JPS59219556A - 車両用無段変速機の速度比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用無段変速機の速度比制御装置に関し、特
にエンジンの回転領域に拘わらず好適な加速性が得られ
る技術に関するものである。

エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝達する車両
用無段変速機において、そのエンジンの回転速度を検出
する回転速度検出手段と、そのエンジンに要求される要
求負荷量を検出する要求負荷は検出手段と、その予め求
められた関係からその要求負荷量に基づいてそのエンジ
ンの目標回転速度を決定する目標回転速度決定手段と、
前記エンジンの回転速度が前記目標回転速度に一致する
ように前記無段変速機の速度比を調節する速度比調節手
段とを備えた速度比制御装置が考えられている。斯る速
度比制御装置を用いれば、車両の走行状態に応して最も
燃料消費率の良いエンジン回転数が選択される特徴があ
るが、一般に、エンジンの回転領域全般において好まし
い加速特性が必ずしも得られなかった。すなわち、エン
ジンの回転速度に対する出力は第１図に示される特性を
示すのが一般的であり、また、そのエンジンのスロソト
ル弁開度θ（要求負荷量）に対する目標回転速度Ｎｉ’
はその燃料経済性を維持する上から、第２図に示される
ような予め求められた関係に基づいて決定される。した
がって、目標回転速度の単位変化量ΔＮ１′に対するエ
ンジンの出力の変化量ΔＰｓば第３図に示されるように
その目標回転速度Ｎｉ′の増加に伴って小さくなる傾向
にある。したがって、目標回転速度が比較的小さい領域
においては、アクセル操作量に対応する目標回転速度の
変化量によって決定される出力の増加量が大きいので比
較的好ましい加速性が得られるのであるが、目標回転速
度が比較的大きい領域においては、逆に十分な加速性が
得られなかったのである。たとえば、従来のような速度
比変化速度＆がほぼ一定であるとした場合において、目
標回転速度の単位変化量ΔＮｉ′に対する出力ΔＰｓは
第３図から明らかなように目標回転速度Ｎｉ　′が大き
くなるほど小さくなるので、要求負荷量（アクセル操作
量θ）の増大に対応してＩ」標回転速度Ｎｉ′が第２図
に示されるように増加させられる無段変速機においては
、スロットル弁開度θ（または目標回転速度Ｎｉ′、車
速、エンジン回転速度Ｎｉ等）が大きい領域においては
、小さい領域に対して加速性が劣るごとになる。したが
って、第４図の実線に示されるように、車速Ｖの一ト昇
率（加速Ｍ）が時間経過とともに緩やかとなり、エンジ
ンの全回転領域において十分な運転性が必ずしも得られ
なかったのである。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするとごろは、エンジンの回転領域に拘わら
ず好適な加速性が得られる車両用無段変速機の速度比制
御装置を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明の速度比制御装置は、
予め求められた関係から前記速度比調節手段によって調
節される速度比の変化速度を、前記エンジンの実際の回
転速度の一］二昇に伴って大きくする速度比変化速度制
御手段を含むことを特徴とする。

このようにすれば、第５図のクレーム対応図に示される
ように、速度比変化速度制御手段において、前記速度比
調節手段によって調節される速度比の変化速度が予め求
められた関係からエンジンの回転速度の上昇に伴って大
きくされる。このため、目標回転速度の変化に対してエ
ンジンの出力の変化が小さいエンジンの高回転領域とな
るほど、速度比変化速度が大きくされて、エンジンの実
際の回転速度が迅速に目標回転速度と一致するように制
御されるので、速度比変化速度がほぼ一定である従来の
場合に比較して、高い応答出力が得られるのである。し
たがって、エンジンの回転領域に拘わらず同様な加速性
が得られるのである。なお、速度比とは無段変速機の入
力軸の回転数をＮｉ、出力軸の回転数をＮｏとするとＮ
　ｏ　／　Ｎ　ｉである。

