JP6400449B2 - Control device for power split type continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、動力分割式無段変速機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a power split type continuously variable transmission.
自動車などの車両に搭載される変速機として、エンジンの動力を無段階に変速する無段変速機構と、エンジンの動力を無段変速機構を経由せずに伝達する歯車機構と、無段変速機構からの動力と歯車機構からの動力とを合成するための遊星歯車機構とを備えたものが提案されている。この変速機では、エンジンからの動力を無段変速機構と歯車機構とに分割し、その分割された各動力を遊星歯車機構で合成して車輪に伝達することができる。 As a transmission mounted on a vehicle such as an automobile, a continuously variable transmission mechanism that continuously changes engine power, a gear mechanism that transmits engine power without going through a continuously variable transmission mechanism, and a continuously variable transmission mechanism There has been proposed a planetary gear mechanism for synthesizing the power from the gear and the power from the gear mechanism. In this transmission, the power from the engine can be divided into a continuously variable transmission mechanism and a gear mechanism, and the divided powers can be combined by the planetary gear mechanism and transmitted to the wheels.
駆動源の動力を2系統に分割して伝達可能な変速機は、動力分割式無段変速機として、出願人も提案している。 The applicant has also proposed a transmission capable of dividing and transmitting the power of the drive source into two systems as a power split type continuously variable transmission.
この提案に係る動力分割式無段変速機には、変速比の変更により動力を無段階に変速する無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構を経由する動力と一定変速機構を経由する動力とを合成するための遊星歯車機構を含む合成用歯車機構とが備えられている。合成用歯車機構のサンギヤには、無段変速機構のセカンダリ軸が接続されている。また、合成用歯車機構のリングギヤには、出力軸が接続されている。出力軸の回転は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。 The power split type continuously variable transmission according to the proposal includes a continuously variable transmission mechanism that continuously changes power by changing a transmission ratio, a constant transmission mechanism that changes power at a constant transmission ratio, and a continuously variable transmission mechanism. And a synthesizing gear mechanism including a planetary gear mechanism for synthesizing the power passing through the power and the power passing through the constant speed change mechanism. A secondary shaft of a continuously variable transmission mechanism is connected to the sun gear of the synthesizing gear mechanism. An output shaft is connected to the ring gear of the synthesizing gear mechanism. The rotation of the output shaft is transmitted to the differential gear, and is transmitted from the differential gear to the left and right drive wheels.
この動力分割式無段変速機は、動力伝達モード(変速モード)として、動力が無段変速機構のみを経由して合成用歯車機構に伝達されるベルトモードと、動力が無段変速機構および一定変速機構を経由して合成用歯車機構に伝達されるスプリットモードとを有している。 This power split type continuously variable transmission has, as a power transmission mode (transmission mode), a belt mode in which power is transmitted to the synthesizing gear mechanism only through the continuously variable transmission mechanism, and the power is continuously variable and constant. A split mode transmitted to the synthesizing gear mechanism via the speed change mechanism.
ベルトモードでは、合成用歯車機構のサンギヤとリングギヤとがクラッチにより直結され、合成用歯車機構のキャリアがフリーな状態にされる。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤおよびリングギヤが一体的に回転し、出力軸がリングギヤと一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、動力分割式無段変速機の変速比が無段変速機構の変速比と一致する。 In the belt mode, the sun gear and the ring gear of the synthesizing gear mechanism are directly connected by the clutch, and the carrier of the synthesizing gear mechanism is brought into a free state. Therefore, the sun gear and the ring gear rotate integrally with the power output from the continuously variable transmission mechanism, and the output shaft rotates integrally with the ring gear. Therefore, in the belt mode, the gear ratio of the power split continuously variable transmission matches the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism.
