(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に装着されるプーリ溝幅間隔可変のプライマリプーリと、出力軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリ溝幅間隔可変のセカンダリプーリとを有する無段変速機の制御装置であって、
スロットル開度が所定値以下であり、大きな変速比の第１の変速パターンが選択されている状態のもとで、ブレーキの作動により所定値を超える大きな減速度となった後に前記ブレーキの作動が解除されるとともに車速が所定値以下の場合には、変速パターンを所定の時間だけ変速比の小さい第２の変速パターンに変更する変速パターン変更手段を有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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用のベルト式無段変速機の制御装置に関し、詳しくは、低摩擦路での走行性を向上するようにした無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、入力軸に装着されるプーリ溝幅間隔可変のプライマリプーリと出力軸に装着されるプーリ溝幅間隔可変のセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを掛け渡し、油圧によってプライマリプーリとセカンダリプーリのプーリ径を変化させて出力軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。
【０００３】
このようなタイプの無段変速機においては、スロットル開度とセカンダリプーリ回転数とにより変速パターンを求めて目標変速比およびプライマリプーリ回転数を設定するようにしており、目標変速比と実際の変速比つまり実変速比との偏差に基づいてプライマリプーリを作動させることにより、実変速比が目標変速比に近づくように追従制御が行われる。
【０００４】
車両が所定の速度で走行していた状態のもとで、ブレーキが操作されて車体が減速する場合には、通常のブレーキ作動時では車輪が減速されることによってタイヤグリップ力を介して車体も減速される。このときには、スロットル開度が一定であれば、プライマリプーリの巻き付け径が減少するように所定の変速パターンに応じてダウンシフト制御が行われる。また、走行時にブレーキを踏み込んでタイヤをロック側に制動した後にブレーキの作動を解除すると、路面とタイヤとの摩擦力により路面からはタイヤグリップ力を介してエンジンにはその回転数が増加するようにトルクが伝達される。
【０００５】
ところで、ベルト式無段変速機は入力軸と出力軸とにプーリが設けられるとともに、プーリ間に金属製の駆動ベルトが掛け渡されていることから、変速機それ自体の慣性力が大きい。このため、雪、氷などの低摩擦路（低μ路）での走行時にブレーキを踏み込んでタイヤをロック側に制動した後にブレーキの作動を解除した場合には、ブレーキングによりダウンシフトした後にブレーキの作動が解除されることになり、タイヤのグリップ力によるエンジン回転数の上昇が変速機の慣性により遅くなる。これにより、大きなエンジンブレーキトルクがタイヤのグリップ力を上回り、タイヤがスリップする傾向となり、走行フィーリングが良くないという問題点がある。
【０００６】
そこで、従来では、特開平2-163563号公報に示されるように、急激にブレーキが作動されたときには、減速度を検出して変速比をホールドし、ブレーキが戻されたときにはブレーキ作動前の変速比に戻すように制御するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
通常の走行レンジであるＤレンジなどのように変速比の小さなノーマルモードで走行中にブレーキが作動された後にブレーキの作動が解除された場合には、ブレーキの作動前の変速比つまり目標変速比に戻されても、目標変速比はそれほど大きくなくエンジンブレーキトルクが小さいためにスリップが発生することはない。
【０００８】
しかしながら、走行レンジのうち変速比が大きく設定されるスポーツモードや、変速比を固定するマニュアルモードで大きな変速比がセレクトレバーやスイッチにより選択された場合には、ブレーキを解除した後にブレーキ作動前の変速比に戻されると、ブレーキ解除後の変速比が大きくなるので、エンジンブレーキトルクがタイヤグリップ力を上回り、タイヤがスリップする傾向となり、走行フィーリングが良くない。
【０００９】
本発明の目的は、スポーツモードなどのように大きな変速比が選択されて低摩擦路を走行している状態のもとでブレーキの作動が解除されたときにおける走行フィーリングを向上することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
