JP7780282B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられる車両用制御装置に関する。

自動車等の車両には、プライマリプーリおよびセカンダリプーリからなる無段変速機が搭載されている（特許文献１～３参照）。この無段変速機を変速させる際には、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに対する油圧制御が実行される。これにより、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅を制御することができ、各プーリに対する駆動チェーンの巻き付け径を変化させることができるため、無段変速機をロー側やハイ側に変速させることができる。

特開平４―７８３７１号公報 特開２０１８―５４０２７号公報 特開２０２０―１７２９８３号公報

また、無段変速機の変速比を制御する際には、制御バルブを用いてプライマリプーリに対する作動油の供給制御を実行することが一般的である。また、制御バルブを用いて作動油の流量を制御することにより、無段変速機の変速速度を制御することが可能である。ところで、制御バルブを構成するスプールやハウジング等に摩耗が生じた場合には、部品間の隙間が増えて制御バルブ内の流路断面積が変化するため、無段変速機の変速速度を適切に制御することが困難となっていた。すなわち、制御バルブの摩耗は無段変速機の制御精度を低下させる要因であるため、制御バルブの摩耗による異常状態を適切に判定することが求められている。

本発明の目的は、制御バルブの異常状態を適切に判定することにある。

一実施形態の車両用制御装置は、車両に設けられる車両用制御装置であって、プライマリ油室を備えるプライマリプーリと、セカンダリ油室を備えるセカンダリプーリと、を有する無段変速機を有する。前記車両用制御装置は、前記プライマリ油室および前記セカンダリ油室に接続され、前記プライマリ油室および前記セカンダリ油室に作動油を圧送するオイルポンプを有する。前記車両用制御装置は、前記オイルポンプと前記プライマリ油室とを接続する油路に設けられ、前記無段変速機のアップシフト時に前記プライマリ油室に作動油を供給する制御バルブを有する。前記車両用制御装置は、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記制御バルブを介して前記無段変速機を制御する制御システムを有する。前記制御システムは、前記無段変速機の変速比を段階的に制御するステップ変速モードでのアップシフト開始時に、前記無段変速機の変速比が大きいほどに上限変速速度を高く設定する。前記制御システムは、前記ステップ変速モードでのアップシフト中において、前記無段変速機の変速速度が前記上限変速速度を上回る場合に、前記制御バルブが異常状態であると判定する。

一実施形態の車両用制御装置は、無段変速機の変速比を段階的に制御するステップ変速モードでのアップシフト開始時に、無段変速機の変速比に基づいて上限変速速度を設定し、ステップ変速モードでのアップシフト中において、無段変速機の変速速度が上限変速速度を上回る場合に、制御バルブが異常状態であると判定する。これにより、制御バルブの異常状態を適切に判定することができる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す図である。 車両用制御装置の構成例を示す図である。 各制御ユニットの基本構造を簡単に示した図である。 ステップ変速モードで用いられる目標変速段の一例を示す図である。 車速およびアクセル開度に基づき設定される目標変速段の一例を示す図である。 バルブボディを構成する油圧回路の一部を簡単に示す図である。 ダウンシフト時におけるアップシフトバルブおよびダウンシフトバルブの作動状況を示す図である。 アップシフト時におけるアップシフトバルブおよびダウンシフトバルブの作動状況を示す図である。 バルブ摩耗判定制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 バルブ摩耗判定制御に用いられる上限変速速度の一例を示す図である。 バルブ摩耗判定制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２および無段変速機１３等からなるパワートレイン１４が搭載されている。また、パワートレイン１４の出力軸１５には、プロペラ軸１６およびデファレンシャル機構１７を介して車輪１８が連結されている。なお、図示するパワートレイン１４は、後輪駆動用のパワートレインであるが、これに限られることはなく、前輪駆動用や全輪駆動用のパワートレインであっても良い。

図２は車両用制御装置１０の構成例を示す図である。図２に示すように、パワートレイン１４は、プライマリプーリ２０、セカンダリプーリ２１および駆動チェーン２２からなる無段変速機１３を有している。無段変速機１３のプライマリプーリ２０には、プライマリ軸２３、前後進切替機構２４およびトルクコンバータ２５を介してエンジン１２が連結されている。また、無段変速機１３のセカンダリプーリ２１には、セカンダリ軸２６、出力軸１５、プロペラ軸１６、およびデファレンシャル機構１７を介して車輪１８が連結されている。なお、プライマリプーリ２０の回転方向を切り替える前後進切替機構２４は、図示しない前進クラッチ、後退ブレーキおよび遊星歯車列等によって構成される。

