JP4366333B2 - 無段変速機の変速制御装置及び変速制御方法 - Google Patents
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Description
そこで、このような違和感をもたらすことのないようにキックダウン加速時等の再加速時にも発進加速時と同様に運転者の加速意図に応じた車速の上昇を確実に提供する技術が開発されている(例えば特許文献2参照)。
そして、実プーリ比が目標プーリ比に達したら、ダウンシフトモードからアップシフトモードへと移行する。このアップシフトモードでは、図8(b)から、キックダウン操作時の車速V0とアクセル操作量Apo0とに対応したプーリ比の変更量Rpu0(図中の黒三角印参照)と、その制御時点の車速Vxとアクセル操作量Apoxとに対応したプーリ比の変更量Rpux(図中の黒四角印参照)との差(Rpu0−Rpux)をアップシフト量として算出し、目標プーリ比(即ち、上記のキックダウン操作時にダウンシフト側に設定した目標プーリ比)から、このアップシフト量(Rpu0−Rpux)分だけ減じたものを新たな目標プーリ比Rpa[←Rpa−(Rpu0−Rpux)]とする。
しかしながら、この再加速中に、運転者がアクセルペダルの踏み増し操作をするなどしてアクセル開度を変化させると、ダウンシフトの変速特性とアップシフトの変速特性とをそれぞれ補間演算等を用いて再設定して制御を行なうことになるが、この結果、上記の再加速中に行なった運転者のアクセル操作を反映させた、即ち、エンジン回転と車速との同期性を確保した制御を実現できない場合が生じる。
この場合、時点t1の更なるアクセルペダルの踏み込みに応じて、車速Vxとアクセル操作量Apoxとに対応したプーリ比の変更量Rpuxが増大するので、アップシフト側への補正量(Rpu0−Rpux)が減少し、目標プーリ比[=Rpa0−(Rpu0−Rpux)]がダウンシフト側に増加することがある。また、その後の時点t2のアクセルペダルの踏み戻しに応じて、車速Vxとアクセル操作量θacxとに対応したプーリ比の変更量Rpuxが減少するので、アップシフト側への補正量(Rpu0−Rpux)が増大し、目標プーリ比Rpa[←Rpa−(Rpu0−Rpux)]がアップシフト側に減少することがある。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、キックダウン操作による再加速中にアクセルペダルの踏み増し操作等を行なっても、エンジン回転と車速との同期性を確保することができるようにした、無段変速機の変速制御装置及び変速制御方法を提供することを目的とする。
さらに、前記キックダウン加速時制御手段は、前記車速と前記アクセル操作量とに基づいてダウンシフトの変速特性とアップシフトの変速特性とをそれぞれ決定する加速用変速特性決定手段と、前記ダウンシフト変速特性に基づいて前記変速比決定手段で決まる前記通常時目標変速比よりも抑制されたダウンシフト目標変速比を演算するダウンシフト目標値演算手段と、前記アップシフト変速特性に基づいてアップシフト目標変速比を演算するアップシフト目標値演算手段と、前記ダウンシフト目標値演算手段のダウンシフト目標変速比へダウンシフトした後、前記アップシフト目標値演算手段のアップシフト目標変速比に応じてアップシフトする前記キックダウン加速時目標変速比の仮想変速線を演算する仮想変速線生成手段とをそなえ、前記キックダウン加速が判定されたときには、前記変速比決定手段に代わって仮想変速線生成手段の仮想変速線に応じた変速比に基づいて変速を制御することが好ましい(請求項3)。
この場合、前記ダウンシフト目標値演算手段は、前記複数の変速線と車速及びアクセル操作量に応じて補間演算によりダウンシフト目標変速比を求め、前記アップシフト目標値演算手段は、前記複数の変速線と車速及びアクセル操作量に応じて補間演算によりアップシフト目標変速比を求めることが好ましい(請求項5)。
また、前記キックダウン加速要求判定手段は、アクセル操作量に基づいてアクセル操作速度を検出するとともに、予め設定した車速とアクセル操作量に応じた基準値を求め、前記アクセル操作速度が基準値を超えたときにキックダウン加速の要求であることを判定することが好ましい(請求項6)。
一方、アクセル操作量を急増させた場合は、速やかにエンジン回転数が上昇して、変速比が低速側の限界に達するので、変速比が固定されることになり、エンジン回転数の上昇を追うように車速も上昇していくので、アクセル操作量の増加率に制限を与えると却って加速に時間がかかってしまうが、アクセル操作量の増加率に制限を与えずに、レスポンスのよい変速を行うことができる。
