(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速比を無段階に変速する自動変速モードと、予め決定された有段階の変速比に手動変速する有段変速モードを有する無段変速機の制御方法において、
前記有段変速モードでシフトダウン操作するとき、最初のシフトダウン指令により変速比を変更中に、所定時間内で減速度を監視し、減速度が予定された大きさを超えたことが検出されたとき変速比の変更を微少時間中断し、所定時間内に減速度が予定された大きさを超えないときは監視を終了し、
前記変速比の変更を微少時間中断したときは、変速比の変更再開後、次のシフトダウン指令まで、減速度の監視を継続し、減速度が予定された大きさを超えたことが検出されたとき変速比の変更を微少時間中断するとともに、
次のシフトダウン指令が出されると、前記最初のシフトダウン指令による所定時間内における減速度の監視から繰り返すことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項２】
シフトダウン時の変速スピードを車速に関連づけたことを特徴とする請求項１に記載した無段変速機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速比を無段階に変速する自動変速モードと、予め決定された有段階の変速比に手動変速する有段変速モードとを有する無段変速機の制御方法に係り、特にスムーズな有段変速を可能にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−２０３４６０号には、有段変速モードによる制御を可能とした無段変速機の変速制御方法が示されている。この方法はモード切り換えスイッチにより有段変速モードに切り換え、さらにシフトレバーを移動させてシフトスイッチからシフトアップ又はシフトダウン信号を出力させると、予め多段階に設定されている目標変速比を選択してシフトアップ又はシフトダウンし、あたかもマニュアル式有段変速機のように有段階変速制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例のような有段変速モードにおける変速制御においては変速形式が変速比の位置制御となるため、車速やエンジンの回転数は変速スピードすなわち目標変速比間の移行速度に対して無関係である。このため減速度すなわち減速Ｇ（減速の加速度）等で把握される減速の程度を調整できず、走行状況によってはシフトダウン時に過大な減速Ｇが発生し、変速ショックを感じることがある。そこで本願発明はこのような変速ショックを生じないスムーズな有段変速制御を可能にすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係る無段変速機の制御方法は、変速比を無段階に変速する自動変速モードと、予め決定された有段階の変速比に手動変速する有段変速モードを有する無段変速機の制御方法において、
前記有段変速モードでシフトダウン操作するとき、最初のシフトダウン指令により変速比を変更中に、所定時間内で減速度を監視し、減速度が予定された大きさを超えたことが検出されたとき変速比の変更を微少時間中断し、所定時間内に減速度が予定された大きさを超えないときは監視を終了し、
前記変速比の変更を微少時間中断したときは、変速比の変更再開後、次のシフトダウン指令まで、減速度の監視を継続し、減速度が予定された大きさを超えたことが検出されたとき変速比の変更を微少時間中断するとともに、
次のシフトダウン指令が出されると、前記最初のシフトダウン指令による所定時間内における減速度の監視から繰り返すことを特徴とする。
【０００５】
【発明の効果】
有段変速モード時においてシフトダウンしたとき、変速比を変更中に減速度が所定値を超えるとこれを検出した制御装置が一時的に変速比の変更を中断する。これにより変速スピードを遅くして減速度を所定値よりも小さくできるので、変速ショックを感じないスムーズな変速を可能にする。その後、減速度が所定値以内になったことが検出されると中断していた変速比の変更を再開する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例の制御システム図、図２は本実施例が適用される静油圧式無段変速機における可動斜板の傾斜角度制御機構部分を示す図、図３は傾斜角度制御の流れ図、図４はＲＣ（ライディングコンディション）の決定方法を示す図、図５は変速マップ、図６は有段変速制御の流れ図、図７は各種モードを示す図、図８は変速ショック低減制御におけるフローチャートである。
【０００７】
