JP3695230B2

JP3695230B2 - 車両用無段変速機の変速制御装置及び変速制御方法

Info

Publication number: JP3695230B2
Application number: JP19369099A
Authority: JP
Inventors: 弘樹浅山; 亜寿左下田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP2001021031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用無段変速機においてキックダウン時の変速制御を行なう変速制御装置及び変速制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速比を連続的に制御することができる無段変速機は、変速ショックを回避でき、また燃料消費効率の優れた動力伝達装置として車両に用いられている。
このような無段変速機においても、急加速要求があると有段変速機と同様にキックダウン制御を行なう。このキックダウン制御では、まずはエンジン回転速度をできるだけ速やかに上昇させてその後に車速を増大させるようにする。しかし、エンジンの回転速度を十分に上昇させた後に車速を上昇させるようにすると、車速増加までに時間がかかり、ドライバに違和感を与えることがある。そこで、本出願人は、無段変速機におけるキックダウンをフィーリングよく行なえるようにした技術を開発し、特願平４−１７８６２２号（特許第２７５１７４３号公報）として出願した。
【０００３】
この公報に開示された技術によれば、プライマリプーリの回転速度を制御することでキックダウン制御を行なっており、図６に一点鎖線で示すようにプライマリプーリの目標回転速度Ｗ_PT1，Ｗ_PT0を設定しこの目標回転速度に基づいてプライマリプーリの回転を制御する。つまり、まず、最終的な目標回転速度Ｗ_PT0に向けて線型増加するような目標回転速度Ｗ_PT1に基づいてプライマリプーリの回転を制御し、目標回転速度Ｗ_PT1が最終的な目標回転速度Ｗ_PT0に達したらこの最終的な目標回転速度Ｗ_PT0に基づいてプライマリプーリの回転を制御する。これにより、目標回転速度プライマリプーリ及びエンジンの回転を上昇させるとともに、セカンダリプーリの回転及び車速をも上昇させるようにして、キックダウン後より速やかに車速上昇を実現できるようになり、運転フィーリングを向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術では、プライマリプーリの実際の回転速度Ｗ_Prは、制御応答の遅れから、目標回転速度が線型増加から一定値に切り換わった際にこれに追従できず、図６に実線で示すように、オーバシュートすることになり、フィーリング上好ましくない。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、キックダウン制御をよりフィーリングよく行なえるようにした、車両用無段変速機の変速制御装置及び変速制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の車両用無段変速機の変速制御装置では、エンジン負荷及び車速を表すパラメータ値に応じてプライマリプーリの回転速度の基準目標値を設定し、この基準目標値に基づいて車両にそなえられた無段変速機の変速比を制御する。このとき、加速制御手段では、車両への加速要求が検出されると、上記基準目標値よりも小さく、一定の増加率で経過時間に応じて増加する第１目標値に基づいて上記変速比を制御し、その後、該第１目標値と該基準目標値との差が所定値α以内になったとき、該第１目標値の増加率よりも小さい一定の増加率で経過時間に応じて増加する第２目標値に基づいて該変速比を制御する。このようなキックダウン制御により、車速の増加をフィーリングよく行なうことができるようになる。
また、本発明の車両用無段変速機の変速制御方法では、エンジン負荷及び車速を表すパラメータ値に応じてプライマリプーリの回転速度の基準目標値を設定し、この基準目標値に基づいて車両にそなえられた無段変速機の変速比を制御する。このとき、車両への加速要求が検出されると、上記基準目標値よりも小さく、一定の増加率で経過時間に応じて増加する第１目標値に基づいて上記変速比を制御し、その後、該第１目標値と該基準目標値との差が所定値α以内になったとき、該第１目標値の増加率よりも小さい一定の増加率で経過時間に応じて増加する第２目標値に基づいて該変速比を制御する。
