WO2018066082A1

WO2018066082A1 - 無段変速機の制御方法及び無段変速機システム

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Publication number: WO2018066082A1
Application number: PCT/JP2016/079544
Authority: WO
Inventors: 智普中野; 啓寺井; 良平豊田
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-12
Also published as: JP6717383B2; CN109715992A; JPWO2018066082A1; US10626987B2; EP3524858B1; US20190338852A1; CN109715992B; EP3524858A4; EP3524858A1; MX2019002987A

Abstract

プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に配置される電動オイルポンプによりプライマリプーリ油室の油の出入りを制御する無段変速機の制御方法は、電動オイルポンプの温度と第１閾値とを比較し、電動オイルポンプの温度が第１閾値より高い場合に、無段変速機の変速量を制限する。

Description

無段変速機の制御方法及び無段変速機システム

　本発明は、無段変速機の変速制御に関する。

　ＪＰ２００８－２４０８９４Ａには、プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に配置した電動オイルポンプによりプライマリプーリ油室の油の出入りを制御することで変速比を制御する無段変速機の制御方法が開示されている。

　ところで、上記のような電動オイルポンプにより変速比を制御する構成では、街中を走行する場合のように頻繁に変速が行われると、電動オイルポンプを駆動する電動モータやインバータの温度の上昇によって、電動オイルポンプの性能低下が生じるおそれがある。しかしながら、上記文献ではこの点について考慮されていない。

　そこで本発明は、変速が繰り返される場合でも電動オイルポンプの性能低下を抑制することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に配置される電動オイルポンプによりプライマリプーリ油室の油の出入りを制御する無段変速機の制御方法が提供される。この制御方法は、電動オイルポンプの温度と第１閾値とを比較し、電動オイルポンプの温度が第１閾値より高い場合に、無段変速機の変速量を制限する。

図１は、車両の概略構成図である。図２は、油圧回路の概略構成図である。図３は、第１実施形態にかかる電動オイルポンプの温度上昇を抑制するための制御ルーチンを示すフローチャートである。図４は、図３の制御ルーチンを実行した場合の変速履歴の一例を示す図である。図５は、図３の制御ルーチンを実行した場合の変速履歴の他の例を示す図である。図６は、図３の制御ルーチンを実行した場合の変速履歴のさらに他の例を示す図である。図７は、図３の制御ルーチンを実行した場合の変速比の時間変化を示すタイミングチャートである。図８は、図３の制御ルーチンを実行した場合の電動オイルポンプの温度の時間変化を示すタイミングチャートである。図９は、第２実施形態にかかる電動オイルポンプの温度上昇を抑制するための制御ルーチンを示すフローチャートである。図１０は、図９の制御ルーチンを実行した場合の変速比の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図１１は、図９の制御ルーチンを実行した場合の変速比の時間変化の他の例を示すタイミングチャートである。図１２は、図９の制御ルーチンを実行した場合の電動オイルポンプの温度の時間変化を示すタイミングチャートである。

　以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。

　（第１実施形態）
　図１は、車両の概略構成図である。車両は、エンジン１と、ロックアップクラッチ２ａ付きトルクコンバータ２と、前後進切替機構３と、バリエータ４と、終減速機構５と、駆動輪６と、油圧回路１００と、を備える。

　エンジン１は、車両の駆動源を構成する。エンジン１の出力は、トルクコンバータ２、前後進切替機構３、バリエータ４、及び終減速機構５を介して駆動輪６へと伝達される。したがって、バリエータ４は、トルクコンバータ２や前後進切替機構３や終減速機構５とともに、エンジン１から駆動輪６に動力を伝達する動力伝達経路に設けられる。

　前後進切替機構３は、上述の動力伝達経路においてトルクコンバータ２とバリエータ４との間に設けられる。前後進切替機構３は、前進走行に対応する正転方向と後退走行に対応する逆転方向との間で、入力される回転の回転方向を切り替える。

　前後進切替機構３は具体的には、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２と、を備える。前進クラッチ３１は、回転方向を正転方向とする場合に締結される。後退ブレーキ３２は、回転方向を逆転方向とする場合に締結される。前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２の一方は、エンジン１とバリエータ４と間の回転を断続するクラッチとして構成することができる。

　バリエータ４は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられたベルト４３と、を有する。以下では、プライマリをＰＲＩとも称し、セカンダリをＳＥＣとも称す。バリエータ４は、ＰＲＩプーリ４１とＳＥＣプーリ４２との溝幅を変更することでベルト４３の巻掛け径（以下、単に「巻掛け径」ともいう）を変更し、変速を行うベルト式無段変速機構を構成している。

