JPH08177999A - 無段自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる変速特性を有する複数のマップを運転
状態毎に切り換えて使用する無段自動変速機において、
マップ切換時の変速比の変化に伴う変速ショックを運転
者に感知されにくいようにする。 【構成】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝達す
る無段変速機と、負荷ＴＶＯと車速Ｖとに応じて目標変
速比Ｎｐｒｉを出力するマップを複数有して運転状態毎
に前記マップを切り換えて前記無段変速機の変速比を制
御する制御手段とを備えた無段自動変速機において、前
記マップの切換えを、当該切換え運転状態を検出したの
ち負荷ＴＶＯの変化量｜△ＴＶＯ｜が所定値以上となっ
たときに許容するように前記制御手段を構成する。

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を備えた自動
変速機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその解決すべき課題】エンジンの出力を
トルクコンバータあるいはフルードカップリング等の流
体式伝動装置と、その出力を無段階に変速する無段変速
機を介して車両等の駆動軸に伝動させるようにした無段
自動変速機が知られている。（公知文献としては例えば
特開昭６１−１０５３５３号公報を参照。） この種の自動変速機において、スロットル開度で代表さ
れる要求負荷と車速とに応じて目標とする変速比を割り
付けたマップを記憶装置上に設けて、このマップを読み
取りながら変速比を自動制御するようにしたものがあ
る。前記のマップは例えばエンジン冷却水温やＡＢＳ装
置（アンチロックブレーキ装置）の作動状態に応じて適
切な変速比が得られるように複数のものが備えられてお
り、これを前述の運転状態変化に伴い切り換えて変速比
制御するようにしている。

【０００３】しかしながら、このような変速制御装置に
よると、冷却水温の変化に応じてマップが切換られる場
合など、運転者の意図しない条件変化によってマップが
変更されることになるので、このマップの切換前後で変
速比が大きく異なる場合には不意の変速ショックが生じ
て運転者に違和感を与えるという問題がある。

【０００４】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、マップ切換時の変速ショックが感知されに
くい変速制御装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジン回転を連続可変的に駆動軸に伝達する無段変速機
と、負荷と車速とに応じて目標変速比を出力するマップ
を複数有して運転状態毎に前記マップを切り換えて前記
無段変速機の変速比を制御する制御手段とを備えた無段
自動変速機において、前記マップの切換えを、当該切換
え運転状態を検出したのち負荷の変化量が所定値以上と
なったときに許容するように前記制御手段を構成する。

【０００６】請求項２の発明は、エンジン回転を連続可
変的に駆動軸に伝達する無段変速機と、負荷と車速とに
応じて目標変速比を出力するマップを複数有して運転状
態毎に前記マップを切り換えて前記無段変速機の変速比
を制御する制御手段とを備えた無段自動変速機におい
て、前記マップの切換えを、当該切換え運転状態を検出
したのち負荷の変化量が所定値以上となったとき、また
はマップ切換え前後の変速比変化が所定値以下のときの
何れかの条件を満足したときに許容するように前記制御
手段を構成する。

【０００７】請求項３の発明は、上記請求項１または請
求項２の発明の制御手段を、エンジン冷却水温に応じて
切り換えられる複数のマップを有するものとする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明では、加速または減速のために
運転者がある程度以上にアクセルペダル等を操作したと
きに初めてマップの切換えが許容されるので、マップ切
換え前後の変速比の変化が大きかったとしても、運転者
による何らの操作も伴わない条件下でマップの切換えを
行った場合に比較して変速に伴うショックが運転者に感
知されにくく、仮に感知されても違和感は少ない。

【０００９】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
による作用に加えて、マップ切換え前後の変速比の変化
が小さいときには負荷の変化量にかかわらずただちに切
換えが行われるので、変速比が運転状態に応じた適切な
変速比へと速やかに切り換えられる機会が増える。

