(57)【要約】【課題】運転者が行う車輌用無段変速装置のダウンシフト操作またはアップシフト操作の時間的長さに応じて変速比増大または減小の度合を制御する場合に、変速中にも変速速度を道路状況や運転状況の変化に適合させる。【解決手段】変速比増大操作または変速比減小操作中、所定時間毎に変速比増大率または変速比減小率を計算し、その最適値を左右する道路状況や運転状況の変化に応じて変速比増大率または変速比減小率の計算値を変化させる。【選択図】    図１
2004278742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機構と、前記無段変速機構の変速比を運転者の変速比増大操作に応じて該操作中計算された増大率にて増大させまた運転者の変速比減小操作に応じて該操作中計算された減小率にて減小させる手動変速制御手段とを備え、前記手動変速制御手段は前記変速比増大操作若しくは変速比減小操作中所定時間毎に前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件の変化に応じて前記増大率若しくは減小率の計算値を変化させるようになっていることを特徴とする車輌用無段変速装置。
【請求項２】
前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件は道路状況を含むことを特徴とする請求項１に記載の車輌用無段変速装置。
【請求項３】
前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件は運転状況を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用変速装置に係り、特に無段変速機構を用いた車輌用無段変速装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸の回転数に対する被動軸の回転数を無段階に連続して変えることができる無段変速機構がベルト式無段変速機構やトロイダル式無段変速機構として知られており、車輌用無段変速装置として用いられている。またかかる無段変速機構を用いて車輌用無段変速装置を構成する場合、無段変速機構をその変速比が自動変速制御手段により車輌の運転状態に応じて自動的に設定される自動変速モードと、その変速比が手動変速制御手段により運転者の意図するところに応じて手動的に設定される手動変速モードとの間に随時切り換えて作動させることが行われている。
【０００３】
図３はそのような公知の車輌用無段変速装置を含む車輌駆動系の基本構成を示す概略図である。図に於いて、１０はエンジンであり、直結クラッチ１２を備えたトルクコンバータ１４、歯車変速機構１６、無段変速機構（ＣＶＴ）１８、プロペラ軸２０、差動歯車２２、一対の車軸２４を経て一対の駆動輪２６を駆動するようになっている。エンジン１０、トルクコンバータの直結クラッチ１２、トルクコンバータ１４、無段変速機構１６の作動はマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）２８により制御されるようになっている。電子制御装置２８には、図には示されていないアクセルペダルおよびブレーキペダルよりその踏み込み量に関する信号、車速センサ３０より車速に関する信号、シフトレバーの如き操作端を備えた変速操作装置３２より運転者による変速指令信号、その他の電子制御装置の作動に必要な情報を与える信号が供給されている。
【０００４】
変速操作装置３２は、図示の如くＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ、＋、−の各シフト位置を備えたＪ字型の溝と、これに沿って各シフト位置の間に手にて移動されるシフトレバー（図示せず）とを備えている。Ｐ、Ｒ、Ｎはそれぞれパーキング、リバース、ニュートラルのシフト位置である。シフトレバーがＤ位置にあるとき、無段変速機構１８は電子制御装置２８の制御判断に従って所定の変速比を達成する状態に制御され、またシフトレバーがＭ位置にあるとき、無段変速機構１８は運転者によるシフトレバーの操作に従って所定の変速比を達成する状態に制御される。この場合、ここに示す公知例に於いては、シフトレバーは運転者がこれを手にて操作することによりＭ位置より＋位置または−位置へ任意にシフトされるが、運転者がシフトレバーに加える力を解除すると、シフトレバーはばね力によりＭ位置に戻されるようになっている。そしてシフトレバーがＭ位置より＋位置へシフトされる度に無段変速機構はそれについて予め設定されている複数の変速比の順番に沿って１段階ずつアップシフトされ、またシフトレバーがＭ位置より−位置へシフトされる度に同変速比の順番に沿って１段階ずつダウンシフトされるようになっている。
