JP3821764B2 - ベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム - Google Patents
ベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用されるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載する変速機としては、従来より、例えばベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ）が知られている。このベルト式ＣＶＴは、エンジンの駆動力を入力するプライマリプーリと、駆動力を駆動輪に出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられ、プライマリプーリに入力された駆動力をセカンダリプーリに伝達するＶベルトとを備えている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝幅は、油圧によって可変である。変速時は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに油圧を供給又は排出してプーリ溝幅を調整し、Ｖベルトのプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を変更することで、入力と出力との回転数の比率（変速比）を調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなベルト式ＣＶＴでは、ベルトの耐久性の低下を防止するために、ベルト滑りを生じさせないことが重要である。
【０００４】
本件発明者は、このようなベルト式ＣＶＴにおいて、シフトレバーでセレクトしている進行方向と反対方向に車両が進む場合（例えば、上り坂の途中でシフトレバーをＤ（前進）レンジのまま、アクセルペダルもブレーキペダルも踏まない状態で車両が後退する場合など）に、プライマリ圧とセカンダリ圧との油圧バランスが崩れ、その結果プライマリ圧が低下してトルク容量（ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルク）が減少してベルト滑りを生じる可能性があることを見い出した。本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、上述のような状況においてもＣＶＴユニットのベルト滑りを生じさせないベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
第１の発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ（４１）及び出力側のセカンダリプーリ（４２）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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト（４３）とを備えたベルト式無段変速機（４０）と、車両の進行方向を指示するシフトレバー（５６）と、前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段（６１ａ）と、前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、エンジンの出力を制限してベルト滑りを防止するエンジン出力制限手段（６２）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記エンジン出力制限手段（６２）は、前記ベルト式無段変速機に入力されるトルクが、変速比及び油圧から算出したトルク容量以下になるように前記エンジン出力を制限することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ（４１）及び出力側のセカンダリプーリ（４２）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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト（４３）とを備えたベルト式無段変速機（４０）と、車両の進行方向を指示するシフトレバー（５６）と、前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段（６１ａ）と、前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、前記プライマリプーリへ供給する油圧を増圧してベルト滑りを防止する油圧制御手段（６１ｂ）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、前記第１から第３までのいずれかの発明において、プーリ逆回転判定手段（６１ａ）は、前記セカンダリプーリの回転速度を検知するセカンダリプーリ回転速度センサ（５２）と、アクセル開度の検知を行うアクセル開度センサ（５７）と、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検知するブレーキセンサ（５５）と、プライマリ圧の検知を行うプライマリ圧センサ（５３）と、セカンダリ圧の検知を行うセカンダリ圧センサ（５４）とを備え、前記シフトレバー（５６）によるレンジ変更がなく、前記セカンダリプーリの回転速度から車速を算出し、その車速が所定値以下であって、前記アクセル開度センサがアクセル全閉を検知し、かつ前記ブレーキセンサがブレーキＯＮを検知後にブレーキＯＦＦを検知した場合において、前記セカンダリ圧は所定値以上を維持しているにもかかわらず、前記プライマリ圧が所定値以下に低下したときに、前記セカンダリプーリの逆回転が生じたと判定することを特徴とする。
【００１０】
【作用・効果】
第１の発明によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、エンジンの出力を制限することとしたので、ベルト滑りを防止でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００１１】
第２の発明によれば、ベルト式無段変速機に入力されるトルクが、変速比及び油圧から算出したトルク容量以下になるようにエンジン出力を制限するので、エンジン出力を過剰に制限しすぎることがない。
【００１２】
第３の発明によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、プライマリプーリに供給する油圧を増圧するので、一層、確実にベルト滑りを防止できる。
