JP2004068900A - 無段変速機における変速アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖベルトを用いた無段変速機において、変速のための変速アクチュエータによる消費電力を低減させる。
【解決手段】変速制御部２０１は、インヒビタースイッチからのレンジ信号がＰレンジである場合や、パーキングブレーキセンサからのパーキングブレーキ信号がＯＮである場合に、無段変速機は変速を行う必要がないと判定し、変速制御弁３０を駆動するステップモータ４０への電力供給を停止する。これによりステップモータ４０による不必要な電力消費がなくなり、車両の電力負荷の低減を図ることができる。
【選択図】　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等用の無段変速機に用いられる変速アクチュエータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用に適した無段変速機としてＶベルトを用いた無段変速機がある。これは、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
すなわち、プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、セカンダリプーリの第２シリンダ室へはライン圧が供給される。一方プライマリプーリの第１シリンダ室へは、ライン圧を元圧として、ステップモータによって駆動される変速制御弁で制御した油圧が供給される。そして各シリンダ室への油圧によりプライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅が変更され、Ｖベルトと各プーリとの接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。この間、ライン圧は所定の範囲で変化され、Ｖベルトに対する推力（挟持圧力）を制御するようになっている。
このような無段変速機が、たとえば特開平１１−８２７２５号公報にも開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の無段変速機にあっては、変速制御弁を制御する変速アクチュエータとして、ステップモータが用いられている。このステップモータは、変速制御弁を駆動する必要のないとき、すなわちステップモータが作動していない状態の時にも常時電力が供給されたまま待機状態になっていた。このステップモータの待機状態における不必要な電力消費により、電力負荷が大きくなるといった問題があった。
【０００４】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、ステップモータなどの変速アクチュエータによる電力負荷の増加を防止した、無段変速機における変速アクチュエータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、変速を制御する変速制御弁と、該変速制御弁の電気的駆動を行う変速アクチュエータと、該変速アクチュエータの制御を行う変速制御部とを備えた無段変速機において、無段変速機の変速の要否を判定する変速要否判定手段を備え、変速制御部は、変速要否判定手段が変速不要と判定した場合、変速アクチュエータへの電力供給を停止するものとした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、無段変速機が変速を行わない場合は、変速アクチュエータは作動する必要がないので、変速要否判定手段によって無段変速機の変速が不要であると判定された場合に、変速制御部が変速アクチュエータへの電力供給を停止する。これにより不必要な消費電力がなくなり、車両の電力負荷を低減することができる。また同時に変速アクチュエータの不要な発熱を抑えることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明をベルトＣＶＴに適用した概略構成を示し、図２は油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す。
図１において、図示しない前後進切り替え機構を備えた変速機構部５、およびロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２より構成されるベルトＣＶＴ３がエンジン１に連結される。変速機構部５は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を介してディファレンシャル６に連結される。
【０００８】
変速機構部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からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット１００によって制御される。また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（以下、ＥＣＵ）２１に接続され、互いに情報交換を行っている。ＣＶＴコントロールユニット２０はＥＣＵ２１からの入力トルク情報やエンジン回転数、スロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）などから変速比や接触摩擦力を決定する。またＣＶＴコントロールユニット２０にはパーキングブレーキのＯＮまたはＯＦＦの検出を行うパーキングブレーキセンサ３２が接続されている。
【０００９】
変速機構部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との対向位置に配置されて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（以下、プライマリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成されている。
