JP3744406B2 - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイクル数が変更されるエンジンからの動力が入力される無段変速機において、その動力伝達部材のすべりを防止しつつ、伝達される動力の損失を低減するために可及的に小さな挟圧力とする車両用無段変速機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の要求出力或いはエンジンの動作状態に応じてそのエンジンの運転サイクル数を変更可能とした車両が知られている。たとえば、特開平10−103092号公報に記載されたエンジン制御装置を備えた車両がそれである。これによれば、エンジンに設けられた電磁式の吸気弁および排気弁の作動タイミングが切り換えられることによってエンジンが4サイクル運転から2サイクル運転へ変更されるので、エンジン出力の向上を容易に図ることができ、かつ運転サイクルの変更の際にはエンジン出力の変動を抑制するように制御されることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両において、上記のような運転サイクル数を変更可能としたエンジンからの動力を無段変速機に入力させる場合においては、エンジンの運転サイクル数が多サイクルとなるほどその出力トルクに含まれるトルク振動が大きくなり、たとえばベルト式無段変速機にあっては、そのトルク振動によってベルトが滑る可能性があった。
【0004】
これに対して、上記ベルト式無段変速機のベルト挟圧力を上記トルク振動の最大ピーク値でもすべりが発生しない値へ一律に高めることにより上記ベルトの滑りを解消することが考えられるが、平均的には不要にベルト挟圧力を高めることになって動力損失が増大し、車両の燃費を低下させる。
【0005】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、運転サイクルを変更することが可能なエンジンから動力が入力される車両用無段変速機において、動力伝達部材のすべりを防止しつつ可及的に小さな挟圧力で制御する制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための第1の手段】
かかる目的を達成するための第1発明の要旨とするところは、運転サイクルを変更することが可能なエンジンからの動力が入力される無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を制御するための車両用無段変速機の制御装置であって、エンジンの運転サイクルに応じて前記動力伝達部材に対する挟圧力を変更する挟圧力制御手段を、含み、前記挟圧力制御手段は、前記エンジンの運転サイクル数が少なくなるほど前記動力伝達部材に対する挟圧力を小さい値に変更するものであることにある。
【0007】
【第1発明の効果】
このようにすれば、挟圧力制御手段により、エンジンの運転サイクルに応じて無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力が変更されるので、動力伝達部材のすべりを防止しつつ可及的に小さな挟圧力とされる。たとえば、低サイクル(2サイクル)運転時には動力伝達部材に対する挟圧力が相対的に低くされ、高サイクル(4サイクル)運転時には動力伝達部材に対する挟圧力が相対的に高くされることにより、各運転時のサイクル数に応じて動力伝達部材のすべりを防止しつつ可及的に小さな挟圧力とされる。これにより、車両の燃費が改善される。
【0008】
【第1発明の他の態様】
ここで、好適には、前記挟圧力制御手段は、前記エンジンの運転サイクル数が少なくなるほど前記動力伝達部材に対する挟圧力を小さい値に変更するものである。このようにすれば、エンジンの運転サイクル数が少なくなるほど前記動力伝達部材に対する挟圧力が小さい値に変更されることから、エンジンの運転サイクル数が少なくなる状態において無段変速機の動力損失が一層低減される。
【0009】
【課題を解決するための第2の手段】
前記目的を達成するための第2発明の要旨とするところは、運転サイクルを変更することが可能なエンジンからの動力が入力される無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を制御するための車両用無段変速機の制御装置であって、(a) 前記エンジンから前記無段変速機へ入力されるトルクの振動を低減するトルク振動低減手段と、(b) そのトルク振動低減手段によるトルク振動低減量が大きくなるほど前記無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を小さくする挟圧力制御手段とを、含むことにある。
【0010】
【第2発明の効果】
このようにすれば、エンジンから前記無段変速機へ入力されるトルクの振動を低減するトルク振動低減手段が備えられ、そのトルク振動低減手段によるトルク振動低減量が大きくなるほど、挟圧力制御手段により上記無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力が小さくされることから、動力伝達部材のすべりを防止しつつトルク振動の大きさに応じて動力伝達部材に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速機の動力損失が可及的に低減される。
【0011】
