(57)【要約】【課題】簡素化した制御により加速時における車両フィーリングを向上する。【解決手段】無段変速機はプライマリ軸に設けられるプライマリプーリと、セカンダリ軸に設けられるセカンダリプーリとを有し、これらのプーリには動力伝達要素としてのベルトが掛け渡されている。運転者のアクセルペダルの踏み込み量に応じて急加速が要求されていると判定されたときには、通常時変速モードが解除され加速時上限回転数が設定される。この加速時上限回転数を目標回転数としてプライマリプーリの回転数が制御され、プライマリプーリの回転数が加速時上限回転数に至るまでは、プライマリプーリの回転上昇率、変速比変化率または変速比を一定としてエンジン回転数の上昇率を設定する過渡制御が実行される。【選択図】　　図４
2004100833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより回転駆動される入力側回転体の回転を動力伝達要素を介して無段階に変化させて出力側回転体に伝達する無段変速機の変速制御装置であって、
アクセルペダルの踏み込み量に応じて急加速の要求状態にあるか否かを判定する急加速判定手段と、
スロットル開度、車速およびエンジン回転数などの運転状態に応じて前記入力側回転体の回転数を設定する通常時変速モード設定手段と、
前記急加速判定手段が急加速の要求状態にあると判定したときには、通常時変速モードを解除して加速時上限回転数を設定し、当該加速時上限回転数を目標回転数として前記入力側回転体の回転数を制御する急加速制御手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、前記加速時上限回転数は単一の回転数またはスロットル開度などの走行条件に応じて設定される複数の回転数であることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置において、前記入力側回転体の回転数が前記加速時上限回転数に至るまで、前記入力側回転体の回転上昇率、変速比変化率または変速比を一定としてエンジン回転数の上昇率を設定することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置において、前記急加速判定手段により急加速の要求が解除されたと判定したときには、前記通常時変速モードに戻す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載される無段変速機の変速比を運転状態に応じて制御する無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両に用いられる無段変速機には、ベルト式やトロイダル式がある。ベルト式無段変速機は、入力軸に設けられる入力側のプライマリプーリと、出力軸に設けられる出力側のセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡されるベルトやチェーンなどの動力伝達要素とを有している。それぞれのプーリの溝幅を変化させて動力伝達要素の巻き付け径を変化させることによって変速比が無段階に変化し、入力軸の回転を出力軸に所定の回転数に制御して伝達することができる。
【０００３】
このような無段変速機の変速制御装置は、基本変速特性マップつまり通常時変速マップが格納されたメモリーを有しており、スロットル開度、車速およびエンジン回転数などの運転状態を示すパラメータに基づいて通常時変速マップを参照してプライマリプーリの目標回転数を設定し、この目標回転数に実際のプライマリプーリ回転数が収束するように追従制御が行われる。これにより、変速比はローからオーバードライブまで連続的に制御される。
【０００４】
変速比を制御するためのプーリ溝幅を変化させる方式には、油圧アクチュエータを用いる方式と電動モータを用いる方式とがあり、電動モータによりプーリ溝幅を変化させるようにした変速制御方法としては、たとえば、特許文献１に開示されるものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２６９７１号公報
従来、無段変速機においては、車両が一定速度で走行中にアクセルペダルが踏み込まれて急加速の操作がなされると、スロットル開度、車速、エンジン回転数などにより予め設定される変速特性により、プライマリプーリの目標回転数まで急激に変速比を増加させ、その後変速比を徐々に減少させるように制御している。このように制御すると、エンジン回転数のみが車速に先行して上昇し、その後エンジン回転数は上昇せずにエンジン回転数の上昇に遅れて車速が上昇することになるので、運転者は体感上違和感を持つことがある。特に、無段変速機にあっては、燃費を向上させるために、一定車速での走行時には極力エンジン回転数を低くする場合が多く、その場合には急加速操作によってエンジンが低回転の状態から高回転に変化することになり、運転者の違和感は増大することになる。
【０００６】
