JP2004116597A - Speed-change controller of continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に設けられる無段変速機の変速制御装置に関し、特に、変速制御装置が制御情報を用いることができない場合に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の動力伝達系に適用される無段変速機(CVT)には、ベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機等があり、いずれの場合においてもその変速比は走行状態に応じて自動的に制御される。たとえば、ベルト式無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと出力軸に設けられるセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを有しており、2つのプーリを油圧制御することでコーン面間隔を任意に変化させる。これにより、駆動ベルトの接触するプーリ径が変化され、出力軸の回転数は無段階に変化される。無段変速機を制御する油圧としては、プーリのコーン面間隔を制御するためプライマリプーリに供給されるプライマリ圧と、伝達トルクに応じた張力を駆動ベルトに発生させるためセカンダリプーリに供給されるライン圧とがある。
【0003】
無段変速機には電子制御ユニットつまりECUが設けられており、ECUからの制御信号に基づいて前述の油圧制御を実行する。変速比を設定する際には、ECUにはスロットル開度、車速、エンジン回転数などの運転状態を示す制御情報が入力される。これらの制御情報に基づきECUは基本変速特性マップを参照して目標プライマリプーリ回転数を設定し、この目標プライマリプーリ回転数に実プライマリプーリ回転数が収束するように追従制御を実行する。このように変速比がローからオーバードライブまで連続的に変化するように設定され、この変速比に対応するプライマリ圧が設定される。また、ECUはエンジンから無段変速機に入力される入力トルクを推定し、この入力トルクに対応するライン圧を変速比を考慮して設定する。
【0004】
油圧制御に用いる制御情報としては、車速などECUにセンサから直接的に入力されるものや、エンジン回転数などエンジンのECUを介して無段変速機のECUに入力されるものがある。エンジンのECUと無段変速機のECUとのように、複数のECU間で制御情報を通信するためECU同士が通信ケーブルによって接続されるような通信システムを有するものも多い。
【0005】
このようなECUにおいては、制御上の理由によりECUが初期化つまり制御情報がリセットされる場合があり、たとえば、電源供給開始時や、電源切断からの復帰時などに情報がリセットされる。ECUがリセットされると一時的に制御情報が失われるため、油圧制御に問題が生ずるおそれがある。そこで、制御情報がリセットされたときには、油圧制御を禁止することにより不要な変速に伴う駆動力の変動を回避するようにした無段変速機の制御装置が開発されている(たとえば、特許文献1参照。)。これにより運転者に与える違和感を防止することができる。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−227639号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信システムのリセットや、各ECU間の通信に不具合が生じた場合、またはセンサの故障などによって、無段変速機のECUに対して正常に制御情報が入力されない場合に、油圧制御を禁止するだけでは不具合を回避できない場合がある。
【0008】
たとえば、駆動ベルトのスリップを防止するためのライン圧制御を禁止し、ライン圧が一定に制御される場合に、エンジン回転等の変化に伴ってエンジンからの入力トルクが上昇すると、駆動ベルトのクランプ力が不足するためプーリに対して駆動ベルトが滑ることになる。このベルトスリップは車両の走行に一時的な不具合を発生させるだけでなく、プーリとベルトとの間に機械的損傷を発生させる。また、正常な制御情報が入力されるまで油圧制御を禁止すると、走行状況に関わらず変速比が固定されるため、走行性能を悪化させるおそれもある。
【0009】
また、正常に制御情報が入力されない場合に油圧制御を禁止しない無段変速機においても、入力トルクの推定が困難となるためライン圧が誤って設定されるおそれがある。
【0010】
本発明の目的は、無段変速機の変速制御装置において、制御情報を用いることができない場合であっても無段変速機を保護することにある。
【0011】
本発明の他の目的は、無段変速機の変速制御装置において、制御情報を用いることができない場合であっても走行上の不具合を軽減することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、エンジンにより駆動される入力側回転体の回転を動力伝達要素を介して無段階に変化させて出力側回転体に伝達し、前記出力側回転体を介して駆動輪を駆動する無段変速機の変速制御装置であって、前記無段変速機に制御信号を出力する変速制御ユニットと、前記変速制御ユニットに通信自在に接続され、前記変速制御ユニットに制御情報を送信する情報送信手段とを有し、前記変速制御ユニットは、前記情報送信手段から送信される前記制御情報を用いて前記無段変速機のライン圧を制御する一方、前記制御情報を用いることができないときには、所定下限値以上にライン圧を制御するライン圧制御手段を有することを特徴とする。これにより、変速制御ユニットが制御情報を受信できない場合や、受信した制御情報を用いることができない場合であっても、動力伝達要素の滑りを回避することができる。よって、車両の走行を続行させることができ、無段変速機を保護することができる。
【0013】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記所定下限値は最大エンジントルクを伝達するためのライン圧であることを特徴とする。これにより、エンジンの出力に対して充分なライン圧を設定することができ、確実に動力伝達要素の滑りを回避することができる。
【0014】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記変速制御ユニットは、前記エンジンと前記駆動輪との間でトルクの伝達が遮断されたときには、前記所定下限値に基づいたライン圧の制御を禁止する禁止手段を有することを特徴とする。これにより、無段変速機に対する過大なライン圧の供給が禁止される。よって、無段変速機の耐久性を向上させることができる。
