WO2015151373A1 - 変速制御装置 - Google Patents
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- F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
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- F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
- F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
- F16D2041/0665—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical characterised by there being no cage other than the inner and outer race for distributing the intermediate members
Definitions
- the present invention relates to a transmission control device for a continuously variable transmission.
- Patent Document 1 describes a continuously variable transmission that converts the rotation of an input shaft connected to an engine into a reciprocating motion of a connecting rod, and converts the reciprocating motion of the connecting rod into a rotational motion of an output shaft by a one-way clutch. Has been.
- FIG. 17A is a diagram illustrating the speed change principle of the continuously variable transmission.
- FIG. 17B is a diagram showing a configuration example for obtaining the conventional eccentric amount R1, and the value of the eccentric amount R1 is estimated using the value of the position sensor connected to the speed change actuator (motor).
- the measured value of the eccentricity R1 is different from the estimated value.
- the eccentric amount R1 cannot be obtained accurately.
- the gear neutral (GN) point since a mechanical stopper or the like is not provided at the origin when controlling the speed change actuator, that is, the gear neutral (GN) point, the gear neutral (GN) point is accurately determined. I can't.
- the present invention provides a speed change control device capable of accurately obtaining a gear neutral point.
- the transmission control device includes a continuously variable transmission (1) that shifts the rotation of the input shaft (2) connected to the rotation shaft of the drive source and transmits the rotation to the output shaft (3).
- a continuously variable transmission (1) that shifts the rotation of the input shaft (2) connected to the rotation shaft of the drive source and transmits the rotation to the output shaft (3).
- the eccentric mechanism (4-13) in which the amount of eccentricity from the axis of the input shaft (2) is variable, the input fulcrum (P3) rotating together with the input shaft (2), and the output shaft (3)
- the one-way clutch (17), the output side fulcrum (P5) provided on the swing link (18) of the one-way clutch (17), the input side fulcrum (P3) and the output side fulcrum (P5).
- a variable speed control device for a continuously variable transmission comprising a connecting rod (19) connected to both ends and reciprocatingly moved according to the amount of eccentricity of the eccentric mechanism (4-13), An eccentric drive unit (14) capable of rotating between zero and ⁇ 180 ° to adjust the eccentric amount of the eccentric mechanism (4 to 13); A swing angle detector (52) capable of detecting a swing angle of the swing link (18) swinging according to the amount of eccentricity; Rotating the eccentric drive unit (14) in the first direction and rotating the eccentric drive unit (14) in a second direction opposite to the first direction, and a positive region where the swing angle increases. And stores an eccentricity map (600) for associating the swing angle with the rotation angle of the eccentric drive unit (14) in the positive region and the negative region.
- a second rotation angle (b) that becomes a swing angle equal to the swing angle (p) is set.
- the swing angle (p), the first rotation angle (a), and the second rotation angle (b) are applied to the eccentricity map (600), and the boundary between the positive region and the negative region Is determined as the rotation angle of the eccentric drive section (14) at which the amount of eccentricity becomes zero.
- the eccentricity control unit (53) is configured such that the eccentricity amount becomes zero when the continuously variable transmission (1) is in a non-driven state.
- the rotation angle of the eccentric drive unit (14) is determined.
- the eccentricity control unit (53) determines the rotation angle when the drive source is started or ended.
- the eccentricity map (600) includes a rotation angle of the eccentric drive unit (14) with respect to a control value of the eccentricity control unit (53), and the The theoretical value of the relationship with the swing angle of the swing link (18) is stored,
- the eccentricity control unit (53) Based on the difference between the detection result of the rotation angle and the swing angle when the eccentric drive unit (14) is rotated in the first direction and the second direction, and the theoretical value, the eccentric mechanism (4 ⁇ 13) Calculate the backlash
- the eccentricity control unit (53) Set a standby control value as the rotation angle corresponding to the backlash, When the vehicle is stopped, the eccentric drive unit (14) is rotated by the standby control value from the rotation angle of the eccentric drive unit (14) at which the eccentric amount becomes zero.
- the shift control device further includes an operation input determination unit (57) that determines the control mode of the drive source in accordance with an input from the operation unit (ECON).
- the eccentricity control unit (53) sets the rotation angle corresponding to the backlash as the standby control value.
- the eccentricity control unit (53) uses a driving force corresponding to the static frictional force of the vehicle as the standby control value.
- the eccentricity control unit (53) rotates the eccentricity drive unit (14) by the standby control value from the rotation angle of the eccentricity drive unit (14) where the amount of eccentricity becomes zero. It is characterized by.
- the eccentricity control unit (53) sets the midpoint of the first rotation angle (a) and the second rotation angle (b) to the It is determined as a rotation angle of the eccentric drive unit (14) in which the amount of eccentricity becomes zero.
- the process is interrupted by driving the continuously variable transmission by performing the process when the continuously variable transmission is in the non-driven state. It is possible to obtain the gear neutral point with high accuracy.
- the gear neutral point can be accurately obtained without being affected by the vibration of the drive source.
- the rotation angle corresponding to the detected backlash is set as the standby control value in the stop state of the vehicle, so that the response is excellent.
- the continuously variable transmission can be controlled.
- the standby control value according to the control mode of the drive source is set, thereby controlling the continuously variable transmission with excellent responsiveness. Is possible.
- fluctuation link The figure which shows the relationship between the change of the eccentric amount by the eccentric amount adjustment mechanism of this embodiment, and the rocking
- FIG. 9 is a diagram showing a measurement example of the rotation angle of the eccentric drive unit
- 9b in FIG. 9 is a diagram showing a measurement example of the swing angle.
- the figure explaining the control of the eccentricity control part in the case of ECON mode ON.
- the figure which shows backlash on an eccentricity amount map illustratively.
- the continuously variable transmission 1 of the present embodiment includes an input shaft 2, an output shaft 3, and six eccentricity adjustment mechanisms 4.
- the output shaft 3 has a hollow structure, and a drive shaft S disposed through the output shaft 3 is connected to left and right wheels W (drive wheels) of the vehicle.
- a clutch C and a differential gear D are disposed on the right end side of the output shaft 3.
- the input shaft 2 is made of a hollow member, and is driven to rotate about the rotation center axis P1 in response to a driving force from a traveling drive source such as an engine or a motor.
- the output shaft 3 is disposed in parallel to the input shaft 2 at a position separated from the input shaft 2 in the horizontal direction, and transmits driving force to the drive shaft S of the automobile via the clutch C and the differential gear D.
- Each of the eccentricity adjustment mechanisms 4 is a driving force input unit, and is provided so as to rotate about the rotation center axis P1 of the input shaft 2, and a cam disk 5 as a cam part, an eccentric disk 6 as an eccentric member, And a pinion shaft 7.
- the cam disks 5 have a disk shape, and are provided in pairs on the input shaft 2 so as to be eccentric from the rotation center axis P1 of the input shaft 2 and rotate integrally with the input shaft 2.
- Each set of cam disks 5 is set so as to have a phase difference of 60 °, and the six sets of cam disks 5 are arranged so as to make a round in the circumferential direction of the input shaft 2.
- the eccentric disk 6 has a disk shape, and is provided with a receiving hole 6a at a position eccentric from the center P3, and a set of cam disks 5 are rotatably supported so as to sandwich the receiving hole 6a.
- the center of the receiving hole 6a of the eccentric disk 6 is a distance Ra from the rotation center axis P1 of the input shaft 2 to the center P2 of the cam disk 5 (center of the receiving hole 6a) and the center P2 of the cam disk 5 to the eccentric disk 6.
- the distance Rb to the center P3 is the same.
- internal teeth 6 b are formed on the inner peripheral surface sandwiched between the set of cam disks 5.
- the pinion shaft 7 is disposed concentrically with the input shaft 2 in the hollow portion of the input shaft 2, and is supported on the inner peripheral surface of the input shaft 2 via a pinion bearing 7b so as to be relatively rotatable. Further, external teeth 7 a are provided on the outer peripheral surface of the pinion shaft 7. Further, a differential mechanism 8 is connected to the pinion shaft 7.
- a notch hole 2 a is formed at a location facing the eccentric direction of the cam disk 5 so that the inner peripheral surface communicates with the outer peripheral surface. Accordingly, the outer teeth 7 a of the pinion shaft 7 mesh with the inner teeth 6 b of the receiving holes 6 a of the eccentric disk 6.
- the differential mechanism 8 is a planetary gear mechanism, and includes a sun gear 9, a first ring gear 10 coupled to the input shaft 2, a second ring gear 11 coupled to the pinion shaft 7, the sun gear 9 and the first ring gear 10.
- the carrier 13 supports a stepped pinion 12 including a large-diameter portion 12a that meshes with the small-diameter portion 12b that meshes with the second ring gear 11 so that the stepped pinion 12 can rotate and revolve.
- the sun gear 9 of the differential mechanism 8 is connected to a rotation shaft 14 a of an eccentric drive unit 14 (eccentric amount adjusting drive source) formed of an electric motor (motor) for driving the pinion shaft 7.
- the sun gear 9 and the first ring gear 10 rotate at the same speed, so that the sun gear 9, the first ring gear 10, the second gear
- the four elements of the ring gear 11 and the carrier 13 are locked so as not to rotate relative to each other, and the pinion shaft 7 connected to the second ring gear 11 rotates at the same speed as the input shaft 2.
- the rotational speed of the eccentric drive unit 14 is made slower than the rotational speed of the input shaft 2, the rotational speed of the sun gear 9 is Ns, the rotational speed of the first ring gear 10 is NR1, and the gear ratio between the sun gear 9 and the first ring gear 10
- the rotation speed of the carrier 13 is (j ⁇ NR1 + Ns) / (j + 1).
- the gear ratio between the sun gear 9 and the second ring gear 11 ((number of teeth of the second ring gear 11 / number of teeth of the sun gear 9) ⁇ (number of teeth of the large diameter portion 12a of the stepped pinion 12 / number of teeth of the small diameter portion 12b).
- the rotation speed of the second ring gear 11 is ⁇ j (k + 1) NR1 + (k ⁇ j) Ns ⁇ / ⁇ k (j + 1) ⁇ .
- the rotational speed of the eccentric drive unit 14 is made slower than the rotational speed of the input shaft 2, and the rotational speed of the input shaft 2 to which the cam disk 5 is fixed and the rotational speed of the pinion shaft 7 are the same.
- the eccentric disk 6 rotates together with the cam disk 5.
- the eccentric disk 6 rotates the periphery of the cam disk 5 around the center P ⁇ b> 2 of the cam disk 5.
- the eccentric disk 6 is eccentric with respect to the cam disk 5 so that the distance Ra from P1 to P2 and the distance Rb from P2 to P3 are the same. Therefore, the center P3 of the eccentric disk 6 is positioned on the same line as the rotation center axis P1 of the input shaft 2, and the distance between the rotation center axis P1 of the input shaft 2 and the center P3 of the eccentric disk 6, that is, the eccentric amount R1 is set. It can also be set to “0”.
- a connecting rod 15 is rotatably supported on the outer edge of the eccentric disk 6.
- the connecting rod 15 has a large-diameter large-diameter annular portion 15a at one end and a small-diameter small-diameter annular portion 15b at the other end.
- the large-diameter annular portion 15 a of the connecting rod 15 is supported on the outer edge portion of the eccentric disk 6 via a connecting rod bearing 16.
- the swing shaft 18 is connected to the output shaft 3 via a one-way clutch 17 (one-way clutch) as a one-way rotation prevention mechanism.
- the one-way clutch 17 fixes the swing link 18 with respect to the output shaft 3 when trying to rotate to one side around the rotation center axis P4 of the output shaft 3, and outputs when trying to rotate to the other side.
- the swing link 18 is idled with respect to the shaft 3.
- the swing link 18 is provided with a swing end portion 18a, and the swing end portion 18a is provided with a pair of projecting pieces 18b formed so as to sandwich the small-diameter annular portion 15b in the axial direction. Yes.
- the pair of projecting pieces 18b are formed with through holes 18c corresponding to the inner diameter of the small-diameter annular portion 15b.
- the connecting rod 15 and the swing link 18 are connected by inserting the connecting pin 19 into the through hole 18c and the small-diameter annular portion 15b. Further, the swing link 18 is provided with an annular portion 18d.
- the eccentricity adjustment mechanism 4 the connecting rod 15, and the swing link 18 constitute a lever crank mechanism 20 (four-bar link mechanism). ing.
- the lever crank mechanism 20 converts the rotational motion of the input shaft 2 into a swing motion of the swing link 18 about the rotation center axis P4 of the output shaft 3.
- the continuously variable transmission 1 of this embodiment includes a total of six lever crank mechanisms 20.
- each connecting rod 15 changes its phase by 60 degrees. Then, the swing link 18 is swung by alternately pressing between the input shaft 2 and the output shaft 3 toward the output shaft 3 and pulling toward the input shaft 2.
- the one-way clutch 17 is provided between the swing link 18 and the output shaft 3, when the swing link 18 is pushed, the swing link 18 is fixed and attached to the output shaft 3.
- torque due to the swinging motion of the swing link 18 is transmitted to rotate the output shaft 3 and the swing link 18 is pulled, the swing link 18 is idled and the swing link 18 is moved to the output shaft 3.
- Torque due to rocking motion is not transmitted.