【００１３】
第４の発明によれば、プーリの逆回転をプライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かで判定するので、逆回転判定のための専用のセンサを設ける必要がない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
【００１５】
図１は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
ベルト式無段変速機１は、油圧ポンプ１０と、トルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）２０と、前進後退切り替え部３０と、ＣＶＴ変速部４０とを備え、コントロールユニット６０によって制御される。ベルト式無段変速機１は、エンジン７０からの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪８０に出力する。
【００１７】
油圧ポンプ１０は、エンジン７０で駆動されてオイルを圧送する。その圧送されたオイルは、調圧されて前進後退切り替え部３０、ＣＶＴ変速部４０に送られ、前進後退の切り替えや変速に利用される。
【００１８】
トルクコンバータ２０は、エンジン７０と前進後退切り替え部３０との間に設けられ、内部のオイルの流れによってエンジン７０の駆動力を伝達する。また、トルクコンバータ２０は、ポンプインペラとタービンライナとの回転差をなくすためのロックアップ機構を有する。
【００１９】
前進後退切り替え部３０は、エンジン側とＣＶＴ変速部側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車３１と、前進クラッチ板３２と、後退クラッチ板３３とを有する。前進クラッチ板３２は、前進クラッチピストンに連接されており、車両の前進時に、前進クラッチピストン室３２ａに供給される油圧（前進クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。後退クラッチ板３３は、後退クラッチピストンに連接されており、車両の後退時に、後退クラッチピストン室３３ａに供給される油圧（後退クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。また、中立位置（ニュートラルやパーキング）では油圧が供給されず、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３は共に解放する。前進クラッチ板３２が遊星歯車３１に締結されると正回転が出力され、後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に締結されると逆回転が出力される。
【００２０】
前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ板３２を締結するとともに、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ板３３を解放する。一方、後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）は、前進クラッチ圧をドレンに接続するとともに、前進クラッチ板３２を解放し、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ板３３を締結する。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３を共に解放する。
【００２１】
ＣＶＴ変速部４０は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、Ｖベルト４３とを備える。
【００２２】
プライマリプーリ４１は、エンジン７０の駆動力を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ４１は、入力軸４１ｃと一体となって回転する固定円錐板４１ａと、この固定円錐板４１ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリに作用する油圧（以下「プライマリ圧」という）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板４１ｂとを備える。このプライマリ圧は、油圧ポンプ１０によって圧送されたオイルがプライマリ圧調整装置４４で調圧されて可動円錐板４１ｂに供給される。プライマリ圧は、プライマリ圧調整装置４４から可動円錐板４１ｂへの供給経路の途中に設けられたプライマリ圧センサ５３によって測定される。プライマリプーリ４１の回転（入力回転）の速度は、プライマリプーリ回転速度センサ５１によって検出される。
【００２３】
セカンダリプーリ４２は、Ｖベルト４３によって伝達された駆動力をアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪８０に伝達する。セカンダリプーリ４２は、出力軸４２ｃと一体となって回転する固定円錐板４２ａと、この固定円錐板４２ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリに作用する油圧（以下「セカンダリ圧」という）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板４２ｂとを備える。セカンダリ圧は、油圧ポンプ１０によって圧送されたオイルがセカンダリ圧調整装置４５で調圧されて可動円錐板４２ｂに供給される。セカンダリ圧は、セカンダリ圧調整装置４５から可動円錐板４２ｂへの供給経路の途中に設けられたセカンダリ圧センサ５４によって測定される。なお、セカンダリプーリの受圧面積とプライマリプーリの受圧面積とは、同等又はほぼ同等である。セカンダリプーリ４２の回転（出力回転）の速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ５２によって検出される。このセカンダリプーリ４２の回転速度から車速を算出可能である。
【００２４】
Ｖベルト４３は、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられ、プライマリプーリ４１に入力された駆動力をセカンダリプーリ４２に伝達する。
【００２５】
