(57)【要約】【課題】自動変速機のライン圧制御に用いる推定トルクの算出からライン圧の制御ならびにプーリの動作までの時間を短縮化し、特に油圧系の応答遅れをカバーし得るようにする。【解決手段】本発明による無段変速機の変速制御装置においては、ライン圧制御に用いる推定トルクを求めるに際し、車両の運転状況に応じたエンジン回転および変速機での目標変速比から得られる目標トルク信号および、エンジンの実トルクを検出することにより得られる実トルク信号を入力し、これらの信号を合成することにより得られる信号に基づいて推定トルクを求めることとしている。【選択図】　　　　図３
2004125066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡し、エンジンからの入力トルク信号により得られる推定トルクに対応した要求ライン圧を求め、該ライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧の差圧により前記両プーリのＶ溝幅を変更して前記目標変速比を実現するようにしたＶベルト式無段変速機において、
前記推定トルクを求めるに際し、スロットル開度とエンジン特性によりエンジントルク推定を行うことにより得られる第１トルク信号と、エンジンの実トルクを検出することにより得られる第２トルク信号とを合成して推定トルク信号とする推定トルク設定手段を具え、
前記推定トルク設定手段により得られた推定トルク信号に基づいて前記ライン圧制御を行うことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記推定トルク設定手段が、前記エンジンからの入力トルク信号の立ち上がり時には、前記第１トルク信号を前記推定トルク信号とすることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
前記推定トルク設定手段が、前記第１トルク信号および前記第２トルク信号の双方を入力し、
前記第１トルク信号の値と前記第２トルク信号の値のいずれか大きい方の値と、前記第１トルク信号を微分処理および平滑化処理した信号に前記第２トルク信号を加算した値のいずれか小さい方を前記推定トルク信号とすることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖベルト式無段変速機の変速制御装置に関するものであり、特に変速動作時においてプライマリプーリおよびセカンダリプーリを動作させるための油圧回路のライン圧の制御に用いるエンジントルクの推定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖベルト式無段変速機はプライマリプーリおよびセカンダリプーリの二つのプーリの溝幅を調整して変速比を可変制御するものであるが、このとき、これらプーリ間に掛け渡したＶベルトの滑りを防ぐためにこれらプーリに油圧を供給し、それによる押圧力でベルトを挟持している。そのための油圧、すなわちライン圧は、エンジンからの入力負荷（トルク）に応じて制御し、それによってベルトの滑りを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このライン圧制御を行う方法として、例えば、当該ライン圧をデューティ弁で制御するに当たり、プーリの高速回転によって発生する遠心圧がベルトを挟持してエンジンからの最大入力負荷を伝達する領域を検出し、その領域を検出したら、デューティ比の下限値をリニア応答の下限値から数値上の最小値に切り換えることにより、ライン圧制御の応答性と変速比制御範囲の確保を図っているものがある（特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３７２３７号公報
【０００５】
さて、エンジンからの入力トルク（入力負荷）に応じて適切にライン圧を制御するためには、現在のエンジントルクを推定し、その値である推定トルクを求める必要がある。この推定トルクを求めるための方法として、一つには、車両の運転状況に応じたエンジン回転および変速機での目標変速比から得られる目標トルク信号を入力し、その値に基づいて推定トルクを求めるものがあり、もう一つの方法としては、実際のエンジントルクを測定することにより得られる実トルク信号を入力し、その値に基づいて推定トルクを求めるものがある。
【０００６】
これらの方法の内、これまでは推定トルクを求めるために実トルク信号を用いることが一般に行われてきている。実トルク信号は実際のエンジントルクに対応した正確な値が得られる反面、目標トルク信号と比較して入力が遅れるという問題がある。そのため、実トルク信号の入力からライン圧の制御ならびにプーリの動作までの時間、特に油圧系の応答遅れを十分にカバーできないという問題があった。
【０００７】
本発明は、推定トルクを求めるに際し、早期に入力が得られる目標トルク信号と、正確な値が得られる実トルク信号とを合成することにより得られる信号に基づいて推定トルクを求めることにより、上記の問題点を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの目的のため、本発明による無段変速機の変速制御装置においては、請求項１に記載の如く、
入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡し、エンジンからの入力トルク信号により得られる推定トルクに対応した要求ライン圧を求め、該ライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧の差圧により前記両プーリのＶ溝幅を変更して前記目標変速比を実現するようにしたＶベルト式無段変速機において、
前記推定トルクを求めるに際し、スロットル開度とエンジン特性によりエンジントルク推定を行うことにより得られる第１トルク信号と、エンジンの実トルクを検出することにより得られる第２トルク信号とを合成して推定トルク信号とする推定トルク設定手段を具え、
