JP7155725B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有段変速機であるギヤ機構を経由する第1の動力伝達経路とベルト式無段変速機を経由する第2の動力伝達経路とが入力軸と出力軸との間で選択的に形成される車両用駆動装置の制御装置であって、ベルト式無段変速機とその入力軸との間で発生するガタ打ち音の抑制に関するものである。
駆動力源(エンジン)およびその駆動力源の動力を駆動輪へ伝達する車両用動力伝達装置を備えた車両用駆動装置において、有段変速機であるギヤ機構を経由する第1の動力伝達経路とベルト式無段変速機を経由する第2の動力伝達経路とが入力軸と出力軸との間で選択的に形成されるものがある。このような車両用駆動装置を搭載した車両において、ベルト式無段変速機のプライマリプーリとそのプライマリプーリに動力を伝達する入力軸との間にあるスプライン嵌合部に軸心まわりの隙間(ガタ)が存在する場合がある。例えば、車両用駆動装置が第1の動力伝達経路が形成された状態であって所定の走行状態(例えば低速走行状態)になると、前記スプライン嵌合部の隙間でガタ打ち音が発生して運転者に違和感を与えるおそれがある。このガタ打ち音を抑制するために、第1の動力伝達経路が形成された走行中において第2の動力伝達経路を形成するための断接装置を半係合とする車両用駆動装置の制御装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の車両用駆動装置の制御装置がそれである。
特開2017-36782号公報
上記車両用駆動装置の制御装置では、第1の動力伝達経路が形成された走行中において第2の動力伝達経路を形成するための断接装置が半係合とされる。そのため、第1の動力伝達経路から第2の動力伝達経路へ動力伝達経路が切り替えられる際に、断接装置での制御干渉によって動力伝達経路の切り替え時に断接装置において係合ショックが発生したり切替遅れが発生したりするおそれがある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達経路の切り替えが行われる際に断接装置での制御干渉を発生させることなく、ベルト式無段変速機とその入力軸との間でのガタ打ち音を抑制できる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、有段変速機であるギヤ機構を経由する第1の動力伝達経路とベルト式無段変速機を経由する第2の動力伝達経路とが入力軸と出力軸との間で選択的に形成されるように、前記第1の動力伝達経路を形成する第1断接装置と、前記ベルト式無段変速機と前記出力軸との間に設けられて前記第2の動力伝達経路を形成する第2断接装置とを備えている車両用駆動装置の、制御装置であって、前記車両用駆動装置が、前記第2断接装置が切断されるとともに前記第1の動力伝達経路が形成された状態であり且つ前記ベルト式無段変速機から前記出力軸に動力が伝達されないことに伴って前記ベルト式無段変速機と前記入力軸との間でガタ打ち音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態にあるか否かを判定する第1の走行状態判定部と、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された場合には、前記第1の走行状態とは異なり、前記ガタ打ち音が発生する可能性がない予め定められた第2の走行状態のときよりも前記ベルト式無段変速機のベルト挟圧力を高めるベルト挟圧力上昇制御を開始するベルト挟圧力制御部と、を備えることにある。
第2発明の要旨とするところは、第1発明において、前記車両用駆動装置が、前記第1の動力伝達経路が形成された状態である前記第2の走行状態にあるか否かを判定する第2の走行状態判定部を備え、前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定された場合には、前記ベルト挟圧力制御部は、前記ベルト式無段変速機の前記ベルト挟圧力を前記ベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻すベルト挟圧力下降制御を行うことにある。
第3発明の要旨とするところは、第2発明において、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された後であって前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定される前に、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態および前記第2の走行状態のいずれとも異なる第3の走行状態となった場合、前記ベルト挟圧力制御部は前記ベルト挟圧力上昇制御を維持することにある。
第4発明の要旨とするところは、第1発明乃至第3発明のいずれか1の発明において、前記ベルト挟圧力上昇制御は、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリのV溝幅を制御するセカンダリ圧を高める制御であることにある。
第5発明の要旨とするところは、第1発明乃至第4発明のいずれか1の発明において、前記無段変速機のベルト挟圧力が高められる条件は、前記第1断接装置および前記第2断接装置が前記第1の動力伝達経路が形成されるように制御されていることが成立し、さらに前記ベルト式無段変速機に設けられたプライマリプーリのプライマリ入力軸回転速度が所定の回転速度範囲内にあること、スロットル開度が所定の開度値以下であること、および作動油温が所定の温度範囲内にあること、の少なくとも1つが成立することであることにある。
第1発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記車両用駆動装置が、前記第2断接装置が切断されるとともに前記第1の動力伝達経路が形成された状態であり且つ前記ベルト式無段変速機から前記出力軸に動力が伝達されないことに伴って前記ベルト式無段変速機と前記入力軸との間でガタ打ち音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態にあるか否かを判定する第1の走行状態判定部と、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された場合には、前記第1の走行状態とは異なり、前記ガタ打ち音が発生する可能性がない予め定められた第2の走行状態のときよりも前記ベルト式無段変速機のベルト挟圧力を高めるベルト挟圧力上昇制御を開始するベルト挟圧力制御部と、が備えられる。このように、ガタ打ち音が発生する可能性がある第1の走行状態においては、前記第2の走行状態のときよりもベルト式無段変速機のベルト挟圧力が高められることでベルト式無段変速機の引き摺りトルクが高められる。これによりベルト式無段変速機とそのベルト式無段変速機に動力を伝達する入力軸との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生が抑制される。また、第1の動力伝達経路から第2の動力伝達経路へ動力伝達経路が切り替えられる際に断接装置での制御干渉が無いため、断接装置での係合ショックの発生を抑制しつつ切替遅れが発生しないようにできる。
第2発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、第1発明において、前記車両用駆動装置が、前記第1の動力伝達経路が形成された状態である前記第2の走行状態にあるか否かを判定する第2の走行状態判定部が備えられ、前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定された場合には、前記ベルト挟圧力制御部は、前記ベルト式無段変速機の前記ベルト挟圧力を前記ベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻すベルト挟圧力下降制御を行う。異音が発生する可能性がある第1の走行状態とは異なる第2の走行状態においては、ベルト式無段変速機のベルト挟圧力が前記ベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻されることで駆動力源のプライマリプーリを経由したセカンダリプーリの負荷が軽減されることから、例えば燃費などの駆動力源のエネルギー利用効率が向上させられる。
第3発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、第2発明において、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された後であって前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定される前に、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態および前記第2の走行状態のいずれとも異なる第3の走行状態となった場合、前記ベルト挟圧力制御部は前記ベルト挟圧力上昇制御を維持する。これにより車両用駆動装置が第1の走行状態にあると判定されたり第2の走行状態にあると判定されたりすることが頻繁に繰り返されることによってベルト挟圧力上昇制御とベルト挟圧力下降制御とが頻繁に繰り返される状態となることが回避される。
