JP2005164000A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行状態に応じて適切に加速モードを解除することにより、車両騒音を抑制するとともに燃費性能を向上させる。
【解決手段】 無段変速機はプライマリプーリとセカンダリプーリとを有し、プーリ溝幅を変化させて無段変速を実行する。状態点Ｐ１においてアクセルを踏み込むことにより、通常変速モードから加速モードに切り換えられると、加速マップに基づいて目標プライマリ回転数Ｎｐ３が設定される。続いて、状態点Ｐ２を経て実プライマリ回転数が目標プライマリ回転数Ｎｐ３に到達すると、加速マップの特性線ＴＶ３'に沿った変速制御が実行される。この変速制御はホールド時間Ｔｈが経過するまで実行され、ホールド時間Ｔｈが経過したときには加速モードが解除される。これにより、目標プライマリ回転数Ｎｐの回転上昇を抑制することができ、車両騒音を抑制して燃費性能を向上させることが可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両に搭載される無段変速機の変速制御装置に関する。

車両の動力伝達系に搭載される無段変速機（ＣＶＴ）には、ベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機などがあり、いずれの変速機においてもその変速比は走行状態に応じて自動的に制御される。ベルト式無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、駆動ベルトの巻き付け径を変化させることによって、変速比を無段階に変化させながら入力軸の回転を出力軸に伝達することができる。また、トロイダル式の無段変速機は、入力軸に設けられる入力ディスクと、出力軸に設けられる出力ディスクと、対面する入力ディスクと出力ディスクとに接触するパワーローラとを備えており、各ディスクに対するパワーローラの接触半径を変化させることによって、変速比を無段階に変化させることができる。

これら無段変速機の変速制御装置は、シミュレーションや試験などに基づいて設定された変速特性マップを備えており、スロットル開度や車速などに基づいて変速特性マップを参照することにより、プライマリプーリや入力ディスクの目標回転数を設定する。そして、目標回転数から目標変速比を設定するとともに、この目標変速比に対応した駆動信号を無段変速機に対して出力することにより、車両の走行状態に応じて無段変速機の変速制御を実行する。また、加速モード時における車両の動力性能を向上させるため、通常時に使用される変速特性マップに加えて、目標回転数を高回転側に設定した変速特性マップを備える変速制御装置も開発されている。

このように変速制御装置に備えられた複数の変速特性マップは、アクセル開度やアクセル開速度に応じて切り換えられるため、アクセルペダルを大きく戻すまでは加速モードが維持され続けることになる。このため、当初の加速要求が満たされた場合であっても、アクセルペダルの戻し状況によっては、加速モードが解除されずに目標回転数が高く維持される場合があった。そこで、加速モードの解除時にアクセル開度と比較判定される開度閾値を、車両の走行状態に応じて変更するようにした無段変速機の変速制御装置が開発されている（たとえば、特許文献１参照）。この変速制御装置によれば、運転者の加速要求の減少に応じて的確に加速モードを解除することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。
特開２００２−３７２１４３号公報（第５頁、図４）

前述の変速制御装置によれば、加速モードの解除を判定する開度閾値を走行状態に応じて変化させるものの、運転者がアクセルペダルを踏み続けた場合には、アクセル開度が開度閾値を下回ることはなく、加速モードが維持されることになる。しかしながら、アクセルペダルが踏み込まれる状況であっても、加速モードによる走行を継続させることは、必ずしも動力性能を向上させることにはなっていなかった。つまり、加速モードに基づいてエンジンを高回転域で駆動し続けた場合には、やがてエンジンはトルクピークを過ぎた状態で回転するため、駆動トルクの更なる増加を望むことはできず、運転者に加速感を与えることは困難であった。しかも、エンジン回転数を高回転に維持することは、車両の騒音増大や燃費悪化を引き起こす要因となっていた。

本発明の目的は、車両の走行状態に応じて適切に加速モードを解除することにより、車両騒音を抑制するとともに燃費性能を向上させることにある。

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状況に応じて運転者の加速要求を判定する加速要求判定手段と、前記加速要求判定手段により加速要求があると判定されたときには、通常変速モードから加速モードに切り換え、前記入力側回転体の目標回転数を前記通常変速モードよりも高回転側に制御する加速モード切換手段と、前記加速モードを維持するホールド時間を車両の走行状態に基づいて設定するホールド時間設定手段と、前記加速モードに切り換えられた状態のもとで、前記入力側回転体が前記目標回転数に到達してから前記ホールド時間が経過したときには、前記加速モードを解除する加速モード解除手段とを有することを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記ホールド時間設定手段は、スロットル開度、アクセル操作頻度、車両加速度、路面勾配、走行地形の少なくともいずれか１つに基づいて、前記ホールド時間の長さを設定することを特徴とする。

