JPWO2015133601A1 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
第1、第2プーリ、無端可撓性部材を有する無段変速機構と、駆動源の駆動力を第1、第2プーリにそれぞれ入力する第1、第2入力経路と、第1、第2入力経路にそれぞれ介挿される第1、第2入力係合機構と、第1入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力、第2入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力をそれぞれ出力する第1、第2出力経路と、第1、第2出力経路にそれぞれ介挿される第1、第2出力係合機構を備えた無段変速機の制御装置において、運転者によるアウトギア指示が検出され、かつ第1、第2出力係合機構がいずれも係合中であると検出されたきは、アウトギア指示を保留する(S14,S20,S22)ように構成したので、出力軸側においてトルク循環が発生するのを回避することができる。
Description
この発明は無段変速機の制御装置に関し、より具体的には、駆動源のトルクを伝える経路を複数有する無段変速機において、トルク伝達経路の切り替えを伴う変速を行う制御装置に関する。
従来から、オーバーオール変速比(総減速比)を拡大するために、複数のギアを噛合させたギア列からなる副変速機構(ギア機構)を無段変速機構と組み合わせるようにした無段変速機が知られている(例えば特許文献1)。
即ち、特許文献1記載の技術では、第1〜第3減速機および増速機からなる副変速機構を備え、無段変速機構におけるトルク伝達経路を、一方のプーリから他方のプーリへの第1経路と、他方のプーリから一方のプーリへの第2経路との間で切り替えることにより、オーバーオール変速比を拡大するようにしている。
また、副変速機構を備えた無段変速機の制御に関し、運転者からニュートラル指示があった場合、駆動源と無段変速機構の間に介挿されるクラッチを全て解放することが良く知られている(例えば特許文献2)。
ところで、特許文献1記載の技術の如く、無段変速機構におけるトルク伝達経路を第1経路と第2経路とで切り替える際、第1経路と第2経路の出力軸側に介挿される係合機構がいずれも一時的に係合状態となる場合がある。かかる状態で運転者からニュートラル指示があった場合に、特許文献2に記載される如く、駆動源と無段変速機構の間に介挿されるクラッチを全て解放してしまうと、出力軸側においてトルク循環が発生し、その結果として、車両の走行中に車両がインターロックされてしまう虞がある。
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、駆動源の駆動力を伝える経路を複数有する無段変速機において、出力側の係合機構の全てが係合中に運転者からニュートラル指示があった場合であっても、トルク循環の発生を回避するようにした無段変速機の制御装置を提供することにある。
上記した課題を解決するために、請求項1にあっては、車両に搭載される駆動源に接続される入力軸と、第1プーリ、第2プーリおよび前記第1プーリと第2プーリの間に掛け回される無端可撓性部材を有すると共に、前記入力軸と前記車両の駆動輪に接続される出力軸との間に介挿されて前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を無段階に変速する無段変速機構と、前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を前記第1プーリに入力する第1入力経路と、前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を前記第2プーリに入力する第2入力経路と、前記第1入力経路に介挿されて前記入力軸と前記第1プーリとを係合する第1入力係合機構と、前記第2入力経路に介挿されて前記入力軸と前記第2プーリとを係合する第2入力係合機構と、前記第2プーリに接続されると共に、前記第1入力経路および前記無端可撓性部材を介して伝達される前記駆動力を前記出力軸に出力する第1出力経路と、前記第1プーリに接続されると共に、前記第2入力経路および前記無端可撓性部材を介して伝達される前記駆動力を前記出力軸に出力する第2出力経路と、前記第1出力経路に介挿されて前記無段変速機構と前記出力軸とを係合する第1出力係合機構と、前記第2出力経路に介挿されて前記無段変速機構と前記出力軸とを係合する第2出力係合機構とを備えた無段変速機の制御装置において、前記第1、第2入力係合機構および第1、第2出力係合機構の動作を制御する制御手段と、前記第1、第2出力係合機構の係合状態を検出する係合状態検出手段と、前記車両の運転者のレンジ選択操作による前記第1、第2入力係合機構の解放を指示するアウトギア指示を検出するアウトギア指示検出手段とを備え、前記制御手段は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記第1、第2出力係合機構がいずれも係合中であると検出されたときは、前記アウトギア指示を保留する如く構成した。
請求項2にあっては、前記制御手段は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記第1、第2出力係合機構のうちいずれかが解放されていると検出されたとき、前記アウトギア指示を実行して前記第1、第2入力係合機構をいずれも解放する如く構成した。
請求項3にあっては、前記車両の運転者のレンジ選択操作によるインギア指示を検出するインギア指示検出手段を備え、前記制御手段は、前記第1、第2入力係合機構を解放した後、前記インギア指示検出手段により前記インギア指示が検出された場合、前記検出された第1、第2出力係合機構の係合状態に応じて前記第1、第2入力係合機構のいずれかを係合する如く構成した。
請求項4にあっては、前記制御手段は、前記係合状態検出手段により前記第1出力係合機構が係合されていると検出されるとき、前記第1入力係合機構を係合して前記第2入力係合機構を解放する一方、前記第2出力係合機構が係合されていると検出されるとき、前記第2入力係合機構を係合して前記第1入力係合機構を解放する如く構成した。
