JPH06109113A - 無段変速機の変速比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速感を十分に高めることができ、かつ加速
初期における変速応答性を高めることができる無段変速
機の変速比制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 通常時には、コントロールユニットＣＵによ
って、プライマリプーリ３１の定常目標回転数が演算さ
れ、この定常目標回転数に追従するように、プライマリ
回転数がフィードバック制御される。他方、過渡時(加
速時及び減速時)には、コントロールユニットＣＵによ
って、スロットル開度とその変化率とに基づいて、制御
系の応答遅れ時間だけ後のスロットル開度が予測され、
このスロットル開度予測値に基づいて、なまし処理によ
りプライマリプーリ３１の過渡目標回転数が演算され
る。そして、この過渡目標回転数に従ってプライマリ回
転数がフィードフォワード制御され、過渡時における変
速応答性が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の変速比制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車には、運転状態に応じて
エンジンの出力トルクを変速する変速機が設けられる
が、かかる変速機としては従来より変速比を段階的に切
り替える多段式変速機(例えば、前進４段・後進１段)が
多用されている。しかしながら、多段式変速機では、予
め設定された数種の変速比以外の変速比を設定すること
ができないので、自動車の運転状態に最も適した変速比
を得ることができないといった問題があり、さらに変速
段の切り替え時に変速ショックが生じるといった問題が
ある。

【０００３】そこで、近年、変速比を所定の範囲内で任
意の値に設定することができる無段変速機が提案され、
具体的には、例えばベルト式無段変速機(以下、これを
ＣＶＴという)が提案されている。かかるＣＶＴにおい
ては、普通、夫々プーリ径を変化させることができるプ
ライマリプーリ(駆動プーリ)及びセカンダリプーリ(従
動プーリ)と、両プーリに巻きかけられるベルトとが設
けられ、例えば油圧ピストンを用いるなどして両プーリ
のプーリ径を変えることによって任意の値の変速比を設
定することができるようになっている。

【０００４】そして、かかるＣＶＴにおいて、変速比
は、基本的には車速とスロットル開度(エンジン負荷)と
に応じて制御されるようになっている。具体的には、例
えば、セカンダリプーリ回転数(車速に対応する)とスロ
ットル開度とに基づいて、かかる運転状態に最も適した
変速比あるいは間接的に変速比をあらわす物理量例えば
プライマリプーリ回転数を演算してこれを制御目標値と
し、実際の変速比ないしは上記物理量を制御目標値に追
従するようにフィードバック制御するなどといった変速
比制御が行なわれるようになっている。

【０００５】ところで、例えばプライマリプーリ回転数
を制御対象として上記のような変速比制御を行なうよう
にしたＣＶＴにおいて、急加速時にはスロットル開度が
短時間内に略ステップ状に急上昇し、これに伴ってプラ
イマリプーリ回転数目標値(制御目標値)も略ステップ状
に急上昇する。この場合、プライマリプーリ回転数目標
値と実際のプライマリプーリ回転数との間には大きな偏
差が生じるので、該偏差をなくすためにプライマリプー
リ回転数が急速に高められることになる。しかしなが
ら、このようにプライマリプーリ回転数を急上昇させる
とプライマリプーリ回転数が目標値を大きく超えるとい
った現象いわゆるオーバーシュートが生じるといった問
題がある。また、この場合、プライマリプーリ回転数の
急上昇に伴ってエンジン回転数が急上昇することになる
が、エンジンがかなりの回転慣性をもっているので、か
かる回転慣性のためにエンジントルクのかなりの部分が
エンジン回転数を高めるのに消費されてしまい、このた
め自動車の走行駆動力の増加がにぶくなり、良好な加速
性ないし加速感が得られないといった問題がある。

【０００６】そこで、所定の加速時には、通常時の制御
目標値(例えば、プライマリプーリ回転数目標値)よりは
変化量の少ない過渡制御目標値を設定し、加速時におけ
る制御量の急上昇を抑制してオーバーシュートの発生を
防止するとともに、エンジン回転数の急上昇を抑制して
エンジン回転数の上昇に消費されるエンジントルク割合
を低減し、自動車の加速性ないし加速感を高めるように
したＣＶＴが提案されている(例えば、特公平３−２７
７９１号公報参照)。かかる従来のＣＶＴにおいては、
普通、過渡制御目標値は例えば通常時用の制御目標値に
なまし処理を施すなどして設定され、かかる過渡制御目
標値が所定のノイズしきい値に達した時点から変速動作
が開始されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに通常時用の制御目標値になまし処理を施すことによ
って過渡制御目標値を設定するようにした従来のＣＶＴ
では、加速初期において、スロットル開度の上昇開始に
対して、過渡目標値の立ち上がりの開始が遅れてしまう
ので加速初期の変速応答性が悪くなるといった問題があ
る。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、通常時には普通の制御目標
値を設定する一方、所定の加速時には過渡制御目標値を
設定して加速感を十分に高めることができ、かつ加速初
期における変速応答性を高めることができる無段変速機
の変速比制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、図１に示すように、第１の発明は、変速特性を示す
所定の物理量の制御目標値をエンジン負荷に基づいて設
定する制御目標値設定手段Ａと、該制御目標値に追従す
るように上記物理量を制御する変速制御手段Ｂと、エン
ジンが所定の加速状態にあるか否かを検出する加速状態
検出手段Ｃと、該加速状態検出手段Ｃによってエンジン
が上記所定の加速状態にあることが検出されたときに
は、上記制御目標値設定手段Ａによって設定される制御
目標値よりも変化量が小さい過渡制御目標値を設定する
過渡制御目標値設定手段Ｄとが設けられた無段変速機Ｅ
の変速比制御装置において、エンジン負荷の変化率に基
づいて所定時間だけ後のエンジン負荷予測値を演算する
エンジン負荷予測手段Ｆが設けられ、上記過渡制御目標
値設定手段Ｄが、エンジン負荷予測手段Ｆによって演算
されたエンジン負荷予測値に基づいて過渡制御目標値を
設定するようになっていることを特徴とする無段変速機
の変速比制御装置を提供する。