　ＰＲＩプーリ４１は、固定プーリ４１ａと、可動プーリ４１ｂと、を備える。コントローラ１０がＰＲＩプーリ油室４１ｃに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ４１ｂが作動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が変更される。

　ＳＥＣプーリ４２は、固定プーリ４２ａと、可動プーリ４２ｂと、を備える。コントローラ１０がＳＥＣプーリ油室４２ｃに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ４２ｂが作動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が変更される。

　ベルト４３は、ＰＲＩプーリ４１の固定プーリ４１ａと可動プーリ４１ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面と、ＳＥＣプーリ４２の固定プーリ４２ａと可動プーリ４２ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。

　終減速機構５は、バリエータ４からの出力回転を駆動輪６に伝達する。終減速機構５は、複数の歯車列やディファレンシャルギアを有して構成される。終減速機構５は、車軸を介して駆動輪６を回転する。

　油圧回路１００は、バリエータ４、具体的にはＰＲＩプーリ４１及びＳＥＣプーリ４２に油圧を供給する。油圧回路１００は、前後進切替機構３やロックアップクラッチ２ａ、及び図示しない潤滑系や冷却系にも油圧を供給する。油圧回路１００は具体的には、次のように構成される。

　図２は、油圧回路１００の概略構成図である。油圧回路１００は、元圧用オイルポンプ１０１と、ライン圧調整弁１０２と、減圧弁１０３と、ライン圧ソレノイドバルブ１０４と、前後進切替機構用ソレノイドバルブ１０５と、変速回路圧ソレノイドバルブ１０７と、マニュアルバルブ１０８と、ライン圧油路１０９と、低圧系制御弁１３０と、変速用回路１１０と、ライン圧用電動オイルポンプ１１１と、を備える。以下では、ソレノイドバルブをＳＯＬと称す。

　元圧用オイルポンプ１０１は、エンジン１の動力によって駆動する機械式のオイルポンプである。元圧用オイルポンプ１０１は、ライン圧油路１０９を介して、ライン圧調整弁１０２と、減圧弁１０３と、変速回路圧ＳＯＬ１０７及び変速用回路１１０と、に接続される。ライン圧油路１０９はライン圧の油路を構成する。ライン圧は、ＰＲＩ圧やＳＥＣ圧の元圧となる油圧である。

　ライン圧用電動オイルポンプ１１１は、電動モータ１１７によって駆動する。ライン圧用電動オイルポンプ１１１は、例えばアイドリング・ストップ制御によりエンジン１が停止し、これに伴い元圧用オイルポンプ１０１が停止した場合に、ライン圧を供給するために稼働する。

　ライン圧調整弁１０２は、オイルポンプ１０１が発生させる油圧を調整してライン圧を生成する。オイルポンプ１０１がライン圧を発生させることは、このようなライン圧調整弁１０２の作用のもと、ライン圧を発生させることを含む。ライン圧調整弁１０２が調圧時にリリーフするオイルは、低圧系制御弁１３０を介してロックアップクラッチ２ａ、潤滑系、及び冷却系に供給される。

　減圧弁１０３は、ライン圧を減圧する。減圧弁１０３によって減圧された油圧は、ライン圧ＳＯＬ１０４や前後進切替機構用ＳＯＬ１０５に供給される。

　ライン圧ＳＯＬ１０４は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた制御油圧を生成する。ライン圧ＳＯＬ１０４が生成した制御油圧は、ライン圧調整弁１０２に供給され、ライン圧調整弁１０２は、ライン圧ＳＯＬ１０４が生成した制御油圧に応じて作動することで調圧を行う。このため、ライン圧ＳＯＬ１０４への制御電流によってライン圧ＰＬの指令値を設定することができる。

　前後進切替機構用ＳＯＬ１０５は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた油圧を生成する。前後進切替機構用ＳＯＬ１０５が生成した油圧は、運転者の操作に応じて作動するマニュアルバルブ１０８を介して前進クラッチ３１や後退ブレーキ３２に供給される。

　変速回路圧ＳＯＬ１０７は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じて変速用回路１１０に供給する油圧を生成する。このため、変速回路圧ＳＯＬ１０７への制御電流によって変速回路圧の指令値を設定することができる。変速回路圧ＳＯＬ１０７が生成した変速回路圧は、変速用油路１０６に供給される。変速回路圧は例えば、制御電流に応じた制御油圧を生成するＳＯＬと、当該ＳＯＬが生成した制御油圧に応じてライン圧ＰＬから制御回路圧を生成する調圧弁とによって生成されてもよい。

