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JP2009257415A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

無段変速機の制御装置 Download PDF

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JP2009257415A JP2008105756A JP2008105756A JP2009257415A JP 2009257415 A JP2009257415 A JP 2009257415A JP 2008105756 A JP2008105756 A JP 2008105756A JP 2008105756 A JP2008105756 A JP 2008105756A JP 2009257415 A JP2009257415 A JP 2009257415A
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Abstract

【課題】無段変速機のプライマリプーリ回転数の目標回転数を制限値以下に制限することを、ダウンシフトを伴なわずに解除することにより、運転者に与える違和感を小さくする。
【解決手段】ECUは、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを開始するステップ(S112)と、マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件が満たされると(S122にてYES)、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除するステップ(S124)とを備える、プログラムを実行する。
【選択図】図12

Description

本発明は、無段変速機の制御装置に関し、特に、無段変速機の目標入力軸回転数を制限値以下に制限する技術に関する。
従来より、プライマリプーリとセカンダリプーリとを金属ベルトで連結し、これらのプーリの幅を変化させることにより、無段階に変速を行なうベルト式無段変速機等の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)が知られている。このベルト式無段変速機を搭載した車両においては、プライマリプーリの油圧シリンダに作動油を供給したり、油圧シリンダから作動油を排出したりして、プーリの幅が変化され、変速が行なわれる。
無段変速機に用いられる作動油の温度は、無段変速機から発せられた熱により上昇し得る。作動油の粘度は温度に変化し得る。したがって、作動油の温度が過剰になると、無段変速機の制御性が悪化し得る。そこで、作動油の温度上昇を制限することが必要である。
特開平9−217824号公報(特許文献1)は、無段変速機がマニュアルレンジであり、作動油温が第1設定値以上であり、かつ、入力側回転数(入力軸回転数)が設定回転数以上である場合、入力側回転数が設定回転数まで低下されるような変速比に変速制御する無段変速機の変速制御装置を開示する。また、特許文献1には、通常の制御に復帰する際、最高入力回転数が徐々に上昇されることが記載されている。
この公報に記載の変速制御装置によれば、入力側回転数が設定回転数以下に規制されるため、作動油温の上昇を防止することができる。
特開平9−217824号公報
しかしながら、特開平9−217824号公報においては、作動油の温度が低くなり、通常の制御に復帰すると、走行状態が変化していなくても無段変速機の目標入力軸回転数が増大し得る。そのため、走行状態とは関係なく無段変速機がダウンシフトされて、運転者に違和感を与え得る。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者に与える違和感を小さくすることができる無段変速機の制御装置を提供することである。
第1の発明に係る無段変速機の制御装置は、無段変速機の目標入力軸回転数を設定するための手段と、目標入力軸回転数を予め定められる制限値以下に制限するための制限手段と、無段変速機の入力軸回転数が目標入力軸回転数になるように制御するための手段と、目標入力軸回転数が制限値よりも低いという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除するための解除手段とを備える。
この構成によると、目標入力軸回転数が制限値以下に制限される。無段変速機の入力軸回転数は、目標入力軸回転数になるように制御される。これにより、たとえば無段変速機に供給される作動油の温度が高い場合には、目標入力軸回転数を低くすることにより無段変速機の発熱量を制限することができる。そのため、作動油の温度を適正な状態に維持することができる。目標入力軸回転数が制限値よりも低いという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することが解除される。これにより、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除する直前の目標入力軸回転数と解除した直後の目標入力軸回転数とを略同じにすることができる。そのため、ダウンシフトを伴なわずに、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除することができる。その結果、運転者に与える違和感を小さくすることができる無段変速機の制御装置を提供することができる。
第2の発明に係る無段変速機の制御装置は、第1の発明の構成に加え、無段変速機に供給される作動油の温度を検出するための手段をさらに備える。制限手段は、作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限するための手段を含む。解除手段は、目標入力軸回転数が制限値よりも低いという条件に加えて、作動油の温度がしきい値以下であるという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除するための手段を含む。
この構成によると、無段変速機に供給される作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、目標入力軸回転数が制限値以下に制限される。これにより、無段変速機の制御性が悪化し得る場合には、目標入力軸回転数を低くすることにより無段変速機の発熱量を制限することができる。そのため、無段変速機の制御性を悪化し難くすることができる。目標入力軸回転数が制限値よりも低いという条件に加えて、作動油の温度がしきい値以下であるという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することが解除される。これにより、無段変速機の制御性が良好な状態で、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除することができる。