第4発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、第1発明乃至第3発明のいずれか1の発明において、前記ベルト挟圧力上昇制御は、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリのV溝幅を制御するセカンダリ圧を高める制御である。このようにセカンダリ圧を高める制御により、伝動ベルトのベルト挟圧力が高められてベルト式無段変速機の引き摺りトルクが大きくされる。これによりベルト式無段変速機とそのベルト式無段変速機に動力を伝達する入力軸との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生が抑制される。
第5発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、第1発明乃至第4発明のいずれか1の発明において、前記無段変速機のベルト挟圧力が高められる条件は、前記第1断接装置および前記第2断接装置が前記第1の動力伝達経路が形成されるように制御されていることが成立し、さらに前記ベルト式無段変速機に設けられたプライマリプーリのプライマリ入力軸回転速度が所定の回転速度範囲内にあること、スロットル開度が所定の開度値以下であること、および作動油温が所定の温度範囲内にあること、の少なくとも1つが成立することである。これら各条件の判定値である所定の回転速度範囲、所定の開度値、および所定の温度範囲を異なる車種毎に予め実験的に或いは設計的に求めることで、車種が異なってもそれに応じた判定値が設定されることでベルト式無段変速機とそのベルト式無段変速機に動力を伝達する入力軸との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生が抑制される。
本発明の一実施例である車両用駆動装置の電子制御装置を搭載した車両の骨子図であるとともに、車両における各種制御の為の電子制御装置の制御機能および制御系統の要部を説明する図である。 図1に示す動力伝達装置の走行モードの切り替りを説明するための図である。 図1に示す油圧制御回路のうちベルト式無段変速機の変速制御に関する要部を説明するための油圧回路図である。 図1に示す電子制御装置においてベルト式無段変速機の引き摺りトルクを変更するために供給されるセカンダリ圧およびプライマリ圧の制御作動を説明するフローチャートである。 図1に示す電子制御装置においてベルト式無段変速機と入力軸との間での異音の発生を抑制するために供給されるセカンダリ圧およびプライマリ圧を制御する場合のタイムチャートの一例である。 図1に示す電子制御装置においてベルト式無段変速機と入力軸との間での異音の発生を抑制するために供給されるセカンダリ圧およびプライマリ圧を制御する場合のタイムチャートの他の例である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例である車両用駆動装置90の電子制御装置100を搭載した車両10の骨子図であるとともに、車両10における各種制御の為の電子制御装置100の制御機能および制御系統の要部を説明する図である。
車両10は、車両用駆動装置90、駆動輪14、油圧制御回路46、および電子制御装置100を備える。車両用駆動装置90は、走行用の駆動力源として用いられるエンジン12およびエンジン12の動力を駆動輪14に伝達する車両用動力伝達装置16(以下、動力伝達装置16という)を備える。
エンジン12は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関にて構成されている。
動力伝達装置16は、流体式伝動装置であるトルクコンバータ20、入力軸22、前後進切替装置26、ベルト式無段変速機24(以下、無段変速機24と記す場合がある)、ギヤ機構28、出力軸30、カウンタ軸32、出力軸30およびカウンタ軸32に各々相対回転不能に設けられて噛み合う一対のギヤから成る減速歯車装置34、カウンタ軸32に相対回転不能に設けられたギヤ36、ギヤ36に連結されたデフギヤ38、および車軸40を含む。
トルクコンバータ20は、ポンプ翼車20pおよびタービン翼車20tを備えており、流体を介して動力伝達を行う。ポンプ翼車20pはエンジン12のクランク軸に連結され、タービン翼車20tはトルクコンバータ20の出力側部材に相当する入力軸22を介して前後進切替装置26に連結されている。ポンプ翼車20pおよびタービン翼車20tの間にはロックアップクラッチLUが設けられており、ロックアップクラッチLUが完全係合されることでポンプ翼車20pおよびタービン翼車20tは一体回転させられる。
エンジン12で発生させられた動力(トルク)は、トルクコンバータ20を介して入力軸22に伝達される。動力伝達装置16では、入力軸22と出力軸30との間で第1の動力伝達経路PT1および第2の動力伝達経路PT2のいずれかが選択的に形成可能となっている。第1の動力伝達経路PT1は、入力軸22から前後進切替装置26およびギヤ機構28を経由して出力軸30に動力を伝達する。第2の動力伝達経路PT2は、入力軸22から無段変速機24を経由して出力軸30に動力を伝達する。第1の動力伝達経路PT1が形成され、ギヤ機構28を経由してエンジン12の動力が出力軸30に伝達される走行モードが、ギヤ走行モードである。第2の動力伝達経路PT2が形成され、無段変速機24を経由してエンジン12の動力が出力軸30に伝達される走行モードが、ベルト走行モードである。出力軸30は、減速歯車装置34、カウンタ軸32、ギヤ36、デフギヤ38、および車軸40を介して駆動輪14に動力を伝達する。車両10の走行状態に応じて第1の動力伝達経路PT1と第2の動力伝達経路PT2とを切り替えるために、動力伝達装置16は、前進用クラッチC1、ベルト走行用クラッチC2、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1を備える。前進用クラッチC1、ベルト走行用クラッチC2、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1は断接装置に相当するもので、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。なお、前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1は、それぞれ本発明における「第1断接装置」に相当し、ベルト走行用クラッチC2は本発明における「第2断接装置」に相当する。
前後進切替装置26は、前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置26pを主体として構成されている。遊星歯車装置26pは、サンギヤ26s、キャリア26c、リングギヤ26rを備える。サンギヤ26sは、ギヤ機構28を構成する小径ギヤ48に連結されている。キャリア26cは入力軸22に一体的に連結されている。リングギヤ26rは、後進用ブレーキB1を介して非回転部材であるケース18に選択的に連結される。サンギヤ26sとキャリア26cとが、前進用クラッチC1を介して選択的に連結される。
ギヤ機構28は、小径ギヤ48、ギヤ機構カウンタ軸50、および大径ギヤ52を備える。大径ギヤ52は、ギヤ機構カウンタ軸50まわりにそのギヤ機構カウンタ軸50に対して同軸心で相対回転不能に設けられて小径ギヤ48と噛み合う。大径ギヤ52は、小径ギヤ48よりも大径である。ギヤ機構28は、アイドラギヤ54および出力ギヤ42を備える。アイドラギヤ54は、ギヤ機構カウンタ軸50まわりにそのギヤ機構カウンタ軸50に対して同軸心で相対回転可能に設けられる。出力ギヤ42は、出力軸30まわりにその出力軸30に対して同軸心に相対回転不能に設けられてアイドラギヤ54と噛み合う。出力ギヤ42は、アイドラギヤ54よりも大径である。
ギヤ機構28は、ギヤ機構カウンタ軸50まわりに、大径ギヤ52とアイドラギヤ54との間に設けられて、これらの間の動力伝達経路を選択的に接続したり、切断したりする噛合クラッチD1を備える。噛合クラッチD1は、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1のいずれか一方と共に係合されることで第1の動力伝達経路PT1を形成する。前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が共に解放されると、または、噛合クラッチD1が解放されると、第1の動力伝達経路PT1は切断される。噛合クラッチD1は、係合する際に大径ギヤ52およびアイドラギヤ54の回転を同期させる同期機構としての公知のシンクロメッシュ機構S1を備える。噛合クラッチD1は、動力伝達装置16に備えられた油圧アクチュエータ56の作動によって作動状態が切り替えられる。噛合クラッチD1にはスプリング56aが設けられており、噛合クラッチD1はスプリング56aから解放させられる方向の付勢力が付与されている。
ギヤ機構28は、入力軸22と出力軸30との間で形成される第1の動力伝達経路PT1において、1つのギヤ段を有する有段変速機として機能する。入力軸22と出力軸30との間に設けられたギヤ機構28による変速比が、ギヤ走行モードにおける有段変速比γgear(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nout)である。