請求項1にあっては、第1、第2プーリ、無端可撓性部材を有する無段変速機構と、駆動源の駆動力を第1、第2プーリにそれぞれ入力する第1、第2入力経路と、第1、第2入力経路にそれぞれ介挿される第1、第2入力係合機構と、第1入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力、第2入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力をそれぞれ出力する第1、第2出力経路と、第1、第2出力経路にそれぞれ介挿される第1、第2出力係合機構を備えた無段変速機の制御装置において、第1、第2入力係合機構および第1、第2出力係合機構の動作を制御する制御手段は、運転者のレンジ選択操作によるアウトギア指示が検出され、かつ第1、第2出力係合機構がいずれも係合中であると検出されたきは、アウトギア指示を保留するように構成したので、出力軸側においてトルク循環が発生するのを回避することができる。即ち、出力側の係合機構が全て係合状態にある場合において、運転者のレンジ選択操作、具体的にはニュートラルレンジ選択操作、より具体的にはニュートラル指示に応じて入力側の係合機構を全て解放してしまうと、出力軸側においてトルク循環が発生し、その結果として、車両の走行中に車両がインターロックされてしまう虞がある。しかしながら、請求項1に係る発明にあっては、出力側の係合機構が全て係合状態にあるときに運転者からニュートラル指示があった場合、当該ニュートラル指示を保留することとしたので、出力側においてトルク循環が発生するのを回避することが可能となる。従って、車両が不要にインターロックされることを回避することができ、ドライバビリティを向上させることもできる。
請求項2にあっては、アウトギア指示が検出され、かつ、第1、第2出力係合機構のうちいずれかが解放されていると検出されたとき、アウトギア指示を実行して第1、第2入力係合機構を解放するように構成したので、上記した効果に加え、トルク循環を発生させることなくアウトギアを実行することが可能となる。即ち、出力側の係合機構のうち、いずれかが解放されていることを検出した場合に限ってアウトギアを実行するように構成したので、入力側の係合機構を全て解放(アウトギアを実行)した場合にあっても、出力軸側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができる。
請求項3にあっては、第1、第2入力係合機構を解放した後、運転者のレンジ選択操作、具体的にはニュートラルレンジ選択操作、より具体的にはニュートラル指示によるインギア指示が検出された場合、検出された第1、第2出力係合機構の係合状態に応じて第1、第2入力係合機構のいずれかを係合するように構成したので、上記した効果に加え、運転者がニュートラル選択操作後に、走行レンジ選択操作(再インギア指示)をした場合であっても、出力軸側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができる。即ち、ニュートラル指示が実行されて入力側の係合機構が全て解放されるのは、出力側の係合機構のうちいずれかが解放されている場合に限られるため、ニュートラル指示の実行後に再インギア指示があった場合であっても、出力軸側でトルク循環が発生するのを確実に回避することが可能となる。また、出力係合機構の係合状態に応じて係合すべき入力係合機構を適宜選択することができるため、再インギア指示の場合の変速制御を迅速に実行することが可能となる。
請求項4にあっては、第1出力係合機構が係合されていると検出されるとき、第1入力係合機構を係合して第2入力係合機構を解放する一方、第2出力係合機構が係合されていると検出されるとき、第2入力係合機構を係合して第1入力係合機構を解放するように構成したので、上記した効果に加え、再インギア指示があった場合であっても、出力軸側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができると共に、再インギア指示の場合の変速制御をより一層迅速に実行することが可能となる。
以下、添付図面に即してこの発明に係る無段変速機の制御装置を実施するための形態について説明する。
図1はこの発明の実施例に係る無段変速機の制御装置を全体的に示す概略図である。
図1において符号10はエンジン(内燃機関。駆動源)を示す。エンジン10は駆動輪12を備えた車両14に搭載される(車両14は駆動輪12などで部分的に示す)。
エンジン10の吸気系に配置されたスロットルバルブ16は車両運転席床面に配置されるアクセルペダル18との機械的な接続が絶たれて電動モータなどのアクチュエータからなるDBW(Drive By Wire)機構20に接続され、DBW機構20で開閉される。
スロットルバルブ16で調量された吸気はインテークマニホルド(図示せず)を通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタ(図示せず)から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブ(図示せず)が開弁されたとき、当該気筒の燃焼室(図示せず)に流入する。燃焼室において混合気は点火されて燃焼し、ピストンを駆動してクランクシャフト22を回転させた後、排気となってエンジン10の外部に放出される。
クランクシャフト22の回転はトルクコンバータ24を介して無段変速機(Continuously Variable Transmission)Tに入力される。無段変速機Tはクランクシャフト22にトルクコンバータ24を介して接続された主入力軸(入力軸)26と、主入力軸26に対して平行に配置された第1副入力軸28および第2副入力軸30と、第1副入力軸28および第2副入力軸30の間に配置された無段変速機構32とを備える。
無段変速機構32は第1副入力軸28、より正確にはその外周側シャフトに配置された第1プーリ32aと、第2副入力軸30、より正確にはその外周側シャフトに配置された第2プーリ32bと、その間に掛け回される動力伝達要素、例えば金属製のベルト32cからなる。
第1プーリ32aは、第1副入力軸28の外周側シャフトに相対回転不能で軸方向移動不能に配置された固定プーリ半体32a1と、第1副入力軸28の外周側シャフトに相対回転不能で固定プーリ半体32a1に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体32a2と、可動プーリ半体32a2の側方に設けられて油圧(作動油の圧力)を供給されるときに可動プーリ半体32a2を固定プーリ半体32a1に向けて押圧する、ピストンとシリンダとスプリングからなる油圧アクチュエータ32a3を備える。
第2プーリ32bは、第2副入力軸30の外周側シャフトに相対回転不能で軸方向移動不能に配置された固定プーリ半体32b1と、第2副入力軸30の外周側シャフトに相対回転不能で固定プーリ半体32b1に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体32b2と、可動プーリ半体32b2の側方に設けられて油圧(作動油の圧力)を供給されるときに可動プーリ半体32b2を固定プーリ半体32b1に向けて押圧する、ピストンとシリンダとスプリングからなる油圧アクチュエータ32b3を備える。
