JPS59219558A - 車両用無段変速機の速度比制御装置 - 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】 本発明はエンジンの回転を無段階に変速して市軸に伝達
する車両用無段変速機の速度比制御４Ａ置に関し、特に
加速時の運転性を向上させる技術に関するものである。

エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝達する車両
用無段変速機において、そのエンジンの回転速度を検出
する回転速度検出手段と、そのエンジンに要求される要
求負荷量を検出する要求負荷量検出手段と、予め求めら
れた関係からその要求負荷量に基づいてそのエンジンの
目標回転速度を決定する目標回転速度決定手段と、前記
エンジンの実際の回転速度が前記目標回転速度に一致す
るように前記無段変速機の速度比を調節する速度比調節
手段とを備えた速度比制御装置が考えられている。斯る
速度比制御装置を用いれば、車両の走行状態に応じて最
も燃料消費率の良いエンジン回転数が選択される特徴が
あるが、アクセルペダル等による加速操作時においては
、必ずしも十分な運転性（加速性）が得られなかった。

すなわち、無段変速機の入力軸の回転速度をＮｉ、出力
軸の回転速度をＮｏとすると、次式（１）が成立し、Ｎ
　ｉ　−ｅ　＝　Ｎ　ｏ　　　　　　　　　　−−−−
（］ｌ（但し、ｅは速度比） 所定時間後に入力軸の回転速度がＮ　ｉ十ΔＮｉに、速
度比がｅ＋Δｅに変化したとすると、出力軸の回転速度
変化分ΔＮｏは次式（２）の如く、ΔＮｏ−ΔＮ１−ｅ
＋Ｎｉ−Δｅ−−一−−−（２）となる。加速状態にお
いては駆動トルクを増大するために速度比ｅが小さくさ
せられるので、変化分Δｅは負となり、車両の加速状態
では（２）式右辺第２項が相対的に大きくなって加速性
が損なわれる１頃向となる。したがって、加速操作によ
ってその操作位置に対応したエンジンの目標回転速度が
決定され、且つその目標回転速度に実際のエンジンの回
転速度を一致させるように無段変速機の速度比がただち
に変化させられると、十分な加速性が得られないのであ
る。

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、加速操作時において十分な運
転性（加速性）が得られる車両用無段変速機の速度比制
御装置を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明の速度比制御装置は、 （１１前記目標回転速度が前記エンジンの実際の回転速
度を上回る量が、予め定められた一定量に到達したこと
によって車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と
、 （２）加速状態検出手段によって加速状態が検出された
時以後の一定期間において前記速度比調節手段によって
調節される速度比の変化速度を抑制し、その一定期間経
過後においてその速度比の変加速度の変化を許容する速
度比変化速度制御手段と、を含むことを特徴とする。

このようにすれば、第１図のクレーム対応図に示される
ように、加速状態検出手段において車両の加速状態が検
出されるとともに、速度比変化速度検出手段において車
両の加速状態が検出された時以後の一定期間において、
速度比の変化速度が抑制される。それゆえ、加°速操作
がなされた初期状態において速度比変化速度が抑制され
るので、前記（２）式の右辺第２項の増加量が抑制され
ζ、好適な運転性（加速性）が得られるのである。しか
も、加速操作時であってその操作初期における一定期間
においてのみ、速度比の変化速度が抑制されるので無段
変速機の特徴である燃料経済性が全体として殆ど損なわ
れることがないのである。ここで、速度比とは無段変速
機の入力軸の回転数をＮｉ、出力軸の回転数をＮｏとす
るとＮ　Ｏ／　Ｎ　ｉである。

以下、本発明の一実施例を示す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にはクラッチ１２を介し
てヘルド式無段変速機１４が連結されており、エンジン
１０の回転がヘルド式無段変速機１４によって無段階に
変速された後図示しない車輪に伝達されるようになって
いる。ベルト式無段変速機１４は、クラッチ１２に連結
された入力軸１６と、入力軸１６に取り付けられた有効
径が可変の可変プーリ１８と、出力軸２０と、出力軸２
０に取り付けられた有効径が可変な可変ブーＵ　２２と
、可変プーリＩ８および２２間に掛は渡された伝導ヘル
ド２４と、可変プーリ１８および２２の■溝幅を変更し
て有効１条を変化させる油圧シリンダ２６および２８と
を備えている。可変プーリ１８および２２ば、それぞれ
入力軸１６および出力軸２０に固定された固定回転体３
０および３２と、入力軸１０および出力軸２０に軸力向
の移動１’ｉＪ能１１つ軸回りに回転不能にそれぞれ取
り伺４Ｊられた可動回転体３４および３６とから成り、
それら可動回転体３４および３６が油圧シリンダ２６お
よび２８内のスペースに作用させられる油圧によって軸
方向に駆動されることにより、伝導ヘルＩ・２４の掛り
径（有効径）が連続的に変化させられるようになってい
る。そして、油圧シリンダ２８にし、１常時ライン油圧
か供給されるとともに油圧ミノリンダ２６内の作動油量
か速度比制御弁３８によっ゛Ｃ調節されることにより、
可動回転体３４および３６に作用させられる力のバラン
スが変更されて無段変速機１４の速度比が変化させられ
るようになっている。なお、可動回転体３４の受圧面積
（、；！：　＋ｉＪ動回転回転体３６も大きく設定され
−ζいる。

