JPH0674847B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

無段変速機の変速制御装置

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JPH0674847B2
JPH0674847B2 JP62228780A JP22878087A JPH0674847B2 JP H0674847 B2 JPH0674847 B2 JP H0674847B2 JP 62228780 A JP62228780 A JP 62228780A JP 22878087 A JP22878087 A JP 22878087A JP H0674847 B2 JPH0674847 B2 JP H0674847B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無段変速機の変速制御装置、特にエンジン回転
数または変速比の目標値に対する偏差をPIまたはPID動
作手段によって補正する無段変速機の変速制御装置に関
するものである。
〔従来技術とその問題点〕
従来、Vベルト式無段変速機やトロイダル形無段変速機
など種々の無段変速機が提案されており、その変速制御
方法としてエンジン回転数や変速比を制御量とし、これ
をPID動作手段を用いてフィードバック制御するものが
知られている。
PID動作手段とは、周知のように、比例動作(P動作)
における目標値に対して定常偏差や位相遅れが残るとい
う不具合を解消するため、フィードバック信号として系
の出力に比例した信号のほかに、系の出力を積分した信
号と微分した信号とを加え合わせたものである。
ところが、PID制御では、状態が変化し、制御量と目標
値との間に偏差が生じて初めて動作を開始するので、目
標値へ到達するまでの過渡特性に遅れが出たり、制御量
が目標値に対して振動的に変動し、目標値への収束が遅
れるといった不具合がある。特に、車両用無段変速機の
変速制御においては、目標値であるエンジン回転数や変
速比がキックダウン時のように大きく変化したり、時々
刻々と変化するため、単に偏差を検出するPID制御では
迅速に追従できない。
そこで、スロットル開度などの運転信号に応じた基準操
作量を決定する手段を設け、運転状態が変化した時、予
め到達し得る定常状態の基準操作量を予測し、この基準
操作量をPID動作手段の出力に付加して変速制御用アク
チュエータに入力すれば、大きな状態変化に対しても優
れた追従性を発揮することが可能である。
しかしながら、基準操作量をスロットル開度などの運転
信号に応じて一律に決定すると、PID動作手段の積分補
正量が0にならない場合が生じる。その原因は、車両個
々のばらつきや経時変化などにより基準操作量が最適値
に対してずれているからであり、このずれを積分補正に
より補正しようとすると、過渡的にオーバーシュートや
アンダーシュートを起こしやすい。
〔発明の目的〕
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、大きな状態変化に対して優れた追従性を発揮すると
ともに、車両個々のばらつきや経時変化を吸収し、過渡
特性も向上できる無段変速機の変速制御装置を提供する
ことにある。
〔発明の構成〕
上記目的を達成するために、本発明は、 エンジン回転
数または変速比の目標値に対する偏差をPIまたはPID動
作手段によって補正する無段変速機の変速制御装置にお
いて、運転信号に応じた基準操作量を決定し、該基準操
作量を上記PIまたはPID動作手段の出力に付加して変速
制御用アクチュエータに入力する基準操作量決定手段
と、定常運転状態における設定時間おきに、学習指令信
号および上記PIまたはPID動作手段の積分器をクリアす
るためのリセット信号を出力する学習指令手段と、上記
学習指令信号に連動して動作し、上記PIまたはPID動作
手段の積分器の出力を用いてこれが小さくなる方向に基
準操作量を補正する学習手段とを設けたものである。
即ち、PIまたはPID動作手段の積分器の出力を用いてこ
れが小さくなる方向に基準操作量を学習補正することに
より、車両個々のばらつきや経時変化による基準操作量
のずれを解消し、変速特性をほぼ一定に自動調整するこ
とができる。
〔実施例の説明〕
第1図は本発明にかかる無段変速機の一例であるVベル
ト式無段変速機の概略構造を示し、エンジン1のクラン
ク軸2はダンパ機構3を介して入力軸4に接続されてい
る。入力軸4の端部には外歯ギヤ5が固定されており、
この外歯ギヤ5は無段変速装置10の駆動軸11に固定され
た内歯ギヤ6と噛み合い、入力軸4の動力を減速して駆
動軸11に伝達している。
無段変速装置10は駆動軸11に設けた駆動側プーリ12と、
従動軸13に設けた従動側プーリ14と、両プーリ間に巻き
掛けたVベルト15とで構成されている。駆動側プーリ12
は固定シーブ12aと可動シーブ12bとを有しており、可動
シーブ12bの背後にはトルクカム装置16と圧縮スプリン
グ17とが設けられている。上記トルクカム装置16は入力
トルクに比例した推力を発生し、圧縮スプリング17はV
ベルト15が弛まないだけの初期推力を発生し、これら推
力によりVベルト15にトルク伝達に必要なベルト張力を
付与している。一方、従動側プーリ14も駆動側プーリ12
と同様に、固定シーブ14aと可動シーブ14bとを有してお
り、可動シーブ14bの背後には変速比制御用の油圧室18