前記推定トルク設定手段により得られた推定トルク信号に基づいて前記ライン圧制御を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明による無段変速機の変速制御装置においては、ライン圧制御に用いる推定トルクを求めるに際し、エンジン側から入力される目標トルク信号として、ロットル開度とエンジン特性によりエンジントルク推定を行うことにより得られる第１トルク信号と、エンジンの実トルクを検出することにより得られる第２トルク信号とを合成し、この合成した信号を推定トルク信号とすることとしている。
【００１０】
スロットル開度とエンジン特性によりエンジントルク推定を行うことにより得られる第１トルク信号は、エンジンの実トルクを検出することにより得られる第２トルク信号と比較して高い精度が得られないという問題を有しているが、第２トルク信号よりも早期に入力することができるため、より早く推定トルクを求めることができ、また、これら第１および第２トルク信号を合成して得た目標トルク信号から推定トルクを求めることにより、変速制御油圧回路の応答遅れを十分にカバーし得て、エンジントルクに応じたライン圧制御を迅速に行うことが可能となる。
【００１１】
また本発明による無段変速機の変速制御装置においては、請求項２に記載の如く、前記推定トルク設定手段が、前記エンジンからの入力トルク信号の立ち上がり時には、前記第１トルク信号を前記推定トルク信号とすることとしても良い。このようにすることにより、応答性の早さが要求される立ち上がり時には入力の早い第１トルク信号を用い、その後第１トルク信号と第２トルク信号とを合成して推定トルク信号として推定トルクを求めることができ、車両の運転状況等に応じた適切なライン圧制御を行うことが可能となる。
【００１２】
さらに本発明による無段変速機の変速制御装置においては、請求項３に記載の如く、前記推定トルク設定手段が、前記第１トルク信号および前記第２トルク信号の双方を入力し、前記第１トルク信号の値と前記第２トルク信号の値のいずれか大きい方の値と、前記第１トルク信号を微分処理および平滑化処理した信号に前記第２トルク信号を加算した値のいずれか小さい方を前記推定トルク信号とすることとしても良い。このような処理を行って信号の値の上限値を設定することにより、合成した信号にオーバーシュート等が発生することを防ぎ、安定した推定トルク信号が得られるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１４】
図１はＶベルト式無段変速機１の構成を概略示すものであり、このＶベルト式無段変速機１はプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３を、両者のＶ溝が整列するように配置し、これらプーリ２，３のＶ溝にＶベルト４を掛け渡す。エンジン５をプライマリプーリ２と同軸に配置し、このエンジン５とプライマリプーリ２との間に、エンジン５の側から順次ロックアップトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。
【００１５】
前後進切り替え機構７は、ダブルピニオン遊星歯車組７ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤをトルクコンバータ６を介してエンジン５に結合し、キャリアをプライマリプーリ２に結合する。前後進切り替え機構７は更に、ダブルピニオン遊星歯車組７ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ７ｂ、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ７ｃを具え、前進クラッチ７ｂの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ２に伝達し、後進ブレーキ７ｃの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転を逆転減速下にプライマリプーリ２へ伝達するものとする。
【００１６】
プライマリプーリ２への回転はＶベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転はその後、出力軸８、歯車組９およびディファレンシャルギヤ装置１０を経て図示しない車輪へ伝達される。上記の動力伝達中にプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間における回転伝動比（変速比）を変更可能にするために、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジ２ａ，３ａとし、他方のフランジ２ｂ，３ｂを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。これら可動フランジ２ｂ，３ｂはそれぞれ、詳しくは後述するごとくに制御するライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃをプライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃに供給することにより固定フランジ２ａ，３ａに向けて附勢し、これによりＶベルト４をプーリフランジに摩擦係合させてプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間での前記動力伝達を可能にする。なお本実施の形態においては特に、プライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃの受圧面積を同じにし、プーリ２，３の一方が大径になることのないようにし、これによりＶベルト式無段変速機の小型化を図る。
【００１７】
なお変速に際しては、後述のごとく目標変速比に対応させて発生させたプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃ間の差圧により両プーリ２，３のＶ溝幅を変更して、これらプーリ２，３に対するＶベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現することができる。
【００１８】
プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃの出力は、前進走行レンジの選択時に締結すべき前進クラッチ７ｂおよび後進走行レンジの選択時に締結すべき後進ブレーキ７ｃの締結油圧の出力と共に変速制御油圧回路１１により制御し、この変速制御油圧回路１１は変速機コントローラ１２からの信号に応答して当該制御を行うものとする。このため変速機コントローラ１２には、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ１３からの信号と、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ１４からの信号と、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを検出するセカンダリプーリ圧センサ１５からの信号と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１６からの信号と、インヒビタスイッチ１７からの選択レンジ信号と、変速作動油温ＴＭＰを検出する油温センサ１８からの信号と、エンジン５の制御を司るエンジンコントローラ１９からの変速機入力トルクに関した信号（エンジン回転数や燃料噴時間）とを入力する。
【００１９】
変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２は図２に示すごときもので、先ず変速制御油圧回路１１について以下に説明する。この回路は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を具え、これから油路２２への作動油を媒体として、これをプレッシャレギュレータ弁２３により所定のライン圧ＰＬに調圧する。油路２２のライン圧ＰＬは、一方で減圧弁２４により調圧されセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとしてセカンダリプーリ室３ｃに供給され、他方で変速制御弁２５により調圧されプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉとしてプライマリプーリ室２ｃに供給される。なお、プレッシャレギュレータ弁２３は、ソレノイド２３ａへの駆動デューティーによりライン圧ＰＬを制御し、減圧弁２４は、ソレノイド２４ａへの駆動デューティーによりセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを制御するものとする。
【００２０】
変速制御弁２５は、中立位置２５ａと、増圧位置２５ｂと、減圧位置２５ｃとを有し、これら弁位置を切り換えるために変速制御弁２５を変速リンク２６の中程に連結し、該変速リンク２６の一端に、変速アクチュエータとしてのステップモータ２７を、また他端にセカンダリプーリの可動フランジ２ｂを連結する。ステップモータ２７は、基準位置から目標変速比に対応したステップ数Ｓｔｅｐだけ進んだ操作位置にされ、かかるステップモータ２７の操作により変速リンク２６が可動フランジ２ｂとの連結部を支点にして揺動することにより、変速制御弁２５を中立位置２５ａから増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃとする。これにより、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがライン圧ＰＬを元圧として増圧されたり、またはドレンにより減圧され、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとの差圧が変化することでＨｉ側変速比へのアップシフトまたはＬｏ側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比に向けての変速動作が行われる。
【００２１】
当該変速の進行は、プライマリプーリの可動フランジ２ｃを介して変速リンク２６の対応端にフィードバックされ、変速リンク２６がステップモータ２７との連結部を支点にして、変速制御弁２５を増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃから中立位置２５ａに戻す方向へ揺動する。これにより、目標変速比が達成される時に変速制御弁２５が中立位置２５ａに戻され、目標変速比を保つことができる。
【００２２】
プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、減圧弁２４のソレノイド駆動デューティー、およびステップモータ２７への変速指令（ステップ数Ｓｔｅｐ）は、図１に示す前進クラッチ７ｂおよび後進ブレーキ７ｃへ締結油圧を供給するか否かの制御と共に変速機コントローラ１２により決定し、このコントローラ１２を図２に示すように圧力制御部１２ａおよび変速制御部１２ｂで構成する。圧力制御部１２ａは、プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、および減圧弁２４のソレノイド駆動デューティーを決定し、変速制御部１２ｂは以下のようにしてステップモータ２７の駆動ステップ数Ａｓｔｅｐを決定する。
【００２３】
つまり変速制御部１２ｂは先ず、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから求め得る車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを用いて予定の変速マップを基に目標入力回転数を求め、これをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより、運転状態（車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰ）に応じた目標変速比を求める。次いで、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより実変速比（到達変速比）を演算し、上記目標変速比に対する実変速比の偏差に応じて外乱補償しながら実変速比を目標変速速度で目標変速比に漸近させるための変速比指令を求める。そして、この変速比指令を実現するためのステップモータ２７のステップ数（ステップモータ２７の動作位置）Ａｓｔｅｐを求め、これをステップモータ２７に指令することで前記の変速動作により目標変速比を達成することができる。