無段変速機24と出力軸30との間には、これらの間を選択的に断接するベルト走行用クラッチC2が介挿されている。ベルト走行用クラッチC2が係合されると、エンジン12の動力が入力軸22および無段変速機24を経由して出力軸30に伝達される。ベルト走行用クラッチC2が解放されると、無段変速機24から出力軸30に動力が伝達されない。
無段変速機24は、入力軸22側に設けられた入力側部材であるプライマリプーリ58と、出力側部材であるセカンダリプーリ60と、プライマリプーリ58とセカンダリプーリ60との間に巻き掛けられた伝動ベルト62と、を備える。無段変速機24は、プライマリプーリ58およびセカンダリプーリ60と伝動ベルト62との間の摩擦力を介して動力伝達を行うベルト式無段変速機である。前記摩擦力は、挟圧力に対応しており、ベルト挟圧力ともいう。このベルト挟圧力Cpは、無段変速機24における伝動ベルト62のトルク容量にも対応している。
無段変速機24においては、プライマリプーリ58におけるV溝幅およびセカンダリプーリ60のV溝幅がそれぞれ変化させられる。伝動ベルト62の張り具合が一定に保たれるようにプライマリプーリ58およびセカンダリプーリ60のV溝幅が相互に関係して変化させられて伝動ベルト62の掛かり径(有効径)が変更される。このようにして、無段変速機24による変速比である無段変速比γcvt(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nout)が連続的に変更させられる。つまり、無段変速比γcvtは、プライマリプーリ58の有効径に対するセカンダリプーリ60の有効径の比でもある。例えば、プライマリプーリ58のV溝幅が狭くされ且つセカンダリプーリ60のV溝幅が広くされると、無段変速比γcvtが小さくなる。すなわち、無段変速機24がアップシフトされる。プライマリプーリ58のV溝幅が広くされ且つセカンダリプーリ60のV溝幅が狭くされると、無段変速比γcvtが大きくなる。すなわち無段変速機24がダウンシフトされる。無段変速比γcvtは、最小値γcvt_minから最大値γcvt_maxの範囲内で連続的に変更させられる。無段変速比γcvtの最大値γcvt_maxは、最小値γcvt_minよりもギヤ走行モードにおける有段変速比γgearに近い値であるが、その有段変速比γgearよりも小さい値である。そのため、ギヤ走行モードからベルト走行モードへ切り替えるとき、およびベルト走行モードからギヤ走行モードへ切り替えるときは、変速ショックを緩和するために無段変速機24の無段変速比γcvtは最大値γcvt_maxにされる。つまり、ギヤ走行モード中は、ベルト走行モードへの切り替えに備えて、無段変速機24の無段変速比γcvtは最大値γcvt_maxの近傍の値にされる。
電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。電子制御装置100は、無段変速機24の変速制御やベルト挟圧力制御、複数の断接装置(前進用クラッチC1,後進用ブレーキB1,ベルト走行用クラッチC2,噛合クラッチD1)の各々の作動状態を切り替える油圧制御等を実行する。
電子制御装置100には、車両10に備えられた各種回転速度センサ66、68、70、72、アクセル操作量センサ74、スロットル開度センサ76、シフトポジションセンサ78、および油温センサ80などの各種センサ等によって、エンジン回転速度Ne(rpm)、入力軸回転速度Nin(rpm)と同値となるプライマリ入力軸回転速度Npri(rpm)、車速V(km/h)に対応する出力軸回転速度Nout(rpm)、C1ドラム回転速度Nc1(rpm)、運転者の加速操作の大きさを表すアクセル操作量θacc(%)、スロットル開度Tap(%)、車両10に備えられたシフトレバー98の操作ポジションPOSsh、および作動油温Tho(℃)などの各種検出信号等がそれぞれ入力される。なお、入力軸回転速度Ninは入力軸22の回転速度であり、プライマリ入力軸回転速度Npriはプライマリプーリ58に動力を伝達するプライマリ入力軸58dの回転速度であり、出力軸回転速度Noutは出力軸30の回転速度である。C1ドラム回転速度Nc1は、断接装置である前進用クラッチC1のうちキャリア26cを挟むドラムC1dの回転速度であり、ドラムC1dに連結された小径ギヤ48の回転速度と同じである。
電子制御装置100からは、車両10に設けられた油圧制御回路46に無段変速機24の変速やベルト挟圧力Cp等を制御する為の油圧制御指令信号Scvt、複数の断接装置の各々の作動状態を制御する為の油圧制御指令信号Scbdなどの各種指令信号がそれぞれ出力される。
シフトレバー98の操作ポジションPOSshは、例えばP、R、N、D操作ポジションである。P操作ポジションは、動力伝達装置16がニュートラル状態とされ、且つ、出力軸30が回転不能に機械的に固定された、動力伝達装置16のPポジションを選択するパーキング操作ポジションである。動力伝達装置16のニュートラル状態は、例えば前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、およびベルト走行用クラッチC2が共に解放されることで実現される。つまり、動力伝達装置16のニュートラル状態は、第1の動力伝達経路PT1および第2の動力伝達経路PT2がいずれも形成されていない状態である。R操作ポジションは、ギヤ走行モードにて後進走行を可能とする動力伝達装置16のRポジションを選択する後進走行操作ポジションである。N操作ポジションは、動力伝達装置16をニュートラル状態とする動力伝達装置16のNポジションを選択するニュートラル操作ポジションである。D操作ポジションは、ギヤ走行モードにて前進走行を可能とするか、または、ベルト走行モードにて無段変速機24の自動変速制御を実行して前進走行を可能とする、動力伝達装置16のDポジションを選択する前進走行操作ポジションである。
油圧制御回路46は、電子制御装置100から入力された油圧制御指令信号Scbdに基づいて、前進用クラッチC1、ベルト走行用クラッチC2、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1の各々の作動状態を制御するC1圧Pc1(MPa)、C2圧Pc2(MPa)、B1圧Pb1(MPa)、およびD1圧Pd1(MPa)をそれぞれ対応するアクチュエータに供給する。油圧制御回路46は、電子制御装置100から入力された油圧制御指令信号Scvtに基づいて、後述するようにプライマリ圧Pin(MPa)を油圧アクチュエータ58cに供給し、セカンダリ圧Pout(MPa)を油圧アクチュエータ60cに供給する。
オイルポンプ44は、ポンプ翼車20pに連結された機械式オイルポンプである。オイルポンプ44は、エンジン12により回転駆動されることによって、無段変速機24の変速制御やベルト挟圧力Cpの制御、および油圧式摩擦係合装置における作動状態の切替制御などのための作動油や潤滑油を油圧制御回路46へ圧送する。
図2は、図1に示す動力伝達装置16の走行モードの切り替りを説明するための図である。図2において、C1が前進用クラッチC1に対応し、C2がベルト走行用クラッチC2に対応し、B1が後進用ブレーキB1に対応し、D1が噛合クラッチD1に対応する。「○」は係合された状態、すなわち接続された状態を表し、「×」は解放された状態、すなわち切断された状態を表す。なお、噛合クラッチD1は、シンクロメッシュ機構S1を備えており、噛合クラッチD1が係合する際にはシンクロメッシュ機構S1が作動する。
ギヤ機構28を経由してエンジン12の動力が出力軸30に伝達されるギヤ走行モードでは、前進用クラッチC1および噛合クラッチD1が係合される一方、ベルト走行用クラッチC2および後進用ブレーキB1が解放される。
無段変速機24を経由してエンジン12の動力が出力軸30に伝達されるベルト走行モード(高車速)では、ベルト走行用クラッチC2が係合される一方、前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1が解放される。このように噛合クラッチD1が解放されるのは、ベルト走行モード中におけるギヤ機構28等の引き摺りをなくすとともに、高車速においてギヤ機構28等が高回転化するのを防止するためである。
ギヤ走行モードからベルト走行モード(高車速)、ないしはベルト走行モード(高車速)からギヤ走行モードへ切り替えられる際には、ベルト走行モード(中車速)を過渡的に経由して切り替えられる。ベルト走行モード(中車速)では、ベルト走行用クラッチC2および噛合クラッチD1が係合される一方、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が解放される。
図3は、図1に示す油圧制御回路46のうちベルト式無段変速機24の変速制御に関する要部を説明するための油圧回路図である。
ここから、ベルト走行モード時における無段変速機24の変速制御について説明する。
