JPS6353131A - 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】

（産業上の利用分野］ 本発明は、車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関
し、詳しくは、変速比の変化速度（変速速度）を９１卯
対条として変速υＩｙＡするものにおいて、ライン圧変
化に対する操作量（デユーティ比）の補正に関するもの
である。 この種の無段変速機の変速制御に関しては、例えば特開
昭５５−６５７５５号公報に示す油圧＄制御系の基本的
なものがある。これは、アクセルの踏込み量とエンジン
回転数の要素により変速比制御弁がバランスするように
動作して、エンジン回転数が常に一定になるように変速
比を定めるもので、変速比を制御対象にしている。 従って変速速度は、各変速比、プライマリ圧等により機
構上決定されることになり、変速速度を直接制御できな
なかった。そのため、運転域の過渡状態では変速比がハ
ンチング、オーバシュート等を生じてドライバビリティ
を悪化させることが指摘されている。 このことから、近年、無段変速機を変速制御する場合に
おいて、変速比の変化速度を加味して電子制御する傾向
にある。

【従来の技術１ そこで従来、上記無段変速機の変速速度制御に関しては
、例えば特開昭５８−１９３９６１号公報の先行技霜が
ある。ここで、目標変速比を一スロットル開度と車速に
より設定し、この目標変速比に暴づいて変速速度ＰＩｌ
′＃Ｊする。また油圧制御系において、ライン圧をセカ
ンダリシリンダに常にそのまま導（と共に、流量制御弁
により流量制御してプライマリシリンダに導入するする
ことが示されている。 【発明が解決しようとする問題点］ ここで、上記目標変速比を用いた制御では、実変速比を
直接目標値に収束させるフィードバック制御系、または
両度速比の偏差で制御する間ループの制御系がある。い
ずれの場合も、操作量を決めるに際しては伝達トルクを
一定としてプライマリシリンダへの流ｍを算出し、これ
との関係で操作量を定めることになる。 ところで、目標変速比を求めてそれに対応した制御が行
われる過程では、伝達トルクが時々刻々と変化し、これ
に応じたライン圧制御が行われる。 従って、このライン圧をプライマリシリンダに導入する
油圧制御系では、必然的に変速速度がこのライン圧制御
の影響を受け、目標とする変速速度に対して実際のもの
に差異を生じる。このため、目標値通りの制御を行い難
いという問題がある。 このことから、目標変速比を求めて制御する場合の操作
量は、ライン圧制罪悪の変化を考慮して補正する必要が
ある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、変速
速度制御の操作量をライン圧変化を考慮して補正し、実
際の変速速度を目標のものに近づけるようにした無段変
速機の制ｔｌｌ装置を提供することを目的としている。 【問題点を解決するための手段１ 上記目的を達成するため、本発明は、目標の変速比と実
際の変速比の要素で操作量を定めてｔＩＩＩ御する変速
速度制御系において、上記操作■をライン圧の変化に対
応して補正するように構成されている。 ［作　　　用］ 上記構成に基づき、プライマリシリンダの流量を制御す
る変速速度制御弁の操作量が、そのプライマリシリンダ
に導入するライン圧の変化に対応して補正されることで
