JP4383717B2 - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルト式無段変速機やトラクション式無段変速機などの無段変速機の制御装置に関し、特にトルクコンバータおよび前後進切換機構が入力側に直列に連結された無段変速機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来知られている車両用の無段変速機は、ベルトやパワーローラなどのトルクの伝達を媒介する伝動部材を入力側の部材と出力側の部材との間に配置し、その伝動部材と入力部材および出力部材とのトルク伝達部位を連続的に変化させることにより、変速比を無段階に変更するように構成されている。しかしながら、歯車式の変速機とは異なり、トルクの伝達方向を反転させることができないので、前後進切換機構を別に設けている。
【0003】
また、上記の無段変速機では、トルクの伝達面が高精度な滑らかな曲面であることが必要であり、そのため伝動部材の滑りやそれに伴う摩耗を防止する要請が強い。ベルトなどの伝動部材の滑りを生じさせる要因は、無段変速機に作用するトルクの急激な変化であり、その一例が、前後進切換機構を切り替え操作することにより、その出力トルクの作用方向すなわち無段変速機の入力トルクの方向を反転させる場合である。特に、車両が走行もしくは移動している状態で、その走行もしくは移動方向とは反対方向に走行するように前後進切換機構を切り替えた場合には、無段変速機に作用するトルクが大きくなる。
【0004】
従来、前後進切換機構を操作することにより、無段変速機の回転方向を反転させることに伴って無段変速機に滑りが生じることを防止するために、ベルトの張力を所定期間の間、相対的に高くするように構成した装置が知られている。すなわち特許第2626257号公報に記載された発明では、ベルト式無段変速機における可変プーリの回転方向が反転した場合、ベルトを構成しているブロックの一部しかトルクの伝達に関与しないことに鑑み、そのような伝達トルクの低下期間においては、ベルトを挟み付ける挟圧力を高くしてベルトの張力を増大させ、これによりベルトの過渡的な滑りを防止するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、無段変速機を使用することの利点の一つは、車両の走行状態あるいは駆動力の要求状態などに応じて変速比を設定することにより、内燃機関の回転数を燃費が最適となる回転数に設定できる点にある。したがって無段変速機の変速制御は、手動によらずに自動的におこなうのが一般的であり、それに伴い車両が停止する場合にもクラッチの解放操作を不要とし、また発進時にいわゆる半クラッチ操作を不要とするために、流体式のトルクコンバータが併用されている。
【0006】
また、この種のトルクコンバータでは、流体を介して動力を伝達するために、不可避的な滑りが生じ、これが原因となって動力の伝達効率が不十分となり、車両の燃費が悪化する場合がある。このような不都合を回避するために、トルクコンバータの入力部材(例えばポンプインペラー)と出力部材(例えばタービンランナー)とを直接機械的に連結するロックアップクラッチを設けている。そのロックアップクラッチを係合させると、トルクコンバータの本来の機能が生じなくなることに加え、入力トルクの変動をそのまま出力側に伝達して振動や騒音などを悪化させることになり、そのため低車速状態ではロックアップクラッチを解放するのが一般的である。
【0007】
上記の公報に記載された発明においても、上記のロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを併用しており、したがって前後進切換機構を操作してその出力の方向を反転する程度の低車速の状態では、そのロックアップクラッチが解放されている。そのため、トルクコンバータで増幅されたトルクが無段変速機に作用することになり、そのトルクの増幅分を加味してベルト挟圧力を高くしなければならない。すなわち、上記従来の発明では、前後進切換機構によってトルクの方向を反転した場合のベルト挟圧力あるいはベルト張力が大きくなるので、ベルトの滑りを防止できる反面、ベルトの耐久性が低下するなどの不都合が生じる可能性がある。
【0008】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、前後進の切り替えをおこなった場合に無段変速機に作用するトルクを低下させてその滑りを容易かつ確実に回避することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、無段変速機の入力側に直列に連結されているトルクコンバータのトルク増幅率を、前後進の切り替えをおこなった際に低下させるように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項1の発明は、摩擦係合装置の係合・解放状態を切り替えることにより前後進の状態を切り替える前後進切換機構と、