JP2020026816A - 無段変速機及び無段変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動プーリが過剰な推力によりストッパに干渉した状態が継続されることを抑制し、以て燃費の悪化を抑制する。【解決手段】変速機１は、ＰＲＩプーリ２１と、ＳＥＣプーリ２２と、ベルト２３と、を有するバリエータ２を備える。ＰＲＩプーリ２１は、可動プーリ２１ｂと、バリエータ２の変速比が小さくなる方向への可動プーリ２１ｂの移動を規制するストッパ２１ｄと、を有する。変速機１は、可動プーリ２１ｂの推力を上昇させることにより、バリエータ２の変速比が小さくなる方向に可動プーリ２１ｂを移動させる制御中に、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定した場合には、可動プーリ２１ｂの推力上昇を中止するコントローラ１１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機及び無段変速機の制御方法に関する。

特許文献１には、ハイ変速比制限要求があると、変速比をＨｉリミット変速線まで制限するハイリミッタ制御を行う無段変速機の制御装置が開示されている。この制御装置では、変速比がＨｉリミット線よりハイ変速比側にあるときにハイリミッタ制御が作動開始すると、プライマリ圧ソレノイドへのプライマリ指示圧をＨｉリミッタ時最終目標Ｐｒｉ下限圧までの低下に規制する。

国際公開第２０１７−１２４６６０号

ベルト式無段変速機構のプライマリプーリには、変速比が小さくなる方向、つまり変速比がｈｉｇｈ側に変化する方向への可動プーリの移動を規制するストッパが設けられることがある。この場合、ベルト式無段変速機構の最小変速比すなわち最ｈｉｇｈ変速比が、ストッパにより機械的に設定される。

ところが、ベルト式無段変速機構では、ベルト挟持力によりベルトに伸びが生じ、ベルトに伸びが生じると変速比は大きくなる。つまり、変速比はｌｏｗ側に変化する。このため、可動プーリとストッパとが当接した状態では、ベルトの伸びに応じた分、変速比が最小変速比よりも大きくなる結果、目標変速比を達成できない事態が生じ得る。

この場合、目標変速比を達成すべく可動プーリの無駄な推力上昇が行われることになる。また、プライマリプーリで可動プーリの推力が上昇すると、推力バランスを保つために、セカンダリプーリの可動プーリの推力も上昇されることになる。結果、無駄な推力を発生させるためにオイルポンプの駆動トルクが高くなり、また、ベルト及びプーリ間で回転中に発生するフリクションが高くなり、燃費が悪化する虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、可動プーリが過剰な推力によりストッパに干渉した状態が継続されることを抑制し、以て燃費の悪化を抑制することを目的とする。

本発明のある態様の無段変速機は、プライマリプーリと、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に巻き掛けられたベルトと、を有する無段変速機構を備え、前記プライマリプーリは、可動プーリと、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向への前記可動プーリの移動を規制するストッパと、を有する無段変速機であって、前記プライマリプーリの前記可動プーリの推力を上昇させることにより、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向に前記プライマリプーリの前記可動プーリを移動させる制御中に、前記プライマリプーリの前記可動プーリと前記ストッパとの当接を推定した場合には、前記可動プーリの推力上昇を中止する制御部、を備える。

本発明の別の態様によれば、上記無段変速機に対応する無段変速機の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、可動プーリとストッパとの当接を推定した場合には、可動プーリの推力上昇を中止するので、可動プーリの無駄な推力上昇が行われることを防止できる。このため、可動プーリが過剰な推力によりストッパに干渉した状態が継続されることを抑制し、以て燃費の悪化を抑制することができる。

車両の要部を示す図である。 実施形態で行われる制御の一例をフローチャートで示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両の要部を示す図である。車両は、エンジンＥＮＧと、変速機１と、駆動輪ＤＷと、オイルポンプ１０と、コントローラ１１と、油圧制御回路１２とを備える。エンジンＥＮＧは、車両の駆動源を構成する。エンジンＥＮＧの動力は、変速機１を介して駆動輪ＤＷへと伝達される。換言すれば、変速機１は、エンジンＥＮＧと駆動輪ＤＷとを結ぶ動力伝達経路に設けられる。

変速機１は、自動変速機であり、具体的にはベルト式の無段変速機である。変速機１は、トルクコンバータＴＣと、前後進切替機構ＳＷＭと、バリエータ２とを有する。トルクコンバータＴＣは、流体を介して動力を伝達する。トルクコンバータＴＣでは、ロックアップクラッチＬＵを締結することで、動力伝達効率が高められる。

