JP2020026840A - Controller of continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a continuously variable transmission (CVT).
車両に搭載される変速機として、ベルト式CVT(以下、単に「CVT」という。)が広く知られている。 As a transmission mounted on a vehicle, a belt-type CVT (hereinafter, simply referred to as “CVT”) is widely known.
CVTでは、一対のプーリに無端状のベルトが巻き掛けられており、各プーリの溝幅を変更することにより、各プーリに対するベルトの巻きかけ径を変化させて、変速比を連続的に無段階で変化させることができる。そのため、CVTを搭載した車両では、エンジンを高効率な回転域で動作させることができ、車両の燃費性能の向上(低燃費化)を図ることができる。 In the CVT, an endless belt is wound around a pair of pulleys. By changing the groove width of each pulley, the winding diameter of the belt around each pulley is changed to continuously change the speed ratio continuously. Can be changed. Therefore, in a vehicle equipped with a CVT, the engine can be operated in a highly efficient rotation range, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved (fuel efficiency can be reduced).
また、CVTには、変速段を低速段と高速段とに切替可能な副変速機構を備えるものがある。副変速機構を備えるCVTでは、変速段が低速段に設定されることにより、第1変速比幅を有するローモードが設定され、変速段が低速段から高速段に切り替えられると、第1変速比幅よりも最大変速比および最小変速比がそれぞれ小さい(ハイ側である)第2変速比幅を有するハイモードが設定される。第2変速比幅における最大変速比は、第1変速比幅における最小変速比よりも大きい。したがって、車両の走行状況に応じて変速段を低速段と高速段とに切り替えることにより、第1変速比幅における最大変速比および第2変速比幅における最小変速比をそれぞれ最大変速比および最小変速比とする広い変速比幅を実現することができる。 Some CVTs include an auxiliary speed change mechanism that can switch the shift speed between a low speed stage and a high speed stage. In the CVT including the subtransmission mechanism, the low speed having the first speed ratio width is set by setting the speed to the low speed, and when the speed is switched from the low speed to the high speed, the first speed ratio is set. The high mode having the second speed ratio width in which the maximum speed ratio and the minimum speed ratio are each smaller (higher side) than the width is set. The maximum gear ratio in the second gear ratio width is larger than the minimum gear ratio in the first gear ratio width. Therefore, by switching the gear stage between the low gear stage and the high gear stage in accordance with the traveling condition of the vehicle, the maximum gear ratio in the first gear ratio width and the minimum gear ratio in the second gear ratio width are respectively set to the maximum gear ratio and the minimum gear ratio. A wide speed ratio width can be realized as a ratio.
変速比幅(レシオカバレッジ)の拡大により、発進時や加速時に使用可能な変速比がロー側に拡大するので、車両の動力性能を向上させることができる。また、高速走行時に使用可能な変速比がハイ側に拡大するので、車両の燃費性能を向上させることができる。 By expanding the speed ratio width (ratio coverage), the speed ratio that can be used at the time of starting or accelerating increases to the low side, so that the power performance of the vehicle can be improved. In addition, the speed ratio that can be used during high-speed running increases to the high side, so that the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
副変速機構を備えるCVTでは、ローモードとハイモードとを切り替えるタイミング、つまり副変速機構の変速段を切り替えるタイミングが問題となる。たとえば、ローモードで変速比が第1変速比幅における最小変速比まで変化したことに応じて、ローモードからハイモードに切り替え、ハイモードで変速比が第2変速比幅における最大変速比まで変化したことに応じて、ハイモードからローモードに切り替える構成が考えられる。この場合、ローモードとハイモードとが頻繁に切り替わることを抑制できる。 In the CVT including the subtransmission mechanism, there is a problem of a timing of switching between the low mode and the high mode, that is, a timing of switching the shift speed of the subtransmission mechanism. For example, in response to the change of the speed ratio in the low mode to the minimum speed ratio in the first speed ratio width, the mode is switched from the low mode to the high mode, and in the high mode, the speed ratio changes to the maximum speed ratio in the second speed ratio width. In response to this, a configuration for switching from the high mode to the low mode is conceivable. In this case, frequent switching between the low mode and the high mode can be suppressed.
しかしながら、かかる構成では、ローモードおよびハイモードの各モードにおいて、CVTの伝達効率(ユニット効率)が低い変速比を使用する場合があり、車両の燃費性能の向上を図れないおそれがある。 However, in such a configuration, in each of the low mode and the high mode, a transmission ratio with a low CVT transmission efficiency (unit efficiency) may be used, and there is a possibility that the fuel efficiency of the vehicle may not be improved.