- the six eccentricity adjustment mechanisms 4 are arranged by changing the phase by 60 degrees, the output shaft 3 is driven to rotate in turn by the six eccentricity adjustment mechanisms 4.
- the eccentric amount R1 can be adjusted by the eccentric amount adjusting mechanism 4 as shown in 3a of FIG. 3 to 3d of FIG.
- 3a in FIG. 3 shows a state in which the eccentric amount R1 is “maximum”, and the pinion is such that the rotation center axis P1 of the input shaft 2, the center P2 of the cam disk 5, and the center P3 of the eccentric disk 6 are aligned. The shaft 7 and the eccentric disk 6 are located.
- the gear ratio i is minimized.
- 3b in FIG. 3 shows a state in which the eccentric amount R1 is “medium” which is smaller than 3a in FIG. 3, and 3c in FIG. 3 is a state in which the eccentric amount R1 is “small” which is further smaller than 3b in FIG. Is shown.
- the gear ratio i is “medium” which is larger than the gear ratio i of 3a in FIG. 3 at 3b in FIG.
- FIG. 4A to 4C show the relationship between the change of the eccentric amount R1 by the eccentric amount adjusting mechanism 4 of the present embodiment and the swing angle range of the swing motion of the swing link 18.
- FIG. 4A to 4C show the relationship between the change of the eccentric amount R1 by the eccentric amount adjusting mechanism 4 of the present embodiment and the swing angle range of the swing motion of the swing link 18.
- FIG. 4A shows the case where the eccentric amount R1 is “maximum” of 3a in FIG. 3 (when the gear ratio i is minimum)
- FIG. 4B shows the case where the eccentric amount R1 is “medium” in 3b of FIG. 4C shows the swing link for the rotational movement of the eccentricity adjusting mechanism 4 when the eccentricity R1 is “small” in 3c of FIG. 3 (when the transmission ratio i is large).
- 18 swing ranges ⁇ 2.
- the distance from the rotation center axis P4 of the output shaft 3 to the connecting point of the connecting rod 15 and the swinging end portion 18a, that is, the center P5 of the connecting pin 19, is the length R2 of the swinging link 18.
- the shift control device 50 includes an eccentric drive unit 14, a motor driver 54, a rotation angle detection unit 55 that detects the rotation angle of the eccentric drive unit 14, an eccentricity map storage unit 51 that stores an eccentricity map, and a swing An angle detection unit 52 and an eccentricity control unit 53 are included.
- the swing angle detector 52 is fixed to the transmission case 30 and is disposed opposite the annular portion of the swing link 18.
- the swing angle detector 52 can detect the swing angle of the swing link 18 based on the distance to the swing link 18.
- the swing angle detection unit 52 can be configured by a gap (GAP) sensor or the like.
- the rotation angle detection unit 55 can detect the rotation angle of the eccentric drive unit 14, and the rotation angle detection unit 55 can be configured by an encoder or a resolver.
- the eccentric control unit 53 can acquire the rotation angle of the eccentric drive unit 14 from the rotation angle detection unit 55 and can control the eccentric drive unit 14 via the motor driver 54. Further, the eccentricity control unit 53 performs learning control (GN learning control) for determining gear neutral (GN) in which the eccentricity R1 of the eccentric mechanism (4 to 13) becomes zero, and based on the determined GN, the eccentric drive unit It is possible to control the rotation of 14.
- GN learning control learning control
- GN gear neutral
- the eccentric drive unit 14 (drive source for adjusting the eccentric amount) can freely adjust the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13) between zero and the maximum value (rotational angle of the eccentric drive unit 14: ⁇ 180 °).
- Actuator (motor).
- the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13) changes according to the rotation of the eccentric drive unit 14.
- the swing link 18 swings by the connecting rod 15 that reciprocates according to the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13).
- the swing angle of the swing link 18 also changes according to the change in the eccentric amount R1.
- the swing angle of the swing link 18 is detected by the swing angle detector 52 and input to the eccentricity controller 53.
- FIGS. 4A to 4C are diagrams for exemplarily explaining the rotational motion on the input shaft connected to the rotational shaft of the drive source and the swing motion of the swing link 18 on the output shaft side.
- FIG. 11A is a diagram illustrating a configuration in which the swing angle detection unit 52 is disposed in the vicinity of the swing link 18 in the configuration of the four-bar link described in FIGS. 4A to 4C.
- the arrangement of the swing angle detecting unit 52 is not limited to the position shown in the figure, and may be arranged at different positions near the swing link 18 or the swing angle detecting units 52 may be arranged at a plurality of locations. May be.
- FIG. 11B is a diagram illustrating the relationship between the rotation angle (phase) of the eccentric drive unit 14 and the swing angle of the swing link 18, and the detected swing angle is different if the eccentric amount R1 is different. Become.
- the eccentricity adjusting mechanisms 4 constituting the eccentric mechanisms (4 to 13) are arranged in six positions, each having a phase difference of 60 degrees. By this phase, each one-way clutch 17 (one-way clutch: OWC) is input.
- the relationship between the rotation angle (phase) of the eccentric drive unit 14 on the shaft side and the swing angle of the swing link 18 shows different waveform patterns.
- FIG. 11B the waveform of an arbitrary OWC 111 among the six one-way clutches (OWC) is indicated by a solid line, and the waveform of the OWC 116 having a phase difference of 60 degrees is indicated by a broken line.
- the eccentric amount map 600 stored in the eccentric amount map storage unit 51 is a relationship between the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13), the rotation angle of the eccentric drive unit 14, and the swing angle of the swing link 18. Is shown.
- the eccentricity map 600 can obtain a theoretical value from the mechanical relationship between the eccentricity R1 and the swing angle, and is stored in the eccentricity map storage unit 51 as known information.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an eccentricity map 600, where the vertical axis indicates the swing angle of the swing link 18, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the eccentric drive unit 14 and the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13). Indicates.
- the eccentric amount R1 corresponds to the rotation angle of the eccentric drive unit 14, and the rotation angle at which the eccentric amount R1 becomes zero on the eccentric amount map 600 is the gear neutral (GN) point.
- the eccentricity map 600 includes a normal region in which the swing angle increases by controlling the rotation of the eccentric drive unit 14 in the first direction (forward direction), and a second direction (the reverse direction to the first direction) of the eccentric drive unit 14 ( And a negative region in which the amount of oscillation increases by controlling the rotation in the negative direction).
- the link on the input shaft side of the four-bar link has a “U” shape (602 in FIG. 6)
- the link on the input shaft side of the four-bar link has an “U” shape. (601 in FIG. 6).
- the eccentricity adjusting mechanism 4 is arranged by changing the phase by 60 degrees.
- the eccentricity map 600 corresponding to each eccentricity adjustment mechanism 4 is also stored in the eccentricity map storage unit 51 with the same phase (603 and 604 in FIG. 6).
- the eccentricity control unit 53 uses the rotation angle of the eccentricity driving unit 14, the detection result (swinging angle) of the swinging angle detecting unit 52, and the eccentricity amount map 600, so that the eccentricity amount of the eccentric mechanism (4 to 13).
- a gear neutral (GN) point of the eccentric drive unit 14 at which R1 becomes zero is determined (GN learning control). Details of the GN learning control will be described later with reference to FIG.
- the eccentricity control unit 53 determines the amount of eccentricity when the continuously variable transmission 1 is in the non-driving state. The rotation angle of the eccentric drive part 14 which becomes zero is determined.
- IG ignition
- GN learning control it is necessary to rotationally drive the eccentric drive unit 14.
- the eccentricity control unit 53 is described below from the viewpoint of fail-safe so that unintended movement of the driver (driver) is not transmitted to the output shaft 3 via the eccentric mechanism (4 to 13).
- the GN learning control is executed only when the condition judgment to be performed is cleared.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of an ignition (IG) on sequence.
- step S71 determines whether the ignition (IG) on signal is on (S71-Yes). If it is determined in step S71 that the ignition (IG) on signal is on (S71-Yes), the process proceeds to step S72.
- step S72 the eccentricity control unit 53 determines whether or not the output position is the shift position where the output shaft 3 and the wheel W are disconnected.
- the disconnected shift position means that the clutch C is in a disconnected state.
- the eccentricity control unit 53 receives a control signal indicating the operating state of the clutch C, and determines whether or not the clutch C is in a disconnected state.
- the control signal for example, a feedback signal from a control unit that controls the operation of the clutch C can be used.
- step S72 when the eccentricity control unit 53 determines that the clutch C is in the disconnected state and the output shaft 3 and the wheel W are disconnected (S72-Yes), the process proceeds to step S73.
- the eccentricity control unit 53 confirms the setting of the GN learning permission flag.
- the GN learning permission flag is information for determining whether or not the GN learning control can be executed, and the eccentricity control unit 53 sets the GN learning permission flag according to the frequency of the GN learning control, the elapsed time after the engine stops, or the like. Is possible.
- the GN learning permission flag can be set so that the GN learning control is performed once every N times (N is a natural number) instead of being performed every time the engine is started.
- the GN learning control is not performed when the elapsed time after the engine stop is less than the predetermined threshold time, and the GN learning control is performed when the elapsed time is equal to or longer than the predetermined threshold time.
- step S73 If it is determined in step S73 that the GN learning permission flag does not indicate permission (S73-No), the process proceeds to step S75, and the eccentricity control unit 53 determines that the vehicle is stopped normally, and the result of the previous GN learning control. Is set to the motor driver 54 of the eccentric drive unit 14 to complete the processing. In this case, the eccentricity control unit 53 does not perform GN learning control.
- step S73 determines whether the GN learning permission flag indicates permission (S73-Yes). If it is determined in step S73 that the GN learning permission flag indicates permission (S73-Yes), the process proceeds to step S74.
- step S74 the eccentricity control unit 53 performs GN learning control. Details of the GN learning control will be described with reference to FIG.
- FIG. 8 is a diagram for explaining the flow of GN learning control.
- the eccentricity control unit 53 determines whether the initial value R1 region is in the positive region or the negative region of the eccentricity map 600 (R1 region (positive region / negative region) determination process). .
- the rotation angle detection unit 55 Since the detection result of the rotation angle detection unit 55 is cleared when the motor driver 54 is turned off, the rotation angle detection unit 55 recognizes that the rotation angle when the motor driver 54 is turned on is zero.
- the state of the eccentric drive unit 14 when the motor driver 54 is turned on is set as an initial value.
- the swing angle of the swing link 18 is detected by the swing angle detection unit 52 and becomes a known value.
- the eccentricity control unit 53 determines whether the initial value R1 is in the positive region or the negative region. It cannot be specified whether it is included in the meaning area.
- FIG. 6 shows an example in which the initial value is in the negative region, but the gist of the present invention is not limited to this example, and the same method is applied even when the initial value is included in the positive region. It is possible.
- the region determination of the eccentric amount R1 is performed in the following sequence.
- the eccentric control unit 53 drives the eccentric drive unit 14 to drive the eccentric mechanism (4 to 13), and the swing angle detection unit 52 swings the swing link 18 that swings by the eccentric mechanism (4 to 13). Detect corners.
- the eccentric drive unit 14 when the eccentric amount R1 of the initial value is in the positive region, if the eccentric drive unit 14 is controlled to rotate in the first direction (for example, the positive direction), the swing angle of the swing link 18 increases. . On the other hand, when the eccentric drive unit 14 is controlled to rotate in the second direction (for example, the negative direction) in the positive region, the swing angle of the swing link 18 decreases.
- the eccentric drive unit 14 is rotated in the second direction (for example, the negative direction).
- the swing angle of the swing link 18 increases.
- the eccentric drive unit 14 is controlled to rotate in the first direction (for example, the positive direction) in the negative region, the swing angle of the swing link 18 decreases.
- the eccentricity control unit 53 acquires the detection result of the rocking angle detection unit 52, and the initial value is a positive region value by increasing / decreasing the rocking angle with respect to the rotation direction of the rotation angle of the eccentric driving unit 14, or the negative region. To determine whether the value is.
- the eccentricity control unit 53 determines that the eccentric drive unit 14 is in the forward direction by controlling the rotation of the eccentric drive unit 14 in the first direction, and rotates the eccentric drive unit 14 in the second direction opposite to the first direction. If the swing amount increases by control, it is determined as a negative region.
- the eccentricity control unit 53 determines that the eccentricity driving unit 14 is in the negative direction by controlling the rotation of the eccentricity driving unit 14 in the first direction, and the eccentricity driving unit 14 is determined in the second direction. If the amount of swinging is reduced by controlling the rotation to the forward direction, it is determined as the normal region.
- the eccentricity control unit 53 determines whether the initial amount of eccentricity R1 is a value in either the positive region or the negative region.
- step S82 the eccentricity control unit 53 uses the detection results of the swing angle detection unit 52 and the rotation angle detection unit 55, and the swing angle in the positive region and the swing angle in the negative region are the same. Two rotation angles (eccentricity R1) that are dynamic angles are searched.
- the gear neutral (GN) point is a boundary between the negative region and the positive region in the eccentricity map 600.
- the eccentricity control unit 53 rotates the eccentric driving unit 14 in the first direction (positive direction) from the negative region to the arbitrary rotation angle beyond the boundary in the positive region.
- the eccentricity control unit 53 detects the swing angle detected by the swing angle detection unit 52 (corresponding to p in FIG. 6) and the rotation angle of the eccentric drive unit 14 detected by the rotation angle detection unit 55 ( (Corresponding to a in FIG. 6).
