JP2006291997A

JP2006291997A - 車両用無段変速機の制御装置

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Publication number: JP2006291997A
Application number: JP2005109971A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakajima; 正己中嶋; Shohei Aoki; 昌平青木; Ukyo Ogata; 卯京小形
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-06
Also published as: JP4931364B2

Abstract

【課題】作動油の劣化状態及び運転状態に応じて、エンジンの回転数を制御し、無段変速機の性能の向上を図ることができる車両用無段変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、エンジンＥの出力を無段階に変速して車輪に伝達して車両を駆動する車両用無段変速機ＣＶＴの制御装置ＥＣＵであって、エンジンＥのスロットル開度θＴＨと車速Ｖとに応じて目標エンジン回転数Ｎｅｏを設定する目標回転数設定手段（ステップＳ２）と、無段変速機ＣＶＴの作動油の劣化状態を検出する劣化状態検出手段（ステップＳ３）と、劣化状態検出手段により作動油の劣化状態が検出された場合、目標エンジン回転数Ｎｅｏを制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ及び下限エンジン回転数Ｎｄ）に補正する目標回転数補正手段（ステップＳ５）とを備え、エンジンＥの回転数が目標回転数Ｎｅｏになるように、無段変速機ＣＶＴの変速制御を行うように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行状態に応じて変速比を無段階に変化させる車両用無段変速機の制御装置に関する。

車両用無段変速機の変速制御は、従来から種々提案されており、例えば、アクセル操作量に対応して目標エンジン回転数を設定し、実際のエンジン回転数が目標回転数に一致するように、無段変速制御することが知られている。

ところで、無段変速機の作動油は、車両の走行状態が高速走行又は急勾配路の登坂走行の場合など、エンジンを高出力時において、特に高温となりやすい。作動油の温度が上昇すると、作動油の劣化を早めたり、潤滑性能を低下させたり、動力伝達要領の低下させたりする等の不都合が生じる。そこで、エンジンの高出力での運転時間が所定時間以上となった場合に、変速比をより小さい側（高速側）に変更し、高いエンジン回転数を低くし、発熱量を減らすように構成された無段変速機が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開昭６１−８８０６５号公報

ところで、無段変速機には、高温になった作動油を冷却するためオイルクーラを備えているものがある。このような無段変速機では、エンジンの高出力時に変速機各部への作動油の供給量が増え、オイルクーラへの作動油の供給量が減少する。その結果、高速走行時のように、無段変速機の油温が高くエンジン回転数が高い場合には、変速機が走行風に晒されたり、特許文献１のような対策が行われたり、オイルクーラによる冷却が行われる等、高温になった作動油を冷却することができる。

しかしながら、登坂走行等の低速走行時のように、無段変速機の油温が高くエンジン回転数が低い場合には、走行風による冷却効果を期待することはできず、特許文献１のような対策が行われるとオイルクーラへの作動油の流量が不十分となって冷却性能が低下し、変速機の油温を十分に低下させることが難しい。また、このとき、作動油が劣化状態にあると、油温の異常上昇が発生して、さらなる無段変速機の性能限界の低下をより招くおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、作動油の劣化状態及び運転状態に応じて、エンジンの回転数を制御し、無段変速機の性能の向上を図ることができる車両用無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、エンジンの出力を無段階に変速して車輪に伝達して車両を駆動する車両用無段変速機の制御装置（例えば、本実施形態における電気制御ユニットＥＣＵ）であって、前記エンジンのスロットル開度と車速とに応じて前記目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定手段（例えば、本実施形態におけるステップＳ２）と、前記無段変速機の作動油の劣化状態を検出する劣化状態検出手段（例えば、本実施形態におけるステップＳ３）と、前記劣化状態検出手段により前記作動油の劣化状態が検出された場合、前記目標エンジン回転数を補正する目標回転数補正手段（例えば、本実施形態におけるステップＳ５）とを備え、前記エンジンの回転数が前記目標回転数になるように、前記無段変速機の変速制御を行う（例えば、本実施形態におけるステップＳ６）ように構成される。