本発明の目的は、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる、無段変速機の制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device for a continuously variable transmission capable of performing more efficient power transmission and improving running fuel efficiency of a vehicle.
前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機の制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の動力伝達経路上に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成のベルト変速機構を備え、第1変速比幅に設定されたローモードと、第1変速比幅よりも最大変速比および最小変速比がそれぞれ小さい第2変速比幅に設定されたハイモードとを有する無段変速機が搭載された車両に用いられて、無段変速機を制御する制御装置であって、無段変速機の変速比の目標である目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、ローモードにおいて目標変速比設定手段によって設定される目標変速比が、ローモードにおける変速比と無段変速機の伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおける変速比と無段変速機の伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比を含む所定範囲内に設定される第1閾値よりも小さい値である場合に、ローモードからハイモードに切り替え、ハイモードにおいて目標変速比設定手段によって設定される目標変速比が、所定範囲内に設定される第2閾値よりも大きい値である場合に、ハイモードからローモードに切り替えるモード切替手段とを含む。 In order to achieve the above object, a continuously variable transmission control device according to the present invention includes an endless belt wound around a primary pulley and a secondary pulley on a power transmission path between an input shaft and an output shaft. A low mode set to a first speed ratio width, and a high mode set to a second speed ratio width each having a maximum speed ratio and a minimum speed ratio smaller than the first speed ratio width. And a control device for controlling the continuously variable transmission, which is used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission having a mode and a target speed ratio that is a target of the speed ratio of the continuously variable transmission. The ratio setting means and the target speed ratio set by the target speed ratio setting means in the low mode are set to a low mode efficiency line indicating a relationship between the speed ratio in the low mode and the transmission efficiency of the continuously variable transmission, and a high mode. From a low mode when the value is smaller than a first threshold value set within a predetermined range including a speed ratio at an intersection of a high mode efficiency line representing a relationship between a speed ratio and a transmission efficiency of the continuously variable transmission. Mode switching for switching from the high mode to the low mode when the target speed ratio set by the target speed ratio setting means in the high mode is larger than a second threshold value set within a predetermined range. Means.
この構成によれば、ローモードにおける無段変速機の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおける無段変速機の変速比との伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比を含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第1閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第2閾値とが設定される。 According to this configuration, the low mode efficiency line representing the relationship between the transmission ratio and the transmission efficiency of the continuously variable transmission in the low mode and the high mode representing the relationship between the transmission efficiency and the transmission ratio of the continuously variable transmission in the high mode Within a predetermined range including the gear ratio at the intersection with the efficiency line, a first threshold used to determine switching from the low mode to the high mode and a second threshold used to determine switching from the high mode to the low mode. A threshold is set.
ベルト変速機構では、プライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径とセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径との差が小さい状態、つまりベルト変速比が1付近となる状態で伝達効率が最も良く、ベルト変速比が1から離れるほど伝達効率が下がる。それゆえ、無段変速機全体では、ローモードおよびハイモードの各モードにおいて、ベルト変速比が1付近であるときの変速比で伝達効率が最も高く、その最高伝達効率の変速比から変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。したがって、ローモード効率線およびハイモード効率線は、それぞれベルト変速比が1付近であるときの変速比で伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化し、ローモード効率線におけるハイ側に向かって伝達効率が下がる部分とハイモード効率線におけるロー側に向かって伝達効率が下がる部分とで交差する。 In the belt speed change mechanism, the transmission efficiency is the best when the difference between the winding diameter of the belt on the primary pulley and the winding diameter of the belt on the secondary pulley is small, that is, when the belt speed ratio is close to 1, and the belt speed ratio is high. The further away from 1, the lower the transmission efficiency. Therefore, in the entire continuously variable transmission, in each of the low mode and the high mode, the transmission efficiency is highest at the speed ratio when the belt speed ratio is around 1, and the speed ratio is determined from the speed ratio at the highest transmission efficiency. It has the characteristic that the transmission efficiency decreases as the distance increases. Therefore, the low mode efficiency line and the high mode efficiency line change so that the transmission efficiency is the highest at the speed ratio when the belt speed ratio is around 1, and the transmission efficiency decreases as the belt speed ratio increases from the speed ratio. The portion of the efficiency line where the transmission efficiency decreases toward the high side intersects with the portion of the high mode efficiency line where the transmission efficiency decreases toward the low side.