このとき、所定値αは第１の目標値時間変化率が小さい領域では最小値に、該第１目標値の時間変化率が大きい場合は最大値に制限されることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態としての車両用無段変速機の変速制御装置について示すもので、図１はその構成を示すブロック図、図２はその無段変速機を説明するための模式図である。なお、本実施形態では、変速機としてベルト式無段変速機（ＣＶＴ）が用いられている。
【０００８】
まず、本実施形態にかかる無段変速機を備えた動力伝達機構について説明すると、図２（ａ），（ｂ）に示すように、本動力伝達機構では、エンジン（内燃機関）１から出力された回転は、トルクコンバータ（トルコン）２，正転反転切換機構４，ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２０を介してフロントデフ３１へ伝達され、駆動輪３０を駆動するようになっている。
【０００９】
また、無段変速機構２０は、エンジン１の出力側に連結されたプライマリプーリ（第１回転部材）２１と車両の駆動輪３０側に連結されたセカンダリプーリ（第２回転部材）２２と両プーリ間に介装されたベルト（介装部材）２３とから構成され、正転反転切換機構４からプライマリシャフト２４に入力された回転は、プライマリシャフト２４と同軸一体のプライマリプーリ２１からベルト２３を介してセカンダリプーリ２２へ入力されるようになっている。
【００１０】
プライマリプーリ２１，セカンダリプーリ２２はそれぞれ一体に回転する２つのシーブ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから構成されている。それぞれ一方のシーブ２１ａ，２２ａは軸方向に固定された固定シーブであり、他方のシーブ２１ｂ，２２ｂは油圧アクチュエータ（油圧ピストン）２１ｃ，２２ｃによって軸方向に可動する可動シーブになっている。
【００１１】
油圧ピストン２１ｃ，２２ｃには、オイルタンク６１内の作動油をオイルポンプ６２で加圧して得られる制御油圧が供給され、これに応じて可動シーブ２１ｂ，２２ｂの固定シーブ２１ａ，２２ａ側への押圧力が調整されるようになっている。セカンダリプーリ２２の油圧ピストン２２ｃには、調圧弁６３により調圧されたライン圧が加えられ、プライマリプーリ２１の油圧ピストン２１ｃには、調圧弁６３により調圧された上で流量制御弁６４により流量調整された作動油が供給され、この作動油が変速比調整用油圧として作用するようになっている。
【００１２】
そして、セカンダリプーリ２２の油圧ピストン２２ｃに与えられるライン圧Ｐ₁及びプライマリプーリ２１の油圧ピストン２１ｃに与えられる変速比調整用油圧Ｐ₂は、コントローラ（電子制御コントロールユニット＝ＥＣＵ）５０の指令信号により、それぞれ行なわれるようになっている。
ＥＣＵ５０には、エンジン回転数センサ（クランク角センサ又はカム角センサ）４１，スロットル開度センサ４６，プライマリプーリ２１の回転速度を検出する第１回転速度センサ４３，セカンダリプーリ２２の回転速度を検出する第２回転速度センサ４４，ライン圧を検出するライン圧センサ４５，車速センサ４７等の各検出信号が入力されるようになっており、ＥＣＵ５０では、これらの検出信号に基づいて各プーリ２１，２２への油圧供給系にそなえられた調圧弁６３や流量制御弁６４を制御するようになっている。
【００１３】
特に、変速比調整用油圧は、ＥＣＵ５０内の制御機能（変速制御手段）５１によって制御される。この変速制御手段５１には、目標回転速度設定手段５２と、エンジン１の負荷情報としてのアクセル情報（ここでは、スロットル開度情報）からキックダウンの要否を判定するキックダウン判定手段５３と、キックダウン判定手段５３によりキックダウンが必要と判定されるとキックダウン制御を実行するための各機能要素、即ち、プライマリプーリ回転制御手段（第１回転部材制御手段）５４，プライマリプーリ回転速度推定手段（回転速度推定手段）５５，仮目標回転速度設定手段５６，仮目標回転速度補正手段（補正手段）５７とがそなえられる。
【００１４】
目標回転速度設定手段５２は、所定の周期で、車速センサ４７により検出された車速Ｖとスロットル開度センサ４６により検出されたスロットル開度（機関の負荷情報）θthとからプライマリプーリの目標回転速度（真の目標回転速度という）Ｗ_PT0を算出して、通常は、この真の目標回転速度Ｗ_PT0を、プライマリプーリ２１の目標回転速度Ｗ_PTとする。キックダウン制御時にも、この車速Ｖ，スロットル開度θthに応じた真の目標回転速度Ｗ_PT0を基本的なプライマリプーリ２１の目標回転速度Ｗ_PTとするが、キックダウン制御の途中で、後述する仮目標回転速度設定手段５６で設定された仮目標回転速度Ｗ_PT1を目標回転速度Ｗ_PTに使用する。