なお、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、前記無段変速機の作動油の温度を検出する作動油温検出手段（例えば、本実施形態における油温センサ３８）を備え、前記劣化状態検出手段は、前記作動油温検出手段により検出された前記作動油の温度が、前記車速に応じて予め設定された所定油温を超えた場合、前記作動油の劣化状態を検出するように構成されることが好ましい。

また、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、前記作動油の劣化時における前記目標エンジン回転数の上限値及び下限値が前記エンジンのスロットル開度と車速とに応じて予め設定されており、前記目標回転数補正手段は、前記劣化状態検出手段により前記作動油が劣化状態であると検出された場合、前記目標エンジン回転数が前記上限値を上回ったとき、前記目標回転数を前記上限値に設定し直す補正を行い、前記目標エンジン回転数が前記下限値を下回ったとき、前記目標回転数を前記下限値に設定し直す補正を行うように構成されることが好ましい。

このような構成により、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、作動油の劣化状態及び運転状態に応じて、エンジンの回転数を制御し、無段変速機の性能の向上を図ることができる。

なお、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、前記無段変速機の作動油の温度を検出する作動油温検出手段を備え、前記劣化状態検出手段は、前記作動油温検出手段により検出された前記作動油の温度が、（なまし処理された）前記車速に応じて予め設定された所定油温を超えた場合、前記作動油の劣化状態を検出するように構成されることが好ましい。この構成は、作動油が劣化していない場合は、一定車速（なまし車速）における作動油の油温が、所定値に落ち着くことを利用している。すなわち、本発明では、なまし車速における作動油の油温が所定値を超えた場合に、作動油は劣化していると判断する。このような構成により、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、作動油が劣化した状態であっても、車両の運転状態に応じてエンジンの回転数を適切に制御することにより、作動油の温度が異常上昇して、無段変速機の性能限界の低下を招くことを未然に防ぐことができる。なお、なまし処理とは、具体的には、車速をフィルター処理等により所定時間平均化する処理のことである。

また、本発明の車両用無段変速機の制御装置は、前記作動油の劣化時における前記目標エンジン回転数の上限値及び下限値が前記エンジンのスロットル開度と車速とに応じて予め設定されており、前記目標回転数補正手段は、前記劣化状態検出手段により前記作動油が劣化状態であると検出された場合、前記目標エンジン回転数が前記上限値を上回ったとき、前記目標回転数を前記上限値に設定し直す補正を行い、前記目標エンジン回転数が前記下限値を下回ったとき、前記目標回転数を前記下限値に設定し直す補正を行うように構成されることが好ましい。このような構成により、無段変速機の作動油の温度が高くエンジン回転数が高い場合にはエンジンの回転数を低くして発熱量を抑え、無段変速機の作動油の温度が高くエンジン回転数が低い場合にはエンジンの回転数を高くしてオイルクーラへの流量が不十分となることを防いで冷却性能を確保し、無段変速機の性能を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機を有した動力伝達装置構成を示している。図１からも分かるように、この動力伝達装置は、エンジンＥと、このエンジンＥの出力軸Ｅｓにカップリング機構ＣＰを介して連結された無段変速機ＣＶＴとから構成される。無段変速機ＣＶＴは、入力軸１とカウンタ軸２との間に配設された金属Ｖベルト機構１０と、入力軸１の上に配設された前後進切換機構２０と、カウンタ軸２の上に配設された発進クラッチ（メインクラッチ）５とを備えて構成される。この無段変速機ＣＶＴは車両用として用いられ、入力軸１はカップリング機構ＣＰを介してエンジン出力軸と連結され、発進クラッチ５からの駆動力は、ディファレンシャル機構８から左右の両アクスルシャフト８ａ，８ｂを介して左右の車輪（図示せず）に伝達される。

