(57)【要約】【課題】  発進加速性能を向上する無段変速機を提供することを目的とする。【解決手段】  目標変速比となるようにプライマリプーリ及びセカンダリプーリを制御するＶベルト式無段変速機において、変速比と前記プライマリプーリ（１０）の回転速度との関係からＶベルト（１２）の温度を推定し（２０）、目標変速比が前記Ｖベルトの温度を第１限界温度を超える温度にする変速比かどうかを判定し（２０）、検出したプライマリプーリの回転速度を前記Ｖベルトの第１限界温度となる第１所定回転速度と比較し（Ｓ２）、前記検出した回転速度が前記所定回転速度を越えている時間を計測し（Ｓ３）、前記計測時間が第１所定時間を超過した場合には（Ｓ４）、目標変速比をハイ側の所定の変速比に切り換える（Ｓ５）。【選択図】    図３
2005106186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖベルトが掛け渡されたプライマリプーリ及びセカンダリプーリを備え、
運転条件に基づく目標変速比となるように油圧を用いてプライマリプーリ及びセカンダリプーリを制御する無段変速機において、
変速比と前記プライマリプーリの回転速度との関係からＶベルトの温度を推定する温度推定手段と、
前記目標変速比が前記Ｖベルトの温度を第１限界温度を超える温度になる変速比かどうかを判定する変速比判定手段と、
前記プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度検出手段と、
前記目標変速比が前記Ｖベルトの温度を第１限界温度を超える温度となる変速比である場合に、前記検出した回転速度を前記Ｖベルトの第１限界温度となる第１所定回転速度と比較する回転速度比較手段と、
前記検出した回転速度が前記第１所定回転速度を超える場合に、前記所定回転速度を越えている時間を計測する第１時間計測手段と、
前記第１時間計測手段の計測時間が第１所定時間以下の場合にはその目標変速比に維持する一方、計測時間が第１所定時間を超過した場合には目標変速比を前記プライマリプーリの回転速度域で前記Ｖベルトの温度が前記第１限界温度に達しないハイ側の所定の変速比に切り換える変速制御手段と、
を備えたことを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】
前記第１限界温度は、前記Ｖベルトが焼きなましを生じる第２限界温度より低い温度であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項３】
前記第１所定時間は、前記Ｖベルトが前記第１限界温度に達してから前記第２限界温度に達するまでの時間であることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項４】
前記ハイ側の変速比に切り換わった後の経過時間を計測する第２時間計測手段を備え、
前記変速制御手段は、前記ハイ側の変速比に切り換わった後の経過時間が第２所定時間を超過した場合には、前記切り換え前の目標変速比への切り換えを許可することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項５】
前記第２所定時間は、前記Ｖベルトの温度が前記第１限界温度以下となるまでの時間であることを特徴とする請求項４に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項６】
前記変速制御手段は、前記プライマリプーリの回転速度が第２所定回転速度以下で、かつ前記プライマリプーリの入力トルクが所定トルク以下の時に、前記ハイ側の変速比への切り換わりを許可することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項７】
前記Ｖベルトの温度が第１限界温度を超える温度となる変速比は、無段変速機の発進時の目標変速比に相当する変速比であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機、特にＶベルト式無段変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｖベルト式無段変速機の変速制御として駆動側プーリと従動側プーリ間の所定位置に非接触型の温度センサを設置し、Ｖベルトからの放射熱を検出して、Ｖベルトの温度が所定温度を越える状態が所定時間継続した場合に、Ｖベルトの発熱を抑制するため変速比を低速比側に制限する制御が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２７０８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術では、温度センサを用いてＶベルトの温度を検出するためコストアップとなり、かつ、Ｖベルトの温度をＶベルトの放熱量から間接的に検出するため、Ｖベルトの温度上昇に対して温度検出に遅れが生じ、またセンサが放熱量を検知するまでにＶベルトの熱が放熱するため実際のＶベルトの温度よりも検出温度が低く検出され、変速比の制御精度が低いという課題がある。
【０００４】
本発明は、Ｖベルトの温度特性を精度よく制御しつつ、低速での変速比の使用範囲を広げ、車両の発進加速性能を向上することのできる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の発明は、Ｖベルトが掛け渡されたプライマリプーリ及びセカンダリプーリを備え、運転条件に基づく目標変速比となるように油圧を用いてプライマリプーリ及びセカンダリプーリを制御する無段変速機の制御装置において、