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６図において、エンジンＩＯにはクラッチ１２を介し
てベルト式無段変速機１４が連結されており、エンジン
１０の回転がベルト式無段変速機１４によって無段階に
変速された後図示しない車輪に伝達されるようになって
いる。ヘルＩ・式無段変速機Ｉ４ば、クラッチ１２に連
結された入力軸１６と、入力軸１６に取り付けられた有
効径が可変の可変プーリ１８と、出力軸２０と、出力軸
２０に取り付けられた有効径が可変な可変プーリ２２と
、可変プーリ１８および２２間に掛は渡された伝導ベル
ト２４と、可変プーリ１８および２２のＶ＠幅を変更し
て有効径を変化させる油圧シリンダ２６および２８とを
備えている。可変プーリ１８および２２は、それぞれ入
力軸１６および出力軸２０に固定された固定回転体３０
および３２と、入力軸１６および出力軸２０に軸方向の
移動可能且つ軸回りに回転不能にそれぞれ取り付けられ
た可動回転体３４および３６とから成り、それら可動回
転体３４および３６が油圧シリンダ２６および２８内の
スペースに作用させられる油圧によって軸方向に駆動さ
れることにより、伝導ベルト２４の掛り径（有効径）が
連続的に変化させられるようになっている。そして、油
圧シリンダ２８には常時ライン油圧が供給されるととも
に油圧シリンダ２６内の作動油量（作動油圧）が速度比
制御弁３８によって調節されることにより、可動回転体
３４および３６に作用さ・けられる力のバランスが変更
されて無段変速機１４の速度比が変化さセられるように
なっている。なお、可動回転体３４の受圧面積は可動回
転体３６よりも大きく設定されている。また、入力軸１
６および出力軸２０において、可動回転体３４および３
６は固定回転体３０および３２に対する軸線方向の配置
が互いに逆とされ、伝導ヘルド２４のねじれが防止され
ている。

ライン油圧はオイルタンク４０からポンプ４２によって
圧送された作動油が圧力調整弁４４によって調整される
ことにより得られ、油路４Ｇを介して変速制御弁３８お
よび油圧シリンダ２８に供給されている。圧力調整弁４
４ば後述の調圧信号ＳＰによって駆動されるリニアソレ
ノイドと、そのリニアソレノイドによって駆動される弁
子とを備え、ポンプ４２から圧送される作動油のオイル
タンク４０への逃がし量を調圧信号ＳＰに従って変化さ
ゼるごとにより、ライン油圧を調整する。

速度比制御弁３８は後述の速度比信号ＳＳによって駆動
されるリニアソレノイドとそのりニアソレノイドによっ
て駆動される弁子とを備え、油圧シリンダ２６に連通ず
る油路４８と油路４６とを連通させてその流通面積を変
化させることにより油圧シリンダ２６への作動油の供給
量（油圧）を調節する一方、油路４８とオイルタンク４
０への戻り油路５０とを連通させてその流通面積を変化
させることにより油圧シリンダ２６内の作動油排出量（
油圧）を調節する。すなわち、速度比制御弁３８によっ
て油路４８と油路４６および５０との連通が略遮断され
て、油圧シリンダ２６内の作動油量が一定とされた状態
においては速度比が固定とされる一方、油路４８と油路
４６とが連通させられた状態においては油圧シリンダ２
６内の作動油Ｍ（油圧）が増加させられて可変プーリ１
Ｂの有効径が大きくされるとともに可変プーリ２２の有
効径が小さくされ、速度比が増加させられる。

反対に油路４８と油路５０とが連通させられることによ
って速度比が減少させられるのである。

エンジン川０の吸気配管にはアクセルペダル５２に連結
されたスロットル弁５４が取り付＆−１られており、ス
ロットル弁５４に取り付けられた要求負荷量検出手段と
してのスロットルセンザ５６によってスロットル弁５４
の開度θに対応した電圧であるスロソ１〜ル信号ＴＨが
Ａ／Ｄコンバータ５８を経てＩ１０ボート５９に供給さ
れる。また、入力軸１６および出力軸２０にはそれらの
回転を検出する回転速度検出手段としての回転センサ６
０および車速検出手段としての回転センサ６２がそれぞ
れ取り付けられており、回転センサ６０はエンジン１０
の回転に対応したパルス状の回転信号ＳＥをＩ／Ｆ回路
６４に供給する一方、回転センサ６２は車速に対応した
パルス状の回転信号ＳＣをＴ／Ｆ回路６４に供給する。