ここで、好適には、前記トルク振動低減手段は、前記無段変速機の入力軸に連結された電気モータに、前記エンジンからその無段変速機へ入力されるトルクの振動に対して逆位相のトルク振動を発生させるものである。このようにすれば、無段変速機へ入力されるトルク振動が、電気モータから発生させられたそれと逆位相のトルク振動により相殺されることにより好適に低減される。
【0012】
また、好適には、前記無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力は、その無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に基づいて変更されるものである。このようにすれば、無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に応じた適切な値に変更されることにより、動力伝達部材のすべりを防止しつつ動力伝達部材に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速機の動力損失が可及的に低減される。
【0013】
また、好適には、前記挟圧力制御手段は、前記無段変速機の変速比および入力トルク関連情報とに基づいて基本挟圧力を決定する基本挟圧力決定手段と、その基本挟圧力決定手段により決定された基本挟圧力を前記無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に基づいて補正する挟圧力補正手段とを含むものである。このようにすれば、挟圧力補正手段により、基本挟圧力決定手段により決定された基本挟圧力が、無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に基づいて補正されるので、動力伝達部材のすべりを防止しつつ動力伝達部材に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速機の動力損失が可及的に低減される。また、センサの異常など何らかの原因で補正がフェイル状態となっても基本挟圧力が確保される利点がある。
【0014】
また、好適には、前記無段変速機は有段変速部および無段変速部を備え、前記エンジンの動力はその有段変速部を介してその無段変速部に入力されるものであり、前記挟圧力補正手段は、その有段変速部の変速比および/または無段変速部の変速比に基づいて前記基本挟圧力を補正するものである。このようにすれば、無段変速部に入力されるトルク振動は有段変速部の変速比に応じて変化し、無段変速部内では変速比に応じてすべり易さが変化することから、その有段変速部の変速比および/または無段変速部の変速比に基づいて前記基本挟圧力が補正されることにより、動力伝達部材のすべりを防止しつつ動力伝達部材に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速部の動力損失が可及的に低減される。
【0015】
また、好適には、前記トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない状態であるか否かを判定するトルク振動低減不可判定手段が設けられ、前記挟圧力制御手段の挟圧力補正手段は、そのトルク振動低減不可判定手段により前記トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない状態であると判定された場合は、トルク振動低減のない場合でも動力伝達部材がすべらないように予め定められた補正量で前記基本挟圧力を補正する。このようにすれば、トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない場合でも動力伝達部材がすべらないように挟圧力が制御される。
【0016】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1は、本発明の一実施例のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図において、動力源としてのエンジン10の出力は、振動減衰装置(ダンパ)12を順次介して、副変速部14および無段変速部16を含む無段変速機17に入力され、差動歯車装置18および車軸20を介して一対の駆動輪(たとえば前輪)22へ伝達されるようになっている。また、第2の動力源および発電機として機能するモータジェネレータMG2が上記副変速機14の入力軸に連結されている。
【0018】
上記エンジン10は、好適には、燃料消費を減少させるために、燃料が筒内噴射されることにより軽負荷時においては空燃比A/Fが理論空燃比よりも高い燃焼である希薄燃焼が行われるリーンバーンエンジンから構成される。このエンジン10は、たとえば3気筒ずつから構成される左右1対のバンクを備え、その1対のバンクは単独で或いは同時に作動させられるようになっており、作動気筒数の変更が可能とされている。このエンジン10の吸気配管には、必要に応じて過給機を備えているとともに、スロットルアクチュエータによって操作されるスロットル弁とが設けられている。このスロットル弁は、基本的には図示しないアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度θACC に対応する大きさのスロットル開度θTHとなるように制御されるが、エンジン10の出力を調節するために変速過渡時などの種々の車両状態に応じた開度となるように制御されるようになっている。
【0019】
上記エンジン10には、エンジン10の起動、補機の駆動、回転エネルギの回収などのために、電動モータおよび発電機などとして機能するモータジェネレータMG1が連結されている。
