JPH07455B2 - 副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方
法の改良に関するものである。

従来技術 ２段以上の前進ギア段に切り換えられる副変速機を有す
る車両用無段変速機を備えた車両が知られている。この
ような車両においては、たとえばスロットル弁開度と車
速などの車両の運転状態を表す量に基づいて副変速機が
その前進ギア段のいずれかに自動的に切り換えられると
ともに、予め求められた関係からエンジンの要求出力量
に基づいて無段変速機の入力軸の目標回転速度を決定
し、その目標回転速度と実際の入力軸の回転速度とが一
致するように無段変速機の変速比が制御される。そし
て、このような無段変速機の変速比制御に際して目標回
転速度を決定するための関係は、副変速機のギア段ある
いはシフト操作装置の操作位置に拘わらず、共通に用い
られていた。この関係は、副変速機のギア段に応じてミ
ッション全体の変速比変化範囲が異なるので副変速機の
ギア段毎に実用される範囲は異なるが、基本的に共通の
ものである。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、かかる従来の車両におけるシフト操作装
置の低速側シフト位置への操作、すなわちエンジンブレ
ーキ（Ｌ）レンジへのシフト操作に際しては、目標回転
速度が変化せず有効なエンジンブレーキや大きな駆動力
が得られないという不都合があった。すなわち、目標回
転速度を決定するために用いる関係には低速側ギア段に
切り換えたときにエンジンの最大回転速度Ne maxを越え
てはならないという制限があるため、低速側ギア段に切
り換えた後の実際の車速が最大回転速度Ne maxに丁度到
達する、低速側ギア段へ切り換える直前の比較的低い切
換最大車速を、少なくとも下回る状態となることを待っ
て、副変速機が低速側ギア段へ切り換えられるようにし
なければならない。このため、副変速機におけるギアダ
ウン直前のエンジン回転速度は、一定の回転速度以下で
なければならず、このような条件下では副変速機の低速
側ギア段への切換最大車速が低くなって車両の走行性能
が低下してしまうのである。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その要旨とするところは、２段以上の前進ギア段に切り
換えられる副変速機を有する車両用無段変速機と、車両
の走行性を選択するためのシフト操作装置とを備え、車
両の運転状態に応じて該副変速機がその前進ギア段のい
ずれかに切り換えられる形式の車両において、予め求め
られた関係からエンジンの要求出力量に基づいて前記無
段変速機の入力軸の目標回転速度を決定し、該目標回転
速度と実際の入力軸の回転速度とが一致するように変速
比を制御する無段変速機の制御方法であって、（１）前
記シフト操作装置がエンジンブレーキレンジに操作され
た状態において予め用意した複数の関係から前記副変速
機の実際のギア段に対応した関係を選択する選択工程
と、（２）その選択工程により選択された関係から前記
目標回転速度を決定する目標回転速度決定工程とを、含
むことにある。

作用 このようにすれば、選択工程においては、低速側シフト
位置にシフト操作された状態において複数の関係から副
変速機の実際のギア段に対応した関係が選択されるとと
もに、目標回転速度決定工程においては、選択工程によ
り選択された関係から目標回転速度が決定される。すな
わち、シフト操作装置が低速側シフト位置へ操作された
とき、副変速機が高速側ギア段の状態にあると低速側ギ
ア段の場合と異なる関係からエンジンの要求出力量など
に基づいて目標回転速度が決定される。

発明の効果 このように、シフト操作装置が低速側シフト位置に操作
された状態では副変速機の実際のギア段に対応して目標
回転速度を決めるための関係が選択されることから、高
速側ギア段における関係において高回転領域における目
標回転速度を高速側シフト位置において部分的に低くす
ることができるので、副変速機が低速側ギア段へ切り換
えられると、それまでの高速側ギア段よりも目標回転速
度を高く変化するようにできる。すなわち、高速側ギア
段での目標回転速度を高回転領域において部分的に低く
することにより、低速側ギア段へ切り換える車速の上限
（切換最大車速）を引き上げることができるのである。
したがって、シフト操作装置が低速側シフト位置へ操作
されたときは副変速機の高速ギア段から低速ギア段への
切換えが比較的高車速において行われ得て有効なエンジ
ンブレーキが得られるとともに、大きな駆動力が得られ
て運転性が高められるのである。

