JP4152709B2 - Ｖベルト式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、Vベルト式無段変速機の変速制御に変速アクチュエータとしてステップモータを用いたVベルト式無段変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖベルト式無段変速機は、エンジン回転を入力されるプライマリプーリと、車輪に結合する出力側のセカンダリプーリとを両者のプーリＶ溝が整列するよう配置して具え、これらプーリのＶ溝にＶベルトを掛け渡して伝動系を構成する。
この伝動系を変速可能にするために、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジとし、他方のフランジを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。
これら可動フランジはそれぞれ、ライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧により固定フランジに向け附勢し、これによりＶベルトをプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリおよびセカンダリプーリ間での動力伝達を可能にする。
【０００３】
変速に際しては、変速アクチュエータ（通常はステップモータ）を目標変速比に対応した操作位置（ステップ数）にすることで、上記のプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に目標変速比対応の差圧を生じさせ、この差圧により両プーリのＶ溝幅を変更して目標変速比を実現することができる。この場合、上記ステップモータのステップ数(Step)を決定するには、運転状態に応じて求めた到達変速比(ｉp)をもとに決定した目標変速比(Ip)から図６に例示するような予定のStep-Ip特性を基に当該ステップ数を検索して求めることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１７０８９１号公報（第２図、第３図）
【０００５】
ところで、ステップモータなどの変速アクチュエータは、変速アクチュエータが目標変速比Ｉpのもとに当然あるべき目標変速比対応操作位置に対して実際の操作位置（実操作位置）がずれを生じる場合（ステップモータで言うところの脱調）を考慮して、常に目標変速比Ｉpをフィードバック制御して変速アクチュエータのズレを補正することが一般的である。
【０００６】
しかしながら、車が停止または停止する直前の極低車速域にあっては、フィードバック制御に要する各種センサの精度が低下するなどの理由から、目標変速比Ｉpをフィードバック制御からオープン制御に切り替えて制御しなければならない。
【０００７】
このため、上記のような極低車速域にあっては、例えば目標変速比対応操作位置に対して実操作位置が最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに近い側、即ち、Ｌｏｗ側にずれを生じていた場合、そのずれ分のフィードバック補正が行われなくなるため、変速アクチュエータの操作位置を実際には、最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに向かう方向に制御してしまうことがある。
【０００８】
こうした状態では、プライマリプーリ圧が低下し続けるため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリ間に掛け渡したＶベルトに滑りが生じてベルトの耐久性を低下させるという問題を考慮する必要があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決すべき課題は、かかる事実認識に基づいてなされたものであって、Ｖベルト式無段変速機の変速制御に変速アクチュエータとしてステップモータを用いたＶベルト式無段変速機の変速制御装置において、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの極低車速域にて生じるステップモータの最低速変速比に向かう方向への過剰な制御を抑制し、もってＶベルトの滑りを防止することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明である請求項１に記載のＶベルト式無段変速機の変速制御装置は、入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡して備えると共に、プライマリプーリの可動フランジと変速リンクを介して連結されるステップモータを備え、このステップモータを目標変速比に対応した操作位置にすることで、変速リンクを可動フランジとの連結部を支点にして揺動させて、変速リンクの中程に連結した変速制御弁を、プライマリプーリ室にライン圧を供給してプライマリ圧を増圧する増圧位置、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで減圧する減圧位置に切り替え、当該変速制御弁によりライン圧を元圧として作り出されたプライマリプーリ圧、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで作り出されたプライマリプーリ圧と、セカンダリプーリ圧との間の差圧により、両プーリのＶ溝幅を変更して前記目標変速比を実現するようにしたＶベルト式無段変速機の変速制御装置において、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの極低車速を予め設定し、車速が当該極低車速となったとき、ステップモータの操作位置をその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側に移動することを禁止することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項１に係る発明は、車速が予め設定した極低車速となったとき、その時点よりも所定時間前に検出したプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数から実回転数比を求め、この実回転数比と予め設定した所定の回転数比との差分で表される第一の変速比と、車速が極低車速となったときに予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比として換算した第二の変速比と、車速が極低車速となったときのステップモータに指令される目標変速比対応操作位置をもとに換算した第三の変速比とを比較して、これら変速比のうちで最も最高速変速比に近い変速比を選択し、この変速比で表される目標変速比をもとに換算した目標変速比対応操作位置を保持して該目標変速比を固定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお本発明において、第一の変速比は、所定時間前の実回転数比と予め設定した所定の回転数比との差分で表されるとしたが、この場合、所定の回転数比は、０（ゼロ）を含めた値であればよい。また第二の変速比を換算するにあたって、車両の走行状態としては、例えばスロットル開度、セカンダリプーリ回転数および車速などがあり、また予め設定された変速特性としては、例えばスロットル開度および車速から目標変速機入力回転数を換算するものがあり、この場合、第二の変速比は、セカンダリプーリ回転数および目標変速機入力回転数から換算することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明である請求項１に記載のＶベルト式無段変速機の変速制御装置は、車速が予め設定した極低車速となったとき、ステップモータの操作位置をその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側に移動することを禁止するから、極低車速域にて、ステップモータの実操作位置が目標変速比対応操作位置に比べて最低速変速比にずれていたとしても、ステップモータのその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側への操作が禁止されるので、極低車速域においてプライマリプーリ圧の低下することがない。したがって、本発明によれば、ベルト滑りによる耐久性の低下を防止することができる。
【００１５】
また請求項１に記載の発明は、車速が極低車速となるよりも所定時間前に実際のプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数から導き出された第一の変速比と、車速が極低車速となったときに変速特性から車両の走行状態をもとに導き出された第二の変速比と、車速が極低車速となったときのステップモータに指令される目標変速比対応操作位置をもとに導き出された第三の変速比とを比較して、これらのうちで最も最高速変速比に近い変速比を目標変速比として選択し、この目標変速比をもとに換算した目標変速比対応操作位置を保持して該目標変速比を固定する。
