| 【発明の名称】 |
無段変速機における変速制御系の初期化装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】赤沼 正俊
【氏名】渡辺 充
【氏名】古閑 雅人
【氏名】滝沢 哲
【氏名】島中 茂樹
【氏名】田中 寛康
【氏名】高山 潤也
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| 【要約】 |
【課題】初期化時に油温に応じたステップモータの駆動速度および駆動パターンが不正な組み合わせになって脱調などの弊害を生じないようにする。
【解決手段】21で油温を算出し、22で油温に応じステップモータ駆動速度を決定し、23で再度油温を算出する。24では、23での油温が常温か低温かをチェックし、低温なら25で、ステップモータ駆動パターンとして低温用パターンを選択し、常温なら26で、常温用パターンを選択する。27では、25または26において選択した駆動パターンを順次、22で決定した駆動速度に対応する周期で出力する。28でステップモータの初期化が終了したと判定するまで27を繰り返すことにより初期化を進行させ、初期化が終了すると29で、通常変速モード用のステップモータ駆動制御を行う。従って、初期化中はステップモータ駆動速度および駆動パターンがともに、初期化開始時において22で決定された駆動速度、および同じく初期化開始時において25または26で決定された駆動パターンに保持される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速指令に応動するステップモータで無段変速機を目標変速比に向け変速させる変速制御系のリセット時における初期化を、ステップモータの最低速変速比位置よりも更にロー側における限界位置への歩進およびその後の所定ステップの戻しにより実行し、該初期化中におけるステップモータの駆動速度および駆動パターンを油温に応じて決定するようにした無段変速機における変速制御系の初期化装置において、ステップモータの駆動速度および駆動パターンを同じタイミングにおける油温に応じて決定し、該決定したステップモータの駆動速度および駆動パターンを初期化中は不変に維持するよう構成したことを特徴とする無段変速機における変速制御系の初期化装置。
【請求項２】 請求項１において、前記同じタイミングにおける油温として初期化開始時における油温を用いるよう構成したことを特徴とする無段変速機における変速制御系の初期化装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機の変速制御系を初期化する装置の改良提案に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無段変速機の変速制御系は通常、車両運転状態に応じて決定した目標変速比に対応する変速指令によりステップモータを目標変速比対応の位置にストロークさせ、ステップモータに応動する変速制御弁からの油圧で無段変速機を目標変速比に向け無段変速させるよう構成するのが普通である。
【０００３】この際ステップモータは、変速制御弁からの抗力に抗してこれを目標変速比対応の位置にストロークさせる必要があることから、当該抗力に打ち勝つトルクを発生するを要する。ところで上記の抗力は、油温が低い時ほど大きくなり、常温では比較的小さい。従って、ステップモータの要求トルクは低油温時に大きく、常温時に小さくなる。一方で、ステップモータの発生トルクと駆動速度とは反比例し、従ってステップモータの要求トルクが大きなる低油温時はステップモータの駆動速度を遅くし、ステップモータの要求トルクが小さくなる常温時はステップモータの駆動速度を速くするのが良く、例えばかようにステップモータの駆動速度を油温に応じて決定する技術が従来、例えば特開平８−１７８０４２号公報や特開平１０−２２５１８９号公報により提案されている。かかる制御を怠ると、ステップモータが変速制御弁の抗力に負けて変速指令に確実に応動し得ないことがあり、ステップモータの駆動位置と変速指令との間に不一致を生じて変速制御がでたらめになる、所謂脱調現象を生ずる。
【０００４】なお、ステップモータを目標変速比対応の位置にストロークさせ得るようにするだけのためならステップモータの駆動速度を常時遅くしてトルクを稼げば良いが、そうするとステップモータの応答が悪くて変速性能に悪影響が及ぶし、この場合もステップモータの駆動位置と変速指令との間に不一致を生じて上記の脱調現象を生ずる。
【０００５】ステップモータの駆動速度は通常、低温時のそれを示す図３および常温時のそれを示す図４の比較から明らかなように、ステップモータの駆動周期を操作して達成し、低温時は図３のようにステップモータの駆動周期を長くして歩進時間隔を大きくすることにより駆動速度を遅くし、常温時は図４のようにステップモータの駆動周期を短くして歩進時間隔を小さくすることにより駆動速度を速くする。
