JP4126152B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータを備えたＶベルト式無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機として、エンジンからの出力をトルクコンバータを介して入力し、可変プーリとＶベルトを用いて連続的に変速比を変化させるＶベルト式のものが知られている。
このような無段変速機では、運転者が操作したアクセルペダルの踏み込みに基づくスロットル開度と車速とに応じて目標変速比を演算し、実際の変速比が目標変速比になるように可変プーリへの油圧を制御する。
具体的には駆動側の可変プーリへの油圧を制御することにより、駆動側と被駆動側の各可変プーリにおけるＶベルトとの接触幅が変化し、これにより変速が行われる。
【０００３】
Ｖベルトと可変プーリ間の接触摩擦力はライン圧に応じて制御されており、このライン圧は無段変速機への入力トルクに対応して設定される。この入力トルクに対してライン圧が過小であると、Ｖベルトと可変プーリ間にすべりが発生し、ライン圧が過大であると、油圧ポンプなどの駆動損失が増大する。
【０００４】
ここで、上記の入力トルクは、無段変速機とエンジンの間にトルクコンバータを設けているので、直接検出することができない。そこで、まず、図８の（ａ）のように、トルクコンバータの入力回転数（＝エンジン回転数Ｎｅ）と出力回転数（＝プライマリプーリ回転数Ｎｐ）を計測して、これらから（ｂ）のようにその速度比（出力回転数／入力回転数）ρを求め、つぎにあらかじめ設定した図９のような速度比とトルクコンバータのトルク比の関係から無段変速機への入力トルクを推定するようにしている。この推定した入力トルクに対応して目標ライン圧を設定し、ライン圧を適切に制御しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に回転体外周に形成した歯の検出間隔の時間から回転速度を検出するタイプの回転速度センサが多く提供されており、トルクコンバータの速度比を求める基礎となる出力回転数Ｎｐあるいは入力回転数Ｎｅの計測に多く使用される。
しかし、トルクコンバータおよび無段変速機全体のコンパクト化にそって、小型に構成して組み込まれることにより、歯のピッチが粗くなって回転センサとしては低精度のものとなっている。この結果、アクセルペダルの全閉からの踏み込み時にライン圧が不足してベルトのすべりを発生させる。
【０００６】
すなわち、出力回転数や入力回転数の計測精度が低いと、例えば図１０のように、速度比ρが破線で示される実際値に対して実線で示すようにステップ状に算出されることとなり、最初のステップ幅が０．０６〜０．１秒で、次のステップも０．０５秒程度の幅となる。これらのステップ幅はセンサ不感時間である。
この結果、アクセルペダルの踏み込み初期は、各ステップ間は常に実際値よりも速度比は高い値となり、計算値と実際値のずれ量、例えばＳによって、図１１に示すように、実際値がＱｒであるにもかかわらず、トルクコンバータのトルク比の計算値ＱｋはＱｒよりも低くなってしまう。
アクセルペダルの全閉からの踏み込み時には、トルクコンバータの速度比は一旦急激に低下した後回復上昇するが、踏み込み直後のエンジン回転の低い間に急激に低下する領域での上記のずれ量は顕著である。
【０００７】
このようにトルクコンバータのトルク比が低く求められ、無段変速機への入力トルクが過小に見積もられるので、これに対応した制御の下ではライン圧が不足して、ベルトのすべりを発生させることとなる。
このベルトすべりを抑えるために、トルク比の計算値Ｑｋに所定の余裕代を付加すれば、全域においてライン圧が高くなり燃費を悪化させてしまうとともに、ベルトにかかる応力も増大してベルト寿命も短くしてしまう。
【０００８】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、回転速度センサが低精度の場合でも、トルクコンバータのトルク比の計算値と実際値のずれを精度良く補正して、適切なライン圧制御を行うようにした無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、トルクコンバータを介してエンジンに接続され、プライマリプーリとセカンダリプーリからなる可変プーリとＶベルトとを有して、可変プーリへの油圧を制御する変速制御部により可変プーリのＶベルトとの接触幅を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリ間の変速比を連続的に変化させるＶベルト式の車両用無段変速機において、変速制御部は、エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算部と、トルクコンバータの入力側の回転速度を検出する入力側回転速度センサと、トルクコンバータの出力側の回転速度を検出する出力側回転速度センサと、入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度に基づいて、トルクコンバータ入出力間の速度比を演算するトルクコンバータ速度比演算部と、トルクコンバータ速度比からトルクコンバータ入出力間のトルク比を演算するトルク比演算部と、トルク比とエンジンの出力トルクとから無段変速機への入力トルクを推定する入力トルク推定部と、入力トルク推定部で推定された入力トルクに基づいて可変プーリへの油圧を設定するライン圧設定部とからなり、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側回転速度センサと入力側回転速度センサで検出された各回転速度の単純比に対して、アクセルペダル踏み込み初期の領域において入力側の回転速度の検出値を増大させるような補正量を算出する補正量算出部を備え、単純比を上記補正量により補正した速度比を出力する。
【００１０】
そしてとくに、補正量算出部は入力側の回転速度の逆数に比例する補正量を算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と上記補正量を入力側の回転速度に加算した値との比を速度比とするようにしたものである。
