JPH08296721A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アップシフト方向およびダウンシフト方向の
オーバーラップを有する変速比制御弁を有する無段変速
機の変速制御装置において、変速比操作量を変速比変化
速度の極性に基づいて補正することにより良好な制御応
答性を実現する。 【構成】 電子制御装置２０は、変速比操作量の指令を
ステップモータ７に与えることによりその回転角を制御
し、ステップモータ７の回転により油圧制御装置６内の
アップシフト方向およびダウンシフト方向のオーバーラ
ップを有する変速比制御弁が駆動されて無段変速機構４
に供給する油圧を調整し、無段変速機構４の変速比が制
御される。その際、電子制御装置２０は、変速比変化速
度の極性がアップシフトからダウンシフトする向きに変
極するとき変速比操作量をダウンシフト側に補正し、変
速比変化速度の極性がダウンシフトからアップシフトす
る向きに変極するとき変速比操作量をアップシフト側に
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速比制御弁の制御応
答性を向上させるようにした無段変速機の変速制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機の変速制御装置の従来例とし
ては、例えば、特開平４−７８３６５号公報に記載され
たトロイダル型無段変速機の制御装置がある。この従来
例は、上記公報の第１図中に１５０として記載される変
速比制御弁を用いており、この変速比制御弁は、原理的
には図１０に示す変速比制御弁１０５と同ーである。

【０００３】図１０に示すトロイダル型無段変速機は、
同軸配置した入出力コーンディスク１０１，１０２と、
これら入出力コーンディスク間で摩擦係合により動力の
受け渡しを行うパワーローラ１０３とより成るトロイダ
ル伝動ユニットおよび後述の如き変速制御装置を具え
る。パワーローラ１０３は、変速機入力トルクに応じた
スラストで入出力コーンディスク１０１，１０２間に狭
圧される。パワーローラ１０３は、パワーローラ１０３
および入出力コーンディスク１０１，１０２の間の油膜
の剪断によって、入出力コーンディスク１０１，１０２
間での動力伝達を行う。つまり、入力コーンディスク１
０１の回転は上記油膜の剪断によってパワーローラ１０
３に伝達され、次いでパワーローラ１０３の回転が上記
油膜の剪断によって出力コーンディスク１０２に伝達さ
れる（逆方向の動力伝達も同様になされる）。

【０００４】上記トロイダル型無段変速機の変速制御装
置は、アクチュエータとしてのステップモータ１０４を
有し、該ステップモータは、目標変速比に対応した変速
指令値（ステップ数）を与えられて対応位置に駆動さ
れ、変速比制御弁１０５の外弁体（変速比指令部材）１
０５ｂを内弁体（スプール）１０５ａに対し相対的に中
立位置から変位させて変速比制御弁１０５を開く。これ
により、変速比制御弁１０５の２つのポートの一方に入
力された油圧が変速比制御弁１０５を経てピストン１０
６の一側における室に供給され、他側の室がドレンされ
ることから、ピストン１０６はパワーローラ１０３を流
体圧で図中上下方向に変位させる。これに伴い、パワー
ローラ１０３は、回転軸線Ｏ₁ が入出力コーンディスク
１０１，１０２の回転軸線Ｏ₂ と交差する図示位置から
対応方向にオフセットされ、該オフセットｙによりパワ
ーローラ１０３は入出力コーンディスク１０１，１０２
からの分力で、自己の回転軸線Ｏ₁ と直交する首振り軸
線Ｏ₃ の周りに図示φの如く傾転され、入出力コーンデ
ィスク１０１，１０２に対するパワーローラ１０３の摩
擦接触円弧径が連続的に変化することのより無段変速を
行うことができる。