変速比と前記プライマリプーリの回転速度との関係からＶベルトの温度を推定する温度推定手段と、前記目標変速比が前記Ｖベルトの温度を第１限界温度を超える温度になる変速比かどうかを判定する変速比判定手段と、前記プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度検出手段と、前記目標変速比が前記Ｖベルトの温度を第１限界温度を超える温度となる変速比である場合に、前記検出した回転速度を前記Ｖベルトの第１限界温度となる第１所定回転速度と比較する回転速度比較手段と、前記検出した回転速度が前記第１所定回転速度を超える場合に、前記所定回転速度を越えている時間を計測する第１時間計測手段と、前記第１時間計測手段の計測時間が第１所定時間以下の場合にはその目標変速比に維持する一方、計測時間が第１所定時間を超過した場合には目標変速比を前記プライマリプーリの回転速度域で前記Ｖベルトの温度が前記第１限界温度に達しないハイ側の所定の変速比に切り換える変速制御手段とを備える。
【０００６】
第２の発明では、第１の発明において、前記第１限界温度は、前記Ｖベルトが焼きなましを生じる第２限界温度より低い温度であることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明では、第２の発明において、前記第１所定時間は、前記Ｖベルトが前記第１限界温度に達してから前記第２限界温度に達するまでの時間であることを特徴とする。
【０００８】
第４の発明では、第１の発明において、前記ハイ側の変速比に切り換わった後の経過時間を計測する第２時間計測手段を備え、前記変速制御手段は、前記ハイ側の変速比に切り換わった後の経過時間が第２所定時間を超過した場合には、前記切り換え前の目標変速比への切り換えを許可することを特徴とする。
【０００９】
第５の発明では、第４の発明において、前記第２所定時間は、前記Ｖベルトの温度が前記第１限界温度未満となるまでの時間であることを特徴とする。
【００１０】
第６の発明では、第１の発明において、前記変速制御手段は、前記プライマリプーリの回転速度が第２所定回転速度以下で、かつ前記プライマリプーリの入力トルクが所定トルク以下の時に、前記ハイ側の変速比への切り換わりを許可することを特徴とする。
【００１１】
第７の発明では、第１の発明において、前記Ｖベルトの温度が第１限界温度を超える温度となる変速比は、無段変速機の発進時の目標変速比に相当する変速比であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、運転状態に応じて設定された目標変速比が、Ｖベルトの温度を限界温度以上にする変速比である場合に、Ｖベルトの回転速度が所定回転速度を超えている時間を計測して、計測した時間が第１所定時間以下であれば、低速側のＶベルトの温度が限界温度を越えうるその目標変速比を維持して、車両の加速性能を向上することができる。また、限界温度を超えている時間を計測し、第１所定時間を超える場合には変速比をハイ側の所定の変速比に切り換えて、Ｖベルトの温度を限界温度未満に低下させるため、Ｖベルトに焼きなましが生じることを防止でき、Ｖベルトの耐久性を損なうことがない。また、プライマリプーリの回転速度と比較される所定回転速度は、設定された目標変速比でＶベルトの温度が第１限界温度となる回転速度に相当し、Ｖベルトの温度を直接的に検出する必要がなく温度センサを省略することができるとともに、また予め変速比および回転速度とＶベルトの温度の関係を記憶しておくため、精度よくＶベルトの温度を推定することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、第１限界温度をＶベルトに焼きなましが生じる第２限界温度より低い温度に設定するため、Ｖベルトに焼きなましが生じることを確実に防止できる。
【００１４】
第３の発明によれば、第１所定時間は、Ｖベルトの温度が耐熱限界温度に達してから焼きなまし温度に達するまでの時間に相当するため、Ｖベルトの温度が焼きなまし温度に達することがないように時間制御し、確実にＶベルトに焼きなましが生じることを防止することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、Ｖベルトの温度が第１所定温度に達しないハイ側の変速比での経過時間を計測し、この経過時間が第２所定時間を超過したときに、切り換え前の目標変速比への切り換えを許可するようにしたので、Ｖベルトの温度が第１限界温度未満の状態を第２所定時間維持することで、Ｖベルトの温度が十分に低下してから目標変速比への切り換えを許可するため、Ｖベルトへの熱影響を抑制することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、第２所定時間は、Ｖベルトの温度が前記第１限界温度未満となるまでの時間としたので、確実にＶベルトの温度を低下させることができる。
【００１７】
第６の発明によれば、変速制御手段は、プライマリプーリの回転速度が第２所定回転速度以下で、かつプライマリプーリの入力トルクが所定トルク以下の時に、ハイ側の変速比への切り換わりを許可するため、確実にＶベルトの温度を低下する運転状態を判定できる。
【００１８】
