JPH0557464B2 - - Google Patents

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JPH0557464B2
JPH0557464B2 JP58100484A JP10048483A JPH0557464B2 JP H0557464 B2 JPH0557464 B2 JP H0557464B2 JP 58100484 A JP58100484 A JP 58100484A JP 10048483 A JP10048483 A JP 10048483A JP H0557464 B2 JPH0557464 B2 JP H0557464B2
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speed
speed ratio
rotational speed
engine
intake air
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Akinori Osanai
Takeshi Gono
Takao Niwa
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS59226748A publication Critical patent/JPS59226748A/ja
Publication of JPH0557464B2 publication Critical patent/JPH0557464B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用無段変速機の速度比制御装置に
関する。
従来の技術 無段変速機を備えた車両において、エンジンに
設けられた吸気配管の吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段と、エンジンの回転速度がその吸
入空気量に基づいて決定された目標回転速度と一
致するように上記無段変速機の速度比を調節する
速度比調節手段とを備えた速度比制御装置が知ら
れている。たとえば、特開昭57−161346号公報に
記載されたものがそれである。このような速度比
制御装置においては、上記目標回転速度が、エン
ジンに対する要求出力を最小燃費率で達成するた
めに予め決定された関係からエンジンの要求馬力
を反映した吸気配管の吸入空気量に基づいて決定
されるようになつているため、エンジンを最小燃
費率で運転することが可能である。しかも吸入空
気量はエンジンの実際の出力と正確に対応するも
のであるため、スロツトル弁開度或いはアクセル
操作量に基づいて目標回転速度が決定される場合
に比較して、車両の定常走行状態だけでなく、一
般走行状態のようなアクセル操作が頻繁に行われ
る過渡的な状態においても目標回転速度がエンジ
ンの最小燃費率で運転するための最適値に決定さ
れる利点がある。
発明が解決すべき課題 ところで、無段変速機は一般に速度比が大きく
なるほどその伝達効率が低下する特性がある。こ
れに対し、上記のような従来の速度比制御装置に
おいては、エンジンの出力特性のみに着目してそ
の作動が最小燃費率で行われるように目標回転速
度が決定されているため、目標回転速度が無段変
速機の伝達効率をも考慮した最適値からずれたも
のとなる。このため、実際の車両走行時における
車両全体としての最適燃費が得られたかつた。
本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、車両全体の燃
費が向上することにより実際の車両走行時での最
適燃費が得られる車両用無段変速機の速度比制御
装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 斯かる目的を達成するための本発明の要旨とす
るところは、第１図の発明要旨図に示されるよう
に、無段変速機を備えた車両において、エンジン
に設けられた吸気配管の吸入空気量を検出する吸
入空気量検出手段と、エンジンの回転速度がその
吸入空気量に基づいて決定された目標回転速度と
一致するように前記無段変速機の速度比を調節す
る速度比調節手段とを備えた速度比制御装置であ
つて、(a)前記車両の走行速度を検出する車速検出
手段と、(b)前記エンジンに対する要求出力を最小
燃費率で達成するために予め決定された関係か
ら、前記吸入空気量の中間値より少量側の領域に
おいて前記走行速度が高速側となる程大きくなる
