(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力源からの駆動力が入力される入力プーリと車輪側への駆動力を出力する出力プーリとの間で変速比を無段階に調整可能な無段変速機と、
前記出力プーリと前記車輪側との間に介装された発進クラッチと、
前記発進クラッチのスリップ時に該スリップ状態を所定状態に維持するよう制御するスリップ状態制御手段と、
前記出力プーリの回転速度を検出する出力プーリ回転速度検出手段と、
運転者の要求負荷を検出する要求負荷検出手段と、
前記出力プーリの回転速度と前記要求負荷とに基づいて前記入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、前記入力プーリが前記目標回転速度となるように前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段と
を備えたことを特徴とする発進クラッチ付無段変速機の制御装置。
【請求項２】
車両の駆動力源からの駆動力が入力される入力プーリと車輪側への駆動力を出力する出力プーリとの間で変速比を無段階に調整可能な無段変速機と、
前記出力プーリと前記車輪側との間に介装された発進クラッチと、
前記発進クラッチのスリップ状態を検出するクラッチスリップ検出手段と、
前記出力プーリの回転速度を検出する出力プーリ回転速度検出手段と、
運転者の要求負荷を検出する要求負荷検出手段と、
前記出力プーリの回転速度と前記要求負荷とに基づいて前記入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、前記入力プーリが前記目標回転速度となるように前記無段変速機の変速比を制御し、更に、前記クラッチスリップ検出手段により前記発進クラッチのスリップ状態が検出された際にはその時の目標変速比を維持する変速比制御手段と
を備えたことを特徴とする発進クラッチ付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、発進クラッチ付の無段変速機を備えた車両における無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溝幅が変更可能な入力プーリと出力プーリとにベルトを掛け渡してなる無段変速機を備えた動力伝達装置が従来から知られている（特許登録第2651810 号公報参照) 。このような動力伝達装置では、無段変速機と駆動輪側との間に発進クラッチを備え、エンジン側のトルク変動を吸収して駆動輪側にトルク変動を伝えないようにする等のために、発進クラッチの係合状態を調整して発進クラッチをスリップ制御している。
【０００３】
上述したような発進クラッチ付無段変速機を備えた車両では、発進クラッチのスリップ中は変速比を最大（Low)に固定して変速比の制御を行なわないのが一般的である。即ち、発進クラッチがスリップしている場合は、車速と出力プーリ側の回転速度がマッチしておらず、車速に応じて入力プーリの目標回転速度を設定して変速比の制御を行なうと、出力プーリ側の回転速度にはマッチしない変速比となる。この状態で発進クラッチが結合されて車速と出力プーリ側の回転速度がマッチすると、結果的に車速にはマッチしない変速比となってしまう。このため、発進クラッチのスリップ中は、入力プーリの目標回転速度を適切に設定することができないので、変速比の制御を行なわないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の発進クラッチ付無段変速機を備えた車両では、発進クラッチのスリップ中は変速制御を行なわないようになっているので、車速が高くなると入力側の回転速度が過剰に上昇する虞があった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、発進クラッチがスリップ状態にあっても、入力プーリの目標回転速度を適切に設定して変速比の制御が行なえる発進クラッチ付無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１の発明では、入力プーリと出力プーリとの間で変速比を無段階に調整する無段変速機に発進クラッチを備えた発進クラッチ付無段変速機において、スリップ状態制御手段により発進クラッチのスリップ時にスリップ状態を所定状態に維持し、変速比制御手段により、出力プーリの回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、入力プーリが目標回転速度となるように無段変速機の変速比を制御するようにしたものである。このため、発進クラッチがスリップ状態にあっても、出力プーリの回転速度が車速に対して安定し、入力プーリの目標回転速度が適切に設定されて無段変速機の変速比が制御される。
