以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両の制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図1は、実施形態の動力伝達装置1と油圧制御装置20の概略構成を模式的に示す図である。動力伝達装置1は、エンジンと駆動輪との間に、無段変速機(CVT)とギヤ機構とが配置されている。ギヤ機構を経由する動力伝達経路には前進用クラッチC1とシンクロ機構S1が配置されている。無段変速機を経由する動力伝達経路にはベルト走行用クラッチC2が配置される。
図1に示すように、油圧制御装置20は、油圧供給源であるメカオイルポンプ21と、マニュアルバルブMVと、アキュームレータ22と、リニアソレノイドバルブSL1,SL2,SLGとを備える。マニュアルバルブMVはシフトレバー10(図2に示す)がシフト操作されることにより作動する切替バルブである。リニアソレノイドバルブSL1は、所定の係合圧に調圧して、前進用クラッチC1に油圧を供給する。リニアソレノイドバルブSL2は、所定の係合圧に調圧して、ベルト走行用クラッチC2に油圧を供給する。リニアソレノイドバルブSLGは、所定の係合圧に調圧して、シンクロ機構S1に油圧を供給する。アキュームレータ22は、マニュアルバルブMVと各リニアソレノイドバルブSL1,SL2とを繋ぐ油路に接続されており、リニアソレノイドバルブSL1およびリニアソレノイドバルブSL2に供給するための油圧を蓄積する。油圧制御装置20では、アキュームレータ22に油圧を蓄積するアキューム充填を実施するように構成されている。
図2は、実施形態の車両Veを模式的に示したスケルトン図である。車両Veに搭載された動力伝達装置1は、動力源であるエンジン2からの動力を駆動輪7L,7Rに向けて伝達するものである。この動力伝達装置1は、トルクコンバータ3、前後進切換装置4、ベルト式無段変速機5、ギヤ機構6、出力軸8、デファレンシャル装置9等を備えている。
動力伝達装置1には、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第1動力伝達経路と、ベルト式無段変速機5により動力伝達を行う第2動力伝達経路とが並列に設けられている。具体的に、第1動力伝達経路では、エンジン2から出力されたトルクがトルクコンバータ3を経由してタービン軸31に入力され、このトルクがタービン軸31から前後進切換装置4およびギヤ機構6を経由して出力軸8に伝達される。一方、第2動力伝達経路では、タービン軸31に入力されたトルクがベルト式無段変速機5を経由して出力軸8に伝達される。そして、車両Veの走行状態に応じて、動力伝達経路を第1動力伝達経路と第2動力伝達経路との間で切り替えるようになっている。
トルクコンバータ3は、エンジン2のクランク軸に連結されたポンプ翼車32と、タービン軸31を介して前後進切換装置4に連結されたタービン翼車33とを備えている。また、ポンプ翼車32およびタービン翼車33の間にはロックアップクラッチ34が設けられている。そして、このロックアップクラッチ34が完全係合することによって、ポンプ翼車32とタービン翼車33とが一体回転する。
前後進切換装置4は、前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、ダブルピニオン型の遊星歯車装置41を備えている。遊星歯車装置41のキャリヤ42がタービン軸31およびベルト式無段変速機5の入力軸51に一体的に連結される。リングギヤ43は後進用ブレーキB1を介してハウジング11に選択的に連結される。サンギヤ44は小径ギヤ61に連結されている。また、サンギヤ44とキャリヤ42とは前進用クラッチC1を介して選択的に連結される。前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1は油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式の係合装置である。
ギヤ機構6は、小径ギヤ61と、この小径ギヤ61に噛み合いかつ第1カウンタ軸62に相対回転不能に設けられた大径ギヤ63とを備えている。第1カウンタ軸62と同じ回転軸心まわりには、アイドラギヤ64が第1カウンタ軸62に対して相対回転可能に設けられている。また、第1カウンタ軸62とアイドラギヤ64との間には、これらを選択的に断接するシンクロ機構(シンクロメッシュ機構)S1が設けられている。シンクロ機構S1は、第1カウンタ軸62に形成されている第1ギヤ65と、アイドラギヤ64に形成されている第2ギヤ66と、これら第1ギヤ65および第2ギヤ66と噛合可能なスプライン歯が形成されたハブスリーブ67とを備えている。ハブスリーブ67がこれら第1ギヤ65および第2ギヤ66と嵌合することで、第1カウンタ軸62とアイドラギヤ64とが接続される。
アイドラギヤ64は、アイドラギヤ64よりも大径の入力ギヤ68と噛み合わされている。この入力ギヤ68は、ベルト式無段変速機5のセカンダリプーリ53の回転軸心と共通の回転軸心上に配置されている出力軸8に対して相対回転不能に設けられている。出力軸8は、回転軸心まわりに回転可能に配置されており、入力ギヤ68および出力ギヤ81が相対回転不能に設けられている。前進用クラッチC1およびシンクロ機構S1が共に係合し、かつベルト走行用クラッチC2が解放することで、エンジン2のトルクが、タービン軸31、前後進切換装置4およびギヤ機構6を経由して出力軸8に伝達される第1動力伝達経路(ギヤルート)が形成される。