このような制御に対して、エンジン回転数上昇と車速上昇とを伴って目標回転数までプライマリプーリの回転数を制御するようにすると、加速時の違和感は無くすことができるものの、一定車速で走行するときなどでは必要以上に高回転領域を使用して走行することになり、燃費の良い回転域を使用した走行が難しくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、前述した違和感を減らすとともに燃費向上を図るために、急加速が要求された場合、つまりある程度の加速状態を検出した場合には、常にエンジン回転数と車速とが共に上昇するように目標プライマリプーリの回転数を選択し、加速状態が終了した場合には極力エンジン回転数を低く設定できるように、通常の目標回転数に戻すように選択できるようにする制御手法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、このような制御手法を採用すると、通常時変速マップと加速時変速マップとの２つをメモリーに格納して制御する必要があり、それぞれのマップデータはスロットル開度、車速およびエンジン回転数などをパラメータとする３次元マップとする必要があるので、メモリーに格納するデータ容量が多くなるとともに、それぞれの３次元マップから目標回転数を補間計算処理のためのプログラムの負担が増大することになる。
【０００９】
本発明の目的は、簡素化した制御によって加速時における車両フィーリングを向上することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、エンジンにより回転駆動される入力側回転体の回転を動力伝達要素を介して無段階に変化させて出力側回転体に伝達する無段変速機の変速制御装置であって、アクセルペダルの踏み込み量に応じて急加速の要求状態にあるか否かを判定する急加速判定手段と、スロットル開度、車速およびエンジン回転数などの運転状態に応じて前記入力側回転体の回転数を設定する通常時変速モード設定手段と、前記急加速判定手段が急加速の要求状態にあると判定したときには、通常時変速モードを解除して加速時上限回転数を設定し、当該加速時上限回転数を目標回転数として前記入力側回転体の回転数を制御する急加速制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記加速時上限回転数が単一の回転数またはスロットル開度などの走行条件に応じて設定される複数の回転数であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記入力側回転体の回転数が前記加速時上限回転数に至るまで、前記入力側回転体の回転上昇率、変速比変化率または変速比を一定としてエンジン回転数の上昇率を設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記急加速判定手段により急加速の要求が解除されたと判定したときには、前記通常時変速モードに戻すことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、車両の急加速が要求されたときには、通常時変速モードを解除して加速時上限回転数を設定し、その加速時上限回転数を目標回転数として入力側回転体の回転数を制御するようにしたので、急加速時の変速制御を容量の少ない制御データによって制御することができ、制御データを格納するプログラムのＲＯＭ領域にデータ容量の多い３次元データを格納する必要がなく、変速機制御のためのプログラムの負担を軽減することができる。これにより、簡素化した制御によって加速時における変速機の制御を行うことができる。
【００１５】
本発明にあっては、入力側回転体の回転数が加速時上限回転数に至るまで、入力側回転体の回転上昇率、変速比変化率または変速比を一定としてエンジン回転数の上昇率を設定するので、急加速時にエンジン回転数上昇と車速上昇とを伴って目標回転数まで制御する場合と同様の加速フィーリングを得ることができ、車両の走行感を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は無段変速機の一例としてのベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図であり、この無段変速機１０はエンジン１１により駆動されるクランク軸１２の回転がトルクコンバータなどからなる発進装置１３と前後進切換装置１４を介して伝達される駆動側のプライマリ軸１５と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸１６とを有している。
【００１７】
