(57)【要約】【課題】無段変速機の変速比を固定している際に、エンジン回転数が変更される無段変速機の変速制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの出力側に無段変速機が接続されており、手動操作がおこなわれた際に、エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する無段変速機の出力回転数との比である変速比として、固定された複数の変速比同士をステップ的に切り替え可能であり、複数の変速比が、エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する無段変速機の出力回転数とをパラメータとする座標軸に各々直線で表されるように設定されている無段変速機の変速制御装置において、手動操作で選択可能な複数の変速比のうち、最大変速比が選択されたときのエンジン回転数が予め定められた最低回転数になる車速もしくは出力回転数で決まる原点を始点として、複数の変速比が各々直線で表されるように設定されている。【選択図】図１
2010242912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力側に無段変速機が動力伝達可能に接続されており、手動変速モードが選択されて手動操作がおこなわれた際に、前記エンジン回転数と前記車速、もしくは前記車速に対応する前記無段変速機の出力回転数との比である変速比として、固定された複数の変速比同士を相互に変更可能であり、前記複数の変速比が、前記エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する前記無段変速機の出力回転数とをパラメータとする座標軸に各々直線で表されるように設定されている無段変速機の変速制御装置において、
前記手動操作で選択可能な複数の変速比のうち、最大変速比が選択されたときの前記エンジン回転数が予め定められた最低回転数になる前記車速もしくは前記出力回転数で決まる原点を始点として、前記複数の変速比が各々直線で表されるように設定されていることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変速比を無段階に変更可能な無段変速機の制御装置に関し、特に、固定された変速比同士をステップ的に変更することのできる機能を兼備した無段変速機の変速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力側に無段変速機が接続された車両においては、車速およびアクセル開度に基づいて要求駆動力を求め、その要求駆動力から目標エンジン出力を求め、この目標エンジン出力を最適燃費で達成するための目標エンジン回転数および目標エンジントルクを求め、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、無段変速機の変速比を制御することにより、エンジンの燃費が最適となるようにすることができる。一方、このような無段変速機が搭載された車両においても、運転者の好みで手動変速操作をおこなうと、無段変速機の変速比をステップ的に変更することができる無段変速機が提案されており、その一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された無段変速機の制御装置は、エンジンの出力側にトロイダル型無段変速機が連結されており、セレクトレバースイッチを操作すると、自動変速レンジとマニュアル変速レンジとを切り替えることが可能に構成されている。マニュアル変速モードが選択されると、セレクタレバーの操作によりアップシフト操作およびダウンシフト操作をおこなうことができる。このため、マニュアル変速モードが選択されたときに、トロイダル型無段変速機の変速制御に用いるマニュアル変速マップが変速制御コントローラに記憶されている。このマニュアル変速マップは、車速を横軸に、入力回転数を縦軸として、第１速ないし第７速の変速段をステップ的に定めたものである。このマニュアル変速マップにおいて、車速ＶＳＰ２以下では発進回転数Ｎｉｎｓｔが最低入力回転数として定められ、車速ＶＳＰ３から、その車速ＶＳＰ３よりも高速である車速ＶＳＰ７の間では、最低入力回転数Ｎｉｎｍｉｎが定められ、車速ＶＳＰ２を超え、かつ、車速ＶＳＰ３未満では最低入力回転数が、発進回転数Ｎｉｎｓｔと最低入力回転数Ｎｉｎｍｉｎとの間で変化するように設定されている。なお、車両の運転者による手動変速操作に基づいて、無段変速機の変速比をステップ的に変更することの可能な変速制御システムは、特許文献２にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４７５９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載された無段変速機の変速制御装置において、マニュアル変速モードが選択されたときにトロイダル型無段変速機の変速比制御に用いるマニュアル変速マップでは、車速に応じた最低入力回転数が設定されており、例えば、実際の車速が車速ＰＳＶ３から車速ＰＳＶ７の間にあるときに、ステップ的にアップシフトする手動操作をおこない、アップシフト後の変速段について求められる計算上の入力回転数が、その手動操作をおこなった際の所定車速における最低入力回転数よりも低くなるときには、ステップ的なアップシフトにより生じる入力回転数が最低回転数により制限されて固定されることとなる。