JPH08178000A - 無段自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無段自動変速機において、手動変速の際の目
標変速比への変速を速やかに完了させる。 【構成】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝達す
る無段変速機と、この無段変速機の変速比を運転状態に
応じて定まる目標変速比に制御する自動変速手段と、同
じく手動で設定される目標変速比に制御する手動変速手
段とを備えた無段自動変速機において、無段変速機の到
達プーリ比（実ｉｐ）と実プーリ比（実ｉｐ）との偏差
ｅｉｐに対して、手動変速時には自動変速時に比較して
より大きなプーリ比増減分（ｄｉｐ）を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無段変速機を備えた自動
変速機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその解決すべき課題】エンジンの出力を
トルクコンバータあるいはフルードカップリング等の流
体式伝動装置と、その出力を無段階に変速する無段変速
機を介して車両等の駆動軸に伝動させるようにした無段
自動変速機が知られている。（公知文献としては例えば
特開昭６１−１０５３５３号公報を参照。） この種の自動変速機において、スロットル開度で代表さ
れる要求負荷や車速などの運転状態に応じて目標とする
変速比に自動変速するレンジ（Ｄレンジ）の他に、運転
者の手動操作により特定の例えばローギヤ相当の変速比
を選択できるレンジを設けたものがある。

【０００３】このような手動変速レンジを備えた自動変
速機では、例えばＤレンジでトップギヤ相当の小変速比
で走行中に手動操作で特定の低速段を指定すると、変速
の結果としてエンジン過回転等の問題を生じない限りに
おいて当該低速段の変速比へと変速が行われるなど、予
め定められた自動変速のパターン以外に運転者の意図に
応じた車両の運転も可能となり、したがってより幅広い
運転条件において車両の走行性能を発揮させることがで
きる。

【０００４】ところで、従来のこのような自動変速機に
よると、運転状態に応じてある目標変速比に向けて変速
比を変化させて行く際の変化速度を、実変速比と目標変
速比（これらの相関値、例えば無段変速機の入力軸回転
速度などを含む）との差に応じて設定されている。しか
しながら、この変速比の変化速度は、ダウンシフトある
いはアップシフトなどの自動変速時に運転者が不意に大
きな変速ショックを感じることの無いように緩やか変速
が行われるように設定されているので、手動変速で変速
する場合にも運転者が指定した変速比への変速が緩慢に
行われてしまい、このため運転者の変速意志に対して応
答性がよくないという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、手動変速時の変速比の変化速度を高めるこ
とにより運転性を改善した無段自動変速機を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジン回転を連続可変的に駆動軸に伝達する無段変速機
と、この無段変速機の変速比を運転状態に応じて定まる
目標変速比に制御する自動変速手段と、同じく手動で設
定される目標変速比に制御する手動変速手段とを備えた
無段自動変速機において、前記手動変速手段により設定
される目標変速比への変化速度を、自動変速手段により
設定される目標変速比への変化速度よりも大とする。

【０００７】請求項２の発明は、上記請求項１の発明に
おいて、目標変速比への変化速度を、実変速比と目標変
速比との差が大であるほど大きく設定したものとする。

【０００８】請求項３の発明は、上記請求項１または請
求項２の発明の自動変速手段と手段変速手段を、実変速
比と目標変速比との差に基づいて目標変速比への変化速
度を付与するマップを個々に備えたものとする。

【０００９】請求項４の発明は、上記請求項１または請
求項２の自動変速手段と手動変速手段を、何れか一方で
目標変速比への変化速度を設定し、他方は前記設定値の
補正値として変化速度を設定するものとする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、手動変速手段を介して運
転者の指定した変速比への変速が行われる際には、無段
変速機の変速比が目標とする指定変速比へと速やかに変
化する。

【００１１】請求項２の発明では、実変速比と目標変速
比との差が大であるほど目標変速比への変速比の変化速
度が大となるので、前記変速比の差が大きくなりがちな
手動変速操作時においても運転者の意図した変速比へと
速やかに制御される。