- the swing angle p and the rotation angle a at this time correspond to PP2 (first value) in FIG.
- the eccentricity control unit 53 rotates the eccentric drive unit 14 in the reverse direction to rotate the eccentric drive unit 14 in the second direction (negative direction) from the positive region (PP2) to the negative region beyond the boundary.
- the eccentricity control unit 53 searches for and stores the rotation angle b of the eccentric drive unit 14 that has the same swing angle p as the swing angle p detected by the swing angle detection unit 52 in the detection of PP2.
- the swing angle p and the rotation angle b correspond to PP3 (second value) in FIG.
- 9a shows a measurement example of the rotation angle of the eccentric drive unit 14, and 9b of FIG. 9 shows a measurement example of the swing angle.
- the vertical axis represents the rotation angle, and the rotation angle corresponds to the eccentric amount R1.
- the PP2 point shown in FIG. 6 is detected at a position where the rotation angle of the eccentric drive unit 14 on the positive region side is a (9a in FIG. 9) and the swing angle is set to p (9b in FIG. 9). This position is the PP2 point detected in the positive region of the eccentricity map in FIG.
- the eccentricity control unit 53 rotates the eccentric drive unit 14 in the reverse direction from the positive direction to the negative direction.
- the rotation angle 9a in FIG. 9 decreases from the rotation angle at the PP2 point
- the rotation angle of the eccentric drive unit 14 on the negative region side becomes b (9a in FIG. 9)
- the swing angle becomes p (FIG. 9).
- the PP3 point is detected at the position set at 9b). This position is the PP3 point detected in the positive region of the eccentricity map in FIG.
- step S83 the eccentricity control unit 53 applies the swing angle (p) and the rotation angle (a, b) in PP2 (first value) and PP3 (second value) to the eccentricity map 600, and sets the negative region. Determine the boundary with the positive region.
- the eccentricity control unit 53 can calculate the rotation angle at the midpoint between the two detected rotation angles (a, b) as the gear neutral (GN) point at which the eccentricity R1 is zero. .
- the boundary between the negative region and the positive region corresponds to the PP4 point in FIG.
- the eccentricity control unit 53 can also set the midpoint of the rotation angle detected for each eccentric mechanism (4 to 13) as a gear neutral (GN) point at which the eccentricity R1 becomes zero.
- step S84 the eccentricity control unit 53 outputs a command to set the gear neutral (GN) point obtained in the previous step S83 to the motor driver 54.
- the motor driver 54 rotates the eccentric drive unit 14 so as to match the position of the gear neutral (GN) point (rotation angle: PP4 in FIG. 6) by the movement process to the GN.
- the rotation angle of the eccentric drive unit 14 increases in the positive direction from the rotation angle b on the negative region side, and rotates to PP4 that is a gear neutral (GN) point.
- the swing angle 9b in FIG. 9 decreases from p and becomes zero.
- the rotation angle of the eccentric drive unit 14 when the swing angle becomes zero corresponds to PP4 that is a gear neutral (GN) point.
- step S82 of FIG. 8 the process of searching for two rotation angles (eccentricity R1) having the same swing angle has been described.
- the eccentricity control unit 53 fits the swing angle (p) and rotation angle (a) detected for the PP2 point in FIG. 6 to the eccentricity map 600 (PP2 point in FIG. 6), and the rotation angle (a). Is obtained as the rotation angle of the PP3 point in FIG. 6.
- the eccentricity control unit 53 detects one rotation angle (a) detected and the rotation angle (a) of the negative region acquired using the eccentricity map 600. It is also possible to determine the rotation angle at the middle point as the gear neutral (GN) point at which the eccentricity R1 is zero.
- FIG. 10A shows a measurement example of the rotation angle of the eccentric drive unit 14, and FIG. 10B shows a measurement example of the swing angle.
- the vertical axis represents the rotation angle
- the rotation angle corresponds to the eccentric amount R1.
- the PP2 point is detected at a position where the rotation angle of the eccentric drive unit 14 on the positive region side is a (FIG. 10A) and the swing angle is set to p (FIG. 10B). This position is the PP2 point detected in the positive region of the eccentricity map in FIG.
- the eccentricity control unit 53 refers to the eccentricity map 600 and sets the rotation angle (rotation angle a in the negative region) obtained by reversing the sign of the detected rotation angle a in FIG. Acquired as the rotation angle of PP3 point.
- the eccentricity control unit 53 sets the rotation angle a (positive region) detected and the rotation angle at the midpoint of the rotation angle a (negative region) acquired using the eccentricity amount map 600, and the eccentricity amount R1 is zero. Is determined as a gear neutral (GN) (PP4).
- the configuration in which the GN learning control is performed when the traveling drive source such as the engine or the motor is activated has been described.
- the GN learning control may be performed when the traveling drive source is terminated. is there.
- the eccentricity control unit 53 can accurately determine the gear neutral (GN) point without being affected by the vibration of the travel drive source.
- the continuously variable transmission 1 can be appropriately controlled based on the determined gear neutral (GN) point.
- FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of the speed change control device 56 of the present embodiment.
- the same reference numerals are given to the same configurations as those of the speed change control device 50 described in FIG. .
- the eccentricity control unit 53 uses the rotation angle of the eccentric drive unit 14, the detection result (swinging angle) of the swinging angle detecting unit 52, and the eccentricity map 600, The gear neutral (GN) of the eccentric drive unit 14 at which the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13) becomes zero is determined.
- the eccentricity control unit 53 stores the rotation angle of the eccentricity driving unit 14 and the detection result (swinging angle) of the swinging angle detecting unit 52, and is stored in the eccentricity amount map 600. It is possible to calculate the backlash amount based on the difference from the theoretical value.
- the eccentricity control unit 53 sets the rotation angle of the eccentric drive unit 14 to a standby state in which the rotation angle is rotated from the gear neutral (GN).
- the increase in the rotation angle (eccentricity R1) of the eccentric drive unit 14 from the gear neutral (GN) is the standby control value.
- the standby control value is set as a rotation angle that cancels backlash of the eccentric mechanisms 4 to 13, the influence of the backlash of the eccentric mechanism (4 to 13) is reduced when shifting from the vehicle stop state to the running state. be able to.
- the backlash detection will be described in detail later with reference to FIGS. 16A to 16B.
- the shift control device 56 of the present embodiment further includes an operation input determination unit 57.
- an engine control mode that suppresses fuel consumption is selected via the operation unit (ECON button)
- an ECON mode ON signal is input to the operation input determination unit 57 from the operation unit (ECON button).
- the operation input determination unit 57 can determine whether or not an engine control mode for suppressing fuel consumption has been selected based on the presence or absence of an ECON mode ON signal.
- ECON mode on the state where the engine control mode is selected
- ECON mode off the state where the engine control mode is not selected
- the operation input determination unit 57 inputs the determination result to the eccentricity control unit 53, and the eccentricity control unit 53 switches the setting of the standby control value according to the input determination result of the operation input determination unit 57, and the eccentric drive unit 14 Control the rotation angle.
- the switching of the standby control value setting will be described later with reference to FIGS.
- FIG. 13 is a diagram exemplarily showing the relationship between the rotation angle of the eccentric drive unit 14, the eccentric amount R1, and the output shaft torque.
- the eccentric drive unit 14 After the accelerator pedal is depressed, the eccentric drive unit 14 is rotated to increase the amount of eccentricity R1, and until the driver can experience the vehicle's starting drive force, backlash of the eccentric mechanism and stationary There is a possibility that the responsiveness at the time of start-up is lowered from the viewpoint of overcoming frictional force.
- the eccentricity control unit 53 rotates the rotation angle of the eccentricity driving unit 14 by the amount that cancels backlash (backlash) of the eccentric mechanism (4 to 13) as a standby control value. Decrease in responsiveness due to rush can be improved.
- the eccentricity control unit 53 rotates the rotation angle of the eccentricity driving unit 14 in advance so as to output the output shaft torque that balances with the static frictional force in addition to the backlash as the standby control value. It is also possible to leave. As a result, it is possible to improve the decrease in responsiveness due to the backlash and static frictional force.
- the eccentricity control unit 53 determines the rotation angle and fluctuation of the eccentric drive unit 14 during the GN learning control.
- the detection result (swing angle) of the moving angle detector 52 is stored in the internal memory.
- the eccentricity map 600 stores the theoretical value of the relationship between the eccentricity (rotation angle) and the swing angle with respect to the control value from the eccentricity control unit 53, and the backlash is obtained by obtaining the difference between the theoretical value and the detection result. Can be requested.
- FIG. 16A is a diagram exemplarily showing backlash on the eccentricity map 600.
- the vertical axis of the eccentricity map 600 indicates the swing angle of the swing link 18, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the eccentric drive unit 14 and the eccentric amount R1 of the eccentric mechanism (4 to 13).
- the eccentric amount R1 corresponds to the rotation angle of the eccentric drive unit 14.
- a solid line 161 indicates the theoretical values of the eccentricity (rotation angle) and the swing angle.
- ⁇ represents the theoretical eccentricity ⁇ backlash amount.
- the alternate long and short dash line 162 shows the relationship between the amount of eccentricity and the rocking angle in consideration of the backlash generated when the eccentric drive unit 14 is rotated in the positive direction from the initial value PP1 (negative region) toward the PP2 point (positive region). ing.
- the relationship between the amount of eccentricity and the swing angle indicated by the alternate long and short dash line 162 is detected as a value obtained by adding the backlash amount to the theoretical value.
- An alternate long and two short dashes line 163 indicates the relationship between the amount of eccentricity and the rocking angle in consideration of backlash that occurs when the eccentric drive unit 14 is rotated backward in the negative direction from the PP2 point (positive region) to the PP3 point (negative region). Show.
- the relationship between the eccentric amount and the swing angle indicated by the two-dot chain line 163 is detected as a value obtained by subtracting the backlash amount from the theoretical value.
- FIG. 16B is a diagram illustrating a theoretical rotation angle and a measurement example of the rotation angle when the eccentric drive unit 14 rotates.
- a solid line 171 indicates a theoretical value of the rotation angle.
- An alternate long and short dash line 172 indicates a rotation angle when the eccentric drive unit 14 rotates from the PP1 point to the PP2 point shown in FIG. 16A, and is a value obtained by adding the backlash amount to the theoretical value (solid line 171). Detected as
- a two-dot chain line 173 indicates a rotation angle when the eccentric drive unit 14 rotates in the reverse direction from the PP2 point to the PP3 point shown in FIG. 16A, and the backlash amount is larger than the theoretical value (solid line 171). Detected as a subtracted value.
- step S82 of GN learning control the eccentricity control unit 53 sets two rotation angles (eccentricity R1) at which the swing angle in the positive region and the swing angle in the negative region are the same.
- the eccentricity control part 53 calculates
- the rotation angle (eccentric amount R1) corresponding to PP2 in FIG. 16A and the theoretical value the backlash amount when the eccentric drive unit 14 is rotated from the PP1 point toward the PP2 point can be obtained. it can.
- This backlash amount is shown as a difference between the theoretical value (solid line 171) and the alternate long and short dash line 172 in FIG. 16B.
- the backlash amount when the eccentric drive unit 14 is rotated from the PP2 point to the PP3 point is obtained. be able to.
- This backlash amount is shown as a difference between the theoretical value (solid line 171) and the two-dot chain line 173 in FIG. 16B.
- An alternate long and short dash line 174 indicates a rotation angle when the eccentric drive unit 14 rotates from the PP3 point to the PP4 point shown in FIG. 16A, and is a value obtained by adding the backlash amount to the theoretical value (solid line 171). Detected. When the eccentric drive unit 14 is rotated toward the PP4 point, it deviates from the theoretical value by the amount (BL) to which the backlash is added.
- the eccentric control unit 53 obtains the current backlash (BL) with respect to the theoretical value, and sets the standby control value according to the direction in which the eccentric drive unit 14 is rotated. For example, when the rotation angle of the eccentric drive unit 14 is advanced in the negative direction from the PP4 point, the rotation angle of the eccentric drive unit 14 is rotated by the rotation angle corresponding to the backlash when the vehicle is stopped. Response delay due to the influence of the backlash region shown in FIG. 13 can be improved.
- the eccentricity control unit 53 of the present embodiment switches the setting of the standby control value between when the ECON mode is on and when the ECON mode is off, and advances the rotation angle of the eccentric drive unit 14. Switch the angle.
- the eccentricity control unit 53 receives a selector signal indicating the shift position.
- the selector signal indicating that the D range is selected as the shift position and the brake signal indicating brake off are input to the eccentricity control unit 53, the eccentricity control unit 53 does not creep from the gear neutral (GN).
- the eccentric drive unit 14 is rotated to a rotation angle corresponding to the eccentric amount R1.
- the eccentricity control unit 53 sets the rotation angle (eccentric amount R1) corresponding to the backlash of the eccentric mechanism (4 to 13) as the standby control value.
- the eccentricity control unit 53 rotates the eccentric drive unit 14 by a rotation angle corresponding to the play (backlash) predicted and measured in advance from the gear neutral (GN) point.
- ECON mode is on, engine loss is minimal.
- the eccentric drive unit 14 By rotating the eccentric drive unit 14 in accordance with the added rotation angle, a response delay for overcoming the static frictional force can be reduced. Therefore, the ECON mode off is more responsive than the ECON mode ON. Can be secured.