、実際のプライマリシリンダの流量と共に変速速度が目
標とするものに等しくなる。 こうして゛本発明では、目標と実際の変速速度のライン
圧変化による差異がなくなって、変速速度の制御性を向
上することが可能となる。 【実　施　例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明が適用される無段変速機を含む
伝動系の概略について説明すると、エンジン１がクラッ
チ２１前後進切換装置３を介して無段変速機４の主軸５
に連結する。無段変速機４は主軸５に対して副軸６が平
行配置され、主軸５にはプライマリプーリ７が、副軸６
にはセカンダリプーリ８が設けられ、各プーリ７．８に
は可動側に油圧シリンダ９．１０が装備されると共に、
駆動ベルト第１が巻付けられている。ここで、プライマ
リシリンダ９の方が受圧面積を大きく設定され、そのプ
ライマリ圧により駆動ベルト第１のプーリ７゜８に対す
る巻付は径の比率を変えて無段変速するようになってい
る。 また副軸６は、１組のりダクションギャ１２をブトして
出力軸１３に連結し、出力軸１３は、ファイナルギヤ１
４．ディファ！ノンシャルギャ１５を介して駆動輪１６
に伝動構成されている。 次いで、無段変速機４の油圧制御系について説明すると
、エンジン１により駆動されるオイルポンプ２０を有し
、オイルポンプ２ｏの吐出側のライン圧油路２１が、セ
カンダリシリンダ１０．ライン圧制御弁２２．変速速度
シリ郊弁２３に連通し、変速速度＄制御弁２３から油路
２４を介してプライマリシリンダ９に連通ずる。ライン
圧油路２１は更に＝４リフイス３２を介してレギュレー
タ弁２５に連通し、レギュレータ弁２５からの一定なレ
ギュレータ圧の油路２６が、ソレノイド弁２７．２８お
よび変速速度制御弁２３の一方に連通ずる。各ソレノイ
ド弁２７．２８は制御ユ二ット４０からのデユーティ信
りにより例えばオンして排圧し、オフしてレギュレータ
圧ＰＲを出力するものであり、このようなパルス状の制
御圧を生成する。そしてソレノイド弁２７からのパルス
状の制御圧は、アキュムレータ３０で平均化されてライ
ン圧制御弁２２に作用する。これに対しソレノイド弁２
８からのパルス状の制御圧は、そのまま変速速度制御弁
２３の他方に作用する。なお、図中符号２９はドレン油
路、３１はオイルパンである。 ライン圧制御弁２２は、ソレノイド弁２７からの平均化
した制′６ｇ圧によりライン圧ＰＬの制御を行う。 変速速度制御弁２３は、レギュレータ圧とソレノイド弁
２Ｂからのパルス状の制御圧の関係により、ライン圧油
路２１．２４を接続する給油位置と、ライン圧油路２４
をドレンする排；重位置とに肋ｉ￥：する。 そして、デユーティ比により２位置の動作状態を変えて
プライマリシリンダ９への給油または排油の流量Ｑを利
罪し、変速速度ｄ＋／ｄｔにより変速制御するようにな
っている。 第２図において、電子制御系について説明する。 先ず、変速速度制御系について説明すると、プライマリ
プーリ７、セカンダリプーリ８．エンジン１の各回転数
センサ４１．４２．４３、およびスロットル開度センサ
４４を有する。そして制御ユニット４０１、：おいて両
ブーり回転数センサ４１．４２からの回転数信号Ｎｐ、
Ｎｓは、実変速比算出部４５に入力して、１＝Ｎｐ／Ｎ
ｓにより実変速比ｉを求める。 また、セカンダリブーり回転数レンサ４２からの信号Ｎ
ｓとスロットル開度センサ４４の信号θは、目標変速比