変速比が大きいとき（Ｌｏｗ側のとき）は、プライマリプーリ４１は溝幅を広げてＶベルト４３の接触半径を小さくし、セカンダリ４２は溝幅を狭めてＶベルト４３の接触半径を大きくする。変速比が小さいとき（Ｈｉ側のとき）は、プライマリプーリ４１は溝幅を狭めてＶベルト４３の接触半径を大きくし、セカンダリ４２は溝幅を広げてＶベルト４３の接触半径を小さくする。
【００２６】
また、コントロールユニット６０には、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検知するブレーキセンサ５５、進行方向（前進／後退）を指示するためのシフトレバー５６及びアクセル開度を検知するアクセル開度センサ５７が接続されている。
【００２７】
図２は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【００２８】
セカンダリプーリがシフトレバーのセレクト方向と逆の方向に回転するとトルク容量が減少するので、本発明では、コントロールユニット６０が、そのような状態を検出したときに、エンジンの出力を抑え、またプライマリプーリに供給する油圧を増圧してプライマリプーリがベルトを挟持する力を増すことでベルト式無段変速機のベルト滑りを防止しようとするものである。
【００２９】
以下に、特に本発明でのポイントとなるコントロールユニット６０について詳述する。
【００３０】
コントロールユニット６０は、ＡＴＣＵ６１と、ＥＣＭ６２とを有する。
【００３１】
ＡＴＣＵ６１は、プーリ逆回転判定部６１ａと、油圧制御部６１ｂと、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃと、トルク容量算出部６１ｄと、入力トルク算出部６１ｅと、トルク制限判定部６１ｆと、トルク制限値算出部６１ｇと、トルク制限値出力部６１ｈとを備える。
【００３２】
プーリ逆回転判定部６１ａは、シフトレバー５６のインヒビタスイッチからレンジ信号を入力する。また、プーリ逆回転判定部６１ａは、セカンダリプーリ回転速度センサ５２から、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）を入力する。さらに、プーリ逆回転判定部６１ａは、プライマリ圧センサ５３及びセカンダリ圧センサ５４から、プライマリ実油圧及びセカンダリ実油圧を入力する。そして、レンジ信号に変化がなく、出力回転信号から算出した車速が設定値（例えば、３ｋｍ／ｈ）以下であり、アクセル開度が全閉のアイドル状態で、ブレーキ信号がＯＮからＯＦＦになった後の設定時間以内で、セカンダリ圧は低下しないにもかかわらず、プライマリ圧が設定値以下に低下した場合は、プライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れている状態であるので、この場合はプーリの逆回転が発生していると判定することができる。なお、この場合は、Ｄレンジがセレクトされている場合を想定しているので、車両は後退している場合であるが、例えば、Ｒレンジがセレクトされた状態で下り坂の途中に置かれた場合も同様にプーリの逆回転が発生する。
【００３３】
油圧制御部６１ｂは、プーリ逆回転判定部６１ａがプーリの逆回転を判定したときに、油圧ポンプ１０を作動させてライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させる。このようにすることによって、プライマリ圧の低下を防止する。なお、プーリがシフトレバーのセレクト方向と反対方向に回転する状況というのは稀であり、したがって、このような制御が必要になることはあまり多くない。そのため、本実施形態では、その点を考慮して、上述のような場合にはライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させることとした。しかし、ライン圧を適宜最適な圧力に制御してもよく、そのようにすれば、通常時はポンプの出力をできる限り抑えることができる。
【００３４】
トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃは、トルク制限を開始又は終了するための条件を判定する。具体的には、プーリ逆回転判定部６１ａでプーリの逆回転を判定したときはトルク制限を開始し、そのときはフラグを１にする。また、車速が設定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上になったときはトルク制限を終了し、そのときはフラグを０にする。
【００３５】
トルク容量算出部６１ｄは、プライマリプーリ回転速度センサ５１、セカンダリプーリ回転速度センサ５２、プライマリ圧センサ５３、セカンダリ圧センサ５４から、プライマリプーリ回転信号（入力回転信号）、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）、実油圧信号を入力する。そして、トルク容量算出部６１ｄは、入力回転信号及び出力回転信号から変速比を算出し、その変速比と実油圧との関係によりトルク容量を算出する。
【００３６】
入力トルク算出部６１ｅは、ＥＣＭ６２からエンジントルクを入力し、そのエンジントルクを入力トルクとする。
【００３７】
トルク制限判定部６１ｆは、トルク容量算出部６１ｄで算出したトルク容量と、入力トルク算出部６１ｅで算出した入力トルクとを比較して、入力トルクを制限する必要があるか否かを判定する。すなわち、入力トルクがトルク容量を上回るときは入力トルクを制限する必要があり（図中の斜線部分）、入力トルクがトルク容量を上回らなければ入力トルクを制限する必要がないと判定する。
【００３８】
トルク制限値算出部６１ｇは、入力トルクを制限する必要がある場合のトルク制限値を算出する。具体的には、トルク容量をトルク制限値とする。
【００３９】
トルク制限値出力部６１ｈは、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃのフラグに基づいて、トルク制限値を、トルクダウン量演算部６２ｂに対する要求値として出力する。具体的には、フラグが１のときは、トルク制限値算出部６１ｇの信号（すなわち、トルク容量）をトルク制限値として出力する。フラグが０のときは、トルク制限を行う必要がない場合であり、このときは制限要求値をＭａｘ値として出力する。このようにするのは、エンジン側のトルクダウンは、「エンジントルク＞制限要求値」のときに行うためである。
【００４０】
ＥＣＭ６２は、エンジントルク演算部６２ａと、トルクダウン量演算部６２ｂと、電制スロットル（以下、適宜「電スロ」と略す）開度制御部６２ｃとを備えるエンジン出力制御手段である。
【００４１】