プライマリプーリ58は、プライマリ固定シーブ58a、プライマリ可動シーブ58b、油圧アクチュエータ58c、およびプライマリ入力軸58dを備える。プライマリ固定シーブ58aは、入力軸22にスプライン嵌合により連結されたプライマリ入力軸58dに対して同軸心に取り付けられた入力側固定回転体として機能する。入力軸22とプライマリ入力軸58dとの間のスプライン嵌合は、例えば入力軸22のスプライン歯とプライマリ入力軸58dのスプライン歯同士が噛み合わされた嵌合である。プライマリ可動シーブ58bは、プライマリ入力軸58dに対して同軸心に取り付けられ、プライマリ固定シーブ58aに対して軸心まわりに相対回転不能且つ軸心方向に移動可能に設けられた入力側可動回転体として機能する。油圧アクチュエータ58cは、プライマリ固定シーブ58aおよびプライマリ可動シーブ58bの間のV溝幅を変更するためにプライマリ可動シーブ58bに対してプライマリ推力Win(N)(=プライマリ圧Pin(MPa)×受圧面積(mm))を付与する。プライマリ推力Winは、油圧アクチュエータ58cによって付与される伝動ベルト62を挟圧するプライマリプーリ58の推力である。プライマリ圧Pinは、油圧制御回路46によって油圧アクチュエータ58cへ供給される油圧であり、プライマリ推力Winを生じさせるプーリ油圧である。プライマリ入力軸58dは、プライマリプーリ58に回転力Tin(Nm)を入力する。
プライマリ固定シーブ58aとプライマリ入力軸58dとはスプライン嵌合されており、そのスプライン嵌合部においては軸心まわりの隙間58e(ガタ)が存在する。プライマリ固定シーブ58aとプライマリ入力軸58dとの間のスプライン嵌合は、例えばボールスプライン方式による嵌合、ローラースプライン方式による嵌合、またはプライマリ固定シーブ58aのスプライン歯とプライマリ入力軸58dのスプライン歯同士が噛み合わされた嵌合である。また、前述したように入力軸22とプライマリ入力軸58dとはスプライン嵌合されており、そのスプライン嵌合部においても軸心まわりの隙間58f(ガタ)(図1参照)が存在する。そのため、入力軸22のトルク変動に起因して、無段変速機24とその無段変速機24に動力を伝達する入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、58fのうち少なくとも隙間58fでの一方の軸と他方の軸との衝突によってガタ打ち音が発生する場合がある。特に、スプライン歯同士が噛み合わされたスプライン嵌合の場合には、ボールスプライン方式による嵌合やローラースプライン方式による嵌合に比較して、スプライン嵌合部での隙間が大きくなりやすくスプライン歯同士の衝突によってガタ打ち音が発生しやすい。
セカンダリプーリ60は、セカンダリ固定シーブ60a、セカンダリ可動シーブ60b、油圧アクチュエータ60c、およびセカンダリ出力軸60dを備える。セカンダリ固定シーブ60aは、セカンダリ出力軸60dに対して同軸心に取り付けられた出力側固定回転体として機能する。セカンダリ可動シーブ60bは、セカンダリ出力軸60dに対して同軸心に取り付けられ、セカンダリ固定シーブ60aに対して軸心まわりに相対回転不能且つ軸心方向に移動可能に設けられた出力側可動回転体として機能する。油圧アクチュエータ60cは、セカンダリ固定シーブ60aおよびセカンダリ可動シーブ60bの間のV溝幅を変更するためにセカンダリ可動シーブ60bに対してセカンダリ推力Wout(N)(=セカンダリ圧Pout(MPa)×受圧面積(mm))を付与する。セカンダリ推力Woutは、油圧アクチュエータ60cによって付与される伝動ベルト62を挟圧するセカンダリプーリ60の推力である。セカンダリ圧Poutは、油圧制御回路46によって油圧アクチュエータ60cへ供給される油圧であり、セカンダリ推力Woutを生じさせるプーリ油圧である。
無段変速機24では、油圧制御回路46から供給される油圧であるプライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutが電子制御装置100により各々調圧制御されることにより、プライマリ推力Win及びセカンダリ推力Woutが各々制御される。これにより、無段変速機24では、プライマリプーリ58およびセカンダリプーリ60のV溝幅が変化して無段変速比γcvtが変更させられると共に、伝動ベルト62が滑らないようにベルト挟圧力Cpが制御される。
前述したように、無段変速比γcvtは、プライマリプーリ58の有効径に対するセカンダリプーリ60の有効径の比である。例えば、無段変速比γcvtを任意の値とし且つ伝動ベルト62が滑らないようにするには、必要かつ十分な伝動ベルト62の張力が得られるように予め定められた関係からスロットル開度Tapおよび無段変速機24の無段変速比γcvtに基づいてセカンダリ圧Poutが制御される。また、無段変速機24の無段変速比γcvtが目標変速化となるようにプライマリ圧Pinが制御される。この必要かつ十分な伝動ベルト62の張力が得られるように予め定められた関係から制御されるとき、そのときのセカンダリ圧Poutが後述する基準油圧値Pout_stdであり、そのときのプライマリ圧Pinが後述する基準油圧値Pin_stdである。
ここから、ギヤ走行モード時における無段変速機24のプライマリプーリ58およびセカンダリプーリ60のV溝幅の制御について説明する。
車両発進時等の低速域で選択されるギヤ走行モード時においては、ベルト走行用クラッチC2が解放されているため、セカンダリプーリ60と出力軸30との間で動力の伝達は行われない。そのため、無段変速機24は、エンジン12の動力伝達をしない状態で伝動ベルト62が滑らない程度にセカンダリ圧Poutが設定される。
以下に、図1に基づいて車両10における各種制御の為の電子制御装置100の制御機能および制御系統の要部を説明する。電子制御装置100は、第1の走行状態判定部102、第2の走行状態判定部104、およびベルト挟圧力制御部106を備える。
第1の走行状態判定部102は、車両10の車両用駆動装置90が、第1の動力伝達経路PT1が形成された状態であり且つ異音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態にあるか否かを判定する。「第1の走行状態」は、第1の動力伝達経路PT1が形成されたギヤ走行モード中において無段変速機24と入力軸22との間で異音が発生する可能性がある予め定められた走行状態である。車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると判定されてベルト挟圧力制御部106による後述のベルト挟圧力上昇制御が開始される制御開始条件としては、例えば以下の条件(1a)~(8a)が全て成立することを条件とする。各条件は、(1a)前進用クラッチC1および噛合クラッチD1が係合され、ベルト走行用クラッチC2および後進用ブレーキB1が解放されることで、第1の動力伝達経路PT1が形成された前進ギヤ走行モードであること、(2a)プライマリ入力軸回転速度Npri(rpm)に対応したC1ドラム回転速度Nc1(rpm)が所定の回転速度範囲内(例えば、Nc1_L以上且つNc1_H以下)にあること、(3a)C1係合禁止フラグがOFFであること、(4a)エンジン回転速度Ne(rpm)が所定の回転速度値Ne_j(rpm)以上である状態の継続時間が所定時間Tj(s)以上であること、(5a)無段変速比γcvtが所定の変速比γj以上であること、(6a)スロットル開度Tap(%)が所定の開度値Tap_j(%)以下であること、(7a)作動油温Tho(℃)が所定の温度範囲内(例えば、Tho_L(℃)以上且つTho_H(℃)以下)にあること、および(8a)CVTフェール状態フラグがOFFであること、である。
上記の条件(1a)~(8a)の各条件は、異音発生条件および制御保留条件の主に2つに分類される。異音発生条件は、車両10の車両用駆動装置90の状態が異音が発生する可能性があることに基づいたものであって、条件(1a)、(2a)、(6a)、および(7a)が該当する。制御保留条件は、車両10の車両用駆動装置90の状態が主に異音の発生を抑制するための制御(セカンダリ圧Poutを高める制御等)を実行すると不都合であることに基づいたものであって、条件(3a)、(4a)、(5a)、および(8a)が該当する。上記の条件(1a)~(8a)が全て成立することを、ギヤ走行モード中において異音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態とした理由は以下のとおりである。
条件(1a)は、前進用クラッチC1、ベルト走行用クラッチC2、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1の各断接装置の制御状態がギヤ走行モードである場合に限定したものである。「ギヤ走行モード」は前述のギヤ機構28を経由してエンジン12の動力が出力軸30に伝達される第1の動力伝達経路PT1を形成された走行モードである。ギヤ走行モードでない場合には本発明が課題とする無段変速機24とその入力軸22との間での異音が発生する可能性がないからである。例えば、ベルト走行モードの場合には、エンジン12の動力がプライマリプーリ58、伝動ベルト62、およびセカンダリプーリ60を経由して駆動輪14に伝達される。そのため、プライマリプーリ58とプライマリ入力軸58dとの間のスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間58eにおいて、プライマリ入力軸58dはその回転が進む方向でプライマリ固定シーブ58aを押し続けた状態で回転している。プライマリ入力軸58dと入力軸22との間のスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間58fにおいても、入力軸22のスプライン歯はその回転が進む方向でプライマリ入力軸58dのスプライン歯を押し続けた状態で回転している。そのため、無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、58fでのガタ打ち音は発生しない。