【００１２】請求項３の発明では、自動変速と手動変速
のそれぞれにおいて目標変速比への変化速度がマップに
より応答よく付与される。

【００１３】請求項４の発明では、自動変速と手動変速
の何れか一方で定められた目標変速比への変化速度を他
方において補正して利用するので手動変速手段または自
動変速手段における記憶装置を含めた演算装置の構成が
より簡潔となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。

【００１５】図１に本発明が適用可能な無段自動変速機
の縦断面構造を示す。これを説明すると、エンジン出力
軸１０には流体式伝動装置としてのトルクコンバータ１
２が連結されている。流体式伝動装置としては、トルク
コンバータ１２に代えてフルードカップリングが用いら
れる場合もある。

【００１６】トルクコンバータ１２はロックアップクラ
ッチ１１を備えており、コンバータ室１２ｃおよびロッ
クアップ油室１２ｄの油圧を相反的に制御することによ
り、入力側のポンプインペラ１２ａと出力側のタービン
ランナ１２ｂとを機械的に連結しまたは切り離し可能と
している。

【００１７】トルクコンバータ１２の出力側は回転軸１
３と連結され、回転軸１３は前後進切換機構１５と連結
されている。前後進切換機構１５は、遊星歯車機構１
９、前進用クラッチ４０、後退用ブレーキ５０等から構
成されている。遊星歯車機構１９の出力側は回転軸１３
の外側に同軸的に嵌装された駆動軸１４に連結されてい
る。駆動軸１４には無段変速機１７の駆動プーリ１６が
設けられている。

【００１８】無段変速機１７は、上記駆動プーリ１６と
従動プーリ２６と、駆動プーリ１６の回転力を従動プー
リ２６に伝達するＶベルト２４などからなっている。

【００１９】駆動プーリ１６は、駆動軸１４と一体に回
転する固定円錐板１８と、固定円錐板１８に対向配置さ
れてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリン
ダ室２０に作用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に
移動可能である可動円錐板２２からなっている。駆動プ
ーリシリンダ室２０は、この場合室２０ａおよび室２０
ｂの２室からなっており、後述する従動プーリシリンダ
室３２よりも大きな受圧面積を有している。

【００２０】従動プーリ２６は、従動軸２８上に設けら
れている。従動プーリ２６は、従動軸２８と一体に回転
する固定円錐板３０と、固定円錐板３０に対向配置され
てＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ
室３２に作用する油圧によって従動軸２８の軸方向に移
動可能である可動円錐板３４とからなっている。

【００２１】従動軸２８には駆動ギヤ４６が固着されて
おり、この駆動ギヤ４６はアイドラ軸５２上のアイドラ
ギヤ４８とかみ合っている。アイドラ軸５２に設けられ
たピニオンギア５４はファイナルギア４４とかみ合って
いる。ファイナルギア４４は差動装置５６を介して図示
しない車輪に至るプロペラシャフトまたはドライブシャ
フトを駆動する。

【００２２】上記のような無段自動変速機にエンジン出
力軸１０から入力された回転力は、トルクコンバータ１
２および回転軸１３を介して前後進切換機構１５に伝達
され、前進用クラッチ４０が締結されると共に後退用ブ
レーキ５０が解放されている場合には一体回転状態とな
っている遊星歯車機構１９を介して回転軸１３の回転力
が同じ回転方向のまま無段変速機１７の駆動軸１４に伝
達され、一方前進用クラッチ４０が解放されると共に後
退用ブレーキ５０が締結されている場合には遊星歯車機
構１９の作用により回転軸１３の回転力は回転方向が逆
になった状態で駆動軸１４に伝達される。

【００２３】駆動軸１４の回転力は駆動プーリ１６、Ｖ
ベルト２４、従動プーリ２６、従動軸２８、駆動ギア４
６、アイドラギア４８、アイドラ軸５２、ピニオンギア
５４、およびファイナルギア４４を介して差動装置５６
に伝達される。前進用クラッチ４０および後退用ブレー
キ５０の両方が解放されている場合には動力伝達機構は
中立状態となる。