【0020】
また、上記エンジン10は、その運転サイクル数が変更可能となるように構成されている。たとえば図2に示すように、各気筒の吸気弁20および排気弁22を開閉駆動する電磁アクチュエータ24および26を含む可変動弁機構28と、クランク軸30の回転角を検出する回転センサ32からの信号に従って上記吸気弁20および排気弁22の作動時期(タイミング)を制御する弁駆動制御装置34とを備えている。この弁駆動制御装置34は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、加速操作時などの運転サイクル切り換え指令に従って、4サイクル運転を実現する開閉時期および2サイクル運転を実現する開閉時期となるように制御する。上記電磁アクチュエータ24および26は、たとえば図3に示すように、吸気弁20または排気弁22に連結されてその吸気弁20または排気弁22の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材36と、その可動部材36を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石38、40と、可動部材36をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング42、44とを備えている。
【0021】
前記無段変速機17の副変速部14は、ギヤ比(変速比)γA [=エンジン回転速度(入力軸回転速度)/入力軸56の回転速度(出力軸回転速度)]が1である高速側ギヤ段とギヤ比が1/ρ1 である低速側ギヤ段との前進2段、およびギヤ比が−1/ρ2 である高速側ギヤ段とギヤ比が−1/ρ1 である低速側ギヤ段との後進2段を有するラビニヨ型遊星歯車装置を有する有段変速機である。この副変速部14は、第1クラッチC1を介してエンジン10と連結される第1入力軸50と、第1クラッチC1および第2クラッチC2を介してエンジン10と連結される第2入力軸52と、それら第1入力軸50および第2入力軸52に設けられた第1サンギヤS1および第2サンギヤS2と、ブレーキB1を介して非回転のハウジング54と選択的に連結されるキャリヤKと、副変速部14の出力軸すなわち無段変速部16の入力軸56に連結されたリングギヤRと、キャリヤKによって回転可能に支持されるとともに第1サンギヤS1およびリングギヤRと噛み合う軸長の大きい第1遊星歯車P1と、同様にキャリヤKによって回転可能に支持されるとともに第2サンギヤS2および第1遊星歯車P1と噛み合う軸長の短い第2遊星歯車P2とを備えている。前記モータジェネレータMG2は、上記第2入力軸52に連結されている。
【0022】
図4は、上記副変速部14における各摩擦係合装置の係合作動の組み合わせによって得られる変速ギヤ段を,よく知られたP、R、N、D、2、Lなどのシフトレバーの操作位置(シフトポジション)毎に示す係合表である。図4において、○は係合、×は解放、△はスリップ係合を示している。前記副変速部14では、シフトレバーのDレンジ位置において、たとえば第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられるとともにブレーキBが解放されることにより変速比γA が「1」である高速側ギヤ段(前進2nd)が成立させられ、たとえば第1クラッチC1およびおよび第2クラッチC2が解放されるとともにブレーキBが係合されることにより変速比γA が「1/ρ1 」である低速側ギヤ段(前進1st)が成立させられる。また、シフトレバーのRレンジ位置において、たとえば第1クラッチC1およびブレーキBが係合させられるとともに第2クラッチC2が解放されることにより変速比γA が「−1/ρ2 」である後進高速側ギヤ段が成立させられ、たとえば第1クラッチC1およびブレーキBが解放されるとともに第2クラッチC2が係合されることにより変速比γA が「−1/ρ1 」である後進低速側ギヤ段が成立させられる。上記クラッチC1、C2およびブレーキBは何れも油圧アクチュエータによって係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【0023】
上記車両のモータ走行による後進時には、モータジェネレータMG2の回転が反転させられて第2サンギヤS2へ入力される。車両停止中は、基本的には、前進および後進のいずれにおいても上記モータジェネレータMG2によりクリープ力が確保される。このため、二次電池68の充電残量が不足しても、エンジン10を始動することによりモータジェネレータMG2から発電された電力が充電のために二次電池68に供給されるので、故障時以外は、モータジェネレータMG2によるモータ発進走行が常時可能とされている。また、前進走行においては、モータジェネレータMG2でクリープトルクを確保しつつ、モータ発進走行が行われる。また、モータジェネレータMG1でエンジン10を始動させ、同期回転に到達したらクラッチC1が係合させられて、エンジン10によりセカンド(2nd)走行が行われる。エンジン10でも発進可能とされており、低速ではクラッチC1をスリップさせつつ徐々に車速Vを上昇させる。比較的高速となると、クラッチC1を完全に係合させる。後進走行においては、モータジェネレータMG2が反転駆動されてクリープ力が確保され、トルクが必要なときはさらにエンジン10が始動される。低速では上記と同様にクラッチC1がスリップさせられる。このように、上記副変速部14は、少ない回転要素の数ですべての機能が達成される特徴がある。後進走行時のモータジェネレータMG2からエンジン10への駆動源切換時においてブレーキB1がそのままであり、摩擦係合装置の作動を切り換える必要がない。