無段変速機１３のプライマリプーリ２０は、プライマリ軸２３に固定される固定シーブ３０と、プライマリ軸２３に軸方向に移動自在に設けられる可動シーブ３１と、を有している。可動シーブ３１の背面側にはプライマリ油室３２が区画されており、このプライマリ油室３２に供給される作動油圧（プライマリ圧）を制御することにより、可動シーブ３１を移動させてシーブ３０，３１間の溝幅を変化させることができる。同様に、無段変速機１３のセカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸２６に固定される固定シーブ３３と、セカンダリ軸２６に軸方向に移動自在に設けられる可動シーブ３４と、を有している。可動シーブ３４の背面側にはセカンダリ油室３５が区画されており、このセカンダリ油室３５に供給される作動油圧（セカンダリ圧）を制御することにより、可動シーブ３４を移動させてシーブ３３，３４間の溝幅を変化させることができる。つまり、プライマリ油室３２およびセカンダリ油室３５に対する作動油圧を制御することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン２２の巻き付け径を変化させることができ、無段変速機１３を変速させることができる。

パワートレイン１４を構成する無段変速機１３や前後進切替機構２４等を制御するため、パワートレイン１４には複数の電磁バルブや油路等からなるバルブボディ３６が設けられている。また、バルブボディ３６には、エンジン１２等によって駆動されるオイルポンプ３７が接続されている。オイルポンプ３７から圧送される作動油は、バルブボディ３６を経て供給先や圧力等が制御され、無段変速機１３や前後進切替機構２４等に対して供給される。また、バルブボディ３６を介して無段変速機１３等を制御するため、バルブボディ３６には変速制御ユニット３８が接続されている。

また、エンジン１２の吸気マニホールド４０には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ４１が設けられている。さらに、エンジン１２には、吸気ポートやシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ４２が設けられており、イグナイタや点火プラグ等からなる点火装置４３が設けられている。このようなエンジン１２の運転状況を制御するため、スロットルバルブ４１、インジェクタ４２および点火装置４３等には、エンジン制御ユニット４４が接続されている。

［制御システム］
図２に示すように、車両用制御装置１０には、パワートレイン１４等を制御するため、複数の電子制御ユニットからなる制御システム５０が設けられている。制御システム５０を構成する電子制御ユニットとして、前述した変速制御ユニット３８およびエンジン制御ユニット４４が設けられるとともに、これらの制御ユニット３８，４４に制御信号を出力する車両制御ユニット５１が設けられている。これらの制御ユニット３８，４４，５１は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク５２を介して互いに通信可能に接続されている。車両制御ユニット５１は、各種制御ユニット３８，４４，５１や後述する各種センサからの入力情報に基づき、エンジン１２および無段変速機１３等の作動目標を設定する。そして、エンジン１２や無段変速機１３等の作動目標に応じた制御信号を生成し、これらの制御信号を各種制御ユニット３８，４４に出力する。

車両制御ユニット５１に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ６０、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６１、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル開度と記載する。）を検出するアクセルセンサ６２、およびブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ６３がある。また、車両制御ユニット５１に接続されるセンサとして、プライマリプーリ２０の回転速度を検出するプライマリ回転数センサ６４、およびセカンダリプーリ２１の回転速度を検出するセカンダリ回転数センサ６５がある。なお、車両制御ユニット５１には、制御システム５０を起動する際に運転者によって操作されるスタートスイッチ６６が接続されている。また、車両制御ユニット５１には、運転者に対する通知情報を表示するディスプレイ６７が接続されている。

図３は各制御ユニット３８，４４，５１の基本構造を簡単に示した図である。図３に示すように、各制御ユニット３８，４４，５１は、プロセッサ７０およびメモリ７１等が組み込まれたマイクロコントローラ７２を有している。メモリ７１には所定のプログラムが格納されており、プロセッサ７０によってプログラムの命令セットが実行される。プロセッサ７０とメモリ７１とは、互いに通信可能に接続されている。なお、図示する例では、マイクロコントローラ７２に１つのプロセッサ７０と１つのメモリ７１が組み込まれているが、これに限られることはなく、マイクロコントローラ７２に複数のプロセッサ７０を組み込んでも良く、マイクロコントローラ７２に複数のメモリ７１を組み込んでも良い。

また、各制御ユニット３８，４４，５１には、入力変換回路７３、駆動回路７４、通信回路７５、外部メモリ７６および電源回路７７等が設けられている。入力変換回路７３は、各種センサから入力される信号を、マイクロコントローラ７２に入力可能な信号に変換する。駆動回路７４は、マイクロコントローラ７２から出力される信号に基づき、前述したバルブボディ３６等のアクチュエータに対する駆動信号を生成する。通信回路７５は、マイクロコントローラ７２から出力される信号を、他の制御ユニットに向けた通信信号に変換する。また、通信回路７５は、他の制御ユニットから受信した通信信号を、マイクロコントローラ７２に入力可能な信号に変換する。さらに、電源回路７７は、マイクロコントローラ７２、入力変換回路７３、駆動回路７４、通信回路７５および外部メモリ７６等に対し、安定した電源電圧を供給する。また、不揮発性メモリ等の外部メモリ７６には、非通電時にも保持すべきデータ等が記憶される。

