JPH03149458A - 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】 技術分野 本発明は、車両用無段変速機の制御装置に関するもので
ある。

従来の技術 変速比が無段階に変化させられる無段変速機を備えた車
両が知られている。このような車両においては、予め記
憶された複数種類の関係のうち運転者の選択操作に基づ
いて選択された１つの関係から車両の走行状態に基づい
て決定された目標値が実現されるように前記変速比が調
節される。たとえば、シフト撮作レバーによるローレン
ジ、セカンドレンジ、ドライブレンジへの選択操作位置
や、走行性選択スイッチによるパワー走行、エコノミー
走行への選択操作位置に対応して予め複数種類の関係が
記憶され、それら複数種類の関係のうち上記車両走行性
選択操作の操作位置に対応して指定された関係から実際
のスロットル弁開度などの要求出力量や車速に基づいて
制御目標値である目標変速比あるいは目標入力軸回転速
度が決定され、実際の変速比あるいは入力軸回転速度が
上記目標値と一致するように変速比が調節されることに
より、燃費率および運転性能などが好適に得られるよう
になっている。たとえば、特開昭５ロー１３８５５６号
公報に記載された制御装置がそれである。

発明が解決すべき課題 ところで、上記のような車両用無段変速機の制御装置に
おいては、車両走行性選択操作にともなって新たな１つ
の関係が指定されることにより関係が切り換えられると
、それまでの関係から求められていた制御目標値と新た
な関係から求められた新たな制御目標値との差に応じて
制御目標値が急激に変化させられるので、無段変速機の
変速比の急変により車両の走行中に変速ショックが発生
して走行性が損なわれる場合があった。また、たとえば
凍結路などの走行中においてＤ→Ｌシフトダウン操作に
応答して上記関係が切り換えられるときには、エンジン
ブレーキ作用が急激に太きくなって駆動輪が滑り易くな
る不都合があった。

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、走行性選択操作に関連して制
御目標を決定するための関係が切り換えられても、その
切り換えに伴う無段変速機の変速比変化による変速ショ
ックを低減する車両用無段変速機の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 か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、変速比が無段階に変化させられる車両用無段変速機
において、予め記憶された複数種類の関係うち車両の走
行性選択操作状態に対応するｌうの関係から、車両の走
行状態に基づいて決定された目標値が実現されるように
前記変速比が調節される形式の車両用無段変速機の制御
装置であって、（ａ）前記車両走行性選択操作に伴う前
記関係の切換に際して、切換前の関係から求められる第
１目標値から切換後の新たな関係から求められる第２目
標値へ連続的に変化する遷移時目標値を、その遷移時目
標値とその第２目標値との差に応じて逐次決定する遷移
時目標値決定手段と、（ハ）その遷移時目標値が実現さ
れるように前記無段変速機の変速比を制御する変速比制
御手段とを、含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、車両の走行性選択操作に関連して制
御目標値を決定するための関係が切り換えられると、遷
移時目嫌値決定手段により、切換前の関係から求められ
る第１目標値から切換後の新たな関係から求められる第
２目標値へ連続的に変化する遷移時目標値が、その遷移
時目標値とその第２目標値との差に応じて逐次決定され
るとともに、変速比制御手段により、その遷移時目標値
が実現されるように前記無段変速機の変速比が制御され
る。このため、無段変速比の変速比は上記連続的に変化
する遷移時目標値を実現するように緩やかに制御される
ので、無段変速機の変速比の急変により車両の走行中に
変速ショックが発生して走行性が損なわれることが好適
に防止される。

また、凍結路などの低摩擦路面を走行中にＤ−Ｌシフト
ダウン操作が行われて関係が切り換えられたときでも、
エンジンブレーキ作用が緩やかに作用して、駆動輪のス
リップが好適に防止される。