前記選択工程は、好適には、前記副変速機が高速側ギア
段に切り換えらえている場合には、低速側ギア段に切り
換えられている場合よりも前記目標回転速度を高回転領
域において部分的に低く決定する関係を選択する。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図において、車両のエンジン10は、ロックアップク
ラッチ付フルードカップリング12を介して無段変速機14
の入力軸16に連結されている。入力軸16には、油圧シリ
ンダ18によってＶ溝幅すなわち伝動ベルト20の掛り径が
変更される可変プーリ22が設けられており、また出力軸
24には、油圧シリンダ26によってＶ溝幅が変更される可
変プーリ28が設けられている。したがって、入力軸16に
伝達された回転力は可変プーリ22および28に巻き掛けら
れた伝動ベルト20を介して出力軸24に伝達されるととも
に、後段の副変速機30に伝達される。副変速機30は、第
１サンギア32、第２サンギア34、リングギア36などから
成るラビニヨオ型複合遊星歯車装置を含む。高速段用ク
ラッチ38、低速段用ブレーキ40、後進用ブレーキ42が図
示しない油圧アクチュエータによって択一的に作動させ
られることにより、第３図に示すように、副変速機30の
変速比Rfが切り換えられ、あるいは正転、逆転が切り換
えられるようになっている。ここで、第３図において、
ρ_１はZs₁/Zr,ρ_２はZs₂/Zrである。但し、Zs₁は第１サ
ンギア32の歯数、Zs₂は第２サンギア34の歯数、Zrはリ
ングギア36の歯数である。ベルト式無段変速機14の出力
軸24は副変速機30の入力軸を構成し、また副変速機30内
の遊星ギアを支持するキャリア44は出力軸を構成するの
で、副変速機30の変速比はキャリア44の回転数で出力軸
24の回転数を除した値となる。前記キャリア44に伝達さ
れた回転力は中間歯車46、48および終減速機50を経て、
一対の車両の駆動輪52にそれぞれ伝達されるようになっ
ている。

可変プーリ22および28の近傍には、それら可変プーリ22
および28の回転速度に対応した周波数のパルス信号SP1
およびSP2をコントローラ54へ出力するための入力軸回
転センサ58および出力軸回転センサ60が設けられてい
る。また、中間歯車48の近傍には、中間歯車48の回転速
度に対応した周波数のパルス信号SVをコントローラ54へ
出力するための車速センサ62が設けられている。また、
エンジン10の図示しない吸気配管に設けられたスロット
ル弁には、スロットルセンサ64が設けられており、その
スロットルセンサ64からはスロットル弁開度θを表すス
ロットル信号Ｓθがコントローラ54に供給される。更
に、本実施例においてはシフト切換装置としてシフトレ
バー66が用いられており、そのシフトレバー66の操作位
置を検出する操作位置センサ68からは、シフトレバー66
のシフト操作位置Pshを表す信号SPがコントローラ54に
供給される。このシフトレバー66は油圧回路70内のマニ
アルバルブと機械的に関連させられており、ニュートラ
ルレンジに操作されたときには、高速段用クラッチ38、
低速段用ブレーキ40、後進用ブレーキ42をそれぞれ作動
させるための油圧アクチュエータのいずれにも油圧が供
給されることを阻止するが、後進レンジに操作されたと
きには、後進用ブレーキ42を作動させる油圧アクチュエ
ータのみに作動油を供給させる。また、シフトレバー66
が前進レンジのうちの通常走行（D:ドライブ）レンジに
操作された場合には、高速段用クラッチ38を作動させる
油圧アクチュエータのみに作動油が供給されることを許
容し、高速側ギア段が維持されるようにする。また、シ
フトレバー66が前進レンジのうちの自動変速レンジ（Ｓ
レンジ）またはエンジンブレーキレンジ（Ｌレンジ）に
操作された場合には、高速段用クラッチ38および低速段
用ブレーキ40を作動させるそれぞれの油圧アクチュエー
タのいずれかに作動油が供給されることを許容する。そ
れらの油圧アクチュエータには、油圧回路70に設けられ
たシフト用電磁弁72の作動に応答して作動するシフトバ
ルブから、択一的に油圧が供給されるようになってい
る。

