JP3747748B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル開度が第1の値未満の場合には車両の運転状態に応じて変速比を決定する通常モードで変速制御を行い、スロットル開度が第1の値以上である場合には到達変速比を第2の値に設定するリニアモードで変速制御を行う無段変速機の変速制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、Vベルト式やトロイダル式のような無段変速機が車両に搭載されている。このような無段変速機を制御するに当たり、特開平4−54371号公報に開示されたものでは、車速及びスロットル開度に応じた目標入力回転数を設定している。
【0003】
このような変速制御の場合、加速のためにスロットル開度を増大させると、目標入力回転数が大きくなり、変速比が増大する。この際、実変速比が増大するまである程度の時間を要し、その間、エンジン回転数にほぼ相当する変速機入力回転数が上昇するので、駆動力が増大しない。その結果、運転者は、エンジンが空吹きしたように感じ、違和感を覚える。
【0004】
このような不都合を解決するために、特許番号第2593432号では、スロットル開度がしきい値以上になる場合には変速比を一定に維持するリニアモード変速を有している。この場合、変速比を、スロットル開度がしきい値であるときの変速マップ上の変速比に固定している。このように変速比を固定することによって、エンジン回転数が増加すると駆動力が増加し、スロットル開度が増大してから加速感が得られるまでの期間が短縮され、その結果、加速の応答性が向上する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような変速制御では、所定の車速においてスロットル開度がしきい値を超えてリニアモードになると、以前の変速制御状態に関係なく所定の変速比に固定される。すなわち、スロットル開度増大前の変速比については考慮されないので、スロットル開度増大前の変速比が比較的大きい場合、ダウンシフト量が少なくなり、加速が困難となる。それに対して、スロットル開度増大前の変速比が比較的小さい場合、ダウンシフト量が多くなり、空吹き感を有効に解消できなくなる。
【0006】
また、スロットル開度、スロットル開度の時間当たりの増加量及び車速を考慮することなく変速比を固定していたので、運転者の加速意図に応じた加速を行うことができない。
【0007】
なお、このような変速制御を行うに当たり、エンジンの過回転による損傷を防止する必要もある。
【0008】
さらに、無段変速機のうち、所定の変速段を手動によって選択できるマニュアルモードを有するものも提案されており、マニュアルモードにおける変速時や、マニュアルモードの選択又は解除を、運転者がメータやセレクトレバーを見ることなく確認できることが所望されている。
【0009】
請求項1,2記載の無段変速機の変速制御装置は、変速の際に運転者が違和感を感じることなく適切なダウンシフト量を得ることを目的とするものである。
【0010】
請求項3,4記載の無段変速機の変速制御装置は、変速の際に運転者の加速意図に応じたダウンシフト量を得ることを目的とするものである。
【0011】
請求項5記載の無段変速機の変速制御装置は、変速の際にエンジンの過回転による損傷を防止することを目的とするものである。
【0012】
請求項6,7記載の無段変速機の変速制御装置は、マニュアルモードにおける変速時や、マニュアルモードの選択又は解除を、運転者がメータやセレクトレバーを見ることなく確認できることを目的とするものである。
【0013】
請求項1記載の無段変速機の変速制御装置は、車両の運転状態に応じて求めた到達変速比に基づいた制御を行う、無段変速機の変速制御装置であって、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットル開度が第1の値未満の場合には車両の運転状態に応じて求めた到達入力回転数に対応する到達変速比を決定する通常モードで変速制御を行い、前記スロットル開度が第1の値以上である場合には前記到達変速比を第2の値に固定するリニアモードで変速制御を行う変速制御手段とを具え、
前記リニアモード変速に移行する前の前記通常モードにおける到達変速比が大きくなるに従って前記第2の値を大きく設定するとともに、前記スロットル開度の時間当たりの増加量が大きくなるに従って前記第2の値を大きく設定し、
