| 【発明の名称】 |
無段変速機の変速制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】滝沢 哲
【氏名】古閑 雅人
【氏名】赤沼 正俊
【氏名】渡辺 充
【氏名】島中 茂樹
【氏名】田中 寛泰
【氏名】高山 潤也
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| 【要約】 |
【課題】アクセルペダルを踏み込んで加速する際の車外騒音を抑制しながらも、運転者に違和感を与えることのないように加速を行う。
【解決手段】到達変速比と目標変速比の偏差を演算する変速比偏差演算手段を備え、車速が予め設定した高速域にあり、変速比の偏差が予め設定した値を超え、かつ、変速比の変化が大側となるダウンシフトのときには、変速速度を通常変速時よりも遅く設定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の運転状態に応じて無段変速機の到達変速比を演算する到達変速比演算手段と、車両の運転状態に応じて変速速度を決定する変速速度決定手段と、この変速速度に基づいて目標変速比を演算する手段と、この目標変速比に実際の変速比が一致するように変速比を制御する変速制御手段とを備えた無段変速機の変速制御装置において、前記変速速度決定手段は、車速を検出する車速検出手段と、前記到達変速比と目標変速比の偏差を演算する変速比偏差演算手段を備え、車速が予め設定した高速域にあり、前記変速比の偏差が予め設定した値を超え、かつ、変速比の変化が大側のときには、変速速度を通常変速時よりも遅く設定することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】前記変速速度決定手段は、時定数に応じて変速速度を決定する時定数設定手段と、車速が予め設定した高速域にあり、前記変速比の偏差が予め設定した値を超え、かつ、変速比の変化が大側のときには、変速速度が通常変速時よりも遅くなるように前記時定数を補正する時定数補正手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】前記時定数設定手段は、運転状態に応じて前記時定数を変更することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
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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、車両などに採用される無段変速機の変速制御装置の改良に関し、特に、キックダウン加速や踏み増し加速などのダウンシフト時に、車外の騒音を抑制するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の無段変速機では、キックダウン加速やアクセルペダルを踏み込んで加速する際には、変速比がＬｏ側（大側）へダウンシフトして入力軸回転数が上昇して車外の騒音が増大するが、このダウンシフト時の騒音を抑制するものとして、特開平１０−９３７９号公報、特開平９−２４２８５４号公報、特許第２７４１０３２号公報などが知られている。
【０００３】これらは、キックダウン加速時や踏み増し加速時等の際に、入力軸回転数の上限値を規制したり変速速度を遅くすることにより、車外の騒音が急増するのを防いでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例では、運転者が迅速な加速を要求してアクセルペダルを踏み込んでいるのに対し、変速速度を遅くしたり、目標入力軸回転数の上限を抑制するため、運転者の要求に応じた加速を得ることができず、違和感を与える場合があった。
【０００５】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、アクセルペダルを踏み込んで加速する際の車外騒音を抑制しながらも、運転者に違和感を与えることのないように加速を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、車両の運転状態に応じて無段変速機の到達変速比を演算する到達変速比演算手段と、車両の運転状態に応じて変速速度を決定する変速速度決定手段と、この変速速度に基づいて目標変速比を演算する手段と、この目標変速比に実際の変速比が一致するように変速比を制御する変速制御手段とを備えた無段変速機の変速制御装置において、前記変速速度決定手段は、車速を検出する車速検出手段と、前記到達変速比と目標変速比の偏差を演算する変速比偏差演算手段を備え、車速が予め設定した高速域にあり、前記変速比の偏差が予め設定した値を超え、かつ、変速比の変化が大側のときには、変速速度を通常変速時よりも遅く設定する。
