JPH0820010B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

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変速比の変
化速度をエアコンの負荷をも加味して制御対象とする速
度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、無段変速機は制御装置で制御するのが普通で
あり、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
るように作動して、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するも
のである。

この場合変速速度は、各変速比、プライマリ圧等によ
り機構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、オーバー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ないよう無段変速機を変速制御
する場合において、変速比の変化速度を加味して電子制
御する傾向にある。そこで従来、上記無段変速機の変速
速度制御に関しては、例えば特開昭59−187153号公報の
先行技術があり、目標変速比を定めてこれと実変速比の
偏差が零になるように制御することが示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記先行技術における目標変速比は、例え
ばスロットル開度、車速等の要素によりエンジン出力、
即ち無段変速機に入力する伝達トルクをベースとして決
められるもので、エンジン出力がそのまま無段変速機に
入力するとを前提としている。従って、エアコン作動時
にエンジン出力の一部がコンプレッサ駆動で消費される
場合も、エアコン非作動と同様に目標変速比を定めて制
御すると、必然的に走行性能が悪化する。

すなわち、目標変速比と実変速比の偏差に基づいて変
速速度di/dtを算出し、この目標とする変速速度で制御
する方式では、変速速度di/dtの値自体にずれを生じ
て、性能悪化に対する影響が大きい。このことから、エ
アコン作動時の変速速度ではこのエアコンの負荷量によ
る駆動力の低減に対応して所要な変速比の補正を行う必
要がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、エ
アコン作動時にはそのエアコンの負荷に対応した所要量
だけ駆動力を増大するよう変速速度制御して、走行性能
の悪化を防ぐことが可能な無段変速機の制御装置を提供
することを目的とする 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明における無段変速機
の制御装置は、エンジン側の主軸及び主軸に平行に配置
される駆動輪側の副軸とにそれぞれ設けられるプーリ間
隙可変のプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、両
プーリの間に巻き掛けられる駆動ベルトとを有し、プラ
イマリプーリ及びセカンダリプーリの各サーボ装置に供
給される油圧により両プーリに対する駆動ベルトの巻付
け径の比を変化して無段階に変速する無段変速機におい
て、 油圧源よりプライマリプーリ及びセカンダリプーリの
各サーボ装置に連通する油圧回路にセカンダリプーリサ
ーボ装置に供給されるライン圧を制御するライン圧制御
弁と、ライン圧が給排油されるプライマリプーリサーボ
装置の作動油圧を制御する変速速度制御弁と、少なくと
もライン制御弁の排油により一定油圧を生じるレギュレ
ータ弁と、一定油圧の回路に設けられて電気信号に応じ
た制御油圧を生成してライン圧制御弁に作用させるライ
ン圧制御用ソレノイド弁と、一定油圧の回路に設けられ
て電気信号に応じた制御油圧を生成して変速速度制御弁
に作用させる変速制御用ソレノイド弁と、少なくとも目
標変速比を定めて変速制御する制御装置とを備え、 該制御装置が、シフトアップとシフトダウンに応じた
補正係数とエアコンの負荷に応じたエアコン負荷補正量
とに基づき変速速度の補正量を算出する補正量演算処理
部を有し、上記変速速度の補正量に基づき、エアコン作
動時に、シフトアップの場合には変速速度を小さく、シ
フトダウンの場合には変速速度を大きくするものであ
る。

〔作用〕

上記構成に基づき、エアコン非作動の場合はシフトア
ップとシフトダウンが同じ変速速度で制御されるのに対
し、エアコン作動時はその負荷量に対応した分だけアク
セル踏込みの場合のシフトダウンが速く、そしてその後
のシフトアップもエアコンの負荷量に対応して遅くなっ
てエンジン回転数と共に駆動力の増大を促すようにな
り、こうしてコンプレッサ駆動の動力を適正に補いなが
ら加速性能を適正に向上することが可能となる。

