JP2005172008A

JP2005172008A - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2005172008A
Application number: JP2003408127A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakayama; 淳中山; Tomohito Taki; 共人滝; Tomoaki Sugiura; 朋亮杉浦; Keisuke Ajimoto; 恵介鯵本
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: JP4700275B2

Abstract

【課題】無段変速機の入力軸とトルクコンバータのタービン軸との間に配置される入力クラッチの締結状態をタービン回転数センサにより検出し得るようにする。
【解決手段】無段変速機はプライマリプーリとセカンダリプーリとこれらのプーリの間に掛けわたされるベルトとを有し、トルクコンバータのタービン軸とプライマリ軸との間には入力クラッチが装着されている。タービン軸のタービン回転数はタービン回転数センサにより検出され、セカンダリ軸のセカンダリ回転数はセカンダリ回転数センサにより検出される。変速機がニュートラルレンジからドライブレンジまたはリバースレンジにセレクトレバーの操作により切り換えられたときには入力クラッチの締結を開始し、車両が微速走行状態の時、タービン回転数とセカンダリ回転数との比が所定値以下となったときには入力クラッチの締結を完了する。
【選択図】図６

Description

本発明は車両に搭載されるベルト式無段変速機の制御装置に関し、特に、トルクコンバータとベルト式無段変速機との間に入力クラッチを備えた無段変速機の制御装置に関する。

自動車などの車両に用いられるベルト式無段変速機は、変速機入力軸に設けられる入力側のプライマリプーリと、変速機出力軸に設けられる出力側のセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される金属のベルトやチェーンなどの動力伝達要素とを有している。それぞれのプーリの溝幅を変化させて動力伝達要素のプーリに対する巻き付け径を変化させることによって変速比つまりプーリ比が無段階に変化し、入力軸の回転は変速比に応じた所定の回転数となって出力軸に伝達される。

プライマリプーリにはプライマリシリンダが設けられ、セカンダリプーリにはセカンダリシリンダが設けられており、それぞれのシリンダの油室に供給される油圧を調整することにより変速比が制御される。セカンダリシリンダにはオイルポンプからの作動油をセカンダリ圧調整弁によって調圧して得られるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐsが供給される。プライマリシリンダにはセカンダリ圧Ｐsをプライマリ圧調整弁（圧力制御弁）により減圧調整して得られるプライマリ圧Ｐpが供給される。プライマリ圧Ｐpによって変速比が目標変速比となるようにプーリ溝幅が調整され、セカンダリ圧Ｐsによってセカンダリプーリには動力伝達に必要な締め付け力が加えられる。

そして、エンジンとベルト式無段変速機との間にエンジン出力を増幅するためのトルクコンバータと、エンジン動力を入力軸つまりプライマリ軸に伝達する締結状態と伝達を遮断する開放状態とに切り換えるためにプラネタリ式の前後進切換機構を構成する入力クラッチとを備えた車両においては、入力クラッチの油圧室にクラッチ圧を供給して入力クラッチを切り換えるようにしている。このクラッチ圧はライン圧をクラッチ圧調整弁により調圧して得られる（特許文献１および２参照）。
特開２００１−２４８６９９号公報特開平６−１０９１１４号公報

このような無段変速機には、特許文献２に記載のように、一般に、タービン軸の回転数を検出するタービン回転数センサと、プライマリ軸の回転数を検出するプライマリ回転数センサと、セカンダリ軸の回転数を検出するセカンダリ回転数センサとが設けられており、タービン回転数とプライマリ回転数とに基づいて入力クラッチの作動状態（締結状態と開放状態）を判定し、プライマリ回転数とセカンダリ回転数とに基づいて変速制御を行っている。無段変速機の製造コスト低減のためにはタービン回転数センサを設けずに、プライマリ回転数センサとセカンダリ回転数センサとを設けた無段変速機も知られているが、この場合にはタービン回転数が不明なため、入力クラッチの締結判定をニュートラルレンジに切り換えられてからの時間が予め設定された時間を経過したときにクラッチ締結と判定している。

しかし、時間によりクラッチ締結判定を行う場合には、入力クラッチの製造バラツキや経時変化などによりクラッチ締結時間が設定値と異なっていると、実際にはクラッチ締結が完了していないにも拘わらず、設定時間が経過したためにクラッチ締結と判定する場合がある。

ところで、クラッチ圧は入力クラッチの締結動作が完了したと判定されると、クラッチ圧を昇圧制御するようになっており、上述のように実際に入力クラッチが締結されていないにも拘わらずクラッチ締結と判定することによってクラッチ圧が昇圧されると、締結ショックが発生し運転者は違和感を持つことになる。

