(57)【要約】      （修正有）【課題】  燃費の向上を図る無段変速機の変速制御装置を提供する。【解決手段】  車両の運転状態に基づいて無段変速機の目標変速比を演算する目標変速比演算手段２０、２０ｅと、車両の運転状態と目標変速比に基づいて目標変速速度を演算する目標変速速度演算手段２０ｄと、無段変速機の入力側回転速度と出力側回転速度とから実変速比を検出する実変速比検出手段２０ａと、実変速比が目標変速比と一致するように、目標変速速度により無段変速機の変速比を制御する変速制御手段２０ｂと、を備えた無段変速機の変速制御装置において、目標変速速度演算手段は、原動機からの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、入力トルクと実変速比と無段変速機の入力側慣性モーメントと出力側回転速度に基づいて目標変速速度の上限値を演算する上限値演算手段と、上限値を超えないように前記運転状態に基づく目標変速速度を設定する目標変速速度設定手段とを備えた。【選択図】    図３
2006258195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転状態に基づいて無段変速機の目標変速比を演算する目標変速比演算手段と、
前記車両の運転状態と目標変速比に基づいて目標変速速度を演算する目標変速速度演算手段と、
前記無段変速機の入力側回転速度と出力側回転速度とから実変速比を検出する実変速比検出手段と、
前記実変速比が前記目標変速比と一致するように、前記目標変速速度により無段変速機の変速比を制御する変速制御手段と、
を備えた無段変速機の変速制御装置において、
前記目標変速速度演算手段は、原動機からの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記入力トルクと実変速比と無段変速機の入力側慣性モーメントと前記出力側回転速度に基づいて目標変速速度の上限値を演算する上限値演算手段と、
前記上限値を超えないように前記運転状態に基づく目標変速速度を設定する目標変速速度設定手段と、
を備えたことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記上限値演算手段は、前記実変速比と無段変速機の入力側慣性モーメントと前記出力側回転速度の積をエンジントルクで除した値を変化時間として演算する変化時間演算手段を有し、前記変化時間内に所定の変速比変化量だけ変速する変速速度を前記上限値として演算することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記目標変速比演算手段は、
前記運転状態としてのアクセル操作量と車速から第１目標変速比を演算する第１目標変速比演算手段と、
前記目標変速速度に基づいて前記第１目標変速比に追随する第２目標変速比を演算する第２目標変速比演算手段と、
を有し、
前記目標変速速度演算手段は、前記第１目標変速比と第２目標変速比の偏差に基づいて目標変速速度の基本値を演算する基本値演算手段を有し、前記基本値と前記上限値のうち小さい方を目標変速速度として設定し、
前記変速制御手段は、前記実変速比が前記第２目標変速比と一致するように、前記目標変速速度により無段変速機の変速比を制御することを特徴する請求項２に記載の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】
本発明は、ＣＶＴの変速比制御装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＶＴの変速比制御装置として、定常時の変速比Ｂａｓｅｉを算出し、変速比Ｂａｓｅｉと検出した変速機の出力軸回転数Ｎｏおよび現在の変速比ｉとを用いて変速制御するものがある（特許文献１参照）。この従来の無段変速機付き車両の制御装置は、車速とスロットル開度とから定常時の変速比Ｂａｓｅｉを算出し、定常時の変速比Ｂａｓｅｉと現在の変速比ｉとの差あるいは比などから係数ＴＴＩＮＲを算出し、検出した現在の変速比ｉと出力軸回転数Ｎｏと係数ＴＴＩＮＲとから変速速度ＳＶ＝ＴＴＩＮＲ／（エンジンの慣性モーメント×ｉ×Ｎｏ）を算出する。そして、現在の変速比ｉが定常時の変速比Ｂａｓｅｉとなるように変速速度ＳＶに従って変速制御を行う構成であり、変速時のイナーシャトルクを考慮した制御で良好な運転性を実現することを目的としている。