【０００７】また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記変速速度決定手段は、時定数に応じて変速速度を決定する時定数設定手段と、車速が予め設定した高速域にあり、前記変速比の偏差が予め設定した値を超え、かつ、変速比の変化が大側のときには、変速速度が通常変速時よりも遅くなるように前記時定数を補正する時定数補正手段とを有する。
【０００８】また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記時定数設定手段は、運転状態に応じて前記時定数を変更する。
【０００９】
【発明の効果】したがって、第１の発明は、車速が高速域にあるとき、変速比の偏差が所定値を超えて変速比が大側となるダウンシフトを行うときには、変速速度が遅く設定され、緩やかに目標変速比が変化し、エンジン回転数が急激に上昇するのを防いで、車外騒音の抑制を図ることができる一方、車速が低速域の場合では、変速比の偏差に係わらず、運転者の意図に応じたダウンシフトを行って加速することができ、高速域のダウンシフトでは車外騒音の抑制を行いながらも、低車速域では、運転者の意図に応じた加速を行うことが可能となって、前記従来例に比して、運転者に与える違和感を低減できる。
【００１０】また、第２ないし第３の発明は、時定数に応じて変速速度を決定するようにしたため、運転状態に応じた時定数により目標変速比を滑らかに変化させることができ、高速域のダウシフトでは、時定数を補正することで容易に変速速度の変更を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は、シングルキャビティのトロイダル型無段変速機へ本発明を適用した場合の一例を示しており、トロイダル型無段変速機１０にはロックアップクラッチＬ／Ｕを備えたトルクコンバータ１１を介してエンジン１が連結され、変速制御コントローラ２の指令値ＡＳＴＰに応動するアクチュエータとしてのステップモータ３が、図示しない変速制御弁等の油圧制御装置を介して変速比を連続的に制御するものである。
【００１３】変速制御コントローラ２は、運転者のアクセルペダル（図示せず）操作に応じたアクセル踏み込み量ＡＰＳをアクセル開度センサ５から、運転者のシフト操作に応じた運転モードＭＯＤＥをセレクトスイッチ９から、エンジン回転数Ｎｅをクランク角センサ８からそれぞれ読み込むとともに、トロイダル型無段変速機１０の入力軸回転センサ６が検出した入力軸回転数Ｎｔと、出力軸回転センサ７が検出した出力軸回転数Ｎｏ及び車速センサ７が検出した車速ＶＳＰをそれぞれ読み込んで、運転状態に応じた到達変速比ＤＲａｔｉｏを、目標変速比Ｒａｔｉｏ０との偏差に応じた時定数によって滑らかに変化させるものである。
【００１４】さらに、変速制御コントローラ２は、通常の走行に用いる自動変速モードであるＤレンジに加えて、運転者のシフト操作に応じた変速段を任意に変更可能なマニュアルモードを備えており、自動変速モードでは運転状態に応じた変速比となるように制御する一方、マニュアルモードでは、運転者が設定した変速段となるように変速比を制御する。
【００１５】このため、変速制御コントローラ２は、シフトレバー１８に応動するセレクトスイッチ９から、運転者が設定した運転モードＭＯＤＥを読み込んで、運転モードＭＯＤＥが図中「Ｄ」レンジまたは「Ｒ」レンジにある場合は、自動変速モードと判定して、アクセル開度センサ５が検出したアクセルペダル操作量ＡＰＳと、車速センサ７が検出した車速ＶＳＰに基づいて、所定の変速比、例えば、図５の変速マップに従って無段変速機１０の変速比を変更する。
【００１６】一方、シフトレバー１８が、図１の「＋」、「−」で示したマニュアルスイッチ３０側へ操作されている場合、変速制御コントローラ２はマニュアルモードと判定して、シフトレバー１８がマニュアルスイッチ３０の「＋」へ操作されるとアップシフトを指令する一方、同じく「−」へ操作されるとダウンシフトを指令して、予め設定した変速段に順次設定する。この場合のシフト操作は、いわゆるシーケンシャルシフトと呼ばれており、例えば、１速から３速へアップシフトする場合、シフトレバー１８を２回「＋」側へ操作して、一旦２速へシフトした後に、３速へシフトされることになる。
