(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力が入力されるプライマリプーリと車両の駆動系の出力側に接続されるセカンダリプーリとにベルトを掛け回し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの溝幅を変更することで前記エンジンの回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速制御装置において、
モータを作動させることで前記無段変速機の変速比を決定づける油圧を制御する変速油圧制御部と、
前記変速油圧制御部の作動油の温度及び前記無段変速機の変速比をパラメータとして前記モータの駆動速度を制限する駆動速度制限手段と、
を備え、
前記駆動速度制限手段は、
前記作動油の温度に基づき前記駆動速度を制限する場合に前記変速比がロー側であるほど前記駆動速度を低く制限し、
前記エンジンのスロットル開度が所定の低開度より小さい場合は前記駆動速度の制限を禁止する、
ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
エンジンの出力が入力されるプライマリプーリと車両の駆動系の出力側に接続されるセカンダリプーリとにベルトを掛け回し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの溝幅を変更することで前記エンジンの回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速制御装置において、
前記プライマリプーリ又は前記セカンダリプーリの回転速度を検出するプーリ回転速度検出手段と、
モータを作動させることで前記無段変速機の変速比を決定づける油圧を制御する変速油圧制御部と、
前記変速油圧制御部の作動油の温度及び前記プーリ回転速度検出手段によって検出される回転速度をパラメータとして前記モータの駆動速度を制限する駆動速度制限手段と、
を備え、
前記駆動速度制限手段は、
前記作動油の温度に基づき前記駆動速度を制限する場合に前記検出される回転速度が低いほど前記駆動速度を低く制限し、
前記エンジンのスロットル開度が所定の低開度より小さい場合は前記駆動速度の制限を禁止する、
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベルト式無段変速機の変速制御装置において特に変速速度の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機の変速比は変速制御弁からプーリシリンダ室に供給される変速制御圧によって決定され、変速制御圧はステップモータを回転させることで変速制御弁を軸方向にストロークさせて調圧される。さらに、このステップモータの駆動周波数を可変にすることで変速速度を変えることができる。
【０００３】
特許文献１には油温に応じてステップモータの駆動周波数を可変にすることで変速速度を制御する技術が記載されている。これは極低温時に油の粘度が高くなり、変速制御弁のスプールを駆動するのに要するステップモータの駆動力が不足してモータが脱調することを防止するために、ステップモータの駆動周波数を低く制限して変速速度を低下させるものである。また、高温時において油のリーク量が増して油量が低下することを防止するために駆動周波数を低く制限する技術が知られている。
【特許文献１】特開平１０−２２５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
運転者がアクセルペダルを踏込んだときなどは変速応答性を向上させる必要があるが、上記従来の技術を適用した場合、油温によっては駆動周波数が低く制限されるので変速速度を上昇させることができない。
【０００５】
本発明は、ステップモータの脱調を防止するために駆動周波数を制限しながら変速応答性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、エンジンの出力が入力されるプライマリプーリと車両の駆動系の出力側に接続されるセカンダリプーリとにベルトを掛け回し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの溝幅を変更することで前記エンジンの回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速制御装置において、モータを作動させることで前記無段変速機の変速比を決定づける油圧を制御する変速油圧制御部と、前記変速油圧制御部の作動油の温度及び前記無段変速機の変速比をパラメータとして前記モータの駆動速度を制限する駆動速度制限手段と、を備え、前記駆動速度制限手段は、前記作動油の温度に基づき前記駆動速度を制限する場合に前記変速比がロー側であるほど前記駆動速度を低く制限し、前記エンジンのスロットル開度が所定の低開度より小さい場合は前記駆動速度の制限を禁止する、ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置が提供される。
本発明の別の態様によれば、エンジンの出力が入力されるプライマリプーリと車両の駆動系の出力側に接続されるセカンダリプーリとにベルトを掛け回し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの溝幅を変更することで前記エンジンの回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速制御装置において、前記プライマリプーリ又は前記セカンダリプーリの回転速度を検出するプーリ回転速度検出手段と、モータを作動させることで前記無段変速機の変速比を決定づける油圧を制御する変速油圧制御部と、前記変速油圧制御部の作動油の温度及び前記プーリ回転速度検出手段によって検出される回転速度をパラメータとして前記モータの駆動速度を制限する駆動速度制限手段と、を備え、前記駆動速度制限手段は、前記作動油の温度に基づき前記駆動速度を制限する場合に前記検出される回転速度が低いほど前記駆動速度を低く制限し、前記エンジンのスロットル開度が所定の低開度より小さい場合は前記駆動速度の制限を禁止する、ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、作動油の温度及び変速比、又は、作動油の温度及びプーリの回転速度をパラメータとしてモータの駆動速度を制限するので、作動油の温度による粘度の変化、プーリの必要油圧、作動油の油量収支などに応じて変速速度を適切に設定することができる。
