JP2008106814A - ベルト式無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルニュートラル制御を行う車両用ベルト式無段変速システムの油圧制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ベルト式無段変速機において、プライマリプーリ１１にエンジン１からのトルクを選択的に伝達するクラッチ４１、４２と、プライマリプーリの回転数を検出するパルスセンサ２３と、車両停止時に、クラッチを非締結状態から締結状態へ変化させ、締結状態へ変化するときにパルスセンサが出力するパルス信号を検出し、その時のクラッチに作用する油圧に基づいて、クラッチが締結状態へと切り換わる締結油圧を推定する制御手段２０と、を備えた。
【選択図】図１

Description

ベルト式無段変速機の油圧制御装置の改良に関するものである。

従来のベルト式無段変速機において、シフトレンジがＤレンジ等の走行レンジに保持された状態での車両停止中に、前進（あるいは後進）クラッチ及び前後進切換用クラッチを解放して、シフトレンジがＮレンジにあるのと同様の状態としてエンジンの駆動負荷を低減してアイドル回転として停車時の燃費を向上する、いわゆるアイドルニュートラル制御を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。

この制御では、アイドルニュートラル制御から運転者が発進しようとする際に、即座に前進クラッチ等を締結させて発進可能状態とすることが必要であり、アイドルニュートラル状態でのクラッチ圧は、クラッチが締結する圧力より僅かに低い所定のクラッチ圧に精度よく制御しておく必要がある。

この所定のクラッチ圧に制御できないと、アイドルニュートラル制御時に油圧系のバラツキやクラッチの部品精度や組み付け誤差のバラツキより、クラッチが締結状態を維持して燃費の向上が期待できない無段変速機やクラッチ圧が低くなって発進に時間がかかる発進性能が低下した無段変速機が組み立てられてしまう。

このため、特許文献１ではクラッチが締結してトルクの伝達を開始するトルク伝達ポイントを学習により求める方法が開示されている。具体的には、クラッチを徐々に締結して行く際のエンジン回転数とクラッチ入力回転数とを比較して、クラッチ入力回転数がエンジン回転数に比較して所定回転数だけ低下した時点のクラッチの供給油圧をトルク伝達ポイントとして学習する。Ｄレンジで車両停止中は、この学習したトルク伝達ポイントとなるようにクラッチ供給油圧を制御してアイドルニュートラル制御を実施する。
特開２００２−２９５５２９号公報

しかしながら従来技術においては、クラッチの入力回転数を検出するセンサが必要となり、コストや重量の増加、さらにはセンサを設置することによるレイアウト自由度の低下を生じる恐れがある。

そこで本発明は、クラッチの入力回転数を検出するセンサを設けることなく、精度よくクラッチのトルク伝達ポイントを推定できるベルト式無段変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するＶベルトとを備えたベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリにエンジンからのトルクを選択的に伝達するクラッチと、前記プライマリプーリの回転数を検出するパルスセンサと、車両停止時に、選択された走行レンジに対応して前記クラッチを非締結状態から締結状態へ変化させ、締結状態へ変化するときに前記パルスセンサが出力するパルス信号を検出し、最初に検出したパルス信号の検出時の前記クラッチに作用する油圧に基づいて、前記クラッチが締結状態へと切り換わる締結油圧を推定する制御手段と、を備えたことを特徴とするベルト式無段変速機の油圧制御装置である。

本発明は、プライマリプーリに備えたパルスセンサのパルス信号を用いてクラッチの締結油圧を推定するため、クラッチの入力回転数を検出するセンサを新たに設ける必要がなく、コストや重量の低下、レイアウト自由度の低下を防ぐことができる。

図１はＶベルト式無段変速機の概略構成図を示す。

図１において、無段変速機は、エンジン１に連結された前後進切り換え機構４と、前後進切り換え機構４の出力軸に連結された無段変速機５を主体に構成され、無段変速機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と、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１とを備え、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はアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪１４に連結される。また、前後進切り換え機構４の入力側と、エンジン１との間には、トルクコンバータなどの発進要素（図示せず）が介装される。