［ステップ変速モード］
無段変速機１３を変速させる制御モードの一例として、変速比を段階的に制御するステップ変速モードについて説明する。図４はステップ変速モードで用いられる目標変速段の一例を示す図であり、図５は車速およびアクセル開度に基づき設定される目標変速段の一例を示す図である。また、図４に示す特性線Ｌｏｗは無段変速機１３が制御可能なロー側の最大変速比を示す線であり、特性線Ｈｉｇｈは無段変速機１３が制御可能なハイ側の最小変速比を示す線である。なお、変速比とは、セカンダリプーリ２１の回転速度（セカンダリ回転数Ｎｓ）に対するプライマリプーリ２０の回転速度（プライマリ回転数Ｎｐ）の比（Ｎｐ／Ｎｓ）である。このため、変速比の値が大きいほど、変速比がロー側であることを意味し、変速比の値が小さいほど、変速比がハイ側であることを意味している。

図４に示すように、変速比を段階的に制御するステップ変速モードにおいては、無段変速機１３の目標変速比つまり擬似的な目標変速段の一例として、複数の固定変速比Ｒ１～Ｒ６が設定されている。また、図５に示すように、制御システム５０は、車速およびアクセル開度に基づいて、ステップ変速モードの目標変速段を設定する。つまり、制御システム５０は、車速が高いほどに高速段側（ハイ側）の目標変速段を設定する一方、車速が低いほどに低速段側（ロー側）の目標変速段を設定する。また、制御システム５０は、アクセル開度が小さいほどに高速段側の目標変速段を設定する一方、アクセル開度が大きいほどに低速段側の目標変速段を設定する。そして、前述のように車速およびアクセル開度に基づき目標変速段が設定されると、この目標変速段に向けて無段変速機１３のアップシフトやダウンシフトが実行される。なお、ステップ変速モードにおいては、車速およびアクセル開度に基づき目標変速段を自動的に切り替えるだけでなく、運転者の手動操作であるシフトレバー操作やパドル操作等に基づき目標変速段を切り替えても良い。

［バルブボディ］
続いて、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に対する作動油の供給制御を行うバルブボディ３６について説明する。図６はバルブボディ３６を構成する油圧回路の一部を簡単に示す図である。図６に示すように、バルブボディ３６には、トロコイドポンプやギアポンプ等のオイルポンプ３７が接続されている。エンジン１２等に駆動されるオイルポンプ３７は、オイルパン８０に貯留された作動油を吸引し、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に向けて作動油を圧送する。このオイルポンプ３７の吐出口にはライン圧路８１が接続されており、ライン圧路８１には基本油圧のライン圧ＰＬを調圧するライン圧制御バルブ８２が接続されている。また、ライン圧ＰＬに調圧された作動油が流れるライン圧路８１は、プライマリプーリ２０に向かう分岐油路８３とセカンダリプーリ２１に向かう分岐油路８４とに分岐している。

ライン圧路８１から分岐する一方の分岐油路８３は、アップシフトバルブ（制御バルブ）８５およびプライマリ油路８６，８７を介して、プライマリプーリ２０のプライマリ油室３２に接続されている。このように、オイルポンプ３７とプライマリ油室３２とは、ライン圧路８１、分岐油路８３、プライマリ油路８６，８７からなる油路８８を介して接続されており、この油路８８にはアップシフトバルブ８５が設けられている。また、プライマリプーリ２０のプライマリ油室３２には、プライマリ油路８７，８９を介して、ダウンシフトバルブ９０が接続されている。さらに、ライン圧路８１から分岐する他方の分岐油路８４は、セカンダリ制御バルブ９１及びセカンダリ油路９２を介して、セカンダリプーリ２１のセカンダリ油室３５に接続されている。

図示するライン圧制御バルブ８２、セカンダリ制御バルブ９１、アップシフトバルブ８５、ダウンシフトバルブ９０は、パイロット流体によって作動状態が制御されるパイロット操作バルブである。ライン圧制御バルブ８２には電磁バルブ８２ａからパイロット圧Ｐ１が供給されており、ライン圧制御バルブ８２はパイロット圧Ｐ１の大きさに応じてライン圧ＰＬを調圧する。また、セカンダリ制御バルブ９１には電磁バルブ９１ａからパイロット圧Ｐ２が供給されており、セカンダリ制御バルブ９１はパイロット圧Ｐ２の大きさに応じてセカンダリ圧を調圧する。さらに、アップシフトバルブ８５には電磁バルブ８５ａからパイロット圧Ｐ３が供給されており、アップシフトバルブ８５はパイロット圧Ｐ３の大きさに応じてアップシフト時のプライマリ油室３２への流量を調整する。一方、ダウンシフトバルブ９０には電磁バルブ９０ａからパイロット圧Ｐ４が供給されており、ダウンシフトバルブ９０はパイロット圧Ｐ４の大きさに応じてダウンシフト時のプライマリ油室３２からの流量を調整する。

