JPS6353130A - 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櫨の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度（変速速度）を制御対
象として変速制御するものにおいて、キックダウン等の
全開加速時の急変速が必要とされる過渡時の変速速度制
御に関する。 この種の無段変ｉ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、アクセルの踏込み量とエンジン回
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、変速比を制御灯ｇ！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ｎ
橋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誓・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、上記無段変速機の変速速度制御ににおいて
特に加速時のものに関しては、例えば特開昭５９−２０
８２５３号公報、特開昭５９−２１９５５８号公報に示
すように加速初期に、変速比を固定する。また特開昭６
０−８８２５９号公報に示すように加速時の目標値の変
化速度を、加゛速ペダルの操作速度に関係して定めるこ
とが提案されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで加速運転には、アクセルの踏込み量。 踏込み加減により種々の場合があり、このうちでキック
ダウンのような全開加速時にはドライバの加速要求が最
も大きくて、急変速を必要とする。 かかる全開加速の場合に、上記先行技術のように制御す
ると、ドライバに対し加速感を失わせ、実変速比の追従
性も悪く、エンジン出力を有効に利用できない一゛また
追従時に、実変速比の変化速度が不必要に大きくなって
、ドライバの意思に反して加速ショックの遅れが生じる
等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、全開
加速の急変速過渡状態を検出し、この条件では、ドライ
バの加速要求時間内に最大加速度。 加速ショックを与え工、運転性および加速ショックの発
生を向上す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、定常の目標値に実
際値が収束するように’ａ１１？Ｊｎする変速速度制御
系において、全開加速のような急変速過渡状態では、定
常と異なる少なくとも２つの目標値を定め、実際値を、
先ず第１目標値をもって制御し、次いで第２目標値をも
って制御し、更に定常目標値をもって制御するように構
成されている。

【作　　　用】

上記構成に基づき、全開加速の過渡状態では１、先ず第
１目標値による領域で実際が早い速度でダウンシフトし
て追従し、次いで第２．目標値による領域で急激に変速
速度を変化してそれに収束し、更に定常目標値に実際値
が滑らかに追従するようになる。 こうして本発明では、加速時間内で１ケ所だり変速速度
が急激に変化して、そこに最大加速度と共に加速ショッ
クを有効に生じ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ＮＫ３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、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸
ら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、１ｔＩｉ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ＩＩＩ　Ｍ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、シダ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に連通ずる。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２７．２
８および変速速度η）す御弁２３の−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２３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ｆｆ１Ｑ
を制卸し、変速速度ｄｉ／ｄｔにより変速制御するよう
になっている。 第２図において、電子制ｔ２ａ系について説明する。 先ず、変速速度制御系について説明づると、プライマリ
プーリ７、ｔ？カンダリブーリ８．エンジン１の各回転
数セン＋＋４１．４２．４３、およびスロ・Ｉトル開度
