JPS63195037A - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直結クラッチ付の流体動力伝達手段、例えば
フルードカップリング、又はトルクコンバータを介して
、エンジンに連結された車両用無段変速Ｉａ（以下ＣＶ
Ｔと記す）の変速比制御技術に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば特開昭５９−１４４８５０号公報にｆｆＧ
Ｉ示されている方法等で変速比制御の行なわれているＣ
ＶＴを搭載した車両では、発進をスムーズにし、かつ走
行時の動力損失を低減させるために、直結クラッチ付フ
ルードカップリング、もしくは直結クラッチ何トルクコ
ンバータを備えている。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のエンジンとＣＶＴとの間に直結ク
ラッチ付のフルードカップリングを介装した車両におい
ては、従来の変速比ｆｒｉ制御を単に適用したのでは、
良好な燃費特性が得られない場合があるという問題かあ
った。

この問題の発生は、車両の燃費（単位燃料量当りの走行
距離）特性が第８図に示すように、直結クラッチのロッ
クアツプ「オンＪのときと、「オフ」のときとでは、大
きく異なることによる。即ち、上記直結クラッチがロッ
クアツプ「オンＪのときには、第９図のＣＶＴとフルー
ドカップリングとの総合効率特性図に示すように、ＣＶ
Ｔとフルードカップリングとを合せた効率が、ＣＶＴの
変速比が１のときに最高効率を示し、変速比が増減する
にしたがって、緩かに減少する。これにより、ロックア
ツプ「オン」時の車両の燃費は、エンジンの効率（燃料
消費率）の変化に大きく左右され、例えば第８図の定常
時燃費特性に示すように、エンジンのボンピングロスの
小さい低エンジン回転数領域において、良好な値を示す
。

一方、上記ロックアツプ「オン」に比べて、ロックアツ
プ「オフ」のときには、第１０図のフルードカップリン
グの速度比−効率特性図に示すように、フルードカップ
リングの効率は、速度比が小さくなるにしたがってほぼ
比例して効率が低下する。これにより、車両の総合効率
は、第８図のロックアツプ「オフ」時の効率特性線に示
すように、低エンジン回転時、すなわちＣｖ下の変速比
を小さくするとともに負荷を大きくして走行するとき、
フルードカップリングのすべりが大ぎくなって、低下す
る。

本発明は、上記問題点を解決することにより、車両の燃
費を向上させる（車両を最適な燃料消費率で走行させる
）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手段として、本発明の車両用無段変
速機の制御方法は、第１図に例示するように、 流体を介して動力を伝達する流体動力伝達手段と該流体
動力伝達手段の直結クラッチとを介してエンジンに結合
された車両用無段変速機の目標入力側回転数を、車両の
走行状態にもとづいて算出し、該目標入力側回転数と上
記車両用無段変速機の実際の入力側回転数とが一致する
ように、上記車両用無段変速機の変速比を制御する（ス
テップＳＣ）方法において、 上記直結クラッチの作動状態毎に最適な燃料消費率を達
成する車両の走行状態と目標入力側回転数との関係を、
上記直結クラッチの作動状態にもとづいて選択しくステ
ップＳＡ＞、 上記車両の走行状態にもとづく目標入力側回転数の算出
を上記選択された関係にしたがって行うこと（ステップ
ＳＢ） を要旨とする。

最適な燃料消費率とは、運転性と燃費とを両立させたも
の、すなわち運転性の向上が加味された最小燃料消費率
のことである。

流体動力伝達手段とは、例えばフルードカップリングを
はじめとする流体接手、もしくはトルクコンバータが用
いられる。

直結クラッチとは、例えば流体動力伝達手段の入力側と
出力側を直結にするクラッチである。

車両用無段変速機の目標入力側回転数とは、ＣＶＴの入
力側の実際の回転数の制御目標となる回転数であって、
例えばエンジン回転数、流体動力伝達手段の入力側もし
くは出力側回転数、又はＣＶＴの入力ブーりの回転数の
制御目標になる回転数である。