ように前記目標回転速度を決定する目標回転速度
決定手段と、を設けたことにある。
作 用 このようにすれば、目標回転速度決定手段によ
り、エンジンに対する要求出力を最小燃費率で達
成するために予め決定された関係から、吸入空気
量の中間値より少量側の領域において車速が高速
側となる程大きくなるように前記目標回転速度が
決定される。そして、速度比制御手段により、エ
ンジン回転速度が上記目標回転速度と一致するよ
うに無段変速機の速度比が調節される。これによ
り、吸入空気量の中間値より少量側の領域におい
ては、その目標回転速度に従つて走行速度が高速
側となる程無段変速機の速度比が小さくされ、無
段変速機の一般特性において、速度比の大きい場
合に比較して相対的に伝達効率の高い低速度比側
の領域が使用される。
発明の効果 このように、本発明の速度比制御装置では、目
標回転速度がエンジンの出力特性に加えて無段変
速機の伝達効率の一般特性を考慮した最適値に決
定されるため、従来の装置に比較して車両全体と
して燃費が向上し、実際の走行時での最適燃費が
得られる。
なお、ここで速度比とは、無段変速機の入力軸
の回転速度Ni、出力軸の回転速度をNoとする
と、No／Niを言う。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。
第２図において、エンジン１０にはクラツチ１
２を介してベルト式無段変速機１４が連結されて
おり、エンジン１０の回転がベルト式無段変速機
１４によつて無段階に変速された後、図示しない
車輪に伝達されるようになつている。ベルト式無
段変速機１４はクラツチ１２に連結された入力軸
１６と、入力軸１６に取り付けられた有効径が可
変の可変プーリ１８と、出力軸２０と、出力軸２
０に取り付けられた有効径が可変の可変プーリ２
２と、可変プーリ１８および２２間に掛け渡され
た伝動ベルト２４と、可変プーリ１８および２２
のＶ溝幅を変更して有効径を変化させる油圧シリ
ンダ２６および２８とを備えている。可変プーリ
１８および２２は、それぞれ入力軸１６および出
力軸２０に固定回転体３０および３２と、入力軸
１６および出力軸２０の軸方向移動可能且つ軸ま
わりに回転不能にそれぞれ取り付けられた可動回
転体３４および３６から成り、それら可動回転体
３４および３６が油圧シリンダ２６および２８内
のスペースに作用させられる油圧によつて軸方向
に駆動されることにより、伝動ベルト２４の掛り
径（有効径）が連続的に変化させられるようにな
つている。そして、油圧シリンダ２８には常時ラ
イン油圧が供給されるとともに、油圧シリンダ２
６内の作動油量（作動油圧）が速度比制御弁３８
によつて調節されることにより、可動回転体３４
および３６に作用させられる力のバランスが変更
されて、無段変速機１４の入力軸１６および出力
軸２０の速度比が変化させられるようになつてい
る。なお、可動回転体３４の受圧面積は可動回転
体３６よりも大きく設定されている。また、入力
軸１６および出力軸２０において、可動回転体３
４および３６は、固定回転体３０および３２に対
する軸線方向の配置が互いに逆とされ、伝動ベル
ト２４のねじれが防止されている。
ライン油圧は、オイルタンク４０からポンプ４
２によつて圧送された作動油が圧力調整弁４４に
よつて調整されることにより得られ、油路４６を
介して速度比制御弁３８および油圧シリンダ２８
に供給されている。圧力調整弁４４は、後述の調
圧信号SPによつて駆動されるリニアソレノイド
とそのリニアソレノイドによつて駆動される弁子
とを備え、ポンプ４２から圧送される作動油のオ
イルタンク４０への逃がし量を調圧信号SPに従
つて変化させることにより、ライン油圧を調整す
る。速度比制御弁３８は、後述の速度比信号SS
によつて駆動されるリニアソレノイドとそのリニ
アソレノイドによつて駆動される弁子とを備え、
油路４８と油路４６とを連通させてその流通面積
を変化させることにより、油圧シリンダ２６への
作動油（作動油圧）の供給量を調節する一方、油
路４８とオイルタンク４０への戻り油路５０とを
連通させて、その流通面積を変化させることによ
り、油圧シリンダ２６内の作動油排出量作動油圧
（減少量）を調節する。すなわち、速度比制御弁
３８によつて油路４８と油路４６および５０との
連通がほぼ遮断されて、油圧シリンダ２６内の作
動油量（作動油圧）が一定とされた状態において
は、速度比が固定とされる一方、油路４８と油路
４６とが連通させられた状態においては、油圧シ
リンダ２６内の作動油量（作動油圧）が増加させ
られて可変プーリ１８の有効径が大きくされると
