JP2008002687A - 無段変速機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中にエンジンを停止した際に、ＣＶＴの変速比を最適に制御することにより、安全かつ燃費のよい車両システムを構築することができる無段変速機制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン停止かつニュートラル状態に移行するとき、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４がトルクコンバータ２のロックアップクラッチ及び前後進クラッチ３を解放した後、ＣＶＴ４の変速比を車速によって変更される目標変速比に変更するとともに、フィードバック制御回路の制御パラメータを変更し、積分項をリセットする。同時に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、プライマリプーリ１８の目標回転数の変化量に基づいてイナーシャトルクを算出し、算出したイナーシャトルクにより油圧ＰＤを変更することにより、ベルト２０の必要なクランプ圧力を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン及び無段変速機を備えたパワートレーンシステムの無段変速機制御装置に関する。

従来、エンジンにＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）などの無段変速機を組み合わせたパワートレーンシステムがあり、このＣＶＴは、入力軸に連結されたプライマリプーリと出力軸に連結されたセカンダリプーリとの間にベルトを掛け回し、各プーリのシリンダに油圧を給排することで、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各溝幅を相対的に変化させて変速させている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−１７２２２９号公報

一方、車両停止時（車速＝０［km/h］）にエンジンを停止し、燃料の消費を抑えることで燃費向上を図る、アイドリングストップシステムやエコランシステムがある。このようなシステムと上記のＣＶＴを組み合わせたパワートレーンシステムは、エンジンを再始動し発進する際に、ＣＶＴを制御するための各種油圧を供給するために、エンジンの動力で駆動されるオイルポンプとは別に、モータで駆動される電動オイルポンプを備えている。
上記の電動オイルポンプは、従来、機械式オイルポンプが供給するほどの大きな油圧を供給することができなかったため、電動オイルポンプが供給する油圧だけでは必要油圧が確保できず、変速などのＣＶＴ制御が行えないため、制御で必要とされる油圧が小さくてすむ車両停止中のみ電動オイルポンプを駆動し、それ以外の走行領域ではエンジンを始動し、機械式オイルポンプにより油圧を供給する必要があった。このような問題があったため、ＣＶＴを備えたパワートレーンシステムでは、車両停止時のみエンジンを停止するエコラン制御を行っていた。

しかしながら、近年、電動オイルポンプの改良・改善が進み、電動オイルポンプでも、エンジン動力で駆動する機械式オイルポンプと遜色ない性能を発揮し、高い油圧を供給できるようになってきたので、例えば、フロント駆動輪をエコランシステムを搭載したエンジン及びＣＶＴからなるパワートレーンで駆動し、リア駆動輪をモータで駆動するハイブリッド車両において、フロントのエンジンを停止し、リアモータだけで走行する場合などに、フロントのＣＶＴのクラッチの解放や無段変速部の変速制御を行うことが可能になった。
また、従来のエコランシステムにおいても、アクセルオフの減速状態にあるときにエンジンを停止させるなど、車両走行時までエコラン領域を拡大しても、ＣＶＴのクラッチ解放や無段変速部の変速制御が可能となった。

しかしながら、上記のように、走行中にエンジンを停止し、ＣＶＴとエンジンを接続するクラッチを解放することでニュートラル状態とし、その後、エンジンを再始動し、クラッチを係合させてエンジンのトルクをＣＶＴに伝達して走行する場合、ＣＶＴの変速比が高い状態（ローギヤ状態）にあると、エンジン再始動時に、そのままクラッチを係合させてしまうと、エンジン回転数が急激に吹き上がったり、急激なエンジンブレーキが発生してしまうなどの問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、走行中にエンジンを停止した際に、ＣＶＴの変速比を最適に制御することにより、安全かつ燃費のよい車両システムを構築することができる無段変速機制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無段変速機制御装置は、車両が走行中である場合であってもエンジンを停止することが可能であり、走行中にエンジンを停止する場合には、プーリに作動油を給排することで変速する無段変速機と、エンジンとの間に設けられた係合手段を開放する車両システムにおける無段変速機制御装置であって、エンジンが停止している場合に変速比を制御するときには、エンジンが駆動している場合に変速比を制御するときに比べて、変速の応答性を下げる制御をする制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無段変速機制御装置によれば、エンジンが駆動している場合に変速比を制御するときとは、変速制御のパラメータを異ならせ、変速の応答性が下げられるので、走行中エンジン停止時のクラッチ解放による変速のスピードが遅くなり、ドライバに違和感を与えないようにすることができる。

以下、本発明の無段変速機制御装置を図面により説明する。
図１は本発明の無段変速機制御装置を適用するハイブリッド車両の全体システムを示す図であり、このハイブリッド車両はエンジン１がフロント駆動輪を駆動し、モータ／ジェネレータ７がリア駆動輪を駆動する。すなわち、エンジン１はトルクコンバータ２、前後進クラッチ３、無段変速機（以下、ＣＶＴという）４、ギア５を介してフロント駆動輪６を駆動し、モータ／ジェネレータ７は直接リア駆動輪８を駆動する。