まず、図１において、静油圧式無段変速機の制御の概略を説明する。静油圧式無段変速機１は定容量油圧ポンプ２と可変容量油圧モータ３を駆動軸４上に一体化し、定容量油圧ポンプ２と可変容量油圧モータ３の間を油圧閉回路で接続したものである。エンジン５のクランク軸６に設けられた駆動ギヤ７で定容量油圧ポンプ２の被動ギヤ８を回転させることにより発生する油圧で可変容量油圧モータを変速回転させ、駆動軸４へ変速して出力するようになっており、このとき、可変容量油圧モータ３に内蔵された可動斜板（後述）の傾斜角度を傾斜角度制御機構１０にて変化させることにより、変速比を任意に変更できるようになっている。
【０００８】
傾斜角度制御機構１０は制御モータ１１の出力を減速ギヤ１２へ伝達し、ボールネジ１３とスライダ１４を介して可変容量油圧モータ３に内蔵された可動斜板の傾斜角度を変化させるようになっている。静油圧式無段変速機１の変速出力は駆動軸４の出力ギヤ４ａから２次減速機１５へ伝達され、２次減速機１５の変速出力は変速出力軸１６上の出力ギヤ１７から最終出力軸１８上の最終出力ギヤ１９へ伝達される。
【０００９】
２次減速機１５は走行レンジ切換スイッチ２０ｂに設けられているサブミッションレバー２０を手動操作してシフター２１を駆動することにより切り替えが行われ、前進側Ｌ又はＤ、後進Ｒ、並びに中立Ｎの各シフトポジションの設定切り換えを行うようになっている。Ｌレンジは低速走行用、Ｄレンジは通常走行用、Ｎは中立、Ｒはリバースである。ＲへシフトするとＬＯＷレシオに固定される。
【００１０】
このうち前進側はＬ、Ｄ各シフトポジションについて、ハンドルに設けられているモードマップスイッチ２９により後述する各種走行モードの切り替えができる。この走行モードには大別して自動変速モードと有段変速モードがあり、有段変速モードを選択するとハンドルへ設けられているシフトスイッチ２８によりマニュアル操作でシフトアップ及びシフトダウンできる。
【００１１】
図７は予め用意されている走行モードを説明するものであり、サブミッションレバー２０によりＬレンジを選択すると、モードマップスイッチ２９をＤ１又はＤ２へ切り換えることにより、Ｌレンジ専用の無段変速モードであるＬレンジ用オートモードになる。またＥＳＰに切り換えると、Ｌレンジ専用のマニュアルモードであるＬレンジ用ＥＳＰモードになり、前進側５速のマニュアル変速が可能である。
【００１２】
Ｄレンジの場合は、モードマップスイッチ２９をＤ１に切り換えるとスポーツモードとなり、通常走行に適したものになる。モードマップスイッチ２９をＤ２に切り換えるとユーティリティモードになり、牽引又はクルーズ走行に適したモードになる。ＥＳＰに切り換えると通常走行用のマニュアルモードになり、前進側５速のマニュアル変速が可能である。
【００１３】
これら無段及び有段変における実際の変速は前記傾斜角度制御によって行われる。この傾斜角度制御は、制御装置２２により各種センサ類からの信号に基づいて傾斜角度制御機構１０の制御モータ１１を駆動制御することにより行われる。また制御装置２２は、計器盤Ｍへはそのインジケータへの表示信号を出力するとともに、車載バッテリより電源を供給されている。
【００１４】
制御装置２２に入力される傾斜角度制御機構１０のための信号としては、図１に示すように、エンジン５の吸気側に設けられるスロットルセンサ２３からのスロットル開度、クランク軸６に近接して設けられた回転センサ２４からのＮｅ、最終出力ギヤ１９に近接して設けられたスピードセンサ２５からの車速、可変容量油圧モータ３に設けられた角度センサ２６からの斜板角度、シフター２１のシフトドラム２１ａと一体に設けられてシフト位置を検出するシフトセンサ２７からのシフトポジションの各信号、さらに、ハンドルに設けられるシフトスイッチ２８及びモードマップスイッチ２９からの信号がある。また、レンジ切換スイッチ２０ｂのサブミッションレバー２０の下部に設けられたリバーススイッチ２０ａの信号も入力される。
【００１５】
次に、図２により傾斜角度制御機構１０について説明する。傾斜角度制御機構１０の制御モータ１１は定容量油圧ポンプ２のハウジング３０に支持され、その出力ギヤ３１はトルクリミッタ３２の入力ギヤ３３を介してギヤ３４からボールネジ駆動ギヤ３５へ伝達される。ボールネジ駆動ギヤ３５はボールネジ１３と一体回転し、ボールネジ１３が正転又は逆転することにより、ナットが形成されているスライダ１４が軸上を軸方向いずれか側へ移動する。ボールネジ１３は油圧モータ３のハウジング３６に両端を支持されている。
【００１６】
スライダ１４には可変容量油圧モータ３のハウジング３６から外方へ突出するアーム３７の一端が回動自在に取付けられ、アーム３７の他端はハウジング３６内に支持されている斜板ホルダ３８と一体化している。斜板ホルダ３８はハウジング３６に形成された凹曲面部３９上へ転動自在に支持されているため、アーム３７が回動すると一体に凹曲面部３９上を回動して角度を変化させる。