〔実 施 例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第２図によって、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２、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は主軸５に対して副
軸６が平行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７
が、副軸６にはセカンダリプーリ８が設けられ、各プー
リ７、８には可動側にプライマリサーボ装置及びセカン
ダリサーボ装置となる油圧シリンダであるプライマリシ
リンダ９とセカンダリシリンダ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
付け径の比率を変えて無段変速するようになっている。

また副軸６は、１組のリダクションギヤ12を介して出
力軸13に連結し、出力軸13は、ファイナルギヤ14、ディ
ファレンシャルギヤ15を介して駆動輪16に伝動構成され
ている。

次に、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に連通する。ライン圧油路21は更にレ
ギュレータ弁25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、ライン圧制御用ソレノイ
ド弁27、変速制御用ソレノイド弁28および変速速度制御
弁23の一方に連通する。各ソレノイド弁27、28は制御ユ
ニット40からのデューティ信号により例えばオンとして
排圧し、オフと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
てライン圧制御用ソレノイド弁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。これに対し変速制御用ソレノイド弁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31はオ
イルパン、32はオリフィスである。

ライン圧制御弁22は、ライン圧制御用ソレノイド弁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、レギュレータ圧と変速制御用ソ
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とドレンする排油位置とに動作する。

そして、デューティ比により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量Ｑ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１図において、電気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において両プーリ回転数セン
サ41、42からの回転信号Np,Nsは、実変速比算出部45に
入力して、ｉ＝Np/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Ns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
に入力し、ここで変速パターンに基づくNs−θのテーブ
ルから目標変速比isを検索する。

スロットル開度センサ44の信号θは加速検出部51に入
力し、ｄθ/dtによりスロットル開度変化Δθを算出
し、これに基づき係数設定部47で係数ｋがΔθの関数と
して設定される。実変速比算出部45の実変速比ｉ、目標
変速比検索部46の定常での目標変速比isおよび係数設定
部47の係数ｋは、変速速度算出部48に入力し、 di/dt＝ｋ（is−ｉ） により変速速度di/dtを算出し、その符号が正の場合は
シフトダウン、負の場合はシフトアップに定める。

変速速度算出部48と実変速比算出部45の信号di/dt,i
は、更にデューティ比検索部49に入力する。ここで、デ
ューティ比Ｄ＝ｆ（di/dt,i）の関係により、di/dtとｉ
が設定されており、シフトアップではデューティ比Ｄが
例えば50％以上の値に、シフトダウンではデューティ比
Ｄが50％以下の値に振り分けてある。そしてシフトアッ
プではデューティ比Ｄがｉ対して減少関数で、|di/dt|
に対して増大関数で設定され、シフトダウンではデュー
ティ比Ｄが逆にｉに対して増大関数で、di/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
を用いてデューティ比Ｄが検索される。そして上記デュ
ーティ比検索部49からのデューティ比Ｄの信号が、駆動
部50を介して変速制御用ソレノイド弁28に入力するよう
になっている。

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52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＝ＰLu・
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、デューティ比設
定部55に入力して目標ライン圧ＰLに相当するデューテ
ィ比Ｄを設定する。そしてこのデューティ比Ｄの信号
が、駆動部56を介してライン圧制御用ソレノイド弁27に
入力するようになっている。

一方、上記制御系において、エアコン作動時の補正手
段として、エアコンスイッチ60、目標変速比検索部46の
信号isと実変速比算出部45の信号ｉが入力し、is−ｉの
符号でシフトアップまたはシフトダウンを判定するシフ
ト判定部61を有する。そしてこれらの信号は、補正量演
算処理部62に入力して補正係数αを定めるのであり、エ
アコン非作動ではα＝１、エアコン作動のシフトダウン
ではα＞１、シフトアップではα＜１に設定する。これ
とともに、エアコンコンプレッサ負荷量検知センサ70か
らのエアコンコンプレッサのガス吐出圧力に対応した信
号を、補正量演算処理部62に入力して演算処理してエア
コン負荷補正量ｘを定めるものである。