検索部４６に入力する。ここでＮｐ　−Ｎｓの関係でθ
、　１ｓ（７）変速パターンに基づいて例えばθ−Ｎｓ
のテーブルが設定されており、このテーブルのＮＳ、θ
の値からｉｓが検索される。この目標変速比ｉｓは目標
変速速度算出部・１７に入力し、−定時間Δを毎のｉｓ
変化吊ΔＩＳにより目標変速比変化速度ｄｉｓ／ｄｔを
算出する。そして、上記実変速比算出部４５の実変速比
ｉ、目標変速比検索部４６の定常での目標変速比ｉＳ、
目標変速速度算出部４７の目標変速比変化速度ｄｉＳ／
ｄｔおよび係数設定部４８の係数に１．にλは変速速度
口出部４９に入力し、ｄｉ／ｄｔ−に１　（ｉｓ−ｉ＞
　　十に２　　ｄｉｓ／ｄｔにより変速速度ｄｉ／ｄｔ
が算出される。 上記変速速度ｄｉ／ｄｔの式において、にｘ（ｉＳ−：
）の項は目標変速比ｉｓと実変速比ｉの偏差による制御
量であり、この制御■に対し操作量を同一にして制御す
ると、無段変速機の制御系の種々の遅れ要素により収束
性が悪い。そこで、車両全体の系における目標変速比変
化速度ｄｉｓ／ｄｔを位相進み要素として、これを予め
上記制御量に付加して操作量を決める。所謂フィードフ
ォワード制御を行うようになっており、これにより遅れ
成分が吸収されて収束性が向上することになる。 変速速度口出部４９と実変速比算出部４５の信号ｄｉ／
ｄｔ、　ｉは、更にデユーティ比検索部５０に入力する
。ここで、デユーティ比Ｄｂ　＝　ｆ（ｄｉ、／ｄｔ、
　ｉ　）の関係により、ｄｉ／ｄｔとｉのテーブルが設
定されており、シフトアップではデユーティ比ｏｂが例
えば５０％以上の値に、シフトダウンではデユーティ比
Ｄｂが５０％以下の値に撮り分けである。そしてシフト
−アンプではデユーティ比Ｄｂが１に対して減少関数で
、ｌｄｉ／ｄｔｌに対して増大関数で設定され、シフト
ダウンではデユーティ比Ｄｂが逆にｉに対して増大関数
で、ｄｉ／ｄｔに対しては減少関数で設定されている。 そこで、かかるテーブルを用いてｐ４第１！！となる所
定の伝達トルクに対するデユーティ比Ｄｂが検索される
。そして上記デユーティ比検索部５０からのデユーティ
比Ｄｂの信号が、補正部６０．駆動部５１を介してソレ
ノイド弁２８に入力するようになっている。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ル１．１度センサ４４の信号θ、エンジン回転数廿ンサ
４３の信号Ｎｅがエンジントルク算出部５２に入力して
、θ−ＮｅのテーブルからエンジントルクＴを求める。 一方、実変速比算出部４５からの実変速比ｉｔ、：基づ
き必要ライン圧設定部５３において、単位トルク伝達に
必要なライン圧Ｐしｕを求め、これと上記エンジントル
ク弊山部５２のエンジントルクＴが目標ライン圧算出部
５４に入力して、Ｐし−ＰＬｕ−王により目標ライン圧
ＰＬを算出する。 目標ライン圧算出部５４の出力ＰＬは、デユーティ比設
定部５５に入力して目標ライン圧ＰＬに相当するデユー
ティ比りを設定する。そしてこのデユーティ比りの信号
が、駆動部５６を介してソレノイド弁２７に入力するよ
うになっている。 一方、上記変速速度ＩＩＩ　ｆｉｌ系において、操作■
のデユーティ比Ｄｂのライン圧変化に対する補正につい
て説明する。 ライン圧として電子制御系で算出された目標ライン圧を
用い、所定のライン圧に対するデユーティ比を基準にし
て補正すればよい。 またライン圧は、上述のようにエンジン出力トルクとの
