JPH10103505A

JPH10103505A - 無段変速機

Info

Publication number: JPH10103505A
Application number: JP25414696A
Authority: JP
Inventors: Koki Hayashi; 弘毅林; Akira Kondo; 晃近藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】車速及びアクセル開度に基づいて変速比を決定
する無段変速機において、長い下り坂等で車両状態に対
応したエンジンブレーキ力を発生し、また、このときの
エンジンブレーキ力のハンチングを無くし、また、エン
ジンブレーキ力によりサービスブレーキを多用すること
なくブレーキパッドの磨耗を防止する。【解決手段】サービスブレーキ作動時またはアクセル全
閉時において、車速から求めた車両減速度に応じてアク
セルペダル踏込量と車速で求めた変速比を増大するよう
に補正した目標変速比を求める。また、車両加速度に減
速度時定数を乗じた値を変速比に加算して目標変速比を
求めることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は無段変速機に関し、
特に車速及びアクセル開度に基づいて変速比を決定する
無段変速機に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】従来の車両用の無段変速機は、アクセル
ペダルの踏込量と車速の２値から図４に示すような３次
元マップを用いて決定した変速比を目標変速比として変
速動作を行っている。これは、有段の自動変速機の３次
元マップ方式が無段化しただけのものである。

【０００２】このような３次元マップ方式の無段変速機
は、平坦路では問題無いが、例えば下り坂を走行中にア
クセルペダルを戻したとき、車速の増加に伴って変速
比も連続的に高速側に変化してしまい、また変速比幅
（最大変速比／最小変速比）が大きく、より高速側まで
変速可能である、という２つの理由によりエンジンブレ
ーキの効果が出に難いという問題があった。

【０００３】このため、特開昭５８−１９１３５９号公
報においては、エンジンがアイドル状態（アクセル開度
＝０）で且つ車両加速度が基準値より大きいとき、運転
者の意志に反した加速状態であると見做して目標変速比
を大きい方へ補正することによりエンジンブレーキ力を
増大させた無段変速機が提案されている。

【０００４】さらに、特公平８−２２６５５号公報にお
いては、運転者がサービスブレーキ（フットブレーキ）
を作動させているときは、その作動時間を積算し、この
積算値が運転者が減速したいという意思表示と見做し
て、これに比例した補正量を３次元マップから求めた変
速比に加えて実際の目標変速比を大きい方へ補正してエ
ンジンブレーキ力を増大させた無段変速機が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者及
び後者いずれの公報においても、例えば、車両が積車状
態の場合は、下り坂での加速度が増大するが、これに対
応した目標変速比に補正していないので、車両の状態に
対応したエンジンブレーキ力を発生させることができな
い。

【０００６】また、前者の特開昭５８−１９１３５９号
公報においては、長い下り坂でブレーキペダルを踏むと
補正が解除され、離すと車両に加速度がつくため補正が
行われ、またブレーキペダルを踏むと補正が解除され、
・・・といったようなハンチングが起こる。

【０００７】さらに、後者の特公平８−２２６５５号公
報においては、サービスブレーキの作動と、その積算時
間のみに依存し、サービスブレーキ作動の強弱は反映さ
れていない。

【０００８】すなわち、運転者が車両の停止を意図して
比較的強くサービスブレーキを作動させた場合と、弱い
減速を意図して弱くサービスブレーキを作動させた場合
の補正量が等しくなってしまい、走行状態に即したエン
ジンブレーキ力に制御することができない。

【０００９】また、サービスブレーキを作動させなけれ
ば、この制御動作は意味がなく、さらに、貨物車の場合
は荷物の積載時の車両重量が重いため、サービスブレー
キの多用は危険であり、ブレーキパッドの寿命にも影響
してしまうという問題点があった。

【００１０】したがって本発明は、車速を検出する車速
センサと、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開
度センサと、該車速及びアクセル開度に基づいて変速比
を決定するコントローラとを備えた無段変速機におい
て、長い下り坂等で車両状態に対応したエンジンブレー
キ力を発生し、また、このときのエンジンブレーキ力の
ハンチングを無くし、また、エンジンブレーキ力により
サービスブレーキを多用することなくブレーキパッドの
磨耗を防止することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