また、所定の変速段を選択しているときに、手動操作がおこなわれずに減速すると無段変速機の入力回転数は減速にともない低下するが、その際の車速に対応する入力回転数が計算上では最低回転数以下になると、実際には入力回転数が最低回転数により制限されて、入力回転数は最低回転数に固定される。このように、手動操作がおこなわれた場合、または手動操作がおこなわれずに減速した場合のいずれにおいても、トロイダル型無段変速機の入力回転数が最低回転数により制限されるとエンジン回転数が固定されて変化（低下）しなくなり、運転者が違和感を持つ虞があった。
【０００６】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、固定された複数の変速比同士でステップ的に変更することの可能な手動変速モードが選択されている際に、手動操作がおこなわれた場合、または、車速が変化した場合のいずれにおいても、エンジン回転数の変化が制限されにくくすることのできる無段変速機の変速制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンの出力側に無段変速機が動力伝達可能に接続されており、手動変速モードが選択されて手動操作がおこなわれた際に、前記エンジン回転数と前記車速、もしくは前記車速に対応する前記無段変速機の出力回転数との比である変速比として、固定された複数の変速比同士を相互に変更可能であり、前記複数の変速比が、前記エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する前記無段変速機の出力回転数とをパラメータとする座標軸に各々直線で表されるように設定されている無段変速機の変速制御装置において、前記手動操作で選択可能な複数の変速比のうち、最大変速比が選択されたときの前記エンジン回転数が予め定められた最低回転数になる前記車速もしくは前記出力回転数で決まる原点を始点として、前記複数の変速比が各々直線で表されるように設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する無段変速機の出力回転数との比である変速比として、固定された複数の変速比同士をステップ的に切り替え可能であり、複数の変速比が、エンジン回転数と車速、もしくは車速に対応する無段変速機の出力回転数とをパラメータとする座標軸に各々直線で表されるように設定されているとともに、複数の変速比を表す変速線は、最大変速比が選択されたときの最低エンジン回転数と車速、もしくは無段変速機の出力回転数とで決まる原点を始点とする直線で表されるように設定されている。このため、実際の車速が、前記原点に対応する車速を超えているか、または実際の無段変速機の出力回転数が、前記原点に対応する出力回転数を超えている際に、手動操作がおこなわれると、無段変速機の変速比がステップ的に変更されてエンジン回転数が変化するとともに、手動操作がおこなわれなければ、車速の変化に比例してエンジン回転数が変化するため、運転者が違和感を持つことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明において、ステップ的に変更可能な変速比を座標軸で表すように設定したマップである。
【図２】この発明において、図１のマップを用いて変速比が制御される無段変速機を有する車両のブロック図である。
【図３】図１のマップを用いて無段変速機を制御する例を示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明の制御を実行できる車両の構成例を図２に示す。図２に示す車両１においては、走行用の駆動力源としてエンジン２が設けられている。このエンジン２は、燃焼室で燃料と空気との混合気を燃焼させ、その熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置である。
【００１１】
このエンジン２の燃焼室に接続された吸気管が設けられており、その吸気管内には吸入空気量を制御する電子スロットルバルブが設けられている。この電子スロットルバルブの開度を制御することにより、エンジントルクが制御される。前記エンジン２と動力伝達可能に無段変速機３が設けられている。この無段変速機３は、入力回転数と出力回転数との間の比、つまり変速比を無段階（連続的）に変更可能な変速機であり、無段変速機３としては、トロイダル型無段変速機、ベルト型無段変速機、遊星歯車機構型無段変速機などを用いることができる。前記トロイダル型無段変速機は、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させた構成であり、パワーローラを所定方向に往復動させて傾転角度を制御することにより、入力ディスクと出力ディスクとの間の変速比が制御される。
