JPS624641A - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用のベルト・式無段変速機の制御装置に
関し、詳しくは、変速比の変化速度を制御対象として変
速制御するものにＪ３いて、キックダウン時の補正に関
する。

【発明の背＠１ この種の無段変速機の変速制御に関しては、例えば特開
昭５５−６５７５５号公報に示す油圧制御系の基本的な
ものがある。これは、アクセルの踏込みＩＢとエンジン
回転数の要素により変速比制御弁がバランスするように
動作して、エンジン回転数が常に一定になるように変速
比を定めるもので、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比、プライマリ圧等により機
構上決定されることになり、変速速度を直接制御できな
な、かった。そのため、運転域の過渡状態では変速比が
ハンチング、オーバシュート等を生じてドライバビリテ
ィを悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御ψる場合に
おいで１変速比の変化速度を加味して電子制御する傾向
にある。 【従来の技術１ そこＣ従来、上記無段変速機にＪ３いて変速速度を加味
して制御するものに関しでは、例えば特開昭５９−１５
９４５　Ｃ３＋”ｒ公報の先行技術がある。 これは、変速制御について変速比変化方向切換弁装置と
変速比変速度制御弁装置を有し、変化方向切換弁装置を
給油または排油の一方に切換えた状態で、変化速度制御
弁装置において電磁弁によりスプール弁を指定のデユー
ティ比で動作して、変速比の変化速度を制御する構成に
なっている。 また、変速速度を設定しそれを加速時に変化させるもの
に関しては、例えば特開昭５９−２０５０５３号公報の
先行技術があり、加速時に変速速度をスロットル開度ま
たはその開度変化に応じて大ぎくづるように設定するこ
とが示されている。 【発明が解決しようとする問題点】 ところで、上記従来の先行技術の前者によれば、変速ａ
ｌｌ　ａｌｌに２種類のか装置が用いられているので、
必然的に構造が複雑になる。また、先行技術の復習によ
れば、急加速の場合はど変速速度が速くなって応答性が
向上するという利点を有する。しかしながら、キックダ
ウン時のような全開加速の場合にも同様に変速速度を設
定ψると、変速速度の値が非常に大きくなって急激にシ
フトダウンする。 そして変速ショックの増大を招き、更に極端な場合はエ
ンジン動力がエンジン回転数の１臂にのみ使用され、車
体の加速を旧うという問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、目標
とする変速速度を定め、それを制御対象として直接的に
変速速度制御づ′ることで、応答性と運転性を共に満た
し、更に加速時のキックダウンの場合の変速を円滑化暖
るようにした無段変速機の制御装置を提供することを目
的としている。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔは流ｍＱの関数で示され、流ｍＱはプライマリ圧Ｐｐ
、ライン圧ＰＬ、変速速度制御弁を給油と排油の２位置
で動作する一場合のデユーティ比りの関数になり、各圧
力Ｐｐ　、ＰＬは変速比ｉ等の関数になることから、変
速速度ｄｉ／ｄｔはデユーティ比り、変速比ｉの関数に
なる。また、変速速度ｄｉ／ｄｔは定常での目標変速比
ｉｓと実変速比ｉの幅差に基づいて決まる。 このことから、デユーティ信号のオン・オフで給油と排
油の２位置を動作する変速速度制御弁を設ける。そして
、定常での目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差およびエ
ンジン負荷の変化速度により設定された係数に基づいて
変速速度ｄｉ／ｄｔを決め、更にキックダウンの状態に
より変速速度を小さくするように補正し、これと変速比
ｉによりデユーティ比りを求めて変速速度制御弁を動作
