JP2017067226A - 無段変速機の制御装置及び無段変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時のオイルポンプ等の応答遅延を考慮してオイルポンプの必要吐出量を設定することで、変速に必要な変速流量を確保して応答性の良い変速が行える無段変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】無段変速機の制御装置のコントローラ１２は、目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定し、必要吐出量算出用変速比に基づき電動オイルポンプ１０ｅの第１必要吐出量を設定し、第１必要吐出量に基づき電動オイルポンプ１０ｅを制御する。必要吐出量算出用変速比は、バリエータ２０の実変速比の算出値と目標変速比との間の値に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機の制御装置及び無段変速機の制御方法に関する。

特許文献１には、変速するのに必要な油量（変速流量）を導出する動力伝達装置用油圧供給装置が開示されている。変速流量は、特許文献１の動力伝達装置用油圧供給装置では、目標ライン圧や目標変速比、実変速比等の自動変速機の作動状態に基づいて、変速に必要な変速流量を算出している。

特開２０００−１８６７５８号公報

しかしながら、特許文献１の動力伝達装置用油圧供給装置では、変速流量に対応するオイルポンプの必要吐出量が変速時のオイルポンプの応答遅延等を考慮せずに設定されるので、オイルポンプの実際の吐出量は少なくなってしまう。オイルポンプの実際の吐出量が少なくなると、変速に必要な変速流量が不足してしまい意図通りの変速ができなくなるおそれがある。特に、容積が大きいことで変速流量が大きくなる無段変速機では、キックダウンや急減速等によって変速流量が急激に上昇した場合の変速への応答遅れの影響が顕著になる。このため、単に自動変速機の作動状態に基づいてオイルポンプの吐出量を設定しているだけでは、急激に上昇する変速流量に対応できず、応答性の良い変速が行えなくなり易い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、変速時のオイルポンプ等の応答遅延を考慮してオイルポンプの必要吐出量を設定することで、変速に必要な変速流量を確保して応答性の良い変速が行える無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によるバリエータと、オイルポンプと、を有する無段変速機の制御装置は、バリエータの目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定する第１設定部と、必要吐出量算出用変速比に基づきオイルポンプの第１必要吐出量を設定する第２設定部と、第１必要吐出量に基づきオイルポンプを制御する制御部と、を有する。必要吐出量算出用変速比は、バリエータの実変速比の算出値と目標変速比との間の値に設定される。

本発明の別の態様によるバリエータと、オイルポンプと、を有する無段変速機の制御方法は、バリエータの目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定し、必要吐出量算出用変速比に基づきオイルポンプの第１必要吐出量を設定し、第１必要吐出量に基づきオイルポンプを制御する。必要吐出量算出用変速比は、バリエータの実変速比の算出値と目標変速比との間の値に設定される。

上記態様による無段変速機の制御装置では、必要吐出量算出用変速比は、バリエータの実変速比の算出値と目標変速比との間の値に設定される。その結果、単に実変速比から必要吐出量を設定した場合と比べてオイルポンプが速めに立ち上がるので、オイルの総消費流量に対して総吐出量が不足することがなくなる。よって、オイルポンプの応答遅延による影響を抑制することができ、変速に必要な変速流量を確保して応答性の良い変速が行えるようになる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機を搭載した車両の概略構成図である。 図２は、ある走行状態における変速時のオイルの総消費流量と総吐出量との内訳を比較する棒グラフである。 図３は、アクセル開度を変化させたときの変速比と変速流量との関係を示すタイミングチャートである。 図４は、アクセル開度に応じて変化する変速線図である。 図５は、アクセル開度を変化させたときのライン圧と電動オイルポンプの必要吐出量との関係を示すタイミングチャートである。 図６は、指定電流毎に定まる電動オイルポンプの必要吐出量とライン圧との関係を示した特性線図である。 図７は、フェールセーフ制御を実行したときの電動オイルポンプの必要吐出量とライン圧との関係を示した特性線図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度Ｎｐｒｉを当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値である。また、「最Ｌｏｗ変速比」は当該変速機構の最大変速比であり、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比である。

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機を搭載した車両の概略構成図である。この車両は、駆動源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、第２ギヤ列５、及び差動装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には、駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。