そこで、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比付近でハイモードとローモードとを切り換えることにより、無段変速機の伝達効率が下がり過ぎることが抑制されるので、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる。 Therefore, by switching between the high mode and the low mode near the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, the transmission efficiency of the continuously variable transmission is suppressed from being excessively reduced, so that more efficient transmission is achieved. Power transmission can be performed, and the driving fuel efficiency of the vehicle can be improved.
第1閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定されてもよい。その場合、第2閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定されてもよいが、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比に設定されることが好ましい。 The first threshold value may be set to a speed ratio at an intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line. In this case, the second threshold value may be set to the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, but may be set to be larger than the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line. It is preferable to set the ratio.
第1閾値および第2閾値の両方がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定される場合、目標変速比がその変速比付近で振動すると、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われて、制御ビジーな状態に陥るおそれがある。第1閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定される場合に、第2閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比に設定されることにより、目標変速比がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比付近で振動しても、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制できる。また、車両の減速に伴ってハイモードからローモードに切り替えられる際には、燃料消費量が少ないので、ハイモードの継続により無段変速機の伝達効率が低下しても、車両の走行燃費への影響は小さい。 When both the first threshold value and the second threshold value are set to the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, when the target speed ratio vibrates near the speed ratio, the low mode and the high mode are switched. The switching is frequently performed, and there is a possibility that the control may fall into a busy state. When the first threshold value is set to the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, the speed ratio is larger than the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line , The frequent switching between the low mode and the high mode can be suppressed even if the target gear ratio vibrates near the gear ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line. . Also, when the mode is switched from the high mode to the low mode with the deceleration of the vehicle, the fuel consumption is small, so even if the transmission efficiency of the continuously variable transmission decreases due to the continuation of the high mode, the fuel consumption of the vehicle is reduced. The effect is small.
モード切替手段は、ローモードにおいて目標変速比設定手段により第1閾値よりも小さい値の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比での車速が車両の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えをディレイさせてもよい。このディレイがない場合、ローモードからハイモードへの切り替えに伴うトルクダウンにより車両が減速して、目標変速比が第2閾値よりも大きい値に設定されると、ハイモードからローモードに切り替わり、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われる懸念がある。車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされることにより、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制でき、制御ビジーな状態に陥ることを抑制できる。 