JP4479332B2 - Control device for continuously variable transmission - Google Patents
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Description
この発明は、駆動プーリと従動プーリとに対するベルトの巻き掛け半径を連続的に変化させて変速をおこなう無段変速機に関し、特に変速比とベルト挟圧力とを油圧によって制御するように構成された無段変速機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a continuously variable transmission that changes speed by continuously changing a belt wrapping radius between a driving pulley and a driven pulley, and is particularly configured to control a transmission ratio and a belt clamping pressure by hydraulic pressure. The present invention relates to a control device for a continuously variable transmission.
ベルト式の無段変速機は、駆動プーリと従動プーリとのそれぞれを、固定シーブとこれに接近・離隔する可動シーブとによって構成し、これら固定シーブと可動シーブとの間に形成される溝に、ベルトを巻き掛けるとともに、そのベルトを固定シーブと可動シーブとで挟み付けて所定の伝達トルク容量を設定するように構成されている。従来、入力トルクと変速比とに基づいて定まるベルト挟圧力(以下、単に挟圧力と記す)を設定するための油圧を従動プーリに供給し、これに対して変速比は駆動プーリの溝幅を油圧によって変化させて設定する構成の装置が知られている。 In a belt-type continuously variable transmission, each of a drive pulley and a driven pulley is constituted by a fixed sheave and a movable sheave that approaches and separates from the fixed sheave, and a groove formed between the fixed sheave and the movable sheave. The belt is wound and the belt is sandwiched between a fixed sheave and a movable sheave to set a predetermined transmission torque capacity. Conventionally, a hydraulic pressure for setting a belt clamping pressure (hereinafter simply referred to as a clamping pressure) determined based on an input torque and a gear ratio is supplied to a driven pulley. An apparatus having a configuration in which it is set by changing the hydraulic pressure is known.
したがって変速比は、固定シーブと可動シーブとの相対位置に応じて決まるから、従来では、駆動プーリに対する圧油の流量制御によって変速制御をおこなっているが、最近では、変速を油圧の圧力制御によっておこなう技術が開発されている。その場合、挟圧力は入力トルクあるいはこれに関連するスロットル開度などに基づいて制御するから、挟圧力に応じて変速比設定油圧を制御して、目標変速比に対する追従性を向上させるように構成した装置が特許文献1に記載されている。
Therefore, since the gear ratio is determined according to the relative position between the fixed sheave and the movable sheave, conventionally, the gear shift control is performed by controlling the flow rate of the pressure oil with respect to the drive pulley. Technology to do it has been developed. In this case, the clamping pressure is controlled based on the input torque or the throttle opening degree related thereto, so that the gear ratio setting hydraulic pressure is controlled in accordance with the clamping pressure to improve the followability to the target gear ratio. The apparatus which was made is described in
その特許文献1に記載された装置は、各プーリの回転数から実変速比を求める一方、エンジンの負荷と回転数とから目標変速比を求め、実変速比がその目標変速比に一致するように1次側プーリ(例えば駆動プーリ)の油圧を制御し、これに対して入力トルクに応じた挟圧力を2次側プーリ(例えば従動プーリ)に供給する油圧によって制御している。また2次側の油圧の制御と併せて1次側の油圧を制御している。そして、変速比制御手段が、目標変速比と実変速比との偏差に所定のゲインを掛け、2次側の油圧に対応した変数で除した値を積分し、その積分値に上記の変数を掛けた値を出力する積分演算手段を備えている。この特許文献1に記載された発明によれば、運転者のアクセル操作によって入力トルクが増加し、それに伴って2次側の油圧が増大した場合であっても変速比が殆ど変化することがなく、目標値に対する追従性が向上する、とされている。
上記の特許文献1に記載された装置は、PID制御によりフィードバック圧を決定するように構成されており、特に入力トルクの変化に応じて挟圧力が変化した場合の変速比の安定性を向上させるように構成されている。そのために、積分項の蓄積が大きく、これが変速時の応答性の低下要因となる可能性がある。すなわち、上記の特許文献1の発明において、目標変速比が何らかの要因でステップ的に変化し、実変速比との偏差が大きくなった場合、偏差が次第に蓄積され、実変速比が目標変速比に近づいた時点におけるフィードバック圧が高くなり、これが原因で変速制御量が大きくなって実変速比がオーバーシュートする可能性がある。また一方、外乱によってトルクや回転数が一時的に変化し、これが変速となって現れた場合、上記特許文献1の発明では、偏差がある程度大きくなるまではフィードバック圧が相対的に不足するので、目標変速比への復帰が遅れてしまい、その結果、ドライバビリティが悪化する可能性がある。
The device described in
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、変速比を圧力制御するにあたり、目標変速比に対する実変速比のオーバーシュートを防止し、また外乱に対する安定性に優れた無段変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and in controlling the speed ratio, prevents overshoot of the actual speed ratio with respect to the target speed ratio, and is excellent in stability against disturbance. An object of the present invention is to provide a control device for a step transmission.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、ベルトが巻き掛けられた溝幅を油圧によって変化させることのできる駆動プーリと従動プーリとを有し、一方のプーリに供給する油圧によって変速比を制御し、かつ他方のプーリに供給する油圧によって前記ベルトの挟圧力を制御する無段変速機の制御装置において、前記駆動プーリが前記ベルトを挟み付ける軸線方向の荷重と前記従動プーリが前記ベルトを挟み付ける軸線方向の荷重との比である推力比と前記挟圧力とに基づいて、変速の生じていない通常時の前記一方のプーリに供給するべき定常走行必要油圧を求める手段と、目標とする変速比に変速させる目標変速速度に対応した変速時必要油圧を、所定の係数に基づいて求める手段と、前記目標変速速度と実際の変速比の変化速度との偏差に前記係数の逆数を掛けることによりフィードバック油圧を求める手段と、前記定常走行必要油圧と前記変速時必要油圧に加えて前記フィードバック油圧とから前記一方のプーリに供給する油圧を求める手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記目標変速速度の上限を規制する上限ガードと、前記目標変速速度の下限を規制する下限ガードとを設定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
さらに、請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記フィードバック油圧をフィルター処理する手段を更に備え、前記一方のプーリに供給する油圧を求める手段は、前記フィルター処理されたフィードバック油圧と前記定常走行必要油圧と前記変速時必要油圧とから前記一方のプーリに供給する油圧を求めるように構成されていることを特徴とする制御装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, an upper limit guard for restricting an upper limit of the target shift speed and a lower limit guard for restricting a lower limit of the target shift speed are set. This is a control device characterized by that.