〔１〕上記の目的を達成するため、本発明に係る無段変
速機は、ブレーキペダルの踏込開始を検出するブレーキ
ペダルスイッチを設け、該コントローラが、該ブレーキ
ペダルの踏込開始が検出されたとき、又は該ブレーキペ
ダルの踏込開始は検出されないが該アクセル開度が実質
的に零の状態が検出されたとき、該車速から演算した車
両加速度に応じて該目標変速比を増大させることを特徴
としたものである。

【００１２】すなわち、本発明においては、ブレーキペ
ダルが踏み込まれたとき、或いはアクセル開度が実質的
に“０”のエンジンアイドル状態のとき、車速センサか
ら求めた車速によりさらに車両加速度を求め、この車両
加速度に応じて補正値を求め、この補正値を３次元マッ
プから求めた目標変速比に加算することによって目標変
速比を増大するように補正することで車両の状態に合わ
せたエンジンブレーキを発生させている。

【００１３】例えば、車両が積車状態の場合は、下り坂
での加速度が、より大きくなるため、この加速度が車速
センサで車速検出を行うことにより常にコントローラに
フィードバックされて目標変速比が増大することとな
り、車両の状態に合わせたエンジンブレーキが得られる
こととなる。

【００１４】また、このモードになる条件を、サービス
ブレーキの作動時だけでなく、アクセルペダルが全閉状
態になった時も含めているので、長い下り坂でブレーキ
ペダルの作動／解除を繰り返してもエンジンブレーキ力
にハンチングが生じなくなる。

【００１５】そして、このようにエンジンブレーキ力が
増大するように目標変速比を大きくして行くので、ブレ
ーキパッドの磨耗を減少させることができる。

【００１６】〔２〕本発明では、上記〔１〕において、
該コントローラは、該アクセル開度が実質的に零の状態
が所定時間以上継続して検出されたときに該変速比を増
大させることができる。

【００１７】すなわち、上記〔１〕になる条件をサービ
スブレーキの作動だけでなく、アクセルペダルが全閉状
態になってから一定の時間が経過したときも含めること
でより正確にアクセルペダルの全閉状態を検出できるこ
ととなる。

【００１８】〔３〕本発明では、上記〔１〕において、
該コントローラは、該演算した車両加速度に加速度時定
数又は減速度時定数を乗じた値をそれぞれ該車速及びア
クセル開度に基づいて決定した変速比に加算して該目標
変速比を求めることができる。

【００１９】すなわち本発明では、減速しているときに
も減速度時定数を用いて補正を掛けており、サービスブ
レーキを作動させているときにもその強さ（ブレーキ力
そのものをセンシングせずに）に応じて補正を強め、サ
ービスブレーキによる減速をエンジンブレーキに置き換
えてブレーキパッドの磨耗を減らしている。また、加速
時には、加速度時定数を用いて補正を掛けており、これ
により運転車の意に反した加速を防止することができ
る。

【００２０】〔４〕本発明では、上記〔３〕において、
該コントローラは、該アクセルペダルが踏み込まれて該
アクセル開度が実質的に零でなくなるまで該目標変速比
の最大値を保管することができる。

【００２１】すなわち本発明〔１〕においては、ブレー
キペダルが踏まれたか否かによるハンチングを防止して
いるが、本発明では、下り坂を下るような場合、ブレー
キペダルを踏んで目標変速比の補正値が減少し、そこか
らブレーキペダルを離して車両が加速すると補正値が増
加するという、補正値の変動（ハンチング）が起こるの
で、これを小さな範囲に収めるために最大値を保管して
いる。

【００２２】そして、これは運転者がアクセルペダルを
踏み込む操作をしない限りは車両が減速動作に入ってか
ら現在までの最大値を制御に用いていることになる。

【００２３】〔５〕本発明では、上記〔４〕において、
変速比センサをさらに備え、該コントローラは、該変速
比センサで検出した現変速比と該目標変速比の最大値と
の差が安全な所定値を越えたときには該最大値に制限す
ることができる。

【００２４】すなわち本発明においては、目標変速比の
時間当たりの最大変化率を安全な所定値に制限すること
により、運転者に不快感を与えたり変速機自体にも良く
ない影響を排除している。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る無段変速機の
実施例を示したもので、１は車速を検出するための車速
センサ、２はアクセルペダルの踏込量を検出するアクセ
ル開度センサ、３はブレーキペダルの踏込開始を検出す
るためのブレーキペダルスイッチである。