本発明の目的は、無段変速機のプライマリ軸とトルクコンバータのタービン軸との間に配置される入力クラッチの締結状態をタービン回転数センサにより検出し得るようにすることにある。

本発明の他の目的は、プライマリ回転数センサを用いることなく、タービン回転数センサとセカンダリ回転数センサの２つの回転センサにより変速制御を行いつつ、入力クラッチの締結判定を確実に行うことによりクラッチ締結ショックの発生を防ぐことにある。

本発明の無段変速機の制御装置は、プライマリ軸に装着され溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に装着されるとともに前記プライマリプーリに動力伝達要素を介して連結され溝幅が可変のセカンダリプーリと、トルクコンバータのタービン軸と前記プライマリ軸との間に装着される入力クラッチとを有する無段変速機において、前記タービン軸のタービン回転数を検出するタービン回転数センサと、前記セカンダリ軸のセカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数センサと、前記入力クラッチを締結状態と開放状態とに切り換える入力クラッチ制御手段と、ニュートラルレンジからドライブレンジまたはリバースレンジに切り換えられたときに前記入力クラッチの締結を開始し、車両が微速走行状態の時、タービン回転数とセカンダリ回転数との比が所定値以下となったときに前記入力クラッチの締結完了を判定する変速機制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御装置は、車両が微速走行状態または停止状態のときに前記タービン回転数が所定値以下で、かつ前記タービン回転数が減少傾向であるときに前記入力クラッチの締結完了を判定することを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御装置は、前記入力クラッチに締結信号を送ってから所定の時間が経過したときに前記入力クラッチの締結完了を判定することを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御装置は、前記プライマリプーリに設けられたプライマリシリンダの油室に供給されるプライマリ圧を圧力制御で調整するプライマリ圧調整弁を有し、前記入力クラッチの締結が完了するまでは、運転状態に基づいて算出された目標変速比に基づき目標プライマリ圧を算出し、前記目標プライマリ圧にプライマリ圧を制御することで変速比をフィードフォワード制御すると共に、前記入力クラッチが締結した状態のもとでは運転状態に基づいて算出された目標変速比に基づき目標プライマリ圧フィードフォワード値を算出し、タービン回転数とセカンダリ回転数とに基づいて算出された実変速比と前記目標変速比とに基づき目標プライマリ圧フィードバック値を算出し、前記目標プライマリ圧フィードフォワード値と前記目標プライマリ圧フィードバック値とを加算して目標プライマリ圧を算出し、前記目標プライマリ圧にプライマリ圧を制御することで変速比をフィードバック制御することを特徴とする。

本発明にあっては、タービン回転数センサによりタービン軸の回転数を検出し、セカンダリ回転数センサによりセカンダリプーリの回転数を検出することにより、プライマリ軸の回転の回転を直接検出することなく、入力クラッチが締結されたか否かを判定することができる。入力クラッチの締結完了は、車両が微速走行状態のもとではタービン回転数とセカンダリ回転数との比が所定値以下となったときに判定し、また車両が微速走行状態または停止状態のときにタービン回転数が所定値以下で、かつタービン回転数が減少傾向となったときに判定し、また入力クラッチに締結信号を送ってから所定の時間が経過したときに判定する。このように、入力クラッチが締結したことをタービン回転数とセカンダリ回転数とにより判定することができる。

タービン回転数センサとセカンダリ回転数センサの２つのセンサからの信号に基づいて無段変速機の変速制御を行うとともに２つのセンサからの信号に基づいて入力クラッチの締結を判定することにより、クラッチ締結ショックの発生を確実に防止できる。

無段変速機はプライマリ圧を圧力制御で調整し、入力クラッチが締結されると変速比はフィードバック制御され、入力クラッチが開放されると変速比はフィードフォワード制御されることになり、ニュートラルからドライブまたはリバースレンジに切り換えられたときには、入力クラッチの締結が完了してから変速比をフィードバック制御するようにしたので、クラッチの作動状態に応じて適切な変速制御を実行できる。

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。図１はベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図であり、図示するように無段変速機１０は変速機入力軸つまりプライマリ軸１１とこれに平行となった変速機出力軸つまりセカンダリ軸１２とを有している。プライマリ軸１１にはプライマリプーリ１３が設けられており、このプライマリプーリ１３はプライマリ軸１１に一体となった固定プーリ１３ａと、これに対向してプライマリ軸１１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１３ｂとを有し、プーリ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１２にはセカンダリプーリ１４が設けられており、このセカンダリプーリ１４はセカンダリ軸１２に一体となった固定プーリ１４ａと、これに対向してセカンダリ軸１２に可動プーリ１３ｂ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１４ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。

