された
直後の実変速比ｌの対応状態に応じアップシフト方向に
向い、下り坂等で目標変速比ｉｓが第４図（ａ）のよう
に急激にアップシフトし、−ｄｌｓ／ｄｉの値が大きい
場合は、第３図の一点鎖線で示す係数に１が設定される
。

そこで、偏差算出部８１の偏差（１ｓ−ｉ）に基づき係
数に１は大きい値から小さい値に順次変化し、このため
変速速度ｄｉ／ｄｔも順次減少補正される。従って、実
変速比１のダウンシフトのスピードは急速に低下して、
目標変速比ｌｓと路間−のアップシフト方向に向いなが
ら滑らかに収束することになる。

また、第４図（ｂ）のように目標変速比１ｓのアップシ
フト変化が比較的小さい場合は、第３図の二点鎖線で係
数に１が設定されることで、変速速度ｄｉ／ｄｔの減少
補正も比較的少ない。しかし、目標変速比ｉｓの変化が
小さいことで実変速比ｉは上述と同様に滑らかに収束す
る。更に、目標変速比Ｉｓが第４図（ｅ）のように略低
速段状態を保つ場合は、第３図の三点鎖線で係数に１が
略一定値になり、実変速比Ｉは一定のスピードでダウン
シフトして目標変速比ｉｓに滑らかに収束するのである
。

以上、本発明の一実施例について述べたが、係数に１以
外の要素で変速速度旧／ｄｔを補正してもよい。また、
変化速度旧ｓ／ｄｉと偏差（ｉｓ−１）の係数に分けて
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、キックダウン
等の加速時の変速速度制御において、目標値の変化状態
および目標値と実際値との！門差により変速速度を減少
補正するので、目標値に対し実際値が非常に滑らかに収
束し、ショックの少ないスムーズな加速フィーリングに
なる。

さらに、目標値の変化速度および目標値と実際値との偏
差のマツプにより変速速度を適切に設定し、収束の遅延
を防止しつつ収束性を向上し得る。

また、係数の補正により制御を容易かつ効果的に行い得
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図は係数に１の特性図、 第４図（ａ）ないしくＣ）は加速時の変速状態を示すタ
イムチャート図、 第５図は加速時のフィーリングを示す図である。 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、８０・・・係数設定部、６１・・・偏差
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　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 第３図 一■ 第４図 （Ｃ） （ｂ） （Ｇ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも変速比等に基づく目標値と実際値との
   偏差により変速速度を算出して変速速度制御する変速制
   御系において、 上記変速速度を目標値の変化速度、および目標値と実際
   値との偏差により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）上記変速速度を目標値と実際値との偏差に係数を
   乗算して算出し、 上記係数を目標値の変化速度に対し増大関数で、目標値
   と実際値との偏差に対しても増大関数で補正する請求項
   （１）記載の無段変速機の変速制御装置。