【0015】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記変速制御ユニットは前記所定下限値に基づいたライン圧を用いて変速比を制御する変速比制御手段を有することを特徴とする。これにより、発進から高速走行まで変速比を変化させることができ、最低限の車両の走行性を確保することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
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。
【0017】
図1は車両10に搭載される無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。図1に示すように、車両10には複数の制御ユニット11〜13が設けられており、これらの制御ユニット11〜13は車両10に設けられる各作動部に対して制御信号を出力する。制御ユニットとしては、エンジン制御ユニット11、変速制御ユニットであるCVT制御ユニット12、およびブレーキ制御ユニット13が設けられており、これらの制御ユニット11〜13は相互に通信自在に接続されている。それぞれの制御ユニット11〜13は光ファイバーケーブルなどの通信ケーブル14によって接続されており、各制御ユニット11〜13の制御信号などを相互に通信するように、いわゆる車内LAN(Local Area Network)が構築されている。なお、通信ケーブル14を用いて通信自在に接続するだけでなく、無線を用いて各制御ユニット11〜13間を通信自在に接続するようにしても良い。
【0018】
これらの制御ユニット11〜13には、図示しない各種センサより車種の走行状況や運転者の操作状況を示す検出信号がそれぞれ入力される。これらの各種信号に基づいて、エンジン制御ユニット11はエンジン15の燃料噴射機構や点火機構などに制御信号を出力し、エンジン回転数などを制御することでエンジン出力の制御を行う。また、ブレーキ制御ユニット13はブレーキ油圧系統16に設けられるバルブユニット17に対して制御信号を出力することでブレーキ油圧を調圧し、たとえば、制動時におけるタイヤロックや加速時または旋回時におけるタイヤスリップを回避するように、各ブレーキ18a,18bの制動力を制御する。さらに、CVT制御ユニット12は無段変速機19やスピードメータ20に対して制御信号を出力することで、無段変速機19内の作動油圧を調圧して無段変速を行い、車速をスピードメータ20に表示する。
【0019】
図2はCVT制御ユニット12に制御される無段変速機19を示す概略図である。図2に示すように、この無段変速機19はベルト式無段変速機であり、エンジン15のクランク軸21の回転がトルクコンバータ22から前後進切換装置23を介して伝達されるプライマリ軸24と、これに平行となるセカンダリ軸25とを有している。
【0020】
プライマリ軸24には入力側回転体であるプライマリプーリ26が設けられており、このプライマリプーリ26はプライマリ軸24に一体となった固定プーリ26aと、これに対向してプライマリ軸24にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ26bとを有し、プーリ26a,26bのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸25には出力側回転体であるセカンダリプーリ27が設けられており、このセカンダリプーリ27はセカンダリ軸25に一体となった固定プーリ27aと、これに対向してセカンダリ軸25に可動プーリ26bと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ27bとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【0021】
プライマリプーリ26とセカンダリプーリ27との間には動力伝達要素である駆動ベルト28が掛け渡されており、両方のプーリ26,27の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対する駆動ベルト28の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸24の回転がセカンダリ軸25に無段階に変速されて伝達されることになる。駆動ベルト28のプライマリプーリ26に対する巻き付け径をRpとし、セカンダリプーリ27に対する巻き付け径をRsとすると、変速比はRs/Rpとなる。
【0022】
セカンダリ軸25の回転は減速歯車29およびディファレンシャル装置30を有する歯車列を介して駆動輪31a,31bに伝達されるようになっており、前輪駆動の場合には駆動輪31a,31bは前輪となる。
【0023】
プライマリプーリ26の溝幅を変化させるために、プライマリ軸24にはプランジャ32が固定され、このプランジャ32の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ33が可動プーリ26bに固定されており、プランジャ32とプライマリシリンダ33とにより駆動油室34が形成されている。一方、セカンダリプーリ27の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸25にはプランジャ35が固定され、このプランジャ35の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ36が可動プーリに固定されており、プランジャ32とセカンダリシリンダ36とにより駆動油室37が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の駆動油室34に導入されるプライマリ圧Ppと、セカンダリ側の駆動油室37に導入されるセカンダリ圧Psとを調整することにより設定される。
【0024】
また、トルクコンバータ22はクランク軸21に連結されたポンプ側シェル38と、トルクコンバータ出力軸39に連結されたタービンランナ40とを有し、トルクコンバータ出力軸39にはポンプ側シェル38に固定されたフロントカバー41に係合するロックアップクラッチ42が取り付けられている。ロックアップクラッチ42の一方側にはアプライ室43が形成され、他方側にはリリース室44が形成されている。
【0025】