上記油圧回路70は、また、出力軸24に設けられた油圧シ
リンダ26に無段変速機14の実際の変速比およびエンジン
10の出力トルクに対応して調圧されたライン油圧を供給
し、伝動ベルト20の張力を必要かつ充分に制御する。ま
た、油圧回路70は、入力軸16に設けられた油圧シリンダ
18に関して、シフト方向切換弁74の作動に応答して、作
動油を供給しあるいは排出し、また、シフト速度切換弁
76の作動に応答して油圧シリンダ18への作動油流入速度
あるいは油圧シリンダ18からの作動油排出速度を変化さ
せる。なお、油圧ポンプ78はエンジン10などによって駆
動されることにより、オイルタンク80内の作動油を油圧
回路70に圧送するものであって油圧回路70の油圧源とし
て機能する。

前記コントローラ54は、CPU,ROM,RAMを含む所謂マイク
ロコンピュータであって、RAMの記憶機能を利用しつつR
OMに予め記憶されたプログラムに従って入力信号を処理
し、副変速機30のギア段を自動シフトさせるためにシフ
ト用電磁弁72の作動を制御する一方、無段変速機14の変
速比を最適値に変化させるためにシフト方向切換弁74お
よびシフト速度切換弁76の作動を制御する。

以下、本実施例の作動の要部を第１図のフローチャート
に従って説明する。

第１図は、車両のトランスミッション全体の変速比を制
御するための制御ルーチンを示すものであって、先ずス
テップS1が実行されることにより車速Ｖ、スロットル弁
開度θ、入力軸16の回転速度Nin、出力軸24の回転速度N
out、シフトレバー66の操作位置Pshが信号SP1,SP2,Sθ,
SV,およびSPに基づいて読み込まれる。次いで、ステッ
プS2が実行されることにより、シフトレバー66の実際の
操作位置が通常走行レンジ、自動変速レンジ、エンジン
ブレーキレンジのいずれであるかが判断される。通常走
行レンジ、すなわちＤレンジであると判断された場合に
は、ステップS3が実行されて、予めROMに記憶された複
数のデータマップから通常走行レンジ用データマップが
選択される。このときは前述のようにシフトレバー66と
連動するマニュアルバルブにより専ら高速段用クラッチ
38を作動させる油圧アクチュエータのみに作動油が供給
されることを許容し、高速側ギア段が維持される。上記
通常走行レンジ用データマップは通常走行時に適した目
標回転速度Nin^＊を決定するためのものであり、たとえ
ば第４図に示す関係を表すものである。この関係は、エ
ンジン10の燃焼効率および運転性が最適に得られるよう
に予め求められたものであり、スロットル弁開度θおよ
び車速Ｖに基づいて最適な目標回転速度Nin^＊が決定さ
れる。そしてステップS5が実行されることにより、ステ
ップS4において決定された目標回転速度Nin^＊と入力軸1
6の実際の回転速度Ninとが一致するように無段変速機14
の変速比を変更するためにシフト方向切換弁74およびシ
フト速度切換弁76を作動させる。

前記ステップS2において、シフトレバー66が自動変速レ
ンジに操作されたと判断された場合には、ステップS6が
実行させることにより、副変速機30のシフト制御が実行
される。すなわち、ROMに予め記憶されたシフトパター
ンから、車速Ｖおよびスロットル弁開度θに基づいて副
変速機30のギア段が決定され、そのギア段が実現される
ようにシフト用電磁弁72に駆動信号を出力する。シフト
パターンはたとえば第５図に示すものであり、データマ
ップなどの形態で記憶されている。図において、Ｄは、
車両の走行性能を考慮して用意されたものであって、低
速側ギア段（第１速）から高速側ギア段（第２速）への
シフトアップの判断に用いるシフトアップ線であり、図
中Ｅは、適当なヒステリシスを形成するように、またキ
ックダウンによる加速性能を考慮して用意されたもので
あって、高速側ギア段から低速側ギア段へのシフトダウ
ンの判断に用いるシフトダウン線である。

次いで、ステップS7が実行されることにより、副変速機
30の実際のギア段が高速側ギア段であるかまたは低速側
ギア段であるかが判断される。高速側ギア段であると判
断された場合には、ステップS8が実行されて、たとえば
第６図の関係を表す高速側ギア段用第１データマップが
選択される。しかし、ステップS7において副変速機30の
ギア段が低速側ギア段であると判断された場合には、ス
テップS9が実行されて、たとえば第７図の関係を表す低
速側ギア段用第１データマップが選択される。このよう
にしてシフト操作位置および副変速機30のギア段に適し
た関係が選択されると、前記ステップS4が実行されるこ
とにより、高速側ギア段用第１データマップあるいは低
速側ギア段用第１データマップに基づいて高速側ギア段
あるいは低速側ギア段に適した目標回転速度Nin^＊が決
定される。そしてステップS5が実行されることにより、
目標回転速度Nin^＊と入力軸16の実際の回転速度Ninとが
一致するように無段変速機14の変速比が変更される。