センサ４４を有する。そしてυ１郊ユニット４０におい
て両ブーり回転数センサ４１．４２からの回転数信号Ｎ
ｐ、ＮＳは、実変速比算出部４５に入力して、Ｉ　＝Ｎ
ｏ　／Ｎｓにより実変速比ｉを求める。 また、セカンダリブーり回転数センサ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に入力する。ここでＮｐ　−Ｎｓの関係でθ
、ｉＳの変速パターンに基づいて例えばθ−ＮＳのテー
ブルが設定されており、このデープルのＮＳ、θの値か
らｉｓが検索されろ。この目標変速比ｉｓは目標変速速
度算出部４７に入力し、−定時間ΔｔＮのＩＳ変化量Δ
ｉＳ１．：より目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔを算出
する。そして、上記実変速比算出部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、目標
変速速度算出部４７の目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔ
および係数設定部４８の係数Ｋｌ、　に、は変速速度算
出部４９に入力し、ｄｉ／ｄｔ−に１（ｉｓ−ｉ）十に
、　　ｄｉｅ／ｄｔにより変速速度ｄｉ／ｄｔが算出さ
れる。 上記変速速度ｄｉ／ｄｔの式において、に１（ｌｓ−１
）の項は目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差による制御
量であり、この制御量に対し操作量を同一にして制御す
ると、無段変速機の制御系の種々の遅れ要素により収束
性が悪い。そこで、車両全体の系における目標変速比変
化速度ｄｉ３／ｄｔの位相進み要素を求め、これを予め
上記制御量に付加して操作量を決める。所謂フィードフ
ォワード制御を行うようになっており、これにより遅れ
成分が吸収されて収束性が向上することになる。 ここで、上記式では直ちにシフト−アップ、シフトダウ
ンの判断ができない。そこで、以下のように式変形する
。 イＪｉ／ｄｔ＝にｔ（（ｉＳ＋に２／に１ｄｉｓ／ｄｔ
＞−ｉ　） そして（ｉｓ十に２／に１　　ｄｉｓ／ｄｔ）　＞　＋
　、　ｄｉ／ｄｔ＞　Ｏの場合はシフトダウン、　　（
ｉｓ＋　Ｋｚ　／　Ｋ　１ｄｉｓ／　ｄｊ）　＜　ｉ　
、　ｄｉ／　（Ｉｔ＜　Ｑの場合はシフトアップと判定
する。 変速速度搾出部４９と実変速比算出部４５の信号ｄｉ／
ｄｔ、　ｉは、更にデユーティ比検索部５０に入力づる
。ここで、デユーティ比０＝　ｆ（ｄｉ／ｄｔ、　ｉ　
＞の関係により、ｄｉ／ｄｔと１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１辰り分けである。そしてシフトアップで
はデユーティ比りがｉに対して減少１′３Ｉｌ数で、ｌ
ｄｉ／ｄｔｌ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、ｄ
　ｉ　／　ｄ　ｔ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５０からのデ
ユーティ比りの信号が、駆動部５１を介してソレノイド
弁２８に入力するようになっている。 そこで、上記変速速度１す卯においてキックダウン等の
急変速過渡状態の場合の制卸系について、以下に説明す
るつ 先ず、スロットル開度θが入力するスロットル開度変化
速度検出部６０を有し、ｄθ／ｄｔにより変化速度を算
出する。また実変速比ｉ、目標変速比ｉＳ、スロットル
開度θ、その変化速度ｄθ／ｄｔの各信号は、キックダ
ウン検出部６１に入力し、スロットル開度θが一定値以
上に変化し、そこにおける（目標変速比ｉｓ）　−（実
変速比ｉ）の偏差、そこに至るまでの変化速度ｄθ／ｄ
ｔの各種パラメータによりキックダウンを判定するので
あり、この判定結果による定常と異なる第１および第２
の目標値設定部６２．６３を有する。 第１の目標値設定部６２は、早い変速速度で実変速比ｉ
をダウンシフトさせるもので、アクセル踏込み直前の実
変速比　ｉ０、キックダウン時の定常目標変速比Ｉｓ□
　、定数ｍにより、第１目標値ｉｓ１を次のように定め
る。 ｉｓｌ　＝　（ｉｓｏ　−ｉＱ　）　−１＋　　ｉ。 そしてこの第１目標値ｉｓ１は、目標変速比検索部４６
の出力側に付加される補正部６４から出力する。 また変速速度樟山部４９の出力側には、変速速度の補正
部６５が付加され、第１の目標！！［設定７３１１６２
の出力で変速速度ｄｉ／ｄｔを増大補正する。ここで第
１の目標値設定部６２は、（実変速比ｒ　＞　：＞　＜
第１目ａ’　ｌｉｔ！　ｔｓｔ　）になった段階でクリ
アする。 第２の目標値設定部６３は、定常の速度で制御するもの
で、上述のアクセル踏込み直前の実変速比１０、定常の
目Ｉ？Ｘ変速比ｉｓ□　、定数ｎにより、第２目標値：
Ｓｌを次のように定める。 ｉＪ　＝　（＋ＳＯ−１０）　・ｎ　＋　　ｉ＊そして
第２目標値ｉｓ１は、上述と同様に補正部６４から第１
