JPH03193532A - 無段変速機の制御装置 - 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、車両用ベルト式無段変速機において電子的に
変速制御およびライン圧制御する制御装置に関し、詳し
くは、クルーズコントロール（定速走行制御）時の変速
制御に関する。

〔従来の技術〕

一般にこの種の無段変速機は、基本的にプライマリプー
リ回転数、スロットル開度および車速による変速パター
ンに基づいて変速制御される。このため、クルーズコン
トロールとの組合わせにおいて、クルーズコントロール
時にスロットル開度がセット車速と実車速との比較に応
じて変化すると、無段変速機でも車速とスロットル開度
の変化に応じ変速比をアップまたはダウンするように制
御される。こうして、クルーズコントロール時にスロッ
トル開度と共に変速比が一緒に変化すると、これら両者
による駆動力の変動も大きくなって、定速走行の安定性
を損う。このため、無段変速機とクルーズコントロール
とを組合わせた制御系では、相互に干渉しないように制
御する必要がある。

そこで従来、上記無段変速機とクルーズコントロールと
の組合わせ制御に関しては、例えば特開昭６４−５６２
３８号公報の先行技術がある。ここで、クルーズコント
ロール時にセット車速に応じた目標ブライマリブーり回
転数を設定して変速制御し、目標プライマリプーリ回転
数を修正しながらセット車速と実車速とが一致するよう
にする。

そしてこの場合に、ブライマリブーり回転数の目標値に
対するずれが大きい際には、スロットル開度を変化して
修正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、無段変速機
の変速制御でダウンシフトする際の駆動力アップ、アッ
プシフトする際の駆動力ダウンの特性を最大限利用し、
スロットル制御は補助的に用いるようになっており、駆
動力変化が滑らかで、燃費も向上する。しかし、路面の
変化が比較的大きく、駆動力を大きくかつ応答良く変化
して定速走行する必要があることを考慮すると、スロッ
トル制御をベースにする方が良い。そしてこのスロット
ル制御をベースとした場合は、無段変速機の変速比は固
定化して駆動力に影響しないように制御することが望ま
れる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その［１
的とするところは、クルーズコントロールとの組合せ制
御系において、クルーズコントロール時の変速制御を最
適化することが可能な無段変速機の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＃Ｉ御装置は、変速
制御にクルーズコントロールを組合わせた制御系におい
て、車速またはセカンダリプーリ回転数の要素でのみク
ルーズコントロール用プライマリプーリ回転数を定める
手段と、クルーズコントロール作動信号によりクルーズ
コントロール用プライマリプーリ回転数の信号を出力し
て変速制御するように切換える手段とを備えるものであ
る。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、無段変速機にクルーズコントロール
を組合わせた制御系では、通常の目標プライマリプーリ
回転数とクルーズコントロール用プライマリ回転数との
マツプが設けられ、通常はスロットル開度、車速、変速
比による目標プライマリブーり回転数のマツプを用い、
目標変速比を算用して変速制御される。そしてクルーズ
コントロール時は、クルーズコントロール用ブライマリ
ブーり回転数のマツプに切換えられ、このためクルーズ
コントロール作動のスロットル開度変化とは無関係に、
車速またはセカンダリプーリ回転数の要素でのみプライ
マリプーリ回転数が設定され、変速比が一定に変速制御
されて、クルーズコントロールのスロットル制御に無段
変速機の変速による影響を与えなくなる。

〔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２図において、本発明が適用される無段変速機を含む
伝動系の概略について説明すると、エンジン１がクラッ
チ２２前後進切換装置３を介して無段変速機４のプライ
マリ軸５に連結する。無段変速機４はプライマリ軸５に
対してセカンダリ軸６が平行配置され、プライマリ軸５
にはプライマリプーリ７が、セカンダリ軸６にはセカン
ダリプーリ８が設けられ、プライマリプーリ７、セカン
ダリプーリ８には可動側にプライマリシリンダ９゜セカ
ンダリシリンダ１０が装備されると共に、駆動ベルト１
１が巻付けられている。ここで、プライマリシリンダ９
の方が受圧面積を大きく設定され、そのプライマリ圧に
より駆動ベルト１１のプライマリプーリ７、セカンダリ
プーリ８に対する巻付は径の比率を変えて無段変速する
ようになっている。

