JP2014214791A - Control device of transmission of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力軸と出力軸との間に、変速比が異なる2つの動力伝達経路が並列に設けられた車両用変速機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle transmission in which two power transmission paths having different speed ratios are provided in parallel between an input shaft and an output shaft.
車両の駆動力源として用いられている一般的なエンジンは、回転数の増大に応じて出力トルクが大きくなる特性を有している。それに対して、車両に要求される駆動力は、通常、低車速の場合に相対的に大きくなり、高車速の場合には相対的に小さくなる。すなわち、エンジンを駆動力源とする車両が走行する際には、エンジンの出力特性とは逆傾向のトルクが要求される。また、エンジンを運転する場合、そのエンジンの効率が良くなる運転点は限られている。そのため、エンジンを駆動力源とする車両では、変速比を適宜に変化させることのできる変速機が搭載されている。そして、その変速機で車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて変速比を適宜に設定することにより、必要とする駆動力を得るとともに、エンジンを効率の良い運転点で運転できるようになっている。 A general engine used as a driving force source of a vehicle has a characteristic that an output torque increases as the rotational speed increases. On the other hand, the driving force required for the vehicle is usually relatively large at low vehicle speeds and relatively small at high vehicle speeds. That is, when a vehicle using an engine as a driving force source travels, torque having a tendency opposite to that of the engine output characteristics is required. Further, when an engine is operated, there are limited operating points at which the efficiency of the engine is improved. Therefore, a vehicle that uses an engine as a driving force source is equipped with a transmission that can appropriately change the gear ratio. Then, by setting the gear ratio appropriately based on the vehicle running state such as the vehicle speed and the accelerator opening with the transmission, the required driving force can be obtained and the engine can be operated at an efficient operating point. It has become.
上記のような車両に搭載される変速機のうち、変速段毎に段階的に変速比を設定する有段変速機では、設定する変速比に段差があるため、エンジンを常に効率の良い運転点で運転することはできない。例えば、効率の良い運転点におけるエンジンの回転数が、2つの変速段の間の変速比で設定できる回転数であった場合には、一方の変速段から他方の変速段に切り替わるまでの間の運転状態では効率が低下してしまう。そこで最近では、有段変速機に替えて、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機を搭載した車両の普及が進んでいる。 Among the transmissions mounted on the vehicle as described above, in a stepped transmission that sets the gear ratio step by step for each gear step, there is a step in the gear ratio to be set, so the engine is always operated efficiently. You cannot drive at. For example, when the engine speed at an efficient operating point is a speed that can be set by the gear ratio between two gear speeds, the time between the shift from one gear speed to the other gear speed Efficiency is reduced in the operating state. Therefore, in recent years, a vehicle equipped with a continuously variable transmission capable of continuously changing a gear ratio instead of a stepped transmission has been widely used.
車両用の無段変速機としては、ベルト式無段変速機が広く知られている。ベルト式無段変速機は、動力伝達用のベルトと、そのベルトを巻き掛ける溝の幅を変化させることよってベルトの巻き掛け半径が大小に変化する一対のプーリとを有している。そして、それぞれのプーリの溝幅を変化させてベルトの巻き掛け半径を変化させることにより、それら一対のプーリの間で設定する変速比を無段階に変化させるように構成されている。 As a continuously variable transmission for a vehicle, a belt type continuously variable transmission is widely known. The belt-type continuously variable transmission has a power transmission belt and a pair of pulleys whose belt winding radius changes in size by changing the width of a groove around which the belt is wound. The gear ratio set between the pair of pulleys is changed steplessly by changing the groove width of each pulley to change the winding radius of the belt.
さらに、無段変速機の最大変速比よりも大きい変速比を設定するため、あるいは、無段変速機の最小変速比よりも小さい変速比を設定するために、ベルト式の無段変速機構と歯車式の有段変速機構とを組み合わせた変速機の構成が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された構成の変速機では、無段変速機構と有段変速機構との間で動力伝達経路を切り替えることにより、無段変速機で設定可能な最大変速比よりも大きな変速比、もしくは、最小変速比よりも小さな変速比を設定することができる。その結果、変速機全体として設定可能な変速比の幅を拡大することができる。
Further, in order to set a speed ratio larger than the maximum speed ratio of the continuously variable transmission or to set a speed ratio smaller than the minimum speed ratio of the continuously variable transmission, a belt-type continuously variable transmission mechanism and
そして、この特許文献1に記載された変速機の制御装置では、上記のような無段変速機構と有段変速機構とを並列に設けた変速機を制御対象にして、有段変速機構を介して動力を伝達する有段伝達経路から、無段変速機構を介して動力を伝達する無段伝達経路への切り替えを行う場合に、その切り替えが完了するまで無段変速機構における変速を禁止するように構成されている。
In the transmission control apparatus described in
なお、特許文献2には、入力軸と出力軸との間に、固定伝達比を有する直結駆動経路と、無段変速装置を備えた無段変速経路とを並列に設け、直結駆動中に無段変速装置を空転させるようにした直結機構付き無段変速機が記載されている。そして、この特許文献2には、上記のような直結機構付き無段変速機を制御対象にして、無段変速駆動から直結駆動へ切り替わった際に、出力軸回転数が設定回転数以上の場合には、無段変速装置を直結駆動への切り替え時における最終変速機よりも低速比側の目標変速比に制御する制御方法が記載されている。
In
上記のように、無段変速機構に対して有段変速機構を並列させて変速機を構成することにより、変速機全体として設定することが可能な変速比の幅を拡大することができる。その反面、無段変速機構と有段変速機構との間で動力の伝達経路を切り替える際に無段変速機構で変速が行われると、無段変速機構において設定される変速比と有段変速機構において設定される変速比との乖離が大きくなってしまう。その結果、切り替えの際のショックが大きくなってしまったり、切り替え後に駆動力が不足してしまったり、あるいは必要以上にエンジン回転数が増大してしまったりする可能性がある。
As described above, by configuring the transmission by arranging the stepped transmission mechanism in parallel with the continuously variable transmission mechanism, the range of the transmission ratio that can be set for the entire transmission can be increased. On the other hand, when the power transmission path is switched between the continuously variable transmission mechanism and the stepped transmission mechanism, the gear ratio set in the continuously variable transmission mechanism and the stepped transmission mechanism are changed. The deviation from the gear ratio set in
そのような課題に対して、上記の特許文献1に記載された変速機の制御装置では、有段変速機構から無段変速機構への切り替えが完了するまでの間、無段変速機構における変速を禁止して変速比を固定することにより、切り替え時の変速ショックを軽減し、また、所望する動力性能を得ることができる、とされている。
In response to such a problem, the transmission control device described in
しかしながら、特許文献1に記載された変速機の制御装置のように、有段変速機構から無段変速機構への切り替えの際に、無段変速機構における変速を禁止して変速比を固定する場合には、無段変速機構における目標変速比に対する実変速比の追従性が低下してしまう。具体的には、図12のタイムチャートに示すように、時刻t1で有段変速機構から無段変速機構へのいわゆる切替変速が開始されると、変速比が有段変速機構の変速比から無段変速機構の変速比へ切り替わることに伴い、実エンジン回転数もしくはそれに相当する実入力軸回転数が、時刻t1から時刻t2にかけて低下する。このとき、無段変速機構の変速比が固定されているので、燃費最適線上で無段変速機構を制御するための本来の目標入力軸回転数と、実入力軸回転数との間に乖離が生じている。目標入力軸回転数に対して実入力軸回転数が乖離した状態は、すなわち、無段変速機構の運転点が燃費最適線上から外れている状態であり、この状態が長くなると、その分、車両の燃費が悪化してしまう。
However, as in the transmission control device described in
そして、上記のように時刻t2で有段変速機構から無段変速機構へ切り替わることにより、無段変速機構における変速比の固定が解除され、実入力回転数は本来の目標入力軸回転数に向けて追従するようになる。しかしながら、実入力回転数が本来の目標入力軸回転数に対して適切に追従した状態になる、すなわち、実質的に切替変速が完了した状態になるまでには、更に時刻t2から時刻t3までの期間を要することになる。 Then, by switching from the stepped transmission mechanism to the continuously variable transmission mechanism at time t2 as described above, the fixed speed ratio in the continuously variable transmission mechanism is released, and the actual input rotational speed is directed to the original target input shaft rotational speed. To follow. However, until the actual input rotational speed appropriately follows the original target input shaft rotational speed, that is, until the switching gear shift is substantially completed, the time from time t2 to time t3 is further increased. It will take time.
このように、有段変速機構から無段変速機構への切替変速の際に無段変速機構変速比を固定した場合には、無段変速機構の変速制御における追従性が低下することにより、燃費最適線上で無段変速機構を制御するための目標回転数に対して実回転数が乖離した状態が長くなる。また、切替変速に要する時間も長くなる。その結果、車両の燃費が悪化してしまい、また、切替変速の際に運転者に対して違和感を与えてしまう可能性もある。 As described above, when the continuously variable transmission mechanism speed ratio is fixed at the time of switching from the stepped transmission mechanism to the continuously variable transmission mechanism, the follow-up performance in the shift control of the continuously variable transmission mechanism is reduced. A state in which the actual rotational speed deviates from the target rotational speed for controlling the continuously variable transmission mechanism on the optimum line becomes longer. In addition, the time required for the switching shift becomes longer. As a result, the fuel consumption of the vehicle deteriorates, and the driver may feel uncomfortable during the switching shift.