主入力軸26にはLOW(減速)摩擦クラッチ34a(第1入力係合機構)およびHIGH(増速)摩擦クラッチ34b(第2入力係合機構)からなる入力切替機構34が設けられる。また、主入力軸26には第1減速ギア36が相対回転自在に支持されると共に、第1副入力軸28には第1減速ギア36に噛合する第2減速ギア38が固設される。従って、LOW摩擦クラッチ34aを係合すると、主入力軸26から入力されるエンジン10のトルクは第1、第2減速ギア36,38で減速された後、第1副入力軸28を介して第1プーリ32aに入力される。なお、この明細書において、第1、第2減速ギア36,38および第1副入力軸28を介して主入力軸26から第1プーリ32aへとトルクを伝達する経路を第1入力経路と呼ぶ。
さらに、主入力軸26には第1増速ギア40が相対回転自在に支持されると共に、第2副入力軸30には第1増速ギア40に噛合する第2増速ギア42が相対回転自在に支持される。従って、HIGH摩擦クラッチ34bを係合すると、主入力軸26から入力されるエンジン10のトルクは第1、第2増速ギア40,42で増速された後、第2副入力軸30を介して第2プーリ32bに入力される。なお、この明細書において第1、第2増速ギア40,42および第2副入力軸30を介して主入力軸26から第2プーリ32bへとトルクを伝達する経路を第2入力経路と呼ぶ。
第2副入力軸30にはドグクラッチからなる前後進切替機構44が設けられる。即ち、前後進切替機構44のスリーブ(図示せず)が紙面右側に移動すると第2増速ギア42が第2副入力軸30に係合され、主入力軸26の回転がそのまま(反転されることなく)第2副入力軸30に入力される結果、車両14が前進する。一方、前後進切替機構44のスリーブが紙面左側に移動するとリバースドライブギア44aが第2副入力軸30に係合され、主入力軸26の回転はリバースドリブンギア44b、リバースアイドルギア44c、リバースドライブギア44aによって反転されて第2副入力軸30に入力される結果、車両14が後進する。
中間出力軸46には第1増速ギア40に噛合する第3減速ギア48が相対回転自在に支持されると共に、第3減速ギア48を中間出力軸46に結合するLOW側ドグクラッチ50およびそのシフトフォーク(LOW側シフトフォーク、図示せず)が設けられる。なお、上記したLOW側ドグクラッチ50およびLOW側シフトフォークが第1出力係合機構に相当する。
また、中間出力軸46には第1ファイナルドライブギア52が固設され、第1ファイナルドライブギア52はディファレンシャル機構54のファイナルドリブンギア56に噛合し、ディファレンシャル機構54から左右の駆動輪12に向けて伸びる出力軸58に接続される。
なお、この明細書において、第2副入力軸30、前後進切替機構44、第1、第2増速ギア40,42、第3減速ギア48、中間出力軸46、第1ファイナルドライブギア52、ファイナルドリブンギア56およびディファレンシャル機構54を介して第2プーリ32bから出力軸58へとトルクを伝達する経路を第1出力経路と呼ぶ。
第1副入力軸28には第2ファイナルドライブギア60が相対回転自在に支持されると共に、第2ファイナルドライブギア60を第1副入力軸28に結合するHIGH側ドグクラッチ62およびそのシフトフォーク(HIGH側シフトフォーク、図示せず)が設けられる。なお、上記したHIGH側ドグクラッチ62およびHIGH側シフトフォークが第2出力係合機構に相当する。
なお、この明細書において、第1副入力軸28、第2ファイナルドライブギア60、ファイナルドリブンギア56およびディファレンシャル機構54を介して第1プーリ32aから出力軸58へとトルクを伝達する経路を第2出力経路と呼ぶ。
また、上記した第1、第2、第3減速ギア36,38,48、第1、第2増速ギア40,42、第1、第2ファイナルドライブギア52,60およびファイナルドリブンギア56がこの実施例に係る副変速機構に相当する。
ここで、副変速機構を構成する各ギアのギア比は、以下の通りに設定される。即ち、第1入力経路(第1減速ギア36から第2減速ギア38)のギア比をired、第2入力経路(第1増速ギア40から第2増速ギア42)のギア比をiind、無段変速機構32の第1プーリ32aから第2プーリ32bへの最小変速比をiminとすると、ired×imin=iindとなるように設定される。また、第1出力経路(第2増速ギア42から第1増速ギア40、第1増速ギア40から第3減速ギア48(第1ファイナルドライブギア52)、第1ファイナルドライブギア52からファイナルドリブンギア56)のギア比をiout1、第2出力経路(第2ファイナルドライブギア60からファイナルドリブンギア56)のギア比をiout2、とすると、imin×iout1=iout2となるように設定される。
従って、無段変速機構32の第1プーリ32aから第2プーリ32bへの変速比を最小変速比iminに設定した場合、第1入力経路と第1出力経路とで構成される伝達経路、より正確には、第1入力経路から第1プーリ32a、ベルト32c、第2プーリ32bおよび第1出力経路を通るトルク伝達経路(LOWモードにおけるトルク伝達経路)の変速比と、第2入力経路と第2出力経路とで構成される伝達経路、より正確には、第2入力経路から第2プーリ32b、ベルト32c、第1プーリ32aおよび第2出力経路を通るトルク伝達経路(HIGHモードにおけるトルク伝達経路)の変速比とが同一の変速比となる。
ここで、上記構成を備えた無段変速機Tの変速モードについて説明する。LOWモードでは、入力切替機構34のLOW摩擦クラッチ34aおよびLOW側ドグクラッチ50が係合される一方、HIGH摩擦クラッチ34bおよびHIGH側ドグクラッチ62は解放される。また、前後進切替機構44は前進側(第2増速ギア42係合)に切り替えられる。
従って、LOWモードにおけるエンジン10のトルクの伝達経路は、エンジン10→クランクシャフト22→トルクコンバータ24→主入力軸26→LOW摩擦クラッチ34a→第1入力経路(より具体的には、第1減速ギア36→第2減速ギア38→第1副入力軸28)→第1プーリ32a→ベルト32c→第2プーリ32b→第1出力経路(より具体的には、第2副入力軸30→前後進切替機構44→第2増速ギア42→第1増速ギア40→第3減速ギア48→LOW側ドグクラッチ50→中間出力軸46→第1ファイナルドライブギア52→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54)→出力軸58→駆動輪12となる。
また、LOWモードからHIGHモードへの移行中、より正確には、直結LOWモードでは、LOW摩擦クラッチ34aおよびHIGH側ドグクラッチ62が係合される一方、HIGH摩擦クラッチ34bおよびLOW側ドグクラッチ50は解放される。また、ベルト32cを介してエンジン10からのトルクが伝達されないように第1、第2プーリ32a,32bの側圧が低減される。