【００２４】上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ
１６の可動円錐板２２および従動プーリ２６の可動円錐
板３４を軸方向に移動させてＶベルト２４との接触位置
半径を変えることにより、駆動プーリ１６と従動プーリ
２６とのあいだの回転比つまり変速比（減速比）を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ１６のＶ字状プー
リ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ２６のＶ字状プー
リ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ１６側のＶベルト２
４の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ２６側のＶ
ベルト２４のＶベルトの接触位置半径は大きくなるの
で、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板２
２および３４を逆方向に移動させれば上記とは逆に変速
比は小さくなる。

【００２５】このような駆動プーリ１６と従動プーリ２
６のＶ字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、次に述べ
る制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室２０（２０
ａ，２０ｂ）または従動プーリシリンダ室３２への油圧
制御により行われる。

【００２６】図２に、本願発明の手動変速手段および自
動変速手段の機能を含めて上記した無段自動変速機の基
本的な変速比制御を行う機能を有する制御系統の概略を
示す。なお、図２において図１と対応する機構部分には
同一の符号を付して示してある。

【００２７】以下、この制御系統について本発明に関連
する部分を中心に説明する。図４において１０１はマイ
クロコンピュータ等からなる電子制御部、１０２は各種
油圧制御弁等からなる油圧制御部を示しており、この制
御系統では上記無段自動変速機の制御手段は主としてこ
れら電子制御部１０１および油圧制御部１０２によって
構成されている。

【００２８】電子制御部１０１は、制御演算処理を行う
中央演算部１０１Ａ、中央演算部１０１Ａにエンジンお
よび車両からの各種の運転状態信号を処理可能な形式に
変換して供給する入力部１０１Ｂ、および中央演算部１
０１Ａからの制御信号に基づいて油圧制御等のための各
種信号を出力する出力部１０１Ｃからなる。

【００２９】入力部１０１Ｂには、エンジン１００の燃
料噴射量や点火時期を電子制御するためのコントロール
モジュール１０３によって利用される水温信号Ｓ１、ス
ロットル開度信号Ｓ２、エンジン回転信号Ｓ３、ＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）制御装置１０４から
のＡＢＳ作動信号Ｓ４、車両の制動装置作動時に発せら
れる制動信号Ｓ５、セレクタレバー１０５の操作位置を
示す信号としてインヒビタスイッチから発せられるセレ
クタ位置信号Ｓ６、駆動プーリ１６の回転速度信号Ｓ
７、従動プーリ２６の回転速度信号Ｓ８などが入力し、
これらの信号を必要に応じて中央演算部１０１Ａに供給
する。

【００３０】中央演算部１０１Ａは、変速制御部１０
６、ライン圧制御部１０７、ロックアップ制御部１０８
からなり、それぞれ上記各種信号中から必要な所定の信
号を用いて制御信号を演算し、出力部１０１Ｃを構成す
るステップモータ駆動回路１０９、ライン圧ソレノイド
駆動回路１１０、ロックアップソレノイド駆動回路１１
１を駆動することにより、無段変速機１７の変速比、ラ
イン圧、ロックアップクラッチ１１を制御する。

【００３１】詳細には、変速制御部１０６は、スロット
ル開度に代表されるエンジン負荷および車速に応じて予
め定められたパターンに従って変速が行われるようにス
テップモータ駆動回路１０９に制御信号を出力する。こ
の制御信号に基づき、ステップモータ駆動回路１０９は
油圧制御部１０２の変速制御弁１１２に連結したステッ
プモータ１１３を駆動する。

【００３２】すなわちステップモータ１１３はステップ
モータ駆動回路１０９からの信号に対応した目標変速比
となるように変速制御弁１１２を駆動し、駆動プーリシ
リンダ室２０と従動プーリシリンダ室３２（図１参照）
に供給するライン圧を相反的に増減させる。変速制御弁
１１２にはリンク１１４を介して駆動プーリ１６の変位
つまり変速比がフィードバックされ、ステップモータ１
１３の位置に応じた目標とする変速比となったところで
各プーリシリンダ室２０，３２への油圧分配が一定化し
て当該目標変速比に安定するようになっている。