前記第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より小さい増加量でスロットル開度が増大したときには、前記スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて前記第2の値が再設定されることを禁止するとともに、前記第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より大きい増加量でスロットル開度が増大したときには、前記スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて前記第2の値が再設定されることを許可することを特徴とするものである。
【0014】
請求項2記載の無段変速機の変速制御装置は、前記第2の値を、前記リニアモード変速に移行する前の前記通常モードにおける到達変速比に第3の値を加算し又は乗算したものとしたことを特徴とするものである。
【0015】
請求項3記載の無段変速機の変速制御装置は、前記第3の値を、前記スロットル開度が高くなるに従って大きくなるように設定したことを特徴とするものである。
【0016】
請求項4記載の無段変速機の変速制御装置は、前記第3の値を、車速が大きくなるに従って小さくするように設定したことを特徴とするものである。
【0017】
請求項5記載の無段変速機の変速制御装置は、前記到達変速比を、無段変速機の入力回転数が第4の値以下に制限されるように設定したことを特徴とするものである。
【0018】
請求項6記載の無段変速機の変速制御装置は、前記無段変速機が、所定の変速段を手動によって選択できるマニュアルモードを有し、前記マニュアルモードにおける変速時に、前記無段変速機において選択された変速段に対応する音声を発する発声手段を更に具えることを特徴とするものである。
【0019】
請求項7記載の無段変速機の変速制御装置は、前記発声手段が、前記マニュアルモードの選択又は解除に対応する音声を発するように構成したことを特徴とするものである。
【0020】
請求項1記載の無段変速機の変速制御装置によれば、リニアモード変速に移行する前の通常モードにおける到達変速比が大きくなるに従って第2の値を大きく設定するとともに、スロットル開度の時間当たりの増加量が大きくなるに従って第2の値を大きく設定し、第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より小さい増加量でスロットル開度が増大したときには、スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて第2の値が再設定されることを禁止するとともに、第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より大きい増加量でスロットル開度が増大したときには、スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて第2の値が再設定されることを許可する。したがって、スロットル開度が第1の値以上になる前の変速比に応じて到達変速比が設定されるので、変速の際に運転者が違和感を感じることなく適切なダウンシフト量を得ることができる。すなわち、スロットル開度が第1の値以上になる前の変速比が比較的大きい場合でも、十分なダウンシフト量となり、加速が容易になる。また、スロットル開度が第1の値以上になる前の変速比が比較的小さい場合でも、ダウンシフト量が多くならず、空吹き感を有効に解消できる。
【0021】
請求項2記載の無段変速機の変速制御装置によれば、第2の値を、前記リニアモード変速に移行する前の前記通常モードにおける到達変速比に第3の値を加算し又は乗算したものとする。これによって、到達変速比を適切に設定することができ、その結果、変速の際に運転者が違和感を感じることなく適切なダウンシフト量を得ることができる。
【0022】
請求項3記載の無段変速機の変速制御装置によれば、第3の値を、スロットル開度が高くなるに従って大きくする。これによって、変速の際に運転者の加速意図に応じたダウンシフト量を得ることができる。
【0023】
請求項4記載の無段変速機の変速制御装置によれば、第3の値を、車速が大きくなるに従って小さくする。これによって、変速の際に運転者の加速意図に応じたダウンシフト量を得ることができる。一般に、同一スロットル開度の踏み込みに対する加速要求は、一般に車速が低くなくに従って高くなる。このように車速が大きくなるに従って到達変速比の増加分を小さくする、すなわち、車速が小さくなるに従って到達変速比が大きくなり、その結果、加速が大きくなるので、運転者の加速要求により適合した制御が可能となる。