【０００７】
また、上記目的を達成するため請求項２の発明では、入力プーリと出力プーリとの間で変速比を無段階に調整する無段変速機に発進クラッチを備えた発進クラッチ付無段変速機において、変速比制御手段により、出力プーリの回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、入力プーリが目標回転速度となるように無段変速機の変速比を制御し、更に、クラッチスリップ検出手段により発進クラッチのスリップ状態が検出されると、その時の目標変速比を維持するように入力プーリの目標回転速度を設定する。このため、発進クラッチがスリップ状態になっても、出力プーリの回転速度が安定し、入力プーリの目標回転速度が適切に設定されて無段変速機の変速比が制御される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る発進クラッチ付無段変速機の制御装置を備えた車両の概略構成、図２には制御装置のブロック構成、図３には変速比制御のフローチャートを示してある。図に示した車両は電気モータとエンジンとを併用して駆動力を得るハイブリッド車を例に挙げて説明してあるが、発進クラッチ付無段変速機を備えた車両であれば、ハイブリッド車以外の車両であっても本発明を適用することができる。
【０００９】
図１に示すように、エンジン１の出力軸２は、クラッチ３及び前後進切換用のダブルピニオン型の遊星歯車機構４を介して無段変速機(CVT) ５の入力側に連結されている。また、CVT ５の入力側にはエンジン始動モータ兼用の電気モータ／発電機（M/G)６が連結されている。CVT ５の出力側は発進クラッチ７を介してデフ８に連結され、駆動力が駆動輪９に伝達される。尚、図中の符号で４１は、遊星歯車機構４のリングギヤを停止させるためのブレーキである。CVT ５は、溝幅が変更可能な入力プーリ１１と出力プーリ１２とにベルト１３が掛け渡されて構成され、CVT 作動手段１４により入力プーリ１１及び出力プーリ１２の溝幅を変更することにより、所定の変速比が得られるようになっている。
【００１０】
CVT ５の入力プーリ１１の回転速度を検出するプライマリ回転速度センサ（NPセンサ) １５が設けられ、NPセンサ１５によりCVT ５の入力側の回転速度が検出される。CVT ５の出力プーリ１２側には出力プーリ１２の回転軸12a の回転速度を検出する出力プーリ回転速度検出手段としてのセカンダリ回転速度センサ(NS センサ) １６が設けられ、NSセンサ１６によりCVT ５の出力側の回転速度が検出される。
【００１１】
また、駆動輪９の駆動車軸１７の回転速度を検出する駆動軸回転速度センサ（回転センサ）１８が設けられ、回転センサ１８により発進クラッチ７の下流側の駆動車軸１７の車速に相当する回転速度が検出される。NSセンサ１６の検出情報と回転センサ１８の検出情報を比較することにより、発進クラッチ７のスリップ状態を検出することができる。一方、運転者の要求負荷を検出する要求負荷検出手段としてアクセルポジションセンサ(APS) １９が設けられ、APS １９によってアクセルペダルの踏み込み状態が検出される。
【００１２】
NPセンサ１５、NSセンサ１６、回転センサ１８及びAPS １９の検出情報は制御装置２０に入力され、制御装置２０は各種センサの検出情報に基づいてCVT 作動手段１４に動作指令を出力しCVT ５の変速比を制御する。また、制御装置２０はNSセンサ１６及び回転センサ１８の検出情報、即ち、発進クラッチ７のスリップ状態に基づいてエンジン１もしくはM/G ６のトルクを制御し、発進クラッチ７のスリップ状態を所定状態に維持するようにフィードバック制御する（スリップ状態制御手段）。
【００１３】
尚、発進クラッチ７のスリップ状態を所定状態に維持するスリップ状態制御手段としては、NSセンサ１６及び回転センサ１８の検出情報に基づいて発進クラッチ７のクラッチ容量をフィードバック制御して発進クラッチ７の係合状態を調整するようにしてもよい。
【００１４】
上述したハイブリッド車においては、クラッチ３のオン・オフ及びエンジン１の駆動制御により、M/G ６のみでCVT ５の入力側に駆動力を伝達して駆動輪９を駆動したり、必要に応じてエンジン１を駆動してM/G ６とエンジン１を併用してCVT ５の入力側に駆動力を伝達して駆動輪９を駆動する種々の運転モードを有している。即ち、クラッチ３をオフ、ブレーキ４１をオフさせた状態でM/G ６をモータ作動させればモータ単独走行モードとなり、減速時はM/G ６を発電機作動させることで回生制動モードとなる。また、クラッチ３をオン、ブレーキ４１をオフさせた状態では遊星歯車機構４はエンジン１の出力軸と一体回転することになり、M/G ６を空転させればエンジン単独走行モード、M/G ６をモータ作動させればエンジン・モータ併用の走行モード、M/G ６を発電作動させればエンジン・発電機併用の走行モードとなる。尚、エンジン１の始動は、この状態でM/G ６のモータ出力をエンジン１の出力軸に伝達することにより行われる。また、クラッチ３をオフ、ブレーキ４１をオンさせた状態では、エンジン１の出力軸に対して遊星歯車機構４のキャリアが逆転してエンジン出力による後進が可能となる。