【００１０】第２の発明は、第１の発明にかかる無段変
速機Ｅの変速比制御装置において、エンジン負荷予測手
段Ｆが、過渡制御目標値設定手段Ｄの応答遅れに対応す
る時間だけ後のエンジン負荷予測値を演算するようにな
っていることを特徴とする無段変速機の変速比制御装置
を提供する。

【００１１】第３の発明は、第１または第２の発明にか
かる無段変速機Ｅの変速比制御装置において、過渡制御
目標値設定手段Ｄが、加速開始後所定期間内でのみエン
ジン負荷予測値に基づいて過渡制御目標値を設定するよ
うになっていることを特徴とする無段変速機の変速比制
御装置を提供する。

【００１２】第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれ
か１つにかかる無段変速機Ｅの変速比制御装置におい
て、過渡制御目標値設定手段Ｄが、過渡制御目標値と制
御目標値設定手段Ａによって設定された制御目標値との
間の偏差に基づいて、次の過渡制御目標値を設定するよ
うになっていることを特徴とする無段変速機の変速比制
御装置を提供する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図２に示すように、自動車用のパワートレインＰＴは、
第１〜第４気筒＃１〜＃４を備えた４気筒エンジンＣＥ
と、油圧作動式の変速装置ＣＴとで構成されている。こ
こで、エンジンＣＥはエンジントルクをクランク軸１
(エンジン出力軸)を介して変速装置ＣＴ側に出力するよ
うになっている。また、変速装置ＣＴは、エンジン出力
軸１と一体回転する変速機入力軸２のトルクを、運転状
態に応じて変速するとともにリバースレンジがセレクト
されているときには回転方向を逆転させて変速機出力軸
３に出力するようになっている。なお、変速機出力軸３
のトルクは、この後減速歯車機構４とディファレンシャ
ル装置５とを介して駆動輪(図示せず)に伝達される。

【００１４】変速装置ＣＴには、変速機入力軸２のトル
クを作動油を介して変速してタービンシャフト６に出力
するトルクコンバータ７と、リバースレンジがセレクト
されているときにはタービンシャフト６の回転を逆転さ
せて中間シャフト８に伝達する前後進切替機構９と、中
間シャフト８のトルクを無段変速して変速機出力軸３に
出力するベルト式の無段変速機１０(以下、これをＣＶ
Ｔ１０という)とが設けられている。

【００１５】トルクコンバータ７は、ポンプカバー１１
を介して変速機入力軸２に連結されたポンプ１２と、連
結部材１３を介してタービンシャフト６に連結されポン
プ１２から吐出される作動油によって回転駆動されるタ
ービン１４と、タービン１４からポンプ１２に還流する
作動油をポンプ１２の回転を助勢する方向に整流するス
テータ１５とで構成され、ポンプ１２とタービン１４の
速度比(タービン回転数／ポンプ回転数)に対応する変速
比で、変速機入力軸２のトルクを変速するようになって
いる。ここで、ステータ１５はワンウェイクラッチ１６
を介して変速機ケース２５(固定部)に固定されている。

【００１６】また、トルクコンバータ７には、燃費性能
を高めるために所定の運転領域で変速機入力軸２とター
ビンシャフト６とを直結(ロックアップ)させるロックア
ップクラッチ１７が設けられている。このロックアップ
クラッチ１７は、後で説明する油圧機構ＦＳからリヤ油
室１７rに油圧がかけられたときにはロックアップ(オ
ン)される一方、フロント油室１７fに油圧がかけられた
ときにはロックアップが解除(オフ)されるようになって
いる。なお、トルクコンバータ７のやや後方(図２では
左側)には、連結軸１８を介してポンプ１２(ポンプシェ
ル４９)によって回転駆動されるオイルポンプ１９が配
設されている。