第3の発明に係る無段変速機の制御装置は、アクセルペダルが設けられた車両において、複数の変速レンジ毎に規定される形態で制御される無段変速機の制御装置である。この制御装置は、アクセル開度を検出するための手段と、無段変速機の変速レンジを選択するための手段と、第1の変速レンジが選択された場合、第1の下限値以上の範囲内でアクセル開度が小さいほどより低くなるように無段変速機の目標入力軸回転数を設定するための第1の設定手段と、第2の変速レンジが選択された場合、第1の下限値よりも大きい第2の下限値以上の範囲内で目標入力軸回転数を設定するための第2の設定手段と、目標入力軸回転数を予め定められる制限値以下に制限するための制限手段と、無段変速機の入力軸回転数が目標入力軸回転数になるように制御するための手段と、アクセル開度が予め定められた値以下の状態で変速レンジが第2の変速レンジから第1の変速レンジに変更されたという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除するための解除手段とを備える。第1の設定手段は、アクセル開度が予め定められた値以下であると、制限値よりも小さくなるように目標入力軸回転数を設定するための手段を含む。
この構成によると、第1の変速レンジが選択された場合、第1の下限値以上の範囲内でアクセル開度が小さいほどより低くなるように無段変速機の目標入力軸回転数が設定される。第2の変速レンジが選択された場合、第1の下限値よりも大きい第2の下限値以上の範囲内でアクセル開度が小さいほどより低くなるように目標入力軸回転数が設定される。目標入力軸回転数は、制限値以下に制限される。無段変速機の入力軸回転数は、目標入力軸回転数になるように制御される。これにより、たとえば無段変速機に供給される作動油の温度が高い場合には、目標入力軸回転数を低くすることにより無段変速機の発熱量を制限することができる。そのため、作動油の温度を適正な状態に維持することができる。第1の変速レンジにおいては、アクセル開度が予め定められた値以下であると、制限値よりも小さくなるように目標入力軸回転数が設定される。そこで、アクセル開度が予め定められた値以下の状態で変速レンジが第2の変速レンジから第1の変速レンジに変更されたという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することが解除される。これにより、ダウンシフトを伴なわずに、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除することができる。その結果、運転者に与える違和感を小さくすることができる無段変速機の制御装置を提供することができる。
第4の発明に係る無段変速機の制御装置は、第3の発明の構成に加え、無段変速機に供給される作動油の温度を検出するための手段をさらに備える。制限手段は、作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限するための手段を含む。解除手段は、アクセル開度が予め定められた値以下の状態で変速レンジが第2の変速レンジから第1の変速レンジに変更されたという条件に加えて、作動油の温度がしきい値以下であるという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除するための手段を含む。
この構成によると、無段変速機に供給される作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、目標入力軸回転数が制限値以下に制限される。これにより、無段変速機の制御性が悪化し得る場合には、目標入力軸回転数を低くすることにより無段変速機の発熱量を制限することができる。そのため、無段変速機の制御性を悪化し難くすることができる。アクセル開度が予め定められた値以下の状態で変速レンジが第2の変速レンジから第1の変速レンジに変更されたという条件に加えて、作動油の温度がしきい値以下であるという条件が満たされると、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することが解除される。これにより、無段変速機の制御性が良好な状態で、目標入力軸回転数を制限値以下に制限することを解除することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両に搭載された駆動装置100のエンジン200の出力は、トルクコンバータ300および前後進切換装置400を介して、無段変速機500に入力される。無段変速機500の出力は、減速歯車600および差動歯車装置700に伝達され、左右の駆動輪800へ分配される。駆動装置100は、後述するECU(Electronic Control Unit)900により制御される。
トルクコンバータ300は、エンジン200のクランク軸に連結されたポンプ翼車302と、タービン軸304を介して前後進切換装置400に連結されたタービン翼車306とから構成されている。ポンプ翼車302およびタービン翼車306の間にはロックアップクラッチ308が設けられている。ロックアップクラッチ308は、係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切換えられることにより、係合または解放されるようになっている。
ロックアップクラッチ308が完全係合させられることにより、ポンプ翼車302およびタービン翼車306は一体的に回転させられる。ポンプ翼車302には、無段変速機500を変速制御したり、ベルト挟圧力を発生させたり、各部に潤滑のための作動油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ310が設けられている。
前後進切換装置400は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。トルクコンバータ300のタービン軸304はサンギヤ402に連結されている。無段変速機500の入力軸502はキャリア404に連結されている。キャリア404とサンギヤ402とはフォワードクラッチ406を介して連結されている。リングギヤ408は、リバースブレーキ410を介してハウジングに固定される。フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は油圧シリンダによって摩擦係合させられる。フォワードクラッチ406の入力回転数は、タービン軸304の回転数、すなわちタービン回転数NTと同じである。
フォワードクラッチ406が係合させられるとともに、リバースブレーキ410が解放されることにより、前後進切換装置400は前進用係合状態となる。この状態で、前進方向の駆動力が無段変速機500に伝達される。リバースブレーキ410が係合させられるとともにフォワードクラッチ406が解放されることにより、前後進切換装置400は後進用係合状態となる。この状態で、入力軸502はタービン軸304に対して逆方向へ回転させられる。これにより、後進方向の駆動力が無段変速機500に伝達される。フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410が共に解放されると、前後進切換装置400は動力伝達を遮断するニュートラル状態になる。
無段変速機500は、入力軸502に設けられたプライマリプーリ504と、出力軸506に設けられたセカンダリプーリ508と、これらのプーリに巻き掛けられた伝動ベルト510とから構成される。各プーリと伝動ベルト510との間の摩擦力を利用して、動力伝達が行われる。
各プーリは溝幅が可変であるように、油圧シリンダから構成されている。プライマリプーリ504の油圧シリンダの油圧が制御されることにより、各プーリの溝幅が変化する。これにより、伝動ベルト510の掛かり径が変更され、変速比GR(=プライマリプーリ回転数NIN/セカンダリプーリ回転数NOUT)が連続的に変化させられる。なお、ベルト式の無段変速機500の代わりに、チェーン式もしくはトロイダル式の無段変速機を用いるようにしてもよい。