スプリットモードでは、合成用歯車機構のサンギヤとリングギヤとの直結が解除され、一定変速機構を経由する動力が合成用歯車機構のキャリアに入力される。一定変速機構の変速比が一定で不変であるので、動力分割式無段変速機に入力される回転速度が一定であれば、キャリアの回転速度が一定に保持される。そのため、無段変速機構の変速比が上げられて、サンギヤの回転速度が下げられると、リングギヤおよびリングギヤに接続された出力軸の回転速度が上がり、動力分割式無段変速機の変速比が下がる。したがって、スプリットモードでは、動力分割式無段変速機の変速比が一定変速比(一定変速機構の変速比)以下となる。 In the split mode, the direct coupling between the sun gear and the ring gear of the synthesizing gear mechanism is released, and the power passing through the constant speed change mechanism is input to the carrier of the synthesizing gear mechanism. Since the gear ratio of the constant speed change mechanism is constant and unchanged, if the rotational speed input to the power split continuously variable transmission is constant, the rotational speed of the carrier is kept constant. Therefore, when the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism is increased and the rotational speed of the sun gear is decreased, the rotational speed of the output gear connected to the ring gear and the ring gear increases, and the gear ratio of the power split continuously variable transmission decreases. . Therefore, in the split mode, the gear ratio of the power split type continuously variable transmission is equal to or less than the constant gear ratio (the gear ratio of the constant transmission mechanism).
サンギヤとリングギヤとの間に差回転が生じている状態(無段変速機構の変速比(プーリ比)と一定変速機構の変速比とがずれた状態)で、スプリットモードとベルトモードとの切り替えが行われると、その差回転により、ベルトまたはクラッチの滑りが発生する。そのため、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、合成用歯車機構のサンギヤの回転数とリングギヤの回転数とがほぼ一致した状態で行われる。 Switching between split mode and belt mode is possible when differential rotation occurs between the sun gear and the ring gear (the transmission ratio (pulley ratio) of the continuously variable transmission mechanism and the transmission ratio of the constant transmission mechanism deviate). When performed, slippage of the belt or clutch occurs due to the differential rotation. Therefore, switching between the belt mode and the split mode is performed in a state in which the rotation speed of the sun gear of the synthesizing gear mechanism and the rotation speed of the ring gear substantially coincide.
しかしながら、クラッチの応答遅れやその係合/解放に要する時間のばらつき、無段変速機構の変速比を制御する油圧の変動など、種々の要因により、無段変速機構の変速比と一定変速機構の変速比との間にずれが生じ、ベルトまたはクラッチの滑りが発生することがある。ベルトの滑りが発生すると、ベルトの異常摩耗によるベルトとプーリ(プライマリプーリおよびセカンダリプーリ)との間の摩擦抵抗の低下、ベルトの破損などを生じるおそれがある。 However, the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism and the constant transmission mechanism may vary depending on various factors such as a delay in response of the clutch, variations in time required for engagement / disengagement of the clutch, and fluctuations in the hydraulic pressure that controls the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism. Deviation may occur between the gear ratio and belt or clutch slippage may occur. When the belt slips, the frictional resistance between the belt and the pulleys (primary pulley and secondary pulley) may decrease due to abnormal wear of the belt, or the belt may be damaged.
本発明の目的は、ベルトモードとスプリットモードとが切り替えられる際のベルトの滑りに起因する、ベルトとプーリとの間の摩擦抵抗の低下やベルトの破損を防止できる、動力分割式無段変速機の制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power split type continuously variable transmission that can prevent a decrease in frictional resistance between a belt and a pulley and damage to the belt caused by slipping of the belt when the belt mode and the split mode are switched. It is to provide a control device.