【００１０】冷却水温の変化はエンジンの始動・暖機か
ら運転の過程で必ず生じるものであり、したがって冷却
水温に応じて複数のマップを切り換る構成の場合には不
意の変速ショックが起こる機会が多い。したがって、請
求項３の発明ではこの変速ショックの緩和作用がいっそ
う有効に機能する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。

【００１２】図１に本発明が適用可能な無段自動変速機
の縦断面構造を示す。これを説明すると、エンジン出力
軸１０には流体式伝動装置としてのトルクコンバータ１
２が連結されている。流体式伝動装置としては、トルク
コンバータ１２に代えてフルードカップリングが用いら
れる場合もある。

【００１３】トルクコンバータ１２はロックアップクラ
ッチ１１を備えており、コンバータ室１２ｃおよびロッ
クアップ油室１２ｄの油圧を相反的に制御することによ
り、入力側のポンプインペラ１２ａと出力側のタービン
ランナ１２ｂとを機械的に連結しまたは切り離し可能と
している。

【００１４】トルクコンバータ１２の出力側は回転軸１
３と連結され、回転軸１３は前後進切換機構１５と連結
されている。前後進切換機構１５は、遊星歯車機構１
９、前進用クラッチ４０、後退用ブレーキ５０等から構
成されている。遊星歯車機構１９の出力側は回転軸１３
の外側に同軸的に嵌装された駆動軸１４に連結されてい
る。駆動軸１４には無段変速機１７の駆動プーリ１６が
設けられている。

【００１５】無段変速機１７は、上記駆動プーリ１６と
従動プーリ２６と、駆動プーリ１６の回転力を従動プー
リ２６に伝達するＶベルト２４などからなっている。

【００１６】駆動プーリ１６は、駆動軸１４と一体に回
転する固定円錐板１８と、固定円錐板１８に対向配置さ
れてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリン
ダ室２０に作用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に
移動可能である可動円錐板２２からなっている。駆動プ
ーリシリンダ室２０は、この場合室２０ａおよび室２０
ｂの２室からなっており、後述する従動プーリシリンダ
室３２よりも大きな受圧面積を有している。

【００１７】従動プーリ２６は、従動軸２８上に設けら
れている。従動プーリ２６は、従動軸２８と一体に回転
する固定円錐板３０と、固定円錐板３０に対向配置され
てＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ
室３２に作用する油圧によって従動軸２８の軸方向に移
動可能である可動円錐板３４とからなっている。

【００１８】従動軸２８には駆動ギヤ４６が固着されて
おり、この駆動ギヤ４６はアイドラ軸５２上のアイドラ
ギヤ４８とかみ合っている。アイドラ軸５２に設けられ
たピニオンギア５４はファイナルギア４４とかみ合って
いる。ファイナルギア４４は差動装置５６を介して図示
しない車輪に至るプロペラシャフトまたはドライブシャ
フトを駆動する。

【００１９】上記のような無段自動変速機にエンジン出
力軸１０から入力された回転力は、トルクコンバータ１
２および回転軸１３を介して前後進切換機構１５に伝達
され、前進用クラッチ４０が締結されると共に後退用ブ
レーキ５０が解放されている場合には一体回転状態とな
っている遊星歯車機構１９を介して回転軸１３の回転力
が同じ回転方向のまま無段変速機１７の駆動軸１４に伝
達され、一方前進用クラッチ４０が解放されると共に後
退用ブレーキ５０が締結されている場合には遊星歯車機
構１９の作用により回転軸１３の回転力は回転方向が逆
になった状態で駆動軸１４に伝達される。

【００２０】駆動軸１４の回転力は駆動プーリ１６、Ｖ
ベルト２４、従動プーリ２６、従動軸２８、駆動ギア４
６、アイドラギア４８、アイドラ軸５２、ピニオンギア
５４、およびファイナルギア４４を介して差動装置５６
に伝達される。前進用クラッチ４０および後退用ブレー
キ５０の両方が解放されている場合には動力伝達機構は
中立状態となる。

