JP2004263737A

JP2004263737A - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP2004263737A
Application number: JP2003052572A
Authority: JP
Inventors: Toshimoto Iida; 敏司飯田
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Also published as: EP1452779A2; EP1452779A3; US20040171458A1

Abstract

【課題】Ｖベルト式無段変速機において、急減速により最終目標変速比に至らず停止した後の再発進時にベルト縦滑り現象が発生しないようにする。
【解決手段】目標Ｎｐｒｉ回転設定部４１、最終目標変速比算出部４２および変速速度演算部４３を通じて運転状態に基づく最終目標変速比を求め、最終目標変速比への変速の間、所定時間間隔ごとの目標変速比Ｇ（ｎ）を設定する。ストローク限界速度算出部４４、ストローク変化量算出部４５、ストローク量算出部４６およびストローク限界変速比算出部４７を通じてストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）を算出する。スイッチング部４８は、制御領域判定部４９が車両発進時の所定制御領域であると判定したとき、目標変速比とストローク限界変速比のいずれか小さい方を制御目標変速比として出力する。これにより、一律過剰な変速速度制限をかけないでも、ベルトの縦滑り現象を防止することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用のＶベルトを用いた無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−１３８７６号公報
車両用に適した無段変速機として、Ｖベルトを用いた無段変速機がある。
これは、トルクコンバータを介してエンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
すなわち、プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、セカンダリプーリの第２シリンダ室にはライン圧が常時供給され、プライマリプーリの第１シリンダ室へはライン圧を元圧としてこれを変速制御弁で調圧した油圧が供給される。そして、走行中は、第１シリンダ室への油圧によりプライマリプーリの溝幅が変更されることにより、プーリ比、すなわち変速比が変化する。
【０００３】
上記変速比の制御については、スロットル開度と車速に基づいてあらかじめ設定されたマップ等を用いてプライマリプーリの回転速度Ｎｐｒｉが設定され、このプライマリプーリの回転速度とそのときのセカンダリプーリの回転速度の比から最終目標変速比が決定される。
それから、最終目標変速比までの経過過程として、単位時間間隔における前回（現在）の目標変速比から最終目標変速比までの差分に対応して、今回の目標変速比を算出し、これに基づいてプライマリプーリの第１シリンダ室への油圧を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の［０００４］に示されているように、例えば第５速相当の変速比小（プーリ比Ｈｉｇｈ）で走行している状態から第１速相当の変速比大（プーリ比Ｌｏｗ）への変速途中において、ブレーキをかけて車両が急停止すると、車輪につながったセカンダリプーリが回転停止するので、最終目標変速比に至らず、第４速相当の変速比位置などで変速機構部が止まってしまうことになる。
この場合、次回の再発進では第４速相当から第１速相当の変速比への変速になるが、第５速相当から第１速相当への変速として決定された前回の目標変速比のままで制御を再開すると、プライマリプーリ上でのＶベルトの移動速度が過大となって、いわゆるベルト縦滑り（プーリ半径方向のベルト滑り）現象が発生してしまう。
【０００５】
この対策として、従来は、単位時間間隔における目標変速比に対してベルト縦滑りを生じないように余裕を見た過剰な制限を加える必要があったので、結果として、レスポンスの良い変速速度が得られにくいという問題があり、運転者に違和感を与える原因となっていた。
【０００６】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、ベルト縦滑り現象を招かず、しかも目標変速比に過剰な制限を加えないで済むようにした無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、各プーリの溝幅を可変制御することにより変速比を変化させる車両用の無段変速機において、プーリの溝幅方向のストローク限界速度により変速比の変化速度を規制するように構成したものとした。ここで、「プーリの溝幅方向のストローク限界速度」とは、それ以上の速度でＶベルトをプーリの溝幅方向にストロークさせるとベルト縦滑り現象を起こす速度をいう。