Ｉ／Ｆ回路６４はそれら回転信号ＳＥおよびＳＣの単位
時間当たりのパルス数を表すコード信号に変換して■／
○ポート５９に供給する。Ｉ１０ボート５９はデータバ
スラインを介してＣＰＵ６６、ＲＡＭ６８゜ＲＯＭ７０
に接続されており、ＣＰＵ６６はＲＯＭ７０に予め記憶
されたプログラムに従ってＲＡＭ６８の一時記憶機能を
利用しつつ、Ｉ１０ボート５９に供給される信号を処理
し、速度比およびその変化速度を指令する速度比信号Ｓ
ＳをＤ／Ａコンバータ７２および駆動回路７４を介して
速度比制御弁３８に供給する一方、ライン油圧の圧力を
指令する調圧信号ＳＰをＤ／Ａコンバータ７２および駆
動回路７４を介して圧力調整弁４４に供給する。駆動回
路７４はいわゆる電力増幅器であって、Ｄ／Ａコンバー
タ７２からそれぞれ出力される速度比信号ＳＳおよび調
圧信号ｓｐを所定のゲインにて電力増幅して、速度比制
御弁３８および圧力調整弁４４のリニアソレノイドに供
給するのである。

第７図は本実施例の制御ブロック線図である。

ブロック７６では予め求められた第２図の関係からスロ
ットル弁開度θに基づいてエンジン１０の目標回転速度
（入力軸１６の目標回転速度）Ｎｉ０ ′が算出される。その１」標回転速度Ｎｉ′はスロット
ル弁開度θに対応する要求馬力が最小燃費率で得られる
よ・うに定められた値である。そしくブロック７８にお
いてはエンジンの実際の回転速度Ｎｉが予め定められた
一定の値Ａを超えたが否かが判断されるとともに、超え
た場合にｔ」その回転速度Ｎｉの一ト昇に伴って増加す
る速度比変化速度＆が決定され、また、目標回転速度Ｎ
ドと実際の回転速度Ｎｉとの偏差１尤を零とずイ）ため
の速度ＩＬｅが決定される。そしてその速度比ｅおよび
その変化速度みを表す信５′、−かフィー　１’パツク
ゲイン８（）および駆動面［２＆　７４を介して速度比
制御弁３８へ送られる。この結果、速度比制御弁３８に
よって無段変速機１４の入力側の油圧シリフタ２６内の
作り１液量、オなわら速度比０が変化させられ、実際の
回転速度Ｎｉが目標回転速度Ｎドに一致するように変化
させられる。−力、ブロック８２においては予め求めら
れた関係からエンジン１゜の出力ＰｓかスしＪノトル光
開度θお、Ｌび実際の回転速度Ｎｉに基ついて算出され
、ブロック８４に１ おいては、算出された出力Ｐ　ｓ　’、回転速度Ｎ１、
および車速にり・１応した出力軸２０の回転速度Ｎ。

に基づいて、最適のライン油ｒｒ：Ｙ）か算出され、そ
のライン油圧Ｐを表す信υが駆動回路７４を介し″（圧
力調整弁４４に供給されろ。この結果、う・イン油圧Ｐ
　４；ｌ滑り等によって伝導−・ルＩ・２４による１−
ルク伝達の１１１失が発生しない範囲で最小の圧力に維
持され、過大なライン油圧による動力損失おヨヒ伝導ヘ
ルＩ〜２４の耐久性低−トが防止されている。

以下、本実施例の作動を第８図のフローチャートに従っ
て説明する。

まず、ステップＳ１か実行され、スロントル弁５４の開
度θ、エンジン１ｏの実際の回転速度Ｎｉ、車速に対応
した出力軸２０の回転速度Ｎｏか信冒１”ｌｌ、ＳＰお
よびｓｃに従ってそれぞれ読め込まれ、ＲＡＭ６８内に
記憶される。そして、ｌ」標回転速度決定手段とと２で
のステップｓ２が実行され、予め求められた関係がら、
スロットル弁開度θおよび実際のエンジンの回転速度Ｎ
１に基っ２ いて目標回転速度Ｎｉ’が算出されるとともに、実際の
速度比ｅ（Ｎｏ／Ｎｉ）か算出される。また、ステップ
Ｓ３が実行され、目標回転速度Ｎｉ′と実際の回転速度
Ｎｉとの偏差ＴＥが算出される。

