JP4939915B2

JP4939915B2 - 無段変速機の制御装置

Info

Publication number: JP4939915B2
Application number: JP2006343778A
Authority: JP
Inventors: 博一内山
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: US20080153665A1; US8226507B2; JP2008157282A

Description

本発明は、車両に搭載される無段変速機の制御装置に関する。

車両の動力伝達系に組み付けられるベルト式無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、プーリに対する駆動ベルトの巻き付け径を変化させて変速比を無段階に制御している。プライマリプーリやセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを軸方向に移動させることによって駆動ベルトの巻き付け径や張力を制御することが可能となっている。

たとえば、セカンダリプーリによって駆動ベルトの張力を制御する際には、目標変速比と入力トルクとに基づいて目標セカンダリ圧が算出され、この目標値に向けて調圧されたセカンダリ圧がセカンダリプーリに供給される。また、プライマリプーリによって駆動ベルトの巻き付け径を制御する際には、スロットル開度や車速などに基づいて目標変速比が設定され、この目標変速比に対応するプライマリ圧とセカンダリ圧との油圧比が設定される。そして、前述した目標セカンダリ圧と油圧比とに基づき目標プライマリ圧が設定された後に、この目標値に向けて調圧されたプライマリ圧がプライマリプーリに供給されることになる。

このように、プライマリ圧やセカンダリ圧を調圧するため、油圧制御回路にはプライマリ圧を調圧するプライマリ圧制御弁や、セカンダリ圧を調圧するセカンダリ圧制御弁が設けられており、これらの制御弁に向けて電子制御ユニットから走行状態に基づいた制御信号が出力されている。特に、目標変速比に実変速比を収束させるため、目標変速比と実変速比との偏差に基づきフィードバック制御された制御信号が、プライマリ圧を調圧するプライマリ圧制御弁に向けて出力されるようになっている。

このフィードバック制御においては、積分処理によって演算された積分補正値を用いることが一般的であるが、目標変速比と実変速比とが一致しない場合には積分補正値が蓄積されるため、変速制御の応答性を低下させてしまうおそれがある。このような状況を回避するため、目標変速比が下限変速比を下回ってオーバードライブ側に設定された場合や、目標変速比が上限変速比を上回ってロー側に設定された場合には、積分処理を禁止するようにした制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１参照)。また、積分補正値の蓄積量に上限値を設定して積分補正値の不要な蓄積を回避するとともに、目標変速比と実変速比との偏差が逆向きの符号に変化した場合に積分補正値をリセットするようにした制御装置が提案されている(たとえば、特許文献２参照)。
特開平３−２４９４６４号公報特許第３５９６４４７号公報

ところで、電子制御ユニットからの制御信号に基づきプライマリ圧制御弁やセカンダリ圧制御弁を制御しているが、万一、制御弁が断線などによって制御不能となるフェイル状態に陥った場合であっても、走行上の安全性を確保しながら最低限の走行性能を確保するため、制御回路にはフェイルセーフ機能が組み込まれている。たとえば、フェイル時にプライマリ圧制御弁やセカンダリ圧制御弁からの油圧供給が停止してしまうと、駆動ベルト等にスリップを生じさせて車両制御が不可能になるため、フェイル時には最大圧力でプライマリ圧やセカンダリ圧を出力可能な弁構造が採用されている。

しかしながら、フェイル状態となったセカンダリ圧制御弁から大きなセカンダリ圧が出力されてしまうと、プライマリ圧とセカンダリ圧との油圧比が変化するため、無段変速比の最小変速比はロー側に引き上げられる。つまり、セカンダリ圧制御弁がフェイル状態に陥った場合には、過大なセカンダリ圧が出力されてしまうことから、制御可能な変速領域がロー側の所定領域に制限されることになる。

このため、オーバードライブ側でセカンダリ圧制御弁がフェイル状態に陥った場合には、目標変速比と実変速比とが大きく乖離してしまうことになり、ロー側の実変速比をオーバードライブ側の目標変速比に近づけようと、前述した積分補正値がアップシフト側に不要に蓄積されることになる。この状態のもとで、ダウンシフト指令が出力された場合には、アップシフト側に蓄積された積分補正値が解消されるまで、無段変速機のダウンシフト操作が実質的に停止されることになり、変速制御時の応答性を低下させてしまう要因となる。しかも、積分補正値が蓄積された状態のもとで、急停止に伴ってダウンシフトを実行する場合には、ロー状態までダウンシフトが完了する前に停車してしまうおそれもあり、駆動力不足によって車両を再発進させることが困難となる場合もある。

