JPH01195145A

JPH01195145A - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JPH01195145A
Application number: JP63018910A
Authority: JP
Inventors: Shoji Imai; 祥二今井; Yoshimi Kanemoto; 金本　芳実
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1989-08-07
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: DE3902692A1; DE3902692C2; US5007147A; JP2614068B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、無段変速機の制御装置に関し、特に所定の運
転状態において変速比を固定する制御装置に関する。

（従来技術）エンジン側および車輪側にそれぞれプーリ機構を設け、
エンジン動力を両者の間に掛は渡されたベルトを介して
車輪側に伝達する動力伝達機構を備え、両プーリ間の回
転伝達比率を可変制御することによって変速比を無段階
に連続的に変化させるようにした無段変速機は公知であ
る。

このような無段変速機においては、通常の運転状態では
、変速比は車速とエンジン回転数およびエンジン負荷等
に基づいて決定されるようになっている。

特開昭５８−１９１３６０号公報には、アクセルペダル
踏込量を急激に戻した場合、一定時間、スロットル開度
が減少する前の変速比を維持し、エンジンブレーキの効
果が得られる無段変速機または自動変速機の制御方法が
開示されている。

このようにアクセルペダルの戻し操作があった場合に変
速比を固定するように制御することによって運転者に均
一な減速感を与えることができるという効果がある。

（発明が解決しようとする課題）ところで、アクセルペダルの操作量、および操作速度は
運転者の要求に応じて変化する。したがって、変速機の
変速比もこの要求に応じて適正に制御することが望まし
い。

この観点において、上記特開昭５８−１９１３６０号公
報に開示された変速機の制御では、アクセルペダルの急
戻し操作があった場合には、アクセルペダルの操作速度
の大きさに関わらず、常にその戻し操作が行われる前の
変速比に固定されるようになっているので、運転者に対
し、必ずしもその要求に合致しない運転感覚を与える場
合がある。

本発明は上記のような事情に鑑みて構成されたもので、
アクセルペダルの操作に反映される運転者の要求に適合
した無段変速機の・変速比を与えるることができる制御
装置を提供することを目的としている。

とくに、アクセルペダル踏込量がゼロになるまで戻され
る場合、あるいはキックダウン操作が行われる場合にお
いて、運転者の要求に合った運転感覚が得られるような
変速比を与えることができる無段変速機の制御装置を提
供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の無段変速機の制御
装置は、入出力軸間を伝動し、変速比が無段に変化する
無段変速機機構と、この無段変速機機構の変速比を車両
の走行状態に応じて可変制御する制御手段を有する無段
変速機において、エンジン負荷が中間域から中間域外の
特定域に変化したことおよびその変化スピードを検出す
るエンジン負荷変化検出手段と、前記エンジン負荷変化
検出手段の出力を受け上記変化スピードに応じて設定さ
れる変速比に固定する指令を上記制御手段に与える変速
比固定手段とを備えたことを特徴とする。

この場合、上記特定域をアクセルのキックダウン操作に
対応するエンジン負荷領域に設定することができる。

また、上記特定域をアクセルの解放操作に対応するエン
ジン負荷領域に設定しても良い。

そして、前記エンジン負荷の変化スピードに応じて設定
される変速比への移行はエンジン回転数が設定値を越え
ないように漸次行われるように構成するのが好ましい。

（作　用）上記の構成の無段変速機において、エンジン負荷が変化
し、負荷が中間域すなわち、はぼ同一の変速比が維持さ
れる領域から、その中間域外の特定領域すなわち、別の
変速比が設定される領域までに変化した場合には、変速
比は固定される。この場合、負荷の変化スピードに応じ
、固定される変速比は異なる。

たとえば、キックダウン操作が行われた場合には、回転
伝達比が小さくなるように変速比が固定されるが、この
固定変速比はスロットルバルブ全開までのスピードによ
ってことなり、スロットルバルブの開度変化速度すなわ
ち、アクセルペダルの操作速度が速い場合には、運転者
の増速要求は極めて強いと考えることができ、したがっ
てこの場合は、より小さい変速比すなわち低速段側に設
定される。また、アクセルペダルの操作速度がそれほど
大きくない場合、すなわちエンジン負荷変化速度が小さ
い場合には、比較的高速段側の変速比に固定される。