【００１１】
トルクコンバータにおける出力側および入力側の各検出回転速度の単純比に対して入力側の回転速度増大方向の補正を行うので、速度比の実際の変化に対する遅れがなく、これによりトルク比が過小に求められることが防止されるので、無段変速機への入力トルクを適正に推定できる。
【００１２】
請求項２の発明は、とくに補正量算出部が入力側の回転速度の検出値を増大させるような速度比の補正量を入力側の回転速度の関数として算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と入力側の回転速度の単純比を上記補正量により補正した速度比を出力するようにしたものであって、上記補正量は、入力側の回転速度が所定回転速度より低い間は負の一定値で、入力側の回転速度が所定回転速度以上になると所定勾配で上記一定値から増大する直線で表わされるものとしたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、補正量算出部が出力側の回転速度の関数として補正量を算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と入力側の回転速度の単純比を上記補正量により補正した速度比を出力するものである。
【００１４】
【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、Ｖベルト式の無段変速機にかかる実施の形態の概略構成図である。
無段変速機１は、図示しないエンジンにトルクコンバータ２を介して接続されたプライマリプーリ３と駆動軸に連結されたセカンダリプーリ４とを可変プーリとして備え、両プーリをＶベルト５で連結している。
無段変速機１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット１０からの指令により作動する油圧コントロールバルブ２０によって制御される。
【００１５】
すなわち、ＣＶＴコントロールユニット１０は、無段変速機１のプライマリプーリ３の回転数（回転速度）Ｎｐを検出するプライマリプーリ回転数センサ１３とセカンダリプーリ４の回転数（回転速度）Ｎｓを検出するセカンダリプーリ回転数センサ１４からの検出信号と、エンジンのスロットルセンサ１２からのスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度）ＴＶＯを読み込み、エンジン回転数センサ１１からエンジン回転数（回転速度）Ｎｅを読み込んで、車両の運転状態に応じて変速比指令を油圧コントロールバルブ２０へ送出する。なお、スロットルバルブはアクセルペダル８の踏み量に基づいて開閉する。
そして、Ｖベルト５の接触摩擦力の元となるライン圧は、ＣＶＴコントロールユニット１０からライン圧ソレノイド２１を介して制御される。
【００１６】
上記のエンジン回転数Ｎｅはトルクコンバータ２の入力側回転速度であり、エンジン回転数センサ１１は入力側回転速度センサを構成している。また、プライマリプーリ３の回転数Ｎｐはトルクコンバータ２の出力側回転速度であり、プライマリプーリ回転数センサ１３は出力側回転速度センサとなる。
【００１７】
図２は、ＣＶＴコントロールユニット１０における無段変速機１のライン圧制御のフローチャートである。
まず、ステップ１００において、スロットル開度ＴＶＯ、エンジン回転数Ｎｅ、プライマリプーリ回転数Ｎｐ、セカンダリプーリ回転数Ｎｓを読み込む。
ステップ１０１で、スロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、あらかじめ設定されたマップからエンジントルクを求める。このマップは、例えばスロットル開度ＴＶＯをパラメータとして、エンジン回転数Ｎｅに応じて出力トルクが設定されているものである。
【００１８】
ステップ１０２では、プライマリプーリ回転数Ｎｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、トルクコンバータ２の入出力間の速度比（以下、トルクコンバータ速度比）を演算する。
このあとステップ１０３において、トルクコンバータ速度比とあらかじめ設定されたマップ（図９参照）に基づいてトルクコンバータ２のトルク比を求める。
【００１９】
ステップ１０４では、上記トルク比と、先のステップ１０２で求めたエンジントルクとから、無段変速機１への入力トルクを推定する。
つぎのステップ１０５において、Ｖベルト５とプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ４間の接触摩擦力が最適値となるような目標ライン圧を求める。この目標ライン圧は、入力トルクをパラメータとして現在の変速比に応じて設定されたマップから得られる。なお、変速比は、プライマリプーリ回転数Ｎｐ／セカンダリプーリ回転数Ｎｓである。
ステップ１０６では、こうして求めた目標ライン圧に基づいて、ライン圧ソレノイド２１を作動させ、ライン圧を制御する。
【００２０】
上記の制御は、図３のような制御ブロック図として表せる。
エンジントルク演算部３１はフローチャートのステップ１０１に対応し、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）速度比演算部３２はステップ１０２に対応する。
トルクコンバータ速度比演算部３２に接続されたトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）トルク比演算部３４は、ステップ１０３に該当し、このトルクコンバータトルク比演算部３４とエンジントルク演算部３１が接続された入力トルク推定部３５は、ステップ１０４にあたる。そして、入力トルク推定部３５に接続されたライン圧設定部３６がステップ１０５に対応している。
【００２１】
上記のステップ１０３に対応するトルクコンバータ速度比演算部３２は内部に補正量算出部３３を有し、エンジン回転数センサ１１からのエンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数センサ１３からのプライマリプーリ回転数Ｎｐを読み込む。そして、まず補正量算出部３３において、エンジン回転数Ｎｅを用いて、次式により補正量を算出する。