アプライ室43とリリース室44には調圧された作動油が供給され、リリース室44の作動油の圧力を低下させるとアプライ室43に供給される油圧によってロックアップクラッチ42はフロントカバー41に係合して直結状態つまりロックアップ状態となる。一方、リリース室44に供給される油圧を高めてリリース室44からアプライ室43を介して作動油をトルクコンバータ22内で循環させることによりロックアップクラッチ42が開放されて直結解除状態となりトルクコンバータ22は作動状態になる。そして、リリース室44に供給する油圧を調圧することにより、ロックアップクラッチ42はフロントカバー41に対してスリップ状態つまり半クラッチ状態となる。
【0026】
また、前後進切換装置23は、遊星歯車やクラッチやブレーキなどによって構成されており、クラッチやブレーキの締結制御を行うことによって、トルクコンバータ出力軸39からプライマリ軸24への動力伝達径路を切り換えることができる。トルクコンバータ出力軸39にはクラッチシリンダ45aが固定され、このクラッチシリンダ45a内にはクラッチピストン45bが摺動自在に設けられる。また、プライマリ軸24にはクラッチハブ46が固定されており、クラッチシリンダ45aとクラッチハブ46との間には、多板式の前進用クラッチ47が設けられる。クラッチシリンダ45aとクラッチピストン45bとの間には作動油室45が形成され、これに油圧を供給することによって前進用クラッチ47は係合状態と解放状態とに作動される。
【0027】
プライマリ軸24にはサンギヤ48が固定され、クラッチシリンダ45aには、2種類のプラネタリピニオンギヤ49a,49bを回転自在に複数有するキャリア50が固定される。2種類のプラネタリピニオンギヤ49a,49bは互いに係合して対をなし、プラネタリピニオンギヤ49aとサンギヤ48とが係合し、プラネタリピニオンギヤ49bとリングギヤ51とが係合する。つまり、2種類のプラネタリピニオンギヤ49a,49bを介してサンギヤ48とリングギヤ51とは係合される。また、前後進切換装置23を収容するケース52には、ブレーキシリンダ53aが固定され、このブレーキシリンダ53a内にはブレーキピストン53bが摺動自在に設けられる。また、ケース52とリングギヤ51との間には多板式の後退用ブレーキ54が設けられている。ブレーキシリンダ53aとブレーキピストン53bとの間には作動油室53が形成され、これに油圧を供給することによって後退用ブレーキ54は係合状態と解放状態とに作動される。
【0028】
まず、前進用クラッチ47および後退用ブレーキ54を共に解放すると、トルクコンバータ出力軸39とプライマリ軸24とは切り離され、前後進切換装置23は動力を伝達しない中立位置に作動する。また、前進用クラッチ47を係合すると、トルクコンバータ出力軸39の回転がそのままプライマリ軸24に伝達され、前後進切換装置23は動力を前進方向に伝達する前進位置に作動する。
【0029】
そして、前進用クラッチ47を解放した後に後退用ブレーキ54を係合すると、リングギヤ51が固定されることでプライマリ軸24と共にキャリア50が回転する。キャリア50が回転すると、プラネタリピニオンギヤ49bがリングギヤ51の内周を係合しながら回転し、対となるプラネタリピニオンギヤ49aを介して、サンギヤ48にトルクコンバータ出力軸39に対して逆の回転を伝達する。したがって、後退用ブレーキ54を係合すると、トルクコンバータ出力軸39の回転がプライマリ軸24に対して逆方向に伝達され、前後進切換装置23は動力を後退方向に伝達する後退位置に作動する。
【0030】
図3は無段変速機19の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図3に示すように、駆動油室34,37にはエンジン15あるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ55によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ55の吐出口に接続されるセカンダリ圧路56は、駆動油室37に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁57のセカンダリ圧ポートに連通されている。このセカンダリ圧調整弁57によって駆動油室37に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧Psは、駆動ベルト28に対してトルク伝達に必要な張力を与える圧力に調整される。つまり、登坂路を走行する際などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧Psは昇圧されることにより駆動ベルト28のスリップが防止される一方、降坂路を走行する際などのようにエンジン出力が小さいときには、セカンダリ圧Psは減圧されることによってオイルポンプ55の損失低減と駆動ベルト28による伝達効率の向上が図られる。
【0031】
セカンダリ圧路56はプライマリ圧調整弁58のセカンダリ圧ポートに連通油路59を介して接続されており、プライマリ圧調整弁58のプライマリ圧ポートはプライマリ圧路を介してプライマリ側の駆動油室34に連通されている。このプライマリ圧調整弁58によってプライマリ圧Ppは、目標変速比、車速などに応じた値に調整され、プライマリプーリ26の溝幅が変化して変速比が制御される。セカンダリ圧調整弁57およびプライマリ圧調整弁58は、それぞれ比例ソレノイド弁であり、CVT制御ユニット12からそれぞれのソレノイドバルブ57a,58aに供給される電流値を制御することによってセカンダリ圧Psとプライマリ圧Ppが調整される。また、リリース室44の圧力を調整してロックアップクラッチ42を係合状態、開放状態およびスリップ状態に設定するための図示しないソレノイドバルブも比例ソレノイド弁であり、このソレノイドバルブに対してCVT制御ユニット12から制御信号が送られるようになっている。さらに、作動油室45,53の圧力を調整して前後進切換装置23の動力伝達径路を切り換えるための図示しないソレノイドバルブも比例ソレノイド弁であり、このソレノイドバルブに対してもCVT制御ユニット12から制御信号が送られるようになっている。
【0032】
また、プライマリプーリ26のプライマリプーリ回転数Npを検出するために、プライマリプーリ26の近傍にはプライマリプーリ回転数センサ60が設けられ、セカンダリプーリ27のセカンダリプーリ回転数Nsを検出するために、セカンダリプーリ27の近傍にはセカンダリプーリ回転数センサ61が設けられており、これらセンサ60,61からの検出信号はCVT制御ユニット12に送信される。さらに、CVT制御ユニット12には、駆動油室37内のセカンダリ圧Psを検出する圧力センサ62が接続されておりセカンダリ圧Psが送信される。また、アクセルスイッチ63、ブレーキスイッチ64、レンジ検出センサ65からの検出信号もCVT制御ユニット12に向けて送信される。
