JPS6349557A - 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＠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
制御するものにおいて、バルブ開口面積のバラツキや油
温変化に対する補正に関する。 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＠公報に示す油圧Ｉ！ｉ１１御系の
基本的なものがある。これは、アクセルの踏込み壷とエ
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、ライン圧等により機構上
決定されることになり、変速速度を直接ＩＩＩ御できな
なかりた。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する場合に
おいて、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】

そこで従来、無段変速機において変速速度制御するもの
に関しては、例えば特開昭５９−２１７０４７号公報の
先行技術があり、目ｆｉ機関回転速度に対して実際の機
関回転速度を一致させるように閉ループのフィードバッ
ク制御系を成し、かつ変速速度を両回転速度の偏差の増
大関数と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、上記先行技術の方法は、閉ループのフィード
バックυ制御系であるため、目標値と実際値の一致性に
は優れているが、一定の変更量Δｅを加減算するという
制御が必要になり、制御が煩雑で応答性に欠ける。また
、変速速度制御のメリットである加減速等の過渡状態の
特性を有効に発揮するため、上述のように変速速度を両
回転速度の偏差の増大関数にする等の手段を施さねばな
らない問題がある。 そこで、目標変速比と実変速比の偏差に基づいて目標と
する変速速度を算出し、これを制御対象として間ループ
で制御することが考えられる。こうすると、変速速度が
目標値と実際値の偏差により自動釣に増減して好ましく
、応答性も向上する。 しかし、間ループの制御であるため、目標値と実際値の
一致を、条件が変化した場合に修正できない不具合があ
る。 即ち、油圧制御系には各種のバルブがあり、このバルブ
には製作１避けられない特性のバラツキが存在する。ま
た、油温変化により流量係数２浦の密度等のパラメータ
が変動するのであり、これにより上記開ループ制御の場
合は目標値に対し実際値がずれてしまう。従って、かか
るバルブのバラツキや油温変化等に対する補正対策が必
要不可欠である。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
速度を制御対象とする間ループ制御系において、バルブ
のバラツキや油温変化による目標値と実際値のずれをな
くすように補正する無段変速機のｌ！ＩＩＩＩＩｌＩ装
置をＩＰ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に、本発明は、変速速度制御す
るプライマリシリンダの油の流ｆｆ１Ｑが、変速速度あ
り御弁の給、排油ボート開口面積Ｓｉ。 Ｓｏ、デユーティ比り、流量係数Ｃ１比重γ等により決
まる。そしてこれらのＳｉ　、Ｓｏ、Ｃ，γの値が変化
した場合は、デユーティ比りの値を修正することで補正
できる。また、目標と実際の変速比ＩＳ、１および変速
速度Δｉｄ、Δｉの値を所定の条件下で検出することで
、バルブ開口面積のバラツキまたは油温変化の原因を知
ることができる点に着目している。そこで、車両の運転
状態により目標変速比と実変速比に基づき変速速度を決
定し上記変速速度により変速制御１Ｍを決定するＭ両系
において、上記変速速度に対する実変速速度の偏差量に
より変速制御するアクチュエータの制御量を補正するよ
うに構成されている。

【作　　用ｌ 上記構成に基づき、目標と実際の変速速度を所定の条件下で検出して、バルブ開口面積のバラツキ、または油温変化による原因が判断され、それぞれの場合毎に補正されるようになる。 こうして本発明によれば、バルブ開口面積のバラツキと油温変化による目標値と実際値のずれを、それぞれ各別かつ適確に補正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、本発明が適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２．前後進切換装置３を介して無段変速＠４の主軸５
に連結する。無段変速ＩＲ４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が巻付けられている。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組のりダクションギャ１２を介して出
力軸１３に連結し、出力軸１３は、ファイナルギヤ１４
．ディファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１６に伝
動構成されている。 次いで、無段変速Ｒ４の油圧制御系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ポンプ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
カンダリシリンダ１０．ライン圧制御弁２２．変速速度
制御弁２３に連通し、変速速度制御弁２３から油路２４
を介してプライマリシリンダ９に連通する。ライン圧油
路２１は更にオリフィス３２を介してレギュレータ弁２
５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２
７．２８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！１１ｎ
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、アキュムレータ３０で平均化されてライン
圧制御弁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２
３の他方に作用する。なお、図中符号２９はドレン油路
、３１はオイルパンである。 ライン圧υｌ１ｌｌ弁２２は、ソレノイド弁２７からの
平均化した制御圧によりライン圧ＰＬの制御を行う。 変速速度制御弁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置とに動作する。 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量を制御
し、変速速度により変速制御０するようになっている。 第２図において、電子制御系について説明する。 先ず、変速速度制御系について説明すると、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４０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　／Ｎ
ｓにより実変速比１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Ｎ
Ｓとスロットル開度センサ４４の信号θは、目標変速比
検索部４６に入力し、ここで変速パターンに基づ＜ＮＳ
−〇のテーブルから目標変速比ＩＳを検索する。 スロットル開度センサ４４の信号θは加速検出部５１に
入力し、所定時間内のスロットル開度変化によりスロッ
トル開度変化速度υを算出し、これに基づき係数設定部
４７で係数ｋが６の関数として設定される。実変速比算
出部４５の実変速比ｉ、目標変速比検索部４６の定常で
の目標変速比ＩＳおよび係数設定部４７の係数には、変
速速度算出部４８に入力し、 △ｉｄ＝　　ｋ　（ｉｓ　−ｉ　） により変速速度Δｉｄ８算出し、その符号が正の場合は
シフトダウン、負の場合はシフトアップに定める。 変速速度算出部４Ｂと実変速比算出部４５の信号Δｉｄ
、　ｔは、更にデユーティ比検索部４９に入力する。 ここで、デユーティ比Ｄ＝　ｆ（Δｉｄ、　＋　）の関
係により、Δ１ｄとｉのテーブルが設定されており、シ
フトアップではデユーティ比りが例えば５０％以上の値
に、シフトダウンではデユーティ比りが５０％以下の値
に振り分けである。そしてシフトアップではデユーティ
比りが１に対して減少関数で、Δ１ｄに対して増大関数
で設定され、シフトダウンではデユーティ比りが逆にｉ
に対して増大関数で、Δｉｄに対しては減少関数で設定
されている。そこで、かかるテーブルを用いてデユーテ
ィ比りが検索される。そして上記デユーティ比検索部４
９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８．１７２２回転数センサ４３
の信号ＮＯがエンジントルク算出部５２に入力して、θ
−ＮｅのテーブルからエンジントルクＴを求める。一方
、実変速比算出部４５からの実変速比１に基づき必要ラ
イン圧設定部５３において、単位トルク当りの必要ライ
ン圧ＰＬｕを求め、これと上記エンジントルク算出部５
２のエンジントルクＴが目標ライン圧算出部５４に入力
して、ＰＬ−ＰＬｕ−Ｔにより目標ライン圧ＰＬを算出
する。 目標ライン圧算出部５４の出力ＰＬは、デユーティ比設
定部５５に入力して目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを設定する。そしてこのデユーティ比りの信号
が、駆動部５６を介してソレノイド弁２７に入力するよ
うになっている。 一方、上記変速速度制御系において、バルブ開口面積の
バラツキ、油温変化に対する補正手段について説明する
。 先ず、油圧制御系では、変速速度制御弁２３によリプラ
イマリシリンダ９の流量を制御して変速速度ＩＩＩＩｌ
ｌする構成になっており、この場合の必要油量Ｖは、実
変速比１との関係で機構的に決まり、Ｖ−ｆ（ｉ＞ となる。流ｆｆ１Ｑは、油量Ｖの時間的変化であるから