【0024】
図1に戻って、前記無段変速機17の無段変速部16は、入力軸56に設けられた有効径が可変の入力側可変プーリ60と、出力軸62に設けられた有効径が可変の出力側可変プーリ64と、それら入力側可変プーリ60および出力側可変プーリ64に巻き掛けられた伝動ベルト66とを備えたベルト式無段変速機である。この伝動ベルト66は、一対の入力側可変プーリ60および出力側可変プーリ64にそれぞれ挟圧された状態で摩擦により動力を伝達する動力伝達部材として機能している。上記入力側可変プーリ60は、入力軸56に固定された固定回転体60aとその入力軸56に軸方向に移動可能且つ軸周りに回転不能に設けられた可動回転体60bとを備え、図示しない入力側油圧シリンダにより挟圧力が付与されるようになっている。また、出力側可変プーリ64も、出力軸62に固定された固定回転体64aとその出力軸62に軸方向に移動可能且つ軸周りに回転不能に設けられた可動回転体64bとを備え、図示しない出力側油圧シリンダにより挟圧力が付与されるようになっている。一般に、上記入力側油圧シリンダは、無段変速機16の変速比γCVT (=入力軸56の回転速度NIN/出力軸62の回転速度NOUT )を変化させるために用いられ、上記出力側油圧シリンダは伝動ベルト66の張力を最適に制御するために用いられる。
【0025】
車両には、充電可能な鉛蓄電池などの二次電池68と、水素などの燃料に基づいて発電を行う燃料電池70とが設けられている。これら二次電池68および又は燃料電池70は、切換装置72によってモータジェネレータMG1および/またはモータジェネレータMG2の電源として選択的に利用され得るようになっている。
【0026】
図5は、電子制御装置80に入力される信号およびその電子制御装置80から出力される信号を例示している。たとえば、電子制御装置80には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θACC を表すアクセル開度信号、無段変速機16の出力軸62の回転速度NOUT に対応する車速信号、エンジン回転速度NE を表す信号、吸気配管50内の過給圧Pa を表す信号、空燃比A/Fを表す信号、シフトレバーSHの操作位置SH を表す信号などが図示しないセンサから供給されている。また、電子制御装置80からは、燃料噴射弁からエンジン10の気筒内へ噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、自動変速機16の変速比γCVT を変更するために油圧制御回路78内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する変速指令信号、無段変速機16の伝動ベルト66の張力を制御するために張力指令信号、エンジン10のサイクル数を指令する信号などが出力される。
【0027】
上記電子制御装置80は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、無段変速部16のギヤ比γCVT を最適値に自動的に切り換える変速制御、無段変速部16の伝動ベルト66の張力を最適値に制御するため張力制御、過給圧制御、空燃比制御、気筒選択切換制御、運転サイクル切換制御などを実行する。たとえば、上記変速制御では、予め記憶されたよく知られた関係(変速線図)からアクセル開度θACC (%)および車速Vに基づいて目標変速比γCVT * を決定し、実際の変速比γCVT がその目標変速比γCVT * と一致するように前記入力側油圧シリンダを作動させる。上記張力制御では、予め記憶された関係から実際のスロットル弁開度θTH、エンジン回転速度NE 、および副変速機14のギヤ比γA に基づいて基本挟圧力を算出し、実際の作動油温度TOIL 、トルク振動幅或いはエンジン10サイクル数に基づいてその基本挟圧力を補正し、その補正後の挟圧力で伝動ベルト66を挟圧してその張力を制御するために出力側油圧シリンダを作動させる。また、気筒選択切換制御では、燃費を良くするために軽負荷走行になると作動気筒数を減少させたり、動弁機構の作動が異常判定された気筒の作動を停止させたりする。上記運転サイクル切換制御では、予め記憶されたマップ(関係)から実際の車速Vおよびアクセル開度θに基づいてエンジン10の運転サイクル数を決定し、この運転サイクル数となるように可変動弁機構28の作動タイミングなどを制御する。
【0028】
図6は、上記電子制御装置80の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図6において、変速比算出手段84は、無段変速部16の変速比γCVT (=NIN/NOUT )を、無段変速部16の入力軸回転速度NINおよび出力軸回転速度NOUT に基づいて算出する。エンジン出力トルク推定手段86は、スロットル開度θTH、エンジン回転速度NE に基づいてエンジン10の出力トルクTE を算出(推定)する。たとえば、予め記憶された関係から実際のスロットル開度θTHおよびエンジン回転速度NE に基づいてエンジン出力トルクTE を算出する。副変速部14が設けられていない場合には無段変速部16の入力トルク推定手段としても機能する。この無段変速部16の入力トルクTINは、エンジン出力トルクTE に副変速部14の変速比γA を掛けることにより算出される。油温検出手段88は、無段変速機17に用いられている作動油の温度すなわち油圧制御回路78の作動油の温度TOIL を検出する。