プライマリプーリ１３とセカンダリプーリ１４との間には動力伝達要素としての金属製のベルト１５が掛け渡され、このベルト１５により２つのプーリ１３，１４は連結されており、両方のプーリ１３，１４の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト１５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１１の回転がセカンダリ軸１２に無段階に変速されて伝達される。ベルト１５のプライマリプーリ１３に対する巻き付け径をＲpとし、セカンダリプーリ１４に対する巻き付け径をＲsとすると、変速比つまりプーリ比ｉはｉ＝Ｒs／Ｒpとなる。セカンダリ軸１２の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置１６を有する歯車列を介して駆動輪１７ａ，１７ｂ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１７ａ，１７ｂは前輪となる。

プライマリ軸１１とエンジン１８のクランク軸１９との間にはトルクコンバータ２０が配置されている。トルクコンバータ２０はポンプインペラ２１が設けられてクランク軸１９に連結されるフロントカバー２２を有しており、ポンプインペラ２１に対向してコンバータ室内に組み込まれたタービンランナ２３は、トルクコンバータ出力軸であるタービン軸２４に固定されている。タービン軸２４にはタービン軸２４とクランク軸１９とを直結状態とするためのロックアップクラッチ２５が取り付けられている。

タービン軸２４にはクラッチドラム２６が固定され、このクラッチドラム２６内に設けられたクラッチハブ２７はプライマリ軸１１に固定されており、クラッチドラム２６とクラッチハブ２７との間に装着されたプレッシャプレートにより前進用クラッチつまり前進用摩擦係合機構２８が構成されている。この前進用摩擦係合機構２８は油圧ピストンによって締結状態と開放状態とに切り換えられる。プライマリ軸１１には太陽歯車２９が固定され、この太陽歯車２９とこれに同心状に設けられた環状歯車３０との間には、クラッチドラム２６に回転自在に装着された遊星歯車３１が配置されている。環状歯車３０とトランスミッションケースとの間に装着されたプレッシャプレートにより後退用ブレーキつまり後退用摩擦係合機構３２が構成されており、クラッチドラム２６を含めて上述した部材により前後進切換機構３３が構成されている。これにより、車両の前進走行時には前進用摩擦係合機構２８を締結状態とし後退用摩擦係合機構３２を開放状態とすると、エンジン出力はプライマリ軸１１に正転方向となって伝達され、車両の後退走行時には前進用摩擦係合機構２８を開放状態とし後退用摩擦係合機構３２を締結状態とすると、エンジン出力はプライマリ軸１１に逆転方向となって伝達される。前進用摩擦係合機構２８と後退用摩擦係合機構３２をいずれも開放状態とすると、エンジン出力はプライマリ軸１１に伝達されないニュートラル状態となる。したがって、前進用摩擦係合機構２８は前進走行時の入力クラッチとなり、後退用摩擦係合機構３２は後退走行時の入力クラッチとなる。

プライマリプーリ１３の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１１にはプランジャ３４が固定され、このプランジャ３４の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ３５が可動プーリ１３ｂに固定されており、プランジャ３４とプライマリシリンダ３５とによりプライマリ油室３６が形成されている。一方、セカンダリプーリ１４の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１２にはプランジャ３７が固定され、このプランジャ３７の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ３８が可動プーリ１４ｂに固定されており、プランジャ３７とセカンダリシリンダ３８とによりセカンダリ油室３９が形成されている。それぞれの溝幅はプライマリ油室３６に導入される作動油のプライマリ圧Ｐpと、セカンダリ油室３９に導入される作動油のセカンダリ圧Ｐsにより設定される。

プライマリ油室３６とセカンダリ油室３９にはエンジンあるいは電動モータにより駆動される油圧ポンプ４１から吐出される作動油が供給されるようになっており、油圧ポンプ４１の吐出口に接続されたセカンダリ圧路４２は、セカンダリ油室３９に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁４３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４３によって調圧されてセカンダリ油室３９に供給されるセカンダリ圧Ｐsにより、ベルト１５による動力伝達容量に見合った締め付け力がセカンダリプーリ１４に加えられる。

