JP2013133836A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プライマリプーリ11に入力された回転駆動力を無段階に変化させてセカンダリプーリ12に伝達する無段変速機10のCVTコントロールユニット20において、アクセル開度および車速に基づいてマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部203と、目標変速比とに基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部205と、アクセル開度変化量ΔToとアクセル踏み込み速度Tvのうちの少なくとも一方に基づいてダウンシフト変速の制限の要否を判定し、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定された場合には、目標変速比設定部203に入力されるアクセル開度の変化をマスクしてダウンシフト変速の実施を制限するダウンシフト変速制限部206と、を備える構成とした。
【選択図】図2
Description
例えば、ベルト式の無段変速機は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻き掛けられたベルトとを備えており、両プーリにおけるベルトの巻き付け径を変化させることによって変速比を無段階に変化させながら、プライマリプーリに入力されたエンジンの回転駆動力(トルク)を、ベルトを介してセカンダリプーリに伝達するようになっている。
例えばベルト式の無段変速機の場合には、アクセル開度や車速に基づいて、変速線図からプライマリプーリの目標回転数が設定され、この設定された目標回転数から目標変速比(プーリ比)が設定される。そして、変速制御装置が、プライマリプーリとセカンダリプーリの溝幅が設定した変速比を実現する溝幅となるように、プライマリプーリとセカンダリプーリとを制御することで、変速制御が実行される。
一方、無段変速機の場合には、微少なアクセル操作が行われた場合であっても、操作後のアクセル開度に応じて切り替えられた変速線から目標変速比が設定されて変速が即座に実行される。そのため、無段変速機は、アクセル操作に応じた最適の変速比を速やかに作ることができ、動力性能・燃費性能に優れている。
特に、このドライビングフィールに対する違和感は、アクセルペダルが踏み込まれて車両を加速している途中に、アクセル操作に対してリニアにダウンシフト変速が行われた場合に、大きくなる傾向がある。
入力側回転体に入力されたエンジンの回転駆動力を無段階に変化させて出力側回転体に伝達する車両用無段変速機の変速制御装置において、
前記変速制御装置は、
アクセル開度および車速に基づいてマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部と、
前記目標変速比に基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部と、
アクセル開度の変化量とアクセル踏み込み速度のうちの少なくとも一方に基づいてダウンシフト変速の制限の要否を判定し、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定された場合には、前記目標変速比設定部に入力されるアクセル開度の変化にかかわらず、ダウンシフト変速の実施を制限するダウンシフト変速制限部と、を備える構成とした。
これにより、運転者のドライビングフィールに対する違和感を改善できる。
ベルト式の無段変速機10は、プライマリプーリ11と、セカンダリプーリ12と、Vベルト13と、CVTコントロールユニット20と、油圧コントロールユニット30とを備える。
前後進切替え機構3は、ダブルピニオン遊星歯車組3aのサンギヤとキャリアとの間を直結する発進クラッチ3b、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ3cをさらに備える。そして、発進クラッチ3bの締結時には、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転がそのままプライマリプーリ11に伝達され、後進ブレーキ3cの締結時には、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転が逆転され、プライマリプーリ11に伝達される。
プライマリプーリ11には、前後進切替え機構3と、トルクコンバータ2とを介して、エンジン1の回転駆動力が入力される。
プライマリプーリ11の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ26によって検出される。
セカンダリプーリ12の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ27によって検出される。
さらに、CVTコントロールユニット20は、油圧コントロールユニット30に指令を送信して、前後進切替え機構3の摩擦締結要素(発進クラッチ3b、後進ブレーキ3c)や、トルクコンバータ2のロックアップクラッチ2dの締結・解放などを制御する。