すなわち、本発明の無段変速機の制御装置は、入力軸に装着されるプーリ溝幅間隔可変のプライマリプーリと、出力軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリ溝幅間隔可変のセカンダリプーリとを有する無段変速機の制御装置であって、スロットル開度が所定値以下であり、大きな変速比の第１の変速パターンが選択されている状態のもとで、ブレーキの作動により所定値を超える大きな減速度となった後に前記ブレーキの作動が解除されるとともに車速が所定値以下の場合には、変速パターンを所定の時間だけ変速比の小さい第２の変速パターンに変更する変速パターン変更手段を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、スポーツモードなどのように変速比の大きい変速パターンで走行していた状態で急減速された後にブレーキが開放された場合には、所定の条件のもとで所定の時間だけ変速比が小さい変速パターンに変更されるので、低摩擦路において走行していたときに急減速した後におけるタイヤのスリップが防止されて、走行フィーリングが向上することになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。
【００１４】
図１はベルト式無段変速機を有する車両の駆動系を示す概略図である。エンジンにより駆動されるクランク軸１の回転は、電磁クラッチ２および前後進切換機構３を介して入力軸４に伝達され、電磁クラッチ２のコイルに流す電流に比例してクランク軸１と入力軸４の結合力が制御される。入力軸４の回転はこれに平行に配置された出力軸５に無段変速機６を介して伝達されるようになっている。
【００１５】
入力軸４にはプライマリプーリ７が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シーブ７ａが入力軸４に軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ７はプーリ溝幅間隔が可変となっている。出力軸５にはセカンダリプーリ８が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シーブ８ａが出力軸５に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ８もプーリ溝幅間隔が可変となっている。これらのプライマリプーリ７とセカンダリプーリ８との間には金属製の駆動ベルト１０が掛け渡されており、両方のプーリ７，８の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリに対する巻き付け径が変化して出力軸５の回転数は無段階に変速される。
【００１６】
プライマリ側の可動シーブ７ａを軸方向に移動するために入力軸４にプライマリ側のシリンダ１１が設けられ、セカンダリ側の可動シーブ８ａを軸方向に移動するために出力軸５にセカンダリ側のシリンダ１２が設けられている。プライマリ側のシリンダ１１の加圧面積はセカンダリ側のシリンダ１２の加圧面積よりも大きく設定されており、シリンダ１１内の油圧室に供給されるプライマリ油圧によってプライマリプーリ７の溝幅が調整されて変速比が調整される。一方、シリンダ１２内の油圧室に供給されるセカンダリ油圧によって運転条件に応じて駆動ベルト１０に最適な張力が加えられ、このセカンダリ油圧は変速比に応じて定まる単位トルク伝達に必要な油圧にエンジントルクをかけるとともに所定の安全率をかけて決定される。
【００１７】
出力軸５はギヤ１３ａ，１３ｂを介して中間軸１４に連結されており、中間軸１４に取り付けられたギヤ１５がディファレンシャル装置１６のファイナルギヤ１７に噛み合い、ディファレンシャル装置１６に連結された車軸１８ａ，１８ｂを介して車輪１９ａ，１９ｂに駆動力が伝達される。なお、前輪駆動車の場合には、車輪１９ａ，１９ｂは前輪となる。また、電磁クラッチ２に代えて乾式クラッチを設けて電子制御と油圧によって乾式クラッチを作動させるようにしても良く、さらには、電磁クラッチ２に代えてトルクコンバータを設けるようにしても良い。
【００１８】
図２は無段変速機の制御システムを示す概略図であり、クランク軸１により駆動されるオイルポンプ２１の吐出口はライン圧制御弁２２、変速制御弁２３およびシリンダ１２内のセカンダリ油室１２ａに接続されている。オイルポンプ２１の吐出圧はライン圧制御弁２２により変速比に応じたライン油圧に調整され、調整されたライン油圧がセカンダリ油圧としてセカンダリ油室１２ａ内に供給されるようになっている。変速制御弁２３はライン油圧を制御して得られるプライマリ油圧をシリンダ１１内のプライマリ油室１１ａに供給し、プライマリプーリ７の溝幅を調整して変速比を制御する。
【００１９】
ライン圧制御弁２２および変速制御弁２３は、それぞれ比例電磁弁であり、図２に示すように、制御ユニット２４からの制御電流により作動する比例ソレノイド２２ａ，２３ａを有している。また、プライマリプーリ７の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ７ｂと、セカンダリプーリ８の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ８ｂがそれぞれ制御ユニット２４に接続されている。