【０００８】
【発明の効果】
プーリのストローク限界速度に対応して変速比の変化速度に規制をかけるので、一律過剰な変速速度制限をかけないで、ベルトの縦滑り現象を防止することができる。これにより、最終目標変速比への変速速度が全体として速まり、運転性能が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の間にＶベルト２４を掛け渡した変速機構部１０が、ロックアップクラッチ１１を備えるトルクコンバータ１２を介してエンジン１に連結されている。
プライマリプーリ１６は、トルクコンバータ１２の出力軸と一体に回転する固定円錐板１８と、これに対向する可動円錐板２２とでＶ字状のプーリ溝を形成し、可動円錐板２２の背面に油圧を及ぼし可動円錐板を軸方向に変位させる第１シリンダ室２０を備えている。
【００１０】
セカンダリプーリ２６は、図示しない車軸側への出力軸と一体に回転する固定円錐板３０と、これに対向する可動円錐板３４とでＶ字状のプーリ溝を形成している。可動円錐板３４は図示しないリターンスプリングでプーリ溝の溝幅を狭める方向に付勢されるとともに、その背面に油圧を及ぼし可動円錐板３４を軸方向に変位させる第２シリンダ室３２を備えている。
【００１１】
変速機構部１０は変速制御手段としてのＣＶＴコントロールユニット４０からの指令に基づいて、油圧コントロール部３６を介して制御される。油圧コントロール部３６は油圧ポンプ３８からの油圧を図示しない内部の油圧コントロールバルブで調圧する。
すなわち、第２シリンダ室３２には油圧コントロール部３６からライン圧が常時供給される。油圧コントロール部３６はさらにライン圧を元圧として調圧された油圧を第１シリンダ室２０に供給するようになっている。
【００１２】
第１シリンダ室２０にかかる油圧が制御されてプライマリプーリ１６の溝幅を変える一方、第２シリンダ室３２へはライン圧が供給されて、Ｖベルト２４に対する挟持圧力を制御して変速が行なわれ、Ｖベルト２４と各プーリ１６、２６との接触摩擦力に応じて、駆動力の伝達がなされる。
これを回転数でみれば、プライマリプーリ１６の溝幅を広げて、Ｖベルト２４のプライマリプーリ１６側の接触半径が小でセカンダリプーリ２６側の接触半径が大のプーリ比Ｌｏｗのときには、変速比が大きくなってエンジン側回転数が減速されて車軸側へ出力されることとなる。逆のプーリ比Ｈｉでは小さな変速比で出力される。この間、プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
【００１３】
一方、エンジン１はエンジンコントロールユニット２により制御される（制御ラインは図示省略している）。エンジンコントロールユニット２には、図示しないアクセルペダルにより操作されるスロットルバルブ３の開度（スロットル開度ＴＶＯ）を検出するスロットルセンサ４と、エンジン回転センサ５が接続されている。
エンジンコントロールユニット２は、エンジン回転センサ５からの現在のエンジン回転数Ｎｅに基づいて、燃料噴射量や点火時期を制御する。
エンジンコントロールユニット２はスロットル開度ＴＶＯの情報をＣＶＴコントロールユニット４０へ供給する。
【００１４】
ＣＶＴコントロールユニット４０には、プライマリプーリ１６の入力回転数Ｎｐｒｉを検出する第１回転数センサ６、およびセカンダリプーリ２６の出力回転数Ｎｓｅｃを検出する第２回転数センサ７が接続されている。
セカンダリプーリ２６の出力軸は車軸につながっているので、セカンダリプーリ２６の出力回転数Ｎｓｅｃから車速Ｎｓを求めることができる。
【００１５】
ＣＶＴコントロールユニット４０は、通常走行中、通常ライン圧特性に基づいてライン圧をフィードバック制御する。
すなわち、ＣＶＴコントロールユニット４０は図示しないセレクトレバーに付設されたインヒビタスイッチ８からのセレクト位置信号に加え、走行中のスロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出されるエンジントルクをもとに、トルクコンバータ１２を経て変速機構部１０に入力する入力トルクを求める。そして、この入力トルクに対応して通常ライン圧特性により必要なライン圧を求めて油圧コントロール部３６へ指令を送る。
【００１６】
ＣＶＴコントロールユニット４０は、スロットル開度ＴＶＯと車速Ｎｓで表わされる走行状態に対応してあらかじめ定めたプライマリプーリ１６の入力回転数（プライマリ回転）Ｎｐｒｉの目標値（目標Ｎｐｒｉ回転）を設定し、これとセカンダリプーリ２６の出力回転数（セカンダリ回転）Ｎｓｅｃとの比に基づいて最終目標変速比（目標プーリ比）Ｇｔを決定する。
【００１７】
さらに、入力トルクや現在の変速比、プライマリプーリの入力回転数に応じてプライマリプーリのストローク限界速度を算出し、これに基づく単位時間間隔におけるストローク量に対応させて後述する目標変速比Ｇ（ｎ）を補正する。
この目標変速比に基づいて油圧コントロール部３６へ指令を送り、第１シリンダ室２０にかかる油圧を制御する。
【００１８】
図２は、ＣＶＴコントロールユニット４０における目標変速比Ｇの決定および補正にかかる制御ブロック図である。
