JPS6267361A - 副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方法 - 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、副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方
法の改良に関するものである。

従来技術 ２段以上の１１：■進ギア段に切り換えられる副変速機
を有する車両用無段変速機を６ｉｆえた車両が知られて
いる。このような車両においては、たとえばスロットル
弁開度と車速などの車両の運転状態を表す計に基づいて
副変速機がその前進ギア段のいずれかに自動的に切り換
えられるとともに、予め求められた関係からエンジンの
要求出力量などに基づいて無段変速機の入力軸の目標回
転速度を決定し、その目標回転速度と実際の入力軸の回
転速度とが−・致するよ・うに無段変速機の変速比が制
御される。そして、このような無段変速機の変速比制御
に際して目標回転速度を決定するための関係は、副変速
機のギア段に拘わらず、共通に用いらね、ていた。たと
えば、第８図は前進２段の副変速機の高速側ギア段にお
ける目標回転速度の決定するための関係を示すものであ
り、第９図は副変速機が低速側ギア段である状態におい
て用いられる関係を示す図である。なお、両図における
関係は、副変速機のギア段によって各々異なる、トラン
スミッション全体の変速比変化範囲内において示されて
いる。車両において、畠り変速機のギア段が車両の走行
状態に従って自動的に切り換えられる場合には、たとえ
ば第１０図の変速バタヘーンに従って副変速機のギア段
が切り換えられる。この変速パターンにおいては、低速
側ギア段から高速側ギア段（第１速−第２速）へのアッ
プシフト線Ａおよび高速側ギア段から低速側ギア段（第
２速−第１速）へのダウンシフト線Ｂは適当なヒステリ
シスが形成されるように設定される。このアップシフト
線およびダウンシフト線は第９図および第８図の目標回
転速度を得るための関係を示す図中においてもそれぞれ
記入されている。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、かかる従来の車両における副変速機のシ
フトダウンに際しては、エンジンの回転速度すなわち無
段変速機の人力軸回転速度が副変速機の両ギア段の変速
比の差に基づいて上昇するが、エンジンに許容される最
高回転速度Ｎ　Ｉｌ＋！＋＊ｘを越えてはならない。こ
のため、副変速機におけるシフトダウン直前のエンジン
回転速度は、一定の回転速度（Ｎ、　ｍａｘ　／γ−ｎ
、：但し、冑速側ギア段における変速比を１、低速側ギ
ア段における変速比をＴとする）以下でなければならず
、このようなことを実現するために、実際のダウンシフ
ト線はＣに示す如く変更しなければならず、副変速機の
高速側ギア段から低速側ギア段へのダウンシフトを許容
する車速領域が第８図のＶ、以下に示す狭い領域となり
、車両の走行性能が低下してしまうという問題があった
。

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、２段以上の前進ギア段に切り
換えられる副変速機を有する車両用無段変速機を錨え、
かつ車両の運転状態に応じて副変速機がその前進ギア段
のいずれかに切り換えられる形式の車両において、予め
求められた関係からエンジンの要求出力量などに基づい
て前記無段変速機の入力軸の目標回転速度を設定し、そ
の目標回転速度と実際の入力軸の回転速度とが一致する
ように変速比を制御する無段変速機の制御方法であって
、（１）予め用意した複数の関係から、前記副変速機の
実際の前進ギア段に対応した関係を選択する選択工程と
（２）その選択工程により選択された関係から前記目標
回転速度を決定する目標回転速度決定工程とを含むこと
にある。

作用および発明の効果 このようにすれば、選択工程において予め用意した複数
の関係から副変速機の実際のギア段に対応した関係が選
択されるとともに、目標回転速度決定工程において、選
択工程により選択された関係から目標回転速度が決定さ
れる。副変速機の高速側ギア段ζ４″、おいては、低速
側ギア段と頁なる関係が用いられて、その関係をスロッ
トル弁開度が大きい場ｈ４；１　、Ｊ汎）てＬ１標回転
速度を比較的低く設定する関係を用いることができるか
ら、副Ｋ　速ａのダウンシフ１〜時において増加するエ
ンジン回転速度がその最大速度を越えない領域が拡大さ
れ、走行性能が大幅に改善されるのである。