本発明によれば、ホールド時間を用いて加速モードの解除を判定するようにしたので、目標回転数を高回転に維持しても加速感が得られない走行状況において、積極的に加速モードを解除することができる。このため、エンジンを高回転域で駆動し続けることがなく、車両の騒音を抑制するとともに燃費性能を向上させることができる。

また、車両の走行状態に応じてホールド時間の長さを設定するため、運転者の加速要求が大きい場合には加速モードを長く継続させることができ、運転者に違和感を与えることがない。

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は車両に搭載される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、この無段変速機１０はベルト式無段変速機であり、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構が設けられており、プライマリ軸１２の回転は変速されてセカンダリ軸１３に伝達される。そして、セカンダリ軸１３の回転は、減速機構１４やディファレンシャル機構１５を介して左右の駆動輪１６，１７に伝達される。

プライマリ軸１２には入力側回転体であるプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０はプライマリ軸１２に一体となった固定プーリ２０ａと、これに対向してプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在となって装着される可動プーリ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には出力側回転体であるセカンダリプーリ２１が設けられており、このセカンダリプーリ２１はセカンダリ軸１３に一体となった固定プーリ２１ａと、これに対向してセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在となって装着される可動プーリ２１ｂとを有している。

プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１との間には動力伝達要素である駆動ベルト２２が掛け渡されており、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１との溝幅を変化させ、駆動ベルト２２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１２の回転が無段階に変速されてセカンダリ軸１３に伝達される。駆動ベルト２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。

プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１２にはプランジャ２３が固定され、可動プーリ２０ｂにはプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２４が固定されており、プランジャ２３とプライマリシリンダ２４とによって作動油室２５が区画されている。一方、セカンダリプーリ２１の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１３にはプランジャ２６が固定され、可動プーリ２１ｂにはプランジャ２６の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ２７が固定され、プランジャとセカンダリシリンダ２７とによって作動油室２８が区画されている。それぞれのプーリ２０，２１の溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に導入されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとを調整することで設定される。

また、プライマリプーリ２０にエンジン動力を伝達するため、クランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０と前後進切換機構３１とが設けられている。トルクコンバータ３０はクランク軸１１ａに連結されるポンプシェル３０ａとこれに対面するタービンランナ３０ｂとを備えており、タービンランナ３０ｂにはトルクコンバータ軸３２が連結されている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸１１ａとトルクコンバータ軸３２とを締結するためのロックアップクラッチ３３が組み込まれている。

前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４、前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備えており、前進用クラッチ３５と後退用ブレーキ３６とを作動させることで前後進切換機構３１内の動力伝達経路を切り換えることができる。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を共に解放すると、トルクコンバータ軸３２とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を解放した状態のもとで前進用クラッチ３５を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達される。さらに、前進用クラッチ３５を解放した状態のもとで後退用ブレーキ３６を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転が逆転されてプライマリプーリ２０に伝達される。

図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ４０が設けられている。オイルポンプ４０の吐出口に接続されるセカンダリ圧路４２は、セカンダリプーリ２１の作動油室２８に接続されるとともにセカンダリ圧調整弁４３の調圧ポート４３ａに接続されている。このセカンダリ圧調整弁４３によって調圧されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、駆動ベルト２２に対してトルク伝達に必要な張力を与える圧力に調整される。

また、セカンダリ圧路４２はプライマリ圧調整弁４４の入力ポート４４ａに接続されており、プライマリ圧調整弁４４の出力ポート４４ｂから延びるプライマリ圧路４５はプライマリプーリ２０の作動油室２５に接続されている。プライマリ圧調整弁４４によって、セカンダリ圧Ｐｓは目標変速比などに応じたプライマリ圧Ｐｐに調圧され、プライマリプーリ２０の溝幅が設定される。