このハイブリッド車両は、ハイブリッドシステム電子制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵという）１２、エンジン電子制御装置（以下、ＥＮＧ−ＥＣＵという）１３、トルクコンバータ２、前後進クラッチ３、ＣＶＴ４を制御するＣＶＴ電子制御装置（以下、ＣＶＴ−ＥＣＵという）１４、モータ／ジェネレータ７を制御するモータ／ジェネレータ電子制御装置（以下、ＭＧ−ＥＣＵという）１５の４つの制御装置を備え、エンジン１の駆動力により車両を走行するモード（以下、ＥＮＧモードという）と、エンジン１を停止し、モータ／ジェネレータ７の駆動力のみで車両を走行させるモード（以下、ＥＶモードという）と、エンジン１を停止し、モータ／ジェネレータ７により電気エネルギを回収する走行モード（以下、回生モードという）とが可能になっている。

トルクコンバータ２、前後進クラッチ３及びＣＶＴ４にはＣＶＴ−ＥＣＵ１４により制御される油圧制御装置９が付設され、油圧制御装置９にはエンジン１により駆動される機械式オイルポンプ１０とエンジン停止時に油圧を供給する電動オイルポンプ１１とが接続され、これらのオイルポンプがトルクコンバータ２、前後進クラッチ３、ＣＶＴ４作動用のライン圧ＰＬを生成する。このように、電動オイルポンプ１１を備えているので、エンジン１の停止状態でも前後進クラッチ３の係合等を行うことができる。
油圧制御装置９は電磁切換弁やリニアソレノイドバルブ等を備えており、それらのソレノイドを制御し、油路を切り換えたり、油圧を制御することにより、ＣＶＴ４の変速比の切り換えやクラッチの係合・解放を行う。

また、モータ／ジェネレータ７はインバータ１６を介してバッテリ１７に接続され、ＭＧ−ＥＣＵ１５の制御に従ってバッテリ１７から電気エネルギが供給されて所定のトルクで回転駆動される状態（ＥＶモード）と回生制動により発電機として機能することによりバッテリ１７に電気エネルギを充電する状態（回生モード）と、モータ軸が自由回転することを許容する無負荷状態（フリー）とに切り換えられる。
上記の回生モードでは、モータ／ジェネレータ７を強制的に回転させるトルクが制動トルクとなり、いわゆるエンジンブレーキを効かせることができる。この場合、出力軸とエンジン１の間のトルクの伝達を遮断することにより、エンジンを連れまわすことがなく、したがって、動力の損失を最小限に抑えて効率よくエネルギ回生を行うことができる。

一方、トルクコンバータ２はロックアップクラッチを備えているとともに、タービン翼車が前後進クラッチ３の入力軸に接続され、油圧制御装置９からの油圧ＰＬＵによりロックアップクラッチの係合・解放が行われる。このトルクコンバータ２の出力軸に前後進の切り換え及び駆動力の伝達を切断し、ニュートラル状態を形成することが可能な前後進クラッチ３が接続され、油圧制御装置９からの油圧ＰＣ１により前後進クラッチ３の係合・解放が行われる。

また、前後進クラッチ３の出力軸に接続されたＣＶＴ４は、プライマリプーリ１８とセカンダリプーリ１９とに変速用ベルト２０が掛け渡されて構成され、入力軸に入力された回転が同軸一体のプライマリプーリ１８から変速用ベルト２０を介してセカンダリプーリ１９に伝達され、出力軸に出力されるようになっている。

図２はＣＶＴ４の無段変速部を制御するための油圧制御部の構成を示す図であり、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、油圧制御装置９に備えられたＤＵＴＹソレノイドＤＳ１及びＤＳ２にＤＵＴＹ指令を行うことでＣＶＴ４の変速比を制御する。図２において、ＤＵＴＹソレノイドＤＳ１を駆動すると、アップシフト（増速変速）用油圧バルブＶ１が駆動されてプライマリプーリ１８に作動油が供給され、プライマリ油室に作動油が充満し、プーリの溝幅が狭められることにより、変速用ベルト２０の掛径が変化し、結果としてアップシフト（増速変速）する。

一方、ＤＵＴＹソレノイドＤＳ２を駆動すると、ダウンシフト（減速変速）用油圧バルブＶ２が駆動されてプライマリプーリ油室内の作動油が排出され、プーリの溝幅が広がることにより、変速用ベルトの掛径が変化し、結果としてダウンシフト（減速変速）する。
また、セカンダリプーリ１９のセカンダリプーリ油室にはセカンダリプーリ１９が挟む変速用ベルト２０をクランプするためのセカンダリプーリ圧ＰＤが供給されている。

上記のＤＵＴＹソレノイドＤＳ１及びＤＳ２に対するＤＵＴＹ指令の出力値ＤＵＴＹは、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４により、以下のフィードバック演算式で演算される。