従って、直結LOWモードにおけるエンジン10のトルクの伝達経路は、エンジン10→クランクシャフト22→トルクコンバータ24→主入力軸26→LOW摩擦クラッチ34a→第1減速ギア36→第2減速ギア38→第1副入力軸28→HIGH側ドグクラッチ62→第2ファイナルドライブギア60→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54→出力軸58→駆動輪12となる。
また、HIGHモードでは、入力切替機構34のHIGH摩擦クラッチ34bおよびHIGH側ドグクラッチ62が係合される一方、LOW摩擦クラッチ34aおよびLOW側ドグクラッチ50は解放される。
従って、HIGHモードにおけるエンジン10のトルクの伝達経路は、エンジン10→クランクシャフト22→トルクコンバータ24→主入力軸26→HIGH摩擦クラッチ34b→第2入力経路(より具体的には、第1増速ギア40→第2増速ギア42→前後進切替機構44→第2副入力軸30)→第2プーリ32b→ベルト32c→第1プーリ32a→第2出力経路(より具体的には、第1副入力軸28→HIGH側ドグクラッチ62→第2ファイナルドライブギア60→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54)→出力軸58→駆動輪12となる。
このように、LOWモードとHIGHモードとでは無段変速機構32におけるトルク伝達経路が反転するように構成されており、これによって無段変速機T全体におけるオーバーオール変速比を拡大することが可能となる。
また、HIGHモードからLOWモードへの移行中、より正確には、直結HIGHモードでは、HIGH摩擦クラッチ34bおよびLOW側ドグクラッチ50が係合される一方、LOW摩擦クラッチ34aおよびHIGH側ドグクラッチ62は解放される。また、直結LOWモード同様、ベルト32cを介してエンジン10からのトルクが伝達されないように第1、第2プーリ32a,32bの側圧が低減される。
従って、直結HIGHモードにおけるエンジン10のトルクの伝達経路は、エンジン10→クランクシャフト22→トルクコンバータ24→主入力軸26→HIGH摩擦クラッチ34b→第1増速ギア40→第3減速ギア48→LOW側ドグクラッチ50→中間出力軸46→第1ファイナルドライブギア52→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54→出力軸58→駆動輪12となる。
図2はこの発明の実施例に係る無段変速機Tの動作、より具体的には、トルク伝達経路の切替制御を模式的に示す説明図である。なお、図2では、便宜のために無段変速機Tの構成を簡略化して示す。また、図2における矢印はエンジン10(図2,3で「ENG」と示す)からの駆動力(トルク)の流れを示す。
図2(a)に示すLOWモードでは、上記した通り、エンジン10からのトルクは第1入力経路を介して無段変速機構32の第1プーリ32aに入力され、ベルト32cおよび第2プーリ32bを伝い、第1出力経路および出力軸58を介して駆動輪12(図2,3で「TYRE」と示す)に伝えられる。
LOWモードからHIGHモードへの切り替えが開始されると、HIGH摩擦クラッチ34bを係合(ON)させる(図2(b))。HIGH摩擦クラッチ34bが係合されたことを確認すると、次いでHIGH側シフトフォークを動作させてHIGH側ドグクラッチ62を係合させると共に、LOW摩擦クラッチ34aを解放(OFF)し、エンジン10のトルクが第1入力経路を介して伝達されるのを遮断する(図2(c))。
さらに、LOW側シフトフォークを動作させてLOW側ドグクラッチ50を解放させることによりHIGHモードへの切り替えが完了する(図2(d))。なお、上記したトルク伝達経路の切替制御の詳細は、本出願人が先に提案した特願2014−043441号に記載されているため、これ以上の説明は省略する。また、HIGHモードからLOWモードへの切り替え制御も同様の処理によって達成される。
図1に戻って説明を続けると、車両運転席にはレンジセレクタ70が設けられ、運転者が例えばP(パーキング)、R(後進)、N(ニュートラル)、D(前進)などのレンジのいずれかを選択することで前後進切替機構44の切り替えが行われる。即ち、運転者のレンジセレクタ70の操作によるレンジ選択は変速機油圧供給機構72のマニュアルバルブに伝えられ、車両14は走行レンジであるDあるいはRを選択されると前進あるいは後進走行し、非走行レンジであるPあるいはNを選択されるとエンジン10から駆動輪12への駆動力の伝達を遮断させられる。
なお、図示は省略するが、変速機油圧供給機構72にはオイルポンプ(送油ポンプ)が設けられ、エンジン10で駆動されてリザーバに貯留された作動油を汲み上げて油路に吐出する。
油路は無段変速機構32の第1、第2プーリ32a,32bの油圧アクチュエータ32a3,32b3、前後進切替機構44のクラッチ、トルクコンバータ24のロックアップクラッチに電磁弁を介して接続される。
エンジン10のカム軸(図示せず)付近などの適宜位置にはクランク角センサ74が設けられ、ピストンの所定クランク角度位置ごとにエンジン回転数NEを示す信号を出力する。吸気系においてスロットルバルブ16の下流の適宜位置には絶対圧センサ76が設けられ、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAに比例した信号を出力する。
DBW機構20のアクチュエータにはスロットル開度センサ78が設けられ、アクチュエータの回転量を通じてスロットルバルブ16の開度THに比例した信号を出力する。
前記したアクセルペダル18の付近にはアクセル開度センサ80が設けられて運転者のアクセルペダル操作量に相当するアクセル開度APに比例する信号を出力する。上記したクランク角センサ74などの出力は、エンジンコントローラ82に送られる。
主入力軸26にはNTセンサ(回転数センサ)84が設けられ、主入力軸の回転数NTを示すパルス信号を出力する。
無段変速機構32の第1副入力軸28にはN1センサ(回転数センサ)86が設けられて第1副入力軸28の回転数N1、換言すれば第1プーリ32aの回転数に応じたパルス信号を出力する。また、第2副入力軸30にはN2センサ(回転数センサ)88が設けられて第2副入力軸30の回転数N2、換言すれば第2プーリ32bの回転数に応じたパルス信号を出力する。
第2ファイナルドライブギア60の付近には車速センサ(回転数センサ)90が設けられて車両14の走行速度を意味する車速Vを示すパルス信号を出力する。また、前記したレンジセレクタ70の付近にはレンジセレクタスイッチ92(アウトギア指示検出手段、インギア指示検出手段)が設けられ、運転者によって選択されたP,R,N,Dなどのレンジに応じた信号を出力する。