条件(2a)は、プライマリ入力軸回転速度Npriに対応したC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲内にあることに限定したものである。例えば、前進ギヤ走行モード中においては、前進用クラッチC1が係合されるとC1ドラム回転速度Nc1はキャリア26cを介して入力軸22およびプライマリ入力軸58dに連結される。そのため、C1ドラム回転速度Nc1は、プライマリ入力軸回転速度Npriと同じになる。条件(2a)を制御開始条件の1つにしたのは、無段変速機24の引き摺りトルクTtが基準トルク値Tt_stdであるとき(ベルト挟圧力上昇制御が行われないとき)において、プライマリ入力軸回転速度Npriに対応したC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲内(Nc1_L以上且つNc1_H以下)にあるときに無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、隙間58fのうち少なくとも隙間58fでガタ打ち音が発生するからである。ガタ打ち音が発生するC1ドラム回転速度Nc1の所定の回転速度範囲は、予め実験的に或いは設計的に求めることで可能であり、そのように求められた値が所定の回転速度範囲として設定される。
条件(3a)は、C1係合禁止フラグがOFFであることである。C1係合禁止フラグがONの場合には、前進用クラッチC1が係合されないため、ギヤ走行モードとはならず、無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、58fでのガタ打ち音は発生する可能性がないからである。
条件(4a)は、エンジン回転速度Neが所定の回転速度値Ne_j以上の状態の継続時間が所定時間Tj以上であることである。これは、車両10が停止状態でエンジン12がストップ状態から始動された直後は、無段変速機24の引き摺りトルクTtを基準トルク値Tt_stdよりも大きくすることはしないこととしたものである。例えば、所定の回転速度値Ne_jは車両10がアイドリング状態であることを検出するためにアイドリング回転速度を少し下回る値に設定され、所定時間Tjは暖機運転が完了したと考えられる時間であって予め実験的に或いは設計的に求めることが可能であり、そのように求められた値が所定時間Tjとして設定される。
条件(5a)は、無段変速比γcvtが所定の変速比γj以上であることである。ギヤ走行モードの場合に、無段変速機24の引き摺りトルクTtを可及的に低下させて無段変速機24の無段変速比γcvtを最大値γcvt_maxの近傍の値に速やかに戻すためである。例えば、所定の変速比γjは、ベルト戻り不良の発生を検出するために最大値γcvt_maxを少し下回る値に設定される。
条件(6a)は、スロットル開度Tapが所定の開度値Tap_j以下であることである。これは異音を感じやすいアクセルペダルが踏込まれていない場合に限って無段変速機24の引き摺りトルクTtを基準トルク値Tt_stdよりも大きくするものである。
条件(7a)は、作動油温Thoが所定の温度範囲内(例えば、Tho_L以上且つTho_H以下)にあることである。作動油温ThoがTho_L未満の場合には、作動油が高粘性であるため、無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、隙間58fでのガタ打ち音は発生し難い。作動油温ThoがTho_H超の場合には、それぞれの隙間58eおよび隙間58fが小さくなっているため、無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの隙間58e、隙間58fでのガタ打ち音は発生し難い。ガタ打ち音が発生する作動油温Thoの所定の温度範囲は、予め実験的に或いは設計的に求めることが可能であり、そのように求められた値が所定の温度範囲として設定される。
条件(8a)は、CVTフェール状態フラグがOFFであることである。CVTフェール状態フラグがONである場合、無段変速機24に何らかの異常が発生していると考えられる。無段変速機24に何らかの異常が発生している場合にはベルト挟圧力Cpが高められることはされず、これにより伝動ベルト62に加えられるベルト挟圧力Cpが高められることによる弊害が回避される。CVTフェール状態フラグがOFFである場合、上記弊害がないため伝動ベルト62に加えられるベルト挟圧力Cpを高めることが可能である。
車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると第1の走行状態判定部102により判定されると、ベルト挟圧力制御部106は、ベルト挟圧力Cpを第1の走行状態とは異なる第2の走行状態のときよりも高めるベルト挟圧力上昇制御を実行する。具体的には、ベルト挟圧力制御部106は、セカンダリ圧Poutを基準油圧値Pout_std(ベルト挟圧力上昇制御が行われないとき)からそれよりも高い上昇油圧値Pout_hi(MPa)に相対的に増圧する油圧制御指令信号Scvtを油圧制御回路46に出力する。油圧制御回路46は、油圧制御指令信号Scvtに基づいて、セカンダリ圧Poutとして上昇油圧値Pout_hiの油圧の作動油をセカンダリプーリ60の油圧アクチュエータ60cに供給する。上昇油圧値Pout_hiおよび上昇油圧値Pin_hiに応じて高められたベルト挟圧力Cpは、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるときに、異音が発生しない値として予め実験的に或いは設計的に求めることが可能であり、そのように求められた値に設定される。
車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にはないと第1の走行状態判定部102により判定されると、ベルト挟圧力制御部106は、セカンダリ圧Poutを基準油圧値Pout_stdのまま維持し、ベルト挟圧力Cpを第2の走行状態における値のまま維持する。
第2の走行状態判定部104は、車両用駆動装置90が車両10の第1の動力伝達経路PT1が形成された第1の走行状態とは異なる予め定められた第2の走行状態にあるか否かを判定する。「第2の走行状態」は、例えば第1の動力伝達経路PT1が形成されたギヤ走行モード中において無段変速機24と入力軸22との間で異音が発生する可能性がない予め定められた走行状態である。車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると判定されてベルト挟圧力制御部106による後述のベルト挟圧力下降制御が開始される制御終了条件としては、例えば以下の条件(1b)~(8b)のいずれか1が成立することを条件とする。各条件は、(1b)ベルト走行用クラッチC2が係合され、前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1が解放されること或いは前進用クラッチC1、ベルト走行用クラッチC2、後進用ブレーキB1、および噛合クラッチD1が解放されることで、第1の動力伝達経路PT1が形成されたギヤ走行モードではないこと、(2b)プライマリ入力軸回転速度Npri(rpm)に対応したC1ドラム回転速度Nc1(rpm)が所定の回転速度範囲外(例えば、Nc1_L未満またはNc1_H超)にあること、(3b)C1係合禁止フラグがONであること、(4b)エンジン回転速度Neが所定の回転速度値Ne_j未満またはエンジン回転速度Ne(rpm)が所定の回転速度値Ne_j(rpm)以上である状態の継続時間が所定時間Tj未満であること、(5b)無段変速比γcvtが所定の変速比γj(s)未満であること、(6b)スロットル開度Tap(%)が所定の開度値Tap_j(%)超であること、(7b)作動油温Tho(℃)が所定の温度範囲外(例えば、Tho_L(℃)未満またはTho_H(℃)超)にあること、および(8b)CVTフェール状態フラグがONであること、である。なお、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると判定された場合の走行状態は、本発明における「第1の走行状態とは異なる走行状態」に相当する。
ベルト挟圧力上昇制御の制御終了条件である各条件(1b)~(8b)は、それぞれ前述のベルト挟圧力上昇制御の制御開始条件である条件(1a)~(8a)と相反する関係にある。したがって、上記の制御開始条件である条件(1a)~(8a)の全てが成立したときに、車両10で異音が発生する可能性があるのであれば、上記の制御終了条件である条件(1b)~(8b)のいずれか1が成立したときには、車両10では異音が発生する可能性はないことになる。
車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると第2の走行状態判定部104により判定されると、ベルト挟圧力制御部106は、ベルト挟圧力Cpを第2の走行状態における値に戻すベルト挟圧力下降制御を実行する。具体的には、ベルト挟圧力制御部106は、セカンダリ圧Poutを上昇油圧値Pout_hiから基準油圧値Pout_stdに相対的に低くする油圧制御指令信号Scvtを油圧制御回路46に出力する。油圧制御回路46は、油圧制御指令信号Scvtに基づいて、セカンダリ圧Poutとして基準油圧値Pout_stdの油圧の作動油をセカンダリプーリ60の油圧アクチュエータ60cに供給する。