前後進切り換え機構４は、エンジン１側とプライマリプーリ１０との動力伝達経路を切り換える遊星歯車４０、前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２から構成され、車両の前進時には前進クラッチ４１を締結し、車両の後退時には後退クラッチ４２を締結し、中立位置（ニュートラルやパーキング）では前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２を共に解放する。

これら前進クラッチ４１、後退クラッチ４２は、コントロールユニット２０からの指令に応じて前進クラッチ４１と後退クラッチ４２に所定油圧の作動油を供給するクラッチ圧調整装置３０によって締結状態の制御が行われる。

なお、クラッチ圧調整装置３０は、油圧ポンプ１５からの油圧を元圧として前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２への供給油圧を調整する。また、油圧ポンプ１５は、前後進切り換え機構４の入力側などに連結されてエンジン１に駆動される。

コントロールユニット２０は、車速センサ２１からの車速信号、シフトレバーに応動するインヒビタスイッチ２２からのレンジ信号、エンジン１（またはエンジン制御装置）からのエンジン回転速度信号、プライマリプーリ回転数センサ２３からのプライマリプーリ１０の回転数等の運転状態及び運転操作に基づいて、油圧指令値を決定してクラッチ圧調整装置３０へ指令する。なお、インヒビタスイッチ２２は、前進（Ｄレンジ）、中立位置＝ニュートラル（Ｎレンジ）、後退（Ｒレンジ）のいずれか一つを選択する例を示す。

クラッチ圧調整装置３０は、この油圧指令値に応じて前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２への供給油圧を調整して前進クラッチ４１と後退クラッチ４２の締結または解放を行う。

これら前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）では、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ４１を締結させる一方、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ４２を解放する。後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）では、前進クラッチ圧をドレンに接続して前進クラッチ４１を解放させる一方、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ４２を締結させる。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧と後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２を共に解放させる。

なお、無段変速機５の変速比やＶベルトの接触摩擦力は、コントロールユニット２０からの指令に応動する油圧コントロールユニット（図示せず）によって制御される。

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回転数センサ２３は、プライマリプーリ１０に取り付けられた出力ギヤ（不図示）に対面し、出力ギアの外周には等間隔で歯が形成されている。このため、プライマリプーリ回転数センサ２３で検出される出力波形は、一定車速では等ピッチのパルス状となる。つまり、プライマリプーリ回転数センサ２３は、プライマリプーリ１０の回転と同期したパルス信号を出力するパルスセンサで構成される。

このように構成されたＶベルト式無段変速機において、前進クラッチ４１の回転数を検出するセンサが設けられていない場合には、このようなセンサにより検出されるクラッチ回転数の変化に基づいてニュートラル状態を判断できなくなる。

そこで本発明は、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回転数センサ２３のパルス信号を用いてニュートラル状態を検出する。具体的には前進クラッチ４１がトルク伝達を開始するトルク容量となったときに、前進クラッチ４１の出力側（被締結部材側）に微小の捩りトルクが伝達され、被締結部材（例えば、ドライブシャフト）が捩れ、プライマリプーリ回転数センサ２３がこれを検出し、パルス信号をコントロールユニット２０に出力する。コントロールユニット２０は、入力されたパルス信号に基づいて、前進クラッチ４１がトルクの伝達を開始するトルク伝達ポイントを学習する。なお、ドライブシャフトが捩れを生じてもタイヤが回転することはない。

図２のタイミングチャートを用いてトルク伝達ポイントの学習について説明する。

前提として、車両はシフトレンジをＤレンジに保持したまま停車して前進クラッチ４１が解放されたアイドルニュートラル制御中にあるとする。アイドルニュートラル制御中に（時刻ｔ１）、前進クラッチ４１を締結するためのクラッチ指示圧を所定の油圧で段階的に増圧して行く。