【特許文献１】特開平７−２３９００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のＣＶＴの変速比制御装置は、イナーシャトルクのみに着目し、変速比の変化に伴うトルク増大作用の変化には着目していないため、運転性の改善の余地を残していた。
【０００４】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、変速比の変化に伴うトルク増大作用の変化を考慮することにより運転性を改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両の運転状態に基づいて無段変速機の目標変速比を演算する目標変速比演算手段と、前記車両の運転状態と目標変速比に基づいて目標変速速度を演算する目標変速速度演算手段と、前記無段変速機の入力側回転速度と出力側回転速度とから実変速比を検出する実変速比検出手段と、前記実変速比が前記目標変速比と一致するように、前記目標変速速度により無段変速機の変速比を制御する変速制御手段と、を備えた無段変速機の変速制御装置において、前記目標変速速度演算手段は、原動機からの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記入力トルクと実変速比と無段変速機の入力側慣性モーメントと前記出力側回転速度に基づいて目標変速速度の上限値を演算する上限値演算手段と、前記上限値を超えないように前記運転状態に基づく目標変速速度を設定する目標変速速度設定手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００６】
変速比の変化によるトルク増大作用の変化をイナーシャトルクよりも大きく保つことが可能となり、アクセル操作量に対してエンジントルクが飽和するような運転領域でも、変速比の増加に伴うＣＶＴの出力トルク（駆動力）の増加により、良好な運転性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１はＶベルト式無段変速機の概略構成図を示し、図２は油圧コントロールユニット及びＣＶＴコントロールユニットの概念図をそれぞれ示す。
【０００９】
図１において、無段変速機（ＣＶＴ）５はロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２、前後進切り換え機構４を介してエンジン１に連結され、一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４及びアイドラシャフトを介してディファレンシャル６に連結される。
【００１０】
無段変速機５の変速比やＶベルトの接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応動する油圧コントロールユニット１００によって制御される。ＣＶＴコントロールユニット２０は、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット２１から入力トルク情報や後述するセンサ等からの出力に基づいて変速比や接触摩擦力を決定し、油圧コントロールユニット１００を制御する。
【００１１】
無段変速機５のプライマリプーリ１０は、エンジン１の動力を伝達する入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（プライマリプーリ圧）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成される。
【００１２】
セカンダリプーリ１１は出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、この固定円錐板１１ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（セカンダリプーリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００１３】
エンジン１から入力された駆動トルクは、トルクコンバータ２、前後進切り換え機構４を介して無段変速機５へ入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａ及びセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２とのピッチ半径を変更することにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変更することができる。無段変速機５の変速比及びＶベルト１２の接触摩擦力は油圧コントロールユニット１００によって制御される。