ここで、Ｋｐは比例ゲイン、ＴIは積分時間、ＴDは微分時間、γtgtは目標変速比、γrealは実変速比である。
上記の式（１）は、フィードバック制御の基本的な式であるが、この実施例のように、マイコンを用いて制御演算を行うディジタル演算装置の場合は、演算が連続的に行われず、演算周期ΔＴ毎に演算が行われるため、フィードバック制御式を次の式（２）のように変換して使用するのが一般的である。

ここで、式（２）内のそれぞれの項、を第１項から順に、比例項（第1項）、積分項（第２項）、微分項（第３項）と呼ぶ。また、変速比γは、プラマリプーリ１８の回転数Ｎｉｎ及びセカンダリプーリ１９の回転数Ｎｏｕｔを用いて以下のように表すことができる。
γ＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ
したがって、制御量は上記の式（２）の関係より、目標回転数Ｎｉｎtgt及び実回転数Ｎｉｎrealを用いて次のように表すこともできる。

以降の説明では、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４において、上記の式（２）もしくは式（３）のフィードバック演算式に基づいて、出力値ＤＵＴＹが算出される実施例について説明するが、変速比γは抽象的な変数であるため、通常はエンジン回転数と同軸の回転数であるＣＶＴプライマリプーリ回転数で制御量を表す上記式（３）で演算を行う方が、コントローラの設計が行いやすい。したがって、以降の説明では、主に式（３）に基づいて説明を行う。

一方、図３はハイブリッド車両の制御装置の各ＥＣＵ間で多重通信によって送信される信号を示す図であり、ＨＶ−ＥＣＵ１２は、アイドルスイッチ状態、エンジン回転数、車速、ブレーキスイッチ状態を含む各種センサからの情報に基づいて、図４のエンジンの運転モードの状態遷移図に示す、「０：イグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）」、「１：運転中」、「２：停止要求」、「３：停止制御中」及び「４：始動要求」のいずれかのエンジン運転モード及び走行モードを決定し、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４、ＭＧ−ＥＣＵ１５にエンジン制御モード、ＥＶ走行モード要求、回生走行モード要求の指令を行う。また、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３はエンジン制御モード及びアクセル開度、アイドルスイッチ状態を含む各種センサからの情報に基づいてスロットル開度、点火時期、燃料噴射弁、吸排気バルブ等を制御することにより、エンジン１を制御する。

さらに、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン制御モード、シフトレバー選択位置、エンジン回転数、車速を含む各種センサからの情報に基づいてトルクコンバータ２のロックアップクラッチや前後進クラッチ３の係合・解放及びＣＶＴ４の変速比を制御するとともに、ＨＶ―ＥＣＵ１２にモード遷移禁止要求信号を、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３にエンジン停止禁止要求、回転数制御要求、目標回転数等の信号を送信する。また、ＭＧ−ＥＣＵ１５は、ＥＶモード時には、インバータ１６によりバッテリ１７からの電力によりモータ／ジェネレータ７を駆動し、回生モード時にはインバータ１６を介してモータ／ジェネレータ７からの回生電力をバッテリ１７に充電する。

また、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４では、クラッチの制御を行うにあたり、それぞれの制御状態をクラッチ制御モードとして定義し、図５のクラッチ制御モードの状態遷移表に示すように、「０：制御非実行」、「１：解放準備中」、「２：解放制御中」、「３：解放」、「４：係合制御中」の５つのクラッチ制御モードを有し、ＨＶ−ＥＣＵ１２からのエンジン制御モード及びＥＶ走行モードフラグ・回生走行モードフラグをもとに、クラッチの解放／係合制御のモードを決定する。すなわち、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は上記の各クラッチ制御モードを図６の表に示す遷移条件を満足するときに、他のクラッチ制御モードに遷移させる。

次に、図６のクラッチ制御モードの遷移条件表及び図７−１〜図７−３のフローチャートを用いて、運転モードの変更時のクラッチ制御及びＣＶＴの変速制御について説明する。
ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はタイマなどにより定時間ごとに図７−１〜図７−３のフローチャートに示すプログラムを実行し、この処理の実行がスタートすると、まず、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、クラッチ制御モードが「０：制御非実行」か否かを判定する（ステップ１０１）。クラッチ制御モードが「０：制御非実行」でない場合には、ステップ１０４に移る。

