JPWO2019098162A1 - 無段変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

無段変速機の制御装置および制御方法 Download PDF

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Abstract

CVTは、ベルト(3)が掛け渡されたプライマリプーリ(1)およびセカンダリプーリ(2)と、プーリ油圧を制御する油圧制御弁(5,6,7)と、を備える。CVTコントローラ(8)は、プーリ油圧指示値に基づいて、油圧制御弁(5,6,7)のソレノイド(5a,6a,7a)へ出力するベース電流指示値を設定する。CVTコントローラ(8)のディザ制御部(58)は、プーリ油圧制御中、ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定した場合に、ソレノイド(5a,6a,7a)へ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳する。

Description

本発明は、ベルトが掛け渡されたプライマリプーリとセカンダリプーリへのプーリ油圧を制御する油圧制御弁を備える無段変速機の制御装置および制御方法に関する。
従来、リニアソレノイド(油圧制御弁)による変速が行われていないとき、リニアソレノイドにディザ電流を供給し、油圧制御弁等にピストン運動を生じさせ、砂粒等の異物を除去する車両用自動変速機の制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来装置をベルト式無段変速機に適用した場合、プーリ油圧制御中に異物がリニアソレノイド、或いは、それが連結されている油圧制御弁に入り込むと、ソレノイドや制御弁にロック等を生じる。このため、セカンダリ油圧が低下し、ベルト滑りが発生するおそれがある。この異物除去にはディザ作動が有効であるが、ディザ作動を変速が行われていないとき常に実施する作動制御にすると、ディザ作動頻度が高過ぎることになり、油圧制御弁に余計な負荷がかかり耐久信頼性を損なう、という問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、プーリ油圧制御中、油圧制御弁の耐久信頼性を損なうことなく、ベルト滑りの発生を未然に防止することを目的とする。
特開平11−82724号公報
本発明は、ベルトが掛け渡されたプライマリプーリとセカンダリプーリへのプーリ油圧を制御する油圧制御弁と、油圧制御弁のソレノイドへ出力するベース電流指示値を設定するコントローラと、を備える。
この無段変速機の制御装置において、コントローラは、プーリ油圧制御中、ベルトの滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報を取得し、ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合、ソレノイドへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動を実施するディザ制御部を有する。
このように、ディザ作動の実施を、ベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合に限ることで、プーリ油圧制御中、油圧制御弁の耐久信頼性を損なうことなく、ベルト滑りの発生を未然に防止することができる。
実施例の制御装置が適用されたベルト式無段変速機を示す全体システム図である。 実施例のCVTコントローラ及び油圧制御弁に有するディザ制御系の構成を示すブロック図である。 ディザ制御部からのディザ作動判定によるディザONのときのソレノイドへ印加する電流波形の一例を示す電流波形図である。 実施例のCVTコントローラのディザ制御部にて実行されるベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理の流れを示すフローチャートである。 ディザ作動判定制御処理において用いられる安全率の計算を示す計算ブロック図である。 ディザ作動判定制御処理においてセカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動領域とセカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動領域を示すイメージ図である。 安全率判定によるディザ作動時における安全率・ディザ制御作動要求フラグを示すタイムチャートである。 セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動時におけるアクセル開度・車速・目標Sec圧・Secセンサ圧・油圧偏差・油量収支下限圧−Secセンサ圧・低下判定回数・Sec圧低下判定フラグ・ディザ制御作動要求フラグの各特性を示すタイムチャートである。 セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動時におけるアクセル開度・車速・目標Sec圧・Secセンサ圧・油圧偏差・油量収支下限圧−Secセンサ圧・Sec圧低下判定フラグ・ディザ制御作動要求フラグの各特性を示すタイムチャートである。
以下、本発明の無段変速機の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例における無段変速機の制御装置は、変速機をベルト式無段変速機とし、走行用駆動源にエンジンを搭載したエンジン車やハイブリッド車等のエンジン搭載車両に適用したものである。以下、実施例の構成を、「全体システム構成」、「ディザ制御系の詳細構成」、「ベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施例の制御装置が適用されたベルト式無段変速機を示す。以下、図1に基づき、ベルト式無段変速機CVTの全体システム構成を説明する。
ベルト式無段変速機CVTは、図1に示すように、プライマリプーリ1と、セカンダリプーリ2と、ベルト3と、を備えている。
プライマリプーリ1は、シーブ面11aを有する固定プーリ11と、シーブ面12aを有する駆動プーリ12と、の組み合わせにより構成され、図外の走行用駆動源(エンジンやモータ等)からの駆動トルクが入力される。駆動プーリ12には、固定プーリ11に対して駆動プーリ12を軸方向に油圧駆動するプライマリ圧室13が形成されている。
セカンダリプーリ2は、シーブ面21aを有する固定プーリ21と、シーブ面22aを有する駆動プーリ22と、の組み合わせにより構成され、終減速機等を介して駆動輪に駆動トルクを出力する。駆動プーリ22には、固定プーリ21に対して駆動プーリ22を軸方向に油圧駆動するセカンダリ圧室23が形成されている。
