JP3624741B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン出力トルクを表すパラメータにもとづき無段変速機を制御する無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載されている無段変速機には、例えば金属製のベルトと一対の溝幅が可変可能なプーリ（プライマリ／セカンダリ）とを組み合せた無段変速機（以下、ＣＶＴという）がある。
【０００３】
ＣＶＴは、両プーリ間に巻き付くベルトの巻付け径の変化で、プライマリプーリから入力されるエンジンからの回転数を変速して、セカンダリプーリからデファレンシャル、走行輪へ伝達させる。そして、プライマリプーリの供給油量を調整することで変速比を制御している。
【０００４】
またプライマリプーリ、セカンダリプーリ間で伝達することができるトルクは、これらプーリ間のベルトを押し付ける力で決まる。そのため、ＣＶＴでは、例えば油圧を用いて、セカンダリプーリでベルトを滑らないように押付けるライン圧制御が行なわれている。このベルトを押付けるライン圧は、高い程、ベルトを押付ける力が高くなるが、必要以上にベルトに強い押付け力が加わると、ベルトの円滑な移動が損われる。そのため、ライン圧制御は、ＣＶＴに入力される入力トルク（エンジンから出力されるトルク）と変速比とに基づいて設定される目標ライン圧で行われている。
【０００５】
こうしたライン圧制御は、従来、ドライバーが要求するエンジン出力の要求値、例えばアクセルペダルの開度とエンジンの回数速度とに基づき算出される平均有効圧力（トルクを排気量で割った値で、エンジン出力トルクのパラメータ値となるもの）で推定される値をエンジン出力トルクとして用いて、この平均有効圧力で表されるトルク情報に基づいてライン圧制御をすることが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクセル開度に基づき得たトルク情報は、燃料が燃焼してエンジンから出るときのトルク情報ではなく、それ以前のこれから出力を出そうとするトルク情報なので、出力タイミングは早く、急激にトルクが変化するときの変速には優れた応答性をもたらす。しかし、同トルク情報は、ドライバーの要求値から推定する値なので、精度が悪い。
【０００７】
このため、トルクの変化が少ない定常状態などでは、トルク情報の精度の悪さから、過大なベルトの押付け力が発生する頻度が高く、自動車の走行燃費に影響を与えていた。
【０００８】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、急激にトルクが変化するとき変速時における無段変速機の応答性これに基づくベルトスリップ防止と、トルクの変化が少ない無段変速機の定常状態時における過大なベルト押し付け力の発生を抑えた制御との両立が図れる無段変速機の制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載した無段変速機の制御装置は、出力タイミングは早いが精度の点で難点のあるトルク情報をもたらす、エンジンの回転速度とドライバーが要求するエンジン出力の要求値とからエンジン出力トルクを表す第１パラメータ値と、反対に精度は良いが出力タイミングが遅いトルク情報をもたらす、エンジンへの燃料噴射量に対応するパラメータ値からエンジン出力を表す第２パラメータ値との２種類の値を用い、急激にトルクが増加するときは、第１パラメータ値と第２パラメータ値とのうち大きい方を選択し、定常状態にあるときには第２パラメータ値を選択し、選択されたパラメータ値にもとづいて無段変速機を制御するようにした。
【００１０】
この２系統の制御により、運転状態の変化に適した無段変速機の制御を行なうようになり、ベルトスリップを防止しつつ過大なベルト押付け力の発生頻度も抑制されて、車両の走行燃費の向上が図れる。しかも、急激にトルクが立ち上がるときには、両パラメータ値のうち大きい方を選び、定常状態にあるときには第２パラメータ値を選ぶようにしたので、より確実にベルトスリップ防止と燃費向上が図れる。
【００１２】
また特に、第１パラメータ値として、燃料性状を表すパラメータ値、エンジンが動作する環境条件（大気圧、吸気温など）を表すパラメータ値で補正した値を用い、第２パラメータ値として、エンジンで駆動される補機駆動の負荷を引く補正を行なった値を用いると、実際にエンジンから出力されるトルクに近い値が得られるので、一層、精度の良い無段変速機の制御が行なえる。
【００１３】