【０００５】かかる無段変速により上記変速指令値（目
標変速比）に対応したパワーローラ目標傾転角が達成さ
れるとき、パワーローラ１０３のオフセット（ｙ）およ
び傾転角（φ）をプリセスカム１０７および変速リンク
１０８を介してフィードバックされる変速比制御弁１０
５の内弁体１０５ａは、外弁体１０５ｂに対し図示ｘの
如く相対変位して初期の中立位置に復帰する。これと同
時に、パワーローラ１０３は、回転軸線Ｏ₁ が入出力コ
ーンディスク１０１，１０２の回転軸線Ｏ₂ と交差する
図示位置に戻ることにより、上記変速指令値（目標変速
比）に対応したパワーローラ目標傾転角の達成状態を維
持することができる。

【０００６】上記トロイダル型無段変速機の変速制御装
置においては、変速比制御弁１０５は変速比指令値に応
じて軸方向に移動する変速比指令部材１０５ｂの軸方向
位置に応じて目標変速比が実現されるよう油圧を調整
し、例えば、変速比指令部材１０５ｂが図示右方向に移
動して図示右側のポートに油圧が入力されるときダウン
シフトとなり、図示左方向に移動して図示左側のポート
に油圧が入力されるときアップシフトとなるようになっ
ている。よって、この変速比制御弁の制御応答性を向上
させるためには、アップシフト方向およびダウンシフト
方向のオーバーラップ（外弁体１０５ｂおよび内弁体１
０５ａ間のオーバーラップ）をほぼ０にすることが望ま
しい。しかし、オーバーラップをほぼ０にすると、ライ
ン圧からドレンへのリークが増加するため、オイルポン
プの負荷が増加してしまうことになり、好ましくない。
この対策として、変速比制御弁にアップシフト方向およ
びダウンシフト方向のオーバーラップを設けるのが一般
的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変速比
制御弁にアップシフト方向およびダウンシフト方向のオ
ーバーラップを設けた場合には、変速比制御弁に変速比
操作指令が与えられてから実際に変速比制御弁の変速側
のポートが開くまでの間に、変速比制御弁の変速比指令
部材が上記オーバーラップの分だけ無駄にストロークす
ることになり、変速比制御弁の制御応答性の悪化やハン
チングを招いてしまう。

【０００８】本発明は、アップシフト方向およびダウン
シフト方向のオーバーラップを有する変速比制御弁を用
いる場合にも良好な制御応答性が得られるよう、変速比
操作量を変速比変化速度の極性の変化に基づいて補正す
ることにより、上述した問題を解決することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項１の構成は、アップシフト方向およびダウンシ
フト方向のオーバーラップを有する変速比制御弁により
変速比を制御される無段変速機において、変速比変化速
度を検出する変速比変化速度検出手段と、変速比変化速
度の極性を判別する極性判別手段と、変速比変化速度の
極性がアップシフトからダウンシフトする向きに変極す
るとき変速比操作量をダウンシフト側に補正し、変速比
変化速度の極性がダウンシフトからアップシフトする向
きに変極するとき変速比操作量をアップシフト側に補正
する変速比操作量補正手段とを具備して成ることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１の構成によれば、アップシフ
ト方向およびダウンシフト方向のオーバーラップを有す
る変速比制御弁により無段変速機の変速比を制御する際
に、変速比変化速度検出手段は変速比変化速度を検出
し、極性判別手段は変速比変化速度の正負を判別する。
そして、変速比操作量補正手段は、変速比変化速度の極
性がアップシフトからダウンシフトする向きに変極する
とき変速比操作量指令値をダウンシフト側に補正し、変
速比変化速度の極性がダウンシフトからアップシフトす
る向きに変極するとき変速比操作量指令値をアップシフ
ト側に補正する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明の第１実施例の無段変速機の変
速制御装置の構成を示す図であり、図１中、１はエンジ
ンである。この図１中には、駆動力の流れを太線矢印で
示すとともに、電気系、油圧系、機械系の信号または力
の流れを夫々、実線矢印、点線矢印、一点鎖線矢印で示
してある。エンジン１の出力軸１ａには直結クラッチ付
きの流体継手（トルクコンバータ）２が連結されてい
る。トルクコンバータ２の出力側は前後進切換装置３と
連結されており、前後進切換装置３は、ここでは図示し
ない遊星歯車機構、前進用クラッチおよび後進用ブレー
キを有している。