、 Ｑ−ｄＶ／ｄｔ−ｄｆ　（ｉ　）　／ｄｉ　−ｄｉ／ｄ
ｔとなり、流１１Ｑと変速速度ｄｉ／ｄｔは、実変速比
１をパラメータとして対応している。 また、プライマリシリンダ内圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、油
の流量係数Ｃ１比重γ１重力の加速度Ｑ。 弁の給油ボート開口面積Ｓｉ、排油ボート開口面積ＳＯ
とすると、給油流ｆｆ１Ｑｉ、排油流ＭＩ　Ｑ　ｏは、
Ｑｏ　＝Ｃ−８ｏ　　（２ｇＰｐ　／γ）門−ａ−８ｏ
　　（ｐＨ）’ Ｑｉ−ａ−８ｉ　　（ＰＬ　−ＰＩ）　＞４ａ−Ｃ（２
ｇ／γ）番 で表わせる。 ところで、デユーティ比りを用いた１サイクルの平均流
ｆｆ１Ｑ（給油を正とする）は、Ｑ−ａ　（Ｄ−８ｉ　
　（ＰＬ　−Ｐｐ　）４−　（１−Ｄ）ＸＳｏ　（Ｐｐ
　）条） −ａ　（Ｄ−Ａ−（１−ＤＡ８） Ａ−８ｉ　　（ＰＬ−Ｐｌ＋）！ Ｂ＝Ｓｏ　（Ｐｉ）　）４ となる。従って、次式が成立する。 Ｄ−（Ｑ＋ａＢ）／ａ　（Ａ＋Ｂ） そこで、変速速度制御弁２３の袷、排油ボート開口面積
のバラツキに対する影響を考察すると、以下のようにな
る。 先ず、給油ボート開口面積が３ｉから（１＋ｅ）３ｉに
変化し、目標変速速度を得るために必要なデユーティ値
がＤからＤ′に変化したとすると、次のようになる。 Ｄ／Ｄ　′−（Ｑ＋ａＢ／ａ　（Ａ＋Ｂ＞）／　［Ｑ＋
ａＢ／ａ　（（１＋ｅ）Ａ＋８）］ −１＋　（Ａ／Ａ＋Ｂ）ｅ 同様にして排油ボート間口面積がＳｏから（１＋ｅ）Ｓ
ｏに変化し、この場合のデユーティ値が＜１−Ｄ）から
（１−Ｄ−）に変化すると、次のようになる。 （１−Ｄ）／（１−Ｄ”） −（−Ｑ＋ａＡ／ａ　（Ａ＋８＞）／　［−Ｑ＋ａＡ／
ａ　（Ａ＋　（１＋ｅ）８）］−１＋　（Ｂ／Ａ＋Ｂ）
ｅ 従って、開口面積の変化に対してのデユーティ値に成る
割合を乗算することで、補正可能である。 一方、間口面積のバラツキの場合は、例えば目標変速速
度Δ１ｄが生じているのに実際の変速速度Δ１が零にな
っている。即ち、第３図のように目標変速比ｉＳ、実変
速比ｉとの間に偏差があって、目標変速速度Δ１ｄは在
る一定値になっているが、実変速速度Δ１は零のままで
ある。従って、かかる条件下で開口面積のバラツキを判
断すればよい。 そしてデユーティ値のマツプにおいて、現在出力中のデ
ユーティ比の値Ｄｉと、Δ１ｄ−０を得る値Ｄｏにより
デユーティ比の値［）ｉ／Ｄｏを求め、これをデユーテ
ィ比りに乗算して補正すればよい。 次いで、油温変化による油の流量係数Ｃ１比重γ等のパ
ラメータ変化による影響を考察すると、以下のようにな
る。 Ｄ−（Ｑ＋ａＢ＞／ａ　（Ａ＋８） −（Ｑ／ａ＋８＞／　（Ａ＋８＞ ここで、ａの値が大きくなると、同じ変速速度を得るた
めのデユーティ比りの値は小さくなる。しかし、変速速
度が零の状態（バランス点）におけろデユーティ比りの
値は変化しないことがわかる。 一方、この場合は１例えば第４図のように目標変速比ｉ
Ｓ、実変速比１との間には（ｇ差があり、目標変速速度
Δ１ｄと実変速速度Δ１にも偏差が生じており、この条
件下で油温変化を判断できる。そしてデユーティ値のマ
ツプにおいて現在出力中の値Ｄ−は、本来現実に得てい
る変速速度のデユーティ比の値り、の所になければなら
ないと考えられる。また、上式から目標変速速度Δ１ｄ
−０のデユーティ比の値Ｄｏは変化しないので、デユー
ティ比の値Ｄｏに対する各デユーティ比の値Ｄｔ。 Ｄ４の偏差による補正を行えばよい。従って補正値は、
（ＤＪ　−Ｄｏ　）／　（０１−Ｄｏ　）となる。 そこで、第２図において付加した補正手段は、上述のこ
とに基づいて構成されている。即ら、実変速比１が入力
する実変速速度算出部６０を有し、時間で微分して実変
速速度Δ１を求める。また、目標と実際の変速速度Δｉ
ｄ、Δｉは、開口面積のバラツキ判断部６１と油温変化
判断部６２に入力し、開口面積のバラツキ判断部６１で
はΔｉｄ＞　Ｑ　、Δｉ−Ｏの場合にバラツキを判断し
、補正値算出部６３で上述のように補正値αを求め、補
正部６４でデユーティ比Ｏ２補正値αの補正を行う。こ
れに対し油温変化判断部６２では、Δｉｄ＞　Ｑ　、Δ
１〉０．Δ１ｄ−ΔＩ≠０の場合に油温変化を判断し、
補正値算出部６５で上述のように補正値αを求めて補正
するように構成されている。 なお補ｔＥＩ、一定時間は次の補正を行わない。 次いで、このように構成された無段変速機のＩＱ御装置
の作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動力
が、クラッチ２．切換装置３を介して無段変速機４のプ
ライマリプーリ７に入力し、駆動ベルト１１．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（ＩＩに伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい低
速段においてエンジントルク下が大きいほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ比りの
