(57)【要約】【課題】変速機構のトルク容量特性に応じたクランプ力を設定する。【解決手段】基礎セカンダリ圧算出部６７は、入力トルクＴｉと目標変速比ｉとに基づき特性マップを参照し、単位トルク当りの基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を算出する。補正係数算出部６８は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と目標変速比ｉとに基づき係数マップを参照して補正係数Ｃを算出する。基礎セカンダリ圧補正部６９は、補正係数Ｃによって基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を補正し、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を算出する。目標セカンダリ圧算出部７０は、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)に入力トルクＴｉを乗算し、セカンダリプーリに供給する目標セカンダリ圧Ｐｓを算出する。よって、変速機構のトルク容量特性が入力トルクＴｉや実プライマリ回転数Ｎｐ’に応じて変化したとしても、目標セカンダリ圧Ｐｓの適切な設定が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達要素が巻き付けられる変速プーリと締付プーリとを備える変速機構を有し、前記変速プーリによって前記動力伝達要素の巻き付け径を制御し、前記締付プーリによって前記動力伝達要素の張力を制御する無段変速機の制御装置であって、
車両状態に基づき設定される目標変速比と、前記変速機構に対する入力トルクと、前記変速機構に対する入力回転数とに基づいて、前記締付プーリの目標クランプ力を設定するクランプ力設定手段を有することを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の制御装置において、前記クランプ力設定手段は、目標変速比と入力トルクとに基づき基礎クランプ力を設定し、目標変速比と入力回転数とに基づき補正係数を設定し、基礎クランプ力と補正係数とに基づき目標クランプ力を設定することを特徴とする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、車両に搭載される無段変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達系に搭載される無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリとを備えており、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルト等の巻き付け径を変化させて変速比を無段階に制御している。プライマリプーリおよびセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを軸方向に移動させることによってプーリ溝幅を変化させることができ、駆動ベルトの巻き付け径を制御することが可能となっている。
【０００３】
このような無段変速機は、一方のプーリ(たとえば、プライマリプーリ)によって駆動ベルトの巻き付け径を制御するのに対し、他方のプーリ(たとえば、セカンダリプーリ)によって駆動ベルトの滑りを抑制するようにしている。プライマリプーリによって変速比を制御する際には、スロットル開度や車速に基づき特性マップを参照して目標変速比を設定し、この目標変速比に合わせてプライマリプーリのプーリ溝幅を制御する。そして、セカンダリプーリによって駆動ベルトの滑りを抑制する際には、目標変速比に基づき特性マップを参照して単位トルク当りのクランプ力を設定した後に、このクランプ力に入力トルクを乗算して目標クランプ力を設定し、この目標クランプ力に合わせてセカンダリプーリのプーリ溝幅を制御するようにしている(たとえば、特許文献１参照)。また、２つのプーリに巻き掛けられる動力伝達要素として、多数のリンク部材によって構成される駆動チェーンを組み付けるようにした無段変速機も提案されている(たとえば、特許文献２および３参照)。
【特許文献１】特開２００４−１２４９６６号公報
【特許文献２】特開２００１−６５６８３号公報
【特許文献３】特開２００１−２８０４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プーリ及び駆動チェーン等の動力伝達要素から構成される変速機構のトルク容量特性は、プーリの剛性等によっては変速比の値に応じて変化するだけでなく、変速機構に対する入力トルクや入力回転数の値に応じて変化する場合があることが確認された。つまり、変速機構のトルク容量は、変速比に対して非線形な特性を有するだけでなく、入力トルクや入力回転数に対して非線形な特性を有するものとなっていた。したがって、特許文献１に記載されるように、目標変速比のみに基づき単位トルク当りのクランプ力を設定した場合には、セカンダリプーリの目標クランプ力を適切に設定することが困難となるため、入力トルクや入力回転数の値によってはクランプ力が不足するおそれがあり、このクランプ力の不足は変速機構の滑りを招く要因となる。また、変速機構の滑りを抑制するために目標クランプ力を過剰に設定することは、オイルポンプの負荷や変速機内の動力損失を増大させることになり、エンジンの燃費を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、変速機構のトルク容量特性に応じたクランプ力を設定することが可能な無段変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無段変速機の制御装置は、動力伝達要素が巻き付けられる変速プーリと締付プーリとを備える変速機構を有し、前記変速プーリによって前記動力伝達要素の巻き付け径を制御し、前記締付プーリによって前記動力伝達要素の張力を制御する無段変速機の制御装置であって、車両状態に基づき設定される目標変速比と、前記変速機構に対する入力トルクと、前記変速機構に対する入力回転数とに基づいて、前記締付プーリの目標クランプ力を設定するクランプ力設定手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の無段変速機の制御装置は、前記クランプ力設定手段は、目標変速比と入力トルクとに基づき基礎クランプ力を設定し、目標変速比と入力回転数とに基づき補正係数を設定し、基礎クランプ力と補正係数とに基づき目標クランプ力を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、目標変速比と入力トルクと入力回転数とに基づき締付プーリの目標クランプ力を設定するようにしたので、変速機構のトルク容量特性に合わせて目標クランプ力を適切に設定することができ、動力伝達要素の滑りを抑制するとともに無段変速機の動力損失を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は無段変速機１０を示すスケルトン図であり、この無段変速機１０は本発明の一実施の形態である制御装置によって制御される。図１に示すように、この無段変速機１０はチェーンドライブ式の無段変速機であり、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられており、プライマリ軸１２の回転は変速機構１４を介してセカンダリ軸１３に伝達され、セカンダリ軸１３の回転は減速機構１５およびディファレンシャル機構１６を介して左右の駆動輪１７，１８に伝達される。
