JP4038097B2 - ベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−２１０４４９号公報
従来、車両用に適した無段変速機として例えば特開平８−２１０４４９号公報に開示されたようなＶベルトを用いたベルト式無段変速機（以下、ベルトＣＶＴ）がある。
これは、エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリからなるプーリの間にＶベルトを掛け渡して変速機構を形成し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
そして、入力トルクと変速比に応じてプーリの推力を求め、この推力をセカンダリプーリおよびプライマリプーリの受圧面積などの所定値に基づいて油圧に換算し、この油圧を目標ライン圧として変速機構に供給する。
【０００３】
プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、第１シリンダ室へはライン圧を調圧したプライマリ圧が、また第２シリンダ室へはライン圧またはライン圧を調圧したセカンダリ圧がそれぞれ供給される。そして走行中は、各シリンダ室へ供給される油圧によりプライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅が変更され、Ｖベルトと各プーリとの接触半径比（プーリ比）に対応して変速比が連続的に変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなベルトＣＶＴにあっては、上り坂を前進のＤレンジで走行中、アクセルペダルから足を離しブレーキをかけて一旦停止し、そのままＤレンジで再発進するような場合に、足離しで車両が若干後退するとベルトＣＶＴの出力軸に逆方向のトルクが加わって、プーリに逆回転が生じる。
プーリが逆回転すると、プーリ比、入力トルク、入力回転数、セカンダリ圧が同一でも、プライマリ圧とセカンダリ圧の油圧バランスが崩れ、とくにプライマリ圧は半減してプライマリプーリのトルク容量が低下するため、ベルト滑りが発生するおそれがある。しかしながら、この油圧バランスの崩れに対処する制御は従来行なわれていなかったので、プライマリ圧油圧センサが故障した場合を考慮したものなどなかった。
【０００５】
上記のようなプーリの逆回転は、下り坂においてＲレンジで後退中、一旦停止した後Ｒレンジのまま再発進する際にも発生し、同様にプライマリプーリのトルク容量が低下する。
すなわち、ここで問題となるプーリの逆回転とは、現在の選択されたレンジ位置において想定されるプーリの正常な回転方向（Ｄレンジであれば前進方向、Ｒレンジであれば後退方向）に対してプーリが逆回転する現象を指す。以下、「プーリの逆回転」はこの意味で用いられる。
【０００６】
したがって本発明は、上記従来の問題点にかんがみ、プーリの逆回転時において、プライマリ圧油圧センサが故障した場合にも精度よくプライマリプーリのトルク容量を算出することができるようにしたベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリ間にベルトを掛け渡して変速機構部を形成し、プライマリ圧を検出するプライマリ圧油圧センサと、セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧油圧センサと、プーリの逆回転を検知するプーリの逆回転検知手段と、プライマリ圧油圧センサによって検出されたプライマリ圧からプライマリプーリのトルク容量を算出するプライマリプーリトルク容量算出手段と、逆回転検知手段によって検出されたプーリの逆回転時に、プライマリプーリトルク容量算出手段によって算出されたプライマリプーリのトルク容量に基づいて所定の制御を行なうプーリ逆回転時制御手段とを備えるベルト式無段変速機において、プライマリプーリトルク容量算出手段は、プライマリ圧油圧センサの故障時にはセカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてプライマリプーリのトルク容量を算出するものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるベルトＣＶＴの概略構成を示し、図２は油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す。
ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ３、および前後進切り替え機構４を備えた変速機構部５より構成されるベルトＣＶＴ２がエンジン１に連結される。変速機構部５は一対のプーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対のプーリはＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４を介してディファレンシャル６に連結される。
【０００９】
変速機構部５の変速比やＶベルト１２の接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット６０によって制御される。またＣＶＴコントロールユニット２０はエンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２２に接続され、互いに情報交換を行っている。
【００１０】
ＣＶＴコントロールユニット２０はエンジンコントロールユニット２２からの入力トルク情報、スロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）などから変速比や接触摩擦力を決定する。入力トルク情報にはエンジン要求トルクと、実際にエンジンが発生しているトルクを推定したエンジン実トルクとが含まれる。
またエンジンコントロールユニット２２には、エンジン回転数センサ１５からのエンジン１の回転数Ｎｅと、スロットルセンサ２４からのスロットル開度ＴＶＯが入力され、現在のスロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００１１】