【００１２】前後進切換装置３の出力側はトロイダル型
無段変速機構（以下、無段変速機構と称す）４に連結さ
れており、エンジン１からの駆動力が出力軸１ａ、トル
クコンバータ２および前後進切換装置３を経て無段変速
機構４に伝達され、さらに無段変速機構４を経て出力軸
に伝達されるようになっている。無段変速機構４には、
入力軸回転数Ｎｉｎを検出する入力回転センサ５−１お
よび出力軸回転数Ｎｏｕｔを検出する出力回転センサ
（車速センサ）５−２が設けられている。なお、無段変
速機構４の詳細については、上述した特開平４−７８３
６５号公報を参照のこと。

【００１３】上記トルクコンバータ２、前後進切換装置
３および無段変速機構４の油圧制御のため油圧制御装置
６を設ける。この油圧制御装置６は、上述した図１０の
変速比制御弁１０５と同一の変速比制御弁を有してい
る。この油圧制御装置６には、上記変速比制御弁を駆動
する変速比指令部材としてのステップモータ７が結合さ
れるとともに、ロックアップソレノイド８−１、ライン
圧ソレノイド８−２およびオイルポンプ９が接続されて
いる。油圧制御装置６にはさらに、セレクタ１０のセレ
クト位置を検出するセレクタスイッチ１１、ステップモ
ータ７が最大変速比（ＬＯＷ）の位置にあることを検出
するＬＯＷスイッチ１２、および作動油温を検出する油
温センサ１３が設けられており、セレクタスイッチ１１
は、セレクタ１０と無段変速機構４とを接続するリンケ
ージに装着されている。なお、上述した構成要素の内、
モータ１およびセレクタ１０以外の構成要素は、ＣＶＴ
ユニット内に収容されている。

【００１４】上記油圧制御装置６は、ロックアップソレ
ノイド８−１からのロックアップデューティに応じてト
ルクコンバータ２の直結クラッチの締結度合が制御さ
れ、セレクタ１０のセレクト操作に応じて油圧制御装置
８の内部の図示しない油路が切り換えられることにより
前後進切換装置３の前後切換が制御され、ステップモー
タ７の回転角に応じて無段変速機の変速比が決定される
ように構成された変速比油圧サーボによって無段変速機
構４の変速比が制御され、ライン圧ソレノイド８−２か
らのライン圧デューティに応じて作動油圧（ライン圧）
が過不足なく制御されるようにした、油圧制御を行うも
のである。なお、本実施例の無段変速機のステップモー
タ回転角−変速比特性は例えば図８に示すようになる。

【００１５】上記ステップモータ７の回転角制御、ロッ
クアップソレノイド８−１のロックアップデューティ制
御、およびライン圧ソレノイド８−２のライン圧デュー
ティ制御のため電子制御装置２０を設ける。この電子制
御装置２０は、キースイッチのＯＮ時にＶｉｇｎを供給
する電源２１と、キースイッチのＯＦＦ時にもＶｂａｔ
ｔを供給する電源２２とを接続される２電源方式を採用
している。この電子制御装置２０には、入力信号とし
て、前述したように入力回転センサ５−１からの入力軸
回転数信号Ｎｉｎ、出力回転センサ５−２からの出力軸
回転数信号Ｎｏｕｔ、セレクタスイッチ１１からのセレ
クト位置信号、ＬＯＷスイッチ１２からの最大変速比信
号、油温センサ１３からの油温信号が入力される他、車
両側に取り付けられたブレーキスイッチ２３からのブレ
ーキ信号およびパワースイッチ２４からのパワーモード
信号が入力される。さらに、電子制御装置２０には、エ
ンジン電子制御装置２５に接続された図示しないエンジ
ン回転センサおよびスロットル開度センサからエンジン
電子制御装置２５を経てエンジン回転信号Ｎｅおよびス
ロットル開度信号ＴＶＯが入力される。