車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にはないと第2の走行状態判定部104により判定されると、第2の走行状態判定部104は、再度、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあるか否かを判定する。
図4は、図1に示す電子制御装置100においてベルト式無段変速機24の引き摺りトルクTtを変更するために供給されるセカンダリ圧Poutおよびプライマリ圧Pinの制御作動を説明するフローチャートである。図4のフローチャートは、例えば、電子制御装置100においてスタートを繰り返して実行される。
まず、第1の走行状態判定部102に対応するステップS10において、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるか否かが判定される。具体的には、前述した制御開始条件が成立するか否かによって判定される。ステップS10の判定が肯定される場合は、ステップS20が実行される。ステップS10の判定が否定される場合は、リターンとなる。
ベルト挟圧力制御部106に対応するステップS20において、ベルト挟圧力制御部106によりセカンダリ圧Poutの指示圧が基準油圧値Pout_stdよりも高い上昇油圧値Pout_hiにされる。これにより、ベルト挟圧力Cpが、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあるときよりも高いベルト挟圧力とされる。また、無段変速機24の引き摺りトルクTtが、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあるときよりも大きい引き摺りトルクとされる。そしてステップS30が実行される。
第2の走行状態判定部104に対応するステップS30において、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあるか否かが判定される。具体的には、前述した制御終了条件が成立するか否かによって判定される。ステップS30の判定が肯定される場合は、ステップS40が実行される。ステップS30の判定が否定される場合は、ステップS30が再び実行される。
ベルト挟圧力制御部106に対応するステップS40において、ベルト挟圧力制御部106によりセカンダリ圧Poutの指示圧が上昇油圧値Pout_hiから基準油圧値Pout_stdに戻される。これにより、ベルト挟圧力Cpが、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるときよりも低いベルト挟圧力とされる。また、無段変速機24の引き摺りトルクTtが、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるときよりも小さい引き摺りトルクとされる。そしてリターンとなる。
図5は、図1に示す電子制御装置100においてベルト式無段変速機24と入力軸22との間での異音の発生を抑制するために供給されるセカンダリ圧Poutおよびプライマリ圧Pinを制御する場合のタイムチャートの一例である。
時刻t0から時刻t1までは、車両10のシフトレバー98の操作ポジションPOSshはN操作ポジションである。前進用クラッチC1は解放状態とされるため前進用クラッチC1の指示圧は0(MPa)である。セカンダリ圧Poutの指示圧は基準油圧値Pout_stdとされ、プライマリ圧Pinの指示圧は基準油圧値Pin_stdとされる。制御実施フラグは、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると判定される制御開始条件が成立した場合に「1」とされ、車両10の車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると判定される制御終了条件が成立した場合に「0」とされる。時刻t0から時刻t1までは、車両10はギヤ走行モードではなくニュートラル状態なので、制御実施フラグは「0」である。
時刻t1において、車両10のシフトレバー98の操作ポジションPOSshがN操作ポジションから例えばD操作ポジションに切替えられる。この切り替えにより車両10の車両用駆動装置90では所謂ガレージ制御が開始される。ガレージ制御は、例えばN操作ポジションからD操作ポジションに切り替えられることにより前進用クラッチC1が解放状態から係合状態へ切り替えられる制御である。時刻t1において、前進用クラッチC1の指示圧が増圧されて前進用クラッチC1のパック詰めが開始される。前進用クラッチC1の指示圧は、時刻t2において一旦減圧された後、時刻t3から再び次第に増圧される。前進用クラッチC1の指示圧が所定値となった時刻t4において前進用クラッチC1の係合が開始されてエンジン12からの動力が入力軸22および前進用クラッチC1を介してドラムC1dに伝達され始める。そのため、C1ドラム回転速度Nc1は、時刻t4から次第に上昇する。
前進用クラッチC1の指示圧は、時刻t4以降も増圧されるが、最大圧C1_maxを超えないように制御される。時刻t4以降、C1ドラム回転速度Nc1は次第に増加する。前進用クラッチC1の指示圧が最大圧C1_maxになってから時間Δt(s)が経過した時刻t5において、ガレージ制御が終了する。なお、時刻t4と時刻t5との間において、C1ドラム回転速度Nc1は異音が発生する可能性がある所定の回転速度範囲の下限値Nc1_Lを超えているが、その時点ではギヤ走行モードではないため制御開始条件は成立していない。時刻t5においてC1ドラム回転速度Nc1は異音が発生する可能性がある所定の回転速度範囲内となっており且つ車両用駆動装置90がガレージ制御からギヤ走行モードへ切り替わるため、時刻t5において制御開始条件が成立し制御実施フラグは「0」から「1」に変わる。時刻t6においてC1ドラム回転速度Nc1は異音が発生する可能性がある所定の回転速度範囲の上限値Nc1_Hを超える。そのため、時刻t6において制御終了条件が成立し制御実施フラグは「1」から「0」に変わる。
時刻t5において制御実施フラグが「1」になると、セカンダリ圧Poutの指示圧を基準油圧値Pout_stdよりも高い上昇油圧値Pout_hiとし、プライマリ圧Pinの指示圧を基準油圧値Pin_stdよりも高い上昇油圧値Pin_hiにするベルト挟圧力上昇制御が開始される。なお、上昇油圧値Pin_hiは無段変速機24の無段変速比γcvtが最大値γcvt_maxから小さくなる側(アップシフト側)へ変速しすぎないように設定された最大ガード圧よりも低く設定される。セカンダリ圧Poutの指示圧及びプライマリ圧Pinの指示圧の両方が増圧されることでベルト挟圧力Cpが上昇し、無段変速機24の引き摺りトルクTtが大きくされる。無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、隙間58fでのガタ打ち音が発生する可能性がある場合には、引き摺りトルクTtが大きくなるように制御されることでガタ打ち音が抑制される。
時刻t6以降は、C1ドラム回転速度Nc1はガタ打ち音が発生する可能性がある所定の回転速度範囲内にはない。時刻t6において制御実施フラグが「0」になると、セカンダリ圧Poutの指示圧を上昇油圧値Pout_hiから基準油圧値Pout_stdに戻し、プライマリ圧Pinの指示圧を上昇油圧値Pin_hiから基準油圧値Pin_stdに戻すベルト挟圧力下降制御が開始される。セカンダリ圧Poutの指示圧及びプライマリ圧Pinの指示圧の両方が減圧されることでベルト挟圧力Cpが下降し、無段変速機24の引き摺りトルクTtが小さくされる。無段変速機24と入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、隙間58fでのガタ打ち音が発生する可能性がない場合には、引き摺りトルクTtが小さくなるように制御される。セカンダリ圧Poutの指示圧およびプライマリ圧Pinの指示圧の減圧により無段変速機24の引き摺りトルクTtが小さくなり、エンジン12の負荷が減少してエンジン12の燃費などの駆動力源のエネルギー利用効率が向上する。
本実施例の車両用駆動装置の電子制御装置100によれば、車両用駆動装置90が、第1の動力伝達経路PT1が形成された状態であり且つ無段変速機24と入力軸22との間で異音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態にあるか否かを判定する第1の走行状態判定部102と、車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると第1の走行状態判定部102により判定された場合には、第1の走行状態とは異なる走行状態のときよりも無段変速機24のベルト挟圧力Cpを高めるベルト挟圧力上昇制御を開始するベルト挟圧力制御部106と、が備えられる。このように、異音が発生する可能性がある走行状態においては、無段変速機24のベルト挟圧力Cpが高められることで無段変速機24の引き摺りトルクTtが高められる。これにより無段変速機24とその無段変速機24に動力を伝達する入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、58fのうち少なくとも隙間58fでのガタ打ち音の発生が抑制される。また、第1の動力伝達経路PT1から第2の動力伝達経路PT2へ動力伝達経路が切り替えられる際には、断接装置である前進用クラッチC1およびベルト走行用クラッチC2の掛け替え制御(クラッチツウクラッチ制御)を行うだけなので制御干渉が発生せず、断接装置での係合ショックを抑制しつつ切替遅れが発生しないようにできる。