この発明は上述した技術的課題に着目してなされたものであり、無段変速機構を含む伝動経路と、例えば歯車式の有段変速機構のように無段変速機構とは異なる他の伝動機構を含む伝動経路とを並列に備えた車両用の自動変速機を制御対象にして、それら2つの伝動経路の間の切り替えを適切に行うことができる車両用変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and includes a transmission path including a continuously variable transmission mechanism and another transmission mechanism different from the continuously variable transmission mechanism such as a gear-type stepped transmission mechanism. An automatic transmission for a vehicle having a transmission path including a parallel transmission path as a control target, and a control device for a vehicle transmission capable of appropriately switching between the two transmission paths is provided. It is the purpose.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、車両のエンジンからトルクが入力される入力軸と出力部材へトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速が可能な第1変速機構を備えた第1伝動経路と、前記第1変速機構とは設定する変速比が異なる第2変速機構を備えた第2伝動経路とが並列に設けられ、前記第1伝動経路および前記第2伝動経路のいずれか一方を経由して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行う車両用変速機の制御装置において、前記エンジンもしくは前記入力軸の実際の実回転数を目標回転数に追従させる変速を実行するとともに、前記動力伝達を行う経路を前記第1伝達経路と前記第2伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、前記切替変速を実行する際に、前記切替変速が開始された後から前記実回転数が前記目標回転数に追従して前記切替変速が完了するまでの間の切替変速時間を推定する推定手段と、推定された前記切替変速時間を基に前記切替変速の実際の開始時期を変更して調整する調整手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a transmission gear ratio is continuously changed between an input shaft to which torque is input from an engine of a vehicle and an output shaft that outputs torque to an output member. A first transmission path provided with a first transmission mechanism capable of continuously variable transmission and a second transmission path provided with a second transmission mechanism having a different transmission ratio set from the first transmission mechanism are provided in parallel. In a control device for a vehicle transmission that transmits power between the input shaft and the output shaft via one of the first transmission path and the second transmission path, the engine or the input shaft Execution means for executing a shift to change the actual transmission speed to the target rotation speed and switching a path for performing the power transmission between the first transmission path and the second transmission path; When performing the switching shift , An estimation means for estimating a switching shift time from the start of the switching shift until the actual rotation speed follows the target rotation speed and the switching shift is completed, and the estimated switching shift time And an adjusting means for changing and adjusting the actual start timing of the switching gear shift.
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記調整手段が、前記切替変速時間の分だけ前記開始時期を早める手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用変速機の制御装置。制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the adjusting means includes means for advancing the start timing by the switching shift time. Machine control device. It is a control device.
そして、請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記調整手段が、前記切替変速時間の分だけ前記開始時期を遅らせる手段を含むことを特徴とする制御装置である。 A third aspect of the present invention is the control device according to the first aspect, wherein the adjusting means includes means for delaying the start timing by the switching shift time.
請求項1の発明によれば、変速機の入力軸と出力軸との間で動力伝達を行う伝動経路を、第1伝動経路と第2伝動経路との間で切り替える場合、すなわち、切替変速を実行する場合に、その切替変速の実行が指示されてから、エンジンもしくは入力軸の実回転数が所望の目標回転数に追従して切替変速が完了するまでの時間が、切替変速時間として推定される。そして、その推定された切替変速時間に基づいて切替変速の実際の開始時期が調整される。そのため、切替変速を適切なタイミングで実行することができ、その結果、車両の燃費を向上させることができる。また、切替変速のタイミングが適切でないことに起因して運転者に違和感や変速ショックを与えてしまう事態を回避もしくは抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the transmission path for transmitting power between the input shaft and the output shaft of the transmission is switched between the first transmission path and the second transmission path, that is, the switching shift is performed. When executing, the time from when the execution of the switching shift is instructed until the actual speed of the engine or the input shaft follows the desired target speed and the switching shift is completed is estimated as the switching shift time. The Then, the actual start timing of the switching shift is adjusted based on the estimated switching shift time. Therefore, the switching shift can be executed at an appropriate timing, and as a result, the fuel consumption of the vehicle can be improved. In addition, it is possible to avoid or suppress a situation in which the driver feels uncomfortable or a shift shock due to an inappropriate timing of the switching shift.
また、請求項2の発明によれば、上記のように切替変速の開始時期が調整される場合、推定された切替変速時間の分だけ切替変速の開始時期が早められる。切替変速は、2つの異なる伝動経路の間で動力伝達の切り替えを行うため、瞬時には実行できない。したがって、従来の制御では、切替変速の実行中に、無段変速を行う第1変速機構の変速比が最適な運転状態を実現するための目標変速比から乖離する時間が長くなる。それに対して、この発明では、上記のように、切替変速の開始時期が切替変速時間の分だけ早くなるように調整されるため、第1変速機構の変速比と目標変速比との乖離を防止もしくは抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the switching shift start timing is adjusted as described above, the switching shift start timing is advanced by the estimated switching shift time. The switching speed change cannot be executed instantaneously because the power transmission is switched between two different transmission paths. Therefore, in the conventional control, the time during which the gear ratio of the first transmission mechanism that performs the continuously variable transmission deviates from the target gear ratio for realizing the optimum driving state becomes longer during execution of the switching gear shift. On the other hand, in the present invention, as described above, since the start timing of the switching gear shift is adjusted so as to be advanced by the switching gear shifting time, the deviation between the gear ratio of the first transmission mechanism and the target gear ratio is prevented. Or it can be suppressed.
そして、請求項3の発明によれば、上記のように切替変速の開始時期が調整される場合、推定された切替変速時間の分だけ切替変速の開始時期が遅らせられる。特に、車両が低車速で走行する領域では、エンジンの燃費に有利なようにエンジン回転数が低く抑えるように制御される。この状態で第1変速機構における無段変速でエンジン回転数を一定に保とうとすると、無段変速の変速速度が速いことから、切替変速の途中で無段変速による変速が行われることになる。したがって、従来の制御では、切替変速の実行中に運転者に対して違和感や変速ショックを与えてしまう可能性があった。それに対して、この発明では、上記のように切替変速の開始時期が遅くなるように調整されるため、第1変速機構における無段変速が安定した後に切替変速が実行されることになる。その結果、切替変速中に、運転者に違和感や変速ショックを与えてしまう事態を回避もしくは抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the switching shift start timing is adjusted as described above, the switching shift start timing is delayed by the estimated switching shift time. In particular, in an area where the vehicle travels at a low vehicle speed, the engine speed is controlled to be low so as to be advantageous to the fuel consumption of the engine. In this state, if it is attempted to keep the engine speed constant by continuously variable transmission in the first transmission mechanism, the speed of the continuously variable transmission is high, and therefore the shift by the continuously variable transmission is performed during the switching shift. Therefore, in the conventional control, there is a possibility that the driver feels a sense of discomfort or a shift shock during the execution of the switching shift. On the other hand, in the present invention, since the start timing of the switching gear shift is adjusted as described above, the switching gear shift is executed after the continuously variable transmission in the first transmission mechanism is stabilized. As a result, it is possible to avoid or suppress a situation in which the driver feels a sense of discomfort or a shift shock during the switching shift.
この発明に係る制御装置は、車両に搭載される自動変速機を制御の対象としている。特に、この発明で制御の対象とする自動変速機は、入力軸と出力軸との間に、第1変速機構を備えた第1伝動経路と、第2変速機構を備えた第2伝動経路とが形成されている。それら第1伝動経路および第2伝動経路は、入力軸と出力軸との間で互いに並列に配置されている。そして、それら第1伝動経路および第2伝動経路のいずれか一方が選択されて、自動変速機の入力軸と出力軸との間でトルクを伝達するように構成されている。 The control device according to the present invention targets an automatic transmission mounted on a vehicle. In particular, an automatic transmission to be controlled in the present invention includes a first transmission path having a first transmission mechanism and a second transmission path having a second transmission mechanism between an input shaft and an output shaft. Is formed. The first transmission path and the second transmission path are arranged in parallel between the input shaft and the output shaft. Then, either one of the first transmission path and the second transmission path is selected, and the torque is transmitted between the input shaft and the output shaft of the automatic transmission.