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータとが入力側に直列に連結され、かつ入力側の部材と出力側の部材との間でのトルクの伝達を媒介する伝動部材を前記各部材で挟み付ける圧力に応じて伝達トルクが変化する車両用無段変速機の制御装置において、所定の車速以上の状態で前進位置からニュートラル位置を介して後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことを検出する前後進切換検出手段と、所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことが前記前後進切換検出手段によって検出された場合に前記トルクコンバータのトルク増幅率を低下させるトルク増幅低減手段と、所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことが前記前後進切換検出手段によって検出された場合に前記前後進切換機構における前記摩擦係合装置の係合力を、前記ニュートラル位置から前記後進位置へと切り替えられた場合より低下させる係合力低減手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【0010】
したがって請求項1の発明では、車両が走行もしくは移動している状態で、車両の前進方向から後進方向に走行するように前後進切換機構が切り替え操作されると、トルクコンバータのトルク増幅率が低下させられ、その結果、無段変速機に入力されるトルクが小さくなる。そのため、無段変速機の滑りを防止するべくそのベルトやパワーローラなどの伝動部材の挟圧力を増大するとしても、入力トルクの低下分、挟圧力の増大量が小さくてよい。また、トルクコンバータでのトルク増幅率が低下して無段変速機に入力されるトルクが低下させられることに加え、前後進切換機構における摩擦係合装置の係合力が低下してその伝達トルクが低下するため、その伝達トルクの低下に応じて、無段変速機に入力されるトルクが低下する。また、前後進切換機構の切り替え動作に伴うトルクの変動量が抑制されるため、慣性力に起因して無段変速機に作用するトルクが抑制される。
【0011】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明における前記トルク増幅低減手段が、前記ロックアップクラッチを完全係合より係合力の弱い弱係合状態に制御するロックアップ制御手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【0012】
したがって請求項2の発明では、ロックアップクラッチが弱係合することにより、トルクコンバータにおける入力側の部材と出力側の部材との相対回転が抑制され、その結果、速度比の増大に伴ってトルク比(トルク増幅率)が低下する。そのため、無段変速機に入力されるトルクが低減される。また、ロックアップクラッチが完全に係合していないので、トルクコンバータの入力側の部材と出力側の部材との相対回転が許容され、そのため、低車速であっても動力源の回転数が過度に引き下げられないので、動力源が内燃機関であってもそのストールが回避される。
【0013】
さらに、請求項3の発明は、請求項1もしくは2の構成において、アクセルペダルの踏み込みに基づいてスロットル開度が制御されるエンジンと、所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられた際に前記アクセルペダルが踏み込まれている場合に前記スロットル開度を閉じる方向に制御して前記エンジンの出力トルクを低下させる手段とを更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【0014】
したがって請求項3の発明では、走行方向が前進方向から後進方向となるように切り替えられた場合に、エンジンの出力トルクが低下させられて無段変速機に対して入力されるトルクが小さくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする車両の駆動機構およびその制御系統について説明すると、図2は、ベルト式無段変速機1を変速機として含む駆動機構を模式的に示しており、その無段変速機1は、前後進切換機構2およびロックアップクラッチ3付きのトルクコンバータ4を介して動力源5に連結されている。
【0016】
その動力源5は、内燃機関、あるいは内燃機関と電動機とによって構成され、要は、走行のための動力を発生する駆動部材である。その内燃機関の出力は、例えば点火時期を遅角制御し、あるいは電子スロットルバルブを制御するなどのことによって、電気的に制御できるようになっている。なお、以下の説明では、動力源5をエンジン5と記す。
【0017】