本発明の目的は、締付制御弁がフェイル状態に陥った場合であっても、フィードバック制御に伴う補正値の不要な蓄積を回避することにある。

本発明の無段変速機の制御装置は、プライマリ軸に設けられ動力伝達要素が巻き付けられるプライマリプーリと、セカンダリ軸に設けられ動力伝達要素が巻き付けられるセカンダリプーリとを備えた無段変速機を制御する制御装置であって、油圧供給源からセカンダリプーリに供給される油圧であるセカンダリ圧を調圧するセカンダリ圧制御弁と、セカンダリ圧を減圧することにより、プライマリプーリに供給される油圧であるプライマリ圧を調圧するプライマリ圧制御弁と、走行状態に基づいて、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、プライマリプーリとセカンダリプーリとの回転数に基づいて実変速比を算出する実変速比算出手段と、目標変速比と実変速比との偏差に基づいてプライマリ圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、セカンダリ圧制御弁のフェイル状態を検出するフェイル検出手段と、を有し、無段変速機は、セカンダリ圧制御弁がフェイル状態にある場合、実変速比が目標変速比に比べて減速(Low)側に変化するよう構成されており、セカンダリ圧制御弁のフェイル状態が検出された場合には、目標変速比の下限値を減速側に引き上げることにより、目標変速比の設定領域を減速側の領域に制限する変速領域設定手段を、備えることを特徴とする。

上記の無段変速機の制御装置において、前記締付制御弁のフェイル時に目標プライマリ回転数の上限値を引き下げる回転数設定手段を有するものとすることができる。

上記の無段変速機の制御装置において、セカンダリ圧制御弁の正常時に使用される正常時変速マップと、セカンダリ圧制御弁のフェイル時に使用されるフェイル時変速マップとを備え、無段変速機のプライマリ軸は、エンジンにより駆動されるものであり、フェイル時変速マップは、変速領域設定手段により制限された目標変速比の設定領域において、エンジンのスロットル開度に対する目標プライマリ回転数が、正常時変速マップに比べて低くなるよう設定されている、ものとすることができる。

なお、上記の無段変速機の制御装置において、前記締付制御弁はフェイル時に最大の締付制御圧を出力するものとすることができる。

なお、上記の無段変速機の制御装置において、前記締付制御弁のフェイル時に変速速度を制限する変速速度制限手段を有するものとすることができる。

なお、上記の無段変速機の制御装置において、無段変速機の制御装置は、前記変速速度制限手段は車速に応じて変速速度を制限するものとすることができる。

本発明によれば、締付制御弁のフェイル時に目標変速比の設定領域を制限するようにしたので、目標変速比と実変速比との乖離状態を解消することができ、フィードバック制御に使用される補正値の不要な蓄積を防止することが可能となる。これにより、締付制御弁がフェイル状態に陥った場合であっても、変速制御時の応答性を確保することができ、停車後の発進性能を確保することが可能となる。

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。

図１は車両の動力伝達系に組み付けられる無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、この無段変速機１０はベルト式無段変速機であり、エンジン１１に駆動される入力軸としてのプライマリ軸１２と、これに平行となる出力軸としてのセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構が設けられており、プライマリ軸１２の回転は変速されてセカンダリ軸１３に伝達される。そして、セカンダリ軸１３の回転は、減速機構１４やディファレンシャル機構１５を介して左右の駆動輪１６，１７に伝達される。

プライマリ軸１２には変速プーリとしてのプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０はプライマリ軸１２に一体となった固定シーブ２０ａと、これに対向してプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には締付プーリとしてのセカンダリプーリ２１が設けられており、このセカンダリプーリ２１はセカンダリ軸１３に一体となった固定シーブ２１ａと、これに対向してセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２１ｂとを有している。

プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１には動力伝達要素としての駆動ベルト２２が巻き付けられており、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１との溝幅を変化させ、駆動ベルト２２の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２の回転を無段階に変速させてセカンダリ軸１３に伝達することが可能となっている。駆動ベルト２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、無段変速機１０の変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。

プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１２にはプランジャ２３が固定され、可動シーブ２０ｂにはプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２４が固定されており、プランジャ２３とプライマリシリンダ２４とによって作動油室２５が区画されている。一方、セカンダリプーリ２１の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１３にはプランジャ２６が固定され、可動シーブ２１ｂにはプランジャ２６の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ２７が固定され、プランジャ２６とセカンダリシリンダ２７とによって作動油室２８が区画されている。それぞれのプーリ２０，２１の溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に導入される変速制御圧としてのプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に導入される締付制御圧としてのセカンダリ圧Ｐｓとを調整することで設定される。

また、プライマリプーリ２０にエンジン動力を伝達するため、クランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０はクランク軸１１ａに連結されるポンプシェル３０ａとこれに対面するタービンランナ３０ｂとを備えており、タービンランナ３０ｂにはトルクコンバータ軸３２が連結されている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸１１ａとトルクコンバータ軸３２とを締結するためのロックアップクラッチ３３が組み込まれている。

前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４、前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備えており、前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６を作動させることにより、エンジン動力の伝達経路を切り換えるようになっている。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を共に開放すると、トルクコンバータ軸３２とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を開放した状態のもとで前進用クラッチ３５を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達される。さらに、前進用クラッチ３５を開放した状態のもとで後退用ブレーキ３６を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転が逆転されてプライマリプーリ２０に伝達される。

図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動される油圧供給源としてのオイルポンプ４０が設けられている。オイルポンプ４０の吐出口に接続されるセカンダリ圧路４２は、セカンダリプーリ２１の作動油室２８に接続されるとともに締付制御弁であるセカンダリ圧制御弁４３の調圧ポート４３ａに接続されている。このセカンダリ圧制御弁４３を介して調圧されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、駆動ベルト２２に滑りを生じさせることのないように、駆動ベルト２２の伝達トルク容量に応じて調圧されている。また、セカンダリ圧制御弁４３に対して断線等のフェイル状態が発生した場合には、セカンダリ圧制御弁４３から最大のセカンダリ圧Ｐｓが出力される弁構造が採用されている。

また、セカンダリ圧路４２は変速制御弁であるプライマリ圧制御弁４４の入力ポート４４ａに接続されており、プライマリ圧制御弁４４の出力ポート４４ｂから延びるプライマリ圧路４５はプライマリプーリ２０の作動油室２５に接続されている。プライマリ圧制御弁４４を介して調圧されるプライマリ圧Ｐｐは、目標変速比ｉに向けてプライマリプーリ２０の溝幅を制御するように、目標変速比ｉやセカンダリ圧Ｐｓ等に応じて調圧されている。さらに、プライマリ圧路４５にはプライマリ減圧弁４６が接続されており、プライマリ圧Ｐｐは所定の上限圧力を超えないように制限されている。

なお、プライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓを減圧した圧力であるが、作動油室２５の受圧面積は作動油室２８に比べて大きく設定されるため、プライマリ圧Ｐｐを制御することにより、プライマリプーリ２０の溝幅を変化させるとともに、駆動ベルト２２を介してセカンダリプーリ２１の溝幅を変化させることが可能となる。セカンダリ圧制御弁４３とプライマリ圧制御弁４４はそれぞれ電磁圧力制御弁であり、ＣＶＴ制御ユニット４１からソレノイドコイル４３ｂ，４４ｃに供給される電流値を制御することによって、セカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐとを調圧することが可能となっている。

プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１の溝幅を制御して無段変速機１０の変速比を制御するＣＶＴ制御ユニット４１は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納されており、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納されるようになっている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力される。

ＣＶＴ制御ユニット４１に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の回転数を検出するプライマリ回転数センサ５０、セカンダリプーリ２１の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ５１、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ５２、車速Ｖを検出する車速センサ５３、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ５４等がある。また、ＣＶＴ制御ユニット４１にはエンジン制御ユニット５５が接続されており、無段変速機１０とエンジン１１とは相互に協調して制御されている。