ともに可変プーリ２２の有効径が小さくされ、速
度比が増加させられる。反対に、油路４８と油路
５０とが連通させられることによつて速度比が減
少させられるのである。
エンジン１０の吸気配管５２にはその吸気配管
５２内の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手
段としてのエアフローメータ５４が取り付けられ
ており、吸入空気量Ｑに対応した電圧である流量
信号SFがＡ／Ｄコンバータ５８を経てＩ／Ｏポ
ート５９に供給される。また、入力軸１６および
出力軸２０には、それらの回転を検出する回転速
度検出手段としての回転センタ６０、および車速
検出手段としての回転センタ６２がそれぞれ取り
付けられており、回転センサ６０はエンジン１０
の回転に対応したパルス数の回転信号SEをＩ／
Ｆ回路６４に供給する一方、回転センサ６２は車
速に対応したパルス数の回転信号SCをＩ／Ｆ回
路６４に供給する。Ｉ／Ｆ回路６４はそれら回転
信号SEおよびSCの単位時間当たりのパルス数を
表すコード信号に変換してＩ／Ｏポート５９に供
給する。Ｉ／Ｏポート５９はデータバスラインを
介してCPU６、RAM６８、ROM７０に接続さ
れており、CPU６６はROM７０に予め記憶され
たプログラムに従つてRAM６８の一時記憶機能
を利用しつつＩ／Ｏポート５９に供給される信号
を処理し、速度比ｅおよびその変化速度ｅを指令
する速度比信号SSをＤ／Ａコンバータ７２およ
び駆動回路７４を介して速度比制御弁３８に供給
する一方、ライン油圧の圧力を指令する調圧信号
SPをＤ／Ａコンバータ７２および駆動回路７４
を介して圧力調整弁４４に供給する。駆動回路７
４はいわゆる電力増幅器であつて、Ｄ／Ａコンバ
ータ７２からそれぞれ出力される速度比信号SS
および調圧信号SPを所定のゲインにて電力増幅
して、速度比制御弁３８および圧力調整弁４４の
リニアソレノイドに供給するのである。
第３図は本実施例の制御ブロツク線図である。
ブロツク７６では、予め求められた第４図の関係
から流量信号SFが表す吸入空気量Ｑ、および走
行速度Ｖを表す出力軸２０の回転速度Noに基づ
いてエンジン１０の目標回転速度（入力軸１６の
回転速度）Ni′が算出される。その目標回転速度
Ni′は吸入空気量Ｑが表す実際のエンジン出力
（要求馬力）が最小燃費率で得られるように定め
られた値である。すなわち、一般に、エンジン１
０は第５図に示される特性を備えており、図にお
いては実線は等燃費率（ｇ／PS・ｈ）曲線、破
線は等馬力（PS）曲線を示している。そして、
Ａ線は各出力馬力において最小燃費率となる点を
結んだ線であつて、この線に沿つてエンジン１０
の回転速度が選択されることが望まれる。ここ
で、吸気配管５２の吸入空気量Ｑはエンジン１０
の実際の出力（馬力PS）に比例するものである
ので、第５図が決定されると、第６図に示される
ように吸入空気量Ｑをパラメータとしたエンジン
回転速度とエンジン出力トルクとの関係が成立す
る。図において実線は等吸入量曲線を示す。した
がつて、エンジン１０を前記Ａ線に沿つて運転す
る場合の目標とすべき回転速度Ni′は吸入空気量
Ｑの関数となり、たとえば第４図に示されるよう
な関係が求められるのである。そして、第４図の
関係にはさらに車両の走行速度Ｖがパラメータと
されており、吸入空気量Ｑの中間値から少量側の
領域において走行速度Ｖが高速側となるほど目標
回転速度Ni′が大きくなるようにされている。こ
の特性は走行速度Ｖが高速側となるほど目標回転
速度を高くして、無段変速機１４の速度比ｅが小
さくなる側にシフトさせ、第７図に示される一般
特性において、無段変速機１４の伝達効率がより
高い領域が使用されるように定められている。す
なわち、目標回転速度Ni′は無段変速機１４の伝
達効率の一般特性をも考慮して定められるのであ
る。
上記ブロツク７６において算出された目標回転
速度Ni′は比較器７８において実際の回転速度Ni
と比較され、その偏差Ｅが算出されるとともにそ
の偏差Ｅを零とするための速度比ｅおよびその変
化速度e〓が決定され、それらを表す信号がフイー
ドバツクゲイン８０および駆動回路７４を介して
速度比制御弁３８へ送られる。この結果、速度比
制御弁３８によつて無段変速機１４の入力側の油
圧シリンダ２６内の作動油量（作動油圧）が変化
させられるに伴つて、速度比ｅが変化させられ、
実際の回転速度Niが目標回転速度Ni′に一致させ
られる。一方、ブロツク８２においては、回転速
度Ni、および車速に対応した出力軸２０の回転