セカンダリ圧路４２はプライマリ圧調整弁（圧力制御弁）４４のセカンダリ圧ポートに連通油路４５を介して接続されており、このプライマリ圧調整弁４４のプライマリ圧ポートはプライマリ圧路４６を介してプライマリ油室３６に連通されている。このプライマリ圧調整弁４４によって減圧調整されるプライマリ圧Ｐpにより、プライマリプーリ１３の溝幅が変化して変速比が制御される。プライマリ圧Ｐpはセカンダリ圧Ｐsを減圧調整して得られるので、セカンダリ圧Ｐsよりも低圧となるが、プライマリシリンダ３５の内径はセカンダリシリンダ３８の内径よりも大きく設定されているので、プライマリ圧Ｐpがセカンダリ圧Ｐsより低い圧力でもプライマリプーリ１３に対して所望の変速比を得ることができる。セカンダリ圧調整弁４３およびプライマリ圧調整弁４４は、それぞれ電磁ソレノイド弁であり、ソレノイド４３ａ，４４ａに供給される電流値やデューティ値を制御することによりセカンダリ圧Ｐsとプライマリ圧Ｐpが調整される。

タービン軸２４の回転数Ｎtを検出するためのタービン回転数センサ４７と、セカンダリ軸１２の回転数Ｎsecを検出するためのセカンダリ回転数センサ４８とがそれぞれトランスミッションケースに設けられている。前進走行レンジ（Ｄレンジ）または後退走行レンジ（Ｒレンジ）が選択されてそれぞれ入力クラッチとしての前進用摩擦係合機構２８または後退用摩擦係合機構３２の一方が締結状態となるとタービン回転数はプライマリ回転数と一致し、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）では入力クラッチが開放され、タービン回転数はプライマリ回転数とは相違するので、タービン回転数センサ４７は入力クラッチが締結されているときはプライマリ回転数Ｎpを検出し、入力クラッチが開放されているときはタービン回転数Ｎtを検出することになる。

図２は、図１に示す無段変速機におけるプライマリプーリ１３の目標回転数Ｎpと車速Ｖとの関係を示す変速制御特性線図であり、たとえば、Ｄレンジが選択されクラッチが締結された状態のもとでアクセルペダルを全開として加速したときには、プライマリプーリ１３の目標回転数Ｎpは変速比が最大変速比であるローＲ_LのままＡ点まで達し、その後は、変速比が最小変速比であるオーバードライブＲ_O側に変速されるとともに若干回転を上昇させながら車速Ｖを増加させて最高速点Ｂに達する。この状態からアクセルペダルを戻したり、ブレーキングを行った場合には変速比がオーバードライブＲ_O側に固定されたままＣ，Ｄを経て減速し、さらに最低変速ラインに沿って変速比がオーバードライブからロー側に変速されてＥ点に達し、ブレーキングによってローのまま車両が停止する。実際の走行では、車両の走行状態に応じて、ロー側の変速比Ｒ_Lとオーバードライブ側の変速比Ｒ_Oとの間であって、符号ＡからＥで示される太線の範囲内で自由に変速比が設定される。

図２において、点ＡＥ間のローＲ_Lと点ＣＤ間のオーバードライブＲ_Oとの間に示される複数の細い実線は、それぞれ変速比が一定の場合の目標回転数と車速との関係を示す特性線図である。また、点ＡＢ間の最高変速ラインと点ＤＥ間の最低変速ラインとの間に示される複数の破線は、それぞれ所定のスロットル開度に対応した車速Ｖとプライマリプーリ１３の目標回転数Ｎpとの関係を示す変速ラインである。したがって、たとえば前進走行時に運転者のアクセルペダル操作によって図２に符号Ｆで示すスロットル開度が設定されたときには、このスロットル開度と車速とによりプライマリプーリ１３の目標回転数が算出されるとともに、セカンダリ回転数センサ４８により検出されたセカンダリ回転数によって目標変速比が算出される。算出された目標変速比と、プライマリ回転数およびセカンダリ回転数から求められる実際の変速比とを比較して目標変速比となるように変速比のフィードバック制御が行われる。このようにＤレンジが選択されクラッチが締結された走行時にはタービン回転数センサ４７により検出されるタービン軸回転数はプライマリ回転数に対応することになるので、変速比がフィードバック制御される。後退走行時にも同様にフィードバック制御される。

これに対して、運転者によりニュートラルレンジが選択されクラッチが締結されると、タービン回転数センサ４７により検出される回転数はプライマリ回転数に対応しないので、フィードバック制御を行うことなくフィードフォワード制御が行われる。このフィードフォワード制御においては、図２において点を付したようにＣ−Ｄ線およびＤ−Ｅ線上の値となるように、走行時の車速に応じてプライマリプーリ１３の目標回転数が設定され、その目標回転数に応じた変速比が設定される。このように変速比は、入力クラッチが締結された時にフィードバック制御を実行する入力クラッチ締結時モードと、入力クラッチが開放された時にフィードフォワード制御のみを実行する入力クラッチ開放時モードとに切り換えて制御される。