ベルト式無段変速機5は、タービン軸31に連結された入力軸51と出力軸8との間の動力伝達経路上に設けられ、入力軸51に設けられた入力側部材であるプライマリプーリ52と、出力側部材であるセカンダリプーリ53と、プライマリプーリ52とセカンダリプーリ53とに巻き掛けられた無端状の伝動ベルト54とを備えており、プライマリプーリ52およびセカンダリプーリ53と伝動ベルト54との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。この摩擦力はベルト挟圧力によって生じる。
プライマリプーリ52は、入力軸51に固定された固定シーブ52aと、入力軸51に対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ52bと、それらの間のV溝幅を変更するために可動シーブ52bを移動させる推力を発生させるプライマリ側油圧アクチュエータ52cとを備えている。また、セカンダリプーリ53は、固定シーブ53aと、この固定シーブ53aに対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ53bと、それらの間のV溝幅を変更するために可動シーブ53bを移動させる推力を発生させるセカンダリ側油圧アクチュエータ53cとを備えて構成されている。このセカンダリプーリ53で生じる推力は、伝動ベルト54を挟み付ける力(ベルト挟圧力)である。そして、プライマリプーリ52およびセカンダリプーリ53のV溝幅が変化して伝動ベルト54の掛かり径(有効径)が変更されることにより変速比γ(=入力軸回転速度/出力軸回転速度)が連続的に変更可能となっている。
また、ベルト式無段変速機5と出力軸8との間には、これらの間を選択的に断接するベルト走行用クラッチC2が設けられている。ベルト走行用クラッチC2は油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式の係合装置である。ベルト走行用クラッチC2が係合し、かつ前進用クラッチC1が解放することで、エンジン2のトルクが、入力軸51およびベルト式無段変速機5を経由して出力軸8に伝達される第2動力伝達経路(ベルトルート)が形成される。
出力ギヤ81は、第2カウンタ軸91に固定されている大径ギヤ92と噛み合わされている。第2カウンタ軸91には、デファレンシャル装置9のデフリングギヤ93と噛み合う小径ギヤ94が設けられている。
第1動力伝達経路によってトルクが伝達されるギヤモードには、前進走行する場合と、後進走行する場合とが含まれる。ギヤモードで前進走行時においては、前進用クラッチC1およびシンクロ機構S1を係合し、かつベルト走行用クラッチC2および後進用ブレーキB1を解放する。ギヤモードで後進走行時においては、後進用ブレーキB1およびシンクロ機構S1を係合し、かつ前進用クラッチC1およびベルト走行用クラッチC2を解放する。また、第2動力伝達経路によってトルクが伝達されるベルトモード走行時においては、ベルト走行用クラッチC2を係合し、かつ前進用クラッチC1と後進用ブレーキB1とシンクロ機構S1とを解放する。また、ギヤ機構6の変速比は、ベルト式無段変速機5の最大変速比γmaxよりも大きな変速比に設定されている。そのため、ギヤモード走行中(前進走行時、後進走行時)、ベルト式無段変速機5の変速比は最Lowギヤ比である最大変速比γmaxに制御される。さらに、ニュートラル惰行時は、前進用クラッチC1と後進用ブレーキB1とベルト走行用クラッチC2とを解放する。また、車両には、運転者が前進レンジ(Dレンジ)や後進レンジ(Rレンジ)やニュートラルレンジ(Nレンジ)などの走行レンジ(シフトポジション)を選択操作可能なシフトレバー10が設けられている。
ECU100は、演算処理を行うCPUや、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAMなどを備え、車両Veを制御する制御装置である。例えば、ECU100は、シフトレバー10により選択された走行レンジに応じて油圧制御装置20などの制御を実施する。具体的には、ECU100は油圧制御装置20を制御する際、走行モードの切り替え制御や、ベルト式無段変速機5の制御などを実施する。このECU100は、アキュームレータ22に油圧を充填するアキューム充填を実施する制御手段と、シンクロ機構S1の状態を制御するシンクロ制御を実施する制御手段とを有する。
油圧制御装置20は、メカオイルポンプ21で発生された油圧をプライマリレギュレータバルブおよびセカンダリレギュレータバルブ(いずれも図示せず)により、スロットル開度に基づきライン圧に調圧する。また、油圧制御装置20は、油圧供給源として、メカオイルポンプ21に加えて電動オイルポンプ(図示せず)を備える。
