JPH06307518A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速シフトダウン時にトルクコンバータのト
ルク増大作用が得られるようにする。 【構成】 急速シフトダウン必要時には、無段変速機構
の変速動作をロックアップクラッチの解除時間全体にわ
たって遅らせる。これにより、エンジンの回転速度の変
化に対してトルクコンバータのタービン軸側の回転速度
の変化が遅れるため、トルクコンバータの速度比が発生
し、トルク増大作用が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無段変速機の制御装置として、特
公平４−３４０２７号公報に示されるものがある。これ
に示される無段変速機の制御装置は、ロックアップ機構
付きトルクコンバータと、Ｖベルト式無段変速機構と、
を有するものを対象としたものであり、実際の変速比に
対応する信号と目標の変速比に対応する信号との差に基
づいて、急速シフトダウン必要時と判断された場合に
は、必ずロックアップクラッチを解除状態とするもので
ある。これによって、トルクコンバータのトルク増大作
用を利用することを意図している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無段変速機の制御装置では、急速シフトダウン必要
時にロックアップクラッチが解除され、エンジン回転速
度が上昇するが、必ずしもトルクコンバータのトルク増
大作用を利用することができない場合がある、という問
題点がある。すなわち、急速シフトダウンが行われると
エンジン回転速度が上昇するが、Ｖベルト式無段変速機
構の変速によってトルクコンバータのタービン軸側の回
転速度も上昇するため、急速シフトダウン開始直後はト
ルクコンバータの速度比が小さくなりトルク増大領域に
入るものの、変速が始まると直ちにトルクコンバータの
速度比が１に近づき、トルク増大作用がほとんど得られ
なくなる。本発明は、このような課題を解決することを
目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、急速シフトダ
ウン時の変速速度を制御することによってトルクコンバ
ータのトルク増大作用を常に利用するようにすることに
より、上記課題を解決する。すなわち、本発明による無
段変速機の制御装置は、急速シフトダウン時には、ロッ
クアップクラッチ解除の終了と変速の終了とが一致する
ように無段変速機構の変速を遅らせる変速遅延手段を有
している。

【０００５】

【作用】急速シフトダウン時には、ロックアップクラッ
チが解除される。無段変速機構はロックアップクラッチ
の解除中、変速を遅らせるように制御される。これによ
り、トルクコンバータの入力側の回転速度の変化（エン
ジン回転速度の変化）に対して、トルクコンバータの出
力側の回転速度の変化（無段変速機構の入力側の回転速
度の変化）が遅れるため、トルクコンバータの入力側と
出力側との速度比は常に１よりも相当小さい値に保持さ
れ、トルクコンバータのトルク増大作用が得られる。こ
れにより、迅速な加速を行うことができる。

【０００６】

【実施例】図１に本発明の構成要素間の関係を示す。図
２にトルクコンバータ１２及び無段変速機構を示す。こ
の無段変速機構は、前後進切換機構１５、Ｖベルト式無
段変速機構２９、差動装置５６等を有しており、タービ
ン軸１３の回転を所定の変速比及び回転方向で出力軸６
６及び６８に伝達することができる。また、トルクコン
バータ１２は、ロックアップ油室１２ａ、ポンプインペ
ラ１２ｂ、タービンランナ１２ｃ、ロックアップクラッ
チ１２ｄ、ステータ１２ｅなどを有しており、エンジン
１０の出力軸１０ａの回転をタービン軸１３に伝達する
ことができる。無段変速機構は、より具体的には、駆動
軸１４、前後進切換機構１５、駆動プーリ１６（固定円
すい部材１８、駆動プーリシリンダ室２０（室２０ａ、
室２０ｂ）、可動円すい部材２２、みぞ２２ａ等からな
る）、遊星歯車機構１７（サンギア１９、ピニオンギア
２１、ピニオンギア２３、ピニオンキャリア２５、イン
ターナルギア２７等から成る）、Ｖベルト２４、従動プ
ーリ２６（固定円すい部材３０、従動プーリシリンダ室
３２、可動円すい部材３４等から成る）、従動軸２８、
前進用クラッチ４０、駆動ギア４６、アイドラギア４
８、後進用ブレーキ５０、アイドラ軸５２、ピニオンギ
ア５４、ファイナルギア４４、ピニオンギア５８、ピニ
オンギア６０、サイドギア６２、サイドギア６４、出力
軸６６、出力軸６８などから構成されているが、これら
についての詳細な説明は省略する。なお、説明を省略し
た部分の構成については本出願人の出願に係る特開昭６
１−１０５３５３号公報に記載されている。

