JPS6361653A - 無段変速機の変速制御方法 - 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、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度（変速速度）を制御対
象として変速制御するものにおいて、キックダウン等の
全開加速時のような急変速が必要とされる過渡時の変速
速度制御に関する。 この種の無段変速機の変速制御に関しては、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動
作して、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している。 従って変速速度は、各変速比、ライン圧、制御弁等によ
り機構上決定されることになり、変速速度を直接！ＩＪ
　ｔＪｆＪできスなかった。そのため、運転域の過渡状
態では変速比がハンチング、Ａ−バシュート等を生じて
ドライバビリティを態化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合に
おいて、変速速度を加味して電子制御する傾向にある。

【従来の技術】

そこで従来、上記無段変速機の変速速度制御ににおいて
特に加速時のものに関しては、例えば特開昭５９−２０
８２５３号公報、特開昭５９−２１９５５８号公報に示
すように加速初期に、変速比を固定する。また特開昭６
０−８８２５９号公報に示すように加速時の目標値の変
化速度を、加速ペダルの操作速度に関係して定めること
が提案されている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで加速運転には、アクセルの踏込み量。 踏込み加減により種々の場合があり、このうちでキック
ダウンのような全開加速時にはドライバの加速要求が最
も大きくて、急変速を必要とする。 かかる全開加速の場合に、上記先行技術のように制御す
ると、ドライバに対し加速感を失わせ、実変速比の追従
性も悪く、エンジン出力を有効に利用できない。また追
従時に、変速速度が不必要に大きくなって、ドライバの
意思に反して減速ショックが発生し、加速感に遅れが生
じる等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、全開
加速の急変速過渡状態を検出し、この条件ではドライバ
の加速要求時間内に最大加速度。 加速ショックを与えて、運転性および加速ショックの発
生を向上するようにした無段変速機の制御装置を提供す
ることを目的としている。

【問題点を解決するための手段１ 上記目的を達成するため、本発明は、定常の目標値を少
なくとも１つの車両運転状態検出手段からの信号に基づ
いて定め、定常の目標値に実際値が収束するように制御
する変速速度υ制御系において、全開加速のような急変
速過渡状態では、定常と異なる少なくとも２つの目標値
を定め、先ず第１目標値をもって実際値を制御し、次い
で第２目標値をもって制御し、更に定常の目標値をもっ
て制御し、第１および第２目標値は、アクセル踏込み直
前の実際値、アクセル踏込み後の目標値および定数で定
めるように構成されている。 【作　　用ｌ 上記構成に基づき、全開加速の過渡状態では、先ず第１
目標値による領域で実際に速い速度でダウンシフトして
追従し、次いで第２目標値による領域で急激に変速速度
を変化してそれに収束し、更に定常目標値に実際値が滑
らかに追従するようになる。そして第１．第２目標値が
、実際値、定常目標値、加速要求レベルと車速による定
数で設定されることで、加速ショックを少なくしてダウ
ンシフトの追従性を最大限発揮するようになる。 こうして本発明では、加速時間内に最大加速度と加速シ
ミツクを有効に発生し、かつ追従性を効果的に向上する
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。 第１図において、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２１前後通り換装［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Ｄ［軸６が
平行配置され、主−袖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には可動側に油圧シリンダ９．１０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
対する巻付は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１７１１１１６は、１組のりダクションギャ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１Ｇに伝動構成されている。 次いで、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．ライン圧制開弁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は更にオリフィス３２を介してレギュレータ弁２
