(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速モード及び有段変速モードの一方を、手動により選択可能とするモード選択手段と、該モード選択手段により無段変速モードが選択された場合にはエンジン回転速度が目標回転速度と一致するように無段変速機の変速比を制御する一方、モード選択手段により有段変速モードが選択された場合には、変速比を離散的に使用し、走行状態に応じていずれかの離散変速比を目標値として選択して、その選択した離散変速比と一致するように無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、を有する車両用無段変速機の変速制御装置において、
前記離散変速比を、車速に応じて変更する離散変速比変更手段を備えたことを特徴とする車両用無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記離散変速比変更手段は、車速が高い程、前記離散変速比を小さく変更するようにしたことを特徴とする車両用無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達する車両用無段変速機の変速制御装置であって、無段変速モードと有段変速モードの一方を手動により切換えるスイッチを有するものが知られている。
【０００３】
例えば特開昭６３−１４５１３８号公報においては、無段変速モード及び有段変速モードの一方を手動により選択可能とするモード選択手段を有する無段変速機が開示されている。
【０００４】
前記モード選択手段により無段変速モードが選択された場合には、アクセル開度と目標回転速度との関係に基づいて目標回転速度を決定すると共に、エンジン回転速度（あるいは変速比でもここでは同義）が目標回転速度（あるいは目標変速比でもここでは同義）と一致するように無段変速機の変速比が制御される。無段変速モードでは、そのときのアクセル開度や車速等によって定まる要求駆動力を最も効率良く取出されるようなエンジン回転速度となるように変速比が無段階に制御される。従って所望の動力性能を最も良い燃費で実現できる。
【０００５】
一方、前記モード選択手段により有段変速モードが選択された場合には、アクセル開度及び車速と各変速段との関係に基づいて変速段を決定すると共に、変速比が該決定された変速段に応じて設定され、離散的に使用される離散変速比となるように無段変速機の変速比が制御される。有段変速モードでは、通常の有段（自動）変速機と同じように変速比が離散的に（４〜５段程度に）選択・固定制御される。従って、離散的に選択された使用変速比上においては、エンジン回転速度は基本的に車速と対応して変化するため、例えば渋滞時のようにアクセルペダルが頻繁に操作されるようなときでも、エンジン回転速度が大きくふらついたりせず、又加速時は車速の増大と共に、エンジン回転速度も上昇するのでそれだけ違和感の少ない運転をすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されたものでは、運転者が有段変速モードを使用し続けると、ベルト式無段変速機の可変プーリのベルト接触面の特定の部分のみを使用し続けることとなり、可変プーリに偏摩耗が生じ、その結果、変速時においてベルトスリップが発生し、ベルトの耐久性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、運転者が有段変速モードを使用し続ける場合の可変プーリの偏摩耗を防止すると共に、ベルトスリップを抑制し、ベルトの耐久性の向上を図ることのできる車両用無段変速機の変速制御装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その要旨を図１に示すように、無段変速モード及び有段変速モードの一方を、手動により選択可能とするモード選択手段と、該モード選択手段により無段変速モードが選択された場合にはエンジン回転速度が目標回転速度と一致するように無段変速機の変速比を制御する一方、モード選択手段により有段変速モードが選択された場合には、変速比を離散的に使用し、走行状態に応じていずれかの離散変速比を目標値として選択して、その選択した離散変速比と一致するように無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、を有する車両用無段変速機の変速制御装置において、前記離散変速比を、車速に応じて変更する離散変速比変更手段を備えたことにより前記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明によれば、有段変速モードが選択された場合に、アクセル開度及び車速と各変速段との関係に基づいて決定された変速段に応じて設定された離散変速比を、車速に応じて変更するようにしたため、可変プーリのある特定の変速比に係る部分のみが使用されプーリが偏摩耗するのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態は、前記離散変速比変更手段は、車速の高い程、前記離散変速比を小さく変更するようにすることである。
【００１１】
これにより、可変プーリの偏摩耗を抑制すると共に、高車速での騒音、燃料消費が低減でき、更に低車速での加速性を向上することができる。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明のより具体的な実施の形態の例を詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本発明の適用された車両用無段変速機の変速制御装置の概略を表わす構成図である。
【００１４】
