JP5123864B2 - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無端ベルトを巻き掛けたドライブプーリおよびドリブンプーリを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの何れか一方の可動側プーリ半体にライン圧を作用させるとともに、何れか他方の可動側プーリ半体に前記ライン圧を減圧した制御圧を作用させてレシオを変更するベルト式無段変速機の制御装置に関する。

エンジンに接続されたドライブプーリと駆動輪に接続されたドリブンプーリとに無端ベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機において、急制動によりドリブンプーリの回転が抑制されたときに、ドライブプーリおよびドライブプーリに無端ベルトを挟持する側圧を付与するライン圧を増圧することで、ドライブプーリあるいはドリブンプーリに対して無端ベルトがスリップするのを防止するものが、下記特許文献１により公知である。
特開平８−２１０４５０号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を検出してからライン圧を増圧してプーリの側圧を増加させるので、ブレーキペダルが踏み込まれてからプーリの側圧が増加するまでにタイムラグが発生し、そのために無端ベルトのスリップを効果的に防止できない可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ベルト式無段変速機のプーリの側圧を応答性良く制御して無端ベルトのスリップを効果的に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、無端ベルトを巻き掛けたドライブプーリおよびドリブンプーリを備え、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの何れか一方の可動側プーリ半体にライン圧を作用させるとともに、何れか他方の可動側プーリ半体に前記ライン圧を減圧した制御圧を作用させてレシオを変更するベルト式無段変速機の制御装置において、アクセルペダルの戻し速度を検出するアクセルペダル戻し速度センサと、車両の制動状態を検出する制動状態センサと、前記アクセルペダル戻し速度センサで検出した前記アクセルペダルの戻し速度に応じて前記ライン圧を予備増圧値まで増圧する予備増圧手段と、前記予備増圧手段によって前記ライン圧を予備増圧値まで増圧している間に、前記制動状態センサがブレーキペダルの踏み込み速度が所定値以上であることを検出したとき、前記ライン圧を前記予備増圧値から更に増圧する制動時増圧手段とを備えることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記予備増圧手段によって前記ライン圧を予備増圧値まで増圧している間に、前記制動状態センサが前記ブレーキペダルの踏み込み速度が所定値未満であることを検出したとき、前記ライン圧を前記予備増圧値から減圧する減圧手段を備えることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置が提案される。

請求項１の構成によれば、運転者がアクセルペダルを戻すと、アクセルペダル戻し速度センサが検出したアクセルペダルの戻し速度に応じて、予備増圧手段がライン圧を予備増圧値まで増圧し、ライン圧を予備増圧値まで増圧している間に制動状態センサがブレーキペダルの踏み込み速度が所定値以上であることを検出すると、制動時増圧手段がライン圧を予備増圧値から更に増圧する。このように、アクセルペダルの戻し操作に続いて制動が行われることが予測されるとライン圧を予備増圧値まで増圧するので、それに続く急制動時にライン圧を無端ベルトのスリップを防止できる圧力まで応答性良く増圧することが可能となり、プーリの側圧を高めて急制動に伴う無端ベルトのスリップを効果的に防止することができる。

また請求項２の構成によれば、ライン圧を予備増圧値まで増圧している間にブレーキペダルの踏み込み速度が所定値未満であることが検出されると、一旦予備増圧値まで増圧されたライン圧が減圧手段によって減圧されるので、無端ベルトがスリップする可能性がなくなった時点でライン圧を速やかに減圧し、過剰なプーリの側圧による無端ベルトの耐久性低下を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両の駆動力伝達系統を示す図、図２は電子制御ユニットのプーリ側圧制御系のブロック図、図３は実施の形態の作用を説明するタイムチャート、図４は実施の形態の作用を説明するフローチャートである。

図１は車両の駆動力伝達系統を示すもので、エンジンＥの駆動力は、トルクコンバータ１１、前後進切換機構１２、ベルト式無段変速機Ｔ、減速ギヤ列１３およびディファレンシャルギヤ１４を介して車輪Ｗに伝達される。 トルクコンバータ１１は、エンジンＥのクランクシャフト１５に接続されたポンプ１６と、入力軸１７に接続されたタービン１８と、ケーシング１９に固定されたステータ２０と、クランクシャフト１５を入力軸１７に直結するロックアップクラッチ２１とを備え、ロックアップクラッチ２１の非作動時には、クランクシャフト１５の回転数を減速し、かつクランクシャフト１５のトルクを増幅して入力軸１７に伝達する。

