JP4101563B2 - 車両用無段変速機のスリップ防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用のベルトを用いた無段変速機の、とくにベルトとプーリ間のスリップを抑えるスリップ防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用に適した無段変速機として、例えばＶベルトを用いた無段変速機がある。
これは、トルクコンバータを介して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の間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
すなわち、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、セカンダリプーリの第２シリンダ室にはライン圧が常時供給され、プライマリプーリの第１シリンダ室へは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が供給される。そして、走行中は、第１シリンダ室への油圧によりプライマリプーリの溝幅が変更されることにより、プーリ比、すなわち変速比が変化する。
上記変速比は、スロットル開度と車速に基づいてあらかじめ設定されたマップ等を用いて設定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような無段変速機を搭載した車両において、ドライバが急激にアクセルペダルを踏込んだ場合には、目標の変速比が大きく変化することになる。このとき、プライマリプーリの溝幅は急激に広がるが、これにより、Ｖベルトとプライマリプーリ間の当接力が弱まり、Ｖベルトがスリップしてしまうという問題が発生する。これが繰り返されると、Ｖベルトの耐久性が低下することとなる。
【０００４】
この対策として、例えば特開平８−２２６５０７号公報に開示されたＶベルト式無段変速機の制御方法を利用することが考えられる。この無段変速機では、モータを用いた機械式のプーリ溝幅制御ではあるが、駆動プーリ（プライマリプーリ）のストロークをストロークセンサで検出し、ストローク量から求めたプーリ比と、実際のプライマリプーリとセカンダリプーリの回転数から算出した実プーリ比との差が大きいときには、ベルトスリップが発生しているものと判断して、変速を中止するようにしている。
【０００５】
しかしながら、このような従来の方法では駆動プーリのストローク量を検出するためのストロークセンサが必要であり、変速機構部におけるレイアウトの制約でストロークセンサの設置が困難であったり、コストの増大を招くという問題を生じる。
また、ベルトスリップを防止するために変速自体を中止してしまうので、ドライバビリティの低下も招くことになる。
【０００６】
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ドライバビリティの低下を招くことなく、かつ低コストで、ベルトスリップを防止するようにした無段変速機のスリップ防止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、請求項１の本発明は、油圧を供給されて溝幅を変更可能の１対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、運転状態に基づいて変速指令を出力する変速制御手段と、変速指令に基づいて変速機構部の可変プーリへ供給する油圧を制御する油圧制御部とを備える車両用無段変速機のスリップ防止装置であって、車両のエンジンを制御するエンジン制御手段を有し、変速制御手段は、変速時のあらかじめ定めた上記１対の可変プーリの目標プーリ比を保持するとともに、変速の間、実プーリ比を算出し、該実プーリ比の
変化方向の目標プーリ比の変化方向に対する逆方向への変化に基づいてベルトスリップ発生を検出する。
【０００８】
そして変速制御手段は、ベルトスリップ発生時には、少なくも可変プーリへ供給する油圧を上昇させる指令を油圧制御部へ与え、またはエンジントルクを規制させる指令をエンジン制御手段へ与えるものとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態のシステム構成を示す。
プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の間にＶベルト２４を掛け渡した変速機構部１０が、ロックアップクラッチ１１を備えるトルクコンバータ１２を介してエンジン１に連結されている。
プライマリプーリ１６は、トルクコンバータ１２の出力軸と一体に回転する固定円錐板１８と、これに対向する可動円錐板２２とでＶ字状のプーリ溝を形成し、可動円錐板２２の背面に油圧を及ぼし可動円錐板を軸方向に変位させる第１シリンダ室２０を備えている。