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、固定円錐板１１ｂとの対向位置に配置されて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（以下、セカンダリ圧）に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
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ている。
【００１０】
エンジン１から入力された入力トルクは、トルクコンバータ２を介して変速機構部５に入力され、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へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａおよ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と各プーリ１０、１１との接触半径を変化させることにより、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化させることができる。
【００１１】
図２に示すように、油圧コントロールユニット１００は、ライン圧を制御する調圧弁６０とプライマリプーリシリンダ室１０ｃへのプライマリ（Ｐｒｉ）圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへのセカンダリ（Ｓｅｃ）圧を制御する減圧弁６１を主体に構成される。
変速制御弁３０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１０の可動円錐板１０ａから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【００１２】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ８０からの圧油を調圧するソレノイド５９を備えた調圧弁６０で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）によって運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド６２を備えた減圧弁６１にそれぞれ供給される。
【００１３】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０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３０のスプール３１が駆動されて、変速制御弁３０に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ１０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。
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の給排を行って、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３１を閉弁する。
【００１４】
ここで、ＣＶＴコントロールユニット２０は、図１において変速機構部５のプライマリプーリ１０の回転数を検出するプライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ１１の回転速度（または車速）を検出するセカンダリプーリ速度センサ２７、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室１１ｃに作用するセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ２８からの信号と、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号と、運転者がアクセルペダルを操作することによって開閉するスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）と、温度センサ２５によって検出される変速機構部５の油温とを読み込んで変速比やＶベルト１２の接触摩擦力を可変制御する。
【００１５】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速やスロットル開度に応じて目標変速比を決定し、ステップモータ４０を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部２０１と、入力トルクや変速比、油温などに応じてプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部２０２から構成される。また変速制御部２０１には、パーキングブレーキセンサ３２からのパーキングブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されている。
【００１６】
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とに基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、調圧弁６０のソレノイド５９を駆動することでライン圧の制御を行い、またセカンダリ圧の目標値を決定して油圧センサ２８の検出値と目標値に応じて減圧弁６１のソレノイド６２を駆動してフィードバック制御（閉ループ制御）によりセカンダリ圧を制御する。
【００１７】
次に図３を用いて、ＣＶＴコントロールユニットの変速制御部で行われるステップモータの制御の流れについて説明する。
変速制御部２０１は、ステップモータ４０が作動状態でないときに、ステップモータ４０への電力供給を停止するものである。
ＣＶＴコントロールユニット２０の電源がＯＮとなると、ステップ３００において変速制御部２０１は、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号、車速、スロットル開度等の信号を読み込み、読み込んだ信号を基にステップ３０１においてステップモータ４０を駆動させて、ステップモータ４０の回動位置の初期化を行う。