- FIG. 14 is a diagram illustrating rotation control of the eccentric drive unit 14 by the eccentric control unit 53 when the ECON mode is on.
- a selector signal indicating that the D range has been selected as the shift position at time T0 and a brake signal indicating brake off are input to the eccentricity control unit 53.
- the eccentricity control unit 53 rotates the eccentric drive unit 14 by a rotation angle corresponding to the backlash of the eccentric mechanism (4 to 13) from the gear neutral (GN).
- the rotation angle at this time is a rotation angle that does not creep.
- the rotation angle corresponding to the backlash is an increase in the rotation angle of the eccentric drive unit 14 from the gear neutral (GN), and is a standby control value.
- the rotation angle of the eccentric drive unit 14 starts to increase from time T0 and increases to time T1. Due to the rotation during this period, the backlash of the eccentric drive unit 14 is filled. Between times T1 and T2, the rotation angle of the eccentric drive unit 14 is maintained at the standby control value.
- the engine speed also increases.
- the eccentricity control unit 53 further rotates the rotation angle of the eccentricity driving unit 14 from the standby control value. As the eccentric drive unit 14 rotates, the amount of eccentricity R1 also increases.
- FIG. 15 is a diagram for explaining the rotation control of the eccentric drive unit 14 by the eccentric control unit 53 when the ECON mode is off.
- a selector signal indicating that the D range has been selected as the shift position at time T0 and a brake signal indicating brake off are input to the eccentricity control unit 53.
- the eccentricity control unit 53 adds the rotation angle 1 (eccentricity RR1) corresponding to the backlash of the eccentricity mechanism (4 to 13) and the additional rotation angle 2 (additional eccentricity r1) from the gear neutral (GN).
- the eccentric amount R1 corresponding to the added rotation angle it is possible to always apply a driving force at a level that cannot overcome the static frictional force of the vehicle.
- the rotation angle of the eccentric drive unit 14 starts to increase from time T0 and increases to time Tr1.
- the increase from time T0 to T1 during this period corresponds to the rotation angle 1 corresponding to the backlash of the eccentric mechanism (4 to 13).
- the increase in the rotation angle of the eccentric drive unit 14 from time T1 to Tr1 corresponds to the additional rotation angle 2 (additional eccentricity r1).
- the eccentric amount R1 starts to increase at the time T1.
- the engine speed also increases.
- the eccentricity control unit 53 further rotates the rotation angle of the eccentricity driving unit 14 from the standby control value. As the eccentric drive unit 14 rotates, the amount of eccentricity R1 also increases.
- the output shaft torque increases as the eccentric amount R1 increases. Since the output shaft torque is maintained at the same level as the static friction force at time T2, the actual vehicle speed starts to increase from zero as the output shaft torque further increases.
- the alternate long and short dash line shows the waveform of the ECON mode on, and the actual vehicle speed rises faster when the ECON mode is off than when the ECON mode is on.
- the ECON mode is off, more responsiveness can be ensured than when the ECON mode is on.
- the setting of the standby control value can be switched according to the on / off state of the operation unit (ECON button) for selecting the engine control mode.
- the present embodiment it is possible to improve the responsiveness (drivability) from when the accelerator pedal (AP) is turned on until the driver can feel the starting driving force when starting the vehicle.
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Abstract
変速制御装置は、ゼロから±180°の間で回転して偏心機構(4~13)の偏心量を調整可能な偏心駆動部(14)と、偏心量に応じて揺動する揺動リンクの揺動角を検出可能な揺動角検出部(52)と、偏心駆動部(14)を第1方向へ回転することで揺動角が増大する正領域と、偏心駆動部(14)を第1方向とは逆の第2方向へ回転することで揺動角が増大する負領域とを有し、正領域および負領域で揺動角と偏心駆動部(14)の回転角とを対応づける偏心量マップを記憶した偏心量マップ記憶部(51)と、検出された揺動角と偏心駆動部(14)の回転角度とを偏心量マップにあてはめ、偏心量がゼロとなる偏心駆動部(14)の回転角を決定し、回転角を用いて偏心駆動部(14)を制御する偏心制御部(53)と、を備える。
Description
本発明は、無段変速機の変速制御装置に関する。
例えば、特許文献1には、エンジンに接続された入力軸の回転をコネクティングロッドの往復運動に変換し、コネクティングロッドの往復運動をワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する無段変速機が記載されている。
図17Aは無段変速機の変速原理を例示する図である。無段変速機はクランク軸と同期している偏心ディスクとピ二オンシャフトの位相差を、回転半径(偏心量R1)=0から変化させて、ギヤニュートラル(GN)における変速比∞からオーバードライブ(OD:最小変速比)までのレシオで変速可能である。
図17Bは従来の偏心量R1を求めるための構成例を示す図であり、変速アクチュエータ(モータ)に接続するポジションセンサの値を用いて偏心量R1の値を推定していた。
しかしながら、偏心機構を構成する変速アクチュエータ(減速機)のバックラッシュ、ピ二オンシャフトの捩じれ、クランクシャフトの捩じれ、ピ二オンシャフトと偏心ディスクとの間のバックラッシュなど、様々な外乱の影響が介在するため、偏心量R1の実測値は推定値と異なるものとなる。
ポジションセンサの値を用いた構成では、正確に偏心量R1を求めることができない。また、無段変速機の構成では、変速アクチュエータを制御する際の原点、すなわち、ギヤニュートラル(GN)点に機械的ストッパー等が設けられていないため、ギヤニュートラル(GN)点を精度良く決定することができない。
上記の無段変速機は偏心量R1の変更により変速比が変化するので、無段変速機の制御を適切なものにするために制御上の原点となるギヤニュートラル(GN)点を精度良く求めることが必要とされる。
本発明は、ギヤニュートラル点を精度良く求めることが可能な変速制御装置を提供する。
本発明の第1の側面の変速制御装置は、駆動源の回転軸に接続された入力軸(2)の回転を変速して出力軸(3)に伝達する無段変速機(1)が、前記入力軸(2)の軸線からの偏心量が可変である偏心機構(4~13)と、前記入力軸(2)と共に回転する入力側支点(P3)と、前記出力軸(3)に接続されたワンウェイクラッチ(17)と、前記ワンウェイクラッチ(17)の揺動リンク(18)に設けられた出力側支点(P5)と、前記入力側支点(P3)および前記出力側支点(P5)の両端に接続されて、前記偏心機構(4~13)の偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッド(19)と、を備える無段変速機の変速制御装置であって、
ゼロから±180°の間で回転して前記偏心機構(4~13)の前記偏心量を調整可能な偏心駆動部(14)と、
前記偏心量に応じて揺動する前記揺動リンク(18)の揺動角を検出可能な揺動角検出部(52)と、
前記偏心駆動部(14)を第1方向へ回転することで前記揺動角が増大する正領域と、前記偏心駆動部(14)を前記第1方向とは逆の第2方向へ回転することで前記揺動角が増大する負領域とを有し、前記正領域および前記負領域で前記揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角とを対応づける偏心量マップ(600)を記憶した偏心量マップ記憶部(51)と、
前記揺動角検出部(52)で検出された揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角度とを前記偏心量マップにあてはめ、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角を決定し、前記回転角を用いて前記偏心駆動部(14)を制御する偏心制御部(53)と、を備え、
前記偏心制御部(53)は、
前記偏心駆動部(14)の初期値から前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の揺動角の変化により、前記初期値が前記正領域および前記負領域のいずれかに含まれるか判定し、
前記初期値が含まれる領域から他方の領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際の第1の回転角(a)と前記揺動リンク(18)の揺動角(p)を取得し、
前記他方の領域から前記初期値が含まれる領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際に、前記揺動角(p)と等しい揺動角になる第2の回転角(b)を取得し、
前記揺動角(p)と、前記第1の回転角(a)と、前記第2の回転角(b)とを前記偏心量マップ(600)にあてはめ、前記正領域と前記負領域の境界を前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角として決定することを特徴とする。
ゼロから±180°の間で回転して前記偏心機構(4~13)の前記偏心量を調整可能な偏心駆動部(14)と、
前記偏心量に応じて揺動する前記揺動リンク(18)の揺動角を検出可能な揺動角検出部(52)と、
前記偏心駆動部(14)を第1方向へ回転することで前記揺動角が増大する正領域と、前記偏心駆動部(14)を前記第1方向とは逆の第2方向へ回転することで前記揺動角が増大する負領域とを有し、前記正領域および前記負領域で前記揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角とを対応づける偏心量マップ(600)を記憶した偏心量マップ記憶部(51)と、
前記揺動角検出部(52)で検出された揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角度とを前記偏心量マップにあてはめ、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角を決定し、前記回転角を用いて前記偏心駆動部(14)を制御する偏心制御部(53)と、を備え、