前記の目的を達成するため、本発明に係る動力分割式無段変速機の制御装置は、入力軸と、出力軸と、入力軸に連結されたプライマリ軸と、プライマリ軸と平行に設けられたセカンダリ軸と、プライマリ軸に支持されたプライマリプーリと、セカンダリ軸に支持された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たベルトと、ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアと、ピニオンギヤと噛合し、セカンダリ軸が連結されたサンギヤと、ピニオンギヤと噛合し、出力軸が連結されたリングギヤと、入力軸に入力される動力を一定の変速比で変速してキャリアに伝達するための一定変速機構とを備え、キャリアが自由回転状態でサンギヤとリングギヤとが直結されるベルトモードと、サンギヤとリングギヤとの直結が解除され、一定変速機構を経由する動力がキャリアに伝達されるスプリットモードとに切替可能に構成された動力分割式無段変速機を制御する制御装置であって、ベルトモードとスプリットモードとを切り替えるモード切替手段と、ベルトモードとスプリットモードとが切り替えられる際のベルトの滑りにより生じる発熱量を推定する発熱量推定手段と、発熱量推定手段により推定される発熱量が所定値以上である場合、モード切替手段によるベルトモードとスプリットモードとの切り替えを禁止するモード切替禁止手段とを含む。 In order to achieve the above object, a power split type continuously variable transmission control device according to the present invention is provided in parallel with an input shaft, an output shaft, a primary shaft coupled to the input shaft, and the primary shaft. A secondary shaft, a primary pulley supported by the primary shaft, a secondary pulley supported by the secondary shaft, a belt wound around the primary pulley and the secondary pulley, a carrier that rotatably supports the pinion gear, and a pinion gear, A constant gear for meshing the sun gear coupled with the secondary shaft, the ring gear meshing with the pinion gear, coupled with the output shaft, and shifting the power input to the input shaft at a constant gear ratio and transmitting it to the carrier A belt mode in which the sun gear and the ring gear are directly connected when the carrier is in a freely rotating state, and the sun gear and the ring gear. A control device for controlling a power split type continuously variable transmission configured to be switched to a split mode in which direct connection is released and power passing through a constant speed change mechanism is transmitted to a carrier. A mode switching means for switching between, a heat generation amount estimation means for estimating a heat generation amount caused by slipping of the belt when the belt mode and the split mode are switched, and a heat generation amount estimated by the heat generation amount estimation means is a predetermined value or more. A mode switching prohibiting unit that prohibits switching between the belt mode and the split mode by the mode switching unit.
この構成によれば、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えに際しては、その切り替えの際のベルトの滑りにより生じる発熱量が推定される。そして、推定された発熱量が所定値以上である場合には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが禁止される。これにより、ベルトモードとスプリットモードとが実際に切り替えられたときに、ベルトの滑りにより生じる発熱量を所定値未満に抑えることができる。 According to this configuration, when switching between the belt mode and the split mode, the amount of heat generated due to the slipping of the belt at the time of switching is estimated. When the estimated heat generation amount is equal to or greater than a predetermined value, switching between the belt mode and the split mode is prohibited. As a result, when the belt mode and the split mode are actually switched, the amount of heat generated by the slipping of the belt can be suppressed to less than a predetermined value.
そのため、ベルトが発熱により焼きなまされることを抑制でき、ベルトの焼きなましによる軟化を抑制できる。その結果、ベルトの異常摩耗を抑制でき、ベルトとプーリ(プライマリプーリおよびセカンダリプーリ)との間の摩擦抵抗が低下することを抑制できる。また、ベルトの破損を抑制することができる。 Therefore, the belt can be prevented from being annealed due to heat generation, and the softening due to the annealing of the belt can be suppressed. As a result, abnormal wear of the belt can be suppressed, and a reduction in frictional resistance between the belt and the pulleys (primary pulley and secondary pulley) can be suppressed. Further, the belt can be prevented from being damaged.