Ｇ＝ａ／Ｎｅ
この補正量Ｇは、当該補正量とエンジン回転数との関係図である図４の（ａ）に示すように、アクセルペダル踏み込み時のエンジン回転数Ｎｅが低くなるほど大きな値となり、とくに図示しないがスロットル開度ＴＶＯをパラメータとして複数の線図として表わされる。
なお、ａは補正係数で、図４の（ｂ）のマップに示すように、スロットル開度ＴＶＯが大きくなるほど高い値をとるように設定されている。
トルクコンバータ速度比演算部はこの補正量Ｇをエンジン回転数Ｎｅに付加して、トルクコンバータ速度比ρを次式により演算する。
ρ＝Ｎｐ／（Ｎｅ＋Ｇ） （１）
【００２２】
本実施の形態は以上のように構成され、トルクコンバータ速度比を演算するに際して、それぞれ対応する回転数センサ１１、１３の検出に基づくエンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数Ｎｐの単純な比ではなく、エンジン回転数Ｎｅ側にＧ（＝ａ／Ｎｅ）の補正項を加えて演算することにより、とくにアクセルペダル８の踏み込み初期において単純比Ｎｐ／Ｎｅよりも低い値となる速度比を得るものとした。
これによって、先の図９のトルク比線図上で高いトルク比が求められ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できるので、過小なライン圧でＶベルト５と可変プーリ間のすべりを発生させることがない。
【００２３】
また、アクセルペダル８の踏み込み初期を過ぎて、トルクコンバータ２の入出力間の回転数（Ｎｅ、Ｎｐ）が接近し定常状態になると、補正項の値が小さくなって実質単純比に近づくので、補正によるライン圧増大分も無視できるレベルとなり、一律に余裕代を付加する場合に比較して、燃費性能や耐久性が向上する。
【００２４】
つぎに、トルクコンバータ速度比演算部３２のトルクコンバータ速度比ρ算出の変形例について説明する。これは、エンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数Ｎｐの単純比に対して直線近似による補正量を施すものである。
ここでは、単純比Ｎｐ／Ｎｅに対して、図５のように、アクセルペダル踏み込み初期のエンジン回転数が低いときの開始補正量を（−）αに設定し、エンジン回転数Ｎｅの増大に対応させて補正量Δρを０方向へ小さくする。ここで、ａは補正量変化開始点のエンジン回転数、ａ＋ｂは補正量変化終了点のエンジン回転数である。
【００２５】
この変形例でのトルクコンバータ速度比は次のように表わされる。
ρ＝（Ｎｐ／Ｎｅ）
＋Ｍｉｎ｛Ｍａｘ［ｃ（Ｎｅ−ａ）／ｂ，０］，ｃ｝−α （２）
ただし、ｃは補正量の最小値である。
式（２）における第２項は開始補正量からの補正低減量を表わし、図６に示す折れ線となる。また、ａ、ｂ、ｃおよびαの値は、スロットル開度ＴＶＯによって変化するので、とくに図示しないが、第２項以下の補正項はスロットル開度ＴＶＯをパラメータして複数の線図として表わされる。
【００２６】
これにより、エンジン回転数Ｎｅがａに達するまでは補正低減量０で、単純比Ｎｐ／Ｎｅに対する全補正量は−αとなる。エンジン回転数Ｎｅがａからａ＋ｂの間は、補正低減量がｃ／ｂの勾配で増大し、全補正量は小さくなる。そして、エンジン回転数Ｎｅがａ＋ｂの点で補正低減量がｃに達すると、その後は全補正量は−（α−ｃ）に保持される。
これによっても、簡単な演算式で、アクセルペダル８の踏み込み初期において実際値に近いトルクコンバータ速度比が得られ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できる。
【００２７】
さらに、トルクコンバータ速度比ρ算出の他の変形例について説明する。
これは、アクセルペダル８の踏み込み初期におけるプライマリプーリ回転数Ｎｐの変化に応じて、トルクコンバータ速度比のずれ量をあらかじめ求めておき、このずれ量を補正量とするものである。
図７はこの概念を示す図である。
（Ａ）はアクセルペダル８を解放したコースト安定走行時のプライマリプーリ回転数Ｎｐとエンジン回転数Ｎｅの比ρ１と、アクセルペダル８を全閉状態から踏み込んだときのセンサ不感時間におけるエンジン回転数Ｎｅの上昇後の速度比ρ２を並べて示したものである。
このρ１とρ２の差がセンサ不感時間に生じるトルクコンバータ速度比のずれとなる。
【００２８】
（Ｂ）は、ρ１とρ２の差をアクセルペダル８の踏み込み初期におけるエンジン回転数Ｎｅ軸に投影したものである。この特性は、踏み込み最初期に大きなトルクコンバータ速度比のずれが発生することを示す図１０と整合する。
（Ｃ）は、（Ａ）に表されたρ１とρ２の差をプライマリプーリ回転数Ｎｐ軸に投影したものであって、（Ｂ）に表されたトルクコンバータ速度比のずれと本質的に同じものである。とくに図示しないが、このずれ量Δρ（＝｜ρ１−ρ２｜）は、スロットル開度ＴＶＯをパラメータとして複数の線図として表わされる。
【００２９】
したがってこの変形例では、（Ｃ）のマップに基づいて、プライマリプーリ回転数Ｎｐベースのずれ量Δρを読み出し、これを補正量として、次式によりトルクコンバータ速度比ρを算出する。
ρ＝（Ｎｐ／Ｎｅ）−Δρ
Δρ＝ｆ（Ｎｅ，ＴＶＯ） （３）
これによっても、アクセルペダル８の踏み込み初期におけるセンサ不感によるずれを補正したトルクコンバータ速度比が得られ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できる。
【００３０】
