JP4071649B2 - ベルト式無段変速機における変速制御装置 - Google Patents

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における変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−２０３４５９号公報
従来、車両用に適した無段変速機としてＶベルトを用いたベルト式無段変速機がある。一般にこれらの無段変速機においては、プライマリプーリのシリンダ室に、ライン圧を元圧として、これを変速制御弁で調圧した油圧（以下、プライマリプーリ圧）を供給し、変速制御弁でプライマリプーリ圧を増減操作してプライマリプーリの溝幅を変更し、プライマリプーリとセカンダリプーリとの径比を変えることによって、自動車等の車両の変速比を無段階に制御している。この変速制御弁は、例えばメカニカルフィードバック機構を構成する変速リンクの中程付近に連結されており、変速リンクの両端にはそれぞれプライマリプーリの可動フランジと変速アクチュエータであるステップモータとが連結されている。
【０００３】
このような無段変速機が搭載された車両が急減速後に停止をすると、プーリ比が最Ｌｏ（低速側）に戻りきる前に停車してしまう場合がある。無段変速機の構造上プーリが低回転のときにプライマリプーリとセカンダリプーリとの径比をすばやく変えるとＶベルトに滑りが発生するため、上記のように急減速からの停止後に再発進を行う場合に、発進時の目標変速比（最Ｌｏ）と実変速比とが乖離していたとしてもＶベルトの滑りを防止するために変速速度を遅くしていた。このような無段変速機として、例えば特開平９−２０３４５９号記載のようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来の無段変速機にあっては、車両が低速速度まで急減速後に停止せずに再加速を行った場合に、急減速時にプーリ比が最Ｌｏ（低速側）に戻りきる前に加速状態となり、すばやい加速を得るためにプーリに対して目標変速比最Ｌｏが指示される。よって急減速時に最Ｌｏに戻しきれなかった実変速比をすばやく目標変速比である最Ｌｏに設定しようとするため、Ｖベルトに滑りが発生するといった問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、低速速度まで急減速した後に再加速を行った際にも、Ｖベルトの滑りが発生することのないベルト式無段変速機における変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンに接続された入力側のプライマリプーリと、出力側のセカンダリプーリとの間にＶベルトを掛け渡し、ライン圧を元圧としてプライマリプーリに作用させるプライマリプーリ圧、およびセカンダリプーリに作用させるセカンダリプーリ圧を生成し、変速アクチュエータを目標変速比に対応した作動位置に作動させることで、プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に差圧を生じさせて両プーリのＶ溝幅を変更し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリそれぞれの回転比より得られる実変速比が目標変速比となるようにした車両用のベルト式無段変速機において、変速アクチュエータを制御する変速制御手段と、車両の速度を検出する速度検出手段と、ベルト式無段変速機のダウンシフトを検出するダウンシフト検出手段と、エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段とを備え、車両が低速速度まで急減速後に停止せずに再加速を行った場合に、速度検出手段によって検出された速度が第一所定速度以下であり、ダウンシフト検出手段がダウンシフトを検出し、さらにアイドル状態検出手段がエンジンのアイドル状態を検出していないときに、変速制御手段は変速アクチュエータの作動速度を規制するものとした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が急減速を行いプーリ比が最Ｌｏに戻りきる前に再加速した場合に、変速制御手段によって変速アクチュエータの作動速度が規制されているため、再加速時に行うダウンシフトの変速速度が遅くなり、プーリ間のＶベルトに滑りが発生することがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１はＶベルト式無段変速機の構成の概略を示すものである。
プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３が、両者のＶ溝が整列するように配置され、これらプーリ２、３のＶ溝にＶベルト４が掛け渡されている。駆動源であるエンジン５をプライマリプーリ２と同軸に配置し、このエンジン５とプライマリプーリ２との間に、エンジン５から順次ロックアップ機構を有するトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。トルクコンバータ６、前後進切り替え機構７、プライマリプーリ２、セカンダリプーリ３およびＶベルト４よりＶベルト式無段変速機１が構成される。
【０００９】