このエアコン負荷補正量ｘを定めるに当っては、例え
ば第５図に示す図表に示すシフトアップをするときの関
係の如く、一点鎖線Ａで示すエアコンオフ時のエンジン
側駆動力に、二点鎖線Ｂで示すコンプレッサの消費駆動
力を加算して得られる実線Ｃで示すエンジン側補正駆動
力を目標として演算処理し適当な補正量を決定する。

すなわち、この場合には実線Ｃで示すエンジン側補正
駆動力に適合するようにシフトダウンさせる補正量を算
出し、これをエアコン負荷補正量ｘとするのである。

なお、アクセル開度等との関係から、このエアコン負
荷補正量ｘが連続的に変化する場合において、これに対
応して変速比を連続して変更することが繁に耐えない場
合には、補正量演算処理部62でエアコン負荷補正量ｘを
段階的に変動するよう処理して補正量を決定していって
もよい。

また、エアコンオフ時には、エアコン負荷補正量ｘを
所定の定数ｋに設定する。

この補正信号は、係数設定部47に入力してｘ・αの補
正を行うようになっている。

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の値が大きい
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、これに相当するデューティ比の
大きい信号がライン圧制御用ソレノイド弁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ｉが小さくなり、エンジ
ントルクＴも小さくなるに従いデュ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で伝達トルクに相当するプーリ押付け力
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を求め、こ
れらと係数ｋを用いて変速速度算出部48で変速速度di/d
tを求める。そこでis＜ｉの関係にあるシフトアップとi
s＞ｉの関係のシフトダウンで、di/dtとｉによりデュー
ティ比検索部49でテーブルを用いてデューティ比Ｄが検
索される。

上記デューティ信号は、変速制御用ソレノイド弁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23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、デューティ比Ｄが50％以上
の値で変速制御用ソレノイド弁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レータ圧ＰR
時間り長くなり、変速速度制御弁23は給油位置での動作
時間が長くなって、プライマリシリンダ９に排油以上に
給油してシフトアップ作用する。そしてｉの大きい低速
段側で|di/dt|が小さい場合は、Ｄの値が小さいことで
給油量が少なく変速速度が遅いが、ｉの小さい高速段側
に移行し、|di/dt|が大きくなるにつれてＤの値が大き
くなり、給油量が増して変速速度が速くなる。一方、シ
フトダウンでは、デューティ比Ｄが50％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くなり、プライマリシリンダ９
を給油以上に排油としてシフトダウン作用する。そして
この場合は、ｉの大きい低速段側でdi/dtが小さい場合
にＤの値が大きいことで、排油量が少なくて変速速度が
遅く、ｉの小さい高速段側に移行し、di/dtが大きくな
るにつれてＤの値が小さくなり、排油量が増して変速速
度が速くなる。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、上記変速速度制御において、エアコンの作動の
有無の場合について第３図のフローチャートを用いて説
明する。

先ず、エアコン非作動の場合は、エアコンスイッチ60
のオフ信号により補正量演算処理部62でα＝１に設定さ
れる。さらに、エアコンスイッチ60のオフ信号により補
正量演算処理部62でエアコン負荷補正量ｘをｘ＝ｋに設
定するので、係数設定部47の係数がｋとなる。そこでア
クセル踏込みの場合に、第４図に示す目標変速比isに対
して実変速比ｉが一点鎖線のように変化し、滑らかにシ
フトダウンし、その後isに追従してシフトアップするよ
うに変速速度制御する。

一方、エアコン作動時には、エアコンスイッチ60のオ
ン信号が補正量演算処理部62に入力することで、エアコ
ン作動のモードになる。そこでアルセル踏込みの場合
に、シフト判定部61でis＞ｉの関係によりシフトダウン
と判定されると、そのときのエアコンコンプレッサのガ
ス吐出圧力に対応した信号を補正量演算処理部62により
演算処理した係数がｘ・α（α＞１）で大きい値に補正
される。これにより、変速速度算出部48の変速速度di/d
tの値も大きくなり、第４図の破線で囲まれた範囲内の
図の上方よりの図示しない所要な曲線をたどって、速い
変速速度でシフトダウンすることになる。その後is＜ｉ
の関係によりシフトアップと判定されると、そのときの
エアコンコンプレッサのガス吐出力に対応した信号を補
正量演算処理部62により演算処理した係数であるｘ・α
（α＜１）により小さい値に補正され、変速速度di/dt
の値を減じることで遅い変速速度でシフトアップする。
このため、シフトダウンして低速段にいる時間が長くな
り、これに伴いエンジン回転数と共に駆動力の増大が促
進するのである。