［作用コ 本発明の車両用無段変速機の制御方法によれば、まず直
結クラッチの作動状態にもとづぎ、該作動状態において
、車両の走行状態から最適な燃料消費率を達成する関係
を選択し、次に該関係にしたがい車両の走行状態にもと
づいて目標入力側回転数を算出し、次いで上記目標入力
側回転数と実際の入力側回転数とが一致するように、Ｃ
ＶＴの変速比を制御する。これにより、直結クラッチの
作動状態にかかわらず、車両の燃料消費率が＠適になる
。

こうしたＣＶＴの変速比１１制御は、（Ｅｌ目標入力側
回転数実際の入り側口転数とが一致するように行っても
よく、あるいは例えば目標入力側回転数に代えて目標変
速比を求め、該目標変速比と実際のＣＶＴの変速比とが
一致するように行ってもにい。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図において、車両のエンジン１０は、直結クラッチ
１１付のフルードカップリング１２を介して無段変速機
１４の入力軸１６に連結・されている。入力軸１６には
、油圧シリンダ１８によって■溝幅すなわち伝導ベルト
２０の掛り径が変更される可変プーリ２２が設けられて
いる。出力軸２４には、油圧シリンダ２６によって■溝
幅が変更される可変ブー９２８が設けられている。した
がって、入力軸１６に伝達された回転力は可変プーリ２
２および２８に巻ぎ掛けられた伝導ベルト２０を介して
出力軸２４に伝達されるとともに、後段の副変速は３０
に伝達される。副変速機３０は、第１サンギア３２．第
２サンギア３４．リングギア３６などから成るラビニョ
ウ型復合遊星歯車装置を備え、高速段用クラッチ３８．
低速段用ブレーキ４０．後進用ブレーキ４２が図示しな
い油圧アクチュエータによって択一的に作動させられる
ことにより、次表１に示すように、副変速ｖ３３０の変
速比Ｒ「が切り換えられ、あるいは正転、逆転が切り換
えられるようになっている。

表１ ここで表１において、ρ１はＺＳ１／Ｚｒ、ρ２はＺ　
Ｓ２／　Ｚ　ｒである。但し、ＺＳＩは第１サンギア３
２の歯数、ＺＳ２は第２サンギア３４の歯数、Ｚｒはリ
ングギア３６の歯数である。ベルト式無段変速機１４の
出力１１１１１２４は副変速機３０の入力軸を構成し、
また副変速Ｖｓ３０内の遊星ギアを支持するキャリア４
４は出力軸を構成するので、副変速１３０の変速比はキ
ャリア４４の回転数で出力軸２４の回転数を除した値と
なる。上記キャリア４４に伝達された回転力は、中間歯
車４６．４８および終減速機５０を経て、車両の一対の
駆動輪５２にそれぞれ伝達されるようになっている。

可変プーリ２２および２８の近傍には、それら可変プー
リ２２および２８の回転数に対応した周波数のパルス信
号ＳＰＩおよびＳＰ２をコントローラ５４へ出力するた
めの入力軸回転数センサ５８および出力軸回転数センサ
６０が設けられている。中間歯車４８の近傍には、中間
歯車４８の回転数に対応した周波数のパルス信＠Ｓｖを
コン１−ローラ５４へ出力するための車速センサ６１が
股けられている。エンジン１０の吸気配管に設けられた
スロットル弁６２は、アクセルペダル６３の操作により
開閉され、該スロットル弁６２には、スロットルセンサ
６４が設けられており、そのスロットルセンサ６４から
はスロットル弁開度θを表すスロットル信号Ｓθがコン
トローラ５４に供給される。エンジン１０の点火回路に
は、エンジン回転数センサ６５が設けられており、その
エンジン回転数センリー６５からはエンジン回転数Ｎｅ
を表す回転数信号ＳＮＥがコントローラ５４に供給され
る。

本実施例においてはシフト切換装置としてシフトレバ−
６６が用いられており、そのシフトレバ−６６の操作位
置を検出する操作位置センサ６８からは、シフトレバ−
６６のシフト操作位置Ｐｓｈを表す信号ＳＰがコントロ
ーラ５４に供給される。