変速機４には、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるメカオイルポンプ１０ｍと、バッテリ１３から電力供給を受けて駆動される電動オイルポンプ１０ｅと、が設けられている。電動オイルポンプ１０ｅは、オイルポンプ本体と、オイルポンプ本体を回転駆動する電動モータ１０ｅ１及びモータドライバとで構成され、運転負荷を任意の負荷に、あるいは、多段階に制御することができる。また、変速機４には、メカオイルポンプ１０ｍあるいは電動オイルポンプ１０ｅから吐出されるオイルによって発生する油圧（以下、「ライン圧ＰＬ」という。）を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１が設けられている。

変速機４は、ベルト式無段変速機構であるバリエータ２０と、バリエータ２０に直列に設けられる副変速機構３０と、を備える。ここで、「直列に設けられる」とは、エンジン１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０とが直列に設けられるという意味である。副変速機構３０は、図１に示すようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されてもよい。あるいは、副変速機構３０は、バリエータ２０の前段（入力軸側）に接続されてもよい。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３と、を備える。プーリ２１、２２は、それぞれ固定円錐板２１ａ、２２ａと、この固定円錐板２１ａ、２２ａに対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板２１ａ、２２ａとの間にＶ溝を形成する可動円錐板２１ｂ、２２ｂと、この可動円錐板２１ｂ、２２ｂの背面に設けられて可動円錐板２１ｂ、２２ｂを軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂとを備える。油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比が無段階に変化する。

プライマリプーリ２１の油圧シリンダ２３ａに供給される油圧が小さい場合でもトルク容量が大きくなるように、プライマリプーリ２１の油圧シリンダ２３ａの受圧面積は大きくすることが望ましい。プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ２２とは、プライマリプーリ２１の受圧面積がセカンダリプーリ２２の受圧面積よりも大きくなるように設けられる。

副変速機構３０は、前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連結状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）と、を備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。

コントローラ１２は、エンジン１及び変速機４を統合的に制御する制御装置であり、ＣＰＵと、ＲＡＭ・ＲＯＭ等の記憶装置と、入出力インターフェース等で構成される。

コントローラ１２には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ４１、変速機４の入力回転速度Ｎｐｒｉを検出する回転速度センサ４２、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４３、ライン圧ＰＬを検出するライン圧センサ４４、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５、ブレーキペダルの操作状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を検出するブレーキスイッチ４６等の出力信号が入力される。

記憶装置には、変速機４の変速制御プログラムとして、後述する変速比算出制御用のプログラム、必要吐出量の算出用及び上昇制御用のプログラム、これらプログラムで使用されるしきい値、テーブル、演算式等が格納されている。ＣＰＵは、記憶装置に格納されているプログラムを読み出して実行し、コントローラ１２に入力される各種信号に対して各種演算処理を施して制御信号を生成し、生成した信号を油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵが演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置に適宜格納される。

油圧制御回路１１は、複数の流路と複数の油圧制御弁とによって構成される。油圧制御回路１１は、コントローラ１２からの制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにメカオイルポンプ１０ｍ又は電動オイルポンプ１０ｅから吐出されたオイルによって発生した油圧から必要な油圧を調圧し、変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速比や副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

また、油圧制御回路１１は、コントローラ１２からの制御信号に基づき、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅからオイルを吐出させることで変速に必要な変速流量を確保する。変速流量は、変速機４のバリエータ２０や副変速機構３０が変速するのに必要となるオイルの流量である。例えば、バリエータ２０では、プーリ２１、２２のストローク分のオイルが変速流量として必要になる。変速流量は、変速比が大きく変化するほど増大する。変速比に応じた変速流量分のオイルが油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給されて油圧が調整されて、可動円錐板２１ｂ、２２ｂを軸方向に変位させることで、バリエータ２０の変速比が無段階に変化する。なお、メカオイルポンプ１０ｍ及び電動オイルポンプ１０ｅから吐出されるオイルは、変速流量として消費される以外にも、調圧時や供給時にリークとして消費され、あるいは、変速機４を潤滑するために必要な流量として消費される。