第７の発明によれば、前記Ｖベルトの温度が第１限界温度を超える温度となる変速比は、無段変速機の発進時の変速比に相当する変速比としたので、車両の発進性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明を適用したＶベルト式無段変速機の概略図である。
【００２０】
図１において、無段変速機５はロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２、前後進切換機構４を介してエンジン１に連結され、一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４及びアイドラシャフト１５を介してディファレンシャル６に連結される。
【００２１】
無段変速機５の変速比やＶベルト１２の接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応動する油圧コントロールユニット１００によって制御され、ＣＶＴコントロールユニット２０は、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット２１から入力トルク情報や後述するセンサ等からの出力に基づいて変速比や接触摩擦力を決定し、制御する。
【００２２】
無段変速機５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（プライマリ圧によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成される。
【００２３】
セカンダリプーリ１１は出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、この固定円錐板１１ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（セカンダリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００２４】
ここで、プライマリプーリシリンダ室１０ｃとセカンダリプーリシリンダ室１１ｃは、等しい受圧面積に設定される。
【００２５】
エンジン１から入力された駆動トルクは、トルクコンバータ２、前後進切換機構４を介して無段変速機５へ入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達され、プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａ及びセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２との接触半径を変更することにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変更することができる。
【００２６】
無段変速機５の変速比及びＶベルト１２の接触摩擦力は油圧コントロールユニット１００によって制御される。
【００２７】
図２は、Ｖベルト式自動変速機の変速線の一例を示し、ここでは、６段変速式のマニュアルモードを示す。この変速機での変速比は２．３から０．４の範囲内で設定可能であるが、耐熱限界温度線で示す線より上の領域はＶベルト１２の耐熱特性から低速側の変速比の使用範囲が制限される。ここで、図２に示す耐熱限界温度線はＶベルト１２の焼きなましが生じる温度より低い温度で設定される。つまり、通常の制御では、この耐熱限界線を越えないように制御されるため、例えば１速の変速比は実線（第１のＭ１線）で示されるハイ側の変速比（破線で示された第２のＭ１線）となるように制御される。したがって、自動変速機の有する変速比のレンジにおいて、１速での加速性、とくに発進加速性能をよくするために変速比を最ロー側に設定することが要望されるが、Ｖベルト１２の耐熱性から制限され、所望の発進加速性能を達成することができない。
【００２８】
本発明では、このような課題に対して、Ｖベルト１２の温度が限界温度を越えても、Ｖベルト１２の焼きなまし温度以下であればＶベルト１２に影響を及ぼさないことに注目して、車両の発進加速性を改善するものである。また、Ｖベルト１２の温度が限界温度を超えているかどうかの判定をＶベルト１２の温度を実測することなく、予め求めたプライマリプーリ１０の入力回転数と変速比とのマップ（図２）を用いてＶベルト１２の温度を判定するようにした。このため、Ｖベルト１２を検出するための温度センサを廃止することができ、またＶベルト１２の温度判定を精度よく行うことができる。
【００２９】
図３は、本発明の制御内容を説明するためのフローチャート図である。この制御は、ＣＶＴコントロールユニット２０で実施される。この制御において、変速比はＶベルト１２の温度が焼きなまし温度（第２限界温度）を越えうる、１速（発進時の変速比）に相当する目標変速比（図中、第１のＭ１線となる変速比）である。
【００３０】
まずステップ１で温度センサ２５を用いてエンジン水温を検出し、エンジン水温が所定温度範囲（例えば、１１０℃前後）にあるかどうかを判定する。エンジン水温が所定範囲内になければロー側の使用は最初から禁止し、温度範囲内にあれば変速比ロー側の使用を許可し、ステップ２に進む。
【００３１】
ステップ２では回転センサ２６を用いてプライマリプーリ１０の回転数を検出し、検出した回転数が第１所定回転数（例えば４０００ｒｐｍ）以下かどうかを判定する。第１所定回転数以下であれば制御を終了し、第１所定回転数を超えていればステップ３に進む。ここで、予め実験等によりプライマリプーリ１０の回転数と変速比とＶベルト１２の温度との関係を測定し、Ｖベルト１２が焼きなまし温度より低い第１限界温度に達する回転数を求め、第１所定回転数として記憶しておく。