アップシフトバルブ８５は、ハウジング１００とこれに移動自在に収容されるスプール１０１とを有している。アップシフトバルブ８５のハウジング１００には、入力ポート１０２および出力ポート１０３が形成されている。ハウジング１００の入力ポート１０２には、ライン圧ＰＬに調圧された作動油が流れる分岐油路８３が接続されており、ハウジング１００の出力ポート１０３には、プライマリ油室３２に連通するプライマリ油路８６が接続されている。また、アップシフトバルブ８５のスプール１０１を作動させるため、スプール１０１の一端側にはバネ部材１０４が組み付けられており、スプール１０１の他端側にはパイロット圧室１０５が区画されている。ハウジング１００にはパイロット圧室１０５に連通するパイロットポート１０６が形成されており、パイロットポート１０６にはパイロット圧路１０７が接続されている。このパイロット圧路１０７には変速制御ユニット３８によって制御される電磁バルブ８５ａが接続されており、パイロット圧室１０５には電磁バルブ８５ａによって調圧されたパイロット圧Ｐ３が供給される。

ダウンシフトバルブ９０は、ハウジング１１０とこれに移動自在に収容されるスプール１１１とを有している。ダウンシフトバルブ９０のハウジング１１０には、入力ポート１１２および排出ポート１１３が形成されている。ハウジング１１０の入力ポート１１２には、プライマリ油室３２に連通するプライマリ油路８９が接続されており、ハウジング１１０の排出ポート１１３には、オイルパン８０に向かう排出油路１１８が接続されている。また、ダウンシフトバルブ９０のスプール１１１を作動させるため、スプール１１１の一端側にはバネ部材１１４が組み付けられており、スプール１１１の他端側にはパイロット圧室１１５が区画されている。ハウジング１１０にはパイロット圧室１１５に連通するパイロットポート１１６が形成されており、パイロットポート１１６にはパイロット圧路１１７が接続されている。このパイロット圧路１１７には変速制御ユニット３８によって制御される電磁バルブ９０ａが接続されており、パイロット圧室１１５には電磁バルブ９０ａによって調圧されたパイロット圧Ｐ４が供給される。

なお、セカンダリ制御バルブ９１によって調圧されるセカンダリ圧、つまりセカンダリ油室３５に供給されるセカンダリ圧は、駆動チェーン２２のスリップを防止する観点から、目標変速段や入力トルク等に基づき制御される。また、アップシフトバルブ８５およびダウンシフトバルブ９０によって調圧されるプライマリ圧、つまりプライマリ油室３２に供給されるプライマリ圧は、無段変速機１３の変速比を制御する観点から、目標変速段やセカンダリ圧等に基づき制御される。また、バルブボディ３６には図示しない複数の圧力センサが設けられており、これらの圧力センサによってライン圧、プライマリ圧、セカンダリ圧等が検出される。

［ダウンシフト］
図７はダウンシフト時におけるアップシフトバルブ８５およびダウンシフトバルブ９０の作動状況を示す図である。図７に示すように、ダウンシフト時には、電磁バルブ８５ａによるパイロット圧Ｐ３の供給を遮断することにより、アップシフトバルブ８５のスプール１０１はバネ力によって矢印Ａ１方向に移動した状態に保持される。つまり、アップシフトバルブ８５の入力ポート１０２と出力ポート１０３とは互いに遮断されており、アップシフトバルブ８５は作動油を供給しない遮断状態に保持される。そして、ダウンシフト時には、電磁バルブ９０ａによってパイロット圧Ｐ４を高めることにより、ダウンシフトバルブ９０のスプール１１１をバネ力に抗して矢印Ｂ１方向に移動させる。これにより、ダウンシフトバルブ９０の入力ポート１１２と排出ポート１１３とを互いに連通させることができ、矢印ＦＬ１で示すように、プライマリ油室３２内の作動油を入力ポート１１２から排出ポート１１３を経て排出することができる。

すなわち、図６に矢印Ｘ１で示すように、プライマリ油室３２からダウンシフトバルブ９０を介して作動油が排出され、プライマリ油室３２内のプライマリ圧が低下することから、プライマリプーリ２０の可動シーブ３１が固定シーブ３０から離れる方向に移動する。さらに、プライマリプーリ２０に対する駆動チェーン２２の巻き付け径が縮小することから、セカンダリプーリ２１に対する駆動チェーン２２の巻き付け径を拡大させるように、セカンダリプーリ２１の可動シーブ３４は固定シーブ３３に近づく方向に移動する。このように、プライマリ油室３２からダウンシフトバルブ９０を介して作動油を排出させ、プライマリ油室３２内のプライマリ圧を低下させる。これにより、プライマリプーリ２０に対する駆動チェーン２２の巻き付け径を縮小することができ、無段変速機１３の変速比を低速段側（ロー側）に変化させることができる。