【0033】
さらに、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ66からの検出信号や各種センサ67からの検出信号は、CVT制御ユニット12と通信自在に接続されるエンジン制御ユニット11を介してCVT制御ユニット12に送信される。また、スロットル開度θを検出するスロットル開度センサ68からの検出信号は、エンジン制御ユニット11とCVT制御ユニット12との双方に送信される。
【0034】
このようなCVT制御ユニット12は、それぞれのセンサなどからの信号に基づいてソレノイドバルブ57a,58aに対する制御信号を演算するCPU12aと、テーブルやマップや演算式などの制御データと制御プログラムとを格納するROMと、一時的にデータを格納するRAMと、入出力ポートなどを備えている。
【0035】
図4はCVT制御ユニット12に設けられた変速制御回路を示すブロック図であり、各ブロックは機能構成として捉えて示されている。以下、駆動ベルト28に張力を与えるセカンダリ圧Psの調圧制御について説明する。
【0036】
まず、入力トルク算出部71にスロットル開度θとエンジン回転数Neが入力される。次いで、スロットル開度θとエンジン回転数Neとに基づいて、ROMに格納されるエンジントルクマップを参照することによりエンジントルクTeが推定される。このエンジントルクTeにトルクコンバータ22の増幅率などを加味して、無段変速機19に入力される入力トルクTiがTi=f(Ne,θ)により算出される。
【0037】
一方、実変速比算出部72にはプライマリプーリ回転数Npとセカンダリプーリ回転数Nsとが入力され、これらより実変速比iがi=Np/Nsにより算出される。次いで、実変速比iは必要セカンダリ圧設定部73に入力され、実変速比iに対応して増大関数的に単位トルク当りの必要セカンダリ圧Psuが設定される。
【0038】
これらの入力トルクTiと必要セカンダリ圧Psuとは目標セカンダリ圧算出部74に入力され、この走行状況下において必要とされる目標セカンダリ圧PssがPss=Ti・Psu・Ksにより算出される。なお、Ksは若干の安全率である。ライン圧指示値としての目標セカンダリ圧Pssはソレノイド電流設定部75に入力され、目標セカンダリ圧Pssに応じたソレノイド電流Isがソレノイドバルブ57aに向けて出力される。
【0039】
目標セカンダリ圧Pssは入力トルクTiや実変速比iに応じて設定され、たとえば、アクセルの踏み込みによりエンジントルクTeが大きく出力されるときには、入力トルクTiも大きく設定され駆動ベルト28をクランプするためのセカンダリ圧Psも高く設定される。また、実変速比iに応じて必要セカンダリ圧Psuが設定されるため、実変速比iが大きくなり必要とされる伝達トルクが高いときにはセカンダリ圧Psが高く設定される一方、実変速比iが小さくなり必要とされる伝達トルクが小さいときにはセカンダリ圧Psが低く設定される。このため、走行状況に応じてベルトスリップが防止されるとともに、常に必要最小限のクランプ力を発生させることができる。
【0040】
続いて、変速を行うために設定されるプライマリ圧Ppの調圧制御について説明する。まず、目標プライマリプーリ回転数Npdを設定するため、目標プライマリプーリ回転数設定部76には実変速比iとスロットル開度θが入力される。この実変速比iとスロットル開度θとに基づいて、ROMに格納される変速特性マップを参照することにより目標プライマリプーリ回転数Npdが設定される。次いで、目標プライマリプーリ回転数Npdとセカンダリプーリ回転数Nsは目標変速比算出部77に入力され、目標変速比isがis=Npd/Nsにより算出される。そして、目標変速比isと実変速比iとは変速圧力算出部78に入力され、実変速比iを目標変速比isに収束させるために、両変速比is,iの偏差に応じた補正圧力ΔPpがΔPp=f(i−is)により算出される。
【0041】
一方、セカンダリ圧Psに対応する必要プライマリ圧Ppdを算出するため、油圧比制御系によって以下に示す制御が実行される。まず、トルク比算出部79には入力トルクTi、必要セカンダリ圧Psuおよびセカンダリ圧Psが入力され、トルク比KtがKt=Ti/(Ps/Psu)により算出される。ここでトルク比Ktとは、現在のセカンダリ圧Psで伝達できる最大トルク(Ps/Psu)と、現在の入力トルクTiとの比である。
【0042】
このトルク比Ktと実変速比iは油圧比設定部80に入力される。ここで定常時の実変速比iはセカンダリ圧Psとプライマリ圧Ppとの油圧比となるため、この油圧比Kpは実変速比iの関数となる。また、油圧比Kpはトルク比Ktの関数となるため、油圧比KpはKp=f(Kt/i)により求められる。そして油圧比Kpとセカンダリ圧Psは必要プライマリ圧算出部81に入力され、セカンダリ圧Psに対して釣り合うための必要プライマリ圧Ppdが、油圧比Kpに基づいて算出される。なお、プライマリプーリ回転数Npによるプライマリシリンダ33部分の遠心油圧gpを考慮して、必要プライマリ圧PpdはPpd=Kp・Ps−gpにより算出される。
【0043】
そして必要プライマリ圧Ppdと補正圧力ΔPpとは目標プライマリ圧算出部82に入力され、プライマリ圧指示値としての目標プライマリ圧Ppsが算出される。なお、アップシフト時にはPps=Ppd+ΔPpにより、ダウンシフト時はPps=Ppd−ΔPpによって目標プライマリ圧Ppsは算出される。そして目標プライマリ圧Ppsはソレノイド電流設定部83に入力され、目標プライマリ圧Ppsに応じたソレノイド電流Ipがソレノイドバルブ58aに向けて出力される。これにより、プライマリプーリ26が作動することで変速比が無段階に変更され、車両10は発進から高速走行まで滑らかに走行する。
【0044】
このようにライン圧であるセカンダリ圧Psを制御するためにCVT制御ユニット12に送信される制御情報としては、たとえば、入力トルクTiを設定する際に用いられるエンジン回転数Neやスロットル開度θのように、情報送信手段としてのエンジン制御ユニット11やエンジン回転数センサ66やスロットル開度センサ68から送信される制御情報がある。これらの制御情報を用いることによって、エンジン15からの入力トルクTiは算出され、入力トルクTiに基づいて駆動ベルト28に対するクランプ力を発生させるためのセカンダリ圧Psが設定される。
【0045】
