JPH0678784B2

JPH0678784B2 - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JPH0678784B2
Application number: JP15269686A
Authority: JP
Inventors: 春芳久村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS6311436A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）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。

（ロ）従来の技術従来の無段変速機の制御装置としては、例えば特開昭58
-180867号公報に示されるものがある。すなわち、変速
指令信号によって変速モータを動作させて変速比を制御
する制御装置の場合、信号にノイズが入力されて誤差を
生ずると、この誤差が累積され変速指令信号と変速モー
タの実際の回転位置とが対応しなくなる可能性がある。
これを防止するために変速モータが所定の回転位置に達
したことを変速基準スイッチによって検出し、変速基準
スイッチが作動したときには必ずその作動信号により変
速指令信号を変速モータの回転位置に対応する状態に設
定し直すように構成される。これにより、誤差の累積を
防止することができる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかし、変速基準スイッチが故障した場合には、変速指
令信号の較正が行われないことになるため、誤差が累積
し、実際の変速比の状態が設定した変速パターンどおり
のものとならず、目標どおりの制御を行うことができな
いことになるという問題点がある。また、場合によって
は、変速基準スイッチの故障により、最大変速比のまま
固定され、変速が行われないことになる。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、変速基準位置センサーが故障した場合には、
変速アクチュエータを機械的可動限界位置まで移動さ
せ、その位置に対応するように変速指令信号を修正する
ことにより、上記問題点を解決する。すなわち、本発明
による無段変速機の制御装置は、変速指令信号によって
作動する変速アクチュエータを有し、この変速アクチュ
エータの動作状態に応じて変速比が連続的に制御される
無段変速機の制御装置であって、変速アクチュエータが
所定の信号較正用位置にあることを検出する変速基準位
置センサーと、変速基準位置センサーからの信号に基づ
いて変速指令信号を信号較正用位置に対応する状態に構
成する信号較正手段と、を有するものに適用されるもの
であり、変速基準位置センサーからの信号と実際の変速
指令信号とがあらかじめ設定した所定の関係にあるかど
うかを判断する故障判断手段と、故障判断手段が変速基
準位置センサーの信号と実際の変速指令信号とが所定の
関係にないと判断した場合には変速アクチュエータを最
大変速比側又は最小変速比側の機械的可動限界位置まで
強制的に作動させる故障時設定手段と、故障時設定手段
によって変速アクチュエータが最大変速比側又は最小変
速比側の機械的可動限界位置に達したとき変速指令信号
をこの機械的可動限界位置に対応する状態に較正する故
障時信号較正手段と、を有している。

（ホ）作用故障判断手段は、変速基準位置センサーの信号と変速指
令信号とが所定の関係でなくなった場合に変速基準位置
センサーが故障したと判断する。この場合には故障時設
定手段が変速アクチュエータを例えば変速比小側の機械
的可動限界位置まで作動させる。変速アクチュエータが
機械的可動限界位置に達したとき、故障時信号較正手段
は変速指令信号を機械的可動限界位置に対応する状態と
する。これにより変速指令信号と実際の変速アクチュエ
ータの動作状態との間に大きな誤差を生じることを防止
することができる。

（ヘ）実施例第２図に無段変速機の動力伝達機構を示す。この無段変
速機はフルードカップリング12、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、
エンジン10の出力軸10aの回転を所定の変速比及び回転
方向で出力軸66及び68に伝達することができる。この無
段変速機は、フルードカップリング12（ロックアップ油
室12a、ポンプインペラー12b、タービンランナ12c等を
有している）、回転軸13、駆動軸14、前後進切換機構1
5、駆動プーリ16（固定円すい板18、駆動プーリシリン
ダ室20（室20a、室20b）、可動円すい板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
（固定円すい板30、従動プーリシリンダ室32、可動円す
い板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48、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6
4、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願
昭59−226706号に記載されている。