　変速用回路１１０は、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介してライン圧油路１０９と接続される変速用油路１０６と、変速用油路１０６に介装される変速用オイルポンプ１１２と、を備える。変速用油路１０６はＰＲＩプーリ油室４１ｃとＳＥＣプーリ油室４２ｃとを連通する。

　変速用オイルポンプ１１２は、電動モータ１１３によって駆動する電動式のオイルポンプ（電動オイルポンプ）である。電動モータ１１３は、インバータ１１４を介してコントローラ１０に制御される、いわゆるインバータ一体型モータである。このインバータ一体型モータには、インバータの周辺雰囲気温度を取得するための温度センサ１２２が備えられている。

　変速用オイルポンプ１１２は、回転方向を正方向と逆方向に切り替え可能である。ここでいう正方向とは、オイルをＳＥＣプーリ油室４２ｃ側からＰＲＩプーリ油室４１ｃ側へ送る方向であり、逆方向とは、オイルをＰＲＩプーリ油室４１ｃ側からＳＥＣプーリ油室４２ｃ側へ送る方向である。

　変速用オイルポンプ１１２が正方向に回転すると、変速用油路１０６及びＳＥＣプーリ油室４２ｃにあるオイルがＰＲＩプーリ油室４１ｃに供給される。これによりＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが固定プーリ４１ａに近づく方向に移動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が減少する。一方、ＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂは固定プーリ４２ａから遠ざかる方向に移動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が増大する。なお、変速用オイルポンプ１１２が正回転する際には、変速用オイルポンプ１１２よりもＳＥＣプーリ油室４２ｃ側（以下、「ＳＥＣ側」とも称する）の変速用油路１０６の油圧（以下、「ＳＥＣ側油圧」とも称する）が変速回路圧の指令値を下回らないように、ライン圧油路１０９から変速用油路１０６へオイルが供給される。変速回路圧の指令値は、ベルト４３の滑りを防止すること等を考慮して設定される。なお、変速用オイルポンプ１１２よりもＰＲＩプーリ油室４１ｃ側（以下、「ＰＲＩ側」とも称する）の変速用油路１０６の油圧を、ＰＲＩ側油圧とも称する。

　また、変速用オイルポンプ１１２が逆方向に回転すると、ＰＲＩプーリ油室４１ｃからオイルが流出する。これによりＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが固定プーリ４１ａから離れる方向に移動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が増大する。一方、ＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂは固定プーリ４２ａに近づく方向に移動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が減少する。ＰＲＩプーリ油室４１ｃから流出したオイルが流入することでＳＥＣ側油圧は上昇するが、変速回路圧ＳＯＬ１０７によりＳＥＣ側油圧が指令値を超えないように制御される。すなわち、ＳＥＣ側油圧が指令値を超える場合には、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介して変速用油路１０６からオイルが排出される。一方、ＳＥＣ側油圧が指令値未満の場合には、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介してライン圧油路１０９からオイルが流入する。

　上記の通り、本実施形態の無段変速機では、変速用オイルポンプ１１２によりＰＲＩプーリ油室４１ｃのオイルの出入りを制御することによって変速を行う。変速制御の概要については後述する。

　図１に戻り、車両はコントローラ１０をさらに備える。コントローラ１０は電子制御装置であり、コントローラ１０には、センサ・スイッチ群１１からの信号が入力される。なお、コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

　センサ・スイッチ群１１は例えば、車両のアクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサや、車両のブレーキ踏力を検出するブレーキセンサや、車速Ｖｓｐを検出する車速センサや、エンジン１の回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサを含む。

　センサ・スイッチ群１１はさらに例えば、ＰＲＩ圧を検出するＰＲＩ圧センサ１１５、ＳＥＣ圧を検出するＳＥＣ圧センサ１１６、ＰＲＩプーリ４１の入力側回転速度を検出するＰＲＩ回転速度センサ１２０、ＳＥＣプーリ４２の出力側回転速度を検出するＳＥＣ回転速度センサ１２１、変速用オイルポンプ１１２の回転速度を検出するポンプ回転速度センサ１１８、及びオイルの温度を検出する油温センサ１１９を含む。センサ・スイッチ群１１からの信号は例えば、他のコントローラを介してコントローラ１０に入力されてもよい。センサ・スイッチ群１１からの信号に基づき他のコントローラで生成された情報等の信号についても同様である。