【００１７】
可動斜板４０はベアリング４１，４２を介して斜板ホルダ３８の内側へ回転自在に保持され、斜板ホルダ３８の角度が変化することにより、可動斜板４０の回転面が駆動軸４の軸線となす角度である傾斜角度を変化させる。なお。図示の状態は９０°であり、変速レシオが１．０であるＴＯＰ状態を示す。
【００１８】
この可動斜板４０には、可変容量油圧モータ３の油圧プランジャー４３が押し当てられる。油圧プランジャー４３はドラム状の回転体４４の円周方向へ複数設けられ、定容量油圧ポンプ２側の油圧で可動斜板４０側へ突出して押し当てられ、可動斜板４０の傾斜角度に応じて回転体４４へ回転力を与える。回転体４４は外周部で駆動軸４とスプライン結合４５をしており、回転体４４の回転により駆動軸４を回転駆動するようになっている。
【００１９】
次に、制御装置２２における無段変速時の変速制御について図３により説明する。まず、スロットルセンサ２３より送られるスロットル信号からＲＣ（ライディングコンディション）を作成する。ＲＣとはスロットル信号の値に対して増加・減少する値であり、基本的に、
・スロットルを開ける→ＲＣ増加
・スロットルを閉じる→ＲＣ減少
の関係があり、これを図４に示す。図中のＴＨはスロットル開度（％）、縦軸はスロットル開度及びＲＣ（各％）、横軸は時間である。また、これとは別にパルサーで構成されているスピードセンサ２６から送られてくる単位時間あたりのパルス数の変化割合により車速を計算する。
【００２０】
続いて、これらＲＣと車速に基づき、予め内蔵している変速マップを参照して目標Ｎｅを決定する。変速マップの一例を図５に示し、予め数種類のものを用意してある。例えば、Ｌレンジモード専用、スポーツモード専用、ユーティリティモード専用等各種のモードを内蔵するものであり、これらは、モードマップスイッチ２９により選択できる。
【００２１】
さらに、回転センサ２４より送られたＮｅ信号により実Ｎｅを計算し、この実Ｎｅと先の目標Ｎｅを比較して制御モータ１１の正逆いずれかの回転方向とＤＵＴＹ（デューティ）を決定する。具体的には可動斜板の方向にて次のように決定する。
・実Ｎｅ＞目標Ｎｅ→可動斜板をＴＯＰ側へ動かす
・実Ｎｅ＜目標Ｎｅ→可動斜板をＬＯＷ側へ動かす
【００２２】
また、デューティは下式により決定する。
ＤＵＴＹ＝Ｋ１×｜実Ｎｅ−目標Ｎｅ｜  （Ｋ１は係数）
ここで、デューティとは、制御モータ１１に流す電流の割合を示し、制御モータ１１のスピードコントロールに用いる。ＤＵＴＹが１００％で制御モータ１１は最大スピード、０％で停止となる。
【００２３】
その後、このモーター回転方向とＤＵＴＹ並びに角度センサ２６からの角度信号に基づいて計算された可動斜板の角度に基づいて制御モータ１１を制御する。具体的には、モーター回転方向とＤＵＴＹにより制御モータ１１を駆動し、可動斜板の角度よりＬＯＷとＴＯＰの各レシオを測定してＴＯＰレシオからはずれたとき、制御モータ１１を止める。
【００２４】
本実施例においては有段変速モードによる有段変速制御が可能である。有段変速制御とは、無段変速機においてあたかもマニュアル式多段変速機のように変速比を手動で切り換えることのできる変速制御を意味する。このような有段変速制御は、これまで説明した場合と同様に制御装置２２の制御により可動斜板４０の傾斜角度を制御して行うが、その際、段階的に行うように制御内容を変化させるだけで足りる。
【００２５】
このような有段変速モードと自動変速モードの切り換えはモードマップスイッチ２９で行い、有段変速モード時の有段変速操作はシフトスイッチ２８を押すことにより行える。シフトスイッチ２８には、シフトアップボタンとシフトダウンボタンを備え、そのいずれかを押す毎に一段づつシフトアップ又はシフトダウンするようになっている。
【００２６】
図６はこの有段変速制御における制御装置２２の制御手順を示し、まず、角度センサ２６からの斜板角度信号により傾斜角度を計算する。シフトスイッチ２８からのシフト信号によりシフトアップ又はシフトダウンを内容とするシフト命令を決定する。この決定はシフトスイッチ２８のシフトアップボタンが押されればシフトアップ命令とし、シフトダウンボタンが押されればシフトダウン命令とする。
【００２７】
次に、上記傾斜角度とシフト命令に基づき、メーター表示の決定及び目標斜板角度を決定する。メーター表示は、傾斜角度により、マニュアル変速機におけるシフト段数に比定するギア段数を決定し、メーターＭのインジケータへの表示信号を決定し、これをメータＭへ出力してメータＭ上に決定したギア段数を表示させる。
【００２８】
