JP2015148312A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロックアップクラッチの安定した締結が可能な無段変速機の制御装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の無段変速機の制御装置では、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にベルトを巻装して動力を伝達する無段変速機と、エンジンと前記無段変速機との間に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、ライン圧を元圧として第1の所定圧以下となるように調圧されたパイロット圧から信号圧を生成し、前記ロックアップクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備えた、無段変速機の制御装置において、前記制御手段は、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に移行させるとき、前記ライン圧が前記第1の所定圧以下のときは、前記ライン圧を前記第1の所定圧よりも高くなるように上昇させることとした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンと無段変速機との間にトルクコンバータを備えた車両に搭載される無段変速機の制御装置に関する。

従来、特許文献１には、トルクコンバータのロックアップクラッチをスリップ制御する際、流体の温度に応じてロックアップクラッチの制御ゲインを可変とする技術が開示されている。

特開昭60-143267号公報

しかしながら、油圧制御を行うコントロールバルブユニット内に油振が発生すると、温度に応じて制御ゲインを変更したとしても、適正なスリップ制御を実現することが困難であった。
本発明は上記課題に着目してなされたもので、ロックアップクラッチの安定した締結が可能な無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の無段変速機の制御装置では、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にベルトを巻装して動力を伝達する無段変速機構と、エンジンと前記無段変速機構との間に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、ライン圧を元圧として第１の所定圧となるように調圧されたパイロット圧から信号圧を生成し、前記ロックアップクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備えた、無段変速機の制御装置において、前記制御手段は、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に移行させるとき、前記ライン圧が前記第１の所定圧以下のときは、前記ライン圧を前記第１の所定圧よりも高くなるように上昇させることとした。

よって、ロックアップクラッチを解放状態から締結状態へ移行させる前に、所定圧よりライン圧が低く、パイロット圧がライン圧を同じ圧力となるような場合であっても、移行するときには、ライン圧が所定圧より高くなるので、ライン圧をパイロット圧より高くすることができる。このため、ライン圧に油振が発生したとしてもパイロット圧に与える影響を少なくして、ロックアップクラッチの締結制御をスムーズに実行することができ、安定的に完全締結に移行することができる。よって、運転者に前後加速度の変動等に伴う違和感を与えることを抑制できる。

実施例１の無段変速機の制御装置を表すシステム図である。 実施例１のコントロールバルブユニット内の概略を表す油圧回路図である。 実施例１の無段変速機においてライン圧とパイロット圧とロックアップ圧の関係を表す特性図である。 ライン圧が第1の所定圧よりも低い状態で油振が発生した状態でロックアップクラッチを締結したときのタイムチャートである。 実施例１のライン圧上昇制御を表すフローチャートである。 実施例１のライン圧上昇制御を表すタイムチャートである。

図１は実施例１の無段変速機の制御装置を表すシステム図である。実施例１の車両は、内燃機関であるエンジン1と、無段変速機とを有し、ディファレンシャルギヤを介して駆動輪に駆動力を伝達する。無段変速機は、トルクコンバータ2と、オイルポンプ3と、前後進切替機構4と、ベルト式無段変速機構CVTとを有して構成される。トルクコンバータ2は、エンジン1に連結されオイルポンプ3を駆動する駆動爪と一体に回転するポンプインペラ20と、前後進切替機構4の入力側（ベルト式無段変速機構CVTの入力軸）と接続されるタービンランナ21と、これらポンプインペラ20とタービンランナ21とを一体的に連結可能なロックアップクラッチ2aとを有する。前後進切替機構4は、遊星歯車機構と複数のクラッチ4aから構成されており、クラッチ4aの締結状態によって前進と後進とを切り替える。ベルト式無段変速機構CVTは、前後進切替機構4の出力側（無段変速機の入力軸）と接続されたプライマリプーリ5と、駆動輪と一体に回転するセカンダリプーリ6と、プライマリプーリ5とセカンダリプーリ6との間に巻回され動力伝達を行うベルト7と、各油圧アクチュエータに対して制御圧を供給するコントロールバルブユニット20と、を有する。