可動円錐板11aと可動円錐板12aが移動すると、プーリ溝幅が変化して、Vベルト13がプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12上で径方向に移動するので、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
セカンダリプーリ回転速度センサ27は、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)をCVTコントロールユニット20に出力する。
なお、CVTコントロールユニット20では、プライマリプーリ11の回転速度を示す信号(Npri)と、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)とに基づいて、実プーリ比(速度比)が算出されると共に、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)により、車両の速度(車速)が特定される。
油圧センサ29bは、セカンダリプーリシリンダ室12cに作用する油圧(セカンダリ圧Psec)を示す信号を、CVTコントロールユニット20に出力する。
図2に示すように、CVTコントロールユニット20は、加速意図判定部201と、変速モード設定部202と、目標変速比設定部203と、変速速度設定部204と、変速制御部205と、ダウンシフト変速制限部206と、記憶部207と、を備える。
実施の形態では、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvと、通常モードおよび加速モードとの関係を規定するマップデータ(モード判定マップ)が、車速V毎に用意されており、加速意図判定部201は、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvに基づいて、現時点の車速に応じて決まるモード判定マップを参照して、加速意図の有無を判定する。
なお、モード判定マップは、CVTコントロールユニット20の記憶部207に記憶されている。
図3に示すモード判定マップでは、通常モードから加速モードへの移行を判定する閾値および加速モードから通常モードへの移行を判定する閾値と、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvとの関係が規定されている。
図中符号Aは、通常モードから加速モードへの移行を判定する閾値を結んだ加速モード移行判定線であり、図中符号Bは、加速モードから通常モードへの移行を判定する閾値を結んだ通常モード移行判定線である。
また、通常モードの場合において、符号X2で示す位置である場合には、加速意図判定部201により加速意図がないと判定されて、変速モード設定部202により通常モードが設定されて、通常モードが継続されることになる。
なお、加速モードの場合において、このモード判定マップにおいて、加速モード移行判定線Aと通常モード移行判定線Bとは、加速モードと通常モードの頻繁な切り替えが生ずることを防止するために、互いにΔh離れるように設定されている。
この場合における疑似アクセル開度は、アクセル操作量センサ23で検出されている実際のアクセル開度(実アクセル開度)ではなく、前回検出されたアクセル開度が保持されていると擬似的に取り扱うために、前回検出されたアクセル開度と同じアクセル開度となる。
なお、この場合におけるアクセル開度は、アクセル操作量センサ23で検出されている実際のアクセル開度(実アクセル開度)である。
よって、アクセル開度が変化した場合には、アクセル開度に応じて、ダウンシフト変速やアップシフト変速が実施されることになる。
図4は、変速線図を説明する図であり、(a)は、通常モード用の変速線図、(b)は、加速モード用の変速線図である。
そして、ダウンシフト変速制限部206は、道路勾配と、アクセル開度Toの変化量ΔToと、アクセル踏み込み速度Tvとに基づいて、現時点の車速に応じて決まる変速制限判定マップを参照して、ダウンシフト変速の制限の要否を判定する。
ここで、変速制限判定マップは、CVTコントロールユニット20の記憶部207に記憶されている。
具体的には、前回検出されたアクセル開度が保持されていると擬似的に取り扱うために、前回のアクセル開度と同じアクセル開度を示す疑似アクセル開度を目標変速比設定部203に出力する。
図5に示す変速制限判定マップでは、変速制限を実行するか否かを判定するための閾値であって、アクセル開度Toの変化量ΔTo(以下、アクセル開度変化量ΔTo)用の所定値Th_eと、アクセル踏み込み速度Tv用の所定値Th_fとの関係が規定されている。
ここで、アクセル開度変化量ΔToは、アクセルペダルが踏み込まれた時点(アクセルペダルの踏み増しが開始された時点)のアクセル開度To1と、現在のアクセル開度(踏み増された後のアクセル開度)To2との差である(ΔTo=To2−To1)。