またセカンダリ軸６は、１紐のりダクションギャ１２を
介して出力軸１３に連結し、出力軸Ｉ３は、ファイナル
ギヤ１４．ディファレンシャル装置Ｉ５を介して駆動輪
１６に伝動構成されている。

次いで、無段変速機４の油圧制御系について説明すると
、エンジンｌにより駆動されるオイルポンプ２０を有し
、オイルポンプ２０の吐出側のライン圧油路２１が、セ
カンダリシリンダ１０．ライン圧制御井２２．変速１１
ｍ弁２３に連通し、変速＄ＩＪ御弁２３から油路２４を
介してプライマリシリンダ９に連通ずる。ライン圧油路
２１は、更にオリフィス３２を介してソレノイド弁２７
．２８および変速制御弁２３の一方に連通し、ライン圧
が各ソレノイド弁２７．２８の元圧になっている。各ソ
レノイド弁２７．２８は、制御ユニット４０からのデユ
ーティ信号により例えばオンして排圧し、オフしてライ
ン圧と等しい油圧を出力するものであり、このようなパ
ルス状の制御圧を生成する。そしてソレノイド弁２７か
らの制御圧は、油路２５によりライン圧制御弁２２に作
用する。

これに対しソレノイド弁２８からのパルス状の制御圧は
、油路２６により変速制御弁２３の他方に作用する。な
お、図中符号２９はプライマリプーリ７に係止して変速
比に応じ機械的にライン圧制御するセンサシュー、３０
はオイルパンである。

ライン圧制御弁２２は、ソレノイド弁２７からの制御圧
により、変速比ｌ、エンジントルクＴに基づいてライン
圧ＰＬの制御を行う。

変速制御弁２３は、元圧のライン圧とソレノイド弁２８
からのパルス状の制御圧との関係により、油路２１．２
４を接続する給油位置と、油路２４をドレンする排油位
置とに動作する。そしてデユーティ比により、２位置の
動作状態を変えてブライマリンリンダ９への給油または
排油の流量Ｑを制御し、変速制御するようになっている
。

第１図において、制御ユニット４０の電子制御系につい
て述べる。

先ず、変速制御系について説明すると、プライマリプー
リ７、セカンダリプーリ８　エンジン１のプライマリブ
ーり回転数センサ４１．セカンダリプーリ回転数センサ
４２．エンジン回転数センサ４３およびスロットル開度
センサ４４を有する。そして制御ユニット４０において
プライマリプーリ回転数センサ４１．　セカンダリプー
リ回転数センサ４２からの回転数信号Ｎｐ、Ｎｓは実変
速比算出部４５に人力し、ｌ−Ｎｐ／Ｎｓにより実変速
比Ｉを求める。

この実変速比１とスロットル開度センサ４４のスロット
ル開度θの信号は目標プライマリプーリ回転数検索部４
６に人力し、１−θの関係で目標プライマリプーリ回転
数ＮＰＤを定める。

ここで、スロットル開度が小の領域Ａでは、変速の滑ら
かさを重視してプライマリブーり回転数Ｎｐが一定の特
性になっている。一方、スロットル開度が中、大の領域
Ｂでは、過渡時の追従性を重視して同一スロットル開度
でシフトアップ方向に対しプライマリブーり回転数Ｎｐ
を増大するような特性になっており、かかるマツプを検
索することで目標プライマリプーリ回転数ＮＰＤが選択
される。