【０００６】なおステップモータとしては通常、図３および図４の他に図５および図６にも示すが、Ａ端子およびＢ端子よりなる第１相と、Ｃ端子およびＤ端子よりなる第２相とを具えた２相ステップモータを用い、このステップモータは同じ相内の端子が同時にＯＮ，ＯＦＦ切り換えした時に１ステップ歩進するものである。
【０００７】他方で無段変速機の変速制御系は、エンジンキースイッチの投入などによるリセット時に前記の脱調を補正するために初期化する必要があり、この初期化は例えば特開平８−１７８０６３号公報に記載されているように、ステップモータを一旦最低速変速比位置よりも更にロー側における限界位置まで歩進させ、その後ステップモータを所定ステップ数だけ戻したところを初期位置としてセットし、これを基準にステップモータを何ステップか歩進させることにより変速制御を行うというものである。
【０００８】かかる変速制御系（ステップモータ）の初期化に当たって行うステップモータの駆動に際しても、脱調防止のための前記油温に応じたステップモータの駆動速度制御が必要である。一方で、当該初期化に際し低温時のようにステップモータの駆動速度が遅い場合（図３参照）、図５に示すような駆動パターンにしてステップモータを図３のごとく連続的に歩進させても、上記限界位置での停止時における弾発が大きなることはなくこれが原因の脱調を生ずることがないため初期化を正常に終了させることができる。しかして常温時のようにステップモータの駆動速度制御が速い場合（図４参照）、同じようにステップモータを連続的に歩進させると、上記限界位置での停止時における弾発が大きくなってこれが脱調の原因となり、初期化が正常に行われないことがある。
【０００９】そこでモータの駆動速度を速くする常温時は、ステップモータの駆動パターンを図６に示すようなものとして、ステップモータを図４に示すように例えば４ステップ歩進させては４ステップ停止させるように、停止ステップを介入させるのが良い。この場合、モータの駆動速度を速くする常温時でも、上記限界位置での停止時においてステップモータへ入力される弾発力が小さくなって、これが原因で生ずる脱調を生じさせにくくし、モータの駆動速度を速くする常温時でも初期化を正常に行わせることができる。
【００１０】そして、上記の初期化に際しステップモータの駆動速度および駆動パターンを決定するに際しては一般的に、図７に示す如くにこれを実行するのが常識的である。つまり、先ずステップ３１で油温信号を読み込んで油温を算出し、ステップ３２で当該油温に応じステップモータの駆動速度（図３に示す低温用のステップモータ駆動周期にすべきか、図４に示す常温用のステップモータ駆動周期にすべきか）を決定し、ステップ３３で油温が常温か否かをチェックする。ステップ３３で常温でないと判定する場合、つまり低温ならステップ３４で、ステップモータの駆動パターンとして図５に示す低温用の駆動パターンを選択し、ステップ３３で常温であると判定する場合、ステップ３５において、図６に示す常温用の駆動パターンをステップモータの駆動パターンとする。
【００１１】次いでステップ３６において、再度油温信号を読み込みで油温を算出し、ステップ３７で当該油温に応じステップモータの駆動速度（図３に示す低温用のステップモータ駆動周期にすべきか、図４に示す常温用のステップモータ駆動周期にすべきか）を決定する。更にステップ３８において、ステップ３４または３５で選択したステップモータの図５または図６に示すカウンタごとの駆動パターンを順次、ステップ３７により決定したステップモータ駆動速度に対応する周期で出力する。
【００１２】ステップ３９では、変速制御系（ステップモータ）の前記した初期化が終了したか否かをチェックし、終了するまで上記ステップ３６〜３８を繰り返すことにより当該初期化を進行させる。初期化が終了するとステップ４０で、通常変速モード用のステップモータ駆動制御を行う。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記の制御によれば、初期化の作用中ステップモータの駆動速度はステップ３７において油温に応じ逐一変更され得るが、ステップモータの駆動パターンは初期化の作用中、初期化の開始時においてステップ３４または３５で決定されたパターンに保持される（ステップ３８）こととなり、以下の問題を生ずる。
【００１４】つまり、油温が低温か常温かを判定するための設定温度近くで初期化が開始された時、特に低温時に初期化が開始されて直後に油温が常温域に入ったり、或いは図８に示すようにエンジンスタータスイッチの投入（瞬時ｔ1 ）による電源電圧の降下で瞬時ｔ2 にコントローラがリセットされて油温センサ検出値が低温になった時に初期化が開始されると、瞬時ｔ2 以後ステップモータの駆動パターンが図５に示す低温時用の駆動パターンに保たれているのに、電源電圧の復帰で油温センサ検出値が常温を示す値に復帰する瞬時ｔ3 にステップモータの駆動速度が図３に示す低温時用の駆動速度（長いステップモータ駆動周期）から図４に示す常温時用の駆動速度（短いステップモータ駆動周期）へと切り換わる。このように、低温時用の駆動パターンと常温時用の駆動速度との組み合わせによりステップモータが駆動される場合、前記した脱調を最も生じ易く、かかる脱調により所定の初期化が行われ得なくなるという問題を生ずる。