以下、ＣＶＴ制御ユニット４１による無段変速機１０の変速制御について説明する。図３はＣＶＴ制御ユニット４１の変速制御系を示すブロック図である。図３に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部６０、目標変速比算出部６１、油圧比算出部６２、目標プライマリ圧算出部６３を備えている。目標プライマリ回転数算出部６０は、走行状態を示す車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づいて変速特性マップを参照することにより目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出手段としての目標変速比算出部６１は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部６２は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部６３は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算することにより目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。

また、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部６４、フィードバック値算出部６５、加算部６６を備えている。実変速比算出手段としての実変速比算出部６４は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて実変速比ｉ’を算出し、フィードバック制御手段としてのフィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値Ｆを算出する。次いで、加算部６６において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値Ｆが加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、目標変速比ｉに実変速比ｉ’を近づけるように、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに向けてプライマリ圧制御弁４４が制御されることになる。

さらに、ＣＶＴ制御ユニット４１は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部６７、必要セカンダリ圧算出部６８、目標セカンダリ圧算出部６９を備えている。入力トルク算出部６７は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部６８は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧を算出する。これらの入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧とは目標セカンダリ圧算出部６９に入力され、目標セカンダリ圧算出部６９によって目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓに向けてセカンダリ圧制御弁４３が制御され、セカンダリプーリ２１は駆動ベルト２２の伝達トルク容量に見合った締め付け力を発生させることになる。

図４は車速Ｖとスロットル開度Ｔｏとに基づいて目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際に参照される変速特性マップ(正常時変速マップ)である。図４に示すように、変速特性マップには、最大変速比(ロー状態)を示す特性線Ｌｏｗと最小変速比(オーバードライブ状態)を示す特性線ＯＤとが設定されており、これら特性線Ｌｏｗ，ＯＤの間にはスロットル開度Ｔｏに対応した複数の特性線Ｔ１〜Ｔ８が設定されている。スロットル開度Ｔｏが低い場合には特性線Ｔ１に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出され、スロットル開度Ｔｏが高くなるにつれて目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｔ２〜Ｔ７に従って算出される。そして、スロットル開度Ｔｏが全開となった場合には、特性線Ｔ８に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出される。また、低車速域でスロットル開度Ｔｏが増大した場合には、特性線Ｌｏｗに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定される一方、高車速域でスロットル開度Ｔｏが減少した場合には、特性線ＯＤに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定されることになる。

たとえば、車両を停止状態から加速させるため、アクセルペダルを全開まで踏み込んだ場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｌｏｗに沿ってＡ点に達し、変速比をオーバードライブ側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを上昇させながらＢ点に達する。この状態からアクセルペダルを開放した場合には、オーバードライブ側に変速させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを低下させながらＣ点に達し、更に目標プライマリ回転数Ｎｐを低下させながら特性線ＯＤに沿ってＤ点に達する。そして、車両は変速比をロー側に維持した状態で停止することになる。なお、実際の走行においては、運転者の操作によってスロットル開度Ｔｏが変化するため、図４にＡ〜Ｅ点で示された設定領域内において目標プライマリ回転数Ｎｐが適宜設定されることになる。

ここで、図５(Ａ)および(Ｂ)は目標変速比ｉがオーバードライブ側に設定された状態での変速状況を示す説明図である。なお、図５(Ａ)にはセカンダリ圧制御弁４３の正常時における変速状況が示され、図５(Ｂ)にはセカンダリ圧制御弁４３のフェイル時における変速状況が示されている。

まず、図５(Ａ)に示すように、入力トルクＴｉや目標変速比ｉに応じてセカンダリ圧Ｐｓが出力されるセカンダリ圧制御弁４３の正常状態にあっては、セカンダリ圧Ｐｓを適切に制御することができるため、目標変速比ｉと実変速比ｉ’とをほぼ一致させることが可能となる。一方、図５(Ｂ)に示すように、入力トルクＴｉや目標変速比ｉに関わらず最大のセカンダリ圧Ｐｓが出力されるセカンダリ圧制御弁４３のフェイル状態にあっては、過大なセカンダリ圧Ｐｓが出力されてしまうため、実変速比ｉ’が目標変速比ｉよりも減速側(ロー側)にずれることになる。このように、車速Ｖやスロットル開度Ｔｏに基づいて目標変速比ｉがオーバードライブ側に設定されているにも関わらず、セカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態に陥っている場合には、ダウンシフトが実行されて実変速比ｉ’がロー側に変化するようになっている。