また、実変速比ｉの上述したような制御により、ライ
ン圧制御系も同様にライン圧制御することになり、駆動
力の増大の際にはそれに応じた高いライン圧を生じる。

また、エアコン作動時にエンジンブレーキをかける等
制動する場合には、スロットル開度等との関係でこれを
検知し、エアコン作動のモードにおいて、そのときのエ
アコンコンプレッサのガス吐出圧力に対応した信号を補
正量演算処理部62により演算処理した係数ｘ・αの信号
により、エンジンによる制動の駆動力がエアコンコンプ
レッサの消費駆動力により消費される分に見合う所要適
量だけ減じられるよう、シフトアップ及びシフトダウン
の際前述の第４図に示すスロットルを開いたときと同様
の手段で変速比を制御するものである。

以上、本発明の一実施例について述べたが、変速速度
di/dtまたは目標変速比isを補正して、先行技術の方式
に適用することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、エアコン作
動時のエアコンの消費駆動力に対応した分だけエンジン
の駆動力を加減するようシフトダウンするときは変速速
度を速くし、シフトアップするときは変速速度を遅くす
るように変速速度を補正制御するので、コンプレッサ駆
動の動力を補正しながら加速及び制動を良好に行うこと
ができ、走行性能が向上する。

変速速度を定める要素の値を制御するだけの構成であ
るから、制御系の構造も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気制御系のブロック図、第２図は本発明の制
御装置の実施例を示す構成図、第３図は作用を説明する
フローチャート図、第４図は変速速度制御の状態を示す
線図、第５図はエンジン側補正駆動力の説明線図であ
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、47……係数設定部、48……変速速度算出部、60…
…エアコンスイッチ、61……シフト判定部、62……補正
量演算処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン側の主軸及び主軸に平行に配置さ
   れる駆動輪側の副軸とにそれぞれ設けられるプーリ間隙
   可変のプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、両プ
   ーリの間に巻き掛けられる駆動ベルトとを有し、プライ
   マリプーリ及びセカンダリプーリの各サーボ装置に供給
   される油圧により両プーリに対する駆動ベルトの巻き付
   け径の比を変化して無段階に変速する無段変速機におい
   て、油圧源よりプライマリプーリ及びセカンダリプーリ
   の各サーボ装置に連通する油圧回路にセカンダリプーリ
   サーボ装置に供給されるライン圧を制御するライン圧制
   御弁と、ライン圧が給排油されるプライマリプーリサー
   ボ装置の作動油圧を制御する変速速度制御弁と、少なく
   ともライン制御弁の排油により一定油圧を生じるレギュ
   レータ弁と、一定油圧の回路に設けられて電気信号に応
   じた制御油圧を生成してライン圧制御弁に作用させるラ
   イン圧制御用ソレノイド弁と、一定油圧の回路に設けら
   れて電気信号に応じた制御油圧を生成して変速速度制御
   弁に作用させる変速制御用ソレノイド弁と、少なくとも
   目標変速比を定めて変速制御する制御装置とを備え、該
   制御装置が、シフトアップとシフトダウンに応じた補正
   係数とエアコンの負荷に応じたエアコン負荷補正量とに
   基づき変速速度の補正量を算出する補正量演算処理部を
   有し、上記変速速度の補正量に基づき、エアコン作動時
   に、シフトアップの場合には変速速度を小さく、シフト
   ダウンの場合には変速速度を大きくすることを特徴とす
   る無段変速機の制御装置。
2. 【請求項２】上記エアコン負荷補正量は、エアコンのコ
   ンプレッサの消費駆動力に応じた補正量である請求項１
   記載の無段変速機の制御装置。