JPS61286659A - 車両用無段変速機の制御装置 - 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】 技術分野 本発明は、車両用無段変速機の制御装置に関し、特に、
カーブの多い登板路もしくは降板路における運転性を改
善する技術に関するものである。

従来技術 エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達する車
両用無段変速機が知られており、このような無段変速機
を搭載した車両は、走行に際してエンジンの燃費率の高
い運転条件を選択できるため、従来の有段変速機を搭載
した車両に比べて高い燃料消費効率が得られ、しかも、
無段階に速度比（出力軸回転速度／入力軸回転速度）が
変化させられるため、変速ショックが生じない利点があ
る。このような車両用無段変速機の速度比を制御するた
めの制御装置が従来より多く提案されており、その基本
となるものは、たとえば、アクセル操作量等、運転者の
加減速操作意志を表す量に基づいて最適燃費率を得るた
めに予め求められた関係から目標回転速度あるいは目標
速度比を決定しその目標回転速度あるいは目標速度比と
無段変速機の実際の入力軸回転速度あるいは速度比とが
一敗するように制御するものである。このような無段変
速機の制御装置においては、一般に平坦路を中心に燃費
率と運転性とを考慮して実際の入力軸回転速度あるいは
速度比が目標値と一致するように所定の変化速度にて変
化させられる。

かかる従来の制御装置においては、無段変速機の変化速
度の設定も平坦路を中心にして設定されているため、山
間路等のカーブや坂の多い走行路では、車両の加速応答
性が悪く、十分な運転性が得られない場合があった。

これに対し、車両の降板走行時にエンジンブレーキを作
用させる技術（特開昭５８−１９１３５９号）や車両の
登板走行時に目標速度比を小さく修正する技術（特開昭
５８−１８０８６４号）等が提案されている。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、かかる従来の技術によっても、たとえば
山間路等のカーブが多くしかも上り坂や下り坂が多い道
路を走行中であって頻繁に加減速操作を繰り返さなけれ
ばならない場合では、目標速度比の修正よりも速度比を
変化させる速度比変化適度が問題となる。すなわち、カ
ーブを伴った登板路を走行する場合では、第６図に示す
ように、道路がカーブにさしかかったとき（１＋時点）
通常は運転者によってアクセルペダルが戻される。

この場合、速度比は平坦路を前提として定められた変化
速度で比較的速く速度比の大きい方向へ変化させられる
が、続いて登板走行に移った場合（ｔｚ時点）はかなり
大きな速度比となっているため、駆動力が不足して、運
転者はアクセルペダルを大きく操作しなければならなく
なる。また、１、時点以降、速度比を小さくする方向の
変化速度も平坦路を前提として設定される値では遅すぎ
るため、ｔ２時点乃至ｔ４時点間はスロットル開度を大
きく保たねばならない。一方、第７図は、カーブを曲が
った後の降板走行時を示しており、ｔ３時点にてカーブ
を抜けるとき、通常運転者はカーブでの減速を補うため
、加速操作する。このとき、第６図の場合と同様の理由
から、必要以上に速度比が小さくなりすぎ、定常走行に
入るｔ。

時点乃至ｔ８時点間はアクセルペダルを戻さねばならな
くなる。したがって、従来の制御装置では、山間路等、
カーブが多くしかも上り坂、下り坂の多い走行路ではア
クセルペダル操作を頻繁に行わなければならず、運転性
が悪化し、しかも十分な燃料消費効率が得られなかった
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、第１図のクレーム対応図に
示すように、エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪
へ伝達する車両用無段変速機において、少なくとも運転
者の加減速操作意志を表す量に基づいて前記無段変速機
の速度比を調節する制御装置であって、（１）前記車両
の走行路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、（２）
その路面勾配検出手段によって検出された走行路面勾配
に対応した変化速度で前記速度比を調節する速度比変化
速度制御手段とを含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、路面勾配検出手段によって走行路面
勾配が検出され、速度比変化速度制御手段によりその走
行路面勾配に対応した変化速度で速度比が調節されるの
で、カーブがありしかも上り勾配および下り勾配がある
走行路において速度比の変化量が小さくなり、アクセル
ペダル操作が軽減されるとともに、車両の運転性および
燃料消費効率が好適に改善されるのである。