図2に示すように、ECU900には、エンジン回転数センサ902、タービン回転数センサ904、車速センサ906、スロットル開度センサ908、冷却水温センサ910、油温センサ912、アクセル開度センサ914、フットブレーキスイッチ916、ポジションセンサ918、プライマリプーリ回転数センサ922およびセカンダリプーリ回転数センサ924が接続されている。
エンジン回転数センサ902は、エンジン200の回転数(エンジン回転数)NEを検出する。タービン回転数センサ904は、タービン軸304の回転数(タービン回転数)NTを検出する。車速センサ906は、車速Vを検出する。スロットル開度センサ908は、電子スロットルバルブの開度THAを検出する。冷却水温センサ910は、エンジン200の冷却水温TWを検出する。油温センサ912は、無段変速機500の作動に用いられる作動油の温度(以下、油温とも記載する)THOを検出する。アクセル開度センサ914は、アクセルペダルの開度ACCを検出する。フットブレーキスイッチ916は、フットブレーキの操作の有無を検出する。
ポジションセンサ918は、シフトポジションと対応する位置に設けられた接点がONであるかOFFであるかを判別することにより、シフトレバー920のポジションPSHを検出する。シフトレバー920のポジションPSHに応じて、無段変速機500の変速レンジが選択される。
本実施の形態においては、図3に示すように、シフトレバー920はシフトゲートに沿って移動する。シフトレバー920のポジションPSHに応じて、「P(パーキング)」レンジ、「R(リバース)」レンジ、「N(ニュートラル)」レンジ、「D(ドライブ)」レンジ、「SD(スポーツドライブ)」レンジおよび「B(ブレーキ)」レンジの中から変速レンジが選択される。
図2に戻って、プライマリプーリ回転数センサ922は、プライマリプーリ504の回転数(入力軸回転数)NINを検出する。セカンダリプーリ回転数センサ924は、セカンダリプーリ508の回転数(出力軸回転数)NOUTを検出する。各センサの検出結果を表す信号が、ECU900に送信される。タービン回転数NTは、フォワードクラッチ406が係合された前進走行時にはプライマリプーリ回転数NINと一致する。車速Vは、セカンダリプーリ回転数NOUTと対応した値になる。したがって、車両が停車状態にあり、かつフォワードクラッチ406が係合された状態では、タービン回転数NTは0となる。
ECU900は、CPU(Central Processing Unit)、メモリおよび入出力インターフェースなどを含む。CPUはメモリに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なう。これにより、エンジン200の出力制御、無段変速機500の変速制御、ベルト挟圧力制御、フォワードクラッチ406の係合/解放制御およびリバースブレーキ410の係合/解放制御などを実行する。
エンジン200の出力制御は電子スロットルバルブ1000、燃料噴射装置1100、点火装置1200などによって行なわれる。無段変速機500の変速制御、ベルト挟圧力制御、フォワードクラッチ406の係合/解放制御およびリバースブレーキ410の係合/解放制御は、油圧制御回路2000によって行なわれる。
図4を参照して、油圧制御回路2000の一部について説明する。なお、以下に説明する油圧制御回路2000は一例であって、これに限らない。
オイルポンプ310が発生した油圧は、ライン圧油路2002を介してプライマリレギュレータバルブ2100、モジュレータバルブ(1)2310およびモジュレータバルブ(3)2330に供給される。
プライマリレギュレータバルブ2100には、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210のいずれか一方から選択的に制御圧が供給される。本実施の形態において、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210の両方は、ノーマルオープン(非通電時に出力される油圧が最大になる)のソレノイドバルブである。なお、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210がノーマルクローズ(非通電時に出力される油圧が最小(「0」)になる)であるようにしてもよい。
プライマリレギュレータバルブ2100のスプールは、供給された制御圧に応じて上下に摺動する。これにより、オイルポンプ310で発生した油圧がプライマリレギュレータバルブ2100により調圧(調整)される。プライマリレギュレータバルブ2100により調圧された油圧がライン圧PLとして用いられる。本実施の形態においては、プライマリレギュレータバルブ2100に供給される制御圧が高いほど、ライン圧PLがより高くなる。なお、プライマリレギュレータバルブ2100に供給される制御圧が高いほど、ライン圧PLがより低くなるようにしてもよい。
SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210には、ライン圧PLを元圧としてモジュレータバルブ(3)2330により調圧された油圧が供給される。
SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210は、ECU900から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じて制御圧を発生させる。
SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧(出力油圧)およびSLSリニアソレノイドバルブ2210の制御圧(出力油圧)うち、プライマリレギュレータバルブ2100へ供給される制御圧は、コントロールバルブ2400により選択される。
コントロールバルブ2400のスプールが図4において(A)の状態(左側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200からプライマリレギュレータバルブ2100へ制御圧が供給される。すなわち、SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧に応じて、ライン圧PLが制御される。
コントロールバルブ2400のスプールが図4において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLSリニアソレノイドバルブ2210からプライマリレギュレータバルブ2100へ制御圧が供給される。すなわち、SLSリニアソレノイドバルブ2210の制御圧に応じて、ライン圧PLが制御される。
なお、コントロールバルブ2400のスプールが図4において(B)の状態にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧は、後述するマニュアルバルブ2600に供給される。