【0024】
請求項5記載の無段変速機の変速制御装置によれば、到達変速比を、入力回転数が第4の値以下に制限されるように設定する。これによって、変速の際にエンジンの過回転による損傷を防止することができる。
【0025】
請求項6記載の無段変速機の変速制御装置によれば、マニュアルモードにおける変速時に、発声手段が、選択された変速段に対応する音声を発する。これによって、運転者は、マニュアルモードにおける選択された変速段をメータ等を見ることなく認識することができる。
【0026】
請求項7記載の無段変速機の変速制御装置によれば、発声手段が、マニュアルモードの選択又は解除に対応する音声を発する。これによって、運転者は、マニュアルモードの選択又は解除をセレクトレバーを見ることなく認識することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明による無段変速機の変速制御装置を示す図である。図1において、エンジン1と無段変速機2とによって構成されたパワートレインと、後に説明するようにして到達プーリ比Dratioを演算するコントローラ3とを示す。
【0028】
エンジン1は、運転者によるアクセルペダル操作によって開度が決定されるスロットルバルブ4を具え、そのスロットルバルブ4を経由した吸入空気及び噴射燃料によって運転される。
【0029】
無段変速機2を、既知のVベルト式無段変速機とし、それは、トルクコンバータ5を介してエンジン1の出力軸に駆動結合されたプライマリプーリ6と、これに整列配置したセカンダリプーリ7と、これら両プーリ間に掛け渡したVベルト8とを具える。また、セカンダリプーリ7にファイナルドライブギヤ組9を介してディファレンシャルギヤ装置10を駆動結合し、これらによって車輪(図示せず)を回転駆動させる。
【0030】
無段変速機2を変速するに当たり、プライマリプーリ6及びセカンダリプーリ7の各々のV溝を形成するフランジのうち、一方の可動フランジを他方の固定フランジに対して相対的に近接してV溝幅を狭め、又は離反してV溝幅を広め得るようにする。その結果、両方の可動フランジを、到達プーリ比指令に応答する油圧アクチュエータからのプライマリプーリ圧Ppri 及びセカンダリプーリ圧Psec に応じた位置に変位させることによって、プライマリプーリ6とセカンダリプーリ7とのプーリ比が到達プーリ比Dratioに一致するように無段変速させる。
【0031】
コントローラ3には、到達プーリ比Dratioを演算するために、スロットル開度TVOを検出するスロットル開度センサ12からの信号と、セカンダリプーリ7の回転数である変速機出力回転数Noを検出する変速機出力回転センサ13からの信号と、車速VSPを検出する車速センサ14からの信号と、セレクトレバー15からの選択レンジについての信号とがそれぞれ入力される。
【0032】
さらに、無段変速機2は、所定の変速段を手動によって選択できるマニュアルモードを有し、コントローラ3は、マニュアルモードにおける変速時における選択された変速段に対応する音声及び/又はマニュアルモードの選択若しくは解除に対応する音声を、スピーカ16から出力するような制御も行う。なお、マニュアルモードの変速線の一例及びスピーカ16の音声出力例をそれぞれ、図2及び3に示す。
【0033】
次に、本実施の形態の動作について説明する。図4は、本発明の制御で用いられる走行モード判定マップである。このマップは、スロットル開度TVO及びスロットル開度の時間当たりの増加量ΔTVOに基づいて走行モードを判定するものであり、スロットル開度TVOの制御用定数としてTVO1,TVO2,TVO3,TVO4(TVO1<TVO2<TVO3<TVO4)を使用するとともに、スロットル開度の時間当たりの増加量ΔTVOの制御用定数として、DTVO1を使用する。例えば、TVO1,TVO2,TVO3,TVO4の各々を、2/8,3/8又は5/8,6/8,7/8とする。
【0034】
0≦TVO≦TVO1の場合、通常モードを選択する。通常モードにおいては、図5において実線で示すような変速パターンを用いて変速動作を行う。なお、リミッタXを設定することによって、到達入力回転数を制限する。これによって、変速の際にエンジンの過回転による損傷を防止することができる。
【0035】
TVO2<TVO≦TVO3かつ0≦ΔTVO≦DTVO1の場合、運転者の加速意図が小のリニアモードAを選択し、TVO2<TVO≦TVO1かつDTVO1<ΔTVOの場合、運転者の加速意図が中のリニアモードBを選択する。TVO4≦TVOの場合、運転者の加速意図が大のリニアモードCを選択する。