【００１７】変速制御コントローラ２は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、自動変速モードのＤレンジでは、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳに基づいて、最終的な目標値である到達変速比ＤＲａｔｉｏを求める。
【００１８】次に、運転モードＭＯＤＥと運転状態に応じた時定数ＴｇＴＭ１、ＴｇＴＭ２を求めてから、これら時定数ＴｇＴＭ１、２を一次遅れの時定数として、所定の制御周期毎の目標値である目標変速比Ｒａｔｉｏ０を演算する。
【００１９】このとき、車速ＶＳＰが、予め設定した所定値ＶＳＰＮＭＩＮを超える高速域で、アクセルペダルを踏み込んで加速を行う踏み増し変速や、キックダウン変速などのダウンシフトが行われ、このダウンシフトによる変速比の偏差が所定値ＥｉｐＮＭＩＤを超えているときにのみ、時定数の補正を行って車外騒音を抑制する。
【００２０】そして、この目標変速比Ｒａｔｉｏ０と実変速比ＲＡＴＩＯの偏差に基づいて、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御によってステップモータ３の制御量ＡＳＴＰを演算するとともに指令して、変速制御を行うものである。
【００２１】上記変速制御を、図２、図３のフローチャートに示し、以下に詳述する。なお、これらのフローチャートは、所定時間毎、例えば１０msec毎に、それぞれ実行されるもので、図２は変速制御のメインルーチンを、図３は時定数演算のサブルーチンを示す。
【００２２】まず、図２のステップＳ１では、アクセル踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数Ｎｅ、入力軸回転数Ｎｔ、出力軸回転数Ｎｏ、車速ＶＳＰ及び運転モードＭＯＤＥを上記各センサの出力を読み込む。
【００２３】次に、ステップＳ２では、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳ及び運転モードＭＯＤＥに基づいて、図５に示す変速マップから、エンジン回転数Ｎｅの目標値である目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶを求める。
【００２４】ステップＳ３では、入力軸回転数Ｎｔと出力軸回転数Ｎｏの比を実変速比ＲＡＴＩＯとして求め、ステップＳ４では、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶを出力軸回転数Ｎｏで除して到達変速比ＤＲａｔｉｏを求める。
【００２５】そして、ステップＳ５では、後述する図３のフローチャートのように、運転モードＭＯＤＥと運転状態に基づいて、運転状態に応じた時定数ＴｇＴＭ１、ＴｇＴＭ２を演算する。
【００２６】ステップＳ６では、このステップＳ５で求めた時定数ＴｇＴＭ１と、上記ステップＳ４で求めた到達変速比ＤＲａｔｉｏから中間変速比ＬｆｓｔＲＴＯを、次式により演算する。
【００２７】
【数１】
ただし、上記ＬｆｓｔＲＴＯ-1は、中間変速比の前回値である。
【００２８】さらに、この中間変速比ＬｆｓｔＲＴＯと上記ステップＳ５で求めた時定数ＴｇＴＭ２から、一次遅れの目標変速比Ｒａｔｉｏ０を、次式により演算する。
【００２９】
【数２】
ただし、Ｒａｔｉｏ０-1は、目標変速比の前回値である。
【００３０】こうして目標変速比Ｒａｔｉｏ０を求めた後には、ステップＳ７で、実変速比ＲＡＴＩＯと目標変速比Ｒａｔｉｏ０の偏差に応じたフィードバック制御量ＦＢｒｔｏを求めて、ステップＳ８では、フィードバック制御量ＦＢｒｔｏと目標変速比Ｒａｔｉｏ０の和から指令変速比ＤｓｒＲＴＯを演算する。
【００３１】そして、ステップＳ９では、予め設定したマップから、指令変速比ＤｓｒＲＴＯに応じたステップモータ３の制御量ＡＳＴＰを演算して、ステップＳ１０で、ステップモータ３を駆動して変速比の制御を行う。
【００３２】次に、上記ステップＳ５で行われる、時定数ＴｇＴＭ１、ＴｇＴＭ２の演算について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３３】まず、ステップＳ１１では、セレクトスイッチ９が検出した運転モードＭＯＤＥを読み込んでから、ステップＳ１２で、アクセルペダル操作量ＡＰＳに応じて予め設定された基本時定数ｔｇｔｍ１及びｔｇｔｍ２を演算する。
【００３４】ステップＳ１３では、上記ステップＳ４で求めた到達変速比ＤＲａｔｉｏと、前回の目標変速比Ｒａｔｉｏ０-1の差の絶対値に応じて、変速比偏差の絶対値ＡｂｓＥｉｐ（以下、単に変速比偏差という）を求める。
