JP2015194169A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転性を低下させることなく、ベルトの滑りを検出することができる無段変速機の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方にベルトを挟持する力が不足していることを条件として（ステップＳ２）、ベルトを保護するための保護制御を実行させた後に（ステップＳ３）、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方に対してベルトが滑っているベルト滑りを検出するベルト滑り検出制御を実行する（ステップＳ５）。【選択図】図２

Description

本発明は、無段変速機の制御装置に関する。

車両の変速機として、例えば、ベルト式ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）が知られている。ベルト式ＣＶＴは、エンジンの駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪に駆動力を出力するセカンダリプーリと、これら２つのプーリに巻きかけられたベルトを有している。

プライマリプーリ及びセカンダリプーリは、油圧に応じてベルトを挟持し、ベルトとの間に発生する摩擦力によって、プライマリプーリに入力された駆動力をセカンダリプーリに伝達させている。

ここで、プライマリプーリ及びセカンダリプーリのベルトを挟持する力が不足すると、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方に対してベルトが滑ってしまい、プライマリプーリに入力された駆動力がセカンダリプーリに正常に伝達されなくなってしまう。

このようなベルトの滑りに対処するものとして、例えば、特許文献１には、ベルトの滑りを検出したら、その旨を運転者に報知するとともに、エンジンの出力を制限するものが提案されている。

特開昭６０−０２３６６５号公報

しかしながら、ベルト式ＣＶＴにおいては、プライマリプーリ及びセカンダリプーリにそれぞれ形成された溝の幅を調整するための油圧が一時的に低下したり、油圧の制御に遅れが生じたりすることがあるため、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方にベルトを挟持する力が一時的に不足することがある。

このため、特許文献１で提案されたものは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方にベルトを挟持する力が一時的に不足すると、ベルトの滑りを検出し、その滑りを運転者に報知するとともに、エンジンの出力を制限するため、運転性を低下させてしまうといった課題があった。

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、運転性を低下させることなく、ベルトの滑りを検出することができる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、油圧によって幅が調整される溝がそれぞれ形成されたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝に巻きかけられて、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに挟持されるベルトと、を有する無段変速機の制御装置であって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方にベルトを挟持する力が不足していることを条件として、ベルトを保護するための保護制御を実行させた後に、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方に対してベルトが滑っているベルト滑りを検出するベルト滑り検出制御を実行する制御部を備えることを特徴とするものである。

本発明の第２の態様として、制御部は、保護制御を一定時間継続して実行した後に、ベルト滑り検出制御を実行するようにしてもよい。

本発明の第３の態様として、制御部は、保護制御を一定時間継続して実行した後、保護制御の制御量を所定量低下させる度に、ベルト滑り検出制御を実行するようにしてもよい。

本発明の第４の態様として、制御部は、ベルト滑り検出制御において、プライマリプーリとセカンダリプーリとの回転速度の速度比が所定時間以上継続して異常値となっていることを条件として、ベルト滑りを検出するようにしてもよい。

本発明の第５の態様として、無段変速機の状態を報知する報知部を更に備え、制御部は、ベルト滑りを検出したことを条件として、報知部に報知させるようにしてもよい。

本発明の第６の態様として、制御部は、ベルトを挟持するために必要な目標油圧から実油圧を減じた差圧が所定圧以上であることを条件として、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの少なくとも一方にベルトを挟持する力が不足していることを検出するようにしてもよい。

本発明の第７の態様として、制御部は、保護制御において、エンジンの出力トルクを制限するようにしてもよい。

本発明は、運転性を低下させることなく、ベルトの滑りを検出することができる無段変速機の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る無段変速機の制御装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る無段変速機の制御装置によるＣＶＴ制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る無段変速機の制御装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、トルクコンバータ３と、ＣＶＴ４と、油圧回路５と、遊星歯車機構６と、デファレンシャルギヤ７と、駆動輪８ａ、８ｂと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９とを含んで構成される。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程および膨張行程の間に点火を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。

トルクコンバータ３は、エンジン２によって発生されたトルクを増幅するようになっている。トルクコンバータ３とＣＶＴ４との間には、カウンタドライブギア１０と、カウンタドリブンギア１１とが設けられている。