The mode switching means sets the vehicle speed at the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line even when the target speed ratio smaller than the first threshold is set by the target speed ratio setting means in the low mode. When the running resistance is not balanced with the vehicle, the switching from the low mode to the high mode may be delayed until the vehicle speed is balanced with the running resistance. If there is no delay, the vehicle is decelerated due to the torque reduction accompanying the switch from the low mode to the high mode, and when the target gear ratio is set to a value larger than the second threshold, the mode is switched from the high mode to the low mode, There is a concern that switching between the low mode and the high mode is frequently performed. The switching from the low mode to the high mode is delayed until the vehicle speed is balanced with the running resistance, so that the frequent switching between the low mode and the high mode can be suppressed, and the control busy state can be suppressed. .
本発明によれば、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, more efficient power transmission can be performed and the driving | running fuel efficiency of a vehicle can be improved.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<車両の駆動系>
図1は、車両1の駆動系の構成を示すスケルトン図である。
<Vehicle drive system>
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a drive system of the
車両1は、エンジン2を駆動源とする自動車である。
The
エンジン2には、エンジン2の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ(燃料噴射装置)および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン2には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン2の動力は、トルクコンバータ3およびCVT4を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達され、デファレンシャルギヤ5から左右のドライブシャフト6L,6Rを介してそれぞれ左右の駆動輪7L,7Rに伝達される。
The
エンジン2は、E/G出力軸11を備えている。E/G出力軸11は、エンジン2が発生する動力により回転される。
The
トルクコンバータ3は、フロントカバー21、ポンプインペラ22、タービンランナ23およびロックアップ機構24を備えている。フロントカバー21には、E/G出力軸11が接続され、フロントカバー21は、E/G出力軸11と一体に回転する。ポンプインペラ22は、フロントカバー21に対するエンジン2側と反対側に配置されている。ポンプインペラ22は、フロントカバー21と一体回転可能に設けられている。タービンランナ23は、フロントカバー21とポンプインペラ22との間に配置されて、フロントカバー21と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。
The
ロックアップ機構24は、ロックアップピストン25を備えている。ロックアップピストン25は、フロントカバー21とタービンランナ23との間に設けられている。ロックアップ機構24は、ロックアップピストン25とフロントカバー21との間の解放油室26の油圧とロックアップピストン25とポンプインペラ22との間の係合油室27の油圧との差圧により、ロックアップオン(係合)/オフ(解放)される。すなわち、解放油室26の油圧が係合油室27の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン25がフロントカバー21から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室27の油圧が解放油室26の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン25がフロントカバー21に押し付けられて、ロックアップオンとなる。
The
ロックアップオフの状態では、E/G出力軸11が回転されると、ポンプインペラ22が回転する。ポンプインペラ22が回転すると、ポンプインペラ22からタービンランナ23に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ23で受けられて、タービンランナ23が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ23には、E/G出力軸11の動力(トルク)よりも大きな動力が発生する。
In the lock-up off state, when the E /
ロックアップオンの状態では、E/G出力軸11が回転されると、E/G出力軸11、ポンプインペラ22およびタービンランナ23が一体となって回転する。
In the lock-up ON state, when the E /
CVT4は、トルクコンバータ3から入力される動力をデファレンシャルギヤ5に伝達する。CVT4は、インプット軸31、アウトプット軸32、ベルト変速機構33および副変速機構34を備えている。
インプット軸31は、トルクコンバータ3のタービンランナ23に連結され、タービンランナ23と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
アウトプット軸32は、インプット軸31と平行に配置されている。アウトプット軸32には、出力ギヤ35が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ35は、デファレンシャルギヤ5のリングギヤ36と噛合している。
The
ベルト変速機構33には、プライマリ軸41およびセカンダリ軸42が含まれる。プライマリ軸41は、インプット軸31と同一軸線上に配置されて、インプット軸31に連結され、インプット軸31と一体的に回転可能に設けられている。プライマリ軸41は、インプット軸31と一体に形成されていてもよい。セカンダリ軸42は、プライマリ軸41と回転径方向に間隔を空けて、プライマリ軸41と平行に延び、中心軸線を中心に回転可能に設けられている。