【００３３】一方、このようにして無段変速機１７の変
速比が制御されているとき、各プーリ１６，２６に供給
されるライン圧が過小であるとプーリ１６，１８とＶベ
ルト２４との間の摩擦力が不足してスリップが起こり、
その反対にライン圧が過大であると摩擦力が無用に大き
くなり、いずれの場合も車両の燃費や動力性能に悪影響
がおよぶ。そこで、変速比や負荷等に応じて過不足のな
い適切な動力伝達が行えるように、ライン圧制御部１０
７がライン圧ソレノイド駆動回路１１０を介してライン
圧を制御するようにしている。

【００３４】すなわち、ライン圧ソレノイド駆動回路１
１０は、油圧制御部１０２のライン圧ソレノイド１１５
の位置を駆動回路１１０からの制御信号に応じて制御
し、これに応じてライン圧ソレノイド１１５は、図示し
ない油圧ポンプからの油圧力を、モディファイア（圧力
制御弁）１１６およびレギュレータ（定圧弁）１１７を
介して目標とする適切なライン圧に調整して変速制御弁
１１２ないし各プーリ１６，２６に供給させる。

【００３５】また、ロックアップ制御部１０８は、ロッ
クアップクラッチ１１を、例えば車速が所定値以上とな
ったときに接続し、車速が所定値以下となったときに解
放するように油圧制御を行う。

【００３６】すなわち、ロックアップ制御部１０８は、
車速に応じてロックアップソレノイド駆動回路１１１を
介して油圧制御部１０２のロックアップソレノイド１１
８を駆動し、これによりロックアップ制御弁１１９を切
換制御する。この場合、ロックアップ制御弁１１９は、
油圧ポンプからの油圧をロックアップクラッチ１１を接
続すべくアプライ圧としてトルクコンバータ１２のコン
バータ室１２ｃに供給する系統と、同じく解放すべくリ
リース圧としてロックアップ油室１２ｄに供給する系統
との２系等の相反的切換えを行うようになっている。つ
まり、ロックアップクラッチ１１を接続するときにはコ
ンバータ室１２ｃにアプライ圧を供給すると共にロック
アップ油室１２ｄを開放し、ロックアップクラッチ１１
を解放ときにはロックアップ油室１２ｄにリリース圧を
供給すると共にコンバータ室１２ｃを開放する。

【００３７】なお、図２において１２０はセレクタレバ
ー１０５に連動する手動制御弁であり、この手動制御弁
１２０の位置に応じて、運転者が指定した特定変速比な
いし変速パターンに固定的に制御される状態、または電
子制御部１０１によって運転状態に応じて決定された変
速比に自動的に変速制御される状態に油圧制御部１０２
の回路が切り換えられる。

【００３８】以上は本発明を適用可能な無段自動変速機
の一例を示したものであり、本発明ではこのような無段
自動変速機を手動で変速する場合の変速速度を高めて運
転性を改善することを要旨とするものである。

【００３９】この点を上記無段自動変速機の構成に対応
させながら、図３に示した変速制御に関する制御概念図
および図４に示した流れ図を参照しながら説明する。

【００４０】この制御では、図３に示したように、自動
変速手段により所定の運転条件（通常はスロットル開度
等の負荷と車速で代表される）を検出した結果として決
定された、または手動変速手段により運転者が任意に決
定した、到達すべき駆動プーリ回転速度Ｎｐｒｉと従動
プーリ回転速度Ｎｓｅｃｄとに基づいて到達すべきプー
リ比（到達ｉｐ）を演算する。次にこの到達ｉｐと実変
速比にあたる実プーリ比（実ｉｐ）との偏差ｅｉｐに基
づいてプーリ比の変化速度（増減分）ｄｉｐを決定す
る。そして、目標ｉｐとしては実ｉｐ分にこの変化速度
ｄｉｐを加えたものを出力する。プーリ比を減じる方向
の変速の場合にはｄｉｐが負の値を持つため、実ｉｐに
対する減少分としてｄｉｐを付与することになる。この
ような制御を周期的に繰り返すことにより、実プーリ比
を目標とするプーリ比に接近させて行く。なお、前記Ｎ
ｓｅｃｄ，実ｉｐは図２に示した駆動プーリ回転速度信
号Ｓ７，従動プーリ回転速度信号Ｓ８に基づいて検出さ
れる。