図２は、ある走行状態における変速時のオイルの総消費流量と総吐出量との内訳を比較する棒グラフである。

オイルの総消費流量は、変速流量とオイルのリーク量等との和であり、車両の運転状態によって変化する。

オイルの総吐出量は、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量と電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量との和である。

メカオイルポンプ１０ｍの吐出量は、エンジン１の回転速度に応じて決まる。このため、エンジン１の回転速度が十分高く、かつ、変速流量が小さい場合には、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量だけで、オイルの総消費流量を全て確保することができる。他方で、エンジン１の回転速度が十分に高くない場合や、変速流量が大きくなった場合には、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量だけでは、オイルの総消費流量の全てを確保することが難しくなる。

オイルの総吐出量が総消費流量未満になると、変速に必要な変速流量が不足するので、応答性の良い変速が行えなくなり易い。このため、コントローラ１２は、変速に必要な変速流量を得るために、電動オイルポンプ１０ｅにもオイルを吐出させることで、オイルの総消費流量に対し不足する分の総吐出量を補填する。コントローラ１２は、電動オイルポンプ１０ｅに吐出させることで補填する分のオイルの量を、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量として設定する。このように、コントローラ１２は、常に変速時のオイルの総吐出量が総消費流量以上となるように必要吐出量を設定し、電動オイルポンプ１０ｅを制御する。

以下では、最も効率の良いオイルの補填状態として、図２に示すように、総消費流量と同量の総吐出量となるように電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量が設定される場合について説明する。総消費流量と総吐出量とが一致するように必要吐出量が設定されることで、消費電力を必要最小減に節約しながら効率的に応答性の良い変速を行うことができる。

なお、総吐出量が総消費流量よりも多めの量となるように余力を持たせて必要吐出量を設定してもよい。このように余力を持たせて必要吐出量を設定することで、意図しない変動によって総吐出量が一時的に減少した場合でも、総吐出量が総消費流量未満になることを回避することができる。

次に、図３を参照して、コントローラ１２が実行する変速時の変速比算出制御と必要吐出量算出制御とについて説明する。図３は、アクセル開度ＡＰＯを変化させたときの変速比と変速流量との関係を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は、アクセル開度ＡＰＯのタイミングチャートである。図３（ｂ）はコントローラ１２が変速比算出制御を実行したときの変速比のタイミングチャートであり、図３（ｃ）はコントローラ１２が必要吐出量算出制御を実行したときの変速流量のタイミングチャートである。

コントローラ１２は、図３（ａ）に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１にかけてアクセル開度ＡＰＯがＡ１からＡ２へと開かれると、図３（ｂ）に実線で示すように、変速機４の目標変速比をｔｇｒ１からｔｇｒ２へとＬｏｗ側に変化させる。

ここで、目標変速比は、コントローラ１２が図４に示す変速線図を参照することによって算出される。図４は、アクセル開度ＡＰＯに応じて変化する変速線図である。図４の変速線図は、予め定められ、記憶装置に格納されている。

目標変速比を算出するための入力回転速度Ｎｐｒｉは、図４に示すように、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとに対応する値となるように定められている。

目標変速比は、アクセル開度ＡＰＯ毎に設定された入力回転速度Ｎｐｒｉを車速ＶＳＰで除算することによって得られる。例えば、入力回転速度Ｎｐｒｉと車速ＶＳＰとがある速度のときに、アクセル開度ＡＰＯがＡ１である場合には、目標変速比はｔｇｒ１となる。その後、アクセル開度ＡＰＯがＡ１からＡ２に開かれた場合には、入力回転速度Ｎｐｒｉの値が大きくなって、目標変速比はｔｇｒ２に増大する。増大した後の目標変速比ｔｇｒ２は、増大する前の目標変速比ｔｇｒ１よりもＬｏｗ側の変速比になる。

図３に戻って、コントローラ１２が実行する変速時の変速比算出制御と必要吐出量算出制御の説明を続ける。

コントローラ１２は、図３（ｂ）に点線で示すように、実際の変速比を算出する。時刻Ｔ０から時刻Ｔ３にかけて、実際の変速比の算出値（実変速比の算出値）は、目標変速比に対し緩やかに上昇してｔｇｒ１からｔｇｒ２に到達する。