目標斜板角度の決定は、シフト命令の入力があった場合において、現在のギア表示信号に対して、次の条件ににより定められる。
(1)シフトアップ命令→１段シフトアップ
(2)シフトダウン命令→１段シフトダウン
【００２９】
続いて、上記により決定された目標斜板角度と傾斜角度とを比較して、制御モータ１１の正逆回転方向とＤＵＴＹを以下により決定する。
(1)傾斜角度＞目標斜板角度→可動斜板４０をＬＯＷ側へ動かす
(2)傾斜角度＜目標斜板角度→可動斜板４０をＴＯＰ側へ動かす
なお、ＤＵＴＹは次の式により決定する。
ＤＵＴＹ＝Ｋ２×｜傾斜角度ー目標斜板角度｜  （Ｋ２は係数）
【００３０】
その後、このモーター回転方向とＤＵＴＹに基づき、制御モータ１１を駆動制御して可動斜板４０を所定角度に傾ける。これにより、静油圧式無段変速機１はマニュアル式多段変速機の有段変速に比定した有段変速を行うことができる。
【００３１】
本実施例の有段変速モードにおいてはさらに変速ショック低減制御が可能である。変速ショック低減制御とは、モードマップスイッチ２９を前記ＥＳＰに切り換えることによりＬ又はＤレンジにおける有段変速モードを選択して、シフトスイッチ２８によりシフトダウンするとき、変速ショックを感じないようにすることをいう。
【００３２】
具体的には、有段変速モードにおいて、シフトスイッチ２８からシフトダウン信号が入力されると制御装置２２はタイマーをスタートさせ、そのカウント中にスピードセンサ２５から送られてくる単位時間あたりのパルス数の変化割合により計算した減速Ｇが所定の閾値を超えたとき、目標変速比に向かって変速中である制御モータ１１への通電を微少時間停止して減速度を小さくすることにより減速Ｇを減少させて変速ショックを低減させる。この閾値は変速ショックを感じないような範囲で体感的に定めることができる。
【００３３】
またその後、減速Ｇが閾値以下になると再び制御モータ１１へ通電を開始し、中断していた変速比の変更を続行する。なお、タイマーのカウント中に一度でも減速Ｇが閾値を超えると、それ以後新たなシフトダウン命令が発生するまで減速Ｇを監視し、再び閾値を超えると制御モータ１１への通電を微少時間停止するようになっている。
【００３４】
図８はこの変速ショック低減制御を行う制御装置２２のフローチャートであり、制御スタート後、新たなシフトダウン命令の有無をチェックし（Ｓ・１）、ＮＯならばスタートへ戻り、ＹＥＳならばタイマーのカウントをスタートさせる（Ｓ・２）。続いて、タイマーのカウント中か否かを判断し（Ｓ・３）、タイムオーバーならばスタートへ戻り、カウント中であれば減速Ｇが閾値を超えたか否かを判断する（Ｓ・４）。
【００３５】
減速Ｇが閾値を超えていなければ（Ｓ・３）へ戻り、超えていれば制御モータ１１への通電を微少時間停止する（Ｓ・５）。この微少時間通電停止後、制御モータ１１への通電を再開するとともに、新たなシフトダウン命令の有無をチェックし（Ｓ・６）、新たな命令があれれば（Ｓ・２）へ戻って再びタイマーカウントをスタートさせる。新たな命令がなければ減速Gが閾値を超えたか否か判断し（Ｓ・７）、ＮＯならば（Ｓ・６）へ戻って反復し、ＹＥＳならば再び微少時間制御モータ１１への通電を停止して（Ｓ・８）、その後（Ｓ・６）から反復する。
【００３６】
これにより、減速Ｇの大きさに応じて断続的に通電停止することにより制御モータ１１による変速スピードを調整するので、スムーズなシフトダウンが可能になる。なお、減速Ｇはスピードセンサ２５からの車速から計算されるので変速スピードを車速に関連づけることができる。
【００３７】
なお、本願発明は、静油圧式無段変速機システムだけでなく、ＣＴＶシステムや電子制御ベルコン等の無段変速機にも応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】静油圧式無段変速機全体の制御システム図
【図２】傾斜角度制御機構を示す図
【図３】自動変速モードにおける変速制御の流れ図
【図４】ＲＣの決定方法を示す図
【図５】変速マップを示す図
【図６】有段変速モードにおける変速制御の流れ図
【図７】走行モードを説明する図
【図８】変速ショック低減制御のフローチャート
【符号の説明】
１：静油圧式無段変速機、２：定容量油圧ポンプ、３：可変容量油圧モータ、４：駆動軸、２２：制御装置、２３：スロットルセンサ、２４：回転センサ、２５：スピードセンサ、２６：角度センサ、２７：シフトセンサ、２８：シフトスイッチ、２９：モードマップスイッチ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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