コントロールバルブ2400のスプールは、スプリングにより一方向へ付勢される。このスプリングの付勢力に対向するように、変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520から油圧が供給される。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520は、ECU900から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じた油圧(制御圧)を出力する。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520の両方からコントロールバルブ2400に油圧が供給された場合、コントロールバルブ2400のスプールは図4において(B)の状態になる。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520の少なくともいずれか一方からコントロールバルブ2400に油圧が供給されていない場合、コントロールバルブ2400のスプールは、スプリングの付勢力により図4において(A)の状態になる。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520には、モジュレータバルブ(4)2340により調圧された油圧が供給される。モジュレータバルブ(4)2340は、モジュレータバルブ(3)2330から供給された油圧を一定の圧力に調圧する。
モジュレータバルブ(1)2310は、ライン圧PLを元圧として調圧された油圧を出力する。モジュレータバルブ(1)2310から出力された油圧は、セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される。セカンダリプーリ508の油圧シリンダには、伝動ベルト510が滑りを生じないような油圧が供給される。
モジュレータバルブ(1)2310には、軸方向へ移動可能なスプールおよびそのスプールを一方へ付勢するスプリングが設けられている。モジュレータバルブ(1)2310は、ECU900によりデューティ制御されるSLSリニアソレノイドバルブ2210の出力油圧をパイロット圧として、モジュレータバルブ(1)2310に導入されるライン圧PLを調圧する。モジュレータバルブ(3)により調圧された油圧は、セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される。モジュレータバルブ(1)2310からの出力油圧に応じてベルト挟圧力が増減させられる。
SLSリニアソレノイドバルブ2210は、アクセル開度ACCおよび変速比GRをパラメータとしたマップに従い、ベルト滑りが生じないベルト挟圧力になるように制御される。具体的には、SLSリニアソレノイドバルブ2210に対する励磁電流をベルト挟圧力に対応するデューティ比で制御する。なお、加減速時などに伝達トルクが急に変化する場合には、ベルト挟圧力を増大補正してベルト滑りを抑制してもよい。
セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される油圧は、プレッシャセンサ2312により検出される。
図5を参照して、マニュアルバルブ2600について説明する。マニュアルバルブ2600は、シフトレバー920の操作に従って機械的に切換えられる。これにより、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は係合させられたり、解放させられたりする。
シフトレバー920は、駐車用の「P」ポジション、後進走行用の「R」ポジション、動力伝達を遮断する「N」ポジション、前進走行用の「D」(「SD」)ポジションおよび「B」ポジションへ操作される。
「P」ポジションおよび「N」ポジションでは、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410内の油圧は、マニュアルバルブ2600からドレンされる。これにより、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は解放される。
「R」ポジションでは、マニュアルバルブ2600からリバースブレーキ410に油圧が供給される。これによりリバースブレーキ410が係合させられる。一方、フォワードクラッチ406内の油圧がマニュアルバルブ2600からドレンされる。これによりフォワードクラッチ406が解放される。
コントロールバルブ2400が図5において(A)の状態(左側の状態)にある場合、図示しないモジュレータバルブ(2)から供給されたモジュレータ圧PMが、コントロールバルブ2400を介してマニュアルバルブ2600に供給される。このモジュレータ圧PMによりリバースブレーキ410が係合状態に保持される。
コントロールバルブ2400が図5において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200により調圧された油圧が、マニュアルバルブ2600に供給される。SLTリニアソレノイドバルブ2200により油圧を調圧することにより、リバースブレーキ410が緩やかに係合され、係合時のショックが抑制される。
また、コントロールバルブ2400が図5において(B)の状態(右側の状態)にある場合において、SLTリニアソレノイドバルブ2200のデューティ比を100%にし、通電量を最大にすると、SLTリニアソレノイドバルブ2200から油圧が出力されなくなり、リバースブレーキ410に供給される油圧が「0」になる。すなわち、SLTリニアソレノイドバルブ2200を介してリバースブレーキ410から油圧がドレンされ、リバースブレーキ410が解放される。
「D」(「SD」)ポジションおよび「B」ポジションでは、マニュアルバルブ2600からフォワードクラッチ406に油圧が供給される。これによりフォワードクラッチ406が係合させられる。一方、リバースブレーキ410内の油圧がマニュアルバルブ2600からドレンされる。これによりリバースブレーキ410が解放される。
コントロールバルブ2400が図5において(A)の状態(左側の状態)にある場合、図示しないモジュレータバルブ(2)から供給されたモジュレータ圧PMが、コントロールバルブ2400を介してマニュアルバルブ2600に供給される。このモジュレータ圧PMによりフォワードクラッチ406が係合状態に保持される。
コントロールバルブ2400が図5において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200により調圧された油圧が、マニュアルバルブ2600に供給される。SLTリニアソレノイドバルブ2200により油圧を調圧することにより、フォワードクラッチ406が緩やかに係合され、係合時のショックが抑制される。
SLTリニアソレノイドバルブ2200は、通常はコントロールバルブ2400を介してライン圧PLを制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、通常はモジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御する。
一方、シフトレバー920が「D」(「SD」)ポジションである状態で車両が停止した(車速が「0」になった)という条件を含むニュートラル制御実行条件が成立した場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、フォワードクラッチ406の係合力が低下するように、フォワードクラッチ406の係合力を制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、モジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御するとともに、SLTリニアソレノイドバルブ2200に代わって、ライン圧PLを制御する。