図２において、エンジン１０のクランク軸１２は電磁クラッチ１４を介してベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）１６の入力軸１８と連結されている。ＣＶＴ１６の出力軸２０は図示しない差動歯車装置等を介して車両の駆動輪と連結されている。これにより、エンジン１０の回転力が駆動輪へ伝達される。
【００１５】
上記ＣＶＴ１６の入力軸１８及び出力軸２０には有効径が可変な可変プーリ２２及び２４が設けられている。これら可変プーリ２２及び２４の間には伝動ベルト２６が巻き掛けられている。可変プーリ２２及び２４は、入力軸１８及び出力軸２０に固定された固定回転体２８及び３０と、入力軸１８及び出力軸２２に軸方向には移動可能で且つ回転方向には相対回転不能に設けられた可動回転体３２及び３４とを備えている。
【００１６】
油圧シリンダ３６及び３８から上記可動回転体３２及び３４に加えられる推力を変更することにより、上記固定回転体２８及び３０と可動回転体３２及び３４との間に形成されたＶ溝幅、即ちベルトの掛り径が変更される。
【００１７】
油タンク４０の作動油は、油ポンプ４２により圧送され、電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御される調圧弁４４によりライン油圧に調圧される。このライン油圧は２次側の可変プーリ２４へ推力を付与する２次側の油圧シリンダ３８へライン油路４６を介して供給される。
【００１８】
ＥＣＵ５０（変速比制御手段）は、流量制御弁４８を制御することにより上記ライン油路４６内の作動油を１次側の油圧シリンダ３６へ供給して変速比を小さくしたり、あるいは油圧リシンダ３６内の作動油をドレンへ排出して変速比を大きくしたりして、ＣＶＴ１６の変速比を制御する。
【００１９】
エンジン１０の吸気配管には、アクセルペダル５２によって開閉操作されるスロット弁５４とこのスロット弁５４の開度を検出するスロットルセンサ５６が設けられている。エンジン１０には、点火回路等の信号に基づいてエンジン回転速度を検出するためのエンジン回転センサ５８が設けられている。
【００２０】
ＣＶＴ１６の１次側の固定回転体２８及び２次側の固定回転体３０の近傍には、入力軸１８及び出力軸２０の回転速度を検出するための第１回転センサ６０及び第２回転センサ６２が設けられている。ＥＣＵ５０は、第２回転センサ６２によって検出される出力軸２０の回転速度より車速を算出する。
【００２１】
運転席の近傍に設けられたシフトレバー６４には、その操作位置を検出するためのシフトセンサ６６が設けられている。
【００２２】
又、車室内には、無段変速モードと有段変速モードとを手動により選択操作するためのモード切換スイッチ（モード選択手段）６８が設けられている。
【００２３】
無段変速モードは、エンジン１０を最小燃費率曲線上で作動させるように決定した目標入力軸回転速度と実際の入力軸回転速度とを一致させるようにＣＶＴ１６の変速比を無段階に制御するためのモードである。これに対し、有段変速モードとは、従来の有段オートマチックトランスミッションにおけるシフト制御と同様に、予め用意された変速線図（マップ）から実際のスロットル弁開度（アクセル開度）及び車速と各変速段との関係に基づいて変速段を決定し、その決定された変速段に応じて設定され、離散的に使用される離散変速比となるようにＣＶＴ１６の変速比を制御するモードである。ＥＣＵ５０（離散変速比変更手段）は、車速に応じてこの離散変速比を変更する。
【００２４】
以下、無段変速モード及び有段変速モードにおけるＣＶＴ１６の制御について説明する。このＣＶＴ１６の制御は図３に示すフローチャートに沿って１０ms毎に実行される。
【００２５】
図３のステップ１００においてモード切換スイッチ６８の操作により無段変速モード及び有段変速モードのいずれのモードが選択されているか、判断する。このステップ１００において、無段変速モードが選択されていると判断された場合には、ステップ１１０において、実際のスロットル弁開度に基づいて、あるいは実際のスロットル弁開度及び車速に基づいて無段変速モード用マップから目標入力軸回転速度が決定され、通常の無段変速処理がなされる。
【００２６】
又、前記ステップ１００において有段変速モードが選択されていると判断された場合には、次のステップ１２０において、スロットルセンサ５６よりスロットル弁開度Ａccを入力し、第２回転センサ６２より出力軸２０の回転速度を入力し車速Ｖを演算する。
【００２７】
次のステップ１３０において、図４に示すような変速マップを用いて、変速段ｉを決定する。この決定にはスロットル弁開度Ａcc及び車速Ｖの他、現在どの変速段かを考慮する。
【００２８】
次のステップ１４０において、変速段ｉに対応して設定されている定数ａｉとｂｉを用いて次の（１）式により変速比（離散変速比）Ｒを決定する。
【００２９】
Ｒ＝ａｉ  ×  Ｖ  ＋  ｂｉ      …（１）
【００３０】
ここでｉは変速段を表わし、ｉ＝１、２、３、４あるいはｉ＝１、２、３、４、５等である。
【００３１】
ここで、定数ａｉを負とすると、図５に示すように、車速が高くなる程離散変速比Ｒが小さく変更される。図６に各変速段における車速とエンジン回転数の関係を示す。図６において、破線は各変速段で離散変速比Ｒを一定とした場合を示し、車速とエンジン回転数は比例している。これに対し実線は離散変速比Ｒを車速が高くなる程小さくするようにした場合を示している。図６に示すように、同一車速ならばエンジン回転数は低回転となるため、特に高車速では騒音、燃料消費量が低減でき、低車速では加速性能を高めることができる。
【００３２】
又、αｉ、βｉ及びγｉをそれぞれ定数として、次の（２）式に示すように、車速Ｖの２次関数によって離散変速比Ｒを決定してもよい。
【００３３】