【００１６】上記電子制御装置２０は、図２に示すよう
に、各種の演算や判別等を行うための中央処理装置であ
るＣＰＵ３０と、電源装置３１と、各種の演算や判別の
結果の一時的な保存等に用いるＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）３２と、ＣＰＵ２０の制御プログラムや制御
プログラム用のデータテーブルの格納等に用いるＲＯＭ
（リードオンリーメモリ）３３と、ディジタル入力イン
タフェース３４と、パルス入力インタフェース３５と、
Ａ／Ｄコンバータ３６と、ディジタル出力インタフェー
ス３７とから成り、上記各構成要素はアドレスバス３
８、データバス３９によって相互接続されている。

【００１７】上記電源装置３１は、定電圧化した電源を
電子制御装置２０内の各構成要素に供給する機能を有す
る他、Ｖｉｇｎを供給する電源２１がＯＦＦからＯＮに
切り換えられたときシステムにリセットをかける機能
と、ＣＰＵ３０の状態監視を行って適宜リセットをかけ
る機能と、上記電源２１がＯＦＦの状態のときＲＡＭ３
２の内容を保持するよう電源を供給する機能とを有して
いる。また、上記ディジタル入力インタフェース３４
は、ＬＯＷスイッチ１２、ブレーキスイッチ２３、パワ
ースイッチ２４およびセレクタスイッチ１１から夫々デ
ィジタル信号として入力される最大変速比信号、ブレー
キ信号、パワーモード信号およびのセレクト位置信号を
ＴＴＬレベルの信号に変換する機能を有している。

【００１８】また、上記パルス入力インタフェース３５
は、入力回転センサ５−１、出力回転センサ５−２およ
びエンジン回転センサから夫々パルス信号として入力さ
れる入力軸回転数信号Ｎｉｎ、出力軸回転数信号Ｎｏｕ
ｔおよびエンジン回転数信号Ｎｅの周期を算出して数値
化する機能を有している。また、上記Ａ／Ｄコンバータ
３６は、スロットル開度センサおよび油温センサ１３か
ら夫々アナログ電圧信号として入力されるスロットル開
度信号ＴＶＯおよび油温信号を数値化する機能を有して
いる。また、上記ディジタル出力インタフェース３７
は、ＣＰＵ３０からの指令に応じてステップモータ７を
駆動する機能を有する他、ＣＰＵ３０からの指令デュー
ティに応じてロックアップソレノイド８−１およびライ
ン圧ソレノイド８−２をデューティ駆動する機能を有し
ている。

【００１９】次に、電子制御装置２０において実施され
る本実施例の変速制御について図３〜図６を用いて説明
する。所定周期毎に繰り返し実行される図３のジェネラ
ルフローチャートにおいて、まず、ステップ５１では、
本実施例の制御に用いる信号の読み込みを行う。この信
号の読み込みにおいては、少なくとも、入力軸回転数信
号Ｎｉｎ、出力軸回転数信号Ｎｏｕｔ、エンジン回転数
信号Ｎｅおよびスロットル開度信号ＴＶＯを読み込むも
のとし、入力軸回転数Ｎｉｎおよび出力軸回転数信号Ｎ
ｏｕｔは夫々、変速機入力回転数Ｎｔおよび車速ＶＳＰ
に換算しておくものとする。以下、ステップ５２では図
７に例示するマップを車速ＶＳＰおよびスロットル開度
ＴＶＯにより検索して目標入力回転数Ｎｔ＊を求め、ス
テップ５３では図４に示すようにしてフィードフォワー
ド操作量ＦＦＳｔｅｐを算出し、ステップ５４では図５
（ａ）または（ｂ）に示すようにして変速比変化速度ｄ
ｉを算出し、ステップ５５では図６に示すようにして補
正値ＳｐＳＴＰを算出する。そして、次のステップ５６
では、ステップモータ７の回転角（変速比操作量）が
（ＦＦＳｔｅｐ＋ＳｐＳＴＰ）となるようにステップモ
ータ７を制御する。

