JP2004190492A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プライマリプーリシリンダ室10cおよびセカンダリプーリシリンダ室11cに供給する油圧が所定の温度以上であり、かつ車両の速度が所定の速度以上である場合に、エンジンの出力トルクに制限を加えてトルクを低下させ、さらにベルト式無段変速機に入力される入力トルクに応じて油圧を調圧する。これにより車両の速度が低下し、フリクション等が低減されて油温の低下を促すことができる。また油圧を入力トルクに応じて下げることにより、油圧を生成するオイルポンプ80のフリクションを低減することができ、さらにプーリによってVベルトを挟む際の接触摩擦力を低減することができるのでより油温の低下を促すことができる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に用いられる変速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平9−217824
従来、自動変速機内の油温の上昇を防止するため、油温が高くなったときに自動変速機への入力回転数を制限するといったものがある。このような自動変速機の変速制御装置として、たとえば特開平9−217824号公報に開示されたようなものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の自動変速機の変速制御装置にあっては、変速比を制御することにより、エンジン回転数を低下させて油温の上昇を防止するようにしている。
しかし、このような制御においては、変速比を変化させているので運転者が何も操作していないのに、意図しない変速が生じて運転者は違和感を感じることになる。
そこで、本発明はこのような違和感が感じられないようにしながら油温の上昇を防止することを目的とする。
【0004】
また、このような従来の自動変速機の変速制御装置にあっては、自動変速機への入力回転数を制限することによって車両の動力性能を落として油温を低下させようとするものであるが、自動変速機の油圧指示は入力回転数の制限を行わない通常時の油圧指示と同じであり、オイルポンプ等からの発熱により油温低下の効果が低かった。特に高出力型のエンジンを搭載した車両に自動変速機を適用した場合、自動変速機への入力回転制限では十分に油温を低下させることができないといった問題があった。
【0005】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、油温の上昇を有効に防止する自動変速機の変速制御装置を提供することをも目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンに連結され、変速機構部に油圧を作用させて変速を行う自動変速機において、該変速機構部の油温を検出する油温センサと、エンジンの出力トルクの制限を行うエンジントルク制限手段とを備え、エンジントルク制限手段は、油温センサによって検出された油温が所定の温度領域となったときに、エンジンの出力トルクに制限を加えるものとした。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、油温センサによって検出された油温が所定の温度領域となったときに、エンジントルク制限手段がエンジンの出力トルクに制限を加え、出力トルクを下げる。これにより車両の速度が低下し、それに伴いフリクションが低減されるので、変速機構部の油温低下を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図1は、本発明をVベルトを用いたベルト式無段変速機に適用した概略構成を示し、図2は油圧コントロールユニットおよびCVTコントロールユニットの概略構成を示す。
図1において、前後進切り替え機構4を備えた変速機構部5、およびロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ2より構成されるベルト式無段変速機3がエンジン1に連結される。変速機構部5は一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ10、出力軸13に連結されたセカンダリプーリ11を備え、これら一対の可変プーリ10、11はVベルト12によって連結されている。なお、出力軸13はアイドラギア14を介してディファレンシャル6に連結される。
【0009】
変速機構部5の変速比やVベルト12の接触摩擦力は、CVTコントロールユニット20からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット100によって制御される。またCVTコントロールユニット20はエンジン1を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)21に接続され、互いに情報交換を行っている。エンジンコントロールユニット21には、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ15が接続される。
【0010】
CVTコントロールユニット20にはエンジンコントロールユニット21から、エンジン1のトルクを制御する際の目標トルクや実トルクなどの入力トルク情報が入力される。CVTコントロールユニット20は、入力トルク情報やスロットル開度センサ24からのスロットル開度(TVO)などから変速比や接触摩擦力を決定する。