このシフ１〜レバー６６は油圧回路７０内のマニュアル
バルブと機械的に関連させられており、ニュートラルレ
ンジに操作されたときには、高速段用クラッチ３８．低
速段用ブレーキ４０．後進用ブレーキ４２をそれぞれ作
動させるための油圧アクチュエータのいずれにも油圧が
供給されることを阻止するが、後進レンジに操作された
ときには、後進用ブレーキ４２を作動させる油圧アクチ
ュエータのみに作動油を供給させる。また、シフトレバ
−６６が前進レンジのうちの通常走行（Ｄニドライブ）
レンジに操作された場合には、高速段用クラッチ３８を
作動させる油圧アクチュエータのみに作動油が供給され
ることを許容し、高速側ギア段が維持されるようにする
。また、シフトレバ−６６が前進レンジのうちの自動変
速レンジ（Ｓレンジ）またはエンジンブレーキレンジ（
Ｌレンジ）に操作された場合には、高速段用クラッチ３
８および低速段用ブレーキ４０を作動させるそれぞれの
油圧アクチュエータのいずれかに作動油が供給されるこ
とを許容する。それらの油圧アクチュエータには、油圧
回路７０に設けられたシフト用電磁弁７２の作動に応答
して作動するシフトバルブから、択一的に油圧が供給さ
れるようになっている。

上記油圧回路７０は、出力軸２４に設けられた油圧シリ
ンダ２６に無段変速機１４の実際の変速比およびエンジ
ン１０の出力トルクに対応して調圧されたライン油圧を
供給し、伝導ベルト２０の張力を必要かつ充分に制御す
る。また、油圧回路７０は、入力軸１６に設けられた油
圧シリンダ１８に関して、シフト方向切換弁７４の作動
に応答して、作動油を供給しあるいは排出するとともに
、シフト速度切換弁７６の作動に応答して油圧シリンダ
１８への作動油流入速度あるいは油圧シリンダ１８から
の作動油排出速度を変化させ、またロックアツプ切換弁
７７の作動に応答して直結クラッチ１１への作動油の方
向を切り換える。なお、油圧ポンプ７８はエンジン１０
などによって駆動されることにより、オイルタンク８０
内の作動油を油圧回路７０に圧送するものであって油圧
回路７０の油圧源として機能する。

上記コントローラ５４は、入出力インターフェース８２
．中央処理部８４．および記憶部８６等を備え、記憶部
８６に予め記憶されたプログラムおよびデータに従って
、入出力インターフェース８２を介して入力された種々
の入力信号を処理し、該処理結果にもとづいて、シフト
用電磁弁７２の作動を制御することにより、副変速！ａ
３０のギア段を自動シフトさせ、シフト方向切換弁７４
およびシフト速度切換弁７６の作動を制御することによ
り、無段変速機１４の変速比を最適値に変化させ、ロッ
クアツプ切換弁７７の作動を制御することにより、直結
クラッチ１１をロックアツプ「オン」もしくはロックア
ツプ「オフ」にする。

次に、第３図のフローチャー１・により所定時間（ここ
では８ｍ５ｅｃ）毎に実行される本実施例の変速比制御
ルーチンを説明する。

第３図は、車両のトランスミッション全体の変速比を制
御するための制御ルーチンを示すものであって、先ずス
テップ１００が実行されることにより車速Ｖ、スロット
ル開度θ、入力軸１６の回転数Ｎｉｎ、出力軸２４の回
転数Ｎｏｕｔ、エンジン回転数Ｎｅ、シフトレバ−６６
の操作位置ｐｓ＋１が信号ＳＶ、Ｓθ、、ＳＰ１．ＳＰ
２．ＳＮＥ、　、ＢよびＳＰに基づいて読み込まれる。

次いで、ステップ１１０では、シフトレバ−６６の実際
の操作位置が通常走行レンジかあるいは自動変速レンジ
であるかが判断される。通常走行レンジであると判断さ
れた場合には、ステップ１２０が実行されて、予め記憶
部８６に記憶された第４図に示す通常走行レンジにおけ
る変速比制御ルーチンが実行され、無段変速機１４の変
速比γが最適に制御される。

