JPS6353129A - 無段変速機の変速比制御装置 - 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１ 本発明は、車両用のベルト式焦ｆ２変速機の変速比制御
装置に関するものに関する。 ［従来の技術１ この種の無段変速機の変′３υＩ’ｌ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、アクセルの踏込み母とエン
ジン回転数の要素により変速比？、ＩＩ御弁が側弁ンス
するように動作して、エンジン回転数が常に一定になる
ように変速比を宇めるもので、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
を狙う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Ｌ１１リリする
場合において、変速比の変化速度３１１ｊり１１　’ｉ
、ｆ象に加味して電子ｉｌｌ　ｌ１ｌ−する傾向にある
。 このような制御を行うものとして、例えば特開昭５８−
１９３９６１円公報の先行技術がある。 ここで、目標変速比をス「］ットル間度とｒｅ速の検出
値からそれに対応したマツプから求め、この目標変速比
により変速も制御することが示されている。 この先（１技（ｆｉにあって、スロットル間度θ−レヵ
ンダリブーり回転数または車速Ｎｓのマツプを使用する
（　Ｎ　ｓ’−θ法と呼称する）。この場合には、その
マツプがプライマリプーリ回転数Ｎｐ−セカンダリブー
り回転数ＮＳの変速パターンと略同−になり、低速の変
速比最大領域と高速の変速比最小領域が広範囲に示され
ることになる。この領域では変速比が最大または最小に
固定されることは分りきっているが、検索の都合上、領
域縮小ができないという無駄があった。そこで、ドライ
ブレンジとして走行状態に合わせてマツプを複数設ける
ことも考えられるが、やはりかなり大きな範囲の記憶容
量が必要である。 また、Ｎｓ−θ法で設定される目標変速比は、常に定常
時において満足される値であって、過渡状態に対応する
ことができない。そのため、キックダウン等の過渡詩対
策として、上記定常のものと異なる過渡時のための目（
７変速比の設定手段が必要となる。このように、定常、
過渡を分けて制御することは一般に制御系が複雑化し、
ドライバの感覚と合致し難い危険性がある。 そこで本出願人は、先に目標変速比を求めるマツプを小
形（ヒし、かつ１つのマツプで定常と過渡のあらゆる状
況に対応できるようにした無段変速機の変速圧制リロ装
置を提唱した。 ここでは、エンジン負荷状態と実変速比１の関数として
目標プライマリ回転数Ｎｐｏを定め、そしてＮｐＤとセ
カンダリ回転数ＮＳ、または車速の値により目標変速比
ｉｓを求め、上記目標変速比ｉｓと実変速比ｉとの偏差
および上記目標変速比ｉｓの変化速度ｄｉｓ／ｄ’ｔに
より、目標変速スピードを算出することがなされている
。 【発明が解決しようとする問題点］ この新しい方式により、マツプ領域の大幅な縮小が達成
でき、定常、過渡の別なく、あらゆる状況に対応できる
ようになった。 本発明は、この新しい方式に、更に改良を施こして過渡
時の変速υＩｔｆｌ］を円滑に行わせようとするもので
ある。 すなわちこの新しい方式において、目標変速速度を ｄｉ／ｄｔ＝にｌ　　（，１ｓ−ｉ　　）＋に！　−ｄ
ｉｓ／ｄｔとして、目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差
、および目標変速比ｉｓの変化速度ｄｉｓ／ｄｔに比例
さぜるようにしている。しかしながら、例えば第３図に
示すようにＡ点、０点からのキックダウンを考えると、
係数に２を一定値にしておくことで、次のような不都合
が出てくる。′？ｊ’：ＪわらＡ点からのキックダウン
の場合は、最小変速比から　１８までシフトダウンする
が、０点からの場合は、最小変速比からではあるが　ｉ
Ｄまでしかシフ１−ダウンしなくてよい。そこでＡ点か
らのキックダウンに合わせて、ショックのないように係
数に２を小さくとると、０点からのキックダウンは、目
標変速比の）０従が遅すぎて加速感が乏しい変速制御に
なってしまうのである。 そこで本発明は、係数に２を現在の変速比と］］標変速
比との偏差によって選択し、素早くかつ円ｎ（、：変速
Ｍ　ｔ）０が達成できるようにした無り変速への変速圧
制■装首を１？供しようとするものである。 ［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、無段変速制の変速
状態を検出する検出手段により実変速比を求め、車両の
運転状態を検出する少なくとも１つの検出手段を設け、
その検出手段からの信号により目標変速比を設定し、上
記目標変速比と実変速比との偏差および上記目標変速比
の変化速度により、目標変速速度を算出すると共に、上
記変化速度の係数を、目標変速比と実変速比の偏差に対
する減少関数値をとるように設定するように構成しであ