【００１６】
かかる構成によれば、急減速時などのステップモータの操作位置に対して実変速比が追従しない場合、即ち、極低車速域になったときに目標変速比対応操作位置の方が実変速比に対して最低速側の操作位置となってしまい、目標変速比対応位置のままではプライマリプーリ圧が低下してしまう位置関係になるような場合であっても、最高速側にステップモータが操作されるので、その結果、プライマリプーリ圧の低下を防止することができ、ベルトの滑りを防止することができる。
【００１７】
さらに請求項１に記載の発明は、上記変速制御装置において、前記極低車速を、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの車速とするから、変速比のフィードバック制御からオープン制御に切り換わる極低車速域にてステップモータの実操作位置が目標変速比対応操作位置に比べて最低速変速比に向かう方向にずれを生じる場合も、フィードバック制御を行うことなく、ステップモータが最低速変速比に向かう方向への制御を抑制することができる。
【００１８】
従って請求項１に記載の発明によれば、ステップモータのフィードバック制御の有無に関わらず、プライマリプーリ圧が常に補償されるため、Ｖベルトに滑りを生じさせることなく、Vベルトの耐久性の低下を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図を参照して詳細に説明する。
図１は、Ｖベルト式無段変速機１の概略を示し、このＶベルト式無段変速機はプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３を両者のＶ溝が整列するよう配して具え、これらプーリ２，３のＶ溝にＶベルト４を掛け渡す。
プライマリプーリ２に同軸にエンジン５を配置し、このエンジン５およびプライマリプーリ２間にエンジン５の側から順次ロックアップトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。
【００２０】
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を具え、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に伝達し、後進ブレーキ７ｃ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逆転減速下にプライマリプーリ２へ伝達するものとする。
【００２１】
プライマリプーリ２への回転は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装置１０を経て図示せざる車輪に至る。
上記の動力伝達中にプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３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。これら可動フランジ２ｂ，３ｂはそれぞれ、詳しくは後述するごとくに制御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に向け附勢し、これによりＶベルト４をプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間での前記動力伝達を可能にする。
なお本実施の形態においては特に、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
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、スロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ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の制御を司る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時間）とを入力する。
【００２４】
変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２は図２に示すごときもので、先ず変速制御油圧回路１１について以下に説明する。
この回路は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を具え、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へ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へ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。
【００２５】
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Ｉpに対応したステップ数Stepだけ進んだ操作位置にされ、かかるステップモータ２７の操作により変速リンク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となす。
これにより、プライマリプーリ圧Ppriがライン圧ＰＬを元圧として増圧されたり、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ハイ(Ｈｉ)側変速比へのアップシフトまたはロー(Ｌｏｗ)側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比Ｉpに向けての変速が生起される。
【００２６】
当該変速の進行は、プライマリプーリの可動フランジ２ｃを介して変速リンク２６の対応端にフィードバックされ、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Ｉp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Ｉpを保つことができる。
【００２７】
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（ステップ数Step）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により決定し、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。
圧力制御部１２ａは、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後述のように決定し、変速制御部１２ｂは以下のようにしてステップモータ２７の駆動ステップ数(Step)を決定する。
【００２８】
つまり変速制御部１２ｂは先ず、セカンダリプーリ回転数Nsecから求め得る車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯを用いて後述の図５に示す如くの予定の変速マップを基に目標入力回転数Ｎio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ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯ）に応じた到達変速比Ｄratioを求める。
次いで、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ｉpを演算し、上記到達変速比Ｄratio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ｉpを目標変速速度で到達変速比Ｄratioから決定される目標変速比Ｉpに漸近させるための変速比指令を求める。
そして、この変速比指令を実現するためのステップモータ２７のステップ数(Step)を求め、これをステップモータ２７に指令することで前記の変速動作により目標変速比Ｉpを達成することができる。但し、ステップモータ２７のステップ数(Step)を決定するには、運転状態に応じた目標変速比Ipから図６に例示するような予定のStep-Ip特性を基に当該ステップ数を検索して求める。
【００２９】
一方、ステップモータ２７は、変速機コントローラ１２で認識している目標変速比Ｉpのもとに当然あるべきステップモータ２７のステップ数、つまり変速アクチュエータに指令する目標変速比対応ステップ数Ａstepに対して脱調などによって実際のステップ数（実ステップ数）Ｂstepがずれを生じる場合があるが、実変速比ｉpをフィードバック制御により目標変速比に追従させてそのようなズレを補正している。
【００３０】