　コントローラ１０は、センサ・スイッチ群１１からの信号に基づき油圧回路１００を制御する。具体的には、コントローラ１０は、図２に示すライン圧ＳＯＬ１０４や変速用回路１１０を制御する。コントローラ１０はさらに、前後進切替機構用ＳＯＬ１０５や変速回路圧ＳＯＬ１０７を制御するように構成される。

　ライン圧ＳＯＬ１０４を制御するにあたり、コントローラ１０は、ライン圧ＰＬの指令値に応じた制御電流をライン圧ＳＯＬ１０４に通電する。

　変速制御を実行するにあたり、コントローラ１０はセンサ・スイッチ群１１からの信号に基づいて目標変速比を設定する。目標変速比が定まれば、当該目標変速比を実現するための各プーリ４１、４２の巻掛け径（目標巻掛け径）が定まる。目標巻掛け径が定まれば、目標巻掛け径を実現するための各プーリ４１、４２の溝幅（目標溝幅）が定まる。

　また、変速用回路１１０では、変速用オイルポンプ１１２によるＰＲＩプーリ油室４１ｃからのオイルの出し入れに応じてＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが移動し、これに応じてＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂも移動する。つまり、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの移動量とＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂの移動量とには相関がある。

　そこでコントローラ１０は、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの位置が目標変速比に応じた位置になるよう変速用オイルポンプ１１２を稼働させる。可動プーリ４１ｂが所望の位置にあるか否かは、ＰＲＩ回転速度センサ１２０及びＳＥＣ回転速度センサ１２１の検出値から実変速比を算出し、この実変速比と目標変速比とが一致しているか否かによって判断する。

　また、コントローラ１０が変速用オイルポンプ１１２を稼働させるのは、変速時に限られるわけではない。目標変速比が変化しない場合でも、各プーリ油室４１ｃ、４２ｃからオイルがリークして実変速比が変化した場合には、コントローラ１０は変速用オイルポンプ１１２を稼働させる。本実施形態においては、このような目標変速比を維持するための制御も、変速制御に含めることとする。

　すなわち、本実施形態の変速制御は、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの位置を目標位置に収束させるフィードバック制御である。そして、当該フィードバック制御の制御対象は、各プーリ油室４１ｃ、４２ｃの油圧ではなく、ＰＲＩプーリ４１の溝幅、換言すると可動プーリ４１ｂの位置である。

　なお、可動プーリ４１ｂの位置を検出するセンサを設けて、可動プーリ４１ｂが目標変速比に応じた位置にあるか否かを判断してもよい。

　ところで、上述したように、変速用オイルポンプ１１２を電動モータ１１３で駆動する変速機構では、変速量が大きいほど電動モータ１１３の発熱量が大きくなる。例えば、アクセルペダルが踏み込まれている状態から、一旦アクセルペダル開度がゼロになり、再びアクセルペダルが踏み込まれるという、街中を走行中に頻繁に生じる運転シーンについて考える。この運転シーンでは、変速比はロー側から一旦大きくハイ側へ変化し、再びロー側へ変化することになる。このように変速量の大きい変速が繰り返されると、電動モータ１１３の発熱に対して電動モータ１１３及びインバータ１１４の排熱が追い付かなくなり、変速用オイルポンプ１１２の温度が上昇するおそれがある。変速用オイルポンプ１１２の温度上昇は、変速用オイルポンプ１１２の性能低下を招く原因となる。

　なお、「変速用オイルポンプ１１２の温度」とは、電動モータ１１３やインバータ１１４といった電気系統部品の温度を含むものである。電動モータ１１３の温度とは、例えばモータコイルの温度であり、センサにより直接的に検知することもできるし、電流値等から公知の方法で推定することもできる。インバータ１１４の温度とは、インバータ１１４の動作部品の温度の他、放熱板等の補助部品や、インバータ１１４の周辺雰囲気の温度を含むものである。以下の説明では、温度センサ１２２で検出する周辺雰囲気温度（以下、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖという）を変速用オイルポンプ１１２の温度とする。

　上記の変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制する手法として、温度上昇したときは変速速度を制限することで電動モータ１１３の発熱を抑制することが考えられる。しかし、変速速度を制限すると、次のような問題が生じる。