ベルト3は、プライマリプーリ1のシーブ面11a,12aとセカンダリプーリ2のシーブ面21a,22aに掛け渡され、シーブ面11a,12aの対向間隔とシーブ面21a,22aの対向間隔を変化させることで無段階に変速する。このベルト3は、例えば、円弧の面を持ったピン2本を背中合わせに重ね、多数のリンクで繋ぎ合わせた引っ張りによりトルクを伝達するチェーンベルト等により構成される。そして、ベルト3は、最ハイ変速比のとき、プライマリプーリ1に対する接触半径が最大半径で、セカンダリプーリ2に対する接触半径が最小半径となる。また、最ロー変速比のとき、図1に示すように、プライマリプーリ1に対する接触半径が最小半径で、セカンダリプーリ2に対する接触半径が最大半径となる。
ベルト式無段変速機CVTの油圧制御系としては、図1に示すように、オイルポンプ4と、ライン圧ソレノイド弁5(油圧制御弁)と、プライマリ圧ソレノイド弁6(油圧制御弁)と、セカンダリ圧ソレノイド弁7(油圧制御弁)と、を備えている。これらの弁(以下、油圧制御弁5,6,7という。)は、いずれもソレノイド5a,6a,7aへ印加されるソレノイド電流により可動するスプール等によるソレノイド可動部を有する。なお、油圧制御弁5,6,7は、指示電流が最小で出力される制御圧が最大になり、指示電流が最大で出力される制御圧が最小になる形態である。
ライン圧ソレノイド弁5は、オイルポンプ4からのポンプ吐出圧に基づき、変速圧として最も高い油圧であるライン圧PLを調圧する。
プライマリ圧ソレノイド弁6は、ライン圧PLを元圧とし、プライマリ圧室13へ導くプライマリ圧Ppriを調圧する。例えば、最ハイ変速比のとき、プライマリ圧Ppriは、ライン圧PLとされ、ロー変速比側へ移行するほど低圧の変速圧とされる。
セカンダリ圧ソレノイド弁7は、ライン圧PLを元圧とし、セカンダリ圧室23へ導くセカンダリ圧Psecを調圧する。例えば、最ロー変速比のとき、セカンダリ圧Psecは、ライン圧PLとされ、ハイ変速比側へ移行するほど低圧の変速圧とされる。
ベルト式無段変速機CVTの電子制御系としては、図1に示すように、ベルト式無段変速機CVTの変速比制御等を行うCVTコントローラ8(コントローラ)を備えている。CVTコントローラ8への入力センサとしては、車速センサ81、アクセル開度センサ82、CVT入力回転数センサ83、CVT出力回転数センサ84、プライマリ圧センサ85、セカンダリ圧センサ86、油温センサ87、インヒビタースイッチ88等を備えている。さらに、CVTコントローラ8へは、他の車載コントローラ90からCAN通信線91を介し、エンジントルク情報やエンジン回転数情報やバッテリ電源電圧情報等の制御に必要な情報がもたらされる。
CVTコントローラ8で実行される変速比制御は、車速センサ81により検出される車速VSPとアクセル開度センサ82により検出されるアクセル開度APOにより特定される変速スケジュール上での運転点により目標プライマリ回転数を決める。そして、目標プライマリ回転数を油圧指示値に変換し、油圧指示値をPWM制御によるリップル電流によるベース電流指示値に変換し、PWM周波数同期型の2自由度制御(FF+PID)によってプライマリ圧Ppriとセカンダリ圧Psecを制御することで行われる。なお、「PWM制御」とは、所定の周波数によるパルス幅変調制御のこといい、「PWM」は「Pulse Width Modulation」の略である。「FF」はフィードフォワード制御のことであり、「PID」は比例(P)・積分(I)・微分(D)によるフィードバック制御(FB制御)のことである。
[ディザ制御系の詳細構成]
図2は、実施例のCVTコントローラ8及び油圧制御弁5,6,7に有するディザ制御系の構成を示し、図3は、ディザ制御部58でのディザ作動判定によるディザONのときのソレノイドへ印加する電流波形の一例を示す。以下、図2及び図3に基づいて、PWM周波数同期型の2自由度制御(FF+PID)によるリップル電流波形にデイザ(Dither)を重畳するディザ制御系の詳細構成を説明する。
CVTコントローラ8には、図2に示すように、油圧/電流変換部18と、電子キャリブ補正部28と、ソレノイド電流制御部38と、SOL駆動IC51,61,71と、IF/制御切替部48と、ディザ制御部58と、を備えている。なお、「制御周期」としては、ディザによるうねり現象防止のため、PWMの偶数分周でディザ周波数を設定できるようにPWM周波数同期の関数を設けている。
ソレノイド電流制御部38は、FF補償器38aと、ディザ指示部38bと、第1加算器38cと、位相合わせ部38dと、減算器38eと、PD補償部38fと、第2加算器38gと、電圧変動補正部38hと、第3加算器38iと、を有する。
FF補償器38aは、電流応答性を確保する。ディザ指示部38bは、ディザ制御部58からディザ作動要求が入力されている間、第1加算器38cにディザ指示を出力する。このディザ指示は、油圧制御弁5,6,7のメカニカルなヒステリシスを低減する振幅を有し、その振幅を、パラメータ(ベース電流指示値,電源電圧,ENG回転,PL圧指示値,油温)によりスケジュールとして記憶している。第1加算器38cは、振幅指示値のみでディザ振幅を調整するディザ別体型としている。
位相合わせ部38dは、プラントダイナミクスと、IC-マイコン間の通信ディレイと、電流平均処理分の位相合わせを行う。なお、位相合わせ部38dは、ゲインスケジュール(FF,位相合わせ,PD補償)を有する。PD補償部38fは、減算器38eからの電流偏差に対してPD補償をし、減衰特性を改善する。電圧変動補正部38hは、電源電圧変動時に指示電流を補正して外乱抑制性を確保する。
SOL駆動IC51,61,71は、PWM制御の指示値をソレノイド本体に送信する。ここで、SOL駆動IC51,61,71は、実電流を検出する電流検出回路51a,61a,71aと、積分IによるFB制御器51b,61b,71bと、を有する。
ディザ制御部58は、プーリ油圧制御中、ベルト3の滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報(油圧偏差、安全率、油量収支下限圧)を取得する。そして、ベルト滑り判定情報に基づきベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合、ソレノイド5a,6a,7aへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動(=ディザON)を実施するディザ作動要求を出力する。つまり、ベルト滑りの発生可能性が無い状況やベルト滑りが発生する可能性が低い状況であると判定された場合、ディザ作動要求が出力されず、ソレノイド5a,6a,7aへは、ディザ電流を重畳していないベース電流指示値(=ディザOFF)が出力される。