また、アクセルペダルの解放動作があった場合には、ア
クセルペダルの戻し速度に応じて固定変速比が設定され
る。すなわち、戻し速度が速い場合には、エンジンブレ
ーキに対する要求度が強いと考えられ、したがってこの
場合には、変速比は比較的低速段側で固定される。戻し
速度が小さい場合は、エンジンブレーキの効きを、それ
程要求していない場合であり、この場合には、比較的高
速段側において変速比固定が行われる。

上記の負荷変化に応じた変速比制御において、さらに運
転者の感覚に合うようにするため、固定変速比に移行す
るまでの間、回転数の不当な上昇を抑えるようにエンジ
ン回転数の制御と組み合わせて行うことができる。

（実施例の説明）以下、本発明の実施例につき図面を参照しつつ説明する
。

第１図を参照すると、無段変速機１は、エンジン出力軸
Ａに連結された流体継手１０と、その出力側に配置され
たドライブクラッチ２０および前進後退切り換え機構３
０と、これらの出力を車輪側の出力軸已に伝達するベル
ト伝達機構４０を備えている。

上記流体継手１０はエンジン出力軸Ａに連結されたケー
ス１１内に設けられ、上記エンジン出力軸Ａと一体回転
するポンプ１２と、該ポンプ１２に対向するようにケー
ス１１に設けられ、ポンプ１２の回転によりケース１１
内に充填されている作動油を介して回転されるタービン
１３と、該タービンに結合された出力軸１４と、該出力
軸に結合され、ケース１１に対して締結、解放されるこ
とによって該出力軸１４と上記エンジン出力軸Ａとを直
結しもしくは、分離するロックアツプクラッチ１５とを
有する。

ドライブクラッチ２０は、上記流体継手１０の出力軸１
４と前進後退切り換え機構３０の入力軸３１との間に配
設された複数のクラッチ板２１およびこれらを締結、解
放するためのピストン２２を備えている。

そして、前進後退切り換え機構３０は、上記人力軸３１
上にスライド可能に嵌合された切り換え部材３２と、後
退用のギヤ列を構成する第１〜第４ギヤ３３．３４．３
５および３６を有し、切り換え部材３２が図示の位置に
あるとぎ、クラッチ機構３７を介して上記入力軸３１を
ベルト伝達機構４０の入力軸４１に結合し、切り換え部
材３２が図示の位置から右方にスライドしたとき、該部
材３２上のギヤ３８が上記ギヤ列の第１ギヤ３３に噛合
して人力軸３１の回転を反転させて上記人力軸４１に伝
達する。

さらに、ベルト伝達機構４０は上記入力軸４１上および
これに平行に配置された出力軸４２上にそれぞれ配置さ
れたプライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４
と、これらのプーリ４３．４４の間に掛は渡されたベル
ト４５とで構成されている。

上記プライマリプーリ４３は入力軸４１に固定された固
定円錐板４３ａと、該軸４１にスライド可能に嵌合され
た可動円錐板４３ｂとを両者の円錐面を互いに対向させ
て配置している。

可動円錐板４３ｂを固定円錐板４３ａに接近させたとき
、ベルト４５の有効ピッチ径が大きくなる。同様に、セ
カンダリプーリ４４も固定円錐板４４ａおよび可動円錐
板４４ｂを備えており、可動円錐板４４ｂを出力軸上で
変位させることにより有効ピッチ径が変化する。

両可動円錐板４３セ、４４ｂの背後には、これらの軸上
での変位を制御するために、油圧シリンダ４６．４７が
設けられる。

プライマリプーリ４３の油圧シリンダ４６の油圧が増大
すると、該プライマリプーリ４３の有効ピッチ径が大き
くなり、これとともに、セカンダリプーリ４４の有効ピ
ッチ径が小さくなって変速比は増大側に移行する。すな
わち、高速段側の移行する。