【０００７】図３、４、５及び６に無段変速機の油圧制
御装置を示す。この油圧制御装置は、オイルポンプ１０
１、ライン圧調圧弁１０２、マニアル弁１０４、変速制
御弁１０６、調整圧切換弁１０８、ステップモータ１１
０、変速操作機構１１２、スロットル弁１１４、一定圧
調圧弁１１６、電磁弁１１８、カップリング圧調圧弁１
２０、ロックアップ制御弁１２２等を有しており、これ
らは互いに図示のように接続されており、また前進用ク
ラッチ４０、後進用ブレーキ５０、フルードカップリン
グ１２、ロックアップ油室１２ａ、駆動プーリシリンダ
室２０及び従動プーリシリンダ室３２とも図示のように
接続されている。これらの弁等についての詳細な説明は
省略する。説明を省略した部分については前述の特開昭
６１−１０５３５３号公報に記載されている。なお、図
３、４及び５中の各参照符号は次の部材を示す。ピニオ
ンギア１１０ａ、タンク１３０、ストレーナ１３１、油
路１３２、リリーフ弁１３３、弁穴１３４、ポート１３
４ａ〜ｅ、スプール１３６、ランド１３６ａ〜ｂ、油路
１３８、一方向オリフィス１３９、油路１４０、油路１
４２、一方向オリフィス１４３、弁穴１４６、ポート１
４６ａ〜ｇ、スプール１４８、ランド１４８ａ〜ｅ、ス
リーブ１５０、スプリング１５２、スプリング１５４、
変速比伝達部材１５８、油路１６４、油路１６５、オリ
フィス１６６、オリフィス１７０、弁穴１７２、ポート
１７２ａ〜ｅ、スプール１７４、ランド１７４ａ〜ｃ、
スプリング１７５、油路１７６、オリフィス１７７、レ
バー１７８、油路１７９、ピン１８１、ロッド１８２、
ランド１８２ａ〜ｂ、ラック１８２ｃ、ピン１８３、ピ
ン１８５、弁穴１８６、ポート１８６ａ〜ｄ、油路１８
８、油路１８９、油路１９０、弁穴１９２、ポート１９
２ａ〜ｇ、スプール１９４、ランド１９４ａ〜ｅ、負圧
ダイヤフラム１９８、オリフィス１９９、オリフィス２
０２、オリフィス２０３、弁穴２０４、ポート２０４ａ
〜ｅ、スプール２０６、ランド２０６ａ〜ｂ、スプリン
グ２０８、油路２０９、フィルター２１１、オリフィス
２１６、ポート２２２、ソレノイド２２４、プランジャ
２２４ａ、スプリング２２５、弁穴２３０、ポート２３
０ａ〜ｅ、スプール２３２、ランド２３２ａ〜ｂ、スプ
リング２３４、油路２３５、オリフィス２３６、弁穴２
４０、ポート２４０ａ〜ｈ、スプール２４２、ランド２
４２ａ〜ｅ、油路２４３、油路２４５、オリフィス２４
６、オリフィス２４７、オリフィス２４８、オリフィス
２４９、チョーク形絞り弁２５０、リリーフバルブ２５
１、チョーク形絞り弁２５２、保圧弁２５３、油路２５
４、クーラ２５６、クーラ保圧弁２５８、オリフィス２
５９、切換検出スイッチ２９８。