一方、クラッチ制御モードが「０：制御非実行」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［１］が成立するか否かを判定する（ステップ１０２）。遷移条件［１］が成立しない場合には、ステップ１０４に移り、遷移条件［１］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「０：制御非実行」から「１：解放準備中」に移行する（ステップ１０３）。
すなわち、図６の遷移条件表の［１］に示すように、エンジン制御モードが「１：運転中」から「２：停止要求」に遷移したときに、ＥＶ走行モードフラグがオンとなっており、モータ／ジェネレータ７のみの駆動に切り替わると判断した場合、あるいは回生走行モードフラグがオンとなっている場合には、クラッチの解放制御に移行し、クラッチ制御モードを「０：制御非実行」から「１：解放準備中」に移行する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、クラッチ制御モードが「１：解放準備中」か否かを判定する（ステップ１０４）。クラッチ制御モードが「１：解放準備中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［６］が成立するか否かを判定する（ステップ１０５）。遷移条件［６］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行した（ステップ１０６）後、ステップ１３１に移る。
すなわち、図６の遷移条件表の［６］に示すように、エンジン制御モードが「１：運転中」または「４：始動要求」に変更されていた場合、あるいは、ＥＶ走行モード要求、回生走行モード要求でなく、車速が所定値未満で、かつブレーキオンの場合は、クラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行する。また、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合にも、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行する。

一方、ステップ１０５において、遷移条件［６］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、ロックアップクラッチの解放制御及びＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対するエンジン停止禁止要求を行う（ステップ１０７）。前後進クラッチ３とロックアップクラッチの解放を同時に行わず、ロックアップクラッチの解放を行ってから、前後進クラッチ３の解放を行うのは、ロックアップクラッチの解放制御と前後進クラッチ３の解放制御を同時に行うことができない場合があり、また、同一軸上に配されている２つのクラッチを同時に操作すると、それぞれのクラッチの解放の判定が難しく、制御的に不安定になるためである。また、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対してエンジン停止禁止要求を発行するのは、エンジン１が途中でエンストしてしまわないようにするためである。

このクラッチ制御モードがＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合、ドライバはアクセル操作のみで一定走行を行いたいという意思であると思われるので、ロックアップクラッチの解放によるショックは許容できない。このため、ＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合には、ロックアップクラッチを滑らかに解放するため、図８のＥＶ走行モード移行によるクラッチ制御チャートの油圧ＰＬＵに示すように、ロックアップクラッチ圧ＰＬＵを漸減させ、ショックなく滑らかにロックアップクラッチを解放する。

一方、回生走行モードフラグによって制御を開始した場合は、ドライバはブレーキ操作も行っており、停止の意思があると思われるので、多少のショックは許容される。このため、回生走行モードフラグによる開始であった場合には、図９の回生走行モード移行によるクラッチ制御チャートの油圧ＰＬＵに示すように、ロックアップクラッチを急激に解放してすばやく前後進クラッチ３の解放に移行させる。

ロックアップクラッチが解放されると、次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の同期を取る制御を行う（ステップ１０８）。これは、前後進クラッチ３を解放する場合、エンジン1の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数に差が出るような駆動／被駆動状態であると、クラッチ解放によるショックが出てしまうため、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３により電子スロットルなどを用いてエンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期を行うものである。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［２］が成立するか否かを判定し（ステップ１０９）、遷移条件［２］が成立しない場合には、ステップ１３１に移る。一方、遷移条件［２］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「２：解放制御中」に移行した（ステップ１１０）後、ステップ１３１に移る。
すなわち、図６の遷移条件表の［２］に示すように、ロックアップクラッチの解放が確定し、エンジン1の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の偏差が小さい状態が所定時間継続し、エンジン制御モードが「２：停止要求」であり、かつ、走行モードがＥＶ走行モードまたは回生走行モードの条件が成立する場合に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「２：解放制御中」に移行する。

一方、ステップ１０４において、クラッチ制御モードが「１：解放準備中」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「２：解放制御中」か否かを判定する（ステップ１１１）。クラッチ制御モードが「２：解放制御中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［７］が成立するか否かを判定する（ステップ１１２）。遷移条件［７］が成立した場合、すなわち、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合には、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「２：解放制御中」から「０：制御非実行」に移行した（ステップ１１３）後、ステップ１３１に移る。

また、ステップ１１２において、遷移条件［７］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、前後進クラッチ３のクラッチ圧ＰＣ１を漸減させる（ステップ１１４）。これにより、前後進クラッチ３が徐々に解放される。なお、この場合も、ロックアップクラッチの解放時と同様に、クラッチ制御モードがＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合は、図８のＥＶ走行モード移行によるクラッチ制御チャートに示すように、油圧ＰＣ１を緩やかに減少させてショックを少なくし、回生走行モードフラグによって制御を開始した場合は、図９の回生走行モード移行によるクラッチ制御チャートに示すように、油圧ＰＣ１を早く減少させることにより、前後進クラッチをすばやく解放することができる。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン制御モード遷移禁止要求を行う（ステップ１１５）。
ここで、エンジン制御モード遷移禁止を行うのは、前後進クラッチ３のクラッチ油圧ＰＣ１を漸減している間にエンジン制御モードが遷移してしまうと、クラッチを再結合させるなどの処理が必要になり、車両挙動にも影響を及ぼし、制御がビジーになってしまうため、安定した制御を保つためであり、前後進クラッチ３の解放を開始したら、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はＨＶ−ＥＣＵ１２に対してエンジン制御モード遷移禁止を要求する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［３］が成立するか否かを判定し（ステップ１１６）、遷移条件［３］が成立しない場合には、ステップ１３１に移る。一方、遷移条件［３］が成立した場合、すなわち、前後進クラッチ３の解放完了が判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「２：解放制御中」から「３：解放」に移行する（ステップ１１７）。次に、上記のエンジン制御モード遷移禁止及びエンジン停止禁止要求を解除し、電動オイルポンプ１１の駆動を開始させた（ステップ１１８）後、ステップ１３１に移る。なお、エンジン停止禁止要求解除によりエンジンが完全停止し、エンジンが停止してしまうと油圧の供給元である機械式オイルポンプ１０も停止するので、圧力制御を継続するために電動オイルポンプ１１を駆動する。