ここで、CVT制御ユニット12に入力される制御情報を用いることができない場合、たとえば、CVT制御ユニット12やエンジン制御ユニット11の故障、制御ユニット間の接続不良、エンジン回転数センサ66やスロットル開度センサ68の故障などにより制御情報としてのエンジン回転数Neやスロットル開度θが正常に送信されない場合には、正常に入力トルクTiの算出を行うことができなくなる。
【0046】
また、CVT制御ユニット12やエンジン制御ユニット11の電源供給開始直後または電源切断後などの初期化状態からの復帰時においても、制御情報の通信についての判定が暫く行えない場合があるため、入力トルクTiの算出を行うことができないおそれがある。これは、制御ユニットの制御プログラム上、通信の判定を正確に行うために遅れ時間が設定されることや、エンジン制御ユニット11からの確認情報が送られるまでは判定を保留することに起因するものである。すなわち、初期化されてから暫くの間は制御情報を受信できても、その制御情報を用いることができない状態が発生する。
【0047】
このように、制御情報が受信できない場合や、受信した制御情報を用いることができない場合には、CVT制御ユニット12は入力トルクTiを算出することができず、このときのエンジン出力に対応したセカンダリ圧Psを設定することができない。このため、エンジン出力の変動によっては駆動ベルト28に対するクランプ力が不足するため、駆動ベルト28に滑りが発生するおそれがある。このベルトスリップは、車両10の走行を困難にするだけでなく無段変速機19に機械的損傷を与える要因となる。
【0048】
そこで、CVT制御ユニット12に設けられ、ライン圧制御手段として機能するCPU12aは、図5に示すフローチャートに従ってセカンダリ圧Psの制御を実行する。図5に示すように、ステップS1では、CVT制御ユニット12が初期化状態であるか否かが判定される。初期化されていないときにはステップS2に進みCVT制御ユニット12に対して通信障害が発生しているか否かが判定される一方、初期化されているときにはステップS3に進み、CVT制御ユニット12に記憶される最大エンジントルクである最大エンジントルク値Tmaxが入力トルクTiの値として置き換えられる。ステップS3において入力トルクTiが置き換えられると、続くステップS4では、置き換えられた入力トルクTiに基づいて所定下限値としての下限セカンダリ圧Psmが設定され、この下限セカンダリ圧Psm以上のセカンダリ圧Psによってセカンダリプーリ27が作動制御される。なお、置き換えられる入力トルクTiに基づいた下限セカンダリ圧Psmの設定は、図4に示すブロック図に従って実行される。
【0049】
ステップS2において通信障害であると判定されると、ステップS3からステップS4へ進み、前述と同様にセカンダリプーリ27が作動制御される一方、通信障害が発生していないと判定されたときには、ステップS5に進み、エンジン回転数Neやスロットル開度θから入力トルクTiが算出され、算出された入力トルクTiに基づいたセカンダリ圧Psによってセカンダリプーリ27が作動制御される。
【0050】
このように、CVT制御ユニット12の初期化や通信障害により制御情報を用いることができず、入力トルクTiを算出することが困難となる場合には、最大エンジントルク値Tmaxを伝達することのできる数値にセカンダリ圧Psが設定される。これにより、エンジン出力が最大まで上昇した場合であっても、駆動ベルト28に対して充分なクランプ力を与えているため、ベルトスリップを回避することができる。よって、車両10を走行させることができるとともに、無段変速機19の機械的損傷を回避することができる。
【0051】
なお、最大エンジントルク値Tmaxに対応する下限セカンダリ圧Psm以上のセカンダリ圧Psによってセカンダリプーリ27を制御しているが、下限セカンダリ圧Psm自体の圧力によってセカンダリプーリ27を制御しても良い。また、下限セカンダリ圧Psmは最大エンジントルク値Tmaxに対応する圧力に限らず、他のエンジントルク値に対応する圧力に設定しても良い。たとえば、制御情報を用いることができなくなる直前のセカンダリ圧Psを下限セカンダリ圧Psmとして用いても良い。
【0052】
また、車両10の走行中に初期化や通信障害が発生した場合には、CVT制御ユニット12に設けられ変速比制御手段として機能するCPU12aは、図5のフローチャートに従って入力トルクTiを求め、この入力トルクTiに基づいてセカンダリ圧Psを設定するとともに、図4のブロック図に従って変速制御を行うためのプライマリ圧Ppを設定する。これにより、初期化や通信障害が発生した場合であっても、下限セカンダリ圧Psm以上のセカンダリ圧Psを用いて変速比を制御できるため、発進から高速走行まで変速比を変化させながら最低限の走行を行うことができる。
【0053】
また、初期化後から一定時間が経過することで制御情報を用いることができる状態に復帰した場合や、通信障害から復帰して制御情報が入力される状態となった場合には、制御情報であるエンジン回転数Neやスロットル開度θに基づいて入力トルクTiが算出され、これに基づいてセカンダリ圧Psが設定される。これにより、駆動ベルト28やプーリ26,27などに対して供給される油圧を適正にすることができ、駆動ベルト28やプーリ26,27などの摩耗や疲労故障を防止することができ、無段変速機19の耐久性を向上させることができる。
【0054】
さらに、CVT制御ユニット12に設けられ禁止手段として機能するCPU12aは、前後進切換装置23を中立位置に作動することでエンジン15からの動力を駆動輪31a,31bに伝達しないときには、図5のステップS3,S4に示すセカンダリ圧Ps制御を禁止する。このように、動力的にエンジン15と駆動輪31a,31bとが切り離されている場合には、無段変速機19に大きな負荷が掛からないため、CVT制御ユニット12の初期化や通信障害により制御情報を用いることができない場合であっても、最大エンジントルク値Tmaxに応じたセカンダリ圧Psの制御が禁止される。このため、駆動ベルト28やプーリ26,27などに対する過大な油圧供給を防止することができるとともに、オイルポンプ55の負荷を軽減することができ、無段変速機19の摩耗や疲労故障を防止することができる。なお、CVT制御ユニット12には、前後進切換装置23が中立位置に作動された場合に必要とされる最低限のセカンダリ圧Psが予め記憶されており、置き換え制御が禁止された場合にはこのセカンダリ圧Psの値に制御される。
【0055】
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。たとえば、CVT制御ユニット12はエンジン回転数Neやスロットル開度θに基づいてエンジン出力を推定しているが、制御情報として吸入空気量や吸入空気圧力などを用いても良く、制御情報としてエンジン出力やエンジントルク自体を受信するようにしても良い。