目標プライマリブーり回転数検索部４６の目標プライマ
リブーり回転数ＮＰＤとセカンダリプーリ回転数センサ
４２のセカンダリプーリ回転数Ｎｓの信号は目標変速比
算出部４７に人力し、ここで目標変速比１ｓがｌ５−Ｎ
ＰＤ／Ｎｓにより算出される。こうして、セカンダリプ
ーリ回転数Ｎｓ、ブライマリブーり回転数Ｎｐ、スロッ
トル開度θ、実変速比ｌの各要素で種々の運転と走行条
件に応じて設定される無段変速機の変速パターンをベー
スとして、これに基づいて目標値の目標プライマリブー
り回転数Ｎ　ＰＤ、目標変速値Ｉｓが求められる。

ここで、変速制御弁２３により流量制御してプライマリ
シリンダ９の油量を変化させて変速制御する場合の、制
御対象について考察する。即ち、プライマリシリンダ９
の油量Ｖをプーリ位置θの関数とすると、流量Ｑは、 Ｑ＝ｄｖ／ｄｔ　−ｄｆ’（ｅ）／ｄｔとなる。ここで
プライマリシリンダ９の形状は一定で、油ｆｆ１ｖとプ
ーリ位置ｅとは比例関係であるから、流１ａＱは完全に
プーリ位置変化速度ｄａ／ｄＬと１対１で対応すること
になる。また、操作量のデユーティ比りを変速制御弁２
３に出力した場合に制御される流ｆｆ１Ｑは、デユーテ
ィ比り、ライン圧Ｐ１４．プライマリ圧Ｐｐの関数にな
り、ここでエンジントルクＴを一定とすると、ライン圧
Ｐ１．。

プライマリ圧Ｐｐは実変速比１に相当するプーリ位置ｅ
の関数になり、Ｑ−「（Ｄ、ｅ）が成立する。

従って、ｄｅ／ｄｔ　−１’（Ｄ、　ａ）になり、ｏ　
−ｒ（ｄｅ／ｄｔ、ｅ） か成立する。このことからデユーティ比りは、ブーり位
置変化速度ｄｅ／ｄｔ　、実プーリ位置Ｃにより全く修
正すること無く定め得ることがわかる。

一方、ブーり位置変化速度ｄａ／ｄ　ｔは、目標プーリ
位置ａＳと実プーリ位置ｅとの偏差で表わせる。

また、無段変速機の駆動系の一次遅れによる収束性を改
善するため、位相進み要素として１」標ブリ位置変化速
度ｄｃｓ／ｄｔを予め加味すると、プーリ位置変化速度
ｄｅ／ｄｔは以下のように定められる。

ｄｅ／ｄｔ　　−に、　　（ｅｓ−ｅ）＋に２・ｄｅｓ
／ｄｔ（Ｋ１．に２は定数） 以上により、実変速比ｌ、目標変速比ＩＳを実ブーり位
置ｅ、目標ブーり位置ｅｓに置き換え、プーリ位置変化
速度ｄｅ／ｄｔを上式から算出してデユーティ比りを定
めればよいことになる。

そこで実変速比ｌは実ブーり位置変換部４９に、目標変
速比Ｉｓは目標ブーり位置変換部４８に入力し、第３図
（ａ）のマツプにより低速段では実ブーり位置０．目標
プーリ位置ｅｓが小さい値であり、高速段ではそれらが
大きい値に変換される。目標プーリ位置ｅｓの信号は１
」標ブーり位置変化速度算出部５０に入力し、一定時間
Δを毎の目標プーリ位置ａｓの変化量Δｅｓにより目標
ブーり位置変化速度ｄｅｓ／ｄｔを算出する。そして上
述の実プーリ位置ｅ、■標プーリ位置ａｓ、　Ｉｔ標プ
ーリ位置変化速度ｄｅｓ／ｄｔおよび係数設定部５１の
係数に、、に、はプーリ位置変化速度算出部５２に人力
し、 ｄｅ／ｄｔ　−に＋　　（ｅｓ−ｅ）＋に２−ｄｅｓ／
ｄｔによりブーり位置変化速度ｄｅ／ｄ　ｔが算出され
る。