ここで、図７に示すように、スプール１１１が備える弁体１１９の外周面には、テーパ状のノッチ１２０が形成されている。つまり、ダウンシフトバルブ９０の入力ポート１１２と排出ポート１１３とを互いに連通させる際には、スプール１１１のノッチ１２０を介して入力ポート１１２と排出ポート１１３とが互いに連通することになる。この連通流路として機能するノッチ１０９はテーパ状に形成されることから、パイロット圧Ｐ４の大きさによってスプール１１１の停止位置を調整することにより、入力ポート１１２と排出ポート１１３とを連通させる流路の断面積を調整することができる。すなわち、パイロット圧Ｐ４によってスプール１１１の停止位置を調整することにより、入力ポート１１２から排出ポート１１３に向かう作動油の流量を制御することができ、ダウンシフト時の変速速度を制御することができる。

［アップシフト］
図８はアップシフト時におけるアップシフトバルブ８５およびダウンシフトバルブ９０の作動状況を示す図である。図８に示すように、アップシフト時には、電磁バルブ９０ａによるパイロット圧Ｐ４の供給を遮断することにより、ダウンシフトバルブ９０のスプール１１１はバネ力によって矢印Ｂ２方向に移動した状態に保持される。つまり、ダウンシフトバルブ９０の入力ポート１１２と排出ポート１１３とは互いに遮断されており、ダウンシフトバルブ９０は作動油を排出しない遮断状態に保持される。そして、アップシフト時には、電磁バルブ８５ａによってパイロット圧Ｐ３を高めることにより、アップシフトバルブ８５のスプール１０１をバネ力に抗して矢印Ａ２方向に移動させる。これにより、アップシフトバルブ８５の入力ポート１０２と出力ポート１０３とを互いに連通させることができ、矢印ＦＬ２で示すように、分岐油路８３からの作動油を入力ポート１０２から出力ポート１０３に供給することができる。

すなわち、図６に矢印Ｘ２で示すように、アップシフトバルブ８５からプライマリ油室３２に作動油が供給され、プライマリ油室３２内のプライマリ圧が上昇することから、プライマリプーリ２０の可動シーブ３１が固定シーブ３０に近づく方向に移動する。さらに、プライマリプーリ２０に対する駆動チェーン２２の巻き付け径が拡大することから、セカンダリプーリ２１に対する駆動チェーン２２の巻き付け径を縮小させるように、セカンダリプーリ２１の可動シーブ３４は固定シーブ３３から離れる方向に移動する。このように、アップシフトバルブ８５からプライマリ油室３２に作動油が供給され、プライマリ油室３２内のプライマリ圧が高められる。これにより、プライマリプーリ２０に対する駆動チェーン２２の巻き付け径を拡大することができ、無段変速機１３の変速比を高速段側（ハイ側）に変化させることができる。

ここで、図８に示すように、スプール１０１が備える弁体１０８の外周面には、テーパ状のノッチ１０９が形成されている。つまり、アップシフトバルブ８５の入力ポート１０２と出力ポート１０３とを互いに連通させる際には、スプール１０１のノッチ１０９を介して入力ポート１０２と出力ポート１０３とが互いに連通することになる。このように、連通流路として機能するノッチ１０９はテーパ状に形成されることから、パイロット圧Ｐ３の大きさによってスプール１０１の停止位置を調整することにより、入力ポート１０２と出力ポート１０３とを連通させる流路の断面積を調整することができる。すなわち、パイロット圧Ｐ３によってスプール１０１の停止位置を調整することにより、入力ポート１０２から出力ポート１０３に向かう作動油の流量を制御することができ、アップシフト時の変速速度を制御することができる。

［アップシフトバルブの摩耗］
前述したように、無段変速機１３をアップシフトさせる際には、パイロット圧Ｐ３を制御してスプール１０１の停止位置を調整することにより、アップシフトバルブ８５の入力ポート１０２から出力ポート１０３に向かう作動油の流量が制御される。これにより、無段変速機１３をアップシフトさせる際の変速速度を制御することができ、エンジン出力等に合わせて無段変速機１３を適切な変速速度で制御することができる。ここで、ステップ変速モードにおいてアップシフトが実行される場合を想定すると、変速比を連続的に変化させる無段変速モード等に比べて変速速度が大幅に高いことから、アップシフトバルブ８５にかかる負荷が大きくハウジング１００等を摩耗させてしまう虞がある。