【００１２】
前記ベルト型無段変速機は、駆動プーリおよび従動プーリにベルトを巻き掛けて構成されており、駆動プーリの可動片を軸線方向に動作させて、駆動プーリにおけるベルトの巻き掛け半径を制御すると、駆動プーリと出力プーリとの間の変速比が無段階に制御される。前記遊星歯車機構型無段変速機は、相対回転可能な３つの要素を有しており、入力部材にエンジンが連結され、反力要素にモータ・ジェネレータが連結され、出力要素に駆動輪が連結されている。そして、モータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することができる。この無段変速機３の出力要素が駆動輪（図示せず）と動力伝達可能に接続されている。駆動輪は前輪または後輪のいずれでもよい。
【００１３】
上記のエンジン２および無段変速機３を制御する制御手段として電子制御装置４が設けられている。この電子制御装置４には、手動変速操作装置５の操作信号、車速センサ６の信号、エンジン回転数センサ７の信号、アクセル開度センサ８の信号などが入力される。運転者が手動変速操作装置５を操作すると、手動変速モード（マニュアルモード）と自動変速モードとを切り替えることができるとともに、手動変速モードが選択されている際に、アップシフトまたはダウンシフトの手動操作をおこなうことができる。アクセル開度センサ８は、アクセルペダルの操作量を検知するセンサである。
【００１４】
さらに、前記自動変速モードが選択されていると、電子制御装置４により通常（自動変速）制御がおこなわれる。この通常制御を具体的に説明すると、まず、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１の要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて、目標エンジン出力が求められる。この目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数が求められる。この目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数が求めるために、電子制御装置４には最適燃費線を表すマップ（図示せず）が記憶されている。さらに、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるために、無段変速機３の目標入力回転数が求められ、無段変速機３の実入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、無段変速機３の変速比を制御する。
【００１５】
より具体的には、変速機制御量が決定される。無段変速機３がトロイダル型無段変速機であれば、パワーローラの傾転角度が変速機制御量に相当する。また、無段変速機３がベルト型無段変速機であれば、駆動プーリの可動片に与えられる軸方向の推力が、変速機制御量に相当する。さらに、無段変速機３が遊星歯車機構型無段変速機であれば、モータ・ジェネレータの回転数が、変速機制御量に相当する。このように、最適燃費線を表すマップを用いて無段変速機３の変速比を制御することが、通常制御である。また、手動変速モードが選択されているときは、予め定められている複数の変速比を選択的に切り替えて、無段変速機３の変速比を選択した変速比に固定することができる。この手動変速操作に基づいて無段変速機３の変速比を制御するために、電子制御装置４には手動変速用マップが記憶されている。
【００１６】
つぎに、図２に示された車両１でおこなわれる制御の例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。まず、車両１の走行中に、手動変速モードが選択されているか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１で否定的に判断された場合、つまり、自動変速モードが選択されている場合は、通常（自動変速）制御をおこない（ステップＳ２）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、手動変速制御を実行し（ステップＳ３）、この制御ルーチンを終了する。手動変速制御とは、手動変速用マップを用いて無段変速機４の変速比を制御することであり、無段変速機４の変速比は、手動操作により選択した変速段に固定される。
【００１７】
このステップＳ３の制御に用いる手動変速用マップの一例を、図１に基づいて説明する。この図１のマップは、無段変速機５で選択可能な複数の変速比である変速段（第１速ないし第５速）を、車速およびエンジン回転数をパラメータとする変速線を用いて、二次元的に表すように設定した座標軸である。図１のマップに表された全ての変速線は、無段変速機３の機構上で設定可能な最大変速比γｍａｘを示す直線と、無段変速機３の機構上で設定可能な最小変速比γｍｉｎを示す直線との間に設定されている。より具体的に説明すると、第１速の変速線は最大変速比γｍａｘの直線と一致するように設定されているとともに、最大変速比γｍａｘにおいて、エンジン回転数が予め定められた最低回転数Ｎｅ１となる車速Ｖ１を原点Ａ１とし、その原点Ａ１を始点として第１速ないし第５速の全ての変速線が直線で表されるように設定されている。