ここで、「ディザON」にすると、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対して印加する電流波形が、図3に示すように、ベース電流指示値によるリップル電流波形に、ディザ電流波形を重畳して形成されるディザ作動波形に切り替えられる。なお、「ディザ電流波形」とは、リップル電流波形(例えば、数百Hz程度)よりも低周波数(例えば、数十Hz程度)の矩形電流波形をいう。
[ベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理構成]
図4は、実施例のCVTコントローラ8のディザ制御部58にて実行されるベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、ベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。なお、このディザ作動判定制御処理は、判定許可条件(ブレーキSW=0、Sec圧F/B領域内、Nレンジ以外、スピン判定中以外、インヒビターSW異常でない、通常油圧制御モード、Eng回転許容領域内、等)が成立しているときに処理が許可される。また、判定許可条件が成立していても異常故障条件(Sec圧センサ異常、ETCフェイル、アクセル開度異常、CAN異常、Sec回転センサ異常、等)が成立すると処理は終了する。
ステップS1では、セカンダリ圧Psecの油圧偏差(=指示圧−センサ圧)を計算し、ステップS2へ進む。
ここで、「指示圧」としては、変速比制御で運転点(VSP,APO)により求められた目標プライマリ回転数Npri*を油圧指示値(Pri圧指示値、Sec圧指示値)に変換したとき、Sec圧指示値(=目標Sec圧)が用いられる。「センサ圧」としては、セカンダリ圧センサ86により検出されるセカンダリプーリ2の油圧値であるsecセンサ圧(≒実圧)が用いられる。
ステップS2では、ステップS1での油圧偏差の計算に続き、油圧偏差が所定圧以上であるか否かを判断する。YES(油圧偏差≧所定圧)の場合はステップS3とステップS9へ進み、NO(油圧偏差<所定圧)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「所定圧」は、セカンダリ圧Psecの指示圧とセンサ圧とに乖離が発生していることを検知可能な乖離幅(例えば、0.25Mpa程度)に設定される。検知可能な乖離幅とは、セカンダリ圧センサ86の検出値のバラツキを考慮しても、指示圧に対し実圧が乖離していると判定できる幅である。
ステップS3では、ステップS2での油圧偏差≧所定圧であるとの判定に続き、安全率を計算し、ステップS4へ進む。
ここで、「安全率」は、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である(実ベルト推力/必要ベルト推力)の式により計算される。「実ベルト推力」は、図5に示すように、プーリ圧による油圧推力と、リターンスプリングによるバネ推力と、プーリ回転による遠心圧推力の総和により計算される。「必要推力」は、図5に示すように、必要推力=Tin・cosθ/(2・μ・R)の式により計算される。但し、Tinはタービン軸上入力トルク、θはシーブ角、μは摩擦係数、Rは巻き付き半径である。なお、安全率は、例えば、1回の油振で安全率低下の検知が多発することを防止するために安全率計算値にフィルタ処理が施されて求められる。
ステップS4では、ステップS3での安全率の計算に続き、安全率が所定値未満であるか否かを判断する。YES(安全率<所定値)の場合はステップS5へ進み、NO(安全率≧所定値)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「所定値」は、ベルト3の滑りが発生する可能性が高いか否かを判定する閾値(例えば、“1”程度)に設定される。つまり、所定値=1とすることで、実ベルト推力が必要ベルト推力だけ出ているか出ていないかを判定できる。
ステップS5では、ステップS4での安全率<所定値であるとの判断に続き、安全率開始条件が成立しているか否かを判断する。YES(安全率開始条件成立)の場合はステップS6へ進み、NO(安全率開始条件不成立)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「安全率開始条件」は、安全率<所定値である状態を、入りタイマカウントによる設定時間(例えば、50msec程度)以上継続することである。つまり、安全率<所定値である状態となっても設定時間内に安全率≧所定値となったり、油圧偏差<所定圧となったりすると、入りタイマカウントがリセットされる。
ステップS6では、ステップS5での安全率開始条件成立との判断、或いは、ステップS7での終了条件不成立との判断に続き、ディザONにし、ステップS7へ進む。
ここで、「ディザON」とは、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対して印加するベース電流指示値によるリップル電流波形にディザ電流波形を重畳することをいう(図3参照)。なお、「ディザON」にする間、実セカンダリ油圧に応じたエンジンのトルク規制制御を、ディザ作動制御と同時制御により実行するのが好ましく、この場合、ベルト滑りの発生が速やかに抑制される。
ステップS7では、ステップS6でのディザONに続き、終了条件が成立しているか否かを判断する。YES(終了条件成立)の場合はステップS8へ進み、NO(終了条件不成立)の場合はステップS6へ戻る。
ここで、「終了条件」は、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間(例えば、1sec程度)に到達したときとされる。なお、「終了条件」としては、安全率<所定値となって所定時間が経過したとき、油圧偏差<所定圧となって所定時間が経過したとき、等のようにベルト3の滑り可能性が無くなったことを示す条件により与えても良い。
ステップS8では、ステップS7,13,16での終了条件成立であるとの判断、或いは、ステップS2,S4,S5,S9,S11,S14でのNOであるとの判断に続き、ディザOFFにし、リターンへ進む。
ここで、「ディザOFF」とは、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対してディザ電流波形を重畳することなく、ベース電流指示値によるリップル電流波形を印加することをいう。