上記の第1伝動経路に設けられた第1変速機構は、この自動変速機の主変速部を構成している。そしてその第1変速機構は、変速比を連続的に変化させることが可能な変速機構であり、例えばベルト式無段変速機構により構成されている。一方、第2伝動経路に設けられた第2変速機構は、この自動変速機の副変速部を構成している。そしてその第2変速機構は、例えば歯車伝動機構により構成されている。また、その歯車伝動機構は、上記のベルト式無段変速機構では設定できない変速比を設定するように構成されている。したがって、歯車伝動機構は、複数の歯車を噛み合わせて構成されていて、そのギヤ比(歯数の比)によって設定される変速比が、ベルト式無段変速機構の最大変速比より大きい変速比となるように、あるいはベルト式無段変速機構の最小変速比より小さい変速比となるように構成されている。なお、この自動変速機を車両に搭載する場合には、例えば、車両が発進する際の大きいトルクがベルト式無段変速機構に掛からないようにするために、歯車伝動機構は、ベルト式無段変速機構の最大変速比よりも大きい変速比を設定できるように構成することが好ましい。また、走行中の車両におけるエンジンの回転数を低くして燃費を低下させるためには、歯車伝動機構はベルト式無段変速機構の最小変速比より小さい変速比を設定できるように構成することが好ましい。 The first transmission mechanism provided in the first transmission path constitutes a main transmission unit of the automatic transmission. The first speed change mechanism is a speed change mechanism capable of continuously changing the speed change ratio, and is constituted by, for example, a belt-type continuously variable speed change mechanism. On the other hand, the second speed change mechanism provided in the second transmission path constitutes a sub-transmission portion of the automatic transmission. The second transmission mechanism is constituted by, for example, a gear transmission mechanism. Further, the gear transmission mechanism is configured to set a gear ratio that cannot be set by the belt type continuously variable transmission mechanism. Therefore, the gear transmission mechanism is configured by meshing a plurality of gears, and the gear ratio set by the gear ratio (ratio of the number of teeth) is larger than the maximum gear ratio of the belt-type continuously variable transmission mechanism. Or a gear ratio smaller than the minimum gear ratio of the belt-type continuously variable transmission mechanism. When this automatic transmission is mounted on a vehicle, for example, the gear transmission mechanism is a belt-type continuously variable transmission so that a large torque when the vehicle starts is not applied to the belt-type continuously variable transmission mechanism. It is preferable to configure so that a gear ratio larger than the maximum gear ratio of the speed change mechanism can be set. Further, in order to reduce the engine speed in a traveling vehicle and reduce the fuel consumption, the gear transmission mechanism can be configured to be able to set a gear ratio smaller than the minimum gear ratio of the belt-type continuously variable transmission mechanism. preferable.
上記のような自動変速機の具体的な構成の一例を図1に示してある。この発明で制御の対象とする自動変速機1は、車両Veに搭載される変速機であり、車両Veの駆動力源であるエンジン2に連結されて用いられる。具体的には、エンジン2の出力軸2aに、例えばロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ3が連結されている。このトルクコンバータ3は従来知られている構成のものである。例えば、フロントカバー3aと一体のポンプインペラー3bに対向してタービンランナー3cが配置されている、これらポンプインペラー3bとタービンランナー3cとの間には、一方向クラッチ(図示せず)を介して保持されたステータ3dが配置されている。さらに、タービンランナー3cと一体となって回転するロックアップクラッチ4が、フロントカバー3aの内面に対向して配置されている。そして、ロックアップクラッチ4を挟んだ両側の圧力差に応じて、ロックアップクラッチ4がフロントカバー3aの内面に接触してトルクを伝達する係合状態、および、フロントカバー3aの内面から離れてトルクの伝達を遮断する開放状態が設定されるように構成されている。
An example of a specific configuration of the automatic transmission as described above is shown in FIG. The
上記のトルクコンバータ3におけるタービンランナー3cに、自動変速機1の入力軸5が連結されている。そして、入力軸5と同一軸線上に、前後進切替機構6が配置されている。この前後進切替機構6は、エンジン2から出力されたトルクをその回転方向を変えずに後述のカウンタ軸10aに伝達する前進状態と、エンジン2から出力されたトルクをその回転方向を反転してカウンタ軸10aに伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。
The
上記の前後進切替機構6は、この図1に示す例では、3つの回転要素が互いに差動作用をなすいわゆる差動機構によって構成されている。具体的には、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって前後進切替機構6が構成されている。この前後進切替機構6を構成しているダブルピニオン型の遊星歯車機構は、外歯歯車であるサンギヤ6a、サンギヤ6aと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ6b、サンギヤ6aに噛み合っている第1ピニオンギヤ6c、第1ピニオンギヤ6cならびにリングギヤ6bに噛み合っている第2ピニオンギヤ6d、および、第1ピニオンギヤ6cならびに第2ピニオンギヤ6dを自転かつ公転可能に保持しているキャリア6eを備えている。そして、上記のサンギヤ6aに入力軸5が連結されていている。したがって、サンギヤ6aが入力要素となっている。また、リングギヤ6bの回転を選択的に止めるブレーキ機構Bが設けられている。したがって、リングギヤ6bが反力要素となっている。なお、ブレーキ機構Bは、ケーシングなどの固定部7とリングギヤ6bとの間に設けられている。このブレーキ機構Bは、例えば多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成することができる。
In the example shown in FIG. 1, the forward / reverse switching mechanism 6 is constituted by a so-called differential mechanism in which three rotating elements make a differential action with each other. Specifically, the forward / reverse switching mechanism 6 is configured by a double pinion type planetary gear mechanism. The double pinion type planetary gear mechanism constituting the forward / reverse switching mechanism 6 is engaged with a
そして、キャリア6eが出力要素となっている。このキャリア6eとサンギヤ6aもしくは入力軸5との間に、これらキャリア6eとサンギヤ6aとを連結して遊星歯車機構の全体を一体回転させるための第1クラッチ機構C1が設けられている。この第1クラッチ機構C1は、前後進切替機構6を前進状態に設定するためのものである。この第1クラッチ機構C1は、トルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。したがって、第1クラッチ機構C1は、摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよい。ただし、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。
The
入力軸5のエンジン2と反対側(図1に示す例では左側)の端部に、ベルト式無段変速機構(CVT)8が配置されている。このCVT8は、従来知られている構成のものである。すなわち、駆動側の回転部材であるプライマリプーリ8aと、従動側の回転部材であるセカンダリプーリ8bと、これらのプライマリプーリ8aおよびセカンダリプーリ8bに巻き掛けられたベルト8cとを備えている。そして、プライマリプーリ8aおよびセカンダリプーリ8bは、ベルト8cが巻き掛けられている溝の幅を変化させることにより、ベルト8cの巻き掛け半径が大小に変化するように構成されている。すなわち、ベルト8cが巻き掛けられている溝幅を変化させて変速比を変更するように構成されている。
A belt type continuously variable transmission mechanism (CVT) 8 is disposed at the end of the
プライマリプーリ8aは、入力軸5と同一軸線上で、上記の前後進切替機構6を挟んでエンジン2とは反対側に配置されている。このプライマリプーリ8aと一体のプライマリシャフト8dが、前後進切替機構6における入力要素であるサンギヤ6aに連結されている。また、セカンダリプーリ8bは、その回転中心軸線が上記のプライマリプーリ8aの回転中心軸線と平行になるように配置されている。また、セカンダリプーリ8bの回転中心軸線に沿うように設けられたセカンダリシャフト8eを備えている。そして、セカンダリシャフト8eと同一軸線上に、出力軸9が配置されている。したがって、この出力軸9は、前述した入力軸5と平行になっている。
The
そして、この出力軸9とセカンダリシャフト8eとの間に、これら出力軸9とセカンダリシャフト8eとを選択的に連結する第2クラッチ機構C2が設けられている。この第2クラッチ機構C2は、セカンダリプーリ8bと出力軸9との間でのトルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。したがって、摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよい。ただし、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。
A second clutch mechanism C2 that selectively connects the output shaft 9 and the
この発明で制御対象とする自動変速機1は、上記のCVT8と並列に、ギヤ列10が配置されている。このギヤ列10は、複数の歯車から構成される歯車伝動機構である。そして、ギヤ列10は、CVT8とは設定する変速比が異なる変速機構として構成されている。具体的には、CVT8で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定する減速機構、もしくは、CVT8で設定可能な最小変速比より小さい変速比を設定する増速機構として構成されている。この図1に示す例では、ギヤ列10は減速機構として構成されている。
In the
ここで、CVT8は、上記のように、変速比を連続的に変化させることができる構成となっていて、この発明における第1変速機構に相当している。それに対して、ギヤ列10は、上記のようにCVT8とは設定する変速比が異なる構成となっていて、この発明における第2変速機構に相当している。したがって、上記のCVT8を備えた伝動経路、すなわち、入力軸5からCVT8のプライマリプーリ8aおよびセカンダリプーリ8bを介して出力軸9に至る伝動経路が、この発明における第1伝動経路に相当している。それに対して、このギヤ列10を備えた伝動経路、すなわち、入力軸5からこのギヤ列10を介して出力軸9に至る伝動経路が、この発明における第2伝動経路に相当している。
Here, as described above, the
具体的に、ギヤ列10は、入力軸5および出力軸9のそれぞれに対して平行に、カウンタ軸10aが配置されている。カウンタ軸10aの一方(図1に示す例では右側)の端部には、カウンタドリブンギヤ10bがカウンタ軸10aと一体回転するように取り付けられている。そして、このカウンタドリブンギヤ10bに、上述の前後進切替機構6のキャリア6eと一体回転する駆動ギヤ6fが噛み合っている。カウンタドリブンギヤ10bは、駆動ギヤ6fよりも大径の歯車である。そのため、駆動ギヤ6fからカウンタドリブンギヤ10bへの方向には、トルクが増幅されて伝達されるようになっている。