The
そして、ベルト変速機構33は、プライマリ軸41に支持されたプライマリプーリ43とセカンダリ軸42に支持されたセカンダリプーリ44とに、無端状のベルト45が巻き掛けられた構成を有している。
The
プライマリプーリ43は、プライマリ軸41に固定された固定シーブ51と、固定シーブ51にベルト45を挟んで対向配置され、プライマリ軸41にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ52とを備えている。可動シーブ52に対して固定シーブ51と反対側には、プライマリ軸41に固定されたピストン53が設けられ、可動シーブ52とピストン53との間に、ピストン室54が形成されている。
The
セカンダリプーリ44は、セカンダリ軸42に対して固定された固定シーブ55と、固定シーブ55にベルト45を挟んで対向配置され、セカンダリ軸42にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ56とを備えている。可動シーブ56に対して固定シーブ55と反対側には、セカンダリ軸42に固定されたピストン57が設けられ、可動シーブ56とピストン57との間に、ピストン室58が形成されている。
The
プライマリプーリ43の可動シーブ52の移動により、固定シーブ51と可動シーブ52との間隔である溝幅が連続的に変化する。セカンダリプーリ44の可動シーブ56の移動により、固定シーブ55と可動シーブ56との間隔である溝幅が連続的に変化する。プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44の各溝幅を連続的に変更することにより、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44に対するベルト45の巻きかけ径を変更することができ、プーリ比(ベルト変速比)を無段階で連続的に変更することができる。
As the
なお、図示されていないが、可動シーブ56とピストン57との間には、ベルト45に初期挟圧(初期推力)を与えるためのバイアススプリングが介在されている。バイアススプリングの弾性力により、可動シーブ56およびピストン57は、互いに離間する方向に付勢されている。
Although not shown, a bias spring for applying an initial clamping pressure (initial thrust) to the
インプット軸31の回転は、ベルト変速機構33のプライマリ軸41およびプライマリプーリ43を回転させる。プライマリプーリ43の回転は、ベルト45を介して、セカンダリプーリ44に伝達される。これにより、セカンダリプーリ44が回転し、セカンダリプーリ44と一体に、セカンダリ軸42が回転する。
The rotation of the
副変速機構34は、セカンダリ軸42とアウトプット軸32との間に介装されている。副変速機構34は、低速段および高速段の2段の変速段を有している。CVT4では、副変速機構34の変速段が低速段に設定されることにより、ローモード(Loモード)が設定され、副変速機構34の変速段が高速段に設定されることにより、ハイモード(Hiモード)が設定される。
The
副変速機構34は、ロードライブギヤ軸61、ロードリブンギヤ軸62、ハイドライブギヤ軸63、ハイドリブンギヤ軸64、ロークラッチC1およびハイクラッチC2を含む。
The
ロードライブギヤ軸61は、セカンダリ軸42と同一軸線上に配置されて、セカンダリ軸42に連結され、セカンダリ軸42と一体的に回転可能に設けられている。ロードライブギヤ軸61は、セカンダリ軸42と一体に形成されていてもよい。
The low
ロードリブンギヤ軸62は、アウトプット軸32と同一軸線上に間隔を空けて配置されて、その同一軸線を中心に回転可能に設けられている。
The load-driven
ロードライブギヤ軸61には、ロードライブギヤ65が相対回転不能に支持されている。一方、ロードリブンギヤ軸62には、ロードリブンギヤ66が相対回転不能に支持されている。ロードライブギヤ65とロードリブンギヤ66とは、噛合している。ロードリブンギヤ66は、ロードライブギヤ65よりも径が大きく、ロードライブギヤ65の回転は、ロードリブンギヤ66に減速して伝達される。
On the low
ハイドライブギヤ軸63は、ロードライブギヤ軸61と同一軸線上に間隔を空けて配置されて、その同一軸線を中心に回転可能に設けられている。
The high
ハイドリブンギヤ軸64は、アウトプット軸32とロードリブンギヤ軸62との間でそれらと同一軸線上に配置されている。ハイドリブンギヤ軸64は、アウトプット軸32に連結され、アウトプット軸32と一体的に回転可能に設けられている。
The driven
ハイドライブギヤ軸63には、ハイドライブギヤ67が相対回転不能に支持されている。一方、ハイドリブンギヤ軸64には、ハイドリブンギヤ68が相対回転不能に支持されている。ハイドライブギヤ67とハイドリブンギヤ68とは、噛合している。ハイドリブンギヤ68は、ハイドライブギヤ67よりも径が小さく、ハイドライブギヤ67の回転は、ハイドリブンギヤ68に増速して伝達される。
A
ロークラッチC1は、ロードリブンギヤ軸62とハイドリブンギヤ軸64との間に介在されている。ハイクラッチC2は、油圧により、ロードリブンギヤ軸62とハイドリブンギヤ軸64とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The low clutch C1 is interposed between the load-driven
ハイクラッチC2は、ロードライブギヤ軸61とハイドライブギヤ軸63との間に介在されている。ロークラッチC1は、油圧により、ロードライブギヤ軸61とハイドライブギヤ軸63とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The high clutch C2 is interposed between the low
<ローモード/ハイモード>
図2は、ローモードおよびハイモードの各モードにおけるロークラッチC1およびハイクラッチC2の状態を示す図である。
<Low mode / High mode>
FIG. 2 is a diagram showing states of the low clutch C1 and the high clutch C2 in each of the low mode and the high mode.
ローモードとハイモードとの切り替えは、ロークラッチC1が係合している状態とハイクラッチC2が係合している状態との切り替え(ロークラッチC1およびハイクラッチC2の掛け替え)により達成される。 Switching between the low mode and the high mode is achieved by switching between a state in which the low clutch C1 is engaged and a state in which the high clutch C2 is engaged (switching between the low clutch C1 and the high clutch C2).