本願明細書において実変速比の算出値は、目標変速比に追従して動作する変速機４の変速比であり、目標変速比に基づいて制御目標変速比として算出されるパラメータを意味する。目標変速比は急に変化するため、これを実際の制御目標とすると、変速が速すぎることによって発生する変速ショックや、変速が追従できずにフィードバック偏差が溜まってから遅れて急変速することによって発生する変速ショックが発生する。制御目標変速比を算出する目的は、これを回避することである。制御目標変速比は、例えば目標変速比の一次遅れで算出することができる。なお、実変速比の算出値は、目標変速比に対する変速遅れを考慮して推定変速比として推定することにより求めてもよい。

実変速比の算出値を求めてから、コントローラ１２は、第１設定を行う。第１設定では、コントローラ１２は、図３（ｂ）に破線で示すように、目標変速比ｔｇｒ２に応じて必要吐出量算出用変速比を設定する。必要吐出量算出用変速比は、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延分を考慮して必要吐出量を設定するための算出用の変速比である。

必要吐出量算出用変速比は、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延分だけ実変速比の算出値よりも早めて算出される。当該応答遅延は、例えば、予め作成されたメカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延特性マップを参照することで算出される。これにより、図３（ｂ）に破線で示すように、時刻Ｔ０直後の必要吐出量算出用変速比が実変速比の算出値よりも早めにｔｇｒ１から立ち上がる。このように、コントローラ１２は、必要吐出量算出用変速比を設定する第１設定部として機能する。

次に、コントローラ１２は、上記した各変速比を時間微分することによって図３（ｃ）に示すように変速流量を算出する。

図３（ｃ）に実線で示す目標変速流量は、目標変速比から算出される変速流量であり、瞬間的に大きく変化する。これに対して、図３（ｃ）に点線で示す実変速比の算出値から算出される変速流量である変速流量は、目標変速流量よりも緩やかに変化する。目標変速流量よりも実変速比の算出値から算出される変速流量が緩やかに変化するので、指示電流に対して変速が速すぎることによって発生する変速ショックや、変速が追従できずにフィードバック偏差が溜まってから遅れて急変速することによって発生する変速ショックを回避できる。

また、図３（ｃ）に破線で示す必要吐出量算出用変速流量は、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延を考慮した分だけ、実変速比の算出値から算出される変速流量よりも速めに変化する変速流量である。他方で、必要吐出量算出用変速流量は、目標変速流量よりも緩やかに変化する。コントローラ１２は、必要吐出量算出用変速流量を用いて後述する電動オイルポンプ１０ｅの第１必要吐出量を設定する。第１必要吐出量は、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延分を考慮して設定される必要吐出量である。

図３（ｃ）に太実線で示す制御用の変速流量は、実変速比の算出値から算出される変速流量、又は必要吐出量算出用変速流量のいずれか大きい方以上の値となるように設定される変速流量である。制御用の変速流量は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ２までの間においては必要吐出量算出用変速流量が実変速比の算出値から算出される変速流量よりも大きくなるので、必要吐出量算出用変速流量以上の値となるように設定される。また、制御用の変速流量は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間においては実変速比の算出値から算出される変速流量が必要吐出量算出用変速流量よりも大きくなるので、実変速比の算出値から算出される変速流量以上の値となるように設定される。

コントローラ１２は、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量では不足する分の総吐出量を補填するために、以下の第２設定及び第３設定を行い、電動オイルポンプ１０ｅを制御する。

第２設定では、コントローラ１２は、電動オイルポンプ１０ｅの第１必要吐出量を設定する。第１必要吐出量は、必要吐出量算出用変速比に基づいて設定される。第１必要吐出量は、例えば、最も効率の良いオイルの補填状態では、必要吐出量算出用変速流量とリーク量等との和からメカオイルポンプ１０ｍの吐出量を減算して得られる値になる。メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延を考慮して第１必要吐出量が設定されるので、バリエータ２０や副変速機構３０は、変速に必要な変速流量を不足することなく確保できる。このように、コントローラ１２は、第１必要吐出量を設定する第２設定部として機能する。