前後進切り替え機構７は、ダブルピニオン遊星歯車組７ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤをトルクコンバータ６を介してエンジン５に結合し、キャリアをプライマリプーリ２に結合する。前後進切り替え機構７は更に、ダブルピニオン遊星歯車組７ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ７ｂ、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ７ｃを備え、前進クラッチ７ｂの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ２に伝達する。また後進ブレーキ７ｃの締結時には、エンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転を逆転減速してプライマリプーリ２へ伝達する。
【００１０】
プライマリプーリ２の回転はＶベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転はその後、出力軸８、歯車組９およびディファレンシャルギヤ１０を経て図示しない車輪へ伝達される。上記の動力伝達中にプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間における回転伝動比（変速比）を変更可能にするために、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジ２ａ、３ａとし、他方のフランジ２ｂ、３ｂを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。
【００１１】
これら可動フランジ２ｂ、３ｂはそれぞれ、詳しくは後述するライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉ、およびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃをプライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃに供給することにより固定フランジ２ａ、３ａ側に附勢され、Ｖベルト４を固定フランジ２ａと可動フランジ２ｂ間、および固定フランジ３ａと可動フランジ３ｂ間に摩擦係合させて、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間での前記動力伝達を可能にする。
【００１２】
なお本実施例においては特に、プライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃの受圧面積を同じにし、プーリ２、３の一方が大径になることのないようにし、これによりＶベルト式無段変速機の小型化を図る。
また変速に際しては、後述のごとく目標変速比に対応させて発生させたプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃ間の差圧により、両プーリ２、３のＶ溝幅を変更して、これらプーリ２、３に対するＶベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現することができる。
【００１３】
プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃの出力は、前進走行レンジの選択時に締結すべき前進クラッチ７ｂおよび後進走行レンジの選択時に締結すべき後進ブレーキ７ｃの締結油圧の出力と共に変速制御油圧回路１１により制御し、この変速制御油圧回路１１は変速機コントローラ１２からの信号に応答して当該制御を行うものとする。
【００１４】
このため変速機コントローラ１２には、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ１３からの信号と、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ１４からの信号と、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを検出するセカンダリプーリ圧センサ１５からの信号と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１６からの信号と、インヒビタスイッチ１７からの選択レンジ信号と、変速作動油温ＴＭＰを検出する油温センサ１８からの信号と、エンジン５の制御を行うエンジンコントローラ１９からの変速機入力トルクに関した信号（エンジン回転数や燃料噴射時間）と、エンジン５がアイドル状態であるかどうかを検出するアイドルスイッチ３０からの信号とが入力される。
【００１５】
次に図２を用いて、変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２で行われる制御について説明する。
変速制御油圧回路１１は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を備え、これから油路２２への作動油を媒体として、これをプレッシャレギュレータ弁（Ｐ．Ｒｅｇ弁）２３により所定のライン圧ＰＬに調圧する。油路２２のライン圧ＰＬは、一方で減圧弁２４により調圧されセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとしてセカンダリプーリ室（ＳＥＣ）３ｃに供給され、他方で変速制御弁２５により調圧されプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉとしてプライマリプーリ室（ＰＲＩ）２ｃに供給される。なお、プレッシャレギュレータ弁２３は、ソレノイド２３ａの駆動デューティーによりライン圧ＰＬを制御し、減圧弁２４は、ソレノイド２４ａの駆動デューティーによりセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを制御するものとする。