ここで、プライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓを減圧した圧力であるが、作動油室２５の受圧面積は作動油室２８に比べて大きく設定されるため、プライマリ圧Ｐｐを制御することにより、プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるとともに、駆動ベルト２２を介してセカンダリプーリ２１の溝幅を変化させることができる。セカンダリ圧調整弁４３とプライマリ圧調整弁４４はそれぞれ電磁圧力制御弁であり、ＣＶＴ制御ユニット４１からソレノイドコイル４３ｂ，４４ｃ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とを調圧することができる。

プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１の溝幅を制御して無段変速機１０の変速比を制御するＣＶＴ制御ユニット４１は、図示しないマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムやエンジントルクマップなどが格納されており、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納されるようになっている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力される。

ＣＶＴ制御ユニット４１に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の回転数を検出するプライマリ回転数センサ５０、セカンダリプーリ２１の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ５１、アクセル開度Ａｏやアクセル開速度ＶＡｏを検出するアクセルペダルセンサ５２、車速を検出する車速センサ５３、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ５４、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５５、車幅方向に作用する車両加速度を検出する横Ｇセンサ５６、車両の前後方向に作用する車両加速度を検出する前後Ｇセンサ５７などがある。また、ＣＶＴ制御ユニット４１にはエンジン制御ユニット５８が接続されており、無段変速機１０とエンジン１１とは相互に協調して制御されるようになっている。なお、トルクコンバータ軸３２の回転数を検出するタービン回転数センサを設け、このタービン回転数センサからの検出信号に基づいてプライマリプーリ２０の回転数を検出するようにしても良い。

以下、ＣＶＴ制御ユニット４１による無段変速機１０の変速制御について説明する。図３はＣＶＴ制御ユニット４１の変速制御系を示すブロック図である。図３に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部６０、目標変速比算出部６１、油圧比算出部６２、目標プライマリ圧算出部６３を備えている。目標プライマリ回転数算出部６０は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づいて変速特性マップを参照することにより目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部６１は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ'とに基づいて目標変速比を算出する。次いで、油圧比算出部６２は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比（Ｐｐ／Ｐｓ）を算出し、目標プライマリ圧算出部６３は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算することにより目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。

また、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部６４、フィードバック値算出部６５、加算部６６を備えている。実変速比算出部６４は、実プライマリ回転数Ｎｐ'と実セカンダリ回転数Ｎｓ'とに基づいて実変速比ｉ'を算出し、フィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ'と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値を算出する。次いで、加算部６６において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値が加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに基づいて、プライマリ圧調整弁４４が制御され、プライマリプーリ２０の溝幅が調整される。

さらに、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部６７、必要セカンダリ圧算出部６８、目標セカンダリ圧算出部６９を備えている。入力トルク算出部６７は、エンジン回転数とスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部６８は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧を算出する。これらの入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧とは目標セカンダリ圧算出部６９に入力され、目標セカンダリ圧算出部６９により目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓに基づいて、プライマリ圧調整弁４４が制御され、セカンダリプーリ２１は駆動ベルト２２の伝達トルク容量に見合った締め付け力を発生する。

このＣＶＴ制御ユニット４１は、通常走行時に適用される通常変速モードと、運転者の加速要求に応じて適用される加速モードとを、車両の走行状況に応じて適宜切り換えながら変速制御を実行しており、ＣＶＴ制御ユニット４１には、これら２つの変速モードに対応する変速特性マップや制御プログラムなどがそれぞれに格納されている。続いて、通常変速モード時に適用される変速特性マップつまり通常変速マップと、加速モード時に適用される変速特性マップつまり加速マップとについて説明する。

図４(Ａ)および(Ｂ)は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏとに基づいて目標プライマリ回転数Ｎｐを算出するための変速特性マップであり、(Ａ)は通常変速モード時に適用される通常変速マップを示し、(Ｂ)は加速モード時に適用される加速マップを示している。

図４(Ａ) に示すように、通常変速マップには、変速比が最大となる特性線Ｌｏｗと変速比が最小となる特性線ＯＤとの間に、アクセルペダルの踏み込み量に伴って増減するスロットル開度Ｔｏに対応した複数の特性線ＴＶ１〜ＴＶ４が設定されている。スロットル開度Ｔｏが低い場合には特性線ＴＶ１に沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出され、スロットル開度Ｔｏが高くなるにつれて目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線ＴＶ２や特性線ＴＶ３に沿って算出される。そして、スロットル開度Ｔｏが全開となった場合には特性線ＴＶ４に沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出される。