【０００８】図７、８及び９にステップモータ１１０及
びソレノイド２２４の作動を制御する電子制御装置３０
０を示す。電子制御装置３００は、入力インターフェー
ス３１１、基準パルス発生器３１２、ＣＰＵ（中央処理
装置）３１３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３１４、
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３１５及び出力イン
ターフェース３１６を有しており、これらはアドレスバ
ス３１９及びデータバス３２０によって連絡されてい
る。この電子制御装置３００には、エンジン回転速度セ
ンサー３０１、車速センサー３０２、スロットル開度セ
ンサー３０３、シフトポジションスイッチ３０４、ター
ビン回転速度センサー３０５、エンジン冷却水温センサ
ー３０６、ブレーキセンサー３０７及び切換検出スイッ
チ２９８からの信号が直接又は波形成形器３０８、３０
９及び３２２、及びＡＤ変換器３１０を通して入力さ
れ、一方増幅器３１７及び線３１７ａ〜ｄを通してステ
ップモータ１１０へ信号が出力され、またソレノイド２
２４へも信号が出力されるが、これらについての詳細な
説明は省略する。なお、説明を省略した部分の構成につ
いては、前述の特開昭６１−１０５３５３号公報に記載
されている。

【０００９】（変速制御の第１実施例）次に、キックダ
ウン時における変速制御の第１実施例を図１０に示す制
御フローに基づいて説明する。まず、キックダウン状態
（急速シフトダウン状態）であるかどうかを示すフラグ
Ｆが０（なお、Ｆ＝０はキックダウン状態でないことを
示す）かどうかを判断する（ステップ１０２）。Ｆ＝０
の場合、すなわちフラグがキックダウン状態でない場合
には、キックダウン状態となったかどうかを判断する
（同１０４）。キックダウン状態であることは、スロッ
トル開度が所定値以上であり、かつ、スロットル開度の
変化速度が所定値以上であることから判断する。キック
ダウン状態の場合にはフラグＦを１に設定し（同１０
６）、タイマをリセットし（同１０８）、次いで車速Ｖ
ＳＰ、スロットル開度の変化速度△ＴＶＯ、及び実際の
変速比ｉｐを読込む（同１１０）。次いで、ロックアッ
プクラッチ１２ｄが締結されているかどうかを判断し
（同１１２）、締結されている場合にはロックアップク
ラッチ１２ｄを解除する（同１１４）。次いで、キック
ダウン時の変速制御（これについては後述する）を行い
（同１１６）、次いでロックアップクラッチ１２ｄの制
御を行い（同１１８）、リターンする。ステップ１０２
においてＦ＝０でない場合、すなわちロックアップクラ
ッチ１２ｄが締結状態にある場合には、タイマｔが所定
値Ｔ１よりも大きいかどうかを判断し（同１２０）、ｔ
がＴ１よりも大きくない場合にはリターンし、一方ｔが
Ｔ１に達するとＦを０にし（同１２２）、通常の変速制
御を行い（同１２４）、ステップ１１８に続く。ステッ
プ１１６のキックダウン時の変速制御では、車速ＶＳ
Ｐ、スロットル開度の変化速度△ＴＶＯ、及び実際の変
速比ｉｐに応じて、図１１に示すｔ１、ｔ２及びｔ３時
間を制御する。ｔ１時間はロックアップクラッチの解除
信号継続時間であり、ｔ２時間は変速比の変化の開始を
遅らせる時間であり、またｔ３時間は変速比の変化開始
からロックアップクラッチ１２ｄが完全に締結されるま
での時間である。制御の内容は、具体的には、車速ＶＳ
Ｐが小さい場合には、大きい場合と比較してトルクコン
バータのトルク増大作用領域に入りにくいため、ｔ２時
間を長くする。また、変速比ｉｐが大きい場合にも、こ
れが小さい場合よりもトルク増大作用領域に入りにくい
ため、ｔ２時間を長くする。また、スロットル開度の変
化速度△ＴＶＯが大きいほどｔ２時間を長くし、またｔ
１時間も長くする。こうすることによって、変速比を図
１１に示すように変化させると、トルクコンバータの速
度比ｅ、すなわち入力回転速度（入力軸１０ａの回転速
度）に対する出力回転速度（タービン軸１３の回転速
度）の比は図１１に示すように変化し、トルクコンバー
タのトルク比も図１１に示すように変化する。したがっ
て、キックダウン中におけるトルク比が増大し、より大
きい駆動力を得ることができるため迅速な加速を行うこ
とができる。