ところで、前述したように、ＣＶＴ制御ユニット４１のフィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとの偏差に基づきフィードバック値Ｆを算出している。したがって、図５(Ｂ)に示すように、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとが乖離していた場合には、その偏差量に応じてフィードバック値Ｆを算出するとともに、オーバードライブ側に目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御することになる。しかしながら、過大なセカンダリ圧Ｐｓが出力されることから、実変速比ｉ’を目標変速比ｉに収束させることができず、フィードバック値Ｆがアップシフト側に不要に蓄積される。この状態のもとで、ダウンシフト指令が出力された場合には、アップシフト側に蓄積されたフィードバック値Ｆが解消されるまで、無段変速機のダウンシフト動作が停止して変速制御の応答性が低下することになる。しかも、車両の急減速が行われた場合には、応答性の低下に起因して停車時までにダウンシフトを完了させることができず、再発進時の走行性能を確保することが困難となるおそれもある。

そこで、セカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態に陥った場合であっても、変速制御の応答性を確保するとともに再発進時の走行性能を確保するため、本発明の無段変速機の制御装置は以下のように変速制御を実行する。ここで、図６は図３の目標変速比算出部６１を詳細に示すブロック図であり、図７は図３のフィードバック値算出部６５を詳細に示すブロック図である。なお、図６には目標変速比ｉの算出過程が示されており、図７にはフィードバック値Ｆの算出過程が示されている。また、図６および図７において、図３に示す部位と同一の部位については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、目標変速比算出部６１内の初期変速比算出部７０には、目標プライマリ回転数算出部６０から目標プライマリ回転数Ｎｐが入力され、セカンダリ回転数センサ５１から実セカンダリ回転数Ｎｓ’が入力される。そして、初期変速比算出部７０は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づき初期目標変速比ｉａを算出する。また、目標変速比算出部６１内の変速領域設定手段である変速比下限値設定部７１には、フェイル検出手段として機能するフェイル判定部７２が接続されており、このフェイル判定部７２からはセカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態であるか否かの判定情報が出力される。なお、フェイル判定部７２は、セカンダリ圧制御弁４３に対する指示電流値と実電流値とを比較することにより、セカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態であるか否かを判定している。また、変速比下限値設定部７１には目標変速比ｉの下限値Ｉｍｉｎが格納されており、フェイル判定部７２によってセカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態であると判定された場合には、変速比下限値設定部７１から下限値Ｉｍｉｎが最終変速比設定部７３に向けて出力される。

続いて、初期目標変速比ｉａおよび下限値Ｉｍｉｎは最終変速比設定部７３に入力され、この最終変速比設定部７３によって最終的な目標変速比ｉが設定される。この最終変速比設定部７３において、初期目標変速比ｉａが下限値Ｉｍｉｎを下回ると判定された場合には、初期目標変速比ｉａが下限値Ｉｍｉｎまで引き上げられた後に、目標変速比ｉ(ｉ＝Ｉｍｉｎ)として設定される。一方、初期目標変速比ｉａが下限値Ｉｍｉｎを上回ると判定された場合には、初期目標変速比ｉａがそのまま目標変速比ｉ(ｉ＝ｉａ)として設定される。つまり、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル時に、制御可能な下限値Ｉｍｉｎを下回って目標変速比ｉがオーバードライブ側に設定される状況においては、目標変速比ｉを下限値Ｉｍｉｎまで引き上げることにより、目標変速比ｉと実変速比ｉ’との乖離状態を回避するようにしている。なお、セカンダリ圧制御弁４３が正常状態であると判定され、変速比下限値設定部７１から下限値Ｉｍｉｎが出力されない場合には、初期目標変速比ｉａがそのまま目標変速比ｉ(ｉ＝ｉａ)として設定されることはいうまでもない。