また、トルクコンバータ4は、従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン5によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナーと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナーに供給することによりタービンランナーを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。なお、ステータは入力回転数と出力回転数との比(速度比)が小さい状態でフルードの向きを変更することにより反力トルクを付与するものであり、一般には、一方向クラッチを介して所定の固定部分に連結されているが、ステータを摩擦クラッチを介して所定の固定部分で保持する構成とすることができ、その場合には、摩擦クラッチを滑り制御することにより反力トルクを低下させて、トルクコンバータでのトルク増幅率を低下させることができる。
【0018】
このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナーとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となるので、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ3が設けられている。なお、このロックアップクラッチ3は、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。
【0019】
前後進切換機構2は、エンジン5の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図2に示す例では、前後進切換機構2としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、サンギヤ6と同心円上にリングギヤ7が配置され、これらのサンギヤ6とリングギヤ7との間に、サンギヤ6に噛合したピニオンギヤ8とそのピニオンギヤ8およびリングギヤ7に噛合した他のピニオンギヤ9とが配置され、これらのピニオンギヤ8,9がキャリヤ10によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、二つの回転要素(具体的にはサンギヤ6とキャリヤ10と)を一体的に連結する前進用クラッチ11が設けられ、またリングギヤ7を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ12が設けられている。なお、これらのクラッチ11およびブレーキ12は摩擦係合装置であって、一例として湿式多板式のクラッチもしくはブレーキである。
【0020】
無段変速機1は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリ13と従動プーリ14とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ15,16によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリ13,14の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ13,14に巻掛けたベルト17の巻掛け半径(プーリ13,14の有効径)が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリ13が前後進切換機構2における出力要素であるキャリヤ10に連結されている。
【0021】
なお、従動プーリ14における油圧アクチュエータ16には、無段変速機1に入力されるトルクに応じた油圧(ライン圧もしくはその補正圧)が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリ14における各シーブがベルト17を挟み付けることにより、ベルト17に張力が付与され、各プーリ13,14とベルト17との挟圧力(接触圧力)が確保されるようになっている。これに対して駆動プーリ13における油圧アクチュエータ15には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅(有効径)に設定するようになっている。
【0022】
上記の従動プーリ14が、ギヤ対18を介してディファレンシャル19に連結され、このディファレンシャル19から駆動輪20にトルクを出力するようになっている。したがって上記の駆動機構では、無段変速機1の入力側に、ロックアップクラッチ3付きのトルクコンバータ4と、前後進切換機構2とが直列に連結されている。
【0023】
上記の無段変速機1およびエンジン5を搭載した車両の動作状態(走行状態)を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、無段変速機1に対する入力回転数(前記タービンランナーの回転数)を検出して信号を出力するタービン回転数センサー21、駆動プーリ13の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー22、従動プーリ14の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー23、駆動輪20の回転数を検出して信号を出力する車輪速センサー24が設けられている。また、特には図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレーキセンサーなどが設けられている。