本実施例の車両用駆動装置の電子制御装置100によれば、車両用駆動装置90が第1の動力伝達経路PT1が形成された状態であり且つ無段変速機24と入力軸22との間で異音が発生する可能性がない予め定められた第2の走行状態にあるか否かを判定する第2の走行状態判定部104が備えられ、車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると第2の走行状態判定部104により判定された場合には、ベルト挟圧力制御部106は、無段変速機24のベルト挟圧力Cpをベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻すベルト挟圧力下降制御を行う。異音が発生する可能性がない第2の走行状態においては、無段変速機24のベルト挟圧力Cpがベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻されることでエンジン12のプライマリプーリ58を経由したセカンダリプーリ60の負荷が軽減されることから、例えば燃費などの駆動力源のエネルギー利用効率が向上させられる。
本実施例の車両用駆動装置の電子制御装置100によれば、ベルト挟圧力上昇制御は、無段変速機24のセカンダリプーリ60のV溝幅を制御するセカンダリ圧Poutを高める制御である。このようにセカンダリ圧Poutを高める制御により、伝動ベルト62のベルト挟圧力Cpが高められて無段変速機24の引き摺りトルクTtが大きくされる。これにより無段変速機24のその無段変速機24に動力を伝達する入力軸22との間にある2つのスプライン嵌合部のそれぞれの軸心まわりの隙間58e、58fのうち少なくとも隙間58fでのガタ打ち音の発生が抑制される。
本実施例の車両用駆動装置の電子制御装置100によれば、第1の動力伝達経路PT1を形成する前進用クラッチC1と第2の動力伝達経路PT2を形成するベルト走行用クラッチC2とが備えられ、無段変速機24のベルト挟圧力Cpが高められる条件は、(1)前進用クラッチC1および噛合クラッチD1が係合され、ベルト走行用クラッチC2および後進用ブレーキB1が解放されることで、第1の動力伝達経路PT1が形成された前進ギヤ走行モードであること、(2)無段変速機24に設けられたプライマリプーリ58のプライマリ入力軸回転速度Npriに対応したC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲内(Nc1_L以上且つNc1_H以下)にあること、(3)C1係合禁止フラグがOFFであること、(4)エンジン回転速度Ne(rpm)が所定の回転速度値Ne_j(rpm)以上である状態の継続時間が所定時間Tj(s)以上であること、(5)無段変速比γcvtが所定の変速比γj以上であること、(6)スロットル開度Tapが所定の開度値Tap_j以下であること、(7)作動油温Thoが所定の温度範囲内(例えば、Tho_L以上且つTho_H以下)にあること、および(8)CVTフェール状態フラグがOFFであること、が全て成立することである。これら各条件の判定値である所定の回転速度範囲、所定の開度値、および所定の温度範囲を異なる車種毎に予め実験的に或いは設計的に求めることで、車種が異なってもそれに応じた判定値が設定されることで無段変速機24と入力軸22との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生が抑制される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
前述の実施例では、無段変速機24とその無段変速機24に動力を伝達する入力軸22との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生の抑制は2つのスプライン部に対してであったが、これに限らない。無段変速機24と入力軸22との間にある少なくとも1つのスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でのガタ打ち音の発生が抑制されれば良い。
前述の実施例では、第1の動力伝達経路PT1が形成されたギヤ走行モードが前進ギヤ走行モードの場合を例示として挙げたが、後進ギヤ走行モードの場合であっても本発明は適用できる。後進ギヤ走行モードの場合でも、前進ギヤ走行モードの場合と同様に、無段変速機24と入力軸22との間にあるスプライン嵌合部の軸心まわりの隙間でガタ打ち音が発生する可能性があるため、本発明を適用することでガタ打ち音が抑制される。
前述の実施例では、制御開始条件として条件(1a)~(8a)を挙げていたが、これに限らない。例えば、制御開始条件は、異音発生条件に分類される条件(1a)、(2a)、(6a)、および(7a)の4つに限定されても良い。また、制御開始条件として、条件(1a)が成立し、さらに条件(2a)、(6a)、および(7a)の少なくとも1つが成立することとされても良い。前述の実施例では、制御終了条件として条件(1b)~(8b)を挙げていたが、これに限らない。例えば、制御終了条件は、異音発生条件に分類される条件(1b)、(2b)、(6b)、および(7b)の4つに限定されても良い。また、制御終了条件として、条件(1b)を含み、さらに条件(2b)、(6b)、および(7b)の少なくとも1つが付加された条件とされても良い。制御終了条件は、車両用駆動装置90がギヤ走行モードにおいて異音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態とは異なる走行状態として判定されるものであれば良い。いずれの制御開始条件の場合でも、車両用駆動装置90はギヤ走行モードにおいて異音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態とそれとは異なる走行状態とに分けられる。そして、車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると判定されるとベルト挟圧力制御部106によるベルト挟圧力上昇制御が開始されて異音の発生が抑制される。
前述の実施例では、制御開始条件および制御終了条件が相反する条件となっていた。すなわち、車両10の車両用駆動装置90に関して、制御開始条件が成立すれば制御終了条件は不成立となり、逆に制御終了条件が成立すれば制御開始条件は不成立となる関係であったが、これに限らない。例えば、制御開始条件が一旦成立すると、その制御開始条件が不成立となっても必ずしも制御終了条件が成立しない関係となっていても良い。例えば、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると第1の走行状態判定部102により判定された後であってその車両用駆動装置90が第2の走行状態にあると第2の走行状態判定部104により判定される前に、車両10の車両用駆動装置90が第3の走行状態となっても良い。第3の走行状態は、第1の走行状態および第2の走行状態のいずれとも異なる。これにより、制御開始条件が一旦成立してベルト挟圧力Cpが第2の走行状態であるときよりも高められると、制御開始条件が不成立となっても直ちにはベルト挟圧力Cpは元に戻されない。すなわち、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあると第1の走行状態判定部102により判定された後、その車両用駆動装置90が第3の走行状態となってもベルト挟圧力制御部106はベルト挟圧力上昇制御を維持する。そのため、車両10の車両用駆動装置90が制御開始条件成立と制御終了条件成立との境界付近に留まって制御開始条件成立と制御終了条件成立とが頻繁に繰り返されることで、ベルト挟圧力Cpの上昇および下降が頻繁に繰り返される状態となることが回避される。
具体的には、制御開始条件である条件(1a)~(8a)のうちから、制御保留条件、例えば条件(8a)を外す場合が考えられる。また、制御開始条件である条件(1a)~(8a)とそれら各条件に対応した制御終了条件である条件(1b)~(8b)との間で判定値を相反条件としないことが考えられる。上記いずれの場合においても、制御開始条件が一旦成立するとその制御開始条件が不成立となっても必ずしも制御終了条件が成立しない関係となっている。
判定値を相反条件としない例として、条件(2a)がC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲内(Nc1_L1以上且つNc1_H1以下の範囲)にあるとき制御開始条件が成立するものとされ、条件(2b)がC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲(Nc1_H2>Nc1_H1においてNc1_L1以上且つNc1_H2以下の範囲)外にあるとき制御終了条件が成立するものとされる場合が考えられる。