Further, the feedback of the invention of
請求項1の発明によれば、変速の生じていない通常の走行時における変速比を維持するための油圧、すなわち前記一方のプーリの油圧(定常走行油圧)が、推力比と挟圧力とに基づいて求められる。なお、その推力比は、予め決めておくことができる。また、変速比を目標変速比に変化させる変速時必要油圧が、この目標変速比を達成するための変速速度と所定の係数とに基づいて求められる。その係数、あるいは変速時必要油圧と係数ならびに目標変速速度との関係は、予め実験などに基づいて求めておくことができる。これらの関係は、目標変速速度と実変速速度との偏差もしくは誤差とこれを解消するための油圧との間でも成立するので、その変速速度の偏差に前記係数の逆数を掛けることによりフィードバック油圧が求められる。そして、これら定常走行必要油圧と変速時必要油圧とフィードバック油圧とに基づいて、変速比を設定するための前記一方のプーリに対する油圧が求められるので、目標変速比がステップ的に変化した場合であっても、実変速比がオーバーシュートしたり、あるいは目標変速比への追従が遅れたりすることを防止もしくは抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the hydraulic pressure for maintaining the gear ratio during normal traveling without shifting, that is, the hydraulic pressure of the one pulley (steady traveling hydraulic pressure) is based on the thrust ratio and the clamping pressure. Is required. The thrust ratio can be determined in advance. Further, the hydraulic pressure required for shifting to change the gear ratio to the target gear ratio is obtained based on the gear speed and a predetermined coefficient for achieving the target gear ratio. The coefficient, or the relationship between the required hydraulic pressure during shift, the coefficient, and the target shift speed can be obtained in advance based on experiments or the like. These relationships also hold between the deviation or error between the target shift speed and the actual shift speed and the hydraulic pressure for solving this, so that the feedback hydraulic pressure is obtained by multiplying the shift speed deviation by the reciprocal of the coefficient. Desired. In addition, since the hydraulic pressure for the one pulley for setting the gear ratio is obtained based on the steady travel required hydraulic pressure, the shift required hydraulic pressure, and the feedback hydraulic pressure, the target gear ratio is changed stepwise. However, it is possible to prevent or suppress the actual gear ratio from overshooting or the delay in following the target gear ratio.
また、請求項2および請求項3の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得ることができ、特に請求項3の発明によれば、変速比制御の安定性が向上し、また油圧制御機器の耐久性を向上させることができる。すなわち、フィードバック油圧は、変速比の単位時間当たりの変化量である変速速度を反映したものとなるが、変速比の外乱による変化に相当するフィードバック油圧がフィルターで除去されるため、外乱による変速制御が頻繁に生じることが回避される。
According to the invention of
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。まず、この発明を適用できる無段変速機1およびその油圧制御系統について説明する。図6は、ベルト式無段変速機1の基本的な構成を模式的に示しており、駆動プーリ2と従動プーリ3とがそれぞれの中心軸線を互いに平行にして所定の間隔を空けて配置されている。その駆動プーリ2は、ベルト4を巻き掛けるいわゆるV溝の幅を変更できるようになっており、そのために軸線方向に対して固定された固定シーブ(固定プーリ片)5と軸線方向に前後動してその固定シーブ5に対して接近・離隔する可動シーブ(可動プーリ片)6とから構成されている。その可動シーブ6の背面側(固定シーブ5に対して反対側)に、可動シーブ6を前後動させるための油圧アクチュエータ(具体的に油圧シリンダ)7が設けられている。
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, a continuously
従動プーリ3は、固定シーブと可動シーブとの位置が上記の駆動プーリ2とは左右反対になっている以外は基本的には駆動プーリ2と同様の構成であって、同一軸線上で互いに対向させた固定シーブ8とその固定シーブ8に対して前後動する可動シーブ9とからなり、これら固定シーブ8と可動シーブ9との対向面の間に形成されるいわゆるV溝の幅を広狭に変化させ、ベルト4の巻き掛け半径を変化させるように構成されている。そして、駆動プーリ2における固定シーブ5の半径方向で外側に従動プーリ3における可動シーブ9が配置され、また駆動プーリ2における可動シーブ6の半径方向で外側に従動プーリ3における固定シーブ8が配置されている。さらに、その可動シーブ9の背面側(固定シーブ8に対して反対側)に、可動シーブ9を前後動させるための油圧アクチュエータ(具体的に油圧シリンダ)10が設けられている。