なお、油圧制御装置20は、ライン圧モジュレータバルブと、S1−B1アプライコントロールバルブとを有している。ライン圧モジュレータバルブは、ライン圧を調圧して、ライン圧より低圧の一定圧であるモジュレータ圧を生成する。ライン圧モジュレータバルブにはライン圧が入力され、このライン圧を元圧として調圧されたモジュレータ圧がライン圧モジュレータバルブから出力される。マニュアルバルブMVにはモジュレータ圧が入力され、前進レンジの場合にモジュレータ圧を前進レンジ圧として出力し、後進レンジの場合にモジュレータ圧をリバース圧として出力する。また、S1−B1アプライコントロールバルブは、モジュレータ圧またはリバース圧をリニアソレノイドバルブSLGに入力する。リニアソレノイドバルブSLGはモジュレータ圧またはリバース圧を自在に調圧制御し、シンクロ機構S1または後進用ブレーキB1に供給するための係合圧を生成して出力する。リニアソレノイドバルブSLGから出力された係合圧はS1−B1アプライコントロールバルブに入力される。そして、S1−B1アプライコントロールバルブではB1制御状態とS1制御状態とを切換自在である。B1制御状態は、後進レンジ(Rレンジ)時に後進用ブレーキB1の係合圧をリニアソレノイドバルブSLGからの係合圧によって制御する状態であり、後進用ブレーキB1に油圧が供給される制御状態である。S1制御状態は、前進レンジ(Dレンジ)時にシンクロ機構S1をリニアソレノイドバルブSLGの係合圧によって制御する状態であり、後進用ブレーキB1には油圧が供給されない制御状態である。
さらに、油圧制御装置20は、図示しないバルブとして、プライマリプーリ52に供給されるプライマリ圧を制御するプライマリ圧コントロールバルブと、セカンダリプーリ53に供給されるセカンダリ圧を制御するセカンダリ圧コントロールバルブとを有する。加えて、油圧制御装置20は、プライマリ制御圧ソレノイドバルブ(SLP)と、セカンダリ制御圧ソレノイドバルブ(SLS)とを有する。プライマリ制御圧ソレノイドバルブ(SLP)は、プライマリ圧コントロールバルブにプライマリ制御圧を出力するリニアソレノイドバルブであり、モジュレータ圧が入力されるポートと、プライマリ圧コントロールバルブに連通される出力ポートとを有する。プライマリ圧コントロールバルブは全開状態と全閉状態とを切換自在なスプールと、ライン圧を入力するポートと、調圧後のプライマリ圧をプライマリ側油圧アクチュエータ52cに供給する出力ポートとを備えている。そして、プライマリ制御圧ソレノイドバルブからプライマリ圧コントロールバルブにプライマリ制御圧を供給することによって、プライマリ圧コントロールバルブからプライマリ側油圧アクチュエータ52cに供給されるプライマリ圧が調圧される。プライマリ圧はベルト式無段変速機5の変速比を変化させるための油圧である。プライマリ制御圧の大きさを変化させることによりプライマリ圧の大きさを変化させることができる。セカンダリ制御圧ソレノイドバルブ(SLS)は、モジュレータ圧が入力されるポートと、セカンダリ圧コントロールバルブに連通される出力ポートとを有する。セカンダリ圧コントロールバルブは全開状態と全閉状態とを切換自在なスプールと、ライン圧が入力されるポートと、調圧後のセカンダリ圧をセカンダリ側油圧アクチュエータ53cに供給する出力ポートとを有する。そして、セカンダリ制御圧ソレノイドバルブからセカンダリ圧コントロールバルブにセカンダリ制御圧を供給することによって、セカンダリ圧コントロールバルブからセカンダリ側油圧アクチュエータ53cに供給されるセカンダリ圧が調圧される。セカンダリ圧はベルト式無段変速機5のベルト挟圧力を変化させるための油圧である。
図3は、アキューム充填とシンクロ制御のシーケンスフローを示すフローチャートである。図3に示す制御は、アキューム充填とシンクロ機構S1の同時動作についての制御であり、シンクロ機構S1が解放状態である場合に、ECU100によって実施される。
シンクロ機構S1が解放中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS101)。油温Thoは、ベルト式無段変速機5のオイルの温度である。
油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満であることによりステップS101で否定的に判定された場合(ステップS101:No)、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B以上、かつ車速が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS102)。所定値Bは、所定値Aよりも小さい値である。
ステップS102で否定的に判定された場合(ステップS102:No)、アキュームレータ22への油圧充填が完了後(アキューム充填後)に、シンクロ係合過渡制御のシーケンスを選択する(ステップS103)。シンクロ係合過渡制御とは、シンクロ機構S1を解放状態から係合状態に遷移させる制御のことである。また、ステップS102で否定的に判定された場合とは、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B未満の場合、または油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満かつ車速が所定値よりも大きい場合である。
ステップS102で肯定的に判定された場合(ステップS102:Yes)、あるいは、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であることによりステップS101で肯定的に判定された場合(ステップS101:Yes)には、通常制御を実施する(ステップS104)。ステップS104では、特に制御を実施しなくてもよい。