る。 【作　　　用】 上記構成に基づき、本発明は、変速比の目標変速速度を
決めるに際して、目標変速比と実変速比との偏差に関連
づけて目標変速比への追従性が上がり、いかなる変速比
からでも、素〒くかっ円滑に加速感のあるキックダウン
が実現できる。 ［実　施　例１ 以下、本発明の実施例を図面にλ１づいて説明づ゛る。 第１図において、本発明がｊａ用される無Ｑ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２１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＠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が咎付けられている。ここで、プライ
マリシリンダ９の方が受圧面積を大ぎく設定され、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ｆ−Ｊ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、無段変速機４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η１制御弁２２．変速
速度制御ＩＦ’２３に津通し、変速速度制御弁２３から
ライン圧；１ｈ路２・１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（二Δリフイス３２
を介してレギュレ＝り弁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２Ｇが＼ソレノ
イド弁２７．２８および変速速度％１１凶弁２３の一方
に連通ずる。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υ制御圧を生成する。そしてソレ
ノイド弁２７がらのパルス状の制御圧は、アキュムレー
タ３ｏ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ｉｌｌ　
Ｏｌｌ圧は、そのまま変速速度制御弁２３の他方に作用
づる５、なお、図中符号２９はドレン油路、３１はオイ
ルパンである。 ライン圧制御弁２２は、ソレノイドＪｉ、　２７からの
平均化した制御圧により、変速比ｉ、エンジントルク下
に基づいてライン圧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住方の動作状態を変えて
プライマリシリンダ９への給；ｍまたは排油の流ｆｆ１
Ｑを制即し、変速比ｉを変えると共に、その変速速度ｄ
ｉ／ｄｔも変えるようになっている。 即ち、プライマリシリンダ９の必要油量■は、変速比１
との関係で機械的に構成上決まるもので、■＝ｈ（ｉ） となり、流ｆｆ１Ｑは浦ｆｆ１Ｖを時間で微分したもの
であるから、 Ｑ　＝　ｄｖ／　ｄｊ＝　（ｄｆｌ（！　）　、／　ｄ
り・（ｄｉ／ｄｔ）となり、流量Ｑと変速速度ｄｉ／ｄ
ｔ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。 旧／ｄｔ＝　ｆｔ　　（Ｑ、　ｉ　） また、プライマリシリンダ内圧Ｐｐ、ライン圧ＰＬ、流
但係数Ｃ１重力加速度ｇ、浦比重徂Ｔ。 弁の給油ポート間口面積Ｓｉ、排油ボート開口面積Ｓｏ
とすると、給油流量Ｑｉ、排油流昂Ｑｏは、Ｑｏ　　＝
Ｃ−８Ｄ　　ｒ　　（２ｇＰｐ　　＞／ｒｌ＝ａ−８ｏ
　（Ｐｐ　）与 Ｑｉ　＝ａ−８ｉ　　（ＰＬ−ｐｐ　）４［ａ＝ｃ（２
ｇ、／γ）う］ で表わせる。 そこで、デユーティ比（オン７／オフ比）をＤとすると
、１サイクルの平均流ＩＱ（給油を正とする）は、 Ｑ＝ａ　　（Ｄ−３ｉ　　（ＰＬ−ＰＩ）＞４　−　（
１−Ｄ）ｘＳｏ　＜Ｐｐ　）４１ となり、ａ、Ｓｉ　、Ｓｏを定数とすると、次式（こな
る。 Ｑ＝　　ｆｚ　　（Ｄ、ＰＬ、ＰＤ　）ここでライン圧
ＰＬは、変速比ｉ、エンジントルクＴにより制りｐされ
、そしてプライマリシリンダ内圧Ｐｐは、変速比ｉとラ
イン圧ＰＩ−で決まるものである。いま、Ｔを一定と仮
定すると、Ｑ＝　　Ｌ　　（Ｄ、　ｉ　） となり、次式が成立する。 ｄｉ／ｄｔ−ｆｓ　　（Ｄ、ｉ　　） このため、式展開すると、 Ｄ−ｆａ　　（ｄｉ／ｄｔ、　ｉ　） となり、以上により変速速度ｄｉ／ｄｔ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ｄｔ／ｄｉと変速比ｉの関係で決まることにな
る。 一方、変速速度ｄｉ／ｄｔは、定常の目標変速比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−に（ｉｓ−ｉ）　　　（には定数）このこ
とから、各変速比１において上式から変速速度ｄｉ／ｄ
ｔ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’３−　ａ　ＩＩ　１
３１１弁２３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ａ、ＩＩ　ｔｌｌを行うことが可能と