関係で決まるものであるから、このエンジン出力トルク
で補正することができ、この場合の補正について以下に
説明する。 先ず、プライマリシリンダ流量の式から、流入流量Ｑｉ
、流出流量ＱＯは、 Ｑｉ　−Ｃ−８ｔ　　（（ＰＬ−Ｐｐ　）２０　／γ）
も−ａ　（ＰＬ　−Ｐｐ　）条 −ａ（ＰＬ−ｆ（ｉ　）−ＰＬ＞４ ＝ａ　　（ＰＬ　　＜１−　　ｆ（ｉ　　）　）番ここ
で、ａ＝ｃ−ｓｉ　　（２Ｑ／７）’Ｑｏ　　＝Ｃ−８
ｏ　　（２（ｌ　　ｐｐ、／’γ）ｂ＝ｂ−Ｐｐ４＝ｈ
　・　（ＰＬ　　−ｆ（ｉ　　）　　）るここで、ｈ＝
Ｃ−Ｓｏ　（２！Ｊ　／γ）冬（Ｓｔ　　：バルブ間ロ
面積、Ｃ：流聞係数、　ＰＬ　ニライン圧、　ｐｐ　ニ
ブライマリシリンダ内圧、γ：比重、ｇ　：組方の加速
度、ＳＯ：排油ボートの間口面積） となる。ここでライン圧ＰＬは伝達トルクＴｏに比例し
、基準トルクＴｂにおけるライン圧をＰｂとすると、以
下のようになる。 Ｑｉ　＝ａ　（Ｐｂ　）働−（Ｔｏ　／Ｔｂ　）！ｘ（
１−ｆ（ｉ））番 ＝Ｑｉｂ・（Ｔｏ／Ｔｂ）’ Ｑｉｂ−ａ　（Ｐｂ　）４　　・（１−ｆ（ｉ　）Ｌ’
同様にして流出流分Ｑｏは、 Ｑｏ−ｈ−ｐｂ−・　ｆ（ｉ　）４ Ｘ（Ｔｏ／Ｔｂ）’ Ｑｏ　−Ｑｏｂ−（Ｔｏ　／Ｔｂ　）　’となる。 一方、デユ−ティ比りを用いた１サイクルの平均流量Ｑ
は、 Ｑ＝Ｄ−Ｑｉ−（１−Ｄ）Ｑ。 となり、Ｔ−（Ｔｏ　／Ｔｂ　）　番とおいて式変換す
ると、以下のようになる。 Ｄ＝　（ＱｉＱｏ　）／　（Ｑｉ　＋Ｑｏ　）＝　　　
（ＱｉＱｏｂ−Ｔ）　　　／　　（Ｔ　　　（Ｑｉｂ＋
Ｑｏｂ）　　　）−（（ＱｉＱｏｂ）　／　（Ｑｉｂ＋
Ｑｏｂ）＋　（Ｔ−１）　Ｑｏｂ／　（Ｑｉｂ＋Ｑｏｂ
）　）／Ｔここで、基準トルクＴｂ伝達時に同じ流ｆｆ
１Ｑを得るとするときのデユーティ比Ｄｂで書き換える
と、 Ｄｂ　−（Ｑ十Ｑｏｂ）　／　（Ｑｉｂ＋Ｑｏｂ）であ
るので、Ｄ−＜Ｄｂ　／Ｔ）＋　　（１−１／Ｔ）Ｘ　
　（Ｑｏｂ／　（Ｑｉｂ＋Ｑｏｂ））となる。従って、
この式によりデユーティ比りを補正すればよい。 ここで、Ｑ　ｏｂ／　（Ｑ　ｉｂ＋　Ｑ　ｏｂ）の項は
、バルブの形状、変速比により決まる。この場合の流量
特性を、 Ｑｃ　−ｆ（ｉ　） として、予め設定可能である。 また、上式の変換ｉ程において、 Ｄ　−（ＱｉＱｏｂＴ）　／　（（Ｑｉｂ＋Ｑｏｂ）　
Ｔ）−（（ＱｉＱｏｂ）　／　（Ｑｉｂ＋　Ｑｏｂ）　
−Ｑｏｂ、／（Ｑ　ｉｂ＋　Ｑｏｂ）　　・　１／Ｔ＋
Ｑｏｂ／　（Ｑｉｂ十Ｑｏｂ） とも変換される。従って、右辺第１項は先程と同様に Ｄｂ　−（ＱｉＱｏｂ）　／　（Ｑｉｂ＋Ｑｏｂ）また
Ｑ　ｏｂ／　（Ｑ　ｉｂ＋　Ｑ　ｏｂ）は、ｄｉ／ｄｔ
−０つまり流ｆｆ１Ｑ−０の時のデユーティ比で省き換
えられ、そのデユーティ比をＤＮとすると、 Ｄ＝　（Ｄｂ　−ＤＮ　）・１／Ｔ＋ＤＮとなり、デユ
ーティテーブル（ｄｉ／ｄｔ−ｉで算出したもの）で所
望のｄｉ、／ｄｔを冑るための流量を得るには、第３図
で示されるようなデユーティテーブル上でｄｉ／ｄｔ−
０でのデユーティ比ＤＮを、所望のｄｉ／ｄｔに対する
デユーティテーブルでの検１６値ＤｂよりＤｂ−ＤＮを
求め、それに１／Ｔをかけ、さらにＤＮを加惇すればよ
い。 そこで、補正手段は上述の思想に基づくもので、第２図
に示すようにデユーティ比検索部５０の出力側にデユー
ティ比補正部６０が付加される。またエンジントルク算