【0011】
変速機構部5のプライマリプーリ10は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板10bと、固定円錐板10bとの対向位置に配置されてV字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室10cへ作用する油圧(以下、プライマリ圧)に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板10aから構成されている。
【0012】
セカンダリプーリ11は、出力軸13と一体となって回転する固定円錐板11bと、固定円錐板11bとの対向位置に配置されてV字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室11cへ作用する油圧(以下、セカンダリ圧)に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板11aから構成される。
プライマリプーリシリンダ室10cとセカンダリプーリシリンダ室11cは、等しい受圧面積に設定されている。
【0013】
エンジン1から入力された入力トルクは、トルクコンバータ2を介して変速機構部5に入力され、プライマリプーリ10からVベルト12を介してセカンダリプーリ11へ伝達される。プライマリプーリ10の可動円錐板10aおよびセカンダリプーリ11の可動円錐板11aを軸方向へ変位させて、Vベルト12と各プーリ10、11との接触半径を変化させることにより、プライマリプーリ10とセカンダリプーリ11との変速比を連続的に変化させることができる。
【0014】
図2に示すように、油圧コントロールユニット100は、ライン圧を制御する調圧弁60とプライマリプーリシリンダ室10cへのプライマリ(Pri)圧を制御する変速制御弁30と、セカンダリプーリシリンダ室11cへのセカンダリ(Sec)圧を制御する減圧弁61を主体に構成される。
変速制御弁30はメカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク50に連結され、サーボリンク50の一端に連結されたステップモータ40によって駆動されるとともに、サーボリンク50の他端に連結したプライマリプーリ10の可動円錐板10aから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【0015】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ80によって生成された油圧を調圧するソレノイド59を備えた調圧弁60で構成され、CVTコントロールユニット20からの指令(例えば、デューティ信号など)によって運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁30と、セカンダリ圧を制御するソレノイド62を備えた減圧弁61にそれぞれ供給される。
【0016】
プライマリプーリ10とセカンダリプーリ11の変速比は、CVTコントロールユニット20からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ40によって制御され、ステップモータ40に応動するサーボリンク50の変位に応じて変速制御弁30のスプール31が駆動され、変速制御弁30に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ10へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
【0017】
なお、変速制御弁30は、スプール31の変位によってプライマリプーリシリンダ室10cへの油圧の給排を行って、ステップモータ40の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク50からの変位を受けてスプール31を閉弁する。
【0018】
ここで、CVTコントロールユニット20は、図1において変速機構部5のプライマリプーリ10の回転数を検出するプライマリプーリ速度センサ26、セカンダリプーリ11の回転速度(または車速)を検出するセカンダリプーリ速度センサ27、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室11cに作用するセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ28からの信号と、インヒビタースイッチ23からのレンジ信号と、運転者が操作することによって開閉するスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ24からのスロットル開度(TVO)と、油温センサ25によって検出される変速機構部5に作用させる油温とを読み込んで変速比やVベルト12の接触摩擦力を可変制御する。
【0019】
CVTコントロールユニット20は、図2に示すように車速やスロットル開度に応じて目標変速比を決定し、ステップモータ40を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部201と、入力トルクや変速比、油温などに応じてプライマリプーリ10とセカンダリプーリ11の推力(接触摩擦力)を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部202から構成される。
【0020】