大きい信号がソレノイド弁２７に入力してυＩｔ［ｌ圧
を小さく生成し、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Ｐ
Ｌの減少を少なくする。そして変速比ｉが小さくなり、
エンジントルクＴも小さくなるに従いデユーティ比りを
減じてｔｉ制御圧を増大することで、ライン圧ＰＬはド
レン量の増大により低下す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、変速速度制御されるので
あり、これを以下に説明する。 先ず、各センサ４１．４２および４４からの信号Ｎｐ。 ｆｓＪｓ、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で目標とする変速速度Δｉｄを求める。そこ
でｉｓ＜　ｉの関係にあるシフトアップとｉｓ〉ｉの関
係のシフトダウンで、Δｉｄとｉによりデユーティ比検
索部４９でテーブルを用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
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁２
３を給油と排油の２位置で繰返し動作する。 ここでシフトアップでは、給油と排油とがバランスする
デユーティ比り以上の値でソレノイド弁２８によるパル
ス状の制御圧は、オンの零圧時間の方がオフのレギュー
レータ圧ＰＲ時間より長くなり、変速速度ｉ制御弁２３
は給油位置での動作時間が長くなって、ブライマリシン
ダ９に排油以上に給油してシフトアップ作用する。そし
て実変速比１の大きい低速段側でｊΔｉｄｌが小さい場
合は、デユーティ比りの値が小さいことで給油溝が少な
く変速スピードが遅いが、実変速比ｉの小さい高速段側
に移行し、１Δｉｄｌが大きくなるにつれてデユーティ
比りの値が大きくなり、給油世が増して変速スピードが
速くなる。 一方、シフトダウンでは、給油と排油とがバランスする
デユーティ比り以下の値であるため、υ制御圧は上述と
逆になり、変速速度制御弁２３は排油位置での動作時間
が長くなり、プライマリプーリ９を給油以上に排油とし
てシフトダウン作用する。 そしてこの場合は、実変速比ｉの大きい低速段側で目標
変速速度Δｉｄが小さい場合にデユーティ比りの値が大
きいことで、排油量が少なくて変速速度が遅く、実変速
比ｉの小さい高速段側に移行し、目標変速速度Δｉｄが
大きくなるにつれてデユーティ比りの値が小さくなり、
排油量が増して変速速度が速くなる。こうして低速段と
高速段の全域において、変速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することにな
る。 一方、上記変速速度制御において実変速比ｉは、実変速
速度算出部６０に入力して実変速速度Δｉを算出し、こ
れと目標変速速度Δ１ｄが各判ｒＩＩＴ部６１゜６２に
入力する。バラツキ判断部６１で開口面積のバラツキに
よるものと判断されると、この場合の補正値αによりデ
ユーティ比りが補正されるのであり、こうしてΔ１ｄ−
Δ１になる。また油温変化による原因は、油温変化判断
部６２で判断され、この場合の補正値αで同様に補正さ
れる。かかる作用をフローチャートでまとめて示すと、
第５図のようになる。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、開ループの変
速制御において、バルブ開口面積のバラツキや油温変化
を判断して、それぞれ補正するので、これらによる目標
値と実際値のずれがなくなる。 デユーティマツプで現在出力している値、△１ｄ＝０の
値、実際の値を用いる補正値を算出するので、変化の状
態に応じて適確な補正を行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例における油圧制御系
を示す構成図、第２図は電子制御系のブロック図、第３
図と第４図はバルブ開口面積のバラツキと油温変化の状
態、補正方法を示す図、第５図は作用を説明するフロー
チャート図である。 ４・・・無段変速機、２３・・・変速速度制御弁、４０
・・・制御ユニット、４８・・・変速速度算出部、６０
・・・実変速速度算出部、６１・・・バラツキ判断部、
ｅ２・・・油温変化判断部、６３．６５・・・補正値綽
出部、６４・・・補正部。 第３図 （Ｇ）（ｂ’Ｊ （Ｃ） （テ卦シマ１ア） 第４図 （Ｃ） （〒コ−ｆイ２ンフ−９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の運転状態により目標変速比と実変速比に基
   づき変速速度を決定し上記変速速度により変速制御量を
   決定する制御系において、 上記変速速度に対する実変速速度の偏差量により変速制
   御するアクチュエータの制御量を補正する無段変速機の
   制御装置。
2. （２）変速速度と実変速速度のずれをなくすように補正
   する特許請求の範囲第１項記載の無段変速機の制御装置
   。