【００１５】
キックダウン判定手段５３は、所定周期で得られるスロットル開度θthの値を時間微分したスロットル開度変化率ｄθth／ｄｔが、所定値Δθth₀以上になったら急加速が指令されたものとして、キックダウンが必要であると判定する。
なお、上記のスロットル開度情報は、エンジン１の負荷情報を表すものであればよく、例えばアクセル開度（アクセルペダル踏込量）やアクセル開度変化率やキックダウン信号に基づき判定してもよい。
【００１６】
プライマリプーリ回転制御手段５４は、通常運転時（キックダウン制御時も含む）、プライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prが目標回転速度設定手段５２で設定された目標回転速度Ｗ_PTになるよう、流量制御弁６４を通じてプライマリプーリ２１の油圧ピストン２１ｃをフィードバック制御し、可動シーブ２１ｂを適宜駆動してプライマリプーリ２１の回転速度及びエンジン回転速度を制御する。
【００１７】
回転速度推定手段５５は、キックダウン制御時に、制御開始時点Ｔ₀で起動するタイマ４８のカウント値から時点を判定しながら、プライマリプーリ回転制御手段５４の制御によりプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prが目標回転速度Ｗ_PTに向けて増加している際の第１時点Ｔ₁から第２時点Ｔ₂までの間に、プライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prの上昇率ｍを算出し、この上昇率ｍに基づいて第３時点Ｔ₃におけるプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prを推定する。つまり、第１回転速度センサ４３の検出結果からプライマリプーリ２１の第１時点Ｔ₁の実回転速度Ｗ_P1とプライマリプーリ２１の第２時点Ｔ₂の実回転速度Ｗ_P2とから、式：ｍ＝（Ｗ_P2−Ｗ_P1）／（Ｔ₂−Ｔ₁）により上昇率ｍを算出する。
【００１８】
なお、キックダウン制御開始直後はエンジンの出力トルク変動によりプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prが変動するので、この実回転速度Ｗ_Prの変動がある程度治まってから上昇率ｍを算出するように、予め実験結果等に基づいて第１時点Ｔ₁が設定されている。また、第３時点Ｔ₃は車速の増加応答性とエンジン回転速度の増加とがバランスするような時点として固定値に設定されるが、この第３時点Ｔ₃は、例えばキックダウン判定時のスロットル開度変化率ｄθth／ｄｔと反比例するような可変の値や車速に比例する可変の値としてもよい。また、第２時点Ｔ₂は、当然ながら第１時点Ｔ₁よりも後で第３時点Ｔ₃よりも前の時点となるが、上昇率ｍの算出精度を考慮すれば第１時点Ｔ₁と第２時点Ｔ₂との間の時間を十分にとるようにするのが好ましい。
【００１９】
仮目標回転速度設定手段５６は、回転速度推定手段５５で推定したプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prの上昇率ｍとプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Pr（例えば第２時点Ｔ₂で得られる実測値Ｗ_P2）とから、第３時点で到達すると予測されるプライマリプーリ２１の回転速度Ｗ_P3〔＝Ｗ_P2＋ｍ・（Ｔ₃−Ｔ₂）〕を算出して、この回転速度Ｗ_P3に第２時点Ｔ₂からの経過時間に応じて増加する補正量Ｗ_PAを加算することにより仮目標回転速度Ｗ_PT1（＝Ｗ_P3＋Ｗ_PA）を設定する。なお、補正量Ｗ_PAの初期値はゼロに設定されているので、仮目標回転速度Ｗ_PT1としては値Ｗ_P3が出力されることになる。
【００２０】
補正手段５７は、真の目標回転速度Ｗ_PT0と仮目標回転速度Ｗ_PT1との差Ｗ_PD（＝Ｗ_PT0−Ｗ_PT1）が第１所定値α以内になったら（この時点を第４時点Ｔ₄とする）、仮目標回転速度Ｗ_PT1の算出時の補正量Ｗ_PAを減少補正する。ここでは、差Ｗ_PDが第１所定値αよりも大きい場合（第３時点Ｔ₃から第４時点Ｔ₄までの間）は、図４に実線で示すように経過時間（第３時点Ｔ₃からの経過時間）に応じて線形に増加する補正量Ｗ_PAを採用し、差Ｗ_PDが第１所定値α以内になったら（第４時点Ｔ₄以降）、図４に１点鎖線で示すように経過時間（第４時点Ｔ₄からの経過時間）に応じて補正量Ｗ_PAよりも緩やかに線形増加する補正量Ｗ_PA′を採用するようにしている。