また、入力軸１６および出力軸２０において、可動回転
体１′３４および３〔）は固定回転体３０および、３２
Ｇこ対する軸線方向の配置がＴＩ−いにｊ勇とされ、伝
導ヘルＩ・２４のねしれか防Ｉトされている。

ライン油圧はオイルタンク４０からポンプ４２によって
圧送された作動油が圧力調整弁４４によって調整される
ごとにより得られ、油路４６を介し−Ｃ変速制御弁３８
才９よび油圧シリンダ２８に供給されている。圧力調整
弁４４は後述の調圧信号Ｓ　Ｐによって駆動されるリニ
アソレノイＩ−と、そのリニアソレノイＩ・によって駆
動される弁子とを備え、ポンプ４２から圧送される作動
油のオイルタンク４０−・の逃がし量を調圧信号Ｓ　Ｉ
）に従って変化させることにより、ライン油圧を調整す
る。

速度比制御弁３８は後述の速度比信号ＳＳによって駆動
されるリニアソレノイドとそのリニアソレノイドによっ
て駆動される弁子とを備え、油圧シリンダ２６に連通ず
る油路４８と油路４６とを連通さセてその流通面ｕノを
変化させるこ吉により油圧シリンダ・２６への作動油の
（ｊＬ給附（圧力）を調節する一方、浦＋ｌＦ、　４．
８とオイルタンク４０−＼の戻り油路５０とを連通させ
てその流通面積を変化させることにより油圧シリンダ２
６内の作動油排出量（隙圧量）を調節する。すなわち、
速度比制御１１弁３８によって油路４８と油路４６およ
び５０との連通が遮断されて油圧シリンダ２６内の作動
油量が一定とされた状態においては速度比か固定とされ
る一方、油路４８と油路４６とが連通さゼられた状態に
おいては油圧シリンダ２６内の作動油Ｍか増加させられ
てｉｉＪ変プーリ１８の有効径か大きくされるとともに
可変プーリ２２の有効径か小さくされ、速度比が増加さ
−υ″られる。反対に、油路４８と油路５０とが連通さ
せられることによって速度比が減少させられるのである
。

エンジンＩＯの吸気配管にはアクセルペダル５２に連結
されたスロットル弁５４が取り付ＬＪられており、スロ
ットル弁５４に取りイ」りられた要求ｉ荷惜検出手段と
してのスロットルセンサ５６によってスロットル弁５４
の開度θに対応した電圧であるスロソＩ〜ル信号ＴＨか
Ａ／Ｄコンバータ５８を経てＩ１０ボート５９に（Ｊｔ
給される。また、入力軸１６および出力軸２０にはそれ
らの回転を検出する回転速度検出手段としての回転セン
サ６０および車速検出手段としての回転センサ６２がそ
れぞれ取り付りられており、回転センサ６０はエンジン
１０の回転に対応したパルス数の回転信号ＳＲをＩ／Ｆ
回路６４に供給する一方、回転センサ６２は車速に対応
したパルス数の回転信号ＳＣをＩ／Ｆ回路６４に供給す
る。ｌ／Ｆ回路６４ばそれら回転信号ＳＥおよびＳＣの
眼位時間当りのパルス数を表すコード信号に変換してＩ
／′０ボート５９に供給する。Ｉ１０ボート５９はデー
タハスラインを介しζＣＰＵ６６、ＲＡＭ６８．ＲＯＭ
７０に接続されており、ＣＰＵ６６はＲＯＭ７０に予め
記憶されたプロゲラＪ・に従ってＲＡＭ６８の一時記１
！機能を利用しつつ、１１０ボーｌ〜５９に供給される
信号を処理し、速度比およびその変化速度を指令する速
度比信号ＳＳをＤ　／　Ａコンバータ７゛２および駆動
回路７４を介して速度比制御弁３８に供給する一方、ラ
イン油圧の圧力を０ 指令する調圧信号ＳＰをＤ／Ａコンバータ７２および駆
動回路７４を介して圧力調整弁４４に供給する。駆動回
路７４はいわゆる電力増幅器であって、Ｄ／Ａコンハ゛
−夕７２からそれぞれ出力される速度比信号ＳＳおよび
調圧信号ＳＰを所定のゲインにて電力増幅して、速度比
制御弁３８および圧力調整弁４４のリニアソレノイドに
供給するのである。

