JPS6361646A - 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Ｉｆ＜変速速度）を制御
対象として変速制御するものにおいて、ドライブレンジ
からスポーティドライブレンジにシフトチェンジした場
合の変速制御に関する。 この種の無段変速機の変速＄り御に関しては、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、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比、ライン圧、制御弁等によ
りＩ！橋上決定されることになり、変速速度を直接制御
できなかった。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する場合に
おいて、変速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、無段変速機の変速制御において走行レンジ
に関しては、通常走行用のドライブ（Ｄ＞レンジと、こ
の他に最低変速ラインをエンジン回転数の高い側に設定
して変速機を低速段側に移行し、エンジンブレーキ作用
およびスポーティ走行を可能にしたスポーティドライブ
（Ｄｓ＞レンジを設けることが、本願出願人により既に
提案されている。そしてＤからＱｓレンジへのシフトチ
ェンジの場合は、ドライバの減速意思が強いことを考慮
して、通常より大きな変速速度で急速にダウンシフトさ
せて、目標変速比のエンジンブレーキ効果を速く得るこ
とが考えられている。

【発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記りからＤＳレンジへのシフトチェンジに
おける変速速度制御にあっては、急激な追従と共に減速
度が得られるが、目標変速比に収束する直前で変速速度
が急に変わってショックを生じる。また目標変速比に対
し、実変速比がオーバシュートして一時的にシフトアッ
プし、ハンチングや減速度の一時的な消失を生じる等の
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、Ｄレ
ンジからＱｓレンジにシフトチェンジする際の変速速度
制御において、充分な減速度と追従性を得ると共に、シ
ョックやオーバシュートを低減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。 【問題点を解決するだめの手段】 上記目的を達成するため、本発明は、目標値に対し実際
値が一致するように変速速度制御し、Ｄ。 Ｄｓ、Ｒの各走行レンジ毎に目標値を設定する制御系に
おいて、ＤレンジからＤＳレンジへのシフトチェンジの
場合に、先ず通常より大きい変速速度で追従制御し、そ
の後通常の変速速度で収束υ制御するように構成されて
いる。

【作　　　用】

上記構成に基づき、ＤレンジからＤｓレンジへのシフト
チェンジの場合に、先ず大きい変速速度で実際値が目標
値に追従してダウンシフトし、大きい減速度と共にエン
ジンブレーキ効果を得、その後、実際値は通常の変速速
度で滑らかに収束してショック等を生じなくなる。 こう（）て本発明では、ドライバの意思に応じた減速度
を、ショック等を生じること無く得ることが可能となる
。 ｒ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＠５に対してｎＩＩＯ２
平行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副＠
６にはセカンダリプーリ８が設