しかしながら、車両が停止または停止する直前の極低車速域、例えば車速ＶＳＰがα＝３km/h以下の車速域にあっては、フィードバック制御に要する各種センサの精度が低下するなどの理由から、ステップモータ２７をフィードバック制御からオープン制御に切り替えて制御しなければならない。
【００３１】
このため、上記のような極低車速域にあっては、目標変速比対応ステップ数Ａstepに対して実ステップ数Ｂstepがダウンシフト方向にずれを生じていても、そのずれ分をフィードバック補正しないままで制御を続けるため、例えば、ステップモータ２７が脱調しているような場合には、ステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepを目標変速比対応ステップ数Ａstepしたよりも最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに近い側、即ち、ダウンシフト方向に制御してしまうことがある。
【００３２】
そこで本実施形態では、変速機コントローラ１２では、極低車速α以下でのステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数Ａstepを図３および図４に示すように求め、車両が極低車速域にあるときは、この目標変速比対応ステップ数Ａstepを保持することにより目標変速比Ｉpを固定する。
【００３３】
図３の制御フローチャートでは、ステップ１１０にて、車両が極低車速ＴＶＯ＝α以下となって目標変速比Ｉpを固定する変速固定モードであるかどうかを判定する。この判定は、セカンダリプーリ回転センサ１４から求めた車速ＶＳＰが予め設定した極低車速α（例えば３km/h）以下になったかどうかで行う。
【００３４】
ステップ１１０にて、車速ＶＳＰが極低車速α以下でなければ、変速固定モードでない通常の変速制御としてステップ１１１に移行し、予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比Ｄratioを換算する。
【００３５】
本実施形態では、到達変速比Ｄratioを換算するにあたって、車両の走行状態として、スロットル開度ＴＶＯ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecおよび車速ＶＳＰを用い、予め設定された変速特性を表すものとしては、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから目標変速機入力回転数Ｎioを換算する変速パターンを使用する。
【００３６】
具体的には、図５の実線で示すような予定の変速パターンをもとに、車速ＶＳＰとそのときのスロットル開度ＴＶＯから目標変速機入力回転数Ｎioを求める。そしてこの目標変速機入力回転数Ｎioと、このときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecから換算したプーリ比（Ｎio／Ｎsec）が到達変速比Ｄratioとなる。
【００３７】
そしてステップ１１２にて、この到達変速比Ｄratioから変速機コントローラ１２が認識しステップモータ２７に指令する目標変速比Ｉpを算出したのち、ステップ１１３にて、目標変速比Ｉpから図６のStep-Ip特性を基に決定したステップモータ２７のステップ数を変速速度などを考慮して適宜補正し、この補正ステップ数をステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数ＡStepとして算出する。
【００３８】
これに対しステップ１１０にて、車速ＶＳＰが極低車速α以下であれば、変速固定モードとしてステップ１１３に移行し、このステップ１１３にて、変速固定モードに入ってからの制御が１サイクル目であるかどうかを判定する。このステップ１１３にて変速固定モードに入ってからの制御が１サイクル目であれば、ステップ１１４にて、異なる手段で求めた３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)を比較し、これらの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最高速変速比（最Ｈｉ変速比）Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択する。
【００３９】
第一の変速比Ｉp(a)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなった時点ｔ1よりも所定時間Δｔ（例えば１００msec）前に検出したプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから実プーリ比、即ち実変速比Ｉold（＝Ｎpri／Ｎsec）を求め、この実プーリ比Ｉoldと予め設定した所定の回転数比ΔＩ（例えば０．２６）との差分（Ｉold−ΔＩ）で求められる。なお回転数比ΔＩは、０（ゼロ）を含めた値であればよく、例えばＩp(a)＝Ｉoldをも許容する。
【００４０】
次に、第二の変速比Ｉp(b)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比Ｄratio(b)として換算される。
【００４１】
本実施形態では、ステップ１１１と同様、第二の変速比Ｉp(b)を換算するにあたって、車両の走行状態として、スロットル開度ＴＶＯ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecおよび車速ＶＳＰを用い、予め設定された変速特性を表すものとしては、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから目標変速機入力回転数Ｎioを換算する変速パターンを使用する。
【００４２】
具体的には、図５の実線で示すような予定の変速パターンをもとに、車速ＶＳＰ＝αとそのときのスロットル開度ＴＶＯ（例えばＴＶＯ＝４／８）から目標変速機入力回転数Ｎio（＝Ｎ1）を求める。そしてこの目標変速機入力回転数Ｎioと、車速ＶＳＰが極低車速αとなるときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecから換算した到達変速比Ｄratio（Ｎio／Ｎsec）が第二の変速比Ｉp(b)（＝Ｎio／Ｎsec）となる。
【００４３】
さらに第三の変速比Ｉp(c)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに逆換算された変速比、即ち、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの目標変速比Ｉpとなる。具体的には、図６に例示するような予定のStep-Ip特性をもとに、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの目標変速比対応ステップ数Ａstepから逆換算した変速比Ｉpが第三の変速比Ｉp(c)となる。
【００４４】
ステップ１１５にて、これらの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最高速変速比（最Ｈｉ変速比）Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択すると、ステップ１１３にて、この選択された目標変速比Ｉpから図６のStep-Ip特性を基に新たなステップモータ２７のステップ数ＡStepを決定し、フローを終了する。これ以降、ステップ１１０にて、変速固定モードであると判定されると、ステップ１１４からステップ１１６に移行し、このステップ１１６にて、前回のステップ１１５で決定された目標変速比Ｉpを算出したのち、ステップ１１３にて目標変速比Ｉpをもとに決定された前回の目標変速比対応ステップ数ＡStepを保持する。
【００４５】
図３の制御プログラムをブロック線図により示すと図４の如くに表され、第一変速比演算部３１では、車速ＶＳＰが極低車速αとなった時点ｔ1よりも所定時間Δｔ前の実変速比Ｉoldから所定値ΔＩを差し引いて第一の変速比Ｉp(a)（＝Ｉold−ΔＩ）を求める。また第二変速比演算部３２では、まず目標変速機入力回転数演算部３２ａにて車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯの入力から図５に示す如くの変速パターンをもとに目標変速機入力回転数Ｎioを求め、この目標変速機入力回転数Ｎioを次の到達変速比演算部３２ｂにて、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecで除算して第二の変速比Ｉp(b)（＝Ｎio／Ｎsec）を求める。さらに第三変速比演算部３３では、車速ＶＳＰが極低車速αになったときの目標変速比対応ステップ数Ａstepから図６に示す如くのStep-Ip特性を基に第三の変速比Ｉp(c)を逆換算により求める。
【００４６】