変速機構部５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（以下、プライマリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成されている。
セカンダリプーリ１１は、出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、固定円錐板１１ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（以下、セカンダリ圧）に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００１２】
エンジン１から入力された入力トルクは、トルクコンバータ３を介して変速機構部５に入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａおよびセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２と各プーリ１０、１１との接触半径を変化させることにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変化させることができる。
【００１３】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、変速機構部５のプライマリプーリ１０の回転数Ｎｐｒｉを検出する第１プライマリプーリ速度センサ２６、この第１プライマリプーリ速度センサ２６に対して位相を異ならせて配置した第２プライマリプーリ速度センサ２８、セカンダリプーリ１１の回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ速度センサ２７、プライマリプーリのプライマリプーリシリンダ室１０ｃに作用するプライマリ圧（Ｐｐｒｉ）を検出するプライマリ圧油圧センサ３２、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室１１ｃに作用するセカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）を検出するセカンダリ圧油圧センサ３３からの各信号と、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号が入力される。
セカンダリプーリ１１の出力軸１３は車軸につながっているので、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから車速Ｎｓを求めることができる。
また、温度センサ２５によって検出される変速機構部５の油温と、エンジンコントロールユニット２２を経由してスロットル開度（ＴＶＯ）の信号が入力される。
【００１４】
図２に示すように、油圧コントロールユニット６０は、ライン圧を制御する調圧弁３５とプライマリプーリシリンダ室１０ｃへのプライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへのセカンダリ圧を制御する減圧弁３７を主体に構成される。
変速制御弁３０はメカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【００１５】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ３８からの圧油を調圧するソレノイド３４を備えた調圧弁３５で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）によって運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド３６を備えた減圧弁３７にそれぞれ供給される。またライン圧の油圧の検出を行うライン圧センサ２９がＣＶＴコントロールユニット２０に接続されている。
【００１６】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３０のスプール３１が駆動され、変速制御弁３０に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の給排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３１を閉弁する。
【００１７】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速Ｎｓやスロットル開度ＴＶＯに応じて目標変速比を決定し、ステップモータ４０を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部６２と、エンジンコントロールユニット２２からの入力トルク情報や、変速比、油温などに応じてプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部６４から構成される。
【００１８】
プーリ圧制御部６４は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とに基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、調圧弁３５のソレノイド３４を駆動することでライン圧の制御を行い、またセカンダリ圧の目標値を決定してセカンダリ圧油圧センサ３３の検出値と目標値に応じて減圧弁３７のソレノイド３６を駆動してフィードバック制御によりセカンダリ圧を制御する。入力トルク情報としてのエンジン実トルクやエンジン要求トルクは制御目的により適宜選択される。
【００１９】
プーリ圧制御部６４は、さらにプライマリプーリのトルク容量（ＰＬｐｒｉトルク容量）を算出し、トルクダウン制御のためのトルクリミット値をエンジンコントロールユニット２２へ指示する。また、車両停止に続くプーリの逆回転の有無を検知して、プーリの逆回転を検知したときは、ＰＬｐｒｉトルク容量が入力トルクよりも小さい場合には不足分トルクを加算してライン圧を設定する。
【００２０】
