JPS6134577B2

JPS6134577B2 -

Info

Publication number: JPS6134577B2
Application number: JP57227373A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Nishioka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1986-08-08
Also published as: JPS59121243A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、無段変速機の変速比制御方法に関す
るものである。

従来の無段変速機の変速比制御方法としては、
特開昭56−46152号及び特開昭57−90450号に記載
されたものがある。これらに記載された無段変速
機の変速比制御方法では、常にエンジンの燃料消
費率が最も良好である状態においてエンジンが運
転されるように無段変速機の変速比を制御してい
た。すなわち、エンジンの全性能曲線上において
燃料消費率が最小となる点を結んだ理想制御ライ
ンを無段変速機の制御装置に記憶させておき、こ
れと検出した実際の自動車の運転状態（エンジン
回転速度、スロツトル開度、車速等）を比較し、
実際のエンジンの運転状態が、記憶させてある理
想制御ライン上の運転状態と一致するように、無
段変速機の変速比を制御していた。第１図にエン
ジンの理想制御ラインの１例を示す。太い線で示
す理想制御ラインＧは２つの部分から構成されて
いる。すなわち、実際に燃料消費率が最小となる
点を結んだ線Ｂとエンジン回転速度が一定の線Ａ
とである。理想制御ラインＧの線Ａにおいてエン
ジン回転速度を一定値（第１図に示す例では
1000rpm）としてあるのは、一般にこれ以下のエ
ンジン回転速度においては、エンジンの作動が不
安定となるからである。線Ａにおけるエンジン回
転速度は、エンジン毎の性能のばらつき及び各エ
ンジンについての経時的性能変化等を考慮に入れ
て、ある程度余裕のある値に設定されている（す
なわち、多少高目に設定してある）。

しかしながら、従来の無段変速機の変速比制御
方法においては、上記のように比較的高めに設定
された理想制御ラインＧの線Ａのエンジン回転速
度に沿つて制御を行なうようにしてあつたため、
安定度の高いエンジンの場合には、又は同じエン
ジンであつてもエンジンの運転状態が安定してい
るときには、理想制御ラインＧの線Ａにおいて必
要以上に高いエンジン回転速度となるように制御
されていた。このような場合、必要以上に燃料を
消費することとなり、常に最も燃料消費率の小さ
い状態で運転していることにならないという問題
点があつた。

本発明は、従来の無段変速機の変速比制御方法
における上記のような問題点に着目してなされた
ものであり、理想制御ラインのエンジン回転速度
一定部分のエンジン回転速度を、エンジンの運転
の安定度に応じて、基準のエンジン回転速度より
も低くなるように補正することにより、上記問題
点を解消することを目的としている。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第
２〜７図に基づいて説明する。