さらに、請求項6に記載の無段変速機の変速制御装置によれば、キックダウン加速の誤判定を防いで、運転者のキックダウンによる加速意図を正確に検出できる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる車両の駆動系の概略構成図であり、図1に示すように、エンジン1にトルクコンバータ2を備えた無段変速機3が連結されて、走行状態に応じて最適な運転状態となるように、エンジン1の出力と無段変速機3の変速比とを制御するコントローラ10を備えている。なお、無段変速機3の無段変速機構としては、Vベルト式やトロイダル式を採用することができる。
コントローラ10には、アクセルペダル操作量(又はアクセル操作量或いはアクセル開度)Aposenを検出するアクセルポジションセンサ11、車両の走行速度(以下、車速)Vspを検出する車速センサ12、エンジン1の回転速度Neを検出するエンジン回転センサ13、無段変速機10の入力軸回転速度inREVを検出する入力軸回転センサ14などが接続され、これらのセンサが、車両の運転状態として検出する運転状態検出手段として機能する。なお、ここでは、車速センサ12は、無段変速機3の出力軸回転速度outREVを検出し、これに終減速比や車両の仕様に応じた定数(タイヤ半径など)を乗じたものを車速Vspとする。
また、ここでは、ノーマルモード変速部120が、発進時にも良好な加速が得られるように入力回転数指令値を算出して発進時の変速を制御するようになっている。
キックダウン操作判定部102,リニアモード変速部110,ノーマルモード変速部120,スタートモード変速部(図示略)には、アクセルポジションセンサ11からアクセル操作量Aposenと、アクセル操作速度算出部101からのアクセル操作速度dApoと、車速センサ12からの車速Vspとがそれぞれ入力される。
一方、アップシフト量規定マップ112は、アクセル操作量Apoが小さい場合(図中低開度)には車速Vspの増加に対してアップシフト量が多くなるよう設定され、エンジン回転速度の上昇を抑制して騒音の少ない静かなキックダウン加速を行なうことができるようにしている。
アクセル操作量Apoの増加率や減少率に制限を与える目的は、リニアモードでの変速制御は、キックダウン後、アクセル開度が一定の場合は同期性を持ってエンジン回転と車速とが増加するが、このリニアモードでの変速制御中に、アクセルペダルを更に踏み込んだ場合や踏み込み後に踏み戻しをした場合には、アクセル操作量の変化は、エンジン回転数(入力回転数)には反映されるものの、車速にはほとんど反映されず、エンジン回転と車速との同期性を確保した制御を実現できない点を解決する点にある。
このようにアクセル操作量Apoの増加率や減少率に制限を与える具体的な手法としては、リニアモードでの変速制御中に、アクセルペダルを更に緩やかに踏み込んだ場合やその踏み込み後に緩やかに踏み戻しをした場合には、まず、その増加率や減少率に制限を与えることを判定した時点における検出アクセル操作量Aposenをアクセル操作量基準値Apo2、判定時点における検出アクセル操作量変化率dApoをアクセル操作量変化率基準値dApo1、として記憶する。
Apo(n)=Apo2+n・d1 ・・・(2)
式(1)は、アクセル操作量変化率基準値dApo1を単純に1/2倍(半減)させたものであるが、この減少割合は一例であり、アクセル操作量変化率基準値dApo1に少なくとも1よりも小さい係数α(α<1)を乗算すればよく、係数αは適宜設定しうる。
アクセル操作量Apoの減少時には、次式(3),(4)で算出されるアクセル操作量Apoのうちの小さい方を制御に用いるアクセル操作量(補正アクセル操作量)Apoに設定する。なお、dApoは、上述と同様に、1制御周期当たりのアクセル操作量の変化量である。また、nは、判定時点で1、以降、制御周期毎に1ずつインクリメントされる。
Apo(n)=Apo2−n・d1 ・・・(4)
式(3),(4)を設けているのは、式(1),(2)の場合と同様である。
そして、このように補正されたアクセル操作量Apoが、検出アクセル操作量Aposenに達したら、即ち、アクセル操作量Apoの増加時には、アクセル操作量Apoが検出アクセル操作量Aposen以上になったら、また、アクセル操作量Apoの減少時には、アクセル操作量Apoが検出アクセル操作量Aposen以下になったら、アクセル操作量Apoの増加率制限を終了するようになっている。
まず、図4(a)に示すように、リニアモードフラグF1が0であるか否かを判定する(ステップS10)。このリニアモードフラグF1は、キックダウン操作判定部102で、アクセル操作速度dApoが閾値dApolを超えていて運転者がキックダウン操作を行ったと判定されて、リニアモードが選択されると1となるが、それ以外(通常)は0である。
また、このときの目標変速比Ppa0をリニアモード突入時目標変速比Ppa01として記憶する(ステップS70)。
一方、リニアモードに突入した後の制御周期であれば、ステップS10からステップS100に進んで、リニアモード解除条件が成立したか否かを判定する。つまり、リニアモードとなった後に、アクセル操作量Apoが所定値以下に戻され、かつ、リニアモードとなってから所定時間を経過していれば、リニアモード解除条件が成立したとして、ステップS110に進んで、ノーマルモードの変速制御を実施する。