【００２６】これらのセンサ１，２及びスイッチ３の出
力信号はコントローラ（ＣＰＵ）４に与えられて変速比
が演算され、この変速比が変速比制御バルブ５に与えら
れる。この変速比制御バルブ５には流体源６から流体ポ
ンプ７を介して流体が与えられるようになっており、コ
ントローラ４から与えられた変速比信号に基づいて変速
比制御バルブ５は流体制御信号を入力側Ｖプーリ８に与
える。この入力側Ｖプーリ８はＶベルト９により出力側
Ｖプーリ１０に繋がれており、この出力側Ｖプーリ１０
は車両の出力軸に結合されている。

【００２７】また、Ｖベルト９の位置を検出することに
より変速比を検出する変速比センサ１１が設けられてお
り、この変速比センサ１１の出力信号は常にコントロー
ラ４に与えられて現在の変速比がフィードバックされて
いる。

【００２８】図２は図１に示したコントローラ４に格納
され且つ実行される制御プログラムのフローチャートを
示したもので、以下、このフローチャートを参照して図
１に示した実施例の動作を説明する。なお、この図２の
フローチャートは１制御周期内に１回実行されるもので
ある。

【００２９】まずコントローラ４は、車速センサ１及び
アクセル開度センサ２からそれぞれ車速ｖ及びアクセル
開度ＴＰＳを入力する（ステップＳ１）。

【００３０】ここで、車速ｖやアクセル開度ＴＰＳ等の
車両センサからの情報は実際には１制御周期内に１回以
上更新され、内部メモリ（図示せず）に蓄積されている
ものであるが、説明の便宜上、図２のルーチン内で入力
されることとしている。

【００３１】次に、入力した車速ｖ及びアクセル開度Ｔ
ＰＳより３次元マップ（図４参照）を検索し、仮目標変
速比Ｒｍを従来と同様に決定する（ステップＳ２）。

【００３２】そして、現在の実際の変速比Ｒｎを変速比
センサ１１から入力する（ステップＳ３）。

【００３３】すなわち、実際に目標変速比を変速機に指
令しても、内部の機械的遅れや油圧の遅れ等があり、無
限大の速さで指令に応答できるわけではない。また、高
速な変速比の変化による快適性の悪化等を嫌って、敢え
て変化量に規制をかけている場合がある。このため、前
回の目標変速比が実変速比であるとは限らないのでステ
ップＳ３では実際の変速比を変速比センサ１１により検
出している。

【００３４】次に、サービスブレーキがＯＮになってい
るか否か、すなわちブレーキペダルが踏み込まれたか否
かをブレーキペダルスイッチ３の出力信号から判定する
（ステップＳ４）。

【００３５】この結果、サービスブレーキ＝ＯＮになっ
ていないときには、アクセル開度ＴＰＳが“０”である
か否かを判定する（ステップＳ５）。

【００３６】この結果、ＴＰＳ＝０ではないことが判っ
たときには、ブレーキとアクセルの関係はブレーキ未踏
状態でアクセル踏状態であるので図３に示した状態と
なり、コントローラ４はタイマカウントＣｎｔを“０”
とし（ステップＳ６）、目標変速比ＲｔをステップＳ２
で決定した仮目標変速比Ｒｍとするとともに（ステップ
Ｓ７）、後述する変速比Ｒｏを“０”にリセットし（ス
テップＳ８）、このルーチンを終了してＲｔを目標変速
比とし変速機駆動ルーチンへ進む。

【００３７】ステップＳ５において、ＴＰＳ＝０である
ことが判ったときには、図３に示される状態に相当
し、このときはブレーキもアクセルもともに未踏状態で
あることになり、ステップＳ９においてカウントＣｎｔ
が“１５”を越えているか否かを判定し、越えていなけ
ればステップＳ１０においてカウントＣｎｔを“１”だ
けインクリメントしてステップＳ７に進む。

【００３８】ステップＳ９においてカウントＣｎｔが
“１５”を越えていることが判ったときにはステップＳ
１２に進む。

【００３９】すなわち、ステップＳ５，Ｓ９において
は、アクセルペダルが踏み込まれているか否かを調べ、
踏み込まれていなければタイマカウントＣｎｔをスター
トさせアクセルペダル全閉状態からの経過時間を計測す
る。この例では１．５秒（サンプリングタイム０．１秒
×１５＝１．５秒）であるが、適用車両の特性等で増減
させるべきものである。