前後進切替機構ＳＷＭは、エンジンＥＮＧとバリエータ２とを結ぶ動力伝達経路に設けられる。前後進切替機構ＳＷＭは、入力される回転の回転方向を切り替えることで車両の前後進を切り替える。前後進切替機構ＳＷＭは、Ｄレンジ選択の際に係合され締結される前進クラッチＦＷＤ／Ｃと、Ｒレンジ選択の際に係合され締結される後進ブレーキＲＥＶ／Ｂと、を備える。

バリエータ２は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２に巻き掛けられたベルト２３と、を有するベルト式無段変速機構を構成する。以下ではプライマリをＰＲＩ、セカンダリをＳＥＣとも称す。

ＰＲＩプーリ２１は、固定プーリ２１ａと、可動プーリ２１ｂと、ＰＲＩプーリ油室２１ｃと、ストッパ２１ｄと、プーリ軸２１ｅとを有する。ＰＲＩプーリ２１では、ＰＲＩプーリ油室２１ｃに油が供給される。ＰＲＩプーリ油室２１ｃの油により、可動プーリ２１ｂが移動すると、ＰＲＩプーリ２１の溝幅が変更される。

ＰＲＩプーリ２１では、ＰＲＩプーリ油室２１ｃの油圧であるＰＲＩ圧Ｐｐｒｉが、可動プーリ２１ｂの受圧面に作用することにより、可動プーリ２１ｂの推力が発生する。従って、ＰＲＩ圧Ｐｐｒｉを上昇させることにより、可動プーリ２１ｂの推力は上昇する。

ストッパ２１ｄは、例えば、固定プーリ２１ａと連結するとともに可動プーリ２１ｂに挿入されるプーリ軸２１ｅに、可動プーリ２１ｂが固定プーリ２１ａに近接する方向へ移動することを規制する段部が設けられることにより構成される。ストッパ２１ｄは、バリエータ２の変速比が小さくなる方向、つまり変速比がｈｉｇｈ側に変化する方向への可動プーリ２１ｂの移動を規制する。変速比は、入力回転を出力回転で除して得られる値である。

ＳＥＣプーリ２２は、固定プーリ２２ａと、可動プーリ２２ｂと、ＳＥＣプーリ油室２２ｃと、を有する。ＳＥＣプーリ２２では、ＳＥＣプーリ油室２２ｃに油が供給される。ＳＥＣプーリ油室２２ｃの油により、可動プーリ２２ｂが移動すると、ＳＥＣプーリ２２の溝幅が変更される。

ＳＥＣプーリ２２では、ＳＥＣプーリ油室２２ｃの油圧であるＳＥＣ圧Ｐｓｅｃが、可動プーリ２２ｂの受圧面に作用することにより、可動プーリ２２ｂの推力が発生する。従って、ＳＥＣ圧Ｐｓｅｃを上昇させることにより、可動プーリ２２ｂの推力は上昇する。

ベルト２３は、ＰＲＩプーリ２１の固定プーリ２１ａと可動プーリ２１ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面と、ＳＥＣプーリ２２の固定プーリ２２ａと可動プーリ２２ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。ベルト２３は、ＳＥＣ圧Ｐｓｅｃにより発生するベルト挟持力で保持される。

オイルポンプ１０は、変速機１に設けられる。オイルポンプ１０は、エンジンＥＮＧの動力により駆動される機械式のオイルポンプであり、オイルポンプ１０には例えば、トルクコンバータＴＣのインペラから動力を取り出す動力伝達機構を介してエンジンＥＮＧの動力が伝達される。オイルポンプ１０は、油圧制御回路１２に油を圧送する。

油圧制御回路１２は、オイルポンプ１０から供給された油を調圧して、ＰＲＩプーリ油室２１ｃ、ＳＥＣプーリ油室２２ｃを含む変速機１の各部に供給する。油圧制御回路１２は、ライン圧ＰＬを制御するライン圧制御弁１２ａのほか、ＰＲＩ圧Ｐｐｒｉを制御するＰＲＩ圧制御弁１２ｂ、ＳＥＣ圧Ｐｓｅｃを制御するＳＥＣ圧制御弁１２ｃを含む。このため、バリエータ２は、両調圧式のバリエータとなっている。ＳＥＣ圧制御弁１２ｃを設ける代わりに、ライン圧制御弁１２ａがＳＥＣ圧Ｐｓｅｃを制御するように構成されてもよい。この場合、バリエータ２を片調圧式のバリエータとすることができる。