【００１０】（変速制御の第２実施例）キックダウン時
における変速制御の第２実施例を図１４に示す制御フロ
ーに基づいて説明する。まず、フラグＦが０かどうかを
判断する（ステップ２０２）。Ｆ＝０の場合、すなわち
フラグＦがキックダウン状態でないことを示している場
合には、キックダウン状態となったかどうかを判断する
（同２０４）。キックダウン状態の場合にはフラグＦを
１に設定し（同２０６）、タイマをリセットし（同２０
８）、次いで車速ＶＳＰ、スロットル開度の変化速度△
ＴＶＯ、及び実際の変速比ｉｐを読込む（同２１０）。
次いで、ロックアップクラッチ１２ｄが締結されている
かどうかを判断し（同２１２）、締結されている場合に
はロックアップクラッチ１２ｄを解除する（同２１
４）。次いで、キックダウン時の変速制御を行い（同２
１６、これについては後で説明する）、次いでロックア
ップクラッチ１２ｄの制御を行い（同２１８）、リター
ンする。ステップ２０２においてＦ＝０でない場合、す
なわちロックアップクラッチ１２ｄが締結状態にあるこ
とをフラグＦが示している場合には、トルクコンバータ
１２の変速比ｅ及び変速比変化率ｄｅ／ｄｔを読込み
（同２２０）、変速比変化率ｄｅ／ｄｔが０よりも大き
く、かつ変速比ｅがしきい値（トルク増大を期待できな
くなる変速比）ｅ₀ 以上の値であるかどうかを判断し
（同２２１）、条件が一致しない場合にはリターンし、
一方条件が一致した場合にはフラグＦを０にし（同２２
２）、通常の変速制御を行い（同２２４）、ステップ２
１８に続く。なお、ステップ２２１において、変速比変
化率ｄｅ／ｄｔが０よりも大きいことを判断するのは、
ロックアップクラッチ１２ｄの解除直後にロックアップ
クラッチ１２ｄを作動させないようにするためである。
ステップ２１６のキックダウン時の変速制御では、車速
ＶＳＰ、スロットル開度の変化速度△ＴＶＯ、及び実際
の変速比ｉｐに応じて、図１５に示すｔ２及びｔ３時間
を制御する。ｔ２時間は変速比の変化の開始を遅らせる
時間であり、またｔ３時間は変速比の変化開始からロッ
クアップクラッチ１２ｄが完全に締結されるまでの時間
である。制御の内容は、具体的には、車速ＶＳＰが小さ
い場合には、大きい場合と比較してトルクコンバータ１
２のトルク増大作用領域に入りにくいため、ｔ２時間を
長くする。また、変速比ｉｐが大きい場合にも、これが
小さい場合よりもトルク増大作用領域に入りにくいた
め、ｔ２時間を長くする。また、スロットル開度の変化
速度△ＴＶＯが大きいほどｔ２時間を長くする。こうす
ることによって、変速比を図１５に示すように変化させ
ると、トルクコンバータ１２の速度比ｅ、すなわち入力
回転速度（入力軸１０ａの回転速度）に対する出力回転
速度（タービン軸１３の回転速度）の比は図１５に示す
ように変化し、トルクコンバータ１２のトルク比も図１
５に示すように変化する。したがって、キックダウン中
におけるトルク比が増大し、より大きい駆動力を得るこ
とができるため迅速な加速を行うことができる。また、
トルクコンバータ１２の変速比ｅがしきい値ｅ₀ 以上の
とき、すなわちトルクコンバータ１２のトルク増大作用
を期待できない変速比のときにキックダウン時変速制御
を行わない（その代わりに通常時変速制御を行う）よう
にすることができる。この第２実施例においては、タイ
マ設定の巧拙にかかわらず、確実にトルク増大作用が期
待できる。