次いで、図７に示すように、目標変速比算出部６１から出力される目標変速比ｉは、フィードバック値算出部６５内の目標プーリ位置算出部７４に入力され、実変速比算出部６４から出力される実変速比ｉ’は、フィードバック値算出部６５内の実プーリ位置算出部７５に入力される。それぞれのプーリ位置算出部７４，７５はプーリ位置変換マップを備えており、目標プーリ位置算出部７４によって目標変速比ｉに対応するプライマリプーリ２０の目標プーリ位置Ｘが算出され、実プーリ位置算出部７５によって実変速比ｉ’に対応するプライマリプーリ２０の実プーリ位置Ｘｔが算出される。

また、実プーリ位置Ｘｔを目標プーリ位置Ｘに収束させるため、目標プーリ位置偏差算出部７６において実プーリ位置Ｘｔと目標プーリ位置Ｘとの偏差ΔＸが算出される。続いて、比例補正値算出部７７では、偏差ΔＸに基づき設定される比例ゲインＫ１を用いて、比例動作の演算式を演算することにより比例補正値Ａｐ(Ａｐ＝Ｋ１×ΔＸ)が算出され、積分補正値算出部７８では、偏差ΔＸに基づき設定される積分ゲインＫ２を用いて、積分動作の演算式を演算することにより積分補正値Ａｉ(Ａｉ＝(偏差＋積分ゲイン)＋前回の積分補正値＝(Ｋ２×ΔＸ)＋Ａｉ(Ｉ−１))が算出される。そして、補正値算出部７９において、比例補正値Ａｐと積分補正値Ａｉとに基づきフィードバック値Ｆ(Ｆ＝Ａｐ＋Ａｉ)が算出される。

また、比例補正値算出部７７、積分補正値算出部７８および補正値算出部７９には、車速センサ５３とフェイル判定部７２とが接続されており、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル情報に基づいて、比例ゲインＫ１や積分ゲインＫ２を小さく設定してフィードバック値Ｆを制限したり、フィードバック値Ｆを所定の上下限値Ｌ１，Ｌ２によって制限したりすることが可能となっている。さらに、車速Ｖに応じてゲインＫ１，Ｋ２や上下限値Ｌ１，Ｌ２を変化させることが可能となっている。このように、変速速度制限手段として機能するフィードバック値算出部６５は、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル時に無段変速機１０の変速速度を制限することが可能となっている。

続いて、図８はセカンダリ圧制御弁４３のフェイル時における変速制御方法を示す説明図である。図８に示すように、実変速比ｉ’がオーバードライブ側に制御された状態(Ｐ１)のもとで、セカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態に陥った場合には、フェイル時にも制御可能な下限値Ｉｍｉｎまで目標変速比ｉを引き上げるため、目標プライマリ回転数ＮｐがＮｐ１からＮｐ２まで引き上げられる。つまり、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル時には、下限値Ｉｍｉｎを下回るオーバードライブ領域内に実変速比ｉ’を制御することが不可能であるため、下限値Ｉｍｉｎを上回るロー領域内に目標変速比ｉの設定領域を制限することにより、目標変速比ｉと実変速比ｉ’との偏差を解消するようにしている。これにより、不要にフィードバック値Ｆが蓄積されることがなく、変速制御の応答性を確保することができるとともに、減速時にはロー状態までダウンシフトを完了させることが可能となる。

また、図７に示すように、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル時には、フィードバック値算出部６５によって、比例ゲインＫ１や積分ゲインＫ２を小さく設定してフィードバック値Ｆを制限したり、フィードバック値Ｆを所定の上下限値Ｌ１，Ｌ２によって制限したりするようにしたので、過大なフィードバック値Ｆの発生を抑制してフェイル時における変速速度を抑制することが可能となり、変速比の急変による変速ショックを抑制することが可能となる。さらに、車速に応じてゲインＫ１，Ｋ２や上下限値Ｌ１，Ｌ２を変化させるようにしたので、高車速時にはフィードバック値Ｆを小さくして変速速度を低下させ、低車速時にはフィードバック値Ｆを大きくして変速速度を上昇させることも可能となる。さらに、目標変速比ｉと実変速比ｉ’とが乖離する場合には積分補正値Ａｉが蓄積されるため、フェイル時に積分ゲインＫ２を小さくして不要な蓄積を回避する一方、比例ゲインＫ１を大きくして変速応答性を確保するようにしても良い。さらに、車両減速時には変速比がロー側に変化し易い傾向にあるため、車両減速時に変速速度を制限して不要なダウンシフトを制限するようにしても良い。