第３図は本実施例の制御ブロック線図である。

ブロック７６では予め求められた関係からスロットル弁
開度θに基づいてエンジン１０の目標回転速度（入力軸
１６の目標回転速度）Ｎｉ’が算出される。その目標回
転速度Ｎｉ′はスロットル弁開度θに対応する要求馬力
が最小燃費率で得られるように定められた値である。そ
してブロック７８においては目標回転速度Ｎｉ’と実際
の回転速度Ｎｉとの偏差Ｅ　（−Ｎｉ　’−Ｎｉ）が予
め定められた値へを超えたか否かが判断されるとともに
、超えた場合にはその後の一定期間Ｔにおける速度比ｅ
の変化速度みの制限値が決定され、また上記１ 偏差Ｅを零とするための速度比ｅおよびその変化速度＆
を表す信号がフィードバンクゲイン８０および駆動回路
７４を介して速度比制御弁３８へ送られる。この結果、
速度比制御弁３８によって無段変速機１４の入力側の油
圧シリンダ２６内の作動液量（油圧）すなわち速度比Ｃ
が変化させられ、実際の回転速度ＮｉがＬ１標回転速度
Ｎｉ’に一致するように変化さセられる。一方、ブロッ
ク８２においては予め求められた関係からエンジンＩＯ
の出力トルクＴｅがスロットル弁開度θおよび実際の回
転速度Ｎｉに基づいて算出され、ブロック８４において
は、算出された出力トルクＴｅ、　ＩＴＪ転速変速度Ｎ
ｉよび車速に対応した出力軸２ｏの回転速度Ｎｏに基づ
いて、最適のライン油圧Ｐが算出され、そのライン油圧
Ｐを表す信号が駆動回路７４を介して圧力調整弁４４に
供給される。この結果、ライン油圧Ｐは滑り等によって
伝導ヘルド２４のトルク伝達の損失が発生しない範囲で
最小の圧力に維゛持され、過大なライン油圧による動力
損失および伝導ヘルド２４の耐久性低下が防止２ されている。

以下、本実施例の作動を第４図のフローチャートに従っ
て説明する。

まず、ステップＳ１が実行され、スロットル弁５４の開
度θ、エンジン１０の実際の回転速度Ｎｉ、車速に対応
した出力軸２０の回転速度Ｎｏか信号ＴＨ，ＳＰおよび
ＳＣに従って読み込まれ、ＲＡＭ６８内に記憶される。

そして、目標回転速度決定手段としてのステップＳ２が
実行され、予め求められた関係から、スロットル弁開度
θに基づいて目標回転速度Ｎｉ′が算出されるとともに
、実際の速度比ｅ（Ｎｏ／Ｎｉ）が算出される。また、
ステップＳ３が実行され、目標回転速度Ｎｉ′と実際の
回転速度Ｎｉとの偏差Ｅが算出される。

そして、後述の速度社調節手段を形成するステップＳ５
乃至Ｓ１３の速度比制御ルーチンの実行に先立って、速
度比変化速度＆の制御ルーチンＳ４が実行される。ずな
わぢ、第５図に示されるように、加速状態検出手段とし
てのステップＳＲＩにおいて目標回転速度Ｎｉ′と実際
の回転速度Ｎ３ ｉとの偏差Ｅが予め定められた一定の値Ａよりも大きい
か否かが判断され、大きい場合にはアクセルペダル５２
の操作量が比較的大きく、加速状態であるのでステップ
Ｓ　Ｒ２以降が実行される。」二記一定値Ａはこのよう
に定められている。ステップＳＲ２においてはタイマー
ＴＩがセットされて、その計時が開始されるとともに、
ステップＳＲ３においてタイマーＴＩの内容が予め定め
られた一定の時間Ｔよりも小さいか否かが判断される。

タイマーＴＩの内容が予め設定された一定の時間Ｔより
も小さい場合、換言すれば加速状態が判断された以後未
だ時間′Ｆが経過する前の初期の状態においてはステッ
プＳ　Ｒ４が実行され、速度比変化速度ｅが零に固定さ
れる。すなわち、後述のステップＳ７およびＳＩＯにお
りるΔｅが零とされて、目標速度比ｅ′が固定される。