【００３５】次に、ステップＳ１４では、変速比偏差の大きさと変速方向から、変速の種別を検出する。変速種別は、アクセルペダルを踏み込んで加速するものを踏み増しダウンシフト、アクセルペダルを全開位置まで踏み込んで加速するものをキックダウン、また、アクセルペダルを解放してアップシフトする場合を足離しアップシフトというように、変速の種類を判定する。
【００３６】なお、変速方向は、ＤＲａｔｉｏ−Ｒａｔｉｏ０-1が正であればダウンシフト（変速比が大側に変化）であり、負であればアップシフト（変速比が小側に変化）となる。
【００３７】そして、ステップＳ１５では、運転モードＭＯＤＥがＤレンジであるか否かを判定し、ＤレンジであればステップＳ１６へ進む一方、Ｄレンジ以外の場合には、ステップＳ２１の処理へ進んで、通常の変速制御または変速比の保持を行う。
【００３８】ステップＳ１６では、マニュアルモードとなっているか否かを判定し、マニュアルモードでない自動変速モードであれば、ステップＳ１７へ進む一方、マニュアルモードであれば、通常変速時と同一の時定数で変速を行うので、ステップＳ２１へ進む。
【００３９】Ｄレンジかつ自動変速モードと判定されたステップＳ１７では、上記ステップＳ１４で検出した変速の種別が、踏み増しダウンシフトまたはキックダウン変速であるかを判定し、これらダウンシフトであればステップＳ１８へ進む一方、そうでない場合には、ステップＳ２１へ進む。
【００４０】次に、ステップＳ１８では、現在の車速ＶＳＰが、予め設定した所定値ＶＳＰＮＭＩＮを超える高速走行中であるか否かを判定し、車速ＶＳＰが高速域にあればステップＳ１９へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ２１へ進む。
【００４１】高速走行中に踏み増しダウンシフトを行うステップＳ１９では、上記ステップＳ１３で求めた変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが、予め設定した偏差ＥｉｐＮＭＩＤ以上であるかを判定し、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが所定値を以上となって大きい場合には、ステップＳ２０へ進んで、時定数を補正してダウンシフト時の車外騒音を抑制するため、時定数を演算するための係数Ｋｓを、予め設定した値ＫＳＮＯＩＳ２に設定してから、ステップＳ２３の時定数演算へ進む。
【００４２】なお、係数ＫＳＮＯＩＳ２は、時定数を通常変速時よりも大きく設定して、変速速度が遅くなるように予め設定されたものである。
【００４３】一方、自動変速モードの高速走行中で踏み増しダウンシフトが行われても、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが所定値ＥｉｐＮＭＩＤ未満となる場合では、通常の変速制御を行うため、ステップＳ２１へ進む。
【００４４】通常の時定数で変速制御を行うステップＳ２１では、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが予め設定した微少値ＥｉｐＮＭＩＮ未満であるか否かを判定し、微小値ＥｉｐＮＭＩＮ以上であれば、通常の変速制御を行うため、時定数を求める係数Ｋｓに、通常の値であるＫＳＮＯＩＳ１を設定する。なお、通常変速用の係数ＫＳＮＯＩＳ１と、車外騒音抑制用の係数ＫＳＮＯＩＳ２との関係は、ＫＳＮＯＩＳ２＞ＫＳＮＯＩＳ１に設定される。
【００４５】一方、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが、予め設定した微少値ＥｉｐＮＭＩＮ未満である場合には、変速比を保持するため、そのまま処理を終了する。なお、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐを判定する上記所定値ＥｉｐＮＭＩＤとＥｉｐＮＭＩＮの関係は、ＥｉｐＮＭＩＮ＜＜ＥｉｐＮＭＩＤである。
【００４６】こうして、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが、予め設定した微少値ＥｉｐＮＭＩＮ以上となって変速を行う場合では、ステップＳ２０またはＳ２２で、時定数を求める係数Ｋｓを、車外騒音抑制用のＫＳＮＯＩＳ２または通常の変速制御用のＫＳＮＯＩＳ１のいずれか一方に設定されて、ステップＳ２３で変速速度を決定する時定数ＴｇＴＭ１、ＴｇＴＭ２の演算を次のように行う。
【００４７】
【数３】