ＣＶＴ４は、ベルト式ＣＶＴによって構成され、プライマリプーリ１２と、セカンダリプーリ１３と、ベルト１４とを有している。プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３には、油圧によって幅が調整される溝がそれぞれ形成されている。ベルト１４は、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の溝に巻きかけられて、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３に挟持されている。

プライマリプーリ１２は、可動シーブ１２ａと、固定シーブ１２ｂと、入力側油圧シリンダ１５とを有している。可動シーブ１２ａは、トルクコンバータ３に接続された入力軸に対して一体に回転し、その軸方向に移動できるように設けられている。

固定シーブ１２ｂは、入力軸に対して一体に回転し、その軸方向には移動できないように設けられている。入力側油圧シリンダ１５は、ＣＶＴ４の変速比に応じたプライマリシーブ圧により可動シーブ１２ａを軸方向に移動するようになっている。

したがって、プライマリプーリ１２は、入力側油圧シリンダ１５により可動シーブ１２ａを軸方向に移動することにより、固定シーブ１２ｂとの間のＶ字型の溝の幅（以下、単に「Ｖ溝幅」という）を変更できるようになっている。すなわち、プライマリプーリ１２は、Ｖ溝幅を変更することにより、ベルト１４の巻き掛け径を変更するようになっている。

セカンダリプーリ１３は、可動シーブ１３ａと、固定シーブ１３ｂと、出力側油圧シリンダ１６とを有している。可動シーブ１３ａは、ＣＶＴ４の出力軸に対して一体に回転し、その軸方向に移動できるように設けられている。

固定シーブ１３ｂは、出力軸に対して一体に回転し、その軸方向に移動できないように設けられている。出力側油圧シリンダ１６は、ベルト１４を挟持するために必要なベルト挟圧により可動シーブ１３ａを軸方向に移動するようになっている。

したがって、セカンダリプーリ１３は、出力側油圧シリンダ１６により可動シーブ１３ａを軸方向に移動することにより、固定シーブ１３ｂとの間のＶ溝幅を変更できるようになっている。すなわち、セカンダリプーリ１３は、Ｖ溝幅を変更することにより、ベルト１４の巻き掛け径を変更するようになっている。

このように、ＣＶＴ４は、油圧回路５から入力側油圧シリンダ１５及び出力側油圧シリンダ１６に供給されたオイルの油圧により、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３のＶ溝幅が変化して、ベルト１４の巻き掛け径が変更されるようになっている。したがって、ＣＶＴ４は、変速比を無段階に変化させることができるようになっている。

本実施の形態において、ＣＶＴ４は、入力側油圧シリンダ１５に供給されたオイルの油圧が油圧回路５によって調整されることにより、プライマリプーリ１２のＶ溝幅が変化してベルト１４の巻き掛け径が変更されるようになっている。

また、ＣＶＴ４は、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の少なくとも一方に対してベルト１４が滑っている「ベルト滑り」が発生しないように、出力側油圧シリンダ１６のベルト１４を挟持する力が油圧回路５によって調整されるようになっている。

車両１には、オイルが溜められたオイルパンと、オイルパンからオイルを汲み上げて油圧回路５に供給するオイルポンプ２０とが設けられている。本実施の形態において、オイルポンプ２０は、エンジン２の駆動力によって駆動するようになっている。

油圧回路５は、ＥＣＵ９の制御により、トルクコンバータ３のロックアップクラッチ、遊星歯車機構６、入力側油圧シリンダ１５及び出力側油圧シリンダ１６などに供給するオイルの油圧を調整するようになっている。

具体的には、油圧回路５は、複数の調圧弁をそれぞれ構成するソレノイドバルブを有し、各ソレノイドバルブは、開状態と閉状態とのデューティ比がＥＣＵ９によって制御されるようになっている。

遊星歯車機構６は、ＥＣＵ９によって制御された油圧回路５により、ＣＶＴ４から出力された駆動力の回転方向を前進方向と後進方向との間で切り替えるようになっている。遊星歯車機構６から出力された駆動力は、減速ギヤ２１及びデファレンシャルギヤ７を介して、駆動輪８ａ、８ｂに伝達され、駆動輪８ａ、８ｂが駆動される。なお、遊星歯車機構６は、副変速機を更に構成するようにしてもよい。