５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。 ソレノイド弁２７．２８および変速速度制御弁２３の一
方に連通ずる。各ソレノイド弁２７．２８は制御ユニッ
ト４０からのデユーティ信号により例えばオンして排圧
し、オフ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はオイルパンである
。 ライン圧制御弁２２は、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
をドレンする排油位置とに動作する。 そして、デユーティ比により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１
ｔｌＪ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２図において、電子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、プライマリ
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４０において両ブー
り回転数センサ４１．４２からの回転数信号Ｎｐ、ＮＳ
は、実変速比算出部４５に入力して、ｌ　−Ｎｐ　／Ｎ
ｓにより実変速比１を求める。 また、セカンダリブーり回転数センサ４２からの信号ｆ
ｌ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に入力する。目標変速比ｉｓの変速パターン
は、例えばθ−ＮＳのテーブルとして設定されており、
このテーブルを用いてＮＳ、θの値からｉｓが検索され
る。この目標変速比ｉｓは目標変速速度算出部４７に入
力し、一定時間Δを毎のＩＳ変化量ΔＩＳにより目標変
速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔを算出する。そして、上記実
変速比算出部４５の実変速比ｉ、目標変速比検索部４６
の目標変速比ｉＳ。 目標変速速度算出部４７の目標変速比変化速度ｄｉｓ／
ｄｔおよび係数設定部４８の係数に１．に１は変速速度
算出部４９に入力し、 ｄｉ／ｄｔ−に１（ｉｓ−ｔ）十に、　　ｄｉｓ／ｄｔ
により変速速ｇｄ＋、、’ｔｊｔが算出される。 上記変速速度ｄｉ／ｄｔの式において、にｔ（ｌｓ−Ｉ
）の項は目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差による制ｍ
ｒｒｔであり、この制御量に対し操作量を同一にして制
御すると、無段変速機の制御系の種々の遅れ要素により
収束性が悪い。そこで、車両全体の系における目標変速
比変化速度ｄｌｓ／ｄｔを位相進み要素として求め、こ
れを予め上記制御量に付加して操作用を決める。所謂フ
ィードフォワード制御を行うようになっており、これに
より遅れ成分が吸収されて収束性が向上することになる
。 変速速度算出部４９と実変速比算出部４５の信号ｄｉ／
ｄｔ、　ｌは、更にデユーティ比検索部５０に入力する
。ここで、デユーティ比Ｄ　−ｆ（ｄｉ／ｄｔ、　ｉ　
）の関係により、ｄｌ／ｄｔと１のテーブルが設定され
ており、シフトアップではデユーティ比りが例えば５０
％以上の値に、シフトダウンではデユーティ比りが５０
％以下の値に振り分けである。そしてシフトアップでは
デユーティ比りがｉに対して減少関数で、Ｉｄｉ／ｄｔ
ｌに対して増大関数で設定され、シフトダウンではデユ
ーティ比りが逆にｉに対して増大関数で、ｄｉ／ｄｔに
対

【ノ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ユーティ比りが検索される。そして
上記デユーティ比検索部５０からのデユーティ比りの信
号が、駆動部５１を介してソレノイド弁２８に入力する
ようになっている。 そこで、上記変速速度制御においてキックダウン等の急
変速過渡状態の場合の制御系について、以下に説明する
。 先ず、スロットル開度θが入力するスロットル開度変化
速度検出部６０を有し、変化速度ｄθ／ｄｔを京出する
。また実変速比ｉ、目標変速比ｉｓ、スロットル開度θ
、その変化速度ｄθ／ｄｔの各信号は、キックダウン検
出部６１に入力し、スロットル開度θが一定値以上に変
化し、そこにおける（目標変速比ｉｓ）　−（実変速比
１）の偏差、そこに至るまでのスロットル変化速度ｄθ
／ｄｔの各種パラメータによりキックダウンを判定する
のであり、この判定結果による定常とは異なる第１およ
び第２の目標値設定部６２．６３を有する。 第１の目標値設定部６２は、早い変速速度で実変速比ｉ
をダウンシフトさせるもので、アクセル踏込み直前の実
変速比　ｉｏ、キックダウン検出時の定常目標変速比ｉ
ｓ□　、定数ｍにより、第１目標値ｉＳ１を次のように
定める。 ｉｓｘ　−（ｆＦｏ　　Ｉ□　）　・Ｆａ　＋ｉ０そし
てこの第１目標値ｉｓｌは、目標変速比検索部４６の出
力側に付加される補正部６４から出力する。 また変速速度算出部４９の出力側には、変速速度の補正
部６５が付加され、第１の目標値設定部６２の出力で変