　すなわち、例えば上記の運転シーンにおいて、変速比をロー側からハイ側へ変化させる場合に変速速度が制限されると、変速速度が制限されない場合に比べて、目標とするハイ側の変速比に到達する前に、再びロー側への変速指令が発生する頻度が高くなる。つまり、ハイ側への変速途中にロー側に変速させるという、「変速の引き返し」が生じる頻度が高まる。なお、ロー側とは変速比が大きい側のことをいい、ハイ側とは変速比が小さい側のことをいう。

　このような変速の引き返しは、一定の変速比から変速を開始する場合に比べると、油圧やプーリの慣性力があるために応答遅れが大きくなる。そのため、運転者の駆動力要求の増減に対して、変速比の変化に遅れが生じ、運転者に違和感を与えるおそれがある。

　そこで本実施形態では、変速が繰り返し行われる運転シーンにおいても変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制するために、以下に説明する制御を実行する。

　図３は、コントローラ１０が実行する、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制するための制御ルーチンを示すフローチャートである。

　本ルーチンは、変速用オイルポンプ１１２の温度が後述する第１閾値Ｔｔｈ１に到達したら、それ以降の温度上昇を抑制するために、変速範囲を制限するものである。以下、ステップにしたがって詳細に説明する。

　コントローラ５０は、ステップＳ１００においてモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖを読み込み、ステップＳ１１０においてモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが後述する第１閾値Ｔｔｈ１以下か否かを判定する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１１０の判定結果が肯定的な場合はステップＳ１２０の処理を実行し、否定的な場合はステップＳ１３０の処理を実行する。

　第１閾値Ｔｔｈ１は、変速性能を保証し得る温度の上限値に基づいて予め設定された温度である。例えば、余裕を持たせるために第１閾値よりも数℃～１０℃程度低い温度を第１閾値とする。

　ステップＳ１２０において、コントローラ５０は通常制御を続行する。ここでいう通常制御とは、後述する変速範囲の制限や変速速度の制限を行わずに、最ハイ変速比と最ロー変速比との間で変速する制御のことをいう。

　ステップＳ１３０において、コントローラ５０は、変速機構の変速量を制限する。具体的には、機構上取り得る最ハイ変速比を含む一部の変速範囲を制限範囲とし、この制限範囲への変速を禁止する。換言すると、変速比の下限値を変速機の機構上取り得る最小変速比よりも大きな値とする。制限範囲の詳細については後述する。

　ステップＳ１４０において、コントローラ５０はモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが電気系統部品の熱的な耐久性を確保できる上限温度以上か否かを判定し、判定結果が肯定的であればステップＳ１５０で変速を禁止し、否定的であればそのまま本ルーチンを終了する。

　図４は、停車状態（車速＝ゼロ）から発車して加速を続ける場合の変速履歴の例を示す図である。図４の横軸は車速、縦軸はＰＲＩ回転速度である。図中には、通常制御を実行した場合の変速履歴を破線で示してある。

　変速比は、発車時から車速がＶ１に到達するまでは最ロー変速比であり、車速がＶ１に到達したら、ＰＲＩ回転速度を一定に維持したまま車速が上昇するように、変速比がハイ側へ変化する。このとき、通常制御の場合には、最ハイ変速比まで変化するが、ステップＳ１３０で変速量を制限する場合は、図中の実線矢印で示すように、変速比がＲ１までしか変化しない。その結果、変速比がＲ１になった以降は、同一車速で比較すると、変速比を制限する場合の方が通常制御実行時よりもＰＲＩ回転速度が高くなる。つまり、エンジン回転速度が高くなる。

　図５は、車速がＶ２、変速比がＲ２の状態での走行中に、運転者がアクセルペダルから足を離した場合の変速履歴を示す図である。図５の横軸は車速、縦軸はＰＲＩ回転速度である。

　アクセルペダルから足が離されたことで、変速比はハイ側へ変化する。このとき、このとき、通常制御の場合には、最ハイ変速比まで変化するが、変速量を制限する場合は、図中の実線矢印で示すように、変速比がＲ１までしか変化しない。換言すると、変速量を制限した場合は通常制御実行時に比べてＰＲＩプーリ４１の移動量が小さくなる。そして、ＰＲＩプーリ４１の移動量が小さくなる分、電動モータ１１３の仕事量は減少する。つまり、変速量を制限することで、通常制御時に比べて電動モータ１１３の発熱量が減少する。これにより、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇が抑制される。