【００２０】
さらに、ブレーキの作動状態を検出するブレーキスイッチ２５が制御ユニット２４に接続され、乗員がセレクトレバーを操作することにより、通常の走行モードであるＤレンジ、スポーツモードであるＤS レンジ、後退走行であるＲレンジなどの種々の設定されたレンジを検出するレンジ検出センサ２６と、吸気の通路を開閉してエンジンに供給される吸気量を制御して出力を調整するための絞り弁、つまりスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ２７と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ２８とがそれぞれ制御ユニット２４に接続されている。
【００２１】
図３は図２に示された制御ユニット２４の詳細を示すブロック図であり、制御ユニット２４は、プライマリプーリ７とセカンダリプーリ８の回転数を検出するセンサ７ｂ，８ｂからの回転信号Ｎp,Ｎs が入力される実変速比算出部３１を有し、この実変速比算出部３１によってｉ＝Ｎp ／Ｎs より実変速比ｉが算出される。
【００２２】
ライン圧制御弁２２を作動させてライン油圧を調整し、駆動ベルト１０に最適な張力を加えるために、エンジントルク算出部３２と必要ライン圧設定部３３とが制御ユニット２４に設けられており、スロットル開度センサ２７からの角度信号θとエンジン回転数センサ２８からの信号Ｎe とがエンジントルク算出部３２に入力され、これらの入力値からエンジントルクＴが算出される。必要ライン圧設定部３３は実変速比算出部３１により求められた実変速比ｉに基づいて単位トルク当たりの必要ライン油圧ＰLUを求め、この必要ライン油圧ＰLUとエンジントルクＴが目標ライン圧算出部３４に入力され、この目標ライン圧算出部３４においてＰL ＝ＰLU×Ｔから目標ライン油圧ＰL が算出される。この出力ＰL はソレノイド電流設定部３５に入力され、目標ライン油圧ＰL に対応した電流値Ｉp が設定される。これにより、駆動部３６を介してライン圧制御弁２２の比例ソレノイド２２ａに所定の電流が通電され、ライン油圧が調整されてセカンダリプーリ８には運転条件に応じたライン油圧が作用することになる。
【００２３】
制御ユニット２４は、図３に示すように、セカンダリプーリ回転数センサ８ｂからのセカンダリプーリ回転数Ｎs の信号が入力される車輪速度検出部４１を有し、この車輪速度検出部４１は回転数Ｎs に対して出力軸５以降のギヤ比を乗算することによって車輪速度Ｖw を検出する。検出された車輪速度Ｖw の信号は減速度算出部４２に送られ、この減速度検出部４２により単位時間当たりの速度の変化率から減速度−ｄＶw/ｄｔが算出される。この減速度の算出値とブレーキスイッチ２５からの信号は、それぞれタイヤロック判定部４３に入力される。これにより、ブレーキ作動時における減速度−ｄＶw/ｄｔと設定値−Ｇとが比較され、−ｄＶw/ｄｔ≦−Ｇの場合にはタイヤロックであると判断する。さらに、制御ユニット２４はタイヤロック判定部４３とブレーキスイッチ２５と車輪速度検出部４１からの信号が入力されるタイヤロック解除判定部４４を有し、ブレーキが作動している状態のもとで、タイヤロックが判定された後にブレーキが開放されたときには、タイヤロックが解除されたと判断する。
【００２４】
次に、変速制御弁２３を作動させてライン油圧を調整してプライマリ側のシリンダ１１内の油圧室１１ａに供給されるプライマリ油圧を制御し、変速比を調整するための変速制御系について説明する。
【００２５】
図３に示すように、制御ユニット２４はセカンダリプーリ回転数センサ８ｂからの回転数Ｎs とレンジ検出センサ２６からのレンジ信号とスロットル開度センサ２７からの信号θとが入力される変速パターン設定部５１を有する。この変速パターン設定部５１は、変速パターンに応じたテーブルを有しており、このテーブルに格納されているセカンダリプーリ回転数Ｎs とスロットル開度θの値から目標変速比ｉs が、乗員がセレクトレバーの操作により選択したレンジに応じて検索される。
【００２６】
図４は無段変速機の変速特性図を示し、通常の走行モードであるＤレンジつまりドライブレンジが選択された場合には、これがレンジ検出センサ２６により検出され、図４において実線で示す範囲で変速機の変速比が制御される。たとえば、この特性図において、エンジン回転数に対応するプライマリプーリの回転数Ｎp はＥv1の方がＥv2よりも大きいが、Ｅv1におけるプライマリプーリ７の巻き付け径がＥv2における巻き付け径よりも小さいので、変速比（プライマリ回転数Ｎp ／セカンダリ回転数Ｎs)もＥv1の方がＥv2よりも大きくなり、車輪の回転数つまり車速は相互に同一となる。
【００２７】