本発明によれば、ベルトの表面が発熱により焼きなまされることを抑制でき、ベルトの表面の焼きなましによる軟化を抑制できる。その結果、ベルトの異常摩耗を抑制でき、ベルトとプーリとの間の摩擦抵抗が低下することを抑制できる。また、ベルトの破損を抑制することができる。 According to the present invention, the surface of the belt can be prevented from being annealed by heat generation, and the softening due to the annealing of the belt surface can be suppressed. As a result, abnormal wear of the belt can be suppressed, and a decrease in frictional resistance between the belt and the pulley can be suppressed. Further, the belt can be prevented from being damaged.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<駆動系統の構成> <Configuration of drive system>
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される車両1の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a drive system of a
車両1は、エンジン(E/G)2を動力源とする自動車である。車両1には、トルクコンバータ3および動力分割式無段変速機4が搭載されている。
The
トルクコンバータ3は、トルコン入力軸11、トルコン出力軸12、ポンプインペラ13、タービンランナ14およびロックアップクラッチ15を備えている。トルコン入力軸11およびトルコン出力軸12は、エンジン2の出力軸16(以下「E/G出力軸16」という。)と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。トルコン入力軸11には、E/G出力軸16が連結されている。ポンプインペラ13の中心には、トルコン入力軸11が接続され、ポンプインペラ13は、トルコン入力軸11と一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ14の中心には、トルコン出力軸12が接続され、タービンランナ14は、トルコン出力軸12と一体的に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ15が係合されると、ポンプインペラ13とタービンランナ14とが直結され、ロックアップクラッチ15が解放されると、ポンプインペラ13とタービンランナ14とが分離される。
The
ロックアップクラッチ15が解放された状態において、E/G出力軸16からトルコン入力軸11に動力が入力されると、トルコン入力軸11およびポンプインペラ13が回転する。ポンプインペラ13が回転すると、ポンプインペラ13からタービンランナ14に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ14で受けられて、タービンランナ14が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ14には、トルコン入力軸11に入力される動力(トルク)よりも大きな動力が発生する。そして、そのタービンランナ14の動力がトルコン出力軸12から出力される。
When power is input from the E /
ロックアップクラッチ15が係合された状態では、E/G出力軸16からトルコン入力軸11に動力が入力されると、トルコン入力軸11、ポンプインペラ13およびタービンランナ14が一体となって回転する。そして、タービンランナ14の回転による動力がトルコン出力軸12から出力される。
In a state where the lock-
動力分割式無段変速機4は、トルクコンバータ3から出力される動力をデファレンシャルギヤ5に伝達する。動力分割式無段変速機4は、T/M入力軸21、T/M出力軸22、無段変速機構23、一定変速機構24および合成用歯車機構25を備えている。
The power split type continuously variable transmission 4 transmits the power output from the
T/M入力軸21には、トルコン出力軸12が連結されている。
The torque
T/M出力軸22は、T/M入力軸21と平行に設けられている。
The T /
無段変速機構23は、公知のベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構23は、T/M入力軸21に連結されたプライマリ軸31と、プライマリ軸31と平行に設けられたセカンダリ軸32と、プライマリ軸31に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ33と、セカンダリ軸32に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ34と、プライマリプーリ33とセカンダリプーリ34とに巻き掛けられたベルト35とを備えている。
The continuously
一定変速機構24は、遊星歯車機構41、スプリットドライブギヤ42、スプリットドリブンギヤ43およびアイドルギヤ44を備えている。
The constant
遊星歯車機構41には、キャリア45、サンギヤ46およびリングギヤ47が含まれる。キャリア45は、T/M入力軸21に相対回転不能に支持されている。キャリア45は、複数個のピニオンギヤ48を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ48は、円周上に間隔で配置されている。サンギヤ46は、T/M入力軸21に相対回転可能に外嵌されて、各ピニオンギヤ48にT/M入力軸21の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ47は、キャリア45の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ48にT/M入力軸21の回転径方向の外側から噛合している。
The
スプリットドライブギヤ42は、サンギヤ46と一体回転可能に設けられている。
The
スプリットドリブンギヤ43は、次に述べる合成用歯車機構25のキャリア51の外周に、キャリア51と一体回転可能に設けられている。
The split driven
アイドルギヤ44は、スプリットドライブギヤ42およびスプリットドリブンギヤ43と噛合している。
The
合成用歯車機構25は、遊星歯車機構の構成を有している。すなわち、合成用歯車機構25は、キャリア51、サンギヤ52およびリングギヤ53を備えている。キャリア51の中心には、無段変速機構23のセカンダリ軸32が相対回転可能に挿通されている。キャリア51は、複数個のピニオンギヤ54を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ54は、円周上に配置されている。サンギヤ52は、セカンダリ軸32に相対回転不能に支持されて、各ピニオンギヤ54にセカンダリ軸32の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ53は、キャリア51の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ54にセカンダリ軸32の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ53の中心には、T/M出力軸22の一端が接続され、リングギヤ53は、T/M出力軸22と一体回転可能に設けられている。T/M出力軸22の他端部には、出力ギヤ55が相対回転不能に支持されている。
The
出力ギヤ55の回転は、アイドルギヤ機構6を経由して、デファレンシャルギヤ5に伝達される。アイドルギヤ機構6には、T/M出力軸22と平行に設けられたアイドル軸61と、アイドル軸61に相対回転不能に支持された第1アイドルギヤ62および第2アイドルギヤ63とが含まれる。第1アイドルギヤ62は、出力ギヤ55と噛合している。第2アイドルギヤ63は、デファレンシャルギヤ5に備えられたリングギヤ64と噛合している。
The rotation of the
また、動力分割式無段変速機4は、ハイブレーキHB、リバースブレーキRBおよびロークラッチLCを備えている。 The power split type continuously variable transmission 4 includes a high brake HB, a reverse brake RB, and a low clutch LC.