The driven
この無段変速機1は、車両用の変速機として採用することができ、したがって上記の駆動プーリ2が、発進クラッチやトルクコンバータなどを介して、内燃機関や電動機などの動力源(それぞれ図示せず)に連結されている。また、従動プーリ3が、出力軸やデファレンシャルあるいはプロペラシャフトなどを介して駆動輪(それぞれ図示せず)に連結されている。
The continuously
上記のベルト4は、各プーリ2,3のV溝に挟み込まれる形状の多数の金属片(ブロックと称されることがある)を環状に配列し、それらの金属片をフープと称される金属バンドによって結束して構成されている。したがってその全長はフープによって制限されるから、各プーリ2,3によってベルト4を挟み付けると、V溝の傾斜面によってベルト4を半径方向で外側に押し出す向きの力が作用し、その結果、ベルト4に張力が加えられるとともに、ベルト4と各プーリ2,3との接触圧力が発生し、その接触圧力と摩擦係数とで決まる摩擦力によってベルト4と各プーリ2,3との間でトルクが伝達される。このようにベルト4を挟み付ける圧力が挟圧力であって、例えば前記従動プーリ3に供給する油圧によって設定される。
In the belt 4, a large number of metal pieces (sometimes referred to as blocks) sandwiched between the V grooves of the
これに対していずれか一方のプーリ2,3においてベルト4を挟み付ける圧力が相対的に増大し、あるいは低下すると、ベルト4の張力に抗してベルト4が当該一方のプーリ2,3で半径方向で外側に押し出され、あるいは反対に半径方向で内側に入り込み、同時に他方のプーリ3,2ではベルト4が半径方向で内側に入り込み、あるいは半径方向で外側に押し出される。このような巻き掛け半径の変更が変速の実行であり、これは、例えば駆動プーリ2に供給する油圧によって実行する。
On the other hand, when the pressure sandwiching the belt 4 in either one of the
すなわち上記の無段変速機1は、挟圧力制御と変速制御とを、各プーリ2,3に供給する油圧の圧力制御によっておこなうように構成されている。そのための油圧制御系統について簡単に説明すると、駆動プーリ2に供給する油圧を調圧する調圧弁11が設けられている。この調圧弁11は、スプールタイプのバルブであって、スプール(図示せず)をその軸線方向に押圧するスプリング12がスプールの一端部に配置されるとともに、スプリング12による押圧方向と同方向に押圧力を作用させるように信号圧を供給する制御ポート13が設けられ、その制御ポート13に電磁弁14が連通されている。
That is, the continuously
また、スプールによって開閉される入力ポート15に、油圧系統の全体の元圧であるライン圧PLが供給されており、スプールが軸線方向に移動することによりその入力ポート15を出力ポート16とドレーンポート17とに切り換えて連通させているようになっている。さらに、スプールの軸線方向において前記制御ポート13とは反対側にフィードバックポート18が形成されている。そして、前記出力ポート16の油圧をこのフィードバックポート18にオリフィス19を介して作用させるようになっている。
Also, the line pressure PL, which is the original pressure of the entire hydraulic system, is supplied to the
したがってこの調圧弁11は、スプリング12と制御ポート13に供給された信号圧とによるスプールに対する軸線方向の押圧力と、フィードバックポート18に作用する出力圧によるスプールに対する軸線方向の押圧力とがバランスするように、出力圧を調圧するように構成されている。そして、この出力圧を前記駆動プーリ2に供給するために、前記出力ポート16が前記駆動プーリ2における油圧シリンダ7に連通されている。なお、前記電磁弁14は、制御ポート13に加える信号圧を出力するためのものであって、ライン圧PLもしくはこれを調圧したソレノイドモジュレータ圧を基圧として、デューティ比あるいは電流値に応じた油圧を出力する公知の構成の電磁弁である。また、駆動プーリ2側の油圧シリンダ7における油圧を検出する油圧センサ20が設けられている。
Therefore, the
前記従動プーリ3の油圧シリンダ10に供給する油圧を制御して挟圧力を設定するための油圧系統は、上記の駆動プーリ2に供給する油圧を制御する制御系統とほぼ同じ構成であって、信号圧に応じた油圧を出力する調圧弁21が設けられ、その調圧弁21は、前述した調圧弁11と同様に、スプリング22と、制御ポート23とを有し、その制御ポート23に、前記電磁弁14と同様の電磁弁24が連通されている。さらに、調圧弁21は、ライン圧PLが供給される入力ポート25と、出力ポート26と、ドレーンポート27と、出力ポート26にオリフィス29を介して連通されたフィードバックポート28とを備えている。そして、従動プーリ3の油圧シリンダ10における油圧を検出する油圧センサ30が設けられている。そして、上記の各電磁弁14,24に適宜に指令信号を出力して、駆動プーリ2側の油圧および従動プーリ3側の油圧を制御する電子制御装置(ECU)31が設けられている。
The hydraulic system for setting the clamping pressure by controlling the hydraulic pressure supplied to the
上記の駆動プーリ2における油圧シリンダ7の油圧は、所定の変速比を設定するための圧力に制御される。その変速比は、要は、車両の走行状態に応じて予め定められている変速比であり、例えば、動力源に内燃機関を使用している場合には、その燃費が最少となる回転数を設定する変速比に制御し、また、加減速時には、加減速要求を満たす速度で変速を実行するように過渡油圧が制御される。この油圧の制御は、例えばフィードフォワード・フィードバック制御によって実行される。これに対して、従動プーリ3の油圧シリンダ10における油圧は、挟圧力を設定するためのものであり、したがって主として入力トルクに応じて制御される。その制御は基本的には、フィードバック制御である。
The hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 7 in the drive pulley 2 is controlled to a pressure for setting a predetermined gear ratio. The speed ratio is basically a speed ratio determined in advance according to the running state of the vehicle. For example, when an internal combustion engine is used as a power source, the speed at which the fuel consumption is minimized is set. The transient hydraulic pressure is controlled so as to execute a shift at a speed satisfying the acceleration / deceleration request during acceleration / deceleration. This hydraulic pressure control is executed by, for example, feedforward feedback control. On the other hand, the hydraulic pressure in the
図1はこの発明の制御装置で実行される制御例を示すブロック図であり、主として前記駆動プーリ2側の油圧を制御して所定の変速比を設定するための制御ブロック図である。変速比を油圧の圧力制御で設定する場合、先ず、定常時油圧Pinc が算出される(ブロックB1)。図6に示す例では、駆動プーリ(プライマリプーリ)2側の油圧で変速比を制御するので、図1には「定常時プライマリプーリ油圧」と記載してある。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of control executed by the control device of the present invention, and is a control block diagram for mainly setting the predetermined gear ratio by controlling the hydraulic pressure on the drive pulley 2 side. When setting the gear ratio by hydraulic pressure control, first, the steady-state hydraulic pressure Pinc is calculated (block B1). In the example shown in FIG. 6, the gear ratio is controlled by the hydraulic pressure on the drive pulley (primary pulley) 2 side, and therefore, “steady-state primary pulley hydraulic pressure” is described in FIG.
図2に、その定常時油圧Pinc を算出するためのフローチャートが示されている。このルーチンでは、先ず、従動プーリ3による軸線方向の荷重すなわち実セカンダリプーリ推力WOUT が算出される(ステップS0011)。その推力WOUT は、従動プーリ3側の油圧シリンダ10によって発生させられるから、
WOUT =(POUT +PSCH )×AOUT
によって算出される。ここで、POUT は従動プーリ3側の油圧シリンダ10における油圧、PSCH はその油圧シリンダ10での遠心油圧、AOUT はその油圧シリンダ10でのピストンの受圧面積である。
FIG. 2 shows a flowchart for calculating the steady-state hydraulic pressure Pinc. In this routine, first, an axial load by the driven
WOUT = (POUT + PSCH) × AOUT
Is calculated by Here, POUT is the hydraulic pressure in the
また、従動プーリ3で発生すべき推力すなわち理論セカンダリプーリ推力WOUTMINが算出される(ステップS0012)。前述したように、従動プーリ3側の油圧シリンダ10では、入力されたトルクを滑りを生じることなく伝達するのに必要十分な挟圧力を設定するように推力を発生するが、実際の推力は、幾分かの安全率(セーフティファクタSF)を見込んでいるので、ステップS0012では、SF=1の推力が算出される。具体的には、
WOUTMIN=TT ×cosα/(2×μ×RIN)
によって算出される。ここでTT は、推定入力トルクであり、例えば内燃機関を動力源としている場合にはスロットル開度をパラメータとしたマップに基づいて求めることができる。αは駆動プーリ2におけるベルト4の挟角、μはベルト4と駆動プーリ2との間の摩擦係数、RINは駆動プーリ2におけるベルト4の巻き掛かり半径である。この巻き掛かり半径RINは、変速比により幾何学的に定まる値であるから、変速比のマップとして予め用意しておき、そのマップから読み出すように構成してもよい。
Further, the thrust to be generated in the driven
WOUTMIN = TT × cos α / (2 × μ × RIN)
Is calculated by Here, TT is an estimated input torque, and can be obtained based on a map using the throttle opening as a parameter when, for example, an internal combustion engine is used as a power source. α is the included angle of the belt 4 in the drive pulley 2, μ is the coefficient of friction between the belt 4 and the drive pulley 2, and RIN is the winding radius of the belt 4 in the drive pulley 2. Since the winding radius RIN is a value that is geometrically determined by the gear ratio, it may be prepared in advance as a gear ratio map and read from the map.
これら従動プーリ3における実推力WOUT と理論推力WOUTMINとからセーフティファクタSFが求められる(ステップS0013)。
SF=WOUT /WOUTMIN
A safety factor SF is obtained from the actual thrust WOUT and the theoretical thrust WOUTMIN in the driven pulley 3 (step S0013).