すなわち、ステップ変速モードにおいてアップシフトが実行される状況とは、アップシフトバルブ８５を通過する作動油の流速が高い状況であり、入力ポート１０２から高速で流入する作動油によってスプール１０１が径方向に押される状況である。このため、ハウジング１００の内周面に対してスプール１０１が強く押し付けられ、ハウジング１００やスプール１０１に摩耗を発生させてしまう虞がある。このように、ステップ変速モードでのアップシフトにより、ハウジング１００やスプール１０１を摩耗させてしまうと、入力ポート１０２から出力ポート１０３に向かう作動油の流量を制御することが困難となるため、アップシフト時の変速速度を高精度に制御することが困難となる。そこで、制御システム５０は、後述するバルブ摩耗判定制御を実行することにより、アップシフトバルブ８５の摩耗状況を判定するとともに、アップシフトバルブ８５を過度な摩耗から保護する保護処理を実行する。

［バルブ摩耗判定制御：フローチャート］
以下、制御システム５０によって実行されるバルブ摩耗判定制御について説明する。図９はバルブ摩耗判定制御の実行手順の一例を示すフローチャートであり、図１０はバルブ摩耗判定制御に用いられる上限変速速度ＸＳの一例を示す図である。なお、図９のフローチャートに示される各ステップには、制御システム５０を構成する１つまたは複数のプロセッサ７０によって実行される処理が示されている。また、図９に示されるバルブ摩耗判定制御は、運転者によってスタートスイッチ６６が操作され、車両制御ユニット５１等からなる制御システム５０が起動された後に、制御システム５０によって所定周期毎に実行される制御である。

図９に示すように、ステップＳ１０では、ステップ変速モードにおいてアップシフトが開始されたか否かが判定される。ステップＳ１０において、ステップ変速モードでのアップシフトが開始されたと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、アップシフト開始時の変速段（以下、アップシフト変速段と記載する。）が読み込まれる。続くステップＳ１２では、アップシフト変速段に基づいて、アップシフト中に許容される上限変速速度ＸＳが設定される。つまり、ステップＳ１２では、アップシフト開始時における無段変速機１３の変速比に基づいて、アップシフト中に許容される上限変速速度ＸＳが設定される。

ここで、図１０に示すように、上限変速速度ＸＳは、アップシフト変速段が低速段になるにつれて大きく設定される。例えば、アップシフト変速段が第２速（Ｒ２）である場合、つまり第２速から第３速（Ｒ２→Ｒ３）にアップシフトする場合には、上限変速速度ＸＳとして「Ｘｓ２」が設定される。また、アップシフト変速段が第１速（Ｒ１）である場合、つまり第１速から第２速（Ｒ１→Ｒ２）にアップシフトする場合には、上限変速速度ＸＳとして前述の「Ｘｓ２」よりも高い「Ｘｓ１」が設定される。このように、アップシフト変速段が低速段であるほどに、アップシフト中に許容される上限変速速度ＸＳが高く設定されている。

前述したように、ステップＳ１２において上限変速速度ＸＳが設定されると、ステップＳ１３に進み、アップシフト中に無段変速機１３の変速速度Ｓｓが算出される。ステップＳ１３においては、所定の演算期間（例えば５０ｍｓｅｃ）と、この演算期間における変速比変化量とに基づき、無段変速機１３の変速速度Ｓｓが算出される。このように、変速速度Ｓｓが算出されると、ステップＳ１４に進み、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回るか否かが判定される。ステップＳ１４において、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳ以下であると判定された場合には、アップシフトバルブ８５が正常に機能していることから、ステップＳ１５に進み、アップシフトが完了したか否かが判定される。ステップＳ１５において、アップシフトが完了していないと判定された場合には、再びステップＳ１３に戻り、アップシフト中の変速速度Ｓｓが算出されるとともに、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回るか否かが判定される。

そして、ステップＳ１５において、アップシフトが完了したと判定された場合、つまりアップシフト開始から完了までの期間に亘り、無段変速機１３の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳ以下であった場合には、ステップＳ１６に進み、アップシフトバルブ８５が正常状態であると判定されてルーチンを抜ける。つまり、アップシフト中の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳ以下である状況とは、アップシフトバルブ８５からプライマリ油室３２に供給される作動油の流量が適切な状況である。すなわち、アップシフト中の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳ以下である状況とは、アップシフトバルブ８５を通過する作動油の流量が適切に絞られた状況であり、ハウジング１００やスプール１０１等に過度な摩耗が生じていない状況である。このため、アップシフト開始から完了までの期間に亘り、無段変速機１３の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳ以下であった場合には、アップシフトバルブ８５が正常状態であると判定されてルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１４において、アップシフト中の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回ると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定される。つまり、アップシフト中の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回る状況とは、アップシフトバルブ８５からプライマリ油室３２に過度な流量で作動油が供給される状況である。すなわち、アップシフト中の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回る状況とは、アップシフトバルブ８５を通過する作動油の流量が適切に絞られていない状況であり、ハウジング１００やスプール１０１等の摩耗が進行している状況であると考えられる。このため、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回った場合には、ハウジング１００やスプール１０１等の摩耗が進行しており、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定される。