第３図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101、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、変速モ
ータ（変速アクチュエータ）110、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120、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願昭59
-226706号に記載されている。なお、第３図中の各参照
符号は次の部材を示す。ピニオンギア110a、タンク13
0、ストレーナ131、油路132、リリーフ弁133、弁穴13
4、ポート134a〜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142、一方
向オリフィス143、弁穴146、ポート146a〜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、押圧部材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18
1、ロッド182、ランド182a〜ｂ、ラック182c、ピン18
3、ピン185、弁穴186、ポート186a〜ｄ、油路188、油路
189、油路190、弁穴192、ポート192a〜ｇ、スプール19
4、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202、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2
08、油路209、フィルター211、オリフィス216、ポート2
22、ソレノイド224、プランジャ224a、スプリング225、
弁穴230、ポート230a〜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24
0、ポート240a〜ｈ、スプール242、ランド242a〜ｅ、油
路243、油路245、オリフィス246、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251、チョーク形絞り弁252、保圧弁253、
油路254、クーラー256、クーラー保圧弁258、オリフィ
ス259、切換検出スイッチ278。

次に、ステップモータ110及びソレノイド224の作動を制
御する変速制御装置300について説明する。変速制御装
置300には、第４図に示すように、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、切換検出スイッチ298（変速基準位置セン
サー）、エンジン冷却水温センサー306、及びブレーキ
センサー307からの電気信号が入力される。エンジン回
転速度センサー301はエンジンのイグニッション点火パ
ルスからエンジン回転速度を検出し、また車速センサー
302が無段変速機の出力軸の回転から車速を検出する。
スロットル開度センサー303はエンジンのスロットル開
度を電圧信号として検出する。シフトポジションスイッ
チ304は、マニアルバルブ104がＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｌのど
の位置にあるかを検出する。タービン回転速度センサー
305は、フルードカップリング12のタービン軸の回転速
度を検出する。切換検出スイッチ298は、変速操作機構1
12のロッド182が変速比の最も大きい位置を越えて更に
移動したとき（すなわちオーバストローク領域におい
て）オンとなるスイッチである。エンジン冷却水温セン
サー306は、エンジン冷却水の温度が一定値以下のとき
に信号を発生する。ブレーキセンサー307は、車両のブ
レーキが使用されているかどうかを検出する。エンジン
回転速度センサー301、車速センサー302及びタービン回
転速度センサー305からの信号はそれぞれ波形整形器30
8、309及び322を通して入力インターフェース311に送ら
れ、またスロットル開度センサー303からの電圧信号はA
D変換機310によってデジタル信号に変換されて入力イン
ターフェース311に送られる。変速制御装置300は、入力
インターフェース311、CPU（中央処理装置）313、基準
パルス発生器312、ROM（リードオンメモリ）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。基準パルス発
生器312は、CPU313を作動させる基準パルスを発生させ
る。ROM314には、ステップモータ110及びソレノイド224
を制御するためのプログラム、及び制御に必要なデータ
を格納してある。RAM315には、各センサー及びスイッチ
からの情報、制御に必要なパラメータ等を一時的に格納
する。変速制御装置300からの出力信号は増幅器317を介
してステップモータ110に出力され、またソレノイド224
に出力される。