エンジントルク演算部６２ａは、エンジンの燃料噴射量信号、エンジン回転信号、アクセル開度（ＴＶ０）信号を入力し、それらの信号よりエンジンが出力するトルクを演算する。そして、エンジントルクの演算結果を、トルクダウン量演算部６２ｂ及び入力トルク算出部６１ｅに出力する。
【００４２】
トルクダウン量演算部６２ｂは、ＡＴＣＵ６１のトルク制限値出力部６１ｈから入力したトルク制限値信号及びエンジントルク演算部６２ａから入力したエンジントルク信号に基づいてトルクダウン量を演算し、トルクダウン信号を電制スロットル開度制御部６２ｃに出力する。
【００４３】
電制スロットル開度制御部６２ｃはトルクダウン量演算部６２ｂから入力したトルクダウン量を実現するために電制スロットルの開度を制御する。
【００４４】
図３は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１では、プーリ逆回転判定部６１ａでプーリの逆回転を判定する。プーリの逆回転が判定できればステップＳ２へ進み、判定できなければステップＳ９へ進む。
【００４６】
ステップＳ２では、油圧制御部６１ｂで油圧アップ制御を開始し、油圧ポンプ１０を作動させてライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させる。
【００４７】
ステップＳ３では、トルク容量算出部６１ｄで変速比及び実油圧からトルク容量を算出する。
【００４８】
ステップＳ４では、エンジントルク演算部６２ａでエンジントルクを演算し、入力トルク算出部６１ｅで入力トルクを算出する。
【００４９】
ステップＳ５では、トルク制限判定部６１ｆで、入力トルクがトルク容量よりも大きいか否かを判定し、大きければステップＳ６へ進み、大きくなければステップＳ７へ進む。
【００５０】
ステップＳ６では、トルク制限値算出部６１ｇ及びトルク制限値出力部６１ｈで、トルク容量以下になるように入力トルクを制限し、トルクダウン量演算部６２ｂ及び電スロ開度制御部６２ｃで、エンジン出力をダウンさせる。
【００５１】
ステップＳ７では、油圧制御部６１ｂの油圧アップ制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ８では、トルク制限を終了して、トルク制限値出力部６１ｈからＭａｘ値を制限要求値として出力する。
【００５３】
ステップＳ９では、トルク制限を行わない。
【００５４】
以上の処理を、走行中に一定間隔（例えば、１０ｍｓｅｃごと）で行い続ける。
【００５５】
本実施形態によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合には、ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルクが減少してしまうが、その場合にエンジンの出力を制限することとしたので、ベルト滑りを防止でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００５６】
また、変速比及び実油圧に基づいて算出したトルク容量をトルク制限要求値とし、そのトルク制限要求値によってエンジンの出力を制御するので、エンジン出力を過剰に制限しすぎることがなく、適切な制御が可能になった。
【００５７】
さらに、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、プライマリプーリに供給する油圧を増圧するので、一層、確実にベルト滑りを防止できる。
【００５８】
さらにまた、プーリの逆回転をプライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かで判定するので、逆回転判定のためのセンサが不要であり、システムを安価に実現することができる。
【００５９】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。例えば、上記実施形態では、プーリ逆回転判定部６１ａは、プライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かでプーリの逆回転を判定したが、例えば、プーリにマーキングを行うとともに、そのマークを検知する２つセンサーを配置して、いずれのセンサが先にマークを検知するかによってプーリの回転方向を判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ベルト式無段変速機
１０ 油圧ポンプ
２０ トルクコンバータ
３０ 前進後退切り替え部
４０ ＣＶＴ変速部
４１ プライマリプーリ
４２ セカンダリプーリ
４３ Ｖベルト
６０ コントロールユニット
６１ ＡＴＣＵ
６１ａ プーリ逆回転判定部
６１ｂ 油圧制御部
６１ｃ トルク制限開始・終了条件判定部
６１ｄ トルク容量算出部
６１ｅ 入力トルク算出部
６１ｆ トルク制限判定部
６１ｇ トルク制限値算出部
６１ｈ トルク制限値出力部
６２ ＥＣＭ
６２ａ エンジントルク演算部
６２ｂ トルクダウン量演算部
６２ｃ 電制スロットル（電スロ）開度制御部
７０ エンジン
８０ 駆動輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用されるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載する変速機としては、従来より、例えばベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ）が知られている。このベルト式ＣＶＴは、エンジンの駆動力を入力するプライマリプーリと、駆動力を駆動輪に出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられ、プライマリプーリに入力された駆動力をセカンダリプーリに伝達するＶベルトとを備えている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝幅は、油圧によって可変である。変速時は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに油圧を供給又は排出してプーリ溝幅を調整し、Ｖベルトのプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を変更することで、入力と出力との回転数の比率（変速比）を調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなベルト式ＣＶＴでは、ベルトの耐久性の低下を防止するために、ベルト滑りを生じさせないことが重要である。
【０００４】