前記速度比変化速度制御装置は、好適には、前記走行路
面が上り勾配であるときには、速度比が小さくなる方向
の変化速度を平坦路のそれよりも高く、速度比が大きく
なる方向の変化速度を平坦路のそれよりも低くし、前記
走行路面が下り勾配であるときには、逆に速度比が小さ
くなる方向の変化速度を平坦路のそれよりも低く、速度
比が大きくなる方向の変化速度を平坦路のそれよりも高
くするように制御する。上記速度比変化速度の制御は、
走行路面が平坦であるときの速度比変化速度に走行路面
勾配の正負に応じて一定の補正値を加算もしくは減算す
ることにより決定されてもよいし、路面勾配の大きさに
伴って変化速度が連続的に変化させられてもよい。

また、前記速度比変化速度制御手段は、好適には、前記
路面勾配検出手段によって検出された路面勾配と、スロ
ットル弁開度やアクセルペダル操作量等の前記運転者の
加減速操作意志を表す量、その量の変化速度、車速、前
記無段変速機の速度比、速度比変化量、のうちの少なく
とも一つに基づいて速度比変化速度を制御する。

また、前記路面勾配検出手段は、車両の走行路面勾配の
一定時間内の平均値を求め、その平均値を路面勾配とし
て決定する。その走行路面勾配は、傾斜計を用いて検出
されてもよいが、予め求められた関係から車両のエンジ
ンの出力トルクおよび車両の加速度に基づいて算出され
てもよい。また、そのエンジンの出力トルクは予め求め
られた関係からそのエンジンの回転数変化速度と無段変
速機の入力側の回転数変化速１度とに′基づいて算出さ
れてもよい。

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、エンジン１０には磁粉式５ｉｆｔクラ
ツチ、遠心クラッチ等のクラッチ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、図示しない差動減速機等を経て駆動輪に伝達される
ようになっている。

ベルト式無段変速機１４は、クラッチ１２に連結された
入力軸１６と、その入力軸１６に取り付けられた有効径
が可変な可変ブー１Ｊ１８と、出力軸２０と、出力軸２
０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、可変ブーＩＪ１８および２２の■溝幅を変更し
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。可変ブー１Ｊ１８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２゜に軸方向の
移動可能かつ軸まわりに回転不能にそれぞれ取り付けら
れて固定回転体３０および３２との間に■溝をそれぞれ
形成する可動回転体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２
８内のスペースに作用させられる油圧によって、軸方向
に駆動させられることにより、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ｆｉ（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に作用させられる力のバラ
ンスが変更されて、無段変速機の入力軸１６および出力
軸２０の速度比が変化させられるようになっている。

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ライン油圧調圧弁４４によって調圧
されることによって得られ、ライン油路４６を介して速
度比制御弁３８および油圧シリンダ２８に供給されてい
る。ライン油圧調圧弁４４は、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への逃がし弁を調
圧信号ｓｐに従って変化させることにより、ライン油圧
を調圧する。速度比制御弁３８は、流入側流量制御サー
ボ弁３８Δおよび流出側流量制御サーボ弁３８Ｂから構
成され、それらサーボ弁３８Ａおよび３８Ｂは後述の速
度比信号ＳＳＩおよびＳＳ２によってそれぞれ駆動され
るリニアソレノイドとそのリニアソレノイドによってそ
れぞれ駆動される弁子とをそれぞれ備えている。流入側
流量制御サーボ弁３８Ａは、油圧シリンダ２６に連通す
る油路４８とライン油路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
量を調節する。一方、流出側流量制御サーボ弁３８Ｂは
油路４８とオイルタンク４０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内の作動油排出量を調節する。すなわち、流入
側流量制御サーボ弁３８Ａおよび流出側流量制御サーボ
弁３８Ｂによって油路４８とライン油路４６および油路
５０との連通がそれぞれ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
される一方、流入側流量制御サーボ弁３８Ａによって油
路４８とライン油路４６とが連通させられた状態におい
ては、油圧シリンダ２６内の作動油量が増加させられて
、可変プーリ１８の有効径が大きくされるとともに可変
ブーＩＪ２２の有効径が小さくされ、前記速度比信号Ｓ
ＳＩの大きさに応じた変化速度で速度比が増加させられ
る。反対に、流出側流量制御サーボ弁３８Ｂによって油
路４８と戻り油路５０とが連通させられると、速度比信
号ＳＳ２の大きさに応じた変化速度で速度比が減少させ
られるのである。