ハイブレーキHBは、リングギヤ47を制動する係合状態(オン)と、リングギヤ47の回転を許容する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The high brake HB is switched between an engaged state (on) in which the
リバースブレーキRBは、スプリットドライブギヤ42(サンギヤ46)を制動する係合状態(オン)と、スプリットドライブギヤ42の回転を許容する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The reverse brake RB is switched between an engaged state (on) in which the split drive gear 42 (sun gear 46) is braked and a released state (off) in which the
ロークラッチLCは、T/M出力軸22とセカンダリ軸32とを直結する係合状態(オン)と、その直結を解除する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The low clutch LC is switched between an engaged state (ON) in which the T /
<動力伝達モード> <Power transmission mode>
図2は、車両1の前進時および後進時におけるハイブレーキHB、リバースブレーキRBおよびロークラッチLCの状態を示す図である。図3は、無段変速機構23の変速比(以下「ベルト変速比」という。)γbと動力分割式無段変速機4の変速比(以下「T/M変速比」という。)γallとの関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating states of the high brake HB, the reverse brake RB, and the low clutch LC when the
図2において、「○」は、ハイブレーキHB、リバースブレーキRBおよびロークラッチLCが係合状態であることを示している。 In FIG. 2, “◯” indicates that the high brake HB, the reverse brake RB, and the low clutch LC are engaged.
動力分割式無段変速機4は、車両1の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。
The power split type continuously variable transmission 4 has a belt mode and a split mode as power transmission modes when the
ベルトモードでは、ハイブレーキHBおよびリバースブレーキRBが解放状態にされる。そして、ロークラッチLCが係合状態にされる。これにより、T/M出力軸22およびセカンダリ軸32が直結される。
In the belt mode, the high brake HB and the reverse brake RB are released. Then, the low clutch LC is engaged. Thereby, the T /
T/M入力軸21に入力される動力は、無段変速機構23のプライマリ軸31に伝達され、プライマリ軸31およびプライマリプーリ33を回転させる。プライマリプーリ33の回転は、ベルト35を介して、セカンダリプーリ34に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32を回転させる。ロークラッチLCが係合されているので、T/M出力軸22がセカンダリ軸32と一体に回転する。したがって、ベルトモードでは、図3に示されるように、T/M変速比γallがベルト変速比γbと一致する。
The power input to the T /
T/M出力軸22の回転は、出力ギヤ55、第1アイドルギヤ62、アイドル軸61および第2アイドルギヤ63を介して、デファレンシャルギヤ5のリングギヤ64に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト71,72が前進方向に回転する。
The rotation of the T /
図4は、合成用歯車機構25のキャリア51、サンギヤ52およびリングギヤ53の回転数の関係を示す共線図である。
FIG. 4 is a collinear diagram showing the relationship among the rotation speeds of the
スプリットモードでは、図2に示されるように、ハイブレーキHBが係合状態にされ、リバースブレーキRBおよびロークラッチLCが解放状態にされる。ハイブレーキHBが係合状態にされることにより、一定変速機構24のリングギヤ47が制動される。また、ロークラッチLCが解放状態にされることにより、T/M出力軸22とセカンダリ軸32との直結が解除される。
In the split mode, as shown in FIG. 2, the high brake HB is engaged, and the reverse brake RB and the low clutch LC are released. When the high brake HB is engaged, the
T/M入力軸21に入力される動力は、無段変速機構23のプライマリ軸31に伝達され、プライマリ軸31およびプライマリプーリ33を回転させる。プライマリプーリ33の回転は、ベルト35を介して、セカンダリプーリ34に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32を回転させる。セカンダリ軸32の回転により、合成用歯車機構25のサンギヤ52が回転する。
The power input to the T /
また、一定変速機構24のリングギヤ47が制動されているので、T/M入力軸21に入力される動力は、一定変速機構24のキャリア45を公転させるとともに、そのキャリア45に保持されているピニオンギヤ48を回転させる。ピニオンギヤ48の回転により、ピニオンギヤ48からサンギヤ46に動力が入力される。これにより、ピニオンギヤ48およびスプリットドライブギヤ42が回転する。スプリットドライブギヤ42の回転は、アイドルギヤ44を介して、スプリットドリブンギヤ43に伝達され、スプリットドリブンギヤ43および合成用歯車機構25のキャリア51を回転させる。