運転サイクル数判定手段92は、エンジン10の実際の運転サイクル数、たとえば4サイクル運転であるか2サイクル運転であるかを、電子制御装置80から出力されるサイクル数を指令する信号などに基づいて判定する。トルク振動低減手段92は、エンジン10から出力されるトルク振動と略同振幅であって逆位相のトルク振動をモータジェネレータMG2から出力させたり、或いはエンジン10から出力されるトルク振動と略同振幅であって同位相の負荷トルクをモータジェネレータMG2に発生させたりすることにより、エンジン10から無段変速機16へ入力させるトルク振動を減衰させる。上記エンジン10から出力されるトルク振動は、サイクル数が大きくなるほど、エンジン負荷が大きくなるほど、またエンジン回転速度NE が低下するほど大きくなる性質がある。トルク振動検出手段94は、無段変速機17へ入力されたトルク振動すなわち上記トルク振動低減手段92により減衰された後のトルク振動を、図示しないトルクセンサにより検出されるトルク、無段変速機17の入力軸回転加速度、或いは上記モータジェネレータMG2から発生させられる逆位相のトルク振動や同位相の負荷トルクなどに基づいて検出する。
【0029】
挟圧力制御手段96は、無段変速機17の入力トルク振動、好適にはトルク振動低減手段92によりトルク振動が減衰させられた後に入力される無段変速部16の入力トルク振動、またはそれに関連するトルク振動関連パラメータに基づいて、伝動ベルト66のすべりが発生しない範囲で可及的に小さな値となるように、無段変速部16の伝動ベルト(動力伝達部材)66に対する可変プーリ60、64からの挟圧力、すなわち伝動ベルト66の張力を変更する。たとえば、伝動ベルト66に対する挟圧力を、無段変速部16の入力トルク振動の最大ピーク値においてその伝動ベルト66のすべりが発生しない範囲で小さな値とする。無段変速部16に入力される入力トルク振動の大きさ(振動幅)は、エンジン10のエンジン回転速度NE 、モータジェネレータMG2によるトルク振動減衰量が小さくなるほど、運転サイクル数、スロットル開度θTH、副変速機14の変速比γA が大きくなるほど、それに関連して大きく変化させられるので、それらスロットル開度θTH、アクセルエンジン10の運転サイクル、エンジン回転速度NE 、モータジェネレータMG2によるトルク振動減衰量、副変速機14の変速比γA などは、上記トルク振動関連パラメータに対応している。したがって、上記挟圧力制御手段96は、運転サイクル数判定手段90により判定されたエンジン10のエンジン回転速度NE 、モータジェネレータMG2によるトルク振動減衰量が小さくなるほど、運転サイクル数、スロットル開度θTHが大きくなるほど、副変速部14の変速比γA が大きくなるほど、上記伝動ベルト66に対する挟圧力が大きい値となるように変更する。
【0030】
無段変速機16においては、伝動ベルト66とそれを挟圧する可変プーリ60、64との間に介在する作動油の粘性が高くなるとすべりが発生しやすくなることから、上記挟圧力制御手段96は、油温検出手段88により検出された作動油温度TOIL に基づいて、その作動油温度TOIL が低いほど挟圧力が大きくなるように伝動ベルト66に対する挟圧力を変更する。
【0031】
挟圧力制御手段96は、好適には、予め記憶された関係から実際の無段変速部16の変速比γCVT と無段変速部16の入力トルクTIN(=TE ×γA )とに基づいてたとえば図7に示す基本挟圧力を決定する基本挟圧力決定手段98と、その基本挟圧力決定手段98により決定された基本挟圧力を無段変速部16の入力トルク振動またはその関連パラメータと作動油温度TOIL との少なくとも一方に基づいて補正する挟圧力補正手段100とを含むものである。挟圧力補正手段100は、エンジン10の運転サイクル数が小さいときたとえば2サイクルであるときには基本挟圧力の増量補正を実行しないが、その運転サイクル数が大きく(多く)なるとたとえば4サイクルとなると、たとえば図8、図9、図10、または図11に示す予め記憶された関係から、実際のトルク振動幅またはトルク振動関連パラメータおよび作動油温度TOIL とに基づいて補正量(率)すなわち増加量(率)を決定し、図7の基本挟圧力と最大補正挟圧力との間の値となるように、その補正量を用いて上記基本挟圧力を補正(修正)する。この基本挟圧力は、前記出力側可変プーリ64の可動回転体64bに推力を付与する出力側油圧シリンダの係合圧POUT に対応している。
【0032】
図8および図9においては、副変速部14の変速比γA と無段変速部16の変速比γCVT とのトータルの変速比γ(=γA ×γCVT )がパラメータとして用いられている。本実施例の無段変速機16では、前述のように入力側油圧シリンダで変速比γCVT が制御されるように構成されているので、図8および図9においてはその変速比γが小さく(ハイギヤ)なるほど挟圧力補正増加量(率)が大きくされている。なお、無段変速機16において出力側油圧シリンダで変速比γCVT が制御されるように構成されている場合には、図8および図9においては変速比γが大きく(ローギヤ)なるほど挟圧力補正増加量(率)が大きくされるように設定される。また、副変速部14の変速比γA に関しては、いずれの油圧シリンダで変速比γCVT が制御されていようと、その変速比γA が大きい(ローギヤ)ほど挟圧力補正増加量(率)が大きくされる。
【0033】