第３設定では、コントローラ１２は、電動オイルポンプ１０ｅの第２必要吐出量を設定する。第２必要吐出量は、実変速比の算出値に基づいて設定される。第２必要吐出量は、例えば、最も効率の良いオイルの補填状態では、実変速比の算出値から算出される変速流量とリーク量等との和からメカオイルポンプ１０ｍの吐出量を減算して得られる値になる。このように、コントローラ１２は、第２必要吐出量を設定する第３設定部として機能する。

そして、コントローラ１２は、第１必要吐出量、又は第２必要吐出量のいずれか大きい方に基づいて電動オイルポンプ１０ｅを制御する。具体的には、電動オイルポンプ１０ｅは、第１必要吐出量が第２必要吐出量よりも大きい場合には、第１必要吐出量に基づいて制御される。また、電動オイルポンプ１０ｅは、第２必要吐出量が第１必要吐出量よりも大きい場合には、第２必要吐出量に基づいて制御される。電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量には、第１必要吐出量、又は第２必要吐出量のいずれか大きい方以上の値が設定される。必要吐出量は、例えば、最も効率の良いオイルの補填状態では、制御用の変速流量とリーク量との和からメカオイルポンプ１０ｍの吐出量を減算して得られる値になる。このように、コントローラ１２は、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量では不足する分の総吐出量を変速中に常時補填できるように必要吐出量を設定して電動オイルポンプ１０ｅを制御する制御部として機能する。

なお、必要吐出量算出用変速比は、実変速比の算出値よりも早めに設定されていればよく、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延分だけ早めて算出する態様のみに限らない。例えば、必要吐出量算出用変速比は、回転センサ等から計測可能な実際の変速比の値（実変速比の実際値）よりも一定の比率だけ高くなるように設定されてもよい。この場合でも必要吐出量算出用変速比は、実変速比の実際値と目標変速比との間の値となるように設定される。

上記した実施形態に係る無段変速機の制御装置によれば、コントローラ１２は、目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定し、必要吐出量算出用変速比に基づき電動オイルポンプ１０ｅの第１必要吐出量を設定し、第１必要吐出量に基づき電動オイルポンプ１０ｅを制御する。必要吐出量算出用変速比は、バリエータ２０の実変速比の算出値と目標変速比との間の値に設定される。その結果、単に実変速比から必要吐出量を設定した場合と比べて電動オイルポンプ１０ｅが速めに立ち上がるので、オイルの総消費流量に対して総吐出量が不足することがなくなる。よって、メカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延による影響を抑制することができ、変速に必要な変速流量を確保して応答性の良い変速が行えるようになる。また、電動オイルポンプ１０ｅは、総吐出量が適切に得られるように必要な分だけ駆動されるので、一時的に大きな負荷を確保する必要がなくなり小型の電動オイルポンプ１０ｅを用いることができる。さらに、電動オイルポンプ１０ｅに過度な負担をかけずに済むので、消費電力を小さくできるとともに耐久性を向上させることができる（請求項１、４、７の効果）。

コントローラ１２は、必要吐出量算出用変速比をメカオイルポンプ１０ｍや電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延分だけ実変速比の算出値よりも早く立ち上がるように設定する。その結果、当該応答遅延分だけ電動オイルポンプ１０ｅが早めに立ち上がって当該応答遅延による影響を相殺するので、オイルの総消費量に対して総吐出量が不足することがなくなる。よって、変速に必要な変速流量を確保して応答性のよい変速が行えるようになる（請求項２の効果）。

コントローラ１２は、実変速比の算出値に基づき電動オイルポンプ１０ｅの第２必要吐出量を設定し、第２必要吐出量か第１必要吐出量よりも大きい場合には、第２必要吐出量に基づき電動オイルポンプ１０ｅを制御する。このように、第１必要吐出量、又は第２必要吐出量のいずれか大きい方に基づいて電動オイルポンプ１０ｅが制御されるので、メカオイルポンプ１０ｍの吐出量では不足する分の総吐出量を変速中に常時補填することができる。このため、変速に必要な変速流量を常に確保して応答性のよい変速が行えるようになる（請求項３の効果）。