Further, since the
一定変速機構24の変速比γgが一定で不変(固定)であるので、スプリットモードでは、T/M入力軸21に入力される動力が一定であれば、合成用歯車機構25のキャリア51の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比γbが上げられると、図4に示されるように、合成用歯車機構25のサンギヤ52の回転速度が下がるので、合成用歯車機構25のリングギヤ53(T/M出力軸22)の回転速度が上がる。その結果、スプリットモードでは、図3に示されるように、ベルト変速比γbが大きいほど、T/M変速比γallが下がる。
Since the speed ratio γ g of the constant
T/M出力軸22の回転は、出力ギヤ55、第1アイドルギヤ62、アイドル軸61および第2アイドルギヤ63を介して、デファレンシャルギヤ5のリングギヤ64に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト71,72が前進方向に回転する。
The rotation of the T /
車両1を後進させるための後進モードでは、ハイブレーキHBおよびロークラッチLCが解放状態にされる。そして、リバースブレーキRBが係合状態にされる。これにより、スプリットドライブギヤ42(サンギヤ46)が制動される。スプリットドライブギヤ42の制動により、一定変速機構24のアイドルギヤ44が回転不能となり、スプリットドリブンギヤ43およびキャリア51が回転不能となる。
In the reverse mode for moving the
T/M入力軸21に入力される動力は、無段変速機構23のプライマリ軸31に伝達され、プライマリ軸31およびプライマリプーリ33を回転させる。プライマリプーリ33の回転は、ベルト35を介して、セカンダリプーリ34に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32を回転させる。セカンダリ軸32の回転により、合成用歯車機構25のサンギヤ52が回転する。キャリア51が回転不能なため、サンギヤ52が回転すると、リングギヤ53がサンギヤ52と逆方向に回転する。このリングギヤ53の回転方向は、ベルトモードおよびスプリットモードにおけるリングギヤ53の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ53と一体にT/M出力軸22が回転する。T/M出力軸22の回転は、出力ギヤ55、第1アイドルギヤ62、アイドル軸61および第2アイドルギヤ63を介して、デファレンシャルギヤ5のリングギヤ64に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト71,72が後進方向に回転する。
The power input to the T /
<電気的構成> <Electrical configuration>
図5は、車両1の電気的構成の要部を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of the electrical configuration of the
車両1には、複数のECU(電子制御ユニット)が搭載されている。各ECUは、たとえば、CPUおよびメモリを含む構成であり、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。複数のECUには、駆動系統を制御するためのECU81が含まれる。
The
ECU81には、プライマリ回転数センサ82、セカンダリ回転数センサ83、出力回転数センサ84および油圧センサ85が接続されている。
The
プライマリ回転数センサ82は、たとえば、無段変速機構23のプライマリプーリ33の回転に同期したパルス信号をECU81に入力する。ECU81は、プライマリ回転数センサ82から入力されるパルス信号の周波数をプライマリ軸31の回転数(プライマリ回転数)に換算する。
The primary rotational speed sensor 82 inputs, for example, a pulse signal synchronized with the rotation of the primary pulley 33 of the continuously
セカンダリ回転数センサ83は、たとえば、無段変速機構23のセカンダリプーリ34の回転に同期したパルス信号をECU81に入力する。ECU81は、セカンダリ回転数センサ83から入力されるパルス信号の周波数をセカンダリ軸32の回転数(セカンダリ回転数)に換算する。
For example, the secondary rotation speed sensor 83 inputs a pulse signal synchronized with the rotation of the
出力回転数センサ84は、たとえば、出力ギヤ55の回転に同期したパルス信号をECU81に入力する。ECU81は、出力回転数センサ84から入力されるパルス信号の周波数をT/M出力軸22の回転数(出力回転数)に換算する。
The output
油圧センサ85は、無段変速機構23のセカンダリプーリ34に供給される油圧に応じた検出信号をECU81に入力する。具体的には、セカンダリプーリ34は、セカンダリ軸32に固定された固定シーブ、セカンダリ軸32に相対回転不能かつ軸方向移動可能に支持された可動シーブ、可動シーブとの間に油室を形成するシリンダ、および可動シーブとシリンダとを違いに離間する方向に付勢するシーブスプリングを備え、油室に供給される油圧が制御されることにより、ベルト35に挟圧力を与える構成である。油圧センサ85は、セカンダリプーリ34の油室に供給される油圧を検出し、その油圧に応じた検出信号をECU81に入力する。
The
ECU81には、制御対象として、動力分割式無段変速機4に油圧を供給するための油圧回路86に含まれる各種のバルブ(図示せず)が接続されている。バルブには、たとえば、動力分割式無段変速機4のハイブレーキHB、リバースブレーキRBおよびロークラッチLCの係合/解放のための油圧をそれぞれ制御するバルブなどが含まれる。
Various types of valves (not shown) included in a