速速度ｄｉ／（Ｈを増大補正する。ここで第１の目標値
設定部６２は、（実変速比１）〉（第１目標値ｉｓ１　
）になった段階でクリアする。 第２の目標値設定部６３は、定常の変速速度で制御する
もので、上述のアクセル踏込み直前の実変速比　Ｉｏ＋
定常の目標変速比ｉｓＯ、定数口により、第２目標値Ｉ
ｓ、を次のように定める。 ｉｓｚ　−（ｉｓｏ　−ｉｏ　＞　−ｎ　＋　　ｔ。 そして第２目標値ｉｓｌは、上述と同様に補正部６４か
ら第１目標値ｉｓｔがクリアされた以降出力し、（第２
目標値ｌ５２）≧（目標値ｉｓ）になった場合にクリア
する。 一方、上記定数ｍ、ｎの定数設定部６６を有し、ここで
（第１目標値１ｓ１　）　＜　（第２目標値ｉｓｔ　）
になるよう定数ｍを定め、（第２目標値ｉｓ？）　＜（
目標変速比ｌ５Ｏ）になるよう定数ｎを定める。 ここで定数設定部６６には、車速ＮＳと加速要求レベル
のスロットル開度変化速度ｄθ／ｄｔの信号が入力して
おり、これらの信号Ｎｓ、ｄθ／ｄｔにより定数１．ｎ
の値を可変にして加速度および加速ショックを変化し得
るようになっている。 即ち第３図に示すように定数ｍ、ｎは車速の減少関数と
し、高速域で駆動力変化が大きくショックを生じ易い場
合は、ダウンシフト量と共に加速ＫＧを小さくする。一
方、＋ｔ、ｎは変化速度ｄθ／ｄｔの増加化数とし、加
速要求レベルに応じてダウンシフト檄と共に加速度Ｇを
大きくする。 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ＰＬＬＩ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−ＰＬＩＪ　・王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、デユーティ比設
定部５５に入力して目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを設定する。そしてこのデユーティ比りの信号
が、駆動部５６を介してソレノイド弁２７に入力するよ
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！Ｉ］
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Ｖ：Ｉ３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１の値が大きい低
速段においてエンジントルク下が大きいほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ比の大
きい信号がソレノイド弁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１が小さくなり、エンジントルクＴ
も小さくなるに従いデユーティ比を減じて制御圧を増大
することで、ライン圧ＰＬはドレン伍の増大により低下
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での伝達トルクに相当するプーリ押付は力を作用
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１を、目標変速比検索部４６で目標変
速比＋Ｓ、目標変速速ｒ！ｌ！ｉｉ出部４７で目標変速
比変化速度ｄｉｓ／ｄｔを求め、これらと係数Ｋｌ。 に２を用いて変速速度算出部４９で変速速［ｄｌ／ｄｔ
を求める。そこで、ｄｉ／ｄｔとｉによりデユーティ比
検索部５０でテーブルを用いてデユーティ比りが検索さ
れる。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁２８に入力してパ
ルス状のυ１１１１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、給油と排油とがバランスす
るデユーティ比Ｄｏ以上の値でソレノイド弁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
ューレータ圧ＰＲ時間より長（なり、変速速度制御弁２
３は給油位置での動作時間が長くなって、プライマリレ
ンダ９に給油してシフトアップ作用する。そしてｌｄｉ
／ｄｔｌが小さい場合は、デユーティ比りとＤｏの偏差
が小さいことで、給油量が少なく変速スピードが遅いが
、１旧／ｄｔ＋が大きくなるにつれてデユーティ比りと
Ｄｏの偏差が大きくなり、給油■が増して変速スピード
が速くなる。一方、シフトダウンでは、給油と排油とが
バランスするデユーティ比ＤＯ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、ブライマリレンダ９を排油と
してシフトダウン作用する。そしてこの場合は、ｄｉ／
ｃｌｔが小さい場合にＤｏとデユーティ比りの偏差が小
さいことで、排油量が少なくて変速スピードが遅く、ｄ
ｉ／ｄｔが大きくなるにつれてＤｏとデユーティ比りの
（ｇ差が大きくなり、排油量が増して変速スピードが速
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。 また、上記変速速度制御で定常の加速の場合は、アクセ