シフトレバー920が「N」ポジションから「D」ポジションまたは「R」ポジションへ操作されるガレージシフトが行なわれた場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、フォワードクラッチ406もしくはリバースブレーキ410が緩やかに係合するように、フォワードクラッチ406もしくはリバースブレーキ410の係合力を制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、モジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御するとともに、SLTリニアソレノイドバルブ2200に代わって、ライン圧PLを制御する。
車両の前進走行中に(車速が復帰速度V(R)以上である場合に)シフトレバー920が「R」ポジションへ操作された場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、リバースブレーキ410を解放するように制御される。
図6を参照して、変速制御を行なう構成について説明する。変速制御は、プライマリプーリ504の油圧シリンダに対する油圧の供給および排出を制御することにより行なわれる。プライマリプーリ504の油圧シリンダに対する作動油の給排は、レシオコントロールバルブ(1)2710およびレシオコントロールバルブ(2)2720を用いて行なわれる。
プライマリプーリ504の油圧シリンダには、ライン圧PLが供給されるレシオコントロールバルブ(1)2710と、ドレンに接続されたレシオコントロールバルブ(2)2720とが連通されている。
レシオコントロールバルブ(1)2710は、アップシフトを実行するためのバルブである。レシオコントロールバルブ(1)2710は、ライン圧PLが供給される入力ポートとプライマリプーリ504の油圧シリンダに連通された出力ポートとの間の流路をスプールによって開閉するように構成されている。
レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧が供給されるポートが形成されている。また、スプリングが配置されている側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧が供給されるポートが形成されている。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧を高くするとともに、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが図6において(D)の状態(右側の状態)になる。
この状態では、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧が増加してプライマリプーリ504の溝幅が狭くなる。そのため、変速比GRが低下する。すなわちアップシフトする。またその際の作動油の供給流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。
レシオコントロールバルブ(2)2720は、ダウンシフトを実行するためのバルブである。レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。スプリングが配置されている側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧が供給されるポートが形成されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧が供給されるポートが形成されている。
変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧を高くするとともに、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが図6において(C)の状態(左側の状態)になる。同時に、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが図6において(C)の状態(左側の状態)になる。
この状態では、レシオコントロールバルブ(1)2710およびレシオコントロールバルブ(2)2720を介して、プライマリプーリ504の油圧シリンダから作動油が排出される。そのため、プライマリプーリ504の溝幅が広くなる。その結果、変速比GRが増大する。すなわちダウンシフトする。またその際の作動油の排出流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。
変速比GRを制御する際において、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧(制御圧)および変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧(制御圧)は、ECU900から各変速制御用デューティソレノイドに送信されたデューティ値に応じた値となる。
本実施の形態においては、デューティ値が高いほど、変速制御用デューティソレノイドの制御圧がより高くなる。デューティ値は、無段変速機500の入力軸502の実際の回転数と後述するマップ等にしたがって設定される目標回転数NINTとの差に応じて定められる。入力軸502の実際の回転数と目標回転数NINTとの差が大きいほど、デューティ値がより高く設定される。
レシオコントロールバルブ(1)2710において、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧によりスプールに作用する力が、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧によりスプールに作用する力およびスプリングの付勢力の和よりも小さいと、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)になる。
レシオコントロールバルブ(2)2720において、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧によりスプールに作用する力が、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧によりスプールに作用する力およびスプリングの付勢力の和よりも小さいと、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)になる。
したがって、変速制御用デューティソレノイド(1)2510およびレシオコントロールバルブ(2)2720の両方から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)になると同時に、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)になる。
この状態では、レシオコントロールバルブ(2)2720に接続されたバイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧がプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される。すなわち、バイパスコントロールバルブ2800により、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される作動油の流量が制御される。