トルク振動低減不可判定手段102は、前記トルク振動低減手段92によるモータジェネレータMG2を用いたトルク振動低減作動が得られない状態、たとえばモータジェネレータMG2の故障、モータジェネレータMG2の電源である二次電池或72いは燃料電池70のフェイルや充電残量不足などによりトルク振動低減のためにモータジェネレータMG2を作動させることができない状態であるか否かを判定する。上記挟圧力制御手段96の挟圧力補正手段100は、トルク振動低減不可判定手段102は、前記トルク振動低減手段92によるモータジェネレータMG2を用いたトルク振動低減作動が得られない状態であると判定された場合は、トルク振動低減のない場合でも伝動ベルト66がすべらないように予め定められた補正量たとえば最大補正量を基本挟圧力に加えることにより基本挟圧力を補正する。
【0034】
図12は、電子制御装置80による制御作動の要部すなわち無段変速機17の挟圧力制御ルーチンを説明するフローチャートであり、数msec 乃至数十msec 程度の極めて短い周期で繰り返し実行される。図12において、前記運転サイクル数判定手段90に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1では、エンジン10の運転サイクルが4サイクルであるか否かが判断される。このS1の判断が否定される場合はトルク振動が小さい運転サイクルであるので、前記挟圧力制御手段96に対応するS2において、たとえば図7に示す基本ベルト挟圧力が決定され、その基本ベルト挟圧力を得るための出力側油圧シリンダの係合圧POUT が出力される。しかし、上記S1の判断が否定される場合すなわちエンジン10の運転サイクル数が多い4サイクルである場合は、エンジン10から出力されるトルクTE の変動すなわち無段変速機16に入力されるトルクの変動が大きい状態であるので、S3以下が実行される。
【0035】
S3においては燃料電池70の充電残量が十分にあるか否かが判断される。このS3の判断が否定された場合には、S4において二次電池68の充電残量が十分にあるか否かが判断される。本実施例では、これらS3およびS4が、モータジェネレータMG2によるトルク低減作動が得られない状態であるか否かを判定する前記トルク低減不可判定手段102に対応している。上記S3およびS4の判断がいずれも否定された場合には、モータジェネレータMG2によるトルク低減作動が得られない状態であるので、前記挟圧力制御手段96に対応するS5において、トルク低減作動が得られない状態でも伝動ベルト66のすべりが発生しないように予め設定された最大補正量が基本挟圧力に加えられることにより得られた最大補正ベルト挟圧力が決定され、その最大補正ベルト挟圧力を得るための出力側油圧シリンダの係合圧POUT が出力される。
【0036】
しかし、上記S3およびS4の判断のいずれかが肯定された場合には、前記トルク振動検出手段94に対応するS6において、モータジェネレータMG2によってトルク振動が除去された後の無段変速機17に入力されたトルク振動量がたとえばモータジェネレータMG2の駆動電流に基づいて算出される。次いで、前記挟圧力補正手段100に対応するS7において、上記無段変速部16に入力されたトルク振動の存在下であっても伝動ベルト66のすべりが発生しない範囲で可及的に小さな挟圧力となるように設定された、たとえば図8乃至図11に示す予め記憶された関係のいずれかから、実際の無段変速部16に入力されたトルク振動幅またはトルク振動関連パラメータおよび作動油温度TOIL とに基づいて補正量(率)すなわち増加量(率)が決定され、その補正量を用いて基本挟圧力が補正(修正)されるとともに、その補正後の基本挟圧力が得られるように出力側可変プーリ64の可動回転体64bに推力を付与する出力側油圧シリンダの係合圧POUT が調圧される。
【0037】
上述のように、本実施例によれば、挟圧力制御手段96(S7)により、エンジン10の運転サイクルに応じて無段変速部16の伝動ベルト(動力伝達部材)66に対する挟圧力が変更されるので、その伝動ベルト66のすべりを防止しつつ可及的に小さな挟圧力とされる。たとえば、低サイクル(2サイクル)運転時には動力伝達部材に対する挟圧力が相対的に低くされ、高サイクル(4サイクル)運転時には動力伝達部材に対する挟圧力が相対的に高くされることにより、各運転時のサイクル数に応じて動力伝達部材のすべりを防止しつつ可及的に小さな挟圧力とされる。これにより、車両の燃費が改善される。
【0038】
また、本実施例によれば、上記挟圧力制御手段96は、エンジン10の運転サイクル数が少なくなるほど伝動ベルト66に対する挟圧力を小さい値に変更するものであることから、エンジン10の運転サイクル数が少なくなるほど伝動ベルト66に対する挟圧力が小さい値に変更されるので、エンジン10の運転サイクル数が少なくなる状態において無段変速機の動力損失が一層低減される。
【0039】
また、本実施例によれば、エンジン10から無段変速機17へ入力されるトルクの振動を低減するトルク振動低減手段92が備えられ、そのトルク振動低減手段92によるトルク振動低減量が大きくなるほど、挟圧力制御手段96により無段変速部16の伝動ベルト66に対する挟圧力が小さくされることから、伝動ベルト66のすべりを防止しつつトルク振動の大きさに応じて伝動ベルト66に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速機17すなわち無段変速部16の動力損失が可及的に低減される。
【0040】