【００２１】上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ
１６の可動円錐板２２および従動プーリ２６の可動円錐
板３４を軸方向に移動させてＶベルト２４との接触位置
半径を変えることにより、駆動プーリ１６と従動プーリ
２６とのあいだの回転比つまり変速比（減速比）を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ１６のＶ字状プー
リ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ２６のＶ字状プー
リ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ１６側のＶベルト２
４の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ２６側のＶ
ベルト２４のＶベルトの接触位置半径は大きくなるの
で、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板２
２および３４を逆方向に移動させれば上記とは逆に変速
比は小さくなる。

【００２２】このような駆動プーリ１６と従動プーリ２
６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、次に述べ
る制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室２０（２０
ａ，２０ｂ）または従動プーリシリンダ室３２への油圧
制御により行われる。

【００２３】図２に、本願発明の制御手段の機能を含め
て上記した無段自動変速機の基本的な変速比制御を行う
機能を有する制御系統の概略を示す。なお、図２におい
て図１と対応する機構部分には同一の符号を付して示し
てある。

【００２４】以下、この制御系統について本発明に関連
する部分を中心に説明する。図４において１０１はマイ
クロコンピュータ等からなる電子制御部、１０２は各種
油圧制御弁等からなる油圧制御部を示しており、この制
御系統では上記無段自動変速機の制御手段は主としてこ
れら電子制御部１０１および油圧制御部１０２によって
構成されている。

【００２５】電子制御部１０１は、制御演算処理を行う
中央演算部１０１Ａ、中央演算部１０１Ａにエンジンお
よび車両からの各種の運転状態信号を処理可能な形式に
変換して供給する入力部１０１Ｂ、および中央演算部１
０１Ａからの制御信号に基づいて油圧制御等のための各
種信号を出力する出力部１０１Ｃからなる。

【００２６】入力部１０１Ｂには、エンジン１００の燃
料噴射量や点火時期を電子制御するためのコントロール
モジュール１０３によって利用される水温信号Ｓ１、ス
ロットル開度信号Ｓ２、エンジン回転信号Ｓ３、ＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）制御装置１０４から
のＡＢＳ作動信号Ｓ４、車両の制動装置作動時に発せら
れる制動信号Ｓ５、セレクタレバー１０５の操作位置を
示す信号としてインヒビタスイッチから発せられるセレ
クタ位置信号Ｓ６、駆動プーリ１６の回転速度信号Ｓ
７、従動プーリ２６の回転速度信号Ｓ８などが入力し、
これらの信号を必要に応じて中央演算部１０１Ａに供給
する。

【００２７】中央演算部１０１Ａは、変速制御部１０
６、ライン圧制御部１０７、ロックアップ制御部１０８
からなり、それぞれ上記各種信号中から必要な所定の信
号を用いて制御信号を演算し、出力部１０１Ｃを構成す
るステップモータ駆動回路１０９、ライン圧ソレノイド
駆動回路１１０、ロックアップソレノイド駆動回路１１
１を駆動することにより、無段変速機１７の変速比、ラ
イン圧、ロックアップクラッチ１１を制御する。

【００２８】詳細には、変速制御部１０６は、スロット
ル開度に代表されるエンジン負荷および車速に応じて予
め定められたパターンに従って変速が行われるようにス
テップモータ駆動回路１０９に制御信号を出力する。こ
の制御信号に基づき、ステップモータ駆動回路１０９は
油圧制御部１０２の変速制御弁１１２に連結したステッ
プモータ１１３を駆動する。