図３は無段変速機の制御回路を示すブロック図であり、ＣＶＴ制御ユニット５０には運転者により操作されるセレクトレバー５１からの信号が入力され、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジなどのいずれのレンジが選択されたかが判定される。また、ＣＶＴ制御ユニット５０には、タービン回転数センサ４７、セカンダリ回転数センサ４８およびエンジン回転数センサ５２からの信号と、車速およびアクセル開度の信号が送られる。なお、車速は車速センサによって求めるようにしても良く、セカンダリ回転数から算出するようにしても良い。

ＣＶＴ制御ユニット５０は、車速とアクセル開度、又は車速に基づいてプライマリプーリ１３の目標回転数を算出する目標プライマリ回転数算出部５３と、目標回転数とセカンダリ回転数とに基づいて目標変速比を算出する目標変速比算出部５４とを有している。目標変速比が求められると、これに基づいて油圧比算出部５５において目標プライマリ圧フィードフォワード値Ppと目標セカンダリ圧Psとの油圧比（Pp/Ps）が算出され、この油圧比に目標セカンダリ圧Psを乗算することにより目標プライマリ圧算出部５６により目標プライマリ圧フィードフォワード値Ｐｐが求められる。ニュートラル時等のクラッチが開放されている時のフィードフォワード制御においては、目標プライマリ圧算出部５６で求められた目標プライマリ圧フィードフォワード値に基づいて、プライマリ圧調整弁４４のソレノイド４４ａに制御信号が送られる。

ＤレンジまたはＲレンジでクラッチが締結されている車両走行時に目標プライマリ圧フィードフォワード値Ｐpに目標プライマリ圧フィードバック値を加算して変速比をフィードバック制御するために、ＣＶＴ制御ユニット５０はセカンダリ回転数とタービン回転数とにより実変速比を算出する実変速比算出部５７を有し、実変速比と目標変速比とに基づいて目標プライマリ圧フィードバック値がフィードバック値算出部５８により算出され、算出結果は加算部５９において目標プライマリ圧フィードフォワード値Ｐpに加算されて変速比はフィードバック制御される。目標プライマリ圧フィードバック値が加算された目標プライマリ圧に基づいて、プライマリ圧調整弁４４のソレノイド４４ａに制御信号が送られ、プライマリプーリ１３の溝幅が調整される。

ＣＶＴ制御ユニット５０は入力トルク算出部６１と必要セカンダリ圧算出部６２とを有し、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジンからプライマリ軸１１に入力される入力トルクが算出され、目標変速比に基づいて必要セカンダリ圧が算出される。これらの算出値は目標セカンダリ圧算出部６３に送られて、入力トルクと必要セカンダリ圧とに基づいて目標セカンダリ圧が算出され、算出された目標セカンダリ圧に基づいて前述した目標プライマリ圧算出部５６において目標プライマリ圧が算出されるとともに、セカンダリ圧調整弁４３のソレノイド４３ａに制御信号が送られてセカンダリプーリ１４には動力伝達容量に見合った締め付け力が加えられる。なお、ＣＶＴ制御ユニット５０は、制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータやテーブルデータなどの制御データを格納するＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭや入出力ポートなどを有し、図３のＣＶＴ制御ユニット５０においては制御ユニットの有する機能がブロックで示されている。

セレクトレバー５１によりＤレンジやＲレンジが選択され入力クラッチが締結されると、入力クラッチ締結時モード用に格納された目標回転マップつまり目標回転数制御データが読み出されて車速とアクセル開度とに基づいて目標プライマリ回転数が目標プライマリ回転数算出部５３において算出される。一方、Ｎレンジが選択され入力クラッチが開放されると、入力クラッチ開放時モード用に格納された目標回転テーブルつまり目標回転数制御データが読み出されて車速に基づいて目標プライマリ回転数が算出され、図２においてＣ−Ｄ−Ｅの線上の目標プライマリ回転数が車速に応じて設定される。

図４（Ａ）は入力クラッチが締結されたときの図３に示した油圧比算出部５５における油圧比の算出回路を示すブロック図であり、図４（Ｂ）は入力クラッチが開放されたときの図３に示した油圧比算出部５５における油圧比の算出回路を示すブロック図である。入力クラッチが締結されているときには、図４（Ａ）に示すように、ＣＶＴ制御ユニット５０は最大伝達トルク算出部６４により求められた最大伝達トルクと入力トルクとに基づいてトルク比を算出するトルク比算出部６５を有し、トルク比と目標変速比とに基づいて入力クラッチ締結時モード用の油圧比制御データつまり油圧比テーブル６６を読み出して入力クラッチ締結時用の油圧比を算出する。