そして、後述の速度比調節Ｔ段を形成するステップＳ５
乃至ＳＩ３の速度比制御ルーチンの実行に先立って、速
度比変化速度＆の制御ルーチンＳ４が実行される。すな
わぢ、第９図に示されるように、ステップＳＲＩにおい
て、前記ステップＳ１において読み込まれた実際の回転
速度Ｎｉが予め定められた一定の値Δよりも大きいか否
かが判断される。エンジンの回転速度Ｎｉがアイ１′ル
回転に近く、比較的低速回転領域である場合にはステッ
プＳ　Ｒ２が実行されて速度比変化速度ｅか通常の一定
値Ｘとされる。しかし、実際の回転速度Ｎｉが一定値Ａ
よりも大きい場合にはステップＳＲ３が実行され、速度
比変化速度＆が実際の回転速度Ｎｉの上にｙに伴って大
きくなる関数ｆ（Ｎｉ）に従って決定される。そして、
ステップＳＲ４が実行され、ステップＳ　Ｒ３において
決定された３ 速度比変化速度、が最大値５ｍａｘよりも小さいが否か
がＩ′ｌｌ断され、小さい場合にはそのままの値とされ
るが、小さくない場合には速度比変化速度＆の内容が最
大値＠　ｍａＸとされる。ここで、速度比変化速度ｅの
値を決めるステップＳＲ２，ＳＲ３゜Ｓ　Ｒ５において
は後述のステップＳ７およびＳｌＯにおいて制御ザイク
ル毎に更新されるＬ１標速度Ｉｔｅ”の変化量Δｅを変
更する操作か為され、そのΔｅはそれぞれのステップに
おい°Ｃ決定された速度比変化速度＆が得られる値とさ
れるのである。

したがって、第８図の一連のステップが繰り返し高速で
実行されると、第１０図に示されるように、速度比変化
速度みはエンジンの回転速度が予め定められた一定の値
Ａに到達する以前においてＬ；ｌ：　Ｘとされるが、そ
の一定の値へを超えた以後においては関数ｆ（Ｎｉ）に
したがって最大値；ｑ　ｍａＸに到達するまで回転速度
Ｎｉ”の上昇とともに直線的に増加させられるのである
。

第８図に戻って、ステップＳ５において偏差ト〕が正、
負、零のいづれの状態であるかが判断され、４ 零である場合にはステップＳ６が実行されて目標速度比
ｅ′の内容がそのまま維持される。なお、初期状態にお
ｉｊる「１速達度比ｅ　’　＆；ｌ実際の速度比ｅとさ
れている。ステップＳ５において１扁差Ｅか市である場
合にはステップＳ７か実行され、目標速度比ｅ′の内容
に予め定められた一定の小さな値Δｅが加えられる。そ
して、ステ・ノブＳＥ（において目標速度比ｅ′の内容
が最大値ｅｍａｘを超えたかどうかが判断され、超えた
場合にはステップＳ９が実行されて目標速度比ｅ′の内
容が最大値ｅｍａｘに制限される。一方、ステップＳ５
において偏差Ｅが負である場合には、ステップＳＩＯが
実１１され、目標速度比０′の内容から予め定められた
小さな値Δｅが差し引かれる。そして、ステップＳＫＩ
において「１速達度比ｅ′が最小値ｅｍｉｎより小さい
か否かが判断され、小さい場合にはステップＳ］２が実
行されて目標速度比ｅ′の内容が最小値ｅ　ｍｉｎに制
限される。

以上のようにして、目標速度比ｅ′が決定されるとステ
ップＳ１３が実行されて、目標速度比ｅ５ ′と実際の速度比Ｃとの偏差が算出されるとともに、そ
の偏差に定数Ｋが乗算されることによって制御量（フィ
ートハックケイン）Ｆが算１）トされ、その制御量Ｆに
対応した流量で油圧シリンダ２６内の作動／ｌｌ＋が変
化させられてｅがｅ′に追従さ一ロられる。ずなわち、
目標速度比ｅ′と実際の速度Ｉｔ　ｅとの差が零である
場合には制御量Ｆが零であるので速度比制御弁３８の作
動位置が中力状態とされ、油珪シリンダ２６内の作１１
ｔｊ油（贋が一定に維持されて速度比ｅが変化されない
が、たとえば目標速度比ｅ′か実際の速度比ｅよりも人
きい場合には油圧シリンダ２６内の作動油か増加させら
れて速度比ｅが大きくされる。一方、逆に目標速度比０
′が実際の速度比ｅよりも小さい場合には油圧シリンダ
２６内の作動油圧が減少さ・ｉｌられて速度比ｅか小さ
くされる。したがって、目標回転速度Ｎｉ’と実際の回
転速度Ｎｉとの偏差Ｅが零となるように速度比ｅが調節
されるのである。