コントローラ１１は、変速機コントローラであり、変速機１を制御するようにプログラムされている。コントローラ１１には、バリエータ２の入力側の回転速度を検出するための回転センサ５１、バリエータ２の出力側の回転速度を検出するための回転センサ５２、ＰＲＩ圧Ｐｐｒｉを検出するための圧力センサ５３、ＳＥＣ圧Ｐｓｅｃを検出するための圧力センサ５４等からの信号が入力される。回転センサ５１は具体的には、ＰＲＩプーリ２１の回転速度Ｎｐｒｉを検出する。また、回転センサ５２は具体的には、ＳＥＣプーリ２２の回転速度Ｎｓｅｃを検出する。コントローラ１１は、回転センサ５１、回転センサ５２からの入力に基づきバリエータ２の変速比を検出する。バリエータ２の変速比は、回転速度Ｎｐｒｉを回転速度Ｎｓｅｃで除して得ることができる。

コントローラ１１は、入力される信号に基づき変速制御信号を含む制御信号を生成し、生成した制御信号を油圧制御回路１２に出力する。油圧制御回路１２では、コントローラ１１からの制御信号に基づき、ライン圧制御弁１２ａ、ＰＲＩ圧制御弁１２ｂ、ＳＥＣ圧制御弁１２ｃ等が制御される。これにより例えば、バリエータ２の変速比が変速制御信号に応じた変速比すなわち目標変速比に制御される。

ところで、バリエータ２の最小変速比すなわち最ｈｉｇｈ変速比は、ストッパ２１ｄにより機械的に設定される。このため、バリエータ２では構造上、変速比を最小変速比にすることが容易となり、最小変速比を利用し易くなる。従って、ストッパ２１ｄを設けることにより、最小変速比の利用領域拡大による燃費向上に資することができる。

ところが、バリエータ２では、ベルト挟持力によりベルト２３に伸びが生じる。そして、ベルト２３に伸びが生じると、変速比が大きくなる。つまり、変速比はｌｏｗ側に変化する。このため、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接した状態では、ベルト２３の伸びに応じた分、変速比が最小変速比よりも大きくなる結果、目標変速比を達成できない事態が生じ得る。

この場合、目標変速比を達成すべく可動プーリ２１ｂの無駄な推力上昇が行われることになる。また、ＰＲＩプーリ２１で可動プーリ２１ｂの推力が上昇すると、推力バランスを保つために、ＳＥＣプーリ２２の可動プーリ２２ｂの推力も上昇されることになる。結果、ベルト２３及びＰＲＩプーリ２１、ＳＥＣプーリ２２間で回転中に発生するフリクションが高くなり、燃費が悪化することが懸念される。またこの場合は、達成できない変速比が目標変速比とされることにより、変速制御が破綻することも懸念される。

このような事情に鑑み、本実施形態ではコントローラ１１が次に説明する制御を行う。コントローラ１１は、本フローチャートの処理を実行することで制御部を有した構成とされる。

図２は、コントローラ１１が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。ステップＳ１で、コントローラ１１は、バリエータ２の変速制御を行う。変速制御では、変速比を目標変速比に制御するフィードバック制御が行われる。コントローラ１１は、目標変速比が現在の変速比よりも小さい場合、つまり目標変速比が現在の変速比よりもｈｉｇｈ側にある場合には、ＰＲＩ圧制御弁１２ｂを制御することによりＰＲＩ圧Ｐｐｒｉを上昇させる。これにより、可動プーリ２１ｂの推力が上昇され、変速比が小さくなる方向に可動プーリ２１ｂが移動される。

ステップＳ２で、コントローラ１１は、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接したか否かの判定である当接判定を行う。当接判定は、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定することにより行われ、可動プーリ２１ｂの推力上昇に応じて変速比が大きくなった場合に、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接したと推定される。これは次の理由による。

ここで、可動プーリ２１ｂの推力が上昇され、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接すると、変速比はそれ以上小さくなることができなくなる。その一方で、ベルト２３の伸びはベルト挟持力により発生し、変速比は、ベルト２３の伸びに応じた分大きくなる。

ベルト２３の伸びがあっても、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接するまでは、変速比が小さくなる方向への可動プーリ２１ｂの移動に応じて、変速比は小さくなる。但しこの場合、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接すると、変速比は、ベルト２３の伸びに応じた分、最小変速比よりも大きな変速比になる。このため、目標変速比が最小変速比の場合、目標変速比を達成できない事態が生じ得る。