が設けられている。この油圧室18への油圧は後述するプ
ーリ制御弁43にて制御される。
従動軸13の外周には中空軸19が回転自在に支持されてお
り、従動軸13と中空軸19とは湿式多板クラッチからなる
発進クラッチ20によって断続される。発進クラッチ20へ
の油圧は後述する発進制御弁45によって制御される。中
空軸19には前進用ギヤ21と後進用ギヤ22とが回転自在に
支持されており、前後進切換用ドッグクラッチ23によっ
て前進用ギヤ21又は後進用ギヤ22のいずれか一方を中空
軸19と連結するようになっている。後進用アイドラ軸24
には後進用ギヤ22に噛み合う後進用アイドラギヤ25と、
別の後進用アイドラギヤ26とが固定されている。また、
カウンタ軸27には上記前進用ギヤ21と後進用アイドラギ
ヤ26とに同時に噛み合うカウンタギヤ28と、終減速ギヤ
29とが固定されており、終減速ギヤ29はディファレンシ
ャル装置30のリングギヤ31に噛み合い、動力を出力軸32
に伝達している。
調圧弁40は油溜41からオイルポンプ42によって吐出され
た油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁43及び発
進制御弁45に出力している。プーリ制御弁43及び発進制
御弁45は電子制御装置60から出力される制御信号(例え
ばデューティ制御信号)によりソレノイド44,46を作動
させ、ライン圧を調圧して各々従動側プーリ14の油圧室
18と発進クラッチ20とにそれぞれ制御油圧を出力してい
る。したがって、電子制御装置60からソレノイド44,46
への制御信号のみによって、無段変速装置10の変速比お
よび発進クラッチ20のトルク伝達容量を自在に制御でき
る。
第2図は電子制御装置60の構造図を示し、図中、61はエ
ンジン回転数Nin(入力軸4の回転数)を検出するセン
サ、62は車速V(出力軸32の回転数)を検出するセン
サ、63は従動軸13の回転数Nout(発進クラッチ20の入力
回転数又は従動側プーリ14の回転数)を検出するセン
サ、64はP,R,N,D,Lの各シフト位置を検出するセンサ、6
5はスロットル開度を検出するセンサであり、上記セン
サ61〜64の信号は入力インターフェース66に入力され、
センサ65の信号はA/D変換器67でデジタル信号に変換さ
れる。68は中央演算処理装置(CPU)、69はプーリ制御
用ソレノイド44と発進制御用ソレノイド46を制御するた
めのプログラムやデータが格納されたリードオンリメモ
リ(ROM)、70は各センサから送られた信号やパラメー
タを一時的に格納するランダムアクセスメモリ(RA
M)、71は出力インターフェースであり、これらCPU68、
ROM69、RAM70、出力インターフェース71、入力インター
フェース66及びA/D変換器67はバス72によって相互に連
絡されている。出力インターフェース71の出力は、出力
ドライバ73を介して上記プーリ制御用ソレノイド44と発
進制御用ソレノイド46とに制御信号として出力されてい
る。
第3図は上記電子制御装置60の変速制御系のブロック図
を示し、目標エンジン回転数決定手段80はスロットル開
度,車速,レンジ・モード信号に応じて目標エンジン回
転数NRを決定している。81はPID動作手段であり、ゲイ
ンKIの積分器82、ゲインKpの比例器83、ゲインKdの微分
器84を含んでいる。なお、sはラプラス演算子である。
上記積分器82は、周知のように、入力である目標エンジ
ン回転数と実際のエンジン回転数との偏差を積分した信
号D1を出力し、定常偏差を無くす機能を持つ。比例器83
は偏差に比例した信号D2を出力し、ゲイン調整する機能
を持ち、微分器84は偏差を微分した信号D3を出力し、応
答性を上げる機能を持つ。
ここで、積分器82の出力D1は D1=KI・S …(1) 但し、S=∫(Nin−NR)dt 上記PID動作手段81の各出力信号(デューティ比)は加
算されて変速制御用アクチュエータである制御弁43に入
力され、制御弁43は入力信号に応じた制御油圧を無段変
速装置(CVT)10に与え、無段変速装置10によって変速
制御された後のエンジン回転数が目標エンジン回転数へ
の負帰還される。
85は基準操作量決定手段であり、予め到達し得る定常状
態の基準操作量D0(デューティ比)を予測し、基準操作
量D0を上記PID動作手段81の出力に付加して制御弁43に
出力している。上記基準操作量D0は入力信号であるスロ
ットル開度と基準値Aとによって次式で決定される。
D0=f(θ)+A …(2) なお、f(θ)はスロットル開度θの関数である。
学習指令手段86はタイマを内蔵しており、経過時間Tを
カウントし、所定の学習サンプリング時間TLと比較す
る。また、学習指令手段86には実際のエンジン回転数Ni
nと目標エンジン回転数NRとの偏差(|Nin−NR|)が入力
され、この偏差を所定値δと比較する。そして、|Nin−
NR|≦δでかつT≧TLの時、学習指令信号と上記積分器8
2をクリアするためのリセット信号とを同時に出力す
る。
学習手段87には積分器82の出力D1が入力され、上記学習
指令信号の入力に伴って基準操作量のA値を1回毎に次
式のように更新し、電源OFF時にも消失しないメモリに
書き込む。
なお、上式において、A値の初期値は0であり、αは0
〜100までの任意の値をとる学習重み係数である。
次に、上記構成の変速制御系の動作を第4図に従って説
明する。