前後進切換機構１２はプラネタリギヤ機構を用いたもので、入力軸１７に固定されたサンギヤ２２と、プラネタリキャリヤ２３に支持されてサンギヤ２２に噛合する複数のピニオン２４…と、ピニオン２４…に噛合するリングギヤ２５とを備え、リングギヤ２５はフォワードクラッチ２６を介して入力軸１７に結合可能であり、プラネタリキャリヤ２３はリバースブレーキ２７を介してケーシング１９に結合可能である。

フォワードクラッチ２６を締結すると、入力軸１７がリングギヤ２５と一体のプーリ駆動軸２８に直結することで、プーリ駆動軸２８は入力軸１７と同速度で同方向に回転する。リバースブレーキ２７を締結すると、プラネタリキャリヤ２３がケーシング１９に拘束されることで、プーリ駆動軸２８は入力軸１７の回転数に対して減速されて逆方向に回転する。

ベルト式無段変速機Ｔは、プーリ駆動軸２８に支持されたドライブプーリ２９と、出力軸３０に支持されたドリブンプーリ３１と、ドライブプーリ２９およびドリブンプーリ３１に巻き掛けた金属製の無端ベルト３２とを備える。ドライブプーリ２９は、プーリ駆動軸２８に固定された固定側プーリ半体２９ａと、プーリ駆動軸２８に軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持され、液室２９ｃに作用する液圧で固定側プーリ半体２９ａに向けて付勢される可動側プーリ半体２９ｂとを備える。ドリブンプーリ３１は、出力軸３０に固定された固定側プーリ半体３１ａと、出力軸３０に軸方向摺動可能かつ相対回転不能に支持され、液室３１ｃに作用する液圧で固定側プーリ半体３１ａに向けて付勢される可動側プーリ半体３１ｂとを備える。

ドライブプーリ２９の液室２９ｃおよびドリブンプーリ３１の液室３１ｃの何れか一方（例えば、ドライブプーリ２９の液室２９ｃ）にライン圧を作用させ、何れか他方（例えば、ドリブンプーリ３１の液室３１ｃ）に前記ライン圧を制御弁で減圧した制御圧を作用させる。そして、前記ライン圧および前記制御圧の差圧を減少させると、ドライブプーリ２９の可動側プーリ半体２９ｂが固定側プーリ半体２９ａから離反して有効直径が減少し、かつドリブンプーリ３１の可動側プーリ半体３１ｂが固定側プーリ半体３１ａに接近して有効直径が増加することで、ベルト式無段変速機ＴのレシオがＬＯ側に変化する。逆に、前記ライン圧および前記制御圧の差圧を増加させると、ドライブプーリ２９の可動側プーリ半体２９ｂが固定側プーリ半体２９ａに接近して有効直径が増加し、かつドリブンプーリ３１の可動側プーリ半体３１ｂが固定側プーリ半体３１ａから離反して有効直径が減少することで、ベルト式無段変速機ＴのレシオがＯＤ側に変化する。

出力軸３０に設けた第１リダクションギヤ３３が減速軸３４に設けた第２リダクションギヤ３５に噛合し、減速軸３４に設けたファイナルドライブギヤ３６がディファレンシャルギヤ１４のファイナルドリブンギヤ３７に噛合する。ディファレンシャルギヤ１４から延びる左右の車軸に３８に車輪Ｗが接続され、車輪Ｗに設けたブレーキディスク３９はブレーキキャリパ４０により制動可能である。

ブレーキペダル４１により作動するマスタシリンダ４２が出力するブレーキ液圧は、車輪Ｗのロックを防止するＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）装置４３を介してブレーキキャリパ４０に伝達される。

ベルト式無段変速機Ｔの液室２９ｃ，３１ｃに供給する液圧を制御することでレシオを制御する電子制御ユニットＵには、スロットル開度センサＳａと、エンジン回転数センサＳｂと、アクセルペダル４５の戻し速度を検出するアクセルペダル戻し速度センサＳｃ、ブレーキペダル４１により作動するマスタシリンダ４２が発生するブレーキ液圧を検出 する制動状態センサＳｄと、ブレーキペダル４１の踏み込みを検知するブレーキスイッチＳｅとが接続される。

ベルト式無段変速機Ｔの目標レシオは、スロットル開度センサＳａで検出したスロットル開度と、エンジン回転数センサＳｂで検出したエンジン回転数とから算出され、電子制御ユニットＵは、その目標レシオが得られるように液圧制御装置４４を介して液室２９ｃ，３１ｃに供給する液圧を制御する。