【００１１】
プライマリ軸１２には変速プーリとしてのプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０はプライマリ軸１２に一体となる固定シーブ２０ａと、これに対向してプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在となる可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には締付プーリとしてのセカンダリプーリ２１が設けられており、このセカンダリプーリ２１はセカンダリ軸１３に一体となる固定シーブ２１ａと、これに対向してセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在となる可動シーブ２１ｂとを有している。プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１には、多数のリンク部材をピン部材によって連結した動力伝達要素としての駆動チェーン２２が巻き付けられており、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１とのプーリ溝幅を変化させることによって、駆動チェーン２２の巻き付け径を無段階に変化させることが可能となる。なお、駆動チェーン２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、無段変速機１０の変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。
【００１２】
プライマリプーリ２０のプーリ溝幅を変化させるため、プライマリ軸１２にはプランジャ２３が固定されるとともに、可動シーブ２０ｂにはプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するシリンダ２４が固定されており、プランジャ２３とシリンダ２４とによって作動油室２５が区画されている。同様に、セカンダリプーリ２１のプーリ溝幅を変化させるため、セカンダリ軸１３にはプランジャ２６が固定されるとともに、可動シーブ２１ｂにはプランジャ２６の外周面に摺動自在に接触するシリンダ２７が固定されており、プランジャ２６とシリンダ２７とによって作動油室２８が区画されている。それぞれのプーリ溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に供給されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に供給されるセカンダリ圧Ｐｓとを調圧することによって制御される。
【００１３】
また、プライマリプーリ２０にエンジン動力を伝達するため、クランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０はクランク軸１１ａに連結されるポンプシェル３０ａとこれに対面するタービンランナ３０ｂとを備えており、タービンランナ３０ｂにはタービン軸３２が連結されている。さらに、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸１１ａとタービン軸３２とを締結するためのロックアップクラッチ３３が組み込まれている。
【００１４】
前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４、前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備えており、前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６を作動させることによってエンジン動力の伝達経路が切り換えられるようになっている。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を共に開放すると、タービン軸３２とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を開放して前進用クラッチ３５を締結すると、タービン軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達される一方、前進用クラッチ３５を開放して後退用ブレーキ３６を締結すると、逆転されたタービン軸３２の回転がプライマリプーリ２０に伝達されることになる。
【００１５】
図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に対して作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン動力によって駆動されるオイルポンプ４０が設けられている。このオイルポンプ４０の吐出口に接続されるライン圧路４１にはライン圧制御弁４２が接続されており、ライン圧制御弁４２によって油圧制御回路の基本油圧となるライン圧ＰＬが調圧される。また、ライン圧路４１は分岐するようになっており、プライマリプーリ２０に向けて延びる一方のライン圧路４１ａにはプライマリ圧制御弁４３が接続され、セカンダリプーリ２１に向けて延びる他方のライン圧路４１ｂにはセカンダリ圧制御弁４４が接続されている。
【００１６】
そして、プライマリ圧制御弁４３によって調圧されたプライマリ圧Ｐｐをプライマリ圧路４５からプライマリプーリ２０に対して供給することにより、プライマリプーリ２０のプーリ溝幅を調整して変速比を制御することが可能となる。また、セカンダリ圧制御弁４４によって調圧されたセカンダリ圧Ｐｓをセカンダリ圧路４６からセカンダリプーリ２１に供給することにより、セカンダリプーリ２１に所定のクランプ力を発生させて駆動チェーン２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００１７】