出部５２からのトルクＴｏがトルク比算出部６１に入力
してトルク比Ｔを求め、流量特性設定部６２で実変速比
ｉのテーブルにより流量特性Ｑｃを求め、これらのトル
ク比Ｔ、流量特性ＱＣがデユーティ比補正部６０に入力
して補正する。 次いで、このように構成された無段変速機の制御装置の
作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動力
が、クラッチ２．切換装置３を介して無段変速Ｒ４のプ
ライマリプーリ７に入力し、駆動ベルト第１．セカンダ
リプーリ８により変速した動力が出力し、これが駆動輪
１６側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい低
速段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライン
圧が大きく設定され、これに相当するデユーティ比の大
きい信号がソレノイド弁２７に入力して制御圧を小さく
生成し、その平均化した圧力でライン圧制陣弁２２を動
作することで、ライン圧油路２１のライン圧ＰＬを高く
する。そして変速比１が小さくなり、エンジントルクＴ
も小さくなるに従いデユーティ比を減じて制御圧を増大
することで、ライン圧ＰＬはドレン量の増大により低下
するように制御されるのであり、こうして常に駆動ベル
ト第１での伝達トルクに相当するプーリ押付は力を作用
する。 上記ライン圧ＰＬは、常にセカンダリシリンダ１０に供
給されており、変速速度制御弁２３によりプライマリシ
リンダ９に給排油することで、変速速度制御されるので
あり、これを以下に説明する。 先ず、各センサ４１．４２および４４からの信号Ｎｐ。 ＮＳ、θが読込まれ、制御ユニット４０の変速速度算出
部４５で実変速比ｉを、目標変速比検索部４６で目標変
速比ｉＳ、目標変速速速度出部山部で目標変速比検索部
ｒｌ　ｄｉｓ／ｄｔを求め、これらと係ｖｉＫ１゜に、
を用いて変速速度算出部４９で変速速度ｄｉ／ｄｔを求
め、ｄｉ／ｄｔとｉによりデユーティ比検索部５０でテ
ーブルを用いて所定の伝達トルクＴｂのデユーティ比Ｄ
ｂが検索される。 このデユーティ比Ｏｂは、デユーティ比補正部６０で補
正されてソレノイド弁２８に入力してパルス状の制御圧
を生成し、これにより変速速度制御弁２３を給油と排油
の２位置で繰返し動作する。 ここでシフトアップでは、給油と排油とがバランスする
デユーティ比Ｄｂｏ以上の値でソレノイド弁２８による
パルス状の制御圧は、オンの零圧発生時間の方がオフの
レギューレータ圧ＰＲ発生時間より長くなり、変速速度
制御弁２３は給油位置での動作時間が長（なって、プラ
イマリジング９に給油してシフトアップ作用する。そし
てｌｄｉ／ｄｔｌが小さい場合は、デユーティ比Ｄｂと
竹述のＱｂｉの偏差が小さいことで給油量が少なく変速
スピードが遅いが、ｌｄｉ／ｄｔｌが大きくなるにつれ
てデユーティ比ＤｂとＤｂｏの差の侑が大きくなり、給
油量が増して変速スピードが速くなる。一方、シフトダ
ウンでは、給油と排油とがバランスするデユーティ比ｏ
ｂ以下の値であるため、制御圧は上述と逆になり、変速
速度制御弁２３は排油位置での動作時間が長くなり、プ
ライマリジング９を排油としてシフトダウン作用する。 そしてこの場合は、変速速度ｄｉ／ｄｔが小さい場合に
［）ｂｏとデユーティ比Ｄｂの差が小さいことで、排油