【0036】
なお、TVO1<TVO≦TVO2及びTVO3<TVO≦TVO4の場合には、前回の走行モードを維持し、これによってハンチングを防止する。
【0037】
図6は、本発明の制御で用いられる基本プーリ比及び基準車速判定マップである。前回の走行モードが通常モードであるとともに、今回の走行モードがリニアモードの場合、基本プーリ比RatioBを実プーリ比Ratioとし、かつ、基準車速VSPSを実車速VSPとする。
【0038】
前回の走行モードがリニアモードであるとともに今回の走行モードが通常モードである場合、基本プーリ比RatioBをクリアする。なお、前回の走行モード及び今回の走行モードが同一モードである場合には、前回の基本プーリ比及び基準車速を維持する。
【0039】
図7は、本発明の制御で用いられる加算プーリ比演算係数選択テーブルである。この場合、加算プーリ比演算車速係数VSPGAINとして、VSPGAIN(A),VSPGAIN(B),VSPGAIN(C)(VSPGAIN(A)<VSPGAIN(B)<VSPGAIN(C))を使用し、加算プーリ比切片RATADDV0として、RATADDV0(A),RATADDV0(B),RATADDV0(C)(RATADDV0(A)<RATADDV0(B)<RATADDV0(C))を使用する。
【0040】
加算プーリ比Ratioaddを、次のようにして求める。
Ratioadd=VSPGAIN(n) ×VSPS+RATADDV0(n)
(nをA,B,Cのうちのいずれかとする。)
また、このようにして求めた加算プーリ比Ratioaddに対して、下限値としての最低加算プーリ比RATIOADDMINを、次のように設定する。
Ratioadd=MAX(Ratioadd,RATIOADDMIN)
このように設定される加算プーリ比と車速との関係は、図8に示すようになる。
【0041】
なお、リニアモード時の到達プーリ比Dratioは、次のようにして求められる。
Dratio=RatioB+Ratioadd
【0042】
図9は、本発明による無段変速機の変速制御装置の動作のフローチャートである。このルーチンは、先ず、ステップS1において、スロットル開度TVOがTVO1より大きいか否か判定する。
【0043】
スロットル開度TVOがTVO1より大きくない場合、通常モードであると判定し(ステップS2)、本ルーチンを終了する。それに対して、スロットル開度TVOがTVO1より大きい場合、ステップS3において、スロットル開度TVOがTVO2より大きいか否か判定する。
【0044】
スロットル開度TVOがTVO2より大きくない場合、本ルーチンを終了し、それに対して、スロットル開度TVOがTVO2より大きい場合、ステップS4において、スロットル開度TVOがTVO3より大きいか否か判定する。
【0045】
スロットル開度TVOがTVO3より大きくない場合、ステップS5において、スロットル開度の時間当たりの増加量ΔTVOがDTVO1より大きいか否か判定する。スロットル開度の時間当たりの増加量ΔTVOがDTVO1より大きくない場合、リニアモードAであると判定し(ステップS6)、加算プーリ比演算車速係数VSPGAINをVSPGAIN(A)に設定するとともに、加算プーリ切片RATADDV0をRATADDV0(A)に設定する(ステップS7)。それに対して、スロットル開度の時間当たりの増加量ΔTVOがDTVO1より大きい場合、リニアモードBであると判定し(ステップS8)、加算プーリ比演算車速係数VSPGAINをVSPGAIN(B)に設定するとともに、加算プーリ切片RATADDV0をRATADDV0(B)に設定する(ステップS9)。
【0046】
ステップS4でスロットル開度TVOがTVO3より大きい場合、ステップS10において、スロットル開度TVOがTVO4より大きいか否か判定する。スロットル開度TVOがTVO4より大きくない場合、本ルーチンを終了し、それに対して、スロットル開度TVOがTVO4より大きい場合には、リニアモードCであると判定し(ステップS11)、加算プーリ比演算車速係数VSPGAINをVSPGAIN(C)に設定するとともに、加算プーリ切片RATADDV0をRATADDV0(C)に設定する(ステップS12)。
【0047】
ステップS7,S9又はS12において加算プーリ比演算車速係数VSPGAIN及び加算プーリ切片RATADDV0を設定した後、ステップS13において、前回のモードが通常モードであるか否か判定する。
【0048】