SF = WOUT / WOUTMIN
さらに、定常走行時推力比τが算出される(ステップS0014)。この定常走行時推力比τは、所定の変速比(駆動プーリ2の回転数NINと従動プーリ3の回転数NOUT との比)γで無段変速機1を駆動させるための駆動プーリ2での推力WINと従動プーリ3での推力WOUT との比であり、変速比γおよび入力トルクに応じて予めマップとして求めておくことができる。なお、セーフティファクタSFをパラメータとして更に加えたマップとしてもよい。ステップS0014ではそのマップを使用して推力比τを算出することができる。図3に所定の変速比γおよびセーフティファクタSFにおける入力トルクTT と推力比τとの関係を線図によって概念的に示してある。
Furthermore, the steady travel thrust ratio τ is calculated (step S0014). This steady-state driving thrust ratio τ is determined by the driving pulley 2 for driving the continuously
駆動プーリ2における推力WINは、その油圧シリンダ7における油圧Pinc と受圧面積Ainとの積である。したがって、定常走行時における駆動プーリ2の油圧(定常時プライマリプーリ油圧)Pinc が、
Pinc =WOUT /(τ×Ain)
によって算出される(ステップS0015)。
The thrust WIN in the drive pulley 2 is the product of the hydraulic pressure Pinc in the hydraulic cylinder 7 and the pressure receiving area Ain. Therefore, the hydraulic pressure of the drive pulley 2 during steady running (steady-time primary pulley hydraulic pressure) Pinc is
Pinc = WOUT / (τ × Ain)
(Step S0015).
一方、変速をおこなう場合には、駆動プーリ2での推力WINを変化させ、それに伴って駆動プーリ2での溝幅が狭くなる(巻き掛け半径が増大する)とともに従動プーリ3での溝幅が広くなって(巻き掛け半径が小さくなって)アップシフトが生じ、あるいは反対に駆動プーリ2での溝幅が広くなる(巻き掛け半径が減少する)とともに従動プーリ3での溝幅が狭くなって(巻き掛け半径が増大して)ダウンシフトが生じる。そこで、変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧(プライマリプーリ油圧)Pins が算出される(ブロックB2)。その算出のためのルーチンを図4にフローチャートで示してある。
On the other hand, when shifting is performed, the thrust WIN at the driving pulley 2 is changed, and accordingly, the groove width at the driving pulley 2 becomes narrower (the winding radius increases) and the groove width at the driven
先ず、変速比γの時間変化dgdt が算出される(ステップS0021)。この変速比γの時間変化dgdt は、
dgdt =(γtgt(i)−γtgt(i-1))/ΔT
である。ここで、ΔTはサンプル時間、γtgt は目標変速比であって目標入力回転数(目標駆動プーリ回転数)NINT と従動プーリ3の回転数NOUT との比(NINT /NOUT )である。
First, the time change dgdt of the gear ratio γ is calculated (step S0021). Between change dgdt time of the gear ratio γ of this is,
dgdt = (γtgt (i) −γtgt (i-1)) / ΔT
It is. Here, ΔT is a sampling time, and γtgt is a target speed ratio, which is a ratio (NINT / NOUT) between a target input rotational speed (target drive pulley rotational speed) NINT and the rotational speed NOUT of the driven
このようにして求められる変速比γの時間変化dgdt と変速による駆動プーリ2の油圧Pins とが比例し、その比例定数Kが実変速比γrealおよび入力回転数NINならびに従動プーリ3側の油圧シリンダ10における油圧POUT 、さらにはアップシフト・ダウンシフトの変速の種類に依存することが知られている。すなわち、その比例定数Kは、これらをパラメータとしたデータもしくはマップとして予め用意しておくことができる。そのデータもしくはマップから比例定数Kが算出される(ステップS0022)。そして、その比例定数Kと変速比γの時間変化dgdt とから変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧Pins が、下記の式で算出される(ステップS0023)。
Pins =dgdt /K
The time change dgdt of the speed ratio γ thus obtained is proportional to the hydraulic pressure Pins of the driving pulley 2 due to the speed change, and the proportional constant K is the actual speed ratio γreal, the input rotational speed NIN, and the
Pins = dgdt / K
さらに、その変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧Pins に上限ガードおよび下限ガードが施される(ステップS0024)。図1に示すように、前述した定常走行時の駆動プーリ2の油圧Pinc と変速による駆動プーリ2の油圧Pins とが加算されて最終フィードフォワード油圧Pinffとされるが、その最終フィードフォワード油圧Pinffは、機構上あるいは制御上の上限値以下に制約されるので、上限値を超えないように変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧Pins に制限が加えられる。また一方、最終フィードフォワード油圧Pinffを下げすぎることによるベルト4の滑りを回避するために、最終フィードフォワード油圧Pinffが下限値Ping より高い圧力を維持するように、変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧Pins に制限が加えられる。なお、前記下限値Ping は前述した理論セカンダリプーリ推力WOUTMINを発生する駆動プーリ2側油圧シリンダ7での油圧に相当し、理論セカンダリプーリ推力WOUTMINを駆動プーリ2側油圧シリンダ7のピストンの面積AINで割った値である。
Ping =TT ×cosα/(2×μ×RIN×AIN)
Further, an upper limit guard and a lower limit guard are applied to the hydraulic pressure Pins of the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7 by the speed change (step S0024). As shown in FIG. 1, the oil pressure Pinc of the driving pulley 2 at the time of steady running described above and the oil pressure Pins of the driving pulley 2 by shifting are added to obtain the final feedforward oil pressure Pinff, which is the final feedforward oil pressure Pinff. Since it is restricted to the upper limit value in terms of mechanism or control, the hydraulic pressure Pins of the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7 is limited by shifting so as not to exceed the upper limit value. On the other hand, in order to avoid slipping of the belt 4 caused by excessively lowering the final feedforward hydraulic pressure Pinff, the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7 by shifting so that the final feedforward hydraulic pressure Pinff maintains a pressure higher than the lower limit value Ping. There is a restriction on the hydraulic pressure Pins. The lower limit value Ping corresponds to the hydraulic pressure in the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7 that generates the theoretical secondary pulley thrust WOUTMIN, and the theoretical secondary pulley thrust WOUTMIN is expressed by the area AIN of the piston of the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7. Divided value.