　図６は、車速がＶ３の状態での走行中にキックダウンを行い、変速比をＲ３まで変化させた場合の変速履歴を示す図である。図６の横軸は車速、縦軸はＰＲＩ回転速度である。

　車速がＶ３の状態では、通常制御であれば変速比は最ハイ変速比であるところ、変速量が制限されている場合にはＲ１となる。このため、図４の場合と同様に、ＰＲＩプーリ４１の移動量は、変速量を制限する場合の方が通常制御実行時に比べて小さくなる。その結果、変速量を制限することで、通常制御時に比べて電動モータ１１３の発熱量が減少する。これにより、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇が抑制される。

　図７は、変速量の制限を実行した場合の変速比の変化を示すタイミングチャートである。ここでは、一定車速で走行中のタイミングＴ１においてロー側に向けての変速を開始し、最ロー変速比となった後のタイミングＴ２でハイ側に向けての変速を開始するパターンを示している。比較のため、図中には通常制御を実行した場合について破線で示している。なお、通常制御実行時における、タイミングＴ１以前の一定車速での走行中の変速比は最ハイ変速比とする。

　タイミングＴ１において、例えばアクセルペダルの踏み込みに応じて、変速比を最ロー変速比まで変化させる制御を開始する。この場合、最ロー変速比になるまでの変速比の変化量は、図６で説明したのと同様に、変速量を制限した方が通常制御実行時より小さくなる。一方、タイミングＴ２において、例えばアクセルペダルから足が離された事に応じて、変速比をハイ側へ変化させる制御を開始する。この場合、通常制御実行時は最ハイ変速比まで変化するが、変速量を制限する場合は、変速比はＲ１までしか変化しない。したがって、変速比の変化量は、図５で説明したのと同様に、変速量を制限した方が通常制御実行時より小さくなる。

　例えば、市街地を走行する場合のように、信号停止と発進を繰り返す場合には、図７に示した変速が繰り返される。このため、変速量の制限によって電動モータ１１２の発熱量を抑制することは、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制するのに効果的である。

　図８は、変速量の制限を実行した場合の、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの履歴を示すタイミングチャートである。図中の破線は、通常制御を実行した場合の履歴を示している。

　タイミング０において走行を開始した時点では、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖは第１閾値Ｔｔｈ１より低い。したがって、コントローラ５０は通常制御を実行する。そして、走行中に変速を繰り返すことで、タイミングＴ３においてモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第１閾値Ｔｔｈ１に到達すると、コントローラ５０は変速量の制限を開始する。そして、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが電気系統部品の熱的な耐久性を確保できる上限温度に達したら、変速することを禁止する。

　上述した通り、変速量を制限することで電動モータ１１３の発熱量が抑制されるので、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇速度は通常制御実行時に比べて遅くなる。すなわち、変速量を制限することで、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制することができる。

　なお、上記説明とは逆にロー側の変速比を最ロー変速比より小さい値に制限した場合でも、電動モータ１１３の仕事量は減少するので、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制することができる。

　次に、制限範囲について説明する。

　制限範囲は、機構上取り得る最ハイ変速比から最ロー変速比までの変速量の、１０％程度の範囲とする。例えば、図７において、最ｈｉｇｈからＲ１までの範囲が、最ｈｉｇｈから最ｌｏｗまでの範囲の１０％程度になるようにする。

　上述した通り、ハイ側またはロー側のいずれを制限した場合でも、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制する効果は得られる。ただし、ハイ側の変速量を制限すると、運転者に変速量を制限することによる違和感を与えないという効果が得られる。すなわち、ロー側への変速（ダウンシフトともいう）を行うのは、加速要求がある場合や再加速に備える場合であり、このとき最ロー変速比側に制限範囲があると、運転者は所望する加速感が得られないため違和感を覚え易い。これに対し、ハイ側への変速（アップシフトともいう）が行われるのは、アクセルペダルから足が離れた場合や、車速が上昇している最中である。このような場合にハイ側への変速量を制限すれば、上述した通りエンジン回転速度が通常制御時よりも高くなるが、制限範囲が上記の通り１０％程度であれば、エンジン回転速度の上昇量は１００～２００回転程度なので、運転者は違和感を覚え難い。

　以上のように本実施形態では、コントローラ５０は、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖと第１閾値Ｔｔｈ１とを比較し、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第１閾値Ｔｔｈ１より高い場合に、無段変速機の変速量を制限する。これにより、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇を抑制することができる。換言すると、変速用オイルポンプ（電動オイルポンプ）１１２を温度上昇に伴う劣化から保護することができる。