また、本実施例によれば、トルク振動低減手段96は、無段変速部16の入力軸56に連結されたモータジェネレータ(電気モータ)MG2に、エンジン10からその無段変速部16へ入力される駆動トルクの振動に対して逆位相のトルク振動を発生させるものであることから、無段変速部16へ入力されるトルク振動が上記逆位相のトルク振動により相殺されることにより好適に低減される。
【0041】
また、本実施例によれば、無段変速部16の伝動ベルト66に対する挟圧力は、その無段変速部16の入力トルク振動および作動油温度TOIL に基づいて変更されるものであることから、その無段変速部16の入力トルク振動および作動油温度TOIL に応じた適切な値に変更されることにより、伝動ベルト66のすべりを防止しつつその伝動ベルト66に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速部16の動力損失が可及的に低減される。
【0042】
また、本実施例によれば、挟圧力制御手段96は、無段変速部16の変速比γCVT および入力トルクTIN(入力トルク関連情報)に基づいて基本挟圧力を決定する基本挟圧力決定手段98と、その基本挟圧力決定手段98により決定された基本挟圧力を無段変速部16の入力トルク振動および作動油温度TOIL に基づいて補正する挟圧力補正手段100とを含むものであることから、挟圧力補正手段100により、基本挟圧力決定手段98により決定された基本挟圧力が、無段変速機16の入力トルク振動および作動油温度TOIL に基づいて補正されるので、無段変速部16のすべりを防止しつつその無段変速部16に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速部16の動力損失が可及的に低減される。また、センサの異常など何らかの原因で補正がフェイル状態となっても基本挟圧力が確保され、走行可能とされる利点がある。
【0043】
また、本実施例によれば、エンジン10の動力は副変速部(有段変速機)14を介して無段変速部16に入力されるものであり、前記挟圧力補正手段100は、その有段変速部16の変速比に基づいて基本挟圧力を補正するものである。無段変速部16に入力されるトルクは副変速部14の変速比γA に応じて変化することから、その副変速部14の変速比γA に基づいて基本挟圧力が補正されることにより、伝動ベルト66のすべりを防止しつつその伝動ベルト66に対する挟圧力およびそれに起因する無段変速部16の動力損失が可及的に低減される。
【0044】
また、本実施例によれば、トルク振動低減手段92によるトルク振動の低減が得られない状態であるか否かを判定するトルク振動低減不可判定手段102(S3、S4)が設けられ、挟圧力制御手段96の挟圧力補正手段100は、そのトルク振動低減不可判定手段102によりトルク振動低減手段92によるトルク振動の低減が得られない状態であると判定された場合は、トルク振動低減のない場合でも動力伝達部材がすべらないように予め定められた補正量で基本挟圧力を補正する。このようにすれば、トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない場合でも動力伝達部材がすべらないように挟圧力が制御される。
【0045】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0046】
たとえば、前述の無段変速部16は、動力伝達部材として機能する伝動ベルト66が有効径が可変である一対の可変プーリ60および64に巻き掛けられた所謂ベルト式無段変速機であったが、共通の軸心まわりに回転させられる一対のコーンと、その軸心と交差する回転中心回転可能な複数個のローラがそれら一対のコーンの間で挟圧され、そのローラの回転中心と軸心との交差角が変化させられることによって変速比が可変とされた所謂トラクション型無段変速機などであってもよい。このトラクション型無段変速機では、一対のコーンの間で挟圧されるローラが動力伝達部材として機能している。
【0047】
また、前述の実施例において、モータジェネレータMG2によりトルク振動を低減させるトルク振動低減手段92が設けられていたが、モータジェネレータMG2やトルク振動低減手段92は必ずしも設けられていなくてもよい。
【0048】
また、前述の実施例において、前後進の切換および前進2段の変速機能を備えた副変速部14がエンジン10と無段変速部16との間に設けられていたが、無段変速部16の出力側に設けられていてもよいし、副変速部14は必ずしも前進2段の変速機能を備えたものでなくてもよい。
【0049】
また、前述の実施例において、基本挟圧力決定手段98は、入力トルクTINと変速比γA とに基づいて基本挟圧力を決定していたが、スロットル開度θTHおよびエンジン回転速度NE などの入力トルク関連パラメータと変速比γA とに基づいて基本挟圧力を決定するものであってもよい。
【0050】
また、前述の実施例において、エンジン10の運転サイクル数が2サイクルである場合には基本挟圧力が用いられ、エンジン10の運転サイクル数が4サイクルとなると、図8乃至図11のいずれかの関係から挟圧力補正増加量(率)が求められて基本挟圧力が増量補正されることにより、伝動ベルト66に対する挟圧力が増加させられていたが、エンジンのサイクル数をパラメータとして含む関係から、挟圧力増量補正値が求められるようにしてもよい。
【0051】
また、前述の実施例の車両では、吸気弁20および排気弁22が電磁アクチュエータ24および26により駆動制御される電磁式の可変動弁機構28が設けられていたが、それに代えて、吸気弁20および排気弁22を上下(リフト)させるカムを回転駆動するバルスモータ或いはサーボモータを設け、それらバルスモータ或いはサーボモータの出力軸を速度制御する形式の可変動弁機構などであっても差し支えない。