ここで、ＰＬｐｒｉトルク容量はプライマリ圧油圧センサ３２によるプライマリ圧Ｐｐｒｉから算出するが、プライマリ圧油圧センサ３２が故障したときには、セカンダリ圧油圧センサによるセカンダリ圧Ｐｓｅｃを基に、推定値としてあらかじめ設定されたマップからＰＬｐｒｉトルク容量を求める。
さらにセカンダリ圧油圧センサも故障した場合には、もともとプーリ圧制御部６４で算出しているセカンダリ圧の目標値を用いて、上記のマップからＰＬｐｒｉトルク容量推定値を求める。
【００２１】
図３はプーリ圧制御部６４におけるプーリ逆回転にかかる制御の流れを示すフローチャートである。
まずステップ１００では、プーリの逆回転が発生しているかどうかをチェックする。このプーリの逆回転は、例えば第１プライマリプーリ速度センサ２６と第２プライマリプーリ速度センサ２８とを９０度位相を異ならせて配置し、それぞれのセンサでピックアップされる波形の位相差から回転方向を判断するとともに、この回転方向とインヒビタスイッチ２３のレンジ信号とを比較することで、プーリの逆回転かどうかをチェックすることができる。プーリの逆回転が発生しているときは、ステップ１１０に進み、発生していなければこのフローを終了する。
ステップ１０１において、プライマリ圧（Ｐｐｒｉ）油圧センサ３２が正常であるかどうかをチェックする。プライマリ圧油圧センサ３２が正常であればステップ１０２に進み、プライマリ圧油圧センサ３２の検出値であるプライマリ圧Ｐｐｒｉを用いてＰＬｐｒｉトルク容量を算出する。
【００２２】
ステップ１０１のチェックでプライマリ圧油圧センサ３２が故障であった場合は、ステップ１０３へ進み、セカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）油圧センサ３３が正常であるかどうかをチェックする。セカンダリ圧油圧センサ３３が正常であればステップ１０４へ進み、故障の場合はステップ１０５へ進む。
ステップ１０４では、図４に示すようなセカンダリ圧−ＰＬｐｒｉトルク容量マップを用いて、セカンダリ圧油圧センサ３３の検出値であるセカンダリ圧ＰｓｅｃからＰＬｐｒｉトルク容量を推定値として求める。
【００２３】
このマップは、プーリの逆回転が発生しているときにはプライマリ圧がセカンダリ圧の略６０％程度に低下することを踏まえて、セカンダリ圧に対応してプライマリ圧を推定し、この推定した各プライマリ圧に基づいてあらかじめプライマリプーリのトルク容量を算出しておき、セカンダリ圧から直接ＰＬｐｒｉトルク容量を読み出すことができるようにしたものである。
【００２４】
一方、ステップ１０５では、セカンダリ圧油圧センサ３３からの出力を用いず、セカンダリ圧目標値をセカンダリ圧として、上記のセカンダリ圧−ＰＬｐｒｉトルク容量マップからＰＬｐｒｉトルク容量を読み出す。
【００２５】
以上のようにして、ステップ１０２あるいはステップ１０４、１０５でＰｐｒｉトルク容量を求めた後、ステップ１０６において、ＰＬｐｒｉトルク容量をトルクリミット値としてエンジンコントロールユニット２２へ送出する。エンジンコントロールユニット２２はこのトルクリミット値を上限としてエンジンの出力（エンジン実トルク）を制御するので、エンジン実トルクがこのトルクリミット値よりも大きいときにはトルクダウンが行なわれることとなる。なお、このトルクリミット値は算出されたＰＬｐｒｉトルク容量以下であればよいが、トルクリミット値の上限を小さな値に設定するほど動力性能が低下するので、上限をＰＬｐｒｉトルク容量に設定することが好ましい。
【００２６】
つぎに、ステップ１０７においては、入力トルクとＰＬｐｒｉトルク容量を比較する。ここで入力トルクとしては、アクセルストロークセンサ１６からのアクセルストローク量とエンジン回転速度とから算出されるエンジンが要求されているトルクであるエンジン要求トルクを用いており、ＣＶＴコントロールユニット２０から送出されたトルクリミット値を反映していない値である。入力トルクがＰＬｐｒｉトルク容量より大きいときはステップ１０８へ進み、入力トルクがＰＬｐｒｉトルク容量以下のときは終了する。
【００２７】
ステップ１０８では、入力トルクに対するＰＬｐｒｉトルク容量の不足分（入力トルク−ＰＬｐｒｉトルク容量）を算出する。そして、ステップ１０９において、入力トルクに上記ＰＬｐｒｉトルク容量の不足分を補正量として加算し、制御入力トルクとする。なお、補正量には必要に応じてゲインやオフセットを設けることができる。
このあと、ステップ１１０で、上記制御入力トルクに基づいてライン圧を設定する。
【００２８】
本実施例においては、ステップ１００が発明におけるプーリの逆回転検知手段を構成し、ステップ１０１から１０５がプライマリプーリトルク容量算出手段を、そしてステップ１６から１１０がプーリ逆回転時制御手段を構成している。
【００２９】
本実施例は以上のように構成され、プーリの逆回転時に、プライマリ圧油圧センサによるプライマリ圧から算出したプライマリプーリのトルク容量に基づいてライン圧増大補正などの制御を行なうベルトＣＶＴにおいて、プライマリ圧油圧センサの故障時にはセカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてＰＬｐｒｉトルク容量を算出するものとしたので、制御不能となることなく、適正な制御が確保される。
【００３０】
また、セカンダリ圧油圧センサも故障しているときには、セカンダリ圧としてセカンダリ圧目標値を用いてプライマリプーリのトルク容量を算出するので、プライマリ圧、セカンダリ圧の両油圧センサの故障にもかかわらず、プライマリプーリのトルク容量に基づく制御を継続することができる。
【００３１】
そして、セカンダリ圧に基づくプライマリプーリのトルク容量の算出は、セカンダリ圧に対応してプライマリ圧を推定し、推定した各プライマリ圧に基づいてあらかじめプライマリプーリのトルク容量を算出したマップを用いて、セカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）からプライマリプーリトルク容量（ＰＬｐｒｉトルク容量）を読み出すものとしているので、複雑な演算処理等が不要で、処理が簡単である。
【００３２】