速度Noに基づいて、最適なライン油圧Ｐが算出
され、そのライン油圧Ｐを表す信号が駆動回路７
４を介して圧力調整弁４４に供給される。この結
果、ライン油圧Ｐは滑り等によつて伝動ベルト２
４によるトルク伝達の損失が発生しない範囲で最
小の圧力に維持され、過大なライン油圧による動
力損失および伝動ベルト２４の耐久性低下が防止
されている。
以下、本実施例の作動を第８図のフローチヤー
トに従つて説明する。
まず、ステツプＳ１が実行され、吸気配管５２
の吸入空気量Ｑ、エンジン１０の実際の回転速度
Ni、車速に対応した出力軸２０の回転速度Noが
信号SF，SPおよびSCに従つてそれぞれ読み込ま
れ、RAM６８内に記憶される。また、目標回転
速度決定手段としてのステツプＳ２が実行され、
目標回転速度Ni′が決定される。すなわち、第４
図に示される予め求められた関係から、吸入空気
量Ｑおよび走行速度Ｖを表す出力軸２０の回転速
度Noに基づいて目標回転速度Ni′が決定されるの
である。そして、ステツプＳ３およびＳ４が実行
され、実際の速度比ｅ（＝No／Ni）おび偏差Ｅ
（＝Ni′−Ni）がそれぞれ算出される。なお、ス
テツプＳ４において偏差Ｅが算出されると、後述
のステツプＳ７およびＳ１０において用いられる
Δeの大きさがＥの増加とともに大きい値に設定
される。
ステツプＳ５においては、偏差Ｅが正、負、零
のいずれの状態であるかが判断され、零である場
合にはステツプＳ６が実行されて、目標速度比
e′の内容がそのまま維持される。なお、初期状態
における目標速度比e′は実際の速度比ｅとされて
いる。ステツプＳ５において偏差Ｅが負である場
合には、ステツプＳ７が実行され、目標速度比
e′の内容に予め定められた一定の小さな値Δeが
加えられる。そして、ステツプＳ８において目標
速度比e′の内容が最大値ｅ maxを超えたか否か
が判断され、超えない場合には後述のステツプＳ
１３が実行されるが、超えた場合にはステツプＳ
９が実行されて目標速度比e′の内容が最大値ｅ
maxに制限された後ステツプＳ１３が実行され
る。一方、ステツプＳ５において偏差Ｅが正であ
る場合にはステツプＳ１０が実行され、目標速度
比e′の内容から予め定められた小さな値Δeが差
し引かれる。そして、ステツプＳ１１において目
標速度比e′が最小値ｅ minより小さいか否かが
判断され、小さくない場合にはステツプＳ１３が
実行されるが、小さい場合にはステツプＳ１２が
実行されて目標速度比e′の内容が最小値ｅ min
に制限された後ステツプＳ１３が実行される。
以上のようにして、目標速度比e′が決定される
とステツプＳ１３が実行されて、目標速度比e′と
実際の速度比ｅとの偏差が算出されるとともに、
その偏差に乗数Ｋが乗算されることによつて制御
量（フイードバツクゲイン）Ｆが算出され、その
制御量Ｆに対応した量で油圧シリンダ２６内の作
動油量（作動油圧）が変化させられて、速度比ｅ
が目標速度比e′に、偏差Ｅに対応した変化速度e〓
でで追従させられる。すなわち、目標速度比e′と
実際の速度比ｅとの偏差が零である場合には制御
量Ｆが零であるので速度比制御弁３８の作動位置
がほぼ中立状態とされ、油圧シリンダ２６内の作
動油量（作動油圧）が一定に維持されて速度比ｅ
が変化させられないが、たとえば目標速度比e′が
実際の速度比ｅよりも大きい場合には油圧シリン
ダ２６内の作動油が増加させられて速度比ｅが大
きくされる。一方、逆に目標速度比e′が実際の速
度比ｅよりも小さい場合には、油圧シリンダ２６
内の作動油圧が減少させられて速度比ｅが小さく
される。したがつて、以上の一連のステツプが高
速で実行されることにより、目標回転速度Ni′と
実際の回転速度Niとの偏差Ｅが零となるように
速度比ｅが調節されるのである。それゆえ、エン
ジンの回転数が最適な値に維持され、経済的な走
行が得られるのである。
つぎに、ステツプＳ１４が実行され、ステツプ
Ｓ１において読み込まれた回転速度NiおよびNo
とに基づいて、ライン油圧を調節するための制御
量Ｐが予め求められた関数式ｆ（Ni，No）に従
つて算出される。この制御量Ｐは伝動ベルト２４
の滑りが生じない範囲で必要且つ十分なライン油
圧が得られるように定められるのである。そし
て、制御量Ｐに対応した調圧信号SPが圧力調整
弁４４に供給されるので圧力調整弁４４はライン
油圧を最適な値に調節する。
このように、本実施例によれば、第４図に示さ
れる予め求められた関数から吸気配管５２の吸入
空気量Ｑおよび走行速度Ｖに基づいて目標回転速