【００４１】ただし、ｄｉｐの決定にあたっては、セレ
クト位置信号Ｓ６に基づいてセレクタレバー１０５が自
動変速位置（Ｄレンジ）にあるかまたは手動変速位置
（Ｌレンジなど）にあるかを検出し、自動変速位置の場
合には変化速度マップＭ１を、手動変速位置にあるとき
には変化速度マップＭ２を選択して、ｅｉｐに対して異
なる特性でｄｉｐを付与する。図示したようにマップＭ
１に比較してマップＭ２ではより小さいｅｉｐ領域まで
大きなｄｉｐを付与するように設定されており、このた
め変速比は自動変速時には比較的緩慢に、手動変速時に
は比較的急速に、目標とする変速比に接近することにな
る。なお、何れのマップにおいてもｅｉｐが小さい領域
ではｄｉｐが減少するように設定されており、これによ
り変速比が目標値に接近すると変速比の変化速度が低下
して緩やかに目標変速比に落ち着くようになっている。
また、手動変速の場合には自動変速制御では通常行わな
いような大きな変速比の変化が求められる場合がある
が、この制御では上述したようにｅｉｐが大なるほどｄ
ｉｐも大となるようにして変速比の偏差が大きいときほ
ど変速比の変化速度が大きくなるようにしてあるので、
手動変速に伴う変速比の変化幅が大きい場合にも速やか
に変速を完了させることができる。

【００４２】変速制御部１０６では、このようにして決
定した制御信号に基づき、既述したとおり、駆動プーリ
１６の位置をフィードバックしながらステップモータ１
１３および変速制御弁１１２を駆動して目標とする変速
比への制御を行う。このような制御の結果、手動変速時
には自動変速時に比較して速やかに変速が完了する。変
速比の変化速度を大にすると変速ショックが目立つよう
になるが、手動変速の場合には運転者の変速操作に伴っ
て変速ショックが生じることになるためショックが生じ
ても違和感が少なく、むしろ変速が速やかに完了するこ
とから運転者の感覚に合致した良好な運転性能が発揮さ
れる効果が大きい。

【００４３】なお、上記変速比の変化速度を付与するマ
ップＭ１，Ｍ２はこれを記憶装置上にテーブル形式で記
憶させたものを想定して説明したが、マップとしてはこ
のような形式のものに限られず、変速比の偏差に相当す
るパラメータから所定の変化速度を出力する機能を有す
るものである限り、例えば演算式として構成されている
ようなものであってもよいことは言うまでもない。

【００４４】また、このように変速比の変化速度を自動
変速と手動変速のそれぞれの状態において個々に算出す
るのではなく、例えば図５に示したように基本的に自動
変速時のｄｉｐを算出し、手動変速のときにはこれを補
正して変化速度を増大させるような制御とすることも可
能であり、この場合には記憶装置容量などの面で演算装
置の構成をより簡潔にすることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１の発明に
よれば、手動変速手段により設定される目標変速比への
変化速度を、自動変速手段により設定される目標変速比
への変化速度よりも大として、手動変速手段を介して運
転者の指定した変速比への変速が行われる際には、無段
変速機の変速比が目標とする指定変速比へと速やかに変
化するようにしたので、運転者の操作に対して応答よく
変速比を変化させて運転性を改善することができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、実変速比と目標変速比との差が大である
ほど目標変速比への変速比の変化速度を大きくするよう
にしたので、変速操作前後の変速比の差が大きくなりが
ちな手動変速操作時においても運転者の意図した変速比
へと速やかに変速させることができる。