【００１１】なお、上記変速制御の第１実施例では、変
速比の変化は、最初に変速比が変化しない範囲を設け、
次いで直線的に変化するようにしたが、図１２に示すよ
うに、変速比をこれの変化速度が常に正となる状態で緩
やかに目標値まで変化させるようにしてもよい。なお、
参考までに、図１２における破線が従来の特性（通常の
変速比の変化特性）を示す。さらに、図７に示したロッ
クアップ可変スイッチ５００によって、コースティング
時のロックアップ容量を変更可能である。このロックア
ップ容量は、ロックアップ可変スイッチ５００の出力に
対応して、図１３に示す特性となるように、ロックアッ
プソレノイド２２４のデューティ比によって制御され
る。ここで、例えばデューティ比を３０％とすれば、ロ
ックアップクラッチは滑り気味であり、アクセル踏み込
み時のショックが小さい。また、デューティ比を８０％
にすれば、トルクが直接的に伝達される。

【００１２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、急速シフトダウン時の変速をロックアップクラッチ
解除時間中遅らせるようにしたので、トルクコンバータ
をトルク増大領域で運転させることができ、車両の迅速
な加速が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成要素間の関係を示す図である。

【図２】無段変速機の骨組み図である。

【図３】無段変速機の油圧制御装置の左部を示す図であ
る。

【図４】無段変速機の油圧制御装置の中央部を示す図で
ある。

【図５】無段変速機の油圧制御装置の右部を示す図であ
る。

【図６】図３、４及び５の配置関係を示す図である。

【図７】コントロールユニットの左部を示す図である。

【図８】コントロールユニットの右部を示す図である。

【図９】図７及び８の配置関係を示す図である。

【図１０】制御フローを示す図である。

【図１１】変速比、速度比、トルク比などの変化特性を
示す図である。

【図１２】別の実施例の変速比の変化特性を示す図であ
る。

【図１３】ロックアップ可変スイッチの特性を示す図で
ある。

【図１４】別の制御フローを示す図である。

【図１５】図１４の場合の変速比、速度比、トルク比な
どの変化特性を示す図である。

【符号の説明】

１２ トルクコンバータ １２ｄ ロックアップクラッチ ３００ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 伸晃 神奈川県横浜市神奈川区宝町二番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロックアップクラッチ付きトルクコンバ
   ータ及び無段変速機構を有する無段変速機の制御装置で
   あって、急速シフトダウン時にロックアップクラッチを
   解除するようにしたものにおいて、 急速シフトダウン時には、ロックアップクラッチ解除の
   終了と変速の終了とが一致するように無段変速機構の変
   速を遅らせる変速遅延手段が設けられていることを特徴
   とする無段変速機の制御装置。
2. 【請求項２】 変速遅延手段は、変速比の小から大への
   変化率を常に０以上とする請求項１記載の無段変速機の
   制御装置。
3. 【請求項３】 急速シフトダウンであることは、エンジ
   ン負荷の変化速度がエンジン負荷増大方向に所定値以上
   であり、かつ、エンジン負荷が所定値以上となったこと
   から判断する請求項１又は２記載の無段変速機の制御装
   置。