プライマリ軸１５には入力側回転体としてのプライマリプーリ１７が設けられており、このプライマリプーリ１７はプライマリ軸１５に一体となった固定プーリ１７ａと、これに対向してプライマリ軸１５にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１７ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸１６には出力側回転体としてのセカンダリプーリ１８が設けられており、このセカンダリプーリ１８はセカンダリ軸１６に一体となった固定プーリ１８ａと、これに対向してセカンダリ軸１６に可動プーリ１７ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１８ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【００１８】
プライマリプーリ１７とセカンダリプーリ１８との間には動力伝達要素としてのベルト１９が掛け渡されており、両方のプーリ１７，１８の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト１９の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸１５の回転がセカンダリ軸１６に無段階に変速されて伝達されることになる。駆動ベルト１９のプライマリプーリ１７に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ１８に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比つまりプーリ比ｉはｉ＝Ｒｓ／Ｒｐとなる。セカンダリ軸１６の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置２１を有する歯車列を介して駆動輪２２に伝達されるようになっており、前輪駆動の場合には駆動輪２２は前輪となる。
【００１９】
プライマリプーリ１７の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１５にはプライマリシリンダ２３が設けられ、この中には油圧室２４が形成されている。一方、セカンダリプーリ１８の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１６にはセカンダリシリンダ２５が設けられ、この中には油圧室２６が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の油圧室２４に導入されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の油圧室２６に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとを調整することにより設定される。
【００２０】
図２は無段変速機１０を作動制御するための制御システムを示す概略図である。図２に示すように、それぞれの油圧室２４，２６には、エンジンあるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ２７からの作動油が供給されるようになっており、オイルポンプ２７の吐出口に接続されたセカンダリ圧路２８は、油圧室２６に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁２９のセカンダリ圧ポートに連通されている。このセカンダリ圧調整弁２９によって油圧室２６に供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、ベルト１９に対してトルク伝達に必要な締結力を付与する圧力に調整される。
【００２１】
セカンダリ圧路２８はプライマリ圧調整弁３１のセカンダリ圧ポートに連通油路３２を介して接続され、このプライマリ圧調整弁３１のプライマリ圧ポートはプライマリ圧路３３を介してプライマリ側の油圧室２４に連通されている。このプライマリ圧調整弁３１によってプライマリ圧Ｐｐは、目標変速比、車速などに応じた値に調整され、プライマリプーリ１７の溝幅が変化して変速比が制御される。セカンダリ圧調整弁２９およびプライマリ圧調整弁３１は、それぞれ比例ソレノイド弁であり、ＣＶＴ制御ユニット３４からそれぞれのソレノイドコイル２９ａ，３１ａに供給される電流値を制御することによってセカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐが調整される。
【００２２】
ＣＶＴ制御ユニット３４にはプライマリプーリ１７の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ３５と、セカンダリプーリ１８の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ３６からの信号が入力される。また、ＣＶＴ制御ユニット３４には、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ３７、車両の走行速度を検出する車速センサ３８、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ３９などからの検出信号が入力される。このＣＶＴ制御ユニット３４はエンジン制御ユニット４１との間で信号の送受信を行うようになっており、このエンジン制御ユニット４１を介してエンジン回転数の検出信号がＣＶＴ制御ユニット３４に送られるようになっている。