【００２０】図３のステップ５３に対応する図４のディ
ティールフローチャートにおいて、まず、ステップ６１
で目標入力回転数Ｎｔ＊および車速ＶＳＰを読み込み、
次のステップ６２で目標変速比ｉ＊をｉ＊＝Ｋ×（Ｎｔ
＊／ＶＳＰ）により算出する。なお、Ｋは変速比計算の
ための定数である。そして、次のステップ６３では、ス
テップ６３中に例示したマップを目標変速比ｉ＊により
検索してフィードフォワード操作量ＦＦＳｔｅｐを求め
る。

【００２１】図３のステップ５４に対応する図５（ａ）
のディティールフローチャートにおいて、まず、ステッ
プ７１で変速機入力回転数Ｎｔおよび車速ＶＳＰを読み
込み、次のステップ７２では、以下の変速比変化速度の
算出のため、前回（１サンプリング周期前）の変速比ｉ
を計算用変数ｉｏｌｄとして記憶しておく。次のステッ
プ７３では、変速比ｉをｉ＝Ｋ×（Ｎｔ／ＶＳＰ）によ
り算出する。なお、Ｋは変速比計算のための定数であ
る。次のステップ７４では、前回（１サンプリング周期
前）の変速比変化速度ｄｉを前回値ｄｉｏｌｄとして記
憶しておき、次のステップ７５で変速比変化速度ｄｉを
ｄｉ＝ｉ−ｉｏｌｄにより算出する。なお、この変速比
変化速度ｄｉは、ダウンシフト側において正の値を取
り、アップシフト側において負の値を取るものとする。

【００２２】上記においては、変速比変化速度の算出に
は、図５（ａ）のディティールフローチャートの代わり
に図５（ｂ）のディティールフローチャートを用いても
よい。すなわち、図５（ｂ）のステップ８１では以下の
変速比変化速度の算出のため、前回（１サンプリング周
期前）の変速機入力回転数Ｎｔを計算用変数Ｎｔｏｌｄ
として記憶しておく。次のステップ８２では、変速機入
力回転数Ｎｔを読み込み、次のステップ８３では、前回
（１サンプリング周期前）の変速比変化速度ｄｉを前回
値ｄｉｏｌｄとして記憶しておき、次のステップ８４で
変速比変化速度ｄｉをｄｉ＝Ｎｔ−Ｎｔｏｌｄにより算
出する。なお、このディティールフローチャートにおい
ては、変速機入力イナーシャは変速機出力イナーシャに
比べて小さいことに着目し、変速機入力回転数変化速度
を簡便的に変速比変化速度ｄｉとして用いており、この
変速比変化速度ｄｉは、ダウンシフト側において正の値
を取り、アップシフト側において負の値を取るものとす
る。なお、図５（ａ）または（ｂ）のディティールフロ
ーチャートにおいて、電子制御装置２０は変速機変化速
度検出手段に対応する。

【００２３】図３のステップ５５に対応する図６のディ
ティールフローチャートにおいて、まず、ステップ９１
では今回の変速比変化速度ｄｉが０か否かを判別し、０
であればステップ９２以降の制御を実施し、０以外であ
ればステップ９２以降の制御をスキップして今回の制御
を終了する。ステップ９２では、前回の変速比変化速度
ｄｉｏｌｄが正か否かを判別し、正であれば、変速比変
化速度ｄｉがダウンシフトからアップシフトする向きに
変極したと判断し、次回のアップシフト変速に備えてス
テップ９３で補正値ＳｐＳＴＰを正の一定値＋Ｓ₀ とし
変速比操作量をアップシフト側に補正する。一方、ステ
ップ９２で前回の変速比変化速度ｄｉｏｌｄが正以外で
あればステップ９４で前回の変速比変化速度ｄｉｏｌｄ
が負か否かを判別する。この判別において、負であれ
ば、変速比変化速度ｄｉがアップシフトからダウンシフ
トする向きに変極したと判断し、次回のダウンシフト変
速に備えてステップ９５で補正値ＳｐＳＴＰを負の一定
値−Ｓ₀ とする。なお、前回の変速比変化速度ｄｉｏｌ
ｄが０であれば、前回の変速比が今回も維持されている
ため、前回の補正値を変更せずにそのまま使用する。な
お、図６のステップ９１において電子制御装置２０は極
性判別手段に対応し、ステップ９２−９３およびステッ
プ９２−９４−９５において変速比操作量補正手段に対
応する。