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、エンジン１０のクランク軸１２はフル
ードカップリング１４を介してベルト式無段変速機１６
の入力軸１８と連結されており、ベルト式無段変速機１
６の出力軸２０は図示しない差動歯車装置などを介して
車両の駆動輪と連結されている。これにより、エンジン
ＩＯの回転力が駆動輪へ伝達される。

上記ベルト式無段変速機１６の入力軸１８および出力軸
２０には有効径が可変な可変プーリ２２および２４が設
けられており、それら可変プーリ２２および２４間には
伝動ベルト２６が巻き掛けられている。可変プーリ２２
および２４は、入力軸１８および出力軸２０に固定され
た固定回転体２８および３０と、入力軸１８および出力
軸２０に軸方向の移動可能且つ軸まわりの回転不能に設
けられた可動回転体３２および３４とを備えている。そ
して、油圧シリンダ３６および３８から上記可動回転体
３２および３４に加えられる推力を変更することにより
、上記固定回転体２８および３０と可動回転体３２およ
び３４との間に形成された■溝幅、およびベルトの掛り
径が変更されるようになっている。

油タンク４０に回収された作動油は油ボンブ４２により
圧送され、後述の電子制御装置５０により制御される調
圧弁４４によりライン油圧に調圧される。このライン油
圧は二次側の可変プーリ２４へ推力を付与する二次側の
油圧シリンダ３８へライン油路４６を介して供給される
。通常、ライン油圧は、図示しない関係式からエンジン
１０の出力トルクＴ、、ベルト式無段変速機１６の変速
比ｒ　（＝入力軸１８の回転速度Ｎｉ／出力軸２０の回
転速度Ｎ、、、）などに基づいて調圧され、伝動ベルト
２６に対する挟圧力、換言すれば伝動ベルト２６の張力
がその滑りを発生させない範囲で必要かつ充益な値に維
持される。

流量制御弁４８は、電子制御装置５０により制御される
切換弁であって、上記ライン油路４６内の作動油を一次
側の油圧シリンダ３６へ供給して変速比Ｔを小さくした
り、或いは油圧シリンダ３６内の作動油をドレンへ排出
して変速比Ｔを大きくしたりする。

エンジンｌＯの吸気配管には、アクセルペダル５２によ
って開閉操作されるスロットル弁５４と、このスロット
ル弁５４の開度ＴＨＲを検出するスロットルセンサ５６
が設けられている。エンジン１０には点火回路などの信
号に基づいてエンジン回転速度Ｎ、を検出するためのエ
ンジン回転センサ５８が設けられている。無段変速機１
６の一次側の固定回転体２８および二次側の固定回転体
３０の近傍には、入力軸１８および出力軸２０の回転速
度Ｎｉ、およびＮ。ｕＬを検出するための第１回転セン
サ６０および第２回転センサ６２が設けられている。座
席の近傍に設けられたシフトレバ−６４にはその操作位
置ＳＨＩを検出するためのシフトセンサ６６が設けられ
ている。上記シフトレバ−６４は、ロー（Ｌ）レンジ、
セカンド（Ｓ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、ニュー
トラル（Ｎ）レンジ、りバース（Ｒ）レンジ、パーキン
グ（Ｐ）レンジへ操作される。そして、車室内には、パ
ワー走行モードとエコノミー走行モードとを手動により
選択操作するための走行モード選択スイッチ６８が設け
られている。本実施例では、この走行モード選択スイッ
チ６８および前記シフトレバ−６４が車両走行性選択操
作手段として機能する。

なお、上記パワー走行モードは車両の運動性能を重視し
た走行ができる態様であり、上記エコノミー走行モード
は経済性を重視した走行ができる態様である。

そして、前記電子制御装置５０の入カボートア０には、
スロットルセンサ５６からのスロットル弁５４のスロッ
トル開度ＴＨＲを表す信号（すなわちエンジンｌＯに対
する要求出力量を表す信号）、エンジン回転センサ５８
からのエンジン回転速度Ｎ、を表す信号、第１回転セン
サ６０および第２回転センサ６２からの入力軸回転速度
Ｎｉ、および出力軸回転速度Ｎ０８１を表す信号、シフ
トセンサ６６からのシフト操作位置ＳＨｊを表す信号、
および走行モード選択スイッチ６８から実際に選択され
ている走行モードＳ詩を表す信号がそれぞれ供給されて
いる。