次に、この変速制御装置300によって行なわれるステッ
プモータ110及びソレノイド224の具体的な制御の内容に
ついて説明する。

ステップモータ110及びソレノイド224の制御ルーチンを
第４〜７図に示す。まず、シフトポジションスイッチ30
4からシフトポジションの読込みを行ない（ステップ50
2）、シフトポジションが走行位置（すなわち、Ｄ、
Ｌ、又はＲレンジ）にあるかどうかを判断し（同50
4）、走行位置にない場合にはソレノイド224のデューテ
ィ比を０に設定し（同506）、後述のステップ630に進
む。シフトポジションが走行位置にある場合にはスロッ
トル開度センサー303からスロットル開度THを読込み
（同508）、車速センサー302から車速Ｖを読込み（同51
0）、エンジン回転速度センサー301からエンジン回転速
度N_Eを読込み（同512）、またタービン回転速度センサ
ー305からタービン回転速度Ntの読込みを行なう（同51
4）。次いで、エンジン回転速度N_Eとタービン回転速度N
tとの差N_Dを算出し（同516）、次いでロックアップオン
車速V_ON及びロックアップオフ車速V_OFFの検索を行なう
（同518）。ロックアップオン車速V_ON及びロックアップ
オフ車速V_OFFは、車速Ｖとスロットル開度THとの関数と
して所定の特性のものが記憶させてある。次いで、ロッ
クアップフラグLUFが設定されているかどうかを判断し
（同520）、フラグLUFが設定されてない場合には実際の
車速Ｖがロックアップオン車速V_ONよりも大きいかどう
かを判断し（同522）、Ｖ＞V_ONの場合にはN_D−Nm₁をｅ
として設定する（同524）。なお、Nm₁はエンジン回転速
度N_Eとタービン回転速度Ntとの偏差の目標値である。次
いで、ｅの値に基づいてフィードバック制御ゲインG₁の
検索を行なう（同526）。次いで、N_Dが所定の小さい値N
₀より小さいかどうかを判断する（同528）。N₀は、N_Dが
これよりも大きい場合にはフィードバック制御が行なわ
れ、これよりも小さい場合にはフィードフォワード制御
が行なわれる回転差である。N_D＜N₀の場合には現在のデ
ューティ比に微小な値α％を加算した値を新たなデュー
ティ比として設定し（同530）、次いでデューティ比が1
00％より小さいかどうかを判断し（同532）、100％より
小さい場合には後述のステップ602に進み、一方100％以
上の場合にはデューティ比を100％に設定し（同534）、
次いでロックアップフラグLUFを設定し（同536）、同様
に後述のステップ602に進む（すなわち、フィードフォ
ワード制御が行なわれる）。前述のステップ528でN_D≧N
₀の場合には、偏差ｅ及びフィードバックゲインG₁に基
づいてデューティ比を決定し（同538）、ステップ602に
進む（すなわち、フィードバック制御が行なわれる）。
また、前述のステップ522でＶ≦V_ONの場合にはデューテ
ィ比を０％に設定し（同540）、次いでロックアップフ
ラグLUFを清算する（同542）。これによってロックアッ
プ機構の作動が解除される。また、前述のステップ520
でロックアップフラグLUFが設定されている場合には車
速Ｖがロックアップオフ車速V_OFFより小さいかどうかを
判断し（同544）、Ｖ＜V_OFFの場合にはステップ540及び
542に進み（ロックアップ解除）、またＶ≧V_OFFの場合
にはデューティ比を100％に設定する（同546）（これに
よりロックアップ状態が保持される）。

上記ステップ502〜546によって、結局次のような制御が
行なわれることになる。すなわち、シフトポジションが
走行位置以外のＰ及びＮ位置ではロックアップ機構は必
ず解除されており（ステップ506）、走行位置にある場
合には、所定のロックアップオフ車速V_OFF以上の場合に
はロックアップ状態が保持され（ステップ546）、また
ロックアップオフ車速V_OFFより小さい車速ではロックア
ップ機構の作動が解除され（ステップ540）、またロッ
クアップ機構が非作動状態から作動状態に切り換わる際
にはフルードカップリング12の滑りの大きさに応じてフ
ィードバック制御（ステップ538）又はフィードフォワ
ード制御（ステップ530）によって円滑にロックアップ
機構の締結が行なわれる。

ステップ532、536、538、542及び546からは、第６図に
示すステップ901以下に進む。ステップ901ではエラーフ
ラグであるフラグE₁がセットされているかどうかを判断
し、セットされていない場合にはステップ902に進み、
またセットされている場合には後述のステップ910に進
む。ステップ902では現在のステップモータ110のパルス
数P_A（変速アクチュエータの変速指令信号）が０である
かどうかを判断し、P_A＝０の場合には切換検出スイッチ
298がオンであるかどうかを判断する（同904）。P_A＝０
であるにもかかわらず、切換検出スイッチ298がオフの
場合には、フラグE₁をセットする（同906）。すなわ
ち、P_A＝０の場合には変速指令信号は最大変速比状態に
あるから切換検出スイッチ298はオンとなるはずである
のに、オフを示しているから、切換検出スイッチ298が
故障と判断し、故障を示すフラグE₁をセットする。次い
で、P_Aの値を所定の値P₂にする（同908）。このP₂の値
は最大変速比に対応するパルス数よりも大きい値として
ある。これにより、後述のステップ630から必ずステッ
プ620に進み、ステップモータ110は変速比大側へ作動
し、機械的な可動限界位置（すなわち、ロッド182の端
部が静止部材に接触する位置まで達した状態）まで移動
する。この状態でステップモータ110は停止するが、後
述のステップ622を繰り返し通ることにより、P_Aの値は
最終的に０となる。これにより、ステップモータ110が
最大変速比側の可動限界位置にあるとき、これに対応し
てP_Aの値が０に較正されることになる。