また、前述の説明では、目標変速比ｉの下限値Ｉｍｉｎを引き上げることにより、目標変速比ｉの設定領域を所定のロー領域に制限するようにしているが、これに限られることはなく、回転数設定手段として機能する目標プライマリ回転数算出部６０によって目標プライマリ回転数Ｎｐの上限値を設定しても良い。ここで、図９はセカンダリ圧制御弁４３のフェイル時における他の変速制御方法を示す説明図である。図９に示すように、実変速比ｉ’がオーバードライブ側に制御された状態(Ｐ１)のもとで、セカンダリ圧制御弁４３がフェイル状態に陥った場合には、前述したように、目標プライマリ回転数ＮｐがＮｐ１からＮｐ２まで引き上げられる。そして、スロットル開度Ｔｏや車速Ｖに基づき設定される目標プライマリ回転数Ｎｐが所定の上限値Ｎｐｍａｘを下回った後には、この上限値Ｎｐｍａｘを上回ることのないように目標プライマリ回転数Ｎｐが設定される。たとえば、目標プライマリ回転数Ｎｐが上限値Ｎｐｍａｘを下回った状態(Ｐ３)から、アクセルペダルの踏み込みに伴ってスロットル開度ＴｏがＴ８に達した場合(Ｐ４’)であっても、目標プライマリ回転数Ｎｐは上限値Ｎｐｍａｘを超えることなく設定されることになる(Ｐ４)。このように、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル後に目標プライマリ回転数Ｎｐを抑制するようにしたので、フェイル状態の無段変速機１０を有効に保護することが可能となる。また、フェイル直後には上限値Ｎｐｍａｘを超えて目標プライマリ回転数Ｎｐを設定しているが、これは急激に目標プライマリ回転数Ｎｐを上限値Ｎｐｍａｘ以下に設定してしまうと変速ショックを発生させるからである。

また、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル後に目標変速比ｉの設定領域を単に制限してしまうと、スロットル開度Ｔｏに応じて適切に目標変速比ｉを設定することが困難になるため、セカンダリ圧制御弁４３の正常時に使用される正常時変速マップに加えて、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル時に使用されるフェイル時変速マップを設定しても良い。ここで、図１０はフェイル時変速マップを示す説明図である。図１０に示すように、セカンダリ圧制御弁４３のフェイル後に目標変速比ｉが設定される設定領域に、全閉から全開までのスロットル開度Ｔｏに対応する特性線Ｔ１’〜Ｔ８’が設定されている。このようなフェイル時変速マップを採用することにより、スロットル開度Ｔｏに応じて適切に目標プライマリ回転数Ｎｐを設定することが可能となる。さらに、正常時とは異なる変速タイミングになるため、運転手に車両のフェイル状態を認識させることも可能となる。

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。たとえば、図示する場合には、ライン圧制御弁としても機能するセカンダリ圧制御弁４３を設けるようにしているが、これに限られることはなく、他の油圧作動部に供給されるライン圧ＰＬを調圧するライン圧制御弁と、ライン圧ＰＬをセカンダリ圧Ｐｓに調圧するセカンダリ圧制御弁とを別個に設けるようにしても良い。

また、プライマリプーリ２０を変速プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を締付プーリとして機能させているが、これに限られることはなく、プライマリプーリ２０を締付プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を変速プーリとして機能させるようにしても良い。この場合には、プライマリ圧制御弁４４が締付制御弁として機能し、セカンダリ圧制御弁４３が変速制御弁として機能することになる。