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＥＣＵ９のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ９として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ９において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ９として機能する。

ＥＣＵ９の入力ポートには、アクセルペダルの開度（以下、単に「アクセル開度」という）を検出するアクセル開度センサ４１と、車速を検出する車速センサ４２と、シフト位置を検出するシフト位置センサ４３とが接続されている。

さらに、ＥＣＵ９の入力ポートには、プライマリプーリ１２の回転速度を検出するプライマリプーリ速度センサ４５と、セカンダリプーリ１３の回転速度を検出するセカンダリプーリ速度センサ４６と、入力側油圧シリンダ１５及び出力側油圧シリンダ１６に供給されるオイルのライン圧を検出するライン圧センサ４７とが接続されている。なお、本実施の形態においては、ライン圧センサ４７は、出力側油圧シリンダ１６に供給されたオイルの実油圧、すなわち、ベルト挟圧を検出するものとする。

また、ＥＣＵ９の出力ポートには、油圧回路５のソレノイドバルブに加えて、エンジン２に燃料を噴射するインジェクタ５１と、エンジン２の吸入空気量を調整するスロットルバルブ５２の開度を調整するスロットルバルブアクチュエータ５３と、インストルメントパネルに設けられた表示装置などの警報装置よりなる報知部５４とが接続されている。本実施の形態における報知部５４は、主に、ＣＶＴ４の状態を報知する。

ＥＣＵ９のＲＯＭには、車速とアクセル開度とに対して、変速比が対応付けられた変速マップと、ＣＶＴ４の変速比に対して、ベルト１４を挟持するために必要なライン圧の目標油圧が対応付けられた目標油圧マップとが格納されている。

ＥＣＵ９は、シフト位置センサ４３によって選択されたシフト位置が前進又は後進を示していることを条件として、変速マップ及び目標油圧マップを参照し、アクセル開度センサ４１によって検出されたアクセル開度と、車速センサ４２によって検出された車速とに基づいて、ＣＶＴ４の変速比を決定し、油圧回路５を介してＣＶＴ４の変速比を制御するようになっている。ここで、ＥＣＵ９が決定したＣＶＴ４の変速比を以下、単に「要求変速比」という。

また、ＥＣＵ９は、制御部６０を構成し、ライン圧センサ４７によって検出された実油圧を目標油圧から減じた差圧が所定圧以上であることを条件として、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の少なくとも一方にベルト１４を挟持する力が不足していること（以下、単に「挟持力不足」という）を検出するようになっている。ここで、所定圧は、予め実験的に定められた適合値である。

ＥＣＵ９は、挟持力不足を検出した場合には、ベルト１４を保護するための保護制御を実行させた後に、ベルト滑りを検出するベルト滑り検出制御を実行するようになっている。更に、ＥＣＵ９は、保護制御を一定時間継続して実行した後、保護制御の制御量を所定量低下させる度に、ベルト滑り検出制御を実行するようになっている。ここで、一定時間及び所定量は、それぞれ適合値である。

ＥＣＵ９は、保護制御において、エンジン２の出力トルクを制限するようになっている。本実施の形態において、ＥＣＵ９は、インジェクタ５１に噴射させる燃料を減少させることにより、エンジン２の出力トルクを制限するようになっている。

すなわち、ＥＣＵ９は、挟持力不足を検出したことを条件に、インジェクタ５１に噴射させる燃料の量を規定量まで低下させ、一定時間経過後、保護制御を実行する前の噴射量となるまでインジェクタ５１に噴射させる燃料の噴射量を所定量ずつ増加させ、インジェクタ５１に噴射させる燃料の量を所定量ずつ増加させる度に、ベルト滑り検出制御を実行するようになっている。ここで、規定量は、適合値である。

また、ＥＣＵ９は、ベルト滑り検出制御において、プライマリプーリ速度センサ４５によって検出されたプライマリプーリ１２の回転速度と、セカンダリプーリ速度センサ４６によって検出されたセカンダリプーリ１３の回転速度との速度比が所定時間以上継続して異常値となっていることを条件として、ベルト滑りを検出するようになっている。ここで、所定時間は、適合値であり、異常値は、要求変速比に応じた適合値である。