従って、レンジセレクタスイッチ92から、P,R,Dなどのポジションを示す信号が出力された場合、運転者からのインギア指示があったと判断することができる。また、Nポジションを示す信号が出力された場合、運転者からのアウトギア指示があったと判断(検出)することができる。
変速機油圧供給機構72において、無段変速機構32の第1、第2プーリ32a,32bに通じる油路にはそれぞれ油圧センサ94が配置され、第1、第2プーリ32a,32bの油圧アクチュエータ32a3,32b3のピストン室(図示せず)に供給される油圧に応じた信号を出力する。また、図示は省略するが、前後進切替機構44のクラッチのピストン室やトルクコンバータ24のロックアップクラッチのピストン室に連結される油路にもそれぞれ油圧センサが配置され、各供給油圧に応じた信号を出力する。
第1、第2出力係合機構、より具体的には、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の付近には第1、第2ストロークセンサ96,98が設けられ、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の移動量に応じた信号を出力する。
上記したNTセンサ84などの出力は、図示しないその他のセンサの出力も含め、シフトコントローラ100(制御手段)に送られる。エンジンコントローラ82とシフトコントローラ100はCPU,ROM,RAM,I/Oなどで構成されるマイクロコンピュータを備えると共に、相互に通信自在に構成される。
エンジンコントローラ82は上記したセンサ出力に基づいて目標スロットル開度を決定してDBW機構20の動作を制御し、燃料噴射量や点火時期を決定してインジェクタあるいは点火プラグなどの点火装置の動作を制御する。
シフトコントローラ100は油圧センサ94の出力に基づきプーリ供給油圧(側圧)を算出し、算出された側圧に応じて変速機油圧供給機構72の種々の電磁弁を励磁・消磁することにより第1、第2プーリ32a,32bの油圧アクチュエータ32a3,32b3のピストン室への油圧の給排を制御して無段変速機構32の動作を制御すると共に、前後進切替機構44とトルクコンバータ24の動作を制御する。
ここで、本願発明の課題について図3を参照しながら再度説明する。図3は無段変速機Tの出力軸側、より具体的には、無段変速機構32のベルト32cと第1、第2出力経路においてトルク循環が発生した場合を説明するための説明図である。
図2(c)を参照して説明した如く、この発明の実施例に係る無段変速機Tにあっては、トルク伝達経路の切替制御実行中にLOW側ドグクラッチ50およびHIGH側ドグクラッチ62のいずれもが係合される、いわゆる共噛みの状態が存在する。かかる場合において、入力側の係合機構、即ち、LOW摩擦クラッチ34aおよびHIGH摩擦クラッチ34bがいずれも解放されると、出力軸側において図3の矢印で示すようなトルク循環が発生するおそれがある。
特に、車両14の運転者がレンジセレクタ70を操作してNポジションを選択した場合、即ち、アウトギア指示が検出された場合、従来の無段変速機Tの制御にあっては、LOW摩擦クラッチ34aおよびHIGH摩擦クラッチ34bをいずれも解放するように構成していたため、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62が共噛みしている状態において運転者からのアウトギア指示が検出されると、図3に示すトルク循環の発生を回避することができなかった。
従って、この発明の実施例においては、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62が共噛みしている状態で運転者からアウトギア指示があった場合においても、トルク循環が発生するのを回避できるようにした無段変速機Tの制御装置を提供することを目的とする。
図4は上記目的を達成するために実行される、無段変速機Tのシフトコントローラ100の動作を説明するフロー・チャート、図5は図4フロー・チャートの処理に基づいて実行されるトルク伝達経路の切替制御を示す状態遷移図である。なお、図4フロー・チャートの処理は所定時間ごとに繰り返し実行される。
以下説明すると、S10においてアクセル開度センサ80、車速センサ90の出力から得られるアクセル開度APおよび車速Vに基づき、予め用意された変速マップを検索して無段変速機Tの目標変速比を算出する。なお、図示は省略するが、シフトコントローラ100は算出された目標変速比に基づき、無段変速機TをLOWモードとHIGHモードの間で切り替えるか否か、換言すれば、トルク伝達経路を切り替えるか否か判断する(S:処理ステップ)。
次いでS12に進み、無段変速機Tのトルク伝達経路切替制御を実行中であるか否か判断する。即ち、算出された目標変速比を達成するために、図2で示したトルク伝達経路の切替制御を実行中であるか否か判断する。なお、S12の判断はLOWモードからHIGHモードへの切り替えか、HIGHモードからLOWモードへの切り替えかは問わないものとする。
S12で否定されるときは、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62が共噛み状態になることはなく、従ってトルク循環が発生する虞もないことから、以下の処理はスキップされる。他方、S12で肯定されるときはS14に進み、レンジセレクタスイッチ92の出力に基づき、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示がされているか否か判断する。
S14で否定される場合、即ち、無段変速機構32のトルク伝達経路切替制御実行中に、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示がないと判断される場合、プログラムはS16に進む。S16では、後述するアウトギアが実行されたか否かを示すフラグFのビットが1か否か判断する。フラグFのビットの初期値は0にセットされるため、最初のプログラムループではS16の判断は否定される結果、プログラムはS18に進み、通常のトルク伝達経路切替制御を継続する。
他方、S14で肯定される場合、即ち、無段変速機構32のトルク伝達経路切替制御実行中に、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示がされたと判断(検出)した場合、プログラムはS20に進み、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62がいずれも係合されているか否か判断する。即ち、トルク循環が発生する可能性があるか否か判断する。なお、S20の判断は第1、第2ストロークセンサ96,98の出力に基づき行われる。