【００１５】
発進クラッチ７付のCVT ５を備えたハイブリッド車では、発進クラッチ７を結合した状態での運転中は、車速とAPS １９の検出情報に基づいて目標となる入力プーリ１１の回転速度（目標NP）を設定し、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるようにCVT ５の変速比を制御している。
【００１６】
一方、発進クラッチ７付のCVT ５を備えたハイブリッド車では、例えば、エンジン１の停止状態でM/G ６による走行中にエンジン１を始動する場合、エンジン１の始動時にはトルク変動が発生するため、発進クラッチ７の係合状態を調整して発進クラッチ７をスリップさせ、エンジン１の始動時のトルク変動を吸収して駆動輪９側にトルク変動を伝えないようにしている。
【００１７】
CVT ５の変速比の制御のブロック構成を図２に基づいて説明する。
【００１８】
図に示すように、制御装置２０は、出力プーリ１２の回転速度(NS)と要求負荷(AP)とに基づいて入力プーリ１１の目標回転速度（目標NP）を設定すると共に、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５のの変速比をフィードバック制御するための変速比制御手段２１を備えている。
【００１９】
即ち、変速比制御手段２１には目標NP設定手段２２及びCVT 作動指令手段２３が備えられ、目標NP設定手段２２にはNSセンサ１６及びAPS １９の検出情報が入力される。目標NP設定手段２２では、NSセンサ１６及びAPS １９の検出情報に基づいて目標NPが設定され、目標NPはCVT 作動指令手段２３に入力される。また、CVT 作動指令手段２３にはNPセンサ１５の検出情報が入力される。CVT 作動指令手段２３は、目標NP及びNPセンサ１５の検出情報に基づいてCVT 作動手段１４に作動指令を出力する。これにより、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるようにCVT ５が変速作動され、CVT ５の変速比がフィードバック制御される。
【００２０】
一方、制御装置２０は、発進クラッチ７のスリップ時にスリップ状態を所定状態に維持するよう制御するスリップ状態制御手段２４を備えている。スリップ状態制御手段２４にはNSセンサ１６及び回転センサ１８の検出情報が入力され、スリップ状態制御手段２４では、NSセンサ１６の検出情報と回転センサ１８の検出情報を比較することにより、発進クラッチ７のスリップ状態が検出される。スリップ状態の情報は変速比制御手段２１に送られる。スリップ状態制御手段２４で発進クラッチのスリップ状態が検出されると、エンジン１もしくはM/G ６のトルクをフィードバック制御して発進クラッチ７のスリップ速度を一定値に保つようにする。
【００２１】
CVT ５の変速比の制御の流れを図３に基づいて説明する。
【００２２】
図に示すように、ステップＳ１で発進クラッチ７にスリップが生じているか否かが判断され、NSセンサ１６の検出値と回転センサ１８の検出値との差が所定以上開いている場合スリップが生じていると判断される。発進クラッチ７にスリップが生じていないと判断された場合、ステップＳ２でNSセンサ１６及びAPS １９の検出情報による出力プーリ１２の回転速度NSと要求負荷APに基づいて目標NPが設定される。目標NPが設定されると、設定された目標NPに基づいてステップＳ３でCVT ５が変速作動され、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるように変速比が制御される。
【００２３】
一方、ステップＳ１で発進クラッチ７にスリップが生じていると判断された場合、ステップＳ４でエンジン１もしくはM/G ６のトルクをフィードバック制御して発進クラッチ７のスリップ速度を一定値に保つようにする。ステップＳ４で発進クラッチ７のスリップ状態を一定に維持した後、ステップＳ２に移行し、スリップが生じていない場合と同様に変速比を制御する。
【００２４】