Specifically, in the gear train 10, a
カウンタ軸10aの他方(図1に示す例では左側)の端部には、カウンタドライブギヤ10cがカウンタ軸10aと一体回転するように取り付けられている。このカウンタドライブギヤ10cは、上記のカウンタドリブンギヤ10bよりも小径の歯車である。そして、このカウンタドライブギヤ10cに、上述の出力軸9上で出力軸9に対して相対回転できるように配置された従動ギヤ10dが噛み合っている。この従動ギヤ10dはカウンタドライブギヤ10cよりも大径である。そのため、従動ギヤ10dからカウンタドライブギヤ10cへの方向には、トルクが増幅されて伝達されるようになっている。したがって、ギヤ列10の変速比(ギヤ比)は、上記の駆動ギヤ6fとカウンタドリブンギヤ10bとの間の変速比と、カウンタドライブギヤ10cと従動ギヤ10dとの間の変速比を乗算した変速比となる。この図1に示す例では、ギヤ列10の変速比は、その値がCVT8の最大変速比よりも大きくなるように構成されている。
A counter drive gear 10c is attached to the other end (left side in the example shown in FIG. 1) of the
さらに、従動ギヤ10dを出力軸9に動力伝達可能に連結した状態と、従動ギヤ10dと出力軸9との間の動力伝達を遮断した状態とを選択的に設定するための第3クラッチ機構C3が設けられている。この第3クラッチ機構C3は、係合および開放の2つの状態に切り替わる構成のものであればよい。すなわち、伝達トルク容量が徐々に変化する構成である必要がない。そのため、第3クラッチ機構C3は、ドグクラッチやシンクロナイザーなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。この図1に示す例では、第3クラッチ機構C3は、従動ギヤ10dのボス部に形成されたスプラインと、出力軸9のハブに形成したスプラインとにスリーブを嵌合させることにより、従動ギヤ10dを出力軸9に連結するシンクロナイザーによって構成されている。
Further, a third clutch mechanism C3 for selectively setting a state in which the driven
また、出力軸9から所定のギヤ列11およびデファレンシャル12を介して、この発明における出力部材に相当するドライブシャフト13にトルクを出力するように構成されている。すなわち、出力軸9のCVT8と反対側(図1に示す例では右側)の端部に、出力ギヤ9aが取り付けられている。この出力ギヤ9aに噛み合っている大径ギヤ11aが、減速ギヤシャフト11bの一方(図1に示す例では右側)の端部に取り付けられている。減速ギヤシャフト11bの他方(図1に示す例では左側)の端部には、小径ギヤ11cが取り付けられている。この小径ギヤ11cが、デファレンシャル12のリングギヤ12aに噛み合っている。そして、デファレンシャル12は、そのリングギヤ12aを介して伝達されたトルクを、左右のドライブシャフト13から駆動輪(図示せず)に伝達するように構成されている。
The output shaft 9 is configured to output torque to a
そして、この自動変速機1の動作を制御する電子制御装置(ECU)14が設けられている。このECU14は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算を行い、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される変速比の設定などの制御を実行するように構成されている。
An electronic control unit (ECU) 14 that controls the operation of the
一方、ECU14には、各種センサからの検出信号や情報信号が入力されるように構成されている。例えば、入力軸5の回転数を検出する入力軸回転数センサ(図示せず)、出力軸9の回転数を検出する出力軸回転数センサ(図示せず)、運転者のアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ(図示せず)、エンジン2のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ(図示せず)、シフト装置あるいはシフトレバーによって選択されるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ(図示せず)、および車速を求めるため車両の各車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ(図示せず)等からの検出信号が、このECU14に入力されるように構成されている。
On the other hand, the
上記のように構成された自動変速機1は、前進方向に発進する場合、および後進走行する場合に、ギヤ列10を備えたトルク伝達経路(すなわち、この発明における第2伝動経路)を経由して出力軸9にトルクを伝達するように制御される。そして、ある程度車速が増大した状態での前進走行する場合には、CVT8を備えたトルク伝達経路(すなわち、この発明における第1伝動経路)を経由して入力軸5から出力軸9にトルクを伝達するように制御される。例えば、図示しないシフト装置あるいはシフトレバーによってドライブポジションが選択されると、第1クラッチ機構C1および第3クラッチ機構C3が係合させられ、また第2クラッチ機構C2およびブレーキ機構Bが開放させられる。
The
自動変速機1を制御する際の各係合機構の係合および開放の状態を、図2の表にまとめて示してある。なお、この図2で「ON」は係合していることを示し、「OFF」は開放していることを示している。
The state of engagement and disengagement of each engagement mechanism when controlling the
前進方向への発進時には、各係合機構を図2の表に示すように設定することにより、エンジン2が出力したトルクは、入力軸5を介して前後進切替機構6のサンギヤ6aに伝達される。また第1クラッチ機構C1を介してキャリア6eに伝達される。この場合、前後進切替機構6はその2つの回転要素が第1クラッチ機構C1によって連結されているので、前後進切替機構6の全体が一体化されている。したがって、前後進切替機構6は増速作用および減速作用のいずれも生じずに、入力されたトルクをキャリア6eから駆動ギヤ6fに伝達する。また、ギヤ列10における従動ギヤ10dが、第3クラッチ機構C3によって出力軸9に連結されているので、入力軸5のトルクはギヤ列10を介して出力軸9に伝達される。そして、出力ギヤ9aからギヤ列11およびデファレンシャル12を介して左右の駆動輪にトルクが伝達され、車両が発進する。
When starting in the forward direction, the torque output by the
上記のように、発進時にはギヤ列10を経由して入力軸5から出力軸9にトルクが伝達されてギヤ列10が減速機構として機能する。その場合の変速比はCVT8で設定できる最大変速比より大きい変速比となる。その結果、車両としては大きい駆動力を得ることができる。また、CVT8には発進時の大きいトルクが掛からない。そのため、CVT8の伝達トルク容量を設定する油圧を高くする必要がない。したがって、油圧を発生させるための動力の消費が少なくなって燃費を改善することができ、また、CVT8の耐久性を向上させることができる。
As described above, torque is transmitted from the
発進後、予め決められている所定の車速にまで増速した場合は、CVT8の変速比が最大変速比もしくはそれに近い変速比に設定された状態で、第1クラッチ機構C1が開放される。それとともに、第2クラッチ機構C2が係合させられる。この場合、前後進切替機構6は、ブレーキ機構Bが開放されている状態で、更に第1クラッチ機構C1が開放されるので、いわゆる自由回転する状態になる。その結果、入力軸5とギヤ列10との間の動力伝達が遮断される。これに対して、セカンダリプーリ8bが第2クラッチ機構C2によって出力軸9に連結される。その結果、入力軸5と出力軸9とが、CVT8を経由してトルクを伝達するように連結される。したがって、CVT8による変速比を徐々に減少させること、あるいは車速とアクセル開度とに応じて変化させることにより、エンジン回転数を燃費の良い回転数に設定することができる。
When the vehicle speed is increased to a predetermined vehicle speed after starting, the first clutch mechanism C1 is released with the gear ratio of the
上記のようにギヤ列10を経由するトルクの伝達状態からCVT8を経由するトルクの伝達状態に切り替える場合、ギヤ列10による変速比がCVT8の最大変速比より大きいことから、変速比あるいは駆動力が変化することになる。したがって、第1クラッチ機構C1を開放し、かつ第2クラッチ機構C2を係合させる場合には、過渡的にそれら第1クラッチ機構C1および第2クラッチ機構C2をそれぞれ滑り係合制御する。すなわち、第2クラッチ機構C2の係合圧が徐々に増大させられて、その伝達トルク容量が次第に増大させられる。それとともに、第1クラッチ機構C1の係合圧が徐々に低下させられて、その伝達トルク容量が次第に減少させられる。この制御は、従来、クラッチ・トゥ・クラッチ制御として知られている制御である。こうすることにより、出力軸9のトルクが滑らかに変化して変速ショックを抑制することができる。
When switching from the torque transmission state via the gear train 10 to the torque transmission state via the
一方、後進走行する場合には、図2に示すように、第1クラッチ機構C1および第2クラッチ機構C2が開放されるとともに、第3クラッチ機構C3およびブレーキ機構Bが係合させられる。この場合、前後進切替機構6は、リングギヤ6bがブレーキ機構Bによって固定された状態でサンギヤ6aにエンジン2からのトルクが入力される。そのため、キャリア6eがサンギヤ6aに対して反対方向に回転する。したがって、前進走行の際の発進時と同様に、ギヤ列10を経由して入力軸5から出力軸9にトルクが伝達され、かつ出力軸9が後進走行する方向に回転する。この場合の変速比は、ギヤ列10による変速比と、前後進切替機構6を構成している遊星歯車機構による変速比とを乗算した変速比となる。そして、出力ギヤ9aからギヤ列11およびデファレンシャル12を介して左右の駆動輪にトルクが伝達され、後進走行する。
On the other hand, when traveling backward, as shown in FIG. 2, the first clutch mechanism C1 and the second clutch mechanism C2 are released, and the third clutch mechanism C3 and the brake mechanism B are engaged. In this case, in the forward / reverse switching mechanism 6, torque from the
そして、図2に示すように、第1クラッチ機構C1および第2クラッチ機構C2をいずれも開放させることにより、エンジン2と出力軸9との間の動力伝達を遮断したニュートラル状態を設定することができる。このように、第1クラッチ機構C1、第2クラッチ機構C2、第3クラッチ機構C3、およびブレーキ機構Bの係合・開放状態を制御して、前後進切替機構6の動作を制御することにより、前進状態、後進状態、およびニュートラル状態をそれぞれ設定することができる。言い換えると、動力源と同じ回転方向のトルクを出力軸9から出力する正転状態、動力源と反対の回転方向のトルクを出力軸9から出力する反転状態、および動力源と出力軸9との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態のいずれかを選択的に設定することができる。
Then, as shown in FIG. 2, the neutral state in which the power transmission between the
上記のように、この発明で制御対象にしている自動変速機1は、CVT8を備えた第1伝動経路とギヤ列10を備えた第2伝動経路との間で切替変速を行う場合に、クラッチ・トゥ・クラッチ制御を実行することにより、切り替え時のクラッチ機構における係合ショックを抑制することができる。そして、そのような切替変速を実行する際に、従来の制御技術では、第1伝動経路と第2伝動経路との間の変速比の格差の増大を防ぐために、例えば切替変速のためのクラッチ・トゥ・クラッチ制御の実行中はCVT8の変速比を固定するようにしている。しかしながら、前述したように、切替変速を実行する際にCVT8の変速比を固定した場合は、切替変速が実行される間にCVT8における実変速比と目標変速比との乖離が増長し、その結果、車両Veの燃費が悪化してしまったり、運転者に対して違和感を与えてしまったりする可能性があった。
As described above, the
そこで、この発明に係る制御装置では、上記のような切替変速を実行する際に、車両Veの燃費を悪化させることなく、かつ、運転者に違和感やショックを与えることのないよう、適切に切替変速を実行することができるように構成されている。以下、その制御例を説明する。 Therefore, in the control device according to the present invention, when performing the above-described switching shift, switching is appropriately performed so as not to deteriorate the fuel consumption of the vehicle Ve and to give the driver a sense of incongruity or shock. It is comprised so that shifting can be performed. Hereinafter, an example of the control will be described.