そして時刻ｔ２で出力軸１３に接続するドライブシャフトにトルクが伝達され始め、トルクコンバータのタービンの回転数が低下し、前進クラッチ４１が非締結状態から締結状態へと切り換わる。この締結状態への切り換わり時の指示圧がトルク伝達ポイントとなる。

時刻ｔ３でドライブシャフトの捩れをプライマリプーリ回転数センサ２３が検知し、パルス信号としてコントロールユニット２０に出力する。コントロールユニット２０は、クラッチ指示圧を増圧してから最初のこのパルス信号の入力により、そのときのクラッチ指示圧に基づきトルク伝達ポイントに対応するクラッチ指示圧学習値を記憶する。ここで、プライマリプーリ回転数センサ２３のパルス信号出力時のクラッチ指示圧と、トルク伝達ポイントに対応するクラッチ指示圧との差圧分は予め実験等により求めておく。なお、この差圧分はトルクの伝達が開始するトルク伝達ポイントに対応するクラッチ指示圧より所定油圧だけ僅かにクラッチ指示圧が低くなるように設定して、前進クラッチ４１が非締結状態にあることを確実にし、燃費を向上させる。

時刻ｔ３以降は、記憶されたクラッチ指示圧学習値に基づいてクラッチ指示圧が制御され、アイドルニュートラル制御が行われることになる。なお、時刻ｔ１からｔ３までの学習を連続して複数回行い、それぞれの学習期間におけるパルス信号検出時のクラッチ指示圧学習値を平均して、最終的なクラッチ指示圧学習値とすることもできる。

したがって、本発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するＶベルトとを備えたベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリにエンジンからのトルクを選択的に伝達するクラッチと、前記プライマリプーリの回転数を検出するパルスセンサと、車両停止時に、選択された走行レンジに対応する前記クラッチを非締結状態から締結状態へ変化させ、締結状態へ変化するときに前記パルスセンサが出力するパルス信号を検出し、最初に検出したパルス信号の検出時の前記クラッチに作用する油圧に基づいて、前記クラッチが締結状態へと切り換わる締結油圧を推定する制御手段と、を備えたため、クラッチの入力回転数を検出するセンサを設けることなく、クラッチがトルクの伝達を開始するトルク伝達ポイントを推定することができる。また、パルス信号検出時のクラッチの締結油圧（指示圧）に基づいて、クラッチが締結状態へと切り換わる締結油圧（学習値）を学習するため、油圧系のバラツキやクラッチの部品精度や組み付け誤差のバラツキを考慮したクラッチ圧学習値を推定することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。

本発明の一実施形態を示す自動変速機の概略構成図である。 トルク伝達ポイントの学習制御の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１ エンジン
４ 前後進切り換え機構
５ 無段変速機
１０ プライマリプーリ
１１ セカンダリプーリ
２０ コントロールユニット
２１ 車速センサ
２３ プライマリプーリ回転数センサ
３０ クラッチ圧調整装置

Claims (3)

1. 油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、
   油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するＶベルトとを備えたベルト式無段変速機において、
   前記プライマリプーリにエンジンからのトルクを選択的に伝達するクラッチと、
   前記プライマリプーリの回転数を検出するパルスセンサと、
   車両停止時に、選択された走行レンジに対応して前記クラッチを非締結状態から締結状態へ変化させ、締結状態へ変化するときに前記パルスセンサが出力するパルス信号を検出し、最初に検出したパルス信号の検出時の前記クラッチに作用する油圧に基づいて、前記クラッチが締結状態へと切り換わる締結油圧を推定する制御手段と、を備えたことを特徴とするベルト式無段変速機の油圧制御装置。
2. 前記制御手段は、前記締結油圧の推定を所定回数繰り返し、推定した締結油圧から最終的な締結油圧を設定し、この締結油圧に基づいて車両停止時の前記クラッチに作用する油圧を制御することを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機の油圧制御装置。
3. 前記制御手段は、車両停止時の前記クラッチの油圧を前記締結油圧より所定油圧だけ低い油圧となるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載のベルト式無段変速機の油圧制御装置。