【００２９】すなわちステップモータ１１３はステップ
モータ駆動回路１０９からの信号に対応した目標変速比
となるように変速制御弁１１２を駆動し、駆動プーリシ
リンダ室２０と従動プーリシリンダ室３２（図１参照）
に供給するライン圧を相反的に増減させる。変速制御弁
１１２にはリンク１１４を介して駆動プーリ１６の変位
つまり変速比がフィードバックされ、ステップモータ１
１３の位置に応じた目標とする変速比となったところで
各プーリシリンダ室２０，３２への油圧分配が一定化し
て当該目標変速比に安定するようになっている。

【００３０】一方、このようにして無段変速機１７の変
速比が制御されているとき、各プーリ１６，２６に供給
されるライン圧が過小であるとプーリ１６，１８とＶベ
ルト２４との間の摩擦力が不足してスリップが起こり、
その反対にライン圧が過大であると摩擦力が無用に大き
くなり、いずれの場合も車両の燃費や動力性能に悪影響
がおよぶ。そこで、変速比や負荷等に応じて過不足のな
い適切な動力伝達が行えるように、ライン圧制御部１０
７がライン圧ソレノイド駆動回路１１０を介してライン
圧を制御するようにしている。

【００３１】すなわち、ライン圧ソレノイド駆動回路１
１０は、油圧制御部１０２のライン圧ソレノイド１１５
の位置を駆動回路１１０からの制御信号に応じて制御
し、これに応じてライン圧ソレノイド１１５は、図示し
ない油圧ポンプからの油圧力を、モディファイア（圧力
制御弁）１１６およびレギュレータ（定圧弁）１１７を
介して目標とする適切なライン圧に調整して変速制御弁
１１２ないし各プーリ１６，２６に供給させる。

【００３２】また、ロックアップ制御部１０８は、ロッ
クアップクラッチ１１を、例えば車速が所定値以上とな
ったときに接続し、車速が所定値以下となったときに解
放するように油圧制御を行う。

【００３３】すなわち、ロックアップ制御部１０８は、
車速に応じてロックアップソレノイド駆動回路１１１を
介して油圧制御部１０２のロックアップソレノイド１１
８を駆動し、これによりロックアップ制御弁１１９を切
換制御する。この場合、ロックアップ制御弁１１９は、
油圧ポンプからの油圧をロックアップクラッチ１１を接
続すべくアプライ圧としてトルクコンバータ１２のコン
バータ室１２ｃに供給する系統と、同じく解放すべくリ
リース圧としてロックアップ油室１２ｄに供給する系統
との２系等の相反的切換えを行うようになっている。つ
まり、ロックアップクラッチ１１を接続するときにはコ
ンバータ室１２ｃにアプライ圧を供給すると共にロック
アップ油室１２ｄを開放し、ロックアップクラッチ１１
を解放ときにはロックアップ油室１２ｄにリリース圧を
供給すると共にコンバータ室１２ｃを開放する。

【００３４】以上は本発明を適用可能な無段自動変速機
の一例を示したものであり、本発明ではこのような無段
自動変速機を複数の変速マップに基づいて制御する場合
のマップ切換のタイミングを変速ショックが感知されに
くい条件下で行うことを要旨とするものである。

【００３５】この点を上記無段自動変速機の構成に対応
させて説明すると、まず制御手段の構成として、上記変
速制御部１０６の記憶装置には図３に示したような複数
のマップＭ１〜Ｍ４が形成されている。これらのマップ
は、何れも従動プーリ回転速度信号Ｓ８から算出される
車速Ｖと、要求負荷としてスロットル開度信号Ｓ２から
算出されるスロットル開度ＴＶＯとに応じて、目標変速
比（プーリ比）に相当する駆動プーリ回転速度Ｎｐｒｉ
を出力するように構成されている。

