JPH11270664A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

無段変速機の制御装置

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JPH11270664A
JPH11270664A JP9283398A JP9283398A JPH11270664A JP H11270664 A JPH11270664 A JP H11270664A JP 9283398 A JP9283398 A JP 9283398A JP 9283398 A JP9283398 A JP 9283398A JP H11270664 A JPH11270664 A JP H11270664A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無段変速機での変速終期に生じることのある
車両前後振動を効果的に抑制もしくは防止する。 【解決手段】 変速終了時に発生が予想される目標変速
比に応じた波長の前後振動の半周期に基づいて前記目標
変速比に達する以前に変速速度を変更する無段変速機の
制御装置であって、前記目標変速比に応じた前後振動の
半周期を求める手段(ステップ3)と、前記目標変速比
に達する時点から前記半周期前の時点における中間変速
比を求める手段(ステップ5)と、前記目標変速比と前
記中間変速比とに基づいて前記変速速度を変更する時点
を求める手段(ステップ8)とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、変速比を連続的
に変更することのできる無段変速機の制御装置に関し、
特に変速終了時に発生の予想される車両の前後振動を抑
制するように変速速度を制御するための制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】無段変速機を搭載した車両が最近では実
用化されている。この種の無段変速機は、ベルトを巻き
掛けた入力側のプーリと出力側のプーリとの溝幅すなわ
ちベルトの巻き掛け半径を変更することにより、変速比
を連続的に変更するように構成され、あるいは入力側の
ディスクと出力側のディスクとの間に挟み込んだパワー
ローラを傾斜させて、各ディスクに対するパワーローラ
の接触位置の半径を変更することにより、変速比を連続
的に変更するように構成されている。そしてその変速比
は、例えば運転者の出力要求を表しているアクセルペダ
ルの踏み込み角度(アクセル開度)や車速を一定車速に
維持するクルーズコントロールからの出力要求信号と車
速となどによって判断される車両の走行状態に基づいて
制御される。
【0003】したがって、アクセルペダルを踏み込むな
どのことによる加速要求があると、変速比を増大させる
ように制御される。これは、ベルト式の無段変速機で
は、入力側のプーリにおける溝幅を広くしてベルトの巻
き掛け半径を次第に小さくし、同時に出力側のプーリの
溝幅を狭くしてベルトの巻き掛け半径を増大することに
より実行される。また、その際に最終的に設定される変
速比は、出力増大要求の程度に基づいて決まる原動機の
目標回転数および車速などに基づいて決定される。この
ようないわゆるパワーオン・ダウンシフトの際には、プ
ロペラシャフトなどの動力伝達系統に不可避的な捩りが
生じるうえに、その回転数が所定の割合で増大するの
で、変速比が目標変速比に達した変速終了時に、その捩
りトルクや慣性トルクが原因となって、駆動トルクの突
き上げ(オーバーシュート)および車両の前後振動(シ
ャクリ)が生じることがある。
【0004】変速終了時の車両前後振動を防止もしくは
抑制するためには、変速に伴う駆動トルクの変化状況を
変速終了直前に変えることが効果的であり、その制御を
おこなう装置の一例が特開平8−177997号公報に
記載されている。この公報に記載された装置は、変速比
を増大させる変速の終了直前に変速比を一時的に低下さ
せるように構成されている。すなわちこの装置では、変
速比が目標変速比に達する時点およびその目標変速比で
の車両前後振動の半周期などを予測し、その予測結果に
基づいて変速比の補正開始時点を求め、その補正開始時
点に変速比を高車速側に補正して駆動トルクの増大傾向
を変更する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】無段変速機による低速
側への変速の終期に生じる車両の前後振動は、その時点