前記偏心制御部(53)は、
前記偏心駆動部(14)の初期値から前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の揺動角の変化により、前記初期値が前記正領域および前記負領域のいずれかに含まれるか判定し、
前記初期値が含まれる領域から他方の領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際の第1の回転角(a)と前記揺動リンク(18)の揺動角(p)を取得し、
前記他方の領域から前記初期値が含まれる領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際に、前記揺動角(p)と等しい揺動角になる第2の回転角(b)を取得し、
前記揺動角(p)と、前記第1の回転角(a)と、前記第2の回転角(b)とを前記偏心量マップ(600)にあてはめ、前記正領域と前記負領域の境界を前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角として決定することを特徴とする。
また、本発明の変速制御装置の第2の側面によれば、前記偏心制御部(53)は、前記無段変速機(1)が非駆動状態のときに、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角度を決定することを特徴とする。
また、本発明の変速制御装置の第3の側面によれば、前記偏心制御部(53)は、前記駆動源の起動時もしくは終了時に前記回転角を決定することを特徴する。
また、本発明の変速制御装置の第4の側面によれば、前記偏心量マップ(600)には、前記偏心制御部(53)の制御値に対する前記偏心駆動部(14)の回転角と前記揺動リンク(18)の揺動角との関係の理論値が格納されており、
前記偏心制御部(53)は、
前記第1の方向および前記第2の方向に前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の回転角と揺動角の検出結果と、前記理論値との差分により、前記偏心機構(4~13)のバックラッシュを算出し、
前記偏心制御部(53)は、
前記バックラッシュに対応する回転角として待機制御値を設定し、
車両の停止状態において、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させることを特徴とする。
前記偏心制御部(53)は、
前記第1の方向および前記第2の方向に前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の回転角と揺動角の検出結果と、前記理論値との差分により、前記偏心機構(4~13)のバックラッシュを算出し、
前記偏心制御部(53)は、
前記バックラッシュに対応する回転角として待機制御値を設定し、
車両の停止状態において、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させることを特徴とする。
また、本発明の変速制御装置の第5の側面によれば、操作部(ECON)からの入力に応じて前記駆動源の制御モードを判定する操作入力判定部(57)を更に備え、
前記操作入力判定部(57)により、燃料の消費を抑えるエンジン制御モードが選択されたと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として前記バックラッシュに対応する回転角を設定し、
前記操作入力判定部(57)により、前記エンジン制御モードが選択されていないと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として、車両の静止摩擦力に対応する駆動力を前記出力軸(3)側に加えるための回転角を設定し、
前記車両の停止状態において、前記偏心制御部(53)は、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させることを特徴とする。
前記操作入力判定部(57)により、燃料の消費を抑えるエンジン制御モードが選択されたと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として前記バックラッシュに対応する回転角を設定し、
前記操作入力判定部(57)により、前記エンジン制御モードが選択されていないと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として、車両の静止摩擦力に対応する駆動力を前記出力軸(3)側に加えるための回転角を設定し、
前記車両の停止状態において、前記偏心制御部(53)は、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させることを特徴とする。
また、本発明の変速制御装置の第6の側面によれば、前記偏心制御部(53)は、前記第1の回転角度(a)および前記第2の回転角度(b)の中点を前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角として決定することを特徴とする。
第1の側面および第6の側面の構成によれば、ギヤニュートラル点を精度良く求めることが可能な変速制御装置の提供が可能になる。
また、第2の側面の構成によれば、第1の側面の効果に加えて、無段変速機が非駆動状態のときに処理を行うことで、無段変速機の駆動により処理が中断されることなく、ギヤニュートラル点を精度良く求めることが可能になる。
また、第3の側面の構成によれば、第2の側面の効果に加えて、駆動源の振動などの影響を受けることなく、ギヤニュートラル点を精度良く求めることが可能になる。
また、第4の側面の構成によれば、第1の側面の効果に加えて、検出したバックラッシュに対応する回転角を車両の停止状態における待機制御値として設定することで、応答性に優れた無段変速機の制御が可能になる。
また、第5の側面の構成によれば、第4の側面の効果に加えて、駆動源の制御モードに応じた待機制御値を設定することで、応答性に優れた無段変速機の制御が可能になる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本実施形態の無段変速機の構造を示す断面図。
図1の無段変速機の偏心量調節機構、コネクティングロッド及び揺動リンクを軸方向から見た図。
図1の無段変速機の偏心量調節機構による偏心量の変化を示す図。
本実施形態の偏心量調節機構による偏心量の変化と、揺動リンクの揺動運動の揺動角度範囲の関係を示す図。
本実施形態の偏心量調節機構による偏心量の変化と、揺動リンクの揺動運動の揺動角度範囲の関係を示す図。
本実施形態の偏心量調節機構による偏心量の変化と、揺動リンクの揺動運動の揺動角度範囲の関係を示す図。
第1実施形態の変速制御装置の構成を説明する図。
本実施形態の偏心量マップを示す図。
イグニッション(IG)オンシーケンスの流れを説明する図。
GN学習制御の流れを説明する図。
図9の9aは、偏心駆動部の回転角の計測例を示す図、図9の9bは、揺動角の計測例を示す図。
偏心駆動部の回転角の計測例を示す図。
揺動角の計測例を示す図。
入力軸側の回転運動と、出力軸側の揺動運動を説明する図。
入力軸側の回転運動と、出力軸側の揺動運動を説明する図。
第2実施形態の変速制御装置の構成を説明する図。
偏心駆動部の回転角と偏心量と出力軸トルクの関係を示す図。
ECONモードオンの場合の偏心制御部の制御を説明する図。
ECONモードオフの場合の偏心制御部の制御を説明する図。
偏心量マップ上におけるバックラッシュを例示的に示す図。
偏心駆動部が回転する場合の理論回転角と回転角の計測例を示す図。
無段変速機の変速原理を例示する図。
従来の偏心量R1を求めるための構成例を示す図。
以下、図1~図16A-図16Bに基づいて本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
<無段変速機の構造>
まず、図1および図2を参照して、本実施形態の無段変速機の構造について説明する。本実施形態の無段変速機1は、変速比i(i=入力軸の回転速度/出力軸の回転速度)を無限大(∞)にして出力軸の回転速度を「0」にできる変速機、いわゆるIVT(Infinity Variable Transmission)の一種である。
まず、図1および図2を参照して、本実施形態の無段変速機の構造について説明する。本実施形態の無段変速機1は、変速比i(i=入力軸の回転速度/出力軸の回転速度)を無限大(∞)にして出力軸の回転速度を「0」にできる変速機、いわゆるIVT(Infinity Variable Transmission)の一種である。
本実施形態の無段変速機1は、入力軸2と、出力軸3と、6つの偏心量調節機構4とを備える。出力軸3は中空構造を有しており、出力軸3内を貫通して配置されているドライブシャフトSが車両の左右の車輪W(駆動輪)と接続している。クラッチCおよびデファレンシャルギヤDが出力軸3の右端側に配置されている。
入力軸2は中空の部材からなり、エンジンやモータ等の走行駆動源からの駆動力を受けて回転中心軸線P1を中心として回転駆動される。
出力軸3は、入力軸2とは水平方向に離れた位置に入力軸2に平行に配置され、クラッチCおよびデファレンシャルギヤD等を介して自動車のドライブシャフトSに駆動力を伝達する。
偏心量調節機構4はそれぞれ駆動力入力部であり、入力軸2の回転中心軸線P1を中心として回転するように設けられ、カム部としてのカムディスク5と、偏心部材としての偏心ディスク6と、ピニオンシャフト7とを有する。
カムディスク5は、円盤形状であり、入力軸2の回転中心軸線P1から偏心して入力軸2と一体的に回転するように入力軸2に2個1組で設けられている。各1組のカムディスク5は、それぞれ位相を60°異なるように設定され、6組のカムディスク5で入力軸2の周方向を一回りするように配置されている。
偏心ディスク6は、円盤形状であり、その中心P3から偏心した位置に受入孔6aが設けられ、その受入孔6aを挟むように、1組のカムディスク5が回転可能に支持されている。
偏心ディスク6の受入孔6aは、その中心が、入力軸2の回転中心軸線P1からカムディスク5の中心P2(受入孔6aの中心)までの距離Raとカムディスク5の中心P2から偏心ディスク6の中心P3までの距離Rbとが同一となるように形成されている。また、偏心ディスク6の受入孔6aには、1組のカムディスク5に挟まれた内周面に、内歯6bが形成されている。
ピニオンシャフト7は、入力軸2の中空部内に、入力軸2と同心に配置され、ピニオン軸受7bを介して入力軸2の内周面に相対回転可能に支持されている。また、ピニオンシャフト7の外周面には、外歯7aが設けられている。さらに、ピニオンシャフト7には、差動機構8が接続されている。
入力軸2における1組のカムディスク5の間には、カムディスク5の偏心方向に対向する箇所に内周面と外周面とを連通させる切欠孔2aが形成されており、この切欠孔2aを介して、ピニオンシャフト7の外歯7aは、偏心ディスク6の受入孔6aの内歯6bと噛合している。
差動機構8は、遊星歯車機構であり、サンギヤ9と、入力軸2に連結された第1リングギヤ10と、ピニオンシャフト7に連結された第2リングギヤ11と、サンギヤ9及び第1リングギヤ10と噛合する大径部12aと、第2リングギヤ11と噛合する小径部12bとからなる段付きピニオン12を自転及び公転可能に軸支するキャリア13とを有している。また、差動機構8のサンギヤ9は、ピニオンシャフト7の駆動用の電動機(モータ)からなる偏心駆動部14(偏心量調節用駆動源)の回転軸14aに連結されている。
そして、この偏心駆動部14の回転速度を入力軸2の回転速度と同一にした場合、サンギヤ9と第1リングギヤ10とが同一速度で回転することとなり、サンギヤ9、第1リングギヤ10、第2リングギヤ11及びキャリア13の4つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第2リングギヤ11と連結するピニオンシャフト7が入力軸2と同一速度で回転する。
また、偏心駆動部14の回転速度を入力軸2の回転速度よりも遅くした場合、サンギヤ9の回転数をNs、第1リングギヤ10の回転数をNR1、サンギヤ9と第1リングギヤ10のギヤ比(第1リングギヤ10の歯数/サンギヤ9の歯数)をjとすると、キャリア13の回転数が(j・NR1+Ns)/(j+1)となる。また、サンギヤ9と第2リングギヤ11のギヤ比((第2リングギヤ11の歯数/サンギヤ9の歯数)×(段付きピニオン12の大径部12aの歯数/小径部12bの歯数))をkとすると、第2リングギヤ11の回転数が{j(k+1)NR1+(k-j)Ns}/{k(j+1)}となる。
したがって、偏心駆動部14の回転速度を入力軸2の回転速度よりも遅くした場合であって、カムディスク5が固定された入力軸2の回転速度とピニオンシャフト7の回転速度とが同一である場合には、偏心ディスク6はカムディスク5と共に一体に回転する。一方で、入力軸2の回転速度とピニオンシャフト7の回転速度とに差がある場合には、偏心ディスク6はカムディスク5の中心P2を中心にカムディスク5の周縁を回転する。
図2に示すように、偏心ディスク6は、カムディスク5に対して、P1からP2までの距離RaとP2からP3までの距離Rbとが同一となるように偏心されている。そのため、偏心ディスク6の中心P3を入力軸2の回転中心軸線P1と同一線上に位置させて、入力軸2の回転中心軸線P1と偏心ディスク6の中心P3との距離、すなわち、偏心量R1を「0」にすることもできる。
偏心ディスク6の外縁部には、コネクティングロッド15が回転可能に支持されている。コネクティングロッド15は、一方の端部に大径の大径環状部15aを有し、他方の端部に小径の小径環状部15bを有している。コネクティングロッド15の大径環状部15aは、コンロッド軸受16を介して偏心ディスク6の外縁部に支持されている。
出力軸3には、一方向回転阻止機構としての一方向クラッチ17(ワンウェイクラッチ)を介して、揺動リンク18が連結されている。一方向クラッチ17は、出力軸3の回転中心軸線P4を中心として一方側に回転しようとする場合に出力軸3に対して揺動リンク18を固定し、他方側に回転しようとする場合に出力軸3に対して揺動リンク18を空転させる。
揺動リンク18には、揺動端部18aが設けられ、揺動端部18aには、小径環状部15bを軸方向で挟み込むことができるように形成された一対の突片18bが設けられている。一対の突片18bには、小径環状部15bの内径に対応する貫通孔18cが穿設されている。貫通孔18c及び小径環状部15bに連結ピン19が挿入されることによって、コネクティングロッド15と揺動リンク18とが連結されている。また、揺動リンク18には、環状部18dが設けられている。
<てこクランク機構>
次に、図2~図4A-図4Cを参照して、本実施形態の無段変速機のてこクランク機構について説明する。
次に、図2~図4A-図4Cを参照して、本実施形態の無段変速機のてこクランク機構について説明する。
図2に示すように、本実施形態の無段変速機1において、偏心量調節機構4と、コネクティングロッド15と、揺動リンク18とが、てこクランク機構20(四節リンク機構)を構成している。