逆に、油圧シリンダ４６の油圧が減少すると、変速比は
減少すなわち、低速段側に移行する。

なお、セカンダリプーリ４４の油圧シリンダ４７には、
ベルト４５の張力を適正に維持するための油圧が導入さ
れる。

本例の装置は、上記油圧シリンダ４６．７を油圧を制御
することによって変速比を行うためのコントロールユニ
ット５１を備えている。

第２図に示すようにコントロールユニット５１には、シ
フト位置（レンジ）を検出するシフト位置センサ５２、
スロットル開度を検出するスロットル開度センサ５３、
ベルト伝達機構４０のプライマリプーリ４３の回転数を
検出するプライマリ回転数センサ５４と、セカンダリプ
ーリ４４の回転数を検出するセカンダリ回転センサ５５
およびエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ
５６からの信号が人力されるようになっている。

コントロールユニット５１は、これらのセンサからの信
号に応じて、油圧シリンダ４６．４７、ドライブクラッ
チ２０、およびロックアツプクラッチ１５を制御する信
号を出力するようになっている。

以下、本発明に従う制御の１例について説明する。

無段変速機の制御は所定のコントロールユニット５１に
より所定の制御プログラムにしたがって行われる。

この制御プログラムは、エンジン始動とともに各種初期
値を設定し、割り込みプログラムを制御し、さらにモニ
ター用のプログラムを制御するメインプログラムと、こ
のメインプログラムに対し所定のタイミングで割り込み
実行される各種ルーチンを制御する割り込みプログラム
とから構成される。

第３図に示すように、割り込みプログラムは、各種セン
サの読み込みを行うセンサ信号読み込みルーチン、その
センサ信号のフェイル判定を行うフェイル判定ルーチン
、ドライブクラッチ２０の制御を行うドライブクラッチ
圧制御ルーチン、ロックアツプクラッチ１５の制御を行
う、ロックアツプクラッチ圧制御ルーチン、変速比の制
御すなわちプライマリプーリ４３の油圧シリンダ４６の
制御を行う変速比制御ルーチン、セカンダリプーリ４４
の油圧シリンダ４７を制御してベルトの張力を制御する
セカンダリ油圧制御ルーチン、およびツレ／イド等、デ
ユーティ波で制御される各種機器へのデユーティ波を発
生するデユーティ波発生ルーチンを含んで構成される。

そして割り込みプログラムは所定のタイミングで上記各
ルーチンをメインプログラムに割り込んで実行させる。

第４図を参照すると、上記割り込みプログラムの一部を
構成する変速比制御ルーチンのフローチャートが示され
ている。

第４図において、コントロールユニット５１は先ず、ス
ロットル開度が高負荷領域に設定した値（例えば全開相
当）以上開かれたことを検出した結果からキックダウン
状態かどうかを判定する（Ｓｔ）。つぎに、同様にスロ
ットル開度が低負荷領域に設定した値（例えば全閉相当
）以上に閉じられた場合にエンジンブレーキ効果が要求
されているかどうかすなわち、エンジンブレーキ制御条
件を判定する（Ｓ２）。

そして、上記ステップ（Ｓｌ）、（Ｓ２）において、い
ずれも判定がＮＯである場合には、車速およびアクセル
ペダルの踏み込み量すなわち、スロットル開度量を読み
込み（Ｓ３）、第５図に示すような予め設定された車速
、スロットル開度量よび目標プライマリプーリ回転数の
マツプから目標プライマリプーリ回転数を算出する（Ｓ
４）。そして、コントロールユニット５１はデユーティ
ソレノイドく図示せず）を制御し、この値に基づいてデ
ユーティ波を発生して、油圧シリンダ４６に作用する油
圧を変更し、変速比を制御する。

この場合には、キックダウン操作、およびアクセルペダ
ル戻し操作のいずれも行われていないので、コントロー
ルユニット５１はこの判定フラグをＦ＝Ｏにする（Ｓ５
）。

つぎに、キックダウン操作があった場合の制御に゛つい
て説明する。

キックダウンが行われた場合には、ステップ（Ｓｌ）に
おける判定はＹＥＳであるので、コントロールユニット
５１は判定フラグがキックダウン操作に於ける値すなわ
ち、Ｆ＝２であるかどうかを判定しくＳ６）　、今回初
めてキックダウンが検出された場合にはキックダウン操
作によりどのていどシフトダウン量が必要かを決定しく
Ｓ７）、フラグをキックダウン状態を表わすＦ＝２に設
定したのち（Ｓ８）、変速比を固定する目標プライマリ
プーリ回転数を算出する（Ｓ９）。そして、例えばスロ
ットル開度が上記高負荷域に設定した値以下になったこ
とで、キックダウン操作が終了したかどうかを判定して
（ＳＩＯ）　　、Ｗ作が終了した場合には、フラグをＦ
＝Ｄに設定する。