【０００５】
かかる自動変速モードや手動変速モードに関する制御態様やその間の切換え制御については、従来より種々の提案がなされている。例えば、下記の特許文献１には、手動変速モードに於いてアップシフト操作またはダウンシフト操作が行われると、操作開始と同時に変速比を下げる作動または変速比を上げる作動が開始され、アップシフト操作またはダウンシフト操作が終了するまで変速比を下げまたは上げる作動が行なわれるようにすることが記載されている。また、この場合、アップシフト操作およびダウンシフト操作はそれぞれアップシフトスイッチおよびダウンシフトスイッチを押すことにより行われ、これらのスイッチを押す力および時間に応じて変速への要求度の高低が判断されることが記載されている。また下記の特許文献２には、手動による変速時に運転者の減速意図を考慮して変速速度を変更することが記載されている。
【特許文献１】
特開平７−３０１３２１
【特許文献２】
特開平１０−１８４８７５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に記載されているように、アップシフト操作またはダウンシフト操作が行われている間、変速比を下げまたは上げる作動が続けられるようにすれば、運転者の変速に対する要求の度合を変速操作の継続時間により表現するという運転者にとって馴染みやすい方法にて検出し且つそれに合わせた変速を実行することができる。ただ、この場合、運転者によるアップシフト操作またはダウンシフト操作の継続時間に応じてアップシフトまたはダウンシフトの程度を変える制御を有効に作動させようとすれば、１回のアップシフト操作またはダウンシフト操作にかける時間をその長短の差が明確に表現できる程度に比較的長くすることが必要である。しかし、一方、アップシフトまたはダウンシフトの実行には、道路の混み具合等の道路の状況や運転者による運転の状況に応じて異なる好ましい変速速度がある。従って、１回のアップシフト操作またはダウンシフト操作にかける時間が比較的長くされた場合、道路状況や運転状況が目まぐるしく変化するときには、１回のアップシフト操作またはダウンシフト操作中にも道路状況や運転状況が大きく変化し、その間一定の変速速度による変速行われたのでは、道路状況や運転状況に応じて適切な変速速度による変速を行うことができない。
【０００７】
本発明は、運転者の無段変速機構の変速比に対する増大または減小の要求の度合を運転者が行うダウンシフト操作またはアップシフト操作の時間的長さにより検出してそれに対応する手動変速制御を行わんとするとき生ずる上記の問題に着目し、この点に予め対処した車輌用無段変速装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、無段変速機構と、前記無段変速機構の変速比を運転者の変速比増大操作に応じて該操作中計算された増大率にて増大させまた運転者の変速比減小操作に応じて該操作中計算された減小率にて減小させる手動変速制御手段とを備え、前記手動変速制御手段は前記変速比増大操作若しくは変速比減小操作中所定時間毎に前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件の変化に応じて前記増大率若しくは減小率の計算値を変化させるようになっていることを特徴とする車輌用無段変速装置を提案するものである。
【０００９】
前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件は道路状況または運転状況またはこれら両者を含んでいてよい。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