金属Ｖベルト機構１０は、入力軸１上に配設されたドライブ側可動プーリ１１と、カウンタ軸２上に配設されたドリブン側可動プーリ１６と、両プーリ１１，１６間に巻き掛けられた金属Ｖベルト１５とから構成される。ドライブ側可動プーリ１１は、入力軸１上に回転自在に配設された固定プーリ半体１２と、固定プーリ半体１２に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体１３とを有する。可動プーリ半体１３の側方にはシリンダ壁１２ａにより囲まれてドライブ側シリンダ室１４が形成されており、このドライブ側シリンダ室１４にコントロールバルブＣＶから油路３１を介して供給されるプーリ制御油圧により、可動プーリ半体１３を軸方向に移動させるドライブ側圧が発生される。

上記構成から分かるように、上記両シリンダ室１４，１９への供給油圧（ドライブ及びドリブン側圧）をコントロールバルブＣＶにより制御し、ベルト１５の滑りの発生することのない側圧を与える。さらに、ドライブ及びドリブン側圧を相違させる制御を行い、両プーリのプーリ溝幅を変化させて金属Ｖベルト１５の巻き掛け半径を変化させ、変則比を無段階に変化させる制御を行われる。

前後切換機構２０は、遊星歯車機構からなり、入力軸１に結合されたサンギヤ２１と、固定プーリ半体１２に結合されたリングギヤ２２と、後進用ブレーキ２７により固定保持可能なキャリア２３と、サンギヤ２１とリングギア２２とを連結可能な前進用クラッチ２５とを備える。この機構２０において、前進用クラッチ２５が係合されると全ギヤ２１，２２，２３が入力軸１と一体に回転し、エンジンＥの駆動によりドライブ側プーリ１１は入力軸１と同じ方向に（前進方向）に回転駆動される。一方、後進用ブレーキ２７が係合されると、キャリア２３が固定保持されるため、リングギヤ２２はサンギヤ２１と逆の方向に駆動され、エンジンＥの駆動によりドライブ側プーリ１１は入力軸１と逆方向（後進方向）に回転駆動される。

発進クラッチ５は、カウンタ軸２と出力側部材すなわち動力伝達ギヤ６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとの動力伝達を制御するクラッチであり、これが係合されると両者間での動力伝達が可能となる。このため、発進クラッチ５が係合されているときには、金属Ｖベルト機構１０により変速されたエンジン出力が動力伝達ギヤ６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを介してディファレンシャル機構８に伝達され、ディファレンシャル機構８により分割されて左右のアクスルシャフト８ａ，８ｂを介して左右の車輪に伝達される。このような発進クラッチ５の係合制御は、コントロールバルブＣＶから油路３３を介して供給されるクラッチ制御油圧により行われる。

以上のように構成された無段階変速機ＣＶＴにおいては、コントロールバルブＣＶから油路３１，３２を介して供給されるドライブ及びドリブン側圧により変速制御が行われる。油路３３を介して供給されるクラッチ制御油圧により発進クラッチ係合制御が行われる。コントロールバルブＣＶは電気制御ユニットＥＣＵからの制御信号に基づいて作動が制御されるが、この制御のため、スロットル開度センサ３６により検出されたエンジンＥのスロットル開度信号と、車速センサ３７により検出された車速信号とが電気制御ユニットＥＣＵに送られるように構成されている。

以下に、電気制御ユニットＥＣＵにより作動制御されたコントロールバルブＣＶから油路３１，３２を介してドライブ及びドリブンシリンダ室１４，１９にドライブ及びドリブン側圧を供給して行われる変速制御について、図２〜図５を参照して説明する。