セレクトロー選択部３４では、３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択し、この目標変速比Ｉpを保持する。
【００４７】
図７に示す極低車速から停止までのタイムチャートにより、上述した変速制御を説明すると、極低車速αとなるまでは、変速機コントローラ１２からステップモータ２７に指令される実線で示す目標変速比対応ステップ数Ａstepと破線で示す実際のステップ数（実ステップ数）Ｂstepとの間に脱調などによるずれΔstepが生じても、そのずれΔstep分を常にフィードバック補正しているが、車速ＶＳＰが時間ｔ1にて極低車速αとなると、フィードバック制御からオープン制御となる。
【００４８】
このため、時間ｔ1にて、車速ＶＳＰが極低車速αとなるよりも所定時間Δｔ前に実際のプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから導き出された一点鎖線上の実プーリ比Ｉoldと所定プーリ比ΔＩとの差分となる第一の変速比Ｉp(a)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに変速パターンからスロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecをもとに導き出された二点鎖線上の第二の変速比Ｉp(b)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの破線で示す目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに導き出された第三の変速比Ｉp(c)とを比較する。
【００４９】
本実施形態では、３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比が第三の変速比Ｉp(c)となるため、この第三の変速比Ｉp(c)を目標変速比Ｉpとして選択し、時間ｔ1以降は、目標変速比Ｉp（＝Ｉp(c)）をもとに換算した新たなステップモータ２７のステップ数Ａstepを維持して該目標変速比Ｉp（＝Ｉp(c)）を固定する。
【００５０】
これにより、プライマリプーリ圧Ｐpriは、フィードバック制御からオープン制御となったのちも、目標変速比対応ステップ数Ａstepと実ステップ数ＢstepとのずれΔstepによってステップモータ２７がダウンシフト方向に駆動されることはなく、安定した圧力を保持することができる。
【００５１】
かかる構成によれば、極低車速域にてステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepが目標変速比対応ステップ数Ａstepに比べて最Ｌｏｗ変速比Ｉmin（最低速変速比）にずれていたとしても、ステップモータ２７のその時点での目標変速比対応ステップ数Ａstepよりも最Ｌｏｗ変速比Ｉmin側への操作が禁止されるので、極低車速域においてプライマリプーリ圧Ｐpriの低下することがない。従ってVベルト４の滑りによる耐久性の低下を防止することができる。
【００５２】
また本実施形態は、極低車速域を、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの車速ＶＳＰ（３km/h以下）とするから、変速比のフィードバック制御からオープン制御に切り換わる極低車速域にてステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepが目標変速比対応ステップ数Ａstepに比べて最Ｌｏｗ変速比Ｉminに向かう方向にずれを生じる場合も、フィードバック制御を行うことなく、ステップモータ２７が最Ｌｏｗ変速比Ｉminに向かう方向への制御を抑制することができる。
【００５３】
従って本実施形態によれば、ステップモータ２７のフィードバック制御の有無に関わらず、プライマリプーリ圧Ｐpriが常に補償されるため、Ｖベルト４に滑りを生じさせることがなく、Vベルト４の耐久性の低下を防止することができる。
【００５４】
特に本実施形態によれば、車速ＶＳＰが極低車速αとなるよりも所定時間Δｔ前に実際のプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから導き出された第一の変速比Ｉp(a)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに変速特性から車両の走行状態をもとに導き出された第二の変速比Ｉp(b)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのステップモータ２７に指令される目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに導き出された第三の変速比Ｉp(c)とを比較して、これらのうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択し、この目標変速比Ｉpをもとに換算した目標変速比対応ステップ数Ａstepを保持して該目標変速比Ｉpを固定するから、急減速時などのステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepに対して実変速比ｉpが追従しない場合、即ち、極低車速域になったときに目標変速比対応ステップ数Ａstepの方が実変速比ｉpに対して最Ｌｏｗ変速比側のステップ数となってしまい、目標変速比対応ステップ数Ａstepのままではプライマリプーリ圧Ｐpriが低下してしまう位置関係になるような場合であっても、最高速側にステップモータ２７が操作されるので、その結果、プライマリプーリ圧Ｐpriの低下を防止することができ、Ｖベルト４の滑りを防止することができる。
【００５５】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば第二の変速比Ｉp(b)は、図５の変速パターンに替えて、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯから目標エンジン回転数Ｎeを算出する変速パターンを用い、この目標エンジン回転数Ｎeとセカンダリプーリ回転数Ｎsecとの除算から算出される値であってもよい。さらにスロットル開度ＴＶＯは、アクセルペダル踏み込む量ＡＰＯに置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態になる変速制御装置を備えたＶベルト式無段変速機を、その変速制御システムと共に示す概念図である。
【図２】 同変速制御システムの詳細を示すブロック線図である。
【図３】 同実施形態における変速機コントローラの変速制御部が実行し、極低車速域における目標変速比対応ステップ数を換算するための制御プログラムのフローチャートである。
【図４】 目標変速比対応ステップ数を換算するための演算処理を示すブロック図である。
【図５】 到達変速比を換算するのに用いるＶベルト式無段変速機の変速パターンを示す線図である。
【図６】 変速用ステップモータの変速比−ステップ数特性を示す線図である。
【図７】 本実施形態における変速制御装置の動作を示すタイムチャート線図である。
【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 ロックアップトルクコンバータ
７ 前後進切り替え機構
８ 出力軸
９ 歯車組
10 ディファレンシャルギヤ装置
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 スロットル開度センサ
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（変速アクチュエータ）
31 第一変速比演算部
32 第一変速比演算部
32ａ 到達変速機入力回転数演算部
32ｂ 到達変速比演算部
33 第三変速比演算部
34 セレクトロー選択部
【発明の属する技術分野】
本発明は、Vベルト式無段変速機の変速制御に変速アクチュエータとしてステップモータを用いたVベルト式無段変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖベルト式無段変速機は、エンジン回転を入力されるプライマリプーリと、車輪に結合する出力側のセカンダリプーリとを両者のプーリＶ溝が整列するよう配置して具え、これらプーリのＶ溝にＶベルトを掛け渡して伝動系を構成する。
この伝動系を変速可能にするために、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジとし、他方のフランジを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。