さらに、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにはそれぞれライン圧を元圧とするプライマリ圧およびセカンダリ圧を作用させており、プライマリ圧からプライマリプーリトルク容量を算出するとともに、プーリの逆回転を検知し、プーリの逆回転時には入力トルクとセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリトルク容量とを比較し、入力トルクの方が大きいときは、プライマリプーリトルク容量の不足分に対応して入力トルクを増大補正してこれに基づいてライン圧を設定するものとしたので、プーリの逆回転時にバランスが崩れたプライマリ圧を上昇させることができ、プライマリ圧油圧センサが故障してもプライマリプーリとＶベルトの滑りが防止される。
ライン圧増大をプーリの逆回転時を検出したときに行なっているので、不必要に高油圧となり動力性能を低下させるようなこともない。
【００３３】
とくに、入力トルクの増大補正として、入力トルクにセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリトルク容量の不足分を加算するようにしたので、プライマリ圧油圧センサが故障してもプライマリプーリのトルク容量を適正なものとすることができる。
【００３４】
さらに、エンジンコントロールユニット２２では油圧に比べて応答性のよいトルクダウン制御をあわせて行なうことで、プーリの逆回転を検出したら早期にセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリのトルク容量以下のエンジントルクに制御することができ、プライマリ圧油圧センサが故障しても確実にＶベルトの滑りの発生を防止することができる。さらに、上記したように随時算出されるプライマリプーリのトルク容量を上限にエンジンの出力を制御するので、その後のＶベルトの滑りを防止できるとともに、徐々にエンジン要求トルクよりもエンジンのトルクリミット値の方が大きくなって、実際にはエンジンのトルクダウンは行なわれないこととなるため、さらに動力性能の悪化を防止できる。
なお、プーリの逆回転の検知処理について、上記実施の形態ではその一例をステップ１００で説明したが、これに限定されることはなく、他の適宜の検知処理によって行なうことができるのはもちろんである。
【００３５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、プライマリ圧からプライマリプーリのトルク容量を算出するプライマリプーリトルク容量算出手段を有し、プーリの逆回転時にプライマリプーリのトルク容量に基づいて例えばライン圧増大補正など所定の制御を行なうベルト式無段変速機において、プライマリ圧油圧センサの故障時には、セカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてプライマリプーリのトルク容量を算出するものとしたので、制御不能となることなく、適正な制御が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＶベルト式無段変速機の概略構成を示す図である。
【図２】油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図３】プーリ逆回転にかかる制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】セカンダリ圧−プライマリプーリトルク容量マップを示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ ベルトＣＶＴ（ベルト式無段変速機）
３ トルクコンバータ
４ 前後進切り替え機構
５ 変速機構部
６ ディファレンシャル
１０ プライマリプーリ
１０ａ 可動円錐板
１０ｂ 固定円錐板
１０ｃ プライマリプーリシリンダ室
１１ セカンダリプーリ
１１ａ 可動円錐板
１１ｂ 固定円錐板
１１ｃ セカンダリプーリシリンダ室
１２ Ｖベルト
１３ 出力軸
１４ アイドラギア
１５ エンジン回転数センサ
１６ アクセルストロークセンサ
２０ ＣＶＴコントロールユニット
２２ エンジンコントロールユニット
２３ インヒビタースイッチ
２４ スロットル開度センサ
２５ 温度センサ
２６ 第１プライマリプーリ速度センサ
２７ セカンダリプーリ速度センサ
２８ 第２プライマリプーリ速度センサ
２９ ライン圧センサ
３０ 変速制御弁
３２ プライマリ圧油圧センサ
３３ セカンダリ圧油圧センサ
３４ ソレノイド
３５ 調圧弁
３６ ソレノイド
３７ 減圧弁
３８ 油圧ポンプ
６０ 油圧コントロールユニット
６２ 変速制御部
６４ プーリ圧制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−２１０４４９号公報
従来、車両用に適した無段変速機として例えば特開平８−２１０４４９号公報に開示されたようなＶベルトを用いたベルト式無段変速機（以下、ベルトＣＶＴ）がある。
これは、エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリからなるプーリの間にＶベルトを掛け渡して変速機構を形成し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
そして、入力トルクと変速比に応じてプーリの推力を求め、この推力をセカンダリプーリおよびプライマリプーリの受圧面積などの所定値に基づいて油圧に換算し、この油圧を目標ライン圧として変速機構に供給する。
【０００３】
プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、第１シリンダ室へはライン圧を調圧したプライマリ圧が、また第２シリンダ室へはライン圧またはライン圧を調圧したセカンダリ圧がそれぞれ供給される。そして走行中は、各シリンダ室へ供給される油圧によりプライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅が変更され、Ｖベルトと各プーリとの接触半径比（プーリ比）に対応して変速比が連続的に変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなベルトＣＶＴにあっては、上り坂を前進のＤレンジで走行中、アクセルペダルから足を離しブレーキをかけて一旦停止し、そのままＤレンジで再発進するような場合に、足離しで車両が若干後退するとベルトＣＶＴの出力軸に逆方向のトルクが加わって、プーリに逆回転が生じる。