なお、上記実施形態の態様は、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量等を設定する場合に限らず、メカオイルポンプ１０ｍが可変容量型のポンプや多段切替型のポンプである場合には、メカオイルポンプ１０ｍの必要吐出量等を設定することに適用してもよい。このようなメカオイルポンプ１０ｍによれば、オイルの総消費量に対して不足しないようにメカオイルポンプ１０ｍの必要吐出量が設定されるので、変速に必要な変速流量を確保することができる。

次に、図５を参照して、コントローラ１２が実行する電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量の上昇制御について説明する。

図５は、アクセル開度ＡＰＯをＡ１からＡ２に変化させたときの、ライン圧ＰＬと電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量との関係を示すタイミングチャートである。図５（ａ）は、アクセル開度ＡＰＯのタイミングチャートである。図５（ｂ）は電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量のタイミングチャートであり、図５（ｃ）はライン圧ＰＬのタイミングチャートである。

コントローラ１２は、制御用の変速流量を得るために、例えば図５（ｂ）に示すように電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量を徐々に増加させる。また、コントローラ１２は、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量の増大に対応させて、図５（ｃ）に示すようにライン圧ＰＬを徐々に上昇させる。ライン圧ＰＬが高くなることで、変速が可能になるとともにベルト滑りを防止することができる。

しかしながら、ライン圧ＰＬが上昇するほど、電動オイルポンプ１０ｅにかかる負荷が大きくなり、電動モータ１０ｅ１の回転速度が低下しやすくなる。電動モータ１０ｅ１の回転速度が脱調限界回転速度を下回るほど低下すると、電動モータ１０ｅ１の回転速度と指示電流がつくる回転磁界とが同期できない状態になる脱調が発生する。脱調が発生すると、電動オイルポンプ１０ｅはオイルを吐出できなくなるので、必要なライン圧ＰＬを確保できなくなる懸念が生じる。他方で、負荷の増大時の脱調の発生を回避するために、予め必要以上に電動モータ１０ｅ１の回転速度を速めておくことも考えられるが、必要以上に電動モータ１０ｅ１の回転速度を速めることでバッテリ１３の電力を必要以上に消費してしまう。

そこで、コントローラ１２は、一気にライン圧ＰＬや回転速度を上げずに、必要吐出量の増大に対応させるための制御を実行する。

コントローラ１２は、微小時間毎にライン圧ＰＬを徐々に上昇させる制御を実行する。アクセル開度ＡＰＯがＡ１からＡ２へと開かれると、コントローラ１２は、設定された必要吐出量のオイルを吐出するために電動オイルポンプ１０ｅの電動モータ１０ｅ１の指示電流を増大させて時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて回転速度を速くする。電動モータ１０ｅ１の回転速度が速くなることで、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量は、図５（ｂ）に示すように、初期の停止状態であるＱ０から設定された値のＱ１まで増大する。必要吐出量が徐々に増大することで、制御用の変速流量を変速に必要な量だけ適量得られる。コントローラ１２は、必要吐出量をＱ１まで増大させてから、図５（ｃ）に示すように、ライン圧ＰＬをＰ０からＰ１まで上昇させる。実際のライン圧ＰＬは、必要吐出量が増大することで、その後、必要吐出量毎に予め設定されたライン圧ＰＬに到達するように上昇する。このように、コントローラ１２は、必要吐出量の増大に対応してライン圧ＰＬを徐々に上昇させる。

図６は、指示電流毎に定まる電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量とライン圧ＰＬとの関係を示した特性線図である。ライン圧ＰＬが増えるほど、電動オイルポンプ１０ｅにかかる負荷は増大し、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量が増大するほど電動モータ１０ｅ１の回転速度は速くなる。このように、ライン圧ＰＬは、電動オイルポンプ１０ｅにかかる負荷に比例し、電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量は、電動モータ１０ｅ１の回転速度に比例する。