これら可動フランジはそれぞれ、ライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧により固定フランジに向け附勢し、これによりＶベルトをプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリおよびセカンダリプーリ間での動力伝達を可能にする。
【０００３】
変速に際しては、変速アクチュエータ（通常はステップモータ）を目標変速比に対応した操作位置（ステップ数）にすることで、上記のプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に目標変速比対応の差圧を生じさせ、この差圧により両プーリのＶ溝幅を変更して目標変速比を実現することができる。この場合、上記ステップモータのステップ数(Step)を決定するには、運転状態に応じて求めた到達変速比(ｉp)をもとに決定した目標変速比(Ip)から図６に例示するような予定のStep-Ip特性を基に当該ステップ数を検索して求めることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１７０８９１号公報（第２図、第３図）
【０００５】
ところで、ステップモータなどの変速アクチュエータは、変速アクチュエータが目標変速比Ｉpのもとに当然あるべき目標変速比対応操作位置に対して実際の操作位置（実操作位置）がずれを生じる場合（ステップモータで言うところの脱調）を考慮して、常に目標変速比Ｉpをフィードバック制御して変速アクチュエータのズレを補正することが一般的である。
【０００６】
しかしながら、車が停止または停止する直前の極低車速域にあっては、フィードバック制御に要する各種センサの精度が低下するなどの理由から、目標変速比Ｉpをフィードバック制御からオープン制御に切り替えて制御しなければならない。
【０００７】
このため、上記のような極低車速域にあっては、例えば目標変速比対応操作位置に対して実操作位置が最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに近い側、即ち、Ｌｏｗ側にずれを生じていた場合、そのずれ分のフィードバック補正が行われなくなるため、変速アクチュエータの操作位置を実際には、最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに向かう方向に制御してしまうことがある。
【０００８】
こうした状態では、プライマリプーリ圧が低下し続けるため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリ間に掛け渡したＶベルトに滑りが生じてベルトの耐久性を低下させるという問題を考慮する必要があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決すべき課題は、かかる事実認識に基づいてなされたものであって、Ｖベルト式無段変速機の変速制御に変速アクチュエータとしてステップモータを用いたＶベルト式無段変速機の変速制御装置において、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの極低車速域にて生じるステップモータの最低速変速比に向かう方向への過剰な制御を抑制し、もってＶベルトの滑りを防止することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明である請求項１に記載のＶベルト式無段変速機の変速制御装置は、入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡して備えると共に、プライマリプーリの可動フランジと変速リンクを介して連結されるステップモータを備え、このステップモータを目標変速比に対応した操作位置にすることで、変速リンクを可動フランジとの連結部を支点にして揺動させて、変速リンクの中程に連結した変速制御弁を、プライマリプーリ室にライン圧を供給してプライマリ圧を増圧する増圧位置、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで減圧する減圧位置に切り替え、当該変速制御弁によりライン圧を元圧として作り出されたプライマリプーリ圧、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで作り出されたプライマリプーリ圧と、セカンダリプーリ圧との間の差圧により、両プーリのＶ溝幅を変更して前記目標変速比を実現するようにしたＶベルト式無段変速機の変速制御装置において、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの極低車速を予め設定し、車速が当該極低車速となったとき、ステップモータの操作位置をその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側に移動することを禁止することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項１に係る発明は、車速が予め設定した極低車速となったとき、その時点よりも所定時間前に検出したプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数から実回転数比を求め、この実回転数比と予め設定した所定の回転数比との差分で表される第一の変速比と、車速が極低車速となったときに予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比として換算した第二の変速比と、車速が極低車速となったときのステップモータに指令される目標変速比対応操作位置をもとに換算した第三の変速比とを比較して、これら変速比のうちで最も最高速変速比に近い変速比を選択し、この変速比で表される目標変速比をもとに換算した目標変速比対応操作位置を保持して該目標変速比を固定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお本発明において、第一の変速比は、所定時間前の実回転数比と予め設定した所定の回転数比との差分で表されるとしたが、この場合、所定の回転数比は、０（ゼロ）を含めた値であればよい。また第二の変速比を換算するにあたって、車両の走行状態としては、例えばスロットル開度、セカンダリプーリ回転数および車速などがあり、また予め設定された変速特性としては、例えばスロットル開度および車速から目標変速機入力回転数を換算するものがあり、この場合、第二の変速比は、セカンダリプーリ回転数および目標変速機入力回転数から換算することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明である請求項１に記載のＶベルト式無段変速機の変速制御装置は、車速が予め設定した極低車速となったとき、ステップモータの操作位置をその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側に移動することを禁止するから、極低車速域にて、ステップモータの実操作位置が目標変速比対応操作位置に比べて最低速変速比にずれていたとしても、ステップモータのその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側への操作が禁止されるので、極低車速域においてプライマリプーリ圧の低下することがない。したがって、本発明によれば、ベルト滑りによる耐久性の低下を防止することができる。
【００１５】
また請求項１に記載の発明は、車速が極低車速となるよりも所定時間前に実際のプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数から導き出された第一の変速比と、車速が極低車速となったときに変速特性から車両の走行状態をもとに導き出された第二の変速比と、車速が極低車速となったときのステップモータに指令される目標変速比対応操作位置をもとに導き出された第三の変速比とを比較して、これらのうちで最も最高速変速比に近い変速比を目標変速比として選択し、この目標変速比をもとに換算した目標変速比対応操作位置を保持して該目標変速比を固定する。
【００１６】
かかる構成によれば、急減速時などのステップモータの操作位置に対して実変速比が追従しない場合、即ち、極低車速域になったときに目標変速比対応操作位置の方が実変速比に対して最低速側の操作位置となってしまい、目標変速比対応位置のままではプライマリプーリ圧が低下してしまう位置関係になるような場合であっても、最高速側にステップモータが操作されるので、その結果、プライマリプーリ圧の低下を防止することができ、ベルトの滑りを防止することができる。
【００１７】
さらに請求項１に記載の発明は、上記変速制御装置において、前記極低車速を、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの車速とするから、変速比のフィードバック制御からオープン制御に切り換わる極低車速域にてステップモータの実操作位置が目標変速比対応操作位置に比べて最低速変速比に向かう方向にずれを生じる場合も、フィードバック制御を行うことなく、ステップモータが最低速変速比に向かう方向への制御を抑制することができる。