【プられ、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＠６は、１組のりダクションギＡ７１２を介して
出力＠１３に連結し、出力軸１３は、ファイナルギヤ１
４．ディファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１Ｇ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２７．２８および変
速速度制御弁２３の一方に連通ずる。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、３
１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
を制御し、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において両ブー
り回転数センサ４１．４２からの回転数信号Ｎｌｌ　、
ＮＳは、実変速比算出部４５に入力して、＋−Ｎ＋）／
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。ここで目標変速比ｉＳの変速パ
ターンは例えばθ−ＮＳのテーブルとして設定されてお
り、このテーブルを用いてＮｓ。 θの値からｉｓが検索される。この目標変速比ｉｓは目
標変速速度算出部４７に入力し、一定時間Δ℃毎のｉｓ
変化量ΔＩＳに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に入ノコし、 ｄｉ／ｄｔ−に１（ｉｓ−ｉ　）　＋に、　　ｄｏｓ／
ｄｔにより変速速度ｄｉ／ｄｔが算出される。 上記変速速度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔの式において、に１（
ｉｓ−１）の項は目標変速比ｉｓと実変速比ｉの（ｇｌ
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ｄｉｓ／ｄｔを位相進み要素として
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。 変速速度算出部４９と実変速比算出部４５の信号ｄｉ／
ｄｊ、ｉは、更にデユーティ比検索部５０に入力する。 ここで、デユーティ比Ｄ　−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Ｉｔ　Ｄが５
０％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ｉに対して減少関数で、ｌｄｉ／ｄ
ｔｌ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、旧／ｄｔ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。 上記変速速度制御において、各走行レンジの制御につい
て以下に説明する。 先ず、第３図（２）の変速パータンにおいて、最大変速
比　ｉＬと最小変速比　ｉＨの間で、かつアクセル解放
の最大変速ラインＡＬとアクセル仝聞の最高変速ライン
ＡＨとで囲まれた領域が通常のＤレンジの変速域である
。これに対し、エンジンブレーキまたはスポーティ走行
用のＤＳレンジとして最低変速ラインＬＬ′が一律にエ
ンジン回転数の高い側に設定され、この最低変速ライン
Ｊ！、し一以上が［）Ｓレンジの変速域である。また、
Ｒレンジとして最大変速比　ｉｌ−が固定して定めであ
る。 そこで、シフト位置センサ６０からの各走行レンジの信
号が目標変速比検索部４６に入力する。ここで目標変速
比検索部４６には、上記り、ＤＳの各レンジ毎の変速パ
ターンに基づくθ−ＮＳテーブルがあり、各レンジ選択
時に専用のテーブルにより目標変速比ＩＳを設定する。 またＲレンジでは、目標変速比１ｓ＝ｉ大変速比　ｉＬ
＝　２．５に固定する。 一方、かかる走行レンジ制御において、ＤからＯＳレン
ジへのシフトチェンジの場合の補正手段について説明す
ると、シフト位置センサ６０の信号が入力するシフトチ
ェンジ検出部６１を有し、Ｄから［）Ｓレンジへのシフ
トチェンジを検出する。また目標変速比ＩＳと実変速比
１が入力する変速状態検出部６２を有し、ここで（目標
変速比ｉｓ）　−（実変速比１）くα（αは設定値）の
場合は、補正中止を指示する。これらの検出部６１．６
２の出力はタイマ設定部６３に入力し、（目標変速比ｉ
ｓ）　−（実変速比ｉ）≧αの場合に所定の時間下を定
め、係数設定部４８の出力側に付加された補正部Ｇ４で
係数に１を増大補正する。ここで第３図の）のようにタ
イマ時間は、例えば車速Ｎ３．シフトチェンジ直前の実
変速比１とシフトチェンジ直後の目標変速比ｉＳの偏差
の増加関数で定めである。 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Ｎｅ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−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の値が大ぎい低
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１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プーリ押付は力を作用
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、目標変速速度搾出部４７で目標変速比変化速
度ｄｉｓ／ｄｔを求め、これらと係数に１゜Ｋ２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、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００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
ューレーク圧ＰＲ時間より長くなり、変速速度制御弁２
３は給油位置での動作時問が長くなって、ブライマリレ
ンジ９に給油してシフトアップ作用する。そしてＩｄｉ
／ｄｔｌが小さい場合は、デユーティ比りとＤｏの偏差
が小さいことで、給油量が少なく変速スピードが遅いが
、ｌ　ｄｉ／ｄｔ　Ｉが大きくなるにつれてデユーティ
比りとＤＯの偏差が大きくなり、給油ｍ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ＤＯ以下の値であるた
め、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（なり、ブライマリレンジ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、
ｄｉ／ｄｔが小さい場合にＤｏとデユーティ比りの偏差
が小さいことで、排油量が少なくて変速スピードが遅く
、ｄｉ／ｄｔが大きくなるにつれてＤＯとデユーティ比
りの偏差が大きくなり、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。 一方、各走行レンジの制御について説明すると、通常の
Ｄレンジの場合は、シフト位置センサ６０からのＤレン
ジ信号により目標変速比検索部４６で全域の変速パター
ンに基づくテーブルを用いて目標変速比ＩＳが設定され
、これにより上述のように変速速度制御する。かかるＤ
レンジから走行中にＤＳレンジにシフトチェンジすると
、この走行レンジ信号により目標変速比検索部４６では
専用のテーブルを用いて目標変速比ｉｓを定め、これに
基づいて制御することになる。 そこで、このシフトチェンジの場合の制御を、第４図（
２）のフローチャート、第４図の）の変速特性を用いて
説明する。先ず、シフトチェンジはシフトチェンジ検出
部６１で検出され、変速状態検出部６２で（目標変速比
ｉｓ）　−（実変速比１　）　＞αを検出すると、タイ
マ設定部６３で時間下をセットする。 そしてこの時間Ｔの間は、係数に１を補正部６４で増大
することで、第４図の）のように実変速比１は、通常よ
り大きい変速スピードで目標変速比１ｓに追従してダウ
ンシフトし、このとき減速度と共にエンジンブレーキが
急増する。その後、時間下が経過すると、係数に１は元
の値に戻ることで、第４図の）のように実変速比１は、
通常の変速スピードで更にシフトダウンして目標変速比
１ｓｌｃＷｌらかに収束する。ここで、この収束時は特
にＫｚ−ｄｉｓ／ｄｔの項により実変速比１は、オーバ
シュートすることな（目標変速比ＩＳに一致する。 またシフトチェンジ直前、直後において、（目標変速比
ｉｓ）　−（実変速比１）くαの場合は、変速状態検出
部６２からの中止指令で通常で変速速度制御する。更に
車速、偏差が大きい場合は、それに対応してタイマ時間
が長くなり、効果的に追従制御する。 なお前半の追従制御の場合は、シフトチェンジ直前、直
後の偏差に基づく中間目標変速比を定めて行っても良い
。 以上、本発明の一実施例について述べたが、閉ループの
フィードバック制御系にも適用でき、目標値と実際値に
エンジン回転数を用いても良い。 【発明の効果】 以上述べてきたように、本発明によれば、変速速度制御
においてＤレンジから［）Ｓレンジへのシフトチェンジ
の場合に、シフトチェンジ直後は速くシフトダウンする
ので、ドライバの意思に適した減速度、エンジンブレー
キ効果が得られる。 また、速くダウンシフトした後は通常の変速スピードで
収束するように制御するので、ショック。 ハンチング、減速度の撒は等を生じない。 変速スピードを定める係数の補正により、簡単かつ容易
に制御できる。