ステップＳ１７において、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定されると、ステップＳ１８に進み、アップシフトバルブ８５を保護する保護処理として、アップシフト時の変速速度を低下させる処理が実行される。この変速速度の低下処理においては、アップシフト時の目標変速速度として、バルブ正常時に設定される目標変速速度Ｓ１よりも低い新たな目標変速速度Ｓ２が設定される。これにより、その後のステップ変速モードでアップシフトを実行する際の変速速度を下げることができ、アップシフトバルブ８５にかかる負荷を下げて摩耗の進行を抑制することができる。なお、目標変速速度Ｓ１よりも低い新たな目標変速速度Ｓ２を設定する際には、アップシフト開始から完了までの目標変速時間を長く設定しても良い。つまり、目標変速速度Ｓ１に対応する目標変速時間よりも長い新たな目標変速時間を設定することにより、目標変速速度Ｓ１よりも低い新たな目標変速速度Ｓ２を設定しても良い。

また、ステップＳ１７において、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定されると、ステップＳ１９に進み、アップシフトバルブ８５を保護する保護処理として、運転者に対してアップシフトバルブ８５の異常状態を通知する処理が実行される。ステップＳ１９においては、例えば、無段変速機１３の異常を示す警告灯が点灯されるとともに、整備工場等への入庫を促すメッセージがディスプレイ６７に表示される。このように、運転者に対してアップシフトバルブ８５の点検や修理を促すことにより、アップシフトバルブ８５の故障を回避することができるため、長期間に亘って無段変速機１３の変速品質を適切に維持することができる。

［バルブ摩耗判定制御：タイミングチャート］
図１１はバルブ摩耗判定制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。図１１には、ステップ変速モードにおいて第１速Ｒ１から第２速Ｒ２にアップシフトされる状況が示されている。また、図１１において、実線で示した変速比α１および変速速度α２は互いに対応しており、破線で示した変速比β１および変速速度β２は互いに対応している。

図１１に時刻ｔ１で示すように、ステップ変速モードでのアップシフトが開始されると、アップシフト開始時の変速段Ｒ１に基づいて、アップシフト中に許容される上限変速速度Ｘｓ１が設定される。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、つまりアップシフト開始から完了までの期間に亘り、実線で示すように変速速度α２が上限変速速度Ｘｓ１以下である場合には、アップシフトバルブ８５が正常状態であると判定される。すなわち、変速速度α２が上限変速速度Ｘｓ１以下である場合には、アップシフトバルブ８５によって十分に作動油の流量が絞られている状況であるため、アップシフトバルブ８５が正常状態であると判定される。なお、アップシフト時の変速速度α２は、バルブ正常時に設定される目標変速速度Ｓ１に向けて制御されている。

一方、破線で示すように、アップシフト中の変速速度β２が上限変速速度Ｘｓ１を上回る場合には（符号ａ１０）、アップシフトバルブ８５によって十分に作動油の流量が絞られていない状況であるため、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定される（符号ｂ１０）。このように、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定されると、アップシフト時の目標変速速度として、それまでの目標変速速度Ｓ１よりも低い新たな目標変速速度Ｓ２が設定される。これにより、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定された場合には、その後のアップシフト時の変速速度を下げることができ、アップシフトバルブ８５にかかる負荷を下げて摩耗の進行を抑制することができる。なお、目標変速速度Ｓ１，Ｓ２としては、変速段毎に目標変速速度Ｓ１，Ｓ２を変えて設定しても良く、全ての変速段に共通の目標変速速度Ｓ１，Ｓ２を設定しても良い。

これまで説明したように、制御システム５０は、ステップ変速モードでのアップシフト開始時に、アップシフト変速段に基づいて上限変速速度ＸＳを設定する。また、制御システム５０は、ステップ変速モードでのアップシフト中において、無段変速機１３の変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回る場合に、アップシフトバルブ８５が異常状態であると判定する。これにより、アップシフトバルブ８５の摩耗による異常を適切に判定することができる。しかも、制御システム５０は、上限変速速度ＸＳとして固定値を使用するのではなく、無段変速機１３の変速比に基づいて上限変速速度ＸＳを設定している。つまり、制御システム５０は、アップシフト変速段が低速段であるほどに、上限変速速度ＸＳを高く設定している。このように、無段変速機１３の変速比に応じて上限変速速度ＸＳを変化させることにより、アップシフトバルブ８５が異常状態であるか否かをより適切に判定することができる。

ここで、アップシフト変速段が低速段である状況とは、無段変速機１３に対して大きなトルク容量が要求される状況であり、油圧回路のライン圧ＰＬが高く調整される状況である。つまり、アップシフトバルブ８５に同一の摩耗が生じている状況であっても、アップシフト変速段が低速段である場合には、アップシフト変速段が高速段である場合に比べて、ライン圧ＰＬが高いことからアップシフトバルブ８５を通過する作動油の流量が多くなり易い。すなわち、アップシフト変速段が低速段である場合には、アップシフト変速段が高速段である場合に比べて、無段変速機１３の変速速度Ｓｓが高まり易くなっている。