【００１５】請求項１に記載の第１発明は、かかるステップモータの駆動パターンと駆動速度との不合理な組み合わせが起きることのないようにして上記初期化中の脱調に関する問題解決を実現した無段変速機における変速制御系の初期化装置を提案することを目的とする。
【００１６】請求項２に記載の第２発明は、初期化中におけるステップモータの駆動パターンと駆動速度とが、油温との関連において最適なものとなるようにした、無段変速機における変速制御系の初期化装置を提案することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】これらの目的のため、先ず第１発明の無段変速機における変速制御系の初期化装置は、変速指令に応動するステップモータで無段変速機を目標変速比に向け変速させる変速制御系のリセット時における初期化を、ステップモータの最低速変速比位置よりも更にロー側における限界位置への歩進およびその後の所定ステップの戻しにより実行し、該初期化中におけるステップモータの駆動速度および駆動パターンを油温に応じて決定するようにした無段変速機における変速制御系の初期化装置において、ステップモータの駆動速度および駆動パターンを同じタイミングにおける油温に応じて決定し、該決定したステップモータの駆動速度および駆動パターンを初期化中は不変に維持するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１８】第２発明の無段変速機における変速制御系の初期化装置は、第１発明において、前記同じタイミングにおける油温として初期化開始時における油温を用いるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の効果】第１発明においては、ステップモータの歩進駆動により無段変速機の変速制御系を初期化する時、ステップモータの駆動速度および駆動パターンを油温に応じて決定するが、この際ステップモータの駆動速度および駆動パターンを同じタイミングにおける油温に応じて決定し、決定したステップモータの駆動速度および駆動パターンを初期化中は不変に維持する。これがため変速制御系の初期化中、ステップモータの駆動パターンが低温時用（常温時用）のものである場合はステップモータの駆動速度も必ず低温時用（常温時用）のものであり続けることとなり、初期化中例えばステップモータの駆動パターンが低温時用の駆動パターンに保たれているのに、ステップモータの駆動速度が低温時用の駆動速度から常温時用の駆動速度へと切り換わるような事態の発生を回避することができる。従って、ステップモータの駆動パターンと駆動速度との組み合わせが前記した脱調を生ずるようなものになることがなく、かかる脱調により所定の初期化が行われ得なくなるという問題を解消することができる。
【００２０】第２発明においては、上記同じタイミングにおける油温として初期化開始時における油温を用いるから、初期化中におけるステップモータの駆動パターンと駆動速度を油温との関連において最適なものにすることができ、初期化を適切に遂行させることができる。
【００２１】
【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き詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態になる無段変速機の初期化装置を具えた無段変速制御系を示し、１は変速制御弁、２はステップモータ、３は初期化のためのステップモータ限界位置を提供するストッパーである。なお、ステップモータ限界位置は当該ストッパー３によらずに、変速制御機構のハードウエア限界により提供してもよい。変速制御弁１はリンク１０の中程に連節した弁体１ａを具え、該リンク１０の一端を、ステップモータ２によりラック＆ピニオン４を介してストロークされる変速指令弁体１１に連節し、リンク１０の他端をＶベルト式無段変速機１２のプーリ可動フランジ１３に連節して、通常通りに変速制御機構を構成する。かくして、変速制御弁１の弁体１ａはステップモータ２の駆動ステップ数（目標変速比ｉ* ）に応じたストローク位置に駆動されて、油圧によりＶベルト式無段変速機１２の両プーリ溝幅を変更し、無段変速機を当該目標変速比ｉ* となるよう変速制御するものとする。かかる変速の進行がリンク１０を介して変速制御弁１の弁体１ａにフィードバックされ、無段変速機が目標変速比ｉ* になったところで変速制御弁１の弁体１ａが元の位置に復帰することにより変速を終了する。
【００２２】目標変速比ｉ* は変速機コントローラ５により決定し、該コントローラ５は更に、本発明が狙いとする変速制御系（ステップモータ２）の後述する初期化をも行うものとする。これがためコントローラ５には、エンジンのスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ６からの信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ７からの信号、変速機作動油温ＴＥＭＰを検出する油温センナ８からの信号、および無段変速機の選択レンジ（前進走行レンジ、後退走行レンジ、中立レンジ、駐車レンジ）を検出するレンジセンサ９からの信号をそれぞれ入力する。