【００１８】
従って請求項１に記載の発明によれば、ステップモータのフィードバック制御の有無に関わらず、プライマリプーリ圧が常に補償されるため、Ｖベルトに滑りを生じさせることなく、Vベルトの耐久性の低下を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図を参照して詳細に説明する。
図１は、Ｖベルト式無段変速機１の概略を示し、このＶベルト式無段変速機はプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３を両者のＶ溝が整列するよう配して具え、これらプーリ２，３のＶ溝にＶベルト４を掛け渡す。
プライマリプーリ２に同軸にエンジン５を配置し、このエンジン５およびプライマリプーリ２間にエンジン５の側から順次ロックアップトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。
【００２０】
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を具え、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に伝達し、後進ブレーキ７ｃ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逆転減速下にプライマリプーリ２へ伝達するものとする。
【００２１】
プライマリプーリ２への回転は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装置１０を経て図示せざる車輪に至る。
上記の動力伝達中にプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３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。これら可動フランジ２ｂ，３ｂはそれぞれ、詳しくは後述するごとくに制御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に向け附勢し、これによりＶベルト４をプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間での前記動力伝達を可能にする。
なお本実施の形態においては特に、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
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、スロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ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の制御を司る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時間）とを入力する。
【００２４】
変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２は図２に示すごときもので、先ず変速制御油圧回路１１について以下に説明する。
この回路は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を具え、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へ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へ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。
【００２５】
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Ｉpに対応したステップ数Stepだけ進んだ操作位置にされ、かかるステップモータ２７の操作により変速リンク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となす。
これにより、プライマリプーリ圧Ppriがライン圧ＰＬを元圧として増圧されたり、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ハイ(Ｈｉ)側変速比へのアップシフトまたはロー(Ｌｏｗ)側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比Ｉpに向けての変速が生起される。
【００２６】
当該変速の進行は、プライマリプーリの可動フランジ２ｃを介して変速リンク２６の対応端にフィードバックされ、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Ｉp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Ｉpを保つことができる。
【００２７】
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（ステップ数Step）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により決定し、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。
圧力制御部１２ａは、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後述のように決定し、変速制御部１２ｂは以下のようにしてステップモータ２７の駆動ステップ数(Step)を決定する。
【００２８】
つまり変速制御部１２ｂは先ず、セカンダリプーリ回転数Nsecから求め得る車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯを用いて後述の図５に示す如くの予定の変速マップを基に目標入力回転数Ｎio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ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯ）に応じた到達変速比Ｄratioを求める。
次いで、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ｉpを演算し、上記到達変速比Ｄratio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ｉpを目標変速速度で到達変速比Ｄratioから決定される目標変速比Ｉpに漸近させるための変速比指令を求める。
そして、この変速比指令を実現するためのステップモータ２７のステップ数(Step)を求め、これをステップモータ２７に指令することで前記の変速動作により目標変速比Ｉpを達成することができる。但し、ステップモータ２７のステップ数(Step)を決定するには、運転状態に応じた目標変速比Ipから図６に例示するような予定のStep-Ip特性を基に当該ステップ数を検索して求める。
【００２９】
一方、ステップモータ２７は、変速機コントローラ１２で認識している目標変速比Ｉpのもとに当然あるべきステップモータ２７のステップ数、つまり変速アクチュエータに指令する目標変速比対応ステップ数Ａstepに対して脱調などによって実際のステップ数（実ステップ数）Ｂstepがずれを生じる場合があるが、実変速比ｉpをフィードバック制御により目標変速比に追従させてそのようなズレを補正している。
【００３０】
しかしながら、車両が停止または停止する直前の極低車速域、例えば車速ＶＳＰがα＝３km/h以下の車速域にあっては、フィードバック制御に要する各種センサの精度が低下するなどの理由から、ステップモータ２７をフィードバック制御からオープン制御に切り替えて制御しなければならない。
【００３１】
このため、上記のような極低車速域にあっては、目標変速比対応ステップ数Ａstepに対して実ステップ数Ｂstepがダウンシフト方向にずれを生じていても、そのずれ分をフィードバック補正しないままで制御を続けるため、例えば、ステップモータ２７が脱調しているような場合には、ステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepを目標変速比対応ステップ数Ａstepしたよりも最低速変速比（最Ｌｏｗ変速比）Ｉminに近い側、即ち、ダウンシフト方向に制御してしまうことがある。
【００３２】
そこで本実施形態では、変速機コントローラ１２では、極低車速α以下でのステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数Ａstepを図３および図４に示すように求め、車両が極低車速域にあるときは、この目標変速比対応ステップ数Ａstepを保持することにより目標変速比Ｉpを固定する。