てこクランク機構20によって、入力軸2の回転運動は、出力軸3の回転中心軸線P4を中心とする揺動リンク18の揺動運動に変換される。本実施形態の無段変速機1は、図1に示すように、合計6個のてこクランク機構20を備えている。
てこクランク機構20では、偏心量調節機構4の偏心量R1が「0」でない場合に、入力軸2とピニオンシャフト7を同一速度で回転させると、各コネクティングロッド15が60度ずつ位相を変えながら、入力軸2と出力軸3との間で出力軸3側に押したり、入力軸2側に引いたりを交互に繰り返して、揺動リンク18を揺動させる。
そして、揺動リンク18と出力軸3との間には一方向クラッチ17が設けられているので、揺動リンク18が押された場合には、揺動リンク18が固定されて出力軸3に揺動リンク18の揺動運動によるトルクが伝達されて出力軸3が回転し、揺動リンク18が引かれた場合には、揺動リンク18が空回りして出力軸3に揺動リンク18の揺動運動によるトルクが伝達されない。6つの偏心量調節機構4は、それぞれ60度ずつ位相を変えて配置されているので、出力軸3は6つの偏心量調節機構4により順に回転駆動される。
また、本実施形態の無段変速機1では、図3の3a-図3の3dに示すように、偏心量調節機構4によって偏心量R1が調節可能である。
図3の3aは、偏心量R1を「最大」とした状態を示し、入力軸2の回転中心軸線P1とカムディスク5の中心P2と偏心ディスク6の中心P3とが一直線に並ぶように、ピニオンシャフト7と偏心ディスク6とが位置する。この場合の変速比iは最小となる。図3の3bは、偏心量R1を図3の3aよりも小さい「中」とした状態を示し、図3の3cは、偏心量R1を図3の3bよりも更に小さい「小」とした状態を示している。変速比iは、図3の3bでは図3の3aの変速比iよりも大きい「中」となり、図3の3cでは図3の3bの変速比iよりも大きい「大」とした状態を示している。図3の3dは、偏心量R1を「0」とした状態を示し、入力軸2の回転中心軸線P1と、偏心ディスク6の中心P3とが同心に位置する。この場合の変速比iは無限大(∞)となる。
図4A-図4Cは、本実施形態の偏心量調節機構4による偏心量R1の変化と、揺動リンク18の揺動運動の揺動角度範囲の関係を示している。
図4Aは偏心量R1が図3の3aの「最大」である場合(変速比iが最小である場合)、図4Bは偏心量R1が図3の3bの「中」である場合(変速比iが中である場合)、図4Cは偏心量R1が図3の3cの「小」である場合(変速比iが大である場合)の、偏心量調節機構4の回転運動に対する揺動リンク18の揺動範囲θ2を示している。ここで、出力軸3の回転中心軸線P4からコネクティングロッド15と揺動端部18aの連結点、すなわち、連結ピン19の中心P5までの距離が、揺動リンク18の長さR2である。
図4A-図4Cから明らかなように、偏心量R1が小さくなるのに伴い、揺動リンク18の揺動角度範囲θ2が狭くなり、偏心量R1が「0」になった場合には、揺動リンク18は揺動しなくなる。
[第1実施形態]
<変速制御装置の構成>
次に、本実施形態の変速制御装置50の構成を説明する。変速制御装置50は、偏心駆動部14と、モータドライバ54と、偏心駆動部14の回転角を検出する回転角検出部55と、偏心量マップを記憶する偏心量マップ記憶部51と、揺動角検出部52と、偏心制御部53と、を有する。
<変速制御装置の構成>
次に、本実施形態の変速制御装置50の構成を説明する。変速制御装置50は、偏心駆動部14と、モータドライバ54と、偏心駆動部14の回転角を検出する回転角検出部55と、偏心量マップを記憶する偏心量マップ記憶部51と、揺動角検出部52と、偏心制御部53と、を有する。
揺動角検出部52は変速機ケース30に固定され、揺動リンク18の環状部に対向して配置されている。揺動角検出部52は揺動リンク18までの距離に基づき揺動リンク18の揺動角を検出することが可能である。揺動角検出部52は、ギャップ(GAP)センサなどで構成することが可能である。
回転角検出部55は偏心駆動部14の回転角を検出することが可能であり、回転角検出部55はエンコーダやレゾルバにより構成することができる。
偏心制御部53は、回転角検出部55から偏心駆動部14の回転角を取得し、モータドライバ54を介して偏心駆動部14を制御することが可能である。また、偏心制御部53は、偏心機構(4~13)の偏心量R1がゼロとなる、ギヤニュートラル(GN)を決定する学習制御(GN学習制御)を行い、決定したGNに基づき偏心駆動部14の回転を制御することが可能である。
偏心駆動部14(偏心量調節用駆動源)は、偏心機構(4~13)の偏心量R1をゼロから最大値(偏心駆動部14の回転角:±180°)の間で自在に調整可能なアクチュエータ(モータ)である。
偏心駆動部14の回転に応じて偏心機構(4~13)の偏心量R1が変化する。偏心機構(4~13)の偏心量R1に応じて往復運動するコネクティングロッド15により揺動リンク18は揺動する。偏心量R1の変化に応じて揺動リンク18の揺動角も変化する。揺動リンク18の揺動角は揺動角検出部52により検出され、偏心制御部53に入力される。
図11A-図11Bは、駆動源の回転軸に接続された入力軸側の回転運動と、出力軸側の揺動リンク18の揺動運動を例示的に説明する図である。図11Aは、図4A-図4Cで説明した四節リンクの構成で、揺動リンク18の近傍に揺動角検出部52が配置されている構成を例示する図である。尚、揺動角検出部52の配置は、図示の位置に限定されるものではなく、揺動リンク18近傍の異なる位置に配置してもよいし、複数個所に揺動角検出部52を配置してもよい。図11Bは、偏心駆動部14の回転角(位相)と揺動リンク18の揺動角との関係を例示する図であり、偏心量R1が異なれば、検出される揺動角も異なるものとなる。
偏心機構(4~13)を構成する偏心量調節機構4は、それぞれ60度ずつ位相を変えて6つの配置されており、この位相により、一方向クラッチ17(ワンウェイクラッチ:OWC)ごとに、入力軸側の偏心駆動部14の回転角(位相)と揺動リンク18の揺動角との関係は、異なる波形パターンを示す。図11Bでは、6つのワンウェイクラッチ(OWC)のうち任意のOWC111の波形を実線で示し、60度位相の異なるOWC116の波形を破線で示している。
偏心量マップ記憶部51に記憶されている偏心量マップ600は、偏心機構(4~13)の偏心量R1と、偏心駆動部14の回転角と、揺動リンク18の揺動角との関係を示すものである。偏心量マップ600は、偏心量R1と揺動角との機械的な関係より理論値を求めることが可能であり、既知の情報として偏心量マップ記憶部51に記憶されている。
図6は偏心量マップ600を例示する図であり、縦軸は揺動リンク18の揺動角を示し、横軸は偏心駆動部14の回転角および偏心機構(4~13)の偏心量R1を示す。偏心量R1は偏心駆動部14の回転角に対応するものであり、偏心量マップ600上で偏心量R1がゼロとなる回転角がギヤニュートラル(GN)点となる。
偏心量マップ600は、偏心駆動部14を第1方向(正方向)へ回転制御することで揺動角が増大する正領域と、偏心駆動部14を第1方向と逆方向の第2方向(負方向)へ回転制御することで揺動量が増大する負領域と、を有する。正領域において、四節リンクの入力軸側のリンクは「くの字」形状となり(図6の602)、負領域において、四節リンクの入力軸側のリンクは「逆くの字」形状となる(図6の601)。正領域と負領域との境界で、入力軸2の回転中心軸線P1と、偏心ディスク6の中心P3とが同心に位置する。すなわち、入力軸側のリンクの節点間(P1とP3との間)の距離はゼロ(R1=0)となり、揺動角はゼロとなる。
偏心量調節機構4は、上述のように、それぞれ60度ずつ位相を変えて配置されている。これに対応して、それぞれの偏心量調節機構4に対応する偏心量マップ600も同様の位相をもって、偏心量マップ記憶部51に記憶されている(図6の603、604)。
偏心制御部53は、偏心駆動部14の回転角と、揺動角検出部52の検出結果(揺動角)と、偏心量マップ600とを用いて、偏心機構(4~13)の偏心量R1がゼロとなる偏心駆動部14のギヤニュートラル(GN)点を決定する(GN学習制御)。GN学習制御の詳細は後に図8を用いて説明する。
無段変速機1が駆動状態のときには、GN学習制御の処理が途中で中断される可能性があるので、偏心制御部53は、無段変速機1が非駆動状態のときに、偏心量がゼロとなる偏心駆動部14の回転角度を決定する。
<イグニッション(IG)オンシーケンス>
次に、GN学習制御の前に実行するイグニッション(IG)オンシーケンスについて説明する。GN学習制御においては、偏心駆動部14を回転駆動させることが必要となる。この際に、偏心機構(4~13)を介してドライバ(運転者)の意図しない動きが出力軸3に伝達することがないように、フェイルセーフの観点で、偏心制御部53は以下に説明する条件判断がクリアされた場合にのみGN学習制御を実行する。
次に、GN学習制御の前に実行するイグニッション(IG)オンシーケンスについて説明する。GN学習制御においては、偏心駆動部14を回転駆動させることが必要となる。この際に、偏心機構(4~13)を介してドライバ(運転者)の意図しない動きが出力軸3に伝達することがないように、フェイルセーフの観点で、偏心制御部53は以下に説明する条件判断がクリアされた場合にのみGN学習制御を実行する。
図7は、イグニッション(IG)オンシーケンスの流れを説明する図である。ステップS71で、偏心制御部53は、イグニッション(IG)オン信号がオン(ON)であるか否かを判定する。本ステップにより、偏心制御部53は、GN学習制御を実行する前に、ドライバが車両を動かす意図をもって操作しているか否かを確認する。IGオン信号がオン(ON)でない場合(S71-No)、偏心制御部53はIGオン信号=オフ(OFF)と判定し(S76)、処理を終了する。この場合、偏心制御部53はGN学習制御を行わない。
一方、ステップS71の判定で、イグニッション(IG)オン信号がオン(ON)である場合(S71-Yes)、処理をステップS72に進める。
ステップS72で、偏心制御部53は、出力軸3と車輪Wが切断されているシフトポジションであるか否かを判定する。ここで、切断されているシフトポジションとはクラッチCが切断状態であることをいう。GN学習制御を実行して偏心駆動部14を回転駆動させたときに、偏心機構(4~13)を介してドライバの意図しない動きが出力軸3を介して車輪Wに伝達することがないように、フェイルセーフの観点で判定処理を行うものである。偏心制御部53は、クラッチCの動作状態を示す制御信号を受信して、クラッチCが切断された状態であるか否かを判定する。制御信号としては、例えば、クラッチCの動作を司る制御部からのフィードバック信号を用いることが可能である。ステップS72の判定処理で、偏心制御部53はクラッチCが切断されておらず、出力軸3と車輪Wが切断されていないと判定した場合(S72-No)、処理をステップS75に進める。
ステップS75で、偏心制御部53は通常の停車状態と判定し、前回のGN学習制御の結果を基準として、偏心量R1=0となる回転角を偏心駆動部14のモータドライバ54に設定し、処理を終了する。この場合、偏心制御部53はGN学習制御を行わない。
一方、ステップS72の判定処理で、偏心制御部53はクラッチCが切断状態であり、出力軸3と車輪Wが切断されていると判定した場合(S72-Yes)、処理をステップS73に進める。
ステップS73で、偏心制御部53は、GN学習許可フラグの設定を確認する。GN学習許可フラグは、GN学習制御の実行可否を判定するための情報であり、偏心制御部53はGN学習許可フラグを、GN学習制御の頻度や、エンジン停止後の経過時間などに応じて設定することが可能である。例えば、GN学習制御をエンジン始動の際に毎回行うのではなく、例えば、GN学習制御をN回(Nは自然数)に1回行うようにGN学習許可フラグを設定することができる。また、エンジン停止後の経過時間が所定の閾値時間未満の場合はGN学習制御を行わず、経過時間が所定の閾値時間以上となった場合にGN学習制御を行うように設定することができる。
ステップS73の判定で、GN学習許可フラグが許可を示していない場合(S73-No)、処理をステップS75に進め、偏心制御部53は通常の停車状態と判定し、前回のGN学習制御の結果を基準として、偏心量R1=0となる回転角を偏心駆動部14のモータドライバ54に設定し、処理を終了する。この場合、偏心制御部53はGN学習制御を行わない。
一方、ステップS73の判定で、GN学習許可フラグが許可を示している場合(S73-Yes)、処理をステップS74に進める。
そして、ステップS74で、偏心制御部53はGN学習制御を行う。GN学習制御の詳細は、図8を用いて説明する。
<GN学習制御>
図8はGN学習制御の流れを説明する図である。まず、ステップS81で、偏心制御部53は、初期値のR1の領域が偏心量マップ600の正領域にあるか負領域にあるかを判定する(R1領域(正領域/負領域)判定処理)。
図8はGN学習制御の流れを説明する図である。まず、ステップS81で、偏心制御部53は、初期値のR1の領域が偏心量マップ600の正領域にあるか負領域にあるかを判定する(R1領域(正領域/負領域)判定処理)。
回転角検出部55の検出結果はモータドライバ54の電源オフによりクリアされため、回転角検出部55は、モータドライバ54の電源ON時の回転角をゼロと認識する。モータドライバ54の電源ON時の偏心駆動部14の状態を初期値とする。揺動リンク18の揺動角は揺動角検出部52により検出され、既知の値となるが、モータドライバ54の電源ON時に偏心制御部53は初期値のR1が正領域および負領域のいずれの意領域に含まれるかを特定することはできない。
以下の説明では、図6の偏心量マップ600上で初期値は負領域のPP1として以下の処理を説明する。図6では初期値が負領域にある場合を例として示しているが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、初期値が正領域に含まれる場合でも同様の方法を適用することが可能である。
モータドライバ54の電源ON時において、初期値の偏心量R1が正領域、または負領域のいずれかの領域の値であるかを特定するため、以下のシーケンスで偏心量R1の領域判定を行う。偏心制御部53は偏心駆動部14を駆動して、偏心機構(4~13)を駆動させ、揺動角検出部52は偏心機構(4~13)により揺動する揺動リンク18の揺動角を検出する。
例えば、初期値の偏心量R1が、正領域にある場合に、偏心駆動部14を第1方向(例えば、正方向)へ回転するように制御すると、揺動リンク18の揺動角は増加する。一方、正領域において、偏心駆動部14を第2方向(例えば、負方向)へ回転するように制御した場合に、揺動リンク18の揺動角は減少する。
また、初期値の偏心量R1が、例えば、図6に示す偏心量マップ600のように負領域にある場合(PP1)に、偏心駆動部14を第2方向(例えば、負方向)へ回転するように制御すると、揺動リンク18の揺動角は増加する。一方、負領域において、偏心駆動部14を第1方向(例えば、正方向)へ回転するように制御した場合に、揺動リンク18の揺動角は減少する。
偏心制御部53は、揺動角検出部52の検出結果を取得して、偏心駆動部14の回転角度の回転方向に対する揺動角の増減で初期値が正領域の値であるか、負領域の値であるかを決定する。