請求項２に記載の無段変速機の制御装置は、さらに制御系統そのままを活用した簡単な制御で、燃料カット運転時、減速負荷に耐えるよう無段変速機を制御するために、燃料カット運転時には、第１パラメータ値から、エンジンにつながる補機の負荷を加味した値を制御手段へ出力するようにしたことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１５】
図１は、自動車（車両）に搭載される無段変速システムの制御装置の概略を示していて、図中１はベルト式の無段変速機（以下、ＣＶＴという）である。
【００１６】
ＣＶＴ１は、固定側プーリ部２と可動側プーリ部３とを組合わせた溝幅が可変可能な一対のプーリ４，５（プライマリ／セカンダリ）と、これら両プーリ４，５間に巻き付くベルト部材、例えば金属製のベルト６とを有している。
【００１７】
このうちプライマリプーリ４は、例えば前後進切換部７を介して、エンジン、例えばインジェクタ８ａをもつ電子制御燃料噴射エンジン８（以下、単にエンジンという）のクランク軸（出力部）に接続され、エンジン８からの出力が入力されるようにしてある。なお、エンジン８には、エンジン用制御手段、例えばエンジン用ＥＣＵ９が接続されていて、同ＥＣＵ９に予め設定されている各種運転モードにしたがってインジェクタ８ａから噴射される燃料の噴射量が制御されるようにしてある。
【００１８】
セカンダリプーリ５は、例えばデファレンシャル１０を介して、自動車の走行輪に接続されている。
【００１９】
またプーリ４，５の各可動側プーリ部３の背面には、同プーリ部３を移動させるための油圧室１１が形成されている。各油圧室１１は、いずれも油路１２を介して、油圧制御手段、例えば各種制御バルブを組合わせて構成される油圧コントロールバルブシステム１３に接続されていて、同システム１３で両油圧室１１に加わる油圧を加減できるようにしてある。
【００２０】
油圧コントロールバルブシステム１３には、ＣＶＴ用制御手段、例えばＣＶＴ用ＥＣＵ１４（マイクロコンピュータで構成されるもの）が接続されている。このＣＶＴ用ＥＣＵ１４には、周知のように予め自動車の運転状態に応じて定まる目標変速比が設定されていて、同変速比にもとづく油圧コントロールバルブシステム１３の制御により、プライマリプーリ４側の油圧室１１への油量を調整できるようにしてある。またＣＶＴ用ＥＣＵ１４には、例えばエンジン用ＥＣＵ９からの通信により入力されるＣＶＴ１の入力トルク、すなわちエンジン出力トルクと、運転状態で定まる変速比とに基づいて目標ライン圧を設定する機能、この目標ライン圧になるようセカンダリプーリ５側の油圧室１１の油圧を制御する機能が設定されていて、これら機能で行われるライン圧制御により、ベルト６を滑らないようセカンダリプーリ５で押付けるようにしてある。こうしたＣＶＴ用ＥＣＵ１４で行われる変速比およびライン圧の制御により、両プーリ４，５間に巻き付くベルト６の巻付け径を変化させて、プライマリプーリ４から入力されるエンジン回転数を変速してセカンダリプーリ５から出力させるようにしてある。
【００２１】
このＣＶＴ１のライン圧制御に本発明が適用されている。同発明は、図２に示されるように今までのドライバーが要求するエンジン出力の要求値、例えばアクセル開度の情報とエンジン回転数の情報とからエンジン出力トルクを表す目標平均有効圧力（トルクを排気量で割った値：第１のパラメータ値に相当で、以下、第１目標Ｐｅという）をエンジン用ＥＣＵ９で求めてＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送る第１系統Ａに、エンジン８への燃料噴射量に対応するパラメータ値からエンジン出力トルクを表すパラメータ値を求めてＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送る第２系統Ｂを組合わせて、出力タイミングは早いが精度の点で難点のある今までの第１目標Ｐｅ（トルク情報）と変速比にもとづき行われるライン圧制御の難点を補うとしたものである。
【００２２】
具体的には、エンジン用ＥＣＵ９には、第１系統Ａとして、アクセル開度とエンジン回転数とに基づくマップα、同マップαからアクセル開度とエンジン回転数に応じた第１目標Ｐｅを読取る機能、同読取った第１目標ＰｅをＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送る機能が設定されている。つまり、第１系統Ａは、ドライバーの要求にしたがい、これから出力しようとするトルク情報を得る系統となる。
【００２３】