たとえば、車両を停止状態から加速させるため、アクセルペダルを全開まで踏み込んだ場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｌｏｗに沿ってＡ点に達し、変速比をオーバードライブ側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干上昇させながらＢ点に達する。この状態からアクセルペダルを解放した場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線ＯＤに沿ってＣ点に達し、変速比をロー側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干低下させながらＤ点に達する。そして、車両は変速比をロー側に維持した状態で停止することになる。なお、実際の走行においては、運転者の操作によってスロットル開度Ｔｏが変化するため、図４(Ａ)にＡ〜Ｄ点で示された太線の範囲内における目標プライマリ回転数Ｎｐに基づいて変速制御が実行される。

また、図４(Ｂ) に示すように、加速マップには、特性線Ｌｏｗと特性線ＯＤとの間に、図４(Ａ)の特性線ＴＶ１〜ＴＶ４よりも高回転側となる特性線ＴＶ１'〜ＴＶ４'が設定されており、これらの特性線ＴＶ１'〜ＴＶ４'は、特性線ＴＶ１〜ＴＶ４とそれぞれ同一のスロットル開度Ｔｏにおける特性を示している。つまり、加速モードに切り換えられた状態のもとでは、運転者が特性線ＴＶ３相当までアクセルペダルを踏み込むと、特性線ＴＶ３よりも高回転側の特性線ＴＶ３'に基づいて目標プライマリ回転数Ｎｐが算出されるため、加速モードにおいては通常変速モードよりも目標プライマリ回転数Ｎｐが高回転側に設定されることになる。なお、加速モードが設定された状態のもとで実際に走行する場合には、前述したように、図４(Ｂ)にＡ'〜Ｄ点で示された太線の範囲内における目標プライマリ回転数Ｎｐに基づいて車両の加速性能を高めた変速制御が実行される。

続いて、目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際に参照される通常変速マップと加速マップとの切り換え、つまり通常変速モードと加速モードとの切り換え制御について説明する。図５はＣＶＴ制御ユニット４１の変速モード切換制御系を示すブロック図である。

図５に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４１は、加速要求判定手段である加速要求判定部７０と、加速モード切換手段および加速モード解除手段である変速モード切換部７１とを備えている。加速要求判定部７０は、アクセルペダルセンサ５２から入力されるアクセル開度Ａｏとアクセル開速度ＶＡｏとに基づいて、運転者による加速要求の有無を判定する。加速要求判定部７０は、アクセルペダルの踏み込み速度であるアクセル開速度ＶＡｏが所定値を超えており、かつアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａｏが所定値を超えている場合には、運転者による加速要求が有ると判定するとともに、この判定信号を変速モード切換部７１に出力する。また、アクセル開速度ＶＡｏやアクセル開度Ａｏが条件を満たさない場合には、運転者による加速要求が無いと判定するとともに、この判定信号を変速モード切換部７１に出力する。

加速要求が有ると判定された場合には、変速モード切換部７１により目標プライマリ回転数Ｎｐが高回転側に設定された加速マップが選択され、目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際には加速マップが参照されることになる。一方、加速要求が無いと判定された場合には、変速モード切換部７１により目標プライマリ回転数Ｎｐが低回転側に設定された通常変速マップが選択され、目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際には通常変速マップが参照されることになる。

また、ＣＶＴ制御ユニット４１は、操作頻度算出部７２を備えるとともに、ホールド時間設定手段であるホールド時間算出部７３を備えている。操作頻度算出手段は、アクセルペダルセンサ５２から入力されるアクセル開度Ａｏに基づいてアクセル操作頻度Ａｆを算出し、このアクセル操作頻度Ａｆをホールド時間算出部７３に出力する。さらに、ホールド時間算出部７３には、スロットル開度センサ５４よりスロットル開度Ｔｏが入力されており、ホールド時間算出部７３は、アクセル操作頻度Ａｆとスロットル開度Ｔｏとに基づいてホールド時間Ｔｈを算出する。そして、算出されたホールド時間Ｔｈは、ホールド時間算出部７３から変速モード切換部７１に入力され、加速モードを解除する際の判定条件として用いられる。なお、操作頻度算出部７２におけるアクセル操作頻度Ａｆの算出手順や、ホールド時間算出部７３におけるホールド時間Ｔｈの算出手順については後述する。

