JP2017032074A - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】こもり音の発生を抑制しながら、ベルトの耐久性が悪化するのを抑制することが可能なベルト式無段変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】ECUは、ベルト式無段変速機のベルトの微小すべりに起因してこもり音が発生する運転領域であると判断された場合に、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御を実行するように構成されている。そして、ECUは、車両が発進する際の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断し、挟圧力上昇制御を実行しないように構成されている。
【選択図】図5
【解決手段】ECUは、ベルト式無段変速機のベルトの微小すべりに起因してこもり音が発生する運転領域であると判断された場合に、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御を実行するように構成されている。そして、ECUは、車両が発進する際の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断し、挟圧力上昇制御を実行しないように構成されている。
【選択図】図5
Description
本発明は、ベルト式無段変速機の制御装置に関する。
従来、車両に搭載されるベルト式無段変速機(CVT)に適用されるベルト式無段変速機の制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載されたベルト式無段変速機の制御装置は、こもり音発生状態判断手段においてこもり音発生状態に該当すると判断された場合に、挟圧力変更手段によりベルト挟圧力を大きくするように構成されている。なお、こもり音発生状態判断手段では、ベルト式無段変速機の出力軸回転速度、トルクコンバータのタービントルクおよびベルト式無段変速機の変速比などに基づいて、こもり音の発生し得る状態に該当するか否かが判断される。
しかしながら、上記のような従来のこもり音発生状態判断手段では、車両が発進する際の過渡状態であるときに、エンジン回転数が吹き上がった場合に、実際にはこもり音が問題とならない状態であるにもかかわらず、こもり音発生状態に該当すると誤判断することがある。このように、こもり音発生状態であると誤判断されると、不必要にベルト挟圧力が上昇されるので、ベルトの耐久性が悪化するおそれがある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、こもり音の発生を抑制しながら、ベルトの耐久性が悪化するのを抑制することが可能なベルト式無段変速機の制御装置を提供することである。
本発明によるベルト式無段変速機の制御装置は、車両に搭載されるベルト式無段変速機に適用されるものであり、ベルト式無段変速機のベルトの微小すべりに起因してこもり音が発生する運転領域であると判断された場合に、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御を実行するように構成されている。そして、ベルト式無段変速機の制御装置は、車両が発進する際の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断し、挟圧力上昇制御を実行しないように構成されている。
このように構成することによって、こもり音が発生する運転領域である場合にベルト挟圧力を上昇させることにより、こもり音の発生を抑制することができる。また、車両が発進する際の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると適切に判断することができるので、ベルト挟圧力が不必要に上昇されるのを抑制することができる。
本発明のベルト式無段変速機の制御装置によれば、こもり音の発生を抑制しながら、ベルトの耐久性が悪化するのを抑制することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載されるベルト式無段変速機を制御するECUに本発明を適用した場合について説明する。
車両は、図1に示すように、エンジン(内燃機関)1、トルクコンバータ2、前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4、減速歯車装置5、差動歯車装置6、および、ECU8(図2参照)などを備えている。この車両は、たとえばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)である。
エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11はトルクコンバータ2に連結されており、エンジン1の出力が、トルクコンバータ2から前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4および減速歯車装置5を介して差動歯車装置6に伝達され、左右の駆動輪7L,7Rへ分配されるようになっている。
−エンジン−
エンジン1は、たとえば多気筒ガソリンエンジンであり、走行用の駆動力を出力可能に構成されている。このエンジン1に吸入される吸入空気量はスロットルバルブ12により調整される。このスロットルバルブ12はスロットルモータ13により駆動され、その開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ102によって検出される。また、エンジン1の冷却水温は水温センサ103によって検出される。