そして、(a)アクセル開度変化量ΔToが、道路勾配と車速に応じて決まる所定値Th_e以上であって、かつ(b)アクセル踏み込み速度Tvが、車速に応じて決まる所定値Th_f以上である場合に、ダウンシフト変速の制限が必要ないと判定され、上記(a)(b)の条件が両方とも充足されない場合には、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定される。
例えば、アクセル開度変化量ΔToおよびアクセル踏み込み速度Tvが、図中符号P1で示す位置である場合には、上記(a)(b)の条件が両方とも充足されるので、ダウンシフト変速の制限が必要ないと判定される。
また、図中符号P2、P3、P4で示す位置である場合には、上記(a)(b)の条件の少なくとも一方の条件が満たされないので、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定されることになる。
そして、実施の形態では、道路勾配が大きくなるにつれて、両所定値の差(Δ=Th_e−Th_e’)が大きくなるように設定されている。
図6は、CVTコントロールユニット20において実行される変速制御処理を説明するフローチャートである。
なお、以下の説明においては、本願発明の要部にかかわる部分以外の変速制御処理は、簡略的に説明する。
無段変速機10では、無段変速機の変速制御が、原則として通常モードで実行されるようになっている。そして、運転者のアクセル操作が、車両の加速を要求する操作であると判定されたときに、加速モードが設定されて、加速モードで変速制御が実行されるようになっている。
具体的には、現時点におけるアクセル開度Toが、所定値Th_a以上であって、アクセル踏み込み速度Tvが所定値Th_b以上であるか否かが確認される。
低車速の場合と高車速の場合では、車両を加速させようとした時のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度To)が異なり、そのときのアクセルペダルの踏み込み速度Tvも、その時点のアクセル開度に応じて異なることになる。よって、実施の形態では、所定値Th_aは、車速Vに対してマップで規定され、所定値Th_bは、車速Vとアクセル開度Toに対してマップで規定されている。
よって、例えば現時点におけるアクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvが、図中符号X1で示す位置である場合には、To≧Th_a、かつTv≧Th_bの要件が満たされることになるので、加速意図判定部201により加速意図があると判定されることになる。
ここで、変速制御のモードとして通常モードが既に設定されていた場合には、通常モードが継続して設定される。
具体的には、現時点における車速Vおよびアクセル開度Toに基づいて、通常モード用の変速線図を参照し、現時点におけるプライマリプーリの目標回転数と、目標変速比とが設定される。
例えば、図4の(a)の場合において、現時点における車速VがV1であり、アクセル開度ToがTV3である場合には、プライマリプーリの目標回転数がN1に設定されることになる。
よって、油圧コントロールユニット30により、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
このステップ105の処理が終了すると、前記したステップ101の処理にリターンして、加速意図の有無の判定と、判定結果に応じた変速制御が実行されることになる。
ここで、変速制御のモードとして通常モードが既に設定されていた場合には、プライマリプーリの目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定された加速モードに、切り替えられることになる。
具体的には、ダウンシフト変速の途中では、無段変速機の実変速比を、目標変速比に向けて変化させている途上であり、ダウンシフト変速が終了すると実変速比が目標変速比と一致する。
そのため、ステップ107では、ダウンシフト変速制限部206が、実実変速比と目標変速比とが一致しているか否かを確認し、一致している場合には、ダウンシフト変速が完了していると判定し、一致していない場合には、ダウンシフト変速が完了していないと判定する。
実施の形態では、ダウンシフト変速の制限を判定するためのマップ(変速制限判定マップ)が、走行状態毎に用意されており、これら複数の変速制限判定マップは、記憶部207に記憶されている。
よって、ダウンシフト変速制限部206は、ステップ108において算出した道路勾配と車速に応じて決まるひとつの変速制限判定マップを、記憶部207から読み出して、この読み出した変速制限判定マップにおいて規定されているアクセル開度変化量用の所定値Th_eとアクセル踏み込み速度用の所定値Th_fを、変速制限の要否を判定するための閾値として設定する。
具体的には、(a)アクセル開度変化量ΔToが、道路勾配と車速に応じて決まる所定値Th_e以上であって、かつ(b)アクセル踏み込み速度Tvが、車速に応じて決まる所定値Th_f以上である場合に、ダウンシフト変速の制限が必要ないと判定され、上記(a)(b)の条件が両方とも充足されない場合には、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定される。