【００１０】
セカンダリプーリ２６は、車軸側への出力軸と一体に回転する固定円錐板３０と、これに対向する可動円錐板３４とでＶ字状のプーリ溝を形成している。可動円錐板３４は図示しないリターンスプリングでプーリ溝の溝幅を狭める方向に付勢されるとともに、その背面に油圧を及ぼし可動円錐板３４を軸方向に変位させる第２シリンダ室３２を備えている。
【００１１】
変速機構部１０は変速制御手段としてのＣＶＴコントロールユニット５からの指令に基づいて、油圧制御部としての油圧コントロール部３６により制御される。油圧コントロール部３６は油圧ポンプ３８からの油圧を図示しない内部の油圧コントロールバルブで調圧する。
すなわち、第２シリンダ室３２には油圧コントロール部３６からライン圧が常時供給される。油圧コントロール部３６はさらにライン圧を元圧として調圧された油圧を第１シリンダ室２０に供給するようになっている。
【００１２】
第１シリンダ室２０にかかる油圧が制御されてプライマリプーリ１６の溝幅を変える一方、第２シリンダ室３２へはライン圧が供給されて、Ｖベルト２４に対する挟持圧力を制御して変速が行なわれ、Ｖベルト２４と各プーリ１６、２６との接触摩擦力に応じて、駆動力の伝達がなされる。
これを回転数でみれば、プライマリプーリ１６の溝幅を広げて、Ｖベルト２４の接触半径が小でセカンダリプーリ２６側の接触半径が大のプーリ比Ｌｏｗのときには、変速比が大きくなってエンジン側回転数が減速されて車軸側へ出力されることとなる。逆のプーリ比Ｈｉでは小さな変速比で出力される。この間、プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
【００１３】
一方、エンジン１はエンジン制御手段としてのエンジンコントロールユニット２により制御される。エンジンコントロールユニット２は、図示しないアクセルペダルにより操作されるスロットルバルブ３の開度（スロットル開度ＴＶＯ）と、エンジン回転センサ４からの現在のエンジン回転数Ｎｅに基づいて、燃料噴射量や点火時期を制御するとともに、ＣＶＴコントロールユニット５からの後述するエンジントルク規制指令を受けたときはその指令にしたがってエンジン１を制御する。
エンジンコントロールユニット２はスロットル開度情報をＣＶＴコントロールユニット５へ供給する。
【００１４】
ＣＶＴコントロールユニット５は、通常走行中、通常ライン圧特性に基づいてライン圧をフィードバック制御する。
すなわち、ＣＶＴコントロールユニット５は図示しないセレクトレバーに付設されたインヒビタスイッチ８からのセレクト位置信号に加え、走行中のスロットル開度ＴＶ０およびエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出されるエンジントルクをもとに、トルクコンバータ１２を経て変速機構部１０に入力する入力トルクを求める。そして、この入力トルクに対応して通常ライン圧特性により必要なライン圧を求めて油圧コントロール部３６へ指令を送る。
【００１５】
ＣＶＴコントロールユニット５は、スロットル開度と車速で表わされる走行状態に対応してあらかじめ定めた最適な目標変速比を設定しており、任意の現在の変速比から目標変速比へ変速する際の対応する目標プーリ比を図示しない内部メモリに保持している。
ＣＶＴコントロールユニット５には、プライマリプーリ１６の入力回転数Ｎｐｒｉを検出する第１回転数センサ６、およびセカンダリプーリ２６の出力回転数Ｎｓｅｃを検出する第２回転数センサ７が接続され、通常走行時、これらの検出信号に基づいて変速機構部１０における実プーリ比を求め、目標プーリ比との対比で変速比のフィードバック制御を行なう。
【００１６】
ここで、本実施の形態では、変速の間、ＣＶＴコントロールユニット５が実際のプーリ比の変化状態を監視し、上記の目標プーリ比と比較するようになっている。
図２の（ａ）は目標プーリ比に対する実プーリ比の変化例を示す。目標プーリ比は当初大きな割合で変化し、徐々に緩やかな傾斜として滑らかに目標変速比に対応するプーリ比に至るように設定される。
【００１７】
図２の（ａ）に示すように、実プーリ比は目標プーリ比に対して若干遅れて推移するが、ベルトスリップが発生すると、Ａ部のように、実プーリ比は目標プーリ比の変化方向と逆方向に変化する。
なお、図２の（ｂ）は、目標プーリ比の変化速度と実プーリ比の変化速度を示し、ベルトスリップが発生すると（ａ）におけるＡ部に対応して、目標プーリ比の変化速度と実プーリ比の変化速度の差は激増する。
【００１８】