【００３３】
図３の制御フローチャートでは、ステップ１１０にて、車両が極低車速ＴＶＯ＝α以下となって目標変速比Ｉpを固定する変速固定モードであるかどうかを判定する。この判定は、セカンダリプーリ回転センサ１４から求めた車速ＶＳＰが予め設定した極低車速α（例えば３km/h）以下になったかどうかで行う。
【００３４】
ステップ１１０にて、車速ＶＳＰが極低車速α以下でなければ、変速固定モードでない通常の変速制御としてステップ１１１に移行し、予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比Ｄratioを換算する。
【００３５】
本実施形態では、到達変速比Ｄratioを換算するにあたって、車両の走行状態として、スロットル開度ＴＶＯ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecおよび車速ＶＳＰを用い、予め設定された変速特性を表すものとしては、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから目標変速機入力回転数Ｎioを換算する変速パターンを使用する。
【００３６】
具体的には、図５の実線で示すような予定の変速パターンをもとに、車速ＶＳＰとそのときのスロットル開度ＴＶＯから目標変速機入力回転数Ｎioを求める。そしてこの目標変速機入力回転数Ｎioと、このときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecから換算したプーリ比（Ｎio／Ｎsec）が到達変速比Ｄratioとなる。
【００３７】
そしてステップ１１２にて、この到達変速比Ｄratioから変速機コントローラ１２が認識しステップモータ２７に指令する目標変速比Ｉpを算出したのち、ステップ１１３にて、目標変速比Ｉpから図６のStep-Ip特性を基に決定したステップモータ２７のステップ数を変速速度などを考慮して適宜補正し、この補正ステップ数をステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数ＡStepとして算出する。
【００３８】
これに対しステップ１１０にて、車速ＶＳＰが極低車速α以下であれば、変速固定モードとしてステップ１１３に移行し、このステップ１１３にて、変速固定モードに入ってからの制御が１サイクル目であるかどうかを判定する。このステップ１１３にて変速固定モードに入ってからの制御が１サイクル目であれば、ステップ１１４にて、異なる手段で求めた３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)を比較し、これらの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最高速変速比（最Ｈｉ変速比）Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択する。
【００３９】
第一の変速比Ｉp(a)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなった時点ｔ1よりも所定時間Δｔ（例えば１００msec）前に検出したプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから実プーリ比、即ち実変速比Ｉold（＝Ｎpri／Ｎsec）を求め、この実プーリ比Ｉoldと予め設定した所定の回転数比ΔＩ（例えば０．２６）との差分（Ｉold−ΔＩ）で求められる。なお回転数比ΔＩは、０（ゼロ）を含めた値であればよく、例えばＩp(a)＝Ｉoldをも許容する。
【００４０】
次に、第二の変速比Ｉp(b)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比Ｄratio(b)として換算される。
【００４１】
本実施形態では、ステップ１１１と同様、第二の変速比Ｉp(b)を換算するにあたって、車両の走行状態として、スロットル開度ＴＶＯ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecおよび車速ＶＳＰを用い、予め設定された変速特性を表すものとしては、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから目標変速機入力回転数Ｎioを換算する変速パターンを使用する。
【００４２】
具体的には、図５の実線で示すような予定の変速パターンをもとに、車速ＶＳＰ＝αとそのときのスロットル開度ＴＶＯ（例えばＴＶＯ＝４／８）から目標変速機入力回転数Ｎio（＝Ｎ1）を求める。そしてこの目標変速機入力回転数Ｎioと、車速ＶＳＰが極低車速αとなるときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecから換算した到達変速比Ｄratio（Ｎio／Ｎsec）が第二の変速比Ｉp(b)（＝Ｎio／Ｎsec）となる。
【００４３】
さらに第三の変速比Ｉp(c)は、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのステップモータ２７の目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに逆換算された変速比、即ち、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの目標変速比Ｉpとなる。具体的には、図６に例示するような予定のStep-Ip特性をもとに、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの目標変速比対応ステップ数Ａstepから逆換算した変速比Ｉpが第三の変速比Ｉp(c)となる。
【００４４】
ステップ１１５にて、これらの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最高速変速比（最Ｈｉ変速比）Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択すると、ステップ１１３にて、この選択された目標変速比Ｉpから図６のStep-Ip特性を基に新たなステップモータ２７のステップ数ＡStepを決定し、フローを終了する。これ以降、ステップ１１０にて、変速固定モードであると判定されると、ステップ１１４からステップ１１６に移行し、このステップ１１６にて、前回のステップ１１５で決定された目標変速比Ｉpを算出したのち、ステップ１１３にて目標変速比Ｉpをもとに決定された前回の目標変速比対応ステップ数ＡStepを保持する。
【００４５】
図３の制御プログラムをブロック線図により示すと図４の如くに表され、第一変速比演算部３１では、車速ＶＳＰが極低車速αとなった時点ｔ1よりも所定時間Δｔ前の実変速比Ｉoldから所定値ΔＩを差し引いて第一の変速比Ｉp(a)（＝Ｉold−ΔＩ）を求める。また第二変速比演算部３２では、まず目標変速機入力回転数演算部３２ａにて車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯの入力から図５に示す如くの変速パターンをもとに目標変速機入力回転数Ｎioを求め、この目標変速機入力回転数Ｎioを次の到達変速比演算部３２ｂにて、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのセカンダリプーリ回転数Ｎsecで除算して第二の変速比Ｉp(b)（＝Ｎio／Ｎsec）を求める。さらに第三変速比演算部３３では、車速ＶＳＰが極低車速αになったときの目標変速比対応ステップ数Ａstepから図６に示す如くのStep-Ip特性を基に第三の変速比Ｉp(c)を逆換算により求める。
【００４６】
セレクトロー選択部３４では、３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択し、この目標変速比Ｉpを保持する。
【００４７】
図７に示す極低車速から停止までのタイムチャートにより、上述した変速制御を説明すると、極低車速αとなるまでは、変速機コントローラ１２からステップモータ２７に指令される実線で示す目標変速比対応ステップ数Ａstepと破線で示す実際のステップ数（実ステップ数）Ｂstepとの間に脱調などによるずれΔstepが生じても、そのずれΔstep分を常にフィードバック補正しているが、車速ＶＳＰが時間ｔ1にて極低車速αとなると、フィードバック制御からオープン制御となる。
【００４８】