このようなライン圧制御弁４２、プライマリ圧制御弁４３、セカンダリ圧制御弁４４は、それぞれにソレノイド部４２ａ，４３ａ，４４ａを備えた電磁圧力制御弁となっており、各ソレノイド部４２ａ，４３ａ，４４ａには、クランプ力設定手段として機能するＣＶＴ制御ユニット５０からの駆動電流が供給されるようになっている。また、ＣＶＴ制御ユニット５０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納される。さらに、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力されている。
【００１８】
ＣＶＴ制御ユニット５０に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０のプライマリ回転数を検出するプライマリ回転数センサ５１、セカンダリプーリ２１のセカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数センサ５２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ５３、車速を検出する車速センサ５４などがある。また、ＣＶＴ制御ユニット５０にはエンジン制御ユニット５５が接続されており、このエンジン制御ユニット５５からスロットル開度やエンジン回転数などのエンジン制御情報が入力されるようになっている。
【００１９】
以下、ＣＶＴ制御ユニット５０による目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの算出手順について説明する。図３はＣＶＴ制御ユニット５０の変速制御系を示すブロック図である。
【００２０】
図３に示すように、目標プライマリ圧Ｐｐを設定するため、目標プライマリ回転数算出部６０は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づき所定の変速マップを参照して目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部６１は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づき目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部６２は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部６３は、この油圧比に後述する目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算して目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。また、実変速比算出部６４は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づき実変速比ｉ’を算出し、フィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づきフィードバック値ｆを算出する。そして、ＣＶＴ制御ユニット５０は、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに基づき駆動電流を設定した後に、この駆動電流をプライマリ圧制御弁４３に対して出力し、プライマリプーリ２０のプーリ溝幅を目標変速比ｉに向けて制御することになる。
【００２１】
次いで、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部６６は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｏとに基づきエンジントルクを算出した後に、このエンジントルクに対してトルクコンバータ３０によって増幅されるトルク比を乗算し、プライマリプーリ２０に入力される入力トルクＴｉを算出する。そして、基礎セカンダリ圧算出部６７は、入力トルクＴｉと目標変速比ｉとに基づき所定の特性マップを参照し、単位トルク当りの基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を算出する。ここで、図４は基礎セカンダリ圧算出部６７によって参照される特性マップの一例を示す概略図である。図４に示すように、たとえば、入力トルク算出部６６によって算出される入力トルクがＴ３であり、目標変速比算出部６１によって算出される目標変速比がｉａである場合には、基礎セカンダリ圧算出部６７によって基礎セカンダリ圧としてＰａが設定されることになる。図示するように、単位トルク当りの基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)は、目標変速比ｉだけでなく入力トルクＴｉの値に応じて変化するように設定されている。
【００２２】
続いて、図３に示すように、補正係数算出部６８は、実プライマリ回転数(入力回転数)Ｎｐ’と目標変速比ｉとに基づき図５に示す所定の係数マップを参照し、実プライマリ回転数Ｎｐ’と目標変速比ｉとに応じた補正係数Ｃを算出する。そして、基礎セカンダリ圧補正部６９は、補正係数Ｃによって基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を補正することにより、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を算出する。このように、基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を補正することによって、単位トルク当りの基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を実プライマリ回転数Ｎｐ’の値に応じて増減させ、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を設定することが可能となっている。
【００２３】
このような基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)の補正処理を図４に従って説明する。図４に示すように、入力トルクＴｉの数値毎に設定される基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)の特性線Ｔ１〜Ｔ４は、プライマリプーリ２０を所定の基準値で回転させたときに適切なクランプ力が得られるように設定されている。つまり、実プライマリ回転数Ｎｐ’が所定の基準値から外れた場合には、変速機構１４のトルク容量特性が変化してしまうことから、特性線Ｔ１〜Ｔ４に基づき設定される基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)に過不足が生じるおそれがある。そこで、実プライマリ回転数Ｎｐ’に基づき補正係数Ｃを設定し、この補正係数Ｃによって基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を補正することにより、プライマリプーリ２０の低回転域から高回転域まで目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を適切に設定するようにしている。