プーリが逆回転すると、プーリ比、入力トルク、入力回転数、セカンダリ圧が同一でも、プライマリ圧とセカンダリ圧の油圧バランスが崩れ、とくにプライマリ圧は半減してプライマリプーリのトルク容量が低下するため、ベルト滑りが発生するおそれがある。しかしながら、この油圧バランスの崩れに対処する制御は従来行なわれていなかったので、プライマリ圧油圧センサが故障した場合を考慮したものなどなかった。
【０００５】
上記のようなプーリの逆回転は、下り坂においてＲレンジで後退中、一旦停止した後Ｒレンジのまま再発進する際にも発生し、同様にプライマリプーリのトルク容量が低下する。
すなわち、ここで問題となるプーリの逆回転とは、現在の選択されたレンジ位置において想定されるプーリの正常な回転方向（Ｄレンジであれば前進方向、Ｒレンジであれば後退方向）に対してプーリが逆回転する現象を指す。以下、「プーリの逆回転」はこの意味で用いられる。
【０００６】
したがって本発明は、上記従来の問題点にかんがみ、プーリの逆回転時において、プライマリ圧油圧センサが故障した場合にも精度よくプライマリプーリのトルク容量を算出することができるようにしたベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリ間にベルトを掛け渡して変速機構部を形成し、プライマリ圧を検出するプライマリ圧油圧センサと、セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧油圧センサと、プーリの逆回転を検知するプーリの逆回転検知手段と、プライマリ圧油圧センサによって検出されたプライマリ圧からプライマリプーリのトルク容量を算出するプライマリプーリトルク容量算出手段と、逆回転検知手段によって検出されたプーリの逆回転時に、プライマリプーリトルク容量算出手段によって算出されたプライマリプーリのトルク容量に基づいて所定の制御を行なうプーリ逆回転時制御手段とを備えるベルト式無段変速機において、プライマリプーリトルク容量算出手段は、プライマリ圧油圧センサの故障時にはセカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてプライマリプーリのトルク容量を算出するものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるベルトＣＶＴの概略構成を示し、図２は油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す。
ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ３、および前後進切り替え機構４を備えた変速機構部５より構成されるベルトＣＶＴ２がエンジン１に連結される。変速機構部５は一対のプーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対のプーリはＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４を介してディファレンシャル６に連結される。
【０００９】
変速機構部５の変速比やＶベルト１２の接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット６０によって制御される。またＣＶＴコントロールユニット２０はエンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２２に接続され、互いに情報交換を行っている。
【００１０】
ＣＶＴコントロールユニット２０はエンジンコントロールユニット２２からの入力トルク情報、スロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）などから変速比や接触摩擦力を決定する。入力トルク情報にはエンジン要求トルクと、実際にエンジンが発生しているトルクを推定したエンジン実トルクとが含まれる。
またエンジンコントロールユニット２２には、エンジン回転数センサ１５からのエンジン１の回転数Ｎｅと、スロットルセンサ２４からのスロットル開度ＴＶＯが入力され、現在のスロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００１１】
変速機構部５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（以下、プライマリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成されている。
セカンダリプーリ１１は、出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、固定円錐板１１ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（以下、セカンダリ圧）に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００１２】
エンジン１から入力された入力トルクは、トルクコンバータ３を介して変速機構部５に入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａおよびセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２と各プーリ１０、１１との接触半径を変化させることにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変化させることができる。