ステップS9では、ステップS2での油圧偏差≧所定圧であるとの判定に続き、実セカンダリ圧が油量収支下限圧未満であるか否かを判断する。YES(実セカンダリ圧<油量収支下限圧)の場合はステップS10へ進み、NO(実セカンダリ圧≧油量収支下限圧)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「実セカンダリ圧」としては、セカンダリ圧センサ86により検出されるSecセンサ圧(≒実圧)が用いられる。「油量収支下限圧」としては、オイルポンプ4からの吐出油量に基づく油量収支により決まるセカンダリ圧Psecの下限圧が用いられる。つまり、油量収支下限圧は、オイルポンプ4がエンジンにより駆動される場合、セカンダリ圧の油量収支下限圧を、エンジン回転数の大きさや変速比等により予め実験等により決めておき、これを演算式化やマップ化することで求められる。
ステップS10では、ステップS9での実セカンダリ圧<油量収支下限圧であるとの判断に続き、変速油圧制御が定常状態であるか否かを判断する。YES(定常状態)の場合はステップS11へ進み、NO(過渡状態)の場合はステップS14へ進む。
ここで、「定常状態」とは、運転点(VSP,APO)の変化が無い又は変化が小さく、変速比や変速油圧(プライマリ圧、セカンダリ圧)の変動が無い又は変動が小さくて安定している状態をいう。よって、「定常状態」は、例えば、車速変化量が所定車速(例えば、15Km/h)以下で、且つ、アクセル開度変化量が所定開度(例えば、5deg)以下であることにより判断する。一方、「過渡状態」とは、運転点(VSP,APO)の変化が大きく、変速比や変速油圧(プライマリ圧、セカンダリ圧)の変動が大きくて不安定な状態をいう。なお、実施例においては、「定常状態」以外であるとき「過渡状態」と判断する。
ステップS11では、ステップS10での定常状態であるとの判断に続き、定常状態開始条件が成立しているか否かを判断する。YES(定常状態開始条件成立)の場合はステップS12へ進み、NO(定常状態開始条件不成立)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「定常状態開始条件」は、所定時間(例えば、30sec程度)によるインターバルで、油圧偏差≧所定圧、且つ、実セカンダリ圧<油量収支下限圧という条件を設定時間(例えば、1.5sec程度)継続する状態を2回経験することで与えられる。つまり、インターバル時間を挟んでセカンダリ圧低下条件の成立/不成立を前後2回判断し、セカンダリ圧低下条件が前後2回の何れも成立することで与えられる。
ステップS12では、ステップS11での定常状態開始条件成立であるとの判断に続き、ステップS6と同様に、ディザONにし、ステップS13へ進む。
ステップS13では、ステップS12でのディザONに続き、終了条件が成立しているか否かを判断する。YES(終了条件成立)の場合はステップS8へ進み、NO(終了条件不成立)の場合はステップS12へ戻る。
ここで、「終了条件」は、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間(例えば、1sec程度)に到達したときとされる。なお、「終了条件」としては、油圧偏差<所定圧となって所定時間が経過したとき、実セカンダリ圧≧油量収支下限圧となって所定時間が経過したとき、等のようにベルト3の滑り可能性が無くなったことを示す条件により与えても良い。
ステップS14では、ステップS10での過渡状態であるとの判断に続き、過渡状態開始条件が成立しているか否かを判断する。YES(過渡状態開始条件成立)の場合はステップS15へ進み、NO(過渡状態開始条件不成立)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「過渡状態開始条件」は、過渡状態を所定時間(例えば、1.0sec程度)経験し、且つ、油圧偏差≧ΔP1(例えば、2Mpa程度)と油量収支下限圧−実セカンダリ圧≧ΔP1(例えば、2Mpa程度)のうち何れかを経験することで与えられる。つまり、「過渡状態開始条件」と「定常状態開始条件」とは異なる条件により与えられる。「定常状態開始条件」は、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまで時間を遅らせる条件設定であり、セカンダリ圧低下判定のイメージとしては、図6に示すように、矢印Aで示す右上がりハッチング領域に設定される。一方、「過渡状態開始条件」は、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまで時間を、「定常状態開始条件」に比べて短縮する条件設定であり、セカンダリ圧低下判定のイメージとしては、図6に示すように、矢印Bで示すクロスハッチング領域に設定される。
ステップS15では、ステップS14での過渡状態開始条件成立であるとの判断に続き、ステップS6,S12と同様に、ディザONにし、ステップS16へ進む。
ステップS16では、ステップS15でのディザONに続き、終了条件が成立しているか否かを判断する。YES(終了条件成立)の場合はステップS8へ進み、NO(終了条件不成立)の場合はステップS15へ戻る。
ここで、「終了条件」は、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間(例えば、1sec程度)に到達したときとされる。なお、「終了条件」としては、油圧偏差<所定圧となって所定時間が経過したとき、実セカンダリ圧≧油量収支下限圧となって所定時間が経過したとき等のように、ベルト3の滑り可能性が無くなったことを示す条件により与えても良い。
次に、作用を説明する。
実施例の作用を「ベルト滑り対策によるディザ制御」、「ベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理作用」、「安全率判定によるディザ作動制御作用」、「セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動制御作用」、「セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動制御作用」に分けて説明する。
[ベルト滑り対策によるディザ制御]
先ず、油圧制御弁に異物が進入したとき、ソレノイドに対してディザ電流を供給し、バルブスプールにピストン運動を生じさせて異物(コンタミ)を除去することが有効であることが知られている(特開平11-82724号公報等参照)。一方、本発明者は、油圧制御弁のソレノイドに対して高頻度でディザ電流を供給し続けたりすると、油圧制御弁に余計な負荷がかかり、油圧制御弁の耐久信頼性を損なうことを知見した。さらに、油圧制御弁のコンタミステックによる問題として、油圧制御弁からの出力油圧の変動による油振発生があるのに加え、油圧制御弁からの出力油圧の低下によるベルト滑り発生があることを知見した。