一方、入力クラッチが開放されているときには、図３に示す目標変速比算出部５４により求められた目標変速比に基づいて入力クラッチ開放時モード用の油圧比制御データつまり油圧比マップ６７を読み出して油圧比を算出するとともに、この算出値に補正係数算出部６８により算出された補正値が乗算される。この補正値は急ブレーキ時には変速比を早急に低速段側に戻す必要があるため、急ブレーキ時やＡＢＳ作動時などの特別な走行状態の時には通常時を基準として設定された油圧比が補正される。つまり、ブレーキＯＮ時には車速と加速度から補正係数が設定され、急ブレーキの度合いが強くなればなる程、つまり減速の加速度が大きければ大きい程、補正係数は小さく設定されてプライマリ圧を小さくして低速段側に早く戻される。また、車速が小さければ小さい程、補正係数は小さく設定される。一方、ブレーキＯＦＦ時には車速に応じて補正係数が設定されるが、その補正係数としては基準値に近い値が設定される。ＡＢＳがＯＮのときは車速に応じて補正係数が設定されるが、ブレーキＯＮ時と同様な補正係数が設定されている。さらに、ＡＢＳがＯＮされかつシフトホールド時（Ｓ／Ｈ）には別の補正係数が設定される。

このように、本発明の制御装置はプライマリ圧を圧力制御で調整すると共に、入力クラッチが締結されたときには変速比のフィードバック制御を実行する入力クラッチ締結時モードと、入力クラッチが開放されたときには変速比のフィードバック制御は行わずフィードフォワード制御のみを実行する入力クラッチ開放時モードとを有しているので、プライマリ回転センサを用いることなく、タービン回転数センサ４７とセカンダリ回転数センサ４８とにより変速比を制御することが可能となる。

ここで、上述のように、入力クラッチが締結したときには、変速比の制御モードは入力クラッチ開放時モードから入力クラッチ締結時モードに切り換えられることになるため、入力クラッチの締結判定を確実にする必要がある。

図５は入力クラッチの制御回路を示すブロック図であり、前進用摩擦係合機構２８の油圧室２８ａおよび後退用摩擦係合機構３２の油圧室３２ａには、供給油路７０ａを介して油圧ポンプ４１からの作動油が供給されるとともに、排出油路７０ｂを介してそれぞれの油圧室２８ａ，２８ｂ内の作動油が排出されるようになっている。供給油路７０ａおよび排出流路７０ｂとそれぞれの油圧室２８ａ，３２ａとの間には流路切換弁７１，７２が設けられている。供給油路７０ａにはそれぞれの油圧室２８ａ，３２ａに供給される油圧を調整するための圧力調整弁７３が設けられている。流路切換弁７１，７２および圧力調整弁７３は、それぞれのソレノイドに供給される信号により作動するようになっており、それぞれのソレノイドにはクラッチ制御部７４から制御信号が送られる。このクラッチ制御部７４は図３に示したＣＶＴ制御ユニット５０内に組み込まれており、セレクトレバー５１と、ブレーキスイッチ７５からの信号によりそれぞれの弁７１〜７３に制御信号を送り、入力クラッチを構成する前進用摩擦係合機構２８と後退用摩擦係合機構３２の作動を制御する。

図６（Ａ）はブレーキが操作されて車両が停止した状態でＮレンジからＤレンジに切り換えられたときにおける締結完了判定の方式を示すタイムチャートであり、図６（Ｂ）は車両が微速走行状態のもとでＮレンジからＤレンジに切り換えられたときにおける締結完了判定の方式を示すタイムチャートである。図６（Ａ）に示すように、セレクトレバーがＤレンジに切り換えられると、図１に示した前進用摩擦係合機構２８の油圧室２８ａに対して圧力調整弁７３により調圧されたクラッチ圧が供給され、タービン回転数Ｎtは低下することになる。このときのタービン回転数の減少度が所定の減少度以下であり、タービン回転数Ｎtが所定値Ｎt1以下の回転数となったときに締結完了と判定される。このときには、車両がほぼ停止していた状態となっているので、プライマリプーリ１３はほぼ停止した状態となっている。

一方、車両が微速で走行状態のもとでＮレンジからＤレンジに切り換えられたときには、図６（Ａ）に示すように、タービン回転数Ｎtの値によっては締結完了を判定することができないので、図６（Ｂ）に示すように、タービン回転数Ｎtとセカンダリ回転数Ｎsecとの比が設定値以下となったときに締結完了と判定する。つまり、（Ｎt／Ｎsec）＜αとなったときに締結完了と判定する。締結完了前においては、タービン回転数Ｎtはプライマリプーリ１３の回転数Ｎpと一致していないので、タービン回転数Ｎtとセカンダリ回転数Ｎsecとの比（Ｎt／Ｎsec）は変速比を示さないが、これを擬似的な変速比とすると、入力クラッチの締結進行に伴って擬似的な変速比は、図２に示す変速制御特性線図において変速比が最大変速比であるローＲ_Lの変速比に近づくことになる。擬似的な変速比が所定値α以下となって入力クラッチが締結状態となると、擬似的変速比は実際の変速比に対応することになり、図２に示されたローＲ_Lの変速特性線を横切るように変化する。