そして、設定された目標変速比Ppa0とそのときの出力軸回転数OutRevの検出値とから次式(7)により、目標入力軸回転数DsrRevを算出し(ステップS80)、変速比制御を実施する(ステップS90)。
DsrRev=Ppa0×OutRev ・・・(7)
このように、キックダウン操作がされると、図6,図7の実細線に示すような変速特性で制御される。まずは、マップ111及び式(5)によって、目標変速比Ppa0のダウンシフト量が、アクセル操作量が大きいほどノーマルモード時よりも抑制されたものに設定されるので、入力軸回転数inRev(即ち、エンジン回転数Ne)だけが上昇して車速Vspがほとんど上昇しないような事態が回避される。そして、その後は、マップ112及び式(6)によって、車速の上昇に応じてシフトダウン抑制がなされることになり、入力軸回転数inRev(エンジン回転数Ne)と車速Vspとが同期性を持って略線形に変化しながら、変速比が次第にアップシフト側に調整されて、エンジン回転が車速Vspに有効に反映されるようになる。
アクセル操作量の緩やかな増加であれば、ステップS270に進んで、前記の式(1)(2)で算出されるアクセル操作量Apoのうちの大きい方を制御に用いるアクセル操作量Apoに設定する。そして、ステップS290に進んで、アクセル操作量Apoが検出アクセル操作量Aposen以上になったか否かを判定して、アクセル操作量Apoが検出アクセル操作量Aposen以上になったら、ステップS300に進んで、変化率抑制フラグF3を0にセットして、アクセル操作量Apoの増加率制限を終了する。
例えば、本実施形態では、図2にマップ111,112で示すようなダウンシフト特性及びアップシフト特性によりキックダウン時の変速制御を実施しているが、これらの特性は、車速(変速機の出力回転)とエンジン回転(変速機の入力回転)とが同期性を持って増加するように変速するという技術思想を背景にすれば適宜設定変更しうるのもである。
また、キックダウン加速制御時に、アクセル操作量に変化があった場合、前記の式(1)〜(4)のようなアクセル操作量Apoの補正は一例であり、例えば、アクセル操作量に変化があった時の変化率(アクセル操作量変化率基準値)dApo1とアクセル操作量の変化率下限値d1との差(dApo1−d1)に着目して、アクセル操作量増加時には、式(8)を用い、アクセル操作量減少時には、式(9)を用いるなど、適宜の変化量制限が考えられる。
Apo(n)=Apo2−(n/2)・(dApo1−d1) ・・・(9)
2 トルクコンバータ
3 無段変速機
10 コントローラ
11 アクセルポジションセンサ
12 車速センサ
13 エンジン回転センサ
14 入力軸回転センサ
101 アクセル操作速度算出部
102 キックダウン加速要求判定手段としてのキックダウン操作判定部
103 アクセル操作量変化率制限手段としてのアクセル開度補正部
110 キックダウン加速時制御手段としてのリニアモード変速部
120 通常時制御手段としてのノーマルモード変速部
130 司令部
Claims (8)
- 車速とアクセル操作量とを含む車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出された車速とアクセル操作量とに応じた通常時目標変速比を決定する通常時変速比決定手段と、
前記通常時変速比決定手段により決定された前記通常時目標変速比に基づいて無段変速機の変速比を制御する通常時制御手段と、
前記運転状態検出手段により検出されたアクセル操作量に基づいてキックダウン加速を判定するキックダウン加速要求判定手段と、
前記キックダウン加速が判定されたときには、前記無段変速機の入力回転数と出力回転数とが略線形に増加するように前記運転状態検出手段により検出された車速とアクセル操作量とに応じてキックダウン加速時目標変速比を設定して、前記通常時目標変速比に代わって該キックダウン加速時目標変速比に基づいて変速比を制御するキックダウン加速時制御手段と、をそなえた無段変速機の変速制御装置において、
前記キックダウン加速時制御手段による変速比制御が行なわれている間に、前記運転状態検出手段により検出されたアクセル操作量の所定の変化として該アクセル操作量の増加率の大きさが予め設定された基準増加率以下となる前記アクセル操作量の緩やかな増加又は減少が発生したら、前記検出されたアクセル操作量の変化率よりも低い変化率で変化するように変化率に制限を与えた補正アクセル操作量を算出し、前記キックダウン加速時制御手段に前記キックダウン加速時目標変速比の設定のために出力すると共に、前記運転状態検出手段により検出されたアクセル操作量の増加率の大きさが前記基準増加率よりも大きくなる前記アクセル操作量の急激な増加が発生したら、前記アクセル操作量の変化率に対する制限は行わずに、前記検出されたアクセル操作量をそのまま、前記キックダウン加速時制御手段に前記キックダウン加速時目標変速比の設定のために出力するアクセル操作量変化率制限手段とをそなえている