そこで、コンタミステックによる問題のうちベルト滑り発生に着目し、下記の構成を採用したのが本発明のベルト滑り対策によるディザ制御である。即ち、プーリ油圧制御中、ベルトの滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報を取得する。そして、ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合に限り、ソレノイドに対してディザ電流を供給するようにした。
実施例のベルト滑り対策によるディザ制御は、図4に示すように、プーリ油圧制御中、指示セカンダリ圧と実セカンダリ圧との乖離による油圧偏差を計算する(図4のS1)。そして、油圧偏差が所定圧以上のとき(図4のS2でYES)、安全率判定によるディザ制御(図4のS3〜S7)とセカンダリ圧低下判定によるディザ制御(図4のS9〜S16)との両制御を並列に実行する。
安全率判定によるディザ制御では、ベルト滑り判定情報として、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を用いている。一方、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御では、ベルト滑り判定情報として、指示セカンダリ圧と、実セカンダリ圧と、オイルポンプ4からの吐出油量に基づく油量収支により決まる実セカンダリ圧の油量収支下限圧と、を用いている。
さらに、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御を実行する際、プーリ油圧制御が定常状態(図4のS10でYES)であるか、プーリ油圧制御が過渡状態(図4のS10でNO)であるかにより開始条件を異ならせている。
そこで、実施例でのベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理作用を説明する。そして、ディザ作動制御作用を、安全率判定によるディザ作動制御作用、セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動制御作用、セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動制御作用に分けて説明する。
[ベルト滑り対策によるディザ作動判定制御処理作用]
以下、図4のフローチャートに基づいてベルト滑り対策によるディザ作動制御処理作用を説明する。
判定許可条件の成立により処理をスタートすると、油圧偏差<所定圧のときは、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS8→リターンへと進む流れが繰り返される。ステップS8では、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対してディザ電流波形を重畳することなく、ベース電流指示値によるリップル電流波形を印加するディザOFFとされる。そして、油圧偏差≧所定圧になると、ステップS2からステップS3以降の安全率判定によるディザ作動判定制御処理と、ステップS2からステップS9以降のセカンダリ圧低下判定によるディザ作動判定制御処理とに分かれ、2つの処理が互いに並列に実行される。
安全率判定によるディザ作動判定制御処理では、油圧偏差≧所定圧、且つ、安全率<所定値であると、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進み、ステップS5では、安全率開始条件が成立しているか否かが判断される。そして、安全率<所定値である状態を入りタイマカウントによる設定時間以上継続すると、ステップS5にて安全率開始条件が成立と判断されることで、ステップS6→ステップS7へ進み、ステップS7にて終了条件不成立と判断されている間、ステップS6→ステップS7へと進む流れが繰り返される。ステップS6では、ディザONにされ、ディザONに基づいてディザ制御作動要求フラグが出力されると、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対して印加するベース電流指示値によるリップル電流波形にディザ電流波形が重畳される。そして、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間に到達し、ステップS7にて終了条件成立と判断されると、ステップS7からステップS8→リターンへと進み、ディザONがディザOFFに切り替えられる。
セカンダリ圧低下判定によるディザ作動判定制御処理では、油圧偏差≧所定圧、且つ、実セカンダリ圧<油量収支下限圧であると、ステップS1→ステップS2→ステップS9→ステップS10へと進む。ステップS10では、変速油圧制御が定常状態であるか否かが判断され、定常状態と判断された場合は、ステップS11以降のセカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動判定制御処理へ進み、過渡状態と判断された場合は、ステップS14以降のセカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動判定制御処理へ進む。
セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動判定制御処理では、ステップS10からステップS11へと進み、ステップS11では、定常状態開始条件が成立しているか否かが判断される。そして、所定時間のインターバルで、油圧偏差≧所定圧、且つ、実セカンダリ圧<油量収支下限圧という条件を設定時間継続する状態を2回経験すると、ステップS11にて定常状態開始条件が成立と判断される。定常状態開始条件が成立と判断されると、ステップS11からステップS12→ステップS13へ進み、ステップS13にて終了条件不成立と判断されている間、ステップS12→ステップS13へと進む流れが繰り返される。ステップS12では、ディザONにされ、ディザONに基づいてディザ制御作動要求フラグが出力されると、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対して印加するベース電流指示値によるリップル電流波形にディザ電流波形が重畳される。そして、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間に到達し、ステップS13にて終了条件成立と判断されると、ステップS13からステップS8→リターンへと進み、ディザONがディザOFFに切り替えられる。
セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動判定制御処理では、ステップS10からステップS14へと進み、ステップS14では、過渡状態開始条件が成立しているか否かが判断される。そして、過渡状態を所定時間経験し、且つ、油圧偏差≧ΔP1と油量収支下限圧−実セカンダリ圧≧ΔP1のうち何れかを経験すると、ステップS14にて過渡状態開始条件が成立と判断される。過渡状態開始条件が成立と判断されると、ステップS14からステップS15→ステップS16へ進み、ステップS16にて終了条件不成立と判断されている間、ステップS15→ステップS16へと進む流れが繰り返される。ステップS15では、ディザONにされ、ディザONに基づいてディザ制御作動要求フラグが出力されると、各油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aに対して印加するベース電流指示値によるリップル電流波形にディザ電流波形が重畳される。そして、ディザONからの作動タイマカウントが所定時間に到達し、ステップS16にて終了条件成立と判断されると、ステップS16からステップS8→リターンへと進み、ディザONがディザOFFに切り替えられる。
[安全率判定によるディザ作動制御作用]
図7は、安全率判定によるディザ作動時における安全率・ディザ制御作動要求フラグを示すタイムチャートである。以下、図7に基づいて安全率判定によるディザ作動制御作用を説明する。
時刻t1までは安全率が1以上である状態から1に向かって徐々に低下している。そして、時刻t1になると安全率が1未満となって安全率<所定値である状態に入ることで、タイマカウントが開始される。そして、タイマカウントが開始されてから設定時間ΔT1(50msec程度)を経過して時刻t2になると、ディザONによるディザ作動が開始され、時刻t3までのディザ作動時間(1sec程度)の間、ディザ作動が継続される。この1回目のディザ作動により各油圧制御弁5,6,7に進入した異物が除去され、図7の矢印Cの枠内特性に示すように、安全率が1未満の状態から1以上の状態まで回復する。
時刻t3にて安全率が1以上まで回復したが、例えば、各油圧制御弁5,6,7に進入した異物が完全に除去されていない場合、時刻t3以降のディザOFFの間に安全率が徐々に低下する。そして、時刻t4になると安全率が1未満となって安全率<所定値である状態に入ることで、タイマカウントが開始される。そして、タイマカウントが開始されてから設定時間ΔT1(50msec程度)を経過して時刻t5になると、ディザONによるディザ作動が開始され、時刻t6までのディザ作動時間(1sec程度)の間、ディザ作動が継続される。この2回目のディザ作動により各油圧制御弁5,6,7に進入した異物が完全に除去されると、図7の矢印Dの枠内特性に示すように、安全率が1未満の状態から1以上の正常状態まで回復する。
このように、ベルト滑り判定情報として、ベルトクランプ力の充足/不足を判定する情報である安全率を用い、安全率判定によるディザ作動時には、安全率の低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を短くする安全率開始条件に設定している。具体的には、安全率<所定値である状態を入りタイマカウントによる設定時間以上継続することを安全率開始条件としている(図4のS5)。このため、安全率の低下判定があると応答良くディザ作動が開始されることで、各油圧制御弁5,6,7に進入した異物の速やかな除去作用により、ベルト滑りの発生が未然に防止される。
[セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動制御作用]
図8は、セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動時における各特性を示すタイムチャートである。以下、図8に基づいてセカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動制御作用を説明する。
時刻t1までは油圧偏差<所定圧、且つ、油量収支下限圧−Secセンサ圧≦0である。そして、時刻t1にて油圧偏差≧所定圧、且つ、油量収支下限圧−Secセンサ圧>0になり、セカンダリ圧低下判定条件が成立すると、1回目の低下(定常)判定が開始される。その後、セカンダリ圧低下判定条件が成立したままで設定時間ΔT2(1.5sec程度)を経過することで時刻t2になると、低下(定常)判定回数が“1”とされる。
時刻t2からインターバル時間(30sec程度)を経過した時刻t3にて油圧偏差≧所定圧、且つ、油量収支下限圧−Secセンサ圧>0のままであり、セカンダリ圧低下判定条件が成立すると、2回目の低下(定常)判定が開始される。その後、セカンダリ圧低下判定条件が成立したままで設定時間ΔT2(1.5sec程度)を経過することで時刻t4になると、低下(定常)判定回数が“2”とされる。
この低下(定常)判定回数=2の時刻t4になると、Sec圧低下フラグが、Sec圧低下フラグ=0からSec圧低下フラグ=1に書き替えられ、ディザ作動が開始され、時刻t5までのディザ作動時間(1sec程度)の間、ディザ作動が継続される。
このディザ作動により各油圧制御弁5,6,7に進入した異物が除去されると、図8の矢印Eの枠内特性に示すように、Secセンサ圧が目標Sec圧に向かって収束する。又、図8の矢印Fの枠内特性に示すように、油圧偏差が0に向かって収束する。さらに、図8の矢印Gの枠内特性に示すように、(油量収支下限圧−Secセンサ圧)が0以下に向かって収束し、Secセンサ圧>油量収支下限圧の関係に回復する。
このように、セカンダリ圧低下判定(定常)によるディザ作動時には、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を遅らせる定常状態開始条件に設定している。具体的には、所定時間のインターバルで、油圧偏差≧所定圧、且つ、実セカンダリ圧<油量収支下限圧という条件を設定時間継続する状態を2回経験することを定常状態開始条件としている(図4のS11)。このため、定常状態でセカンダリ圧低下判定があると十分な低下確認判断を経過してディザ作動が開始されることで、各油圧制御弁5,6,7のディザ作動の頻度が低下し、各油圧制御弁5,6,7の耐久信頼性の向上に寄与する。
なお、定常状態であると、仮にディザ作動が開始される前にベルト滑りが発生してもベルト滑りの進行速度がゆっくりで遅く、問題となるベルト滑り発生までに至らない。
[セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動制御作用]
図9は、セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動時における各特性を示すタイムチャートである。以下、図9に基づいてセカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動制御作用を説明する。