コントローラ１２は、必要吐出量を初期値のＱ０から設定されたＱ１まで増大させるために、電動オイルポンプ１０ｅに指示電流として電流Ｉ１を入力する。電動オイルポンプ１０ｅは、電流Ｉ１が入力されると、電動モータ回転トルク特性に従って、実吐出量がｑ１まで上昇する。実吐出量ｑ１は、電流と油圧とによって定まる実際の吐出量であり、図６に示すように、電流Ｉ１の特性線とライン圧Ｐ０の特性線との交点である。電動オイルポンプ１０ｅの実吐出量は、例えば指示電流が電流Ｉ１である場合には、ライン圧ＰＬを上昇させると電流Ｉ１の特性線上に沿って低下する。ライン圧ＰＬの上昇量は、予め作成された吐出量・ライン圧特性マップを参照するか、あるいは、時系列プロフィールを用いて演算することによって実吐出量毎に決定される。

その後、コントローラ１２は、ライン圧ＰＬをＰ０からＰ１に上昇させる。ライン圧ＰＬがＰ１に上昇することで、電動オイルポンプ１０ｅにかかる負荷が大きくなって電動モータ１０ｅ１の回転速度が低下して、実吐出量がｑ１から必要吐出量の設定値であるＱ１に低下する。必要吐出量Ｑ１は、電流Ｉ１の特性線とライン圧Ｐ１の特性線との交点であり、実吐出量ｑ１よりも小さな吐出量であり、図６に太実線で示す脱調限界吐出量よりも大きな吐出量となる。

電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量が脱調限界吐出量を下回ると、電動モータ１０ｅ１の回転速度が脱調限界回転速度未満となって脱調が発生する。このため、駆動中の電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量を常に脱調限界吐出量以上に維持することが必要となる。

このように、コントローラ１２がライン圧ＰＬをＰ０からＰ１に上昇させる前に実吐出量をＱ０からｑ１に一時的に増大させるので、電動オイルポンプ１０ｅの実吐出量をＱ０からＱ１に変更する過程で脱調限界吐出量を下回ることがない。

次に、コントローラ１２は、図５に示すように必要吐出量をＱ１からＱ２へ増大させ、ライン圧ＰＬをＰ１からＰ２へ上昇させるときにも同様の処理を実行する。コントローラ１２は、図６に示すように、ライン圧Ｐ１を維持したまま指示電流をＩ１からＩ２に上げて、実吐出量をＱ１からｑ２に増大させる。その後、コントローラ１２は、ライン圧ＰＬをＰ１からＰ２に上昇させる。ライン圧ＰＬがＰ２に上昇することで、電動オイルポンプ１０ｅにかかる負荷が大きくなって、実吐出量はｑ２から必要吐出量の設定値であるＱ２に低下する。必要吐出量は、Ｑ１からＱ２に変化する過程で脱調限界吐出量を一度も下回ることがないので、電動オイルポンプ１０ｅで脱調が発生しない。このように、コントローラ１２が制御を行うことで、ライン圧ＰＬが高くなって回転速度が低下しても、脱調限界吐出量を下回ることなく必要吐出量を確保できるようになる。

同様の処理が微小時間毎にｎ回繰り返されることで時刻ｔｎが経過すると、図５（ｂ）に示すように必要吐出量は目標吐出量に到達し、図５（ｃ）に示すようにライン圧ＰＬは、最終的に目標油圧に到達する。必要吐出量の上昇制御は、時刻ｔｎ後にライン圧ＰＬが目標油圧に到達することで終了する。微小時間の間隔や分割数は、電動オイルポンプ１０ｅの応答遅延や時系列プロフィールの演算の遅れ等を考慮して決定される。

上記した実施形態に係るコントローラ１２は、電動モータ１０ｅ１の回転速度が脱調限界回転速度を下回らないように電動モータ１０ｅ１の指示電流を制御する。コントローラ１２は、必要吐出量を設定した値まで増大させるために指示電流を複数回上げて回転速度を増大させ、回転速度が増大する毎にライン圧ＰＬを上昇させる。このように、コントローラ１２は、予め指示電流を上げて回転速度を増大させてからライン圧ＰＬを上昇させる処理を繰り返すので、回転速度が脱調限界回転速度を下回ることがなくなり、脱調の発生を防止しながらライン圧を上昇させることができる。また、コントローラ１２は、第１必要吐出量又は必要吐出量の微小時間毎の設定値に対応させるように指示電流を順次上げるので、最初に一度に最大電流を流した場合と比べてバッテリ１３の消費電力を節約することができる（請求項５の効果）。