前記選択工程は、好適には、前記副変速機のギア段が高
速側ギア段に切り換えられている場合には、低速側ギア
段に切り換えられている場合よりも前記目標回転速度を
低く決定する関係を選択し、逆に、副変速機のギア段が
低速側ギア段に切り換えられている場合には、高速側ギ
ア段に切り換えられている場合よりも目標回転速度を高
く決定する関係を選択するもの、である。

また、前記車両は、好適には、前記副変速機をその高速
側ギア段に維持するための通常走行レンジと、副変速機
のギア段を車両の走行条件に応じてＪＭ択するための自
動変速レンジとを選択操作するためのシフトレバ−等の
切換装置を備えたものであり、前記選択工程は、前記副
変速機のギア段が同じ状態でも上記切換装置により通常
走行レンジまたは自動変速レンジが選択されるに応答し
て、互イに異なる関係を選択するものである。このよう
な場合には、シフトレバーが自動変速レンジに操作され
かつ各副変速機が高速側ギア段にシフトさせられている
状態において用いられる関係に比較して、通常走行レン
ジでは目標回転速度が高く決定される特性を有する関係
を用いることができる。このため、通常走行レンジにお
いて用いられる関係は、シフト時の不都合を解消するた
めの対策が為されていない関係を用いることができるの
で、通常走行時の走行性が一層高められる利点がある。

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、車両のエンジン１０は、ロノクアソブ
クランチ付フルードカップリング１２を介して無段変速
機１４の入力軸１６に連結されている。入力軸１Ｇには
、油圧シリンダ１８によって■溝幅すなわち伝動ベル１
−２０の掛り径が変更される可変プーリ２２が設けられ
ており、まＡ−出力軸２４には、油圧シリンダ２６によ
ってＶ溝幅が変更される可変プーリ２８が設けられてい
る。

したがって、入力軸１Ｇに伝達された回転力は可変グー
リ２２および２８に巻き掛けられた伝動ベルト２０を介
して出力軸２４に伝達されるとともに、後段の副変速機
３０に伝達される。副変速機３０は、第１サンギア３２
、第２サンギア３４、リングギア３６などから成るラビ
ニョオ型複合遊星歯車装置を含む。高速段用クラッチ３
８、低速段用ブレーキ４０、後進用ブレーキ４２が図示
しない油圧アクチュエータによって択一的に作動させら
れることにより、第３図に示Ｊ゛ように、副変速機３０
の変速比Ｒｆは切り換えられ、あるいは正転、逆転が切
り換えられるようになっている。

ここで、第３図において、ρ、はＺ　ｓｌ　／”’　Ｚ
　ｒ　＋　　ρ２はＺ、２／Ｚ、である。但し、ＺＳＩ
は第１サンギア３２の歯数、Ｚｓ２は第２サンギア３４
の歯数、Ｚｌはリングギア：３６の歯数でさする。−・
ル１式無段変速機１４の出力軸２４ば副変速機３０の入
力軸を構成し、また副変速ａ３０内の遊星ギアを支持す
るキャリア４４は出力軸を構成するので、副変速機３０
の変速比はキャリア４４の回転数で出力軸２４の回転数
を除した値となる。前記キャリア４４に伝達された回転
力は中間歯車４６．４８および終減速機５０を経て、一
対の車両の駆動輪５２にそれぞれ伝達されるようになっ
ている。

可変プーリ２２および２８の近傍には、それら可変プー
リ２２および２８の回転速度に対応し７た周波数のパル
ス信号ＳＰＩおよびＳＰ２をコントローラ５４へ出力す
るための入力軸回転センナ５８および出力軸回転センサ
６ｏが設けられている。