目標値ｉｓｌがクリアされた以時出力し、（ｆｆｉ２目
標値ｉｓ□）〉（定常での目標値ｉｓＯ）になった場合
にクリアする。 一方、上記定数＋ａ、ｎの定＠、設定部６６を有し、こ
こで（第１目標値ｉｓｚ　）　＜　（第２目標値ｉｓｚ
　）になるよう定数ｍを定め、・（第２目標ｆ１１ｉｓ
ｔ）＜（目標変速比１ｓｏ）になるよう定数ｎを定める
。 続いて、ライン圧１１ｉ１ＪｌＩｌ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ＱＮｅがエンジントルク痺山部５２に
入力して、θ−ＮＯ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ｉ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ＰＬＩＪを求め、これと上２エンジン
トルク筒用部５２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＝ＰＬＩＪ　−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。 次いで、このように構成された無段変速機のｆＩ＋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を介して無段変速殿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により変速した勅りが出力し、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Ｔ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の大
きい信号がソレノイド弁２７に入力して制御圧を小さく
生成し、その平均化した圧力でライン圧制御井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Ｔ
も小さくなるに従いデユーティ比を減じて制御圧を増大
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ｔ、ｑ　ｉ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プーリ押付番ツ
カを作用する。 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の変速速度算出
部４５で実変速比ｉを、目標変速比検索部４Ｇで目標変
速比ｉＳ、目標変速速度算出部４７で目標変速比変化速
度ｄｉｓ／ｄｔを求め、これらと係数ＫＬＩＫ２を用い
て変速速度算出部４９で変速速度ｄｉ／ｄｔを求める。 そこでシフトアップとシフトダウンで、±ｄｉ／ｄｔと
ｉによりデユーティ比検索部５０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
ルス状の制罪圧を生成し、これにより変速速度あり御弁
２３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ｉｋｌ　ＩＩ圧は、オンの零圧時間の方がオフの
レギューレーク圧ＰＲ時間より長くなり、変速速度υ１
郊弁２３は給油位置での動作時間が長くなって、プライ
マリジング９に給油してシフトアップ作用する。そして
ｉの大きい低速段側でｌｄｉ／ｄＢ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量が少なく変速ス
ピードが遅イカ、１の小サイｔｘ　ａ　ｍ　ｆｉｌｌ　
ニＨＩ−ｒ　Ｌ／、ｌ　ｄｉ、’　ｄｔ　１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、１１
１量が増して変速スピードが）宋くなろ。 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、υ１郊圧は上述と
逆になり、変速速度制御ｊｆ、２３は排油位置での動作
時間が長くなり、プライマリジング９を排油としてシフ
トダウン作用する。そしてこの場合は、ｉの大きい低速
段側でｄｉ／ｄｔ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スピードが遅く、
ｉの小さいｎ速段側に移行して、ｄｉ／ｄｔ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
増して変速スピードが速くなる。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。 また、上記変速速度制りＩで定常の加速の場合は、第４
図（２）に示すようにアクセル踏込み直後、実変速比１
は主としてＫｌ（ｉＳ−ｉ）の偏差に基づきダウンシフ
トして目標変速比ｉｓに追従し、実変速比ｉが目標変速
比ＩＳに近づくとＫｌ　−ｄｉｓ／ｄｔの項により実変