するように構成されている。

【作　　用１ 上記構成に基づき、目標とす゛る変速速度を決め、それ
を制御対象として変速速度制御するようになる。そして
加速時には、目標変速比と実変速比との偏差が大きくな
ることで、変速速度は速くなるが、キックダウン時にそ
の偏差があまり大きい場合は変速速度が補正されて遅く
なる。こうして、キックダウン時は滑らかに変速するよ
うになって、変速ショックを回避し、エンジン動力を、
エンジン回転数の上昇と車体の加速に適度に分配するこ
とが可能となる。 【実　施　例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明が着用される無段変速機を含む
伝動系の概略について説明すると、エンジン１がクラッ
チ２９前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５
に連結する。無段変速機４は主軸５に対して副軸６が平
行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸６
にはセカンダリプーリ８が設けられ、各プーリ７．８に
は可動側に油圧シリンダ９，１０が装備されると共に、
駆動ベルト１１が巻付番ブられている。ここで、プライ
マリシリンダ９の方が受圧面積を大きく設定され、その
プライマリ圧により駆動ベルト１１のプーリ７゜８に対
する巻付は径の比率を変えて無段変速するようになって
いる。 また副軸６は、１紺のりダクシコンギ＼フ１２を介して
出力軸１３に連結し、出力Ｉ袖１３は、ファイナル−ギ
Ｖ１４．デイフルンシャルギ−７１５を介して駆動輪１
Ｇに伝動構成されている。 次いで、無段変速機４の油圧制御径について説明すると
、エンジン１により駆動されるオイルボンブ２０を有し
、オイルポンプ２０の吐出側のライン圧油路２１が、セ
フ３ンダリシリンダ１０．ライン圧制御弁２２．変速速
度制御井２３に連通し、変速速度制御弁２３からライン
圧油路２４を介してプライマリシリンダ９に連通ずる。 ライン圧油路２１は更にレギュレータ弁２５に連通し、
レギュレータ弁２５からの一定なレギュレータ圧の油路
２６が、ソレノイド弁２７、２８および変速速度制御弁
２３の一方に連通する。 各ソレノイド弁２７．２８は制御ユニット４０からのデ
ユーティ信号により例えばオンして排圧し、オフしてレ
ギュレータ圧ＰＲを出力するものであり、このようなパ
ルス状の制御圧を生成する。そしてソレノイド弁２７か
らのパルス状の制御圧は、アキコムレータ３０で平均化
されてライン圧制御２２に作用する。これに対しソレノ
イド弁２８からのパルス状の制御圧は、そのまま変速速
度制御弁２３の他方に作用する。なお、図中符＠２９は
ドレン油路、３１はＡイルパン、３２はオリフィスであ
る。 ライン圧制御弁２２は、ソレノイド弁２７からの平均化
した制御圧により、変速比ｉ、エンジントルクＴに１ス
づいてライン圧ＰＬの制御を行う。 変速速１３Ｉ制御弁２３は、レギュレータ圧とソレノイ
ド弁２８からのパルス状の制御圧の関係により、ライン
圧油路２１．２４を接続する給油位置と、ライン圧油路
２４をドレンする排油位防とに動作する。 そして、デユーティ比により２位置の動作状態を変えて
プライマリシリンダ９への給油または排油の流ＩＱを制
御し、変速比ｉを変えると共に、その変化速ｇｄｉ／ｄ
ｔも変えるようになっている。 叩ら、プライマリシリンダ９の必要曲ＭＶは、変速比ｉ
との関係で機械的に構成上決まるもので、ｖ＝ｒ　　（
＋　＞ となり、流ｆｌＱは油ｆｆ１Ｖを時−間で微分したもの
であるから、 Ｑ＝ｄｖ／ｄｔ＝　（ｄｆ（ｉ　）　／ｄｉ）　・（ｄ
ｉ／ｄｔ）となり、流量Ｑと変速速麿旧／ｄｔは変速比
ｉをパラメータとして対応している。従って、次式にな
る。 ｄｉ／ｄｔ怠ｆ（Ｑ、ｉ　） また、プライマリシリンダ内圧Ｐ１）、ライン圧ＰＬ、
流量係＠Ｃ９８カ加速度す、油化重量γ。 弁の給油ボート開口面積Ｓ１．排油ボート開口面積Ｓｏ