このため、上限変速速度ＸＳとして固定値を使用していた場合には、上限変速速度ＸＳを適切に設定することが困難であった。すなわち、高速段に合わせて上限変速速度ＸＳの値を設定すると、アップシフト変速段が低速段である場合には、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回り易くなるため、アップシフトバルブ８５が異常であると誤判定してしまう虞がある。一方、低速段に合わせて上限変速速度ＸＳの値を設定すると、アップシフト変速段が高速段である場合には、変速速度Ｓｓが上限変速速度ＸＳを上回り難くなるため、アップシフトバルブ８５が正常であると誤判定してしまう虞がある。これに対し、無段変速機１３の変速比に応じて上限変速速度ＸＳを変化させることにより、アップシフト変速段に応じて上限変速速度ＸＳを適切に設定することができるため、アップシフトバルブ８５が異常状態であるか否かをより適切に判定することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、複数の制御ユニット３８，４４，５１によって制御システム５０を構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つの制御ユニットによって制御システム５０を構成しても良い。また、前述の説明では、エンジン１２によってオイルポンプ３７を駆動しているが、これに限られることはなく、電動モータによってオイルポンプ３７を駆動しても良い。

前述の説明では、プライマリプーリ２０のプライマリ油室３２に対して、作動油の供給を制御するアップシフトバルブ８５を接続するとともに、作動油の排出を制御するダウンシフトバルブ９０を接続しているが、これに限られることはない。つまり、プライマリプーリ２０のプライマリ油室３２に対して、作動油の供給および排出を制御する１つの制御バルブを接続しても良い。また、図９に示した例では、アップシフトバルブ８５を保護する保護処理として、アップシフト時の変速速度を低下させる処理を実行するとともに、運転者にアップシフトバルブ８５の異常状態を通知する処理を実行しているが、これに限られることはない。例えば、アップシフトバルブ８５を保護する保護処理として、アップシフト時の変速速度を低下させる処理だけを実行しても良く、運転者にアップシフトバルブ８５の異常状態を通知する処理だけを実行しても良い。

前述の説明では、無段変速機１３の変速モードとして、変速比を段階的に制御するステップ変速モードを用いているが、このステップ変速モードに加えて他の変速モードを用いても良い。例えば、無段変速機１３の変速モードとして、変速比を連続的に制御する無段変速モードを用いることが可能である。この無段変速モードを実行する際に、制御システム５０は、アクセル開度および車速に基づき所定の変速特性マップを参照し、無段変速モードで用いる目標変速比を設定する。例えば、走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、増加するアクセル開度に応じて目標プライマリ回転数が引き上げられ、無段変速機１３の目標変速比がロー側に向けて連続的に制御される。一方、走行中にアクセルペダルの踏み込みが緩められた場合には、減少するアクセル開度に応じて目標プライマリ回転数が引き下げられ、無段変速機１３の目標変速比がハイ側に向けて連続的に制御される。

１０ 車両用制御装置
１１ 車両
１３ 無段変速機
２０ プライマリプーリ
２１ セカンダリプーリ
３２ プライマリ油室
３５ セカンダリ油室
３７ オイルポンプ
５０ 制御システム
７０ プロセッサ
７１ メモリ
８５ アップシフトバルブ（制御バルブ）
８８ 油路
ＸＳ 上限変速速度
Ｓｓ 変速速度
Ｓ１ 目標変速速度
Ｓ２ 目標変速速度

Claims (3)

1. 車両に設けられる車両用制御装置であって、
   プライマリ油室を備えるプライマリプーリと、セカンダリ油室を備えるセカンダリプーリと、を有する無段変速機と、
   前記プライマリ油室および前記セカンダリ油室に接続され、前記プライマリ油室および前記セカンダリ油室に作動油を圧送するオイルポンプと、
   前記オイルポンプと前記プライマリ油室とを接続する油路に設けられ、前記無段変速機のアップシフト時に前記プライマリ油室に作動油を供給する制御バルブと、
   互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記制御バルブを介して前記無段変速機を制御する制御システムと、
   を有し、
   前記制御システムは、前記無段変速機の変速比を段階的に制御するステップ変速モードでのアップシフト開始時に、前記無段変速機の変速比が大きいほどに上限変速速度を高く設定し、
   前記制御システムは、前記ステップ変速モードでのアップシフト中において、前記無段変速機の変速速度が前記上限変速速度を上回る場合に、前記制御バルブが異常状態であると判定する、
   車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記制御システムは、前記制御バルブが異常状態であると判定した場合に、アップシフト時の目標変速速度をそれまでよりも低い新たな目標変速速度に設定する、
   車両用制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
   前記制御システムは、前記制御バルブが異常状態であると判定した場合に、運転者に前記制御バルブの異常状態を通知する、
   車両用制御装置。