量が少なくて変速スピードが遅く、ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔ
が大きくなるにつれてＤｂｏとデユーティ比ｏｂの差が
大きくなり、排油量が増して変速スピードが速くなる。 こうして低速段と高速段の全域において、変速速度を変
えながらシフトアップまたはシフトダウンして無［？に
変速することになる。 また、上記変速ＩＩＩ御において実変速比１は、最初は
主としてＫｌ（＋５−ｉ）の偏差に基づいて目標変速比
ｉｓに追従し、その（り実変速比ｉが目標変速比ＩＳに
近づくとに・　ｄ’＋Ｓ／ｄｔの項により実変速比ｉの
ピークが早めに来てオーバシュートすることな（滑らか
に目標変速比ｉｓに収束する。 ここで、操作量を定めるデユーティ比検索部５゜のデユ
ーティ比Ｄｂは、所定の伝達トルクＴｂのものであり、
これがデユーティ比補正部６０でトルク比Ｔ、流量特性
Ｑｃにより補正される。これにより、ライン圧が変速速
度制御弁２３によりプライマリシリンダ９に給排油され
て流量制御しながら変速する過程でライン圧自身が変化
しても、所望の流量が得られなくなって目標とする変速
速度通りの変速が行われる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、閉ループの
制御系にも全く同様に適用できる。 所定の伝達トルクの基準となるデユーティ比Ｄｂを補正
する方法について述べたが、変速速度ｄｉ／ｄｔ、実変
速比ｉおよびライン圧ＰＬのデープルで一度にデユーテ
ィ比を定めてもよい。 また、ＱＣはｄｉ／ｄｔ＝Ｑでのデユーティ比を用いて
も同じものとなる。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、目標変速比を
定めて変速速度制御する場合の操作量を、ライン圧の変
化に応じて補正するので、実際の変速速度が目標とする
ものに略等しくなって制御性が向上する。 ライン圧の代りにエンジントルクを用いると、迅速かつ
適確な補正を行い轡る。 実施例のように基準となるデユーティ比を補正する方法
は、補正値を変えることができ、かつ経年変化、パルプ
のバラツキ等の要素も含め得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御ｊａ表装置実施例を示す全体の構
成図、第２図は制御ユニットのブロック図、第３図はデ
ユーティテーブルの図である。 ４・・・無段変速機、２２・・・ライン圧制御弁、２３
・・・変速速度ｉ第１制御弁、４０・・・制御１ニツト
、４５・・・実変速比鋒山部、４６・・・目標変速比検
索部、４９・・・変速速度算出部、５０・・・デユーテ
ィ比検索部、６０・・・デユーティ比補正部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）目標の変速比と実際の変速比の要素で操作量を定
   めて制御する変速速度制御系において、上記操作量をラ
   イン圧の変化に対応して補正する無段変速機の制御装置
   。
2. （２）上記ライン圧の補正は、予め所定のライン圧に対
   する操作量を決定し、 上記操作量を各ライン圧毎に修正する特許請求の範囲第
   １項記載の無段変速機の制御装置。
3. （３）上記ライン圧補正においてライン圧を設定するエ
   ンジン出力トルクを用い、 上記エンジン出力トルクの変化に対応して補正する特許
   請求の範囲第１項記載の無段変速機の制御装置。