【００１８】
言い換えると、図１に示すマップでは、エンジン回転数が最低回転数Ｎｅ１を超え、かつ、実際の車速が原点Ａ１に対応する車速Ｖ１を超えると、各変速比におけるエンジン回転数Ｎｅと車速Ｖとが、変速比を比例定数とする比例関係となるように、変速線が表されている。なお、上記の最低回転数Ｎｅ１は、エンジン２の機構および特性などの条件により定まる値である。このため、エンジン回転数が最低回転数Ｎｅ１を超え、かつ、実際の車速が原点Ａ１を基準とする車速Ｖ１を超える運転状態では、実際の車速が変化すればエンジン回転数が必ず変化する。例えば、エンジン回転数が最低回転数Ｎｅ１を超え、かつ、実際の車速が原点Ａ１を基準とする車速Ｖ１を超える運転状態において、手動操作により所定の変速段が選択され、かつ、車両１が減速しながら走行すると、車速の低下に比例してエンジン回転数も低下し、その変速段および車速に対応するエンジン回転数になる。
【００１９】
また、エンジン回転数が最低回転数Ｎｅ１を超え、かつ、実際の車速が原点Ａ１を基準とする車速Ｖ１を超える運転状態では、所定の変速段から他の変速段へとステップ的にダウンシフトまたはアップシフトする操作がおこなわれると、無段変速機３の変速比が必ずステップ的に変更されてエンジン回転数が変化し、そのエンジン回転数は最低回転数に制限されることなく、ステップ後の変速段および車速に対応するエンジン回転数となる。なお、各変速線の変速比で制御されるエンジン回転数は、共通の最高回転数によるガードが設定されており、何れの変速段に固定されている場合でも、エンジン回転数が最高回転数に到達すると、それ以上に車速が上昇してもエンジン回転数が最高回転数を超えないように、無段変速機３の変速比またはスロットル開度または燃料噴射量などが制御される。
【００２０】
つぎに、図３の制御に対応するタイムチャートの一例を、図４に基づいて説明する。時刻ｔ２以前においては、所定の変速段、例えば、第５速が選択されている。また、車速の低下にともないエンジン回転数が実線のように低下している。そして、時刻ｔ２で第５速から第４速にダウンシフトする手動操作がおこなわれると、無段変速機３の変速比がステップ的に変更されて、エンジン回転数が上昇する。その後は、車速の低下にともないエンジン回転数が低下している。ついで、時刻ｔ３で第４速から第３速にダウンシフトする手動操作がおこなわれると、無段変速機３の変速比がステップ的に変更されて、エンジン回転数が上昇する。その後は、車速の低下にともないエンジン回転数が低下する。
【００２１】
さらに、時刻ｔ４で第３速から第２速にダウンシフトする手動操作がおこなわれると、無段変速機３の変速比がステップ的に変更されて、エンジン回転数が上昇する。その後は、車速の低下にともないエンジン回転数が低下する。このように、図１のマップに示す変速線は、最大変速比γｍａｘでエンジン回転数が最低回転数Ｎｅ１となる車速Ｖ１を原点Ａ１とする直線で表されるように設定されている。このため、最低回転数Ｎｅ１を超え、かつ、車速Ｖ１を超えている時に手動操作をおこなうと、無段変速機３で変速比がステップ的に変更されてエンジン回転数が変化するとともに、手動操作がおこなわれない場合は、車速Ｖ１を超える範囲で減速すると、その減速に比例してエンジン回転数が低下するため、運転者が違和感を持つことを回避できる。
【００２２】
なお、図４のタイムチャートには、手動操作としてダウンシフトの例が示されているが、手動操作によりアップシフトがおこなわれた場合にも、図３の制御は適用できる。また、図１のマップおよび上記の説明では、各変速線の特性を表すパラメータとして、エンジン回転数および車速が用いられているが、車速に代えて無段変速機３の出力回転数を用いたマップとすることもできる。この場合、最低回転数と、エンジン回転数が最低回転数となる出力回転数との交点を原点とし、その原点を始点として複数の変速比が表されるように変速線を設定すればよい。
【００２３】
これに対して、比較例の制御を説明する。比較例の制御では、手動変速モードが選択されているときに、特許文献１に記載されているマップにより無段変速機の変速比制御をおこなうものとする。つまり、比較例の制御に用いるマップに示された各変速線は、車速ＶＳＰ７以下ではエンジン回転数が最低回転数により制限されているものとする。この比較例では、車両が所定車速以下で走行しているときに、運転者が手動操作（アップシフトまたはダウンシフト）をおこなった場合、または手動操作をおこなうことなく車両が減速した場合のいずれにおいても、図４のタイムチャートで時刻ｔ１以降に示すように、エンジン回転数が最低回転数により制限されて、エンジン回転数が固定されるために運転者が違和感を持つ。
【符号の説明】
【００２４】
１…車両、  ２…エンジン、  ３…無段変速機、  Ａ１…原点、  Ｖ１…車速。
【図１】
2010242912.tif 000003
【図２】
2010242912.tif 000004
【図３】
2010242912.tif 000005
【図４】
2010242912.tif 000006