なお、実施の形態では、トルクコンバータ速度比を求めるため、入力側回転速度として直接エンジン回転数センサ１１からエンジン回転数Ｎｅを読み込むものとしているが、たとえばエンジンを制御するエンジンコントロールユニットを介してエンジン回転数を入力する場合にも本発明はそのまま適用される。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、トルクコンバータを介してエンジンに接続されたＶベルト式の無段変速機において、可変プーリへのライン圧設定のため無段変速機への入力トルク推定に必要なトルクコンバータの速度比を求めるに際して、トルクコンバータの入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度の単純比に対して、アクセルペダル踏み込み直後の領域において入力側の回転速度を増大させる補正量を算出する補正量算出部を備えて、単純比を上記補正量により補正して速度比とするものとしたので、速度比の実際の変化に対する遅れがない。したがって、トルク比が過小に求められることがなく、無段変速機への入力トルクを適正に推定できるので、過小なライン圧によるＶベルトと可変プーリ間のすべりの発生が防止される。
【００３２】
また、このライン圧増大側への補正はアクセルペダル踏み込み直後の領域が対象であるから、一律に余裕代を付加する場合に比較して、燃費性能や耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成図である。
【図２】無段変速機のライン圧制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】無段変速機のライン圧制御の制御ブロック図である。
【図４】トルクコンバータ速度比の演算に用いる補正量および補正係数のマップである。
【図５】トルクコンバータ速度比演算の変形例における補正量を示す図である。
【図６】補正量算出のための補正低減量を示す図である。
【図７】他の変形例における補正量算出容量を示す説明図である。
【図８】トルクコンバータの速度比を求める要領を示す説明図である
【図９】トルクコンバータの速度比とトルク比の関係を示す図である。
【図１０】回転速度センサ検出値の単純比で求めたトルクコンバータの速度比を示す図である。
【図１１】従来例における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 無段変速機
２ トルクコンバータ
３ プライマリプーリ
４ セカンダリプーリ
５ Ｖベルト
８ アクセルペダル
１０ ＣＶＴコントロールユニット
１１ エンジン回転数センサ（入力側回転速度センサ）
１２ スロットルセンサ
１３ プライマリプーリ回転数センサ（出力側回転速度センサ）
１４ セカンダリプーリ回転数センサ
２０ 油圧コントロールバルブ
２１ ライン圧ソレノイド
３１ エンジントルク演算部
３２ トルクコンバータ速度比演算部
３３ 補正量算出部
３４ トルクコンバータトルク比演算部
３５ 入力トルク推定部
３６ ライン圧設定部
ρ トルクコンバータ速度比
Ｎｅ エンジン回転数
Ｎｐ プライマリプーリの回転数
Ｎｓ セカンダリプーリの回転数
ＴＶＯ スロットル開度
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータを備えたＶベルト式無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機として、エンジンからの出力をトルクコンバータを介して入力し、可変プーリとＶベルトを用いて連続的に変速比を変化させるＶベルト式のものが知られている。
このような無段変速機では、運転者が操作したアクセルペダルの踏み込みに基づくスロットル開度と車速とに応じて目標変速比を演算し、実際の変速比が目標変速比になるように可変プーリへの油圧を制御する。
具体的には駆動側の可変プーリへの油圧を制御することにより、駆動側と被駆動側の各可変プーリにおけるＶベルトとの接触幅が変化し、これにより変速が行われる。
【０００３】
Ｖベルトと可変プーリ間の接触摩擦力はライン圧に応じて制御されており、このライン圧は無段変速機への入力トルクに対応して設定される。この入力トルクに対してライン圧が過小であると、Ｖベルトと可変プーリ間にすべりが発生し、ライン圧が過大であると、油圧ポンプなどの駆動損失が増大する。
【０００４】
ここで、上記の入力トルクは、無段変速機とエンジンの間にトルクコンバータを設けているので、直接検出することができない。そこで、まず、図８の（ａ）のように、トルクコンバータの入力回転数（＝エンジン回転数Ｎｅ）と出力回転数（＝プライマリプーリ回転数Ｎｐ）を計測して、これらから（ｂ）のようにその速度比（出力回転数／入力回転数）ρを求め、つぎにあらかじめ設定した図９のような速度比とトルクコンバータのトルク比の関係から無段変速機への入力トルクを推定するようにしている。この推定した入力トルクに対応して目標ライン圧を設定し、ライン圧を適切に制御しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に回転体外周に形成した歯の検出間隔の時間から回転速度を検出するタイプの回転速度センサが多く提供されており、トルクコンバータの速度比を求める基礎となる出力回転数Ｎｐあるいは入力回転数Ｎｅの計測に多く使用される。
しかし、トルクコンバータおよび無段変速機全体のコンパクト化にそって、小型に構成して組み込まれることにより、歯のピッチが粗くなって回転センサとしては低精度のものとなっている。この結果、アクセルペダルの全閉からの踏み込み時にライン圧が不足してベルトのすべりを発生させる。
【０００６】
すなわち、出力回転数や入力回転数の計測精度が低いと、例えば図１０のように、速度比ρが破線で示される実際値に対して実線で示すようにステップ状に算出されることとなり、最初のステップ幅が０．０６〜０．１秒で、次のステップも０．０５秒程度の幅となる。これらのステップ幅はセンサ不感時間である。
この結果、アクセルペダルの踏み込み初期は、各ステップ間は常に実際値よりも速度比は高い値となり、計算値と実際値のずれ量、例えばＳによって、図１１に示すように、実際値がＱｒであるにもかかわらず、トルクコンバータのトルク比の計算値ＱｋはＱｒよりも低くなってしまう。
アクセルペダルの全閉からの踏み込み時には、トルクコンバータの速度比は一旦急激に低下した後回復上昇するが、踏み込み直後のエンジン回転の低い間に急激に低下する領域での上記のずれ量は顕著である。
【０００７】