【００２３】コントローラ５は、これらセンサからの入力情報をもとに通常の無段変速制御を行う他、エンジンキースイッチの投入などによるリセット時に変速制御系（ステップモータ２）の脱調を補正するために必要な初期化を行う。この初期化に際しコントローラ５は、ステップモータ２を一旦変速制御弁体１ａが図示の最低速変速比位置よりも更にロー側（図の左方）にストロークされるよう歩進させてストッパー３により規定された限界位置となし、その後ステップモータ２を所定ステップ数だけ戻したところを初期位置としてセットし、初期化を終了する。そしてコントローラ５は、この初期位置を基準にステップモータ２を目標変速比ｉ* に対応したステップ数だけ歩進させることにより無段変速機を当該目標変速比へ変速させる。
【００２４】かかる変速制御系（ステップモータ２）の初期化に当たってコントローラ５は、図２の制御プログラムを実行することによりステップモータ２の駆動速度および駆動パターンを決定する。先ずステップ２１でセンサ８からの油温信号を読み込んで油温ＴＥＭＰを算出し、ステップ２２で当該油温ＴＥＭＰに応じステップモータ２の駆動速度（図３に示す低温用のステップモータ駆動周期にすべきか、図４に示す常温用のステップモータ駆動周期にすべきか）を決定し、ステップ２３で再度センサ８からの油温信号を読み込んで油温ＴＥＭＰを算出する。
【００２５】次いでステップ２４において、ステップ２３での上記油温ＴＥＭＰが常温か否かをチェックする。ステップ２４で常温でないと判定する場合、つまり低温ならステップ２５で、ステップモータ２の駆動パターンとして図５に示す低温用の駆動パターンを選択し、ステップ２４で常温であると判定する場合、ステップ２６において、図６に示す常温用の駆動パターンをステップモータの駆動パターンとする。
【００２６】次いでステップ２７において、ステップ２５または２６で選択したステップモータ２の図５または図６に示すカウンタごとの駆動パターンを順次、ステップ２２により決定したステップモータ駆動速度に対応する周期で出力する。
【００２７】ステップ２８では、変速制御系（ステップモータ２）の前記した初期化が終了したか否かをチェックし、終了するまで上記ステップ２７を繰り返すことにより当該初期化を進行させる。初期化が終了するとステップ２９で、通常変速モード用のステップモータ駆動制御を行う。
【００２８】従って上記した本実施の形態になるステップモータの駆動制御によれば、初期化中はステップモータ２の駆動速度および駆動パターンがともに、初期化開始時においてステップ２２で決定されたステップモータ駆動速度、および同じく初期化開始時においてステップ２５または２６で決定されたステップモータ駆動パターンに保持されることとなる。これがため変速制御系（ステップモータ２）の初期化中、ステップモータ２の駆動パターンが低温時用（常温時用）のものである場合はステップモータの駆動速度も必ず低温時用（常温時用）のものであり続けることとなり、初期化中例えばステップモータ２の駆動パターンが低温時用の駆動パターンに保たれているのに、ステップモータ２の駆動速度が低温時用の駆動速度から常温時用の駆動速度へと切り換わるような事態の発生を回避することができる。従って、ステップモータの駆動パターンと駆動速度との組み合わせが前記した脱調を生ずるようなものになることがなく、かかる脱調により所定の初期化が行われ得なくなるという問題を解消することができる。
【００２９】なお本実施の形態においては特に、初期化開始時における油温をもとにステップモータ２の駆動パターンおよび駆動速度を決定するから、初期化中におけるステップモータ２の駆動パターンと駆動速度を油温との関連において最適なものにすることができ、初期化を適切に遂行させることができる。
【００３０】なお上記した実施の形態では無段変速機がＶベルト式無段変速機である場合について説明したが、これに限らずトロイダル型無段変速機など他の型式の無段変速機に対しても本発明は同様に適用し得ること勿論である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１８日（１９９９．１０．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９２５８
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 暁秀 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１６１３１（Ｐ２００１−１１６１３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９５３０９ |
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