エンジン1は、たとえば多気筒ガソリンエンジンであり、走行用の駆動力を出力可能に構成されている。このエンジン1に吸入される吸入空気量はスロットルバルブ12により調整される。このスロットルバルブ12はスロットルモータ13により駆動され、その開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ102によって検出される。また、エンジン1の冷却水温は水温センサ103によって検出される。
−トルクコンバータ−
トルクコンバータ2は、入力側のポンプインペラ21、出力側のタービンランナ22、および、トルク増幅機能を発現するステータ23などを備えており、ポンプインペラ21とタービンランナ22との間で流体を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ21はエンジン1のクランクシャフト11に連結されている。タービンランナ22はタービンシャフト28を介して前後進切換装置3に連結されている。
トルクコンバータ2は、入力側のポンプインペラ21、出力側のタービンランナ22、および、トルク増幅機能を発現するステータ23などを備えており、ポンプインペラ21とタービンランナ22との間で流体を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ21はエンジン1のクランクシャフト11に連結されている。タービンランナ22はタービンシャフト28を介して前後進切換装置3に連結されている。
トルクコンバータ2には、このトルクコンバータ2の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ24が設けられている。このロックアップクラッチ24は、係合側油室25内の油圧と解放側油室26内の油圧との差圧を制御することにより、完全係合・半係合(スリップ状態での係合)または解放される。なお、トルクコンバータ2にはポンプインペラ21に連結して駆動される機械式のオイルポンプ27が設けられている。
−前後進切換装置−
前後進切換装置3は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構30、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1を備えている。
前後進切換装置3は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構30、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1を備えている。
遊星歯車機構30のサンギヤ31はトルクコンバータ2のタービンシャフト28に一体的に連結されており、キャリア33はベルト式無段変速機4の入力軸40に一体的に連結されている。また、これらキャリア33とサンギヤ31とは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ32は後進用ブレーキB1を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。
前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1は、油圧制御回路20(図2参照)によって係合・解放される油圧式摩擦係合要素であって、前進用クラッチC1が係合され、後進用ブレーキB1が解放されることにより、前後進切換装置3が一体回転状態となって前進用動力伝達経路が成立(達成)し、この状態で、前進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。
一方、後進用ブレーキB1が係合され、前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置3によって後進用動力伝達経路が成立(達成)する。この状態で、入力軸40はタービンシャフト28に対して逆方向へ回転し、この後進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。また、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1がともに解放されると、前後進切換装置3は動力伝達を遮断するニュートラル(遮断状態)になる。
−ベルト式無段変速機−
ベルト式無段変速機4は、入力側のプライマリプーリ41、出力側のセカンダリプーリ42、および、これらプライマリプーリ41とセカンダリプーリ42とに巻き掛けられた金属製のベルト43などを備えている。
ベルト式無段変速機4は、入力側のプライマリプーリ41、出力側のセカンダリプーリ42、および、これらプライマリプーリ41とセカンダリプーリ42とに巻き掛けられた金属製のベルト43などを備えている。
プライマリプーリ41は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸40に固定された固定シーブ411と、入力軸40に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ412とによって構成されている。セカンダリプーリ42も同様に有効径が可変な可変プーリであって、出力軸44に固定された固定シーブ421と、出力軸44に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ422とによって構成されている。