また、中間歯車４８の近傍には、中間歯車４８の回転速
度に対応した周波数のパルス信号ＳＶをコントローラ５
４に出力するための車速センサ６２が設けられている。

また、エンジン１０の図示しない給気配管に設けられた
スロットル弁には、スロットルセンサ６４が設けられて
おり、そのスロットルセンサ６４からはスロットル弁開
度θを表すスロットル信号Ｓθがコントローラ５４に供
給される。更に、本実施例においては切換装置としてシ
フトレバ−６６が用し）られており、そのシフトレバ−
６６の操作位置を検出する操作位置センサ６Ｂからは、
シフトレノ＼−６６の操作位置Ｐｓｌ。

を表ず信号ＳＰがコントローラ５４に供給される。

このシフトレバ−６６は油圧回路７０内のマニアルバル
ブと機械的に関連させられており、ニュー１〜ラルレン
ジに操作されたときには、高速段用クラ、千３８、低速
段用ブレーキ４０、後進用ブレーキ４２をぞれぞれ作動
させるための油圧アクチュエータのいずれにも油圧が供
給されることを阻止するが、後進レンジに操作されたと
きには、後進用ブレーキ４２を作動させる油圧アクチュ
エニタのめに作動油を供給させる。また、前進レンジの
うらの自動変速くロー）レンジに操作された場合には、
高速段用クラッチ３８および低速段用ブレーキ４０を作
・助させるそれぞれの油圧アクチュエータのいずれかに
作動油が供給されることを許容する。それらの油圧アク
チュエータには、油圧回に３７０に設けられたシフト用
電磁弁７２の作動に応４．Ａ；　ｌ−、て、択一的に油
圧が供給されるようになっている。更に、シフ１−レバ
ー６６が＋ｉｉｊ進レンジのうちの通常走行（ドライブ
）゛レンジに操作された場合には、高速段用クラッチ３
８を作ｖ＋させる油圧アクチーユエータのみに作動油が
供給されることを許容し、高速側ギア段が維持されるよ
うにする。

また、油圧回路７０は、出力軸２４に設けられた油圧シ
リンダ２６に無段変速機１４の実際の変速比およびエン
ジン１０の出力トルクＣ１二対応して調圧されたライン
油圧を供給し１、伝動ベルト２０の張力を必要かつ充分
に制御する。また、油圧回路７０は、入力軸１６に設け
られた油圧シリンダ１８に関して、シフト方向切換弁７
４の作動に応答して、作動油を供給しあるいは排出し、
また、シフト速度切換弁７６の作動に応答して油圧シリ
ンダ１８への作動油７九人速度あるいは油圧シリンダ１
８からの作動油排出速度を変化させる。なお、油圧ポン
プ７８はエンジン１０などによって駆ΦＪ１されること
により、オイルタンク８０内の作動油を油圧回路’７０
に圧送するものであって油圧回路７０の油圧州２−（７
て機能する。

前記コントローラ５４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒハ、Ｍ　
’：’；：　含む所謂マイクロコンピュータであって、
）ンへ〜１の記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶さ
れたプログラムに従って人力信号を処理し、副変速機３
０のギア段を自動シフトさせるためにシフト用電磁弁７
２の作動を制御する一方、無段変速機１４の変速比を最
適値に変化させるためにシフト方向切換弁７４およびシ
フト速度切換弁７６の作動を制御する。