また、エンジンのスロットル開度が所定の低開度より小さく、変速機にほとんどトルクが入力されない運転状況における変速時は、モータの駆動速度が制限されることはないので、変速動作を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は本実施形態におけるベルト式無段変速機の変速制御装置を示す概略構成図である。ベルト式無段変速機１０は、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２と、Ｖベルト１３と、ＣＶＴコントロールユニット２０（以下「ＣＶＴＣＵ」という）と、油圧コントロールユニット３０とを備える。
【０００９】
プライマリプーリ１１は、このベルト式無段変速機１０にエンジン１の回転を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ１１は、入力軸１１ｄ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、プライマリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａとを備える。プライマリプーリ１１は、前後進切り替え機構３、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２を介してエンジン１に連結され、そのエンジン１の回転を入力する。プライマリプーリ１１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ２６（プーリ回転速度検出手段）によって検出される。
【００１０】
ベルト１３は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に巻き掛けられ、プライマリプーリ１１の回転をセカンダリプーリ１２に伝達する。
【００１１】
セカンダリプーリ１２は、ベルト１３によって伝達された回転をディファレンシャル４に出力する。セカンダリプーリ１２は、出力軸１２ｄと一体となって回転する固定円錐板１２ｂと、この固定円錐板１２ｂ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１２ｃへ作用する油圧に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１２ａとを備える。なお、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃの受圧面積は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの受圧面積と略等しく設定されている。
【００１２】
セカンダリプーリ１２は、アイドラギア１４及びアイドラシャフトを介してディファレンシャル４に連結されており、このディファレンシャル４に回転を出力する。セカンダリプーリ１２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ２７（プーリ回転速度検出手段）によって検出される。なお、このセカンダリプーリ１２の回転速度から車速を算出することができる。
【００１３】
ＣＶＴＣＵ２０は、インヒビタスイッチ２３、アクセルペダルストローク量センサ２４、油温センサ２５、プライマリプーリ回転速度センサ２６、セカンダリプーリ回転速度センサ２７等からの信号や、エンジンコントロールユニット２１からの入力トルク情報に基づいて、予め記憶されている変速線を参照して変速比（セカンダリプーリ１２の有効半径をプライマリプーリ１１の有効半径で除した値）や接触摩擦力を決定し、油圧コントロールユニット３０に指令を送信して、ベルト式無段変速機１０を制御する。
【００１４】
油圧コントロールユニット３０は、ＣＶＴＣＵ２０からの指令に基づいて応動する。油圧コントロールユニット３０は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対して油圧を供給し、可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａを回転軸方向に往復移動させる。
【００１５】
可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａが移動するとプーリ溝幅が変化し、ベルト１３がプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２上で移動する。これによって、ベルト１３のプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対する接触半径が変わり、変速比及びベルト１３の接触摩擦力がコントロールされる。
【００１６】
エンジン１の回転が、トルクコンバータ２、前後進切り替え機構３を介してベルト式無段変速機１０へ入力され、プライマリプーリ１１からベルト１３、セカンダリプーリ１２を介してディファレンシャル４へ伝達される。
【００１７】
アクセルペダルが踏み込まれたり、マニュアルモードでシフトチェンジされると、プライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａ及びセカンダリプーリ１２の可動円錐板１２ａを軸方向へ変位させて、ベルト１３との接触半径を変更することにより、変速比を連続的に変化させる。
【００１８】
