JP4344380B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は無段変速機の制御装置に関するものである。

無段変速機を搭載した車両においては、例えば急減速中にプライマリプーリとセカンダリプーリとの間に掛け渡したベルトに滑りが生じないように、プライマリプーリ圧センサによってプライマリプーリ圧を検出し、プライマリプーリ圧が低下した場合に、変速比を一時的にプライマリプーリに油圧を導入する位置に変速制御弁を強制変位させることで、プライマリプーリ側でのベルトの滑りを抑制する、いわゆる変速比固定制御が特許文献１に開示されている。
特開２００４−１２５０１１号公報

しかし、プライマリプーリ圧センサを設けていない無段変速機においては、プライマリプーリ圧の低下を検出することができず、例えば急減速中にベルトの滑りを抑制することができないといった問題点がある。

本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、プライマリプーリ圧センサを設けていない無段変速機において、例えば車両の急減速時に、ベルトの滑りを抑制することを目的とする。

本発明では、溝幅を第１の油圧によって変化させる入力側のプライマリプーリと、溝幅を第２の油圧によって変化させる出力側のセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられ、溝幅に応じてプーリとの接触半径が変化するベルトと、を有する無段変速機を制御する無段変速機の制御装置において、車両の急減速状態を判定する減速状態判定手段と、プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度検出手段と、プライマリプーリの回転速度に基づいて、プライマリプーリ側で前記ベルトに滑りが生じる下限セカンダリプーリ圧を算出する下限セカンダリプーリ圧算出手段と、第２の油圧を検出するセカンダリプーリ圧検出手段と、車両が急減速状態にあると判定され、かつ第２の油圧が下限セカンダリプーリ圧よりも低くなった場合に、プライマリプーリ側でベルトに滑りが生じると判定するベルト滑り判定手段と、ベルトに滑りが生じると判定された場合に、第１の油圧の低下を防止するプライマリプーリ圧低下防止手段と、を備える。

本発明によると、車両が急減速し、セカンダリプーリ圧がプライマリプーリ回転速度に基づいて算出した下限セカンダリプーリ圧よりも低い場合に、プライマリプーリ側でベルトに滑りが生じると判定することで、プライマリプーリ圧センサを用いずに、ベルト滑り判定を行うことができ、ベルトに滑りが生じると判定された場合には、プライマリプーリ圧低下防止手段によってベルト滑りを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、Ｖベルト式無段変速機（以下、無段変速機とする）１の概略を示し、この無段変速機１はプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３を両者のＶ溝が整列するよう配して備え、これらプーリ２、３のＶ溝にＶベルト（ベルト）４を掛け渡す。プライマリプーリ２と同軸にエンジン５を配置し、このエンジン５およびプライマリプーリ２間にエンジン５の側から順次ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。

前後進切り替え機構７は、ダブルピニオン遊星歯車組７ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤをトルクコンバータ６を介してエンジン５に結合し、キャリアをプライマリプーリ２に結合する。前後進切り替え機構７は更に、ダブルピニオン遊星歯車組７ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ７ｂ、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ７ｃを備え、前進クラッチ７ｂの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ２に伝達し、後進ブレーキ７ｃの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転を逆転させプライマリプーリ２へ伝達する。

プライマリプーリ２の回転はＶベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転はその後、出力軸８、歯車組９およびディファレンシャルギヤ装置１０を経て車輪に伝達される。

上記の動力伝達中にプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間における回転伝動比（変速比）を変更可能にするために、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のＶ溝を形成する円錐板のうち一方を固定円錐板２ａ、３ａとし、他方の円錐板２ｂ、３ｂを軸線方向へ変位可能な可動円錐板とする。これら可動円錐板２ｂ、３ｂはライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧（第１の油圧）Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧（第２の油圧）Ｐｓｅｃをプライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃに供給することにより固定円錐板２ａ、３ａに向け附勢され、これによりＶベルト４を円錐板に摩擦係合させてプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間での動力伝達を行う。

変速に際しては、目標変速比Ｉ（ｏ）に対応させて発生させたプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃ間の差圧により両プーリ２、３のＶ溝幅を変化させ、プーリ２、３に対するＶベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで実変速比（以下、変速比とする）ｉｐを変更し、目標変速比Ｉ（ｏ）を実現する。

プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃは、前進走行レンジの選択時に締結する前進クラッチ７ｂ、および後進走行レンジの選択時に締結する後進ブレーキ７ｃの締結油圧の出力と共に変速制御油圧回路１１により制御される。変速制御油圧回路１１は変速機コントローラ１２からの信号に応答して制御を行う。