図6は、図1に示す電子制御装置100においてベルト式無段変速機24と入力軸22との間での異音の発生を抑制するために供給されるセカンダリ圧Poutおよびプライマリ圧Pinを制御する場合のタイムチャートの他の例であり、前述の判定値を相反条件としない例の場合である。図6は、図5のタイムチャートの内容と略同じであるが、図5ではギヤ走行モードで第1の走行状態から第2の走行状態へ直接遷移していたのに対し、図6では第1の走行状態から第3の走行状態を経由して第2の走行状態へ遷移している点が異なる。そのため、異なる部分を中心に説明することとし、図5と共通する部分については説明を適宜省略する。時刻t0から時刻t6までの期間は、図5と図6とでは同じの内容である。図6における時刻t6では、C1ドラム回転速度Nc1はNc1_H1を超えるため制御開始条件は不成立となるが、C1ドラム回転速度Nc1はNc1_H2を超えていないため制御終了条件も不成立となっている。従って、時刻t6では、制御実施フラグは「1」が維持される。時刻t7では、C1ドラム回転速度Nc1はNc1_H2を超える。従って、時刻t7において制御終了条件が成立し制御実施フラグは「1」から「0」に変わる。時刻t6と時刻t7との間は、車両用駆動装置90について第1の走行状態および第2の走行状態のいずれでもない第3の走行状態である。時刻t7以降は、制御実施フラグは「0」であるため、セカンダリ圧Poutの指示圧を上昇油圧値Pout_hiから基準油圧値Pout_stdに戻し、プライマリ圧Pinの指示圧を上昇油圧値Pin_hiから基準油圧値Pin_stdに戻すベルト挟圧力下降制御が開始される。なお、第1の走行状態と第2の走行状態との間に第3の走行状態が存在しても、制御開始条件および制御終了条件の判定条件が変わるだけであるため電子制御装置100の制御機能および制御作動のフローチャートは前述の図1および図4で説明したものと同じである。
前述の実施例では、制御開始条件として条件(2a)でプライマリ入力軸回転速度Npriに対応したC1ドラム回転速度Nc1が所定の回転速度範囲内にあることが条件とされていたが、これに限らない。例えば、入力軸22から駆動輪14に至るまでの動力伝達経路に配置された回転機構である、ギヤ機構カウンタ軸50、出力軸30、カウンタ軸32などに設けられた回転速度センサであってもプライマリ入力軸回転速度Npriに対応した回転速度を検出することは可能である。これらプライマリ入力軸回転速度Npriに対応した回転速度がそれぞれ所定の回転速度範囲内であることに基づいて制御開始条件が判定される場合も、プライマリ入力軸回転速度Npriが所定の回転速度範囲内であることに基づいて制御開始条件が判定されるのと同意である。
前述の実施例では、制御開始条件として条件(6a)でスロットル開度Tapが所定の開度値Tap_j以下であることが条件とされていたが、スロットル開度Tapが直接検出されて判定される場合に限らない。例えば、スロットル開度Tapに対応したアクセル操作量θacc(%)が検出され、これが所定の操作量以下であることが判定されても良い。アクセル操作量θacc(%)が判定されることは、スロットル開度Tapが判定されることと同意であるからである。
前述の実施例では、「第2の走行状態」は第1の動力伝達経路PT1が形成されたギヤ走行モード中において無段変速機24と入力軸22との間で異音が発生する可能性がない予め定められた走行状態であったが、これに限らない。例えば、「第2の走行状態」において発生した異音が運転者に与える違和感の程度が第1の走行状態よりも小さい予め定められた走行状態、好適には発生した異音が運転者に違和感を与えない程度に小さい走行状態とされて良い。このようにしても、動力伝達経路の切り替えが行われる際に断接装置での制御干渉が発生することなく、ベルト式無段変速機24と入力軸22との間でのガタ打ち音が抑制される。また、前述の実施例に比較して第1の走行状態から第2の走行状態へ戻りやすいためベルト挟圧力下降制御が早く開始され、これにより駆動力源の負荷が軽減されて燃費などの駆動力源のエネルギー利用効率がさらに向上させられる。
前述の実施例では、ベルト挟圧力上昇制御の際のベルト挟圧力Cpは、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるときに、異音が発生しない値として設定されたが、これに限らない。例えば、ベルト挟圧力上昇制御の際のベルト挟圧力Cpは、車両10の車両用駆動装置90が第1の走行状態にあるときにおいて発生した異音が運転者に与える違和感の程度が第1の走行状態よりも小さくなる値、好適には発生した異音が運転者に違和感を与えない程度に小さい値として予め実験的に或いは設計的に求められた値に設定されても良い。このようにしても、動力伝達経路の切り替えが行われる際に断接装置での制御干渉が発生することなく、ベルト式無段変速機24と入力軸22との間でのガタ打ち音が抑制される。また、前述の実施例に比較してベルト挟圧力上昇制御の際のベルト挟圧力Cpが低くされている、すなわち上昇油圧値Pout_hiおよび上昇油圧値Pin_hiが低くされているため、駆動力源の負荷が軽減されて燃費などの駆動力源のエネルギー利用効率がさらに向上させられる。
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
16:車両用動力伝達装置
22:入力軸
24:ベルト式無段変速機
28:ギヤ機構
30:出力軸
58:プライマリプーリ
60:セカンダリプーリ
90:車両用駆動装置
100:電子制御装置(制御装置)
102:第1の走行状態判定部
104:第2の走行状態判定部
106:ベルト挟圧力制御部
B1:後進用ブレーキ(第1断接装置)
C1:前進用クラッチ(第1断接装置)
C2:ベルト走行用クラッチ(第2断接装置)
Cp:ベルト挟圧力
D1:噛合クラッチ(第1断接装置)
Npri:プライマリ入力軸回転速度
Pout:セカンダリ圧
PT1:第1の動力伝達経路
PT2:第2の動力伝達経路
Tap:スロットル開度
Tho:作動油温

Claims (5)

  1. 有段変速機であるギヤ機構を経由する第1の動力伝達経路とベルト式無段変速機を経由する第2の動力伝達経路とが入力軸と出力軸との間で選択的に形成されるように、前記第1の動力伝達経路を形成する第1断接装置と、前記ベルト式無段変速機と前記出力軸との間に設けられて前記第2の動力伝達経路を形成する第2断接装置とを備えている車両用駆動装置の、制御装置であって、
    前記車両用駆動装置が、前記第2断接装置が切断されるとともに前記第1の動力伝達経路が形成された状態であり且つ前記ベルト式無段変速機から前記出力軸に動力が伝達されないことに伴って前記ベルト式無段変速機と前記入力軸との間でガタ打ち音が発生する可能性がある予め定められた第1の走行状態にあるか否かを判定する第1の走行状態判定部と、
    前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された場合には、前記第1の走行状態とは異なり、前記ガタ打ち音が発生する可能性がない予め定められた第2の走行状態のときよりも前記ベルト式無段変速機のベルト挟圧力を高めるベルト挟圧力上昇制御を開始するベルト挟圧力制御部と、を備える
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記車両用駆動装置が、前記第1の動力伝達経路が形成された状態である前記第2の走行状態にあるか否かを判定する第2の走行状態判定部を備え、
    前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定された場合には、前記ベルト挟圧力制御部は、前記ベルト式無段変速機の前記ベルト挟圧力を前記ベルト挟圧力上昇制御の開始前の状態に戻すベルト挟圧力下降制御を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態にあると前記第1の走行状態判定部により判定された後であって前記車両用駆動装置が前記第2の走行状態にあると前記第2の走行状態判定部により判定される前に、前記車両用駆動装置が前記第1の走行状態および前記第2の走行状態のいずれとも異なる第3の走行状態となった場合、前記ベルト挟圧力制御部は前記ベルト挟圧力上昇制御を維持する
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記ベルト挟圧力上昇制御は、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリのV溝幅を制御するセカンダリ圧を高める制御である
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 記無段変速機のベルト挟圧力が高められる条件は、前記第1断接装置および前記第2断接装置が前記第1の動力伝達経路が形成されるように制御されていることが成立し、さらに前記ベルト式無段変速機に設けられたプライマリプーリのプライマリ入力軸回転速度が所定の回転速度範囲内にあること、スロットル開度が所定の開度値以下であること、および作動油温が所定の温度範囲内にあること、の少なくとも1つが成立することである
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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