【００３６】マップＭ１は、暖機完了後の通常運転時に
使用されるマップ、マップＭ２は暖機完了前の低水温時
に使用されるマップであり、これらは冷却水温信号Ｓ３
に基づいて、所定水温で切り換えられる。マップＭ３は
ＡＢＳ装置作動時に使用されるマップであり、ＡＢＳ作
動信号Ｓ４の入力に伴い他のマップから切り換えられ
る。マップＭ４はＲレンジつまり後退走行時に専ら使用
されるマップである。上記変速制御部１０６では、これ
らのマップを運転条件に応じて切り換えながら、目標変
速比が達成されるように無段変速機１７を制御する。こ
の変速比の制御は、駆動プーリ１６の位置をフィードバ
ックしながらステップモータ１１３および変速制御弁１
１２を駆動して行うことは上述したとおりである。

【００３７】図４は上記のマップＭ１〜Ｍ４の切換えに
関する制御内容を流れ図として示したものであり、次に
これに沿って切換制御について説明する。

【００３８】この制御では、まずマップ切換の判断基準
となる運転状態として、上述したとおりエンジン冷却水
温、ＡＢＳ作動状態、Ｒレンジか否か等を検出し、次に
検出した運転状態が予め定められたマップ切換条件であ
るかどうかの判定を行う。これを冷却水温に関するマッ
プの切換に関して説明すると、検出冷却水温がある基準
値よりも低いときにはマップＭ２を、高いときにはマッ
プＭ１を使用するので、例えば始動後の暖機過程で運転
されているあいだに冷却水温度が基準値を超えて上昇し
た場合には、変速制御をそれまで使用していたマップＭ
２からマップＭ１に切り換える判断が行われることにな
る。これはＡＢＳ作動時など他の運転条件変化が生じた
ときにも同様に判断される。

【００３９】このようにしてマップを切り換える判断が
行われた場合には、次にそのときの運転状態（ＴＶＯお
よびＶ）における切換え前後の変速比変化の大きさを切
換え対象となる２種類のマップ上の変速比値（Ｎｐｒ
ｉ）を比較することにより判定する。このときの変速比
変化が予め定めた所定値よりも小さいときには、ただち
にマップの切換えを実行する。これは、マップ切換え前
後の変速比変化が小さいときには切換えに伴う変速ショ
ックも小さいからである。

【００４０】これに対して、マップ切換え前後の変速比
変化が所定値以上である場合には、次にスロットル開度
ＴＶＯを検出してその変化率つまりＴＶＯの単位時間あ
たりの変化量の絶対値｜△ＴＶＯ｜を算出し、これを予
め定めた基準値ＴＨｏと比較する。この比較において、
｜△ＴＶＯ｜＜ＴＨｏであるときには、マップの切換を
保留し、｜△ＴＶＯ｜≧ＴＨｏとなったときにマップの
切換えを行わせる。

【００４１】このようにして、マップ切換え前後の変速
比変化が所定値以上である場合には、運転者による加減
速のスロットル操作量がある程度以上に大きくなったと
きにマップ切換えが行われることになる。加減速の過程
でマップ切換えが行われると、運転者が加減速の操作を
行ったときに変速ショックが発生することになるので、
運転者に変速ショックが感知されにくく、また仮に感知
されても違和感が少ない。

【００４２】なお、マップ切換え前後での変速比変化が
小さいときにただちにマップ切換えを行う制御は必ずし
行わなくともよいが、この制御を行うことにより変速比
変化の大きいときにのみマップ切換えの待機を行わせる
ことができるので、マップ切換えに伴う制御の遅れを最
小限に抑えることができる。

【００４３】また、本発明において目標変速比を出力す
るマップはこれを記憶装置上にテーブル形式で記憶させ
たものを前提として説明したが、マップはこのような形
式のものに限られず、負荷と車速をパラメータとして所
定の目標変速比またはその相当値を出力する機能を有す
るものである限り、例えば演算式として構成されている
ようなものであっても本発明が成立し得ることはいうま
でもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１の発明に
よれば、異なる変速特性を有する複数のマップを運転状
態毎に切り換えて使用する無段自動変速機の制御装置に
おいて、加速または減速のために運転者がある程度以上
にアクセルペダル等を操作したときに初めて前記マップ
の切換えを行いうるようにしたので、マップ切換え前後
の変速比の変化に伴う変速ショックが感知されにくく、
仮に感知されても運転者の加減速操作が伴っているため
違和感が少なく感じられる。