この場合でも、可動プーリ２１ｂの推力は、目標変速比を達成すべく引き続き上昇される。また、推力バランスを維持するために、ＳＥＣプーリ２２でも可動プーリ２２ｂの推力が上昇される。結果、可動プーリ２２ｂの推力によりベルト２３の伸びが助長され、変速比が大きくなるという変化が発生する。

このため、ステップＳ２でコントローラ１１は、可動プーリ２１ｂの推力上昇中に変速比が大きくなった場合に、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとが当接していると判定することにより、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定する。ステップＳ２で否定判定であれば、処理は一旦終了し、ステップＳ２で肯定判定であれば、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、コントローラ１１は、可動プーリ２１ｂの推力上昇を中止する。これにより、可動プーリ２１ｂがストッパ２１ｄに当接しているにも関わらず、可動プーリ２１ｂの推力が無駄に上昇されることが防止される。結果、推力バランスのための可動プーリ２２ｂの推力上昇も中止され、フリクション増加による燃費の悪化が抑制される。ステップＳ３の後には、処理は一旦終了する。

次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

変速機１は、ＰＲＩプーリ２１と、ＳＥＣプーリ２２と、ＰＲＩプーリ２１及びＳＥＣプーリ２２に巻き掛けられたベルト２３と、を有するバリエータ２を備える。ＰＲＩプーリ２１は、可動プーリ２１ｂと、バリエータ２の変速比が小さくなる方向への可動プーリ２１ｂの移動を規制するストッパ２１ｄと、を有する。変速機１は、可動プーリ２１ｂの推力を上昇させることにより、バリエータ２の変速比が小さくなる方向に可動プーリ２１ｂを移動させる制御中に、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定した場合には、可動プーリ２１ｂの推力上昇を中止するコントローラ１１を備える。

このような構成によれば、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定した場合には、可動プーリ２１ｂの推力上昇を中止するので、可動プーリ２１ｂの無駄な推力上昇が行われることを防止できる。このため、可動プーリ２１ｂが過剰な推力によりストッパ２１ｄに干渉した状態が継続されることを抑制し、以て燃費の悪化を抑制することができる（請求項１、３に対応する効果）。

ＰＲＩプーリ２１の内部で生じる可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接をセンサにより検知するには、構造面やコスト面から困難を伴う。

このため、コントローラ１１は、バリエータ２の変速比が小さくなる方向に可動プーリ２１ｂを移動させる制御中に可動プーリ２１ｂの推力上昇に応じてバリエータ２の変速比が大きくなった場合に、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定する。

このような構成によれば、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接に応じて生じる変化に基づき、可動プーリ２１ｂとストッパ２１ｄとの当接を推定するので、当接を適切に推定できる（請求項２に対応する効果）。

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。

上述した実施形態では、制御部がコントローラ１１により実現される場合について説明した。しかしながら、制御部は、例えば複数のコントローラにより実現されてもよい。

１ 変速機（無段変速機）
１１ コントローラ（制御部）
１２ 油圧制御回路
２ バリエータ（無段変速機構）
２１ プライマリプーリ
２１ｂ 可動プーリ
２１ｄ ストッパ
２２ セカンダリプーリ
２３ ベルト

Claims (3)

1. プライマリプーリと、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に巻き掛けられたベルトと、を有する無段変速機構を備え、
   前記プライマリプーリは、可動プーリと、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向への前記可動プーリの移動を規制するストッパと、を有する無段変速機であって、
   前記プライマリプーリの前記可動プーリの推力を上昇させることにより、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向に前記プライマリプーリの前記可動プーリを移動させる制御中に、前記プライマリプーリの前記可動プーリと前記ストッパとの当接を推定した場合には、前記可動プーリの推力上昇を中止する制御部、
   を備えることを特徴とする無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記制御部は、前記プライマリプーリの前記可動プーリの推力上昇に応じて前記変速比が大きくなった場合に、前記プライマリプーリの前記可動プーリと前記ストッパとの当接を推定する、
   ことを特徴とする無段変速機。
3. プライマリプーリと、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に巻き掛けられたベルトとを有する無段変速機構を備え、前記プライマリプーリは、可動プーリと、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向への前記可動プーリの移動を規制するストッパと、を有する無段変速機の制御方法であって、
   前記プライマリプーリの前記可動プーリの推力を上昇させることにより、前記無段変速機構の変速比が小さくなる方向に前記プライマリプーリの前記可動プーリを移動させる制御中に、前記プライマリプーリの前記可動プーリと前記ストッパとの当接を推定した場合には、前記可動プーリの推力上昇を中止すること、
   を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法。

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