第２図に、本発明による無段変速機の変速比制
御方法を実施するためのエンジン、無段変速機、
制御装置等を概略的に示す。エンジン２の吸入管
４にキヤブレター６が設けられており、キヤブレ
ター６のスロツトル弁８はスロツトル弁アクチユ
エータ１０（後述の電子制御装置１００からの電
気信号１０６によつて作動する）によつて開度が
調節されるようにしてある。すなわち、スロツト
ル弁８は、ストツパ１２付きのワイヤ１４を介し
てスロツトル弁アクチユエータ１０によつて引張
られ、リターンスプリング１６に抗して回動され
る。アクセルペダル１８のストロークは、リンク
機構２０を介してレバー２２に伝えられる。レバ
ー２２には変位・電気信号変換器であるアクセル
ペダルセンサ２４の可動部が連結されており、こ
れによつてアクセルペダル１８のストロークに対
応した電気信号２６が得られるようにしてある。
アクセルペダルセンサ２４からの電気信号２６
は、後述の電子制御装置１００に送られる。レバ
ー２２はスプリング２８及びワイヤ３０によつて
安全スロツトル弁３２に連結されているが、ワイ
ヤ３０は固定部３４を貫通しており、またワイヤ
３０にはストツパ３６が取り付けてある。ストツ
パ３６は、アクセルペダル１８を約10％踏み込ん
だときに固定部３４に接続するように設定してあ
り、この状態（ストツパ３６が固定部３４に当つ
た状態）において安全スロツトル弁３２の開度は
100％となるようにしてある。従つて、アクセル
ペダル１８の以後のストローク（10％〜100％）
では、スプリング２８が伸びるだけであつて、安
全スロツトル弁３２は変化しない。安全スロツト
ル弁３２にはリターンスプリング３８による弁を
閉じる方向への力を作用させてある。エンジン２
の回転軸２ａにエンジン回転速度センサ４０が設
けてあり、これによつて得られる電気信号４２は
電子制御装置１００に送られる。エンジン２の回
転力はＶベルト式無段変速機５０に入力される。
無段変速機５０は、遠心クラツチ５２、駆動プー
リ５４、従動プーリ５６及びフアイナルドライブ
装置５８を有している。遠心クラツチ５２は所定
以上の回転速度になるとエンジン２の回転力を駆
動軸６０を介して駆動プーリ５４に伝達する。駆
動プーリ５４は、駆動軸６０に固着された固定円
すい板６２と、固定円すい板６２に対向配置され
てＶ字状プーリみぞを形成すると共に駆動プーリ
シリンダ室６４に作動する油圧によつて駆動軸６
０の軸方向に移動可能である可動円すい板６６と
から成つている。駆動プーリ５４はＶベルト６８
によつて従動プーリ５６と伝動可能に結合されて
いるが、この従動プーリ５６は、従動軸７０に固
着された固定円すい板７２と、固定円すい板７２
に対向配置されてＶ字状プーリみぞを形成すると
共に従動プーリシリンダ室７４に作用する油圧に
よつて従動軸７０の軸方向に移動可能である可動
円すい板７６とから成つている。駆動プーリ５４
から従動プーリ５６への動力伝達の際に、駆動プ
ーリ５４の可動円すい板６６及び従動プーリ５６
の可動円すい板７６を軸方向に移動させてＶベル
ト６８との接触位置半径を変えることにより、駆
動プーリ５４と従動プーリ５６との回転比を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ５４のＶ字
状プーリみぞの幅を拡大すると共に従動プーリ５
６のＶ字状プーリみぞの幅を減少すれば、駆動プ
ーリ５４側のＶベルト接触位置半径は小さくな
り、従動プーリ５６側のＶベルト接触位置半径は
大きくなり、結局大きな変速比が得られることに
なる。可動円すい板６６及び７６を逆方向に移動
させれば、上記と全く逆に変速比は小さくなる。
従動軸７０は、フアイナルドライブ装置５８の減
速歯車７８及び８０を介して出力軸８２及び８４
に連結されている。従動軸７０には、従動軸７０
の回転速度（これは車速に対応している）を検出
する車速センサ８６が設けてあり、車速センサ８
６からの電気信号８８は電子制御装置１００に送
られる。前述の駆動プーリシリンダ室６４及び従
動プーリシリンダ室７４は、油圧制御装置９０の
変速制御弁９２にそれぞれ通路９１及び９３を介
して接続されている。変速制御弁９２の作動は電
子制御装置１００からの電気信号１０２に基づい
て制御される。変速制御弁９２にオイルポンプ９
４から供給されるライン圧はライン圧調圧弁９６
によつて調圧されている。ライン圧調圧弁９６は
電子制御装置１００からの電気信号１０４よつて
制御されている。ライン圧調圧弁９６には管路９
８を介して吸入管４の負圧も入力されている。電
子制御装置１００には、前述のようにアクセルペ
ダルセンサ２４、エンジン回転速度センサ４０及
び車速センサ８６からの電気信号２６，４２及び
８８が入力されており、これらの電子信号に基づ
いて電子制御装置１００は電気信号１０６，１０
２及び１０４をそれぞれスロツトル弁アクチユエ
ータ１０、変速制御弁９２及びライン圧調圧弁９
６へ出力し、これら作動を制御している。