【００４７】請求項３の発明によれば、上記請求項１ま
たは請求項２の発明の自動変速手段と手段変速手段を、
実変速比と目標変速比との差に基づいて目標変速比への
変化速度を付与するマップを個々に備えたものとしたこ
とにより、自動変速と手動変速のそれぞれにおいて目標
変速比への変化速度を応答よく付与することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、上記請求項１ま
たは請求項２の自動変速手段と手動変速手段を、何れか
一方で目標変速比への変化速度を設定し、他方は前記設
定値の補正値として変化速度を設定するものとしたの
で、手動変速手段または自動変速手段における記憶装置
を含めた演算装置の構成がより簡潔となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の適用可能な無段自動変速機の実施例
の縦断面図。

【図２】 上記無段自動変速機の制御系統の概略図。

【図３】 本発明の実施例の変速速度マップ構成の説明
図。

【図４】 本発明の実施例の制御内容を示す流れ図。

【図５】 本発明の他の実施例の制御内容を示す流れ
図。

【符号の説明】

１０ エンジン出力軸 １１ ロックアップクラッチ １２ トルクコンバータ １２ａ ポンプインペラ １２ｂ タービンランナ １２ｃ コンバータ室 １２ｄ ロックアップ油室 １３ 回転軸 １４ 駆動軸 １５ 前後進切換機構 １６ 駆動プーリ １７ 無段変速機 １８ 固定円錐板 １９ 遊星歯車機構 ２０ 駆動プーリシリンダ室 ２０ｃ スプリング ２２ 可動円錐板 ２４ Ｖベルト ２６ 従動プーリ ２８ 従動軸 ３０ 固定円錐板 ３２ 従動プーリシリンダ室 ３２ｃ スプリング ３４ 可動円錐板 ４０ 前進用クラッチ ４４ ファイナルギア ４６ 駆動ギア ４８ アイドラギア ５０ 後退用ブレーキ ５２ アイドラ軸 ５４ ピニオンギア ５６ 差動装置 １０１ 電子制御部 １０１Ａ 中央演算部 １０１Ｂ 入力部 １０１Ｃ 出力部 １０２ 油圧制御部 １０３ エンジンコントロールモジュール １０４ ＡＢＳ制御装置 １０５ セレクタレバー １０６ 変速制御部 １０７ ライン圧制御部 １０８ ロックアップ制御部 １０９ ステップモータ駆動回路 １１０ ライン圧ソレノイド駆動回路 １１１ ロックアップソレノイド駆動回路 １１２ 変速制御弁 １１３ ステップモータ １１４ リンク １１５ ライン圧ソレノイド １１６ モディファイア １１７ レギュレータ １１８ ロックアップソレノイド １１９ ロックアップ制御弁 １２０ 手動制御弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転を連続可変的に駆動軸に伝
   達する無段変速機と、この無段変速機の変速比を運転状
   態に応じて定まる目標変速比に制御する自動変速手段
   と、同じく手動で設定される目標変速比に制御する手動
   変速手段とを備えた無段自動変速機において、 前記手動変速手段により設定される目標変速比への変化
   速度を、自動変速手段により設定される目標変速比への
   変化速度よりも大としたことを特徴とする無段自動変速
   機の制御装置。
2. 【請求項２】 目標変速比への変化速度は、実変速比と
   目標変速比との差が大であるほど大きく設定してあるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の無段自動変速機の制御
   装置。
3. 【請求項３】 自動変速手段と手段変速手段は、実変速
   比と目標変速比との差に基づいて目標変速比への変化速
   度を付与するマップを個々に備えていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２の何れかに記載の無段自動変
   速機の制御装置。
4. 【請求項４】 自動変速手段と手動変速手段は、何れか
   一方で目標変速比への変化速度を設定し、他方は前記設
   定値の補正値として変化速度を設定するように構成した
   ことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記
   載の無段自動変速機の制御装置。