まず目標Ｎｐｒｉ回転設定部４１において、エンジンコントロールユニット２を経て入力されるスロットル開度ＴＶＯと、セカンダリ回転Ｎｓｅｃから求めた車速Ｎｓとに基づいて、あらかじめ設定されたマップから目標Ｎｐｒｉ回転を求める。
最終目標変速比算出部４２では、目標Ｎｐｒｉ回転をセカンダリ回転Ｎｓｅｃで除して最終目標変速比Ｇｔを算出する。
【００１９】
次の変速速度演算部４３は、最終目標変速比Ｇｔまでの所定の単位時間間隔ごとの経過過程としての目標変速比を求めるもので、単位時間間隔における前回の目標変速比Ｇ（ｎ−１）から最終目標変速比Ｇｔまでの差分に対応して、今回の目標変速比Ｇ（ｎ）を算出する。
上記目標Ｎｐｒｉ回転設定部４１、最終目標変速比算出部４２および変速速度演算部４３で発明における目標変速比設定手段が構成される。
【００２０】
一方、ストローク限界速度算出部４４が設けられ、ここでは、現在の変速比別にあらかじめ設定されたマップにより、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出したエンジンからの入力トルクと、第１回転数センサ６で検出したプライマリ回転Ｎｐｒｉとに基づいて、ストローク限界速度を求める。
ストローク限界速度は、入力トルクが大きいほど、またプライマリ回転Ｎｐｒｉが小さいほど、高くなっている。
また、変速比が大きいほど、ストローク限界速度は高くなっている。
【００２１】
ストローク変化量算出部４５において、ストローク限界速度に制御の単位時間間隔を乗じてその間のストローク変化量が求められる。そしてストローク量算出部４６において、前回のストローク値に加算されて、今回のストローク量となる。
【００２２】
ストローク限界変速比算出部４７では、あらかじめ設定されたマップにより、ストローク量に見合ったストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）を算出する。ストローク量が小さければ大きな変速比（プーリ比Ｌｏｗ）が可能である一方、ストローク量が大きければ小さな変速比（プーリ比Ｈｉｇｈ）に制限される。
ストローク限界速度算出部４４、ストローク変化量算出部４５、ストローク量算出部４６およびストローク限界変速比算出部４７で、発明におけるストローク限界変速比算出手段が構成される。
【００２３】
ストローク限界変速比算出部４７で算出したストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）と、先の変速速度演算部４３で求めた目標変速比Ｇ（ｎ）とは、スイッチング部４８に入力される。
スイッチング部４８は制御領域判定部４９により制御される。制御領域判定部４９では、発進当初の所定領域を示す状態、すなわち車速Ｎｓが所定値より低く、変速比が所定値より大きく、スロットル開度ＴＶＯが所定値より大きいときに、制御領域にあるものとして、スイッチング部４８を制御作動オン（ＯＮ）状態とし、上記制御領域外では制御作動オフ（ＯＦＦ）状態とする。
【００２４】
スイッチング部４８は、制御作動オフ状態においては、変速速度演算部４３からの目標変速比Ｇ（ｎ）を制御目標変速比ＧＳ（ｎ）として生成し、これに対応した指令を油圧コントロール部３６へ出力する。
一方、制御作動オン状態においては、スイッチング部４８は、目標変速比Ｇ（ｎ）とストローク限界変速比算出部４７からのストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）のいずれか小さい方を制御目標変速比ＧＳ（ｎ）として生成し、これに対応した指令を油圧コントロール部３６へ出力する。
スイッチング部４８と制御領域判定部４９とで、発明における選択手段を構成している。
【００２５】
図３は上記制御の流れを示すフローチャートである。
まずステップ１０１では、目標Ｎｐｒｉ回転設定部４１において、スロットル開度ＴＶＯと車速Ｎｓを読み込んで、目標Ｎｐｒｉ回転を算出する。
続いてステップ１０２で、最終目標変速比算出部４２において、最終目標変速比Ｇｔを算出する。
ステップ１０３では、変速が完了しているかどうかをチェックする。すなわち、変速比が最終目標変速比Ｇｔになっているかを確認する。
変速が完了していない間は、ステップ１０４に進み、変速速度演算部４３において目標変速比Ｇ（ｎ）を算出する。なお、以下のフローを繰り返して変速が完了したときは、フローを終了して次回の新たな変速に備える。
【００２６】
ステップ１０５において、制御領域判定部４９では、車速、変速比およびスロットル開度に基づいて、運転状態が発進当初にあたる制御領域にあるかどうかをチェックする。そして、運転状態が制御領域にあるときは、ステップ１０６に進んで、スイッチング部４８を制御作動オン状態とし、制御領域にないときはステップ１１１に進んで、スイッチング部４８を制御作動オフ状態とする。
【００２７】
スイッチング部４８を制御作動オン状態にしたあとは、ステップ１０７で、ストローク限界速度算出部４４において、入力トルクおよび現在の変速比、プライマリ回転Ｎｐｒｉに基づいて、ストローク限界速度を算出する。