ＣＶＴコントロールユニット５は、（ａ）に表わされたプーリ比の挙動に基づいて、実プーリ比の変化方向が目標プーリ比の変化方向と逆向きとなったとき、ベルトスリップが発生しているとして、プライマリプーリ１６の第１シリンダ室２０への油圧もしくは、セカンダリプーリ２６の第２シリンダ室３２への油圧を上昇させるとともに、エンジンコントロールユニット２へエンジントルク規制指令を送出する。
【００１９】
図３は、ＣＶＴコントロールユニット５による上記制御の流れを示すフローチャートである。このフローは所定の微少時間間隔の割り込みで実行される。
この制御は、車両の図示しないイグニションスイッチがオンされるとスタートする。
まず、ステップ１０１において、車両の運転が継続中であるかどうかをチェックする。イグニションスイッチがオフされて運転停止となっていれば、終了する。
イグニションスイッチがオンのままであれば、ステップ１０２において、走行状態に基づく目標プーリ比を設定し、またステップ１０３で、第１回転数センサ６および第２回転数センサ７の出力に基づいて実プーリ比を求める。
【００２０】
そしてステップ１０４において、実プーリ比の変化方向が目標プーリ比の変化方向と同方向であるかどうかをチェックする。
実プーリ比と目標プーリ比の変化方向が同方向であるときは、ベルトスリップは発生していないものとして、ステップ１０１へ戻る。
一方、変化方向が逆方向であるときは、ベルトスリップが発生しているとして、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５では、プライマリプーリ１６の第１シリンダ室２０への油圧もしくは、セカンダリプーリ２６の第２シリンダ室３２への油圧を所定量上昇させる指令を油圧コントロール部３６へ出力し、また、エンジントルク規制指令を出力する。
【００２１】
これにより、プライマリプーリ１６もしくはセカンダリプーリ２６のＶベルト２４に対する挟持圧力が増大し、またエンジントルク規制指令にもとづいて、エンジンコントロールユニット２がスロットルバルブ３を制御してエンジントルクを低レベルに規制するので、ベルトスリップが抑止される。
このあとはステップ１０１へ戻り、上記のフローを繰り返す。
【００２２】
実施の形態は以上のように構成され、実プーリ比の変化方向が目標プーリ比の変化方向と同方向であるかどうかをチェックして監視することによりベルトスリップが発生しているかどうかを判断し、ベルトスリップが発生している場合には、プライマリプーリ１６もしくはセカンダリプーリ２６への油圧を上昇させてＶベルト２４に対する挟持圧力を増大させることによりベルトスリップを抑止するものとした。またこれに加えて、エンジントルクも低レベルに規制される。
【００２３】
したがって、定常走行状態からドライバが急激にアクセルペダルを踏込んだ場合でもＶベルトがスリップすることがないので、Ｖベルトの耐久性が良好に保持される。またこの際、従来のようなストロークセンサは不要であり、コストの増大を招くこともない。
そして、エンジントルクが若干規制されるものの、変速が実行されるので、良好なドライバビリティが確保される。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、ＣＶＴコントロールユニット５は、各プーリ比の変化方向を監視して、実プーリ比の変化方向が目標プーリ比の変化方向と逆向きとなったとき、ベルトスリップが発生していると判断するものとしたが、この代わりに、変形例として、目標プーリ比変化速度と実プーリ比変化速度の関係に基づいてベルトスリップの発生を判断するようにしてもよい。
【００２５】
つぎに、この変形例について説明する。
すなわち、図２の（ｂ）に示されるように、目標プーリ比変化速度は変速期間の前半では増大し、後半では減少して、全体として山形状の変化を呈するから、ＣＶＴコントロールユニット５では、目標プーリ比変化速度に対して所定の差分（規定値）をもった規定値線を設定する。
ベルトスリップが発生すると、実プーリ比変化速度は当初増大しつつある状態から反転して、目標プーリ比変化速度から大きくずれる。そして、その後再び目標プーリ比変化速度に近づく方向に変化する。
【００２６】
そこでＣＶＴコントロールユニット５は、目標プーリ比変化速度と実プーリ比変化速度の差分が上記所定の差分より大きくなったとき、すなわち（ｂ）にハッチングで示すように、実プーリ比変化速度が規定値線より小さくなったときは、ベルトスリップが発生しているとして、プライマリプーリ１６の第１シリンダ室２０への油圧もしくは、セカンダリプーリ２６の第２シリンダ室３２への油圧を上昇させる。
【００２７】
図４はこの変形例におけるＣＶＴコントロールユニット５による制御の流れを示すフローチャートである。
ステップ２０２で目標プーリ比を設定し、ステップ２０３で実プーリ比を求めたあと、ステップ２０４では前回の目標プーリ比および実プーリ比が内部メモリに記憶されているかをチェックする。