【0056】
また、前後進切換装置23を中立位置に作動させることによって、エンジン15と駆動輪31a,31bとの間のトルク伝達を遮断しているが、前後進切換装置23に限らず、摩擦クラッチや電磁クラッチを用いてトルク伝達を遮断するようにしても良い。また、エンジン15として電動モータなどを用いても良いことはいうまでもない。
【0057】
さらに、無段変速機の一例としてベルト式無段変速機を挙げているが、これに限らずトロイダル式無段変速機に適用しても良い。なお、トロイダル式無段変速機とは、入力側回転体である入力ディスクと出力側回転体である出力ディスクとを有しており、この入力ディスクの回転が動力伝達要素であるパワーローラを介して出力ディスクに伝達される無段変速機である。変速比の変更はパワーローラの中心軸を傾動させ、ディスクとローラとの接触点をディスクの径方向に移動させることによって行われる。このトロイダル式無段変速機において、ライン圧とはディスクに対するローラの押し付け力を設定する圧力となる。
【0058】
なお、エンジン15の停止時またはエンジン15の始動が確定される迄は、制御情報を用いることができない場合であっても、図5のステップS3,S4に示すセカンダリ圧Ps制御を禁止しても良い。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、変速制御ユニットが制御情報を用いることができない場合であっても、ライン圧制御手段は所定下限値以上にライン圧を制御することにより、動力伝達要素の滑りを回避することができる。よって、車両の走行を続行させることができ、無段変速機を保護することができる。
【0060】
また、所定下限値を最大エンジントルクを伝達するためのライン圧とすることにより、エンジンの出力に対して充分なライン圧を設定することができ、確実に動力伝達要素の滑りを回避することができる。
【0061】
また、エンジンと駆動輪との間でトルクの伝達が遮断されたときには、禁止手段が所定下限値に基づいたライン圧の制御を禁止するため、無段変速機に対して過大なライン圧の供給が禁止される。よって、無段変速機の耐久性を向上させることができる。
【0062】
さらに、変速比制御手段は所定下限値に基づいたライン圧を用いて変速比を制御することにより、発進から高速走行まで変速比を変化させることができ、最低限の車両の走行性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図2】無段変速機を示す概略図である。
【図3】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図4】無段変速機の変速制御回路を示すブロック図である。
【図5】セカンダリ圧を制御する際の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 車両
11 エンジン制御ユニット(情報送信手段)
12 CVT制御ユニット(変速制御ユニット)
12a CPU(ライン圧制御手段,禁止手段,変速比制御手段)
15 エンジン
19 無段変速機
26 プライマリプーリ(入力側回転体)
27 セカンダリプーリ(出力側回転体)
28 駆動ベルト(動力伝達要素)
66 エンジン回転数センサ(情報送信手段)
68 スロットル開度センサ(情報送信手段)
Ps セカンダリ圧(ライン圧)
Psm 下限セカンダリ圧(所定下限値)
Ne エンジン回転数(制御情報)
θ スロットル開度(制御情報)
Tmax 最大エンジントルク値(最大エンジントルク)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift control device for a continuously variable transmission provided in a vehicle, and more particularly to a technique effective when applied to a case where the shift control device cannot use control information.
[0002]
[Prior art]
A continuously variable transmission (CVT) applied to a power transmission system of a vehicle includes a belt type continuously variable transmission, a toroidal type continuously variable transmission, and the like. Controlled automatically. For example, a belt-type continuously variable transmission has a metal drive belt between a primary pulley provided on an input shaft and a secondary pulley provided on an output shaft, and a cone is controlled by hydraulically controlling the two pulleys. Arbitrarily change the surface spacing. As a result, the diameter of the pulley with which the drive belt comes into contact is changed, and the rotation speed of the output shaft is changed steplessly. As the hydraulic pressure for controlling the continuously variable transmission, there are a primary pressure supplied to a primary pulley for controlling a cone surface interval of the pulley and a line supplied to a secondary pulley for generating a tension corresponding to a transmission torque on a drive belt. There is pressure.