プライマリプーリ41の可動シーブ412側には、固定シーブ411と可動シーブ412との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ413が配置されている。また、セカンダリプーリ42の可動シーブ422側にも同様に、固定シーブ421と可動シーブ422との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ423が配置されている。
以上の構造のベルト式無段変速機4において、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413の油圧を制御することにより、プライマリプーリ41およびセカンダリプーリ42の各V溝幅が変化してベルト43の掛かり径(有効径)が変更され、変速比γ(変速比γ=入力軸回転数Nin/出力軸回転数Nout)が連続的に変化する。また、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423の油圧は、ベルトすべりが生じない所定の挟圧力でベルト43が挟圧されるように制御される。これらの制御はECU8および油圧制御回路20によって実行される。
−ECU−
ECU8は、図2に示すように、CPU81、ROM82、RAM83およびバックアップRAM84などを備えている。
ECU8は、図2に示すように、CPU81、ROM82、RAM83およびバックアップRAM84などを備えている。
ROM82には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU81は、ROM82に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM83はCPU81での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM84はエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
これらCPU81、ROM82、RAM83、および、バックアップRAM84はバス87を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース85および出力インターフェース86に接続されている。
ECU8の入力インターフェース85には、エンジン回転数センサ101、スロットル開度センサ102、水温センサ103、タービン回転数センサ104、入力軸回転数センサ105、車速センサ106、アクセル開度センサ107、CVT油温センサ108、ブレーキペダルセンサ109、および、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)を検出するレバーポジションセンサ110などが接続されている。そして、ECU8では、各センサの出力信号に基づいて、エンジン1の回転数(エンジン回転数)Ne、スロットルバルブ12の開度θth、エンジン1の冷却水温Tw、タービンシャフト28の回転数(タービン回転数)Nt、入力軸40の回転数(入力軸回転数)Nin、車速V、アクセルペダル等のアクセル操作部材の操作量(アクセル開度)Acc、油圧制御回路20の油温(CVT油温Thc)、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無(ブレーキON・OFF)、および、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)など取得することが可能である。
出力インターフェース86には、スロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15および油圧制御回路20などが接続されている。
ここで、ECU8に供給される信号のうち、タービン回転数Ntは、前後進切換装置3の前進用クラッチC1が係合する前進走行時には入力軸回転数Ninと一致し、車速Vはベルト式無段変速機4の出力軸44の回転数(出力軸回転数)Noutに対応する。またアクセル開度Accは運転者の出力要求量を表している。
そして、ECU8は、上記した各種のセンサの出力信号などに基づいて、エンジン1の出力制御、ベルト式無段変速機4の変速制御、ベルト挟圧力制御、および、ロックアップクラッチ24の係合・解放制御を実行する。
エンジン1の出力制御は、スロットルモータ13、燃料噴射装置14および点火装置15をECU8が制御することにより行われ、ベルト式無段変速機4の変速制御、ベルト挟圧力制御、およびロックアップクラッチ24の係合・解放制御は、いずれもECU8が油圧制御回路20を制御することにより行われる。
ベルト式無段変速機4の変速制御は、たとえば図3に示すように、運転者の出力要求量を表すアクセル開度Accおよび車速Vをパラメータとして予め設定されたマップから入力側の目標回転数(目標回転速度)Nintを算出し、実際の入力軸回転数Ninが目標回転数Nintと一致するように、それらの偏差に応じてベルト式無段変速機4の変速制御、すなわちプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413に対する作動油の供給・排出によって変速圧Pinが制御され、変速比γが連続的に変化する。
図3のマップは変速条件に相当するもので、車速Vが小さくアクセル開度Accが大きい程、大きな変速比γになる目標回転数Nintが設定されるようになっている。また、車速Vは出力軸回転数Noutに対応するため、入力軸回転数Ninの目標値である目標回転数Nintは目標変速比に対応し、ベルト式無段変速機4の最小変速比γminと最大変速比γmaxの範囲内で設定されている。