さらにステップ１０８で、ストローク変化量算出部４５、ストローク量算出部４６を通して今回のストローク量を算出するとともに、ステップ１０９において、ストローク限界変速比算出部４７でストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）を算出する。
【００２８】
ステップ１１０では、制御作動オン状態のスイッチング部４８において、ストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）と先のステップ１０３で算出した目標変速比Ｇ（ｎ）とを比較して、小さい方の値を制御目標変速比ＧＳ（ｎ）とする。
一方、ステップ１１１で制御作動オフ状態とされたスイッチング部４８では、ステップ１１２において、目標変速比Ｇ（ｎ）を制御目標変速比ＧＳ（ｎ）とする。
ステップ１１０およびステップ１１２のあとは、ステップステップ１０３へ戻り、上記のステップを繰り返す。
【００２９】
本実施の形態は以上のように構成され、目標Ｎｐｒｉ回転設定部４１、最終目標変速比算出部４２および変速速度演算部４３を通じて運転状態に基づく最終目標変速比を求め、最終目標変速比への変速の間、所定時間間隔ごとの目標変速比Ｇ（ｎ）を設定する一方、ストローク限界速度算出部４４、ストローク変化量算出部４５、ストローク量算出部４６およびストローク限界変速比算出部４７を通じて所定時間間隔ごとのストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）を算出し、スイッチング部４８で前記目標変速比とストローク限界変速比のいずれか小さい方を制御目標変速比として出力するものとしたので、一律過剰な変速速度制限をかけないで、ベルトの縦滑り現象を防止することができる。これにより、最終目標変速比への変速速度が全体として速まり、運転性能が向上する。
【００３０】
また、スイッチング部４８は、とくに制御領域判定部４９が車両発進時の所定制御領域にあると判定したとき上記のように目標変速比Ｇ（ｎ）とストローク限界変速比ＧＬ（ｎ）のいずれか小さい方を制御目標変速比として出力し、所定制御領域外では目標変速比Ｇ（ｎ）を制御目標変速比として出力するものとしているので、急減速で変速比が最終目標変速比に達していない状態で車両が停止した後などの再発進時のみ変速速度が規制され、通常走行時は応答性の高い変速速度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】目標変速比の決定および補正にかかる制御ブロック図である。
【図３】制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
２エンジンコントロールユニット
３スロットルバルブ
４スロットルセンサ
５エンジン回転センサ
６第１回転数センサ
７第２回転数センサ
８インヒビタスイッチ
１０変速機構部
１１ロックアップクラッチ
１２トルクコンバータ
１６プライマリプーリ
１８固定円錐板
２０第１シリンダ室
２２可動円錐板
２４Ｖベルト
２６セカンダリプーリ
３０固定円錐板
３２第２シリンダ室
３４可動円錐板
３６油圧コントロール部
３８油圧ポンプ
４０ＣＶＴコントロールユニット
４１目標Ｎｐｒｉ回転設定部
４２最終目標変速比算出部
４３変速速度演算部
４４ストローク限界速度算出部
４５ストローク変化量算出部
４６ストローク量算出部
４７ストローク限界変速比算出部
４８スイッチング部
４９制御領域判定部

Claims

エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、各プーリの溝幅を可変制御することにより変速比を変化させる車両用の無段変速機において、
前記プーリの溝幅方向のストローク限界速度により前記変速比の変化速度を規制するように構成したことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、各プーリの溝幅を可変制御することにより変速比を変化させる車両用の無段変速機において、
運転状態に基づいて最終目標変速比を算出し、最終目標変速比への変速の間、所定時間間隔ごとの目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
前記プライマリプーリの溝幅方向のストローク限界速度に基づいて前記所定時間間隔ごとのプライマリプーリのストローク量を求め、該ストローク量に対応するストローク限界変速比を算出するストローク限界変速比算出手段と、
前記目標変速比とストローク限界変速比のいずれか小さい方を制御目標変速比として出力する選択手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
前記選択手段は、車両発進時の所定制御領域において前記目標変速比とストローク限界変速比のいずれか小さい方を制御目標変速比として出力し、前記所定制御領域外では前記目標変速比を制御目標変速比として出力することを特徴とする請求項１記載の無段変速機の変速制御装置。