このようにトルクコンバータのトルク比が低く求められ、無段変速機への入力トルクが過小に見積もられるので、これに対応した制御の下ではライン圧が不足して、ベルトのすべりを発生させることとなる。
このベルトすべりを抑えるために、トルク比の計算値Ｑｋに所定の余裕代を付加すれば、全域においてライン圧が高くなり燃費を悪化させてしまうとともに、ベルトにかかる応力も増大してベルト寿命も短くしてしまう。
【０００８】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、回転速度センサが低精度の場合でも、トルクコンバータのトルク比の計算値と実際値のずれを精度良く補正して、適切なライン圧制御を行うようにした無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、トルクコンバータを介してエンジンに接続され、プライマリプーリとセカンダリプーリからなる可変プーリとＶベルトとを有して、可変プーリへの油圧を制御する変速制御部により可変プーリのＶベルトとの接触幅を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリ間の変速比を連続的に変化させるＶベルト式の車両用無段変速機において、変速制御部は、エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算部と、トルクコンバータの入力側の回転速度を検出する入力側回転速度センサと、トルクコンバータの出力側の回転速度を検出する出力側回転速度センサと、入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度に基づいて、トルクコンバータ入出力間の速度比を演算するトルクコンバータ速度比演算部と、トルクコンバータ速度比からトルクコンバータ入出力間のトルク比を演算するトルク比演算部と、トルク比とエンジンの出力トルクとから無段変速機への入力トルクを推定する入力トルク推定部と、入力トルク推定部で推定された入力トルクに基づいて可変プーリへの油圧を設定するライン圧設定部とからなり、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側回転速度センサと入力側回転速度センサで検出された各回転速度の単純比に対して、アクセルペダル踏み込み初期の領域において入力側の回転速度の検出値を増大させるような補正量を算出する補正量算出部を備え、単純比を上記補正量により補正した速度比を出力する。
【００１０】
そしてとくに、補正量算出部は入力側の回転速度の逆数に比例する補正量を算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と上記補正量を入力側の回転速度に加算した値との比を速度比とするようにしたものである。
【００１１】
トルクコンバータにおける出力側および入力側の各検出回転速度の単純比に対して入力側の回転速度増大方向の補正を行うので、速度比の実際の変化に対する遅れがなく、これによりトルク比が過小に求められることが防止されるので、無段変速機への入力トルクを適正に推定できる。
【００１２】
請求項２の発明は、とくに補正量算出部が入力側の回転速度の検出値を増大させるような速度比の補正量を入力側の回転速度の関数として算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と入力側の回転速度の単純比を上記補正量により補正した速度比を出力するようにしたものであって、上記補正量は、入力側の回転速度が所定回転速度より低い間は負の一定値で、入力側の回転速度が所定回転速度以上になると所定勾配で上記一定値から増大する直線で表わされるものとしたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、補正量算出部が出力側の回転速度の関数として補正量を算出し、トルクコンバータ速度比演算部は、出力側の回転速度と入力側の回転速度の単純比を上記補正量により補正した速度比を出力するものである。
【００１４】
【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、Ｖベルト式の無段変速機にかかる実施の形態の概略構成図である。
無段変速機１は、図示しないエンジンにトルクコンバータ２を介して接続されたプライマリプーリ３と駆動軸に連結されたセカンダリプーリ４とを可変プーリとして備え、両プーリをＶベルト５で連結している。
無段変速機１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット１０からの指令により作動する油圧コントロールバルブ２０によって制御される。
【００１５】
すなわち、ＣＶＴコントロールユニット１０は、無段変速機１のプライマリプーリ３の回転数（回転速度）Ｎｐを検出するプライマリプーリ回転数センサ１３とセカンダリプーリ４の回転数（回転速度）Ｎｓを検出するセカンダリプーリ回転数センサ１４からの検出信号と、エンジンのスロットルセンサ１２からのスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度）ＴＶＯを読み込み、エンジン回転数センサ１１からエンジン回転数（回転速度）Ｎｅを読み込んで、車両の運転状態に応じて変速比指令を油圧コントロールバルブ２０へ送出する。なお、スロットルバルブはアクセルペダル８の踏み量に基づいて開閉する。
そして、Ｖベルト５の接触摩擦力の元となるライン圧は、ＣＶＴコントロールユニット１０からライン圧ソレノイド２１を介して制御される。
【００１６】
上記のエンジン回転数Ｎｅはトルクコンバータ２の入力側回転速度であり、エンジン回転数センサ１１は入力側回転速度センサを構成している。また、プライマリプーリ３の回転数Ｎｐはトルクコンバータ２の出力側回転速度であり、プライマリプーリ回転数センサ１３は出力側回転速度センサとなる。
【００１７】
図２は、ＣＶＴコントロールユニット１０における無段変速機１のライン圧制御のフローチャートである。
まず、ステップ１００において、スロットル開度ＴＶＯ、エンジン回転数Ｎｅ、プライマリプーリ回転数Ｎｐ、セカンダリプーリ回転数Ｎｓを読み込む。