Ping = TT × cos α / (2 × μ × RIN × AIN)
図6に示す各電磁弁14,24を介した油圧の制御をおこなうこの発明に係る制御装置は、上記のようにして求められた最終フィードフォワード油圧Pinffを、変速速度偏差に基づくフィードバック油圧で更に補正するように構成されている。その制御に相当する部分が図1に破線で囲った部分であり、先ず、前述した変速による駆動プーリ2の油圧Pins に前記比例定数Kが掛け合わされて目標変速速度dγtgt /dtが求められる(ブロック3)。なお、油圧Pins としては、前述したステップS0024での上限ガードもしくは下限ガードの施された値が使用されることがあり、その場合には、前述したステップS0021で算出した変速比γの時間変化dgdt すなわち目標変速速度と一致しないことがある。
The control device according to the present invention for controlling the hydraulic pressure via the
一方、所定のサンプル時間ΔTごとの変速比γ(i) が継続的にモニターされており、その差分近似により実変速比変化速度dγreal/dtが求められる(ブロックB4)。
dγreal/dt=(γ(i)−γ(i-1))/ΔT
On the other hand, the gear ratio γ (i) is continuously monitored every predetermined sample time ΔT, and the actual gear ratio changing speed dγreal / dt is obtained by approximation of the difference (block B4).
dγreal / dt = (γ (i) −γ (i−1)) / ΔT
これら目標変速速度dγtgt /dtと実変速速度dγreal/dtとに偏差dγerr /dtがあれば、実変速比γrealが目標変速比γtgt に収束するのに遅れが生じたり、あるいは実変速比γrealがオーバーシュートしたりする可能性がある。そこで、その変速速度偏差dγerr /dtを除去するのに必要十分な油圧Pinfbが求められる(ブロックB5)。具体的には、変速による駆動プーリ2側油圧シリンダ7の油圧Pins と目標変速速度dγtgt /dtとが比例定数Kをもって比例していることの関係を利用して、その比例定数Kで前記変速速度偏差dγerr /dtを割り算する(比例定数Kの逆数を積算する)ことにより、フィードバック油圧Pinfbが求められる。
Pinfb=1/K×dγerr /dt
If there is a deviation dγerr / dt between the target transmission speed dγtgt / dt and the actual transmission speed dγreal / dt, the actual transmission ratio γreal may be delayed in convergence to the target transmission ratio γtgt, or the actual transmission ratio γreal may be exceeded. There is a possibility of shooting. Therefore, a hydraulic pressure Pinfb necessary and sufficient to remove the shift speed deviation dγerr / dt is obtained (block B5). Specifically, by utilizing the relationship that the hydraulic pressure Pins of the drive pulley 2 side hydraulic cylinder 7 and the target shift speed dγtgt / dt are proportional to each other with a proportional constant K, the shift speed is set with the proportional constant K. By dividing the deviation dγerr / dt (accumulating the reciprocal of the proportionality constant K), the feedback hydraulic pressure Pinfb is obtained.
Pinfb = 1 / K × dγerr / dt
なお、上記のブロックB4では実変速比γrealを実質的に微分して実変速速度を求めている。そのために、車両の駆動輪から入力されるトルクの一時的な変化や回転数センサでの誤信号などの外乱があった場合、これが比較的大きい速度での変速として検出されることがある。これを防止するために、前記フィードバック油圧Pinfbから外乱成分を除去するためのフィルター処理がおこなわれる(ブロックB6)。このフィルター処理は、具体的には、ローパスフィルター処理である。なお、これに替えて実変速速度をローパスフィルター処理してもよい。 In the block B4, the actual speed ratio γreal is substantially differentiated to obtain the actual speed. For this reason, when there is a disturbance such as a temporary change in torque input from the driving wheels of the vehicle or an erroneous signal from the rotation speed sensor, this may be detected as a shift at a relatively high speed. In order to prevent this, a filter process for removing a disturbance component from the feedback hydraulic pressure Pinfb is performed (block B6). Specifically, this filter process is a low-pass filter process. Instead of this, the actual shift speed may be low-pass filtered.