とすると、給油流量Ｑｉ、排油流間Ｑｏは、Ｑｏ　＝ｃ
−８ｏ　［（２ｇＰｐ　＞／γ）条＝ａ−８ｏ　（Ｐｐ
　）条 Ｑｉ　＝ａ−８ｉ　　（ＰＬ−Ｐｐ　）’［ａ−ｃ（２
ａ／γ）１］ で表わせる。 そこで、デユーティ比（オン／オフ比）をＤと−４ると
、１サイクルの平均流量Ｑ（給油を正とする）は、 Ｑ＝ａ　（Ｄ−８ｔ　　（ＰＬ　−Ｐｐ　　）条　−（
１−Ｄ）ＸＳｏ　（Ｐｐ　）番） となり、ａ、Ｓｉ　、ＳＤを定数とりると、次式になる
。 Ｑ＝　　ｆ（Ｄ、ＰＬ、ＰＩ）） ここでラインＰＬは、変速比ｊ、エンジントルクＴによ
り制御され、そしてプライマリシリンダ内圧ＰＯは、変
速比１とライン圧ＰＬで決まるものであるから、Ｔを一
定と仮定すると、Ｑ＝　　ｒ（ｏ、　　ｉ　＞ となり１次式が成立づる。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｆ（Ｄ、　ｉ　） このため、式展ｍＬづ°ると、 Ｄ＝　ｆ＜旧／ｄｔ、　ｉ　） となり１以上により変速速度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔはデユ
ーティ比りと対応することがわかる。そしてデユーティ
比りは、変速速度ｄｉ／ｄｔと変速比ｉの関係で決まる
ことになる。　。 一部、変速速度ｄ　ｉ　／　（１ｔは、定常での目標変
速比ｉｓと実際の変速比ｉとの偏差に基づくものである
から、次式が成立゛する。 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　（ｉｓ　−ｉ　） このことから、各変速比ｉにＪ３いて上式から変速速度
ｄｉ／ｄｔを決めてやれば、それに基づいてデユーティ
比りが求まり、このデユーティ比りで変速速度制御弁２
３を動作すれば、低速段と高速段の変速全域で変速比変
化速度制御を行うことが可能となる。 上記式１ｓ−ｉはエンジントルクの変化ΔＴｅに対応す
るもので、係数舷はドライバの加速意志を表わすものと
考えることができる。従って、係数ｋをエンジン負荷の
変化により可変にすることで、定常時以外の加速時の変
速速度ｄｉ／ｄｔを決め得る。 更に、定常、加速時以外の過渡状態や種々の運転状態で
は、定常時をベースとして決まった変速速度を補正づる
ことで、対処することが可能となる。 そこで第２図の電気制御系では、上述の原理に基づいて
構成されており、以下に説明する。 先ず、変速速度制御系についで説明すると、プライマリ
プーリ７、セカンダリプーリ８．エンジン１の各回転数
センサ４１．４２．４３、およびスロットル開度センサ
４４を有する。そして制御ユニットにおいて両プーリ回
転数センサ４１．４２からの回転信号Ｎｐ　、Ｎｓは、
実変速比算出部４５に入力して、ｉ　＝Ｎｐ　／Ｎｓに
より実変速比ｉを求める。また、セカンダリプーリ回転
数センサ４２からの信号ＮＳとスロットル開度センサ４
４の信号θは、目標変速比検索部４６に入力する。ここ
で第３図（２）に示す変速パターンに基づき、第３回出
）に示すテーブルが設定されており、このテーブルのＮ
ｓ、θの値から１８が検索される。 ス

【］ットル間開度ンサ４４の信号θ（よ、加速検出部
５１に入力して（１θ／ｄｔによりスロットル開度変化
θを算出し、これに基づき係数設定７１ｇ＋４７で係数
ｋがθの関数として設定される。ぞして実変速比算出部
４５の実変速比ｉ、目標変速比検索部４Ｇの定常での目
標変速比ｉｓおよび係数設定部４７の係数１は変速速度
算出部４８に入力し、 ｄｉ／ｄｔ＝　ｋ　　（ｉｓ　−ｉ　）により変速速度
ｄ　ｉ　／　ｄｔが痒出され、かつその正。 負の符号によりシフトアップまたはシフトダウンを決め
る。 次いで、キックダウン時の補正として、係数設定部４１
の出力側に係数補正部５２が付加され、目標変速比検索
部４６からの信−号ｉｓと実変速比算出部４５からの信
号ｉが入力している。そして係数補正部５２では、１ｓ
−ｉと設定値Ａとを比較判断し、１ｓ−ｉ＞Ａの場合に