ローモードでは、ロークラッチC1が係合され、ハイクラッチC2が解放される。これにより、ロードライブギヤ軸61とハイドライブギヤ軸63とが分離され、ロードリブンギヤ軸62とハイドリブンギヤ軸64とが直結される、そのため、セカンダリ軸42の回転は、ロードライブギヤ65からロードリブンギヤ66に減速して伝達され、ロードリブンギヤ66と一体に、ロードリブンギヤ軸62、ハイドリブンギヤ軸64およびアウトプット軸32を回転させる。出力ギヤ35がデファレンシャルギヤ5のリングギヤ36と噛合しているので、アウトプット軸32の回転は、出力ギヤ35からデファレンシャルギヤ5に伝達される。ローモードでは、CVT4の変速比(減速比)がベルト変速機構33のプーリ比(ベルト変速比)とロードライブギヤ65およびロードリブンギヤ66による副変速比(ギヤ比)との乗算値に一致する。
In the low mode, the low clutch C1 is engaged, and the high clutch C2 is released. Thus, the low
ハイモードでは、ハイクラッチC2が係合され、ロークラッチC1が解放される。これにより、ロードライブギヤ軸61とハイドライブギヤ軸63とが直結され、ロードリブンギヤ軸62とハイドリブンギヤ軸64とが分離される、そのため、セカンダリ軸42の回転は、ロードライブギヤ軸61を介してハイドライブギヤ軸63に伝達され、ハイドライブギヤ67からハイドリブンギヤ68に増速して伝達され、ハイドリブンギヤ68と一体に、ハイドリブンギヤ軸64およびアウトプット軸32を回転させる。ハイモードでは、CVT4の変速比(減速比)がベルト変速機構33のプーリ比(ベルト変速比)とハイドライブギヤ67およびハイドリブンギヤ68による副変速比(ギヤ比)との乗算値に一致する。
In the high mode, the high clutch C2 is engaged and the low clutch C1 is released. As a result, the low
<車両の制御系>
図3は、車両1の制御系の構成を示すブロック図である。
<Vehicle control system>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the
車両1には、マイコン(マイクロコントローラユニット)を含む構成のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)71が備えられている。図3には、1つのECU71のみが示されているが、車両1には、各部を制御するため、ECU71と同様の構成を有する複数のECUが搭載されている。ECU71を含む複数のECUは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
The
ECU71は、CVT4の変速制御などのため、トルクコンバータ3、CVT4およびデファレンシャルギヤ5を含むユニットの各部に油圧を供給するための油圧回路72に含まれる各種のバルブを制御する。
The
ECU71には、車速センサ73およびGセンサ74など、その制御に必要な各種のセンサが接続されている。車速センサ73は、車両1の走行に伴って回転する回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。Gセンサ74は、錘の変位に応じた信号を車両1の加速度に応じた検出信号として出力する。ECU71は、車速センサ73の検出信号から車両1の車速を算出する。また、ECU71は、Gセンサ74の検出信号から車両1の加速度を算出する。
The
Gセンサ74の検出信号から算出される加速度には、車速の変化による加速度成分と、車両1が走行している路面の勾配による加速度成分とが含まれる。一方、車速センサ73の出力信号から取得される車速を微分して求められる加速度は、車速の変化による加速度成分のみである。したがって、Gセンサ74の検出信号から取得される加速度と車速の微分値との差を求めることにより、路面勾配による加速度成分が得られるので、その加速度成分に基づいて、路面勾配を推定することができる。
The acceleration calculated from the detection signal of the G sensor 74 includes an acceleration component due to a change in the vehicle speed and an acceleration component due to the gradient of the road surface on which the
<モード切替>
図4は、CVT4の変速比(プーリ比×副変速比)と伝達効率との関係、およびローモードとハイモードとの切替タイミングを示す図である。
<Mode switching>
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the speed ratio (pulley ratio × sub speed ratio) of the
ベルト変速機構33では、プライマリプーリ43に対するベルト45の巻きかけ径とセカンダリプーリ44に対するベルト45の巻きかけ径との差が小さい状態、つまりプーリ比が1付近となる状態で伝達効率が最も高く、プーリ比が1から離れるほど伝達効率が下がる。それゆえ、CVT4では、ローモードにおいて、プーリ比が1付近であるときの変速比MLで伝達効率が最も高く、その変速比MLから変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。また、ハイモードにおいて、プーリ比が1付近であるときの変速比MHで伝達効率が最も高く、その変速比MHから変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。
In the belt
したがって、ローモードにおけるCVT4の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線は、プーリ比が1付近であるときの変速比MLで伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化する。また、ハイモードにおけるCVT4の変速比と伝達効率との関係を表すハイモード効率線は、プーリ比が1付近であるときの変速比MHで伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化する。そして、ローモード効率線およびハイモード効率線は、ローモード効率線におけるハイ側に向かって伝達効率が下がる部分とハイモード効率線におけるロー側に向かって伝達効率が下がる部分とで交差する。
Therefore, the low mode efficiency curve showing the relationship between the speed ratio of the CVT4 in low mode and transmission efficiency is highest transmission efficiency in the gear ratio M L when the pulley ratio is near 1, transmitted farther from the gear ratio It changes to reduce efficiency. The high mode efficiency line representing the relationship between the transmission ratio of the
CVT4では、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aを含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第1閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第2閾値とが設定される。
In the
所定範囲は、たとえば、ハイモードで伝達効率が最も高いときの変速比MHを下限とし、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比MLを上限とする範囲であってもよい。また、所定範囲は、それより狭い範囲であってもよく、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aを下限とし、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比MLを上限とする範囲であってもよい。この場合、第1閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aに設定され、第2閾値は、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比MLであってもよい。 Predetermined range, for example, the gear ratio M H when the highest transmission efficiency in high mode the lower limit may range up to a maximum of speed ratio M L when in low mode the highest transmission efficiency. The predetermined range may be a narrower range than to the lower limit speed ratio A in the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, the speed ratio when in the low mode with the highest transmission efficiency M L May be the upper limit. In this case, the first threshold is set to the gear ratio A in the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, the second threshold, the transmission efficiency in low mode is a speed change ratio M L when the highest Is also good.