なる。 ところで、上記変速速度制御は外乱の要素を全く含まな
い基本的な変速比を対象とするフィードバック制御系で
あり、これにより実際に無段変速機をデユーティ比りの
操作量で制御する場合は、無段変速機の制御系の要因に
より一次遅れになって収束性が悪い。ここで、無段変速
別の遅れに対処するには、目標とする変速比ｉｓの実際
の変化状態を検出し、これを予め変速速度ｄｉ／ｄｔま
たは操作量のデユーティ比りに加味してフィードフォワ
ード制御すれば良い。このことから、変速速度ｄｉ／ｄ
ｔは次式のように定めことができる。 ｄｉ／　ｄｔ−に１（ｉｓ−ｉ）十にｚ　　ｄ　ｉ　ｓ
　、’　ｄ　ｔ（に１＋Ｋｉは係数） そして、操作量のデユーティ比りを上述と同様にｄｉ／
ｄｔと１の関数で決定する。 こうして、目標変速比変化量ｆｆｌ　ｄｉｓ、／ｄｔを
加味することで、位相進み要素が付加されて収束性が改
善する。ここで、目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔは車
両の成る走行状態における目標変速比の変化状態である
から、一定時間Δを毎に目標変速比変化量Δｉｓを求め
、Δｉｓ／Δｔにより算出する。 係数に１は変速速度に直接関係するもので、ドライバの
加速意志に対応して所定の固定脇、またはアクセル開度
変化との関係で可変にすることができる。係数に２は例
えば無段変速機の遅れ成分に関するもので、ここでは、
シフトダウン時の目標変速比への追従性を改善するため
、第４図に示すように１ｓ−ｉの減少関数として設定さ
れている。 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において両ブー
り回転数センサ４１．４２からの回転信号Ｎｒｌ　、Ｎ
Ｓ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ｉを求める。 この実変速比ｉとセンサ４４のスロットル開度θの信号
は目標プライマリ回転数検索部４６に入力し、ｉ−θの
関係で目標プライマリ回転数Ｎｐｏを定める。 次いで、目標プライマリ回転数検索部４６のＮｐＯとセ
ンサ４２のＮＳの信号は目標変速比算出部４７に入力し
、ここで目標変速比ｉｓが１ｓ＝ＮｐＤ／ＮＳにより算
出される。ｉｓの信号は目標変速速度口出部４８に入力
し、一定時間Δを毎のＩＳの変化量Δｉｓにより目標変
速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔを口出する。 また１とｉｓは係数設定部４９に入力し、に２が１ｓ−
１の減少関数として設定される。そして上述のｉ。 ｉｓ、ｄｉｓ／　ｄｔオＪ：、　ＣＦ　係ａ　Ｋｌ　室
部４９（７）係数Ｋｌ、Ｋｉは、変速速度算出部５０に
入力し、 ｄｉ／ｄｔ＝に１（ｉｓ−ｔ　）　＋に、　・　ｔｉ＋
ｓ／ｌｉｔにより変速速度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔが算出さ
れる。この変速速度算出部５０と実変速比算出部４５の
信号は、更にデユーティ比検索部５１に入力する。 ここで、既に述べたように、デユーティ比Ｄ＝ｆａ　　
（ｄｉ／ｄｔ、　ｉ　＞の関係により変速速度ｄｉ、／
ｄｔ。 実変速比ｉ１．：基づくデユーティ比りのテーブルが設
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。このテーブルでは、実変速比ｉが小さくなって高
速Ｖに移行し、かつ変速度１ｄｉ／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５１からのデユーティ比り
の信号が、駆動部５２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１ＩｌＩ！ｌｌＩ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Ｑ　Ｎ　ｅがエンジントルク算出部５
３に入力して、θ−Ｎｅのトルク特性のテーブルからエ
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ｉ１．：基づき必要ライン圧５２定部５４
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５３のエンジントル
クＴが目標ライン圧設定部５５に入力して、ＰＬ−ＰＬ
ｕ　−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５５の出力ＰＬは、デユーティ比設
定部５Ｇ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５７を介してソレノイド弁２７に入力するよ
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変速比制御
１１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Ｐ：買３を介して無段変速別４の