【００２３】
スロットル開度、車速およびエンジン回転数などの車両の走行状態を示すパラメータは、ＣＶＴ制御ユニット３４に入力され、この制御ユニット３４からそれぞれのソレノイドコイル２９ａ，３１ａに送られる制御信号によってそれぞれの油圧室２４，２６に供給される油圧が調整される。ＣＶＴ制御ユニット３４は、それぞれ制御信号を演算処理するマイクロプロセッサＣＰＵと、制御プログラム、演算式、およびマップデータなどが格納されるＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭとを有している。
【００２４】
このＣＶＴ制御ユニット３４に設けられたＣＰＵは、急加速判定手段、通常時変速モード設定手段、および急加速制御手段を構成しており、アクセルペダルの踏み込み量に応じて運転者が急加速を要求しているか否かを判定し、アクセルペダルが所定の踏み込みよりも大きく踏み込まれたこと、あるいは踏み込み速度が所定値以上であることをアクセルペダルセンサ３９からの信号によって判定する。運転者が急加速を要求しているか否かの判断は、アクセルペダルセンサ３９からの信号によって判定することなく、アクセルペダルの踏み込みによって機械的あるいは電気的に作動するスロットル開度に応じて判定するようにしても良い。
【００２５】
図３は、図１および図２に示した無段変速機におけるプライマリプーリ１７の目標回転数Ｎｐと車速Ｖとの関係を示す変速制御特性線図であり、たとえば、車両の停止状態からアクセルペダルを全開として車両を加速したときには、プライマリプーリ１７の目標回転数Ｎｐは変速比が最大変速比であるローＲＬのままＡ点まで達し、その後は、変速比が最小変速比であるオーバードライブＲＯ側に変速されるとともに若干回転を上昇させながら車速Ｖを増加させて最高速点Ｂに達する。この状態からアクセルペダルを戻したり、ブレーキングを行った場合には変速比がオーバードライブ側ＲＯに固定されたままＣ，Ｄを経て減速し、さらに最低変速ラインに沿って変速比がオーバードライブからロー側に変速されてＥ点に達し、ブレーキングによってローのまま車両が停止する。実際の走行では、車両の走行状態に応じて、ロー側の変速比ＲＬとオーバードライブ側の変速比ＲＯとの間であって、符号ＡからＥで示される太線の範囲内で自由に変速比が設定される。
【００２６】
図３において点ＡＢ間の最高変速ラインと、点ＤＥ間の最低変速ラインとの間に示される複数の破線はそれぞれ所定のスロットル開度に対応した車速Ｖとプライマリプーリ１７の目標回転数Ｎｐとの関係を示す。また、ローＲＬとオーバードライブＲＯとの間に示される複数の細線はそれぞれ変速比を一定とした場合のプライマリプーリの目標回転数Ｎｐと車速Ｖとの関係を示す。
【００２７】
ＣＶＴ制御ユニット３４内のＲＯＭなどのメモリーには、スロットル開度、車速およびエンジン回転数をパラメータとする３次元の通常時変速モードに対応するマップデータが格納されており、通常時の変速比はそのマップデータに基づいて制御され、急加速とは判定されない加速が操作されたときにも通常時変速モードに基づくマップデータがメモリーから読み出されてＣＶＴ制御ユニット３４のＣＰＵからの制御信号により無段変速機が制御される。なお、エンジン回転数に代えてプライマリプーリ１７の回転数をパラメータとしたマップデータを使用するようにしても良い。
【００２８】
この通常時変速モードのマップデータに基づいて急加速時の変速制御を行うと、図３において二点鎖線▲１▼で示すように、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合には、エンジン回転数Ｎｅが上昇してプライマリプーリ１７の回転が高まって変速比がロー側に増加し、その後、破線で示す変速特性に沿うように徐々に変速比が減少するように変速制御が行われる。このため、前述したように、エンジン回転数のみが車速に先行して上昇し、その後エンジン回転数は上昇せずにエンジン回転数の上昇に遅れて車速が上昇することになるので、運転者には体感上違和感を与えることがある。
【００２９】
一方、通常時変速モードに加えて加速時変速モードを設定する制御手法としては、図３において二点鎖線▲２▼で示すような制御手法が考えられる。つまり、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合には、まず、エンジン回転数Ｎｅを上昇させてプライマリプーリ１７の目標回転数Ｎｐを高めて変速比をロー側に増加させ、その後に、変速比を一定としてエンジン回転数と車速とを共に上昇させながら目標プライマリ回転数を制御することができる。しかしながら、この手法を採用すると、変速比を一定に保持するための３次元の変速特性マップをメモリに格納する必要があり、前述したように、通常時変速マップとこれに加えた加速時変速マップとの２つのマップデータに基づいて変速機を制御する必要がある。
【００３０】