上記の如く、車輌用無段変速装置が、無段変速機構と、該無段変速機構の変速比を運転者の変速比増大操作に応じて該操作中計算された増大率にて増大させまた運転者の変速比減小操作に応じて該操作中計算された減小率にて減小させる手動変速制御手段とを備え、かかる手動変速制御手段が前記変速比増大操作若しくは変速比減小操作中所定時間毎に前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件の変化に応じて前記増大率若しくは減小率の計算値を変化させるようになっていれば、変速に対する運転者の要求の度合を運転者のアップシフト操作またはダウンシフト操作の継続時間により表現し、これに基づく制御を有効に作動させるよう１回のアップシフト操作またはダウンシフト操作にかける時間をその長短の差が明確に表現できる程度に比較的長くしても、前記増大率若しくは減小率の計算のための所定時間を適当に選定しておけば、１回のアップシフト操作またはダウンシフト操作中に道路状況や運転状況が変化し、それによって変速の最適速度が変化しても、逐次道路状況や運転状況の変化に合わせて変速速度をそれに適合した値に変化させることができる。
【００１１】
前記増大率若しくは減小率の計算を左右する所定の条件が道路状況または運転状況またはこれら両者を含むようにされれば、変速速度を道路状況や運転状況の変化に合わせてそれに適合させることができる。道路状況として例えば車輌の発進／停止の頻度等から推定される道路の渋滞度が考慮され、渋滞度が高いほど変速速度が速くされれば、手動変速の応答性を、常時は過敏になることを抑え、操作頻度が高まるにつれてその応答性が高まるようにすることができる。また運転状況として例えばアクセルペダルやブレーキペダルの操作頻度および操作速度を検出し、操作頻度が高いほどまた操作速度が速いほど変速速度が速くされるような制御が行われば、機敏な運転を行う運転者に対しまたは運転者が機敏な運転を行う場合には変速速度を速め、ゆったりとした運転を行う運転者に対しまたは運転者がゆったりとした運転を行う場合には変速速度を緩め、運転者の運転個性や状況変化に対する運転対応の緩急度に適合した変速特性をもたらすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による車輌用無段変速装置の一つの実施の形態をその作動態様の形にて示すフローチャートであり、図２はその一部のステップに於いて使用されるパラメータの値を計算するためのサブルーチンを示すフローチャートである。かかるフローチャートによる制御は、図３に示した従来例に於けると同様の車輌用駆動装置に於いて、シフトレバーが中央のＭ位置より＋側または−側へ１回移動される度にそれを１度のアップシフト操作またはダウンシフト操作がなされたとして実行されてよいが、或いはまた、シフトレバーが＋位置にあるときには変速比が最小となり、シフトレバーが−位置にあるときには変速比が最大となるように、シフトレバー移動経路−〜Ｍ〜＋に沿うシフトレバーの移動位置に応じて変速比が設定されるような実施の形態に於いて実行されてもよい。或いはまた、かかるフローチャートによる制御は、アップシフト操作またはダウンシフト操作がそれぞれアップシフトボタンまたはダウンシフトボタンを押すことにより行われる場合にも適用されてよい。かかるフローチャートによる制御は車輌の始動に当ってイグニションスイッチが閉じられると同時に開始されてよく、また数十ミリセカンドの周期にて繰り返されるようになっていてよい。
【００１３】
制御が開始されると、ステップ１に於いて手動変速モードが選択されているか否かが判断される。答がイエスのときには、制御はステップ２へ進み、フラグＦ１が１にセットされているか否かが判断される。この種のフラグは制御の開始時に０にリセットされるものであり、このフローチャートではフラグＦ１はステップ４にて１にセットされ、またステップ２７にて０にリセットされるものである。従って、制御開始後制御が初めてステップ１に至ったときには答はノーであり、制御はステップ３へ進む。ステップ３に於いては、その瞬間に於ける無段変速機構の変速比γが手動変速用の変速比γｍとして記憶される。そして制御はステップ４へ進み、フラグＦ１が１にセットされる。従って、それ以後制御がステップ１よりイエスの側に進んでも、ステップ３の操作は行われない。これは手動変速モードによる制御が開始されたとき、無段変速機構の変速比の初期値を記憶するものである。