【００１４】
図２に示すように、油圧コントロールユニット１００は、ライン圧を制御するレギュレータバルブ６０と、プライマリプーリシリンダ室１０ｃの油圧（以下、プライマリプーリ圧）を制御する減圧弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへの供給圧（以下、セカンダリプーリ圧）を制御する減圧弁６１を主体に構成される。
【００１５】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ８０からの圧油を調圧するソレノイドを備えたレギュレータバルブ６０で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）に応じて運転状態に応じた所定のライン圧ＰＬに調圧する。
【００１６】
ライン圧ＰＬは、プライマリ圧を制御するソレノイド３１を備えた減圧弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド６２を備えた減圧弁６１にそれぞれ供給される。
【００１７】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１のプーリ比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動される減圧弁３０、６１によって制御され、減圧弁３０、６１に供給されたライン圧ＰＬが調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ、セカンダリ圧をセカンダリプーリ１１へ供給され、溝幅が可変制御されて所定のプーリ比に設定される。なお、実プーリ比はプライマリプーリ１０の回転速度とセカンダリプーリの回転速度の比で算出され、対して実変速比はこの実プーリ比にアイドラギア１４のギア比を考慮した値である。
【００１８】
ここで、ＣＶＴコントロールユニット２０は、図１において、無段変速機５のプライマリプーリ１０の回転速度を検出するプライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ１１の回転速度（または車速）を検出するセカンダリプーリ速度センサ２７からの信号と、インヒビタースイッチ２３からのシフト位置と、運転者が操作するアクセルペダルの操作量に応じた操作量センサ２４からのストローク量（またはアクセルペダルのストローク量に応じたスロットル弁の開度）、油温センサ２５から無段変速機５の油温を読み込んで変速比やＶベルト１２の接触摩擦力を可変制御する。
【００１９】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、アクセルペダルのストローク量、車速、エンジントルク、セカンダリプーリ回転速度と実変速比とから目標変速比や目標変速比変化速度を演算する目標変速比演算手段２０ａと、実際の変速比が目標変速比となるように油圧コントロールユニット１００を制御する変速比制御手段２０ｂとから構成される。
【００２０】
変速比制御手段２０ｂは、目標変速比演算手段２０ａからの目標変速比や目標変速比変化速度に応じて減圧弁３０、６１のソレノイド３１、６２を駆動して、変化速度（または変速比）が目標変速比変化速度（または目標変速比）となるように制御する。
【００２１】
次に目標変速比演算手段２０ａの目標変速比の演算手法について説明する。
【００２２】
前述の従来技術では、変速時のイナーシャトルクのみに着目し、変速比の変化に伴うトルク増大作用の変化には着目していないため、良好な運転性を実現するうえで改善の余地があった。
【００２３】
つまり、アクセル操作量に対してエンジントルクが飽和する中負荷以上の加速では、アクセル操作量を増加させてもエンジントルクは増加しないが、変速比の増加により駆動力を増加させることができる。そこで、変速比の増加時にはイナーシャトルクにより出力トルクが低下する引きが発生するが、変速比の増加によるトルク増大作用の増加をイナーシャトルクによる引きよりも大きく保たれるように変速比または変速比変化速度を制御すれば、イナーシャトルクによる出力トルク（駆動力）の低下の影響を排除して良好な加速感を得ることができる。
【００２４】
変速に伴うトルク増大作用の変化の無段変速機５の出力トルクＴｏに対する影響分△Ｔｏ１は、下式で表すことができる。
【００２５】