図７は入力クラッチの作動状態に応じた変速制御モードの切換手順のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図８は入力クラッチの締結判定手順のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図９は図７に示された入力クラッチ締結時モードと入力クラッチ開放時モードのサブルーチンを示すフローチャートである。

図７に示すように、ステップＳ１においては入力クラッチが開放されているか否かを判定し、ステップＳ１で入力クラッチが開放されていると判定されたときには、ステップＳ２において変速比はフィードフォワード制御のみを実行する入力クラッチ開放時モードにより制御されて、そのモードによりプライマリ圧調整弁４４の作動が制御される（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１において入力クラッチが締結されたと判定されたときには、ステップＳ４の入力クラッチ締結時モードが実行され、そのモードによりプライマリ圧調整弁４４の作動が制御される。

図８に示すように、入力クラッチが締結完了したか否かのクラッチ締結判定を行うには、ＤレンジまたはＲレンジが選択されると、ステップＳ１１でタイマーＴをオンさせて、ステップＳ１２ではタイマーＴがオンしてから所定時間Ｔ１が経過しているか否かを判定する。ステップＳ１３ではブレーキが作動しているか否かを判定し、ステップＳ１４では車速Ｖが設定車速Ｖ１以下であるか否かを判定し、ステップＳ１５ではスロットル開度Ｔｈが設定開度Ｔｈ１以下であるか否かを判定し、ステップＳ１６ではタービン回転数Ｎtが設定回転数Ｎt1以下であるか否かを判定し、ステップＳ１７ではタービン回転数が減少しているか否かを判定する。これらのステップＳ１２〜Ｓ１７においてＹＥＳと判定されたときは、図６（Ａ）の判定方式に対応し、ステップＳ１８において締結完了と判定し、ステップＳ１９においてタイマーＴをリセットする。

一方、ステップＳ１３でブレーキが作動されていないと判定されたときには、ステップＳ２０で車速が設定車速Ｖ２以下であるか否かを判定し、ステップＳ２１ではタービン回転数Ｎtとセカンダリ回転数Ｎsecとの比が所定値α以下であるか否かを判定する。これらのステップＳ２０，Ｓ２１でＹＥＳと判定されたときは、図６（Ｂ）の判定方式に対応し、ステップＳ１８で締結完了と判定する。車速Ｖ２は約５km/h程度に設定されており、車速Ｖ１は約１〜２km/h程度以下のほぼ停止状態の車速に設定されている。車速がＶ２以上となっている状態でＮレンジからＤレンジに切り換えられたときには、ステップＳ１２において締結開始から所定の時間Ｔ１が経過したことが判定されると、締結完了が判定される。

このように、車両が微速走行時にはタービン回転数とセカンダリ回転数とに基づいて入力クラッチの締結完了を判定し、車両の停止時にはタービン回転数に基づいて判定するようにしたので、入力クラッチの締結完了をプライマリプーリの回転数を検出することなく判定することができる。

図９（Ａ）に示すように、入力クラッチ締結時モードでは、ステップＳ３１でメモリに格納された入力クラッチ締結時用の目標回転テーブルを読み出し、ステップＳ３２で入力クラッチ締結時用の油圧比テーブルを読み出して、ステップＳ３３において油圧比を算出し、ステップＳ３４において目標プライマリ圧フィードフォワード値を算出する。算出された目標プライマリ圧フィードフォワード値に対して、ステップＳ３５において目標変速比と実変速比とに基づいて算出した目標プライマリ圧フィードバック値を加算する。そして、目標プライマリ圧フィードフォワード値に目標プライマリ圧フィードバック値が加算された目標プライマリ圧に基づいてプライマリ圧調整弁の作動を制御することにより、変速比はフィードバック制御される。

一方、図９（Ｂ）に示すように、入力クラッチ開放時モードでは、ステップＳ４１で入力クラッチ開放時用のプライマリプーリの目標回転テーブルを読み出し、ステップＳ４２で入力クラッチ開放時用の油圧比テーブルを読み出して、ステップＳ４３において油圧比を算出し、ステップＳ４４において目標プライマリ圧フィードフォワード値、すなわち目標プライマリ圧を算出する。そして、算出された目標プライマリ圧に基づいてプライマリ圧調整弁の作動を制御することにより、変速比はフィードフォワード制御される。