さらに、プライマリプーリ２０を締付プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を変速プーリとして機能させた場合に、締付制御弁として機能するプライマリ圧制御弁４４がフェイル状態になると、過大なプライマリ圧Ｐｐが出力されて実変速比ｉ’がオーバードライブ側に制御される。このようなフェイル時には、目標変速比ｉの上限値をオーバードライブ側に引き下げることにより、目標変速比ｉを設定する設定領域がオーバードライブ側に制限されることになる。これにより、目標変速比ｉと実変速比ｉ’との乖離状態を解消することができるため、フィードバック値Ｆの不要な蓄積を回避することが可能となる。

車両の動力伝達系に組み付けられる無段変速機を示すスケルトン図である。無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。ＣＶＴ制御ユニットの変速制御系を示すブロック図である。車速とスロットル開度とに基づいて目標プライマリ回転数を算出する際に参照される変速特性マップである。 (Ａ)および(Ｂ)は目標変速比がオーバードライブ側に設定された状態での変速状況を示す説明図である。図３の目標変速比算出部を詳細に示すブロック図である。図３のフィードバック値算出部を詳細に示すブロック図である。セカンダリ圧制御弁のフェイル時における変速制御方法を示す説明図である。セカンダリ圧制御弁のフェイル時における他の変速制御方法を示す説明図である。フェイル時変速マップを示す説明図である。

符号の説明

１０無段変速機
１２プライマリ軸(入力軸)
１３セカンダリ軸(出力軸)
２０プライマリプーリ(変速プーリ)
２１セカンダリプーリ(締付プーリ)
２２駆動ベルト(動力伝達要素)
４０オイルポンプ(油圧供給源)
４１ＣＶＴ制御ユニット(目標変速比設定手段，実変速比算出手段，フィードバック制御手段，フェイル検出手段，変速領域設定手段，回転数設定手段，変速速度制限手段)
４３セカンダリ圧制御弁(締付制御弁)
４４プライマリ圧制御弁(変速制御弁)
６０目標プライマリ回転数算出部(回転数設定手段)
６１目標変速比算出部(目標変速比算出手段)
６４実変速比算出部(実変速比算出手段)
６５フィードバック値算出部(フィードバック制御手段，変速速度制限手段)
７２フェイル判定部(フェイル検出手段)
７１変速比下限値設定部(変速領域設定手段)
ｉ目標変速比
ｉ’ 実変速比
Ｉｍｉｎ下限値

Claims

プライマリ軸に設けられ動力伝達要素が巻き付けられるプライマリプーリと、セカンダリ軸に設けられ動力伝達要素が巻き付けられるセカンダリプーリとを備えた無段変速機を制御する制御装置であって、
油圧供給源からセカンダリプーリに供給される油圧であるセカンダリ圧を調圧するセカンダリ圧制御弁と、
セカンダリ圧を減圧することにより、プライマリプーリに供給される油圧であるプライマリ圧を調圧するプライマリ圧制御弁と、
走行状態に基づいて、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
プライマリプーリとセカンダリプーリとの回転数に基づいて実変速比を算出する実変速比算出手段と、
目標変速比と実変速比との偏差に基づいてプライマリ圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
セカンダリ圧制御弁のフェイル状態を検出するフェイル検出手段と、
を有し、
無段変速機は、セカンダリ圧制御弁がフェイル状態にある場合、実変速比が目標変速比に比べて減速側に変化するよう構成されており、
セカンダリ圧制御弁のフェイル状態が検出された場合には、目標変速比の下限値を減速側に引き上げることにより、目標変速比の設定領域を減速側の領域に制限する変速領域設定手段を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
請求項１に記載の無段変速機の制御装置において、
前記締付制御弁のフェイル時に目標プライマリ回転数の上限値を引き下げる回転数設定手段を有する、無段変速機の制御装置。
請求項１又は２に記載の無段変速機の制御装置において、
セカンダリ圧制御弁の正常時に使用される正常時変速マップと、セカンダリ圧制御弁のフェイル時に使用されるフェイル時変速マップとを備え、
無段変速機のプライマリ軸は、エンジンにより駆動されるものであり、
フェイル時変速マップは、変速領域設定手段により制限された目標変速比の設定領域において、エンジンのスロットル開度に対する目標プライマリ回転数が、正常時変速マップに比べて低くなるよう設定されている、無段変速機の制御装置。