電子制御装置５０はＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４、ＲＡＭ７
６、および出カボートア８から成る所謂マイクロコンピ
ュータであり、そのＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７６の記憶機
能を利用しつつ予めＲＯＭ７４に記憶されたプログラム
に従って入力信号を処理し、変速比Ｔを変更するための
信号を出カポ−トア８を介して流量制御弁４８へ出力す
るとともに、ライン油圧を変更するための信号を出カポ
−トア８を介して調圧弁４４へ出力する。本実施例では
、上記ＲＯＭ７４には、ベルト式無段変速機１６の変速
比Ｔを制御するための複数Ｗ！類の関係、すなわちシフ
トレバ−６４のロー（Ｌ）レンジ、セカンド（Ｓ）レン
ジ、ドライブ（Ｄ）レンジへの操作、および走行モード
選択スイッチ６８のパワー走行モード、エコノミー走行
モードへの操作に対応した６種類の関係を表すデータマ
ツプが予め記憶されている。上記データマツプは、燃費
および運転性能が得られるようにエンジン１０を作動さ
せーる最適曲線である。上記ＣＰＵ７２は、たとえば、
シフトレバ−６４および走行モード選択スイッチ６８の
操作に従って選択された１つのデータマツプから実際の
スロットル弁開度ＴＨＲおよび車速ＳＰＤに基づいて目
標回転速度Ｎ　ｉｎ″を決定し、実際の入力軸回転速度
Ｎ１がその目標回転速度Ｎ　ｉｓ”と一致するように変
速比Ｔを変化させるように流量制御弁４８を駆動する。

次に、上記電子制御装置５０の変速比制御作動の要部を
第１図のフローチャートに従って説明する。本実施例で
は、シフトレバ−６４或いは走行モード選択スイッチ６
８の操作に応答してデータマツプが切換られて目標回転
速度Ｎ　ｉａｔ”が高くなるときだけ、緩やかに変化す
る遷移時目標回転速度Ｎ、、１が用いられる。

ステップ３１では、前記出力軸回転速度Ｎ、、、、ベル
ト式無段変速機１６より後段に配置されている差動歯車
装置などの減速比、および駆動輪半径などに基づいて車
速ＳＰＤが算出されるとともに、シフトレバ−６４によ
るシフト操作位置および走行モード選択スイッチ６８−
により選択されている走行モードＳ−を表す文字変数Ｒ
ＮＧ値が第３図に示すように決定される。このＲＮＧ値
は、３ビット構成の２進数であってｌＯ進法の０乃至２
、および３乃至６を表す６種類の数値を取り得るもので
あり、前記６種類の関係を表すデータマツプに対応して
いる。そして、本ステップＳ１では、予めＲＯＭ７４に
記憶された前記６種類の関係から上記ＲＮＧ値に対応す
る１つの関係が選択され、その関係か−ら実際のスロッ
トル開度ＴＨＲおよび車速ＳＰＤに基づいて目標回転速
度Ｎｉｎｔ”が決定される。

ステップＳ２では、データマツプ切換に際して緩やかに
変化する遷移時目標回転速度Ｎ　ｉ　＊　ｓ′を用いた
変速比制御の実行中を表すための切換フラグＸＭＳＤの
内容が「１」であるか否かが判断される。