(第1制御例)
図3は、この発明に係る制御装置により実行される第1制御例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図3において、先ず、目標トータル変速比が求められる(ステップS1)。この目標トータル変速比は、自動変速機1で設定すべき変速比、すなわち入力軸5の入力軸回転数と出力軸9の出力軸回転数との比である。具体的には、運転者の駆動力要求を満たし、かつ適切な燃費で車両Veを走行させるための変速比の目標値として、車両Veの現時点での車速、およびアクセル開度もしくはアクセル開度に対応するエンジン2のスロットル開度に基づいて求められる。
(First control example)
FIG. 3 is a flowchart for explaining a first control example executed by the control device according to the present invention. The routine shown in this flowchart is repeatedly executed every predetermined short time. In FIG. 3, first, a target total gear ratio is obtained (step S1). This target total gear ratio is a gear ratio to be set in the
ステップS1で目標トータル変速比が求められると、その目標トータル変速比が無段変速閾値(最大無段変速比)よりも大きいか否かが判断される(ステップS2)。これは、言い換えると、ステップS1で求めた目標トータル変速比が無段変速領域内の変速比であるか否かを判断するものである。なお、ここで説明する制御例では、自動変速機1が、ギヤ列10で設定する変速比がCVT8で設定可能な最大無段変速比よりも大きい構成であることを前提としている。したがって、このステップS2では、目標トータル変速比が無段変速閾値よりも大きいか否か、すなわち目標トータル変速比が無段変速領域内の変速比であるか否かが判断される。自動変速機1が、ギヤ列10で設定する変速比がCVT8で設定可能な最小無段変速比よりも小さい構成である場合には、目標トータル変速比が無段変速閾値(すなわち、この場合は最小無段変速比)よりも小さいか否かが判断される。
When the target total speed ratio is obtained in step S1, it is determined whether or not the target total speed ratio is larger than a continuously variable speed threshold (maximum continuously variable speed ratio) (step S2). In other words, it is determined whether or not the target total speed ratio obtained in step S1 is a speed ratio in the continuously variable speed range. In the control example described here, it is assumed that the
このステップS2における判断は、具体的には、図4に示すようなマップを用いて行うことができる。すなわち、求められた目標トータル変速比を図4に示すマップに当てはめ、その目標トータル変速比が、固定変速領域に属しているかもしくは無段変速領域に属しているかを判断することにより、目標トータル変速比が無段変速領域内の変速比であるか否かを判断することができる。 Specifically, the determination in step S2 can be performed using a map as shown in FIG. That is, the obtained target total speed ratio is applied to the map shown in FIG. 4, and the target total speed ratio is determined by determining whether the target total speed ratio belongs to the fixed speed range or the continuously variable speed range. It can be determined whether or not the ratio is a gear ratio within the continuously variable transmission region.
この図4に示すマップは、切替変速判断用のマップであり、自動変速機1の構成に基づいて予め設定されている。この切替変速判断用マップは、図4に示すとおり、ギヤ列10を備えた第2伝動経路で設定する変速比の領域を決めた固定変速領域と、CVT8を備えた第1伝動経路で設定する変速比の領域を決めた無段変速領域とでの2つの領域で表されるシンプルなマップである。このようなシンプルなマップを適用することにより、切替変速の要否の判断を容易に行うことができる。また、第2伝動経路におけるギヤ列10を複数の変速比を設定可能な有段変速機構として構成した場合に、その有段変速機構における変速制御のための変速線図を、この図4に示す切替変速判断用マップに統合することができる。そのため、変速制御を実行する際のECU14における演算負荷を軽減することができる。またマップ等を記憶するためのメモリ量の増加を抑制することができる。
The map shown in FIG. 4 is a map for determining a switching shift, and is set in advance based on the configuration of the
目標トータル変速比が無段変速閾値よりも大きいこと、すなわち、目標トータル変速比が固定変速領域内に属する変速比であることにより、このステップS2で肯定的に判断された場合は、ステップS3へ進む。そして、目標トータル変速比を、ギヤ列10を備えた第2伝動経路における固定変速で実現する変速制御が実行される。この場合、第1伝動経路におけるCVT8の変速比は、固定変速採用時変速比に設定される。この固定変速採用時変速比は、第1伝動経路から第2伝動経路への切替変速に備えてCVT8の変速比をギヤ列10の変速比に近づけて待機させておくための変速比である。
If the target total speed ratio is larger than the continuously variable speed threshold, that is, the target total speed ratio is a speed ratio belonging to the fixed speed range, if the determination in step S2 is affirmative, go to step S3. move on. Then, gear shift control is executed to realize the target total gear ratio by fixed shift in the second transmission path provided with the gear train 10. In this case, the transmission ratio of the
したがって、この場合は、CVT8の最大無段変速比もしくはそれに近い変速比に設定される。そして、現時点で自動変速機1の動力伝達経路が第1伝動経路に設定されている場合は、その動力伝達経路を第1伝動経路から第2伝動経路へ切り替える切替変速が併せて実行される。現時点で自動変速機1の動力伝達経路が第2伝動経路に設定されている場合には、その状態が維持されて、ギヤ列10を介した変速制御が継続される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
Therefore, in this case, the maximum continuously variable transmission ratio of
一方、目標トータル変速比が無段変速閾値以下であること、すなわち、目標トータル変速比が無段変速領域内に属する変速比であることにより、ステップS2で否定的に判断された場合には、ステップS4へ進む。そして、目標トータル変速比を、CVT8を備えた第1伝動経路における無段変速で実現する変速制御が実行される。そして、現時点で自動変速機1の動力伝達経路が第2伝動経路に設定されている場合は、その動力伝達経路を第2伝動経路から第1伝動経路へ切り替えられる。すなわち、第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速が併せて実行される。現時点で自動変速機1の動力伝達経路が第1伝動経路に設定されている場合には、その状態が維持されて、CVT8による無段変速制御が継続される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the target total gear ratio is equal to or less than the continuously variable transmission threshold value, that is, if the target total gear ratio is a gear ratio belonging to the continuously variable transmission region, a negative determination is made in step S2, Proceed to step S4. Then, shift control is executed to achieve the target total gear ratio by continuously variable transmission in the first transmission path provided with CVT8. If the power transmission path of the
上記の図3のフローチャートに示す第1制御例を実行した場合の、入力軸ならびに出力軸の回転数変化や、目標変速比ならびに実変速比の遷移を、図5のタイムチャートに示してある。この例は、例えば車両Veが停止した後に再発進する場合などのように、ギヤ列10を備えた第2伝動経路を経由して動力伝達を行う状態から、CVT8を備えた第1伝動経路を経由して動力伝達を行う状態へ切り替える場合の例を示している。
The time chart of FIG. 5 shows changes in the rotational speeds of the input shaft and the output shaft, and transitions of the target gear ratio and the actual gear ratio when the first control example shown in the flowchart of FIG. 3 is executed. In this example, the first transmission path provided with
図5のタイムチャートにおいて、時刻t11で運転者のアクセル操作が行われ、車両Veが発進させられると、入力軸5に伝達される実入力回転数が、目標入力軸回転数に追従して徐々に増大する。そして、時刻t12で実入力軸回転数が無段変速時の目標入力軸回転数に達すると、自動変速機1全体に対する目標トータル変速比が徐々に低下させられる。すなわち、目標トータル変速比が、ギヤ列10からCVT8への切替変速に備えて、CVT8の最大無段変速比に近づくように低下させられる。
In the time chart of FIG. 5, when the driver's accelerator operation is performed at time t11 and the vehicle Ve is started, the actual input rotational speed transmitted to the
目標トータル変速比が、時刻t13で無段変速閾値(すなわち、前述したような最大無段変速比もしくはそれに近い変速比)に達すると、ギヤ列10からCVT8への切替変速が実行される。具体的には、目標入力軸回転数が、固定変速採用時の目標入力軸回転数から、無段変速時の目標入力軸回転数へ切り替えられて設定される。そして、時刻t13以降で、自動変速機1ではCVT8を介した動力伝達が行われるとともに、そのCVT8による無段変速制御が実行される。
When the target total gear ratio reaches the continuously variable transmission threshold (that is, the maximum continuously variable gear ratio as described above or a gear ratio close thereto) at time t13, the shift gear shift from the gear train 10 to the