エンジン１０の吸気配管にはアクセルペダル５２の操作
と連動して開閉させられるスロットル弁５４が取り付け
られており、そのスロットル弁５４に取り付けられたス
ロットルセンサ５６によってスロットル弁５４の開度θ
ＴＨに対応した電圧であるスロットル信号ＴＨがマイク
ロコンピュータ５８に供給される。また、車両には、走
行路面勾配を検出するための傾斜計６０が設けられてお
り、走行路面勾配θを表す傾斜信号ＳＫがマイクロコン
ピュータ５８に供給される。そして、入力軸１６および
出力軸２０には、それらの回転速度を検出するための回
転センサ６２および６４がそれぞれ設けられており、回
転センサ６２および６４からは入力軸１６および出力軸
２０の回転に対応したパルス状の回転信号ＳＩおよびＳ
Ｏがマイクロコンピュータ５８にそれぞれ供給されるよ
うになっている。

マイクロコンピュータ５８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ。

ＲＯＭ、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェース等を
備え、ＣＰＵはＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従
ってＲＡＭの記憶機能を利用しつつ供給される入力信号
を処理し、実際の速度比を目標の速度比と一致させるた
めの速度比信号ＳＳＩおよびＳＳ２を流量制御サーボ弁
３８Ａおよび３８Ｂへ出力するとともに、ライン油圧の
圧力を示す調圧信号ＳＰをライン油圧調圧弁４４へ出力
する。この速度比信号ＳＳＩおよびＳＳ２は速度比変化
方向および速度比変化速度をそれぞれ表す電圧信号であ
り、実際の速度比が目標の速度比と一致したときに０と
なる。また、ライン油圧調圧弁４４に供給される調圧信
号ＳＰは、予め求められた関係からエンジン１０の出力
トルクＴｅおよび実際の速度比ｅに基づいて決定され、
ライン油圧が伝導ベルト２４と可変プーリ１８．２２と
の間ですべりが生じない範囲で必要かつ十分に制御され
、動力損失が可及的に小さくされるようになっている。

以下、本実施例の作動を第３図のフローチャートに従っ
て説明する。第３図に示すルーチンには、制御周期に沿
って定められた一定時間毎の割込みにより実行されるも
のであって、先ずステップＳＷ１が実行されることによ
り、車両の走行状態を表す量、たとえばスロットル弁開
度θ７Ｍおよび車速Ｖがスロットル信号ＴＨおよび回転
信号ＳＯに従って読み込まれる。次いでＳＷ２が実行さ
れることにより、予め求められた関係から、上記スロッ
トル弁開度θ７Ｈおよび車速■に基づいてベルト式無段
変速機１４の目標入力軸回転速度Ｎ’、、が求められる
。このステップＳＷ２において用いられる関係は、車両
の高い燃料消費効率および運転性が得られるように予め
求められたものであり、データマツプあるいは関数の形
態でマイクロコンピュータ５８内のＲＯＭに予め記憶さ
れている。

ステップＳＷ３においては、車両が現実に走行している
路面勾配αが傾斜信号ＳＫによって読み込まれるととも
に、ステップＳＷ４およびＳＷ５においては、車速Ｖお
よび路面勾配αに基づいてシフトダウン係数に＋１およ
びシフトアップ係数ＫＵがそれぞれ決定される。このス
テップＳＷ４およびＳＷ５においては路面勾配αが上り
勾配すなわち登板を示す値（正）であるとき、シフトダ
ウン係数ＫＤを通常の平坦路の値よりも大きく、シフト
アップ係数ＫＵを小さくする。また、路面勾配αが下り
勾配、すなわち降板を示す値（負）であるときには、シ
フトダウン係数ＫＤを通常の平坦路の値よりも小さく、
シフトアップ係数ＫＵを大きくする。このような計算は
予め定められた一定の補正値ΔＫを通常の平坦路の値に
加算もしくは減算することにより、算出される。ここで
、上記シフトダウン係数ＫＤ、シフトアンプ係数にυは
、車速Ｖが大きくなるほど前記変化量を大きく、低速時
には小さくされてもよい。たとえば、前記補正値ΔＫが
、第４図に示す関係に従って変更されるのである。また
、その他の状態量、たとえば現在の速度比ｅもしくはそ
の変化速度会、入力軸１６の回転速度Ｎ１、アクセルペ
ダル操作量もしくはその変化速度、スロットル弁開度θ
ＴＨ、スロットル弁開度変化速度−〇Ｎ、車速Ｖまたは
その加速度※、ハンドル切り角等によって上記補正値Δ
Ｋが修正されてもよい。