△Ｔｏ１＝Ｔｅ×△Ｒ…（１）
ここで、Ｔｅ：エンジントルク、ΔＲ：実変速比の変化分である。
【００２６】
一方、変速に伴うイナーシャトルクの無段変速機５の出力トルクＴｏに対する影響分△Ｔｏ２は、下式で示すことができる。
【００２７】
△Ｔｏ２＝Ｉｉ×ωｏ×Ｒ×（△Ｒ／△ｔ）…（２）
ここで、Ｉｉ：入力側慣性モーメント、ωｏ：出力側回転速度、Ｒ：実変速比、Δｔ：実変速比を所定量（所定の変速比変化量）だけ変化する時間である。
【００２８】
前述のように車両の良好な加速感のためには、無段変速機５の出力トルクＴｏの変化分△Ｔｏ（＝△Ｔｏ１−△Ｔｏ２）は正である必要があるので、
△Ｔｏ１＞△Ｔｏ２
の関係となる。つまり、
△ｔ＞Ｉｉ×ωｏ×Ｒ／Ｔｅ…（３）
したがって、実変速比を所定量だけ変化させる時間△ｔは、入力側慣性モーメントＩｉと出力側回転速度ωｏと実変速比Ｒとの積を、エンジントルクＴｅで除した商よりも大きい必要がある。言い換えると、単位時間当りの変速比Ｒの変化量、つまり変化速度に上限値を設定し、この上限値以下の変化速度とすることでイナーシャトルクの出力トルクの低下の影響を排除して良好な運転性を確保することができる。
【００２９】
図３は、ＣＶＴコントロールユニット２０の構成を示すブロック図である。
【００３０】
目標変速比演算手段２０ａは、第１目標変速比演算部２０ｃと目標変速比変化速度演算部２０ｄと第２目標変速比演算部２０ｅとで構成される。
【００３１】
第１目標変速比演算部２０ｃには、アクセル操作量ＡＰＳと車速ＶＳＰとを入力し、第１目標変速比ｔＲ１を演算する。図４は、アクセル操作量ＡＰＳと車速ＶＳＰとに応じて設定される第１目標変速比ｔＲ１の例である。エンジントルクが飽和するような運転領域でも、変速比の変化によりアクセル操作量ＡＰＳに応じて駆動力を変化させるように設定する。
【００３２】
目標変速比変化速度演算部２０ｄには、第１目標変速比ｔＲ１と実変速比ＲとエンジントルクＴｅと出力側回転速度ωｏとが入力され、予め記憶されている無段変速機５の入力側慣性モーメントＩｉを用い、前述の
△Ｔｏ＝△Ｔｏ１−△Ｔｏ２
より出力トルクＴｏの変化△Ｔｏを求める。
【００３３】
そして、目標変速比変化速度演算部２０ｄは、上記出力トルクＴｏの変化△Ｔｏが正となるように目標変速比変化速度が演算される。
【００３４】
第２目標変速比演算部２０ｅには、第１目標変速比ｔＲ１と目標変速比変化速度に基づいて第１目標変速比ｔＲ１を追随するように第２目標変速比を演算する。この演算は、例えば、所定の時定数を用いた一次遅れのフィルタなどで求めることができる。
【００３５】
変速比制御手段２０ｂには、第２目標変速比ｔＲ２と実変速比Ｒが入力され、実変速比Ｒが第２目標変速比ｔＲ２に一致するようにフィードバック制御される。つまり、第２目標変速比は、制御周期（所定時間）毎の目標変速比として与えられる。
【００３６】
図５は、ＣＶＴコントロールユニット２０の制御内容を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行される。
【００３７】
ステップＳ１では、アクセル操作量ＡＰＳと車速ＶＳＰとから第１目標変速比ｔＲ１が、上記図４のマップに基づいて演算される。
【００３８】
ステップＳ２では、第１目標変速比ｔＲ１と第２目標変速比ｔＲ２の前回値との偏差から所定の関数を用いて目標変速比変化量の基本値ｄｔＲＢが演算される。目標変速比変化量の基本値ｄｔＲＢは、速やかに安定した変速が実現されるように、第１目標変速比ｔＲ１と第２目標変速比ｔＲ２との偏差が大きい場合には大きな値となり、小さい場合には小さい値となるように設定される。
【００３９】
ステップＳ３では、エンジントルクが飽和しているか否かが判断され、飽和している場合はステップＳ４へ、飽和していない場合はステップＳ６へ進む。なお、エンジントルクＴｅが飽和状態か否かの判断は、図６に示すアクセル操作量ＡＰＳとエンジントルクＴｅとの関係を用いて実行される。図６は、アクセル操作量ＡＰＳとエンジントルクＴｅとの関係を示す図であり、エンジン回転数が低いほど、小さいアクセル操作量ＡＰＳでエンジントルクＴｅは飽和する。
【００４０】
ステップＳ４では、エンジントルクＴｅと変速比Ｒと入力側慣性モーメントＩｉと出力側回転速度ωｏとから、次式により変速比（第２目標変速比）を所定量だけ変化させる変化時間Δｔを求める。
△ｔ＝Ｉｉ×ωｏ×Ｒ／Ｔｅ…（４）
そして、この変化時間△ｔ内に変速比を所定量だけ変速させる変速速度を、目標変速比変化速度の上限値ｄｔＲＵＬとして求める。