このように、プライマリ圧を圧力制御で調整する無段変速機でもって、入力クラッチが締結されているときには、変速比をフィードバック制御し、入力クラッチが開放されているときには変速比をフィードバック制御することなくフィードフォワード制御するので、プライマリ回転数センサを設けることなく、タービン回転数センサとセカンダリ回転数センサとを使用して、変速比を確実に制御することができる。また、ＮレンジからＤレンジまたはＲレンジに切り換えられたときには、確実に入力クラッチの締結判定を行うことができるのでモード切り替えを適切に行うことができ、入力クラッチの締結状態に応じた変速制御を実行することができる。

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。

ベルト式無断変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図である。図１の無段変速機におけるプライマリプーリの目標回転数と車速との関係を示す変速制御特性線図である。無段変速機の制御回路を示すブロック図である。（Ａ）は入力クラッチが締結されたときの図３に示した油圧比算出部における油圧比の算出回路を示すブロック図であり、（Ｂ）は入力クラッチが開放されたときの図３に示した油圧比算出部における油圧比の算出回路を示すブロック図である。クラッチの制御回路を示すブロック図である。（Ａ）はブレーキが操作されて車両が停止した状態でＮレンジからＤレンジに切り換えられたときにおける締結完了判定の方式を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は車両が微速走行状態のもとでＮレンジからＤレンジに切り換えられたときにおける締結完了判定の方式を示すタイムチャートである。入力クラッチ作動状態に応じた変速制御モードの切換手順のアルゴリズムを示すフローチャートである。入力クラッチの締結判定手順のアルゴリズムを示すフローチャートである。図７に示された入力クラッチ締結時モードと入力クラッチ開放時モードのサブルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１１プライマリ軸
１２セカンダリ軸
１３プライマリプーリ
１４セカンダリプーリ
１５ベルト
１８エンジン
２０トルクコンバータ
２４タービン軸
２８前進用摩擦係合機構（入力クラッチ）
３２後退用摩擦係合機構（入力クラッチ）
３６プライマリ油室
３９セカンダリ油室
４１油圧ポンプ
４７タービン回転数センサ
４８セカンダリ回転数センサ
５０ＣＶＴ制御ユニット（変速制御手段）
５１セレクトレバー
７４クラッチ制御部（クラッチ制御手段）

Claims

プライマリ軸に装着され溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に装着されるとともに前記プライマリプーリに動力伝達要素を介して連結され溝幅が可変のセカンダリプーリと、トルクコンバータのタービン軸と前記プライマリ軸との間に装着される入力クラッチとを有する無段変速機において、
前記タービン軸のタービン回転数を検出するタービン回転数センサと、
前記セカンダリ軸のセカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数センサと、
前記入力クラッチを締結状態と開放状態とに切り換える入力クラッチ制御手段と、
ニュートラルレンジからドライブレンジまたはリバースレンジに切り換えられたときに前記入力クラッチの締結を開始し、車両が微速走行状態の時、タービン回転数とセカンダリ回転数との比が所定値以下となったときに前記入力クラッチの締結完了を判定する変速機制御手段とを有することを特徴とする無段変速機の制御装置。
請求項１記載の無段変速機の制御装置において、車両が微速走行状態または停止状態のときに前記タービン回転数が所定値以下で、かつ前記タービン回転数が減少傾向であるときに前記入力クラッチの締結完了を判定することを特徴とする無段変速機の制御装置。
請求項１または２記載の無段変速機の制御装置において、前記入力クラッチに締結信号を送ってから所定の時間が経過したときに前記入力クラッチの締結完了を判定することを特徴とする無段変速機の制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の制御装置において、前記プライマリプーリに設けられたプライマリシリンダの油室に供給されるプライマリ圧を圧力制御で調整するプライマリ圧調整弁を有し、前記入力クラッチの締結が完了するまでは、運転状態に基づいて算出された目標変速比に基づき目標プライマリ圧を算出し、前記目標プライマリ圧にプライマリ圧を制御することで変速比をフィードフォワード制御すると共に、前記入力クラッチが締結した状態のもとでは運転状態に基づいて算出された目標変速比に基づき目標プライマリ圧フィードフォワード値を算出し、タービン回転数とセカンダリ回転数とに基づいて算出された実変速比と前記目標変速比とに基づき目標プライマリ圧フィードバック値を算出し、前記目標プライマリ圧フィードフォワード値と前記目標プライマリ圧フィードバック値とを加算して目標プライマリ圧を算出し、前記目標プライマリ圧にプライマリ圧を制御することで変速比をフィードバック制御することを特徴とする無段変速機の制御装置。