ベルト式無段変速機4のベルト挟圧力制御は、たとえば図4に示すように、伝達トルクに対応するアクセル開度Accおよび変速比γをパラメータとし、ベルトすべりが生じないように予め設定された必要油圧(ベルト挟圧力に相当)のマップに従って、ベルト式無段変速機4のベルト挟圧力、すなわち、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423の油圧を調圧制御する。
ロックアップクラッチ24の係合・解放制御は、たとえば、アクセル開度Accおよび車速Vをパラメータとして予め設定された切換マップに基づいて行われる。
ここで、本実施形態によるECU8では、ベルト式無段変速機4のベルト43の微小すべりに起因するこもり音の発生を抑制するように構成されている。具体的には、ECU8は、こもり音が発生する運転領域であると判断された場合に、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御を実行するように構成されている。また、ECU8は、車両発進時の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断するようになっている。
[こもり音抑制制御]
次に、図5を参照して、本実施形態の車両におけるこもり音抑制制御について説明する。なお、以下のフローは所定の時間間隔毎に繰り返し行われる。また、各ステップはECU8により実行される。
次に、図5を参照して、本実施形態の車両におけるこもり音抑制制御について説明する。なお、以下のフローは所定の時間間隔毎に繰り返し行われる。また、各ステップはECU8により実行される。
まず、図5のステップS1において、ベルト式無段変速機4の入力軸40の回転数Ninが所定範囲内であるか否かが判断される。この所定範囲は、こもり音が発生し得る範囲であり、予め実験などによって算出された範囲である。そして、入力軸回転数Ninが所定範囲内である場合には、ステップS2に移る。その一方、入力軸回転数Ninが所定範囲内ではない場合には、こもり音が発生しない運転領域であることから、挟圧力上昇制御が実行されることなく、リターンに移る。
次に、ステップS2において、ベルト式無段変速機4の出力軸44の回転数Noutが所定範囲内であるか否かが判断される。この所定範囲は、こもり音が発生し得る範囲であり、予め実験などによって算出された範囲である。そして、出力軸回転数Noutが所定範囲内である場合には、ステップS3に移る。その一方、出力軸回転数Noutが所定範囲内ではない場合には、こもり音が発生しない運転領域であることから、挟圧力上昇制御が実行されることなく、リターンに移る。
次に、ステップS3において、ベルト式無段変速機4の変速比γが所定範囲内であるか否かが判断される。この所定範囲は、こもり音が発生し得る範囲であり、予め実験などによって算出された範囲である。そして、変速比γが所定範囲内である場合には、ステップS4に移る。その一方、変速比γが所定範囲内ではない場合には、こもり音が発生しない運転領域であることから、挟圧力上昇制御が実行されることなく、リターンに移る。
次に、ステップS4において、トルクコンバータ2の出力トルク(タービントルク)が所定範囲内であるか否かが判断される。この所定範囲は、こもり音が発生し得る範囲であり、予め実験などによって算出された範囲である。なお、タービントルクは、エンジントルクおよびトルクコンバータ2のトルク比に基づいて算出される。そして、タービントルクが所定範囲内である場合には、ステップS5に移る。その一方、タービントルクが所定範囲内ではない場合には、こもり音が発生しない運転領域であることから、挟圧力上昇制御が実行されることなく、リターンに移る。
次に、ステップS5において、車両発進時の過渡状態であるか否かが判断される。そして、車両発進時の過渡状態である場合には、こもり音が発生しない運転領域であることから、挟圧力上昇制御が実行されることなく(挟圧力上昇制御が禁止され)、リターンに移る。その一方、車両発進時の過渡状態ではない場合には、こもり音が発生する運転領域であることから、ステップS6に移る。
ここで、車両発進時の過渡状態であるか否かは、トルクコンバータ2におけるポンプインペラ21とタービンライナ22との差回転(エンジン回転数Neとタービン回転数Ntとの差)に基づいて判断される。具体的には、トルクコンバータ2の差回転が所定値以下の場合に、車両発進時の過渡状態ではないと判断され、トルクコンバータ2の差回転が所定値を超過している場合に、車両発進時の過渡状態であると判断される。
なお、車両発進時の過渡状態であるか否かを、入力軸回転数Ninの単位時間あたりの変化量(変化度合い)に基づいて判断してもよい。具体的には、入力軸回転数Ninの変化量が所定値以下の場合に、車両発進時の過渡状態ではないと判断され、入力軸回転数Ninの変化量が所定値を超過している場合に、車両発進時の過渡状態であると判断される。
また、車両発進時の過渡状態であるか否かを、実際の入力軸回転数Ninと目標回転数Nintとの偏差の絶対値に基づいて判断してもよい。具体的には、入力軸回転数Ninと目標回転数Nintとの偏差の絶対値が所定値以下の場合に、車両発進時の過渡状態ではないと判断され、入力軸回転数Ninと目標回転数Nintとの偏差の絶対値が所定値を超過している場合に、車両発進時の過渡状態であると判断される。