このように、ステップS101,S102では、油温Tho毎のエンジン回転数Neと車速条件から、シンクロ機構S1のハード保護のための要件を確保できない領域を判定する。この領域では、アキューム充填後にシンクロ係合過渡制御を開始するシーケンスを選択する。すなわち、アキュームレータ22への油圧充填動作とシンクロ機構S1の係合動作とが同時になることを回避する。これにより、シンクロ機構S1のハード保護とスムーズな発進との両立を実現する。
図4は、クラッチ制御とシンクロ制御のシーケンスフローを示すフローチャートである。図4に示す制御は、ベルト走行用クラッチC2とシンクロ機構S1の同時動作についての制御であり、シンクロ機構S1が解放状態である場合に、ECU100によって実施される。
シンクロ機構S1が解放中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS201)。
油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満であることによりステップS201で否定的に判定された場合(ステップS201:No)、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B以上、かつ車速が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS202)。
ステップS202で否定的に判定された場合(ステップS202:No)、ベルト走行用クラッチC2を係合完了後に、シンクロ係合過渡制御のシーケンスを選択する(ステップS203)。
ステップS202で肯定的に判定された場合(ステップS202:Yes)、あるいは、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であることによりステップS201で肯定的に判定された場合(ステップS201:Yes)、通常制御を実施する(ステップS204)。
このように、ステップS201,S202では、油温Tho毎のエンジン回転数Neと車速条件から、シンクロ機構S1のハード保護のための要件を確保できない領域を判定する。この領域では、ベルト走行用クラッチC2の係合完了後にシンクロ係合過渡制御を開始するシーケンスを選択する。すなわち、ベルト走行用クラッチC2の係合動作とシンクロ機構S1の係合動作とが同時になることを回避する。これにより、シンクロ機構S1のハード保護とスムーズな発進との両立を実現する。
図5は、アキューム充填とクラッチ制御とシンクロ制御のシーケンスフローを示すフローチャートである。図5に示す制御は、アキューム充填とシンクロ機構S1の同時動作についての制御であるとともに、ベルト走行用クラッチC2とシンクロ機構S1の同時動作についての制御であり、Dレンジ以外でシンクロ解放状態に、ECU100によって実施される。
まず、ECU100は、シンクロ機構S1を係合させるか否かを判定する(ステップS301)。ステップS301では、シンクロ機構S1の係合要求があるか否かが判定される。
シンクロ機構S1の係合要求があることによりステップS301で肯定的に判定された場合(ステップS301:Yes)、シンクロ係合過渡制御を実施する(ステップS302)。ステップS302では、シンクロ係合過渡制御が開始される。
そして、Dレンジ以外からDレンジにシフト操作されたか否かを判定する(ステップS303)。ステップS303で否定的に判定された場合(ステップS303:No)には、この制御ルーチンはステップS302にリターンする。
ステップS303で肯定的に判定された場合(ステップS303:Yes)、シンクロ過渡制御中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS304)。
シンクロ過渡制御中に油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満であることによりステップS304で否定的に判定された場合(ステップS304:No)、シンクロ過渡制御中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B以上、かつ車速が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS305)。
ステップS305で否定的に判定された場合(ステップS305:No)、シンクロ解放制御を実施する(ステップS306)。ステップS306では、シンクロ係合過渡制御を中止して、シンクロ機構S1を解放させる。また、ステップS305で否定的に判定された場合とは、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B未満の場合、または油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満かつ車速が所定値よりも大きい場合である。
ステップS305で肯定的に判定された場合(ステップS305:Yes)、あるいは、シンクロ係合過渡制御中に油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であることによりステップS304で肯定的に判定された場合(ステップS304:Yes)、通常制御を実施する(ステップS307)。ステップS307では、ステップS302で開始されたシンクロ係合過渡制御を継続する。