詳細には、ＥＣＵ９は、プライマリプーリ速度センサ４５によって検出されたプライマリプーリ１２の回転速度と、セカンダリプーリ速度センサ４６によって検出されたセカンダリプーリ１３の回転速度との速度比と要求変速比とが所定値以上離れていることを条件として、速度比が異常値であることを検出するようなっている。ここで、所定値は、適合値である。

ＥＣＵ９は、所定時間以上継続して速度比が異常値であることを検出したことを条件として、ベルト滑りを検出するようになっている。また、ＥＣＵ９は、ベルト滑りを検出したことを条件として、報知部５４に報知させるようになっている。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る無段変速機の制御装置によるＣＶＴ制御動作について図２を参照して説明する。なお、以下に説明するＣＶＴ制御動作は、ＥＣＵ９が作動状態にあるときに、例えば、１０ｍｓｅｃごとに繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ９は、保護制御を実行しているか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、保護制御を実行していないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、挟持力不足を検出しているか否かを判断する（ステップＳ２）。

ここでは、ＥＣＵ９は、ライン圧センサ４７によって検出された実油圧と、目標油圧との差圧が所定圧以上である場合には、挟持力不足を検出していると判断し、所定圧未満である場合には、挟持力不足を検出していないと判断する。

ステップＳ２において、挟持力不足を検出していないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、ＣＶＴ制御動作を終了する。一方、挟持力不足を検出していると判断した場合には、ＥＣＵ９は、保護制御の実行を開始し（ステップＳ３）、ＣＶＴ制御動作を終了する。

ステップＳ１において、保護制御を実行していないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、保護制御の実行時間が一定時間Ｔｃｓｔ以上経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。

ここで、保護制御の実行時間が一定時間Ｔｃｓｔ以上経過していないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、ＣＶＴ制御動作を終了する。一方、保護制御の実行時間が一定時間Ｔｃｓｔ以上経過していると判断した場合には、ＥＣＵ９は、ベルト滑りを検出したか否かを判断する（ステップＳ５）。

ここでは、ＥＣＵ９は、プライマリプーリ速度センサ４５によって検出されたプライマリプーリ１２の回転速度と、セカンダリプーリ速度センサ４６によって検出されたセカンダリプーリ１３の回転速度との速度比が所定時間以上継続して異常値となっている場合には、ベルト滑りを検出したと判断する。

一方、ＥＣＵ９は、プライマリプーリ１２の回転速度と、セカンダリプーリ１３の回転速度との速度比が所定時間以上継続して異常値となっていない場合には、ベルト滑りが生じていないと判断する。

ステップＳ５において、ベルト滑りを検出したと判断した場合には、ＥＣＵ９は、報知部５４にベルト滑りが発生している旨を報知させ（ステップＳ６）、ＣＶＴ制御動作を終了する。一方、ベルト滑りが生じていないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、保護制御が完了しているか否かを判断する（ステップＳ７）。

ここでは、ＥＣＵ９は、保護制御の制御量が０となっているか否かを判断し、制御量が０となっていれば、保護制御が完了していると判断し、０となっていなければ保護制御が完了していないと判断する。

本実施の形態において、ＥＣＵ９は、インジェクタ５１に噴射させる燃料を減少させることにより、エンジン２の出力トルクを制限することで保護制御を実行する。したがって、ＥＣＵ９は、インジェクタ５１に噴射させる燃料の噴射量が保護制御を実行する前の噴射量となっていれば、保護制御が完了していると判断し、インジェクタ５１に噴射させる燃料の噴射量が保護制御を実行する前の噴射量となっていなければ、保護制御が完了していないと判断する。

ステップＳ７において、保護制御が完了していると判断した場合には、ＥＣＵ９は、ＣＶＴ制御動作を終了する。一方、保護制御が完了していないと判断した場合には、ＥＣＵ９は、保護制御の制御量を所定量低下させ（ステップＳ８）、ＣＶＴ制御動作を終了する。