【００２１】
なお、第１所定値αは一定値としてもよいが、可変としてもよい。例えば図５は、第１所定値αをプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prの時間変化率（ｄＷ_Pr／ｄｔ）に応じて可変に設定する例であり、実回転速度Ｗ_Prの時間変化率（ｄＷ_Pr／ｄｔ）の増加に対応して第１所定値αを増加させている（この例では線形増加であるがこれに限定されない）。また、第１所定値αが過少であれば制御効果が少なく、第１所定値αが過大であればプライマリプーリ２１やエンジンの速度増加が遅れるので、時間変化率（ｄＷ_Pr／ｄｔ）が小さい領域では最小値α_minに大きい領域では最大値α_maxに制限することが望ましい。
【００２２】
目標回転速度設定手段５２では、キックダウン制御時には、タイマ４８のカウント値から時点を判定しながら、キックダウンの制御開始時点Ｔ₀から第３時点Ｔ₃までは、真の目標回転速度Ｗ_PT0をプライマリプーリ２１の目標回転速度Ｗ_PTに用い、第３時点Ｔ₃から第５時点Ｔ₅（差Ｗ_PDが第１所定値αよりも十分に小さく０に近くなる時点）までは、仮目標回転速度設定手段５６で設定された仮目標回転速度Ｗ_PT1を目標回転速度Ｗ_PTに用い、差Ｗ_PDが微少な閾値又は０まで減少したら、第５時点Ｔ₅で、真の目標回転速度Ｗ_PT0を目標回転速度Ｗ_PTに用いる。
【００２３】
本発明の一実施形態としての車両用無段変速機の変速制御装置は、上述のように構成されているので、図３（ａ），（ｂ）に示すように、スロットル開度（機関の負荷情報）θthの変化率ｄθth／ｄｔが所定値Δθth₀以上になったら（時点Ｔ₀′）、キックダウン判定手段５３がキックダウンが必要であると判定し、時点Ｔ₀′の後の開始時点Ｔ₀からキックダウン制御が開始される。
【００２４】
このキックダウン制御開始時には、目標回転速度設定手段５２で、車速Ｖとスロットル開度θthとからプライマリプーリの真の目標回転速度Ｗ_PT0を算出して、プライマリプーリ回転制御手段５４が、この目標回転速度Ｗ_PT0を目標回転速度Ｗ_PTとして、プライマリプーリの実回転速度Ｗ_Prがこの目標回転速度Ｗ_PT0になるように、つまり、プライマリプーリ２１及びエンジンの回転速度が急増するように、油圧制御量を最大にしながら流量制御弁６４の開度状態を制御する。
【００２５】
プライマリプーリ２１が回転速度を増加している際の第１時点Ｔ₁から第２時点Ｔ₂までの間、プライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prの上昇率ｍを算出し、この上昇率ｍと第２時点Ｔ₂で得られるプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_P2等に基づいてこの後の第３時点Ｔ₃におけるプライマリプーリ２１の実回転速度Ｗ_Prを推定する。そして、この推定回転速度Ｗ_P3に第１補正量Ｗ_PAと第２補正量Ｗ_thとを加算して仮目標回転速度Ｗ_PT1を設定する。この仮目標回転速度Ｗ_PT1は、真の目標回転速度Ｗ_PT0と仮目標回転速度Ｗ_PT1との差が第１所定値α以内になると（第４時点Ｔ₄）補正量Ｗ_PAを増加率の少ない補正量Ｗ_PA′に変更し仮目標回転速度Ｗ_PT1を減少補正する。
【００２６】
目標回転速度設定手段５２では、キックダウン制御開始時（初期時点Ｔ₀）から第３時点Ｔ₃までは真の目標回転速度Ｗ_PT0をプライマリプーリ２１の目標回転速度Ｗ_PTに用いて制御するため、エンジン１及びプライマリプーリ２１の回転が速やかに上昇し（この間、車速及びセカンダリプーリ２２の回転は変化しない）、その後、第３時点Ｔ₃から第５時点Ｔ₅までは仮目標回転速度Ｗ_PT1を目標回転速度Ｗ_PTに用いて制御するため、エンジン１及びプライマリプーリ２１の回転と車速及びセカンダリプーリ２２の回転とが共に上昇するようになり、キックダウン時のエンジンの回転数の速やかな上昇を実現すると共にこれに続く車速の上昇をも間延びせずに行なうことができる。
【００２７】