以下、本実施例の作動の要部を第１図のフローチャート
に従って説明する。

第１図は、車両のトランスミッション全体の変速比を制
御するための制御ルーチンを示すものであ−て、先ずス
テップＳ１が実行されることにより車ｉ１　Ｖ、スロッ
トル弁開度θ、入力軸１６の回転速度Ｎ、ｎ、出力＄＋
ｌｉ　２４の回転速度Ｎ。。１、シフｌし・Ｉへ−６６
の操作位置Ｐ、、ｈが信号ＳＰＩ、５ｌ）２、　　ＳＯ
，ＳＶ、ぢよびＳＰに些づいて読み込まれる。次いで、
ステア・グＳ２が実行されることにより、シフトレバ−
６６の実際の操作位置か通常走行レンジかあるいは自動
変速レンジであるかが判断される。通常走行レンジマ・
あると判断された場合には、ステップＳ４が実行されて
、予めＲＯＭに記憶された複数のデータマツプから通常
走行レンジ用データマツプが選択される。この通常走行
レンジ用データマツプは通常走行時に適した目標回転速
度Ｎ　＋　ｎ　”を決定するためのものであり、たとえ
ば第５図に示す関係を表すものである。この関係は、エ
ンジン１０の燃焼効率および運転性が最適に得られるよ
うに予め太められたものであり、スロットル弁開度θお
よび車速Ｖに基づいて最適な目標回転速度Ｎ、２が決定
される。そしてステップＳ６が実行されることにより、
ステップＳ５において決定された目標回転速度Ｎ　ｉ　
ｎ　　と入力４ＩＩＪＩｌ〔９の実際の［す１転速度Ｎ
　ｉｎとが−・敗するように無段変速機１４の変速比を
変更するためにシフ１へ方向切換弁７４およびシフト速
度切換弁７６を１１動１させる。

前記スブソ？゛Ｓ２において、シフトレバー６６が自動
変速レンジに制御されていたと判断された場合には、ス
テ・７プＳ３が実行されることにより、副変速機３０の
シフト制御が実行される。すなわち、ＲＯＭに予め記ｔ
αされたシフトパターンから、車速■およびスロットル
弁開度θに基づいて副変速機３０のギア段が決定され、
決定されたギア段が実現されるようにシフト用電磁弁７
２に駆動信号を出力する。シフトパターンはたとえば第
４図に示すものであり、データマツプなどの形態で記憶
されている。図において、Ｄは、車両の走行性能を考慮
して用意されたものであって、低速側ギア段（第１速）
から高速側ギア段（第２速）へのシフトアンプの判１折
に用いるシフトアップ線であり、図中Ｅは、適当なヒス
テリシスを形成するように、またキックダウンによる加
速性能を考慮して用意されたものであって、高速側ギア
段から低速側ギア段へのシフトダウンの判断に用いるシ
フトダウン線である。

次いで、ステップＳ７が実行されることにより、副変速
機３０の実際のキ！ア段が高速側ギア段であるかまたは
低速側ギア段であるかが判断される。

高速側ギア段であると判断された場合には、ステップＳ
８が実行されて、たとえば第６図の関係を表す高速側ギ
ア段用データマツプが選択されるとともに、ステップＳ
９が実行されて高速側ギア段用データマツプからスロッ
トル弁開度θおよび車速Ｖに基づいて高速側ギア段に適
した目標回転速度Ｎ　ｉ　ｎ′″が決定される。次いで
ステップＳ６が実行されることにより、高速側ギア段に
適した目標回転速度Ｎ　ｉ　ｙｌ　”と入力軸１６の実
際の回転速度Ｎ８．、とが一致するように無段変速機１
４の変速比が変更される。

前記ステップＳ７において副変速機３０のギア段が低速
側ギア段であると判断された場合には、ステップＳＩＯ
が実行されて、たとえば第７図の関係を表す低速側ギア
段用データマツプが選択されるとともに、ステップＳｌ
ｌが実行されることにより、低速側ギア段用データマツ
プに基づいて低速側ギア段に適した目標回転速度Ｎ　；
　ｎ″が決定される。そしてステップＳ６が実行される
ことにより、低速側ギア段に適した目標回転速度Ｎ　ｉ
　ｎ″と入力軸１６の実際の回転速度Ｎ、ゎとが一致す
るように無段変速機１４の変速比が変更される。

以上の作動が繰り返される状態において、シフトＩ／バ
ー６６が通常走行レンジに選択操作され、車両が車速ｖ
２であり、スロットル弁開度θがθ。

で走行している場合には、第５図から明らかなように、
目標回転速度Ｎ　ｉ　ｎ　　がｎ２に決定され、入力軸
１６の実際の回転速度Ｎ８．、もそれに一致させられる
。この状態において、車両を加速するためにマクセルペ
ダルが大きく踏み込まれると、スロットル弁開度θが１
００％になるので、目標回転速度Ｎ　ｉ　ｎ　　がｎ３
に変更され、その後車速■の上昇に伴って目標回転速度
Ｎ　ｉ　ｎ　　がｎ４まで増加させられる。