ステップ902でP_Aが０でない場合、ステップ904で切換検
出スイッチがオンの場合、及び上述のステップ908を通
った場合には、ステップ910に進み、フラグE₂がセット
されているかどうかを判断する。フラグE₂がセットされ
ていない場合にはステップ912に進み、またセットされ
ている場合には後述のステップ602に進む。ステップ912
では、現在のパルス数P_Aが所定の比較的大きい値P₃より
も大きいかどうかを判断し、P_A≧P₃の場合には切換検出
スイッチ298がオンであるかどうかを判断する（同91
4）。P_A≧P₃であるにもかかわらず、切換検出スイッチ2
98がオンの場合には、P_Aを０にし（同916）、フラグE₂
をセットする（同918）。すなわち、P_A≧P₃の場合には
変速指令信号は比較的小さい変速比状態にあるから切換
検出スイッチ298はオフとなるはずであるのに、オンを
示しているから、切換検出スイッチ298が故障と判断
し、故障を示すフラグE₂をセットすると共に、P_Aを０に
する。これにより、後述のステップ630からステップ632
に進み、ステップモータ110は変速比小側に作動し、機
械的可動限界位置まで移動する。この状態でステップモ
ータ110は停止するが、ステップ634を繰り返し通るた
め、P_Aの値はP_A＝０の状態からステップモータ110が停
止するまでのパルス数を加算したものとなる。これによ
り、ステップモータ110が最小変速比側の可動限界位置
にあるとき、これに対応してP_Aの値が較正されることに
なる。

ステップ912でP_A≧P₃でない場合、ステップ914で切換検
出スイッチ298がオンでない場合、及び前述のステップ9
18を通った場合には、ステップ602に進む。ステップ602
では車速Ｖが所定の小さい値V₀（例えば、２〜3km/hで
あり、前述のV_ON及びV_OFFより小さい値である。）より
も小さいかどうかを判断し、Ｖ＜V₀の場合にはクリープ
制御が行なわれ、Ｖ≧V₀の場合には変速制御が行なわれ
ることになる。まず、Ｖ＜V₀の場合にはスロットル開度
THが所定の小さい値TH₀よりも小さいかどうかを判断し
（同604）、スロットルがアイドル状態にない場合には
デューティ比を０％に設定し（同606）（これによって
前進用クラッチ40は完全に締結される）、ステップモー
タ110の目標パルス数P_DをP₁に設定しておく（同608）。
ステップ608の後はステップ630に進んで実際のステップ
モータ110の位置がパルス数P₁の位置になるように制御
が行なわれる。ステップ604でスロットルがアイドル状
態にある場合には、切換検出スイッチ298がオンである
かどうかが判断され（同610）、オンの場合には、エン
ジン回転速度N_Eとタービン回転速度Ntとの差N_Dと、目標
偏差Nm₂との差をｅとして設定し（同612）、このｅの値
に基づいてフィードバックゲインG₂の検索を行なう（同
614）。次いで、偏差ｅ及びフィードバックゲインG₂に
基づいてデューティ比を設定し（同616）、次いで目標
とするパルス数P_Dを０に設定し（同618）、ステップモ
ータ駆動信号を出力し（同636）、またソレノイド駆動
信号を出力する（同638）。前述のステップ610で切換検
出スイッチ298がオフの場合にはステップモータ駆動信
号をダウンシフト方向に移動し（同620）、現在のパル
ス数P_Aから１を減算したものを新たにパルス数P_Aとして
設定し（同622）、ステップモータ駆動信号を出力し
（同636）、ソレノイド駆動信号を出力する（同638）。