【００１７】前後進切替機構９はプラネタリギヤシステ
ムであって、この前後進切替機構９には、トルク入力部
材２０を介してタービンシャフト６に連結されたリング
ギヤ２１と、中間シャフト８に連結されたサンギヤ２２
と、リングギヤ２１及びサンギヤ２２と噛み合う複数の
ピニオンギヤ２３と、これらのピニオンギヤ２３を回転
(自転)可能に支持するキャリア２４とが設けられてい
る。そして、トルク入力部材２０とキャリア２４との間
にはフォワードクラッチ２６が設けられ、またキャリア
２４と変速機ケース２５との間にはリバースブレーキ２
７が設けられている。ここで、フォワードクラッチ２６
とリバースブレーキ２７とは、夫々、後で説明する油圧
機構ＦＳから油圧が供給されたときにオン(締結)され、
油圧がリリースされたときにオフ(解放)されるようにな
っている。

【００１８】かかる前後進切替機構９において、フォワ
ードクラッチ２６とリバースブレーキ２７とがともにオ
フされているときにはニュートラル状態となり、タービ
ンシャフト６から中間シャフト８へはトルクが伝達され
ない。フォワードクラッチ２６のみがオンされていると
きには、リングギヤ２１とキャリア２４とが互いに差動
することができなくなるので、前後進切替機構９は直結
状態となり、中間シャフト８はタービンシャフト６と同
一方向に一体回転し、駆動輪が前進方向に駆動される。

【００１９】リバースブレーキ２７のみがオンされたと
きには、キャリア２４が変速機ケース２５に固定される
ので、リングギヤ２１とピニオンギヤ２３とサンギヤ２
２とが、この順に噛み合う固定的なギヤ列として機能す
る。このときサンギヤ２２はリングギヤ２１とは逆方向
に回転するので、中間シャフト８はタービンシャフト６
とは逆方向に回転し、駆動輪が後退方向に駆動される。
この場合、リングギヤ２１の歯数とサンギヤ２２の歯数
によって決定される変速比で変速されることになる。な
お、フォワードクラッチ２６とリバースブレーキ２７と
がともにオンされる場合はない。

【００２０】ＣＶＴ１０には、中間シャフト８と一体回
転するプライマリプーリ３１(駆動プーリ)と、変速機出
力軸３と一体回転するセカンダリプーリ３２(従動プー
リ)と、プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２
との間でのトルク伝達を行うＶベルト３３とが設けられ
ている。なお、以下では便宜上、中間シャフト８の軸線
方向にみてエンジン側(図２では右側)を「前」または「フ
ロント」といい、これと反対側を「後」または「リヤ」とい
うことにする。

【００２１】プライマリプーリ３１は、中間シャフト８
に固定された第１固定円錐板３４と、この第１固定円錐
板３４の後側でこれと対向するように配置され前後方向
に移動できるようになった第１可動円錐板３５とで構成
されている。そして、第１可動円錐板３５の前後方向の
位置を制御するプライマリ油室３６が設けられている。
ここで、プライマリ油室３６に油圧がかけられるとプラ
イマリ油室３６内に作動油が供給され、第１可動円錐板
３５が前側に移動してＶベルト３３の保持位置が外周側
に変化し、プライマリプーリ３１の有効プーリ径が大き
くなる。逆に、該油圧をリリースすると、プライマリ油
室３６内の作動油がドレンされてプライマリプーリ３１
の有効プーリ径が小さくなる。つまり、プライマリ油室
３６への油圧ないし作動油の給排によってプライマリプ
ーリ３１の有効プーリ径を自在に変化させることができ
るわけである。

【００２２】セカンダリプーリ３２も、基本的にはプラ
イマリプーリ３１と同様の構成であって、変速機出力軸
３に固定された第２固定円錐板３７と、この第２固定円
錐板３７の前側でこれと対向するように配置された第２
可動円錐板３８とで構成されている。そして、第２可動
円錐板３８の前後方向の位置を制御するために、セカン
ダリ油室３９が設けられている。

【００２３】かかるＣＶＴ１０においては、油圧機構Ｆ
Ｓからプライマリ油室３６に、設定すべき変速比に対応
する油圧(以下、これをプライマリ油圧という)がかけら
れる。他方、セカンダリ油室３９には、基本的には、Ｖ
ベルト３３の張力を適度に保持しうるだけの油圧、すな
わちベルトスリップを起こさずに駆動力を伝達すること
ができる最小限の油圧(以下、これをセカンダリ油圧と
いう)がかけられる。つまり、ＣＶＴ１０においては、
プライマリ油圧によって変速比が決定され、セカンダリ
油圧によってベルト張力が決定されるようになってい
る。なお、後で説明するように、セカンダリ油室３９に
は油圧機構ＦＳのライン圧が導入されるようになってい
るので、セカンダリ油圧は実質的にライン圧と同義であ
る。

【００２４】具体的には、プライマリ油圧が上昇すると
これに伴ってプライマリプーリ３１の有効プーリ径が大
きくなる。このため、Ｖベルト３３の張力が高まろうと
するが、この張力を上昇させないようにセカンダリ油圧
(ライン圧)が調節され、セカンダリプーリ３２の有効プ
ーリ径が小さくなる。このようにプライマリプーリ３１
の有効プーリ径が大きくなる一方、セカンダリプーリ３
２の有効プーリ径が小さくなるので、ＣＶＴ１０の変速
比がで増速側(ＯＤ側)に変化する。他方、プライマリ油
圧が低下すると、上記の場合とは逆にＣＶＴ１０の変速
比が減速側(ＬＯＷ側)に変化する。