　また本実施形態では、変速比の下限を、無段変速機の機構上取り得る最小変速比よりも大きな変速比にすることで、無段変速機の変速量を制限する。これにより、運転者に与える違和感を軽減しつつ、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇を抑制できる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態は、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第１閾値Ｔｔｈ１まで上昇したら変速量を制限する点は第１実施形態と同様であるが、第１閾値Ｔｔｈ１を超えた後の制御が相違する。以下、相違点を中心に説明する。

　図９は第２実施形態においてコントローラ５０が実行する、変速用オイルポンプ１１２の温度上昇を抑制するための制御ルーチンを示すフローチャートである。

　ステップＳ２００～Ｓ２２０は、図３のＳ１００～Ｓ１２０と同様なので、説明を省略する。

　ステップＳ２１０の判定の結果が否定的であった場合は、コントローラ５０はステップＳ２３０の処理を実行する。

　ステップＳ２３０において、コントローラ５０はモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第２閾値Ｔｔｈ２以下か否かを判定する。判定結果が肯定的な場合は、コントローラ５０はステップＳ２４０において図３のステップＳ１３０と同様にハイ側の変速範囲を制限する処理を実行する。一方、判定結果が否定的な場合は、コントローラ５０はステップＳ２５０の処理を実行する。

　ステップＳ２３０の判定で用いる第２閾値Ｔｔｈ２は、第１閾値Ｔｔｈ１より高く、かつ電気系統部品の熱的な耐久性を確保できる上限温度である第４閾値よりも低い温度である。

　ステップＳ２５０において、コントローラ５０はモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第３閾値Ｔｔｈ３以下か否かを判定する。判定結果が肯定的な場合は、コントローラ５０はステップＳ２６０の処理を実行し、否定的な場合はステップＳ２７０の処理を実行する。ステップＳ２５０の判定で用いる第３閾値Ｔｔｈ３は、第２閾値Ｔｔｈ２より高く、かつ第４閾値よりも低い温度である。

　ステップＳ２６０では、コントローラ５０はハイ側への変速量を制限することに加えて、さらにアップシフトの変速速度を通常制御実行時の変速速度に比べて低く制限する。制限後のアップシフトの変速速度は、通常制御時におけるアップシフトの変速速度に対して、例えば１０～２０％低い変速速度とする。

　なお、通常制御における変速速度は、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速速度を設定する公知の手法により設定する。

　図１０は、第１実施形態と同様のハイ側への変速量の制限と、アップシフトの変速速度の制限と、を行った場合のタイミングチャートである。図７と比べると、アップシフトの変速速度を制限したことによって、タイミングＴ２でアップシフトを開始してから変速比がＲ１になるまでの時間が長くなる。すなわち、変速速度を制限すると、電動モータ１１３の仕事量は変わらないが仕事率が低下する。このため、電動モータ１１３の発熱を抑制することができる。

　また、アップシフトの変速速度を制限するのは、運転者に違和感を与えないようにするためである。すなわち、上述した通りダウンシフトは加速要求時等に行われるため、変速速度が遅くなると運転者は所望の加速感が得られずに違和感を覚え易いが、アップシフトの変速速度が遅くなってもエンジン回転速度の低下が遅れる程度で、運転者は違和感を覚え難いからである。

　ステップＳ２７０において、コントローラ５０はモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第４閾値Ｔｔｈ４以下か否かを判定する。判定結果が肯定的な場合は、コントローラ５０はステップＳ２８０の処理を実行し、否定的な場合はステップＳ２９０の処理を実行する。

　ステップＳ２８０では、コントローラ５０はステップＳ２６０と同様のハイ側への変速量の制限及びアップシフトの変速速度の制限に加えて、さらにダウンシフトの変速速度の制限を実行する。制限後のダウンシフトの変速速度は、通常制御時におけるダウンシフトの変速速度に対して、例えば１０～２０％低い変速速度とする。

　図１１は、ハイ側への変速量の制限と、アップシフト及びダウンシフトの変速速度の制限と、を行った場合のタイミングチャートである。図１０と比べると、ダウンシフトの変速速度を制限したことによって、変速比がＲ１から最ロー変速比になるまでの時間が長くなる。すなわち、ステップＳ２８０の処理によれば、ステップＳ２６０の処理よりもさらに電動モータ１１３の発熱を抑制することができる。