前回のモードが通常モードである場合、基本プーリ比RatioBを実プーリ比Ratioに設定するとともに、基準車速VSPSを実車速VSPに設定する(ステップS14)。それに対して、前回のモードが通常モードでない場合、今回のモードがリニアモードCであるか否か判定し(ステップS15)、リニアモードCでない場合には、今回のモードがリニアモードBであるか否か判定し(ステップS16)、リニアモードBでない場合には、本ルーチンを終了する。
【0049】
ステップS14で基本プーリ比RatioB及び基準車速VSPSを設定した後、ステップS15で今回のモードがリニアモードCであると判定した後又はステップS16で今回のモードがリニアモードBであると判定した後、加算プーリ比Ratioaddを、既に説明したようにして求める(ステップS17)。
【0050】
次いで、ステップS18において、加算プーリ比Ratioaddが最低加算プーリ比RATIOADDMINより小さいか否か判定する。加算プーリ比Ratioaddが最低加算プーリ比RATIOADDMINより小さい場合、加算プーリ比RatioaddをRATIOADDMINに設定した(ステップS19)後、到達プーリ比Dratioを、既に説明したように求め(ステップS20)、本ルーチンを終了する。それに対して、加算プーリ比Ratioaddが最低加算プーリ比RATIOADDMIN以上である場合、到達プーリ比Dratioを、既に説明したように求め(ステップS20)、本ルーチンを終了する。
【0051】
このような制御ルーチンによって得られるスロットル開度、到達変速比及び実変速比の時間変化の一例を、図10に示す。
【0052】
図11は、スロットル開度、変速機出力回転数及び車両前後加速度の時間変化を示す図である。図11a,11b及び11cにおいて、本実施の形態による変速制御を行った場合を実線で示し、上記特開平4−54371号公報に開示されたものによる変速制御を行った場合を破線で示す。
【0053】
図11b及び11cからわかるように、本実施の形態による変速制御は、スロットル開度が増大してから加速が開始されるまでの応答性が上記特開平4−54371号公報に開示されたものによる変速制御を行った場合に比べて向上している。
【0054】
図12は、スロットル変化時の運転状態の変速マップ上での変化軌跡を示す図である。スロットル開度TVO<TVO2の運転状態a又はbからスロットル開度TVOがXに到達した場合、上記特開平4−54371号公報で行われる変速制御の場合、cで示すように、最初に目標入力回転数が顕著に変化するので、この部分における変速時間が長くなり、変速中に加速ができず、その結果、加速の応答性がよくならない。
【0055】
それに対して、上記特許番号第2593432号で行われる変速制御の場合、上記特開平4−54371号公報で行われる変速制御の場合に比べて小さい変速比で変速が終了し、リニアモードとなり、変速比が固定されるので、加速の開始が速くなり、上記特開平4−54371号公報で行われる変速制御の課題は解決される。しかしながら、dで示すように、運転状態aからスロットル開度TVOが×に到達した場合に固定される変速比は、運転状態bからスロットル開度TVOが×に到達した場合に固定される変速比と同一となる。したがって、運転状態bからスロットル開度TVOを増大させる場合には、運転状態bの場合に比べて低い変速比の運転状態aからスロットル開度TVOを増大させる場合に比べてダウンシフト量が小さくなり、得られる加速感が小さくなる。
【0056】
本実施の形態による変速制御によれば、リニアモードではスロットル開度TVO増大前の変速比に所定の加算量を加算した変速比とすることによって、運転状態aの場合にはeに示すように変化し、運転状態bの場合にはfのように変化する。したがって、常に適切な加速感が得られるようになる。
【0057】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、無段変速機をVベルト式無段変速機とした場合について説明したが、トロイダル式無段変速機の場合についても本発明を適用することができる。また、リニアモード変速に移行する前の通常モードにおける到達変速比に第3の値を加算する場合について説明したが、第3の値を乗算することもできる。
【0058】
さらに、リニアモードの個数を3個以外の任意の個数とすることができ、スピーカを通じて他の音声出力を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による無段変速機の変速制御装置の実施の形態を示す図である。
【図2】 マニュアルモードの変速線の一例を示す図である。
【図3】 スピーカの音声出力例を示す図である。