【００１８】
ステップ３０２では、ベルトＣＶＴ３の変速を行う必要があるかどうかの変速要否判定を行う。この変速要否判定は車速、アクセル開度、レンジ信号等を基に各種の車両状態に応じて行われ、例えばインヒビタースイッチ２３からのレンジ信号がＰレンジ信号である場合や、パーキングブレーキセンサ３２がパーキングブレーキＯＮを検知したときに、車両は停止しているのでベルトＣＶＴ３の変速が不要であるとの判定を行う。変速が不要と判定されると、ステップ３０３へ進む。一方、変速が必要と判定されるとステップ３０５へ進む。
【００１９】
ステップ３０３では、ステップモータ４０への電力供給を停止し、ステップモータ４０を非通電状態にする。一方ステップ３０５においては、ステップモータ４０へ電力を供給し、ステップモータ４０の通常制御を行う。
ステップ３０４では、ＣＶＴコントロールユニット２０への電力供給がＯＦＦとなった場合に変速制御部２０１は上述の処理を終了する。一方電力供給がＯＮの場合はステップ３０２へ戻り上述のステップモータ４０の制御を繰り返す。
【００２０】
以上のように、ステップ３０２においてベルトＣＶＴ３が変速を行う必要があるかどうかの判定を行い、変速が不要であると判定されたときに、ステップモータ４０への電力供給を停止することによって、ステップモータ４０による電力消費がなくなり、車両の電力負荷を小さくすることができる。
本実施例において、ステップ３０２が本発明における変速要否判定手段を構成し、インヒビタースイッチ２３が本発明におけるレンジ位置検出手段を構成する。
【００２１】
本実施例は以上のように構成され、ステップ３０２において、例えばインヒビタースイッチ２３からのレンジ信号がＰレンジ信号である場合、またはパーキングブレーキセンサ３２からのパーキングブレーキ信号がＯＮである場合に、ベルトＣＶＴ３の変速は不要であると判定し、ステップモータ４０への電力供給を停止する。これによりステップモータ４０の待機状態における不必要な電力消費がなくなり、車両の電力負荷を低減することができ、さらに電力負荷が低減することにより車両の燃費の向上を図ることができる。
【００２２】
また変速要否判定手段としてのステップ３０２における変速要否判定を、レンジ位置検出手段としてのインヒビタースイッチ２３からのレンジ信号を基に行うことにより、変速の要否を判定するための新たな検出装置を備える必要がなく、確実に車両の変速の要否を判定することができる。
【００２３】
さらに変速要否判定手段としてのステップ３０２における変速要否判定を、パーキングブレーキセンサ３２からのパーキングブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて判定を行うことにより、従来からあるパーキングブレーキセンサを用いて確実に変速の要否を判定することができる。また今回例示した判定方法のほかに、各種車両状態、変速機状態を示す信号を組み合わせることで、よりきめ細かく判定を実施できる。
【００２４】
なお本実施例において、本発明を変速アクチュエータとしてステップモータに適用した例を示したが、これに限定されず他の変速アクチュエータに適用してもよい。
また本実施例では、ベルト式無段変速機について説明したが、本発明はこの種の無段変速機には限定されず、他の種類の無段変速機（例えば、トロイダル式無段変速機）にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】油圧コントロールユニットとＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図３】変速制御部が行うステップモータの制御の流れを示す図である。
【符号の説明】
１　　エンジン
３　　ベルトＣＶＴ
５　　変速機構部
１０　　プライマリプーリ
１１　　セカンダリプーリ
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　　インヒビタースイッチ
３０　　変速制御弁
３２　　パーキングブレーキセンサ
４０　　ステップモータ
２０１　　変速制御部

Claims (5)

1. 変速を制御する変速制御弁と、
   該変速制御弁の電気的駆動を行う変速アクチュエータと、
   該変速アクチュエータの制御を行う変速制御部とを備えた無段変速機において、前記無段変速機の変速の要否を判定する変速要否判定手段を備え、
   前記変速制御部は、前記変速要否判定手段が変速不要と判定した場合、前記変速アクチュエータへの電力供給を停止することを特徴とする無段変速機における変速アクチュエータ制御装置。
2. Ｖベルトを挟持する一対の可変プーリと、
   該可変プーリに作用させる油圧の制御を行い、前記Ｖベルトと前記可変プーリとの接触半径を変化させる変速制御弁と、
   該変速制御弁の電気的駆動を行う変速アクチュエータと、
   該変速アクチュエータの制御を行う変速制御部とを備えた無段変速機において、前記無段変速機の変速の要否を判定する変速要否判定手段を備え、
   前記変速制御部は、前記変速要否判定手段が変速不要と判定した場合、前記変速アクチュエータへの電力供給を停止することを特徴とする無段変速機における変速アクチュエータ制御装置。
3. 前記変速アクチュエータが、ステップモータであることを特徴とする請求項１または２記載の無段変速機における変速アクチュエータ制御装置。
4. 操作者が選択するレンジ位置の検出を行うレンジ位置検出手段を備え、
   該レンジ位置検出手段がＰレンジを検出した際に、前記変速要否判定手段は、変速不要と判定することを特徴とする請求項１、２または３記載の無段変速機における変速アクチュエータ制御装置。
5. パーキングブレーキのＯＮまたはＯＦＦの検出を行うパーキングブレーキセンサを備え、
   該パーキングブレーキセンサが、パーキングブレーキＯＮを検出した際に、前記変速要否判定手段は、変速不要と判定することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の無段変速機における変速アクチュエータ制御装置。

Images