偏心制御部53は、偏心駆動部14を第1方向へ回転制御することで揺動角が増大すれば正領域と判定し、偏心駆動部14を第1方向と逆方向の第2方向へ回転制御することで揺動量が増大すれば負領域と判定する。
あるいは、正負の逆の関係により、偏心制御部53は、偏心駆動部14を第1方向へ回転制御することで揺動角が減少すれば負領域と判定し、偏心駆動部14を第2方向へ回転制御することで揺動量が減少すれば正領域と判定する。
この領域判定により、偏心制御部53は初期値の偏心量R1が正領域、または負領域のいずれかの領域の値であるかを決定する。
次に、ステップS82で、偏心制御部53は、揺動角検出部52および回転角検出部55の検出結果を用いて、正領域における揺動角と、負領域における揺動角とが同じ揺動角となる2つの回転角(偏心量R1)を探索する。
ギヤニュートラル(GN)点は、偏心量マップ600において負領域と正領域との境界である。初期値が負領域にある場合、偏心制御部53は、負領域から境界を越えて正領域内の任意の回転角まで、偏心駆動部14を第1方向(正方向)に回転させる。この時、偏心制御部53は、揺動角検出部52で検出された揺動角(図6のpに対応する)と、回転角検出部55で検出された偏心駆動部14の回転角(図6のaに対応する)とを記憶する。このときの揺動角pと回転角aは図6のPP2(第1値)に対応するものである。
次に、偏心制御部53は、偏心駆動部14を逆方向に回転させて、正領域(PP2)から境界を越えて負領域内まで、偏心駆動部14を第2方向(負方向)に回転させる。このとき、偏心制御部53は、PP2の検出において揺動角検出部52で検出された揺動角pと同じ揺動角pとなる偏心駆動部14の回転角bを探索し、記憶する。このときの、揺動角pと回転角bは図6のPP3(第2値)に対応するものである。
図9の9aは偏心駆動部14の回転角の計測例を示し、図9の9bは揺動角の計測例を示す図である。図9の9aにおいて縦軸を回転角としているが、回転角は偏心量R1と対応するものである。正領域側の偏心駆動部14の回転角がa(図9の9a)となり、揺動角がp(図9の9b)に整定する位置で図6に示したPP2点が検出される。この位置は、図6の偏心量マップの正領域で検出されたPP2点である。
PP2点が検出された後、偏心制御部53は偏心駆動部14を正方向から負方向に逆回転させる。このとき、図9の9aの回転角はPP2点の回転角から減少していき、負領域側の偏心駆動部14の回転角がb(図9の9a)となり、揺動角がp(図9の9b)に整定する位置でPP3点が検出される。この位置は、図6の偏心量マップの正領域で検出されたPP3点である。
ステップS83で、偏心制御部53は、PP2(第1値)およびPP3(第2値)における揺動角(p)と回転角(a、b)を、偏心量マップ600にあてはめ、負領域と正領域との境界を決定する。ここで、偏心制御部53は、検出された2つの回転角(a、b)の中点の回転角を、偏心量R1がゼロとなるギヤニュートラル(GN)点として算出することが可能である。負領域と正領域との境界は、図6のPP4点に対応する。
尚、それぞれ60度ずつ位相を変えて配置されている6つの偏心機構(4~13)について、ギヤニュートラル(GN)点の位置がずれる可能性がるため、それぞれの偏心機構(4~13)について、ステップS81、S82およびS83の処理を行う。偏心制御部53は、それぞれの偏心機構(4~13)について検出された回転角の中点を、偏心量R1がゼロとなるギヤニュートラル(GN)点として設定することも可能である。
ステップS84で、偏心制御部53は、先のステップS83で求めたギヤニュートラル(GN)点をモータドライバ54に設定するよう指令を出力する。この指令を受けたモータドライバ54は、GNへの移動処理により、ギヤニュートラル(GN)点の位置(回転角:図6のPP4)に合わせるように偏心駆動部14を回転させる。
図9の9aにおいて、偏心駆動部14の回転角は、負領域側の回転角bから正方向に増加していき、ギヤニュートラル(GN)点であるPP4まで回転する。図9の9bの揺動角はpから減少していきゼロとなる。揺動角がゼロとなるときの偏心駆動部14の回転角は、ギヤニュートラル(GN)点であるPP4に対応するものである。
本実施形態によれば、バックラッシュやシャフトの捻じれ等の影響を受けずに、ギヤニュートラルを精度良く求めることが可能な変速制御装置の提供が可能になる。
<変形例>
尚、偏心量マップ600では、真のギヤニュートラル(GN)点に対して、正領域と負領域とでは、同じ相関関係(符号のみが逆となる関係)を有することが確認されている。そのため、一方の領域について、回転角と揺動角との計測値を求めることができれば、偏心制御部53は、偏心量マップを用いて、他方の領域についての回転角を取得することも可能である。
尚、偏心量マップ600では、真のギヤニュートラル(GN)点に対して、正領域と負領域とでは、同じ相関関係(符号のみが逆となる関係)を有することが確認されている。そのため、一方の領域について、回転角と揺動角との計測値を求めることができれば、偏心制御部53は、偏心量マップを用いて、他方の領域についての回転角を取得することも可能である。
図8のステップS82では、同じ揺動角となる2つの回転角(偏心量R1)を探索する処理を説明したが、ステップS82の処理の変形例として、以下のようにしてもよい。例えば、偏心制御部53は、図6のPP2点について検出された揺動角(p)と回転角(a)とを偏心量マップ600にあてはめ(図6のPP2点)、回転角(a)について符号を逆とする回転角(負領域の回転角a)を、図6のPP3点の回転角として取得する。
そして、図8のステップS83の処理の変形例として、偏心制御部53は、検出された1つの回転角(a)と、偏心量マップ600を用いて取得された負領域の回転角(a)の中点の回転角を、偏心量R1がゼロとなるギヤニュートラル(GN)点として決定することも可能である。
図10Aは偏心駆動部14の回転角の計測例を示し、図10Bは揺動角の計測例を示す図である。図10Aにおいて縦軸を回転角としているが、回転角は偏心量R1と対応するものである。正領域側の偏心駆動部14の回転角がa(図10A)となり、揺動角がp(図10B)に整定する位置でPP2点が検出される。この位置は、図6の偏心量マップの正領域で検出されたPP2点である。PP2点が検出された後、偏心制御部53は、偏心量マップ600を参照して、検出された回転角aについて符号を逆にした回転角(負領域の回転角a)を、図6のPP3点の回転角として取得する。
そして、偏心制御部53は、検出された回転角a(正領域)と、偏心量マップ600を用いて取得された回転角a(負領域)の中点の回転角を、偏心量R1がゼロとなるギヤニュートラル(GN)として決定する(PP4)。
バックラッシュの影響が小さい場合に、上記の処理ステップによれば、ギヤニュートラル(GN)点を迅速に求めることが可能になる。
第1実施形態の変速制御装置の構成では、エンジンやモータ等の走行駆動源の起動時にGN学習制御を行う構成を説明したが、走行駆動源の終了時に、GN学習制御を行うことも可能である。この場合、走行駆動源の振動などの影響を受けることなく、偏心制御部53は精度良くギヤニュートラル(GN)点を決定することが可能になる。決定したギヤニュートラル(GN)点により無段変速機1の制御を適切に行うことが可能になる。
[第2実施形態]
本実施形態では、車両の停止状態において、偏心駆動部14の回転角をギヤニュートラル(GN)点から進角させた待機状態にするための待機制御値の設定と、エンジン制御モードを選択するための操作部(ECONボタン)のオン・オフに応じて待機制御値の設定を切り替える構成を説明する。
本実施形態では、車両の停止状態において、偏心駆動部14の回転角をギヤニュートラル(GN)点から進角させた待機状態にするための待機制御値の設定と、エンジン制御モードを選択するための操作部(ECONボタン)のオン・オフに応じて待機制御値の設定を切り替える構成を説明する。
図12は本実施形態の変速制御装置56の構成を説明する図であり、図5で説明した変速制御装置50の構成と同様の構成については、同一の参照番号を付し、説明を省略する。
偏心制御部53は、第1実施形態で説明したように、偏心駆動部14の回転角と、揺動角検出部52の検出結果(揺動角)と、偏心量マップ600とを用いて、偏心機構(4~13)の偏心量R1がゼロとなる偏心駆動部14のギヤニュートラル(GN)を決定する。GN学習制御の際に、偏心制御部53は偏心駆動部14の回転角と、揺動角検出部52の検出結果(揺動角)を記憶しておき、偏心量マップ600に格納されている理論値との差分によりバックラッシュ量を算出することが可能である。
そして、車両停止状態において、偏心制御部53は、偏心駆動部14の回転角をギヤニュートラル(GN)から回転させた待機状態にする。ギヤニュートラル(GN)からの偏心駆動部14の回転角(偏心量R1)の増加分が待機制御値である。
待機制御値を偏心機構4~13のバックラッシュを相殺する分の回転角として設定すれば、車両停止状態から走行状態に移行する際、偏心機構(4~13)のバックラッシュの影響を低減することができる。バックラッシュの検出については後に図16A-図16Bを参照して詳細に説明する。
本実施形態の変速制御装置56は操作入力判定部57を更に備える。操作部(ECONボタン)を介して燃料の消費を抑えるエンジン制御モードが選択された場合、操作部(ECONボタン)から操作入力判定部57にECONモードオン信号が入力される。
操作入力判定部57は、ECONモードオン信号の有無により、燃料の消費を抑えるエンジン制御モードが選択されたか否かを判定することが可能である。
以下の説明では、エンジン制御モードが選択された状態をECONモードオンとし、エンジン制御モードが選択されていない状態をECONモードオフとする。
操作入力判定部57は判定の結果を偏心制御部53に入力し、偏心制御部53は入力された操作入力判定部57の判定結果に応じて待機制御値の設定を切り替えて、偏心駆動部14の回転角を制御する。待機制御値の設定の切り替えについては、後に図14、図15を参照して説明する。
<待機制御値を設定しない場合>
待機制御値の設定および切り替えについて説明する前に、待機制御値を設定しない場合について説明する。この場合、偏心駆動部14は偏心制御ぶ53の制御によりギヤニュートラル(GN)を起点として回転する。
待機制御値の設定および切り替えについて説明する前に、待機制御値を設定しない場合について説明する。この場合、偏心駆動部14は偏心制御ぶ53の制御によりギヤニュートラル(GN)を起点として回転する。
図13は、偏心駆動部14の回転角と、偏心量R1と出力軸トルクの関係を例示的に示す図である。車両停止状態において、偏心駆動部14はGN学習制御で学習したギヤニュートラル(GN)点に対応する回転角(偏心量R1=0)で待機している。
この状態で、アクセルペダル(AP)が踏まれて(APオン:時刻t0)、偏心量R1を徐々に大きくしていく際、偏心機構(4~13)を構成するギヤにガタ(バックラッシュ)があるため、偏心駆動部14が回転しても、4節リンク上の実際の偏心量R1が大きくなるまでにはタイムラグ(ガタ詰領域)がある。時刻t0から時刻t1の範囲で、偏心量R1は増加しない。
バックラッシュが詰まり、時刻t1から4節リンク上の実際の偏心量R1がゼロから徐々に大きくなると、それにつれて一方向クラッチ17(OWC)の揺動リンク18の揺動角も大きくなる。図13において、時刻t1を超えると偏心量R1は増加していき、これに応じて出力軸トルクも増加する。時刻t2まで、出力軸トルクは車両(タイヤ)の静止摩擦力以下であるため、車両は動き出さない。
時刻t2で、車両(タイヤ)の静止摩擦力に打ち勝てるだけの出力軸トルクに相当する揺動角に到達し、出力軸トルクは車両(タイヤ)の静止摩擦力を超え、車両が動き出す。この時点でドライバ(運転者)は車両の発進駆動力を体感することができる。
アクセルペダルが踏まれてから偏心駆動部14を回転させて、偏心量R1を大きくしていき、ドライバが車両の発進駆動力を体感できるまでには、偏心機構のガタ(バックラッシュ)と、静止摩擦力の乗り越しという観点で発進時の応答性が低下する可能性がある。
車両停止状態において、偏心制御部53は、待機制御値として、偏心機構(4~13)のガタ(バックラッシュ)を相殺する分だけ偏心駆動部14の回転角を回転させておくことで、バックラッシュによる応答性の低下を改善することができる。
また、車両停止状態において、偏心制御部53は、待機制御値として、バックラッシュ分に加えて静止摩擦力とつりあう出力軸トルクを出力するように偏心駆動部14の回転角を事前に回転させておくことも可能である。これにより、バックラッシュ及び静止摩擦力の乗り越しによる応答性の低下を改善することができる。
<バックラッシュの検出>
偏心駆動部14により偏心機構(4~13)を駆動する際に、正方向に回転する場合と負方向に回転する場合では偏心機構(4~13)を構成するギヤの片当たりにより生じるバックラッシュの方向は異なる。偏心機構(4~13)のガタ(バックラッシュ)を相殺する分の待機制御値を設定するために、偏心制御部53は、GN学習制御の際に、偏心駆動部14の回転角と、揺動角検出部52の検出結果(揺動角)を内部メモリに記憶しておく。偏心量マップ600には、偏心制御部53からの制御値に対する偏心量(回転角)と揺動角の関係の理論値が格納されており、理論値と検出結果の差分を求めることによりバックラッシュを求めることができる。
偏心駆動部14により偏心機構(4~13)を駆動する際に、正方向に回転する場合と負方向に回転する場合では偏心機構(4~13)を構成するギヤの片当たりにより生じるバックラッシュの方向は異なる。偏心機構(4~13)のガタ(バックラッシュ)を相殺する分の待機制御値を設定するために、偏心制御部53は、GN学習制御の際に、偏心駆動部14の回転角と、揺動角検出部52の検出結果(揺動角)を内部メモリに記憶しておく。偏心量マップ600には、偏心制御部53からの制御値に対する偏心量(回転角)と揺動角の関係の理論値が格納されており、理論値と検出結果の差分を求めることによりバックラッシュを求めることができる。
図16Aは偏心量マップ600上におけるバックラッシュを例示的に示す図である。偏心量マップ600の縦軸は揺動リンク18の揺動角を示し、横軸は偏心駆動部14の回転角および偏心機構(4~13)の偏心量R1を示す。偏心量R1は偏心駆動部14の回転角に対応するものである。図16Aにおいて、実線161は偏心量(回転角)と揺動角の理論値を示している。δは理論偏心量±バックラッシュ量を示している。
一点鎖線162は初期値PP1(負領域)からPP2点(正領域)に向けて偏心駆動部14を正方向に回転させた場合に生じるバックラッシュを加味した偏心量と揺動角の関係を示している。一点鎖線162で示される偏心量と揺動角の関係は理論値に対してバックラッシュ量が加算された値として検出される。
二点鎖線163はPP2点(正領域)からPP3点(負領域)に向けて偏心駆動部14を負方向に逆回転させた場合に生じるバックラッシュを加味した偏心量と揺動角の関係を示している。二点鎖線163で示される偏心量と揺動角の関係は理論値に対してバックラッシュ量が減算された値として検出される。
図16Bは偏心駆動部14が回転する場合の理論回転角と回転角の計測例を示す図である。図16Bにおいて、実線171は回転角の理論値を示している。