【００４０】これらのステップＳ５，Ｓ９により、ブレ
ーキペダルが踏まれていない状態では、アクセルペダル
が全閉になってから１．５秒以上経過しないとこの制御
動作は機能しない。またこれも一度本制御動作が機能す
ると次にアクセルペダルが踏み込まれるまでは継続す
る。アクセルペダルが踏まれていればタイマをクリアす
ることになる。

【００４１】ステップＳ４に戻って、サービスブレーキ
＝ＯＮであることが判ったときには、ブレーキペダルが
踏み込まれたことになるので、図３に示す状態とな
り、カウントＣｎｔを“１５”にセットする（ステップ
Ｓ１１）。

【００４２】すなわち、ステップＳ４，Ｓ１１では、サ
ービスブレーキ＝ＯＮであれば即座にこの制御動作が機
能する。また、一度サービスブレーキが作動すると、次
回アクセルペダルが操作されるまではこの制御動作を継
続する。このためにステップＳ１１においてカウントＣ
ｎｔ＝“１５”としている。

【００４３】ステップＳ１１からステップＳ１２に進み
加速率αを算出する。この加速率αは次式で決定され
る。

【００４４】

【数１】

【００４５】このように加速率αを用いるのは、図４に
示す３次元マップにおいて車速が増加するにしたがって
目標変速比が連続的に小さく（高速側に）なっているこ
とが判り、この値を基本にして加速率から決定した補正
値を加算し、後述するように目標変速比を決定しようと
するものである。

【００４６】ただし、理想的には車両コントローラ４
（デジタル計算機）で加速度αを算出するには、次式に
より、

【数２】 α＝ｖ_t−ｖ_t-1 ・・・式（２）であるが、実際の車速センサ１で得られた値を上記の式
（２）で計算してもサンプリングタイムが０．１秒程度
では計測分解能以下になることが多く、使いものになら
ないので、上記の式（１）によって算出された加速率α
を用いている。

【００４７】ステップＳ１２で算出した加速率αは正の
ときは加速中であり、負のときは減速中であることを示
しているので、ステップＳ１３においてこれを判定し、
加速率αが負であれば、その絶対値をとり（ステップＳ
１４）、この加速率αにさらに減速時定数Ｋ１を乗ずる
ことにより仮目標変速比Ｒｍへの加算値ｄＲを決定する
（ステップＳ１５）。これにより、サービスブレーキに
よる減速をエンジンブレーキに置き換えている。

【００４８】加速率αが正であれば、加速率αに加速時
定数Ｋ２を乗じることで加算値ｄＲを決定する（ステッ
プＳ１７）。これは、意に反した加速を防止するもので
ある。

【００４９】このようにして、ステップＳ１５またはＳ
１７において求めた加算値ｄＲを仮目標変速比Ｒｍに加
算する（ステップＳ１６）。

【００５０】すなわち、ステップＳ１３〜Ｓ１６におい
ては、加速率αが負であると減速中であるから減速度に
比例した加算値を算出し、再加速性の向上やサービスブ
レーキの負担の減少を図り、また正であれば坂道等で加
速中である（但しアクセルペダルが踏み込まれていない
かサービスブレーキが作動中）から、エンジンブレーキ
を作用させるために加速度に比例した値を仮目標変速比
Ｒｍに加算している。

【００５１】なお、実際の制御では、エンジンの過回転
を防止するためにステップＳ１６で求めた変速比Ｒに制
限をかける必要がある。これは次の式で算出できる。

【００５２】

【数３】

【００５３】ただし、ｒ：タイヤ半径（ｍ）Ｅ_max：エンジンの最大許容回転速度（rpm) ν：車速（km/h）Ｆ：最終減速比

【００５４】また、加算値ｄＲについても感覚的要素が
絡んでくることが多いので、定数Ｋ１，Ｋ２で調整する
が、過度なエンジンブレーキがかからず且つ効果が発揮
できる値に設定することが好ましい。また、加速率αが
正のときの値は負のときの値より絶対値が小さいのでＫ
２＞Ｋ１となる。

【００５５】この後、ステップＳ１６で求めた変速比Ｒ
が最大値Ｒｏ（これは上記の式（３）におけるＲ_limit
とは異なるものである）と比較する（ステップＳ１
８）。