上記の前後進クラッチ３の解放完了の判定を行う場合、上記のようにエンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期制御を行うと、回転数によるクラッチの解放判定ができないため、ＰＣ１圧力状態によって前後進クラッチ３の解放を判断する。ただし、ＰＣ１指令圧に対して実際のＰＣ１圧は応答遅れがあるため、ＰＣ1指令圧が所定油圧以下の状態が所定時間継続したとき、すなわち、図８、図９のｔ１時点で実際のＰＣ１圧が所定油圧値に追従できたと判断して、クラッチ解放と判断する。なお、この応答遅れは作動油の油温によって変化するので、油温に応じて上記所定時間を変更する。

一方、ステップ１１１において、クラッチ制御モードが「２：解放制御中」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「３：解放」か否かを判定する（ステップ１１９）。クラッチ制御モードが「３：解放」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［８］が成立するか否かを判定する（ステップ１２０）。遷移条件［８］が成立した場合、すなわち、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合には、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「３：解放」から「０：制御非実行」に移行した（ステップ１２１）後、ステップ１３１に移る。

また、ステップ１２０において、遷移条件［８］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、前後進クラッチのクラッチ解放時の油圧指令値を保持する（ステップ１２２）。これは、ＰＣ１圧を０とすると、前後進クラッチ３のクラッチ油室から作動油が抜けてしまい、次に前後進クラッチ３を係合する際に、作動油をクラッチ油室に充満させる必要があるので、クラッチの係合時間に応答遅れが生じないように、クラッチ油室内の作動油を充満させたままにしておくためである。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［４］が成立するか否かを判定し（ステップ１２３）、遷移条件［４］が成立しない場合には、ステップ１３１に移る。一方、遷移条件［４］が成立した場合、すなわち、エンジン制御モードが「４：始動要求」で、かつ、電動オイルポンプ１１が正常作動している場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「３：解放」から「４：係合制御中」に移行した（ステップ１２４）後、ステップ１３１に移る。
なお、ステップ１２３において、電動オイルポンプが何らかの理由で停止していると判定された場合には、エンジンの始動を先に実施し、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン回転数が所定回転以上の状態になっており、機械式オイルポンプ１０が安定した油圧を供給できる状態になったことを判断してから、クラッチ制御モードを「３：解放」から「４：係合制御中」に移行する。

また、ステップ１１９において、クラッチ制御モードが「３：解放」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「４：係合制御中」か否かを判定し（ステップ１２５）、クラッチ制御モードが「４：係合制御中」でない場合には、ステップ１３１に移る。一方、クラッチ制御モードが「４：係合制御中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン１の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の同期制御を行うとともに、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対するエンジン停止禁止要求を行う（ステップ１２６）。

上記の回転数同期制御を行うのは、解放時と同様に、クラッチの係合前後でエンジン回転とＣＶＴ入力軸回転に差が出るような駆動／被駆動状態であると、クラッチ係合によるショックが出てしまうためである。
ＥＮＧ−ＥＣＵ１３は、ＥＮＧモードへの移行時に、エンジンの始動を行うが、エンジン１の回転数をＣＶＴ４の実入力軸回転数に追従させてしまうと、ＣＶＴ４の入力軸回転数の振動などによりエンジン回転数まで振動してしまう恐れがあるため、アクセル操作量に基づいて推定したエンジントルクと車速から算出した要求出力に基づいて、クラッチ係合制御時の無段変速機目標プライマリプーリ回転数を算出し、この無段変速機目標プライマリプーリ回転数とエンジン回転数との回転比が１．０となるようにエンジン回転数を制御する。また、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４１は、上記の無段変速機目標プライマリプーリ回転数にプライマリプーリ回転数が追従するようにＣＶＴ４の変速制御を行う。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はエンジン１の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続したか否かを判定し（ステップ１２７）、偏差が大きい場合には、ステップ１３１に移る。一方、回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、前後進クラッチ３のクラッチ圧ＰＣ１を漸増させることで前後進クラッチを係合させるとともに、解放時と同様に、制御を安定的に行うために、ＨＶ−ＥＣＵ１２に対してエンジン制御モード遷移の禁止を行う（ステップ１２８）。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［５］が成立するか否かを判定し（ステップ１２９）、遷移条件［５］が成立しない場合には、ステップ１３１に移る。一方、遷移条件［５］が成立した場合、すなわち、前後進クラッチ３の係合完了が判定されたか、あるいは、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジに切り換えられた場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はロックアップクラッチの係合許可、エンジン制御モード遷移禁止及びエンジン停止禁止要求を解除するとともに、クラッチ制御モードを「４：係合制御中」から「０：制御非実行」に移行した（ステップ１３０）後、ステップ１３１に移る。