このため、時間ｔ1にて、車速ＶＳＰが極低車速αとなるよりも所定時間Δｔ前に実際のプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから導き出された一点鎖線上の実プーリ比Ｉoldと所定プーリ比ΔＩとの差分となる第一の変速比Ｉp(a)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに変速パターンからスロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、セカンダリプーリ回転数Ｎsecをもとに導き出された二点鎖線上の第二の変速比Ｉp(b)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときの破線で示す目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに導き出された第三の変速比Ｉp(c)とを比較する。
【００４９】
本実施形態では、３つの変速比Ｉp(a)，Ｉp(b)，Ｉp(c)のうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比が第三の変速比Ｉp(c)となるため、この第三の変速比Ｉp(c)を目標変速比Ｉpとして選択し、時間ｔ1以降は、目標変速比Ｉp（＝Ｉp(c)）をもとに換算した新たなステップモータ２７のステップ数Ａstepを維持して該目標変速比Ｉp（＝Ｉp(c)）を固定する。
【００５０】
これにより、プライマリプーリ圧Ｐpriは、フィードバック制御からオープン制御となったのちも、目標変速比対応ステップ数Ａstepと実ステップ数ＢstepとのずれΔstepによってステップモータ２７がダウンシフト方向に駆動されることはなく、安定した圧力を保持することができる。
【００５１】
かかる構成によれば、極低車速域にてステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepが目標変速比対応ステップ数Ａstepに比べて最Ｌｏｗ変速比Ｉmin（最低速変速比）にずれていたとしても、ステップモータ２７のその時点での目標変速比対応ステップ数Ａstepよりも最Ｌｏｗ変速比Ｉmin側への操作が禁止されるので、極低車速域においてプライマリプーリ圧Ｐpriの低下することがない。従ってVベルト４の滑りによる耐久性の低下を防止することができる。
【００５２】
また本実施形態は、極低車速域を、変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの車速ＶＳＰ（３km/h以下）とするから、変速比のフィードバック制御からオープン制御に切り換わる極低車速域にてステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepが目標変速比対応ステップ数Ａstepに比べて最Ｌｏｗ変速比Ｉminに向かう方向にずれを生じる場合も、フィードバック制御を行うことなく、ステップモータ２７が最Ｌｏｗ変速比Ｉminに向かう方向への制御を抑制することができる。
【００５３】
従って本実施形態によれば、ステップモータ２７のフィードバック制御の有無に関わらず、プライマリプーリ圧Ｐpriが常に補償されるため、Ｖベルト４に滑りを生じさせることがなく、Vベルト４の耐久性の低下を防止することができる。
【００５４】
特に本実施形態によれば、車速ＶＳＰが極低車速αとなるよりも所定時間Δｔ前に実際のプライマリプーリ回転数Ｎpriおよびセカンダリプーリ回転数Ｎsecから導き出された第一の変速比Ｉp(a)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときに変速特性から車両の走行状態をもとに導き出された第二の変速比Ｉp(b)と、車速ＶＳＰが極低車速αとなったときのステップモータ２７に指令される目標変速比対応ステップ数Ａstepをもとに導き出された第三の変速比Ｉp(c)とを比較して、これらのうちで最も最Ｈｉ変速比Ｉmaxに近い変速比を目標変速比Ｉpとして選択し、この目標変速比Ｉpをもとに換算した目標変速比対応ステップ数Ａstepを保持して該目標変速比Ｉpを固定するから、急減速時などのステップモータ２７の実ステップ数Ｂstepに対して実変速比ｉpが追従しない場合、即ち、極低車速域になったときに目標変速比対応ステップ数Ａstepの方が実変速比ｉpに対して最Ｌｏｗ変速比側のステップ数となってしまい、目標変速比対応ステップ数Ａstepのままではプライマリプーリ圧Ｐpriが低下してしまう位置関係になるような場合であっても、最高速側にステップモータ２７が操作されるので、その結果、プライマリプーリ圧Ｐpriの低下を防止することができ、Ｖベルト４の滑りを防止することができる。
【００５５】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば第二の変速比Ｉp(b)は、図５の変速パターンに替えて、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯから目標エンジン回転数Ｎeを算出する変速パターンを用い、この目標エンジン回転数Ｎeとセカンダリプーリ回転数Ｎsecとの除算から算出される値であってもよい。さらにスロットル開度ＴＶＯは、アクセルペダル踏み込む量ＡＰＯに置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態になる変速制御装置を備えたＶベルト式無段変速機を、その変速制御システムと共に示す概念図である。
【図２】 同変速制御システムの詳細を示すブロック線図である。
【図３】 同実施形態における変速機コントローラの変速制御部が実行し、極低車速域における目標変速比対応ステップ数を換算するための制御プログラムのフローチャートである。
【図４】 目標変速比対応ステップ数を換算するための演算処理を示すブロック図である。
【図５】 到達変速比を換算するのに用いるＶベルト式無段変速機の変速パターンを示す線図である。
【図６】 変速用ステップモータの変速比−ステップ数特性を示す線図である。
【図７】 本実施形態における変速制御装置の動作を示すタイムチャート線図である。
【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 ロックアップトルクコンバータ
７ 前後進切り替え機構
８ 出力軸
９ 歯車組
10 ディファレンシャルギヤ装置
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 スロットル開度センサ
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（変速アクチュエータ）
31 第一変速比演算部
32 第一変速比演算部
32ａ 到達変速機入力回転数演算部
32ｂ 到達変速比演算部
33 第三変速比演算部
34 セレクトロー選択部
Claims (1)
- 入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡して備えると共に、プライマリプーリの可動フランジと変速リンクを介して連結されるステップモータを備え、
このステップモータを目標変速比に対応した操作位置にすることで、変速リンクを可動フランジとの連結部を支点にして揺動させて、変速リンクの中程に連結した変速制御弁を、プライマリプーリ室にライン圧を供給してプライマリ圧を増圧する増圧位置、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで減圧する減圧位置に切り替え、当該変速制御弁によりライン圧を元圧として作り出されたプライマリプーリ圧、又は、プライマリプーリ室をドレンすることで作り出されたプライマリプーリ圧と、セカンダリプーリ圧との間の差圧により、両プーリのＶ溝幅を変更して前記目標変速比を実現するようにしたＶベルト式無段変速機の変速制御装置において、
変速比の制御がフィードバック制御からオープン制御に切り換わったのちの極低車速を予め設定し、車速が当該極低車速となったとき、
ステップモータの操作位置をその時点での目標変速比対応位置よりも最低速変速比側に移動することを禁止すると共に、
その時点よりも所定時間前に検出したプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数から実回転数比を求め、この実回転数比と予め設定した所定の回転数比との差分で表される第一の変速比と、
車速が極低車速となったときに予め設定された変速特性から車両の走行状態をもとに本来到達すべき到達変速比として換算した第二の変速比と、
車速が極低車速となったときのステップモータに指令される目標変速比対応操作位置をもとに換算した第三の変速比とを比較して、
これら変速比のうちで最も最高速変速比に近い変速比を選択し、この変速比で表される目標変速比をもとに換算した目標変速比対応操作位置を保持して該目標変速比を固定するようにしたことを特徴とするＶベルト式無段変速機の変速制御装置。
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