ル踏込み直後、実変速比ｉは主としてに１＜１Ｓ−ｉ）
の偏差に基づきダウンシフトして目標変速比ＩＳに追従
し、実変速比１が目標変速比ｉｓに近づくとに２　・　
ｄｉｓ／ｄｔの項により実変速比ｉのピークが早めに来
てオーバシュートすることなく滑らかに収束する。 これに対し、キックダウンの場合を第４図のフローチャ
ートと、第５図の変速特性を用いて説明する。 先ず、キックダウン検出部６１でスロットル開度θ、変
化速度ｄθ／ｄｔ、　　（目標変速比ｉｓ）　−（実変
速比ｉ）等により全開加速が判定されると、各設定部６
２．６３で、定常と異なる第１．第２目標値＋３１　、
　ｉＳ、を定める。そして、最初に第１目標値ｉＳ１が
補正部６４から出力することで、この第１目標値ｉｓ１
をもって実変速比ｉが速い速度で変速する。そこで、第
５図のこの場合の領域Ｉ（ｉ０〜１Ｓ１）では、実変速
比ｉが早くダウシフトする。 そして（実変速比ｉ）〉（第１目標値ｌ５１）になると
、第１目標値１ｓ１−Ｑになり、次いで第２目標値ｉｓ
ｔが出力して、この第２目標値ｉｓｔをもって実変速比
１をυ制御する。そこで、第５図のこの場合の領域Ｉ［
（ｉｓｌ〜ｉｓｚ　）では、実変速比ｉが定常の速度で
第２目標値ｉｓ、に追従するようにダウンシフトし、点
Ａで略収束するとその収束状態を保つ。従って、この点
Ａで変速速度が急激に変化して、最大加速度Ｇ　ｒＲａ
ｘを生じドライバに加速感を与える。 そして（目標変速比ｉｓ）　−（実変速比ｉ）≦αまた
は（第２目標値ｔｓｔ　）≧〈定常の目標値ｉ３）にな
った領域■では、第２目標値１ｓ２−０になって目標変
速比ｉｓによる通常の制御が行われる。そこで第５図の
ように、このときの実変速比ｉは、変速速度の変化が小
さい状態で目標変速比１ｓに滑らかに追従することにな
り、加速度変化と共にそのショックを生じない。 一方、かかるキックダウン時に変化速度ｄθ／ｄｔが小
さいと、第３図のテーブルにより定数１゜ｎの値も小さ
く、このため第１．第２目標値ｉｓ１゜１Ｓ２の値も小
さく設定される。そのため、第５図の一点ｇ１線のよう
にダウンシフト量が少なくなフて、加速度Ｇは小さくな
る。これに対し、変化速度ｄθ／ｄｔが大きく加速要求
が高い場合は、第１゜第２目標値１３１　、　ｉｓ、に
よりダウンシフト量が多くなって、第５図の破線のよう
に加速度Ｇは大きくなる。また、車速の高速と低速の場
合も同様に加速度Ｇの大きさが変化する。 以上、本発明の一実施例について述べたが、これのみに
限定されず、池の制御系にも適用可能である。目標値が
エンジン回転数等の場合にも適用できる。加速要求レベ
ルはアクセル踏込み速度等を用いてもよい。 【発明の効果】 以上）ホベてきたように、本発明によれば、キックダウ
ンのような全開加速時には、定常と異なる過渡状態を定
め、ドライバの加速要求時間内に１ケ所変速速度を急激
に変化させるので、その時間内に最大加速を得ることが
できる。 この最大加速度発生以外は、変速速度の急激な変化はな
いので、加速シミツクも一度しか発生しない。 加速域を複数に分け、前半では追従性を、後半では収束
性を目的として制御するので、制御性がよく、急変速を
円滑に行い得る。 少なくとも２つの目標値を定め、目標変速比を実変速比
の偏差に基づいて設定するので、追従および収束の領域
を適確かつ容易に定め得る。 ２つの目標値の定数を車速と加速要求レベルで可変にす
るので、不必要なアップシフトとダウンシフトの繰返し
がなくなって、伝達効率の平均的な向上になり、加速シ
ョックを少なくして効果的な加速度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例を示す全体の構成図
、第２図は制御ユニットのブロック図、第３図は車速、
スロットル開度変化速度と定数の関係を示す図、第４図
は作用のフローチャート図、第５図は変速特性図である
。 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、４９・・・変速速度算出部、
６１・・・キックダウン検出部、６２・・・第１の目標
値設定部、６３・・・第２の目標値設定部、６４．６５
・・・補正部、６６・・・定数設定部。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 第３　面 阜土

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）定常の目標値を少なくとも１つの車両運転状態検
   出手段からの信号に基づいて定め、定常の目標値に実際
   値が収束するように制御する変速速度制御系において、 全開加速のような急変速過渡状態では、定常と異なる少
   なくとも２つの目標値を定め、 先ず第１目標値をもつて実際値を制御し、次いで第２目
   標値をもって制御し、更に定常の目標値をもつて制御し
   、 第１および第２目標値は、アクセル踏込み直前の実際値
   、アクセル踏込み後の目標値および定数で定める無段変
   速機の制御装置。
2. （２）上記定数は、加速要求レベルの増加関数で、車速
   の減少関数である特許請求の範囲第１項記載の無段変速
   機の制御装置。