上記の前後進クラッチ３の係合完了を判定する場合も、エンジン回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数が一致し、回転数によるクラッチの係合完了判定が不可能であるため、前後進クラッチ３のクラッチ油圧指令値に基づいて、すなわち、クラッチ圧ＰＣ１が係合指令値になってから所定時間経過後、図８、図９のｔ２の時点で係合完了と判断する。この場合も、クラッチ解放と同様に、作動油の油温によって応答性が変わるために上記の所定時間を油温によって変更する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はエンジンが停止し、クラッチが解放状態にあるか否かを判定する（ステップ１３１）。エンジンが停止し、クラッチが解放状態にある場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はＣＶＴ４の目標変速比γtgtを通常のモードとは異なる目標値から設定される変速比に設定する（ステップ１３２）。このときの目標の変速比γtgtは、車速から目標変速比を算出する図１０（ａ）に示すマップによって決定する。このマップでは、図に示すように、低速では目標変速比γtgtを最大変速比（γmax）に戻し、高速側では最小変速比（γmin）になるように設定している。これは、走行中にエンジンを始動し復帰するにあたり、変速比γが大きい値であると、クラッチ係合時にエンジン回転数が吹き上がってしまうためである。また、油圧を用いて変速を行うＣＶＴの場合、γmax→γminの変速スピードよりもγmin→γmaxに変速する場合の変速スピードの方が速いという特性もあり、γmin側で待機してその後の変速に備えておくほうがレスポンスよく復帰できる。この目標変速比の設定については、図１０（ｂ）に示すように、目標回転数としてのマップ設定としてもよく、以下の説明では、目標回転数Ｎｉｎtgtを制御する場合について説明する。

この変速比制御の切り換えを行う場合、目標値をステップ的に切り換えると切り換え時の偏差（＝目標回転数−実回転数）が大きくなるため、変速のハンチングやオーバーシュートが発生する恐れがあるので、切り換えを行う場合、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、図１１（ｂ）に示すように、所定の傾きで連続的に切り換わるように目標回転数Ｎｉｎtgtの設定を行う。なお、作動油の油温やＣＶＴ入力軸回転数などのパラメータにより変速の追従性能が変化するので、上記の所定の傾きは作動油の油温やＣＶＴ入力軸回転数などのパラメータにより変更される定数に設定にする。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は式（３）のフィードバック演算式によるフィードバックゲインを通常時とは異なる設定に変更するとともに、変速制御部に出力する出力値ＤＵＴＹが一定値を超えないように制限する（ステップ１３３）。
走行中エンジン停止時のクラッチ解放による変速では通常の変速と異なり、変速のスピードを落としてドライバに違和感を与えないようにする必要がある。このため、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はフィードバック演算式（３）のフィードバックゲインを通常時とは異なる設定、例えば、比例ゲインＫpや微分時間ＴDを小さくしたり、積分時間ＴIを大きくすることにより、変速スピードを落とし、ドライバに与える違和感を少なくする。