一方、上記ステップ１１０において、シフトレバ−６６
が自動変速レンジに制御されていたと判断された場合に
は、ステップ１３０が実行されることにより、０１変速
！ａ３０のシフ１へ制御が実行される。ずなわら１．記
憶部８６に予め記憶されたシフトパターンから、車速Ｖ
おＪ：びスロットル開度θに基づいて０Ｉ変速機３０の
ギア段が決定され、決定されたギア段が実現されるよう
にシフト用電磁弁７２に駆動信号を出力する。シフトパ
ターンはたとえば第５図に示すものであり、データマツ
プなどの形態で記憶されている。図において、Ｕ１２は
、車両の走行性能を考慮して用意されたものであって、
低速側ギア段〈第１速〉から高速側ギア段（第２速）へ
のアップシフトの判断に用いるアップシフト線であり、
図中［）２１は、適当なヒステリシスを形成するように
、またキックダウンによる加速性能を考慮して用意され
たものであって、高速側ギア段から低速側ギア段へのダ
ウンシフ１〜の判断に用いるダウンシフ１〜線である。

次いで、ステップ１４Ｑでは、副変速機３０の実際のギ
ア段が高速側ギア段であるかまたは低速側ギア段である
かが判断される。高速側ギア段であると判断された場合
には、ステップ１５０が実行されて、たとえば第４図に
示す通常走行レンジにおける変速比制御ルーチン（ステ
ップ１２０）に代えて、詳細を図示しない高速ギア段に
おける変速比制御ルーチンが起動され、無段変速機１４
の変速比制御が実行される。

上記ステップ１４０において副変速１３０のギア段が低
速側ギア段であると判断された場合には、ステップ１６
０が実行されて、たとえば第４図（こ詳細を示す通常走
行レンジにおける変速比制御ルーチン（ステップ１２０
）に代えて、詳細を図示しない低速ギア段における変速
比制御ルーチンが起動され、無段変速機１４の変速比制
御が実行される。

次に、第４図の通常走行レンジにおける変速比制御ルー
チンを説明する。該第４図の制御ルーチンで゛は、まず
ステップ２００により、直結タラツヂ１１がロックアツ
プ「オン」状態であるか否か、すなわら図示しない直結
クラッチの制御ルーチンにより、車速■とスロワ１〜ル
開度θとにもとづいて、ロックアツプ「オン」条件が満
足されたと判断された場合に、ロックアツプ切換弁７７
がロックアツプＥオン」側に制御されたか否かが判断さ
れる。直結クラッチ１１がロックアツプ「オフ」状態で
あると判断されたときには、ステップ２１０により、ロ
ックアツプ「オフ」後の経過時間Ｔｏｆｆを積算して、
次のステップ２２０の該Ｔ　ｏｆｆの判断に移行する。

該ステップ２２０により、実際にロックアツプ「オフ」
されていると判断されたとき、すなわち経過時間Ｔｏｆ
ｆが油圧回路のディレィを考慮した所定値β以上（Ｔｏ
ｆｆ≧所定値β）であると判断された時には、ステップ
２３０に処理を移行する。ステップ２３０では、予め記
憶部８６にメモリされている第６図に示す通常走行レン
ジ用のロックアツプ「オフ」時の目標回転数データマツ
プ、すなわち車速およびスロットル開度θから直結クラ
ッチ１１が「オフ」で、かつシフ１〜レバー６６が通常
走行レンジの場合における最適の目標回転数Ｎ１０本を
与えるデータマツプ（ここでは、発進時の加速性と定常
走行時の最小燃料消費率とを両立して達成するデータマ
ツプであって、定常走行時の目標回転数Ｎｉｎ”をロッ
クアツプ「オン」時に比べ、例えば１．３〜１．９倍し
たデータマツプ）が選択される。