次に、この電子制御装置１００の具体的構成に
ついて説明する。

第３図に電子制御装置１００をブロツク図で示
す、前述のアクセルペダルセンサ２４からの信号
２６はスロツトル弁開度演算回路１１０に入力さ
れ、ここで所定の演算方式によつて演算されてス
ロツトル開度信号１１４が出力される。スロツト
ル弁開度演算回路１１０からのスロツトル開度信
号１１４はスロツトル弁アクチユエータドライバ
ー１２２、目標変速比演算回路２１０及びエンジ
ン安定度判定回路３１０に入力される。スロツト
ル弁アクチユエータドライバー１２２は、このス
ロツトル開度信号１１４に基づいてスロツトル弁
８が所定の開度となるように、信号１０６によつ
てスロツトル弁アクチユエータ１０を駆動する。
スロツトル弁アクチユエータ１０は一般的な電気
式サーボモータであるが、油圧又は空気圧式の位
置制御装置を用いても差し支えない。目標変速比
演算回路２１０には、スロツトル弁開度演算回路
１１０からのスロツトル開度信号１１４とエンジ
ン回転速度センサ４０からエンジン回転速度信号
４２とが入力される。目標変速比演算回路２１０
は、エンジン回転速度信号４２のパルス波形周期
からエンジン回転速度を算出し、またスロツトル
開度信号１１４からスロツトル開度を算出し、こ
うして算出されたエンジン回転速度及びスロツト
ル開度から、あらかじめ設定してある演算方法に
よつて達成すべき目標変速比を算出する。この目
標変速比演算回路２１０によつて得られる目標変
速比は、エンジンを基準の理想制御ライン（これ
については後述する）に沿つて作動させるように
してある。目標変速比演算回路２１０からの目標
変速比信号１４５は、変速比補正部２３０におい
て必要に応じて所定量だけ補正され、補正目標変
速比信号１４７とされて比較回路２４０へ送られ
る。一方、エンジン回転速度センサ４０からのエ
ンジン回転速度信号４２及び車速センサ８６から
の車速信号８８が実変速比演算回路２２０に入力
され、実変速比演算回路２２０では両信号に基づ
いて実変速比が算出される。この実変速比演算回
路２２０からの実変速比信号１５４は、補正目標
変速比信号１４７共に比較回路２４０へ入力さ
れ、比較回路２４０では補正目標変速比信号１４
７と実変速比信号１５４との比較が行なわれ、両
信号の偏差信号１４８が出力される。偏差信号１
４８は変速制御弁ドライバー１５０に入力され、
変速制御ドライバー１５０はこの偏差信号１４８
が０になるようにする信号１２０を変速制御弁９
２へ送る。エンジン安定度判定回路には、スロツ
トル弁開度演算回路１１０からのスロツトル開度
信号１１４、エンジン回転速度センサ４０からエ
ンジン回転速度信号４２、及び車速センサ８６か
らの車速信号８８が入力され、この３つの信号に
基づいてエンジンの安定度が判断される。なお、
エンジン安定度判定回路３１０の詳細については
後述する。エンジン安定度判定回路３１０におけ
るエンジン安定度の判断結果を示す信号３１１は
変速比補正演算回路３２０へ送られ、ここで補正
量の算出が行なわれる。変速比補正値演算回路３
２０で算出された補正量を示す信号３２１は変速
比補正部２３０へ送られる。エンジン安定度判定
回路３１０は、燃料給油検出センサ３４０からの
信号３４１によつて、作動する時間部３３０から
のトリガー信号３３１によつて作動を開始する。
実変速比演算回路２２０の出力信号である実変速
比信号１５４は、ライン圧関数発生回路１５６に
も送られ、ここで所定の関数にしたがつて変換さ
れ、変換された信号１５８はライン圧調圧弁ドラ
イバー１６０に送られる。ライン圧調圧弁ドライ
バー１６０は、その出力電気信号１０４によつて
ライン圧調圧弁９６を作動させる。ライン圧は一
般に変速比が大きいほど高くする必要があり、ま
たエンジン出力トルクが大きいほど（吸気管負圧
が低いほど）高くする必要があるので、ライン圧
関数発生回路１５６は変速比に応じて所定の油圧
が得られるように電気信号１５４を電気信号１５
８に変換する。