【００１６】
変速制御弁２５は、中立位置２５ａと、増圧位置２５ｂと、減圧位置２５ｃとを有し、これら弁位置を切り換えるために変速制御弁２５を変速リンク２６の中程に連結し、該変速リンク２６の一端に、変速アクチュエータとしてのステップモータ（Ｍ）２７を、また他端にプライマリプーリの可動フランジ２ｂを連結する。ステップモータ２７は、基準位置から目標変速比に対応したステップ数だけ進んだ作動位置に駆動され、かかるステップモータ２７の駆動により変速リンク２６が可動フランジ２ｂとの連結部を支点にして揺動することにより、変速制御弁２５を中立位置２５ａから増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃに変化させる。
【００１７】
その結果、目標変速比が高速側（アップシフト側）である場合にはライン圧ＰＬがプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉ側と連通し、一方低速側（ダウンシフト側）である場合にはプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがドレン側と連通することとなる。これにより、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがライン圧ＰＬを元圧として増圧、またはドレンにより減圧され、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとの差圧が変化することでＨｉ側変速比へのアップシフトまたはＬｏ側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比に向けての変速動作が行われる。
【００１８】
当該変速の進行は、プライマリプーリの可動フランジ２ｂを介して変速リンク２６にフイードバックされ、変速リンク２６がステップモータ２７との連結部を支点にして、変速制御弁２５を増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃから中立位置２５ａに戻す方向へ揺動する。これにより、目標変速比が達成される時に変速制御弁２５が中立位置２５ａに戻され、目標変速比を保つことができる。なお、プーリが最Ｌｏ位置にある場合には、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉの有無にかかわらず、図示しない機械的なストッパがプーリに反力を与えることとしているため、Ｖベルト４の伝達トルクの容量は確保されることとなっている。
【００１９】
プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、減圧弁２４のソレノイド駆動デューティー、およびステップモータ２７への変速指令は、図１に示す前進クラッチ７ｂおよび後進ブレーキ７ｃへ締結油圧を供給するか否かの制御と共に変速機コントローラ１２により決定する。このコントローラ１２を図２に示すように圧力制御部１２ａおよび変速制御部１２ｂで構成する。
【００２０】
圧力制御部１２ａは、エンジンコントローラ１９からの入力トルク関連情報と、プライマリプーリ回転センサ１３、セカンダリプーリ回転センサ１４からの回転信号と、油温センサ１８からの油温信号と、さらに変速制御部１２ｂにおいて算出された目標変速速度とを読み込み、プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、および減圧弁２４のソレノイド駆動デューティーを決定する。
【００２１】
変速制御部１２ｂは、インヒビタスイッチ１７からのレンジ信号より車両の走行状態を決定する。次にセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから求め得る車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを用いて予定の変速マップを基に目標入力回転数を求め、これをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより、運転状態（車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ）に応じた目標変速比を求める。
【００２２】
さらにプライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより実変速比（到達変速比）を演算し、上記目標変速比に対する実変速比の偏差に応じて外乱補償しながら実変速比を目標変速速度で目標変速比に漸近させるための変速速度を求める。
また実変速比を目標変速比に漸近させる際に、実変速比と目標変速比との間に中間目標変速比を設定し、実変速比を中間目標変速比に漸近させながら中間目標変速比を目標変速比に漸近させることによって、目標変速比を達成することができる。その際、上記で求めた変速速度を実現するためのステップモータ２７の作動速度を求め、これをステップモータ２７に指示することで前記の変速動作により目標変速比を達成する。