このプーリ位置変化速度算出部５２と実ブーり位置変換
部４９の信号は、更にデユーティ比検索部５３に人力す
る。

ここで、既に述べたように、Ｄ　−ｆ　（ｄｅ／ｄｔ、
ｅ）の関係によりブーり位置変化速度ｄａ／ｄｔ　、実
プーリ位置ｅに基づくデユーティ比りのテーブルが設定
されており、このテーブルからデユーティ比りを検索す
る。このテーブルでは、各プーリ位置０毎の所定のデユ
ーティ比りを境にしてブーり位置変化速度ｄｃ／ｄｔの
値が正のアップシフト方向ではＤ−１００％側で、ブー
り位置変化速度ｄｅ／ｄｉの正の値が大きくなるのに応
じ１００％に近い値になる。一方、逆にブーり位置変化
速度ｄｅ／ｄＬの値が負のダウンシフト方向ではＤ−０
％側で、プーリ位置変化速度ｄａ／ｄ　ｔの負の値が大
きくなるのに応じ０％に近い値に設定されている。そし
て上記デユーティ比検索部５３からのデユーティ比りの
信号か、駆動部５４を介してソレノイド弁２８に人力す
るようになっている。

続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ル開度センサ４４の信号θ、エンジン回転数センサ４３
の信号Ｎｅがエンジントルク算出部５５に入力して、θ
−Ｎｅのトルク特性のテーブルからエンジントルクＴを
求める。一方、ブーり位置変換部４９からの実ブーり位
置ｅに基づき必要ライン圧設定部５６において、単位ト
ルク当りの必要ライン圧Ｐ　Ｌｕを第３図（ｂ）のマツ
プにより求める。

これと上記エンジントルク算出部５５のエンジントルク
Ｔが目標ライン圧算出部５８に入力して、ＰＬ＝Ｐｌ、
ｕ−Ｔにより目標ライン圧ＰＬを算出する。

一方、エンジン回転数によりポンプ吐出圧が変化すると
ライン圧の最大値も変動することから、エンジン回転数
Ｎｅ、実プーリ位置ｅが入力する最大ライン圧検索部５
７を有する。そして第３図（ｅ）のマツプにより、各プ
ーリ位置ｅてのエンジン回転数Ｎｅに対する最大ライン
圧ＰＬａを検索する。

そしてこれらのライン圧Ｐ］７．最大ライン圧Ｐ１．１
はデユーティ比検索部５９に人力し、最大ライン圧Ｐ１
，１こ対するライン圧ＰＬの割合を求める。更に、ライ
ン圧ＰＩ、に相当するデユーティ比りを検索する。そし
てこのデユーティ比りの信号が、駆動部６０を介してソ
レノイド弁２７に入力するようになっている。

上記構成において、クルーズコントロールとの組合わせ
制御系について述べる。

先ず、車速に応じたセカンダブーり回転数Ｎｓが人力す
るクルーズコントロール用プライマリプーリ回転数検索
部Ｂ１を有する。ここで、各セ・ノド車速に応じたセカ
ンダリプーリ回転数Ｎｓに対して、クルーズコントロー
ル用プライマリプーリ回転数Ｎｐｃが第３図（ｄ）のよ
うに増大関数で設定され、このマツプを検索してクルー
ズコントロール用プライマリプーリ回転数Ｎｐｃを定め
る。また、［１標プライマリプ一リ回転数検索部４Ｂ、
クルーズコントロール用プライマリプーリ回転数検索部
６１は切換部６２に接続され、クルーズコントロール制
御ユニット６３からのクルーズコントロール作動信号の
有無により目標ブライマリブーり回転数検索部４６．ク
ルーズコントロール用プライマリプーリ回転数検索部６
１の一方または他方に切換えるように構成される。