【0024】
上記の前進用クラッチ11および後進用ブレーキ12の係合・解放の制御、および前記ベルト17の挟圧力の制御、ならびに変速比の制御、さらにはロックアップクラッチ3の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置(CVT−ECU)25が設けられている。この電子制御装置25は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定、ロックアップクラッチ3の係合・解放ならびにスリップ回転数などの制御を実行するように構成されている。
【0025】
ここで、変速機用電子制御装置25に入力されているデータ(信号)の例を示すと、無段変速機1の入力回転数Ninの信号、無段変速機1の出力回転数No の信号が、それぞれに対応するセンサ(図示せず)から入力されている。また、エンジン5を制御するエンジン用電子制御装置(E/G−ECU)26からは、エンジン回転数Ne の信号、エンジン(E/G)負荷の信号、スロットル開度信号、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量であるアクセル開度信号などが入力されている。
【0026】
さらに、上記の無段変速機1および変速機用電子制御装置25にシフト装置27が連結されている。このシフト装置27は、パーキングやリバース、ニュートラル、ドライブ、ブレーキなどの走行ポジション(走行レンジ)を手動操作によって選択するための装置であって、レバーを操作することにより、あるいはスイッチを操作することにより、油圧装置のバルブ(それぞれ図示せず)を切り替え、もしくは電気的な信号を出力するようになっている。
【0027】
上記のシフト装置27がレバー操作によって走行レンジを選択するように構成されている場合、各走行ポジションは、一例として図3に示すように、パーキングP、リバースR、ニュートラルN、ドライブD、ブレーキBの順に配列されている。なお、パーキングレンジは、車両を停止状態に設定するためのレンジであり、出力トルクが生じないように制御される。またリバースレンジは、車両を後進走行させるためのレンジであり、前記前進用クラッチ11が解放させられ、かつ後進用ブレーキ12が係合させられる。さらに、ニュートラルレンジは、出力トルクが生じないニュートラル状態を設定するためのレンジであり、前進用クラッチ11および後進用ブレーキ12が解放させられる。またさらにドライブレンジは、前進走行するためのレンジであり、前記前進用クラッチ11が係合させられ、かつ後進用ブレーキ12が解放させられる。そして、ブレーキレンジは、前進走行状態でエンジンブレーキを効かせるためのレンジであり、変速比が所定の低速側の変速比(相対的に大きい変速比)に維持される。
【0028】
このような構成のシフト装置27によれば、いわゆるガレージシフトが可能である。このガレージシフトとは、前後進を短時間の内に繰り返すシフト操作であって、D→N→Rの連続したシフト操作、あるいはこれとは反対のR→N→Dの連続したシフト操作に基づく変速である。
【0029】
無段変速機1によれば、入力回転数であるエンジン回転数を無段階に(言い換えれば、連続的に)制御できるので、これを搭載した車両の燃費を向上できる。例えば、アクセル開度などによって表される要求駆動量と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、その目標駆動力を得るために必要な目標出力が目標駆動力と車速とに基づいて求められ、その目標出力を最適燃費で得るためのエンジン回転数が予め用意したマップに基づいて求められ、そして、そのエンジン回転数となるように変速比が制御される。
【0030】
そのような燃費向上の利点を損なわないために、無段変速機1における動力の伝達効率が良好な状態に制御される。具体的には、無段変速機1のトルク容量すなわちベルト挟圧力が、エンジントルクに基づいて決まる目標トルクを伝達でき、かつベルト17の滑りが生じない範囲で可及的に低いベルト挟圧力に制御される。
【0031】
これに対して、前記前後進切換機構2を切り替え操作して無段変速機1に入力されるトルクの方向が反転する場合、特に所定の車速で走行もしくは移動中に、その走行もしくは移動の方向とは反対の方向に走行もしくは移動するように前後進切換機構2を切り替え操作した場合には、慣性トルク分、無段変速機1に入力されるトルクが大きくなる。そのため、このようなレンジの切り替えの際には、無段変速機1に入力されるトルクを低下させて、ベルト17の滑りやベルト挟圧力の増大幅を抑制するために、以下の制御が実行される。
【0032】