本件発明者は、このようなベルト式ＣＶＴにおいて、シフトレバーでセレクトしている進行方向と反対方向に車両が進む場合（例えば、上り坂の途中でシフトレバーをＤ（前進）レンジのまま、アクセルペダルもブレーキペダルも踏まない状態で車両が後退する場合など）に、プライマリ圧とセカンダリ圧との油圧バランスが崩れ、その結果プライマリ圧が低下してトルク容量（ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルク）が減少してベルト滑りを生じる可能性があることを見い出した。本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、上述のような状況においてもＣＶＴユニットのベルト滑りを生じさせないベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
第１の発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ（４１）及び出力側のセカンダリプーリ（４２）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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト（４３）とを備えたベルト式無段変速機（４０）と、車両の進行方向を指示するシフトレバー（５６）と、前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段（６１ａ）と、前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、エンジンの出力を制限してベルト滑りを防止するエンジン出力制限手段（６２）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記エンジン出力制限手段（６２）は、前記ベルト式無段変速機に入力されるトルクが、変速比及び油圧から算出したトルク容量以下になるように前記エンジン出力を制限することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ（４１）及び出力側のセカンダリプーリ（４２）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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト（４３）とを備えたベルト式無段変速機（４０）と、車両の進行方向を指示するシフトレバー（５６）と、前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段（６１ａ）と、前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、前記プライマリプーリへ供給する油圧を増圧してベルト滑りを防止する油圧制御手段（６１ｂ）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、前記第１から第３までのいずれかの発明において、プーリ逆回転判定手段（６１ａ）は、前記セカンダリプーリの回転速度を検知するセカンダリプーリ回転速度センサ（５２）と、アクセル開度の検知を行うアクセル開度センサ（５７）と、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検知するブレーキセンサ（５５）と、プライマリ圧の検知を行うプライマリ圧センサ（５３）と、セカンダリ圧の検知を行うセカンダリ圧センサ（５４）とを備え、前記シフトレバー（５６）によるレンジ変更がなく、前記セカンダリプーリの回転速度から車速を算出し、その車速が所定値以下であって、前記アクセル開度センサがアクセル全閉を検知し、かつ前記ブレーキセンサがブレーキＯＮを検知後にブレーキＯＦＦを検知した場合において、前記セカンダリ圧は所定値以上を維持しているにもかかわらず、前記プライマリ圧が所定値以下に低下したときに、前記セカンダリプーリの逆回転が生じたと判定することを特徴とする。
【００１０】
【作用・効果】
第１の発明によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、エンジンの出力を制限することとしたので、ベルト滑りを防止でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００１１】
第２の発明によれば、ベルト式無段変速機に入力されるトルクが、変速比及び油圧から算出したトルク容量以下になるようにエンジン出力を制限するので、エンジン出力を過剰に制限しすぎることがない。
【００１２】
第３の発明によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、プライマリプーリに供給する油圧を増圧するので、一層、確実にベルト滑りを防止できる。
【００１３】
第４の発明によれば、プーリの逆回転をプライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かで判定するので、逆回転判定のための専用のセンサを設ける必要がない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
【００１５】
図１は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
ベルト式無段変速機１は、油圧ポンプ１０と、トルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）２０と、前進後退切り替え部３０と、ＣＶＴ変速部４０とを備え、コントロールユニット６０によって制御される。ベルト式無段変速機１は、エンジン７０からの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪８０に出力する。
【００１７】
油圧ポンプ１０は、エンジン７０で駆動されてオイルを圧送する。その圧送されたオイルは、調圧されて前進後退切り替え部３０、ＣＶＴ変速部４０に送られ、前進後退の切り替えや変速に利用される。
【００１８】
トルクコンバータ２０は、エンジン７０と前進後退切り替え部３０との間に設けられ、内部のオイルの流れによってエンジン７０の駆動力を伝達する。また、トルクコンバータ２０は、ポンプインペラとタービンライナとの回転差をなくすためのロックアップ機構を有する。
【００１９】