ECU81は、油圧回路86に含まれるバルブを制御して、ハイブレーキHBおよびロークラッチLCの係合/解放を切り替えることにより、ベルトモードとスプリットモードとを切り替える。ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、無段変速機構23の変速比が所定の切替許容範囲内である状態で行われる。切替許容範囲は、一定変速機構24の変速比を含む所定範囲に設定されている。一定変速機構24の変速比は、たとえば、無段変速機構23の最小変速比と同じ値に設定されている。
The
また、ECU81は、油圧回路86に含まれるバルブを制御して、ロークラッチLCおよびリバースブレーキRBの係合/解放を切り替えることにより、前進モード(ベルトモード)と後進モードとを切り替える。
Further, the
<モード切替禁止処理> <Mode switching prohibition process>
図6は、モード切替禁止処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the mode switching prohibiting process.
無段変速機構23の変速比が所定の切替許容範囲内であり、ベルトモードとスプリットモードとを切り替える必要が生じると、ECU81により、図6に示されるモード切替禁止処理が実行される。
When the speed ratio of the continuously
モード切替禁止処理では、まず、無段変速機構23のベルト35のエレメント1個あたりが受けるエレメント荷重F(N)が演算される(ステップS1)。
In the mode switching prohibiting process, first, an element load F (N) received per element of the
ベルト35は、環状の金属板からなるフープ(無端環状体)に対して多数のエレメントをフープの周方向に連ねた状態で装着することにより構成されている。エレメント荷重Fは、ベルト35の全体がセカンダリプーリ34から受ける荷重fをベルト35に含まれるエレメントの個数Cで除することにより求められる。
The
荷重fは、セカンダリプーリ34の油室に供給される油圧に、セカンダリプーリ34の可動シーブにおける油圧を受ける部分の面積(受圧面積)を乗じ、その乗算値に、セカンダリプーリ34の可動シーブに作用する遠心油圧と、セカンダリプーリ34のシーブスプリングのばね力とを加えることにより算出される。セカンダリプーリ34の油室に供給される油圧は、油圧センサ85により検出される。可動シーブの受圧面積、可動シーブに作用する遠心油圧およびシーブスプリングのばね力は、セカンダリプーリ34の構成により定まる値であり、それぞれ既知の値である。
The load f multiplies the hydraulic pressure supplied to the oil chamber of the
個数Cは、エレメントの厚み(周方向の寸法)をセカンダリプーリ34に対するベルト35の巻きかけ角度と巻きかけ径(直径)との乗算値で除することにより算出される。エレメントの厚み(m)は、既知の値であり、巻きかけ角度(rad)および巻きかけ径(m)は、プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34のプーリ比(ベルト変速比γb)により定まる値である。プーリ比は、プライマリ回転数およびセカンダリ回転数から求めることができる。プライマリ回転数およびセカンダリ回転数は、前述したように、それぞれプライマリ回転数センサ82およびセカンダリ回転数センサ83が出力するパルス信号から取得される。
The number C is calculated by dividing the thickness of the element (dimension in the circumferential direction) by the product of the winding angle of the
次に、ベルトモードとスプリットモードとが切り替えられた場合に生じるベルト35のスリップ量Vが算出される(ステップS2)。ベルト35の滑り(スリップ)は、ベルト変速比γbと一定変速機構24の変速比γgとのずれにより発生する。したがって、プライマリ回転数をベルト変速比γbで除することにより得られるセカンダリプーリ34の回転数と、プライマリ回転数を変速比γgで除することにより得られるセカンダリプーリ34の回転数との差は、ベルト35のスリップ量V(rpm)に相当する。
Next, the slip amount V of the
その後、先に算出したエレメント荷重Fおよびスリップ量Vを用いて、ベルト35の滑りにより生じる発熱量が推定される(ステップS3)。具体的には、エレメント荷重Fから無段変速機構23の伝達トルク容量Trが求められ、スリップ量V、ロークラッチLCとハイブレーキHBとの掛け替え(係合/解放)に要する時間および単位換算のための2π/60を伝達トルク容量Trに乗じることにより、ベルト35の滑りにより生じる発熱量が推定される。
Thereafter, the amount of heat generated by the slipping of the
そして、推定された発熱量が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS4)。所定値は、たとえば、ベルト35の焼きなましが発生する熱量よりも小さい値に設定されている。
And it is determined whether the estimated calorific value is more than a predetermined value (Step S4). The predetermined value is set to a value smaller than the amount of heat that causes the
推定された発熱量が所定値以上である場合には(ステップS4のYES)、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが禁止されて(ステップS5)、モード切替禁止処理が終了される。 If the estimated heat generation amount is equal to or greater than the predetermined value (YES in step S4), switching between the belt mode and the split mode is prohibited (step S5), and the mode switching prohibiting process is terminated.