上記ステップＳ２において切換フラグＸＭＳＤの内容が
「１」であると判断された場合には、遷移時の目標回転
速度Ｎ　ｉ　＊　ｍ１を逐次求めるために後述のステッ
プ３５以下が実行される。しかし、上記ステップＳ２に
おいて切換フラグＸにＳＤの内容が「ｌ」でないと判断
された場合には、ステップＳ３において現在のＲＮＧ値
が１サイクル前の値ＲＩＧ　ｔ−１）と同じであるか否
か、換言すれば変速比制御のためのデータマツプが切り
換えられたか否かが判断される。上記ステップＳ３にお
いてデータマツプが切り換えられてないと判断された場
合には、ステップＳｔｔにおいて目標回転速度Ｎ　ｉ　
＊　”としてステップＳｌにて求められた目標回転速度
Ｎ　ｉ　ｅ　ｔ″が採用される。しかし、ステップＳ３
においてデータマツプが切り換えられたと判断された場
合には、ステップＳ４において切換フラグＸＭＳＤの内
容が「１」にセットされた後、ステップＳ５において、
切換直前のデータマツプから求められる目標回転速度値
（第１目標値）Ｎｉ＊１′と切換後の新たなデータマツ
プから求められる目標回転速度値（第２目標値）　Ｎｉ
ａｔ′との差である切換時の目標値差ΔＮ　ｉ　ｅ″″
　（＝Ｎ　ｉａｔ　”　　Ｎ　ｉａｌ′″）が算出され
る。第４図では、所定（たとえば５０％）のスロットル
開度ＴＨＲにおける切換直前のデータマツプ（たとえば
ドライブレンジ用のデータマッブ：１点鎖線に示す）と
それと同じス口７）ル開度ＴＩＲにおける切換後のデー
タマツプ（たとえばセカンドレンジ用のデータマッブ：
実線に示す）が記入されるとともに、シフトレバ−６４
がドライブレンジからセカンドレンジへ切り換えられた
ときの切換Ｉｉの目標値差ΔＮ　ｉｌｌが示されている
。

続くステップＳ６では、データマツプ切換時の目標値差
ΔＮ　１　ｎ　”が零若しくは負であるか否か、換言す
ればアップシフトであるか否が判断される。

ステップＳ６においてアップシフトであると判断された
場合には、直ちに新たなデータマツプから得られた目標
回転速度値Ｎｉｍｔ”を目標として制御を行うためにス
テップＳ９においてフラグＸＭＳＤの内容が「０」にク
リアされた後、ステップＳｔｌにおいて目標回転速度Ｎ
　＊ｎ”としてステップＳ１にて求められた目標回転速
度Ｎ　ｉｎ□１が採用される。そして、ステップ３１２
において、今回のサイクルにおけるＲＮＧ値が次回のサ
イクルに備えてＲＮＧ　、−。とされる。このようにス
テップ３１１乃至Ｓ１２を経た場合には、従来の変速比
制御と同様の目標回転速度となる。

上記ステップＳ６においてアップシフトでないと判断さ
れた場合には、ステップＳ７において遷移時目標回転速
度Ｎ、□８が次式（１）にしたがって求められる、（１
）式のＣＩは、遷移時の目標回転速度Ｎ　ｉ　ａ　＊′
″がＮ　ｉ　ａ　１１からＮ　ｉ　ｎ　Ｒ１へ接近する
速度を決定するための係数であり、一定値でもよいが、
車速ＳＰＤの函数でもよい。また、（１）式の定数０２
は、遷移時の目標回転速度Ｎ　ｉ　ａ　ｓ″″がＮ　ｉ
　ｎ　ｔ″に一致するのを早めるものであり、通常、比
較的小さい一定値が用いられる。もし、上記定数Ｃｔが
零であるときには、遷移時の目標回転速度Ｎ　＝　ａ　
＠′がＮ１．８に接近するほどΔＮ　ｉが小さくなるこ
とから、漸近線となって中々到達しない。