また、上記のように、フィードバックゲインを異なる設定にしたとしても、制御偏差が大きくなってしまうと、出力値もそれに伴い大きくなってしまう。変速をデューティソレノイドなどの油圧アクチュエータで制御するシステムの場合、変速制御出力を大きく出力してしまうと、変速制御部に油圧を多量に供給してしまい、上記のように他の油圧制御部の圧力の低下などの弊害が起きる可能性があり、特に、エンジンが停止し、電動オイルポンプ１１で油圧を供給している場合には、特にこの弊害が発生する可能性が高い。このため、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、油温やオイルポンプが供給する油圧制御装置９の元圧となるライン圧ＰＬやプーリ回転による遠心油圧によってフィードバック演算式（３）の出力値ＤＵＴＹに対する閾値を設定し、出力値ＤＵＴＹを上記の閾値以下に抑える。なお、ライン圧ＰＬは出力軸プーリ１９の油圧ＰＤを測定する油圧センサの測定値やＰＤ指令値などから予測することが可能である。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、変速比制御の切り換え時のみ、フィードバック制御の積分項をクリアする（ステップ１３４）。
フィードバック制御の積分項は偏差（＝目標回転数−実回転数）を０にするために、偏差を積分して出力値に反映するものであるが、目標回転数切り換え前の偏差の影響により積分項が積算された状態にある場合、変速の追従性が悪化したり、オーバーシュートしてしまうなどの問題が発生する。このため、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、目標回転数の切り換えを実施する際に、式（３）のフィードバック演算を行う演算部の積分項（第２項）の値を図１１（ｃ）に示すように、いったんゼロクリアしてしまうことにより、変速の追従性を改善する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、イナーシャトルクに基づきベルト２０の挟圧力を調整する（ステップ１３５）。
目標回転数の切り換え時は、変速比が連続的に変化し、結果として、ＣＶＴ入力軸１８のプーリ回転数が連続的に増減する。この回転の変化によりＣＶＴの無段変速部にイナーシャトルクが発生し、上記したように、ＣＶＴ４の入力軸１８のプーリ回転数が減少方向に変化する場合には、必要なクランプ圧力が確保できず、一方、ＣＶＴ４の入力軸１８のプーリ回転数が増加方向に変化する場合には、ベルトに不要な負荷がかかってしまうので、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、図１２（ｃ）に示すように、目標回転数Ｎｉｎtgtの変化量に基づいてイナーシャトルクを算出し、算出したイナーシャトルクによって油圧ＰＤを変更することにより、必要なクランプ圧力を確保するとともに、不要な負荷がかかるのを防止する。
なお、イナーシャトルクとは、回転体の回転を減速もしくは停止させようとした場合に、回転体のイナーシャ（慣性）によって回りつづけさせようとして回転体に働くトルクのことであり、回転数の変化量によって算出でき、イナーシャトルクＴin、イナーシャ（慣性モーメント）Ｉin、回転数Ｎinとしたとき、次の式によりイナーシャトルクＴinを求めることができる。
Ｔin＝Ｉin＊ｄＮin／ｄｔ

そして、油圧制御装置９のライン圧ＰＬが小さい場合や、クラッチ圧力とのバランスの関係上油圧を所定値以上に上昇させることができない場合等、上記のイナーシャ変化による油圧設定を行っても油圧を上昇させることができない場合には、必要なクランプ圧を確保できず、ベルトが滑る可能性があるが、ベルトが滑ることは絶対に避けなければならないので、上記のような場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は変速スピードに対して、ＣＶＴ４のセカンダリプーリ１９のクランプ圧力指令値及びエンジン回転数もしくは電動オイルポンプ駆動指令値から予測されるライン圧の限界値から設定される所定値を閾値として設定し、変速のスピードを遅くすることにより、イナーシャトルクの変化を抑え、ベルトが滑ることを回避する。

一方、ステップ１３１において、エンジン停止かつクラッチ解放の状態にないと判定した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、ＣＶＴ４の変速比制御を通常時の変速比制御、すなわち、アクセル操作量に基づいて推定したエンジントルクと車速から算出した要求出力により目標変速比を設定する（ステップ１３６）。この場合も、目標値をステップ的に切り換えると切り換え時の偏差が大きくなるため、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、図１１（ｂ）に示すように、所定の傾きで連続的に切り換わるように目標回転数の設定を行う。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、フィードバック演算式によるフィードバックゲインを通常時の設定に戻すとともに、目標回転数の切り替え中のみ変速制御部に出力する出力値ＤＵＴＹを制限する（ステップ１３７）。また、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、この変速比制御の切り換え時のみ、図１１の（ｃ）に示すように、フィードバック制御の演算部の積分項をクリアし（ステップ１３８）、変速の追従性をよくするとともに、図１２（ｃ）に示すように、イナーシャトルクに基づきベルト２０の挟圧力を調整し（ステップ１３９）、ベルトに必要なクランプ圧力を確保するとともに、不要な負荷がかかるのを防止する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、ステップ１３２またはステップ１３６で設定された目標変速比γtgtから目標回転数Ｎｉｎtgtを
Ｎｉｎtgt＝γtgt＊Ｎｏｕｔ
により演算して求める（ステップ１４０）。なお、上記のように、目標回転数Ｎｉｎtgtで制御を行っている場合には、この演算は不要である。
そして、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、この目標回転数Ｎｉｎtgtを用いてフィードバック演算式（３）によりＤＵＴＹ値を求めた（ステップ１４１）後、このＤＵＴＹ値が０より大きいか否かを判定する（ステップ１４２）。ＤＵＴＹ≧０％の時、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はＤＵＴＹソレノイドＤＳ１にＤＵＴＹ値を出力し（ステップ１４３）、ＤＵＴＹ＜０％の時、ＤＵＴＹソレノイドＤＳ２にＤＵＴＹ値を出力して（ステップ１４３）、プログラムを終了する。