コントロールユニット10は、運転者の操作によりレンジ位置を選択するシフトレバー11からのレンジ位置信号（以下、レンジ位置信号をそれぞれPレンジ，Rレンジ，Nレンジ，Dレンジと記載する。）と、アクセルペダル開度センサ12からのアクセルペダル開度信号（以下、APO）と、プライマリプーリ5の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ13からのプライマリ回転数信号Npriと、セカンダリプーリ6の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ14からのセカンダリ回転数信号Nsecと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ15からのエンジン回転数Neを読み込む。尚、プライマリ回転数信号Npriは、Dレンジの場合、クラッチ4aの締結によりタービン回転数と一致することから、以下、タービン回転数Ntとも記載する。

コントロールユニット10は、レンジ位置信号に応じたクラッチ4aの締結状態を制御する。具体的にはPレンジもしくはNレンジであればクラッチ4aは解放状態とし、Rレンジであれば前後進切替機構4が逆回転を出力するようにコントロールバルブユニット20に制御信号を出力し、後進クラッチ（もしくはブレーキ）を締結する。また、Dレンジであれば前後進切替機構4が一体回転して正回転を出力するようにコントロールバルブユニット20に制御信号を出力し、前進クラッチ4aを締結する。また、セカンダリ回転数Nsecに基づいて車速VSPを算出する。

コントロールユニット10内には、走行状態に応じて最適な燃費状態を達成可能な変速マップが設定されている。この変速マップに基づいてAPO信号と車速VSPとに基づいて目標変速比（所定変速比に相当）を設定する。そして、目標変速比に基づいてフィードフォワード制御により制御すると共に、プライマリ回転数信号Npriとセカンダリ回転数信号Nsecとに基づいて実変速比を検出し、設定された目標変速比と実変速比とが一致するようにフィードバック制御する。この制御に基づいて各プーリの油圧指令やロックアップクラッチ2aの締結圧指令をコントロールバルブユニット20に出力し、各プーリ油圧やロックアップクラッチ2aのロックアップ差圧を制御する。尚、実施例１では、コントロールバルブユニット20内に特に圧力センサ等を設けておらず、ライン圧を検出する際には、後述するライン圧ソレノイドバルブ30への指令信号からライン圧を検出する。

図２は実施例１のコントロールバルブユニット内の概略を表す油圧回路図である。エンジン1により駆動されるオイルポンプ3から吐出されたポンプ圧は油路401に吐出され、プレッシャレギュレータバルブ21によりライン圧に調圧される。油路401は各プーリ油圧の元圧として各プーリに供給される。油路401から分岐した油路402にはパイロットバルブ25が設けられ、ライン圧から予め設定された第1の所定圧を生成してパイロット圧油路403に出力する。これにより、後述するソレノイドバルブから出力される信号圧の元圧を生成する。尚、ライン圧が第1の所定圧以下の場合には、ライン圧とパイロット圧は同じ圧力として出力される。

プレッシャレギュレータバルブ21には油路404が接続され、クラッチレギュレータバルブ22によりクラッチ4aの締結圧に調圧される。油路405にはトルコンレギュレータバルブ23が接続され、トルコンレギュレータバルブ23によりトルクコンバータ2のコンバータ圧に調圧される。油路405から分岐した油路406にはロックアップバルブ24が接続され、ロックアップバルブ24によりロックアップクラッチ2aのロックアップ圧に調圧される。ロックアップクラッチ2aは、コンバータ圧とロックアップ圧との差圧であるロックアップ差圧によりスリップロックアップ制御が行われる。このように、プレッシャレギュレータバルブ21の下流にクラッチレギュレータバルブ22を設け、更に下流にトルコンレギュレータバルブ23を設けることで、エンジン1から過大なトルクが入力されたとしても、ロックアップクラッチ2aのスリップやクラッチ4aのスリップによってベルト式無段変速機構CVTのベルト滑りを防止している。

パイロット圧油路403には、ライン圧を制御するライン圧ソレノイドバルブ30と、クラッチ締結圧を制御するクラッチ圧ソレノイドバルブ31と、ロックアップ圧を制御するロックアップソレノイドバルブ32とを有する。各ソレノイドバルブは、コントロールユニット10から送信された制御信号に基づいてソレノイドの通電状態を制御し、パイロット圧を元圧として信号圧を各バルブに供給し、各バルブの調圧状態を制御する。