速比ｉのピークが早めに来てオーバシュートすることな
く滑らかに収束する。 これに対し、キックダウンの場合を第３図のフローチャ
ートと第４図（ｂ）の変速特性を用いて説明する。 先ず、キックダウン検出部６２でスロットル間度θ、変
化速度ｄθ、／ｄｔ、　　（目標変速比ｉｓ）　−（実
変速比ｉ）等により全開加速が判定されると、第３図（
２）のフローチャートのように各設定部６２．６３で定
常と異なる第１．第２目標値ｆＲｔ　、　ｉｓ、を定め
る。そして般初に第１目標値ｉｓ１が補正部６４から出
力することで、この第１目標値ｉＳ１をもって実変速比
１が速い速度で変速する、そこで第４図の）のこの場合
の領域Ｉ　（ｔｏ　”ｉＳｔ　＞では、実変速比ｉが早
くダウシフト・する。 そして（実変速比ｉ）〉（第１目標値ｉｓ１　）になる
と、第１目標値１ｓ１＝Ｑになり、次いで第２目標値ｉ
ｓｔが出力して、この第２目標値ｉＳ２をもって実変速
比ｉをｉ、ＩＩ　ＩＪｆｌする。そこで第４図（ｂ）の
この場合の領域ＩＩ（ｔｓ１〜ｉＳ、　）では、実変速
比ｉが定常の速度で第２目標値ｉｓ１に追従するように
ダウンシフトし、点Ａで略収束するとその収束状態を保
つ。従って、この点Ａで変速速度が急激に変化して、加
速ショックと共に最大加速度Ｑ　ｍａｘを生じるのであ
る。 そして、（目標変速比ｉｓ）　−（実変速比１）≦αま
たはく第２目標値ｉｓ、　）≧（定常での目標値ｉｓＯ
）になった領域■では、第２目標値ｉｓ、　＝Ｑになっ
て目標変速比ｉｓによる定常の制御が行われる。そこで
第４図（ｔ′Ｉ）のようにこのときの実変速比ｉは、変
速速度の変化が小さい状態で目標変速比ｉｓに滑らかに
追従することになり、加速度変化と共にそのショックを
生じない。 なお第１．第２目標値ｉｓＨ、ｉＳｔを定める定数１、
ｎは、成るパラメータで可変に設定することも可能であ
る。即ち、低速に比べて高速の場合の方が、全問加速時
に駆動ノコの変化が大きくて、ショックが大きい。また
変化速度ｄθ／／ＬＪｔが大きい場合は、ショックを生
じても早く目標値に追従させる必要がある。このことか
ら、車速、スロットル開度変化速度により定数ｍ、ｎを
可変制御することで、過大な加速ショック、追従性不足
を防止することができる。 第１．第２目標ｆＩｔ［ｉｓｔ　、　ｉｓｔの算出の際
の目標変速比１ｓ（Ｈの代りに、アクセル踏込み直前の
定常目標値ｉｓ□　−を用いてもよい。 以上、本発明の一実施例について述べたが、これのみに
限定されず、他の制御系にも適用可能である。また目標
値がエンジン回転数等の場合にも適用できる。 ［発明の効果１ 以上述べてきたように、本発明によれば、キックダウン
のような全問加速時には、定°常と異なる過渡状態を定
め、ドライバの加速要求時間内に１ケ所変速度度を急激
に変化させるので、その時間内に最大加速を得ることが
できる。 この最大加速発生以外は、変速速度の急激な変化はない
ので、加速ショックも一度しか発生しない。 加速域を複数に分け、前半では追従性を、後半では収束
性を目的として制御するので、制御性がよく、急変速を
円滑に行い得る。 少なくとも２つの目標値を定め、目標変速比と実変速比
の偏差に基づいて設定するので、追従および収束の領域
を適確かつ容易に定め肖る。

【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Ｎ、（Ｅ
ｌ）は作用を説明するフローチャート図、第４図（へ）
、Φ）は加速特性図である。 ４・・・無段変速機、２３−・・変速速度ルリ御弁、４
０・・・制御ユニット、４５・・・実変速比搾出部、４
６・・・目標変速比検索部、４６・・・変速速度算出部
、６１・・・キックダウン検出部、６２・・・第１の目
標値設定部、６３・・・第２の目標値設定部、６４．６
５・・・補正部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）定常の目標値に実際値が収束するように制御する
   変速速度制御系において、 全開加速のような急変速過渡状態では、定常と異なる少
   なくとも２つの目標値を定め、 実際値を、先ず第１目標値をもって制御し、次いで第２
   目標値をもって制御し、更に定常目標値をもつて制御す
   る無段変速機の制御装置。
2. （２）上記第１、第２目標値は、アクセル踏込み直前の
   実際値または定常目標値と、アクセル踏込み後の定常目
   標値の偏差に基づいて定める特許請求の範囲第１項記載
   の無段変速機の制御装置。
3. （３）上記第１目標値による制御では、変速速度を増大
   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。
4. （４）上記アクセル踏込み直前の実際値ｉ＿０、アクセ
   ル踏込み後の定常目標値ｉｓ＿０、第１、第２の目標値
   ｉｓ＿１、ｉｓ＿２は、ｉ＿０＜ｉｓ＿１＜ｉｓ＿２＜
   ｉｓ＿０の関係に定める特許請求の範囲第１項記載の無
   段変速機の制御装置。