なお、エンジンを始動しクラッチを係合するまでにダウンシフトをかけてしまうと、エンジン回転数とＣＶＴプライマリプーリ回転数が大きく離れてしまい、クラッチ係合のレスポンスが悪化してしまうので、エンジン停止かつ車両が停止状態にある場合からエンジンを始動するときには、エンジンが始動してクラッチが係合を完了するまでの間、ＣＶＴプライマリプーリ回転数がエンジンのアイドル回転数に近くなるように変速比を制御することが好ましい。

上記の実施例では、エンジンとモータ／ジェネレータを備えたハイブリッド車両に本発明の無段変速機制御装置を適用した例について説明したが、本発明の無段変速機制御装置は、ハイブリッド車両でなく、エンジン及びＣＶＴからなるパワートレインのエコランシステムに適用し、アクセルオフの減速状態にあるときにエンジンを停止させるなど、車両走行時までエコラン領域を拡大する場合にも使用することが可能である。

また、上記の実施例では、制御装置としてＨＶ−ＥＣＵ、ＣＶＴ−ＥＣＵ等の複数のＥＣＵを使用しているが、複数のＥＣＵの機能を一つのＥＣＵで実施するようにすることも可能である。

本発明の無段変速機制御装置を適用するハイブリッド車両の全体システムを示す図である。 ＣＶＴの無段変速部を制御するための油圧制御部の構成を示す図である。 無段変速機制御装置の各ＥＣＵ間で多重通信によって送信される信号を示す図である。 エンジンの運転モードの状態遷移を示す図である。 クラッチ制御モードの状態遷移を示す図である。 各クラッチ制御モードの遷移条件を示す表である。 運転モードの変更時の作用を示すフローチャートである。 運転モードの変更時の作用を示すフローチャートである。 運転モードの変更時の作用を示すフローチャートである。 ＥＶ走行モード移行によるクラッチの制御チャートを示す図である。 回生走行モード移行によるクラッチの制御チャートを示す図である。 エンジン停止、クラッチ解放時のＣＶＴの目標変速比を示すマップである。 ＣＶＴの目標回転数切り換え時の回転数変化及びフィードバック制御回路の積分項を示す図である。 ＣＶＴの目標回転数の切り換え時のベルトクランプ圧を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 前後進クラッチ
４ ＣＶＴ
５ ギヤ
６ フロント駆動輪
７ モータ／ジェネレータ
８ リア駆動輪
９ 油圧制御装置
１０ 機械式オイルポンプ
１１ 電動オイルポンプ
１２ ＨＶ−ＥＣＵ
１３ ＥＮＧ−ＥＣＵ
１４ ＣＶＴ−ＥＣＵ
１５ ＭＧ−ＥＣＵ
１６ インバータ
１７ バッテリ
１８ 入力軸プーリ
１９ 出力軸プーリ
２０ ベルト
ＤＳ１、ＤＳ２ ＤＵＴＹソレノイド
Ｖ１、Ｖ２ 油圧バルブ

Claims (7)

1. 車両が走行中である場合であってもエンジンを停止することが可能であり、走行中にエンジンを停止する場合には、プーリに作動油を給排することで変速する無段変速機と、エンジンとの間に設けられた係合手段を開放する車両システムにおける無段変速機制御装置であって、
   エンジンが停止している場合に変速比を制御するときには、エンジンが駆動している場合に変速比を制御するときに比べて、変速の応答性を下げる制御をする制御手段を備えたことを特徴とする無段変速機制御装置。
2. 請求項１に記載された無段変速機制御装置において、
   上記制御手段は、エンジンが停止している場合に変速比を制御するときには、所定時間内に変速可能な変速量に制限を設けることを特徴とする無段変速機制御装置。
3. 請求項１に記載された無段変速機制御装置において、
   上記制御手段は、エンジンが停止している場合に変速比を制御するときには、エンジンが駆動している場合に変速比を制御するときに比べて、変速制御の目標値をなめらかに変化させることを特徴とする無段変速機制御装置。
4. 請求項１に記載された無段変速機制御装置において、
   上記制御手段は、エンジンが駆動している状態と停止している状態とで変速制御を切り換える場合に、変速制御で行われるフィードバック制御における積分項をクリアすることを特徴とする無段変速機制御装置。
5. 請求項１に記載された無段変速機制御装置において、
   上記制御手段は、エンジンが駆動している状態と停止している状態とで変速制御を切り換える場合に、切り換え前後の変速比の変化スピードに応じて、上記無段変速機のプーリのクランプ力を変更することを特徴とする無段変速機制御装置。
6. 請求項５に記載された無段変速機制御装置において、
   上記プーリのクランプ力が、プーリを駆動するオイルポンプで実現可能なクランプ力を超えないように制限を設けることを特徴とする無段変速機制御装置。
7. 請求項１に記載された無段変速機制御装置において、
   エンジン停止かつ車両が停止状態にある場合からエンジンを始動するときには、エンジンが始動して上記係合手段が係合を完了するまでの間、上記制御手段が、無段変速機のエンジン側回転数がアイドル回転数に近くなるように変速比を制御することを特徴とする無段変速機制御装置。

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