変速比は、車速とプライマリ回転速度との関係を示す変速線がスロットル開度毎に複数用意されたマップに基づいて、車速とスロットル開度とに応じたプライマリ回転速度が検索されることで設定される。
【００１９】
図２は油圧コントロールユニット及びＣＶＴＣＵの概念図である。
【００２０】
油圧コントロールユニット（変速油圧制御部）３０は、レギュレータバルブ３１と、変速制御弁３２と、減圧弁３３とを備え、油圧ポンプ３４から供給される油圧を制御してプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に供給する。
【００２１】
レギュレータバルブ３１は、ソレノイドを有し、油圧ポンプ３４から圧送された油の圧力を、ＣＶＴＣＵ２０からの指令（例えば、デューティ信号など）に応じて運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する調圧弁である。
【００２２】
変速制御弁３２は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの油圧（以下「プライマリ圧」という）を所望の目標圧となるよう制御する制御弁である。変速制御弁３２は、メカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａから溝幅、つまり実変速比のフィードバックを受ける。変速制御弁３２は、スプール３２ａの変位によってプライマリプーリシリンダ室１１ｃへの油圧の吸排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３２ａを閉弁位置に保持する。
【００２３】
減圧弁３３は、ソレノイドを備え、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃへの供給圧（以下「セカンダリ圧」という）を所望の目標圧に制御する制御弁である。
【００２４】
油圧ポンプ３４から供給され、レギュレータバルブ３１によって調圧されたライン圧は、変速制御弁３２と、減圧弁３３にそれぞれ供給される。
【００２５】
プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２の変速比は、ＣＶＴＣＵ２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３２のスプール３２ａが駆動され、変速制御弁３２に供給されたライン圧が調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ１１へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
【００２６】
ここで、ステップモータの駆動周波数はステップモータの作動速度を決定づけるものであり、駆動周波数が高いほど作動速度が速くなる。また、ステップモータの作動によってプライマリ圧が変化するので、作動速度が速いほど変速機の変速速度が速くなる。したがって駆動周波数を可変にすることで変速速度を変えることができる。
【００２７】
ＣＶＴＣＵ２０は、インヒビタスイッチ２３からのレンジ信号、アクセルペダルストローク量センサ２４からのアクセルペダルストローク量、油温センサ２５からのベルト式無段変速機１０の油温や、プライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ速度センサ２７、油圧センサ２８、２９からの信号等を読み込んで変速比やＶベルト１３の接触摩擦力を可変制御する。なお、油圧センサ２８は、プライマリプーリのシリンダ室１１ｃにかかるプライマリ圧を検出するセンサである。油圧センサ２９は、セカンダリプーリのシリンダ室１２ｃにかかるセカンダリ圧を検出するセンサである。
【００２８】
以下、ＣＶＴＣＵ２０で行う制御について図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３は、本実施形態におけるベルト式無段変速機の変速制御装置の制御を示すフローチャートである。なお、これらの制御は微少時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し行われる。
【００２９】
ステップＳ１では、ステップモータ４０の駆動周波数を設定する。駆動周波数はステップモータ４０の作動速度の最高値に対応する周波数に設定される。
【００３０】
ステップＳ２では、アイドルスイッチがＯＦＦであるか否かを判定する。ＯＦＦであればステップＳ３へ進み、ＯＮであればステップＳ８へ進む。アイドルスイッチはエンジン１がアイドル状態にあるときＯＮとなり、それ以外のときＯＦＦとなるスイッチである。なお、アイドルスイッチがＯＮのときは、エンジン１から無段変速機１０へトルクがほとんど入力されないので、駆動周波数を低く制限する必要はなく、ステップＳ１において設定された駆動周波数を保持する。
【００３１】
ステップＳ３では、スロットルバルブの開度ＴｖｏＳＥＮが所定値より大きいか否かを判定する。所定値より大きければステップＳ４へ進み、所定値以下であればステップＳ８へ進む。所定値（所定の低開度）はエンジン１から変速機１０へほとんどトルクが入力されない程度のゼロ近傍の値に設定される。ここで、運転者がアクセルペダル操作量を一定に保持しようとしても、操作量が微小範囲で増減することがあるので、所定値にはヒステリシスを持たせることが好ましい。なお、スロットルバルブの開度ＴｖｏＳＥＮが所定値以下のときは、エンジン１から無段変速機１０へトルクがほとんど入力されないので、駆動周波数を低く制限する必要はなく、ステップＳ１において設定された駆動周波数を保持する。
【００３２】
ステップＳ４では、油温、変速比及びプライマリ回転速度を読み込む。
【００３３】
ステップＳ５では、ステップモータ４０の駆動周波数制限値を図４のマップを参照して演算する。図４はプライマリ回転速度、駆動周波数及び変速比の関係を油温ごとに示すマップである。
【００３４】