(第2制御例)
図6は、この発明に係る制御装置により実行される第2制御例を説明するためのフローチャートである。前述の第1制御例では、目標トータル変速比が無段変速閾値を越えるまでの間は、実入力軸回転数すなわち実エンジン回転数が上昇することによって、切替変速の際に係合されるクラッチ機構における回転数差が生じる場合や、CVT8の変速比が燃費最適線から外れるために燃費の悪化が生じる場合がある。そこで、この発明は、この第2制御例として示すように、切替変速に要する切替変速時間を考慮して、その切替変速時間分を先行させて切替変速を実行することにより、上記のような課題を解決するように構成されている。なお、この第2制御例では、自動変速機1においてギヤ列10を介して動力を伝達する第2伝動経路が選択されている状態からCVT8を介して動力を伝達する第1伝動経路への切替変速を実行する場合を想定している。
(Second control example)
FIG. 6 is a flowchart for explaining a second control example executed by the control device according to the present invention. In the first control example described above, until the target total gear ratio exceeds the continuously variable transmission threshold, the actual input shaft rotation speed, that is, the actual engine rotation speed is increased, so that the clutch engaged at the time of the switching shift is performed. There may be a case where a rotational speed difference occurs in the mechanism, or a deterioration in fuel consumption may occur because the gear ratio of
図6において、先ず、アクセル開度もしくはエンジン2のスロットル開度、および出力軸回転数を基に、現状で切替変速を実行した場合にその切替変速が完了するまでに要する切替変速時間が推定される(ステップS10)。具体的には、アクセル開度(もしくはスロットル開度)の先読み情報として、アクセル開度センサ(もしくはスロットル開度センサ)によって検出したアクセル開度(もしくはスロットル開度)の微分値が演算される。また、出力軸回転数センサ(もしくは車輪速センサ)によって検出した出力軸回転数(もしくは車速)の先読み情報として、出力軸回転数(もしくは車速)の微分値が演算される。
In FIG. 6, first, based on the accelerator opening or the throttle opening of the
このように、アクセル開度(もしくはスロットル開度)および出力軸回転数(もしくは車速)の微分値を求めることにより、それらアクセル開度(もしくはスロットル開度)および出力軸回転数(もしくは車速)の変化傾向や変化速度を知ることができる。そして、それらアクセル開度(もしくはスロットル開度)および出力軸回転数(もしくは車速)の変化傾向あるいは変化速度から、上記のような切替変速時間を推定することができる。 Thus, by calculating the differential values of the accelerator opening (or throttle opening) and the output shaft rotation speed (or vehicle speed), the accelerator opening (or throttle opening) and the output shaft rotation speed (or vehicle speed) are calculated. You can know the change tendency and change speed. Then, the switching speed as described above can be estimated from the changing tendency or changing speed of the accelerator opening (or throttle opening) and the output shaft speed (or vehicle speed).
上記のようにして求められたアクセル開度(もしくはスロットル開度)の先読み情報および出力軸回転数(もしくは車速)の先読み情報を用いて、切替変速の要否について判断される(ステップS11)。すなわち、この場合は、第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速、すなわち固定変速状態から無段変速状態への切替変速の要否について、推定された切替変速時間の分だけ先行して判断される。 Using the pre-reading information on the accelerator opening (or throttle opening) and the pre-reading information on the output shaft rotational speed (or vehicle speed) obtained as described above, it is determined whether or not a switching shift is necessary (step S11). That is, in this case, the switching shift from the second transmission path to the first transmission path, that is, the necessity of the switching shift from the fixed shifting state to the continuously variable shifting state is preceded by the estimated switching shifting time. To be judged.
具体的には、図7に示すような固定・無段変速切り替え線を記した切替変速マップを用いて行うことができる。この図7に示す切替変速マップは、例えば従来の有段変速機における変速制御で用いられる変速線を記した変速マップと同様に、アクセル開度(もしくはスロットル開度)と出力軸回転数(もしくは車速)とから切替変速の実行時期を決める変速線として、「固定→無段切り替え線」および「無段→固定切り替え線」を記したものである。この図7に示す切替変速マップ上において、「固定→無段切り替え線」を境界線にして出力軸回転数が低い側の領域が、固定変速領域となっている。一方、「固定→無段切り替え線」を境界線にして出力軸回転数が高い側の領域が、無段変速領域となっている。したがって、図7において実線で示す「固定→無段切り替え線」を運転点が出力軸回転数が増大する方向に越えた場合に、第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速の実行開始が判断されるようになっている。また、図7において破線で示す「無段→固定切り替え線」を運転点が出力軸回転数が減少する方向に越えた場合には、第1伝動経路から第2伝動経路への切替変速の実行開始が判断されるようになっている。 Specifically, it can be performed using a switching shift map in which a fixed / stepless switching line as shown in FIG. 7 is shown. The switching shift map shown in FIG. 7 is similar to a shift map showing shift lines used in shift control in a conventional stepped transmission, for example, and the accelerator opening (or throttle opening) and output shaft rotation speed (or As the shift lines for determining the execution timing of the switching shift from the (vehicle speed), “fixed → continuous switching line” and “continuously → fixed switching line” are described. On the switching shift map shown in FIG. 7, a region on the side where the output shaft rotational speed is low with the “fixed to continuously variable switching line” as a boundary line is a fixed shifting region. On the other hand, the region on the side where the output shaft rotational speed is high with the “fixed to continuously variable switching line” as the boundary line is the continuously variable transmission region. Therefore, when the operating point exceeds the “fixed to continuously variable switching line” indicated by the solid line in FIG. 7, the execution of the switching shift from the second transmission path to the first transmission path is started. Is to be judged. In addition, when the operating point exceeds the “stepless → fixed switching line” indicated by the broken line in FIG. 7 in the direction in which the output shaft rotational speed decreases, execution of switching gear shifting from the first transmission path to the second transmission path is performed. The start is judged.
そして、この発明では、この図7に示す切替変速マップに対して、上記のようにして求められたアクセル開度(もしくはスロットル開度)の先読み情報および出力軸回転数(もしくは車速)の先読み情報が当てはめられて、切替変速の要否が判断される。すなわち、推定された切替変速時間が考慮されて、その切替変速時間分早められた条件の下で切替変速の要否が判断される。したがって、この後に切替変速が実行される場合、通常よりも切替変速時間分だけ開始が早められた状態で切替変速が実行されることになる。 In the present invention, the pre-reading information on the accelerator opening (or throttle opening) and the pre-reading information on the output shaft speed (or vehicle speed) obtained as described above with respect to the switching shift map shown in FIG. Is applied to determine whether or not a switching shift is necessary. That is, the estimated shift speed is taken into consideration, and whether or not the shift speed is necessary is determined under a condition that is advanced by the switch speed time. Accordingly, when the switching shift is executed thereafter, the switching shift is executed in a state where the start is advanced by the switching shift time than usual.