ところで、車輪Ｗが急制動によりロックしたような場合、車輪Ｗに接続されたベルト式無段変速機Ｔのドリブンプーリ３１の回転が抑制されるため、ドライブプーリ２９あるいはドリブンプーリ３１に対して無端ベルト３２がスリップし、ベルト式無段変速機Ｔが損傷する虞がある。そこでベルト式無段変速機Ｔの無端ベルト３２がスリップする可能性があるとき、即ち、急制動が行われる場合に、液圧制御装置４４を介してベルト式無段変速機Ｔのライン圧を増加させることで、ドライブプーリ２９およびドリブンプーリ３１の側圧（無端ベルト３２を挟持する圧力）を増加させてスリップを防止する。

そのために、図２に示すように、電子制御ユニットＵは、予備増圧手段Ｍ１と、制動時増圧手段Ｍ２と、減圧手段Ｍ３とを備える。予備増圧手段Ｍ１にはアクセルペダル戻し速度センサＳｃが接続され、制動時増圧手段Ｍ２および減圧手段Ｍ３には微分回路を介して制動状態センサＳｄが接続される。

図３に示すように、アクセルペダル戻し速度センサＳｃがアクセルペダル４５の急激な戻し操作を検出すると、予備増圧手段Ｍ１が液圧制御装置４４を介してベルト式無段変速機Ｔのライン圧を予備増圧値まで予備増圧する。その後に制動状態センサＳｄがブレーキペダル４１の急激な踏み込み操作を検出すると、制動時増圧手段Ｍ２が液圧制御装置４４を介してベルト式無段変速機Ｔのライン圧を前記予備増圧値から更に増圧することで（スリップ防止増圧）、急制動によって車輪Ｗがロック状態になってドリブンプーリ３１の回転が停止しても、ドライブプーリ２９およびドリブンプーリ３１のプーリ側圧を高めて無端ベルト３２のスリップを防止し、ベルト式無段変速機Ｔを損傷から保護することができる。

このように、アクセルペダル４５の戻し操作により制動が行われることが予測されるとライン圧を予備増圧値まで増圧するので、それに続く急制動時にライン圧を無端ベルト３２のスリップを防止できる圧力まで応答性良く増圧することが可能となり、急制動に伴う無端ベルト３２のスリップを効果的に防止することができる。

アクセルペダル戻し速度センサＳｃがアクセルペダル４５の急激な戻し操作を検出し、ライン圧が予備増圧値まで予備増圧された場合でも、制動状態センサＳｄがブレーキペダル４１の急激な踏み込み操作を検出しない場合には、無端ベルト３２がスリップする可能性が無いと判断し、減圧手段Ｍ３がライン圧を前記予備増圧値から通常圧まで漸減させる。

ライン圧を高めることは、例え予備増圧値までの増圧であってもベルト式無段変速機Ｔの耐久性の観点から望ましいことではないが、急制動が行われないために無端ベルト３２のスリップが発生しないことが確認されるとライン圧を予備増圧値から減圧することで、ライン圧を予備増圧値まで高めることのベルト式無段変速機Ｔの耐久性に与える影響を最小限に抑えることができる。

尚、ベルト式無段変速機Ｔのライン圧を増減制御することは、ドライブプーリ２９およびドリブンプーリ３１のプーリ側圧を増減制御することと同義である。

上記作用を、図４のフローチャートに基づいて更に説明する。

先ずステップＳ１でアクセルペダル戻し速度センサＳｃにより検出したアクセルペダル４５の戻し速度ｄＡＰ／ｄｔと、制動状態センサＳｄにより検出したマスタシリンダ４２が発生するブレーキ液圧ＭＰとを読み込む。続くステップＳ２でアクセルペダル４５の戻し速度ｄＡＰ／ｄｔが所定の閾値を超えているか、あるいはベルト式無段変速機Ｔのプーリ２９，３１の側圧付与中（ライン圧を通常値より増圧中）であれば、ステップＳ３で予備増圧のための目標プーリ側圧ＣＰｔａｒｇｅｔを、ＣＰｔａｒｇｅｔ＝Ａ×（ｄＡＰ／ｄｔ）により算出する。ここで、Ａは予め設定された定数である。その結果、ブレーキペダル４１が踏まれる前にライン圧が予め増圧され、その際の予備増圧値はアクセルペダル４５の戻し速度ｄＡＰ／ｄｔに比例することになる。

続くステップＳ４でブレーキスイッチＳｅがＯＮしてブレーキペダル４１が踏まれたことが確認され、かつステップＳ５でブレーキ液圧ＭＰが所定の閾値を超えており、かつ ブレーキ液圧ＭＰの時間微分値ｄＭＰ／ｄｔが所定の閾値を超えていれば、つまり急制動が行われた場合には、ステップＳ６で無端ベルト３２のスリップを防止すべく、ライン圧を更に増加させてプーリ２９，３１の側圧を更に増加させる。