【００２５】そして、変速装置ＣＴに対して油圧機構Ｆ
Ｓが設けられ、この油圧機構ＦＳはコントロールユニッ
トＣＵからの信号に従って、運転状態に応じて、ロック
アップクラッチ１７のフロント油室１７f及びリヤ油室
１７r、前後進切替機構９のフォワードクラッチ２６及
びリバースブレーキ２７、ＣＶＴ１０のプライマリ油室
３６及びセカンダリ油室３９等への作動油ないし制御油
圧の給排を行ない、所定の変速動作を行なわせるように
なっている。ここで、油圧機構ＦＳのライン圧(セカン
ダリ圧)も、コントロールユニットＣＵによって制御さ
れるようになっている。

【００２６】以下、油圧機構ＦＳを説明する。図３に示
すように、油圧機構ＦＳへは、オイルポンプ１９から作
動油(元圧)が供給されるようになっている。そして、油
圧機構ＦＳには、ライン圧調整バルブ４１、減圧バルブ
４２、変速比制御バルブ４３、変速比固定バルブ４４、
油圧修正バルブ４５、クラッチバルブ４６、マニュアル
バルブ４７、リリーフバルブ４８、ロックアップバルブ
４９等が設けられている。ここで、変速比制御バルブ４
３は第１デューティソレノイド５１によって制御され、
変速比固定バルブ４４は第１オンオフソレノイド５２に
よって制御され、油圧修正バルブ４５は第２デューティ
ソレノイド５３によって制御され、クラッチバルブ４６
はクラッチデューティソレノイド５４によって制御さ
れ、ロックアップバルブ４９は第２オンオフソレノイド
５５によって制御されるようになっている。

【００２７】かかる油圧機構ＦＳにおいて、オイルポン
プ１９から吐出された作動油は、まずライン圧調整バル
ブ４１によって所定のライン圧に調整され、ラインＬ１
(油圧通路)を通してセカンダリ油室３９に供給されると
ともに、ラインＬ２を通してクラッチバルブ４６に供給
される。クラッチバルブ４６は、ラインＬ２内の油圧を
クラッチデューティソレノイド５４によって所定の圧力
に調整した上で、この調整された油圧をラインＬ３を通
して介してマニュアルバルブ４７とロックアップバルブ
４９とに供給するようになっている。減圧バルブ４２
は、セカンダリ油室３９に供給されるライン圧を減圧し
て、油圧修正バルブ４５、変速比制御バルブ４３、変速
比固定バルブ４４及びクラッチバルブ４６のパイロット
圧を形成するようになっている。

【００２８】ライン圧を制御するためのパイロット圧
は、第２デューティソレノイド５３のデューティ比を制
御することにより調整される。すなわち、第２デューテ
ィソレノイド５３によって制御された油圧が油圧修正バ
ルブ４５のパイロット室に導入され、この油圧に応じて
油圧修正バルブ４５が開閉され、この開閉状態に応じて
形成されたラインＬ４内の油圧がライン圧調整バルブ４
１のパイロット圧として導入されて、所望のライン圧が
得られるようになっている。なお、油圧修正バルブ４５
を設けず、ライン圧調整バルブ４１を直接デューティソ
レノイド等により制御するようにしてもよい。

【００２９】変速比制御バルブ４３は、第１デューティ
ソレノイド５１によって制御され、変速比制御バルブ４
３によって形成されたラインＬ６内の油圧は、変速比固
定バルブ４４を介してプライマリ油室３６に供給される
ようになっている。変速比固定バルブ４４は第１オンオ
フソレノイド５２によって制御され、第１オンオフソレ
ノイド５２がオン状態にあるときには、プライマリ油室
３６に接続されたラインＬ７がラインＬ６と連通する一
方、オフ状態にあるときには上記連通が遮断されるよう
になっている。換言すれば、第１ソレノイド５２をオフ
にすることによって、プライマリ油室３６にかかる油圧
を変速比制御バルブ４３の動作の如何にかかわらず現在
の値に固定し、これによって変速比を固定するようにな
っている。

【００３０】変速比制御バルブ４３は、第１デューティ
ソレノイド５１によって制御され、この第１デューティ
ソレノイド５１がオン状態にあるときには、プライマリ
油室３６内の油圧が、順にラインＬ７とラインＬ６とラ
インＬ８とリリーフボール５８とを通してドレンされ、
プライマリ油室３６には油圧がかからない。他方、第１
デューティソレノイド５１がオフ状態にあるときには、
ラインＬ８(ドレン路)が閉止される一方、第１デューテ
ィソレノイド５１のデューティ比に応じた開口率で変速
比制御バルブ４３が開かれ、ライン圧がオリフィス５９
とラインＬ６とを介してプライマリ油室３６に導入され
る。なお、オリフィス５９が設けられているので、プラ
イマリ油室３６内の油室が急上昇することはない。