セレクトレバーの操作によって走行モードのうちスポーツモード、つまりＤs レンジが選択されたことがレンジ検出センサ２６により検出された場合には、図４においてハッチングを付して示されるスポーツモードの範囲で変速機の作動が制御される。このモードは坂道でエンジンブレーキが必要な場合などに選択される。
【００２８】
一方、無段変速機をマニュアル操作によって変速させるようにすることも可能であり、その場合にはモード切換スイッチを変速パターン設定部５１に接続し、そのスイッチからの入力信号により、たとえば、図４において二点鎖線で示すように、乗員の設定により複数段に変速比を固定し得るようにする。図示する場合には、マニュアルモードとしては第Ｉ速〜第III 速とオーバードライブ（IV速) とが設定されており、これらの変速比のうちいずれか任意の変速比を乗員が選択することができ、変速パターン設定部５１は選択された変速比のもとで目標変速比ｉs を出力する。
【００２９】
変速パターン設定部５１の出力信号ｉs は変速パターン変更部５２に入力され、所定の条件のもとでは目標変速比が変更され、変更された変速比の値が変速速度算出部５３に送られるようになっている。この変速速度算出部５３には係数設定部５４により設定された係数ｋと、実変速比算出部３１により求められた実変速比ｉの値が入力され、ｄｉ／ｄｔ＝ｋ（ｉs −ｉ）により変速速度ｄｉ／ｄｔが算出されるとともに、その正、負の符号によりシフトアップとシフトダウンが決定される。
【００３０】
この変速速度の値はソレノイド電流設定部５５に入力されて電流値Ｉs が設定される。これにより、駆動部５６を介して変速制御弁２３の比例ソレノイド２３ａに所定の電流が通電され、プライマリ油圧が調整されてシリンダ１１に供給されることになり、プライマリプーリ７は所定の変速比となるようにプーリ溝幅間隔が制御される。
【００３１】
変速パターン変更部５２には、車輪速度検出部４１からの車輪速度Ｖw と、減速度算出部４２からの減速度−ｄＶw/ｄｔとタイヤロック解除判定部４４からの信号が入力されるようになっている。
【００３２】
この変速パターン変更部５２は、スポーツモードＤs などのように大きな変速比の変速パターンが選択されており、アクセルペダルを離した場合のようにスロットル開度が所定値以下である状態のもとで、ブレーキの作動により所定値を超える大きな減速度となったことが減速度算出部４２からの信号により検出された後に、ブレーキの作動が解除されたことが検出されるとともに、車速が０でない所定値以下であると判断された場合には、変速パターンを所定の時間Ｔ1 だけ変速比の小さい変速パターンに変更するように出力信号を変速速度算出部５３に送る。
【００３３】
たとえば、図５においてハッチングで示すスポーツモードの範囲で変速制御が行われるが、この図において符号Ａで示すように、スポーツモードの最小変速比のもとで高速走行していた状態において、ブレーキが作動して所定の減速度を超える大きな減速度で制動された場合には、変速機はスポーツモードの最小変速比を維持した状態のまま、符号Ｂで示すように、低速走行状態となる。
【００３４】
このようにして車速が所定値以下となった状態のもとで、ブレーキの作動が解除されたことが検出された場合には、通常の走行モードつまりＤレンジの範囲に変速制御が切換えられ、たとえば、符号Ｃで示すノーマル走行モードの最小変速比に所定の時間Ｔ1 だけ保持された後に、変更前のスポーツモードの範囲の低速走行状態Ｂに戻される。この時間Ｔ1 としてはたとえば数秒程度が設定される。
【００３５】
図５にあっては、スポーツモードの最小変速比Ａのもとで高速走行していた状態でブレーキが作動された場合を示すが、最小変速比Ａよりも大きい変速比で走行していた場合にも同様にブレーキの作動を解除した後の所定の時間だけノーマルモードの最小変速比に保持される。また、スポーツモードの最小変速比Ｂの状態で走行していたときにブレーキが作動した場合にも、ブレーキ開放後の所定の時間だけノーマルモードの最小変速比Ｃに保持される。ただし、必ずしもノーマルモードの最小変速比Ｃまで変速比を低下させることなく、その近傍の変速比まで低下させるようにしても良い。
【００３６】
変速比が最小変速比に保持される時間Ｔ1 は、選択された変速パターンの変速比が大きいほど長く設定される。
【００３７】
図６は上述した制御手順のタイムチャートを示し、図７は制御ユニットの作動手順のフローチャートを示す。
【００３８】
図６および図７を参照しつつ、変速パターンの変更動作について説明すると、まず、ステップＳ１ではスロットル開度が所定値以下であるか以上であるかが判断され、ステップＳ２では乗員によってＤレンジなどのようなノーマルモードが選択されたか否か、つまり大きな変速比の変速パターンが選択されたか小さな変速比の変速パターンが選択されたかが判断される。このステップＳ２でスポーツモードなどのようにノーマルモード以外のモードが選択されたと判断された場合には、ステップＳ３に進み、ブレーキが作動したか否かつまりブレーキが踏み込まれたか開放されたかが判断される。ブレーキが踏み込まれた場合には、踏み込みによって所定の減速度Ｇを超える大きな減速度となったか否かがステップＳ４で判断される。