そこで、本発明にあっては、運転者が急加速を要求したことをスロットル開度センサ３７やアクセルペダルセンサ３９などにより検出したら、通常時変速マップデータによる変速制御から切り換えて通常時変速マップよりも高回転の加速時上限回転数Ｈを目標回転数として設定し加速制御を行う。この加速時上限回転数Ｈは、単一の上限回転数としても良く、スロットル開度に応じた１次元のテーブルデータによって上限値を設定するようにしても良く、スロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとする２次元マップデータによって設定するようにしても良い。ただし、スロットル開度に応じた１次元デーブルに代えてアクセルペダルの踏み込み量に応じた１次元テーブルデータによって上限値を設定するようにしても良く、アクセルペダルの踏み込み量とプライマリプーリの回転数とをパラメータとする２次元マップデータによって上限値を設定するようにしても良い。
【００３１】
これにより、プライマリプーリの目標回転数は３次元マップである通常時変速マップによる制御から、単一の加速時上限回転数、１次元のテーブルデータまたは２次元のマップデータに基づいて設定される加速時上限回転数に目標回転数が切り換えられる。この切り換えられた目標回転数へ収束するように、プライマリプーリの回転上昇率を一定に設定したり、変速比変化率を一定にしたり、あるいは変速比を一定にした過渡制御を行う。この過渡制御によって、エンジン回転数の上昇率が設定される。図３において▲３▼で示す変速特性は上述のようにした本発明の変速特性を示す。
【００３２】
このように加速制御することによって、加速時の目標回転に到達したときには、その最終目標回転数を保持することになるが、そこに至るまでの収束過程で図３において▲３▼で示すように、二点鎖線▲２▼で示した変速特性に近い加速フィーリングを実現できるため、加速時に乗員は違和感を持つことが少なくなる。加速モードに入った後でも加速意思が無くなったことが、スロットルの開度条件や車速の上昇率などで判断されたならば、目標回転数は通常時目標回転マップに基づいた制御に戻されて、エンジン低回転での走行に切り換えられる。
【００３３】
図４は本発明の変速制御装置における変速制御ルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ１では運転者が急加速の操作を行ったか否かを判断し、急加速の意思がないと判定されたときには、ステップＳ２が実行されて通常時変速マップに基づいて変速制御が実行される。これに対して、ステップＳ１において急加速の操作が行われたと判定されたときには、ステップＳ３が実行されて加速時上限回転数Ｈが設定され、この回転数Ｈが加速目標値に設定される。加速目標値が設定されると、ステップＳ４において急加速の終了が判定されるまで、ステップＳ５の過渡制御が実行される。
【００３４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図１に示す無段変速機はベルト式であるが、入力側回転体としての入力側ディスクと出力側回転体としての出力側ディスクとの間にパワーローラを動力伝達要素として配置したトロイダル式無段変速機の制御に本発明を適用しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、急加速時の変速制御をデータ容量の少ない制御データによって制御することができ、制御データを格納するプログラムのＲＯＭ領域にデータ容量の多い３次元データを格納する必要がなく、変速機制御のためのプログラムの負担を軽減することができる。これにより、簡素化した制御によって加速時における変速機の制御を行うことができる。
【００３６】
本発明によれば、急加速時にエンジン回転数上昇と車速上昇とを伴って目標回転数まで制御する場合と同様の加速フィーリングを得ることができ、車両の走行感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無段変速機の一例としてのベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】無段変速機を作動制御するための制御システムを示す概略図である。
【図３】無段変速機におけるプライマリプーリの目標回転数Ｎｐと車速Ｖとの関係を示す変速制御特性線図である。
【図４】本発明の無段変速機の変速制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１　　　エンジン
１５　　　プライマリ軸
１６　　　セカンダリ軸
１７　　　プライマリプーリ（入力側回転体）
１８　　　セカンダリプーリ（出力側回転体）
１９　　　ベルト（動力伝達要素）
３４　　　ＣＶＴ制御ユニット
【図１】
2004100833.tif 000003
【図２】
2004100833.tif 000004
【図３】
2004100833.tif 000005
【図４】
2004100833.tif 000006