図４に示すように同一変速比、同一油温ではプライマリ回転速度が低いほど駆動周波数制限値は低く設定される。ここで、プライマリ回転速度、すなわちエンジン回転速度が低ければオイルポンプ３４の吐出量が少なくなるので、作動油が不足して必要油圧の確保が難しくなる。そこで、駆動周波数制限値を低く設定して変速速度を制限することで必要油圧を確保する。
【００３５】
また、同一油温、同一プライマリ回転速度では変速比がロー側であるほど駆動周波数制限値は低く設定される。変速比がロー側であるほどセカンダリプーリ１２のプーリ幅を小さくしてベルト１３の接触半径を大きくする必要がある。すなわち、変速比がロー側であるほど必要油圧が高くなるので油圧を確保するのに要する時間が長くなる。そこで、駆動周波数制限値を低く設定して変速速度を制限することで確実に必要油圧を確保する。
【００３６】
さらに、駆動周波数制限値は同一変速比、同一プライマリ回転速度では油温が低温時及び高温時に低く設定される。作動油は極低温時に油の粘度が高くなり、変速制御弁３２のスプール３２ａを駆動するのに要するステップモータ４０の駆動力が不足してステップモータ４０が脱調する可能性がある。また作動油は高温時にリーク量が増大することで油量が不足して必要油圧の確保が難しくなる。そこで駆動周波数制限値を低く設定して変速速度を制限することでステップモータ４０の脱調を防止、又は必要油圧を確保する。
【００３７】
ここで、プライマリ回転速度の代わりに車速（セカンダリ回転速度）を用いてもよい。この場合、図４のマップはプライマリ回転速度の場合と同様の傾向となる。
【００３８】
ステップＳ６では、駆動周波数が駆動周波数制限値より大きいか否かを判定する。駆動周波数が駆動周波数制限値より大きければステップＳ７へ進み、駆動周波数が駆動周波数制限値以下であればステップＳ８へ進む。
【００３９】
ステップＳ７（駆動速度制限手段）では、駆動周波数をステップＳ５において演算された駆動周波数制限値に制限する。
【００４０】
ステップＳ８では、駆動周波数に基づいてステップモータ４０を駆動制御する。
【００４１】
以上のように本実施形態では、作動油の温度、変速比及びプライマリ回転速度に基づいてステップモータ４０の駆動周波数を制限するので、作動油の温度による粘度の変化に加えてプーリ１１、１２の必要油圧の変化及び作動油の油量収支に応じて変速速度を適切に設定することができる。よって、油圧の不足を防止して確実に必要油圧を確保しながら不必要に変速速度を規制することがないので変速応答性を向上させることができる。
【００４２】
また、変速比がロー側であるほど駆動周波数をより低く制限するのでセカンダリプーリ１２の必要油圧の増大に伴って変速速度が低下する。よって、変速比の変化によらず確実に必要油圧を確保することができる。
【００４３】
さらに、プライマリプーリ１１の回転速度が低いほど駆動周波数をより低く制限するのでエンジン回転速度が低下してオイルポンプ３４の吐出量が少なくなるのに伴って変速速度が低下する。よって、油量収支によらず確実に必要油圧を確保することができる。
【００４４】
さらに、アイドルスイッチがＯＮであると判定され、又はスロットルバルブの開度ＴｖｏＳＥＮが所定値以下であると判定されると駆動周波数を現在の駆動周波数に設定するので、変速機１０にほとんどトルクが入力されない運転状況における変速時は駆動周波数を制限することなく迅速に変速動作を行うことができる。
【００４５】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【００４６】
例えば、本実施形態では作動油の温度、変速比及びプライマリ回転速度に基づいてステップモータ４０の駆動周波数を制限するが、これに限定されることなく作動油の温度及び変速比に基づいて駆動周波数を制限してもよい。これにより、作動油の温度による粘度の変化に加えてプーリ１１、１２の必要油圧の変化に応じて変速速度を適切に設定することができ、変速応答性を向上させることができる。
【００４７】
また、作動油の温度及びプライマリ回転速度に基づいてステップモータ４０の駆動周波数を制限してもよい。これにより、作動油の温度による粘度の変化に加えて作動油の油量収支に応じて変速速度を適切に設定することができ、変速応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態におけるベルト式無段変速機の変速制御装置を示す概略構成図である。
【図２】油圧コントロールユニット及びＣＶＴＣＵの概念図である。
【図３】本実施形態におけるベルト式無段変速機の変速制御装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】プライマリ回転速度、変速比、油温及び駆動周波数の関係を示すマップである。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン
２  トルクコンバータ
３  前後進切替機構
４  ディファレンシャル
１０  ベルト式無段変速機
１１  プライマリプーリ
１１ａ  可動円錐板
１１ｂ  固定円錐板
１１ｃ  プライマリプーリシリンダ室
１１ｄ  入力軸
１２  セカンダリプーリ
１２ａ  可動円錐板
１２ｂ  固定円錐板
１２ｃ  セカンダリプーリシリンダ室
１２ｄ  出力軸
１３  ベルト
１４  アイドラギア
２０  ＣＶＴコントロールユニット
２１  エンジンコントロールユニット
２３  インヒビタスイッチ
２４  アクセルペダルストローク量センサ
２５  油温センサ
２６  プライマリプーリ回転速度センサ
２７  セカンダリプーリ回転速度センサ
３０  油圧コントロールユニット
３１  レギュレータバルブ
３２  変速制御弁
３２ａ  スプール
３３  減圧弁
３４  油圧ポンプ
４０  ステップモータ
５０  サーボリンク
【図１】
0004593486.tif 000002
【図２】
0004593486.tif 000003
【図３】
0004593486.tif 000004
【図４】
0004593486.tif 000005