前述した定常時油圧Pinc と変速による油圧Pins とから求められた最終フィードフォワード油圧Pinffに上記のフィードバック油圧Pinfbが加えられて駆動プーリ2側の油圧もしくはその指令値Pint が求められ、あるいはフィードバック油圧Pinfbのローパスフィルター処理値Pinfb’が加えられて駆動プーリ2側の油圧もしくはその指令値Pint が求められる(ブロックB7)。 The feedback hydraulic pressure Pinfb is added to the final feedforward hydraulic pressure Pinff obtained from the steady-state hydraulic pressure Pinc and the shift hydraulic pressure Pins to determine the hydraulic pressure on the driving pulley 2 or its command value Pint, or the feedback hydraulic pressure Pinfb The low-pass filter processing value Pinfb 'is added to determine the hydraulic pressure on the driving pulley 2 side or its command value Pint (block B7).
この発明による上記の制御装置の作用を従来例と比較して説明する。図5は、変速比をステップ的に変化させるように駆動プーリ2側の油圧シリンダ7の油圧指令値を変化させ、その後に変速比を徐々に変化させるように駆動プーリ2側の油圧シリンダ7の油圧指令値を変化させる過程で外乱が生じた場合の入力回転数の変化を示している。図5の(A)は、駆動プーリを構成している可動プーリの位置もしくは駆動プーリの回転数の実際値と目標値との偏差量にPID制御を施してフィードバック油圧を決定する従来例を示しており、t1 時点に変速比指令値がステップ的に増大することに伴って入力回転数が増大するが、実入力回転数が目標入力回転数より大きくなるオーバーシュートが生じている。また、t2 時点に外乱による変速比指令値が変化した場合に、実入力回転数が目標入力回転数を上回った状態で振動し、目標入力回転数の変化に追従しない状態が所定時間継続している。 The operation of the control device according to the present invention will be described in comparison with a conventional example. In FIG. 5, the hydraulic pressure command value of the hydraulic cylinder 7 on the drive pulley 2 side is changed so as to change the speed ratio stepwise, and then the hydraulic cylinder 7 on the drive pulley 2 side is changed gradually so that the speed ratio is changed. It shows the change in the input rotational speed when a disturbance occurs in the process of changing the hydraulic pressure command value. FIG. 5A shows a conventional example in which feedback hydraulic pressure is determined by performing PID control on the position of the movable pulley constituting the driving pulley or the deviation amount between the actual value of the rotational speed of the driving pulley and the target value. As the gear ratio command value increases stepwise at time t1, the input rotational speed increases, but an overshoot occurs in which the actual input rotational speed is greater than the target input rotational speed. Also, when the gear ratio command value changes due to disturbance at the time t2, it vibrates with the actual input speed exceeding the target input speed and does not follow the change in the target input speed for a predetermined time. Yes.
図5の(B)は、この発明の制御装置による制御をおこなった場合の例であり、前述したブロックB6でのローパスフィルター処理をおこなっていない例である。変速比指令値の変化は、上述した従来例と同様であり、t1 時点にステップ的に変化させ、その後のt2 時点に外乱によって変化している。フィードバック油圧についてのフィルター処理をおこなっていないことにより、駆動プーリ側油圧シリンダの油圧指令値に高周波成分が含まれているが、t1 時点に変速比をステップ的に変化させた場合の実入力回転数は、目標入力回転数に対してオーバーシュートすることなく目標入力回転数に収束している。また、t2 時点に外乱があった場合でも実入力回転数は目標入力回転数に対して大きく乖離することなく目標入力回転数に追従して変化している。このような状態は、フィードバック油圧についてのローパスフィルター処理をおこなった図5の(C)に示す例でも同様である。 FIG. 5B is an example in the case where control is performed by the control device of the present invention, and is an example in which the low-pass filter processing in block B6 described above is not performed. The change in the gear ratio command value is the same as in the above-described conventional example, and is changed stepwise at the time t1, and is changed due to disturbance at the time t2. Since the feedback hydraulic pressure is not filtered, the high pressure component is included in the hydraulic pressure command value of the drive pulley side hydraulic cylinder, but the actual input speed when the gear ratio is changed stepwise at the time t1 Has converged to the target input speed without overshooting the target input speed. Even when there is a disturbance at the time t2, the actual input rotational speed changes following the target input rotational speed without greatly deviating from the target input rotational speed. Such a state is the same in the example shown in FIG. 5C in which the low-pass filter processing for the feedback hydraulic pressure is performed.
なお、図5に示す例は、変速比(入力回転数)を増大させるダウンシフトの例であるが、アップシフトの場合であっても同様の作用が生じる。したがってこの発明による制御装置は、変速比をステップ的に変化させた際の実入力回転数あるいは実変速比のオーバーシュートを防止もしくは抑制でき、また外乱に対する安定性が優れているので、車両に搭載した無段変速機を対象とする場合には車両のドライバビリティの悪化を防止でき、あるいはドライバビリティを向上させることができる。 The example shown in FIG. 5 is an example of a downshift that increases the gear ratio (input rotation speed), but the same effect occurs even in the case of an upshift. Therefore, the control device according to the present invention can prevent or suppress the overshoot of the actual input rotation speed or the actual gear ratio when the gear ratio is changed stepwise, and is excellent in stability against disturbances. When the continuously variable transmission is a target, it is possible to prevent the deterioration of the drivability of the vehicle or to improve the drivability.