[0003]
The continuously variable transmission is provided with an electronic control unit, that is, an ECU, and executes the above-described hydraulic control based on a control signal from the ECU. When setting the gear ratio, control information indicating an operating state such as a throttle opening, a vehicle speed, and an engine speed is input to the ECU. Based on the control information, the ECU sets the target primary pulley rotation speed with reference to the basic shift characteristic map, and executes the following control so that the actual primary pulley rotation speed converges on the target primary pulley rotation speed. Thus, the gear ratio is set to continuously change from low to overdrive, and the primary pressure corresponding to this gear ratio is set. Further, the ECU estimates an input torque input from the engine to the continuously variable transmission, and sets a line pressure corresponding to the input torque in consideration of the gear ratio.
[0004]
The control information used for the hydraulic control includes information directly input from a sensor to the ECU such as the vehicle speed, and information input to the ECU of the continuously variable transmission via the ECU of the engine such as the engine speed. Many ECUs, such as an ECU for an engine and an ECU for a continuously variable transmission, have a communication system in which ECUs are connected by a communication cable in order to communicate control information between a plurality of ECUs.
[0005]
In such an ECU, the ECU may be initialized, that is, the control information may be reset for control reasons. For example, the information is reset at the time of starting the power supply or at the time of returning from the power-off. When the ECU is reset, the control information is temporarily lost, which may cause a problem in hydraulic control. Therefore, when the control information is reset, a control device for a continuously variable transmission has been developed in which the hydraulic control is prohibited to thereby avoid the fluctuation of the driving force due to the unnecessary shift (for example, Patent Document 1). reference.). This can prevent the driver from feeling uncomfortable.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-227639 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, hydraulic control is prohibited when reset of the communication system, communication failure between ECUs, or when control information is not normally input to the ECU of the continuously variable transmission due to a sensor failure or the like. There is a case where failure cannot be avoided just by doing.
[0008]
For example, when the line pressure control for preventing the slip of the drive belt is prohibited and the line pressure is controlled to be constant, if the input torque from the engine increases due to a change in the engine rotation or the like, the drive belt is clamped. The drive belt slips against the pulley due to lack of force. This belt slip not only causes a temporary malfunction in the running of the vehicle, but also causes mechanical damage between the pulley and the belt. In addition, if the hydraulic control is prohibited until normal control information is input, the speed ratio is fixed regardless of the running condition, and thus the running performance may be deteriorated.
[0009]
Further, even in a continuously variable transmission that does not prohibit hydraulic control when control information is not normally input, it is difficult to estimate the input torque, and the line pressure may be set incorrectly.
[0010]
An object of the present invention is to protect a continuously variable transmission even when control information cannot be used in a transmission control device for a continuously variable transmission.
[0011]
Another object of the present invention is to reduce traveling problems even in a case where control information cannot be used in a shift control device for a continuously variable transmission.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The transmission control device for a continuously variable transmission according to the present invention transmits the rotation of the input-side rotator driven by the engine to the output-side rotator by continuously changing the rotation of the input-side rotator via a power transmission element. A shift control unit for a continuously variable transmission that drives drive wheels via the shift control unit, the shift control unit outputting a control signal to the continuously variable transmission, and the shift control unit being communicably connected to the shift control unit; Information transmission means for transmitting control information to a unit, wherein the shift control unit controls the line pressure of the continuously variable transmission using the control information transmitted from the information transmission means, When the information cannot be used, a line pressure control means for controlling the line pressure to be equal to or higher than a predetermined lower limit value is provided. Thus, even when the transmission control unit cannot receive the control information or cannot use the received control information, it is possible to avoid slippage of the power transmission element. Therefore, the traveling of the vehicle can be continued, and the continuously variable transmission can be protected.
[0013]
The shift control device for a continuously variable transmission according to the present invention is characterized in that the predetermined lower limit is a line pressure for transmitting a maximum engine torque. As a result, a sufficient line pressure can be set for the output of the engine, and slippage of the power transmission element can be reliably avoided.
[0014]
In the shift control device for a continuously variable transmission according to the present invention, the shift control unit controls line pressure based on the predetermined lower limit value when transmission of torque between the engine and the drive wheels is interrupted. It has a prohibition means for prohibition. This prohibits the supply of excessive line pressure to the continuously variable transmission. Therefore, the durability of the continuously variable transmission can be improved.