推定された発熱量が所定値未満である場合には(ステップS4のNO)、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが許可されて(ステップS6)、モード切替禁止処理が終了される。 If the estimated heat generation amount is less than the predetermined value (NO in step S4), switching between the belt mode and the split mode is permitted (step S6), and the mode switching prohibiting process is terminated.
<作用効果> <Effect>
以上のように、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えに際しては、その切り替えの際のベルト35の滑りにより生じる発熱量が推定される。そして、推定された発熱量が所定値以上である場合には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが禁止される。これにより、ベルトモードとスプリットモードとが実際に切り替えられたときに、ベルト35の滑りにより生じる発熱量を所定値未満に抑えることができる。
As described above, when switching between the belt mode and the split mode, the amount of heat generated by slipping of the
そのため、ベルト35が発熱により焼きなまされることを抑制でき、ベルト35の焼きなましによる軟化を抑制できる。その結果、ベルト35の異常摩耗を抑制でき、ベルト35とプライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34との間の摩擦抵抗が低下することを抑制できる。また、ベルト35の破損を抑制することができる。
Therefore, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されない。本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be implemented in other forms, and various modifications can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
4 動力分割式無段変速機
21 T/M入力軸
22 T/M出力軸
24 一定変速機構
31 プライマリ軸
32 セカンダリ軸
33 プライマリプーリ
34 セカンダリプーリ
35 ベルト
51 キャリア
52 サンギヤ
53 リングギヤ
54 ピニオンギヤ
81 ECU(制御装置、モード切替手段、発熱量推定手段、モード切替禁止手段)
4 power split type continuously variable transmission 21 T / M input shaft 22 T /
Claims (1)
前記ベルトモードと前記スプリットモードとを切り替えるモード切替手段と、
前記ベルトモードと前記スプリットモードとの切り替えられる際の前記ベルトの滑りにより生じる発熱量を推定する発熱量推定手段と、
前記発熱量推定手段により推定される発熱量が所定値以上である場合、前記モード切替手段による前記ベルトモードと前記スプリットモードとの切り替えを禁止するモード切替禁止手段とを含む、制御装置。 An input shaft, an output shaft, a primary shaft connected to the input shaft, a secondary shaft provided in parallel with the primary shaft, a primary pulley supported by the primary shaft, and supported by the secondary shaft A secondary pulley, a belt wound around the primary pulley and the secondary pulley, a carrier that rotatably supports a pinion gear, a sun gear that is engaged with the pinion gear and that is connected to the secondary shaft, and a gear that is engaged with the pinion gear A ring gear connected to the output shaft, and a constant speed change mechanism for shifting the power input to the input shaft at a constant speed ratio and transmitting the power to the carrier. A belt mode in which a sun gear and the ring gear are directly connected, and a direct connection between the sun gear and the ring gear. Is divided, there is provided a control device for controlling the constant power transmission mechanism power via is configured to switch to split mode and is transmitted to the carrier split type continuously variable transmission,
Mode switching means for switching between the belt mode and the split mode;
A calorific value estimating means for estimating a calorific value generated by slipping of the belt when switching between the belt mode and the split mode;
A control device, comprising: a mode switching prohibiting unit that prohibits the mode switching unit from switching between the belt mode and the split mode when the heat generation amount estimated by the heat generation amount estimating unit is greater than or equal to a predetermined value.
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