未だ第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速の実行判断がないこと、すなわち、自動変速機1の運転点が、図7に示す切替変速マップ上で未だ固定変速領域にあることにより、このステップS11で肯定的に判断された場合は、ステップS12へ進む。そして、ギヤ列10を備えた第2伝動経路を介して動力伝達を行う固定変速の状態が維持されるとともに、第1伝動経路におけるCVT8の変速比が、固定変速採用時変速比に設定される。この固定変速採用時変速比は、第1伝動経路から第2伝動経路への切替変速に備えてCVT8の変速比をギヤ列10の変速比に近づけて待機させておくための変速比である。したがって、この場合は、CVT8の最大無段変速比もしくはそれに近い変速比に設定される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
Since there is still no execution determination of the switching gear shift from the second transmission path to the first transmission path, that is, the operating point of the
これに対して、第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速の実行判断があったこと、すなわち、自動変速機1の運転点が、図7に示す切替変速マップ上で固定変速領域から無段変速領域へ移ったこと、すなわち、運転点が「固定→無段切り替え線」を出力軸回転数が増大する方向に越えたことにより、ステップS11で否定的に判断された場合には、ステップS13へ進む。そして、第1伝動経路のCVT8における目標変速比が求められる。
On the other hand, the execution determination of the switching shift from the second transmission path to the first transmission path has been made, that is, the operating point of the
この発明では、このステップS13においてCVT8の目標変速比を算出する場合も、前述のステップS10で推定されたアクセル開度(もしくはスロットル開度)の先読み情報および出力軸回転数(もしくは車速)の先読み情報が用いられる。すなわち、前述のステップS11における切替変速の要否判断の場合と同様に、推定された切替変速時間が考慮されて、その切替変速時間分早められた条件の下でCVT8の目標変速比が求められる。
In the present invention, even when the target gear ratio of
続いて、自動変速機1全体としての目標変速比(トータル変速比)を、CVT8を備えた第1伝動経路における無段変速で実現する変速制御が実行される。そして、自動変速機1の動力伝達経路が第2伝動経路から第1伝動経路へ切り替えられる。すなわち、ギヤ列10からCVT8への切替変速が併せて実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
Subsequently, shift control is executed to realize a target gear ratio (total gear ratio) as a whole of the
上記の図6のフローチャートに示す第2制御例を実行した場合の、入力軸ならびに出力軸の回転数変化や、目標変速比ならびに実変速比の遷移を、図8のタイムチャートに示してある。この例は、例えば車両Veが停止した後に再発進する場合などのように、ギヤ列10を備えた第2伝動経路を経由して動力伝達を行う状態から、CVT8を備えた第1伝動経路を経由して動力伝達を行う状態へ切り替える場合の例を示している。
The time chart of FIG. 8 shows changes in the rotational speeds of the input shaft and the output shaft and transitions of the target gear ratio and the actual gear ratio when the second control example shown in the flowchart of FIG. 6 is executed. In this example, the first transmission path provided with
図8のタイムチャートにおいて、時刻t21で運転者のアクセル操作が行われ、車両Veが発進させられると、入力軸5に伝達される実入力回転数が、目標入力軸回転数に追従して徐々に増大する。そして、時刻t22で、図7に示す切替変速マップ上で自動変速機1の運転点(すなわち、推定された運転点)が、固定変速領域から無段変速領域へ移ると、第2伝動経路から第1伝動経路への切替変速が開始される。このとき切替変速の実行を判断する際に基準となる自動変速機1の運転点は、前述のようにアクセル開度の先読み情報および出力軸回転数の先読み情報を基に推定された運転点である。
In the time chart of FIG. 8, when the driver's accelerator operation is performed at time t21 and the vehicle Ve is started, the actual input rotational speed transmitted to the
ここで、前述の第1実施例をこの図8のタイムチャート上に示すと、ハッチングを施した部分のようになる。すなわち、この発明を適用しない通常の切替変速の開始時刻を時刻t23とすると、その時刻t23から切替変速が開始された後に、自動変速機1の実入力軸回転数が不可避的な応答遅れを伴って目標入力軸回転数に追従して切替変速が完了する時刻が時刻t24となる。したがって、時刻t23から時刻t24までの期間が切替変速時間となる。
Here, when the first embodiment described above is shown on the time chart of FIG. 8, it becomes like a hatched portion. That is, assuming that the start time of a normal switching gear shift to which the present invention is not applied is time t23, the actual input shaft rotation speed of the
これに対して、第2実施例で示すこの発明では、上記のように、アクセル開度の先読み情報および出力軸回転数の先読み情報を用いることにより、切替変速における切替変速時間が推定される。そして、その推定された切替変速時間の分だけ早められて、実際の切替変速が実行される。 On the other hand, in the present invention shown in the second embodiment, as described above, by using the pre-reading information on the accelerator opening and the pre-reading information on the output shaft rotation speed, the switching shift time in the switching shift is estimated. Then, the actual switching shift is executed by being advanced by the estimated switching shift time.
上記の第2実施例で示したように、この発明によれば、自動変速機1の入力軸5と出力軸9との間で動力伝達を行う伝動経路を、第1伝動経路と第2伝動経路との間で切り替える切替変速を実行する場合に、その切替変速の実行が指示されてから、入力軸5の実入力軸回転数が目標入力軸回転数に追従して切替変速が完了するまでの時間が、切替変速時間として推定される。そして、その推定された切替変速時間の分だけ、実際の切替変速の開始時期が早められる。そのため、切替変速を、変速制御の不可避的な応答遅れも考慮した適切なタイミングで実行することができ、例えば、切替変速後のCVT8の実変速比と目標変速比との乖離を防止もしくは抑制することができる。その結果、車両Veの燃費を向上させることができる。また、切替変速のタイミングが適切でないことに起因して運転者に違和感や変速ショックを与えてしまう事態を回避もしくは抑制することができる。
As shown in the second embodiment above, according to the present invention, the transmission path for transmitting power between the
なお、この発明では、上記の第2実施例のように、切替変速時間を推定し、その推定した切替変速時間を基に切替変速の実際の開始時期を早めるようにした制御を応用して、推定した切替変速時間を基に切替変速の実際の開始時期を遅らせるよう制御することも可能である。そのように、推定した切替変速時間を基に切替変速の実際の開始時期を遅らせるようした制御例を、図9のタイムチャートに示してある。この例も、例えば車両Veが停止した後に再発進する場合などのように、ギヤ列10を備えた第2伝動経路を経由して動力伝達を行う状態から、CVT8を備えた第1伝動経路を経由して動力伝達を行う状態へ切り替える場合の例を示している。
In the present invention, as in the second embodiment, the switching shift time is estimated, and the control for advancing the actual start timing of the switching shift based on the estimated switching shift time is applied. It is also possible to control so as to delay the actual start timing of the switching shift based on the estimated switching shift time. A control example in which the actual start timing of the switching shift is delayed based on the estimated switching shift time is shown in the time chart of FIG. In this example as well, for example, when the vehicle Ve restarts after stopping, the first transmission path provided with the
図9のタイムチャートにおいて、時刻t31で運転者のアクセル操作が行われ、車両Veが発進させられると、入力軸5に伝達される実入力回転数が、目標入力軸回転数に追従して徐々に増大する。そして、時刻t22でCVT8の実入力軸回転数が目標入力軸回転数に達すると、その時点から切替変速を開始した場合の切替変速時間が推定される。この切替変速時間は、上述した制御例の場合と同様の要領で求めることができる。
In the time chart of FIG. 9, when the driver's accelerator operation is performed at time t31 and the vehicle Ve is started, the actual input rotational speed transmitted to the
そして、この図9のタイムチャートで示す制御例では、上述した制御例の場合とは反対に、推定された切替変速時間の分だけ開始時期が遅らされて、実際の切替変速が実行される。前述したように、車両Veが低車速で走行する領域では、エンジン2は、燃費に有利なようにエンジン回転数が低く抑えられるように制御される。一方、低車速域では、CVT8の変速感度や変速速度が高く、すなわち高車速域の場合と比較して変速応答性が高い。そのため、この状態で切替変速が実行されると、CVT8における無段変速でエンジン回転数を一定に保とうとする一方で、そのCVT8の変速速度が速いことから、切替変速の途中でCVT8の無段変速による変速が行われることになる。その結果、図9のタイムチャートにおいて破線で示すように、目標入力軸回転数の追従する実入力軸回転数が2段階に変化し、それに起因して運転者に違和感やショックを与えてしまう場合がある。
In the control example shown in the time chart of FIG. 9, contrary to the control example described above, the start timing is delayed by the estimated switching shift time, and the actual switching shift is executed. . As described above, in the region where the vehicle Ve travels at a low vehicle speed, the
それに対して、この発明では、上記のように切替変速の開始時期が遅くなるように調整される。そのため、CVT8における無段変速が安定した後に、切替変速が実行されることになる。その結果、上記のように運転者に違和感やショックを与えてしまう事態を回避することができる。
On the other hand, in the present invention, as described above, the start timing of the switching shift is adjusted to be delayed. Therefore, after the continuously variable transmission in
(第3制御例)
図10は、この発明に係る制御装置により実行される第3制御例を説明するためのブロック図である。この第3制御例は、切替変速の実行判断とCVT8における無段変速制御とを同時に演算し、それら切替変速とCVT8における無段変速とを協調させて実行するようにした例である。
(Third control example)
FIG. 10 is a block diagram for explaining a third control example executed by the control device according to the present invention. The third control example is an example in which the execution determination of the switching shift and the continuously variable transmission control in the
この第3制御例では、図10のブロック図に示すように、ECU14は、車両状態判定部(ブロックB1)、切替変速判断部(ブロックB2)、無段変速判断部(ブロックB3)、および、切替変速判断部の判断結果に対応する出力部(ブロックB4)ならびに無段変速判断部の判断結果に対応する出力部(ブロックB5)を備えている。
In the third control example, as shown in the block diagram of FIG. 10, the
車両状態判定部(ブロックB1)では、出力軸回転数もしくは車速や、アクセル開度もしくはスロットル開度等の情報を基に、現時点の車両Veの走行状態が判定されるとともに、車両Veの走行に対する運転者の走行意図が推定される。運転者の走行意図としては、具体的には、加速や変速安定性を優先した走行を意図しているか、あるいは、燃費を優先した走行を意図しているかが推定されて判断される。このような運転者の走行意図は、運転者がアクセル開度を操作する際の操作量や操作速度に基づいて推定することができる。例えば、アクセル操作の操作量および操作速度が大きいほど、運転者は加速を優先した走行を意図していると推定することができる。また、一定の操作量が所定の時間以上継続されているような場合は、運転者は燃費を優先した走行を意図していると推定することができる。 In the vehicle state determination unit (block B1), the current traveling state of the vehicle Ve is determined based on information such as the output shaft speed or the vehicle speed, the accelerator opening degree, or the throttle opening degree. The driver's driving intention is estimated. Specifically, as the driver's intention to travel, it is estimated and determined whether the vehicle is intended to travel with priority on acceleration and shift stability or is intended to travel with priority on fuel consumption. Such a driver's intention to travel can be estimated based on an operation amount and an operation speed when the driver operates the accelerator opening. For example, it can be estimated that the driver intends to travel with priority on acceleration as the operation amount and the operation speed of the accelerator operation increase. Further, when a certain amount of operation is continued for a predetermined time or more, it can be estimated that the driver intends traveling with priority on fuel consumption.