ここで、コントロールバルブユニット20内で油振が発生した場合における課題について説明する。上述したように、コントロールバルブユニット20内には、各種バルブが設けられている。プレッシャレギュレータバルブ21は、オイルポンプ3から吐出される最も高い油圧を調圧するバルブであるため、ポンプ脈動の影響を受け易く、プレッシャレギュレータバルブ21を構成するスプール等は、バルブ径やイナーシャ等の設計諸元に従って振動し、ライン圧が振動する場合がある（以下、油振と記載する。）。また、ライン圧はアクセルペダル開度APOに応じて設定されるため、アクセルペダル開度APOが小さいときはライン圧が低く設定され、アクセルペダル開度APOが大きいときはライン圧が高く設定される。

図３は実施例１の無段変速機においてライン圧とパイロット圧とロックアップ圧の関係を表す特性図である。横軸にライン圧を、縦軸に油圧を記したものであり、ライン圧は線形な関係となる。尚、ロックアップクラッチ2aのスリップロックアップ制御は、コンバータ圧とロックアップ圧との差圧であるロックアップ差圧（＝コンバータ圧−ロックアップ圧）によって制御されるため、コンバータ圧を元圧として調圧されるロックアップ圧に基づいて説明する。図２の油圧回路構成において説明したように、パイロット圧はライン圧を元圧として調圧された油圧であり、ロックアップ圧はライン圧よりも下流側で調圧された油圧である。ライン圧がパイロット圧よりも高くなる領域では、ライン圧＞パイロット圧＞ロックアップ圧となる。仮にライン圧に油振が発生したとしても、パイロット圧への影響は少なく、ロックアップソレノイドバルブ32から出力される信号圧も影響は受けづらい。よって、適切なロックアップ圧の制御が行える。

一方、ライン圧がパイロット圧以下の領域では、ライン圧＝パイロット圧＞ロックアップ圧となる。このとき、ライン圧に油振が発生すると、パイロット圧も一緒に振動してしまう。また、コンバータ圧はライン圧よりも低いためコンバータ圧自体は影響を受けないが、コンバータ圧を調圧してロックアップ圧に調圧するロックアップソレノイドバルブ32は、振動したパイロット圧の影響を受ける。よって、ロックアップソレノイドバルブ32から吐出される信号圧もパイロット圧の振動に影響されてしまい、ロックアップ圧を制御する際に油振の影響を受ける。

図４はライン圧が第1の所定圧よりも低い状態で油振が発生した状態でロックアップクラッチ2aを締結したときのタイムチャートである。図４に示すように、ロックアップ差圧が徐々に上昇すると、ライン圧の振動がパイロット圧に影響し、ロックアップソレノイド32から出力される信号圧にも振動が生じる。これによりロックアップ圧が振動し、コンバータ圧とロックアップ圧との差圧であるロックアップ差圧も振動していることが分かる。これにより、ロックアップクラッチ2aをスムーズに締結することが困難となり、車両の前後加速度Gも振動してしまうという問題があった。そこで、実施例１では、通常のライン圧制御では、ライン圧が第1の所定圧以下の場面において、油振が発生する恐れがある場面では、第1の所定圧以上にライン圧を上昇させることとした。

図５は実施例１のライン圧上昇制御を表すフローチャートである。
ステップS1では、ロックアップクラッチ2aが解放状態から締結状態に移行しているか否かを判断し、移行中であると判断された場合はステップS2に進み、それ以外はステップS3に進んで通常のライン圧制御を行う。通常のライン圧制御とは、アクセルペダル開度APO等に応じてライン圧を設定する制御である。
ステップS2では、ライン圧が第1の所定圧以下か否かを判断し、第1の所定圧よりも高い場合はステップS3に進んで通常のライン圧制御を行う。尚、第1の所定圧に代えて、第1の所定圧から安全率を考慮した圧を減算した値を用いてもよく、特に限定しない。尚、第1の所定圧は、予めパイロットバルブ25の設計諸元によって決定されており、ライン圧はライン圧ソレノイド30への指令信号から検知できるため、現在のライン圧ソレノイド30への指令信号と、予め記憶された第1の所定圧に相当する値とを比較することで、ライン圧が第1の所定圧以下であるか否かが判断される。
ステップS4では、ライン圧上昇制御を行う。具体的には、ライン圧を第1の所定圧より高い第2の所定圧に設定する。この第2の所定圧は、第1の所定圧に、予め実験等で得られた油振の振幅を考慮した第3の所定圧を加算した値を用いる。これにより、油振がパイロット圧へ与える影響をより排除しながら、過剰にライン圧を高くすることなく、エネルギーの消費を抑制することができるが、第1の所定圧でもよい。