次いで、ステップ２４０により上記選択されたデータマ
ツプにもとづき、車速Ｖおよびスロットル開度θにした
がって、目標回転数Ｎ１０本がマツプ補間により算出さ
れる。該目標回転数Ｎｉｎ”の算出に続いて、ステップ
２５０により、該Ｎｉｎ＊が入力０１１１６の回転数Ｎ
ｉｎ以上であるか否かが判断される。Ｎｉｎ＊≧ＮｉＯ
であれば、入力＠ｌ１１６の回転数Ｎｉｎを高くする場
合であると判断して、ステップ２６０が実行されて、シ
フト方向切換弁１４およびシフト速度切換弁７６を制御
することにより無段変速機１４の変速比γを大きくする
制御（グランシフト制御）が実行される。一方、目標回
転数Ｎｉ０本が入力軸１６の回転数Ｎｉｎより小さい場
合には、ステップ２７０により、無段変速機１４の変速
比γを小さくする制御（アップシフト制御）が実行され
る。

以上、ステップ２００ないし２７０が実行されることに
より、直結クラッチ１１が「オフ」で、かつ、シフトレ
バ−１６が通常走行レンジの場合における無段変速機１
４の変速比を最適にする制御が行なわれる。

一方、コントローラ５４がロックアツプ「オン」指令を
出力した時には、ステップ２００の判断はｒＹＥｓＪ　
、すなわち直結クラッチ１１がロックアツプ「オン」状
態であると判断され、続くステップ２９０により、ロッ
クアツプ「オン」後の経過時間１’−ｏｎを積算して、
次のステップ３００の該Ｔｏｎの判断に移行する。該ス
テップ３００により経過時間Ｔｏｎが所定値α未満（Ｔ
ｏｎ＜所定値α）であると判断された時、すなわらロッ
クアツプ「オン」が指示されても作動に要する油圧系の
遅れ等により実際にロックアツプ「オン」されていない
と判断された時には、ステップ２３０に処理を移行する
。以後、前記直結クラッチ１１のロックアツプ「オフ」
時と同様に、ステップ２３０ないし２７０が実行され、
ロックアツプ「オフ」時の最適な目標回転数Ｎｉｎ”の
算出および変速比γの制御等が行なわれる。

直結クラッチ１１のロックアツプ「オン」の経過時間Ｔ
ｏｎが所定値α以上になったと判断されたときくステッ
プ３００）　、すなわち直結クラッチ１１の係合が完了
したと判断されたときには、ステップ３１０に処理を移
行する。ステップ３１０では、予め記憶部８６にメモリ
されている第７図に示す通常走行レンジ用のロックアツ
プ「オン」時の目標回転数データマツプ、すなわち車速
およびスロットル開度θから直結クラッチが「オン」で
、かつシフトレバ−６６が通常走行レンジの場合におけ
る最適の目標回転数Ｎ１ｒｉ本を与えるデータマツプ（
ここでは、発進時の加速性と定常走行時の最小燃料消費
率とを両立して達成するデータマツプ）が選択される。

次いで、前記ロックアツプ「オフ」時と同様にステップ
２４０ないしステップ２７０が実行され、目標回転数Ｎ
ｉｎ”の算出および変速比γの制御が行なわれる。

上記ロックアツプ「オン」の状態からロックアツプ「オ
フ」に指令が変更されたことをステップ２００により判
断したときには、ステップ２１０に処理を移行し、ロッ
クアツプ「オフ」の経過時間Ｔｏｆｆを積算して、次の
経過時間Ｔａｒｔの判断に移行する。直結クラッチ１１
のロックアツプ「オフ」の経過時間Ｔ　ｏｆｆが所定値
β未満であると判断されたとき（ステップ２２０＞、す
なわち、油圧系の作動遅れにより実際にロックアツプ「
オフコされていない・と判断されたときには、ステップ
３１０に処理を移行する。以後、前記直結クラッチ１１
のロックアツプ「オン」時と同様に、ステップ３１０，
２４０ないし２７０が実行され、ロックアツプ「オン」
時の最適な目標回転数Ｎｉ０本の算出および変速比γの
制御等が行なわれる。

上記ロックアツプ「オフ」の経過時間Ｔｏｆｆがステッ
プ２２０により所定値β以上であると判断されたときに
は、前述したステップ２３０〜２７０のロックアツプ「
オフ」時の変速制御が行なわれる。