ステップＳＷ６においては、入力軸１６すなわち入力側
可変ブーＩＪ１８の実際の回転速度Ｎ　（ｎが読み込ま
れ、ステップＳＷ７において、実際の回転速度Ｎ　ｉ　
ｎが前記目標回転速度Ｎ　’　ｉ　ｎよりも太きいかが
判断される。ＳＷ７の判断が肯定された場合にはステッ
プＳＷ８が実行されて、流入側流量制御サーボ弁３８Ａ
の制御値ｖＡが次式＋１１に従って竹田される。

Ｖａ””　　Ｋ”　　ｌ　　Ｎｔａ　　　Ｆ”ｉｓ　　
ｌ　　　　　　・　・　・　（１）そしてステップＳＷ
９が実行されて、流出側流量制御サーボ弁３８Ｂの制御
値ｖｌｌが０とされる。

しかし、ステップＳＷ７の判断が否定された場合には、
ステップ５ＷＩＯが実行されて流出側流量制御サーボ弁
の制御値■３が次式（２）に従って算出され Ｖ　＊＝　Ｋ”　Ｉ　ＮＩＭ−Ｎ’ｉ＊　ｌ　　　　・
・・（２）るとともに、流入側流量制御サーボ弁３８Ａ
の制御値■、がＯとされる。そして、このようにして決
定された制御値ｖＡおよびｖＩｌは、図示しないメイン
ルーチンの所定のステップにおいて速度比信号ＳＳＩお
よびＳＳ２として速度比制御弁３８に出力される。

以上のステップが繰り返し実行されることにより、路面
勾配によって速度比変化速度が最適に調整さ・れ、初期
の目的であるカーブの多い登板あるいは降板路でのアク
セルペダル操作が軽減されて運転性および燃料経済性が
高められるのである。

すなわち、登板路では、第６図のＢに示すように速度比
が大きくなる方向の速度比変化速度が小さくされる一方
、速度比が小さくなる方向の速度比変化速度が大きくさ
れるので、アクセルペダル操作が緩和されると同時に、
速度比の変化量が抑制される。この結果、登板路におい
て、頻繁なアクセル操作が解消されると同時に車両の運
転性および燃料経済性が高められるのである。また、降
板時においては、速度比が小さくなる方向の変化速度が
小さくされ、速度比が大きくなる方向の変化速度が大き
くされるので、第７図のＢに示すようにアクセル操作が
緩和されるとともに、速度比変化量も抑制される。この
結果、降板路においても、頻繁なアクセル操作が解消さ
れるとともに車両の運転性および燃料経済性が高められ
るのである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説
明において前述の実施例と共通する部分には共通の符号
を付して説明を省略する。

前述の実施例においては、路面勾配が傾斜計６０を用い
て検出されていたが、傾斜計６０に代えて計算により路
面勾配αを求めるステップＳＴＩおよびＳｒ１を前述の
ステップＳＷ３に代えて設けてもよい。すなわち、第５
図のステップＳＴＩにおいては、次式（３）からエンジ
ン１０の回転数変化速度Ｍｅおよび入力軸１６の回転数
変化速度Ｎｉ７に基づいてエンジン１０の実際の出力ト
ルクＴを求め、ステップＳＴ２においては、次式（４）
からエンジン１０の実際の出力トルクＴおよび車両加速
度βに基づいて路面勾配αが算出される。

Ｔ−Ｔｅ−１ｅ−ｔ’Ｑｅ−１ｃｖｔ−Ｎｔｎ　　・−
・（３１但し　Ｉｅ：エンジン慣性 Ｎｅ：エンジン回転数変化速度 Ｉｃｖｔ：ベルト式無段変速機１４の入力側回転体の慣
性 〜、７：可変プーリ回転数変化速度 γ・η・Ｔ・二＝μ、・−十μ、　Ａｖ”β 十−・ｓｉｎα＋　□讐　　　・　・　・（４）但し　
ｒ：駆動輪の半径 Ｔ：検出トルク η：ミッション伝達効率 γＧ：差動減速機のギヤ比 ｅ：速度比 μ、：ころがり抵抗係数　　−：車体重量μ、：風損係
数 Ａ：車両前面投影面積 Ｖ二車速　　　　　α：路面勾配 β：車両加速度　　ｇ：重力加速度 このように、本実施例は前述の実施例と同様の効果が得
られるのに加えて、傾斜計６０が不要となる利点がある
。