の変速比に応じた周期となる。したがって上記従来の装
置においても目標変速比に基づいて変速終了時点より以
前の変速比補正開始時点を予測している。このような制
御をおこなった場合、目標変速比に達する以前に変速比
が高車速側に補正されるので、予測された前後振動の半
周期と実際に生じる前後振動の半周期とが一致しなくな
る。その結果、変速比の補正開始のタイミングが不適切
になり、前後振動を効果的に抑制できなくなる可能性が
ある。
【0006】この発明は上記の事情を背景にしてなされ
たものであり、変速途中での変速比の補正タイミングを
適正にして車両の前後振動を効果的に防止することので
きる制御装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、変速終了時に発生が
予想される目標変速比に応じた周期の前後振動の半周期
に基づいて前記目標変速比に達する以前に変速速度を変
更する無段変速機の制御装置において、前記目標変速比
に応じた前後振動の半周期を求める手段と、前記目標変
速比に達する時点から前記半周期前の時点における中間
変速比を求める手段と、前記目標変速比と前記中間変速
比とに基づいて前記変速速度を変更する時点を求める手
段とを備えていることを特徴とするものである。
【0008】したがってこの発明の装置では、変速途中
で変速速度を変更することにより変速終期での車両の前
後振動を抑制するにあたり、変速速度の変更の開始時点
が、目標変速比のみならず、目標変速比に達する時点よ
りもその目標変速比での前後振動の半周期前の時点の変
速比をも考慮して決定される。その結果、変速比の変更
開始タイミングが、より適正になり、変速終期での車両
の前後振動が効果的に抑制される。
【0009】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を具体例に基づい
て説明する。先ずこの発明が対象とする車両の駆動機構
の一例を説明すると、図4において、原動機1の出力軸
2が伝動装置3に連結されている。ここで、原動機1
は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃
機関あるいはモータなどの電動機、さらにはこれら内燃
機関と電動機とを組み合わせた装置など、車両に使用可
能な種々の動力源を含む。
【0010】この原動機1は電気的に制御できるように
構成されており、その制御のためのマイクロコンピュー
タを主体とする電子制御装置(ECU)4が設けられて
いる。この制御装置4は、少なくとも原動機1の出力を
制御するように構成されており、その制御のためのデー
タとして出力軸回転数Ne とアクセル開度Accなどの出
力要求信号とが入力されている。この出力要求信号は、
要は、原動機1の出力の増大・減少のための信号であ
り、運転者が操作するアクセルペダル(図示せず)の操
作量信号Acc以外に、電子スロットルバルブを備えた原
動機1の場合には、その電子スロットルバルブの開度制
御信号や、車速を設定車速に維持するためのクルーズコ
ントロールシステム(図示せず)などからの出力要求信
号を含む。
【0011】また、伝動装置3は、車両が停止している
状態であっても原動機1を回転させておくことができる
ようにするためのものであり、摩擦板を圧接することに
よりトルクを伝達する一般的なクラッチや流体継手(フ
ルードカップリング)や流体式のトルクコンバータある
いはロックアップクラッチを内蔵したトルクコンバー
タ、電磁クラッチ、パウダークラッチなど、必要に応じ
て種々のものを採用することができる。
【0012】この伝動装置3が変速機5の入力軸6に連
結されている。この変速機5は、要は、入力軸6と出力
軸7との回転数の比率を連続的に変更するための機構で
あり、具体的にはベルト式あるいはトロイダル式などの
適宜の形式の無段変速機である。そしてその変速比を電
気的に制御するための電子制御装置(ECU)8が設け
られている。この電子制御装置8は原動機1のための電
子制御装置4とデータ通信可能に接続されるとともに、
変速比の制御のために必要なデータが入力されている。
【0013】さらに、その出力軸7が前後進切換機構9
に連結されている。この前後進切換機構9としては、歯
車の噛合状態を変更することによって前進・後進を切り
換える構成のものや遊星歯車機構を主体に構成したもの
などを用いることができる。
【0014】上記の無段変速機5で設定される変速比を
加速要求(すなわち原動機1の出力増大要求)によって