【００４１】
ステップＳ５では、目標変速比変化量の基本値ｄｔＲＢと目標変速比変化量の上限値ｄｔＲＵＬとが比較され、ｄｔＲＢ＜ｄｔＲＵＬの場合はステップＳ６へ、ｄｔＲＢ≧ｄｔＲＵＬの場合はステップＳ７へ進む。
【００４２】
ステップＳ６では、目標変速比変化量ｄｔＲとして目標変速比変化量の基本値ｄｔＲＢが選択される。一方、ステップＳ７では、目標変速比変化量ｄｔＲとして目標変速比変化量の上限値ｄｔＲＵＬが選択される。
【００４３】
続くステップＳ８では、第１目標変速比ｔＲ１と第２目標変速比ｔＲ２とが比較され、ｔＲ１＝ｔＲ２の場合はステップＳ１１へ、ｔＲ１＜ｔＲ２の場合はステップＳ９へ、ｔＲ１＞ｔＲ２の場合はステップＳ１０へ進む。
【００４４】
ステップＳ９では、第２目標変速比ｔＲ２に目標変速比変化量ｄｔＲを加え、ステップＳ１０では、第２目標変速比ｔＲ２から目標変速比変化量ｄｔＲを減ずる。これらの演算は所定時間毎に実行されるので、目標変速比変化速度は目標変速比変化量ｄｔＲ／所定時間となる。
【００４５】
ステップＳ１１では、変速比Ｒが第２目標変速比ｔＲ２と等しくなるように、変速比Ｒのフィードバック制御が実行される。
【００４６】
以上の処理により、運転状態に基づいて第１目標変速比ｔＲ１が求められると、第２目標変速比ｔＲ２の前回値と第１目標変速比ｔＲ１から目標変速比変化速度の基本値ｄｔＲＢ（目標変速速度の基本値）が決定される。
【００４７】
一方、エンジントルクＴｅと実変速比Ｒと入力側慣性モーメントＩｉ及び出力側回転速度ωｏから求めた変化時間△ｔにより、目標変速比変化速度の上限値ｄｔＲＵＬ（目標変速速度の上限値）が求められる。
【００４８】
次に、目標変速速度の基本値ｄｔＲＢと上限値ｄｔＲＵＬの大小関係を比較して、基本値ｄｔＲＢが上限値ｄｔＲＵＬ以上となる場合には、目標変速比変化速度を上限値ｄｔＲＵＬに規制する。
【００４９】
これにより、上記（３）式で示したように、実変速比Ｒが所定の変速比変化量だけ変化させる変化時間△ｔは、入力側慣性モーメントＩｉと出力側回転速度ωｏと実変速比Ｒの積をエンジントルクＴｅで除した値よりも大きくなり、変速時のイナーシャトルクによる出力トルクの低下を補償することが可能となるのである。
【００５０】
本発明においては、変速比の変化に伴う出力トルクの増加分をイナーシャトルクによる出力トルクの低下分より大きくするため、目標変速比変化量がその上限値ｄｔＲＵＬを越えないように制御する。つめり、変速時の無段変速機５の出力トルクＴｏの変化△Ｔｏが正となるように変速比の変化量を選択する。したがって、変速比の変化によるトルク増大作用の変化をイナーシャトルクによるトルク増大作用の変化よりも大きく保つことが可能となり、アクセル操作量に対してエンジントルクが飽和するような運転領域でも、良好な運転性を実現できる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、原動機としてエンジンを無段変速機に連結した例を示したが、エンジンと電動機の組み合わせたものを原動機としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示すＶベルト式無段変速機の概略構成図である。
【図２】同じくＣＶＴコントロールユニットと油圧コントロールユニットの概略構成図である。
【図３】ＣＶＴコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】アクセル操作量ＡＰＳと車速ＶＳＰとに応じて設定される第１目標変速比ｔＲ１の例である。
【図５】ＣＶＴコントロールユニットが行う制御のフローチャートである。
【図６】エンジントルクの飽和状態を判断するマップである。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
５  無段変速機
１０  プライマリプーリ
１１  セカンダリプーリ
１２  Ｖベルト
２０  ＣＶＴコントロールユニット
２０ａ  目標変速比演算手段
２０ｂ  変速比制御手段
２０ｃ  第１目標変速比演算部
２０ｄ  目標変速比変化速度演算部
２０ｅ  第２目標変速比演算部
１００  油圧コントロールユニット
【図１】
2006258195.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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