のみ係数にの値を数パーセント減じるようになっている
。 更に変速速度算出部４８からの変速速度の信号と実変速
比算出部４５の信号は、デユーティ比検索部４９に入力
する。ここで既に述べたように、［）−ｆ（ｄｉ、／ｄ
ｔ、　＋　）の関係によりｄｉ／ｄｔ、　ｉに基づくＤ
のテーブルが第３図■）のように設定されており、この
テーブルからデユーティ比りを検索する。このデープル
では、変速比ｉが小さくなって高速段に移行し、かつ変
速速度ｄｉ／ｄｔが小さくなるに従ってデユーティ比り
の値が小さく設定されている。 そして上記デユーティ比検索部４９からのデユーティ比
りの信号が、駆動部５０を介してソレノイド弁２８に入
力するようになっている。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ル開度センサ４４の信号θ、エンジン回転数センサ４３
の信号Ｎ１３および実変速比算出部４５の信号ｉがライ
ン圧設定部５３に入力し、エンジントルクＴ、実変速比
ｉの要素により目標ライン圧ＰＬを定める。そしてデユ
ーティ比設定部５４で目標ライン圧ＰＬに相当するデユ
ーティ比りを求め、このデコーフイ信８が駆動部５５を
介してソレノイド弁２７に入カケるにうになっている。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクビルの踏込みに応じた動力
が、クラッチ２．切換装置３を介し【無段変速機４のプ
ライマリプーリ７に入力し、駆動ベルｔ−ｉｉ、セカン
ダリプーリ８により変速した動力が出力し、これ、が駆
動輪１６側に伝達することで走行する。 そして上記走行中にＪ５いで、実変速比ｉの値が大きい
低速段においてエンジン［・ルクＴが大ぎいほど目標ラ
イン圧が大ぎ（設定され、これに相当するデユーティ信
号がソレノイド弁２７に入力して制御圧を生成し、その
平均化した圧力でライン圧制御弁２２を動作することで
、ライン圧油路２１のライン圧ＰＬを高くする。そして
変速比ｉが小さくなり、エンジントルクゴー心小さくな
るに従い同様に作用りることで、ラインｆｆ、　Ｐ　Ｌ
は低下づるように制御されるのであり、こうして常に駆
動ベルト・１１での伝達トルクに相当するブーり押付は
力を作用する。 上記ライン圧ＰＬは、常にセカンダリシリンダ１０に供
給されており、変速速度制御弁２３によりプライマリシ
リンダ９に給排油することで、変速速１．１　ＲＩＩＩ
　Ｉｆｌされるのであり、これを以下に説明する。 先ず、各ヒンサ４１．４２および４４からの信号ＮｐＮ
５．θが読込まれ、制御ユニット・４０の変速速度算出
部４５で実変速比ｉを、目標変速比検索部４６で目標変
速比ｉｓを求め、これらと係数ｋを用いて変速速度算出
部４８で変速速度ｄｉ／ｄｔを求める。そこでＩＳ＜１
の関係にあるシフトアップでは、ｄｉ／ｄｔが負の値に
なる。従って、デユーティ比検索Ｎ４９でｄｉ／ｄｔと
ｉに基づいてデユーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁２８に入力してパ
ルス状のｌｌ１ｌＩｌｌ圧を生成し、これにより変速速
度制御弁２３を給油と排油の２位置で繰返し動作する。 ここでデユーティ比が小さくなると、オフ時間により変
速速度制御弁２３は、給油位置での動作時間が艮くなっ
てプライマリシリンダ９に給油するようにイｒす、こう
し゛Ｃシフ［−アップする。一方、ＴＪ−テ・イ比が大
さ・（くＴると、逆にＡン萌間により排油位置での動作
時間が艮くなっ（プライマリシリンダ９は排油され、こ
れによりシフトダウンづる。そして、この場合の変速比
の変速速度、　　ｄｉ／ｄｔはデユーティ比の変化に対
応していることから、目標変速比ＩＳと実変速比ｉのｉ
差が小さい場合は、デユーティ比の変化が小さくプライ
マリシリンダ９の流量変化が少ないことで変速スピード
が遅くなる。一方、目標変速比ｉｓと実変速比ｉの１差
が大きくなるに従ってデユーティ比の変化によりプライ