一方、シフトレバ−６６が自動変速レンジに選択操作さ
れている状態において、上述のような加速操作が行われ
ると、副変速機３０のシフトも同時に行われる。すなわ
ち、車速ＶがＶ４、スロットル弁開度θが０％付近であ
る状態において、アクセルペダルがフルスロットル（θ
−１００％）まで踏み込まれると、第６図に示すように
、目標回転速度Ｎ、、、″がｎｓとなる点において、シ
フト　７ダウン線Ｅを横切り副変速機３０の高速側ギア
段から低速側ギア段へのシフトが実施される。このよう
なシフトの実施直後の入力軸１６の実際の回転速度Ｎ　
ｉ　ｎは、低速側ギア段と高速側ギア段との変速比（本
実施例では高速側ギア段の変速比Ｒ２が１であるから低
速側ギア段の変速比Ｔ）分だけ上昇するので、ｎ６　　
（＝ｎｓ　Ｘγ）となり、その後目標回転速度Ｎ　ｉ　
ｎ″に一致させられる。このような副変速機３０のシフ
ト直後の入力軸１６の実際の回転速度Ｎ　ｉ　ｎは、エ
ンジン１０に許容される最高回転速度Ｎ。、〜を越えて
はならないが、第６図に示すように、本・実施例では、
副変速機３０のシフトダウン後の入力軸１６の回転速度
がエンジン１０の最高回転速度Ｎ。ｍｎｘを越えないよ
うにするためのシフト直前の回転速度の最大値ｎ１が比
較的大きなＴＪ速■、上に位置し、かつその点をスロッ
トル弁開度が１００％である状態の曲線が通るようにし
であるため、すなわち、目標回転速度Ｎ、。８が低くな
るように特性を抑えであるため、副変速機３０のシフト
ダウン領域がＶ、まで高車速側へ拡大され、走行性能が
大幅に改善されている。

また、副変速機３０のシフトダウン後においては、シフ
トダウンにより増加した入力軸１６の実際の回転速度Ｎ
　ｉ　ｎと車速■およびスロットル弁開度θによって定
まる目標回転速度Ｎ　４　ｎ　’との差が無くなるよう
に無段変速機１４の変速比が変化させられるが、本実施
例においては、第７図に示すように、特にスロットル弁
開度θが１００％であるときの特性曲線がシフトダウン
領域において目標回転速度Ｎ、ばか高くなるように設定
されているので、シフトダウン直後における目標回転速
度Ｎ、−と入力軸１６の実際の回転速度Ｎ８．、との差
が縮小される。たとえば、その差は、第９図に示すよう
に、従来では車速ｖ１で（Ｎ、、□−ｎｆｌ）でア−１
たのに対し、本実施例では、第７図に示すように、ｖｌ
よりも大きいｖ５で（Ｎｅ　ｔｍｍｘ　　ｎ　ＩＩ　）
、１１：、すも小さな（Ｎ、、、。−ｎ７）である５１
、二のｊ、゛め、無段変速機１４の増速方向の変速比変
化幅が抑制され、シフト・ダウン時の違和感が緩和され
、走行感が好適に改善される。

また、本実施例では、副変速機３０が高速側ギア段で走
行する場合において、シフトレバ−６６が通常走行レン
ジであるかあるいは自動変速レンジであるかによって第
５図に示す関係と第６図に示す関係とが択一的に選択さ
れる。第５図に示す関係は車両の走行燃費および運転性
が最適となるように目標回転速度Ｎ　＋　、、″を決定
するために予め求められた関係であり、また、第６図に
示す関係は、車両の走行燃費および走行性を維持すると
同時に、前述のように、副変速ａ３０のシフトダウンに
伴う不都合を解消するために定められたものである。し
たがって、通常走行時には、副変速機のシフトダウンに
伴う不都合を解消する対策が為されていない第５図に示
す関係を用いることができるので、車両の走行性が一層
高く維持されるＸＩＩ点がある。