変速機コントローラ１２には、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ１３からの信号と、セカンダリプーリ回転速度Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ１４からの信号と、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを検出するセカンダリプーリ圧センサ（セカンダリプーリ圧検出手段）１５からの信号と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１６からの信号と、インヒビタスイッチ１７からの選択レンジ信号と、変速作動油温ＴＭＰを検出する油温センサ１８からの信号と、エンジン５の制御を司るエンジンコントローラ１９からの入力トルクＴｉに関した信号（エンジン回転速度や燃料噴時間）と、加速度センサ（減速度検出手段）２０からの信号と、が入力される。

次に変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２について図２の概略構成図を用いて説明する。先ず変速制御油圧回路１１について以下に説明する。

変速制御油圧回路１１は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を備え、オイルポンプ２１によって油路２２に供給する作動油の圧力をプレッシャレギュレータ弁２３により所定のライン圧ＰＬに調圧する。プレッシャレギュレータ弁２３は、ソレノイド２３ａへの駆動デューティーに応じてライン圧ＰＬを制御する。

油路２２のライン圧ＰＬは、一方で減圧弁２４により調圧されセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとしてセカンダリプーリ室３ｃに供給され、他方で変速制御弁２５により調圧されプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉとしてプライマリプーリ室２ｃに供給される。減圧弁２４は、ソレノイド２４ａへの駆動デューティーに応じてセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを制御する。

変速制御弁２５は、中立位置２５ａと、増圧位置（第１位置）２５ｂと、減圧位置（第２位置）２５ｃと、を有し、これら弁位置を切り換えるために変速制御弁２５を変速リンク２６の中程に連結する。変速リンク２６は一方の端に、変速アクチュエータとしてのステップモータ２７を連結し、もう一方の端にプライマリプーリ２の可動円錐板２ｂを連結する。

ステップモータ２７は、基準位置から目標変速比Ｉ（ｏ）に対応したステップ数Ｓｔｅｐだけ進んだ操作位置にされ、ステップモータ２７の操作により変速リンク２６が可動円錐板２ｂとの連結部を支点にして揺動することにより、変速制御弁２５を中立位置２５ａから増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃへ移動させる。これにより、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがライン圧ＰＬを元圧として増圧され、またはドレンにより減圧され、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとの差圧が変化することでＨｉｇｈ側変速比へのアップシフトまたはＬｏｗ側変速比へのダウンシフトを生じ、変速比ｉｐが目標変速比Ｉ（ｏ）に追従して変化する。

変速の進行は、プライマリプーリ２の可動円錐板２ｂを介して変速リンク２６の対応端にフィードバックされ、変速リンク２６がステップモータ２７との連結部を支点にして、変速制御弁２５を増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃから中立位置２５ａに戻す方向へ揺動する。これにより、目標変速比Ｉ（ｏ）が達成される時に変速制御弁２５が中立位置２５ａに戻され、目標変速比Ｉ（ｏ）を保つことができる。

プレッシャレギュレ一夕弁２３のソレノイド駆動デューティー、減圧弁２４のソレノイド駆動デューティー、およびステップモータ２７への変速指令（ステップ数）は、図１に示す前進クラッチ７ｂおよび後進ブレーキ７ｃへ締結油圧を供給するか否かの制御と共に変速機コントローラ１２により行われる。変速機コントローラ１２は圧力制御部１２ａおよび変速制御部１２ｂによって構成する。

圧力制御部１２ａは、プレッシャレギュレ一夕弁２３のソレノイド駆動デューティー、および減圧弁２４のソレノイド駆動デューティーを決定し、変速制御部１２ｂは到達変速比Ｉｐ、目標変速比Ｉ（ｏ）を算出する。

次に車両の減速時の変速比固定制御について図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１００では、車両が急減速中か否かを急減速中フラグＦの値により判定する。急減速フラグＦが１ならば急減速中と判定し、ステップＳ１０１へ進み、急減速中フラグＦが１以外（＝０）ならば急減速中ではないと判定して本制御を終了する。

なお、急減速中フラグＦは、図５のフローチャートに示すように、加速度センサ２０によって検出された減速度（加速度）Ｇｄａｔａが所定減速度Ｇ１より小さくなったとき（ステップＳ２０１がＹｅｓ判定）に１をセットされ（ステップＳ２０２）、急減速中フラグＦが１となった後、所定減速度Ｇ２より大きくなる（ステップＳ２０３がＹｅｓ判定）と０にセットされる（ステップＳ２０４）。また、エンジン始動後の初期値として０がセットされる。