【００１４】
次いで、ステップ５に於いて、アップシフト操作がなされたか（またはアップシフト操作中であるか）否かが判断される。答がイエスであれば制御はステップ６へ進み、アップシフト操作中であることを示すフラグＦ２が１にセットされる。
【００１５】
次いで、制御はステップ７へ進み、図３のＥＣＵ２８の如き電子制御手段により構成されるカウンタのカウント値Ｃが制御開始当初に０にリセットされた状態から出発して１だけアップカウントされる。
【００１６】
次いで、ステップ８に於いてカウント値Ｃがある所定のカウント値Ｃｕを越えたか否かが判断される。これは変速比減小操作に当って減小率を所定時間毎に計算するための該所定時間を測るものであり、このフローチャートに沿った制御が繰り返される数十ミリセカンドの周期とカウント値Ｃｕの積が該所定時間に対応するようＣｕの値が定められる。
【００１７】
ステップ８の答がイエスになれば、制御はステップ９へ進み、現在記憶されているγｍの値をΔγｕだけ減じて新たにγｍの値とする操作が行われる。このΔγｕの値は図２に示すサブルーチンにより同時に並行して計算されており、その結果がここで使用される。図２のサブルーチンについては後に説明する。続くステップ１０および１１はγｍの下限値を制限するものであり、γｍの値が所定の最小値γｍｉｎ以下に下がろうとするときには、これをγｍｉｎに留めるものである。
【００１８】
次いで、ステップ１２に於いて、γｍの値にその時の車速Ｖを乗じて無段変速機構の入力側の回転部材の目標回転数Ｎｉｎｔがα・γｍ・Ｖとして計算される。入力側回転部材とは、無段変速機構がベルト式のものであるときには、入力側のベルトプーリ対であり、無段変速機構がトロイダル式のものであるときには、一対のローラを挟んで対向する一対のトロイダルディスクの入力側のものである。αは無段変速機構を含む駆動力伝達系の設計により定まる比例係数であり、車速を無段変速機構の入力側回転部材の回転数に対応させる係数である。かくして一度Ｎｉｎｔが計算されると、ステップ１３に於いてカウント値Ｃは０にリセットされる。ステップ８の答がノーである間、即ち上記の所定時間が経過するまでは、ステップ９〜１３はバイパスされる。
【００１９】
こうしてフローチャートの繰り返し周期と所定カウント値Ｃｕの積により定まる時間が、道路状況や運転状況の如く最適変速速度の値を左右する事項の変化を逐次追跡することができる程度の時間とされれば、逐次その変化に追従し、運転者によるアップシフト操作の１回の実行期間中であっても、その途中で変速速度を変更することができ、無段変速機構のアップシフトを常に道路状況や運転状況に照らして最適の変速速度にて行わせることができる。
【００２０】
運転者によるアップシフト操作が終了すると、ステップ５の答はイエスからノーに転ずるので、これより制御はステップ１４へ進み、フラグＦ２が１であるか否かが判断される。このとき答はイエスであるので、制御はステップ１５へ進み、フラグＦ２およびカウント値Ｃをそれぞれ０にリセットすることが行われる。一方、変速モードが手動変速モードとされたときにも、まだ一度もアップシフト操作がなされないで制御がステップ１４に至ったときには、答はノーであり、このときにはステップ１５は不要であり、パイパスされる。
【００２１】
上記の如くアップシフト操作が一度ないし何度か行われて終了した後、或いはアップシフト操作が未だ行われることなく制御がステップを１６に至ったときには、ダウンシフト操作が行われたか否かが判断される。そして答がイエスあれば制御はステップ１７へ進み、フラグＦ３が１にセットされる。以後のステップ１８〜２４は上述のステップ７〜１３によるアップシフトと同様の要領にてダウンシフトを行うものである。即ち、この場合、ステップ１９に於いては、カウント値Ｃがダウンシフト用の所定時間を定めるカウント値Ｃｄを越えたか否かが判断され、ステップ２０に於いては、現在の変速比γｍがダウンシフト用に計算された変速比変更幅Δγｄだけ増大され、ステップ２１および２２に於いては、変速比γｍの最大値がγｍａｘに制限され、かくして得られたγｍに基づきステップ２３に於いて無段変速機構の入力側回転部材の目標回転数Ｎｉｎｔが計算され、ステップ２４に於いてカウント値Ｃが０にリセットされる。