S20で肯定される場合、換言すれば、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示に応じてLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bを解放するとトルク循環が発生する虞があると判断される場合、プログラムはS22に進み、当該アウトギア指示を待機(保留)すると共に、S18と同様に通常のトルク伝達経路切替制御を実行(継続)する。
これに対し、S20で否定される場合、即ち、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示があったのが、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれか一方が解放されている状態(例えば、図2(b)の状態)にあるときと判断(検出)される場合、プログラムはS24に進み、LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bをいずれも解放するアウトギアを実行した後、S26においてアウトギアを実行したことを示すフラグFのビットを1にセットしてプログラムを終了する。
即ち、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれか片方のみが係合している状態であれば、運転者のニュートラルレンジ選択操作によるアウトギア指示に応じてLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bをいずれも解放してもトルク循環が発生する虞はないことから、S20で否定される場合には、運転者の指示に応じてアウトギアを実行することとして、運転者の感じる運転フィーリングを損なわないように構成した。
なお、S20で否定される場合としては、一度LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62がいずれも係合していると判断(S20で肯定)されてアウトギア指示が保留されたものの、その後さらにトルク伝達経路の切替制御が継続されたことによってLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のいずれかが解放されたような場合も含まれる。
S26においてフラグFのビットが1にセットされた後、トルク伝達経路切替制御を実行中において(S12でYES)、運転者の走行レンジ選択操作による再度のインギア指示(再インギア指示)がされた場合(S14でNO)、S16の判断が肯定されてプログラムはS28に進む。S28では、LOW側ドグクラッチ50が係合されているか否か判断する。即ち、上記から明らかなように、フラグFのビットが1にセットされるのは、その直前のプログラムループにおいてLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれか一方が解放されていると判断される場合に限られることから、S28の判断はLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちのどちらが係合されているのかを判断することに相当する。
なお、通常想定されない状況であることから必須の処理ではないが、S22の処理と併せて、あるいはその後に、上記したフラグFのビットを0にリセットする処理を加えることでフラグFのビットが1にセットされる場面を確実に限定するように構成しても良い。
S28で肯定される場合、即ち、係合しているのがLOW側ドグクラッチ50であると判断(検出)される場合、プログラムはS30に進み、LOW摩擦クラッチ34aを係合すると共に、HIGH側ドグクラッチ62を解放(より正確には、HIGH側ドグクラッチ62の解放状態を維持)してLOWモード(図2(a)参照)を確立した後、S32においてフラグFのビットを0にリセットしてプログラムを終了する。
一方、S28で否定される場合、即ち、係合しているのがHIGH側ドグクラッチ62であると判断(検出)される場合、プログラムはS34に進み、HIGH摩擦クラッチ34bを係合すると共に、LOW側ドグクラッチ50を解放(より正確には、LOW側ドグクラッチ50の解放状態を維持)してHIGHモード(図2(d)参照)を確立した後、S36においてフラグFのビットを0にリセットしてプログラムを終了する。
また、図5状態遷移図にも示すように、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62がいずれも係合されている状態でアウトギア指示が検出された場合(S20でYES)、アウトギア指示が一旦保留される(S22)。その後、切替制御が継続されてLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれか一方が解放されていると判断された場合(S20でNO)、アウトギア指示を実行し(S24)、その後再インギア指示があった場合はLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の係合状態に応じてLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bを係合させてトルク伝達経路の切替制御を終了する(S28−S36)。
上記した如く、この発明の実施例においては、車両14に搭載されるエンジン(内燃機関。駆動源)10に接続される主入力軸(入力軸)26と、第1プーリ32a、第2プーリ32bおよび前記第1プーリ32aと第2プーリ32bの間に掛け回される無端可撓性部材(ベルト)32cを有すると共に、前記主入力軸26と前記車両14の駆動輪12に接続される出力軸58との間に介挿されて前記主入力軸26から入力される前記エンジン10のトルク(駆動力)を無段階に変速する無段変速機構32と、前記主入力軸26から入力される前記エンジン10のトルクを前記第1プーリ32aに入力する第1入力経路(第1減速ギア36→第2減速ギア38→第1副入力軸28)と、前記主入力軸26から入力される前記エンジン10のトルクを前記第2プーリ32bに入力する第2入力経路(第1増速ギア40→第2増速ギア42→第2副入力軸30)と、前記第1入力経路に介挿されて前記主入力軸26と前記第1プーリ32aとを係合する第1入力係合機構(LOW摩擦クラッチ)34aと、前記第2入力経路に介挿されて前記主入力軸26と前記第2プーリ32bとを係合する第2入力係合機構(HIGH摩擦クラッチ)34bと、前記第2プーリ32bに接続されると共に、前記第1入力経路および前記ベルト32cを介して伝達される前記トルクを前記出力軸58に出