また、コントローラ１２は、ライン圧ＰＬが高くなりすぎた場合に、フェールセーフ制御を実行する。フェールセーフ制御は、ライン圧ＰＬが高くなることで電動オイルポンプ１０ｅに許容性能を超える負荷がかかったときに、電動オイルポンプ１０ｅを保護するために電動オイルポンプ１０ｅの駆動を停止させる制御である。図７は、コントローラ１２がフェールセーフ制御を実行したときの電動オイルポンプ１０ｅの必要吐出量とライン圧ＰＬとの関係を示した特性線図である。

フェールセーフ制御では、コントローラ１２は、ライン圧ＰＬがＰｘで指示電流が許容最大電流Ｉｘとなっているときに、意図しないライン圧Ｐｘ＋１が加わることで回転速度が脱調限界回転速度を下回った場合に、実行される。フェールセーフ制御が実行されることで、電動オイルポンプ１０ｅは停止する。

上記した実施形態に係るコントローラ１２によれば、フェールセーフ制御で指示電流が許容最大電流Ｉｘとなってから回転速度が脱調限界回転速度を下回った場合に、電動オイルポンプ１０ｅを停止させる。このため、意図しないライン圧Ｐｘ＋１となってしまい電動オイルポンプ１０ｅで脱調が発生したとしても、指示電流を介して実際のライン圧ＰＬを監視することで、すぐに電動オイルポンプ１０ｅを停止することができる。このため、電動オイルポンプ１０ｅ等で故障が発生することを回避することができる（請求項６の効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 第１ギヤ列
４ 変速機（無段変速機）
５ 第２ギヤ列
６ 差動装置
７ 駆動輪
８ パーキング機構
１０ｅ 電動オイルポンプ（オイルポンプ）
１０ｍ メカオイルポンプ（オイルポンプ）
１１ 油圧制御回路
１２ コントローラ（無段変速機の制御装置、第１設定部、第２設定部、第３設定部、制御部）
２０ バリエータ

Claims (7)

1. バリエータと、オイルポンプと、を有する無段変速機の制御装置であって、
   前記バリエータの目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定する第１設定部と、
   前記必要吐出量算出用変速比に基づき前記オイルポンプの第１必要吐出量を設定する第２設定部と、
   前記第１必要吐出量に基づき前記オイルポンプを制御する制御部と、を有し、
   前記必要吐出量算出用変速比は、前記バリエータの実変速比の算出値と前記目標変速比との間の値に設定される、
   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であって、
   前記必要吐出量算出用変速比は、前記オイルポンプの応答遅延分だけ前記実変速比の算出値よりも早く立ち上が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。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記実変速比の算出値に基づき前記オイルポンプの第２必要吐出量を設定する第３設定部をさらに有し、
   前記制御部は、前記第２必要吐出量が前記第１必要吐出量よりも大きい場合には、前記第２必要吐出量に基づき前記オイルポンプを制御する、
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の無段変速機の制御装置であって、
   電力が供給されることで駆動する電動モータをさらに有し、
   前記オイルポンプは、前記電動モータによって駆動される電動オイルポンプである、
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
5. 請求項４に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記電動モータの回転速度が脱調限界回転速度を下回らないように前記電動モータの指示電流を制御し、
   前記必要吐出量を設定した値まで増大させるために前記指示電流を複数回上げて前記回転速度を増大させ、
   前記回転速度が増大する毎に前記オイルポンプの油圧を上昇させる、
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
6. 請求項５に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記制御部は、前記指示電流が許容最大電流となってから前記回転速度が前記脱調限界回転速度を下回った場合に、前記電動オイルポンプを停止させる、
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
7. バリエータと、オイルポンプと、を有する無段変速機の制御方法であって、
   前記バリエータの目標変速比に応じて必要吐出量算出用変速比を設定し、
   前記必要吐出量算出用変速比に基づき前記オイルポンプの第１必要吐出量を設定し、
   前記第１必要吐出量に基づき前記オイルポンプを制御し、
   前記必要吐出量算出用変速比は、前記バリエータの実変速比の算出値と前記目標変速比との間の値に設定される、
   無段変速機の制御方法。

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