前述のステップ602でＶ≧V₀の場合にはシフトポジショ
ンがＤレンジにあるかどうかを判断し（同624）、Ｄレ
ンジにある場合にはＤレンジ変速パターンの検索を行な
い（同626）、またＤレンジにないと判断され（同62
4）、Ｌレンジにあると判断された場合（同639）には、
Ｌレンジ変速パターンの検索を行ない（同628）、ステ
ップ639でＬレンジにもないと判断された場合には、Ｒ
レンジ変速パターンの検索を行ない（同640）、これに
よって目標とするパルス数P_Dを決定する。次いで、検索
した目標とするパルス数P_Dと実際のパルス数P_Aとの比較
を行ない（同630）、P_D＝P_Aの場合にはそのままステッ
プ636及び638に進み、ステップモータ駆動信号及びソレ
ノイド駆動信号を出力する。P_A＜P_Dの場合にはステップ
モータ駆動信号をアップシフト方向に移動し（同63
2）、次いで現在のパルス数P_Aに１を加算したものを新
たにパルス数P_Aとして設定し（同634）、ステップ636及
び638でステップモータ駆動信号及びソレノイド駆動信
号を出力する。P_A＜P_Dの場合にはステップモータ駆動信
号をダウンシフト方向に移動し（同620）、次いで現在
のパルス数P_Aから１を減算したものを新たなパルス数P_A
として設定し（同622）、ステップ636及び638に進んで
ステップモータ駆動信号及びソレノイド駆動信号を出力
する。

結局、上記ステップ602〜638によって次のような制御が
行なわれることになる。すなわち、車速が非常に小さく
且つスロットルがアイドル状態で、しかも切換検出スイ
ッチ298がオンの場合には、フルードカップリング12の
滑りが所定の値となるようにソレノイド224によって前
進用クラッチ40の伝達トルク容量が制御され（クリープ
制御、ステップ612〜618）、また、車速は小さいがスロ
ットルがアイドル状態でない場合には、ステップモータ
110をパルス数P₁位置まで作動させ、直ちにロックアッ
プ制御を開始することができる状態にしておく。上記の
ように低車速アイドリング時にスロットル圧を制御して
前進用クラッチ40の伝達トルク容量を制御することによ
り、車両が緩やかにクリープ走行する状態とすることが
できる。上記以外の場合には、所定の変速パターンに基
づいてステップモータ110により変速比の制御が行なわ
れる。

上述のように、ステップ901〜918の間で、変速基準スイ
ッチ298のオン・オフの状態と変速指令信号（P_A）とが
明らかに異常な関係となっている場合には、変速基準ス
イッチ298によることなく変速指令信号の較正が行われ
ることになる。すなわち、ステップモータ110を機械的
可動限界位置まで作動させ、変速指令信号をこれに対応
した状態とする。これにより、変速基準スイッチ298が
故障した場合であっても大きな誤差を生ずることなく、
変速制御を続行することができる。なお、上記のような
異常が検出された場合には、変速基準スイッチ298など
の故障と判断されるので、ランプなどによる故障の表
示、故障発生の記憶などを行わせるようにすることもで
きる。

（ト）発明の効果以上説明してきたように、本発明によると、変速基準位
置センサーの故障時には変速アクチュエータの機械的可
動限界位置に基づいて変速指令信号を較正するようにし
たので、変速基準位置センサーが故障した場合であって
も大きな誤差を生ずることなく変速制御を続行すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成要素間の関係を示す図、第２図は
無段変速機の動力伝達機構を示す図、第３図は無段変速
機の油圧制御装置を示す図、第４図は無段変速機の変速
制御装置を示す図、第５、６及び７図は制御ルーチンを
示す図である。 110…変速アクチュエータ（ステップモータ）、298…変
速基準位置センサー（切換検出スイッチ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速指令信号によって作動する変速アクチ
ュエータを有し、この変速アクチュエータの動作状態に
応じて変速比が連続的に制御される無段変速機の制御装
置であって、変速アクチュエータが所定の信号較正用位
置にあることを検出する変速基準位置センサーと、変速
基準位置センサーからの信号に基づいて変速指令信号を
信号較正用位置に対応する状態に較正する信号較正手段
と、を有する無段変速機の制御装置において、変速基準位置センサーからの信号と実際の変速指令信号
とがあらかじめ設定した所定の関係にあるかどうかを判
断する故障判断手段と、故障判断手段が変速基準位置セ
ンサーの信号と実際の変速指令信号とが所定の関係にな
いと判断した場合には変速アクチュエータを最大変速比
側又は最小変速比側の機械的可動限界位置まで強制的に
作動させる故障時設定手段と、故障時設定手段によって
変速アクチュエータが最大変速比側又は最小変速比側の
機械的可動限界位置に達したとき変速指令信号をこの機
械的可動限界位置に対応する状態に較正する故障時信号
較正手段と、を有することを特徴とする無段変速機の制
御装置。