次に、作用について説明する。

前述のように目標変速比演算回路２１０は、ス
ロツトル弁開度演算回路１１０からのスロツトル
開度信号１１４とエンジン回転速度センサ４０か
らのエンジン回転速度信号４２に基づいて目標変
速比を算出する。この目標変速比演算回路２１０
によつて算出された目標変速比は、これに基づい
て無段変速機の制御が行なわれると、エンジンの
運転状態が第４図に示すA₀線及びＢ線に沿つて
変化するようにしてある。このA₀線は、前述の
第１図におけるＡ線と同じ値であり、設計上の基
準となる制御ラインである。すなわち、エンジン
毎の性能のばらつき及びエンジン性能の経時的変
化を考慮に入れて、ある程度高いエンジン回転速
度としてある。このような目標変速比を示す目標
変速比信号１４５が変速比補正部２３０に入力さ
れる。変速比補正部２３０においては、記憶して
ある変速比補正値に基づいて後述のように目標変
速比信号１４５の補正が行なわれる。変速比補正
値は、変速比補正演値算回路３２０からの信号３
２１によつて所定期間毎に修正される。変速比補
正値の修正は、車両の燃料タンクに所定量以上の
燃料が給油されたとき毎に（いわゆる満タン状態
となつたとき毎に）行なわれる。すなわち、燃料
タンクがほぼ一杯になるように給油が行なわれた
ことが燃料給油検出センサ３４０によつて検出さ
れると、時間部３３０はエンジン安定度判定回路
３１０にトリガー信号３３１を出力する。

エンジン安定度判定回路３１０はマイクロコン
ピユータを用いた電子回路によつて構成されてお
り、その作用を第５図に示すフローチヤートに基
づいて説明する。まず、スロツトル弁開度演算回
路１１０からのスロツトル開度信号１１４、エン
ジン回転速度センサ４０からエンジン回転速度信
号４２、及び車速センサ８６からの車速信号８８
の各信号に読み込みが行なわれる（５３０）。読
み込んだ上記３つの信号がそれぞれ所定の値
C₁、C₂及びC₃よりも小さい状態がＴ秒間にわた
つて続くかどうかが判断される（５４０）。な
お、値C₁、C₂及びC₃は比較的小さい値に設定し
てあり、上記条件を満足する走行状態において
は、エンジンは制御ラインＧの一定回転速度部分
（すなわち、線A₀，A₁………）上で運転される。
上記条件が満足されない場合には、再び各信号の
読み込みが行なわれる。上記条件が満足される
と、エンジン回転速度センサ４０のエンジン回転
速度信号４２に基づいてエンジンの１サイクル毎
の回転変動｜△ｔ max｜が算出される（５５
０）。第６図に６気筒４サイクルエンジンの場合
のクランク回転角度に対する回転速度の変動を示
す。第６図ａはエンジン回転が安定している場合
であり、第６図ｂはエンジン回転が不安定な状態
を示す。前述の回転変動｜△ｔ max｜は、クラ
ンク回転角度の０から720度までの間の回転速度
の最大値と最小値との差によつて示される。この
回転変動は、第６図ａ及びｂから明らかなよう
に、エンジン回転が不安定な状態の場合に大きく
なる。次いで、上記のようにして検出したエンジ
ン１サイクル毎の回転変動｜△ｔ max｜をＮサ
イクルにわたつて平均する（５６０）。次いで、
この算出された平均値｜△ ｜ｎを判定基
準値上限値△t₁及び下限値△t₂（ただし△t₁＞△
t₂）と比較する（５７０）。平均値が判定基準上限
値△t₁及び下限値△t₂の間にある場合には、変速
比補正値の修正は行なわず現状を維持する。平均
値が判定基準下限値△t₂よりも小さいときには
（このことはエンジンが非常に安定して回転して
いることを示す）、変速比補正値演算回路３２０
において現在の変速比補正値△ｉに所定値△αを
加算する（５９０）。平均値が判定基準上限値△
t₁よりも大きい場合には（このことはエンジンの
回転が非常に不安定であることを示す）、変速比
補正値演算回路３２０において現在の変速比補正
値△ｉから所定値△αを減算する（５８０）。上
記のように変速比補正値演算回路３２０で演算さ
れた変速比補正値△ｉは、変速比補正部２３０へ
送られ現在までの変速比補正値と入れ換えられ
る。