バイパスコントロールバルブ2800のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。このスプリングは、ライン圧PLが供給される入力ポートと、最終的にプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧(バイパスコントロールバルブ2800で調圧した油圧)PBYを出力する出力ポートとを接続する方向にスプールを付勢する。
スプリングが配置されている側の端部に、モジュレータバルブ(1)2310からの出力油圧POUTが供給されるポートが形成されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、バイパスコントロールバルブ2800から出力された油圧POUTがフィードバックされるフィードバックポートが形成されている。
ここで、バイパスコントロールバルブ2800における、フィードバックポート側の断面積をA(1)、モジュレータバルブ(1)2310からの油圧POUTが供給されるポート側の断面積をA(2)、スプリングの付勢力をWとすると、このバイパスコントロールバルブ2800においては、以下の式で平衡状態になる。
PBY×A(1)=POUT×A(2)+W…(1)
この式(1)を変形すると、バイパスコントロールバルブ2800から出力される油圧PBYは、
PBY={A(2)/A(1)}×POUT+W/A(1)…(2)
となる。
すなわち、レシオコントロールバルブ(2)2720には、{A(2)/A(1)}×POUTという項を有する式(2)で表わされる油圧が入力される。
そのため、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)にあり、かつレシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)にある場合においては、ベルト挟圧力を制御するために出力される油圧POUTに応じた油圧を、最終的にプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給することができる。
油圧制御回路や油圧制御機器などから作動油の漏洩が生じてプライマリプーリ504の油圧シリンダの油圧が低下した場合には、バイパスコントロールバルブ2800からプライマリプーリ504の油圧シリンダに作動油が僅かずつ供給される。そのため、変速の状態としては、僅かながらアップシフト傾向となり、変速比GRが僅かずつ低下する緩速のアップシフトとなる。
通常時の変速比GRは、プライマリプーリ回転数NINがマップを用いて設定される目標回転数NINTになるように制御される。目標回転数NINTは、車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータとしたマップを用いて設定される。
図7を参照して、ECU900の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
ECU900は、設定部930と、制限部932と、解除部934と、制御部936とを備える。設定部930は、車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータとしたマップに従って、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTを設定する。
変速レンジが「D」レンジである場合、目標回転数NINTは、図8において斜線で示す領域内で設定される。すなわち、目標回転数NINTは、上限値NMAX以下であって、下限値NMIND以上の範囲で設定される。目標回転数NINTは、アクセル開度ACCが小さいほどより低くなるように設定される。たとえば、アクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下であると、目標回転数NINTは最も低い値に設定される。なお、しきい値ACCOFFには、たとえばアクセル開度が零であるとみなすことができる値が設定される。図8に示すように、車速Vが「V1」である場合、アクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下であると、「NMIND1」が目標回転数NINTに設定される。
変速レンジが「SD」レンジである場合、目標回転数NINTは、図9において斜線で示す領域内で設定される。すなわち、目標回転数NINTは、上限値NMAX以下であって、下限値NMINSD以上の範囲で設定される。図8に示すように、「SD」レンジの下限値NMINSDは、「D」レンジの下限値NMINDよりも大きい。
目標回転数NINTは、「D」レンジと同様に、アクセル開度ACCが小さいほどより低くなるように設定される。図9に示すように、車速Vが「V1」である場合、アクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下であると、「NMINSD1」が目標回転数NINTに設定される。
変速レンジが「B」レンジである場合、目標回転数NINTは、図10において斜線で示す領域内で設定される。すなわち、目標回転数NINTは、上限値NMAX以下であって、下限値NMINB以上の範囲で設定される。図10に示すように、「B」レンジの下限値NMINBは、「SD」レンジの下限値NMINSDおよび「D」レンジの下限値NMINDよりも大きい。
目標回転数NINTは、「D」レンジおよび「SD」レンジと同様に、アクセル開度ACCが小さいほどより低くなるように設定される。図10に示すように、車速Vが「V1」である場合、アクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下であると、「NMINB1」が目標回転数NINTに設定される。
制限部932は、油温THOがしきい値THO1より高いという条件が満たされると、無段変速機500のセカンダリプーリ回転数NOUTに応じて定められる制限値NGRD以下に目標回転数NINTを制限する。セカンダリプーリ回転数NOUTが高いほど、制限値NGRDが低くなるように設定される。図11に示すように、制限値NGRDは、「D」レンジの下限値NMINDよりも大きくなるように設定される。なお、一定の値を制限値NGRDに設定してもよい。
車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータとしたマップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRD以上である場合、制限値NGRDが目標回転数NINTに設定される。マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さい場合、マップを用いて設定された目標回転数NINTが用いられる。
解除部934は、油温THOがしきい値THO1以下であり、かつ車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータとしたマップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件が満たされると、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除する。すなわち、油温THOがしきい値THO1以下であり、かつ車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータとしたマップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件が満たされた後は、目標回転数NINTが制限値NGRDより大きくなることが許容される。