上記高速側ギア段用第１データマップの関係は、第６図
に示すように、その高回転領域において目標回転速度Ni
n^＊が部分的に低くなるように設定変更されており、副
変速機30の高速側ギア段から低速側ギア段への切換えが
比較的高車速において実行され得るようになっている。
図において２点鎖線は上記設定変更前の関係を示してい
る。

前記ステップS2において、シフトレバー66がエンジンブ
レーキレンジ、すなわちＬレンジに操作されたと判断さ
れた場合には、ステップS10が実行されることにより、
副変速機30のシフト制御が実行される。すなわち、ROM
に予め記憶されたシフトパターンから、車速Ｖおよびス
ロットル弁開度θに基づいて副変速機30のギア段が決定
され、そのギア段が実現されるようにシフト用電磁弁72
に駆動信号を出力する。この場合のシフトパターン（変
速線）は第８図の破線Ｆに示すもののみであり、データ
マップなどの形態で記憶されている。したがって、この
エンジンブレーキレンジでは、高速側ギア段から低速側
ギア段への切換えが制御されるが、一旦低速ギア段へ切
り換えられると低速ギア段から高速ギア段への切り換え
は行われないようになっている。

次いで、ステップS11が実行されることにより、副変速
機30の実際のギア段が高速側ギア段であるかまたは低速
側ギア段であるかが判断される。高速側ギア段であると
判断された場合には、ステップS12が実行されて、たと
えば第８図の関係を表す高速側ギア段用第２データマッ
プが選択される。しかし、ステップS11において副変速
機30のギア段が低速側ギア段であると判断された場合に
は、ステップS13が実行されて、たとえば第９図の関係
を表す低速側ギア段用第２データマップが選択される。
このようにしてシフト操作位置および副変速機30のギア
段に適した関係が選択されると、前記ステップS4が実行
されることにより、高速側ギア段用第２データマップあ
るいは低速側ギア段用第２データマップに基づいて高速
側ギアあるいは低速側ギア段に適した目標回転速度Nin
^＊が決定される。そしてステップS5が実行されることに
より、目標回転速度Nin^＊と入力軸16の実際の回転速度N
inとが一致するように無段変速機14の変速比が制御され
る。

上記高速側ギア段用第２データマップおよび低速側ギア
段用第２データマップの関係は、第８図および第９図に
示すように、前記高速側ギア段用第１データマップおよ
び低速側ギア段用第１データマップに比較して全体とし
て目標回転速度Nin^＊が高く決定されるように設定され
ており、シフトレバー66がエンジンブレーキレンジに操
作されたときには自動変速レンジに操作されている場合
に比較してエンジンブレーキ作用あるいは駆動力が得ら
れるようになっている。また、高速側ギア段用第２デー
タマップに示す関係と低速側ギア段用第２データマップ
の関係とは、副変速機30のギア段の切換えに起因してト
ランスミッション全体の変速比の変化範囲がずれるため
実用される範囲が異なるものの基本的には互いに共通の
ものであるが、高速側ギア段用第２データマップに示す
関係においては、その高回転領域において目標回転速度
Nin^＊が部分的に低く決定されるように変更されてい
る。

車両の走行状態においては上記一連のステップが繰り返
し実行されるのであるが、シフトレバー66が自動変速レ
ンジあるいは通常走行レンジに操作され且つ副変速機30
が高速側ギア段であるときにシフトレバー66がエンジン
ブレーキレンジに選択操作されると、第８図に示す関係
が選択されるとともに、車両10は高速側ギア段にてしば
らく走行する。この状態では、第８図に示す関係に基づ
いて目標回転速度Nin^＊が決定され、この目標回転速度N
in^＊と入力軸16の実際の回転速度Ninとが一致するよう
に無段変速機14の変速比が制御されつつ車両が走行する
が、たとえばスロットル弁開度θがθ_１で走行しかつ車
速が低下するとき第８図の破線に示す変速線Ｆを横切っ
たときに副変速機30が低速側ギア段へ切り換えられ、以
後この低速側ギア段に維持される。