ここで、減速度は、加速度センサ２０のマイナスの出力値として検出される。このため、所定減速度Ｇ１と所定減速度Ｇ２とはいずれもゼロ以下の値で設定されており、その大きさの関係はＧ１＜Ｇ２で設定される。

つまり、所定減速度Ｇ１を超える大きな減速度（Ｇｄａｔａ＜Ｇ１）で減速を開始した後に、所定減速度Ｇ２よりも小さな減速度（Ｇｄａｔａ＞Ｇ２）に戻るまでの間を急減速中と判定している（図５のフローチャートが減速状態判定手段を構成する）。

ステップＳ１０１では、プライマリプーリ回転センサ１３によってプライマリ回転速度Ｎｐｒｉを検出し、検出したプライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉと所定回転速度Ｎ１とを比較する。そして、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉが所定回転速度Ｎ１よりも小さい場合には、ステップＳ１０２へ進み、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉが所定回転速度Ｎ１よりも大きい場合には、本制御を終了する。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１によって検出したプライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉに基づいて図４のマップから下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔを算出する。図４は、プライマリプーリ回転速度ＮｐｒｉとＶベルト４に滑りが生じる下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔとの関係を示すマップである（ステップＳ１０２が下限セカンダリプーリ圧算出手段を構成する）。

ステップＳ１０３では、セカンダリプーリ圧センサ１５からセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを検出し、検出したセカンダリプーリ圧ＰｓｅｃとステップＳ１０２によって算出した下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔとを比較する。そして、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃが下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔよりも低い場合には、Ｖベルト４の挟持力が小さく、Ｖベルト４に滑りが生じると判定し、ステップＳ１０４に進む。また、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃが下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔよりも高い場合には、Ｖベルト４の挟持力が大きく、Ｖベルト４に滑りが生じないと判定し、本制御を終了する。

図４において、例えばプライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉが回転速度ｎ１であった場合に、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃがマップ上のａ点である場合にはＶベルト４に滑りが生じず、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃがマップ上のｂ点である場合にはＶベルト４に滑りが生じ易い。つまり、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉとセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとの関係が、図４に示す斜線部の領域にある場合には、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３とにおけるＶベルト４の挟持力が小さく、Ｖベルト４に滑りが生じ易いと判定する。

車両が減速すると、変速比ｉｐをＬｏｗ側へ変更するために、ステップモータ２７はＬｏｗ側の操作位置に設定され、変速制御弁２５は減圧位置２５ｃとなり、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉはドレンされ低下する。また、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃは、所望の変速比を実現するために所定の圧力となる。このセカンダリプーリ圧ＰｓｅｃによるＶベルト４の張力によって、プライマリプーリ２の可動円錐板２ｂが移動し、所望する変速比に対応した位置となると、変速制御弁２５が中立位置２５ｂとなることで、所望する変速比が実現される。

しかし、ステップモータ２７の操作位置がＬｏｗ側の操作位置に設定され、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉをドレンしているにもかかわらず、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃが低い場合には、Ｖベルト４の張力によって、プライマリプーリ２の可動円錐板２ｂが移動せずに、変速制御弁２５が減圧位置２５ｃとなった状態が続き、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがさらにドレンされ、Ｖベルト４の挟持力が小さくなり、Ｖベルト４に滑りが生じる可能性がある。これは、特に車両が急減速した場合に生じ易く、特にプライマリプーリ側において、Ｖベルト４に滑りが生じ易い。

この実施形態では、車両が急減速した場合に、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉに基づいて、Ｖベルト４に滑りが生じる下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔを算出し、実際のセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃと比較して、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃが下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔよりも低い場合には、Ｖベルト４の挟持力が小さく、特にプライマリプーリ側においてＶベルト４に滑りが生じると判定する。

ステップＳ１０４では、セカンダリプーリ回転センサ１４によって、セカンダリプーリ回転速度Ｎｓｅｃを検出し、検出したセカンダリプーリ回転速度Ｎｓｅｃに基づいて、車速Ｖを算出する。そして、車速Ｖと所定車速Ｖ１とを比較し、車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも大きい場合には、ステップＳ１０５へ進み、車速Ｖが所定車速Ｖ１よりも小さい場合には、本制御を終了する。所定車速Ｖ１は、車両が停車しているかどうか判定する車速である。