図６は加速モードにおける目標プライマリ回転数Ｎｐの変動過程を示す変速特性マップである。なお、図６の変速特性マップにおいては、通常変速マップと加速マップとを重ねて図示している。以下、アクセルペダルが特性線ＴＶ３'相当まで踏み込まれ、変速モードが通常変速モードから加速モードに切り換えられた場合の変速制御について説明する。

図６に示すように、通常変速モードが設定された状態のもとで状態点Ｐ１を走行しているときに、アクセルペダルが素早く踏み込まれた場合には、変速モードが通常変速モードから加速モードに切り換えられる。この加速モードは、急速に変速比をロー側に制御する第１加速制御、変速比を維持してエンジン回転数を上昇させる第２加速制御、そして、加速マップの特性線ＴＶ１'〜ＴＶ４'に沿って、変速比をオーバードライブ側に変化させながらエンジン回転数を上昇させる第３加速制御によって構成されている。つまり、第１加速制御と第２加速制御とは、通常変速マップから加速マップに移行させるための過渡制御となっている。

アクセルペダルの踏み込みにより、変速モードが加速モードに切り換えられると、目標プライマリ回転数算出部６０は、特性線ＴＶ３'上の状態点Ｐ３に相当する目標プライマリ回転数Ｎｐ３、つまり加速モードにおける目標回転数を算出する。この目標プライマリ回転数Ｎｐ３は、第２加速制御で適用される変速比と特性線ＴＶ３'との交点である状態点Ｐ３から算出される。

このように、算出された目標プライマリ回転数Ｎｐ３に実プライマリ回転数Ｎｐ'を到達させるため、まずＣＶＴ制御ユニット４１は第１加速制御を実行する。
第１加速制御においては、状態点Ｐ１から状態点Ｐ２に向けてエンジン回転数を上昇させながら変速比が急速にロー側に制御される。これにより、無段変速機１０がダウンシフトされ車両の加速準備が整えられる。続いて、第２加速制御においては、状態点Ｐ３に相当する目標プライマリ回転数Ｎｐ３に、実プライマリ回転数Ｎｐ'を到達させるため、変速比を固定した状態のもとでエンジン回転数の上昇制御が実行される。

続いて、目標プライマリ回転数Ｎｐ３に実プライマリ回転数Ｎｐ'が到達したと判定された場合には、ホールド時間Ｔｈが設定されるとともに、特性線ＴＶ３'に沿った第３加速制御が開始される。なお、目標プライマリ回転数Ｎｐ３には、所定のヒステリシス幅が設定されており、このヒステリシス幅内に実プライマリ回転数Ｎｐ'が収束することによって、目標プライマリ回転数Ｎｐ３に到達したことが判定されるようになっている。

また、第３加速制御が開始されると、ＣＶＴ制御ユニット４１によりホールド時間Ｔｈのカウント制御が開始され、第３加速制御はその開始からホールド時間Ｔｈが経過した時点で解除されることになる。つまり、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を維持していたとしても、ホールド時間Ｔｈの経過によって加速モードが解除されることになり、ＣＶＴ制御ユニット４１は目標プライマリ回転数Ｎｐを状態点Ｐ４から状態点Ｐ５に低下させ、その後通常変速モードに基づいて変速制御を実行することになる。

続いて、加速モードの解除条件となるホールド時間Ｔｈの設定手順について説明する。図７はホールド時間Ｔｈを設定する際に参照されるマップデータである。図７に示すように、アクセル操作頻度Ａｆやスロットル開度Ｔｏに応じて、様々な時間長さを備えるホールド時間Ｔｈがマップデータとして設定されており、このマップデータはＣＶＴ制御ユニット４１のホールド時間算出部７３に格納されている。ここで、アクセル操作頻度Ａｆとは、アクセル開速度ＶＡｏの絶対値を所定のサンプリング周期で移動平均処理したデータであり、運転者によるアクセルペダルの操作状況を数値化したものである。このアクセル操作頻度Ａｆは、アクセルペダルが頻繁に操作された場合には大きく算出され、アクセルペダルの操作が一定に保たれる場合には小さく算出されるようになっている。