【００３１】クラッチバルブ４６の制御はクラッチデュ
ーティソレノイド５４によって行なわれ、クラッチデュ
ーティソレノイド５４によって調整されたライン圧は、
ラインＬ３を介して、マニュアルバルブ４７とロックア
ップ制御バルブ４９とに供給される。この調整されたラ
イン圧は、前進状態では、ラインＬ３とマニュアルバル
ブ４７とラインＬ１０とを介してフォワードクラッチ２
６に供給される一方、リバースブレーキ２７内の油圧が
ラインＬ１２を介して開放される。他方、後進状態で
は、ロックアップバルブ４９が非ロックアップ状態にあ
る場合に限り、上記ライン圧がラインＬ３とラインＬ１
３とラインＬ１２とを介してリバースブレーキ２７に供
給される。

【００３２】ロックアップバルブ４９は第２オンオフソ
レノイド５５によって制御され、ロックアップ時には、
フロント油圧１７fに接続されたラインＬ１６がリリー
フラインＬ１５を介してリリーフバルブ４８と連通す
る。他方、ロックアップ解除時には、リヤ油室１７rに
接続されたラインＬ１７がリリーフラインＬ１５を介し
てリリーフバルブ４８と連通する。

【００３３】次に、変速装置ＣＴの制御機構を説明す
る。図４に示すように、変速装置ＣＴの制御機構には、
マイクロコンピュータからなるコントロールユニットＣ
Ｕが設けられている。そして、このコントロールユニッ
トＣＵには、シフト位置センサ６２によって検出される
シフト位置信号(Ｐ,R,Ｎ,Ｄ,２,１)、プライマリ回転数
センサ６３によって検出されるプライマリプーリ３１の
回転数(以下、これをプライマリ回転数という)、セカン
ダリ回転数センサ６４によって検出されるセカンダリプ
ーリ３２の回転数(以下、これをセカンダリ回転数とい
う)、スロットル開度センサ６５によって検出されるス
ロットル開度、エンジン回転数センサ６６によって検出
されるエンジン回転数、タービン回転数センサ６７によ
って検出されるタービン回転数、油温センサ６８によっ
て検出される油温、油圧センサ６９によって検出される
油圧等が制御情報として入力されるようになっている。

【００３４】コントロールユニットＣＵは、特許請求の
範囲に記載された制御目標値設定手段、変速制御手段、
加速状態検出手段、過渡制御目標値設定手段及びエンジ
ン負荷予測手段を含む、変速装置ＣＴの総合的な制御装
置であって、上記の各種制御情報に基づいて各ソレノイ
ド５１〜５５等に対して所定の制御信号を出力し、所定
の制御を行うようになっているが、以下では本願の要旨
にかかわる変速制御についてのみ説明する。

【００３５】以下、図５及び図６に示すフローチャート
に従って、適宜図２〜図４を参照しつつ、コントロール
ユニットＣＵによる変速制御の制御方法を説明する。ま
ず、図５に示すメインルーチンについて説明する。な
お、このメインルーチンは、所定時間毎に(例えば、２
０ms毎に)繰り返して実行される。制御が開始される
と、ステップ＃１で、シフト位置Ｒange(セレクトレン
ジ)、スロットル開度ＴＶＯ、プライマリ回転数Ｎp、セ
カンダリ回転数Ｎs、エンジン回転数Ｎe、タービン回転
数Ｎt、油温ＴＨＯ、油圧Ｐoil等の各種信号が制御情報
として読み込まれる。次に、ステップ＃２で、プライマ
リプーリ３１の定常目標回転数Ｎps(i)及び過渡目標回
転数Ｎpt(i)が演算されるが、これらの演算は、後で説
明するように、図６にフローチャート示す目標回転数演
算サブルーチンで行なわれるようになっている。

【００３６】続いて、ステップ＃３で、実際のプライマ
リ回転数Ｎpの定常目標回転数Ｎps(i)に対する偏差の絶
対値│Ｎps(i)−Ｎp│が所定値Ｃ１以上であるか否かが
比較・判定される。ここで、Ｃ１は、これよりも上記偏
差の絶対値│Ｎps(i)−Ｎp│が小さい場合にはＣＶＴ１
０がほぼ定常状態にあるとみて差し支えがないような境
界値に設定されている。

【００３７】そして、ステップ＃３で│Ｎps(i)−Ｎp│
＜Ｃ１であると判定された場合は(Ｎo)、プライマリ回
転数Ｎpはほぼ定常目標回転数Ｎps(i)に一致しており、
したがってＣＶＴ１０はほぼ定常状態にあると考えられ
るので、ステップ＃９,＃１０でプライマリ回転数Ｎpの
Ｆ／Ｂ制御(フィードバック制御)が行なわれる。すなわ
ち、ステップ＃９で目標デューティ圧Ｐdが演算され、
続いてステップ＃１０でかかる目標デューティ圧Ｐdに
対応するデューティ比Ｄが、所定のマップあるいはテー
ブルを用いて、油温ＴＨＯ、油圧Ｐoil等に応じて演算
され、このデューティ比Ｄが第１デューティソレノイド
５１に印加される。かかるＦ／Ｂ制御自体は一般に知ら
れており、また本願の要旨でもないので、その詳しい説
明は省略するが、ステップ＃９で回転数偏差dnが次の式
１により演算され、かかる回転数偏差dnに基づいて普通
のＰＩＤ動作により目標デューティ圧Ｐdが演算される
ようになっている。なお、ステップ＃１０が実行された
後はステップ＃１に復帰する。