次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。

先ず、エンジンＩからのアクセルの踏込みに応じた動力
が、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７に人力し、駆動ベルト１１．セ
カンダリプーリ８により変速した動力が出力し、これが
駆動輪１６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、低速段でエンジントルク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
当するデューテ“イ信号がソレノイド弁２７に人力して
制御圧を生成し、この制御圧でライン圧制御弁２２を動
作することで、ライン圧油路２１のライン圧Ｐ［、を高
くする。そして高速段に移行し、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Ｍｌでの伝達トルクに相当するブーり押付力を作用
する。

上記ライン圧ＰＬは、常にセカンダリシリンダｌＯに供
給されており、変速制御弁２３によりプライマリシリン
ダ９に給排油することで、変速制御されるのであり、こ
れを以下に説明する。

先ず、ブライマリブーり回転数センサ４１．セカンダリ
プーリ回転数センサ４２およびスロットル開度センサ４
４からの信号Ｎｐ、Ｎｓ、　　θが読込まれ、制御ユニ
ット４０の実変速比算出部４５で実変速比Ｉを求める。

また、目標プライマリブーり回転数検索部４６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ＮＰＤがマツプにより検索され、目標変速
比算出部４７でこのＬｌｌｌｌｌｌｌｌプライマリブー
Ｎ回転数センサた目標変速比ｉｓが算出される。そして
これらの実変速比ｉは実プーリ位置ｅに、目標変速比ｉ
ｓは目標ブーり位置ｅｓにそれぞれ変換され、目標プー
リ位置ａＳに関しては１］標ブーり位置変化速度ｄｏｓ
／ｄＬが算出される。またプーリ位置変化速度算出部５
２で、目標ブリ位置ａｓと実ブ〜り位置ｅとの偏差、目
標プーリ位置変化速度ｄｅｓ／ｄ　Ｌ、各係数に、、に
２を用いてプーリ位置変化速度ｄｅａｄ　ｔが算出され
、更に、ブーり位置変化速度ｄｅ／ｄｉ　、実ブーり位
置ｅのマツプにより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２８に入力してパル
ス状の制御圧を生成し、この制御圧と元圧のライン圧と
が変速制御弁２３に対向して作用し、給油と排油の２位
置で繰返し動作する。

そこで、１ｓ＜１により目標プーリ位置ｅｓ、実プーリ
位置ｅに関してはＯ８＞ｅの関係になり、プーリ位置変
化速度ｄｅ／ｄｔが正で（ｅｓ　−ｅ）に応じた値にな
ると、例えばＤ〉５０％のデユーティ信号が出力する。

このため変速制御弁２３では、低い制御圧により給油位
置での時間が長くなってプライマリシリンダ９に給油さ
れ、プライマリ圧の増大によりベルト１１をプライマリ
プーリ７側に移行してアップシフトする。一方、ｉｓ＞
１によりｅｓ＜ｅの関係になり、ブーり位置変化速度ｄ
ｏ／ｄｔが負で（ｅｓ　−ｅ）に応じた値になると、Ｄ
く５０％のデユーティ信号が出力する。このため変速制
御弁２３では、逆に排油位置での時間が長くなってプラ
イマリシリンダ９を排油し、プライマリ圧の低下により
ベルトＩＩがセカンダリプーリ８側に移行してダウンシ
フトする。こうして第４図の変速パラ４ンの最大変速比
ＩＬと最小変速比１．１の変速全域において、ｌ」標変
速比Ｉｓに対し実変速比ｌが常に追従して収束するよう
にアップシフトまたはダウンシフトし、無段階に変速す
ることになる。