ステップ１０１で、スロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、あらかじめ設定されたマップからエンジントルクを求める。このマップは、例えばスロットル開度ＴＶＯをパラメータとして、エンジン回転数Ｎｅに応じて出力トルクが設定されているものである。
【００１８】
ステップ１０２では、プライマリプーリ回転数Ｎｐとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、トルクコンバータ２の入出力間の速度比（以下、トルクコンバータ速度比）を演算する。
このあとステップ１０３において、トルクコンバータ速度比とあらかじめ設定されたマップ（図９参照）に基づいてトルクコンバータ２のトルク比を求める。
【００１９】
ステップ１０４では、上記トルク比と、先のステップ１０２で求めたエンジントルクとから、無段変速機１への入力トルクを推定する。
つぎのステップ１０５において、Ｖベルト５とプライマリプーリ３およびセカンダリプーリ４間の接触摩擦力が最適値となるような目標ライン圧を求める。この目標ライン圧は、入力トルクをパラメータとして現在の変速比に応じて設定されたマップから得られる。なお、変速比は、プライマリプーリ回転数Ｎｐ／セカンダリプーリ回転数Ｎｓである。
ステップ１０６では、こうして求めた目標ライン圧に基づいて、ライン圧ソレノイド２１を作動させ、ライン圧を制御する。
【００２０】
上記の制御は、図３のような制御ブロック図として表せる。
エンジントルク演算部３１はフローチャートのステップ１０１に対応し、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）速度比演算部３２はステップ１０２に対応する。
トルクコンバータ速度比演算部３２に接続されたトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）トルク比演算部３４は、ステップ１０３に該当し、このトルクコンバータトルク比演算部３４とエンジントルク演算部３１が接続された入力トルク推定部３５は、ステップ１０４にあたる。そして、入力トルク推定部３５に接続されたライン圧設定部３６がステップ１０５に対応している。
【００２１】
上記のステップ１０３に対応するトルクコンバータ速度比演算部３２は内部に補正量算出部３３を有し、エンジン回転数センサ１１からのエンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数センサ１３からのプライマリプーリ回転数Ｎｐを読み込む。そして、まず補正量算出部３３において、エンジン回転数Ｎｅを用いて、次式により補正量を算出する。
Ｇ＝ａ／Ｎｅ
この補正量Ｇは、当該補正量とエンジン回転数との関係図である図４の（ａ）に示すように、アクセルペダル踏み込み時のエンジン回転数Ｎｅが低くなるほど大きな値となり、とくに図示しないがスロットル開度ＴＶＯをパラメータとして複数の線図として表わされる。
なお、ａは補正係数で、図４の（ｂ）のマップに示すように、スロットル開度ＴＶＯが大きくなるほど高い値をとるように設定されている。
トルクコンバータ速度比演算部はこの補正量Ｇをエンジン回転数Ｎｅに付加して、トルクコンバータ速度比ρを次式により演算する。
ρ＝Ｎｐ／（Ｎｅ＋Ｇ） （１）
【００２２】
本実施の形態は以上のように構成され、トルクコンバータ速度比を演算するに際して、それぞれ対応する回転数センサ１１、１３の検出に基づくエンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数Ｎｐの単純な比ではなく、エンジン回転数Ｎｅ側にＧ（＝ａ／Ｎｅ）の補正項を加えて演算することにより、とくにアクセルペダル８の踏み込み初期において単純比Ｎｐ／Ｎｅよりも低い値となる速度比を得るものとした。
これによって、先の図９のトルク比線図上で高いトルク比が求められ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できるので、過小なライン圧でＶベルト５と可変プーリ間のすべりを発生させることがない。
【００２３】
また、アクセルペダル８の踏み込み初期を過ぎて、トルクコンバータ２の入出力間の回転数（Ｎｅ、Ｎｐ）が接近し定常状態になると、補正項の値が小さくなって実質単純比に近づくので、補正によるライン圧増大分も無視できるレベルとなり、一律に余裕代を付加する場合に比較して、燃費性能や耐久性が向上する。
【００２４】
つぎに、トルクコンバータ速度比演算部３２のトルクコンバータ速度比ρ算出の変形例について説明する。これは、エンジン回転数Ｎｅとプライマリプーリ回転数Ｎｐの単純比に対して直線近似による補正量を施すものである。
ここでは、単純比Ｎｐ／Ｎｅに対して、図５のように、アクセルペダル踏み込み初期のエンジン回転数が低いときの開始補正量を（−）αに設定し、エンジン回転数Ｎｅの増大に対応させて補正量Δρを０方向へ小さくする。ここで、ａは補正量変化開始点のエンジン回転数、ａ＋ｂは補正量変化終了点のエンジン回転数である。
【００２５】
この変形例でのトルクコンバータ速度比は次のように表わされる。
ρ＝（Ｎｐ／Ｎｅ）
＋Ｍｉｎ｛Ｍａｘ［ｃ（Ｎｅ−ａ）／ｂ，０］，ｃ｝−α （２）
ただし、ｃは補正量の最小値である。
式（２）における第２項は開始補正量からの補正低減量を表わし、図６に示す折れ線となる。また、ａ、ｂ、ｃおよびαの値は、スロットル開度ＴＶＯによって変化するので、とくに図示しないが、第２項以下の補正項はスロットル開度ＴＶＯをパラメータして複数の線図として表わされる。
【００２６】
これにより、エンジン回転数Ｎｅがａに達するまでは補正低減量０で、単純比Ｎｐ／Ｎｅに対する全補正量は−αとなる。エンジン回転数Ｎｅがａからａ＋ｂの間は、補正低減量がｃ／ｂの勾配で増大し、全補正量は小さくなる。そして、エンジン回転数Ｎｅがａ＋ｂの点で補正低減量がｃに達すると、その後は全補正量は−（α−ｃ）に保持される。
これによっても、簡単な演算式で、アクセルペダル８の踏み込み初期において実際値に近いトルクコンバータ速度比が得られ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できる。