図７のマップデータに示すように、ホールド時間Ｔｈはアクセル操作頻度Ａｆに基づいて設定されており、ホールド時間Ｔｈはアクセル操作頻度Ａｆが増大する程に長く設定されている。また、ホールド時間Ｔｈは、スロットル開度Ｔｏが全開（Ｔｏ＝全開）の場合と、開口過程（Ｔｏ＜全開）の場合とに分けて設定されており、スロットル開度Ｔｏが全開の場合は開口過程の場合よりもホールド時間Ｔｈが長く設定されている。つまり、スロットル開度Ｔｏが開口過程である場合に、アクセル操作頻度Ａｆが小さく算出されるとホールド時間Ｔａが選択される一方、アクセル操作頻度Ａｆが大きく算出されるとホールド時間Ｔａよりも長いホールド時間Ｔｂが選択される。また、同一のアクセル操作頻度Ａｆが算出された場合であっても、スロットル開度Ｔｏが全開になっている場合には、ホールド時間Ｔａ，Ｔｂよりも長いホールド時間Ｔｃ，Ｔｄが選択されることになる。

このように、アクセル操作頻度Ａｆやスロットル開度Ｔｏが小さい程、つまり運転者による加速要求が弱い程にホールド時間Ｔｈは短く設定され、アクセル操作頻度Ａｆやスロットル開度Ｔｏが大きい程、つまり運転者による加速要求が強い程にホールド時間Ｔｈは長く設定されるようになっている。なお、図示するマップデータは、スロットル開度Ｔｏが全開の場合と、スロットル開度Ｔｏが開口過程の場合とに分けて設定されているが、これに限られることはなく、全閉から全開までスロットル開度Ｔｏを更に細かく分けて、各スロットル開度域毎にホールド時間Ｔｈを設定しても良い。また、ホールド時間Ｔｈを選択する際の条件としては、アクセル操作頻度Ａｆやスロットル開度Ｔｏに限られることはなく、縦Ｇセンサや横Ｇセンサが入力される車両加速度、走行抵抗から演算される路面勾配、ナビゲーションシステムから入力される走行地形等の情報を用いるようにしても良い。

図８は通常変速モードと加速モードとの切り換え手順を示すフローチャートである。なお、図８のフローチャートは符号ａの箇所で接続されている。以下、前述した変速モードの切り換え制御をフローチャートに従って説明する。

図８に示すように、ステップＳ１では通常変速モードが設定され、ステップＳ２では通常変速制御が実行される。このように、通常変速制御が実行された状態のもとでは、ステップＳ３において、アクセル開度Ａｏやアクセル開速度ＶＡｏに基づき運転者の加速要求が判定される。そして、ステップＳ３において、加速要求が有ると判定された場合には、ステップＳ４に進み変速モードが加速モードに切り換えられる一方、加速要求が無いと判定された場合には通常変速制御が続行されることになる。

ステップＳ４で加速モードに切り換えられると、ステップＳ５では前述の過渡制御である第１および第２加速制御が実行され、ステップＳ６では実プライマリ回転数Ｎｐ'が目標プライマリ回転数Ｎｐに到達したか否かが判定される。ステップＳ６において、目標プライマリ回転数Ｎｐに到達したと判定された場合には、ステップＳ７に進み、スロットル開度Ｔｏやアクセル操作頻度Ａｆに基づいてホールド時間Ｔｈが設定される一方、目標プライマリ回転数Ｎｐに未到達であると判定された場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐに到達するまで第１および第２加速制御が実行されることになる。

ステップＳ７においてホールド時間Ｔｈが設定されると、続くステップＳ８では特性線ＴＶ３'に沿った第３加速制御が開始され、続くステップＳ９では第３加速制御が開始されてからホールド時間Ｔｈが経過したか否かが判定される。ステップＳ９において、ホールド時間Ｔｈが経過したと判定された場合には、ステップＳ１０に進み加速モードが解除されてルーチンを抜ける一方、ホールド時間Ｔｈが経過していないと判定された場合には、ホールド時間Ｔｈが経過するまで第３加速制御が実行されることになる。

なお、図８に示すフローチャートでは、ホールド時間Ｔｈが経過したときにのみ加速モードを解除するようにしているが、加速モードにおける第１〜第３加速制御の実行中に、運転者によりアクセルペダルが大きく戻されたり、アクセルペダルセンサ５２やスロットル開度センサ５４から故障信号が出力されたりした場合には、ホールド時間Ｔｈが経過していなくとも、加速モードが解除されるようになっている。