そして、この車両状態判定部では、上記のようにして判定もしくは推定した車両Veの走行状態および運転者の走行意図に基づいて、切替変速とCVT8における無段変速との協調制御の内容が決定される。例えば、運転者の走行意図が加速や変速安定性を優先していると推定された場合は、従来の制御のように、切替変速の実行中はCVT8の変速比を固定する制御モードが選択される。また、運転者の走行意図が燃費を優先していると推定された場合、および、燃費を優先するように設定されたスロットル開度領域である場合には、前述した第1実施例や第2実施例のように、CVT8の変速比を固定することなく、車速(もしくは出力軸回転数)やスロットル開度(もしくはアクセル開度)に応じた切替変速を実行する制御モードが選択される。
In this vehicle state determination unit, the contents of the cooperative control between the switching shift and the continuously variable transmission in the
切替変速判断部(ブロックB2)では、例えば、前述した図4のマップあるいは図7のマップを用いて、切替変速の要否が判断される。すなわち、例えば出力軸回転数(もしくは車速)およびアクセル開度(もしくはスロットル開度)から決まる運転点がマップ上でどの領域に属しているかを判断することにより、切替変速の要否を判断することができる。そして、その判断結果に基づく制御内容の指示が、出力部(ブロックB4)から出力されるようになっている。 In the switching shift determination unit (block B2), for example, the necessity of the switching shift is determined using the map of FIG. 4 or the map of FIG. That is, for example, by determining which region on the map the operating point determined from the output shaft speed (or vehicle speed) and the accelerator opening (or throttle opening) belongs to, it is necessary to determine whether or not to perform a switching shift. Can do. And the instruction | indication of the control content based on the determination result is output from an output part (block B4).
無段判断部(ブロックB3)では、例えば、従来行われている燃費最適線を記した変速マップに基づいて、CVT8で設定する変速比が目標無段変速比として求められる。そして、その目標無段変速比に実変速比を追従させる無段変速制御の指示が、出力部(ブロックB5)から出力されるようになっている。
In the continuously variable determination unit (block B3), for example, the speed ratio set by the
上記の図10のブロック図に示す第3制御例を実行した場合の、入力軸ならびに出力軸の回転数変化や、目標変速比ならびに実変速比の遷移を、図11のタイムチャートに示してある。図11のタイムチャートにおいて、時刻t41で運転者のアクセル操作が行われ、車両Veが発進もしくは加速させられると、入力軸5に伝達される実入力回転数が、目標入力軸回転数に追従して徐々に増大する。そして、この第3制御例では、上記のように、車両Veの走行状態や運転者の走行意図に応じて、切替変速の実行の仕方が変更される。例えば、運転者の走行意図が加速や変速安定性を優先していると推定された場合は、時刻t42で切替変速の開始が指示されて、前述の第2制御例で示したような内容の切替変速が実行される。また、例えば、車両Veが所定の低車速域を走行している場合には、時刻t43で切替変速の開始が指示されて、前述の図9のタイムチャートで示した制御例のような内容の切替変速が実行される。
The time chart of FIG. 11 shows changes in the rotational speeds of the input shaft and the output shaft and the transitions of the target gear ratio and the actual gear ratio when the third control example shown in the block diagram of FIG. 10 is executed. . In the time chart of FIG. 11, when the driver's accelerator operation is performed at time t41 and the vehicle Ve is started or accelerated, the actual input rotational speed transmitted to the
このように、この第3制御例では、車両Veの走行状態や運転者の走行意図に基づいて、切替変速およびCVT8における無段変速の制御内容が適宜変更されて、それら切替変速およびCVT8における無段変速が適切に実行される。
As described above, in the third control example, the control content of the switching gear shift and the continuously variable transmission in the
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップS14を実行する機能的手段が、この発明における「実行手段」に相当する。また、ステップS10を実行する機能的手段が、この発明における「推定手段」に相当する。そして、ステップS10,S11を実行する機能的手段が、この発明における「調整手段」に相当する。 Here, the relationship between the above-described specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing step S14 corresponds to the “execution means” in the present invention. The functional means for executing step S10 corresponds to the “estimating means” in the present invention. The functional means for executing steps S10 and S11 corresponds to the “adjustment means” in the present invention.
なお、上述した具体例では、自動変速機1の構成において、ギヤ列10による変速比をCVT8の最大変速比よりも大きくした例を示しているが、この発明で制御対象とする自動変速機1は、CVT8で設定できない変速比をギヤ列10によって設定するように構成されていてもよい。したがって、この発明の自動変速機1では、例えば、ギヤ列10による変速比がCVT8での最小変速比よりも小さくなるように構成することもできる。そのように構成した場合、ロックアップクラッチ4の係合時やエンジン2を低負荷で運転して走行する際に、エンジン回転数をCVT8によるトルク伝達時よりも低回転数にすることができる。そのため、エンジン2の燃費を更に向上させることができる。また、ギヤ列10は、複数の変速比を選択的に設定できるように構成されていてもよい。
In the specific example described above, in the configuration of the
1…自動変速機、 2…エンジン、 5…入力軸、 8…ベルト式無段変速機構(CVT;第1変速機構)、 9…出力軸、 10…ギヤ列(第2変速機構)、 13…ドライブシャフト(出力部材)、 14…電子制御装置(ECU)、 B…ブレーキ機構、 C1…第1クラッチ機構、 C2…第2クラッチ機構、 C3…第3クラッチ機構、 Ve…車両。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記エンジンもしくは前記入力軸の実際の実回転数を目標回転数に追従させる変速を実行するとともに、前記動力伝達を行う経路を前記第1伝達経路と前記第2伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、
前記切替変速を実行する際に、前記切替変速が開始された後から前記実回転数が前記目標回転数に追従して前記切替変速が完了するまでの間の切替変速時間を推定する推定手段と、
推定された前記切替変速時間を基に前記切替変速の実際の開始時期を変更して調整する調整手段と
を備えていることを特徴とする車両用変速機の制御装置。
A first transmission provided with a first transmission mechanism capable of continuously variable transmission that continuously changes a gear ratio between an input shaft that receives torque from an engine of the vehicle and an output shaft that outputs torque to an output member. A path and a second transmission path provided with a second transmission mechanism having a different speed ratio set from the first transmission mechanism are provided in parallel, and either one of the first transmission path or the second transmission path is provided. In a control device for a vehicle transmission that transmits power between the input shaft and the output shaft via,
A switching shift that executes a shift that causes the actual actual rotation speed of the engine or the input shaft to follow the target rotation speed and that switches a path for performing the power transmission between the first transmission path and the second transmission path. Execution means for executing
An estimation means for estimating a switching shift time from when the switching shift is started until the actual rotation speed follows the target rotation speed and the switching shift is completed when the switching shift is executed; ,
A control device for a vehicular transmission, comprising: adjusting means for changing and adjusting an actual start timing of the switching shift based on the estimated switching shift time.
2. The control device for a vehicle transmission according to claim 1, wherein the adjusting means includes means for advancing the start timing by the switching shift time.
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