【００５６】この結果、Ｒｏ＜Ｒであることが判ったと
きにはＲｏ＝Ｒとする（ステップＳ１９）。

【００５７】すなわち、ステップＳ１８，Ｓ１９におい
ては、Ｒｏは算出された変速比Ｒの最大値を保管する変
数である。加速率αの変化は車速ｖと比べて大きい（激
しい）ので、これから算出した値も大きく変化する。無
段変速機は連続的に変速が可能であるため、算出された
この値をそのまま反映させると変速比の変化も大きくな
ってしまう。このため、ステップＳ１６で算出された変
速比Ｒの最大値を使用するようにして変速比の変化を小
さい範囲に留めている。

【００５８】この後、最大値ＲｏがステップＳ３で入力
した実際の変速比Ｒｎに一定値Ａを加えた値より大きい
か否かを判定し（ステップＳ２０）、その結果、“Ｙｅ
ｓ”であったときには、目標変速比Ｒｔを「Ｒｎ＋Ａ」
とし、“Ｎｏ”であったときには目標変速比Ｒｔを最大
値Ｒｏとする（ステップＳ２２）。

【００５９】すなわち、ステップＳ２０〜Ｓ２２におい
ては、変速比の時間当たりの最大変速率をＡに規制して
いる。

【００６０】変速比を高速で変化させることのできる無
段変速機の場合、急激に目標変速比を変化させると運転
者に不快感を与えたり、変速比自体にも良くない場合が
ある。このため、１制御周期当たりの変化率Ａを求め
て、これ以上の変化を規制する。この定数Ａも変速機や
車両の種類により決定することが好ましい。

【００６１】このようにして算出した目標変速比Ｒｔを
変速機駆動ルーチンへ渡すこととなる（ステップＳ２
３）。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る無段変
速機によれば、サービスブレーキ作動時またはアクセル
全閉時において、車速から求めた車両減速度に応じてア
クセルペダル踏込量と車速で求めた変速比を増大するよ
うに補正した目標変速比を求めるように構成したので、
特に降坂路でのエンジンブレーキ性能の向上による走行
安全性の向上を図ることができる。

【００６３】またこの場合、加速度を用いて制御するた
め実際の車両挙動に即したリニアな制御が可能となりブ
レーキペダルスイッチのみを基本にしたものより両方の
制御が可能となる。

【００６４】さらには、車両加速度に減速度時定数を乗
じた値を変速比に加算して目標変速比を求めるように構
成すれば、特に積載時のブレーキ負荷の減少によるブレ
ーキパッドの長寿命化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無段変速機の実施例を示したブロ
ック図である。

【図２】本発明に係る無段変速機におけるコントローラ
に格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャ
ート図である。

【図３】本発明に係る無段変速機の制御アルゴリズムを
概略的に示した図である。

【図４】従来から知られている無段変速機の３次元マッ
プを示した図である。

【符号の説明】

１車速センサ２アクセル開度センサ３ブレーキペダルスイッチ４コントローラ５変速比制御バルブ６流体源７流体ポンプ８入力側Ｖプーリ９Ｖベルト１０出力側Ｖプーリ１１変速比センサ図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車速を検出する車速センサと、アクセルペ
ダルの開度を検出するアクセル開度センサと、該車速及
びアクセル開度に基づいて目標変速比を決定するコント
ローラとを備えた無段変速機において、ブレーキペダルの踏込開始を検出するブレーキペダルス
イッチを設け、該コントローラが、該ブレーキペダルの
踏込開始が検出されたとき、又は該ブレーキペダルの踏
込開始は検出されないが該アクセル開度が実質的に零の
状態が検出されたとき、該車速から演算した車両加速度
に応じて該目標変速比を増大させることを特徴とした無
段変速機。
【請求項２】請求項１において、該コントローラは、該
アクセル開度が実質的に零の状態が所定時間以上継続し
て検出されたときに該目標変速比を増大させることを特
徴とした無段変速機。
【請求項３】請求項１において、該コントローラは、該
演算した車両加速度に加速度時定数又は減速度時定数を
乗じた値をそれぞれ該車速及びアクセル開度に基づいて
決定した変速比に加算して該目標変速比を求めることを
特徴とした無段変速機。
【請求項４】請求項３において、該コントローラは、該
アクセルペダルが踏み込まれて該アクセル開度が実質的
に零でなくなるまで該目標変速比の最大値を保管するこ
とを特徴とした無段変速機。
【請求項５】請求項４において、変速比センサをさらに
備え、該コントローラは、該変速比センサで検出した現
変速比と該目標変速比の最大値との差が安全な所定値を
越えたときには該最大値に制限することを特徴とした無
段変速機。