以上に説明したように、本実施の形態は、挟持力不足を検出したことを条件として、ベルト１４を保護するための保護制御を実行させた後に、ベルト滑り検出制御を実行するため、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の少なくとも一方にベルト１４を挟持する力が一時的に不足した場合には、ベルト滑り検出制御を実行しないため、運転性を低下させることなく、ベルト１４の滑りを検出することができる。

また、本実施の形態は、保護制御を一定時間継続して実行した後に、ベルト滑り検出制御を実行するため、ベルト滑り検出制御において、ベルト滑りの誤検出を防止することができる。

また、本実施の形態は、保護制御を一定時間継続して実行した後に、ベルト滑り検出制御を実行するため、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の少なくとも一方にベルト１４を挟持する力が一時的に不足した場合には、保護制御の実行時間が制限されることにより、運転者に与える違和感を抑制することができる。

また、本実施の形態は、保護制御を一定時間継続して実行した後に、保護制御の制御量を所定量低下させる度に、ベルト滑り検出制御を実行するため、運転者に与える違和感を与えずに保護制御を完了させることができる。

また、本実施の形態は、ベルト滑り検出制御において、プライマリプーリ１２とセカンダリプーリ１３との回転速度の速度比が所定時間以上継続して異常値となっていることを条件として、ベルト滑りを検出するため、速度比の一時的な変動によるベルト滑りの検出を抑制することができる。

また、本実施の形態は、ベルト滑りを検出したことを条件として、報知部５４に報知させるため、ベルト滑りを検出したことを運転者に報知することができる。

また、本実施の形態は、目標油圧から実油圧を減じた差圧が所定圧以上であることを条件として、挟持力不足を検出するため、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の少なくとも一方にベルト１４を挟持する力が不足していることを検出することができる。

また、本実施の形態は、保護制御において、エンジン２の出力トルクを制限するため、ベルト１４の滑りを抑制し、ベルト１４を保護することができる。

なお、本実施の形態において、ＣＶＴ制御動作は、ＥＣＵ９が作動状態にあるときに、繰り返し実行されると説明したが、ＥＣＵ９は、要求変速比が変化したときにＣＶＴ制御動作を実行し、挟持力不足を検出した場合には、保護制御が完了するまで、ＣＶＴ制御動作を繰り返し実行するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ９は、インジェクタ５１に噴射させる燃料を減少させることにより、エンジン２の出力トルクを制限するものとして説明したが、ＥＣＵ９は、スロットルバルブアクチュエータ５３を制御してエンジン２の吸入空気量を減少させることにより、エンジン２の出力トルクを制限するようにしてもよく、エンジン２の点火タイミングを遅らせることにより、エンジン２の出力トルクを制限するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
４ ＣＶＴ（無段変速機）
１２ プライマリプーリ
１３ セカンダリプーリ
１４ ベルト
５４ 報知部
６０ 制御部

Claims (7)

1. 油圧によって幅が調整される溝がそれぞれ形成されたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの溝に巻きかけられて、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに挟持されるベルトと、を有する無段変速機の制御装置であって、
   前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの少なくとも一方に前記ベルトを挟持する力が不足していることを条件として、前記ベルトを保護するための保護制御を実行させた後に、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの少なくとも一方に対して前記ベルトが滑っているベルト滑りを検出するベルト滑り検出制御を実行する制御部を備えた制御装置。
2. 前記制御部は、前記保護制御を一定時間継続して実行した後に、前記ベルト滑り検出制御を実行する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記保護制御を前記一定時間継続して実行した後、前記保護制御の制御量を所定量低下させる度に、前記ベルト滑り検出制御を実行する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記ベルト滑り検出制御において、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの回転速度の速度比が所定時間以上継続して異常値となっていることを条件として、前記ベルト滑りを検出する請求項１ないし請求項３に記載の制御装置。
5. 前記無段変速機の状態を報知する報知部を更に備え、
   前記制御部は、前記ベルト滑りを検出したことを条件として、前記報知部に報知させる請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、前記ベルトを挟持するために必要な目標油圧から実油圧を減じた差圧が所定圧以上であることを条件として、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの少なくとも一方に前記ベルトを挟持する力が不足していることを検出する請求項１ないし請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記保護制御において、エンジンの出力トルクを制限する請求項１ないし請求項６に記載の制御装置。

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