そして、ステップS6では、こもり音が発生する運転領域であると判断されたことから、ベルト43の微小すべりに起因するこもり音の発生を抑制するために、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御が実行される。この挟圧力上昇制御では、図4のマップから算出されたベルト挟圧力を高い側に補正するようになっている。すなわち、挟圧力上昇制御は、基準値である図4のマップ値からベルト挟圧力を上昇させてベルト43の微小すべりを抑制するためのものである。なお、その補正量はマップに基づいて算出されてもよい。その後、リターンに移る。
−効果−
本実施形態では、上記のように、こもり音が発生する運転領域である場合にベルト挟圧力を上昇させることによって、こもり音の発生を抑制することができる。また、車両発進時の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると適切に判断することができるので、ベルト挟圧力が不必要に上昇されるのを抑制することができる。したがって、こもり音の発生を抑制しながら、ベルトの耐久性が悪化するのを抑制することができる。つまり、本実施形態では、車両発進時の過渡状態であるときに、エンジン回転数Neが吹き上がっても、こもり音が問題とならないことから、車両発進時の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断している。このため、たとえば、平坦路の走行時に、アクセル開度が低開度〜中開度であり、かつ、エンジン回転数が高回転である場合に、こもり音を発生する車両において、発進時の過渡状態のときにエンジン回転数が吹き上がっても、こもり音が発生しない運転領域であると適切に判断することができる。
本実施形態では、上記のように、こもり音が発生する運転領域である場合にベルト挟圧力を上昇させることによって、こもり音の発生を抑制することができる。また、車両発進時の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると適切に判断することができるので、ベルト挟圧力が不必要に上昇されるのを抑制することができる。したがって、こもり音の発生を抑制しながら、ベルトの耐久性が悪化するのを抑制することができる。つまり、本実施形態では、車両発進時の過渡状態であるときに、エンジン回転数Neが吹き上がっても、こもり音が問題とならないことから、車両発進時の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断している。このため、たとえば、平坦路の走行時に、アクセル開度が低開度〜中開度であり、かつ、エンジン回転数が高回転である場合に、こもり音を発生する車両において、発進時の過渡状態のときにエンジン回転数が吹き上がっても、こもり音が発生しない運転領域であると適切に判断することができる。
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、本実施形態では、車両がFFである例を示したが、これに限らず、車両が、FR(フロントエンジン・リアドライブ)や、4輪駆動であってもよい。
また、本実施形態のステップS4では、タービントルクが所定範囲内であるか否かを判断する例を示したが、これに限らず、ベルト式無段変速機の入力トルクが所定範囲内であるか否かを判断するようにしてもよい。
また、本実施形態では、こもり音が発生する運転領域であると判断する条件としてステップS1〜S5を示したが、これに限らず、こもり音が発生する運転領域であると判断する条件としてその他の条件(たとえば、CVT油温が所定範囲内であること)が含まれていてもよい。また、ステップS1〜S4のいずれかが省略されるようにしてもよい。すなわち、本実施形態のフローチャートは、一例であってその手順に限定されるものではない。
また、本実施形態において、ECU8が複数のECUにより構成されていてもよい。
本発明は、車両に搭載されるベルト式無段変速機に適用されるベルト式無段変速機の制御装置に利用可能である。
4 ベルト式無段変速機
8 ECU(ベルト式無段変速機の制御装置)
8 ECU(ベルト式無段変速機の制御装置)
Claims (1)
- 車両に搭載されるベルト式無段変速機に適用されるベルト式無段変速機の制御装置であって、
前記ベルト式無段変速機のベルトの微小すべりに起因してこもり音が発生する運転領域であると判断された場合に、ベルト挟圧力を上昇させる挟圧力上昇制御を実行するように構成されており、
前記車両が発進する際の過渡状態であるときに、こもり音が発生しない運転領域であると判断し、前記挟圧力上昇制御を実行しないように構成されていることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015153099A JP2017032074A (ja) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | ベルト式無段変速機の制御装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020023989A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
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CN110805672A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 丰田自动车株式会社 | 车辆用驱动装置的控制装置 |
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