Ｎ　ｉ　ａｓ　”　””　Ｎ　ｉ□”　＋ｃ、　　・八
Ｎｉ、”　十ｃｔ・　・　・（１） 上記のようにして遷移時の目標回転速度Ｎ、□′が決定
されると、ステップＳ８においてＮ、□′がＮ　ｉ　ｎ
　Ｒ８以上となったか否か、換言すれば遷移時の目標回
転速度Ｎ　ｉ　ａ　ｓ′″がＮ　ｉ　ｎ□′に到達した
か否かが判断される。このステップＳ８の判断が肯定さ
れた場合には、データマツプ切換に伴うダウンシフトに
おける目標回転速度の遷移が終了した状態であるので、
前記ステップ３９以下が実行される。しかし、上記ステ
ップＳ８の判断が否定された場合には、データマツプ切
換に伴うダウンシフトにおける目標回転速度の遷移中で
あるので、ステップＳＩＯにおいて制御目標である目標
回転速度Ｎ　ｉ　Ｒとして遷移時の目標回転速度Ｎ、□
′が採用され、続くステップＳ１２が実行される。

本実施例においては、以上のサイクルが繰り返し実行さ
−れることにより、データマツプが切り換えられたこと
がステップＳ３にて判断され且つその切換により目標値
差ΔＮｉ２が正となるダウンシフトであることがステッ
プＳ６にて判断された場合には、ステップＳ７において
遷移時の目標回転速度Ｎ＝＊ｓ１が（１）式に従って逐
次算出され、そのＮ、□１と実際の入力軸回転速度Ｎ　
ｉｎとが一致するように羨速比Ｔが調節される。上記遷
移時の目標回転速度Ｎ　ｉ　ｎ　ｓｌは、（１）式から
算出される結果、第５図のタイムチャートに示すように
、対数曲線的に滑らかに変化させられるので、ベルト式
無段変速機１６の変速比γの急変により車両の走行中に
エンジンブレーキ作用による変速ショックが発生して走
行性が損なわれることが好適に防止されるのである。ま
た、凍結路のような低摩擦路面を走行中にシフトレバ−
６４がＤレンジからＬレンジへ切り換えられて、ドライ
ブレンジ用の関係からローレンジ用の関係に切り換えら
れたとしても、緩やかにエンジンブレーキ作用が高めら
れて駆動輪のスリップの発生が好適に抑制される。

以上、本発明の一実施例を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、前述の実施例では、シフトレバ−６４或いは
走行モード選択スイッチ６８の操作にともなってデータ
マツプが切り換えられることにより切換時の目標値差Δ
Ｎ　ｉｎ”　　（＝Ｎ　１＋５１　”　　Ｎ　ｉｓ♂）
が正であるとき、換言すればデータマツプが切り換えら
れることによりシフトダウン方向に目標値が変化させら
れるときにだけ、遷移時の目標回転速度Ｎｉｍｍ”が採
用されて、滑らかに制御目標値が変化させられるように
なっていたが、それに加えて或いはそれに替えて、デー
タマツプが切り換えられることによりシフトアップ方向
に目標値が変化させられるときにも、遷移時の目標回転
速度Ｎ　ｉａｓ′″が採用されてもよいのである。

また、前述の実施例では、遷移時の目標回転速度Ｎ　ｉ
　ａ　＊１が（１）式に従って決定されることにより指
数函数的に変化させられていたが、一定の変化速度で直
線的に変化させられたりしてもよいのである。要するに
、Ｎ、１″からＮ　ｉ　ｎ　Ｚｌへの変化に際して、ス
テップ的に急変させられるのではなく、連続的に変化さ
せられればよいのである。

また、前述の実施例では、シフトレバ−６４および走行
モード選択スイッチ６８の操作状態に対応して複数種類
の関係が予め記憶され、それらシフトレバ−６４および
走行モード選択スイッチ６８の操作にともなってデータ
マツプが切り換えられるように構成されていたが、走行
モード選択スイッチ６８が除去された車両においても本
発明が適用され得るし、走行モード選択スイッチ６８が
設けられていてもシフトレバ−６４の操作位置に対応し
た数のデータマツプだけが記憶される形式の車両におい
ても本発明が適用され得るのである。