図1は、この発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは所定の短時間毎に実行される。先ず、上記のシフト装置27によってドライブレンジからニュートラルレンジへのシフト操作が実行されたか否かが判断される(ステップS1)。これは、シフト装置27から出力されるポジション信号に基づいて判断することができる。そのシフト操作が実行されたことによりステップS1で肯定的に判断された場合には、そのD→Nシフトが実行されたことを記憶させた後(ステップS2)、このルーチンを抜ける。
【0033】
これとは反対にステップS1で否定的に判断された場合には、リバースレンジからニュートラルレンジへのシフト操作が実行されたか否かが判断される(ステップS3)。これは、シフト装置27から出力されるポジション信号に基づいて判断することができる。そのシフト操作が実行されたことによりステップS3で肯定的に判断された場合には、そのR→Nシフトが実行されたことを記憶させた後(ステップS4)に、このルーチンを抜ける。
【0034】
つぎに、ニュートラルレンジからリバースレンジへの切換制御中か否か(N→Rシフト制御中か否か)が判断される(ステップS5)。これは、前記シフト装置27が操作されてニュートラルレンジからリバースレンジに切り替えられ、それに伴って前述した後進用ブレーキ12の係合制御や無段変速機1についての制御が開始されているか否かを判断するステップであり、したがって直前にN→Rシフトが実行されていない場合には、否定的に判断される。
【0035】
ステップS5で否定的に判断された場合、ニュートラルレンジからリバースレンジへのシフト操作が実行されたか否かが判断される(ステップS6)。N→Rシフト操作が実行されたことにより、このステップS6で肯定的に判断された場合には、リバースレンジを設定するための油圧制御が開始される(ステップS7)。具体的には、解放状態にある前記後進用ブレーキ12を徐々に係合させるように、後進用ブレーキ12に油圧を供給する制御である。また、無段変速機1におけるベルト17の挟圧力を所定圧力に設定する制御である。
【0036】
その後に前述したステップS2によるD→Nシフトの記憶があるか否かが判断される(ステップS8)。このステップS8で肯定的に判断された場合には、上記ステップS6で検出されたN→Rシフトが、D→Nシフトに連続したシフト操作であり、したがってD→N→Rの連続したシフトが実行されたことになる。したがってその場合には、D→N→Rシフトを記憶し、かつD→Nシフトの記憶が消去される(ステップS9)。
【0037】
ついで車両が走行しているか否か、すなわち所定の車速以上で走行しているか否かが判断される(ステップS10)。この判断は、シフト操作の方向と車両の走行方向(移動している方向)とが反対か否かの判断であり、したがってこの場合はリバースレンジにシフトされているので、ステップS10では車両が前進しているか否かが判断される。このステップS10で肯定的に判断された場合、無段変速機1が前進方向に回転しているのに対して、リバースレンジにシフトされることによって無段変速機1に対して後進方向のトルクが入力されることになり、無段変速機1の回転方向を反転させることになる。
【0038】
その結果、無段変速機1に対して大きいトルクが作用するので、ベルト17を従動プーリー14で挟み付けるベルト挟圧力が、ニュートラルレンジからリバースレンジへの通常のシフト時の挟圧力(P1(N→R))より高い圧力(P1(D→N→R))に設定され、またロックアップクラッチ(L/U)3を完全係合より低い係合力で係合させる弱係合の指示がおこなわれる(ステップS11)。なお、ステップS10で否定的に判断された場合には、無段変速機1の回転方向を反転させることがないので、ステップS11の制御は実行されない。
【0039】
ロックアップクラッチ3を弱係合状態に制御すると、トルクコンバータ4に入力されたトルクの一部がロックアップクラッチ3を介して出力側に伝達される。その結果、トルクコンバータ4における入力側の部材の回転数と出力側の回転部材の回転数との比率(速度比)が大きくなってトルク比(トルク増幅率)が小さくなる。そのために、このステップS11の制御をおこなうことにより、ドライブレンジからリバースレンジに連続的にシフトした場合に無段変速機1に作用するトルクが低減される。
【0040】
ついで、後進用ブレーキ12の係合が完了したか否かが判断される(ステップS12)。これは、タイマーによって判断してもよく、あるいは油圧を検出することにより判断してもよく、さらには所定の回転部材の回転数に基づいて判断することとしてもよい。
【0041】
後進用ブレーキ12が完全には係合していないことによりステップS12で否定的に判断された場合には、すなわち後進用ブレーキ12が係合過渡状態にあれば、ドライブレンジからリバースレンジへの連続したシフトの記憶があるか否かが判断される(ステップS13)。ここで説明している事例では、上記のステップS9でその記憶がおこなわれているので、ステップS13で肯定的に判断される。その結果、クラッチ油圧が補正される(ステップS14)。
【0042】