【数１】 dn＝Ｎpt(i)−Ｎp……………………………………………………式１

【００３８】他方、ステップ＃３で、│Ｎps(i)−Ｎp│
≧Ｃ１であると判定された場合は(Ｙes)、ＣＶＴ１０が
過渡状態(加速状態または減速状態)にあると考えられる
ので、基本的にはＦ／Ｆ制御(フィードフォワード制御)
が行なわれる。具体的には、まずステップ＃４でプライ
マリ回転数Ｎpの過渡目標回転数Ｎpt(i)に対する偏差の
絶対値│Ｎpt(i)−Ｎp│が所定値Ｃ２以上であるか否か
が比較・判定される。ここで、Ｃ２は、正常な状態(制
御系がフェイルしていない状態)においては、上記偏差
の絶対値│Ｎpt(i)−Ｎp│がこれ以上にはなり得ないよ
うな境界値に設定されている。ステップ＃４で、│Ｎpt
(i)−Ｎp│≧Ｃ２であると判定された場合は(Ｙes)、制
御系にフェイルが発生しているものと考えられるので、
ステップ＃５,＃６,＃７のフェイル時対処用のルーチン
が実行される。制御系がフェイルした場合にＦ／Ｆ制御
を行なうと、例えば図１０に示すように、プライマリ回
転数Ｎpの過渡目標回転数Ｎptに対する偏差が時間の経
過に伴って増加してしまう。そこで、本実施例では、こ
の偏差が前記の所定値Ｃ２以上となったときには、この
時点から所定時間Ｃ３経過後に、制御を強制的にＦ／Ｆ
制御からＦ／Ｂ制御に切り替えるようにしている。

【００３９】具体的には、ステップ＃５で、プライマリ
回転数Ｎpの前回の過渡目標回転数Ｎpt(i−１)に対する
偏差の絶対値│Ｎpt(i−１)−Ｎp│が前記の所定値Ｃ２
未満であるか否かが比較・判定され、│Ｎpt(i−１)−
Ｎp│＜Ｃ２であると判定された場合は(Ｙes)、今回で
初めて該偏差の絶対値がＣ２以上となったことになるの
で、ステップ＃６でタイマＴＭに初期値Ｃ３がセットさ
れる。他方、│Ｎpt(i−１)−Ｎp│≧Ｃ２であると判定
された場合は(Ｎo)、前回以前にすでに該偏差の絶対値
がＣ２以上となっているので、タイマＴＭはすでにカウ
ントを開始していることになる。そこで、ステップ＃７
で、タイマＴＭがまだカウントアップしていないか否
か、すなわちＴＭ＞０であるか否かが比較・判定され
る。ここで、ＴＭ≦０であると判定された場合は(Ｎ
o)、タイマＴＭがすでにカウントアップしているので、
ステップ＃９,＃１０が実行され、制御が強制的にＦ／
Ｆ制御からＦ／Ｂ制御に切り替えられる。

【００４０】他方、ステップ＃４で、│Ｎpt(i)−Ｎp│
＜Ｃ２であると判定された場合は(Ｎo)、制御系にフェ
イルは発生していないので、ステップ＃８,＃１０でプ
ライマリ回転数ＮpのＦ／Ｆ制御が行なわれる。すなわ
ち、ステップ＃８で目標デューティ圧Ｐdが演算され、
続いてステップ＃１０でかかる目標デューティ圧Ｐdに
対応するデューティ比Ｄが演算され、このデューティ比
Ｄが第１デューティソレノイド５１に印加される。かか
るＦ／Ｆ制御自体は一般に知られており、また本願の要
旨でもないのでその詳しい説明は省略するが、ステップ
＃８では、目標変速速度Ｒvが次の式２により演算さ
れ、続いて目標デューティ圧Ｐdが式３により演算され
るようになっている。

【数２】 Ｒv＝Ｎpt(i)／Ｎs−Ｎpt(i−１)／Ｎs………………………………式２

【数３】 Ｐd＝Ｇd(Ｒv,Ｐs)＋Ｐmd………………………………………………式３ なお、式３において、Ｇd(Ｒv,Ｐs)は目標変速速度Ｒv
及びライン圧Ｐsをパラメータとする所定の関数Ｇd(Ｒ
v、Ｐs)であり、Ｐmdは学習制御によって更新されつつ
記憶されている中立位置デューティ圧である。

【００４１】以下、ステップ＃２で呼び出される目標回
転数演算サブルーチンを、図６に示すフローチャートに
従って説明する。この目標回転数演算サブルーチンは定
常目標回転数Ｎps(i)及び過渡目標回転数Ｎpt(i)を演算
するサブルーチンであって、該サブルーチンが呼び出さ
れると、まずステップ＃１１で、現時点におけるスロッ
トル開度ＴＶＯすなわちエンジン負荷と、該スロットル
開度ＴＶＯ(エンジン負荷)の時間に対する変化率dＴＶ
Ｏ／dtすなわちスロットル開度ＴＶＯの微分値(差分値)
とに基づいて所定時間Ｔdだけ後のスロットル開度予測
値ＴＶＯ'(エンジン負荷予測値)が演算される。