ここで、変速線Ｆとスロットル弁開度θが100％である
場合の線との交点ａが低速側ギア段への切換最大車速v₀
に対応する。この切換最大車速v₀は副変速機30が低速側
ギア段へ切り換えられたときにエンジン10の回転速度が
それに許容される最大回転速度Ne maxを超えないように
する必要があることから、低速側ギア段への切り換え直
前のエンジン回転速度はn₁（＝Ne max/γ：但し、高速
側ギア段における変速比を１、低速側ギア段における変
速比をγとする）以下に制限される。本実施例では、第
８図に示すように、高速側ギア段用第２データマップに
示す関係では、その高回転領域において目標回転速度Ni
n^＊が低く決定されるように設定変更されているので、
上記切換最大車速v₀が可及的に高められている。

したがって、本実施例によれば、副変速機30の高速側ギ
ア段における走行状態でシフトレバー66がエンジンブレ
ーキレンジへ切り換えられたとき、高速側ギア段から低
速側ギア段への切換えが比較的高車速において行われ得
て、有効なエンジンブレーキが得られるとともに、大き
な駆動力が得られて運転性が大幅に高められるのであ
る。

因に、第10図は低速側ギア段用第２データマップと同様
の関係を高速側ギア段用第２データマップルに適用した
従来のものであって、このような関係を用いると低速側
ギア段への切り換え直前のエンジン回転速度n₁に対応し
た切換最大車速v₁が前記切換最大車速v₀に比較して大幅
に小さくなるのである。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
その他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例においては、副変速機30が前進
２段のギア段に選択的に切り換えられる形式のものであ
ったが、前進３段以上のギア段を備えたものであっても
良い。

また、前述のステップS5においては、入力軸回転速度Ni
nが目標回転速度Nin^＊と一致するように制御されている
が、エンジン回転速度が目標回転速度Nin^＊と一致する
ように制御されても良い。

また、無段変速機14は伝動ベルト20が可変プーリ22およ
び28に巻き掛けられた形式のベルト式無段変速機であっ
たが、その他の形式の無段変速機であっても良い。

また、前述の実施例においては、車両を専ら高速側ギア
段で走行させるための通常走行レンジ、および車両の走
行条件に従って切り換えられる高速側ギア段と低速側ギ
ア段が設けられているが、それらの一方が省略された形
式の車両であっても差支えないのである。

更に、前述の実施例においてはエンジンの要求出力を表
す量としてスロットル弁開度θが用いられていたが、そ
れに替えてアクセル操作量、燃料噴射量あるいは燃料噴
射時間が用いられても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された装置の一連の作動を説明す
るフローチャートである。第２図は本発明が適用された
装置の一例を示す図である。第３図は第２図の副変速機
における切換え状態を示す図である。第５図は第１図の
フローチャートにおいて、副変速機の自動シフトに用い
られる変速パターンを示す図である。第４図、第６図、
第７図、第８図、および第９図は第１図のフローチャー
トにおいて、目標回転速度を決定するために用いられる
関係をそれぞれ示す図である。第10図は目標回転速度を
決定するために用いられた従来の関係を示す図であっ
て、第８図に対応する図である。 14:無段変速機 30:副変速機 Nin^＊：目標回転速度 θ：スロットル弁開度（要求出力量）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２段以上の前進ギア段に切り換えられる副
   変速機を有する車両用無段変速機と、車両の走行性を選
   択するためのシフト操作装置とを備え、車両の運転状態
   に基づいて前記副変速機がその前進ギア段のいずれかに
   切り換えられる形式の車両において、予め求められた関
   係からエンジンの要求出力量に基づいて前記無段変速機
   の入力軸の目標回転速度を決定し、該目標回転速度と実
   際の入力軸の回転速度とが一致するように変速比を制御
   する無段変速機の制御方法であって、 前記シフト操作装置がエンジンブレーキレンジに操作さ
   れた状態において予め用意した複数の関係から前記副変
   速機の実際のギア段に対応した関係を選択する選択工程
   と、 該選択工程により選択された関係から前記目標回転速度
   を決定する目標回転速度決定工程と を含むことを特徴とする副変速機を備えた車両用無段変
   速機の制御方法。
2. 【請求項２】前記選択工程は、前記副変速機が高速側ギ
   ア段に切り換えられている場合には、低速側ギア段に切
   り換えられている場合よりも前記目標回転速度が高速回
   転領域において部分的に低く決定されている関係を選択
   するものである特許請求の範囲第１項に記載の副変速機
   を備えた車両用無段変速機の制御方法。