上述した発進クラッチ付無段変速機の制御装置では、発進クラッチ７にスリップが生じていない場合、車速に相関する出力プーリ１２側の回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリ１１の目標NPが設定され、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５の変速比が制御される。また、発進クラッチ７にスリップが生じている場合、スリップ状態を所定状態に維持した後、スリップが生じていない場合と同様に、出力プーリ１２側の回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリ１１の目標NPが設定され、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５の変速比が制御される。
【００２５】
即ち、発進クラッチ７がスリップ状態にあってもスリップ状態を所定状態に維持するため、出力プーリ１２の回転速度が車速に対して安定し、出力プーリ１２の回転速度を入力パラメータとする制御のままでも入力プーリ１１の目標NPを適切に設定してCVT ５の変速比を制御でき、出力プーリの回転速度と要求負荷とを入力パラメータとした変速制御を発進クラッチ７のスリップ状態に拘らず共通して適用することができる。
【００２６】
本発明の他の実施形態例に係る発進クラッチ付無段変速機の制御装置を図４、図５に基づいて説明する。図４には制御装置のブロック構成、図５には変速比制御のフローチャートを示してある。尚、車両の概略構成は、図１と同一であるので、重複する説明は省略してある。
【００２７】
本実施形態例の発進クラッチ付無段変速機の制御装置は、クラッチスリップ検出手段としてNSセンサ１６及び回転センサ１８を備えたもので、制御装置２０の変速比制御手段２１には、発進クラッチ７の所定以上のスリップ状態が検出されると、その時の目標変速比を維持した状態で入力プーリ１１の目標NPを設定する目標維持設定手段３１が備えられている。
【００２８】
他の実施形態例に係るCVT ５の変速比の制御のブロック構成を図４に基づいて説明する。
【００２９】
図に示すように、制御装置２０は、出力プーリ１２の回転速度(NS)と要求負荷(AP)とに基づいて入力プーリ１１の目標回転速度（目標NP）を設定すると共に、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５のの変速比をフィードバック制御するための変速比制御手段２１を備えている。また、変速比制御手段２１では、発進クラッチ７の所定以上のスリップ状態が検出されると、その時の目標変速比を維持した状態で入力プーリ１１の目標NPが設定されるようになっている。
【００３０】
即ち、変速比制御手段２１には、図２で示した構成と同様に、目標NP設定手段２２及びCVT 作動指令手段２３が備えられ、目標NP設定手段２２では、NSセンサ１６及びAPS １９の検出情報に基づいて目標NPが設定され、目標NPはCVT 作動指令手段２３に入力される。また、CVT 作動指令手段２３は、目標NP及びNPセンサ１５の検出情報に基づいてCVT 作動手段１４に作動指令を出力し、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるようにCVT ５が変速作動され、CVT ５の変速比がフィードバック制御される。
【００３１】
一方、変速比制御手段２１には、発進クラッチ７の所定以上のスリップ状態が検出されると、その時の目標変速比を維持した状態で入力プーリ１１の目標NPを設定する目標維持設定手段３１が備えられ、目標維持設定手段３１にはクラッチスリップ検出手段としてNSセンサ１６の検出情報が入力される。目標維持設定手段３１で設定された目標NPは、CVT 作動指令手段２３に入力され、CVT 作動指令手段２３は、目標NP及びNPセンサ１５の検出情報に基づいてCVT 作動手段１４に作動指令を出力する。そして、入力プーリ１１の回転速度が目標維持設定手段３１で設定された目標NPとなるようにCVT ５が変速作動され、発進クラッチ７のスリップ状態が検出された時点での目標変速比が維持されてCVT ５の変速比がフィードバック制御される。
【００３２】
尚、CVT 作動指令手段２３からCVT 作動手段１４に作動指令を出力する場合に適用される目標NPは、目標維持設定手段３１からの情報が優先され、目標維持設定手段３１からの情報が入力されていない場合に目標NP設定手段２２からの情報が適用される。
【００３３】
CVT ５の変速比の制御の流れを図５に基づいて説明する。
【００３４】