本例のこのキックダウン制御によれば、キックダウン操
作のおけるスロットル開度すなわちアクセルペダル開度
の変化速度に応じて固定する変速比が異なるように制御
される。

たとえば、第６図の点Ａの運転状態においてキックダウ
ン操作が行われた場合において°、スロットル開度変化
が比較的小さい場合には、キックダウンによるシフトダ
ウン量を比較的小さく設定する。したがって、変速比固
定のための目標プライマリブーり回転数はたとえば点Ｂ
のような比較的小さい回転数が設定されることとなる。

そして、その後の車速およびプライマリプーリ４３の回
転数は点Ｂと点Ｆとを結ぶ特性線ａにそってほぼ直線的
に変化することとなる。

また、スロットル開度速度が比較的大きい場合には、目
標プライマリプーリ回転数は点Ｂよりも大きいたとえば
点Ｃにおいて変速比の固定が行われる。したがってこの
場合には、上記点Ｂと点Ｆとを結ぶ線とは異なる点Ｃと
点Ｅを結ぶ特性線すに従って車速およびプライマリ回転
数が変化することとなる。

なお、このように変速比固定制御を行わない場合には、
マツプにもとづきたとえば点Ａ１点８１点Ｃ１点Ｄ１点
Ｅおよび点Ｆを通るような特性Ｃで車速、プライマリ回
転数が制御されることとなるが、このようにすると、ブ
ライマリブーり回転数が急激に上昇して運転者に不快感
を与える恐れがある。

上記の本例のキックダウン制御においては、スロットル
開度速度変化に応じて目標プライマリプーリ回転数を設
定し、それぞれの回転数において変速比の固定制御を行
うので運転者の増速要求に合わせた変速制御を達成する
ことができる。

また、第４図において、アクセルペダルの戻し操作がお
こなわれた場合には、ステップ（Ｓ２）における判定が
ＹＥＳ　であるので、コントロールユニット５１は、フ
ラグ値がアクセルペダル戻し操作を表すＦ＝１かどうか
を判定する。

そして、アクセルペダル戻しを初めて検出した場合には
、エンジンブレーキの効きの程度に対応する初期のシフ
トダウン量を決定する（Ｓｌｌ）　　、とともに、エン
ジン回転数の吹き上がりを制限するための最大値を現在
のプライマリプーリ回転数とシフトダウン量に基づいて
設定する（Ｓｌ２）　　。またフラグをＦ＝１　に設定
する（Ｓ１３）　　。つぎに、コントロールユニット５
１は変速比を固定するための目標プライマリブーり回転
数を設定する（Ｓ１４）。

そして、目標プライマリプーリ回転数と設定最大回転数
とを比較しつつ、たとえば、スロットル開度が上記低負
荷域に設定した値以上になったことで、エンジンブレー
キの状態を脱するまで変速比固定制御をおこなう（Ｓ１
５、Ｓ１６．５１７）。

第７図を参照して、アクセルペダルの全閉までの戻し操
作が生じた場合、すなわち、エンジンブレーキ操作がお
こなわれた場合の特性について説明する。

いま点Ａで走行している場合においてアクセルペダルの
戻し操作が急激に生じたとき、コントロールユニット５
１は大きなシフトダウン量を設定するので、変速比固定
制御はたとえば点Ｃにおいて開始され、点りと点Ｃとを
結ぶ特性線ａにそってプライマリプーリ４３の回転数お
よび車速か変化する。

また、戻し操作が比較的緩やかな場合は、たとえば、点
已において変速比固定制御が開始され、点Ｂと点Ｅを結
ぶ特性線すにそって車速およびプライマリプーリの回転
数が変化する。