初回のフローでは前回の目標プーリ比および実プーリ比が記憶されていないので、この場合は本フローを終了する。
【００２８】
前回フローにおける目標プーリ比および実プーリ比が記憶されているときは、ステップ２０５において、目標プーリ比および実プーリ比についてそれぞれ今回求めた値と記憶されている前回の値との差から、フローの割り込み時間間隔に基づいて変化速度を算出する。内部メモリには今回の目標プーリ比および実プーリ比を記憶する。
そして、ステップ２０６で、目標プーリ比変化速度と実プーリ比変化速度の差分が、規定値以下であるかどうかをチェックする。規定値以下であればベルトスリップ発生なしと判断され、規定値より大きいときはベルトスリップ発生と判断される。
その他は図３のフローと同様であり、ステップ２０１〜２０３はステップ１０１と〜１０３と同じ、ステップ２０７はステップ１０５と同じである。
【００２９】
この変形例によれば、ベルトスリップが発生すると、目標プーリ比変化速度と実プーリ比変化速度に大きな差分が発生するので、スリップ発生の検出が一層容易となるという利点が得られる。
【００３０】
なお、実施の形態では、ベルトスリップが発生したと判断したときに、プライマリプーリ１６もしくはセカンダリプーリ２６の油圧を上昇させるとともに、エンジントルクを規制するようにしたが、本発明はこれに限定されず、プライマリプーリ油圧またはセカンダリプーリ油圧の上昇とエンジントルクの規制のいずれか一方のみ行うものとしてもよい。
とくに、プライマリプーリ油圧もしくはセカンダリプーリ油圧の上昇のみを行う場合には、定常走行状態からドライバが意図的にアクセルペダルを踏込んだとき、その踏み込みに見合ったエンジントルクにより、ベルトスリップが抑えられていることと相俟って、滑らかな急加速が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、車両用無段変速機において、変速制御手段が、変速時のあらかじめ定めた可変プーリの目標プーリ比を保持するとともに、変速の間、実プーリ比を算出し、該実プーリ比の変化方向の目標プーリ比の変化方向に対する逆方向への変化に基づいてベルトスリップ発生を検出して、ベルトスリップ発生時には、少なくも可変プーリへ供給する油圧を上昇させる指令を油圧制御部へ与え、またはエンジントルクを規制させる指令をエンジン制御手段へ与えるものとしたので、低コストでベルトスリップを検出してこれを抑えるから、ドライバが急激にアクセルペダルを踏込んだ場合でもスリップを防止してベルトの耐久性を良好に保持できる。
【００３２】
また、ベルトスリップを検出した際にも変速を中止することがないので、良好なドライバビリティが確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のシステム構成を示す図である。
【図２】目標プーリ比と実プーリ比の変化線図である。
【図３】実施の形態における制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】変形例における制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンコントロールユニット
３ スロットルバルブ
４ エンジン回転センサ
５ ＣＶＴコントロールユニット
６ 第１回転数センサ
７ 第２回転数センサ
８ インヒビタスイッチ
１０ 変速機構部
１１ ロックアップクラッチ
１２ トルクコンバータ
１６ プライマリプーリ
１８、３０ 固定円錐板
２０ 第１シリンダ室
２２、３４ 可動円錐板
２４ Ｖベルト
２６ セカンダリプーリ
３２ 第２シリンダ室
３６ 油圧コントロール部

Claims (1)

1. 油圧を供給されて溝幅を変更可能の１対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、運転状態に基づいて変速指令を出力する変速制御手段と、前記変速指令に基づいて前記変速機構部の可変プーリへ供給する油圧を制御する油圧制御部とを備える車両用無段変速機のスリップ防止装置であって、
   車両のエンジンを制御するエンジン制御手段を有し、
   前記変速制御手段は、変速時のあらかじめ定めた前記１対の可変プーリの目標プーリ比を保持するとともに、変速の間、実プーリ比を算出し、該実プーリ比の変化方向の前記目標プーリ比の変化方向に対する逆方向への変化に基づいてベルトスリップ発生を検出して、ベルトスリップ発生時には、少なくも前記可変プーリへ供給する油圧を上昇させる指令を前記油圧制御部へ与え、またはエンジントルクを規制させる指令を前記エンジン制御手段へ与えることを特徴とする車両用無段変速機のスリップ防止装置。

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