【００４２】ここで、所定時間Ｔdは、過渡目標回転数
Ｎpt(i)を設定することによって生じる応答遅れ時間(油
圧応答遅れ時間)に一致するように設定される(図１４参
照)。すなわち、後で説明するように過渡目標回転数Ｎp
t(i)は、定常目標回転数Ｎps(i)になまし処理を施すこ
とによって演算されるようになっている。このため、従
来の制御方法では、例えば図１４に示すように、スロッ
トル開度の変化に対して過渡目標回転数Ｎpt(i)の立ち
上がりが遅れてしまい変速における初期応答性が悪くな
る。そこで、本実施例では、かかるなまし処理に起因す
る応答遅れ時間だけ後のスロットル開度を予測し、かか
るスロットル開度予測値ＴＶＯ'に基づいて定常目標回
転数Ｎps(i)を演算し、上記応答遅れを補償し、変速に
おける初期応答性を高めるようにしている。なお、かか
る応答性の低下は、加速初期あるいは減速初期でとくに
問題となるので、スロットル開度予測値ＴＶＯ'を用い
るのを加速開始後あるいは減速開始後の所定期間内(例
えば、１秒以内)に限定するようにしてもよい。

【００４３】次に、ステップ＃１２で、定常目標回転数
Ｎps(i)が、シフト位置センサ６２によって検出される
シフト位置信号Ｒangeと、ステップ＃１１で演算された
スロットル開度予測値ＴＶＯ'と、セカンダリ回転数セ
ンサ６４によって検出されるセカンダリ回転数Ｎsとに
基づいて、例えば図９に示すようなマップから読み出さ
れる。続いて、ステップ＃１３で、変速比偏差△が、今
回のＮps(i)と前回のＮpt(i−１)の差の絶対値│Ｎps
(i)−Ｎpt(i−１)│をセカンダリ回転数Ｎsで割算する
ことにより演算される。つまり、変速比偏差△は、定常
目標変速比と前回の過渡目標変速比の差の絶対値の形で
求められることになるが、このような変速比偏差△を用
いることにより、エンジン回転数や車速の影響を排除す
ることが可能となり、制御演算が簡単化される。

【００４４】この後、ステップ＃１４で、プライマリプ
ーリ３１の今回の過渡目標回転数Ｎpt(i)が演算され
る。ここで、過渡目標回転数Ｎpt(i)は、加速時(ダウン
シフト時)には次の式４により演算され、減速時(アップ
シフト時)には式５により演算される。

【数４】 Ｎpt(i)＝min[Ｎpt(i−１)＋Ｎs・ＦＡ(△),Ｎps(i)]……………式４

【数５】 Ｎpt(i)＝max[Ｎpt(i−１)−Ｎs・ＦＡ(△),Ｎps(i)]……………式５ なお、式４,式５において、min[α,β]は、αとβのう
ちの小さい方を意味し、max[α,β]はαとβのうちの大
きい方を意味するものとする。なお、式４及び式５にお
いて、Ｎps(i)は誤制御対策あるいはハンチング防止策
として導入したものに過ぎず、通常は、加速時において
はＮpt(i)＝Ｎpt(i−１)＋Ｎs・ＦＡ(△)となり、減速
時においてはＮpt(i)＝Ｎpt(i−１)−Ｎs・ＦＡ(△)と
なる。

【００４５】式４または式５において、加速時または減
速時におけるＦＡ(△)は変速比偏差△をパラメータとす
る関数であって、夫々、例えば図１１または図１２のよ
うに設定されている。したがって、今回の過渡目標回転
数Ｎpt(i)は、前回の過渡目標回転数Ｎpt(i−１)と変速
比偏差△とに基づいて、なまし処理により設定されるこ
とになる。そして、図１１または図１２から明らかなと
おり、関数ＦＡ(△)は、過渡状態に移行した直後等、変
速比偏差△が大きいときには大きな値となるように設定
され、他方過渡状態に移行してある程度の時間が経過し
た場合等、変速比偏差△が小さいときには極めて小さな
値となるように設定されている。関数ＦＡ(Δ)をこのよ
うに設定することにより、加速時においては、例えば図
７に示すようにスロット開度の急上昇に対して、過渡目
標回転数を緩やかに上昇させつつほどなく定常目標回転
数に一致させることができ、エンジンの回転慣性のため
に費やされるトルクの割合を低下させて良好な加速感を
得ることができる。また、減速時においては、例えば図
８に示すようにスロット開度の急低下に対して、過渡目
標回転数を緩やかに下降させつつほどなく定常目標回転
数に一致させることができる。