【0052】
その他、一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の車両用無段変速機の制御装置によって挟圧力が制御される無段変速機を含む車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図2】図1のエンジンの各気筒に設けられた可変動弁機構を説明する図である。
【図3】図2の可変動弁機構に設けられて吸気弁或いは排気弁を開閉作動させる電磁アクチュエータの構成を説明する図である。
【図4】図1の副変速機におけるシフトレバーの操作位置および摩擦係合装置の作動の組み合わせによって得られる走行モード或いはギヤ段を説明する図である。
【図5】図1の実施例の車両に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図6】図5の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図7】図6の挟圧力制御手段において、基本挟圧力決定手段により算出される基本挟圧力と挟圧力補正手段により算出される挟圧力補正増加量とを説明する図である。
【図8】図6の挟圧力制御手段すなわち挟圧力補正手段において挟圧力補正増加量を決定するために用いられる関係の一例を示す図である。
【図9】図6の挟圧力制御手段すなわち挟圧力補正手段において挟圧力補正増加量を決定するために用いられる関係の他の例を示す図である。
【図10】図6の挟圧力制御手段すなわち挟圧力補正手段において挟圧力補正増加量を決定するために用いられる関係の他の例を示す図である。
【図11】図6の挟圧力制御手段すなわち挟圧力補正手段において挟圧力補正増加量を決定するために用いられる関係の他の例を示す図である。
【図12】図5の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
10:エンジン
14:副変速部
16:無段変速部
17:無段変速機
90:電子制御装置(エンジン制御装置)
92:トルク振動低減手段
96:挟圧力制御手段
98:基本挟圧力決定手段
100:挟圧力補正手段
102:トルク振動低減不可判定手段
Claims (7)
- 運転サイクルを変更することが可能なエンジンからの動力が入力される無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を制御するための車両用無段変速機の制御装置であって、
前記エンジンの運転サイクルに応じて前記動力伝達部材に対する挟圧力を変更する挟圧力制御手段を、含み、
前記挟圧力制御手段は、前記エンジンの運転サイクル数が少なくなるほど前記動力伝達部材に対する挟圧力を小さい値に変更するものである車両用無段変速機の制御装置。 - 運転サイクルを変更することが可能なエンジンからの動力が入力される無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を制御するための車両用無段変速機の制御装置であって、
前記エンジンから前記無段変速機へ入力されるトルクの振動を低減するトルク振動低減手段と、
該トルク振動低減手段によるトルク振動低減量が大きくなるほど前記無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力を小さくする挟圧力制御手段と
を、含むことを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。 - 前記トルク振動低減手段は、前記無段変速機の入力軸に連結された電気モータに、前記エンジンから該無段変速機へ入力されるトルクの振動に対して逆位相のトルク振動を発生させるものである請求項2の車両用無段変速機の制御装置。
- 前記無段変速機の動力伝達部材に対する挟圧力は、該無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に基づいて変更するものである請求項1乃至3のいずれかの車両用無段変速機の制御装置。
- 前記挟圧力制御手段は、前記無段変速機の変速比および入力トルク関連情報とに基づいて基本挟圧力を決定する基本挟圧力決定手段と、該基本挟圧力決定手段により決定された基本挟圧力を前記無段変速機の入力トルク振動および作動油温度の少なくとも一方に基づいて補正する挟圧力補正手段とを含むものである請求項1乃至4のいずれかの車両用無段変速機の制御装置。
- 前記無段変速機は、有段変速部および無段変速部を備え、前記エンジンの動力は該有段変速部を介して該無段変速部に入力されるものであり、前記挟圧力補正手段は、該有段変速部の変速比および/または無段変速部の変速比に基づいて前記基本挟圧力を補正するものである請求項5の車両用無段変速機の制御装置。
- 前記トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない状態であるか否かを判定するトルク振動低減不可判定手段を備え、前記挟圧力制御手段の挟圧力補正手段は、そのトルク振動低減不可判定手段により前記トルク振動低減手段によるトルク振動の低減が得られない状態であると判定された場合は、トルク振動低減のない場合でも動力伝達部材がすべらないように予め定められた補正量で前記基本挟圧力を補正するものである請求項6の車両用無段変速機の制御装置。
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