以上、本発明の一実施例を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。

たとえば、前述の実施例において目標入力軸回転速度Ｎ
０４７が決定され、実際の入力軸回転速度Ｎ　ｉ　ｎが
それと一致するように速度比が制御されているが、目標
入力軸回転速度Ｎ０１ゎはベルト式無段菱速機１４の速
度比が最適値（目標値）となるように求められるもので
あるから、目標入力軸回転速度Ｎ０，７に替えて、目標
エンジン回転速度または目標速度比を決定し、それと実
際のエンジン回転速度または速度比が一致するように制
御するものであってもよい。

また、前述の実施例において、目標入力軸回転速度Ｎ　
’　ｉ　ｎを決定するに際して、スロットル弁開度が用
いられているが、アクセルペダル操作量や吸気管負圧等
運転者の加減速操作意志を表す他の量が用いられてもよ
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図は本発明のクレーム対応図である。第２図は本発
明の一実施例の構成を説明する説明図である。第３図は
第２図の装置の作動を説明するフローチャートである。 第４図は第３図のフローチャートにおいて用いられる関
係を示す図である。 第５図は本発明の他の実施例におけるフローチャートの
要部を示す図である。第６図および第７図は第１図の実
施例の作動を従来の場合と対比して説明する図であって
、第６図は登板時、第７図は降板時を示している。 １０：エンジン １４：ベルト式無段変速機　（無段変速機）６０：傾斜
計　（路面勾配検出手段） 第１図 第５図 第２図 鎗 第７図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達
   する車両用無段変速機において、少なくとも運転者の加
   減速操作意志を表す量に基づいて前記無段変速機の速度
   比を調節する制御装置であって、前記車両の走行路面勾
   配を検出する路面勾配検出手段と、 該路面勾配検出手段によって検出された走行路面勾配に
   対応した変化速度で前記速度比を調節する速度比変化速
   度制御手段と を含むことを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
2. （２）前記速度比変化速度制御手段は、前記走行路面が
   上り勾配であるときには、速度比が小さくなる方向の変
   化速度を平坦路のそれよりも高く、速度比が大きくなる
   方向の変化速度を平坦路のそれよりも低くし、前記走行
   路面が下り勾配であるときには、逆に速度比が小さくな
   る方向の変化速度を平坦路のそれよりも低く、速度比が
   大きくなる方向の変化速度を平坦路のそれよりも高くす
   るものである特許請求の範囲第１項に記載の車両用無段
   変速機の制御装置。
3. （３）前記速度比変化速度制御手段は、前記走行路面が
   平坦である時の速度比変化速度に一定の補正値を加算若
   しくは減算することにより、該走行路面勾配の正負に応
   じて速度比変化速度を決定するものである特許請求の範
   囲第２項に記載の車両用無段変速機の制御装置。
4. （４）前記速度比変化速度制御手段は、前記路面勾配検
   出手段によって検出された路面勾配の大きさに応じた速
   度比変化速度で速度比を変化させるものである特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の車両用無段変速機の
   制御装置。
5. （５）前記速度比変化速度制御手段は、前記路面勾配検
   出手段によって検出された路面勾配と、アクセルペダル
   操作量もしくはスロットル弁開度、その量の変化速度、
   車速、前記無段変速機の速度比、速度比変化量の少なく
   とも一つとに基づいて前記変化速度を制御するものであ
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   車両用無段変速機の制御装置。
6. （６）前記路面勾配検出手段は、前記車両の走行路面勾
   配の一定時間内の平均値を求めるものである特許請求の
   範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の車両用無段変
   速機の制御装置。
7. （７）前記路面勾配検出手段は、前記車両の走行路面勾
   配を、予め求められた関係から該車両のエンジンの出力
   トルクと該車両の加速度とに基づいて算出するものであ
   る特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の
   車両用無段変速機の制御装置。
8. （８）前記路面勾配検出手段は、前記エンジンの出力ト
   ルクを、予め求められた関係からそのエンジンの回転数
   変化速度と無段変速機の入力側の回転数変化速度とに基
   づいて算出するものである特許請求の範囲第７項に記載
   の車両用無段変速機の制御装置。