プーリ圧制御部202は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とに基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、調圧弁60のソレノイド59を駆動することでライン圧の制御を行い、またセカンダリ圧の目標値を決定してセカンダリ圧センサ28の検出値と目標値に応じて減圧弁61のソレノイド62を駆動してフィードバック制御(閉ループ制御)によりセカンダリ圧を制御する。
【0021】
次に図3のフローチャートを用いて、変速機構部に作用させる油温の上昇を防止するためにプーリ圧制御部が行う処理の流れについて説明する。
ステップ100において、プーリ圧制御部202は油温センサ25によって検出される油温の監視を行い、ステップ101において、セカンダリプーリ速度センサ27によって検出された回転速度から求められる車速の監視を行う。
【0022】
ステップ102において、監視を行っている油温と車速が所定の設定条件を満たしているかどうかの判断を行い、油温と車速が設定条件を満たしている場合はステップ103へ進み、設定条件を満たしていない場合はステップ100へ戻り油温と車速の監視を続ける。
なお本実施例においてステップ102における所定の設定条件とは、油温が所定温度(例えば120℃)以上であり、かつ車速が所定速度(例えば50km/h)以上の場合とする。
【0023】
ステップ103において、油温センサ25によって検出された油温に応じてプーリ圧制御部202はエンジンコントロールユニット21に対してエンジンのトルクダウン要求の指示を行い、エンジンコントロールユニット21を通じてエンジンの出力トルクの制限を行う。このエンジンの出力トルクの制限は、図4に示すように、油温が高くなるにつれて徐々にエンジンの出力トルクを小さくするものとし、急激なエンジンの出力トルクの変動によって車両にショックが発生することがないように、出力トルクの制限を行う。
【0024】
エンジンの出力トルクの制限が行われると、ベルト式無段変速機3に入力される入力トルクが小さくなる。よってステップ104においてプーリ圧制御部202は、変速機構部5に作用させる油圧を、入力トルクに応じた油圧に調圧する。
ここでプーリ圧制御部202は、ステップ103においてエンジンの出力トルクの制限を行うためにエンジンコントロールユニット21に対して指示したトルク制限値と実際にエンジンから出力されるトルク、即ちトルクコンバータに実際に入力される実トルクとを比較し、トルク制限値または実トルクの大きい方のトルク値を入力トルクとして設定し、この入力トルクに応じてライン圧の調圧を行う。これによりVベルト12にすべりが発生することなく、制限後のエンジンの出力トルクに応じた油圧に調圧することができる。
以上の処理が終了すると、ステップ100へ戻り上述の処理を繰り返す。
【0025】
なお本実施例において、セカンダリプーリ速度センサ27が本発明における車速センサを構成する。また本実施例においてステップ103が、本発明におけるエンジントルク制限手段を構成し、ステップ104が本発明における油圧制御手段を構成する。
【0026】
本実施例は以上のように構成され、変速機構部5に作用させる油圧が所定の温度以上であり、かつ車両の速度が所定の速度以上である場合に、エンジンの出力トルクに制限を加えてトルクを低下させ、さらにベルト式無段変速機3に入力される入力トルクに応じて変速機構部5に作用させる油圧を調圧する。これにより車両の速度が低下し、これに伴いフリクション等が低減されてベルトの微少スリップ量が減り、油温の低下を促すことができる。また油圧を入力トルクに応じて下げることにより、油圧を生成するオイルポンプのフリクションを低減することができ、さらにプーリによってVベルト12を挟む際の接触摩擦力を低減することができるのでより油温の低下を促すことができる。
【0027】
エンジンの出力トルクの制限を行う際に、油温センサ25によって検出された油温毎に出力トルクの制限を行い、さらに油温の変化に対して連続した値をとるようにトルク制限値を可変とすることにより、急激なエンジンの出力トルクの変動によって車両にショックが発生することがなく、スムーズなトルク変化を得ることができる。
【0028】
またエンジンの出力トルクの制限を行う際に、油温が高くなるにつれてエンジンの出力トルクを下げるものとしたので、油圧を生成するオイルポンプが高油圧を生成することが困難な高油温時においても、エンジンの出力トルクに応じた油圧を生成し、変速機構部5へ供給することができる。
制限が加えられたエンジンの出力トルクに応じて油圧の調圧を行う際に、エンジンの出力トルクの制限を行うためにエンジンコントロールユニット21に対して指示したトルク制限値とトルクコンバータに実際に入力される実トルクとの比較を行い、大きい方のトルク値を入力トルクとして設定し、変速機構部5に作用させる油圧の調圧を行う。これにより、入力トルクに見合った油圧設定を保つことができ、ベルト容量を保ちつつ油温の低下を図ることができる。
【0029】
即ち、図5に示すようにトルク制限値が実トルクよりも大きい場合(このとき実トルクは時間の経過とともに増大してトルク制限値に近づいていく)に、実トルクを入力トルクとして設定して油圧の調圧を行うと、実トルクを検出してから油圧の調圧までタイムラグがあるため、当該調圧時には更に実トルクは増大している。従って必要なベルト容量を生じるための油圧よりも低い油圧を生じることになる。この結果、ベルト滑りが生じることになる。