この変速制御は、図２に示すように、まず、スロットル開度センサ３６により検出されたエンジンＥのスロットル開度θＴＨ及び車速センサ３７により検出された車速Ｖを読み込み（ステップＳ１）、予め設定されている目標エンジン回転マップから、ステップＳ１で検出された現在のスロットル開度θＴＨ及び車速Ｖに対応する目標エンジン回転数Ｎｅｏを設定する（ステップＳ２）。次に、無段変速機ＣＶＴの作動油が、現在、劣化状態にあるか否かを判断する劣化油判断処理を行う（ステップＳ３）。

劣化油判断処理Ｓ３は、図３に示すように、まず、車速のなまし処理を行う（ステップＳ３１）。次に、このなまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄを設定する（ステップＳ３２）。この設定は、なまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄを示すグラフが予め設定されており、このグラフから現在のなまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄを読み取って行われる。なお、本発明では、この劣化油判断油温閾値Ｄを作動油の油温Ｔが超えると、無段変速機ＣＶＴの作動油は劣化状態にあると見なす。また、なまし車速Ｖａと劣化油判断油温閾値Ｄの関係は、一定車速における劣化していない作動油の油温が落ち着く所定値との関係により設定されている。

続いて、油温センサ３８により検出された作動油の油温Ｔを読み込む（ステップＳ３３）。そして、車速センサ３７により検出された車速Ｖが所定の高速速度以上で且つ実際のエンジン回転数Ｎｅａが所定の高回転数以上で、所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ３４）。ここで、車速Ｖが所定の高速速度以上で且つ実際のエンジン回転数Ｎｅａが所定の高回転数以上で、所定時間経過したと判定されなかった場合は、本処理を終了する。

一方、ステップＳ３４で、車速Ｖが所定の高速速度以上で且つ実際のエンジン回転数Ｎｅａが所定の高回転数以上で、所定時間経過したと判定された場合は、ステップＳ３５に進み、ステップＳ３３で油温センサ３８により検出された作動油の温度Ｔが、現在のなまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄの値よりも高いが否かを判定する（ステップＳ３５）。ここで、油温センサ３８により検出された作動油の温度Ｔが、現在のなまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄの値よりも高いと判定された場合は、作動油は劣化状態にあると見なし、劣化油判断フラグをセットし（ステップＳ３６）、本処理を終了する。一方、ステップＳ３５で、油温センサ３８により検出された作動油の温度Ｔが、現在のなまし車速Ｖａに対応する劣化油判断油温閾値Ｄの値よりも高いと判定されなかった場合は、本処理を終了する。

以上のような劣化油判断処理Ｓ３に続いて、図２に戻り、劣化油判断フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、劣化油判断フラグがセットされていない場合はステップＳ６に進む。一方、劣化油判断フラグがセットされている場合、すなわち作動油が劣化状態にある場合は、目標エンジン回転数Ｎｅｏの補正処理を行う（ステップＳ５）。

目標エンジン回転数Ｎｅｏの補正処理Ｓ５は、図４に示すように、まず、現在のスロットル開度θＴＨ及び車速Ｖに対応する目標エンジン回転数Ｎｅｏの制限回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ，下限エンジン回転数Ｎｄ）を設定する（ステップＳ５１）。このステップＳ５１で行われる目標エンジン回転数Ｎｅｏの制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ，下限エンジン回転数Ｎｄ）を設定するため、図５に示すように、スロットル開度θＴＨ及び車速Ｖと制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ，下限エンジン回転数Ｎｄ）との関係を示すマップが、予め測定・計算されて設定されている。例えば、マップ中の下限エンジン回転数Ｎｄは、図５にＮｄ_ベース及びＮｄ_低ＴＨで示すように、車速Ｖに応じて予め設定されているベース値Ｎｄ_ベースに、現在のスロットル開度θＴＨに応じた所定の補正係数を掛け合わせて、設定している。このため、ステップＳ５１では、現在のスロットル開度θＴＨ及び車速Ｖに対応する制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ，下限エンジン回転数Ｎｄ）をこのマップから読み取って求める。