また、シンクロ機構S1の係合要求がないことによりステップS301で否定的に判定された場合(ステップS301:No)、シンクロ解放中に、Dレンジ以外からDレンジにシフト操作されたか否かを判定する(ステップS308)。ステップS308で否定的に判定された場合(ステップS308:No)には、この制御ルーチンはステップS301にリターンする。
ステップS308で肯定的に判定された場合(ステップS308:Yes)、シンクロ解放中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS309)。
シンクロ解放中に油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満であることによりステップS309で否定的に判定された場合(ステップS309:No)、シンクロ解放中に、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B以上、かつ車速が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS310)。
ステップS310で肯定的に判定された場合(ステップS310:Yes)、あるいは、シンクロ機構S1の解放中にエンジン回転数Neが所定値A以上であることによりステップS309で肯定的に判定された場合(ステップS309:Yes)、通常制御を実施する(ステップS311)。
ステップS310で否定的に判定された場合(ステップS310:No)、前進用クラッチC1を係合対象とするガレージ制御であるか否かを判定する(ステップS312)。ステップS312では、係合対象のクラッチが、前進用クラッチC1であるか、ベルト走行用クラッチC2であるかを判定する。ガレージ制御は、NレンジやPレンジなど非走行レンジからDレンジやRレンジの走行レンジにシフト操作されたガレージ操作時に実施される制御である。また、ステップS310で否定的に判定された場合とは、油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値B未満の場合、または油温Tho毎のエンジン回転数Neが所定値A未満かつ車速が所定値よりも大きい場合である。
前進用クラッチC1についてのガレージ制御であることによりステップS312で肯定的に判定された場合(ステップS312:Yes)、シフトポジションがDレンジに切り替わってから所定時間が経過するまで、シンクロ機構S1の係合開始を禁止する(ステップS313)。このステップS313の所定時間は、アキューム充填が完了するまでの時間である。また、ステップS313が実施されることにより、前進用クラッチC1を係合対象とする場合には、アキューム充填完了後に、シンクロ係合過渡制御を開始する。そして、シンクロ機構S1の係合完了後に、前進用クラッチC1を係合開始する。つまり、アキューム充填とシンクロ機構S1の係合動作が同時になることを回避し、シンクロ機構S1の係合動作と前進用クラッチC1の係合動作が同時になることを回避する。
前進用クラッチC1についてのガレージ制御でないことによりステップS312で否定的に判定された場合(ステップS312:No)、シフトポジションがDレンジに切り替わってから所定時間が経過するまで、シンクロ機構S1の係合開始を禁止する(ステップS314)。このステップS314の所定時間は、アキューム充填が完了するまで、かつベルト走行用クラッチC2の係合が完了するまでの時間である。また、ステップS314が実施されることにより、ベルト走行用クラッチC2を係合対象とする場合には、アキューム充填とベルト走行用クラッチC2の係合完了後に、シンクロ係合過渡制御を開始する。つまり、アキューム充填とシンクロ機構S1の係合動作が同時になることを回避し、ベルト走行用クラッチC2の係合動作とシンクロ機構S1の係合動作が同時になることを回避する。
このように、シンクロ係合過渡制御中にDレンジ以外からDレンジにシフト操作された場合(ステップS303:Yes)には、油温Tho毎のエンジン回転数Neと車速条件から、シンクロ機構S1のハード保護のための要件を確保できない領域を判定し(ステップS304,S305)、その領域ではシンクロ機構S1を解放させる(ステップS306)。一方、シンクロ解放中にDレンジ以外からDレンジにシフト操作された場合(ステップS308:Yes)、油温Tho毎のエンジン回転数Neと車速条件から、シンクロ機構S1のハード保護のための要件を確保できない領域を判定し(ステップS309,S310)、その領域では、係合対象のクラッチを判別する(ステップS312)。そして、前進用クラッチC1を係合対象とする場合には、アキューム充填完了後にシンクロ係合過渡制御を開始し(ステップS313)、ベルト走行用クラッチC2を係合対象とする場合には、アキューム充填完了後かつベルト走行用クラッチC2の係合完了後にシンクロ係合過渡制御を開始する(ステップS314)。
以上説明した通り、実施形態では、ライン圧の低下に伴いシンクロ機構S1のハード保護の要件を確保できない場合には、アキューム充填とシンクロ機構S1の同時動作を避け、ベルト走行用クラッチC2とシンクロ機構S1の同時動作を避ける。これにより、オイルの流量収支が厳しい条件下であっても、シンクロ機構S1のハード保護とスムーズな発進との両立を実現することができる。