ステップＳ１０５では、Ｖベルト４の滑りを抑制するために変速比固定制御を行う。変速比固定制御では、目標変速比Ｉ（ｏ）を所定時間前の変速比に設定とすることで、変速制御弁２５を増圧位置２５ｂ、または中立位置２５ａとし、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉを供給する。ここでは目標変速比Ｉ（ｏ）を所定量Ｈｉｇｈ側に変更することで、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉを高く、またはプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉの低下を防止し、Ｖベルト４の挟持力を大きくしてＶベルト４の滑りを抑制する。

ステップＳ１０６では、変速比固定制御を開始してから、所定時間Ｔ１のカウントダウンを開始し、所定時間Ｔ１のカウントダウンが終了すると本制御を終了する。所定時間Ｔ１は、プライマリプーリ圧ＰｐｒｉがＶベルト４の滑りを十分に抑制することができる圧力まで高くなる時間である。（ステップＳ１０５とステップＳ１０６がプライマリプーリ圧低下防止手段を構成する）。

以上の制御によって、車両の急減速時に、Ｖベルト４に滑りが生じ易くなる場合に、変速比固定制御を行うことで、Ｖベルト４の滑りを抑制することができる。

本発明の実施形態の効果について説明する。

この実施形態では、車両が急減速している場合に、プライマリプーリ回転速度Ｎｐｒｉに基づいて、Ｖベルト４に滑りが生じ得る下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔを算出する。そしてセカンダリプーリ圧センサ１５によって検出したセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃと下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔとを比較し、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃが下限セカンダリプーリ圧Ｐｌｍｔよりも低い場合に、Ｖベルト４に滑りが生じる、特にプライマリプーリ側のＶベルト４において滑りが生じると判定し、変速比固定制御を開始する。これによって、プライマリプーリ圧センサを用いずに、急減速時のベルト滑りを抑制することができる。

変速比固定制御は、Ｖベルト４に滑りが生じると判定された場合に、目標変速比Ｉ（ｏ）を所定量Ｈｉｇｈ側に変更することで、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉを高く、またはプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉの低下を防止し、ベルト滑りを抑制することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態の無段変速機の概略構成図である。 本発明の実施形態の変速制御油圧回路および変速機コントローラの概略構成図である。 本発明の実施形態の変速比固定制御を説明するフローチャートである。 本発明のプライマリプーリ回転速度と下限セカンダリプーリ圧との関係を示すマップである。 本発明の実施形態の車両の急減速を判定するフローチャートである。

符号の説明

１ 無段変速機
２ プライマリプーリ
３ セカンダリプーリ
４ Ｖベルト（ベルト）
１３ プライマリプーリ回転速度センサ（プライマリプーリ回転速度検出手段）
１５ セカンダリプーリ圧センサ（セカンダリプーリ圧検出手段）
２０ 加速度センサ（減速度検出手段）
２５ 変速制御弁
２５ａ 中立位置
２５ｂ 増圧位置（第１位置）
２５ｃ 減圧位置（第２位置）
２７ ステップモータ

Claims (2)

1. 溝幅を第１の油圧によって変化させる入力側のプライマリプーリと、
   溝幅を第２の油圧によって変化させる出力側のセカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリとの接触半径が変化するベルトと、を有する無段変速機を制御する無段変速機の制御装置において、
   車両の急減速状態を判定する減速状態判定手段と、
   前記プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度検出手段と、
   前記プライマリプーリの回転速度に基づいて、前記プライマリプーリ側で前記ベルトに滑りが生じる下限セカンダリプーリ圧を算出する下限セカンダリプーリ圧算出手段と、
   前記第２の油圧を検出するセカンダリプーリ圧検出手段と、
   前記車両が急減速状態にあると判定され、かつ前記第２の油圧が前記下限セカンダリプーリ圧よりも低くなった場合に、前記プライマリプーリ側で前記ベルトに滑りが生じると判定するベルト滑り判定手段と、
   前記ベルトに滑りが生じると判定された場合に、前記第１の油圧の低下を防止するプライマリプーリ圧低下防止手段と、を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 前記無段変速機は、
   変速アクチュエータと、
   前記変速アクチュエータの変位量に応じて、前記第１の油圧を増加させる第１位置、前記第１の油圧を減少させる第２位置及び中立位置とに切り換えられる変速制御弁と、を更に備え、
   前記プライマリプーリ圧低下防止手段は、前記ベルトに滑りが生じると判定された場合に、変速比目標値を所定量Ｈｉｇｈ側に変更して保持し、当該変速比目標値に基づいて前記変速アクチュエータを駆動することにより前記変速制御弁を前記第１位置または前記中立位置に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。