なお、Ｋ０、Ｋ２は、予め設定された定数である。
【００４８】したがって、Ｄレンジかつ自動変速モードで、高速走行中に偏差ＡｂｓＥｉｐが所定値ＥｉｐＮＭＩＤ以上の踏み増しダウンシフトやキックダウン変速を行うと、時定数ＴｇＴＭ１が通常変速時よりも大きく設定されて、変速速度が遅くなり、図４の実線で示すように、緩やかに目標変速比Ｒａｔｉｏ０が変化し、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶが急激に上昇するのを防いで、車外騒音の抑制を図ることができる。
【００４９】一方、Ｄレンジであっても、低車速時やマニュアルモードの場合では、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが大きくても、通常の変速速度（ＫＳＮＯＩＳ１に応じた時定数）で、図４の破線に示すように、迅速に目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶを上昇させて目標変速比をＬｏ側に変化させ、運転者の意図に応じた加速を行うことができる。
【００５０】ここで、図５の変速マップに示すように、例えば、図中Ｖ２等の高速域ではアクセル操作量ＡＰＳが０のときでも、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶは高く、さらにアクセル操作量ＡＰＳが全開（＝８／８）に近づくにつれて、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶも上限値となるため、車外の騒音が容易に増大してしまう。また、このＶ２でアクセルペダルの解放状態からキックダウン変速を行うと、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが大きく、かつ、高車速であるが故に目標入力軸回転数の上昇分も図中αとなって、エンジン回転数Ｎｅの変動が非常に大きくなる。
【００５１】一方、図中Ｖ１等の低車速時では、アクセルペダルの解放状態からキックダウン変速を行うと、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐは大きいが、車速ＶＳＰが低いため、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶは上記高速域に比して十分小さく、また、目標入力軸回転数ＤｓｒＲＥＶの上昇分βも、上記高速域の上昇分αに比して小さい。
【００５２】このため、低車速域では、運転者の意図に応じてダウンシフトを行っても、車外騒音の増大は、高速域に比して小さくなり、高速時のダウンシフトで、変速比偏差ＡｂｓＥｉｐが大きいときのみ、時定数を変更して変速速度を遅くすることで、車外騒音の抑制を行いながら、低車速域では、運転者の意図に応じた加速を行うことが可能となって、前記従来例に比して、運転者に与える違和感を低減できるのである。
【００５３】また、Ｄレンジであっても、マニュアルモードの場合では、予め設定した変速段（変速比の所定値）へ迅速に移行する必要があるため、上記車外騒音抑制制御は行わず、運転者のシフト操作に応じて変速を行うことができる。
【００５４】なお、上記実施形態では、運転状態に応じた時定数ＴｇＴＭ１、ＴｇＴＭ２の演算を、到達変速比ＤＲａｔｉｏと目標変速比Ｒａｔｉｏ０の偏差に基づいて行ったが、到達変速比ＤＲａｔｉｏと実変速比ＲＡＴＩＯの偏差に基づいて演算しても良い。
【００５５】また、上記実施形態では、無段変速機１０として、トロイダル型を示したが、Ｖベルト式などで構成しても良い。
【００５６】また、上記実施形態では、時定数を演算する係数Ｋ０、Ｋ２を定数としたが、運転状態に応じて変化させても良い。
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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１１月５日（１９９９．１１．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 政喜 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８３４（Ｐ２００１−１３２８３４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１４６９０ |
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