つぎに、ステップＳ］４が実行され、予め求められた関
係からステップＳ１において読み込まれＧ たス１トノトル弁開度θと実際の［１１転速度Ｎｉとか
らエンジンＸＯの回転トルクＰｓか算出されるとともに
、ステ・ノブＳ１５におい゛ＣステップＳ］４において
算出されたトルクＰｓとステップＳ１において読め込ま
れた回転速度ＮｉおよびＮｏとに基づいて、ライン油圧
を調節するための制御量Ｐが予め求められた関数式ｆ　
（θ、Ｎｉ、Ｎｏ）に従って算出される。この制御量Ｐ
ば伝導−・ルト２４の滑りが生じない範囲で必要「１つ
十分なライン油圧が得られるように定められるのである
。そして、制御量Ｐに対応した調圧信号ＳＰが圧力調整
弁４４に供給されるので、圧力調整弁４４はライン油圧
を最適な値に調節する。

このように、本実施例によればエンジン１０の回転速度
Ｎｉの−１−昇に従って速度比変化速度＆が増加さセら
れるので、目標回転速度Ｎｉ′の変化に対して出力の変
化が小さくなるエンジン１０の高回転領域において、エ
ンジンの回転速度Ｎｉが迅速にＬｊ標回転速度Ｎｉ′に
一致さ１１られる。このため、速度比変化速度＆がほぼ
−・定である従来７ の場合に比較して、エンジンの高回転領域におりる加速
時の庄、答出力が高く得られるので、エンジンの回転領
域全体において同様の加速（’ｔか得られ、第４図の破
線に示されるよ・うに車速Ｖが円滑に上昇さ−ｌられる
のである。なお、速度比変化速度＆を大きくすると無段
変速機］４の伝達効率が低下して動力損失を増加させる
傾向にあるが、それでもエンジン１０の回転速度Ｎｉが
迅速にＩ」標回転速度Ｎｉ′に一致さゼられたことによ
る出力増加の効果が大きく、全体として出力特性（加速
１）Ｙ）が改善されるのである。

以上、本発明の−・実施例を示す図面に基づいて説明し
たが本発明はその他の態様においても適用される。

たとえは、前述の実施例においてはベルト式無段変速機
１４について説明されているが、その（恒の形式の無段
変速機であっても良いのである。

また、前述の実施例においてエンジン１０の要求負荷を
検出するためにスロ・）［ル弁５４の開度θが用いられ
ているが、アクセルペダル５２の操８ 作置、エンジン１０の吸気管負圧、エンジン１０の吸気
管の吸入空気量等であっても良いのである。

要するに、エンジンＩＯの要求負荷量を表す量であれば
良い。

さらに、前述の実施例において速度比変化速度みは第１
０図に示されるようにエンジン１０の回転速度Ｎｉの」
１昇とともに直線的に増加させられているが、ステップ
状または曲線状に増加させられても良いのである。この
場合における速度比変化速度＆は第４図の破線に示され
るように加速特性が必ずしも直線状となるように定めら
れなくても良く、体感」二最適な加速特性（カーブ）が
得られるように定められれば良い。

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２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図はエンジンの回転速度に対する出力特性を示す図
である。第２図はスロットル弁開度に対する目標回転速
度特性を示す図である。第３図は９ 目標回転速度に対する出力特性を示す図である。 第４図は本発明の−・実施例の作用効果である加速性を
従来との比較において示す図である。第５図は本発明の
クレーム対応図である。第６図は本発明の−・実施例が
適用された車両用無段変速機の構成図である。第７図は
第６図の実施例の制御ブロック線図である。第８図およ
び第９図は第６図の実施例の作動を示すフローチャー１
・である。第１０図は第６図の実施例の作動を説明する
図である。 １０：エンジン １４：　（ヘルド式）無段変速機 ５６：スロットル弁開度（要求負荷量検出手段）６０：
回転センサ（回転速度検出手段）ステップＳ２（目標回
転速度決定手段）ステップＳ５乃至Ｓ１３　（速度比調
節手段）ステップＳＲＩ乃至ＳＲ５（速度比変化速度制
御手段）０ Ｈへムへり一へ（Ａ） 笹正Ｈｑ　　　（ｄ”ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝達する車両
   用無段変速機において、該エンジンの回転速度を検出す
   る回転速度検出手段と、該エンジンに要求される要求負
   荷量を検出する要求負荷用検出手段と、予め求められた
   関係から該要求負荷量に基づいて該エンジンの目標回転
   速度を決定する目標回転速度決定手段と、前記エンジン
   の回転速度が前記目標回転速度に一致するように前記無
   段変速機の速度比を調節する速度比調節手段とを備えた
   速度比制御装置であって、予め求められた関係から、前
   記速度比調節手段によって調節される速度比の変化速度
   を、前記エンジンの実際の回転速度の上昇に伴って大き
   くする速度比変化速度