プライマリプーリ７に入力し、駆１．′Ｉ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側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
圧が大さく設定され、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。そして高速
段に移行するにつれて実変速比ｉが小さくなり、エンジ
ントルクＴも小さくなるに従い同様に作用することで、
ライン圧ＰＬは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ｉ？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。 ＮＳ、θが読込まれ、制御ユニット４０の実変速比作出
部４５で実変速比１を求める。また、目標プライマリ回
転数検索部４Ｇではｉ、θにより一旦目標プライマリ回
転数ＮｐＯがマツプにより検索され、目標変速比算出部
４７でこのＮｐＤに対応した目標変速比ｉｓが算出され
る。 これら実変速比ｉ、目標変速比ＩＳおよび目標変速速度
算出部４８の目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔ。 係ａ設定部４９の係数に１．に２を用いて変速速度算出
部５０で変速速度ｄｉ／ｄｔを求める。この場合、上記
係数に２については、既に述べているように目標変速比
と実変速比の偏差１ｓ−ｉに対づる減少関数として可変
に設定されていることから、シフトダウンする時のその
時点の変速比と目標変速比との偏差に関連して、素早く
かつ円滑な変速が実現される。かくして、デユーティ比
検索部５１で変速速度ｄｉ／ｄｔと実変速比：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、ソレノイドか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（図示）での動作時間が良くなって
プライマリシリンダ９に給油するようになり、こうして
シフトアップする。一方、デユーティ比が大きくなると
、逆にオン時間により排油位置での動作時間が長くなっ
てプライマリシリンダ９は排油され、これによりシフト
ダウンする。そして、この場合の変速速度ｄ１／旧はデ
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−Ｋが小さい場合は、プライマリシ
リンダ９の流吊変１ヒが少なく変速速度が近くなる。一
方、目標変速比ｉｓと実変速比ｉの鵠ｔが大きくなるに
従ってプライマリシリンダ９の流量変化が増して、変速
速度が速くなる。 なお、上記実施例において、スロワ［・ル開度の代りに
エンジン負荷状態を表わす吸入管圧力あるいは吸入空気
流量を使ってもよい。また変速パターンでのプ゛ライマ
リ回転数可変領域は変速域全域にしても良く、プライマ
リ回転数以外に変速比で区分しても良い。さらに、目漂
値としてプライマリ回転数の代りにエンジン回転数を用
いることもできる。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、変速比の目標
変速速度を決めるに際し、係数に２を目標変速比と実変
速比の偏差１ｓ−ｔの減少関数とすることで、目標変速
比と実変速比の偏差に関連づけたので、シフトダウン時
の目標変速比への追従製が向上し、変速制御における操
作感が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御′４Ａ意の実施例を示す全体の構
成図、第２図は制御ユニットのブロック図、第３図は変
速パターンを示す因、第４図は係数についての関数関係
を示す図である。 ４・・・無段変速礪、７・・・プライマリプーリ、８・
・・セカンダリプーリ、９・・・プライマリシリンダ、
１０・・・セカンダリシリンダ、１１・・・駆動ベルト
、２１．２４・・・ライン圧油路、２３・・・変速速度
！、ＩＩ御弁、側弁・・・ソレノイド弁、４０・・・制
御ユニット、４５・・・実変速比算出部、４６・・・目
標プライマリ回転数検索部、４８・・・目標変速速度算
出部、４つ・・・係数設定部、５０・・・変速速度算出
部、５１・・・デユーティ比検索部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 無段変速機の変速状態を検出する検出手段により実変速
   比を求め、車両の運転状態を検出する少なくとも１つの
   検出手段を設け、その検出手段からの信号により目標変
   速比を設定し、 上記目標変速比と実変速比との偏差および上記目標変速
   比の変化速度に、目標変速速度を比例させると共に、 上記変化速度の係数を、目標変速比と実変速比の偏差に
   対する減少関数値をとるように設定することを特徴とす
   る無段変速機の変速比制御装置。