そして、差が第１所定値αよりも十分に小さく０又は０に近い値になったら（第５時点Ｔ₅）、再び、真の目標回転速度Ｗ_PT0を目標回転速度Ｗ_PTに用いるようにするが、第４時点から、仮目標回転速度Ｗ_PT1を算出する補正量Ｗ_PAを増加率の少ない補正量Ｗ_PA′に変更しているので、第５時点Ｔ₅に到達する際には、仮目標回転速度Ｗ_PT1が極めて緩やかに増加するようになり、目標回転速度Ｗ_PTを仮目標回転速度Ｗ_PT1から真の目標回転速度Ｗ_PT0に復帰させる際の実回転速度Ｗ_Prのオーバシュートが防止され、実回転速度Ｗ_Prが速やかに真の目標回転速度Ｗ_PT0に近づく。したがって、運転フィーリングを向上させることができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば第１所定値αについては、真の目標回転速度ＷＰＴ０に応じて可変にするなど他の設定形態も考えられる。また、本実施形態では、差ＷＰＤが０に近い値になったら、目標回転速度ＷＰＴを仮目標回転速度ＷＰＴ１から真の目標回転速度ＷＰＴ０に復帰させているが、差ＷＰＤが０になったら真の目標回転速度ＷＰＴ０に復帰させるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の車両用無段変速機の変速制御装置及び変速制御方法によれば、車両への加速要求が検出されると、プライマリプーリの回転速度の基準目標値よりも小さく、一定の増加率で経過時間に応じて増加する第１目標値に基づいて変速比を制御し、その後、第１目標値と基準目標値との差が所定値α以内になったとき、第１目標値よりも小さい一定の増加率で経過時間に応じて増加する第２目標値に基づいて変速比を制御するので、かかるキックダウン制御によって、車速の増加をフィーリングよく行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用無段変速機の変速制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる車両用無段変速機を説明する図であり、（ａ）は駆動系の模式的構成図、（ｂ）は無段変速機の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる制御例を示す図であり、（ａ）はプライマリプーリ回転速度を示す図、（ｂ）はスロットル開度を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる補正特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる閾値の設定例を示す図である。
【図６】従来技術の課題を説明する図である。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
２０変速機としてのベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
２１第１回転部材（プライマリプーリ）
２２第２回転部材（セカンダリプーリ）
２３ベルト（介装部材）
５１変速制御手段
５２目標回転速度設定手段
５３キックダウン判定手段
５４プライマリプーリ回転制御手段（第１回転部材制御手段）
５５プライマリプーリ回転速度推定手段（回転速度推定手段）
５６仮目標回転速度設定手段
５７仮目標回転速度補正手段（補正手段）

Claims

エンジン負荷及び車速を表すパラメータ値に応じてプライマリプーリの回転速度の基準目標値を設定し、該基準目標値に基づいて車両にそなえられた無段変速機の変速比を制御する車両用無段変速機の変速制御装置において、
該車両への加速要求が検出されると、上記基準目標値よりも小さく、一定の増加率で経過時間に応じて増加する第１目標値に基づいて上記変速比を制御し、その後、該第１目標値と該基準目標値との差が所定値α以内になったとき、該第１目標値の増加率よりも小さい一定の増加率で経過時間に応じて増加する第２目標値に基づいて該変速比を制御する加速制御手段をそなえている
ことを特徴とする、車両用無段変速機の変速制御装置。
該所定値αは該第１目標値の時間変化率が小さい領域では最小値に、該第１目標値時間変化率が大きい場合は最大値に制限されることを特徴とする、請求項１記載の車両用無段変速機の変速制御装置。
エンジン負荷及び車速を表すパラメータ値に応じてプライマリプーリの回転速度の基準目標値を設定し、該基準目標値に基づいて車両にそなえられた無段変速機の変速比を制御する車両用無段変速機の変速制御方法において、
該車両への加速要求が検出されると、上記基準目標値よりも小さく、一定の増加率で経過時間に応じて増加する第１目標値に基づいて上記変速比を制御し、
その後、該第１目標値と該基準目標値との差が所定値α以内になったとき、該第１目標値の増加率よりも小さい一定の増加率で経過時間に応じて増加する第２目標値に基づいて該変速比を制御する
ことを特徴とする、車両用無段変速機の変速制御方法。
該所定値αは該第１目標値の時間変化率が小さい領域では最小値に、該第１目標値の時間変化率が大きい場合は最大値に制限されることを特徴とする、請求項３記載の車両用無段変速機の変速制御方法。