ことを特徴とする、無段変速機の変速制御装置。 - 前記のアクセル操作量についての所定の変化とは、上記アクセル操作量の増加であって、且つ、上記アクセル操作量の増加率が予め設定された基準増加率以下の緩やかな増加であることを特徴とする、請求項1記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記キックダウン加速時制御手段は、
前記車速と前記アクセル操作量とに基づいてダウンシフトの変速特性とアップシフトの変速特性とをそれぞれ決定する加速用変速特性決定手段と、
前記ダウンシフト変速特性に基づいて前記変速比決定手段で決まる前記通常時目標変速比よりも抑制されたダウンシフト目標変速比を演算するダウンシフト目標値演算手段と、
前記アップシフト変速特性に基づいてアップシフト目標変速比を演算するアップシフト目標値演算手段と、
前記ダウンシフト目標値演算手段のダウンシフト目標変速比へダウンシフトした後、前記アップシフト目標値演算手段のアップシフト目標変速比に応じてアップシフトする前記キックダウン加速時目標変速比の仮想変速線を演算する仮想変速線生成手段とをそなえ、
前記キックダウン加速が判定されたときには、前記通常時変速比決定手段に代わって仮想変速線生成手段の仮想変速線に応じた変速比に基づいて変速を制御することを特徴とする、請求項1又は2記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記加速用変速特性決定手段は、
前記ダウンシフト変速特性として、アクセル操作量毎に車速と変速比または目標入力軸回転速度を対応付けた変速線を複数設定し、
前記アップシフト変速特性として、アクセル操作量毎に車速と変速比または目標入力軸回転速度を対応付けた変速線を複数設定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。 - 前記ダウンシフト目標値演算手段は、前記複数の変速線と車速及びアクセル操作量に応じて補間演算によりダウンシフト目標変速比を求め、
前記アップシフト目標値演算手段は、前記複数の変速線と車速及びアクセル操作量に応じて補間演算によりアップシフト目標変速比を求めることを特徴とする、請求項4記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記キックダウン加速要求判定手段は、アクセル操作量に基づいてアクセル操作速度を検出するとともに、予め設定した車速とアクセル操作量に応じた基準値を求め、前記アクセル操作速度が基準値を超えたときにキックダウン加速の要求であることを判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の無段変速機の変速制御装置。
- 通常走行時には、検出した車速と検出したアクセル操作量とに応じて通常時目標変速比を決定する通常目標変速比決定ステップと、前記通常目標変速比決定ステップにより決定された前記通常時目標変速比に基づいて無段変速機の変速比を制御する通常時制御を行なう通常時制御ステップとを実施し、
前記通常走行時にキックダウン加速を判定したら、前記通常走行時の処理ステップに代えて、前記無段変速機の入力回転数と出力回転数とが略線形に増加するように、前記運転状態検出手段により検出された車速とアクセル操作量とに応じてキックダウン時目標変速比を設定するキックダウン時目標変速比設定ステップと、前記キックダウン時目標変速比設定ステップにより設定された前記キックダウン時目標変速比に基づいて変速比を制御するキックダウン加速時制御を行なうキックダウン加速時制御ステップとを実施する、無段変速機の変速制御方法であって、
前記キックダウン加速時制御が行なわれている間に、前記アクセル操作量の所定の変化として該アクセル操作量の増加率の大きさが予め設定された基準増加率以下となる前記アクセル操作量の緩やかな増加又は減少が発生したら、前記検出されたアクセル操作量の変化率よりも低い変化率で変化するように変化率に制限を与えた補正アクセル操作量を算出し、前記キックダウン時目標変速比設定ステップでは、前記補正アクセル操作量に基づいて前記キックダウン時目標変速比の設定を行ない、
前記キックダウン加速時制御が行なわれている間に、前記アクセル操作量の増加率が前記基準増加率よりも大きくなる前記アクセル操作量の急激な増加が発生したら、前記アクセル操作量の変化率に対する制限は行わずに、前記検出されたアクセル操作量に基づいて前記キックダウン時目標変速比の設定を行なう
ことを特徴とする、無段変速機の変速制御方法。 - 前記のアクセル操作量についての所定の変化とは、上記アクセル操作量の増加であって、且つ、上記アクセル操作量の増加率が予め設定された基準増加率以下の緩やかな増加であることを特徴とする、請求項7記載の無段変速機の変速制御方法。
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