１以上、本発明の一実施例について説明したが、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は、副変速機３０が前
進２段のギア段に選択的に切り換えられる形式のもので
あったが、前進３段以上のギア段を備えたものであって
も良い。

また、無段変速機１４は伝動ベル）２０が可変プーリ２
２および２８に巻き掛けられた形式のベルト式無段変速
機であったが、その他の形式の無段変速機であっても良
い。

また、前述の実施例においては、車両を専ら高速側ギア
段で走行させるための通常走行レンジと、。

車両の走行条件に従って高速側ギア段と低速側ギア段と
を自動的にシフトさせる自動変速レンジとに選択操作さ
せられているが、自動変速レンジだけで走行する形式の
車両であっても差支えないのである。

更に、前述の実施例においてはエンジンの要求出力を表
す量としてスロットル弁開度θが用いられていたが、ア
クセル操作量、燃料噴射量あるいは燃料噴射時間が用い
られても良い１、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！ない範囲
（５，′″。

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図は本発明が適用された装置の一連の作・す１を説
明するフローチャートである。第２図は本発明が適用さ
れた装置の一例を示す図である。第３図ば第２図の副変
速機における切換え状態を示す図である。第４図は第１
図のフローチャー１−において、副変速機の自動シフト
に用いられる変速パターンを示す図である。第５図、第
６図、および第７図は第１図のフローチャートにおいて
、目標回転速度を決定するために用いられる関係をそれ
ぞれ示す図である。第８図および第９図は目標回転速度
を決定するために用いられた従来の関係に示ず図であっ
て、第６図および第７図らこそれぞれ対応する図である
。第１０しｊは従来の変速パターンを示す図であっ才筆
４図に対応する図である。 １４：無段変速機 ３０：副変速機 Ｎ、、、″：目標回転速度 θ：スロソ１−ル弁開度（要求出力量）ｔ１１断人　　
トロタ自動車株１（会社第１図 第３図 ８　　　　　車速■ 第５図 第６図 ０　　　ひ４　　　ｖ５　　　車速Ｖ Ｕ　　　　　　ｖｆ　　　　　　　率逮　Ｙ第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２段以上の前進ギア段に切り換えられる副変速機
   を有する車両用無段変速機を備え、かつ車両の運転状態
   に応じて該副変速機がその前進ギア段のいずれかに切り
   換えられる形式の車両において、予め求められた関係か
   らエンジンの要求出力量などに基づいて前記無段変速機
   の入力軸の目標回転速度を決定し、該目標回転速度と実
   際の入力軸の回転速度とが一致するように変速比を制御
   する無段変速機の制御方法であって、 予め用意した複数の関係から前記副変速機の実際の前進
   ギア段に対応した関係を選択する選択工程と、 該選択工程により選択された関係から前記目標回転速度
   を決定する目標回転速度決定工程とを含むことを特徴と
   する副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方法。
2. （２）前記選択工程は、前記副変速機のギア段が高速側
   ギア段に切り換えられている場合には、低速側ギア段に
   切り換えられている場合よりも前記目標回転速度を低く
   決定する関係を選択し、逆に、該副変速機のギア段が低
   速側ギア段に切り換えられている場合には、高速側ギア
   段に切り換えられている場合よりも前記目標回転速度を
   高く決定する関係を選択するものである特許請求の範囲
   第１項に記載の副変速機を備えた車両用無段変速機の制
   御方法。
3. （３）前記車両は、前記副変速機をその高速側ギア段に
   維持するための通常走行レンジと、該副変速機のギア段
   を車両の走行条件に応じて選択するための自動変速レン
   ジとを選択操作するための切換装置を備えたものであり
   、前記選択工程は、前記副変速機のギア段が同じ状態で
   も、該切換装置により通常走行レンジまたは自動変速レ
   ンジが選択されるのに応答して、互いに異なる関係を選
   択するものである特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の副変速機を備えた車両用無段変速機の制御方法。