【００３９】
ステップＳ４で所定の減速度を超える減速度となったことが判断されたならば、ステップＳ５でフラグをセットする。ステップＳ１でスロットル開度が所定値以上であると判断された場合、およびノーマルモードが選択されたと判断された場合には、いずれもステップＳ６でフラグがリセットされる。
【００４０】
次いで、ステップＳ７が実行されて、フラグがセットされている場合にはステップＳ８において車輪速が０になったか否かを判断する。ステップＳ８において車速が存在し、かつステップＳ９でブレーキが踏み込まれた状態であるか開放されたか否かが判断され、開放されたと判断された場合には、ステップＳ１０で車速が所定の車速Ｖａ以下であるか以上であるかが判断される。このステップＳ１０で車速が所定の車速Ｖａ以下であると判断された場合には、制御ユニット２４に設けられたタイマがステップＳ１１で作動して時間Ｔ1 が設定され、ステップＳ１２ではノーマルモードに変更される。
【００４１】
ステップＳ１３ではタイマが単位時間減算され、ステップＳ１４でタイマのカウント終了が判断されたならば、ステップＳ１５で元のモード、つまりノーマルモード以外のモードに戻される。なお、ステップＳ８で車輪速が０になったことが判断された場合には、ステップＳ１６でフラグがリセットされ、ステップＳ１７ではタイマが０にセットされる。
【００４２】
なお、本発明にあっては、Ｄs モードに設定されて走行していた場合について説明したが、マニュアルモードが選択されており、そのモードで大きな変速比が選択されて走行していた場合についても同様に作動するようにすることも可能である。
【００４３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、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。
【００４４】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００４５】
変速比が大きな変速パターンのスポーツモードや変速比を固定するマニュアルモードで大きな変速比が選択された状態で、特に低摩擦路を走行中にブレーキが作動されて急減速され、タイヤがロックあるいはロック傾向となった場合でも、ブレーキを解除した際のエンジンブレーキに起因したタイヤのスリップを防止して、走行フィーリングを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト式無段変速機を有する車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】図１に示した無段変速機の制御システムを示す概略図である。
【図３】図２に示された制御ユニットの詳細を示すブロック図である。
【図４】無段変速機の変速特性図である。
【図５】ブレーキにより急減速した後にブレーキを開放した場合における変速特性図である。
【図６】ブレーキを作動して急減速した後にブレーキを開放した場合における制御装置の作動状態を示すタイムチャートである。
【図７】ブレーキを作動して急減速した後にブレーキを開放した場合における制御装置の作動手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１        クランク軸
２        電磁クラッチ
３        前後進切換装置
４        入力軸
５        出力軸
６        無段変速機
７        プライマリプーリ
７ｂ      プライマリプーリ回転数センサ
８        セカンダリプーリ
８ｂ      セカンダリプーリ回転数センサ
１０      駆動ベルト
１１，１２  シリンダ
１４      中間軸
１６      ディファレンシャル装置
１７      ファイナルギヤ
２１      オイルポンプ
２２      ライン圧制御弁
２３      変速制御弁
２４      制御ユニット
２５      ブレーキスイッチ
２６      レンジ検出センサ
２７      スロットル開度センサ
２８      エンジン回転数センサ
３１      実変速比算出部
３２      エンジントルク算出部
３３      必要ライン圧設定部
３４      目標ライン圧算出部
４１      車輪速度検出部
４２      減速度算出部
４３      タイヤロック判定部
４４      タイヤロック解除判定部
５１      変速パターン設定部
５２      変速パターン変更部
５３      変速速度算出部
【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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【図７】
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