続いて、ホールド時間Ｔｈの経過に伴う加速モードの解除により得られる効果について説明する。図９はアクセル開度Ａｏと目標プライマリ回転数Ｎｐとを示す線図であり、この線図には、運転者のアクセル操作により加速モードに切り換えられ、ホールド時間Ｔｈの経過により加速モードが解除されるまでの過程が示されている。

図９に示すように、前述の状態点Ｐ３に実プライマリ回転数Ｎｐ'が到達することによって開始される加速モードの第３加速制御は、その開始からホールド時間Ｔｈが経過した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が維持される状況であっても解除されることになる。このため、ホールド時間Ｔｈの経過後は、図９に破線で示すように、加速マップに基づく高い目標プライマリ回転数Ｎｐが維持され続けることはなく、通常変速マップに基づき抑制された目標プライマリ回転数Ｎｐが算出されることになる。

つまり、運転者のアクセル操作のみによって加速モードの解除を判定することなく、ホールド時間Ｔｈを用いて加速モードの解除を判定するようにしたので、目標プライマリ回転数Ｎｐを高回転に維持しても加速感が得られない走行状況において、積極的に加速モードを解除することができる。このため、エンジンを高回転域で駆動し続けることがなく、車両の騒音を抑制するとともに燃費性能を向上させることができる。しかも、運転者の加速要求の大きさに基づいて、ホールド時間Ｔｈの長さを設定しているため、加速要求が大きい場合には加速モードを長く継続させることもでき、運転者に違和感を与えることがない。

また、前述したように、ホールド時間Ｔｈの長さを車両加速度に基づいて設定する場合には、運転者に与える加速感の大きさを適切に判定することができ、加速モードを継続するホールド時間Ｔｈをより的確に設定することができる。これにより、車両騒音や燃費性能に配慮しながら車両の動力性能を高めることができる。また、ホールド時間Ｔｈの長さを路面勾配や走行地形に基づいて設定する場合には、たとえば高低差がある山岳路やコーナが連続する山岳路において適用されるホールド時間Ｔｈを適切に設定することができる。このような走行状態においては、ホールド時間Ｔｈを長く設定して加速モードを維持することにより、エンジン回転数を高く保って加速性能を高めるとともにエンジンブレーキの作動を確保することができ、車両をスポーティに走行させることが可能となる。

図１０は目標プライマリ回転数Ｎｐの変動過程を示す変速特性マップであり、第３加速制御の実行中にアクセル操作が行われた場合の変動過程を示している。なお、図６に示す状態点と同一の状態点については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０に示すように、第３加速制御の実行中である状態点Ｐ３'において、運転者によりアクセルペダルが全開まで踏み込まれた場合には、踏み込まれたスロットル開度Ｔｏに対応する新たな目標プライマリ回転数（目標回転数）Ｎｐ４が算出される。続いて、算出された目標プライマリ回転数Ｎｐ４に実プライマリ回転数Ｎｐ'を到達させるため、ＣＶＴ制御ユニット４１により第２加速制御が実行される。目標プライマリ回転数Ｎｐ３に実プライマリ回転数Ｎｐ'が到達したと状態点Ｐ３ａにおいて判定された場合には、新たなホールド時間Ｔｈａが設定されるとともに、このホールド時間Ｔｈａで特性線ＴＶ４'に沿った第３加速制御が実行される。そして、ホールド時間Ｔｈａが経過した後には、加速モードから通常変速モードに切り換えられ、目標プライマリ回転数Ｎｐは状態点Ｐ４ａから状態点Ｐ５ａまで通常変速マップを目標として低下することになる。

また、状態点Ｐ３'において、運転者により加速モードを解除しない範囲でアクセルペダルが徐々に緩められた場合には、緩められたスロットル開度Ｔｏに対応する新たな目標プライマリ回転数（目標回転数）Ｎｐ１が算出される。続いて、算出された目標プライマリ回転数Ｎｐ１に実プライマリ回転数Ｎｐ'を到達させるため、ＣＶＴ制御ユニット４１により回転数下降制御が実行される。目標プライマリ回転数Ｎｐ１に実プライマリ回転数Ｎｐ'が到達したと状態点Ｐ３ｂにおいて判定された場合には、新たなホールド時間Ｔｈｂが設定されるとともに、このホールド時間Ｔｈｂで特性線ＴＶ１'に沿った第３加速制御が実行される。そして、ホールド時間Ｔｈｂが経過した後には、加速モードから通常変速モードに切り換えられ、目標プライマリ回転数Ｎｐは状態点Ｐ４ｂから状態点Ｐ５ｂまで通常変速マップを目標として低下することになる。