マリシリンダ９の流ω変化が増して、変速スピードが速
くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域にＪ９いて、変速
比変化速度を変えながらシフトアップまたはシフトダウ
ンして無段階に変速暖ることになる。 一方、上記定常運転での加速時には、加速検出部５１で
アクセルｍ１度の変化θにより加速状態が検出され、こ
れに応じた係数ｋを設定する。そこで急加速の場合はど
、変速速度ｄｉ／ｄｔが正の大きい値になり、速い変速
速度でシフトダウンして加速を促づ。 そして上記加速の場合で仝向加速するキックダウン時に
おいて、実変速比；に比べて目標変速比ｉｓの値が非常
に大きく設定され、１ｓ−ｉ＞Ａの条件を満たす場合に
は、係数補正部５２により係数りが小さい値に補正され
ることで、変速速度算出部４８における変速速ａｄｉ／
　ｄｔ＝＝　ｋ　　（ｉｓ　−ｉ　）の痺出値も小さく
なる。そこで１ｓ−ｉの偏差が大きいにもかかわらず、
遅い変速速度で滑らかにシフトダウンを開始して、エン
ジン回転数と車体の加速を共に増大づるようになる。一
方、こうしてキックダウン時に低速段に向って変速する
過程において、１ｓ−ｉ＞Ａの条件を満たさなくなると
、それ以降は係数設定部４７で設定されたキックダウン
操作にともなう本来の係数ｋが出力づ°る。そのため、
変速速度ｄｉ／ｄｔ値も大ぎくなって、迅速にシフトダ
ウンするのである。 以−ヒ、本発明の一実施例について述べたが、上記実施
例のみに限定されるものではなく、マイコンでソフト・
的にＩＩＢ、理し行るのは勿論である。 【発明の効果】 以上述べ【きノｃように１本発明によれば、油圧制御系
において単一の変速速度制御弁ににり変速速度制御する
構成であるから、構造が簡素化し、制御も容易である。 変速速度をソレノイド弁のデユーティ比と対応させ、目
標変速比、と実変速比の１ｉｉｉ差に基づきデユーティ
比を決めて直接変速速度を制御する方式であるから、制
６ｐ動作、応答性等め点で良い。 加速の場合のキックダウン時において、変速速度があま
りに大きくなる条件では、変速速度を小さくりるように
補正されて清らかにシフトダウンするので、変速シ」ツ
クが回避され、エンジン回転数のみの急激な上昇が抑制
されて加速性能が向上する。 上記変速速度の補正は、キックダウン直後の一時的なも
のであり、それ以降は速い変速速度でシフトダウンする
ので、全開加速の性能を損うことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装ｒの実施例における油圧制御系
を示す構成図、第２図は同電気制御系を示すブロック図
、第３図は特性図、デープルを示す図である。 ４・・・無段変速機、７・・・プライマリプーリ、８・
・・レカンダリプーリ、９・・・プライマリシリンダ、
１０・・・レカンダリシリンダ、１１・・・駆動ベルト
、２１．２４・・・ライン圧油路、２３・・・変速速度
制御弁、２８・・・ソレノイド弁、４０・・・制御ユニ
ット、４５・・・実変速比算出部、４６・・・目標変速
比検索部、４７・・・係数設定部、４８・・・変速速度
算出部、４９・・・デユーティ比検索部、５１・・・加
速検出部、５２・・・係数補正部。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　滓 量　　弁理士　　村　井　　　進 ンユの

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プライマリシリンダへのライン圧油路の途中に、デュー
   ティ信号のオン・オフにより給油と排油の２位置で動作
   する変速速度制御弁を設け、 変速速度を、定常での目標変速比と実変速比の偏差に基
   づいて決め、かつキックダウン時の目標変速比と実変速
   比の偏差が設定値以上の場合は、変速速度を小さくする
   ように補正し、 該変速速度に対応して上記変速速度制御弁のデューティ
   比を設定する無段変速機の制御装置。