また、前述の実施例では、変速比制御の制御目標として
データマツプから目標回転速度Ｎ　ｉ　ｅｌＫが決定さ
れていたが、入力軸回転速度Ｎム、および出力軸回転速
度Ｎ　ｅ　ｗ　ｔから実際のベルト式無段変速機１６の
変速比Ｔが算出された後、最適曲線に沿ってエンジンｌ
Ｏを作動させるための予め記憶されたデータマツプから
実際のスロットル弁開度ＴＨＲおよび車速ＳＰＤに基づ
いて目標変速圧Ｔ１が決定され、この目標変速比ＴＩ′
と実際の変速比Ｔとが一致するようにベルト式無段変速
比１６の変速比Ｔが調節されるようにしてもよい、目標
変速比Ｔ′″、目標回転速度Ｎｉｎ”、および車速ＳＰ
Ｄに対応する出力軸回転速度Ｎ。１％の間には、Ｔ′″
＝　Ｎ　ｏ　ｕ　ｔ／Ｎｔ、”なる関係があるから、上
記の変速比制御と前述の実施例の変速比制御とは実質的
に同じである。

また、前述の実施例では、エンジン１０の出力を調節す
るためのスロットル弁５４の開度ＴＨＲが目標回転速度
Ｎ　ｉ　ａ□９を決定するパラメータとして用いられて
いたが、それに替えて、アクセルペダル、燃料噴射量調
節レバーなどの操作量、吸気管負圧、燃料噴射量がエン
ジン出力量を表す量として用いられてもよいのである。

また、前述の実施例ではベルト式無段変速ａ１６が採用
されていたが、トラクション形式の無段変速機などの他
の形式であってもよいのである。

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、第２図の実施例における変速比制御作動の要
部を示すフローチャートである。第２図は、本発明の一
実施例を示す車両の動力伝達機構および変速比制御機構
を示すブロック線図である。 第３図は、第１図の作動の説明に用いられるＲＮＧ値と
シフトレバ−および走行モード選択スイッチの操作状態
との関係を示す図である。第４図は、第１図の作動の説
明におけるシフトレバ−のシフトダウン操作に伴う目標
値の変化を説明する図である。第５図は、第２図の実施
例の作動を説明するタイムチャートである。 ｌＯ：エンジン １６：ベルト式無段変速機 ５０：電子制御装置（変速比制御手段）ステップＳアニ
遷移時目標値決定手段 Ｎ　！ｓａ、”　：遷移時目標回転速度Ｎ　Ａｌ”　：
第１目標値 Ｎ　ｉ　＠□１：第２目標値 出願人　　トヨタ自動車株式会社 １１１ｍ１ 第３１１１ １　　　　　ＲＮＧｌａ　　　　　　１１１１４！Ｓ＆ 車迂究

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変速比が無段階に変化させられる車両用無段変速機にお
   いて、予め記憶された複数種類の関係のうち車両走行性
   選択操作状態に対応する１つの関係から、車両の走行状
   態に基づいて決定された目標値が実現されるように前記
   変速比が調節される形式の車両用無段変速機の制御装置
   であって、前記車両走行性選択操作に伴う前記関係の切
   換に際して、切換前の関係から求められる第１目標値か
   ら切換後の新たな関係から求められる第２目標値へ連続
   的に変化する遷移時目標値を、該遷移時目標値と該第２
   目標値との差に応じて逐次決定する遷移時目標値決定手
   段と、 該遷移時目標値が実現されるように前記無段変速機の変
   速比を制御する変速比制御手段とを、含むことを特徴と
   する車両用無段変速機の制御装置。