【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（２）は
変速パターンを示す図、第３図の〉はシフトチェンジの
場合の変速特性図、第４図（２）は作用のフローチャー
ト図、第４図の）はシフトチェンジの場合の変速特性図
である。 ４・・・無段変速機、２３・・・変速速度制御弁、４０
・・−制御ユニット、４５・・・実変速比算出部、４６
・・・目標変速比検索部、４９・・・変速速度算出部、
６０・・・シフト位置センサ、６１・・・シフトチェン
ジ検出部、６２・・・変速状態検出部、６３・・・タイ
マ設定部、６４・・・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　淳 同　　　弁理士　　　村　　井　　　　　進言３　図 （ｂ） 仏 （ｉｓ−ｉ）＋Ｎｓ Ｎ４ （ａ） Ｃ逼Ｄ （ｂ） しＩシ　　　　レンソ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）目標値に対し実際値が一致するように変速速度制
   御し、ドライブ、スポーティドライブ、リバースの各走
   行レンジ毎に目標値を設定する制御系において、 ドライブレンジからスポーティドライブレンジへのシフ
   トチェンジの場合に、先ず通常より大きい変速速度で追
   従制御し、その後通常の変速速度で収束制御する無段変
   速機の制御装置。
2. （２）上記通常より大きい変速速度での制御を、所定の
   時間またはシフトチェンジ直前と直後の目標値、実際値
   で定まる所定の中間目標値まで行う特許請求の範囲第１
   項記載の無段変速機の制御装置。
3. （３）上記シフトチェンジの際に目標値と実際値の偏差
   が設定値以下の場合は、最初から通常の変速速度で制御
   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
   。