このように、第３加速制御中にアクセル操作が実行された場合には、その都度目標回転数としての目標プライマリ回転数Ｎｐが変化するため、一旦、ホールド時間Ｔｈとともに第３加速制御が解除され、車両状態に応じて新たなホールド時間Ｔｈａ，Ｔｈｂが設定されるとともに、新たな目標プライマリ回転数Ｎｐに対応した第３加速制御がホールド時間Ｔｈａ，Ｔｈｂ内で実行されることになる。これにより、第３加速制御中にアクセル操作が実行された場合であっても、運転者に違和感を与えることなく適切な加速制御を実行することができる。

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ことはいうまでもない。たとえば、スロットル開度Ｔｏをアクセルペダルセンサ５２からのアクセル開度Ａｏに基づいて算出するようにしても良く、アクセル操作頻度Ａｆをスロットル開度センサ５４からのスロットル開度Ｔｏに基づいて算出するようにしても良い。

また、ＣＶＴ制御ユニット４１は、走行状態に応じて２つの変速モードを適宜選択しながら無段変速機１０の変速比を制御しているが、変速モードとしては通常変速モードと加速モードとに限られることはなく、更に多くの変速モードを設定するようにしても良い。

さらに、図示する通常変速マップや加速マップには、目標プライマリ回転数Ｎｐを算出するための特性線ＴＶ１〜ＴＶ４，ＴＶ１'〜ＴＶ４'が設定されているが、これらの変速特性マップに更に多くの特性線を設定しても良い。

さらに、前述の説明では、目標回転数として目標プライマリ回転数Ｎｐ１，Ｎｐ３，Ｎｐ４を挙げて説明しているが、これらの回転数に限られることはなく、目標回転数は車速Ｖやスロットル開度Ｔｏに応じて適宜設定されるものである。

なお、本発明の変速制御装置を適用する無段変速機としては、図示するベルト式無段変速機１０に限られることはなく、トロイダル式無段変速機であっても良いことはいうまでもない。

車両に搭載される無段変速機を示すスケルトン図である。 無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。 ＣＶＴ制御ユニットの変速制御系を示すブロック図である。 (Ａ)および(Ｂ)は車速とスロットル開度とに基づいて目標プライマリ回転数を算出するための変速特性マップである。 ＣＶＴ制御ユニットの変速モード切換制御系を示すブロック図である。 加速モードにおける目標プライマリ回転数の変動過程を示す変速特性マップである。 ホールド時間を設定する際に参照されるマップデータである。 通常変速モードと加速モードとの切り換え手順を示すフローチャートである。 アクセル開度と目標プライマリ回転数とを示す線図である。 加速モードにおける目標プライマリ回転数の変動過程を示す変速特性マップである。

符号の説明

１０ 無段変速機
１１ エンジン
２０ プライマリプーリ（入力側回転体）
２１ セカンダリプーリ（出力側回転体）
２２ 駆動ベルト（動力伝達要素）
７０ 加速要求判定部（加速要求判定手段）
７１ 変速モード切換部（加速モード切換手段，加速モード解除手段）
７３ ホールド時間算出部（ホールド時間設定手段）
Ｎｐ１，Ｎｐ３，Ｎｐ４ 目標プライマリ回転数（目標回転数）
Ｔｈ，Ｔｈａ，Ｔｈｂ ホールド時間
Ｔｏ スロットル開度
Ａｆ アクセル操作頻度

Claims (2)

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状況に応じて運転者の加速要求を判定する加速要求判定手段と、
   前記加速要求判定手段により加速要求があると判定されたときには、通常変速モードから加速モードに切り換え、前記入力側回転体の目標回転数を前記通常変速モードよりも高回転側に制御する加速モード切換手段と、
   前記加速モードを維持するホールド時間を車両の走行状態に基づいて設定するホールド時間設定手段と、
   前記加速モードに切り換えられた状態のもとで、前記入力側回転体が前記目標回転数に到達してから前記ホールド時間が経過したときには、前記加速モードを解除する加速モード解除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。
2. 請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、前記ホールド時間設定手段は、スロットル開度、アクセル操作頻度、車両加速度、路面勾配、走行地形の少なくともいずれか１つに基づいて、前記ホールド時間の長さ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。
   
   

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