前進後退切り替え部３０は、エンジン側とＣＶＴ変速部側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車３１と、前進クラッチ板３２と、後退クラッチ板３３とを有する。前進クラッチ板３２は、前進クラッチピストンに連接されており、車両の前進時に、前進クラッチピストン室３２ａに供給される油圧（前進クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。後退クラッチ板３３は、後退クラッチピストンに連接されており、車両の後退時に、後退クラッチピストン室３３ａに供給される油圧（後退クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。また、中立位置（ニュートラルやパーキング）では油圧が供給されず、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３は共に解放する。前進クラッチ板３２が遊星歯車３１に締結されると正回転が出力され、後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に締結されると逆回転が出力される。
【００２０】
前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ板３２を締結するとともに、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ板３３を解放する。一方、後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）は、前進クラッチ圧をドレンに接続するとともに、前進クラッチ板３２を解放し、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ板３３を締結する。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３を共に解放する。
【００２１】
ＣＶＴ変速部４０は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、Ｖベルト４３とを備える。
【００２２】
プライマリプーリ４１は、エンジン７０の駆動力を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ４１は、入力軸４１ｃと一体となって回転する固定円錐板４１ａと、この固定円錐板４１ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリに作用する油圧（以下「プライマリ圧」という）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板４１ｂとを備える。このプライマリ圧は、油圧ポンプ１０によって圧送されたオイルがプライマリ圧調整装置４４で調圧されて可動円錐板４１ｂに供給される。プライマリ圧は、プライマリ圧調整装置４４から可動円錐板４１ｂへの供給経路の途中に設けられたプライマリ圧センサ５３によって測定される。プライマリプーリ４１の回転（入力回転）の速度は、プライマリプーリ回転速度センサ５１によって検出される。
【００２３】
セカンダリプーリ４２は、Ｖベルト４３によって伝達された駆動力をアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪８０に伝達する。セカンダリプーリ４２は、出力軸４２ｃと一体となって回転する固定円錐板４２ａと、この固定円錐板４２ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリに作用する油圧（以下「セカンダリ圧」という）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板４２ｂとを備える。セカンダリ圧は、油圧ポンプ１０によって圧送されたオイルがセカンダリ圧調整装置４５で調圧されて可動円錐板４２ｂに供給される。セカンダリ圧は、セカンダリ圧調整装置４５から可動円錐板４２ｂへの供給経路の途中に設けられたセカンダリ圧センサ５４によって測定される。なお、セカンダリプーリの受圧面積とプライマリプーリの受圧面積とは、同等又はほぼ同等である。セカンダリプーリ４２の回転（出力回転）の速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ５２によって検出される。このセカンダリプーリ４２の回転速度から車速を算出可能である。
【００２４】
Ｖベルト４３は、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられ、プライマリプーリ４１に入力された駆動力をセカンダリプーリ４２に伝達する。
【００２５】
変速比が大きいとき（Ｌｏｗ側のとき）は、プライマリプーリ４１は溝幅を広げてＶベルト４３の接触半径を小さくし、セカンダリ４２は溝幅を狭めてＶベルト４３の接触半径を大きくする。変速比が小さいとき（Ｈｉ側のとき）は、プライマリプーリ４１は溝幅を狭めてＶベルト４３の接触半径を大きくし、セカンダリ４２は溝幅を広げてＶベルト４３の接触半径を小さくする。
【００２６】
また、コントロールユニット６０には、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検知するブレーキセンサ５５、進行方向（前進／後退）を指示するためのシフトレバー５６及びアクセル開度を検知するアクセル開度センサ５７が接続されている。
【００２７】
図２は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【００２８】
セカンダリプーリがシフトレバーのセレクト方向と逆の方向に回転するとトルク容量が減少するので、本発明では、コントロールユニット６０が、そのような状態を検出したときに、エンジンの出力を抑え、またプライマリプーリに供給する油圧を増圧してプライマリプーリがベルトを挟持する力を増すことでベルト式無段変速機のベルト滑りを防止しようとするものである。
【００２９】
以下に、特に本発明でのポイントとなるコントロールユニット６０について詳述する。
【００３０】
コントロールユニット６０は、ＡＴＣＵ６１と、ＥＣＭ６２とを有する。
【００３１】
ＡＴＣＵ６１は、プーリ逆回転判定部６１ａと、油圧制御部６１ｂと、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃと、トルク容量算出部６１ｄと、入力トルク算出部６１ｅと、トルク制限判定部６１ｆと、トルク制限値算出部６１ｇと、トルク制限値出力部６１ｈとを備える。
【００３２】