　なお、ダウンシフトの変速速度を制限することで、運転者に違和感を与えるおそれがあるが、ここでは電動モータ１１３やインバータ１１４といった電気系統部品の保護を優先する。また、アップシフト及びダウンシフトの変速速度を制限することは、上述した通り「変速の引き返し」の発生頻度を高める要因であるが、本実施形態では変速量を制限しているので、「変速の引き返し」の発生頻度の上昇を緩和することができる。

　ステップＳ２９０において、コントローラ５０は変速を禁止する。これにより、電動モータ１１３は稼働しなくなるので、稼働に伴う発熱がなくなる。

　なお、第２閾値Ｔｔｈ２と第３閾値Ｔｔｈ３は、第１閾値Ｔｔｈ１から第４閾値Ｔｔｈ４までの温度範囲で適宜設定する。例えば、第１閾値Ｔｔｈ１、第２閾値Ｔｔｈ２、第３閾値Ｔｔｈ３及び第４閾値Ｔｔｈ４がそれぞれほぼ等間隔となるように設定する。

　図１２は、本実施形態の制御を実行した場合の、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの履歴を示すタイミングチャートである。図中の破線は、通常制御を実行した場合の履歴を示している。

　コントローラ５０は、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第１閾値Ｔｔｈ１まで上昇したら変速量を制限するので、図１２に示す通りモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇速度が低下する。そして、コントローラ５０はモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第２閾値Ｔｔｈ２、第３閾値Ｔｔｈ３と上昇するのにしたがって、アップシフトの変速速度の制限、さらにはダウンシフトの変速速度の制限を実行する。これにより、変速量の制限だけを行う場合に比べて、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇をより確実に抑制することができる。

　以上のように本実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られる。そして、本実施形態ではモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第１閾値より高い第２閾値よりも高い場合に、変速量の制限に加えて、さらに変速速度も制限するので、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇をより確実に抑制することができる。

　また、本実施形態では、変速速度の制限は、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第２閾値より高い第３閾値以下の場合には変速比を小さくする際の変速速度のみを制限し、モータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖが第３閾値より高い場合には変速比を小さくする際と大きくする際の両方の変速速度を制限する。変速比を小さくする変速、つまりアップシフトの場合、変速速度を制限しても運転者は違和感を覚え難い。これに対し、変速比を大きくする変速、つまりダウンシフトの場合は、変速速度が制限されると、運転者は加速力不足等の違和感を覚え易い。一方、アップシフト及びダウンシフトの両方の変速速度を制限した方が、いずれか一方だけを制限する場合よりもモータ・インバータ温度Ｔｍｏｔ_ｉｎｖの上昇を抑制する効果が大きい。したがって、本実施形態によれば、運転者に与える違和感を抑制しつつ、変速用オイルポンプ１１２を温度上昇に伴う劣化から保護することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims

　プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に配置される電動オイルポンプにより前記プライマリプーリ油室の油の出入りを制御する無段変速機の制御方法において、
　前記電動オイルポンプの温度と第１閾値とを比較し、
　前記電動オイルポンプの温度が第１閾値より高い場合に、前記無段変速機の変速量を制限する、無段変速機の制御方法。
　請求項１に記載の無段変速機の制御方法において、
　変速比の下限を、前記無段変速機の機構上取り得る最小変速比よりも大きな変速比にすることで、前記無段変速機の変速量を制限する、無段変速機の制御方法。
　請求項１または２に記載の無段変速機の制御方法において、
　前記電動オイルポンプの温度が前記第１閾値より高い第２閾値よりも高い場合に、前記変速量の制限に加えて、さらに変速速度も制限する、無段変速機の制御方法。
　請求項３に記載の無段変速機の制御方法において、
　前記変速速度の制限は、前記電動オイルポンプの温度が前記第２閾値より高い第３閾値以下の場合には変速比を小さくする際の変速速度のみを制限し、前記電動オイルポンプの温度が前記第３閾値より高い場合には変速比を小さくする際と大きくする際の両方の変速速度を制限する、無段変速機の制御方法。
　プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に配置される電動オイルポンプと、
　前記プライマリプーリ油室の油の出入りを制御するよう前記電動オイルポンプを駆動させる制御部と、
を備える無段変速機システムにおいて、
　前記電動オイルポンプの温度を取得する温度取得部をさらに備え、
　前記制御部は、前記電動オイルポンプの温度が第１閾値より高い場合に、前記無段変速機の変速量を制限する、無段変速機システム。