さらにエンジン用ＥＣＵ９には、第２系統Ｂとして、異なる燃料性状毎の燃料噴射ノズル８ａのインジェクタパルス幅とエンジン回転数とに基づく平均有効圧力Ｐｅ（以下、第２目標Ｐｅという）の各種マップβ〜δ、使われる燃料のマップβ〜δを選択して同マップからインジェクタパルス幅とエンジン回転数とに応じた第２目標Ｐｅを読取る機能、同読取った第２目標ＰｅをＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送る機能が設定されている。つまり、第２系統Ｂは、燃料噴射量にしたがい、今、エンジン１からトルクを出力するときのトルク情報を得る系統となる。このトルク情報は、大気圧や吸気温などを考慮して実際にインジェクタ８ａから燃料が噴射されて燃焼したとき発生するトルクを表すので、第１系統Ａで得られるトルク情報とは反対の性質、すなわち出力タイミングは遅いが精度的に高い性質を有する情報となる。
【００２４】
そして、より高い精度を得るために、第１系統Ａ，第２系統Ｂで得られる第１目標Ｐｅ，第２目標Ｐｅは補正してある。具体的には、エンジン用ＥＣＵ９には、マップαから求めた第１目標Ｐｅを、それぞれ燃料性状で補正するためのノック学習補正機能１６、エンジン１が作動する環境条件で補正するための大気圧補正機能１７および吸気温補正機能１８が設定してあり、第１目標Ｐｅの精度を高めている。さらにエンジン用ＥＣＵ９には、各マップβ〜δから求めた第２目標Ｐｅから、エンジン１で駆動される補機駆動の負荷分を差し引く補機負荷補正機能１９が設定されていて、実際にＣＶＴ１に入力されるときの動力伝達と同じ関係になるよう、補機の負荷を差し引いたトルク情報がＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ入力されるようにしている。これにより、同条件の元で、これから出力しようとする第１目標Ｐｅの値と、今、この瞬間に出力する第２目標Ｐｅの値との双方が得られるようにしてある。
【００２５】
またＣＶＴ用ＥＣＵ１４には、図２に示されるように第１系統Ａから出力される第１目標Ｐｅの値と、第２系統Ｂから出力される第２目標Ｐｅの値とを対比して、これら値のうちの一方を選択する選択手段としての選択機能２０が設定されている。ここでは、選択機能２０は、トルク急増時には第１目標Ｐｅと第２目標Ｐｅの大きい方を選択し、定常状態のときには第２目標Ｐｅを選択するようになっている。そして、選択された第１目標Ｐｅの値あるいは第２目標Ｐｅの値がライン制御を機能するプログラムに入力され、同Ｐｅの値と変速比とに基づいて目標ライン圧を定めるようにしてある。
【００２６】
またエンジン用ＥＣＵ９には、車両が減速し燃料カットが行なわれるときのみ、第１系統Ａで得られる第１目標Ｐｅの値に対して、エンジン１につながる補機の負荷を付加する補機負荷補正機能２１、エンジン１のフリクションを加味させる冷却水温補正機能２２（冷却水温でフリクションが変化するため）が設定されていて、燃料カット運転時、減速負荷からＣＶＴ１が耐えられるようにしている。すなわち、減速したときの負荷を考慮したベルト６の押付け力が得られるようにしてある。
【００２７】
このような構成により、急激にトルクが増加するような変速のときは、すばやくライン圧を増加させ、トルク変化の少ないとき定常運転などでは、過大なベルト押付け力の発生頻度を抑えた動力伝達が行なえるようにしている。
【００２８】
この点を説明すれば、自動車の運転中、第１系統Ａからは、アクセル開度とエンジン回転数に基づき求めた第１目標Ｐｅが、それぞれノック学習補正機能１６、大気圧補正機能１７、吸気温補正機能１８で補正されて、ＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送信されている。また第２系統Ｂからは、燃料の性状にしたがいプレミアムガソリン、レギュラーガソリン毎のマップβ〜δから選んだマップを用い、エンジンの運転状態から算出した燃料噴射量のパラメータ値となるインジェクタパルス幅とエンジン回転数に基づき求めた第２目標Ｐｅが、補機負荷補正機能１９で補正されて、ＣＶＴ用ＥＣＵ１４へ送信されている。
【００２９】
このとき、ドライバーがアクセルペダルを急激に踏込み、急激にトルクが増加するような変速が行われるとする。
【００３０】
すると、選択機能２０はトルク急増状態であることに応じて第１目標Ｐｅと第２目標Ｐｅとの大きい方を選ぶ。ＣＶＴ用ＥＣＵ１４は、選択された目標Ｐｅに基づいたエンジン出力トルクと変速比とから目標ライン圧を求め、実ライン圧が目標値となるよう制御する。
【００３１】
このように大きい値に応じるためライン圧は急速に立上がるのでベルトスリップを防止できる。