図６は実施例１のライン圧上昇制御を表すタイムチャートである。ロックアップクラッチ2aが解放状態から発進する。このとき、運転者のアクセルペダル開度APOが小さく、ライン圧も第1の所定圧よりも低い値となっている。時刻ｔ１においてロックアップクラッチ2aの締結指令が出力される。このとき、ライン圧が第1の所定圧よりも低いことから、第2の所定圧にライン圧を上昇させる。これにより、ライン圧に振動が発生したとしても、ロックアップ差圧がライン圧振動に影響を受けることが無く、安定したスリップロックアップ制御を達成する。

以上説明したように、実施例にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
（１）プライマリプーリ5とセカンダリプーリ6の間にベルト7を巻装して動力を伝達するベルト式無段変速機構CVTと、
エンジン1とベルト式無段変速機構CVTとの間に設けられ、ロックアップクラッチ2aを有するトルクコンバータ2と、
ライン圧を元圧として第1の所定圧以下となるように調圧されたパイロット圧から信号圧を生成し、前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するコントロールユニット10（制御手段）と、
を備えた、無段変速機の制御装置において、
コントロールユニット10は、ロックアップクラッチ2aを解放状態から締結状態に移行させるとき、ライン圧が第1の所定圧以下のときは、ライン圧を第1の所定圧よりも高くなるように上昇させることとした。
よって、ロックアップクラッチ2aを解放状態から締結状態へ移行させる前に、第1の所定圧よりライン圧が低く、パイロット圧がライン圧を同じ圧力となるような場合であっても、移行するときには、ライン圧が第1の所定圧より高くなるので、ライン圧をパイロット圧より高くすることができる。このため、ライン圧に油振が発生したとしてもパイロット圧に与える影響を少なくして、ロックアップクラッチ2aの締結制御をスムーズに実行することができ、安定的に完全締結に移行することができる。よって、運転者に前後加速度の変動等に伴う違和感を与えることを抑制できる。

（２）コントロールユニット10は、第1の所定圧よりも高く設定される第2の所定圧まで上昇させるとともに、第2の所定圧は、ロックアップクラッチ2aを解放状態から締結状態に移行させるときに発生する油振に基づき設定される。
よって、油振がパイロット圧へ与える影響を抑制しながら、過剰にライン圧を高くすることなく、エネルギーの消費を抑制することができる。

（３）第2の所定圧は、油振の振幅の下限値が第1の所定圧よりも高くなるように設定される。
これにより、油振がパイロット圧へ与える影響を排除しながら、過剰にライン圧を高くすることなく、エネルギーの消費を抑制することができる。

1 エンジン
2 トルクコンバータ
2a ロックアップクラッチ
3 オイルポンプ
4 前後進切替機構
5 プライマリプーリ
6 セカンダリプーリ
7 ベルト
10 コントロールユニット
12 アクセルペダル開度センサ
13 プライマリ回転数センサ
14 セカンダリ回転数センサ
15 エンジン回転数センサ

Claims (3)

1. プライマリプーリとセカンダリプーリの間にベルトを巻装して動力を伝達する無段変速機構と、
   エンジンと前記無段変速機構との間に設けられ、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
   ライン圧を元圧として第１の所定圧となるように調圧されたパイロット圧から信号圧を生成し、前記ロックアップクラッチの締結状態を制御する制御手段と、
   を備えた、無段変速機の制御装置において、
   前記制御手段は、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に移行させるとき、前記ライン圧が前記第１の所定圧以下のときは、前記ライン圧を前記第１の所定圧よりも高くなるように上昇させることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の無段変速機の制御装置において、
   前記制御手段は、前記所定圧よりも高く設定される第２の所定圧まで上昇させるとともに、前記第２の所定圧は、前記ロックアップクラッチを解放状態から締結状態に移行させるときに発生する油振に基づき、設定されることを特徴とする無段変速機の制御装置。
3. 請求項２に記載の無段変速機の制御装置において、
   前記第２の所定圧は、前記油振の振幅の下限値が前記第１の所定圧よりも高くなるように設定されることを特徴とする無段変速機の制御装置。

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