力する第1出力経路(第2副入力軸30→前後進切替機構44→第2増速ギア42→第1増速ギア40→第3減速ギア48→中間出力軸46→第1ファイナルドライブギア52→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54)と、前記第1プーリ32aに接続されると共に、前記第2入力経路および前記ベルト32cを介して伝達される前記トルクを前記出力軸58に出力する第2出力経路(第1副入力軸28→第2ファイナルドライブギア60→ファイナルドリブンギア56→ディファレンシャル機構54)と、前記第1出力経路に介挿されて前記無段変速機構32と前記出力軸58とを係合する第1出力係合機構(LOW側シフトフォーク、LOW側ドグクラッチ50)と、前記第2出力経路に介挿されて前記無段変速機構32と前記出力軸58とを係合する第2出力係合機構(HIGH側シフトフォーク、HIGH側ドグクラッチ62)とを備えた無段変速機Tの制御装置において、前記LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bおよび前記LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の動作を制御する制御手段(シフトコントローラ100)と、前記LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の係合状態を検出する係合状態検出手段(第1、第2ストロークセンサ96,98)と、前記車両14の運転者のレンジ選択操作、具体的にはニュートラルレンジ選択操作、より具体的にはニュートラル指示による前記LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bの解放を指示するアウトギア指示を検出するアウトギア指示検出手段(レンジセレクタスイッチ92、シフトコントローラ100,S14)とを備え、前記制御手段(シフトコントローラ100)は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62がいずれも係合中であると検出されたときは、前記アウトギア指示を保留する(S14,S20,S22)ように構成したので、出力側においてトルク循環が発生するのを回避することができる。即ち、出力側の係合機構(LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62)が全て係合状態にある場合において、運転者からのレンジ選択操作、具体的にはニュートラルレンジ選択操作、より具体的にはニュートラル指示に応じて入力側の係合機構(LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34b)を全て解放してしまうと、出力軸58側においてトルク循環が発生し、その結果として、車両14の走行中に車両14がインターロックされてしまう虞がある。しかしながら、この発明の実施例にあっては、出力側のLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62が全て係合状態にあるときに運転者からニュートラル指示があった場合、当該ニュートラル指示を保留することとしたので、出力軸58側においてトルク循環が発生するのを回避することが可能となる。従って、車両14が不要にインターロックされることを回避することができ、ドライバビリティを向上させることもできる。
また、前記制御手段(シフトコントローラ100)は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれかが解放されていると検出されたとき、前記アウトギア指示を実行して前記LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bをいずれも解放する(S14,S20,S24)ように構成したので、上記した効果に加え、トルク循環を発生させることなくアウトギアを実行することが可能となる。即ち、出力側のLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうち、いずれかが解放されていることを検出した場合に限ってアウトギアを実行するように構成したので、入力側のLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bを全て解放(アウトギアを実行)した場合にあっても、出力軸58側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができる。
また、前記車両14の運転者のレンジ選択操作、より具体的には走行レンジ選択操作によるインギア指示を検出するインギア指示検出手段(レンジセレクタスイッチ92、シフトコントローラ100,S14)を備え、前記制御手段(シフトコントローラ100)は、前記LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bを解放した後、前記インギア指示検出手段により前記インギア指示が検出された場合、前記検出されたLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の係合状態に応じて前記LOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bのいずれかを係合する(S14,S16,S28からS36)ように構成したので、上記した効果に加え、運転者がニュートラルレンジ選択操作後に、走行レンジ選択操作(再インギア指示)をした場合であっても、出力軸58側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができる。即ち、ニュートラル指示が実行されて入力側のLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bが全て解放されるのは、出力側のLOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62のうちいずれかが解放されている場合に限られるため、ニュートラル指示の実行後に再インギア指示があった場合であっても、出力軸側でトルク循環が発生するのを確実に回避することが可能となる。また、LOW側/HIGH側ドグクラッチ50,62の係合状態に応じて係合すべきLOW/HIGH摩擦クラッチ34a,34bを適宜選択することができるため、再インギア指示の場合の変速制御を迅速に実行することが可能となる。