度Ni′が逐次決定され、その目標回転速度Ni′に実
際のエンジン１０の回転速度Niが一致するよう
に無段変速機１０の速度比ｅが調節される。した
がつて、スロツトル弁開度またはアクセル操作量
に基づいて目標回転速度Ni′が決定される従来の
場合に比較して、実際のエンジン１０の出力馬力
（要求負荷量）に適確に対応した目標回転速度
Ni′が決定される。すなわち、アクセル操作量ま
たはスロツトル弁開度は定常状態においてはその
ままエンジンの実際の出力に対応するが、過渡状
態においては応答特定に従つて必ずしも対応しな
いのである。
また、本実施例によれば吸入空気量に基づいて
目標回転速度Ni′が決定されるので、スロツトル
弁開度やアクセル操作量に基づいて目標回転速度
Ni′が決定されるため僅かな操作量に対して吸入
空気量Ｑの変動が大きく目標回転速度Ni′の設定
が困難な従来の場合に比較して、特にエンジン１
０の低速回転領域において目標回転速度Ni′が容
易に設定される利点がある。
しかも、目標回転速度Ni′が走行速度Ｖの上昇
に伴つて高む決定されることにより無段変速機１
４の速度比ｅが低くシフトされるので、第７図に
おける伝達効率の高い低速度比側の領域が使用さ
れる。すなわち、本実施例では、吸入空気量Ｑの
中間値より少量側の領域においては、目標回転速
度Nio′に従つて走行速度Ｖが高速側となる程速度
比ｅが小さくされ、無段変速機の一般特性におい
て速度比の大きい場合に比較して相対的に伝達効
率の高い低速度比側の領域が使用される。このよ
うに、本実施例の速度比制御装置では、目標回転
速度Ni′がエンジン１０の出力特性に加えて無段
変速機１４の伝達効率の一般特性を考慮した最適
値に決定されるため、エンジン１０の出力特性の
みを考慮して目標回転速度Ni′が決定されるたと
えば特開昭57−161346号公報に記載された速度比
制御装置に比較して、車両全体として燃費が向上
し、実際の車両走行時での最適燃費が得られるの
である。
以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。
たとえば、前述の実施例においてはベルト式無
段変速機１４について説明されているが、その他
の形式の無段変速機であつても良いのである。
また、前述の実施例において吸気配管５２の吸
入空気量を検出するためにエアフローメータ５４
が用いられているが、その他の形式の流量計であ
つても差支えない。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のクレーム対応図である。第２
図は本発明の一実施例が適用された車両用無段変
速機の構成図である。第３図は第２図の実施例の
制御ブロツク線図である。第４図は第２図の実施
例において用いられるエンジンの吸入空気量と目
標回転速度との予め求められた関係を示す図であ
る。第５図はエンジンの回転速度と出力トルクと
の関係において等馬力曲線および等燃費率曲線を
示す図である。第６図は吸入空気量をパラメータ
とするエンジンの回転速度と出力トルクとの関係
を示す図である。第７図は無段変速機の速度比と
伝達効率との関係を示す図である。第８図は第２
図の実施例の作動を説明するフローチヤートであ
る。 １０：エンジン、１４：（ベルト式）無段変速
機、５４：エアフローメータ（吸入空気量検出手
段）、６２：回転センサ（車速検出手段）、ステツ
プＳ２：目標回転速度決定手段、ステツプＳ５な
いしＳ１３：速度比調節手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 無段変速機を備えた車両において、エンジン
    に設けられた吸気配管の吸入空気量を検出する吸
    入空気量検出手段と、該エンジンの回転速度が該
    吸入空気量に基づいて決定された目標回転速度と
    一致するように前記無段変速機の速度比を調節す
    る速度比調節手段とを備えた速度比制御装置であ
    つて、 前記車両の走行速度を検出する車速検出手段
    と、 前記エンジンに対する要求出力を最小燃費率で
    達成するために予め決定された関係から、前記吸
    入空気量の中間値より少量側の領域において前記
    走行速度が高速側となる程大きくなるように前記
    目標回転速度を決定する目標回転速度決定手段
    と、 を設けたことを特徴とする車両用無段変速機の速
    度比制御装置。
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