前記ステップＳ２の答えがＮＯの場合、つまり予備増圧が行われない場合には、ステップＳ１０で目標プーリ側圧ＣＰｔａｒｇｅｔをゼロに維持する。前記ステップＳ４の答えがＮＯの場合、つまり予備増圧中にブレーキペダル４１が踏まれなかったとき、ステップＳ７で予備増圧が開始されてから所定時間が経過するまでは、ステップＳ１０で目標プーリ側圧ＣＰｔａｒｇｅｔを維持して予備加圧を継続する。そして前記ステップＳ７で所定時間が経過したとき、ステップＳ８でプーリ側圧ＣＰ（推定値）が所定の閾値を超えていれば、つまり予備増圧が未だ終了していなければ、ステップＳ９で目標プーリ側圧ＣＰｔａｒｇｅｔを徐々に低下させて予備増圧を徐々に終了する。また前記ステップＳ８でプーリ側圧ＣＰ（推定値）が所定の閾値以下であれば、つまり予備増圧が既に終了していれば、前記ステップＳ１０で目標プーリ側圧ＣＰｔａｒｇｅｔを維持して予備加圧の終了状態を維持する。

前記ステップＳ５でブレーキ液圧ＭＰが所定の閾値を超えていないか、あるいはブレーキ液圧ＭＰの時間微分値ｄＭＰ／ｄｔが所定の閾値を超えていなければ、つまりアクセルペダル４５が急激に戻された後に急制動が行われない場合には、前記ステップＳ８〜Ｓ１０に移行して予備増圧を徐々に終了する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが本発明は前記実施の形態に限定されず、種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のアクセルペダル戻し速度センサＳｃは、実施の形態のアクセルペダル４５の戻し速度を直接検出するものに限定されず、アクセルペダル４５の位置検出手段と、その検出値の微分回路とを含むものであっても良い。

また実施の形態ではマスタシリンダ４２が発生するブレーキ液圧を検出するセンサで制動状態センサＳｄを構成しているが、それをブレーキペダル４１の踏力センサ、ストロークセンサあるいは移動速度センサで構成することができる。

車両の駆動力伝達系統を示す図 電子制御ユニットのプーリ側圧制御系のブロック図 実施の形態の作用を説明するタイムチャート 実施の形態の作用を説明するフローチャート

２９ ドライブプーリ
２９ｂ 可動側プーリ半体
３１ ドリブンプーリ
３１ｂ 可動側プーリ半体
３２ 無端ベルト
４１ ブレーキペダル
４５ アクセルペダル
Ｓｃ アクセルペダル戻し速度センサ
Ｓｄ 制動状態センサ
Ｍ１ 予備増圧手段
Ｍ２ 制動時増圧手段
Ｍ３ 減圧手段

Claims (2)

1. 無端ベルト（３２）を巻き掛けたドライブプーリ（２９）およびドリブンプーリ（３１）を備え、前記ドライブプーリ（２９）および前記ドリブンプーリ（３１）の何れか一方の可動側プーリ半体（２９ｂ）にライン圧を作用させるとともに、何れか他方の可動側プーリ半体（３１ｂ）に前記ライン圧を減圧した制御圧を作用させてレシオを変更するベルト式無段変速機の制御装置において、
   アクセルペダル（４５）の戻し速度を検出するアクセルペダル戻し速度センサ（Ｓｃ）と、
   車両の制動状態を検出する制動状態センサ（Ｓｄ）と、
   前記アクセルペダル戻し速度センサ（Ｓｃ）で検出した前記アクセルペダル（４５）の戻し速度に応じて前記ライン圧を予備増圧値まで増圧する予備増圧手段（Ｍ１）と、
   前記予備増圧手段（Ｍ１）によって前記ライン圧を予備増圧値まで増圧している間に、前記制動状態センサ（Ｓｄ）がブレーキペダル（４１）の踏み込み速度が所定値以上であることを検出したとき、前記ライン圧を前記予備増圧値から更に増圧する制動時増圧手段（Ｍ２）と、
   を備えることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。
2. 前記予備増圧手段（Ｍ１）によって前記ライン圧を予備増圧値まで増圧している間に、前記制動状態センサ（Ｓｄ）が前記ブレーキペダル（４１）の踏み込み速度が所定値未満であることを検出したとき、前記ライン圧を前記予備増圧値から減圧する減圧手段（Ｍ３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のベルト式無段変速機の制御装置。

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