ここで上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図1にブロックB1で示しかつ図2にフローチャートで示す制御を実行する機能的手段が、この発明における「定常走行必要油圧を求める手段」に相当し、図1にブロックB2で示しかつ図4にフローチャートで示す制御を実行する機能的手段が、この発明における「変速時必要油圧を求める手段」に相当し、さらに図1にブロックB3からブロックB5で示す制御もしくはこれにブロックB6の制御を加えた制御を実行する機能的手段が、この発明における「フィードバック油圧を求める手段」に相当し、そして前記最終フィードフォワード油圧Pinffとフィードバック油圧Pinfbもしくはこれをローパスフィルター処理した油圧Pinfb’とから駆動プーリ側の油圧シリンダにおける油圧指令値を求める機能的手段が、この発明の「一方のプーリに供給する油圧を求める手段」に相当する。 Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing the control shown by the block B1 in FIG. 1 and shown by the flowchart in FIG. The functional means corresponding to “means for obtaining” and executing the control indicated by the block B2 in FIG. 1 and shown by the flowchart in FIG. The functional means for executing the control indicated by the blocks B3 to B5 or the control obtained by adding the control of the block B6 corresponds to the “means for obtaining the feedback hydraulic pressure” in the present invention, and the final feedforward hydraulic pressure Pinff and the feedback In the hydraulic cylinder on the drive pulley side from the oil pressure Pinfb or the oil pressure Pinfb 'that has been low-pass filtered. Functional means for obtaining the hydraulic pressure command value corresponds to the "means for determining the hydraulic pressure supplied to the pulley" of the present invention.
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、図1に示す例では、ローパスフィルター処理したフィードバック油圧を最終フィードフォワード油圧に加えるように構成されているが、フィルター処理しないフィードバック油圧を最終フィードフォワード油圧に加えるように構成してもよい。また、この発明では、駆動プーリ側の油圧アクチュエータと従動プーリ側の油圧アクチュエータとのいずれか一方の油圧で変速比を制御し、かつ他方の油圧で挟圧力を制御するように構成されていればよい。 The present invention is not limited to the above specific example. In the example shown in FIG. 1, the feedback hydraulic pressure that has undergone low-pass filtering is configured to be added to the final feedforward hydraulic pressure. You may comprise so that it may add to final feedforward oil_pressure | hydraulic. Further, according to the present invention, if the transmission ratio is controlled by one of the hydraulic actuator on the driving pulley side and the hydraulic actuator on the driven pulley side, and the clamping pressure is controlled by the other hydraulic pressure. Good.
1…無段変速機、 2…駆動プーリ、 3…従動プーリ、 4…ベルト、 11,21…調圧弁、 14,24…電磁弁、 31…電子制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記駆動プーリが前記ベルトを挟み付ける軸線方向の荷重と前記従動プーリが前記ベルトを挟み付ける軸線方向の荷重との比である推力比と前記挟圧力とに基づいて、変速の生じていない通常時の前記一方のプーリに供給するべき定常走行必要油圧を求める手段と、
目標とする変速比に変速させる目標変速速度に対応した変速時必要油圧を、所定の係数に基づいて求める手段と、
前記目標変速速度と実際の変速比の変化速度との偏差に前記係数の逆数を掛けることによりフィードバック油圧を求める手段と、
前記定常走行必要油圧と前記変速時必要油圧に加えて前記フィードバック油圧とから前記一方のプーリに供給する油圧を求める手段と
を備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置。 A drive pulley and a driven pulley that can change the width of the groove around which the belt is wound by hydraulic pressure, the transmission ratio is controlled by hydraulic pressure supplied to one pulley, and the hydraulic pressure supplied to the other pulley In the control device for a continuously variable transmission that controls the clamping pressure of the belt,
Based on the thrust ratio, which is the ratio of the axial load with which the drive pulley pinches the belt and the axial load with which the driven pulley pinches the belt, and the pinching pressure, normal time when no shift occurs Means for obtaining a hydraulic pressure required for steady running to be supplied to the one pulley of
Means for obtaining a required hydraulic pressure at the time of shifting corresponding to a target shift speed for shifting to a target gear ratio based on a predetermined coefficient;
It means for determining a feedback pressure by multiplying the inverse of the coefficient of a deviation between the change rate of the actual gear ratio and the target speed change rate,
Control device for a continuously variable transmission, characterized in that it comprises a means for obtaining the hydraulic pressure supplied to the one of the pulleys from the previous SL feedback pressure in addition to the shift when required oil pressure and the steady-state running necessary hydraulic pressure.
前記一方のプーリに供給する油圧を求める手段は、前記フィルター処理されたフィードバック油圧と前記定常走行必要油圧と前記変速時必要油圧とから前記一方のプーリに供給する油圧を求めるように構成されている The means for determining the hydraulic pressure to be supplied to the one pulley is configured to determine the hydraulic pressure to be supplied to the one pulley from the filtered feedback hydraulic pressure, the steady travel required hydraulic pressure, and the shift required hydraulic pressure.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無段変速機の制御装置。The control device for a continuously variable transmission according to claim 1 or 2.
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