一点鎖線172は、図16Aに示したPP1点からPP2点へ向けて、偏心駆動部14が回転する場合の回転角を示し、理論値(実線171)に対してバックラッシュ量が加算された値として検出される。
二点鎖線173は、図16Aに示したPP2点からPP3点へ向けて、偏心駆動部14が逆方向に回転する場合の回転角を示し、理論値(実線171)に対してバックラッシュ量が減算された値として検出される。
GN学習制御のステップS82(図8)で、偏心制御部53は、正領域における揺動角と、負領域における揺動角とが同じ揺動角となる2つの回転角(偏心量R1)を探索する。このとき、偏心制御部53は、求めた2つの回転角(偏心量R1)について理論値との差分を求める。図16AのPP2に対応する回転角(偏心量R1)と理論値との差分を求めることにより、PP1点からPP2点に向けて偏心駆動部14を回転させたときのバックラッシュ量を求めることができる。このバックラッシュ量は、図16Bにおいて、理論値(実線171)と一点鎖線172との差分として示されるものである。
また、図16AのPP3に対応する回転角(偏心量R1)と理論値との差分を求めることにより、PP2点からPP3点に向けて偏心駆動部14を回転させたときのバックラッシュ量を求めることができる。このバックラッシュ量は、図16Bにおいて、理論値(実線171)と二点鎖線173との差分として示されるものである。
一点鎖線174は、図16Aに示したPP3点からPP4点へ向けて偏心駆動部14が回転する場合の回転角を示し、理論値(実線171)に対してバックラッシュ量が加算された値として検出される。PP4点に向けて偏心駆動部14を回転させると、バックラッシュが加算された分(BL)だけ理論値からずれることになる。
偏心制御部53は理論値に対する現在のバックラッシュ(BL)を求め、偏心駆動部14を回転させる方向に応じて待機制御値を設定する。例えば、PP4点から負方向に偏心駆動部14の回転角を進角させる場合、車両の停止状態おいて、偏心駆動部14の回転角をバックラッシュに対応する回転角だけ回転させておくことにより、図13に示したガタ詰領域の影響による応答遅れを改善することができる。
<待機制御値を設定する場合>
応答性の向上を図るため、本実施形態の偏心制御部53は、ECONモードオンの場合と、ECONモードオフの場合で、待機制御値の設定を切り替えて、偏心駆動部14の回転角の進角度合いを切り替える。
応答性の向上を図るため、本実施形態の偏心制御部53は、ECONモードオンの場合と、ECONモードオフの場合で、待機制御値の設定を切り替えて、偏心駆動部14の回転角の進角度合いを切り替える。
本実施形態の偏心制御部53による制御において、アクセルペダル(AP)オフ、ブレーキオフではギヤニュートラル(GN)とし、クリープレス設定を採用しているものとする。
偏心制御部53はシフトポジションを示すセレクタ信号を受信する。シフトポジションとしてDレンジが選択されたことを示すセレクタ信号と、ブレーキオフを示すブレーキ信号とが偏心制御部53に入力されると、偏心制御部53は、ギヤニュートラル(GN)からクリープしない程度の偏心量R1に対応する回転角まで偏心駆動部14を回転させる。
ECONモードオンの場合に、偏心制御部53は、偏心機構(4~13)のガタ(バックラッシュ)分に対応した回転角(偏心量R1)を待機制御値として設定する。偏心制御部53は、ギヤニュートラル(GN)点から予め予測・測定されたガタ(バックラッシュ)に対応する回転角だけ偏心駆動部14を回転させる。ECONモードオンではエンジンロスが極小となる。
ECONモードオフの場合に、偏心制御部53は、ギヤニュートラル(GN)点から、車両の静止摩擦力に対応する駆動力を出力軸3側に加えるための回転角だけ偏心駆動部14を回転させる。すなわち、偏心制御部53は、バックラッシュ分に対応した回転角1(偏心量RR1)と上乗せ分の回転角2(加算偏心量r1)とを加算した回転角(=回転角1+回転角2)を待機制御値として設定する。加算した回転角(=回転角1+回転角2)は、偏心量R1(=RR1+r1)に対応する。
加算した回転角に応じて偏心駆動部14を回転させることにより、静止摩擦力を乗り越えるための応答遅れを低減することができるため、ECONモードオフではECONモードオンの場合に比べて更なる応答性を確保することができる。
<ECONモードオンの場合>
図14は、ECONモードオンの場合の偏心制御部53による偏心駆動部14の回転制御を説明する図である。
図14は、ECONモードオンの場合の偏心制御部53による偏心駆動部14の回転制御を説明する図である。
時刻T0でシフトポジションとしてDレンジが選択されたことを示すセレクタ信号と、ブレーキオフを示すブレーキ信号とが偏心制御部53に入力される。偏心制御部53は、ギヤニュートラル(GN)から偏心機構(4~13)のバックラッシュに対応する回転角だけ偏心駆動部14を回転させる。このときの回転角は、クリープしない程度の回転角である。バックラッシュに対応する回転角がギヤニュートラル(GN)からの偏心駆動部14の回転角の増加分であり、待機制御値である。
図14では、偏心駆動部14の回転角は、時刻T0から増加し始めて時刻T1まで増加する。この間の回転により、偏心駆動部14のガタ(バックラッシュ)は詰められた状態になる。時刻T1からT2の間では、偏心駆動部14の回転角は待機制御値で維持される。
時刻T0からT2の間では偏心駆動部14の回転により、ガタ(バックラッシュ)分が吸収されただけであり、4節リンク上の実際の偏心量R1はゼロのままで変化しない。
時刻T2で、アクセルペダル(AP)が踏まれてAP開度が増加するとエンジン回転数も増加する。偏心制御部53は偏心駆動部14の回転角を待機制御値から更に回転させる。偏心駆動部14の回転に応じて偏心量R1も増加する。
時刻T2で、4節リンク上の実際の偏心量R1がゼロから徐々に大きくなると、それに応じて一方向クラッチ17(OWC)の揺動リンク18の揺動角も大きくなり、出力軸トルクも増加する。
時刻T3で、出力軸トルクが静止摩擦力を超えると、実車速はゼロから増加し始める。アクセルペダル(AP)が踏まれて実車速が増加するまでの時間は(T3-T2)となり、バックラッシュに対応する回転角だけ偏心駆動部14を回転させておくことで、図13の時刻t0~t1間に相当するガタ詰領域分の応答遅れを改善することが可能になる。
<ECONモードオフの場合>
図15は、ECONモードオフの場合の偏心制御部53による偏心駆動部14の回転制御を説明する図である。
図15は、ECONモードオフの場合の偏心制御部53による偏心駆動部14の回転制御を説明する図である。
時刻T0でシフトポジションとしてDレンジが選択されたことを示すセレクタ信号と、ブレーキオフを示すブレーキ信号とが偏心制御部53に入力される。偏心制御部53は、ギヤニュートラル(GN)から偏心機構(4~13)のバックラッシュに対応した回転角1(偏心量RR1)と上乗せ分の回転角2(加算偏心量r1)とを加算した回転角(=回転角1+回転角2)だけ偏心駆動部14を回転させる。ECONモードオフの場合では、加算した回転角(=回転角1+回転角2)が、ギヤニュートラル(GN)からの偏心駆動部14の回転角の増加分であり、待機制御値である。加算した回転角に対応する偏心量R1によれば、車両の静止摩擦力に打ち勝てないレベルの駆動力を常にかけることが可能である。
図15では、偏心駆動部14の回転角は、時刻T0から増加し始めて時刻Tr1まで増加する。この間の時刻T0からT1までの増加は偏心機構(4~13)のバックラッシュに対応した回転角1に対応する。
時刻T1からTr1までの偏心駆動部14の回転角の増加は、上乗せ分の回転角2(加算偏心量r1)に対応するものである。ガタ詰め分を超えた回転角2の増加に応じて、時刻T1では偏心量R1も増加し始める。
4節リンク上の実際の偏心量R1がゼロから徐々に大きくなると、それにつれて一方向クラッチ17(OWC)の揺動リンク18の揺動角も大きくなり、出力軸トルクも増加する。
時刻Tr1からT2の間では、偏心駆動部14の回転角は待機制御値で維持され、偏心量R1も維持される。また、このときの出力軸トルクは静止摩擦力と同レベルの値で維持される。
時刻T2で、アクセルペダル(AP)が踏まれてAP開度が増加するとエンジン回転数も増加する。偏心制御部53は偏心駆動部14の回転角を待機制御値から更に回転させる。偏心駆動部14の回転に応じて偏心量R1も増加する。
時刻T2で、偏心量R1の増加に従い出力軸トルクも増加する。時刻T2の時点で、出力軸トルクは静止摩擦力と同レベルの値で維持されているため、更なる出力軸トルクの増加に応じて、実車速はゼロから増加し始める。
アクセルペダル(AP)が踏まれて実車速が増加するまでの時間は実質ゼロとなる。
車両の停止状態で、車両の静止摩擦力に対応する駆動力を出力軸3側に加えるための回転角(=回転角1+回転角2)だけ偏心駆動部14を回転させておくことで、図13の時刻t0~t2間に相当する応答遅れを解消することが可能になる。
図15において、一点鎖線はECONモードオンの波形を示すものであり、ECONモードオフではECONモードオンの場合に比べて実車速の立ち上がりが早くなる。ECONモードオフではECONモードオンの場合に比べて更なる応答性を確保することができる。
本実施形態によれば、偏心機構のバックラッシュを加味してギヤニュートラルGN点から回転角を進角させる待機制御値の設定を行うことが可能になる。また、エンジン制御モードを選択するための操作部(ECONボタン)のオン・オフに応じて待機制御値の設定を切り替えることが可能になる。
本実施形態によれば、車両の発進時において、アクセルペダル(AP)オンからドライバが発進駆動力を体感できるまでの応答性(ドライバビリティ)の向上を図ることが可能になる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
本願は、2014年3月31日提出の日本国特許出願特願2014-073614を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
Claims (6)
- 駆動源の回転軸に接続された入力軸(2)の回転を変速して出力軸(3)に伝達する無段変速機(1)が、
前記入力軸(2)の軸線からの偏心量が可変である偏心機構(4~13)と、
前記入力軸(2)と共に回転する入力側支点(P3)と、
前記出力軸(3)に接続されたワンウェイクラッチ(17)と、
前記ワンウェイクラッチ(17)の揺動リンク(18)に設けられた出力側支点(P5)と、
前記入力側支点(P3)および前記出力側支点(P5)の両端に接続されて、前記偏心機構(4~13)の偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッド(19)と、
を備える無段変速機の変速制御装置であって、
ゼロから±180°の間で回転して前記偏心機構(4~13)の前記偏心量を調整可能な偏心駆動部(14)と、
前記偏心量に応じて揺動する前記揺動リンク(18)の揺動角を検出可能な揺動角検出部(52)と、
前記偏心駆動部(14)を第1方向へ回転することで前記揺動角が増大する正領域と、前記偏心駆動部(14)を前記第1方向とは逆の第2方向へ回転することで前記揺動角が増大する負領域とを有し、前記正領域および前記負領域で前記揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角とを対応づける偏心量マップ(600)を記憶した偏心量マップ記憶部(51)と、
前記揺動角検出部(52)で検出された揺動角と前記偏心駆動部(14)の回転角度とを前記偏心量マップにあてはめ、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角を決定し、前記回転角を用いて前記偏心駆動部(14)を制御する偏心制御部(53)と、を備え、
前記偏心制御部(53)は、
前記偏心駆動部(14)の初期値から前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の揺動角の変化により、前記初期値が前記正領域および前記負領域のいずれかに含まれるか判定し、
前記初期値が含まれる領域から他方の領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際の第1の回転角(a)と前記揺動リンク(18)の揺動角(p)を取得し、
前記他方の領域から前記初期値が含まれる領域まで前記偏心駆動部(14)を回転させた際に、前記揺動角(p)と等しい揺動角になる第2の回転角(b)を取得し、
前記揺動角(p)と、前記第1の回転角(a)と、前記第2の回転角(b)とを前記偏心量マップ(600)にあてはめ、前記正領域と前記負領域の境界を前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角として決定する
ことを特徴とする変速制御装置。 - 前記偏心制御部(53)は、
前記無段変速機(1)が非駆動状態のときに、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角度を決定することを特徴とする請求項1に記載の変速制御装置。 - 前記偏心制御部(53)は、
前記駆動源の起動時もしくは終了時に前記回転角を決定することを特徴する請求項2に記載の変速制御装置。 - 前記偏心量マップ(600)には、前記偏心制御部(53)の制御値に対する前記偏心駆動部(14)の回転角と前記揺動リンク(18)の揺動角との関係の理論値が格納されており、
前記偏心制御部(53)は、
前記第1の方向および前記第2の方向に前記偏心駆動部(14)を回転させた場合の回転角と揺動角の検出結果と、前記理論値との差分により、前記偏心機構(4~13)のバックラッシュを算出し、
前記偏心制御部(53)は、
前記バックラッシュに対応する回転角として待機制御値を設定し、
車両の停止状態において、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させる
ことを特徴とする請求項1に記載の変速制御装置。 - 操作部(ECON)からの入力に応じて前記駆動源の制御モードを判定する操作入力判定部(57)を更に備え、
前記操作入力判定部(57)により、燃料の消費を抑えるエンジン制御モードが選択されたと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として前記バックラッシュに対応する回転角を設定し、
前記操作入力判定部(57)により、前記エンジン制御モードが選択されていないと判定された場合、前記偏心制御部(53)は前記待機制御値として、車両の静止摩擦力に対応する駆動力を前記出力軸(3)側に加えるための回転角を設定し、
前記車両の停止状態において、前記偏心制御部(53)は、前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角から前記待機制御値だけ前記偏心駆動部(14)を回転させる
ことを特徴とする請求項4に記載の変速制御装置。 - 前記偏心制御部(53)は、前記第1の回転角度(a)および前記第2の回転角度(b)の中点を前記偏心量がゼロとなる前記偏心駆動部(14)の回転角として決定することを特徴とする請求項1に記載の変速制御装置。
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