また、解除部934は、油温THOがしきい値THO1以下であり、かつアクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされると、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除する。すなわち、油温THOがしきい値以下であり、かつアクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされた後は、目標回転数NINTが制限値NGRDより大きくなることが許容される。
制御部936は、プライマリプーリ回転数NINが目標回転数NINTになるように無段変速機500の変速比GRを制御する。
図12を参照して、本実施の形態に係る制御装置のECU900が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、ECU900により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU900は、油温センサ912から送信された信号に基づいて油温THOを検出する。
S102にて、ECU900は、車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータに有するマップに基づいて、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTを設定する。
S104にて、ECU900は、油温THOがしきい値より高いか否かを判断する。油温THOがしきい値より高いと(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS120に移される。
S106にて、ECU900は、セカンダリプーリ回転数センサ924から送信される信号に基づいてセカンダリプーリ回転数NOUTを検出する。S108にて、ECU900は、セカンダリプーリ回転数NOUTに応じて、目標回転数NINTの制限値NGRDを設定する。本実施の形態においては、セカンダリプーリ回転数NOUTが高いほど、制限値NGRDがより低くなるように設定される。
S110にて、ECU900は、マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDよりも大きいか否かを判断する。マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDよりも大きいと(S110にてYES)、処理はS112に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS114に移される。
S112にて、ECU900は、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを開始する。既に目標回転数NINTが制限値NGRD以下に制限されている場合、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することが継続される。
S114にて、ECU900は、プライマリプーリ回転数NINが目標回転数NINTになるように制御する。
S120にて、ECU900は、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限しているか否かを判断する。プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTが制限値NGRD以下に制限されていると(S120にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS114に移される。
S122にて、ECU900は、マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件もしくはアクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされたか否かを判断する。マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件もしくはアクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされると(S122にてYES)、処理はS124に移される。もしそうでないと(S122にてNO)、処理はS114に移される。
S124にて、ECU900は、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。
車両の走行中、油温センサ912から送信された信号に基づいて油温THOが検出される(S100)。さらに、車速Vおよびアクセル開度ACCをパラメータに有するマップに基づいて、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTが設定される(S102)。
油温THOがしきい値より高いと(S104にてYES)、セカンダリプーリ回転数NOUTが検出され(S106)、セカンダリプーリ回転数NOUTに応じて、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTの制限値NGRDが設定される(S108)。セカンダリプーリ回転数NOUTが高いほど、制限値NGRDがより低くなるように設定される。
マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRD以下であると(S110にてNO)、プライマリプーリ回転数NINがマップを用いて設定された目標回転数NINTになるように制御される(S114)。
一方、マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDよりも大きいと(S110にてYES)、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することが開始され(S112)、プライマリプーリ回転数NINが目標回転数NINTになるように制御される(S114)。すなわち、プライマリプーリ回転数NINが制限値NGRDになるように制御される。
これにより、無段変速機500の発熱量に影響を与えるセカンダリプーリ回転数NOUTに応じて、プライマリプーリ回転数NINを制御することができる。本実施の形態においては、セカンダリプーリ回転数NOUTが高いために無段変速機500の発熱量が大きくなり易い運転状態では、たとえばアップアップシフトすることによりプライマリプーリ回転数NINを低下して、発熱量を制限することができる。そのため、無段変速機500の作動に用いられる作動油の温度を適正な状態に維持することができる。
油温THOがしきい値以下であると(S104にてNO)、プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限しているか否かが判断される(S120)。
プライマリプーリ回転数NINの目標回転数NINTが制限値NGRD以下に制限されていると(S120にてYES)、マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件もしくはアクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされたか否かが判断される(S122)。