なお、変°速比の固定制御を行わない場合には、変速比
はマツプにもとづいて、求められるので、たとえば、点
Ａ１点Ｆ１点Ｅ１および点りを通るような特性となる。

しかし、これでは、エンジンブレーキの効きが悪（なる
おそれがある。

また、上記のようにアクセルペダル戻し操作があったと
き、プライマリプーリの回転数を制限するように制御す
ると、その特性はたとえば点■、点Ｈ１点Ｅを通るよう
に、あるいは点１１点Ｇ１および点りを通るようになる
。この場合には、変速比固定制御の開始点は、それぞれ
点Ｈ１および点Ｇとなる。

このように、アクセルペダルの戻し操作があった場合に
、プライマリプーリの回転数を制限することによって、
エンジン回転数の不当な上昇を抑えることができ、運転
者に与える不快感を除去することができる。

さらに、プライマリプーリの回転数を制御しつつ、変速
比制御を行う場合において、第７図の破線で示すように
制御すると回転数の急激な変化を抑制することができる
。

（発明の効果）本発明によれば、エンジン負荷が特定域に変化した場合
において、その変化速度に応じて、変速比の固定制御を
行うようにしているので、運転者の要求に応じた変速比
を与えることができる。

たとえば、キックダウン操作においては、アクセルペダ
ルの踏み込み速度に応じて、固定変速比を変化させるよ
うにするので、運転者の要求に応じた増速感を与えるこ
とができる。

また、アクセルペダルの全開操作においては、戻し操作
が急激な場合には、シフトダウン量が大きく設定される
ので、運転者は、この操作によって効果的なエンジンブ
レーキの効きを得ることができる。

また、比較的緩慢な戻し操作の場合には、エンジンブレ
ーキの効果を抑えることができるので、運転者に対して
意に反した減速ショックをあたえるといったことを解消
することができる。

さらに、上記のエンジン負荷変化の際の回転数変化を制
限することにより、運転者への不快感を除去することが
できる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の１実施例にしたがう無段変速機の概
略構成図、第２図は、無段変速機の制御用のコントロー
ルユニットのブロック図、第３図は、割り込みプログラ
ムのブロックチャート、第４図は、変速比制御のフロー
チャート、第５図は車速とスロットル開度と、目標プラ
イマリプーリ回転数との関係を与えるマツプを示すグラ
フ、第６図は、キックダウン制御における特性図、第７
図は、アクセルペダル全開操作における特性図である。１・・・・・・無段変速機、　１０・・・・・・流体継
手、１５・・・・・・ロックアツプクラッチ、２０・・
・・・・ドライブクラッチ、３０・・・・・・前進後退切り換え機構、４０・・・・
・・ベルト伝達機構、４３・・・・・・プライマリプーリ、４４・・・・・・セカンダリプーリ、４５・・・・・・ベルト、４６．４７・・・・・・油圧シリンダ、５１・・・・・
・コントロールユニット。第１図車速第６図車速第７図 ↑ 闘

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入出力軸間を伝動し、変速比が無段に変化する無
段変速機機構と、この無段変速機機構の変速比を車両の
走行状態に応じて可変制御する制御手段を有する無段変
速機において、エンジン負荷が中間域から中間域外の特
定域に変化したことおよびその変化スピードを検出する
エンジン負荷変化検出手段と、前記エンジン負荷変化検
出手段の出力を受け上記変化スピードに応じて設定され
る変速比に上記変速比を固定する指令を上記制御手段に
与える変速比固定手段とを備えたことを特徴とする無段
変速機の制御装置。
（２）上記特定域がアクセルのキックダウン操作に対応
するエンジン負荷領域に設定されていることを特徴とす
る請求項（１）記載の制御装置。
（３）上記特定域はアクセルの解放操作に対応するエン
ジン負荷領域に設定されていることを特徴とする請求項
（１）記載の制御装置。
（４）前記エンジン負荷の変化スピードに応じて設定さ
れる変速比への移行はエンジン回転数が設定値を越えな
いように漸次行われるように構成されていることを特徴
とする請求項（１）記載の制御装置。