【００２７】
さらに、トルクコンバータ速度比ρ算出の他の変形例について説明する。
これは、アクセルペダル８の踏み込み初期におけるプライマリプーリ回転数Ｎｐの変化に応じて、トルクコンバータ速度比のずれ量をあらかじめ求めておき、このずれ量を補正量とするものである。
図７はこの概念を示す図である。
（Ａ）はアクセルペダル８を解放したコースト安定走行時のプライマリプーリ回転数Ｎｐとエンジン回転数Ｎｅの比ρ１と、アクセルペダル８を全閉状態から踏み込んだときのセンサ不感時間におけるエンジン回転数Ｎｅの上昇後の速度比ρ２を並べて示したものである。
このρ１とρ２の差がセンサ不感時間に生じるトルクコンバータ速度比のずれとなる。
【００２８】
（Ｂ）は、ρ１とρ２の差をアクセルペダル８の踏み込み初期におけるエンジン回転数Ｎｅ軸に投影したものである。この特性は、踏み込み最初期に大きなトルクコンバータ速度比のずれが発生することを示す図１０と整合する。
（Ｃ）は、（Ａ）に表されたρ１とρ２の差をプライマリプーリ回転数Ｎｐ軸に投影したものであって、（Ｂ）に表されたトルクコンバータ速度比のずれと本質的に同じものである。とくに図示しないが、このずれ量Δρ（＝｜ρ１−ρ２｜）は、スロットル開度ＴＶＯをパラメータとして複数の線図として表わされる。
【００２９】
したがってこの変形例では、（Ｃ）のマップに基づいて、プライマリプーリ回転数Ｎｐベースのずれ量Δρを読み出し、これを補正量として、次式によりトルクコンバータ速度比ρを算出する。
ρ＝（Ｎｐ／Ｎｅ）−Δρ
Δρ＝ｆ（Ｎｅ，ＴＶＯ） （３）
これによっても、アクセルペダル８の踏み込み初期におけるセンサ不感によるずれを補正したトルクコンバータ速度比が得られ、無段変速機１への入力トルクを適正に推定できる。
【００３０】
なお、実施の形態では、トルクコンバータ速度比を求めるため、入力側回転速度として直接エンジン回転数センサ１１からエンジン回転数Ｎｅを読み込むものとしているが、たとえばエンジンを制御するエンジンコントロールユニットを介してエンジン回転数を入力する場合にも本発明はそのまま適用される。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、トルクコンバータを介してエンジンに接続されたＶベルト式の無段変速機において、可変プーリへのライン圧設定のため無段変速機への入力トルク推定に必要なトルクコンバータの速度比を求めるに際して、トルクコンバータの入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度の単純比に対して、アクセルペダル踏み込み直後の領域において入力側の回転速度を増大させる補正量を算出する補正量算出部を備えて、単純比を上記補正量により補正して速度比とするものとしたので、速度比の実際の変化に対する遅れがない。したがって、トルク比が過小に求められることがなく、無段変速機への入力トルクを適正に推定できるので、過小なライン圧によるＶベルトと可変プーリ間のすべりの発生が防止される。
【００３２】
また、このライン圧増大側への補正はアクセルペダル踏み込み直後の領域が対象であるから、一律に余裕代を付加する場合に比較して、燃費性能や耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成図である。
【図２】無段変速機のライン圧制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】無段変速機のライン圧制御の制御ブロック図である。
【図４】トルクコンバータ速度比の演算に用いる補正量および補正係数のマップである。
【図５】トルクコンバータ速度比演算の変形例における補正量を示す図である。
【図６】補正量算出のための補正低減量を示す図である。
【図７】他の変形例における補正量算出容量を示す説明図である。
【図８】トルクコンバータの速度比を求める要領を示す説明図である
【図９】トルクコンバータの速度比とトルク比の関係を示す図である。
【図１０】回転速度センサ検出値の単純比で求めたトルクコンバータの速度比を示す図である。
【図１１】従来例における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 無段変速機
２ トルクコンバータ
３ プライマリプーリ
４ セカンダリプーリ
５ Ｖベルト
８ アクセルペダル
１０ ＣＶＴコントロールユニット
１１ エンジン回転数センサ（入力側回転速度センサ）
１２ スロットルセンサ
１３ プライマリプーリ回転数センサ（出力側回転速度センサ）
１４ セカンダリプーリ回転数センサ
２０ 油圧コントロールバルブ
２１ ライン圧ソレノイド
３１ エンジントルク演算部
３２ トルクコンバータ速度比演算部
３３ 補正量算出部
３４ トルクコンバータトルク比演算部
３５ 入力トルク推定部
３６ ライン圧設定部
ρ トルクコンバータ速度比
Ｎｅ エンジン回転数
Ｎｐ プライマリプーリの回転数
Ｎｓ セカンダリプーリの回転数
ＴＶＯ スロットル開度
Claims (6)
- トルクコンバータを介してエンジンに接続され、プライマリプーリとセカンダリプーリからなる可変プーリとＶベルトとを有して、可変プーリへの油圧を制御する変速制御部により可変プーリのＶベルトとの接触幅を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリ間の変速比を連続的に変化させるＶベルト式の車両用無段変速機において、
前記変速制御部は、
エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算部と、
トルクコンバータの入力側の回転速度を検出する入力側回転速度センサと、
トルクコンバータの出力側の回転速度を検出する出力側回転速度センサと、
前記入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度に基づいて、トルクコンバータ入出力間の速度比を演算するトルクコンバータ速度比演算部と、