【００２４】
たとえば、入力トルクがＴ３であり、目標変速比がｉａであり、実プライマリ回転数Ｎｐ’が基準値である場合には、図４の特性線に沿って設定される基礎セカンダリ圧Ｐａによってクランプ力を適切に設定することが可能となるが、実プライマリ回転数Ｎｐ’が基準値から外れた場合には、クランプ力が不足して駆動チェーン２２に滑りが生じたり、クランプ力が過剰となって動力損失が増大したりするおそれがある。そこで、基礎セカンダリ圧補正部６９によって補正処理を実行させることにより、実プライマリ回転数Ｎｐ’の基準値に対する増減量に応じて基礎セカンダリ圧をＰａ’やＰａ’ ’に補正することができ、適切なクランプ力を発生させることが可能となる。しかも、補正係数Ｃは目標変速比ｉに応じて変化するように設定されているので、目標変速比ｉの値に応じて補正増加量ａ’，ｂ’や補正減少量ａ’ ’，ｂ’ ’の大きさを変化させることができ、変速比のロー状態からオーバードライブ状態まで目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を適切に設定することが可能となる。
【００２５】
そして、図３に示すように、目標セカンダリ圧算出部７０は、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)に入力トルクＴｉを乗算し、セカンダリプーリ２１に供給する目標セカンダリ圧Ｐｓを算出する。続いて、ＣＶＴ制御ユニット５０は、目標セカンダリ圧Ｐｓに基づき駆動電流を設定した後に、この駆動電流をセカンダリ圧制御弁４４に対して出力することにより、セカンダリプーリ２１を適切なクランプ力によって締め付け動作させることができ、駆動チェーン２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００２６】
次いで、前述した目標セカンダリ圧Ｐｓの算出手順をフローチャートに沿って説明する。図６は目標セカンダリ圧Ｐｓの算出手順を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１では、入力トルクＴｉ、目標変速比ｉおよび実プライマリ回転数Ｎｐ’が読み込まれる。また、ステップＳ２では、入力トルクＴｉと目標変速比ｉとに基づき単位トルク当りの基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)が算出され、続くステップＳ３では、目標変速比ｉと実プライマリ回転数Ｎｐ’とに基づき補正係数Ｃが算出される。続いて、ステップＳ４に進み、補正係数Ｃによって基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)が補正され、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)が算出される。そして、ステップＳ５に進み、単位トルク当りの目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)に入力トルクＴｉが乗算され、セカンダリプーリ２１に供給される目標セカンダリ圧Ｐｓが算出されることになる。
【００２７】
このように、入力トルクＴｉ、目標変速比ｉおよび実プライマリ回転数Ｎｐ’に基づいて目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するようにしたので、変速機構１４のトルク容量特性が、目標変速比ｉに応じて変化するだけでなく、入力トルクＴｉや実プライマリ回転数Ｎｐ’に応じて変化する場合であっても、過不足を引き起こすことなく目標セカンダリ圧Ｐｓを適切に設定することが可能となる。これにより、セカンダリプーリ２１の目標クランプ力を適切に設定することができるため、駆動チェーン２２の滑りを抑制して無段変速機１０を保護することが可能となる。また、目標セカンダリ圧Ｐｓを過剰に供給することがないため、オイルポンプ４０の負荷を軽減することができるとともに、無段変速機１０内の動力損失を軽減することができ、エンジン１１の燃費を向上させることが可能となる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、動力伝達要素として駆動チェーン２２を用いるようにしているが、これに限られることはなく、動力伝達要素として駆動ベルトを備える無段変速機に対して本発明の制御装置を適用するようにしても良い。
【００２９】
また、前述の説明では、プライマリ圧Ｐｐを調圧して駆動チェーン２２の巻き付け径を制御し、セカンダリ圧Ｐｓを調圧して駆動チェーン２２の張力を制御しているが、これに限られることはなく、プライマリ圧Ｐｐを調圧して駆動チェーン２２の張力を制御し、セカンダリ圧Ｐｓを調圧して駆動チェーン２２の巻き付け径を制御しても良い。つまり、プライマリプーリ２０を締付プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を変速プーリとして機能させるようにしても良い。
【００３０】
さらに、前述の説明では、基礎セカンダリ圧(Ｐｓｂ／Ｔｉ)を設定することによって、セカンダリプーリ２１に発生する基礎クランプ力を設定し、目標セカンダリ圧(Ｐｓ／Ｔｉ)を設定することによって、セカンダリプーリ２１に発生する目標クランプ力を設定するようにしているが、これに限られることはなく、直接的に基礎クランプ力および目標クランプ力を設定し、この目標クランプ力から目標セカンダリ圧を算出しても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態である制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図３】ＣＶＴ制御ユニットの変速制御系を示すブロック図である。
【図４】基礎セカンダリ圧算出部によって参照される特性マップの一例を示す概略図である。
【図５】補正係数算出部によって参照される係数マップの一例を示す概略図である。
【図６】目標セカンダリ圧の算出手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０    無段変速機
１４    変速機構
２０    プライマリプーリ(変速プーリ)
２１    セカンダリプーリ(締付プーリ)
２２    駆動チェーン(動力伝達要素)
５０    ＣＶＴ制御ユニット(クランプ力設定手段)
ｉ      目標変速比
Ｔｉ    入力トルク
Ｎｐ’    実プライマリ回転数(入力回転数)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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