図に示すように、ステップＳ１１で発進クラッチ７にスリップが生じているか否かが判断され、NSセンサ１６の検出値と回転センサ１８の検出値との差が所定以上開いている場合スリップが生じていると判断される。発進クラッチ７にスリップが生じていないと判断された場合、ステップＳ１２でNSセンサ１６及びAPS １９の検出情報による出力プーリ１２の回転速度NSと要求負荷APに基づいて目標NP設定手段２２により目標NPが設定される。目標NPが設定されると、目標NP設定手段２２により設定された目標NPに基づいてステップＳ１３でCVT ５が変速作動され、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるように変速比が制御される。
【００３５】
一方、ステップＳ１１で発進クラッチ７にスリップが生じていると判断された場合、ステップＳ１４でスリップ発生時点の目標変速比を維持するようにNSセンサ１６の検出情報による出力プーリ１２の回転速度NSに基づいて目標維持設定手段３１により目標NPが設定される。目標NPが設定されると、目標維持設定手段３１により設定された目標NPに基づいてステップＳ１３でCVT ５が変速作動され、入力プーリ１１の回転速度が目標NPとなるように変速比が制御される。
【００３６】
上述した発進クラッチ付無段変速機の制御装置では、発進クラッチ７にスリップが生じていない場合、車速に相関する出力プーリ１２側の回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリ１１の目標NPが設定され、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５の変速比が制御される。また、発進クラッチ７にスリップが生じている場合、その時の目標変速比を維持するように入力プーリ１１の目標NPが設され、入力プーリ１１が目標NPとなるようにCVT ５の変速比が制御される。
【００３７】
このため、発進クラッチ７が所定以上のスリップ状態になっても、出力プーリ１２の回転速度が安定し、入力プーリ１１の目標NPが適切に設定されてCVT ５の変速比が制御され、発進クラッチ７のスリップ状態に拘らず安定した変速制御が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明の発進クラッチ付無段変速機の制御装置は、スリップ状態制御手段により発進クラッチのスリップ時にスリップ状態を所定状態に維持し、変速比制御手段により、出力プーリの回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、入力プーリが目標回転速度となるように無段変速機の変速比を制御するようにしたので、発進クラッチがスリップ状態にあっても、出力プーリの回転速度が車速に対して安定し、入力プーリの目標回転速度が適切に設定されて無段変速機の変速比を制御することができる。この結果、出力プーリの回転速度と要求負荷とに基づく変速比制御を発進クラッチのスリップ状態に拘らず共通して適用しながら無段変速機の安定した変速制御が可能となる。
【００３９】
また、請求項２の発明の発進クラッチ付無段変速機の制御装置は、変速比制御手段により、出力プーリの回転速度と要求負荷とに基づいて入力プーリの目標回転速度を設定すると共に、入力プーリが目標回転速度となるように無段変速機の変速比を制御し、更に、クラッチスリップ検出手段により発進クラッチの所定以上のスリップ状態が検出されると、その時の目標変速比を維持するように入力プーリの目標回転速度を設定するようにしたので、発進クラッチが所定以上のスリップ状態になっても、入力プーリの目標回転速度が適切に設定されて無段変速機の変速比を制御することができる。この結果、発進クラッチのスリップ状態に拘らず無段変速機の安定した変速制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る発進クラッチ付無段変速機を備えた車両の概略構成図。
【図２】制御装置のブロック構成図。
【図３】変速比制御のフローチャート。
【図４】本発明の他実施形態例に係る発進クラッチ付無段変速機の制御装置のブロック構成図。
【図５】変速比制御のフローチャート。
【符号の説明】
１  エンジン
３  クラッチ
４  遊星歯車機構
５  無段変速機(CVT)
６  電気モータ／発電機(M/G)
７  発進クラッチ
９  駆動輪
１１  入力プーリ
１２  出力プーリ
１５  プライマリ回転速度センサ（NPセンサ）
１６  セカンダリ回転速度センサ（NSセンサ）
１８  駆動車軸回転速度センサ（回転センサ）
１９  アクセルポジションセンサ（ASP ）
２０  制御装置
２１  変速比制御手段
２２  目標NP設定手段
２４  スリップ状態制御手段
３１  目標維持設定手段
【図１】
0004200569.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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