[0015]
The shift control device for a continuously variable transmission according to the present invention is characterized in that the shift control unit includes a speed ratio control unit that controls a speed ratio using a line pressure based on the predetermined lower limit. As a result, the gear ratio can be changed from the start to the high-speed running, and the minimum traveling performance of the vehicle can be ensured.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a shift control device of a continuously variable transmission mounted on a
[0018]
To these
[0019]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the continuously
[0020]
The
[0021]
A
[0022]
The rotation of the
[0023]
In order to change the groove width of the
[0024]
The
[0025]
Adjusted hydraulic oil is supplied to the apply
[0026]
The forward /
[0027]
A sun gear 48 is fixed to the
[0028]
First, when the forward clutch 47 and the
[0029]
When the
[0030]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a hydraulic control system and an electronic control system of the continuously
[0031]
The
[0032]
A primary pulley
[0033]
Further, a detection signal from the
[0034]
The
[0035]
FIG. 4 is a block diagram showing a shift control circuit provided in the
[0036]
First, the throttle opening θ and the engine speed Ne are input to the
[0037]
On the other hand, the primary speed ratio Np and the secondary pulley speed Ns are input to the actual speed
[0038]
The input torque Ti and the required secondary pressure Psu are input to the target secondary
[0039]
The target secondary pressure Pss is set according to the input torque Ti and the actual gear ratio i. For example, when the engine torque Te is output large by depressing the accelerator, the input torque Ti is also set large to clamp the
[0040]
Subsequently, the pressure regulation control of the primary pressure Pp set for performing the shift will be described. First, in order to set the target primary pulley rotation speed Npd, the actual speed ratio i and the throttle opening θ are input to the target primary pulley rotation
[0041]
On the other hand, in order to calculate the required primary pressure Ppd corresponding to the secondary pressure Ps, the following control is executed by the hydraulic ratio control system. First, the input torque Ti, the required secondary pressure Psu and the secondary pressure Ps are input to the torque
[0042]
The torque ratio Kt and the actual speed ratio i are input to the hydraulic
[0043]
Then, the required primary pressure Ppd and the correction pressure ΔPp are input to the target primary
[0044]
The control information transmitted to the
[0045]
Here, when the control information input to the
[0046]
In addition, even when the
[0047]
As described above, when the control information cannot be received or when the received control information cannot be used, the
[0048]
Therefore, the
[0049]
If it is determined in step S2 that there is a communication failure, the process proceeds from step S3 to step S4, and the operation of the
[0050]
As described above, when the control information cannot be used due to the initialization of the
[0051]
Although the
[0052]
Further, when initialization or communication failure occurs during traveling of the
[0053]
In addition, when the control information returns to a state where control information can be used after a certain period of time has elapsed after the initialization, or when a state where control information is input after returning from a communication failure, the control information is used. The input torque Ti is calculated based on a certain engine speed Ne and the throttle opening θ, and the secondary pressure Ps is set based on the input torque Ti. As a result, the hydraulic pressure supplied to the
[0054]
Further, when the
[0055]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the
[0056]
Further, the torque transmission between the
[0057]
Further, a belt type continuously variable transmission is described as an example of the continuously variable transmission, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a toroidal type continuously variable transmission. The toroidal type continuously variable transmission has an input disk as an input-side rotating body and an output disk as an output-side rotating body, and the rotation of the input disk is transmitted via a power roller as a power transmission element. Continuously variable transmission transmitted to the output disk. The change of the gear ratio is performed by tilting the center axis of the power roller and moving the contact point between the disk and the roller in the radial direction of the disk. In this toroidal-type continuously variable transmission, the line pressure is a pressure for setting a pressing force of a roller against a disk.
[0058]
Note that, even when the control information cannot be used when the
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the transmission control unit cannot use the control information, the line pressure control unit controls the line pressure to be equal to or higher than the predetermined lower limit value to avoid slippage of the power transmission element. Can be. Therefore, the traveling of the vehicle can be continued, and the continuously variable transmission can be protected.
[0060]
Further, by setting the predetermined lower limit to the line pressure for transmitting the maximum engine torque, it is possible to set a sufficient line pressure with respect to the output of the engine, and to surely avoid slippage of the power transmission element. it can.
[0061]
Further, when the transmission of torque between the engine and the driving wheels is interrupted, the prohibiting means prohibits the control of the line pressure based on the predetermined lower limit, so that the supply of the excessive line pressure to the continuously variable transmission is prohibited. Is forbidden. Therefore, the durability of the continuously variable transmission can be improved.
[0062]
Further, the speed ratio control means can change the speed ratio from the start to the high-speed running by controlling the speed ratio using the line pressure based on the predetermined lower limit value, thereby securing the minimum traveling performance of the vehicle. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a shift control device of a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a continuously variable transmission.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a hydraulic control system and an electronic control system of the continuously variable transmission.
FIG. 4 is a block diagram showing a shift control circuit of the continuously variable transmission.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for controlling a secondary pressure.
[Explanation of symbols]
10 vehicles
11 Engine control unit (information transmission means)
12 CVT control unit (transmission control unit)
12a CPU (line pressure control means, inhibition means, speed ratio control means)
15 Engine
19 continuously variable transmission
26 Primary pulley (input side rotating body)
27 Secondary pulley (output side rotating body)
28 Drive belt (power transmission element)
66 Engine speed sensor (information transmission means)
68 Throttle opening sensor (information transmission means)
Ps Secondary pressure (line pressure)
Psm Lower limit secondary pressure (predetermined lower limit)
Ne engine speed (control information)
θ Throttle opening (control information)
Tmax Maximum engine torque value (Maximum engine torque)
Claims (4)
前記無段変速機に制御信号を出力する変速制御ユニットと、
前記変速制御ユニットに通信自在に接続され、前記変速制御ユニットに制御情報を送信する情報送信手段とを有し、
前記変速制御ユニットは、前記情報送信手段から送信される前記制御情報を用いて前記無段変速機のライン圧を制御する一方、前記制御情報を用いることができないときには、所定下限値以上にライン圧を制御するライン圧制御手段を有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。A continuously variable transmission that changes the rotation of an input-side rotating body driven by an engine in a stepless manner through a power transmission element and transmits the rotation to an output-side rotating body, and drives driving wheels through the output-side rotating body. A shift control device,
A shift control unit that outputs a control signal to the continuously variable transmission;
An information transmission unit that is communicably connected to the shift control unit and transmits control information to the shift control unit;
The shift control unit controls the line pressure of the continuously variable transmission using the control information transmitted from the information transmitting unit, and when the control information cannot be used, the line pressure is increased to a predetermined lower limit or more. A transmission control device for a continuously variable transmission, comprising: a line pressure control means for controlling the speed.
Priority Applications (1)
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JP2007100745A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vehicle control system |
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2002
- 2002-09-25 JP JP2002278463A patent/JP2004116597A/en active Pending
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