以上第４図の通常走行レンジにおける変速比制御ルーチ
ンを一例にあげて説明したように、本実施例により、直
結クラッチ１１のロックアツプ「オフ」時およびロック
アツプ１オン」時に、それぞれ最適の目標回転数データ
マツプを選択して変速比γを制御することがら、ロック
アツプＦオン」時には、エンジンのボンピングロスの小
さい領域で車両を走行させ、一方ロツクアップ「オフ」
簡には、フルードカップリング］２を高効率、すなわら
フルードカップリング１２の速度比が値１に近い状態で
車両を走行させることにより、車両を運転性の加味され
た最小燃料消費率で走行させることができる。

そのうえ、本実施例により、フルードカップリングのす
べりが徒らに大ぎくならないので、作動油の発熱が少な
くなり、これによりフルード、およびフルードカップリ
ングの耐久性が向上し、しかもオイルクーラ等の容量を
小さくすることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を変更しない範囲で例えば目標回転数Ｎｉｎ＊に
代えて目標エンジン回転数Ｎｅ”を算出し、該Ｎｅ＊と
実際のエンジン回転数Ｎｅとが一致するようにＣＶＴの
変速比をｉ、Ｉ＋御してもよく、フルードカップリング
の速度比が所定以上になるように変速比を補正するＬｌ
制御、すなわらフルードカップリングの速度比が所定以
下になったとき、ＣＶＴの変速比を大きくする制御と併
用してもよく、もしくは目標回転数Ｎｉｎ＊に代えて目
標変速比７本を算出し、該１本と実際のＣＶＨのγとが
一致するように制御してもよい。

［発明の効果］ 本発明の車両用無段変速機の制御方法によれば、直結ク
ラッチの作動状態毎に予め求められた最適な燃料消費率
を達成する関係を、直結クラッチの作動状態にもとづい
て選択し、該選択された関係によりＣＶＴの変速比を制
御することによって、直結クラッチの作動状態にかかわ
らず、車両を最適な燃料消費率で運転することができる
という極めて優れた効果を奏する。

そのうえ、直結クラッチのロックアツプ「オフ」時には
、流体動力伝達手段の速度比を値１に近い高効率領域で
用いることになることから、オイルクーラ等の８口の小
型化を図るこてができ、しかも作動油、該流体動力伝達
手段等の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用無段変速機の制御方法の基本的
構成を例示するフローチャート、第２図は本発明の一実
施例の適用されるシステムの構成図、第３図は実施例の
変速比制御ルーチンのフローチャーｉ〜、第４図は実施
例の通常走行レンジにおける変速比制御ルーチンのフロ
ーチャート、第５図は実施例の副変速機の変速特性を示
すグラフ、第６図および第７図は実施例の無段変速機の
変速特性を示すグラフ、第８図は従来例の燃費特性を示
すグラフ、第９図は従来例の無段変速機の変速比に対す
る効率特性を示すグラフ、第１０図は従来例のフルード
カップリングの速度比に対する効率特性を示すグラフで
ある。 １０・・・エンジン １１・・・直結クラッチ １２・・・フルードカップリング １４・・・無段変速機 ５４・・・コン１〜ローラ ６５・・・エンジン回転数センサ ７０・・・油圧回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　流体を介して動力を伝達する流体動力伝達手段と該流
   体動力伝達手段の直結クラッチとを介してエンジンに結
   合された車両用無段変速機の目標入力側回転数を、車両
   の走行状態にもとづいて算出し、該目標入力側回転数と
   上記車両用無段変速機の実際の入力側回転数とが一致す
   るように、上記車両用無段変速機の変速比を制御する方
   法において、 上記直結クラッチの作動状態毎に最適な燃料消費率を達
   成する車両の走行状態と目標入力側回転数との関係を、
   上記直結クラッチの作動状態にもとづいて選択し、 上記車両の走行状態にもとづく目標入力側回転数の算出
   を上記選択された関係にしたがって行うこと を特徴とする車両用無段変速機の制御方法。