マップを用いて設定された目標回転数NINTが制限値NGRDより小さいという条件が満たされると(S122にてYES)、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することが解除される(S124)。
これにより、目標回転数NINTが制限値NGRDよりも小さい状態で、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除することができる。そのため、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除する直前の目標回転数NINTと解除した直後の目標回転数NINTとを略同じにすることができる。したがって、ダウンシフトを伴なわずに、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除することができる。その結果、運転者に与える違和感を小さくすることができる。
また、アクセル開度ACCがしきい値ACCOFF以下の状態で変速レンジが「SD」レンジもしくは「B」レンジから「D」レンジに変更されたという条件が満たされると(S122にてYES)、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することが解除される(S124)。
この場合においても、ダウンシフトを伴なわずに、目標回転数NINTを制限値NGRD以下に制限することを解除することができる。そのため、運転者に与える違和感を小さくすることができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
車両の駆動装置を示す図である。 ECUの制御ブロック図である。 シフトレバーを示す図である。 油圧制御回路を示す図(その1)である。 油圧制御回路を示す図(その2)である。 油圧制御回路を示す図(その3)である。 ECUの機能ブロック図である。 「D」レンジの目標回転数NINTを示す図である。 「SD」レンジの目標回転数NINTを示す図である。 「B」レンジの目標回転数NINTを示す図である。 制限値NGRDを示す図である。 ECUが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
符号の説明
100 駆動装置、200 エンジン、300 トルクコンバータ、310 オイルポンプ、400 前後進切換装置、402 サンギヤ、404 キャリア、406 フォワードクラッチ、408 リングギヤ、410 リバースブレーキ、500 ベルト式無段変速機、502 入力軸、504 プライマリプーリ、506 出力軸、508 セカンダリプーリ、510 伝動ベルト、600 減速歯車、700 差動歯車装置、800 駆動輪、900 ECU、902 エンジン回転数センサ、904 タービン回転数センサ、906 車速センサ、908 スロットル開度センサ、910 冷却水温センサ、912 油温センサ、914 アクセル開度センサ、916 フットブレーキスイッチ、918 ポジションセンサ、920 シフトレバー、922 プライマリプーリ回転数センサ、924 セカンダリプーリ回転数センサ、930 設定部、932 制限部、934 解除部、936 制御部、1000 電子スロットルバルブ、1100 燃料噴射装置、1200 点火装置、2000 油圧制御回路、2002 ライン圧油路、2100 プライマリレギュレータバルブ、2200 SLTリニアソレノイドバルブ、2210 SLSリニアソレノイドバルブ、2310 モジュレータバルブ(1)、2330 モジュレータバルブ(3)、2340 モジュレータバルブ(4)、2312 プレッシャセンサ、2400 コントロールバルブ、2510 変速制御用デューティソレノイド(1)、2520 変速制御用デューティソレノイド(2)、2600 マニュアルバルブ、2710 レシオコントロールバルブ(1)、2720 レシオコントロールバルブ(2)、2800 バイパスコントロールバルブ。

Claims (4)

  1. 無段変速機の制御装置であって、
    前記無段変速機の目標入力軸回転数を設定するための手段と、
    前記目標入力軸回転数を予め定められる制限値以下に制限するための制限手段と、
    前記無段変速機の入力軸回転数が前記目標入力軸回転数になるように制御するための手段と、
    前記目標入力軸回転数が前記制限値よりも低いという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限することを解除するための解除手段とを備える、無段変速機の制御装置。
  2. 前記無段変速機に供給される作動油の温度を検出するための手段をさらに備え、
    前記制限手段は、前記作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限するための手段を含み、
    前記解除手段は、前記目標入力軸回転数が前記制限値よりも低いという条件に加えて、前記作動油の温度が前記しきい値以下であるという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限することを解除するための手段を含む、請求項1に記載の無段変速機の制御装置。
  3. アクセルペダルが設けられた車両において、複数の変速レンジ毎に規定される形態で制御される無段変速機の制御装置であって、
    アクセル開度を検出するための手段と、
    前記無段変速機の変速レンジを選択するための手段と、
    第1の変速レンジが選択された場合、第1の下限値以上の範囲内でアクセル開度が小さいほどより低くなるように前記無段変速機の目標入力軸回転数を設定するための第1の設定手段と、
    第2の変速レンジが選択された場合、前記第1の下限値よりも大きい第2の下限値以上の範囲内で前記目標入力軸回転数を設定するための第2の設定手段と、
    前記目標入力軸回転数を予め定められる制限値以下に制限するための制限手段と、
    前記無段変速機の入力軸回転数が前記目標入力軸回転数になるように制御するための手段と、
    アクセル開度が予め定められた値以下の状態で変速レンジが前記第2の変速レンジから前記第1の変速レンジに変更されたという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限することを解除するための解除手段とを備え、
    前記第1の設定手段は、アクセル開度が前記予め定められた値以下であると、前記制限値よりも小さくなるように前記目標入力軸回転数を設定するための手段を含む、無段変速機の制御装置。
  4. 前記無段変速機に供給される作動油の温度を検出するための手段をさらに備え、
    前記制限手段は、前記作動油の温度がしきい値よりも高いという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限するための手段を含み、
    前記解除手段は、アクセル開度が前記予め定められた値以下の状態で変速レンジが前記第2の変速レンジから前記第1の変速レンジに変更されたという条件に加えて、前記作動油の温度が前記しきい値以下であるという条件が満たされると、前記目標入力軸回転数を前記制限値以下に制限することを解除するための手段を含む、請求項3に記載の無段変速機の制御装置。
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