【００２４】以上の変速制御により、変速比変化速度ｄ
ｉが正から負の方向に変化すべく０になったとき、補正
値ＳｐＳＴＰ＝＋Ｓ₀ がステップモータ７の指令値に加
えられるから、図１０の変速比指令部材１０５ｂがオー
バーラップを減少させて早期に変速方向のポートを開く
ように図示左方向に移動することになり、変速比制御弁
の制御応答性が向上する。同様に、変速比変化速度ｄｉ
が負から正の方向に変化すべく０になったとき、補正値
ＳｐＳＴＰ＝−Ｓ₀ がステップモータ７の指令値に加え
られるから、図１０の変速比指令部材１０５ｂがオーバ
ーラップを減少させて早期に変速方向のポートを開くよ
うに図示右方向に移動することになり、変速比制御弁の
制御応答性が向上する。

【００２５】図９は本発明の無段変速機の変速制御装置
におけるキックダウン時の入力回転数挙動を従来例と比
較して示す動作タイムチャートであり、図中実線は本発
明を示し、一点鎖線は従来例を示す。この図９から明ら
かにように、本発明のような補正を行っていない従来例
は変速の後期の制御応答性が悪化しているが、本発明は
変速初期から全域に亘って良好な制御応答性を示してお
り、安定性が向上している。

【００２６】

【発明の効果】かくして本発明の請求項１の構成は上述
の如く、アップシフト方向およびダウンシフト方向のオ
ーバーラップを有する変速比制御弁により無段変速機の
変速比を制御する際には、変速比変化速度の極性がアッ
プシフトからダウンシフトする向きに変極するとき変速
比操作量指令値をダウンシフト側に補正し、変速比変化
速度の極性がダウンシフトからアップシフトする向きに
変極するとき変速比操作量指令値をアップシフト側に補
正するから、早期に変速比制御弁の変速方向のポートが
開くことになり、変速比制御弁の制御応答性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の無段変速機の変速制御装
置の構成を示す図である。

【図２】第１実施例の電子制御装置の詳細図である。

【図３】第１実施例において電子制御装置により実施さ
れる変速制御のジェネラルフローチャートである。

【図４】図３のジェネラルフローチャートの一部に対応
するディティールフローチャートである。

【図５】（ａ），（ｂ）は図３のジェネラルフローチャ
ートの一部に対応するディティールフローチャートであ
る。

【図６】図３のジェネラルフローチャートの一部に対応
するディティールフローチャートである。

【図７】図３のジェネラルフローチャート中で使用する
目標入力回転数マップを例示する図である。

【図８】第１実施例の無段変速機のステップモータ回転
角−変速比特性を例示する図である。

【図９】第１実施例の無段変速機の変速制御装置におけ
るキックダウン時の入力回転数挙動を従来例と比較して
示す動作タイムチャートである。

【図１０】無段変速機の動作を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ４ 無段変速機構 ５−１ 入力回転センサ ５−２ 出力回転センサ ６ 油圧制御装置 ７ ステップモータ ２０ 電子制御装置 ２５ エンジン電子制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アップシフト方向およびダウンシフト方
   向のオーバーラップを有する変速比制御弁により変速比
   を制御される無段変速機において、 変速比変化速度を検出する変速比変化速度検出手段と、 変速比変化速度の極性を判別する極性判別手段と、 変速比変化速度の極性がアップシフトからダウンシフト
   する向きに変極するとき変速比操作量をダウンシフト側
   に補正し、変速比変化速度の極性がダウンシフトからア
   ップシフトする向きに変極するとき変速比操作量をアッ
   プシフト側に補正する変速比操作量補正手段とを具備し
   て成ることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。