このクラッチ油圧とは、前後進切換機構2での摩擦係合装置を係合させる油圧であり、リバースレンジにシフトされた場合は上記の後進用ブレーキ12を係合させる油圧である。したがってここで説明している事例では、ブレーキ油圧P2(D→N→R)が通常のニュートラルレンジからリバースレンジへのシフトの際の油圧P2(N→R)より低圧に補正される。
【0043】
したがって後進用ブレーキ12の係合圧が低いことにより、ここで伝達されるトルクが制限され、その結果、無段変速機1の入力トルクが抑制される。また、後進用ブレーキ12が急激に係合することがないので、ショックが回避される。なお、ステップS13で否定的に判断された場合には、通常のニュートラルレンジからリバースレンジへのシフトがおこなわれていることになるので、ステップS14の制御は実行されない。
【0044】
上記のステップS13もしくはステップS14の制御の後に、アクセルペダルが踏み込まれているか否か、すなわちアクセルONか否かが判断される(ステップS15)。このステップS15で肯定的に判断された場合に、電子スロットルバルブ(電スロ)を閉じる方向に制御してトルクを低下させる制御が開始される(ステップS16)。後進用ブレーキ12が完全に係合していない状態でエンジン5の出力トルクが増大すると、その回転数が大きくなり、後進用ブレーキ12が完全に係合することに伴ってその回転数を低下させることになるので、そのような回転変化に伴う慣性トルクおよびそれに起因するショックを防止するためである。なお、アクセルペダルが踏み込まれていないことによりステップS15で否定的に判断された場合には、ステップS16の制御は実行しない。
【0045】
このようにしてN→Rシフトの制御を実行している状態では、上記のステップS1およびステップS3で否定的に判断され、かつステップS5で肯定的に判断される。したがってN→Rシフトの制御中には、逐次、後進用ブレーキ12の係合が完了したか否かが判断されている。そして、後進用ブレーキ12の係合が完了してステップS12で肯定的に判断された場合には、電子スロットルバルブを絞ることによるトルクダウンからの復帰制御が開始される(ステップS17)。すなわち電子スロットルバルブによる強制的なトルクダウンが終了させられる。
【0046】
その後、後進用ブレーキ12の係合制御中にアクセルペダルが踏み込まれたか否か、すなわちアクセルONとなったか否かが判断される(ステップS18)。このステップS18で肯定的に判断された場合には、後進用ブレーキ12の係合完了からの経過時間が所定時間に達したか否かが判断される(ステップS19)。
【0047】
このステップS19で否定的に判断された場合、すなわち後進用ブレーキ12の完全係合から所定時間が経過していない場合には、入力トルクから算出されたクラッチ油圧(後進用ブレーキ12が係合油圧)が出力される(ステップS20)。慣性トルクによりベルト17が滑ることを防止するためである。なお、入力トルクは、エンジン5の出力トルクやトルクコンバータ4でのトルク比などに基づいて求めることができる。
【0048】
一方、後進用ブレーキ12の係合制御中にアクセルON操作がなかったことによりステップS18で否定的に判断された場合、および後進用ブレーキ12の係合完了から所定時間が経過したことによりステップS19で肯定的に判断された場合には、入力トルクから算出したクラッチ油圧(ブレーキ油圧)と必要ベルト挟圧力から算出したクラッチ油圧(ブレーキ油圧)とのうち、高い方の油圧が出力される(ステップS21)。ここで、必要ベルト挟圧力とは、エンジントルクや駆動輪側から入力されることが予想されるトルクなどに基づいてベルト17に滑りが生じないように設定される圧力である。
【0049】
ついで、終了制御が実行される(ステップS22)。すなわち、N→Rシフト時の油圧制御を終了し、ステップS11で開始されたベルト挟圧力の昇圧制御を終了し、D→N→Rシフトの記憶を消去し、さらにステップS11で開始されたロックアップクラッチ3の弱係合制御を終了する。
【0050】
なお、上述したステップS8で否定的に判断された場合には、ニュートラルレンジからリバースレンジに切り替えるための油圧制御を開始するものの、D→Nシフトの記憶がないので、通常のニュートラルレンジからリバースレンジへのシフト制御をおこなうことになる。すなわち直ちにステップS12に進んで後進用ブレーキ12の係合が完了したか否かが判断される。
【0051】
また一方、ニュートラルレンジからリバースレンジへのシフトがおこなわれていないことによりステップS6で否定的に判断された場合には、ニュートラルレンジからドライブレンジへのシフト制御中か否かが判断される(ステップS23)。このステップS23で否定的に判断された場合には、ニュートラルレンジからドライブレンジへのシフト操作が実行されたか否かが判断される(ステップS24)。このステップS24で否定的に判断された場合には、いずれのシフト操作も実行されなかったことになるので、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを抜ける。