【図4】 本発明の制御で用いられる走行モード判定マップである。
【図5】 変速制御の通常モードにおける変速パターンの一例を示す図である。
【図6】 本発明の制御で用いられる基本プーリ比及び基準車速判定マップである。
【図7】 本発明の制御で用いられる加算プーリ比演算係数選択テーブルである。
【図8】 加算プーリ比と車速との関係を示す図である。
【図9】 本発明による無段変速機の変速制御装置の動作のフローチャートである。
【図10】 制御ルーチンによって得られるスロットル開度、到達変速比及び実変速比の時間変化の一例を示す図である。
【図11】 スロットル開度、変速機出力回転数及び車両前後加速度の時間変化を示す図である。
【図12】 スロットル変化時の運転状態の変速マップ上での変化軌跡を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 無段変速機
3 コントローラ
4 スロットルバルブ
5 トルクコンバータ
6 プライマリプーリ
7 セカンダリプーリ
8 Vベルト
9 ファイナルドライブギヤ組
10 ディファレンシャルギヤ装置
11 油圧アクチュエータ
12 スロットルセンサ
13 変速機出力回転センサ
14 車速センサ
15 セレクトレバー
16 スピーカ
Dratio 到達プーリ比
No 変速機出力回転数
Ppri プライマリプーリ圧
Psec セカンダリプーリ圧
TVO スロットル開度
VSP 車速
Claims (7)
- 車両の運転状態に応じて求めた到達変速比に基づいた制御を行う、無段変速機の変速制御装置であって、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットル開度が第1の値未満の場合には車両の運転状態に応じて求めた到達入力回転数に対応する到達変速比を決定する通常モードで変速制御を行い、前記スロットル開度が第1の値以上である場合には前記到達変速比を第2の値に固定するリニアモードで変速制御を行う変速制御手段とを具え、
前記リニアモード変速に移行する前の前記通常モードにおける到達変速比が大きくなるに従って前記第2の値を大きく設定するとともに、前記スロットル開度の時間当たりの増加量が大きくなるに従って前記第2の値を大きく設定し、
前記第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より小さい増加量でスロットル開度が増大したときには、前記スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて前記第2の値が再設定されることを禁止するとともに、前記第2の値が設定されたときのスロットル開度の時間当たりの増加量より大きい増加量でスロットル開度が増大したときには、前記スロットル開度の時間当たりの増加量に基づいて前記第2の値が再設定されることを許可することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 前記第2の値を、前記リニアモード変速に移行する前の前記通常モードにおける到達変速比に第3の値を加算し又は乗算したものとしたことを特徴とする請求項1記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記第3の値を、前記スロットル開度が高くなるに従って大きくなるように設定したことを特徴とする請求項2記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記第3の値を、車速が大きくなるに従って小さくするように設定したことを特徴とする請求項2又は3記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記到達変速比を、無段変速機の入力回転数が第4の値以下に制限されるように設定したことを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記無段変速機が、所定の変速段を手動によって選択できるマニュアルモードを有し、
前記マニュアルモードにおける変速時に、前記無段変速機において選択された変速段に対応する音声を発する発声手段を更に具えることを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記発声手段が、前記マニュアルモードの選択又は解除に対応する音声を発するように構成したことを特徴とする請求項6記載の無段変速機の変速制御装置。
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