ところで、上記変速制御による走行時に、図示しないク
ルーズコントロール用メインスイッチがオンしてその時
の車速かセットされると、クルーズコントロール制御ユ
ニット６３がクルーズコントロール作動状態になってク
ルーズコントロールが開始する。すると、このクルーズ
コントロール作動信号が無段変速機制御ユニット４０の
切換部６２に人力して、クルーズコントロール用ブライ
マリブーり回転数検索部６１の方に切換えることで、セ
ット車速に対応した所定のセカンダリプーリ回転数Ｎｓ
に相当するクルーズコントロール用プライマリプーリ回
転数Ｎｐｃが検索される。そして、このクルーズコント
ロール用プライマリプーリ回転数Ｎｐｃが目標変速比算
出部４７に入力して目標変速比１ｓｃが算出され、更に
、目標変速比１ｓｃがプーリ位置変化速度ｅｓｃに変換
される。こうしてこれ以降は、（１−θ）による目標ブ
ライマリブーり回転数ＮＰＤから切離されて、セカンダ
リブー、す回転数Ｎｓのみによるクルーズコントロール
用ブライマリブーり回転数Ｎｐｃでスロットル開度θの
変化とは無関係に変速制御される。

即ち、所定のセット車速から車速か低下すると、これに
伴いクルーズコントロール制御系でスロットル開度が増
大制御されるが、このとき車速と共にセカンダリプーリ
回転数Ｎｓが低下することで第３図（ｄ）のマツプでク
ルーズコントロール用プライマリプーリ回転数Ｎｐｃも
減じ、目標変速比ｉｓＣは略一定に保持される。次いで
、車速が上昇すると、クルーズコントロール制御系でス
ロットル開度が減少制御されるが、このとき上記マツプ
でセカンダリプーリ回転数Ｎｓと共にクルーズコントロ
ール用プライマリプーリ回転数Ｎｐｃも増して、目標変
速比１ｓｅが略一定に保持される。こうしてクルーズコ
ントレール時は、第４図の変速パターンで変速比が一定
に保持され、スロットル制御のみに応じて駆動力と車速
とが変化し、この車速が一定化するように制御される。

以上、本発明の実施例について述べたが、クルーズコン
トロール用ブライマリブーり回転数は車速に応じて定め
ても良い。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、クルーズコン
トロールと組合わせた無段変速機の制御において、クル
ーズコントロール時には無段変速機の変速制御がスロッ
トル開度変化とは関係無く、変速比を一定化するように
制御されるので、クルーズコントロール作動に対する影
響、駆動力変動が抑制され、定速走行性を向上すること
ができる。

さらに、車速またはセカンダリプーリ回転数のみによる
クルーズコントロール用プライマリプーリ回転数のマツ
プを定め、クルーズコントロール時にこのマツプ制御に
切換える方式であるから、制御が容易化し、クルーズコ
ントロール時の変速比を最適化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の制御装置の実施例を示す
ブロック図、 第２図は本発明が適用される無段変速機の駆動系、油圧
制御系を示す図、 第３図（ａ）ないしくｄ）は各種マツプを示す図、第４
図は変速パターンとクルーズコントロール時の変速制御
の状態を示す図である。 ４・・・無段変速機、２３・・・変速制御弁、２８・・
・ソレノイド弁、４０・・・制御ユニット、４６・・・
目標プライマリプーリ回転数検索部、４７・・・目標変
速比算出部、６１・・・クルーズコントロール用プライ
マリプーリ回転数検索部、６２・・・切換部、６３・・
・クルーズコントロール制御ユニット ５ Ｎｓｃ （タル 又゛コレトロール石ント車汰） （Ｃ） （ａ） ＯＷ Ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変速制御にクルーズコントロールを組合わせた制御系に
   おいて、 車速またはセカンダリプーリ回転数の要素でのみクルー
   ズコントロール用プライマリプーリ回転数を定める手段
   と、 クルーズコントロール作動信号によりクルーズコントロ
   ール用プライマリプーリ回転数の信号を出力して変速制
   御するように切換える手段とを備えることを特徴とする
   無段変速機の制御装置。