【００３２】
ステップ３では、変速比とプライマリプーリ１０の回転数とから推定したＶベルト１２の温度が第１限界温度を超えている時間を計測するため、第１カウンタのカウントを開始する。続くステップ４で、カウント数が、第１所定カウント数（＝第１所定時間、例えば１０秒）に達したかどうかを判定する。ここで、第１所定カウント数は、目標変速比（１速＝第１のＭ１線となる変速比）でＶベルト１２の温度が第１限界温度から焼きなまし温度（第２限界温度）に達するまでに必要な時間に相当するカウント数である。カウント数が第１所定カウント数を超えたならば、Ｖベルト１２の温度を低下させるためステップ５に進み、第１所定カウント数以下であれば、変速比を維持するためステップ１に戻る。
【００３３】
ステップ５では、Ｖベルト１２の温度が焼きなまし温度に達する恐れがあるため、Ｖベルト１２の温度を低下させる制御を行う。具体的にはプライマリプーリ回転数域でＶベルト１２の温度が第１限界温度に達しない変速比（図中、第２のＭ１線となる変速比）、つまりハイ側の所定変速比に切り換える。そして続くステップ６で、プライマリプーリ１０の回転数が前記第１所定回転数以下かどうかを判定し、以下であればステップ７に進み、第１所定回転数を越えていればステップ６の回転数判定を繰り返す。
【００３４】
ステップ７では、無段変速機に入力されるトルクを算出し、入力トルクが所定トルク（例えば１６０Ｎｍ）以下かどうかを判定する。入力トルクが所定トルクを超えている場合にはステップ６に戻り、所定トルク以下の場合には、ステップ８に進み、Ｖベルト１２の温度が低下する状態にあると判定して、Ｖベルト１２の冷却時間を計測するため、第２カウンタのカウントを開始する。
【００３５】
続くステップ９では、第２カウンタのカウント数が第２所定カウント数（＝第２所定時間、例えば１０秒）に達したかどうかを判定する。第２所定カウント数を超えていればステップ１０に進み、越えていなければステップ６に戻る。ここで第２所定カウント数は、Ｖベルト１２の温度が第１限界温度より低くなる時間に相当するカウント数である。
【００３６】
ステップ１０では、Ｖベルト１２の温度が第１限界温度より低いため、変速比を目標変速比（１速＝第１のＭ１線となる変速比）への切り換えを許可する。そして続くステップ１１で、第１、第２カウンタのカウント数をリセットし、制御を終える。
【００３７】
なお、この実施形態では、６段変速式のマニュアルモードを用いて説明したが、通常の無段変速機の場合には、変速比毎にＶベルト１２の温度が第１限界温度に達するかどうかを図２に示すマップを用いて判定するステップを追加して制御するようにすればよい。
【００３８】
したがって、本発明においては、無段変速機のＶベルト１２の第１限界温度を越えても、第１限界温度より高い焼きなまし温度（第２限界温度）に達するまでの第１所定時間は、無段変速機の目標変速比を維持する。第１所定時間に達したら、変速比をハイ側の所定の変速比に切り換えて、Ｖベルト１２の温度を低下させるように制御する。Ｖベルト１２の温度を低下する制御の実施時間を計測し、実施時間が第２所定時間に達したなら、Ｖベルト１２の温度が第１限界温度以下まで十分に低下したと判断し、再び、前記第１限界温度を超える目標変速比に切り換えることを許容する。
【００３９】
このような制御を行うことにより、第１所定時間の間、Ｖベルト１２の第１限界温度に制限されずに目標変速比を設定できるため、Ｖベルト１２の第１限界温度により制限されていた無段変速機の変速比の範囲をより広く用いることが可能となり、車両の加速性能、特に発進加速性能を向上することができる。また、Ｖベルト１２の温度が第１限界温度を越える時間を制限するとともに、その温度がＶベルト１２の焼きなまし温度（第２限界温度）を超えないように制御するため、Ｖベルト１２に焼きなましが生じる可能性をなくすことができ、焼きなましがＶベルト１２の耐久性に影響することがない。
【００４０】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明を適用した無段変速機は、変速比の使用範囲を拡大することが可能であり、特に加速性能を向上でき、無段変速機を搭載した車両に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の無段変速機の構成図である。
【図２】同じく無段変速機の変速線を示す図である。
【図３】本発明の制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン
２  トルクコンバータ
４  前後進切換機構
５  無段変速機
６  ディファレンシャル
１０  プライマリプーリ
１０ａ  可動円錐板
１０ｂ  固定円錐板
１０ｃ  プライマリプーリシリンダ室
１１  セカンダリプーリ
１１ａ  可動円錐板
１１ｂ  固定円錐板
１１ｃ  セカンダリプーリシリンダ室
１２  Ｖベルト
１３  出力軸
１４  アイドラギア
２０  ＣＶＴコントロールユニット
２５  温度センサ
２６  回転センサ
１００  油圧コントロールユニット
【図１】
2005106186.tif 000003
【図２】
2005106186.tif 000004
【図３】
2005106186.tif 000005