【００２４】
本発明による無段変速機の変速制御装置においては、前述したように変速制御油圧回路１１のライン圧ＰＬを制御するための推定トルクを算出するに際し、車両の運転状況に応じたエンジン回転および変速機での目標変速比から得られる目標トルク信号（第１トルク信号）を入力し、この信号に基づいて推定トルクを求めることとしている。図３は推定トルク算出の処理手順を示すフローチャートである。以下、この手順について説明する。
【００２５】
まずステップＳ１０１で目標トルク信号を読み込み、続くステップＳ１０２では目標トルク信号の変化量を計算する。その後ステップＳ１０３で目標トルク信号をローパスフィルタで微分処理および平滑化処理を行う。
【００２６】
ステップＳ１０４では先のステップＳ１０３でフィルタ処理を行った目標トルク信号の変化量が正であるか否かの判定を行う。ここで、変化量が正であればステップＳ１０５へ進み、変化量が０または負であればステップＳ１０６で変化量を０とした後にステップＳ１０５へ進む。
【００２７】
ステップＳ１０５ではトルクの上限値を計算する。具体的には、目標トルク信号とは別個に読み込んだ実トルク信号（第２トルク信号）と目標トルク信号とを比較し、いずれか大きい方をトルク上限値とする。
【００２８】
そしてステップＳ１０６では推定トルクを算出する。ここでは、先のステップＳ１０５で求めたトルク上限値と、実トルク信号の値に前に求めた目標トルク信号の変化量との加算値とを比較し、いずれか小さい方を推定トルクとする。
【００２９】
ステップＳ１０５およびステップＳ１０６のような処理を行うのは、推定トルクの時間変化の値にオーバーシュートが生じたり、増分が不足気味になったりすることを防ぎ、安定した推定トルク値を得るためである。
【００３０】
図４は、前述した図３に示す処理手順のステップＳ１０５およびＳ１０６において推定トルク算出を行う際の制御ブロック図である。この制御ブロックでは、まず目標トルク信号と実トルク信号の双方を入力し、目標トルク信号を二つの系統に分岐させ、一方をローパスフィルタ３１を通して微分処理および平滑化処理を行う。次いでフィルタ処理後の信号をフィルタ３２を通して正の値を取る成分のみを通過させる。以上の処理を行った信号は、実トルク信号と加算される。
【００３１】
実トルク信号もまた二つの系統に分岐させ、一方を前述したようにフィルタ処理を行った目標トルク信号と加算する。もう一方は目標トルク信号と共にセレクトハイ選択部３３に入力され、両者の内いずれか大きい（高い）値を出力する。
【００３２】
セレクトハイ選択部３３からの出力は、フィルタ処理を行った目標トルク信号と実トルク信号の加算値と共にセレクトロー選択部３４に入力され、両者の内いずれか小さい（低い）値が推定トルクとして出力される。
【００３３】
図５は、微分処理および平滑化処理を行った後の目標トルク、実トルクおよび前記の処理手順により求めた推定トルクそれぞれの時間変化を示すタイムチャートである。
【００３４】
図示のように、目標トルク信号は時刻ｔ１で立ち上がり、その後時刻ｔ３で元の値に戻るように変化し、一方、実トルク信号はｔ１よりも後の時刻ｔ２で立ち上がり、時刻ｔ４で元の値に戻る。推定トルク値は、前述したように微分処理および平滑化処理を行った目標トルク信号と実トルク信号とを加算した信号と、元の信号（目標トルク信号および実トルク信号）の高い方とを比較して上限を規定していることから、オーバーシュート等のない時間変化をする。また推定トルク値は時刻ｔ１で立ち上がることから、実トルクを入力する場合よりも早期にライン圧の制御を行うことが可能となる。
【００３５】
以上説明したように、本発明による無段変速機の変速制御装置においては、ライン圧制御に用いる推定トルクを求めるに際し、車両の運転状況に応じたエンジン回転および変速機での目標変速比から得られる目標トルク信号（第１トルク信号）と、実トルク信号（第２トルク信号）とを入力し、これらの信号を合成した信号に基づいて推定トルクを求めることとしていることから、より早く推定トルクを求めることができ、変速制御油圧回路の応答遅れを十分にカバーし得て、エンジントルクに応じたライン圧制御を迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速制御装置を具えたＶベルト式無段変速機を、その変速制御システムと共に示す略線図である。
【図２】図１の変速制御システムの詳細を示すブロック線図である。
【図３】推定トルク算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図３の処理手順により推定トルク算出を行う制御ブロック図である。
【図５】目標トルク、実トルクおよびこれらから算出した推定トルクそれぞれの時間変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１　Ｖベルト式無段変速機
２　プライマリプーリ
３　セカンダリプーリ
４　Ｖベルト
５　エンジン
６　ロックアップトルクコンバータ
７　前後進切り替え機構
８　出力軸
９　歯車組
１０　ディファレンシャルギヤ装置
１１　変速制御油圧回路
１２　変速機コントローラ
１３　プライマリプーリ回転センサ
１４　セカンダリプーリ回転センサ
１５　セカンダリプーリ圧センサ
１６　アクセル開度センサ
１７　インヒビタスイッチ
１８　油温センサ
１９　エンジンコントローラ
２１　オイルポンプ
２３　プレッシャレギュレータ弁
２４　減圧弁
２５　変速制御弁
２６　変速リンク
２７　ステップモータ（変速アクチュエータ）
３１　ローパスフィルタ
３２　フィルタ
３３　セレクトハイ選択部
３４　セレクトロー選択部
【図１】
2004125066.tif 000003
【図２】
2004125066.tif 000004
【図３】
2004125066.tif 000005
【図４】
2004125066.tif 000006
【図５】
2004125066.tif 000007