【００２２】
運転者によるダウンシフト操作が終了すると、ステップ１６の答はイエスからノーに転ずるので、制御はステップ２５へ進み、フラグＦ３が１であるか否かが判断される。このとき答はイエスであるので、制御はステップ２６へ進み、フラグＦ３およびカウント値Ｃをそれぞれ０にリセットすることが行われる。一方、変速モードが手動変速モードとされたときにも、まだ一度もダウンシフト操作がなされないで制御がステップ２５に至ったときには、答はノーであり、このときにはステップ２６は不要であり、パイパスされる。
【００２３】
変速モードが自動モードに切り換えられると、ステップ１の答はノーとなるので、このとき制御はステップ２７へ進み、フラグＦ１およびカウント値Ｃがそれぞれ０にリセットされる。
【００２４】
図１のステップ９および２０にて使用されるΔγｕおよびΔγｄは、それぞれ図１のフローチャートと並行して実行される図２のサブルーチンフローチャートにより計算される。このフローチャートに於いては、ステップ１００にて道路状況の判断が行われる。この道路状況としては、道路の渋滞度が取り上げられてよく、これは例えば車輌の発進／停止の頻度等から推定されてよい。次いで、ステップ１０２にて運転状況が判断される。これは運転者による運転操作の状況であり、例えばアクセルペダルやブレーキペダルの操作頻度や操作速度として把握されてよい。
【００２５】
以上の如き道路状況および運転状況の判断が行われた後、ステップ１０４に於いてフラグＦ２が１であるか否かが判断される。答がイエスであれば、その時はアップシフト中であるので、制御はステップ１０６へ進み、上記の判断に基づいてその時の道路状況および運転状況に適したアップシフト用変速比変更幅Δγｕが計算される。これは変速速度に相当する。一方、ステップ１０４の答がノーであれば、制御はステップ１０８へ進み、フラグＦ３が１であるか否かが判断される。答がイエスであれば、その時はダウンシフト中であるので、制御はステップ１１０へ進み、上記の判断に基づいてその時の道路状況および運転状況に適した変速比変更幅Δγｄが計算される。ΔγｕやΔγｄは変速速度に相当する。
【００２６】
道路状況を考慮するとき、アップシフトおよびダウンシフトのいずれに於いても、シフトレバーの操作頻度が高いほど変速速度が速くされれば、道路状況に対する手動変速の応答性を、常時は過敏になることを抑え、渋滞等によりシフトレバーの操作頻度が高まるにつれてその応答性が高まるようにすることができ、無段変速機構のシフトレバー操作に対する応答速さを道路の混雑状態に応じて最適なものに自動的に修正することができる。また、アクセルペダルやブレーキペダルの操作頻度や操作速度が高いほど変速速度が速くされれば、機敏な運転を行う運転者に対しまたは運転者が機敏な運転を行う場合には変速速度を速め、ゆったりとした運転を行う運転者に対しまたは運転者がゆったりとした運転を行う場合には変速速度を緩め、手動変速の応答性を運転者の運転個性や状況変化に対する運転対応の緩急度に適合させることができる。
【００２７】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌用無段変速装置の一つの実施の形態をその作動態様の形にて示すフローチャート。
【図２】図１のフローチャート一部のステップに於いて使用されるパラメータの値を計算するためのサブルーチンを示すフローチャート。
【図３】本発明による改良の対象となる車輌用無段変速装置を含む車輌駆動系の公知の基本構成を示す概略図。
【符号の説明】
１０…エンジン、１２…直結クラッチ、１４…トルクコンバータ、１６…歯車変速機構、１８…無段変速機（ＣＶＴ）、２０…プロペラ軸、２２…差動歯車、２４…車軸、２６…駆動輪、２８…電子制御装置（ＥＣＵ）、３０…車速センサ、３２…変速操作装置
【図１】
2004278742.tif 000003
【図２】
2004278742.tif 000004
【図３】
2004278742.tif 000005