【００１３】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、変速機構部５のプライマリプーリ１０の回転数Ｎｐｒｉを検出する第１プライマリプーリ速度センサ２６、この第１プライマリプーリ速度センサ２６に対して位相を異ならせて配置した第２プライマリプーリ速度センサ２８、セカンダリプーリ１１の回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ速度センサ２７、プライマリプーリのプライマリプーリシリンダ室１０ｃに作用するプライマリ圧（Ｐｐｒｉ）を検出するプライマリ圧油圧センサ３２、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室１１ｃに作用するセカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）を検出するセカンダリ圧油圧センサ３３からの各信号と、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号が入力される。
セカンダリプーリ１１の出力軸１３は車軸につながっているので、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから車速Ｎｓを求めることができる。
また、温度センサ２５によって検出される変速機構部５の油温と、エンジンコントロールユニット２２を経由してスロットル開度（ＴＶＯ）の信号が入力される。
【００１４】
図２に示すように、油圧コントロールユニット６０は、ライン圧を制御する調圧弁３５とプライマリプーリシリンダ室１０ｃへのプライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへのセカンダリ圧を制御する減圧弁３７を主体に構成される。
変速制御弁３０はメカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【００１５】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ３８からの圧油を調圧するソレノイド３４を備えた調圧弁３５で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）によって運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド３６を備えた減圧弁３７にそれぞれ供給される。またライン圧の油圧の検出を行うライン圧センサ２９がＣＶＴコントロールユニット２０に接続されている。
【００１６】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３０のスプール３１が駆動され、変速制御弁３０に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の給排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３１を閉弁する。
【００１７】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速Ｎｓやスロットル開度ＴＶＯに応じて目標変速比を決定し、ステップモータ４０を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部６２と、エンジンコントロールユニット２２からの入力トルク情報や、変速比、油温などに応じてプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部６４から構成される。
【００１８】
プーリ圧制御部６４は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とに基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、調圧弁３５のソレノイド３４を駆動することでライン圧の制御を行い、またセカンダリ圧の目標値を決定してセカンダリ圧油圧センサ３３の検出値と目標値に応じて減圧弁３７のソレノイド３６を駆動してフィードバック制御によりセカンダリ圧を制御する。入力トルク情報としてのエンジン実トルクやエンジン要求トルクは制御目的により適宜選択される。
【００１９】
プーリ圧制御部６４は、さらにプライマリプーリのトルク容量（ＰＬｐｒｉトルク容量）を算出し、トルクダウン制御のためのトルクリミット値をエンジンコントロールユニット２２へ指示する。また、車両停止に続くプーリの逆回転の有無を検知して、プーリの逆回転を検知したときは、ＰＬｐｒｉトルク容量が入力トルクよりも小さい場合には不足分トルクを加算してライン圧を設定する。
【００２０】
ここで、ＰＬｐｒｉトルク容量はプライマリ圧油圧センサ３２によるプライマリ圧Ｐｐｒｉから算出するが、プライマリ圧油圧センサ３２が故障したときには、セカンダリ圧油圧センサによるセカンダリ圧Ｐｓｅｃを基に、推定値としてあらかじめ設定されたマップからＰＬｐｒｉトルク容量を求める。
さらにセカンダリ圧油圧センサも故障した場合には、もともとプーリ圧制御部６４で算出しているセカンダリ圧の目標値を用いて、上記のマップからＰＬｐｒｉトルク容量推定値を求める。
【００２１】
図３はプーリ圧制御部６４におけるプーリ逆回転にかかる制御の流れを示すフローチャートである。
まずステップ１００では、プーリの逆回転が発生しているかどうかをチェックする。このプーリの逆回転は、例えば第１プライマリプーリ速度センサ２６と第２プライマリプーリ速度センサ２８とを９０度位相を異ならせて配置し、それぞれのセンサでピックアップされる波形の位相差から回転方向を判断するとともに、この回転方向とインヒビタスイッチ２３のレンジ信号とを比較することで、プーリの逆回転かどうかをチェックすることができる。プーリの逆回転が発生しているときは、ステップ１１０に進み、発生していなければこのフローを終了する。
ステップ１０１において、プライマリ圧（Ｐｐｒｉ）油圧センサ３２が正常であるかどうかをチェックする。プライマリ圧油圧センサ３２が正常であればステップ１０２に進み、プライマリ圧油圧センサ３２の検出値であるプライマリ圧Ｐｐｒｉを用いてＰＬｐｒｉトルク容量を算出する。