【００４６】図１３に、かかる変速制御(図５,図６)が
行なわれた場合の、加速時における、スロットル開度、
目標回転数、デューティ比及び実際のプライマリ回転数
の時間に対する特性の一例を示し、図１４に従来の制御
方法を用いた場合の同様の図を示す。図１４から明らか
なとおり、従来の制御方法、すなわち実際のスロットル
開度に基づいてなまし処理により過渡目標回転数を演算
した場合は、かかるなまし処理に起因する油圧応答遅れ
Ｔd(t₀〜t₂)とその他の原因によって生じる油圧応答遅
れＴh(t₂〜t₃)とが発生し、結局スロットル開度の変化
に対してプライマリ回転数の変化は(Ｔd＋Ｔh)の応答遅
れをもつことになる。これに対して、本発明にかかる制
御方法、すなわちＴdだけ後のスロットル開度予測値に
基づいてなまし処理により過渡目標回転数を演算した場
合は、図１３から明らかなとおり、なまし処理に起因す
る応答遅れが発生せず、したがって応答遅れはＴh(t₀〜
t₁)だけとなり、応答性が大幅に高められる。

【００４７】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、過渡制御目
標値が、所定時間だけ後のエンジン負荷予測値に基づい
て設定されるので、エンジン負荷の変化を先取りした過
渡制御目標値が設定される。このため、変速動作のエン
ジン負荷変化に対する応答遅れが低減され、変速におけ
る初期応答性が高められる。

【００４８】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、制御系の応
答遅れ時間に対応する時間だけ後のエンジン負荷予測値
に基づいて過渡制御目標値が設定されるので、制御系の
応答遅れが補償され、変速における初期応答性が一層高
められる。

【００４９】第３の発明によれば、基本的には第１また
は第２の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、
応答遅れがとくに問題となる加速開始後所定期間内での
みエンジン負荷予測値に基づいて過渡制御目標値が設定
されるので、不必要なエンジン負荷の予測が行なわれ
ず、制御機構への負荷が軽減される。

【００５０】第４の発明によれば、基本的には第１〜第
３の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、通常の制御目標値と過渡制御目標値との間
の偏差に基づいて次の過渡制御目標値が演算されるの
で、過渡時において過渡制御目標値が緩やかに変化しつ
つほどなく通常の制御目標値に達する。このため、過渡
状態から定常状態への切り替わりが円滑化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１〜請求項４に対応する第１〜第４の
発明の構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明にかかる変速比制御装置を備えたパワ
ートレインのシステム構成図である。

【図３】 油圧機構のシステム構成図である。

【図４】 変速装置の制御機構のシステム構成図であ
る。

【図５】 変速比制御の制御方法を示すフローチャート
である。

【図６】 目標回転数演算サブルーチンのフローチャー
トである。

【図７】 加速時におけるスロットル開度及び目標回転
数の、時間に対する特性を示す図である。

【図８】 減速時におけるスロットル開度及び目標回転
数の、時間に対する特性を示す図である。

【図９】 プライマリ回転数の、セカンダリ回転数及び
スロットル開度に対する特性を示す図である。

【図１０】 タイマ値及びプライマリ回転数の、時間に
対する特性を示す図である。

【図１１】 加速時用の関数ＦＡ(Δ)の特性を示す図で
ある。

【図１２】 減速時用の関数ＦＡ(Δ)の特性を示す図で
ある。

【図１３】 本案にかかる変速制御における制御特性を
示す図である。

【図１４】 従来の変速制御における制御特性を示す図
である。

【符号の説明】

ＣＥ…エンジン ＣＴ…変速装置 ＣＵ…コントロールユニット １０…ベルト式無段変速機(ＣＶＴ) ３１…プライマリプーリ ３２…セカンダリプーリ ３３…Ｖベルト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:42 8009−3Ｊ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速特性を示す所定の物理量の制御目標
   値をエンジン負荷に基づいて設定する制御目標値設定手
   段と、該制御目標値に追従するように上記物理量を制御
   する変速制御手段と、エンジンが所定の加速状態にある
   か否かを検出する加速状態検出手段と、該加速状態検出
   手段によってエンジンが上記所定の加速状態にあること
   が検出されたときには、上記制御目標値設定手段によっ
   て設定される制御目標値よりも変化量が小さい過渡制御
   目標値を設定する過渡制御目標値設定手段とが設けられ
   た無段変速機の変速比制御装置において、 エンジン負荷の変化率に基づいて所定時間だけ後のエン
   ジン負荷予測値を演算するエンジン負荷予測手段が設け
   られ、 上記過渡制御目標値設定手段が、エンジン負荷予測手段
   によって演算されたエンジン負荷予測値に基づいて過渡
   制御目標値を設定するようになっていることを特徴とす
   る無段変速機の変速比制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された無段変速機の変速
   比制御装置において、 エンジン負荷予測手段が、過渡
   制御目標値設定手段の応答遅れに対応する時間だけ後の
   エンジン負荷予測値を演算するようになっていることを
   特徴とする無段変速機の変速比制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された無
   段変速機の変速比制御装置において、 過渡制御目標値設定手段が、加速開始後所定期間内での
   みエンジン負荷予測値に基づいて過渡制御目標値を設定
   するようになっていることを特徴とする無段変速機の変
   速比制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
   載された無段変速機の変速比制御装置において、 過渡制御目標値設定手段が、過渡制御目標値と制御目標
   値設定手段によって設定された制御目標値との間の偏差
   に基づいて、次の過渡制御目標値を設定するようになっ
   ていることを特徴とする無段変速機の変速比制御装置。