時刻t1にてアクセル開度や車速の変化を伴う過渡状態が開始され、時刻t1から時刻t2までの所定時間ΔT4(1sec程度)の過渡状態を経験する。そして、時刻t2直後の時刻t3にて油圧偏差≧ΔP1を経験すると、時刻t3からディザONによるディザ作動が開始され、時刻t4までのディザ作動時間(1sec程度)の間、ディザ作動が継続される。
このディザ作動により各油圧制御弁5,6,7に進入した異物が除去されると、図9の矢印Hの枠内特性に示すように、Secセンサ圧が目標Sec圧に向かって収束する。又、図9の矢印Iの枠内特性に示すように、油圧偏差が0に向かって収束する。さらに、図9の矢印Jの枠内特性に示すように、(油量収支下限圧−Secセンサ圧)が0以下に向かって収束し、Secセンサ圧>油量収支下限圧の関係に回復する。
このように、セカンダリ圧低下判定(過渡)によるディザ作動時には、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を、定常状態開始条件に比べて短縮する過渡状態開始条件に設定している。具体的には、過渡状態を所定時間経験し、且つ、油圧偏差≧ΔP1と油量収支下限圧−実セカンダリ圧≧ΔP1のうち何れかを経験することを過渡状態開始条件としている(図4のS14)。このため、過渡状態でセカンダリ圧低下判定があると応答良くディザ作動が開始されることで、各油圧制御弁5,6,7に進入した異物の速やかな除去作用により、ベルト滑りの発生が未然に防止される。
なお、過渡状態のとき、仮にディザ作動が開始される前にベルト滑りが発生すると、アクセル開度の上昇(入力トルクの上昇)により一気にベルト滑りが進行するので、早期にディザ作動を開始する必要がある。
次に、効果を説明する。
実施例におけるベルト式無段変速機CVTの制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
(1) 油圧制御弁5,6,7は、ベルト3が掛け渡されたプライマリプーリ1とセカンダリプーリ2へのプーリ油圧を制御する。
コントローラ(CVTコントローラ8)は、プライマリプーリ1とセカンダリプーリ2へのプーリ油圧指示値に基づいて、油圧制御弁5,6,7のソレノイド5a,6a,7aへ出力するベース電流指示値を設定する。
この無段変速機(ベルト式無段変速機CVT)の制御装置において、コントローラ(CVTコントローラ8)は、プーリ油圧制御中、ベルト3の滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報を取得する。
ディザ制御部58は、ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合、ソレノイド5a,6a,7aへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動を実施する。
また、ディザ制御部58は、ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定されない場合、ソレノイド5a,6a,7aへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動を実施しない。
このため、プーリ油圧制御中、油圧制御弁5,6,7の耐久信頼性を損なうことなく、ベルト滑りの発生を未然に防止することができる。
(2) ディザ制御部58は、プーリ油圧制御中、ベルト滑り判定情報として、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を取得する。
安全率が所定値よりも低いと判定された場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定し、安全率判定によるディザ制御を実行する。
このため、(1)の効果に加え、ベルト滑り判定情報として、ベルトクランプ力の充足/不足を判定する情報である安全率を用い、ベルト滑りが発生する可能性が高い状況でディザ制御を実行することができる。
(3) ディザ制御部58は、安全率が所定値よりも低いとの安全率判定状態が設定時間継続することを開始条件とし、開始条件の成立によりディザ作動を開始する。
このため、(2)の効果に加え、安全率の低下判定があると応答良くディザ作動が開始されることで、各油圧制御弁5,6,7に進入した異物の速やかな除去作用により、ベルト滑りの発生を未然に防止することができる。
(4) ディザ制御部58は、プーリ油圧制御中、ベルト滑り判定情報として、オイルポンプ4からの吐出油量に基づく油量収支により決まるセカンダリ圧の下限圧である油量収支下限圧を取得する。
実セカンダリ圧が油量収支下限圧より低圧であると判定された場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定し、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御を実行する。
このため、(1)の効果に加え、ベルト滑り判定情報として、実セカンダリ圧の低下を判定する情報である油量収支下限圧を用い、ベルト滑りが発生する可能性が高い状況でディザ制御を実行することができる。
(5) ディザ制御部58は、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御を実行する際、プーリ油圧制御が定常状態であるか過渡状態であるかにより開始条件を異ならせる。
定常状態での開始条件を、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を遅らせる条件に設定する。
過渡状態での開始条件を、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を、定常状態での開始条件に比べて短縮する条件に設定する。
このため、(4)の効果に加え、ベルト滑り進行速度の違いに応じて開始条件を異ならせることで、定常状態でのディザ作動の頻度低減と、過渡状態での高応答によるベルト滑りの発生防止と、の両立を図ることができる。
(6) ディザ制御部58は、プーリ油圧制御中、指示セカンダリ圧と実セカンダリ圧との乖離による油圧偏差が所定圧以上であるか否かを判断する。
油圧偏差が所定圧以上であると判断された場合、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を用いた安全率判定によるディザ制御と、オイルポンプ4からの吐出油量に基づく油量収支により決まる実セカンダリ圧の下限圧である油量収支下限圧を用いたセカンダリ圧低下判定によるディザ制御と、を並列に実行する。
このため、(1)の効果に加え、安全率判定によるディザ制御とセカンダリ圧低下判定によるディザ制御との併用により、ベルト3の滑りが発生する可能性を適切に判定し、ベルト滑りの発生を未然に防止することができる。即ち、実セカンダリ圧が油量収支下限圧より低圧でないときは、安全率判定によるディザ作動が実行可能であるし、安全率が所定値以上であるとき、セカンダリ圧低下判定によるディザ作動が実行可能というように、互いを補填し合う関係で作動判定が行われる。