ローモードでは、ECU71により、たとえば、車両1に設けられたアクセルペダルの操作量であるアクセル開度および車両1の車速からエンジン2のトルクの目標である目標エンジントルクが設定される。つづいて、ローモード用最適燃費線に基づいて、ECU71により、目標エンジントルクに応じたエンジン回転数の目標である目標エンジン回転数が設定され、さらに、車速に基づいて、目標エンジン回転数に応じたCVT4の変速比の目標である目標変速比が設定される。その後、ECU71により、目標変速比に応じた推力比が求められ、その推力比およびプライマリ軸41に入力されるトルクから、ベルト変速機構33のベルト45の滑りの発生を防止するのに必要なベルト挟圧が得られるように、プライマリプーリ43の可動シーブ52に供給される油圧であるプライマリ圧およびセカンダリプーリ44の可動シーブ56に供給される油圧であるセカンダリ圧の各指令値が設定される。そして、ECU71により、各指令値に基づいて、油圧回路72に含まれるプライマリ圧およびセカンダリ圧を調節するためのバルブが制御される。
In the low mode, the
そして、目標変速比が第1閾値の一例である変速比Aよりも小さい値に設定された場合、ECU71により、油圧回路72に含まれるバルブが制御されて、係合しているロークラッチC1が解放され、解放しているハイクラッチC2が係合される。これにより、ローモードからハイモードへの切り替えが達成される。
When the target gear ratio is set to a value smaller than the gear ratio A, which is an example of the first threshold, the valve included in the
ただし、ローモードにおいて第1閾値以下の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aでの車速が車両1の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされる。車両1の走行抵抗は、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗および加速抵抗の和であり、これらの抵抗は、公知の手法により、車両重量、車速および路面勾配などを用いて算出することができる。走行抵抗とこれとつり合う変速比Aでの車速との関係は、計算式またはマップの形態で、ECU71のメモリに保存されている。
However, even if a target speed ratio equal to or less than the first threshold value is set in the low mode, the vehicle speed at the speed ratio A at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line does not match the running resistance of the
ハイモードでは、ECU71により、たとえば、アクセル開度および車速から目標エンジントルクが設定される。つづいて、ハイモード用最適燃費線に基づいて、ECU71により、目標エンジントルクに応じた目標エンジン回転数が設定され、さらに、車速に基づいて、目標エンジン回転数に応じた目標変速比が設定される。その後、ECU71により、目標変速比に応じた推力比が求められ、その推力比およびプライマリ軸41に入力されるトルクから、ベルト変速機構33のベルト45の滑りの発生を防止するのに必要なベルト挟圧が得られるように、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定される。そして、ECU71により、各指令値に基づいて、油圧回路72に含まれるプライマリ圧およびセカンダリ圧を調節するためのバルブが制御される。
In the high mode, the
そして、目標変速比が第2閾値の一例である変速比MLよりも大きい値に設定された場合、ECU71により、油圧回路72に含まれるバルブが制御されて、係合しているハイクラッチC2が解放され、解放しているロークラッチC1が係合される。これにより、ハイモードからローモードへの切り替えが達成される。
When the target gear ratio is set to a value greater than the gear ratio M L, which is an example of the second threshold value, the
<作用効果>
以上のように、ローモードにおけるCVT4の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおけるCVT4の変速比との伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比Aを含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第1閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第2閾値とが設定される。これにより、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比A付近でハイモードとローモードとが切り換えられるので、CVT4の伝達効率が下がり過ぎることが抑制される。その結果、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両1の走行燃費の向上を図ることができる。
<Effects>
As described above, the shift at the intersection of the low mode efficiency line representing the relationship between the transmission ratio of the
第1閾値および第2閾値の両方がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aに設定される場合、目標変速比がその変速比付近で振動すると、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われて、制御ビジーな状態に陥るおそれがある。第1閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aに設定され、第2閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比、たとえば、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比MLに設定されることにより、目標変速比がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比A付近で振動しても、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制できる。また、車両1の減速に伴ってハイモードからローモードに切り替えられる際には、燃料消費量が少ないので、ハイモードの継続によりCVT4の伝達効率が低下しても、車両1の走行燃費への影響は小さい。
When both the first threshold and the second threshold are set to the speed ratio A at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, when the target speed ratio vibrates near the speed ratio, the low mode and the high mode are switched. Is frequently switched, and there is a possibility that the control may become busy. The first threshold value is set to the speed ratio A at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, and the second threshold value is greater than the speed ratio at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, for example, by transmission efficiency in low mode is set to the gear ratio M L when the highest, even if the target gear ratio is vibrated in the vicinity of gear ratios a at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line, low Frequent switching between the mode and the high mode can be suppressed. Further, when the mode is switched from the high mode to the low mode with the deceleration of the