すなわち、ステップＳＲ２乃至ＳＲ４が速度比変化速度
制御手段を形成している。

前述のステップＳＲＩにおいて偏差Ｅが予め定められた
一定の値へよりも大きくない場合、およ４ びステップＳＲ３においてタイマーＴ１の内容かｆめ設
定された−・定の時間Ｔを超えた場合に因５、車両の加
速状態か緩やかである場合であるので、ステップＳＲ５
およびＳ　Ｒ６が実行される。ステップＳＲ５において
副タイマー′Ｉ゛１の内容が零にリセットされるととも
に、ステップＳ　Ｒ６におい′（速度比変化速度＆の内
容が予め定められた一定の値Ｘとされる。すなわち、後
述のステップＳ７およびＳ１０におけるΔｅか本来の速
度比変化速度Ｘか得られるように、比較的大きな一定の
値とされるのである。したがって、第４図の一連のステ
ップか繰り返し高速で実行されると、第６図に示される
ように変化速度ｅは車両の加速状態が検出された時点１
３以後の一定期間内において零に抑制（固定）されると
ともに、その期間経過後におい′Ｃは通常の速度比変化
速度Ｘとされる。

第４図に戻って、ステップＳ５において偏差Ｅが正、負
、零のいづれの状態であるかが判断され、零である場合
にはステップＳ６が実行されてｌ］欅速度比ｅ′の内容
がそのまま維持される。なお、５ 初期状態にお６ＪるＩ」速達電比Ｃ′は実際の速度比ｅ
とされている。ステップＳ５において偏差Ｅが正である
場合Ｇこ（１（；ステップＳ７か実行され、）−１拙速
度比ｅ′の内容に予め定められた−・定の小さな値Δｅ
が加えられる。そして、ステップＳ　））において目標
速度比ｅ′の内容が最大値ｅ　ｍａｘを超えたかどうか
か判断され、超えた場合にはステップＳ９が実行されて
１」速達電比ｅ′の内容が最大値ｅ　ｍａＸに制限され
る。一方、ステップＳ５において偏差Ｅが負である場合
には、ステップＳｉＯが実行され、目標速度比ｅ′の内
容から予め定められた小さな値△ｅが差し引かれる。そ
して、ステップＳｉｔにおいて目標速度比ｅ′が最小値
ｅｍｉｎより小さいか否かが判断され、小さい場合には
ステップＳ　］、　２が実行されて目標速度比ｅ′の内
容が最小値に制限される。

以−にのようにして、１］標速達比ｅ゛が決定されると
ステップＳ１３か実行されて、目標速度比ｅ′と実際の
速度比Ｃとの偏差が算出されるとともに、その偏差に定
数Ｋが乗算されることによって６ 制御量（フィートハックゲイン）Ｆが算出され、その制
御量Ｆに対応した流量で油圧シリンダ２６内の作動油田
が変化させられてｅかｅ′に追従さ・けられる。すなわ
ち、目標速度比ｅ′と実際の速度比ｅとの差が零である
場合には制御量Ｆが零であるので速度比制御弁３８の作
動位置が中立快感とされ、油圧シリンダ２６内の作動油
量が一定に維持されて速度比ｅが変化されないが、たと
えば目標速度比ｅ′が実際の速度比ｅよりも大きい場合
には油圧シリンダ２６内の作動油が増加さ−Ｕられて速
度比ｅが大きくされる一方、逆に目標速度Ｊ：１．ｅ’
が実際の速度比よりも小さい場合には油圧シリンダ２６
内の作動油量（油圧）が減少させられて速度比ｅが小さ
くされる。したがって、目標回転速度Ｎｉ’と実際の回
転速度Ｎｉとの偏差Ｅが零となるように速度比ｅか調節
されるのである。

つぎに、ステップＳ１４が実行され、予め求められた関
係からステップＳ１において読め込まれたスロットル弁
開度θと実際の回転速度Ｎｉとからエンジン１０の回転
トルクＴｅが算出されると７ ともに、ステップＳ　］　５においてステップ５１４に
おいて算出された１−ルク’Ｉ’　ｅとステップＳ１に
おいて読み込まれた回転速度ＮｉおよびＮｏとに基づい
て、ライン油圧を調節するためのｊｌｊｌ制御ケ■）が
予め求められたれた関数式［（θ、Ｎｉ、Ｎ。