以上、本発明の無段変速機の制御装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例では、ディザ制御部58として、油圧偏差が所定圧以上であると判断された場合、安全率判定によるディザ制御とセカンダリ圧低下判定によるディザ制御とを並列に実行する例を示した。しかし、ディザ制御部としては、安全率判定とセカンダリ圧低下判定による2つのディザ制御を併用する必要は無く、安全率判定によるディザ制御のみを行う例としても良いし、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御のみを行う例としても良い。
実施例では、本発明の無段変速機の制御装置を、エンジン車やハイブリッド車等のエンジン搭載車に適用する例を示した。しかし、本発明の無段変速機の制御装置は、油圧制御による無段変速機を搭載する車両であれば、電気自動車や燃料電池車等に対しても適用することができる。

Claims (9)

  1. ベルトが掛け渡されたプライマリプーリとセカンダリプーリへのプーリ油圧を制御する油圧制御弁と、
    前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリへのプーリ油圧指示値に基づいて、前記油圧制御弁のソレノイドへ出力するベース電流指示値を設定するコントローラと、
    を備える無段変速機の制御装置において、
    前記コントローラは、プーリ油圧制御中、前記ベルトの滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報を取得し、
    前記ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定された場合、前記ソレノイドへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動を実施するディザ制御部を有する、
    無段変速機の制御装置。
  2. 請求項1に記載された無段変速機の制御装置において、
    前記ディザ制御部は、プーリ油圧制御中、前記ベルト滑り判定情報として、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を取得し、
    前記安全率が所定値よりも低いと判定された場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定し、安全率判定によるディザ制御を実行する、
    無段変速機の制御装置。
  3. 請求項2に記載された無段変速機の制御装置において、
    前記ディザ制御部は、前記安全率が所定値よりも低いとの安全率判定状態が設定時間継続することを開始条件とし、開始条件の成立によりディザ作動を開始する、
    無段変速機の制御装置。
  4. 請求項1に記載された無段変速機の制御装置において、
    前記ディザ制御部は、プーリ油圧制御中、前記ベルト滑り判定情報として、オイルポンプからの吐出油量に基づく油量収支により決まるセカンダリ圧の下限圧である油量収支下限圧を取得し、
    前記実セカンダリ圧が前記油量収支下限圧より低圧であると判定された場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定し、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御を実行する、
    無段変速機の制御装置。
  5. 請求項4に記載された無段変速機の制御装置において、
    前記ディザ制御部は、セカンダリ圧低下判定によるディザ制御を実行する際、プーリ油圧制御が定常状態であるか過渡状態であるかにより開始条件を異ならせ、
    定常状態での開始条件を、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を遅らせる条件に設定し、
    過渡状態での開始条件を、セカンダリ圧低下判定があってからディザ作動を開始するまでの時間を、定常状態での開始条件に比べて短縮する条件に設定する、
    無段変速機の制御装置。
  6. 請求項1に記載された無段変速機の制御装置において、
    前記ディザ制御部は、プーリ油圧制御中、指示セカンダリ圧と実セカンダリ圧との乖離による油圧偏差が所定圧以上であるか否かを判断し、
    前記油圧偏差が所定圧以上であると判断された場合、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を用いた安全率判定によるディザ制御と、オイルポンプからの吐出油量に基づく油量収支により決まる実セカンダリ圧の下限圧である油量収支下限圧を用いたセカンダリ圧低下判定によるディザ制御とを並列に実行する、
    無段変速機の制御装置。
  7. ベルトが掛け渡されたプライマリプーリとセカンダリプーリへのプーリ油圧を制御する油圧制御弁を有する無段変速機の制御方法において、
    前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリへのプーリ油圧指示値に基づいて、前記油圧制御弁のソレノイドへ出力するベース電流指示値を設定し、
    プーリ油圧制御中、前記ベルトの滑りが発生する可能性を判定するベルト滑り判定情報を取得し、
    前記ベルト滑り判定情報に基づいてベルト滑りが発生する可能性が高い状況であると判定した場合、前記ソレノイドへ出力するベース電流指示値に対してディザ電流を重畳するディザ作動を実施する、
    無段変速機の制御方法。
  8. 請求項7に記載された無段変速機の制御方法において、
    前記ベルト滑り判定情報として、必要ベルト推力に対する実ベルト推力の比である安全率を取得し、
    前記安全率を所定値と比較し、
    前記安全率が所定値よりも低い場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定する、
    無段変速機の制御方法。
  9. 請求項7に記載された無段変速機の制御方法において、
    前記ベルト滑り判定情報として、オイルポンプからの吐出油量に基づく油量収支により決まるセカンダリ圧の下限圧である油量収支下限圧を取得し、
    実セカンダリ圧を前記油量収支下限圧と比較し、
    前記実セカンダリ圧が前記油量収支下限圧より低圧である場合、ベルト滑り可能性が高い状況であると判定する、
    無段変速機の制御方法。
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