プーリ逆回転判定部６１ａは、シフトレバー５６のインヒビタスイッチからレンジ信号を入力する。また、プーリ逆回転判定部６１ａは、セカンダリプーリ回転速度センサ５２から、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）を入力する。さらに、プーリ逆回転判定部６１ａは、プライマリ圧センサ５３及びセカンダリ圧センサ５４から、プライマリ実油圧及びセカンダリ実油圧を入力する。そして、レンジ信号に変化がなく、出力回転信号から算出した車速が設定値（例えば、３ｋｍ／ｈ）以下であり、アクセル開度が全閉のアイドル状態で、ブレーキ信号がＯＮからＯＦＦになった後の設定時間以内で、セカンダリ圧は低下しないにもかかわらず、プライマリ圧が設定値以下に低下した場合は、プライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れている状態であるので、この場合はプーリの逆回転が発生していると判定することができる。なお、この場合は、Ｄレンジがセレクトされている場合を想定しているので、車両は後退している場合であるが、例えば、Ｒレンジがセレクトされた状態で下り坂の途中に置かれた場合も同様にプーリの逆回転が発生する。
【００３３】
油圧制御部６１ｂは、プーリ逆回転判定部６１ａがプーリの逆回転を判定したときに、油圧ポンプ１０を作動させてライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させる。このようにすることによって、プライマリ圧の低下を防止する。なお、プーリがシフトレバーのセレクト方向と反対方向に回転する状況というのは稀であり、したがって、このような制御が必要になることはあまり多くない。そのため、本実施形態では、その点を考慮して、上述のような場合にはライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させることとした。しかし、ライン圧を適宜最適な圧力に制御してもよく、そのようにすれば、通常時はポンプの出力をできる限り抑えることができる。
【００３４】
トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃは、トルク制限を開始又は終了するための条件を判定する。具体的には、プーリ逆回転判定部６１ａでプーリの逆回転を判定したときはトルク制限を開始し、そのときはフラグを１にする。また、車速が設定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上になったときはトルク制限を終了し、そのときはフラグを０にする。
【００３５】
トルク容量算出部６１ｄは、プライマリプーリ回転速度センサ５１、セカンダリプーリ回転速度センサ５２、プライマリ圧センサ５３、セカンダリ圧センサ５４から、プライマリプーリ回転信号（入力回転信号）、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）、実油圧信号を入力する。そして、トルク容量算出部６１ｄは、入力回転信号及び出力回転信号から変速比を算出し、その変速比と実油圧との関係によりトルク容量を算出する。
【００３６】
入力トルク算出部６１ｅは、ＥＣＭ６２からエンジントルクを入力し、そのエンジントルクを入力トルクとする。
【００３７】
トルク制限判定部６１ｆは、トルク容量算出部６１ｄで算出したトルク容量と、入力トルク算出部６１ｅで算出した入力トルクとを比較して、入力トルクを制限する必要があるか否かを判定する。すなわち、入力トルクがトルク容量を上回るときは入力トルクを制限する必要があり（図中の斜線部分）、入力トルクがトルク容量を上回らなければ入力トルクを制限する必要がないと判定する。
【００３８】
トルク制限値算出部６１ｇは、入力トルクを制限する必要がある場合のトルク制限値を算出する。具体的には、トルク容量をトルク制限値とする。
【００３９】
トルク制限値出力部６１ｈは、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｃのフラグに基づいて、トルク制限値を、トルクダウン量演算部６２ｂに対する要求値として出力する。具体的には、フラグが１のときは、トルク制限値算出部６１ｇの信号（すなわち、トルク容量）をトルク制限値として出力する。フラグが０のときは、トルク制限を行う必要がない場合であり、このときは制限要求値をＭａｘ値として出力する。このようにするのは、エンジン側のトルクダウンは、「エンジントルク＞制限要求値」のときに行うためである。
【００４０】
ＥＣＭ６２は、エンジントルク演算部６２ａと、トルクダウン量演算部６２ｂと、電制スロットル（以下、適宜「電スロ」と略す）開度制御部６２ｃとを備えるエンジン出力制御手段である。
【００４１】
エンジントルク演算部６２ａは、エンジンの燃料噴射量信号、エンジン回転信号、アクセル開度（ＴＶ０）信号を入力し、それらの信号よりエンジンが出力するトルクを演算する。そして、エンジントルクの演算結果を、トルクダウン量演算部６２ｂ及び入力トルク算出部６１ｅに出力する。
【００４２】
トルクダウン量演算部６２ｂは、ＡＴＣＵ６１のトルク制限値出力部６１ｈから入力したトルク制限値信号及びエンジントルク演算部６２ａから入力したエンジントルク信号に基づいてトルクダウン量を演算し、トルクダウン信号を電制スロットル開度制御部６２ｃに出力する。
【００４３】
電制スロットル開度制御部６２ｃはトルクダウン量演算部６２ｂから入力したトルクダウン量を実現するために電制スロットルの開度を制御する。
【００４４】
図３は本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１では、プーリ逆回転判定部６１ａでプーリの逆回転を判定する。プーリの逆回転が判定できればステップＳ２へ進み、判定できなければステップＳ９へ進む。
【００４６】
ステップＳ２では、油圧制御部６１ｂで油圧アップ制御を開始し、油圧ポンプ１０を作動させてライン圧を発生可能な最大圧まで上昇させる。
【００４７】
ステップＳ３では、トルク容量算出部６１ｄで変速比及び実油圧からトルク容量を算出する。
【００４８】
ステップＳ４では、エンジントルク演算部６２ａでエンジントルクを演算し、入力トルク算出部６１ｅで入力トルクを算出する。
【００４９】
ステップＳ５では、トルク制限判定部６１ｆで、入力トルクがトルク容量よりも大きいか否かを判定し、大きければステップＳ６へ進み、大きくなければステップＳ７へ進む。
【００５０】
ステップＳ６では、トルク制限値算出部６１ｇ及びトルク制限値出力部６１ｈで、トルク容量以下になるように入力トルクを制限し、トルクダウン量演算部６２ｂ及び電スロ開度制御部６２ｃで、エンジン出力をダウンさせる。
【００５１】