増大させるいわゆるパワーオン・ダウンシフトの場合、
蓄積された捩りトルクや慣性トルクによって変速終了時
に車両の前後振動(シャクリ)が生じることがある。そ
の前後振動を抑制するためには、変速終了直前に変速速
度を変化させることが効果的であり、この発明の制御装
置はその変速速度の変更制御を以下に述べるよう実行す
る。
【0015】図1はその制御例を説明するためのフロー
チャートであり、先ず、加速要求に基づく目標変速比R
1 を算出する(ステップ1)。これは具体的には、目標
エンジン回転数Ne1と車速Vと定数αとに基づいて、 R1 =α・Ne1/V …(1) によって算出できる。ここで、目標エンジン回転数Ne1
は、例えばアクセル開度および車速などをパラメータと
したマップ値として予め用意し、そのマップから求めれ
ばよい。
【0016】つぎに、その目標変速比R1 での車両前後
振動の周期T1 を求める(ステップ2)。一例として、
ベルト式無段変速機では、変速比と前後振動の周期とが
図2に示すようにほぼ比例関係にあるから、この種の変
速機5を搭載した車両の場合には、前記の算出した目標
変速比R1 と図2とから前後振動周期T1 を求めること
ができる。また、演算して求めることもできる。その一
例を示すと、先ず、動力伝達系統の慣性モーメントI1
と車体重量に基づく慣性モーメントI2 とを求める。
【0017】 I1 =((R・Rd )2)・I+Rd 2・Iout …(2) I2 =M・r2 …(3) ここで、Rは無段変速機5で設定されている変速比、R
d は最終減速機(ディファレンシャルギヤ)の変速比、
Iは変速機5の入力側の慣性モーメント、Ioutは変速
機5の出力側の慣性モーメント、Mは車両重量、rはタ
イヤ半径である。これらに基づいて角速度ωを ω=((I1 +I2 )/(I1 ・I2 )×k)1/2 …(4) によって算出する。ここで、kは動力伝達系統の捩りば
ね係数である。そして、この角速度に基づいて前後振動
の周期T0 を T0 =2・pi /ω …(5) によって算出する。ここでpi は円周率(π)である。
したがって上記の式のRに目標変速比R1 の値を代入す
ることにより、目標変速比R1 での前後振動の周期T1
が求まる。
【0018】つぎに、変速終期での車両前後振動抑制の
ための第1仮期間(変速終了直前のシャクリ抑制制御の
仮の実行期間)ts1を求める(ステップ3)。これは、
一般には、車両前後振動の周期T1 の半分(半周期:T
1 /2)として求めればよい。なお、粘性を考慮する場
合には、粘性減衰係数ηを、動力伝達系統の粘性減衰c
に基づいて η=c/2・((I1 +I2 )/(I1 ・I2 ・k))1/2 …(6) によって求める。さらに車両前後振動の抑制期間ts
は、 ts =pi /((1−η2)1/2・ω) …(7) によって求める。
【0019】車両前後振動の抑制制御は、変速の終了の
直前に実行するので、変速開始当初の変速速度で変速を
おこなった場合の変速終了時点から前記抑制期間ts 前
の時点でのエンジン回転数Ne および変速比R2 を求め
る(ステップ4,5)。すなわち、前後振動の抑制制御
開始時点でのエンジン回転数Ne2は、 Ne2=Ne1−1/2・ΔNe0・ts1 …(8) によって求めることができる。ここで、ΔNe0は前後振
動抑制制御開始前の変速速度(変速比の変化率)であ
る。この各エンジン回転数Ne1,Ne2の関係を図で示せ
ば、図3のとおりである。また、そのエンジン回転数N
e2と車速Vとに基づいて変速比R2 を R2 =α・Ne2/V …(9) で求める。これは、前述した(1)式と実質的には同じ
である。
【0020】このようにして目標変速比R1 と前後振動
抑制制御開始時点での変速比R2 とを求め、これらの変
速比R1 ,R2 に基づいて、実際におこなう前後振動抑
制制御期間を求める。具体的には、目標変速比R1 に基
づく前後振動の周期T1 および第1仮期間ts1を求めた
のと同様にして変速比R2 に基づく前後振動の周期T2
および第2仮期間ts2を求める(ステップ7,8)。
【0021】そして前述した第1仮期間ts1と第2仮期
間ts2との平均値ts (=(ts1+ts2)/2)を求
め、これを前後振動抑制制御の実行期間ts とする(ス
テップ8)。なお、前記各変速比R1 ,R2 を平均値R
3 を求め、その平均値R3 に基づいて前後振動の周期お
よびその半分の値を求めても、実行期間ts を同様に得
ることができる。