【0052】
これに対してニュートラルレンジからドライブレンジへのシフト操作が実行されたことによりステップS24で肯定的に判断された場合、およびそれに伴う制御が開始されてその制御中であることによりステップS23で肯定的に判断された場合には、リバースレンジを設定することに関する前述したステップS7ないしステップS22と同様の制御が、ドライブレンジを設定するための制御として実行される(ステップS25)。
【0053】
具体的には、N→Dシフト時の油圧制御が開始され、R→Nシフトの記憶がある場合には、R→N→Dシフトが記憶されるとともにR→Nシフトの記憶が消去され、かつ車両が後進走行しているか否かが判断される。R→Nシフトの記憶がない場合、および車両が後進走行していない場合には、前進用クラッチ11の係合が完了したか否かが判断される。これに対して車両が後進走行している場合には、ベルト挟圧力の昇圧制御が開始され、かつロックアップクラッチ3を弱係合させる制御の開始が指示される。
【0054】
前進用クラッチ11の係合が完了していない場合には、R→N→Dシフトの記憶があるか否かが判断され、その記憶がある場合には、前進用クラッチ11の係合圧を低下補正した後に、またその記憶がない場合には直ちに、アクセルONか否かが判断される。アクセルONであれば、電子スロットルバルブによるトルクダウン制御を開始した後、ルーチンから抜け、またアクセルONでなければ、直ちにルーチンを抜ける。
【0055】
一方、前進用クラッチ11の係合が完了した場合には、電子スロットルバルブによるトルクダウン制御からの復帰をおこない、その係合制御中にアクセルONとなっていれば、係合完了から所定時間の間は、入力トルクから算出されたクラッチ油圧が出力される。これに対して係合制御中にアクセルONとされていない場合、および係合完了から所定時間が経過した後は、入力トルクから算出されたクラッチ油圧と、必要ベルト挟圧力から算出されたクラッチ油圧とのうちの高い油圧が出力され、その後、終了制御が実行される。
【0056】
したがって図1に示す制御によれば、車両が走行している状態で、その走行方向とは反対の方向に走行するためのレンジにシフトした場合、トルクコンバータ4に内蔵されているロックアップクラッチ3が弱係合状態に制御される。したがってトルクコンバータ4でのトルク増幅率が低下するために、無段変速機1に入力されるトルクが、ロックアップクラッチ3を弱係合させない場合に比較して小さくなる。そのために、レンジの切り替えに伴って無段変速機1の回転方向が反転するとしても、入力トルクが低下することにより、ベルト17の滑りを防止するべく昇圧するベルト挟圧力の昇圧幅を抑制することができる。その結果、ベルト17の滑り防止できると同時に、ベルト17の張力の増大を抑制してその耐久性を良好なものとすることができる。さらにまた、ベルト17の挟圧力の増大を抑制するので、無段変速機1での動力の伝達効率が低下することがなく、その結果、燃費の悪化を防止もしくは抑制することができる。
【0057】
また、ロックアップクラッチ3は弱係合させられてその入力側の部材と出力側の部材との相対回転が許容される。そのため、車速がかなり低下しても、エンジン5の回転数が大きく低下させられることが回避もしくは抑制されるので、エンジンストールを防止することができる。
【0058】
さらに、図1に示す制御では、クラッチ油圧すなわち後進用ブレーキ12もしくは前進用クラッチ11の係合圧を低下補正するので、無段変速機1に入力されるトルクが、低下補正されたクラッチ油圧に応じたトルクに制限される。そのために、この点でも無段変速機1の入力トルクを抑制することができ、ベルト17の滑りや耐久性の低下を防止することができる。これに加え、係合させられる後進用ブレーキ12や前進用クラッチ11の係合圧が低いことにより、これらの摩擦係合装置が係合することによるトルク変動すなわちショックを抑制もしくは防止することができる。
【0059】
そして、図1に示す制御では、エンジン5の出力を増大させる操作が、後進用ブレーキ12や前進用クラッチ11の係合制御中に生じた場合には、エンジントルクを強制的に低下させるので、これらのブレーキやクラッチの係合が完了する時点のトルクの変動量を小さくしてショックを防止もしくは抑制することができる。また、無段変速機1の回転方向が反転する場合には、ベルト挟圧力をそれ以外の通常の場合に比較して高くするので、ベルト17の滑りを防止することができる。
【0060】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図1に示すステップS8およびステップS10の機能的手段が、この発明の前後進切換検出手段に相当し、またステップS11の機能的手段が、この発明のトルク増幅低減手段に相当し、さらにステップS14の機能的手段が、この発明の係合力低減手段に相当する。
【0061】