また変速制御部１２ｂには、アイドルスイッチ３０からの信号が入力される。
【００２３】
次に図３および図４を用いて、車両が低速速度まで急減速した後に再加速する場合におけるステップモータの作動速度規制制御について説明する。
図３は変速制御部１２ｂが行うステップモータ２７の作動速度規制制御の流れを示し、図４は各部の動作の流れを示すタイムチャートである。
車両が急減速を開始した下で、図３のステップ３００において、変速制御部１２ｂは車速が第一所定速度（本実施例においては第一所定速度を８ｋｍ／ｈとする）未満となったかどうかを判断する。
【００２４】
図４に示すように車速が８ｋｍ／ｈ未満となる時刻ｔ１において、ステップ３００の判断条件が成立し、ステップ３０１へ進む。ステップ３０１では、アップシフト判定条件が成立しているかどうかの判断を行う。この判断は車速がアップシフト判定車速未満かどうかを判断するものである。なお本実施例におけるアップシフト判定車速は、上記第一所定速度と同じとし、時刻ｔ１においてアップシフト判定条件が成立するものとする。
なおアップシフト判定条件成立時には、車速が低速度であり次に車両は加速するものと仮定して、加速（アップシフト）に備えたＶベルト式無段変速機１の変速制御となる。変速制御部１２ｂは、アップシフト判定条件成立時の変速制御中において、実変速比が目標変速比に緩やかに漸近するようにステップモータ２７の制御を行う。
【００２５】
アップシフト判定条件が成立するとステップ３０２において、アイドルスイッチ３０からの信号がオフ信号であるかどうかの判断を行う。時刻ｔ２においてアイドルスイッチ３０からの信号がオフ信号となりステップ３０２の判断条件が成立すると、ステップ３０３においてＶベルト式無段変速機１がダウンシフトを行っているかどうかの判断を行う。なおここでは、中間目標変速比が目標変速比に向かってシフトを行い、かつ中間目標変速比と目標変速比とが所定値Ａより大きく乖離している場合に、Ｖベルト式無段変速機１がダウンシフトしていると判断するものとする。
【００２６】
時刻ｔ２において、Ｖベルト式無段変速機１はダウンシフトを行っていると判断され、上述のステップ３００からステップ３０３の条件がすべて成立すると、ステップ３０４において、変速制御部１２ｂはステップモータ２７に対しモータの作動速度を規制するステップモータ作動速度規制制御を開始する。このステップモータ作動速度規制制御は、例えばステップモータ２７に対して指示する指示パルス間隔を２５ｐｐｓ（パルス／ｓｅｃ）以下にする。
その後車両が徐々に加速を始め、時刻ｔ３において車速が８ｋｍ／ｈ以上となるとアップシフト判定条件が不成立となる。
【００２７】
ステップ３０５において、車速が第二所定速度（本実施例において第二所定速度を１０ｋｍ／ｈとする）以上となったかどうかの判断を行う。車速が時刻ｔ４において第二所定速度以上となった場合、ステップ３０６では目標変速比と中間目標変速比とを用いてダウンシフトが終了したかどうかの判断を行う。このダウンシフト終了の判断は、中間目標変速比が目標変速比よりもＬｏ側にある場合にダウンシフト終了と判断するものである。時刻ｔ５においてダウンシフトが終了したと判断されると、ステップ３０７では実変速比が目標変速比以上（実変速比がＬｏ側）となりアップシフトを開始したかどうかの判断を行う。
【００２８】
時刻ｔ６において実変速比が目標変速比よりもＬｏ側となると、ステップ３０８へ進む。上述のステップ３０５からステップ３０７のすべての条件が成立すると、ステップ３０８においてステップモータの作動速度規制制御を終了し、通常時における作動速度でステップモータ２７の制御を行う。
【００２９】
このように、図３のステップ３００からステップ３０３のすべての条件が成立する時刻ｔ２から、ステップ３０５からステップ３０７のすべての条件が成立する時刻ｔ６までの間において、変速制御部１２ｂはステップモータ２７の作動速度を規制する。これにより時刻ｔ２からｔ６までの間においてＶベルト式無段変速機１の変速速度が遅くなる。
なお本実施例においては、ステップモータ２７が本発明における変速アクチュエータを構成する。またセカンダリプーリ回転センサ１４が本発明における速度検出手段を構成し、ステップ３０３が本発明におけるダウンシフト検出手段を構成する。さらにアイドルスイッチ３０が本発明におけるアイドル状態検出手段を構成し、ステップ３０７が本発明における変速比比較手段を構成する。また変速制御部１２ｂが本発明における変速制御手段を構成する。
【００３０】
本実施例は以上のように構成され、車両の速度が第一所定速度未満であり、アップシフト判定条件が成立し、アイドルスイッチ信号がオフであり、さらにダウンシフトが検出されたときに、変速制御部１２ｂはステップモータ２７の作動速度を規制する。これにより、車両が急減速を行いプーリ比が最Ｌｏに戻りきる前に再加速した場合でも、変速制御部１２ｂによってステップモータ２７の作動速度が規制されているため、再加速時に行われるダウンシフトの変速速度が遅くなり、プーリ間のＶベルトに滑りが発生することがない。
【００３１】
また中間目標変速比と目標変速比との差が少ない場合には、再加速時にダウンシフトを行った際にも変速比の変化量が小さく、Ｖベルト４の滑りが発生しない。よって中間目標変速比と目標変速比とが所定値Ａより大きく乖離している場合に、Ｖベルト式無段変速機１がダウンシフトしていると判断するものとしたことにより、Ｖベルト４に滑りが発生しない中間目標変速比と目標変速比との差が少ない場合に、ステップモータ２７の作動速度規制を行ってしまうことがない。