従って、この場合には、トルク制限値を入力トルクとして設定するようにすればこのような不具合は生じないことになる。
【0030】
他方、図6に示すように実トルクがトルク制限値よりも大きい場合(このとき実トルクは時間の経過とともに減少してトルク制限値に近づいていく)に、トルク制限値を入力トルクとして設定して油圧の調圧を行うと、当該調圧時においても依然として実トルクはトルク制限値よりも高いままであるので、必要なベルト容量を生じるための油圧よりも低い油圧を生じることになる。この結果、ベルト滑りが生じることになる。
従って、この場合には、実トルクを入力トルクとして設定すれば、実トルクを検出してから油圧の調圧までタイムラグが生じても、実トルクは時間の経過とともに減少していくので、必要なベルト容量を生じるための油圧を確保することができる。
【0031】
車両の速度が低速度(例えば50km/h未満)である場合にエンジンの出力トルクの制限を行わないものとしたので、車両の発進性能の悪化を防止することができる。
なお本実施例において、油温と車速の所定の設定条件を、油温が所定温度以上であり、かつ車速が所定速度以上の場合としたが、これに限定されず適宜所定の条件を設定することができる。
さらに本発明をVベルトを用いたベルト式無段変速機に適用した例を示したが、これに限定されず油圧を作用させて変速を行う他の自動変速機に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における実施例を示す図である。
【図2】油圧コントロールユニットとCVTコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図3】エンジンの出力トルク制限の処理の流れを示す図である。
【図4】エンジンの出力トルクと油温の関係を示す図である。
【図5】実トルクが経時的に増大する場合を示す図である。
【図6】実トルクが経時的に減少する場合を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
3 ベルト式無段変速機
4 前後進切り替え機構
5 変速機構部
10 プライマリプーリ
11 セカンダリプーリ
20 CVTコントロールユニット
21 エンジンコントロールユニット
25 油温センサ
27 セカンダリプーリ速度センサ
80 油圧ポンプ
100 油圧コントロールユニット
201 変速制御部
202 プーリ圧制御部
Claims (9)
- エンジンに連結され、変速機構部に油圧を作用させて変速を行う自動変速機において、
該変速機構部の油温を検出する油温センサと、
前記エンジンの出力トルクの制限を行うエンジントルク制限手段とを備え、
該エンジントルク制限手段は、前記油温センサによって検出された油温が所定の温度領域となったときに、前記エンジンの出力トルクに制限を加えることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 前記所定の温度領域は、所定の温度以上の領域であることを特徴とする請求項1記載の自動変速機の変速制御装置。
- 前記エンジントルク制限手段が前記エンジンの出力トルクに制限を加える際に、前記油温センサによって検出された油温に応じて、前記エンジンの出力トルクのトルク制限値を可変とすることを特徴とする請求項1または2記載の自動変速機の変速制御装置。
- 前記エンジントルク制限手段が、前記油温センサによって検出された油温に応じて前記出力トルクのトルク制限値を可変とする際に、前記油温センサによって検出された油温が高くなるにつれて、前記エンジンの出力トルクが小さくなるように、エンジンの出力トルクの制限を行うことを特徴とする請求項3記載の自動変速機の変速制御装置。
- 前記エンジントルク制限手段が、前記油温センサによって検出された油温に応じて前記エンジンの出力トルクのトルク制限値を可変とする際に、前記油温の変化に対して連続した値をとるように前記トルク制限値を可変とすることを特徴とする請求項3または4記載の自動変速機の変速制御装置。
- 前記変速機構部に作用させる油圧の制御を行う油圧制御手段を備え、
前記エンジントルク制限手段によって、エンジンの出力トルクの制限が行われている際に、前記油圧制御手段は前記出力トルクのトルク制限値に応じて前記変速機構部に作用させる油圧を制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか1に記載の自動変速機の変速制御装置。 - 前記油圧制御手段は、前記エンジントルク制限手段が指示したトルク制限値と前記エンジンから実際に出力される実トルクとの比較を行い、大きいほうのトルク値に応じて前記変速機構部に作用される油圧を制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか1に記載の自動変速機の変速制御装置。
- 車両に搭載され、該車両の車両速度を検出する車速センサを備え、
前記エンジントルク制限手段は、前記車速センサによって検出された車両速度が所定の速度領域となったときに、前記エンジンの出力トルクに制限を加えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の自動変速機の変速制御装置。 - 前記所定の速度領域は、所定の速度以上の領域であることを特徴とする請求項8記載の自動変速機の変速制御装置。
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