【００４５】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明による効果に加えて、マップ切換え前後の変速比の
変化が小さいときには負荷の変化量にかかわらずただち
に切換えを行い得るようにしたことから、マップ切換え
の遅れを最小限にとどめることができる。

【００４６】請求項３の発明によれば、マップ切換えの
機会が多い、エンジン冷却水温に応じてマップ切換を行
うようにした自動変速機においてそのマップ切換時の変
速ショックによる違和感を効果的に抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の適用可能な無段自動変速機の実施例
の縦断面図。

【図２】 上記無段自動変速機の制御系統の概略図。

【図３】 本発明の実施例のマップ構成の説明図。

【図４】 本発明の実施例の制御内容を示す流れ図。

【符号の説明】

１０ エンジン出力軸 １１ ロックアップクラッチ １２ トルクコンバータ １２ａ ポンプインペラ １２ｂ タービンランナ １２ｃ コンバータ室 １２ｄ ロックアップ油室 １３ 回転軸 １４ 駆動軸 １５ 前後進切換機構 １６ 駆動プーリ １７ 無段変速機 １８ 固定円錐板 １９ 遊星歯車機構 ２０ 駆動プーリシリンダ室 ２０ｃ スプリング ２２ 可動円錐板 ２４ Ｖベルト ２６ 従動プーリ ２８ 従動軸 ３０ 固定円錐板 ３２ 従動プーリシリンダ室 ３２ｃ スプリング ３４ 可動円錐板 ４０ 前進用クラッチ ４４ ファイナルギア ４６ 駆動ギア ４８ アイドラギア ５０ 後退用ブレーキ ５２ アイドラ軸 ５４ ピニオンギア ５６ 差動装置 １０１ 電子制御部 １０１Ａ 中央演算部 １０１Ｂ 入力部 １０１Ｃ 出力部 １０２ 油圧制御部 １０３ エンジンコントロールモジュール １０４ ＡＢＳ制御装置 １０５ セレクタレバー １０６ 変速制御部 １０７ ライン圧制御部 １０８ ロックアップ制御部 １０９ ステップモータ駆動回路 １１０ ライン圧ソレノイド駆動回路 １１１ ロックアップソレノイド駆動回路 １１２ 変速制御弁 １１３ ステップモータ １１４ リンク １１５ ライン圧ソレノイド １１６ モディファイア １１７ レギュレータ １１８ ロックアップソレノイド １１９ ロックアップ制御弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝
   達する無段変速機と、負荷と車速とに応じて目標変速比
   を出力するマップを複数有して運転状態毎に前記マップ
   を切り換えて前記無段変速機の変速比を制御する制御手
   段とを備えた無段自動変速機において、 前記マップの切換えを、当該切換え運転状態を検出した
   のち負荷の変化量が所定値以上となったときに許容する
   ように前記制御手段を構成したことを特徴とする無段自
   動変速機の制御装置。
2. 【請求項２】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝
   達する無段変速機と、負荷と車速とに応じて目標変速比
   を出力するマップを複数有して運転状態毎に前記マップ
   を切り換えて前記無段変速機の変速比を制御する制御手
   段とを備えた無段自動変速機において、 前記マップの切換えを、当該切換え運転状態を検出した
   のち負荷の変化量が所定値以上となったとき、またはマ
   ップ切換前後の変速比変化が所定値以下のときの何れか
   の条件を満足したときに許容するように前記制御手段を
   構成したことを特徴とする無段自動変速機の制御装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、エンジン冷却水温に応じて
   切り換えられる複数のマップを有していることを特徴と
   する請求項１または請求項２の何れかに記載の無段自動
   変速機の制御装置。