【００２２】
ステップ１０１のチェックでプライマリ圧油圧センサ３２が故障であった場合は、ステップ１０３へ進み、セカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）油圧センサ３３が正常であるかどうかをチェックする。セカンダリ圧油圧センサ３３が正常であればステップ１０４へ進み、故障の場合はステップ１０５へ進む。
ステップ１０４では、図４に示すようなセカンダリ圧−ＰＬｐｒｉトルク容量マップを用いて、セカンダリ圧油圧センサ３３の検出値であるセカンダリ圧ＰｓｅｃからＰＬｐｒｉトルク容量を推定値として求める。
【００２３】
このマップは、プーリの逆回転が発生しているときにはプライマリ圧がセカンダリ圧の略６０％程度に低下することを踏まえて、セカンダリ圧に対応してプライマリ圧を推定し、この推定した各プライマリ圧に基づいてあらかじめプライマリプーリのトルク容量を算出しておき、セカンダリ圧から直接ＰＬｐｒｉトルク容量を読み出すことができるようにしたものである。
【００２４】
一方、ステップ１０５では、セカンダリ圧油圧センサ３３からの出力を用いず、セカンダリ圧目標値をセカンダリ圧として、上記のセカンダリ圧−ＰＬｐｒｉトルク容量マップからＰＬｐｒｉトルク容量を読み出す。
【００２５】
以上のようにして、ステップ１０２あるいはステップ１０４、１０５でＰｐｒｉトルク容量を求めた後、ステップ１０６において、ＰＬｐｒｉトルク容量をトルクリミット値としてエンジンコントロールユニット２２へ送出する。エンジンコントロールユニット２２はこのトルクリミット値を上限としてエンジンの出力（エンジン実トルク）を制御するので、エンジン実トルクがこのトルクリミット値よりも大きいときにはトルクダウンが行なわれることとなる。なお、このトルクリミット値は算出されたＰＬｐｒｉトルク容量以下であればよいが、トルクリミット値の上限を小さな値に設定するほど動力性能が低下するので、上限をＰＬｐｒｉトルク容量に設定することが好ましい。
【００２６】
つぎに、ステップ１０７においては、入力トルクとＰＬｐｒｉトルク容量を比較する。ここで入力トルクとしては、アクセルストロークセンサ１６からのアクセルストローク量とエンジン回転速度とから算出されるエンジンが要求されているトルクであるエンジン要求トルクを用いており、ＣＶＴコントロールユニット２０から送出されたトルクリミット値を反映していない値である。入力トルクがＰＬｐｒｉトルク容量より大きいときはステップ１０８へ進み、入力トルクがＰＬｐｒｉトルク容量以下のときは終了する。
【００２７】
ステップ１０８では、入力トルクに対するＰＬｐｒｉトルク容量の不足分（入力トルク−ＰＬｐｒｉトルク容量）を算出する。そして、ステップ１０９において、入力トルクに上記ＰＬｐｒｉトルク容量の不足分を補正量として加算し、制御入力トルクとする。なお、補正量には必要に応じてゲインやオフセットを設けることができる。
このあと、ステップ１１０で、上記制御入力トルクに基づいてライン圧を設定する。
【００２８】
本実施例においては、ステップ１００が発明におけるプーリの逆回転検知手段を構成し、ステップ１０１から１０５がプライマリプーリトルク容量算出手段を、そしてステップ１６から１１０がプーリ逆回転時制御手段を構成している。
【００２９】
本実施例は以上のように構成され、プーリの逆回転時に、プライマリ圧油圧センサによるプライマリ圧から算出したプライマリプーリのトルク容量に基づいてライン圧増大補正などの制御を行なうベルトＣＶＴにおいて、プライマリ圧油圧センサの故障時にはセカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてＰＬｐｒｉトルク容量を算出するものとしたので、制御不能となることなく、適正な制御が確保される。
【００３０】
また、セカンダリ圧油圧センサも故障しているときには、セカンダリ圧としてセカンダリ圧目標値を用いてプライマリプーリのトルク容量を算出するので、プライマリ圧、セカンダリ圧の両油圧センサの故障にもかかわらず、プライマリプーリのトルク容量に基づく制御を継続することができる。
【００３１】
そして、セカンダリ圧に基づくプライマリプーリのトルク容量の算出は、セカンダリ圧に対応してプライマリ圧を推定し、推定した各プライマリ圧に基づいてあらかじめプライマリプーリのトルク容量を算出したマップを用いて、セカンダリ圧（Ｐｓｅｃ）からプライマリプーリトルク容量（ＰＬｐｒｉトルク容量）を読み出すものとしているので、複雑な演算処理等が不要で、処理が簡単である。
【００３２】
さらに、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにはそれぞれライン圧を元圧とするプライマリ圧およびセカンダリ圧を作用させており、プライマリ圧からプライマリプーリトルク容量を算出するとともに、プーリの逆回転を検知し、プーリの逆回転時には入力トルクとセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリトルク容量とを比較し、入力トルクの方が大きいときは、プライマリプーリトルク容量の不足分に対応して入力トルクを増大補正してこれに基づいてライン圧を設定するものとしたので、プーリの逆回転時にバランスが崩れたプライマリ圧を上昇させることができ、プライマリ圧油圧センサが故障してもプライマリプーリとＶベルトの滑りが防止される。
ライン圧増大をプーリの逆回転時を検出したときに行なっているので、不必要に高油圧となり動力性能を低下させるようなこともない。
【００３３】
とくに、入力トルクの増大補正として、入力トルクにセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリトルク容量の不足分を加算するようにしたので、プライマリ圧油圧センサが故障してもプライマリプーリのトルク容量を適正なものとすることができる。
【００３４】