モード切替手段は、ローモードにおいて目標変速比設定手段により第1閾値Aよりも小さい値の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Aでの車速が車両1の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされる。このディレイがない場合、ローモードからハイモードへの切り替えに伴うトルクダウンにより車両1が減速して、目標変速比が第2閾値MLよりも大きい値に設定されると、ハイモードからローモードに切り替わり、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われる懸念がある。車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされることにより、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制でき、制御ビジーな状態に陥ることを抑制できる。
The mode switching unit is configured to control the speed ratio A at the intersection of the low mode efficiency line and the high mode efficiency line even when the target speed ratio smaller than the first threshold value A is set by the target speed ratio setting unit in the low mode. If the vehicle speed does not match the running resistance of the
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
<Modification>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented in another form.
たとえば、前述の実施形態では、副変速機構34付きのCVT4を搭載した車両1を取り上げたが、本発明に係る制御装置は、そのような車両1に限らず、動力分割式無段変速機を搭載した車両に用いることもできる。動力分割式無段変速機は、たとえば、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を2つの経路で分割して伝達可能な変速機である。
For example, in the above-described embodiment, the
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
1:車両
2:エンジン
4:CVT(無段変速機)
31:インプット軸
32:アウトプット軸
33:ベルト変速機構
34:副変速機構
43:プライマリプーリ
44:セカンダリプーリ
45:ベルト
71:ECU(制御装置、目標変速比設定手段、モード切替手段)
1: vehicle 2: engine 4: CVT (continuously variable transmission)
31: input shaft 32: output shaft 33: belt transmission mechanism 34: auxiliary transmission mechanism 43: primary pulley 44: secondary pulley 45: belt 71: ECU (control device, target gear ratio setting means, mode switching means)
Claims (1)
前記無段変速機の変速比の目標である目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
前記ローモードにおいて前記目標変速比設定手段によって設定される前記目標変速比が、前記ローモードにおける前記変速比と前記無段変速機の伝達効率との関係を表すローモード効率線と前記ハイモードにおける前記変速比と前記無段変速機の伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における前記変速比を含む所定範囲内に設定される第1閾値よりも小さい値である場合に、前記ローモードから前記ハイモードに切り替え、前記ハイモードにおいて前記目標変速比設定手段によって設定される前記目標変速比が、前記所定範囲内に設定される第2閾値よりも大きい値である場合に、前記ハイモードから前記ローモードに切り替えるモード切替手段とを含む、制御装置。 A low speed mode set to a first speed ratio width on a power transmission path between an input shaft and an output shaft, including a belt speed change mechanism having an endless belt wound around a primary pulley and a secondary pulley. And a high mode in which a maximum speed ratio and a minimum speed ratio are respectively set to a second speed ratio width smaller than the first speed ratio width. A control device for controlling a step transmission,
Target speed ratio setting means for setting a target speed ratio that is a target of the speed ratio of the continuously variable transmission,
The target speed ratio set by the target speed ratio setting means in the low mode is a low mode efficiency line indicating a relationship between the speed ratio in the low mode and the transmission efficiency of the continuously variable transmission, and a high speed mode in the high mode. When the value is smaller than a first threshold value set within a predetermined range including the speed ratio at an intersection of a high mode efficiency line representing a relationship between the speed ratio and the transmission efficiency of the continuously variable transmission, When the mode is switched from the low mode to the high mode, and the target speed ratio set by the target speed ratio setting means in the high mode is a value larger than a second threshold set within the predetermined range, A mode switching means for switching from a high mode to the low mode.
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