【００３２】
一方、トルク変化の少ない定常状態であるときは、精度の高い第２目標Ｐｅが選択されこれに基づいてライン圧が制御されるので、過大なベルト押し付け力の発生が抑えられ燃費を向上させることができる。
【００３３】
しかも、第１系統Ａ、第２系統Ｂの各目標Ｐｅは、燃料性状（プレミアム／レギュラーなど）を表すパラメータ値、エンジン１が動作する環境条件（大気圧、吸気温など）を表すパラメータ値、補機負荷を表すパラメータ値で補正して、実際にエンジン１から出力されるトルクに近い値を用いたので、一層、精度の良いＣＶＴ１の制御が行われ、一層、過大なベルト押付け力の発生頻度を抑えることができる。
【００３４】
そのうえ、補機負荷を第１系統Ａに考慮しただけで、他の系統Ｂは変更せずに済む簡単な制御で、燃料カット運転時、減速負荷に耐えるようＣＶＴ１を制御することができる。
【００３５】
すなわち、アクセルを解放するとともにブレーキを踏みこんで減速し、燃料カット運転に入るとする。このときは、第２系統Ｂのインジェクタパルス幅から推定されるエンジン出力トルクはゼロ（あるいはマイナス）である。また第１系統Ａのアクセル開度から推定されるエンジン出力トルクは、その前にゼロとなるが、このゼロ値に補機負荷補正機能２１から、エンジン１に駆動される補機駆動負荷が加味されるので、選択機能２０からは、補機駆動負荷を加味した第１系統Ａの第１目標Ｐｅが選択される。この第１目標Ｐｅに基づき目標ライン圧が設定され、ベルト６は、走行輪からエンジン１へ伝わり、エンジン１を空回り、さらには補機を回転させるという減速負荷に耐えられるライン圧制御がすみやかに立ち上がるので、第１系統Ａに補機負荷を考慮しただけの簡単な制御で、即、燃料カット運転に応答して速やかに減速負荷に耐えるＣＶＴ１の制御を行なうことができる。
【００３６】
なお、一実施形態では、アクセル開度をドライバーの要求値として用い、インジェクタパルス幅を燃料噴射量として用いたが、これに限らずの他のパラメータを用いてもよいことはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、急激にトルクが変化するときの変速時においては応答性が確保されてベルトスリップが防止されるとともに、トルクの変化が少ない無段変速機の定常状態時においては過大な押し付け力を抑えた変速制御が行なえるようになり、燃費の向上を図れる。
【００３８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、簡単な制御で、燃料カット運転時、減速負荷に耐えるよう無段変速機を制御することができる。しかも、ドライバーが要求する要求値にもとづき推定されるエンジン出力トルクに補機駆動負荷を加味するので、応答性はよく、燃料カット運転が開始されると、即、無段変速機を減速運転に耐える状態にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無段変速機の制御装置を説明するための図。
【図２】同制御装置におけるドライバー要求値から推定されるエンジン出力トルク、燃料噴射量から推定されるエンジン出力トルクに基づき、無段変速機が制御されることを説明するための図。
【符号の説明】
１…無段変速機
３，４…プーリ
６…ベルト
１４…ＣＶＴ用ＥＣＵ（選択手段、制御手段）
α…マップ（第１手段）
β…マップ（第２手段）。

Claims (2)

1. エンジンの回転速度とドライバーが要求するエンジン出力の要求値とからエンジン出力トルクを表す第１パラメータ値を得る第１手段と、
   エンジンへの燃料噴射量に対応するパラメータ値からエンジン出力トルクを表す第２パラメータ値を得る第２手段と、
   急激にトルクが増加するときは、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値とのうち大きい方を選択し、定常状態にあるときには第２パラメータ値を選択する選択手段と、
   選択されたパラメータ値にもとづいて無段変速機を制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 前記選択手段は、燃料カット運転時には、前記第１パラメータ値から、エンジンにつながる補機の負荷を加味した値を前記制御手段へ出力することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。

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