ステップＳ７では、油圧制御部６１ｂの油圧アップ制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ８では、トルク制限を終了して、トルク制限値出力部６１ｈからＭａｘ値を制限要求値として出力する。
【００５３】
ステップＳ９では、トルク制限を行わない。
【００５４】
以上の処理を、走行中に一定間隔（例えば、１０ｍｓｅｃごと）で行い続ける。
【００５５】
本実施形態によれば、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合には、ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルクが減少してしまうが、その場合にエンジンの出力を制限することとしたので、ベルト滑りを防止でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００５６】
また、変速比及び実油圧に基づいて算出したトルク容量をトルク制限要求値とし、そのトルク制限要求値によってエンジンの出力を制御するので、エンジン出力を過剰に制限しすぎることがなく、適切な制御が可能になった。
【００５７】
さらに、セカンダリプーリが、シフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転している場合に、プライマリプーリに供給する油圧を増圧するので、一層、確実にベルト滑りを防止できる。
【００５８】
さらにまた、プーリの逆回転をプライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かで判定するので、逆回転判定のためのセンサが不要であり、システムを安価に実現することができる。
【００５９】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。例えば、上記実施形態では、プーリ逆回転判定部６１ａは、プライマリ圧とセカンダリ圧とのバランスが崩れているか否かでプーリの逆回転を判定したが、例えば、プーリにマーキングを行うとともに、そのマークを検知する２つセンサーを配置して、いずれのセンサが先にマークを検知するかによってプーリの回転方向を判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システムにおけるコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ベルト式無段変速機
１０ 油圧ポンプ
２０ トルクコンバータ
３０ 前進後退切り替え部
４０ ＣＶＴ変速部
４１ プライマリプーリ
４２ セカンダリプーリ
４３ Ｖベルト
６０ コントロールユニット
６１ ＡＴＣＵ
６１ａ プーリ逆回転判定部
６１ｂ 油圧制御部
６１ｃ トルク制限開始・終了条件判定部
６１ｄ トルク容量算出部
６１ｅ 入力トルク算出部
６１ｆ トルク制限判定部
６１ｇ トルク制限値算出部
６１ｈ トルク制限値出力部
６２ ＥＣＭ
６２ａ エンジントルク演算部
６２ｂ トルクダウン量演算部
６２ｃ 電制スロットル（電スロ）開度制御部
７０ エンジン
８０ 駆動輪
Claims (4)
- 油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ及び出力側の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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルトとを備えたベルト式無段変速機と、
車両の進行方向を指示するシフトレバーと、
前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段と、
前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、エンジンの出力を制限してベルト滑りを防止するエンジン出力制限手段と
を備えるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム。 - 前記エンジン出力制限手段は、前記ベルト式無段変速機に入力されるトルクが、変速比並びにプライマリ実油圧及びセカンダリ実油圧から算出したトルク容量以下になるように前記エンジン出力を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム。 - 油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ及び出力側の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、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルトとを備えたベルト式無段変速機と、
車両の進行方向を指示するシフトレバーと、
前記シフトレバーで前進レンジ又は後退レンジがセレクトされている場合において、前記セカンダリプーリが、そのシフトレバーでセレクトされている進行方向と反対の方向に逆回転しているか否かを判定するプーリ逆回転判定手段と、
前記プーリ逆回転判定手段でセカンダリプーリの逆回転を判定した場合に、前記プライマリプーリへ供給する油圧を増圧してベルト滑りを防止する油圧制御手段と
を備えるベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム。 - プーリ逆回転判定手段は、
前記セカンダリプーリの回転速度を検知するセカンダリプーリ回転速度センサと、
アクセル開度の検知を行うアクセル開度センサと、
ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検知するブレーキセンサと、
プライマリ圧の検知を行うプライマリ圧センサと、
セカンダリ圧の検知を行うセカンダリ圧センサとを備え、
前記シフトレバーによるレンジ変更がなく、前記セカンダリプーリの回転速度から車速を算出し、その車速が所定値以下であって、前記アクセル開度センサがアクセル全閉を検知し、かつ前記ブレーキセンサがブレーキＯＮを検知後にブレーキＯＦＦを検知した場合において、前記セカンダリ圧は所定値以上を維持しているにもかかわらず、前記プライマリ圧が所定値以下に低下したときに、前記セカンダリプーリの逆回転が生じたと判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム。
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