まず、制御がスタートすると、まずカウント値Tを0に
リセットしてタイマクリアを行い(ステップ90)、続い
てエンジン回転数Nin,従動軸回転数Nout,車速V,スロッ
トル開度θなどの信号を入力する(同91)。次に、スロ
ットル開度,車速およびモード・レンジ信号に応じた目
標エンジン回転数NRを決定した後(同92)、PID制御項
によるデューティ値(D1+D2+D3)を決定する(同9
3)。さらに、スロットル開度と基準値A(初期値は
0)とに対応した基準操作量D0を(2)式により決定し
(同94)、PID制御項によるデューティ値と基準操作量D
0との和Dを求める(同95)。
つぎに、実際のエンジン回転数Ninと目標エンジン回転
数NRとの差の絶対値と一定値δとを比較し(同96)、|N
in−NR|>δの場合には実際のエンジン回転数Ninが目標
エンジン回転数NRから大きく掛け離れている場合、つま
り過渡状態であるから、A値の更新を行わず、上記のよ
うに求めたデューティ比Dをそのままプーリ制御用ソレ
ノイド44に出力し(同97)、最初へリターンする。
一方、|Nin−NR|≦δの場合には、タイマクリア以後の
経過時間Tを学習サンプリング時間TLと比較し(同9
8)、T<TLの場合には上記デューティ比Dをプーリ制
御用ソレノイド44に出力し(同99)、へリターンす
る。
さらに、|Nin−NR|≦δの条件が時間TL以上継続された
場合には、基準操作量D0のA値を(3)式により更新す
るとともに(同100)、積分器92をクリア(同101)、最
初へリターンする。
上記のように、積分補正項D1を用いてこの値D1が徐々に
小さくなるように学習制御にて基準操作量D0を補正する
ので、車両個々のバラツキや経時変化による基準操作量
のずれを容易に解消できる。したがって、各車両ごとに
ばらつきが少なくかつ最適な変速特性を実現できるとと
もに、基準操作量のずれを積分補正により補正しないの
で、過渡的なオーバーシュートやアンダーシュートを防
止できる。
特に、|Nin−NR|≦δとT≧TLの条件によって定常状態
のみを検出し、過渡状態では学習制御を行わないので、
頻繁な基準操作量の補正を行わず、走行に悪影響を及ぼ
さない。また、補正の度に積分器92をクリアするので、
過去のデータが補正以後に影響を及ぼさず、補正時に状
態が大きく変化するおそれがない。
なお、上記実施例ではPID動作手段を使用した変速制御
装置について説明したが、PI動作手段を使用した場合に
も同様に適用できる。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、本発明によればPIまたは
PID動作手段の積分器の主力を用いてこれが小さくなる
方向に基準操作量を学習制御にて補正するようにしたの
で、車両個々のばらつきや経時変化による基準操作量の
ずれを積分補正によらず解消できる。したがって、基準
操作量の付加による優れた応答性を損なうことなく、車
両個々のばらつきや経時変化を容易に吸収でき、しかも
過渡的なオーバーシュートやアンダーシュートも解消で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるVベルト式無段変速機の概
略図、第2図は電子制御装置の構成図、第3図は電子制
御装置の変速制御系のブロック図、第4図は本発明の制
御装置の動作を示すフローチャート図である。 1……エンジン、10……無段変速装置、43……プーリ制
御弁、44……プーリ制御用ソレノイド、60……電子制御
装置、80……目標エンジン回転数決定手段、81……PID
動作手段、82……積分器、83……比例器、84……微分
器、85……基準操作量決定手段、86……学習指令手段、
87……学習手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン回転数または変速比の目標値に対
    する偏差をPIまたはPID動作手段によって補正する無段
    変速機の変速制御装置において、 運転信号に応じた基準操作量を決定し、該基準操作量を
    上記PIまたはPID動作手段の出力に付加して変速制御用
    アクチュエータに入力する基準操作量決定手段と、 定常運転状態における設定時間おきに、学習指令信号お
    よび上記PIまたはPID動作手段の積分器をクリアするた
    めのリセット信号を出力する学習指令手段と、 上記学習指令信号に連動して動作し、上記PIまたはPID
    動作手段の積分器の出力を用いてこれが小さくなる方向
    に基準操作量を補正する学習手段と、 を設けたことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
JP62228780A 1987-09-12 1987-09-12 無段変速機の変速制御装置 Expired - Fee Related JPH0674847B2 (ja)

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DE19606310A1 (de) * 1996-02-21 1997-08-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Regelkreis zur Differenzdrehzahl-Regelung

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