【0022】上述したこの発明に係る制御装置では、ア
クセルペダルが踏み込まれるなどの加速要求があると、
上述したように目標変速比R1 、前後振動抑制制御期間
tsが算出される。そして変速開始当初は所定の変速速
度ΔNe0で変速比が増大させられ、目標変速比R1 に達
する時点から前記前後振動抑制制御期間ts だけ前の時
点に変速速度が変更される。一例としては、変速速度が
低下させられ、あるいは一時的に高車速側に変速され
る。このようにして変速速度を変更する制御が前後振動
抑制制御であり、その実行期間および実行のタイミング
は、目標変速比R1 のみならず前後振動抑制制御開始時
の変速比R2 をも考慮したものになるので、前後振動の
抑制制御に対して適正化される。その結果、上記のよう
に制御することにより、変速終了時のトルクの突き上げ
(オーバーシュート)やそれに起因するショックもしく
は前後振動を効果的に防止もしくは抑制することができ
る。
【0023】ここでこの発明における各手段と上記の具
体例との関係について説明すると、前記ステップ3が目
標変速比に応じた前後振動の半周期を求める手段に相当
し、また前記ステップ5がこの発明における中間変速比
を求める手段に相当し、さらにステップ8が変速速度を
変更する時点を求める手段に相当する。
【0024】なお、上記の具体例では、エンジン回転数
に基づいて演算をおこなうように説明したが、この発明
はエンジン以外にモータなどの他の原動機を動力源とし
た車両にも適用することができるのであり、したがって
エンジン回転数は動力源の出力回転数を意味している。
さらに、変速速度の制御は、ベルト式無段変速機であれ
ば、入力側および出力側のプーリにおける溝幅の変化速
度を油圧などによって制御しておこない、またトロイダ
ル式無段変速機であれば、パワーローラの傾動速度を油
圧などによって制御しておこなえばよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の装置に
よれば、前後振動の抑制制御として変速途中で変速速度
を変更する際に、変速速度の変更の開始時点が、目標変
速比のみならず、目標変速比に達する時点よりもその目
標変速比での前後振動の半周期前の時点の変速比をも考
慮して決定するので、変速比の変更開始タイミングが、
より適正になり、変速終期での車両の前後振動を効果的
に抑制もしくは防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の装置により前後振動抑制制御期間
を算出するためのフローチャートである。
【図2】 無段変速機での変速比とその変速比に応じて
発生することのある前後振動の周期との関係を示す図で
ある。
【図3】 この発明の装置により前後振動抑制制御をお
こなった場合のエンジン回転数の変化を示す線図であ
る。
【図4】 この発明で対象とすることのできる駆動機構
の一例を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
1…原動機、 5…変速機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変速終了時に発生が予想される目標変速
    比に応じた周期の前後振動の半周期に基づいて前記目標
    変速比に達する以前に変速速度を変更する無段変速機の
    制御装置において、 前記目標変速比に応じた前後振動の半周期を求める手段
    と、 前記目標変速比に達する時点から前記半周期前の時点に
    おける中間変速比を求める手段と、 前記目標変速比と前記中間変速比とに基づいて前記変速
    速度を変更する時点を求める手段とを備えていることを
    特徴とする無段変速機の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097617A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Motor Corp ベルト式無段変速機の制御装置および制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097617A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Motor Corp ベルト式無段変速機の制御装置および制御方法

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