変速比補正部２３０における作用は第７図に示
すフローチヤートにしたがつて実行される。ま
ず、変速比補正値△ｉが０であるかどうかが判断
され（６２０）、変速比補正値が０の場合には目
標変速比信号１４５になんの修正も加えず、これ
を補正目標変速比信号１４７して出力する（６５
０）。この場合、エンジンは線A₀に沿つて制御さ
れることになる。一方、変速比補正値が０でない
場合には車速及びスロツトル開度が、変速比を補
正すべき領域にあるかどうかを判断する（６３
０）。すなわち、エンジンが理想制御ラインの線
Ｂではなく線A₀，A₁………側の運転状態にある
かどうかが判断される。車速又はスロツトル開度
が上記領域にない場合には目標変速比信号１４５
に対する補正は行なわれない（６５０）。車速及
びスロツトル開度が上記領域にある場合には目標
変速比信号１４５に変速比補正値△ｉを加算し、
これを補正目標変速比信号１４７として出力する
（６４０）。これによつて目標変速比信号１４７は
エンジン回転速度が低い側に修正される。すなわ
ち、ラインAnに沿つて行なわれていた制御がラ
インＡ_o+1に沿つた制御に切り換えられる。燃料
給油検出センサ３４０が一回作動する毎の変速比
補正値の修正量は、例えばエンジン回転速度
30rpmとしてある。例えば、現在まで基準の線
A₀（1000rpm）に沿つて制御が行なわれていた
場合に、一回目の燃料の給油を行なつた際にエン
ジンが非常に安定な状態であればエンジン回転速
度が970rpmとなるように補正される。次いで、
２回目の給油を行なつた際エンジンが非常に安定
していればエンジン回転速度は940rpmとなるよ
うに制御される。逆に、エンジン回転が不安定な
場合には1000rpmに戻すように制御が行なわれ
る。また、エンジンが普通の安定状態にある場合
には、そのまま90rpmが維持される。以下、同様
にして燃料を給油する毎に上記のような修正が行
なわれる。従つて、エンジンの許容される安定度
の範囲内において最も燃料消費量の少ない状態と
なるように制御される。

なお、上記実施例では変速比補正値の修正は燃
料を給油したときに行なわれるようにしてある
が、所定時間走行毎又は所定距離走行毎に変速比
補正値の修正を行なうようにしても差し支えな
い。ただし、燃料の量を基準とした方が、車両の
荷重状態を同一状態とすることができ、エンジン
回転の安定度をより確実に検出することができ
る。更に荷重状態を厳密に統一するために、積載
荷重センサを設けて、荷重状態が同じときにのみ
エンジン回転の安定度を判定するようにすること
も可能である。また、エンジン回転の安定度の判
定用信号として、上記実施例ではエンジンの１サ
イクル毎の回転変動を使用したがオルタネータの
発電波形又はエンジン回転軸トルクの波形を用い
ても、それらの信号に応じた処理を行なえば、同
様の作用を得ることができる。なお、変速比補正
部２３０は車両のキーがオフとされているときに
おいても変速比補正値を記憶しておく必要がある
ため、常時バツテリーと接続されている。また、
バツテリーを取り外して電源が完全に切れた場合
には、変速比補正値は清算され、基準の目標変速
比、すなちラインA₀にに沿つて制御が行なわれ
るように構成されている。