さらに、エンジンコントロールユニット２２では油圧に比べて応答性のよいトルクダウン制御をあわせて行なうことで、プーリの逆回転を検出したら早期にセカンダリ圧から推定されたプライマリプーリのトルク容量以下のエンジントルクに制御することができ、プライマリ圧油圧センサが故障しても確実にＶベルトの滑りの発生を防止することができる。さらに、上記したように随時算出されるプライマリプーリのトルク容量を上限にエンジンの出力を制御するので、その後のＶベルトの滑りを防止できるとともに、徐々にエンジン要求トルクよりもエンジンのトルクリミット値の方が大きくなって、実際にはエンジンのトルクダウンは行なわれないこととなるため、さらに動力性能の悪化を防止できる。
なお、プーリの逆回転の検知処理について、上記実施の形態ではその一例をステップ１００で説明したが、これに限定されることはなく、他の適宜の検知処理によって行なうことができるのはもちろんである。
【００３５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、プライマリ圧からプライマリプーリのトルク容量を算出するプライマリプーリトルク容量算出手段を有し、プーリの逆回転時にプライマリプーリのトルク容量に基づいて例えばライン圧増大補正など所定の制御を行なうベルト式無段変速機において、プライマリ圧油圧センサの故障時には、セカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてプライマリプーリのトルク容量を算出するものとしたので、制御不能となることなく、適正な制御が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＶベルト式無段変速機の概略構成を示す図である。
【図２】油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図３】プーリ逆回転にかかる制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】セカンダリ圧−プライマリプーリトルク容量マップを示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ ベルトＣＶＴ（ベルト式無段変速機）
３ トルクコンバータ
４ 前後進切り替え機構
５ 変速機構部
６ ディファレンシャル
１０ プライマリプーリ
１０ａ 可動円錐板
１０ｂ 固定円錐板
１０ｃ プライマリプーリシリンダ室
１１ セカンダリプーリ
１１ａ 可動円錐板
１１ｂ 固定円錐板
１１ｃ セカンダリプーリシリンダ室
１２ Ｖベルト
１３ 出力軸
１４ アイドラギア
１５ エンジン回転数センサ
１６ アクセルストロークセンサ
２０ ＣＶＴコントロールユニット
２２ エンジンコントロールユニット
２３ インヒビタースイッチ
２４ スロットル開度センサ
２５ 温度センサ
２６ 第１プライマリプーリ速度センサ
２７ セカンダリプーリ速度センサ
２８ 第２プライマリプーリ速度センサ
２９ ライン圧センサ
３０ 変速制御弁
３２ プライマリ圧油圧センサ
３３ セカンダリ圧油圧センサ
３４ ソレノイド
３５ 調圧弁
３６ ソレノイド
３７ 減圧弁
３８ 油圧ポンプ
６０ 油圧コントロールユニット
６２ 変速制御部
６４ プーリ圧制御部
Claims (5)
- エンジン側に連結されたプライマリプーリと出力軸に連結されたセカンダリプーリとからなるプーリ間にベルトを掛け渡して変速機構部を形成し、それぞれライン圧を元圧とするプライマリ圧およびセカンダリ圧をプライマリプーリおよびセカンダリプーリに作用させ、
プライマリ圧を検出するプライマリ圧油圧センサと、
セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧油圧センサと、
プーリの逆回転を検知するプーリの逆回転検知手段と、
前記プライマリ圧油圧センサによって検出されたプライマリ圧からプライマリプーリのトルク容量を算出するプライマリプーリトルク容量算出手段と、
前記逆回転検知手段によって検出されたプーリの逆回転時に前記プライマリプーリトルク容量算出手段によって算出されたプライマリプーリのトルク容量に基づいて所定の制御を行なうプーリ逆回転時制御手段とを備えるベルト式無段変速機において、
前記プライマリプーリトルク容量算出手段は、前記プライマリ圧油圧センサの故障時には前記セカンダリ圧油圧センサで検出したセカンダリ圧に基づいてプライマリプーリのトルク容量を算出することを特徴とするベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置。 - 前記プライマリプーリトルク容量算出手段は、
前記セカンダリ圧油圧センサも故障時にはセカンダリ圧としてセカンダリ圧目標値を用いてプライマリプーリのトルク容量を算出することを特徴とする請求項１記載のベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置。 - 前記プライマリプーリトルク容量算出手段は、
セカンダリ圧に対応してプライマリ圧を推定し、推定した各プライマリ圧に基づいてあらかじめプライマリプーリのトルク容量を算出したマップを備え、
セカンダリ圧からプライマリプーリのトルク容量を読み出すことを特徴とする請求項１または２記載のベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置。 - 前記プーリ逆回転時制御手段は、入力トルクとプライマリプーリのトルク容量とを比較し、入力トルクがプライマリプーリのトルク容量より大きいときは、プライマリプーリのトルク容量の不足分に対応して前記入力トルクを増大補正した制御入力トルクに基づいて前記ライン圧を設定するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置。
- 前記プーリ逆回転時制御手段は、エンジンの出力トルクをプライマリプーリのトルク容量以下に設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のベルト式無段変速機の油圧センサフェール制御装置。
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