Ｒ＝αｉ  ×  Ｖ2   ＋  βｉ  ×  Ｖ  ＋  γｉ      …（２）
【００３４】
このようにして離散変速比Ｒを決定した場合には、図７に示すように、車速Ｖが通常使用域においては車速が高くなる程離散変速比Ｒが減少し、更に車速が高くなった場合には、再び離散変速比Ｒが増加する。再び離散変速比Ｒを増加させるのは駆動力を重視したためである。
【００３５】
あるいはより一般的に任意の関数ｆｉを用いて次の（３）式により離散変速比Ｒを決定するようにしてもよい。
【００３６】
Ｒ＝ｆｉ（Ｖ）      …（３）
【００３７】
このようにして決められた離散変速比Ｒを目標値としてＣＶＴ１６の可変プーリ２２、２４が制御される。従って、車速の変化に応じて、ＣＶＴ１６の可変プーリ２４、２４の使用箇所が、同じ有段変速モードの変速段であっても微妙に変化していくので、可変プーリ２２、２４に偏摩耗を生じることがない。
【００３８】
本実施形態は、有段変速モードのうち、離散変速比Ｒを自動的に切換える自動変速モード（ＡＴモード）について説明したが、手動変速モード（ＭＴモード）の場合には、図３のステップ１３０における処理が、運転者による変速段指示に置き替るだけで、ステップ１４０の処理はＡＴモードの場合と同様である。
【００３９】
又、本実施形態においては、ＣＶＴ１６は運転者の操作に対し、常に同じ応答をするため、運転者が違和感を感じることがない。例えば、車両の使用期間等に応じて離散変速比の組全体を変えるようにした場合には、運転者の操作（手動変速、アクセル踏込み）や使用環境（車速、道路勾配等）が全く同一であっても、選択された有段変速比が同一でない場合が生じることがある。このとき運転者によっては違和感を感じることがある。具体例で示すと、平坦な高速道路を車速１００km／h で走行する場合、ある時点までは有段変速モードの５速で変速比が２．５３で、エンジン回転数が２４００rpm で走行していたとする。その後、例えば使用期間あるいは走行距離がある値に達したとして、それまで使用していた変速比を自動的にずらしたとする。例えば、変速比を４％高くして２．６３とすると、エンジン回転数は２４９０rpm となる。即ち、平坦な道を同じ１００km／h で走行しているのに、エンジン回転数が運転者の意思に拘りなく２４００rpm から２４９０rpm に変化する。このエンジン回転数の変化が敏感な運転者に違和感を与えることがある。
【００４０】
これは又、有段変速の最上位段の変速比の決定が本来その車両の規格とエンジンの出力トルク特性に基づいて、燃費（より小さな変速比を要求）と駆動力（より大きな変速比を要求）という相反する２つの事象の上での最良値になるように設定されているにも拘らず、使用期間や走行距離等に応じて、自動的に変速比をずらしてしまうということは、その最良の変速比から外れてしまうということも意味している。
【００４１】
本実施形態においては、運転者の操作と使用環境が同一なら、車両の全使用過程を通じて使用される変速比が同一になるので、感覚の鋭い運転者に対しても違和感を与えることがなく、有段変速モードの最上位段の離散変速比Ｒを最良値に設定することが可能となる。
【００４２】
又、図５に示すような、車速に対し離散変速比Ｒが小さくなる特性を与えると、高速での騒音、燃料消費量が低減でき、低車速では加速性、発進性を良くすることができると共に、有段変速モードの実用性を高めることができる。
【００４３】
このとき、図７に示すように、常用高速域で離散変速比Ｒが最小となるようにし、それ以上の高速域においては加速性を重視した設定とすることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、車速に応じて設定される離散変速比を変更するようにしたため、運転者が有段変速モードを使用し続ける場合の可変プーリの偏摩耗を防止することができ、ベルトスリップ及びベルトの耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００４５】
又、車速に対し設定される離散変速比が小さくなるようにした場合には、高車速域では騒音、燃料消費量が低減でき、低車速域では加速性、発進性を向上させることができる。又、無段変速機が運転者の操作に対し常に同じ応答をするため、運転者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要旨を示すブロック図
【図２】本発明の適用された車両用無段変速機の変速制御装置の概略を示す構成図
【図３】本実施形態における無段変速モードと有段変速モードにおける制御を示すフローチャート
【図４】アクセル開度及び車速から変速段を決定するためのマップ
【図５】車速が高い程離散変速比を小さく変更する様子を示す線図
【図６】車速が高くなる程離散変速比を小さくした場合の車速とエンジン回転数の関係を示す線図
【図７】車速が常用使用域において離散変速比が最も小さくなるように変更した様子を示す線図
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…クランク軸
１４…電磁クラッチ
１６…ベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）
１８…入力軸
２０…出力軸
２０、２４…可変プーリ
２６…伝動ベルト
５０…電子制御装置（ＥＣＵ）
６８…モード切換スイッチ
【図１】
0003637712.tif 000002
【図２】
0003637712.tif 000003
【図３】
0003637712.tif 000004
【図４】
0003637712.tif 000005
【図５】
0003637712.tif 000006
【図６】
0003637712.tif 000007
【図７】
0003637712.tif 000008