【００３２】
車両の速度がアップシフト判定車速未満でありアップシフト判定条件が成立すると、変速制御部１２ｂは実変速比が目標変速比に緩やかに漸近するようにステップモータ２７を制御する。また変速制御部１２ｂは、このアップシフト判定時に行うステップモータ２７の制御中においても、ステップモータ作動速度規制制御を行う。アップシフト判定条件が不成立となると、変速制御部１２ｂは実変速比を緩やかに目標変速比に漸近させるステップモータ２７の制御を終了するが、ステップモータ作動速度規制制御については継続する。
これによりアップシフト判定条件が不成立となり、アップシフト判定時に行うステップモータ２７の制御が通常となった際にも、ステップモータ作動速度規制制御を継続しているため、ステップモータ２７の作動速度が急激に変化するといったことがなくなり、ステップモータ２７の作動速度の急激な変化によるＶベルト４の滑りを防止することができる。
【００３３】
車両の速度が第二所定速度以上となり、ダウンシフトが終了し、さらに実変速比が目標変速比よりもＬｏ側にあるときに、ステップモータ作動規制制御を終了する。上記条件が成立している場合には、Ｖベルト４に滑りが発生しないのでステップモータ作動規制制御を行う必要がなく、作動規制制御を適切に終了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】ベルト式無段変速機の変速制御システムの詳細を示す図である。
【図３】変速制御部が行う作動速度規制制御の流れを示す図である。
【図４】ベルト式無段変速機の各部の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ Ｖベルト式無段変速機
２ プライマリプーリ
３ セカンダリプーリ
４ Ｖベルト
５ エンジン
６ トルクコンバータ
７ 前後進切り替え機構
１１ 変速制御油圧回路
１２ 変速機コントローラ
１３ プライマリプーリ回転センサ
１４ セカンダリプーリ回転センサ
１５ セカンダリプーリ圧センサ
１６ アクセル開度センサ
１７ インヒビタスイッチ
１８ 油温センサ
１９ エンジンコントローラ
２１ オイルポンプ
２３ プレッシャレギュレータ弁
２４ 減圧弁
２５ 変速制御弁
２６ 変速リンク
２７ ステップモータ
３０ アイドルスイッチ

Claims (4)

1. エンジンに接続された入力側のプライマリプーリと、出力側のセカンダリプーリとの間にＶベルトを掛け渡し、
   ライン圧を元圧として前記プライマリプーリに作用させるプライマリプーリ圧、およびセカンダリプーリに作用させるセカンダリプーリ圧を生成し、
   変速アクチュエータを目標変速比に対応した作動位置に作動させることで、前記プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に差圧を生じさせて前記両プーリのＶ溝幅を変更し、前記プライマリプーリおよびセカンダリプーリそれぞれの回転比より得られる実変速比が前記目標変速比となるようにした車両用のベルト式無段変速機において、
   前記変速アクチュエータを制御する変速制御手段と、
   前記車両の速度を検出する速度検出手段と、
   前記ベルト式無段変速機のダウンシフトを検出するダウンシフト検出手段と、
   前記エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段とを備え、
   車両が低速速度まで急減速後に停止せずに再加速を行った場合に、前記速度検出手段によって検出された速度が第一所定速度以下であり、前記ダウンシフト検出手段がダウンシフトを検出し、さらに前記アイドル状態検出手段が前記エンジンのアイドル状態を検出していないときに、前記変速制御手段は前記変速アクチュエータの作動速度を規制することを特徴とするベルト式無段変速機における変速制御装置。
2. 前記実変速比と目標変速比との間に、該目標変速比に追従しながら漸近する中間目標変速比を設定し、前記変速制御部は、前記実変速比が前記中間目標変速比となるように前記変速アクチュエータを制御し、
   前記ダウンシフト検出手段は、前記中間目標変速比と前記実変速比との間に所定値以上の差がある場合にダウンシフトを検出したものと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における変速制御装置
3. 前記速度検出手段によって検出された速度が、アップシフト判定車速以下の時に、前記変速制御手段は前記変速アクチュエータの作動速度を遅くする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における変速制御装置。
4. 前記実変速比と前記目標変速比との比較を行う変速比比較手段を備え、
   前記速度検出手段によって検出された速度が第二所定速度以上であり、前記ダウンシフト検出手段がダウンシフトの終了を検出し、さらに前記変速比比較手段によって前記実変速比が前記目標変速比よりもＬｏ側にあると判断されたときに、前記変速制御手段による前記変速アクチュエータの作動速度の規制を終了することを特徴とする請求項１、２または３記載のベルト式無段変速機における変速制御装置。

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