また、前記制御手段(シフトコントローラ100)は、前記係合状態検出手段により前記LOW側ドグクラッチ50が係合されていると検出されるとき、前記LOW摩擦クラッチ34aを係合して前記HIGH摩擦クラッチ34bを解放する一方、前記HIGH側ドグクラッチ62が係合されていると検出されるとき、前記HIGH摩擦クラッチ34bを係合して前記LOW摩擦クラッチ34aを解放するように構成したので、上記した効果に加え、再インギア指示があった場合であっても、出力軸側においてトルク循環が発生するのを確実に回避することができると共に、再インギア指示の場合の変速制御をより一層迅速に実行することが可能となる。
なお、上記した実施例において、無段変速機Tの具体的な構成について説明したが、これに限られるものではなく、この発明の要旨は図2に簡略化して示した無段変速機Tの構成に相当するものであればどのような無段変速機Tに対しても妥当する。
また、無段変速機構32としてベルト式の無段変速機構を例にとって説明したが、これに限られるものではなく、この発明の要旨は、例えば、トロイダル式やチェーン式の無段変速機構にも妥当する。即ち、トロイダル式の無段変速機構を用いた場合、シフトコントローラ100は、側圧に代えてパワーローラの傾斜角をパラメータとして無段変速機構の動作を制御すれば良い。
また、第1、第2入力係合機構として摩擦式クラッチ機構、第1、第2出力係合機構として噛合式のドグクラッチを例にとって説明したが、これに限られるものではなく、例えば、全ての入出力係合機構を全て摩擦式クラッチで構成しても良い。
また、検出手段として第1、第2ストロークセンサ96,98について説明したが、これに加え、LOW摩擦クラッチ34aおよびHIGH摩擦クラッチ34bの係合状態を検出するようにしても良い。このように構成した場合、無段変速機Tのモード切替に係る制御をより適切なタイミングで実行することができる。
この発明によれば、第1、第2プーリ、無端可撓性部材を有する無段変速機構と、駆動源の駆動力を第1、第2プーリにそれぞれ入力する第1、第2入力経路と、第1、第2入力経路にそれぞれ介挿される第1、第2入力係合機構と、第1入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力、第2入力経路および無端可撓性部材を介して伝達される駆動力をそれぞれ出力する第1、第2出力経路と、第1、第2出力経路にそれぞれ介挿される第1、第2出力係合機構を備えた無段変速機の制御装置において、運転者によるアウトギア指示が検出され、かつ第1、第2出力係合機構がいずれも係合中であると検出されたきは、アウトギア指示を保留するように構成したので、出力軸側においてトルク循環が発生するのを回避することができる。
T 無段変速機、10 エンジン(内燃機関。駆動源)、14 車両、26 主入力軸、28 第1副入力軸、30 第2副入力軸、32 無段変速機構、32a 第1プーリ、32b 第2プーリ、32c ベルト、34 入力切替機構、34a LOW摩擦クラッチ(第1入力係合機構)、34b HIGH摩擦クラッチ(第2入力係合機構)、36 第1減速ギア、38 第2減速ギア、40 第1増速ギア、42 第2増速ギア、44 前後進切替機構、46 中間出力軸、48 第3減速ギア、50 LOW側ドグクラッチ(第1出力係合機構)、52 第1ファイナルドライブギア、54 ディファレンシャル機構、56 ファイナルドリブンギア、58 出力軸、60 第2ファイナルドライブギア、62 HIGH側ドグクラッチ(第2出力係合機構)、96 第1ストロークセンサ、98 第2ストロークセンサ、100 シフトコントローラ
Claims (4)
- 車両に搭載される駆動源に接続される入力軸と、第1プーリ、第2プーリおよび前記第1プーリと第2プーリの間に掛け回される無端可撓性部材を有すると共に、前記入力軸と前記車両の駆動輪に接続される出力軸との間に介挿されて前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を無段階に変速する無段変速機構と、前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を前記第1プーリに入力する第1入力経路と、前記入力軸から入力される前記駆動源の駆動力を前記第2プーリに入力する第2入力経路と、前記第1入力経路に介挿されて前記入力軸と前記第1プーリとを係合する第1入力係合機構と、前記第2入力経路に介挿されて前記入力軸と前記第2プーリとを係合する第2入力係合機構と、前記第2プーリに接続されると共に、前記第1入力経路および前記無端可撓性部材を介して伝達される前記駆動力を前記出力軸に出力する第1出力経路と、前記第1プーリに接続されると共に、前記第2入力経路および前記無端可撓性部材を介して伝達される前記駆動力を前記出力軸に出力する第2出力経路と、前記第1出力経路に介挿されて前記無段変速機構と前記出力軸とを係合する第1出力係合機構と、前記第2出力経路に介挿されて前記無段変速機構と前記出力軸とを係合する第2出力係合機構とを備えた無段変速機の制御装置において、前記第1、第2入力係合機構および第1、第2出力係合機構の動作を制御する制御手段と、前記第1、第2出力係合機構の係合状態を検出する係合状態検出手段と、前記車両の運転者のレンジ選択操作による前記第1、第2入力係合機構の解放を指示するアウトギア指示を検出するアウトギア指示検出手段とを備え、前記制御手段は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記第1、第2出力係合機構がいずれも係合中であると検出されたときは、前記アウトギア指示を保留することを特徴とする無段変速機の制御装置。
- 前記制御手段は、前記アウトギア指示検出手段により前記アウトギア指示が検出され、かつ、前記係合状態検出手段により前記第1、第2出力係合機構のうちいずれかが解放されていると検出されたとき、前記アウトギア指示を実行して前記第1、第2入力係合機構をいずれも解放することを特徴とする請求項1記載の無段変速機の制御装置。
- 前記車両の運転者のレンジ選択操作によるインギア指示を検出するインギア指示検出手段を備え、前記制御手段は、前記第1、第2入力係合機構を解放した後、前記インギア指示検出手段により前記インギア指示が検出された場合、前記検出された第1、第2出力係合機構の係合状態に応じて前記第1、第2入力係合機構のいずれかを係合することを特徴とする請求項2記載の無段変速機の制御装置。
- 前記制御手段は、前記係合状態検出手段により前記第1出力係合機構が係合されていると検出されるとき、前記第1入力係合機構を係合して前記第2入力係合機構を解放する一方、前記第2出力係合機構が係合されていると検出されるとき、前記第2入力係合機構を係合して前記第1入力係合機構を解放することを特徴とする請求項3記載の無段変速機の制御装置。
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