トルクコンバータ速度比からトルクコンバータ入出力間のトルク比を演算するトルク比演算部と、
前記トルク比とエンジンの出力トルクとから無段変速機への入力トルクを推定する入力トルク推定部と、
入力トルク推定部で推定された入力トルクに基づいて前記可変プーリへの油圧を設定するライン圧設定部とからなり、
前記トルクコンバータ速度比演算部は、アクセルペダル踏み込み初期の領域において前記入力側回転速度センサで検出された入力側の回転速度の逆数に比例する補正量を算出する補正量算出部を備え、前記出力側回転速度センサで検出された出力側の回転速度と前記入力側回転速度センサで検出された入力側の回転速度に前記補正量を加算した値との比を前記速度比として出力することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - トルクコンバータを介してエンジンに接続され、プライマリプーリとセカンダリプーリからなる可変プーリとＶベルトとを有して、可変プーリへの油圧を制御する変速制御部により可変プーリのＶベルトとの接触幅を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリ間の変速比を連続的に変化させるＶベルト式の車両用無段変速機において、
前記変速制御部は、
エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算部と、
トルクコンバータの入力側の回転速度を検出する入力側回転速度センサと、
トルクコンバータの出力側の回転速度を検出する出力側回転速度センサと、
前記入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度に基づいて、トルクコンバータ入出力間の速度比を演算するトルクコンバータ速度比演算部と、
トルクコンバータ速度比からトルクコンバータ入出力間のトルク比を演算するトルク比演算部と、
前記トルク比とエンジンの出力トルクとから無段変速機への入力トルクを推定する入力トルク推定部と、
入力トルク推定部で推定された入力トルクに基づいて前記可変プーリへの油圧を設定するライン圧設定部とからなり、
前記トルクコンバータ速度比演算部は、アクセルペダル踏み込み初期の領域において前記入力側回転速度センサで検出された入力側の回転速度が所定回転速度より低い間は負の一定値で、入力側の回転速度が前記所定回転速度以上になると所定勾配で前記一定値から増大する直線で表わされる関数として速度比の補正量を算出する補正量算出部を備え、前記出力側回転速度センサで検出された出力側の回転速度と入力側回転速度センサで検出された入力側の回転速度の単純比を前記補正量により補正した速度比を出力することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - トルクコンバータを介してエンジンに接続され、プライマリプーリとセカンダリプーリからなる可変プーリとＶベルトとを有して、可変プーリへの油圧を制御する変速制御部により可変プーリのＶベルトとの接触幅を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリ間の変速比を連続的に変化させるＶベルト式の車両用無段変速機において、
前記変速制御部は、
エンジンの出力トルクを演算するエンジントルク演算部と、
トルクコンバータの入力側の回転速度を検出する入力側回転速度センサと、
トルクコンバータの出力側の回転速度を検出する出力側回転速度センサと、
前記入力側回転速度センサと出力側回転速度センサで検出された各回転速度に基づいて、トルクコンバータ入出力間の速度比を演算するトルクコンバータ速度比演算部と、
トルクコンバータ速度比からトルクコンバータ入出力間のトルク比を演算するトルク比演算部と、
前記トルク比とエンジンの出力トルクとから無段変速機への入力トルクを推定する入力トルク推定部と、
入力トルク推定部で推定された入力トルクに基づいて前記可変プーリへの油圧を設定するライン圧設定部とからなり、
前記トルクコンバータ速度比演算部は、前記出力側回転速度センサと入力側回転速度センサで検出された各回転速度の単純比に対して、アクセルペダル踏み込み初期の領域において前記入力側の回転速度の検出値を増大させるような速度比の補正量を前記出力側の回転速度の関数として算出する補正量算出部を備え、前記単純比を前記補正量により補正した速度比を出力することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 前記変速制御部は、さらに前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサを有し、
前記補正量算出部は、前記スロットル開度センサにより検出されたスロットル開度に基づいて求められる基本補正量を前記入力側の回転速度により除することで前記補正量を算出することを特徴とする請求項１記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記変速制御部は、さらに前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサを有し、
前記補正量算出部は、スロットル開度をパラメータとして異なる複数の前記関数を有し、前記スロットル開度センサにより検出されたスロットル開度に応じて前記複数の関数から前記補正量を算出することを特徴とする請求項２記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記変速制御部は、さらに前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサを有し、
前記補正量算出部は、前記出力側の回転速度と前記スロットル開度センサにより検出されたスロットル開度の関数として補正量を算出し、
前記トルクコンバータ速度比演算部は、前記出力側の回転速度と入力側の回転速度の単純比に前記補正量を付加して前記速度比とするものであることを特徴とする請求項３記載の無段変速機の変速制御装置。
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