以上説明してきたように、本発明によると、車
両のほぼ一定の走行距離又は走行時間毎に、車両
の定常走行状態におけるエンジン回転の安定度を
検出し、エンジン回転の安定度に応じて変速比補
正値を算出し、変速比補正値を基準となる変速比
に対応する目標変速比信号に演算して補正目標変
速比信号とし、無段変速機の実際の変速比を示す
信号が補正目標変速比信号と一致するように無段
変速機の変速アクチユエータの作動を制御するよ
うにしたので、エンジンの安定度が許容される範
囲内においてエンジン回転速度を可能な限り低回
転速度側へ移動するように無段変速機の変速比の
制御を行なうことができ、無段変速機と組み合わ
せたエンジンの燃料消費量を減少することができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の理想制御ラインを示す線図、第
２図は本発明による無段変速機の変速比制御方法
を実施する制御装置、エンジン及び無段変速機を
概略的に示す図、第３図は本発明による無段変速
機の変速比制御方法を実施する装置のブロツク
図、第４図は本発明による変速比制御方法の理想
制御ラインを示す線図、第５図はエンジン安定度
判定回路の動作フローチヤートを示す図、第６図
ａ図はエンジン安定時の回転速度変動を示す線
図、第６ｂ図はエンジン不安定時の回転速度変動
を示す線図、第７図は変速比補正部の動作フロー
チヤートを示す図である。２……エンジン、４……吸入管、６……キヤブ
レータ、８……スロツトル弁、１０……スロツト
ル弁アクチユエータ、１２……ストツパ、１４…
…ワイヤ、１６……リターンスプリング、１８…
…アクセルペダル、２０……リンク機構、２２…
…レバー、２４……アクセルペダルセンサ、２６
……電気信号、２８……スプリング、３０……ワ
イヤ、３２……安全スロツトル弁、３４……固定
部、３６……ストツパ、３８……リターンスプリ
ング、４０……エンジン回転速度センサ、４２…
…エンジン回転速度信号、５０……無段変速機、
５２……遠心クラツチ、５４……駆動プーリ、５
６……従動プーリ、５８……フアイナルドライブ
装置、６０……駆動軸、６２……固定円すい板、
６４……駆動プーリシリンダ室、６６……可動円
すい板、６８……Ｖベルト、７０……従動軸、７
２……固定円すい板、７４……従動プーリシリン
ダ室、７６……可動円すい板、７８，８０……減
速歯車、８２，８４……出力軸、８６……車速セ
ンサ、８８……車速信号、９０……油圧制御装
置、９１，９３……通路、９２……変速制御弁、
９４……オイルポンプ、９６……ライン圧調圧
弁、９８……管路、１００……電子制御装置、１
０２……電気信号、１０４……電気信号、１０６
……電気信号、１１０……スロツトル弁開度演算
回路、１２２……スロツトル弁アクチユエータド
ライバ、１４５……目標変速比信号、１４７……
補正目標変速比信号、１５０……変速制御弁ドラ
イバー、１５６……ライン圧関数発生回路、１６
０……ライン圧調圧弁ドライバー、２１０……目
標変速比演算回路、２２０……実変速比演算回
路、２３０……変速比補正部、２４０……比較回
路、３１０……エンジン安定度判定回路、３２０
……変速比補正値演算回路、３３０……時間部、
３４０……燃料給油検出センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１車両のエンジン出力軸に連結される無段変速
機の変速比制御方法において、車両のほぼ一定の走行距離又は走行時間毎に、
車両の定常走行状態におけるエンジン回転の安定
度を検出し、エンジン回転の安定度に応じて変速
比補正値を算出し、変速比補正値を基準となる変
速比に対応する目標変速比信号に演算して補正目
標変速比信号とし、無段変速機の実際の変速比を
示す信号が補正目標変速比信号と一致するように
無段変速機の変速アクチユエータの作動を制御す
ることを特徴とする無段変速機の変速比制御方
法。２変速比補正値の目標変速比信号に対する演算
は、エンジンがその出力トルクの変化にかかわら
ず一定の回転速度となるように制御される領域に
おいてのみ実行される特許請求の範囲第１項記載
の無段変速機の変速比制御方法。３補正目標変速比信号は、エンジン回転の安定
度が高い場合には、エンジン回転速度を所定量減
少させる値だけ現在の変速比補正値に修正を加
え、安定度が普通の場合には、現在の補正値をそ
のまま維持し、安定度が低い場合には、エンジン
回転速度を所定量増大させる値だけ現在の変速比
補正値に修正を加えることにより、算出される特
許請求の範囲第１又は２項記載の無段変速機の変
速比制御方法。４車両のほぼ一定の走行距離又走行時間は、燃
料タンク内の燃料の量に基づいて検出される特許
請求の範囲第１、２又は３項記載の無段変速機の
変速比制御方法。