そして、ステップＳ２で設定された目標エンジン回転数Ｎｅｏが、ステップＳ５１で設定された上限エンジン回転数Ｎｕを上回っているか否かを判定する（ステップＳ５２）。ここで、目標エンジン回転数Ｎｅｏが上限エンジン回転数Ｎｕを上回っていると判定された場合は、目標エンジン回転数Ｎｅｏを上限エンジン回転数Ｎｕに設定し直す補正を行い（ステップＳ５３）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ５２において、目標エンジン回転数Ｎｅｏが上限エンジン回転数Ｎｕを上回っていると判定されなかった場合は、目標エンジン回転数ＮｅｏがステップＳ５１で設定された下限エンジン回転数Ｎｄを下回っているか否かを判定する（ステップＳ５４）。ここで、目標エンジン回転数Ｎｅｏが下限エンジン回転数Ｎｄを下回っていると判定された場合は、目標エンジン回転数Ｎｅｏを下限エンジン回転数Ｎｄに設定し直す補正を行う（ステップＳ５５）。

一方、ステップＳ５４において、目標エンジン回転数Ｎｅｏが下限エンジン回転数Ｎｄを下回っていると判定されなかった場合は、目標エンジン回転数Ｎｅｏは制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ若しくは下限エンジン回転数Ｎｄのいずれか一方）と一致しているため、補正を行わず、本処理を終了する。

以上のように、作動油が劣化状態にある場合には目標エンジン回転数Ｎｅｏが制限エンジン回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ，下限エンジン回転数Ｎｄ）に設定しなおされる補正が行われた後に、図２に戻り、実際のエンジン回転数Ｎｅａを目標エンジン回転数Ｎｅｏと一致させるように、無段変速機ＣＶＴの変速比を無段階に変速させる制御が行われる（ステップＳ６）。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。

本発明に係る車両用無段変速機を有した動力伝達装置の構成を示す概略図である。この車両用無段変速機における変速制御内容を示すフローチャートである。図２のステップＳ３における劣化油判断処理での制御内容を示すフローチャートである。図２のステップＳ５における目標エンジン回転数Ｎｅｏの補正制御内容を示すフローチャートである。車速Ｖとスロットル開度θＴＨに対応して設定されるエンジン制限回転数（上限エンジン回転数Ｎｕ及び下限エンジン回転数Ｎｄ）を示すグラフである。

符号の説明

Ｅエンジン
ＣＶＴ車両用無段変速機
ＥＣＵ電気制御ユニット（制御装置）
３６スロットル開度センサ
３７車速センサ
３８油温センサ

Claims

エンジンの出力を無段階に変速して車輪に伝達して車両を駆動する車両用無段変速機の制御装置であって、
前記エンジンのスロットル開度と車速とに応じて前記目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記無段変速機の作動油の劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
前記劣化状態検出手段により前記作動油の劣化状態が検出された場合、前記目標エンジン回転数を補正する目標回転数補正手段とを備え、
前記エンジンの回転数が前記目標回転数になるように、前記無段変速機の変速制御を行うことを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
前記無段変速機の作動油の温度を検出する作動油温検出手段を備え、
前記劣化状態検出手段は、前記作動油温検出手段により検出された前記作動油の温度が、前記車速に応じて予め設定された所定油温を超えた場合、前記作動油の劣化状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機の制御装置。
前記作動油の劣化時における前記目標エンジン回転数の上限値及び下限値が前記エンジンのスロットル開度と車速とに応じて予め設定されており、
前記目標回転数補正手段は、前記劣化状態検出手段により前記作動油が劣化状態であると検出された場合、
前記目標エンジン回転数が前記上限値を上回ったとき、前記目標回転数を前記上限値に設定し直す補正を行い、
前記目標エンジン回転数が前記下限値を下回ったとき、前記目標回転数を前記下限値に設定し直す補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用無段変速機の制御装置。