以上、この発明の一例を説明したが、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、無段変速機はベルト式無段変速機に限らずトラクション式(トロイダル型)の無段変速機であってもよい。また、ロックアップクラッチ3は上記のように過渡的に弱係合させる替わりに、一時的に完全に係合させてもよく、要は、この発明では係合側に制御すればよい。さらに、トルクコンバータのトルク増幅率を低下させる手段は、ロックアップクラッチを係合方向に制御する手段に以外に、ステータを回転させて反力トルクを低下させる手段など上記の具体例で示した手段とは異なる構成のものであってもよい。そして、この発明における前後進切換機構の構成は、上記の具体例で示した構成に限定されないのであって、必要に応じて適宜の構成のものを使用することができる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、無段変速機の回転方向が車両の走行方向の前進方向から後進方向になるシフトが実行された場合には、トルクコンバータでのトルク増幅率が低下させられて無段変速機の入力トルクが低下させられるため、ベルトなどの伝動部材の滑りを防止するための挟圧力の増大幅(増大量)を抑制でき、その結果、無段変速機の耐久性の低下を防止することができる。また、トルクコンバータでのトルク増幅率を低下させて無段変速機に入力されるトルクを低下させることに加え、前後進切換機構における摩擦係合装置の係合力を低下させてその伝達トルクを低下させるため、その伝達トルクの低下に応じて、無段変速機に入力されるトルクを低下することができ、また、前後進切換機構の切り替え動作に伴うトルクの変動量が抑制されるため、慣性力に起因して無段変速機に作用するトルクを抑制することができる。
【0063】
また、請求項2の発明によれば、トルクコンバータのトルク増幅率を低下させて無段変速機の入力トルクを低下させることができることに加え、トルクコンバータの入力側の部材と出力側の部材との相対回転を許容することによって、低車速であっても動力源の回転数を過度に引き下げないので、エンジンストールを回避することができる。
【0064】
さらに、請求項3の発明によれば、請求項1あるいは2の発明と同様の効果に加えて、エンジンの出力トルクを低下させて無段変速機に入力されるトルクを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 この発明で対象とする無段変速機を含む駆動機構の一例を示すスケルトン図である。
【図3】 シフトポジションの配列の一例を示す図である。
【符号の説明】
1…無段変速機、 2…前後進切換機構、 3…ロックアップクラッチ、 4…トルクコンバータ、 11…前進用クラッチ、 12…後進用ブレーキ、 25…変速機用電子制御装置、 27…シフト装置。
Claims (3)
- 摩擦係合装置の係合・解放状態を切り替えることにより前後進の状態を切り替える前後進切換機構と、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータとが入力側に直列に連結され、かつ入力側の部材と出力側の部材との間でのトルクの伝達を媒介する伝動部材を前記各部材で挟み付ける圧力に応じて伝達トルクが変化する車両用無段変速機の制御装置において、
所定の車速以上の状態で前進位置からニュートラル位置を介して後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことを検出する前後進切換検出手段と、
所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことが前記前後進切換検出手段によって検出された場合に前記トルクコンバータのトルク増幅率を低下させるトルク増幅低減手段と、
所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられたことが前記前後進切換検出手段によって検出された場合に前記前後進切換機構における前記摩擦係合装置の係合力を、前記ニュートラル位置から前記後進位置へと切り替えられた場合より低下させる係合力低減手段と
を備えていることを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。 - 前記トルク増幅低減手段は、前記ロックアップクラッチを完全係合より係合力の弱い弱係合状態に制御するロックアップ制御手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用無段変速機の制御装置。
- アクセルペダルの踏み込みに基づいてスロットル開度が制御されるエンジンと、
所定の車速以上の状態で前記前進位置から前記ニュートラル位置を介して前記後進位置へと前記前後進切換機構が切り替えられた際に前記アクセルペダルが踏み込まれている場合に前記スロットル開度を閉じる方向に制御して前記エンジンの出力トルクを低下させる手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用無段変速機の制御装置。
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