）に従って算出される。この制御ケ１）は伝導ヘルド２
４の滑りが生しない範囲で必要１１つ十分なライン油圧
が得られるように定められるのである。

そして、制御量Ｐに対応した調圧信号Ｓ　Ｉ−）が圧力
調整弁４４に供給されるので、圧力調整弁４４ばライン
油圧を最適な値に調節する。

このように、本実施例によれば車両において、加速状態
であってその加速４に態が検出されてから一定期間内の
初期状態においてのツノ速度比変化速度ｅが零に抑制（
固定）されるので、前記（２）式の右辺第２項の増加が
抑制されて、好適な加速性が得られるとともに無段変速
機の特性である燃＊、１経済性が殆ど損われることがな
いのである。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の
実施例と共通ずる部分には同一の符号をイ・Ｉ８ して説明を省略する。

加速状態が検出されてから、一定の期間Ｔの間において
速度比変化速度＆を抑制する方法として、速度比変化速
度＆を零に固定するのめならず、時間経過にともなって
一定の変化量で変化させるようにしても良いのである。

すなわち、第５図におりるステップＳＲ４は第７図のス
テップＳＲ４′に置き換えても良いのである。ステップ
ＳＲ４’においては時間ｔとともに一定の変化率で変化
する関数ｒ　　（ｔ）が記憶されており、この関数に加
速状態が検出されてからの時間、換言すればタイマーＴ
Ｉの内容を順次代入することによって速度比変化速度＆
が第８図に示されるように得られる。

本実施例によれば、前述の実施例と同様の効果が得られ
るのに加えて、タイマーＴＩが計時満了後における速度
比変化速度＆の急激な変化がないので無段変速機１４の
加速時の過渡特性が滑らかとされる利点がある。

以上、本発明の一実施例を示す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９ される。

たとえば、前述の実施例において４Ｊヘルド式無段変速
機１４に基づいて説明されているが、その他の形式の無
段変速機であっても良いのである。

また、前述の実施例においてエンジン１０の要求負荷を
検出するためにスロットル弁５４の開度θが用いられて
いるが、アクセルペダル５２の操作量、エンジン１０の
吸気管負圧、エンジン１０の吸気管の吸入空気は等であ
っても良いのである。

要するに、エンジン１０の要求負荷計を表す量であれば
良い。

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図は本発明のクレーム対応図である。第２図は本発
明の一実施例が適用された車両用無段変速機の構成図で
ある。第３図は第２図の実施例の制御ブロック線図であ
る。第４図および第５図は第２図の実施例の作動を説明
するフローチャー１〜０ である。第６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。第７図および第８図は本発明の他の
実施例の作動をそれぞれ説明するフローチャーＩ・およ
びタイムチャートである。 １０：エンジン １４：　（ベルＩ・式）無段変速機 ５６：スロットルセンザ（要求負荷量検出手段）６０：
回転センサ（回転速度検出手段）ステップＳ２（目標回
転速度決定手段）ステップＳ５乃至５１３（速度１ヒ調
節手段）ステップ５ＲＩ（加速状態検出手段） 出願人　トヨタ自動車株式会社 １ 特開昭５９−２１９５５８　（８） 熟７図 唄・１ビ冒＃ｌ翠饗招（・Φ） × 七招王枢夕層・１〜（・Φ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝
   達する車両用無段変速機において、該エンジンの回転速
   度を検出する回転速度検出手段と、該エンジンに要求さ
   れる要求負荷量を検出する要求負荷量検出手段と、予め
   求められた関係から該要求負荷量に基づいて該エンジン
   の目標回転速度を決定する目標回転速度決定手段と、前
   記エンジンの実際の回転速度が＋ｉｉｉ記目標回転速度
   に一致するように前記無段変速機の速度比を調節する速
   度比調節手段とを備えた速度比制御装置であって、 前記１」標回転速度か前記エンジンの実際の回転速度を
   十回る量が、予め定められた一定量に到達したことによ
   って、車両の加速状態を検出する加速状態検出１段と、 該加速状態検出手段によって車両の加速状態か検出され
   に時以後の一定期間において前記速度比調節手段によっ
   て調節される速用比の変化速度を抑制し、該−・定期間
   経過後において該速度比の変化速度の変化を許容する速
   度比変化速度制御手段と、 を含むことを特徴とする車両用無段変速機の速度比制御
   装置。
2. （２）前記速度比変化ｊ＊度制御手段が、車両の加速状
   態が検出された時以後の前記一定明間において前記速度
   比の変化速度を零に固定するものである特許請求の範囲
   第１項に記４・（の車両用無段変速機の速度比制御装置
   。
3. （３）前記速度比変化速度制御１段が、車両の加速状態
   が検出された時以後の前記一定期間において前記速度比
   の変化速度を時間経過に伴って徐々に変化さゼるもので
   ある特許請求の範囲第１項に記載の車両用無段変速機の
   速度比制御装置。