これにより、以降、ステップ110において、ダウンシフト変速の制限が必要ないと判定されるまで、具体的にはTo≧Th_e、かつTv≧Th_fの条件を満たすアクセル操作が行われるまでの間、アクセル開度が減少しない(ステップ111においてNo)限りにおいて、ステップ107からステップ110の処理が繰り返し実行されることになる。
その間は、アクセル開度の変化がマスクされて、アクセル開度が変化しているにもかかわらず、アクセル開度が変化していないと擬似的に取り扱われるので、新たにダウンシフト変速が実施されることがない。
具体的には、現時点における車速Vおよびアクセル開度To(実アクセル開度)に基づいて、加速モード用の変速線図を参照して、現時点におけるプライマリプーリの目標回転数と、目標変速比とが設定される。
この場合、変速線が切り替わることにより、車速V1の時のプライマリプーリの目標回転数が、高回転側にシフト(図4の(b)において、点Paから点Pbにシフト)することになる。そうすると、プライマリプーリの目標回転数がN1’に設定されて、これに伴って目標変速比も変化するので、ダウンシフト変速が開始されることになる。
よって、油圧コントロールユニット30により、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
具体的には、現時点におけるアクセル開度Toが所定値Th_d未満である場合(To<Th_d)に、アクセル開度Toが減少したと判定されるようになっている。
ここで、所定値Th_dは、現時点における車速と、加速意図があると判定された時点(アクセルペダルの踏み込み時点)のアクセル開度Toに対してマップで規定される値であり、これらの関係は前記したモード判定マップにおいて規定されている。さらに、Th_d<Th_aである。
一方、ステップ115の判定が否定されると、運転者が引き続きアクセルペダルを踏み込み続けていることになる。かかる場合、加速モードでの変速制御を引き続き実行するために、ステップ106の処理にリターンすることになる。
なお、以下の説明は、ダウンシフト変速の要否を判定する際に、アクセル踏み込み速度Tvの要件は満たしているものと仮定した場合を例に挙げて説明をする。
そうすると、このステップ107からステップ110までの処理が繰り返し実行されている間は、疑似アクセル開度が目標変速比設定部203に入力されることになる。
かかる場合には、変速線が切り替えられることもないので、ダウンシフト変速が実行されないことになる。
なお、以下の説明は、図7の場合と同様に、ダウンシフト変速の要否を判定する際に、アクセル踏み込み速度Tvの要件は満たしているものと仮定した場合を例に挙げて説明をする。
そうすると、このステップ107からステップ110までの処理が繰り返し実行されている間は、図8の(a)において波線で示す疑似アクセル開度が目標変速比設定部203に入力されることになる。
そうすると、アクセル開度の変化がマスクされている間は、エンジントルクに応じて車速が変化し、この変化する車速と、マスクされたアクセル開度に応じて決まる変速線図とに基づいて変速比が設定されるので、変速比が若干上昇している(時刻t1〜t3)。
よって、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定されている間は、新たにダウンシフト変速が開始されることがないので、運転者の僅かなアクセル操作に対して、変速がリニアに実施されることを防止できる。
CVTコントロールユニット20は、アクセル開度および車速に基づいてマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部203と、目標変速比と車速とに基づいて変速速度を設定する変速速度設定部204と、目標変速比と変速速度とに基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部205と、
アクセル開度変化量とアクセル踏み込み速度のうちの少なくとも一方に基づいてダウンシフト変速の制限の要否を判定し、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定された場合には、目標変速比設定部203に入力されるアクセル開度の変化をマスクして、ダウンシフト変速の実施を制限するダウンシフト変速制限部206と、を備える構成とした。
よって、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定されている間は、新たにダウンシフト変速が開始されることがないので、運転者の僅かなアクセル操作に対して、変速がリニアに実施されてエンジン回転数が大きく増加することを防止できる。これにより、運転者が、エンジン回転数の変化から受ける変速挙動に、いわゆるスベリ感を感じたり、エンジン回転数の変化をうるさいと感じることを、好適に抑えることができる。よって、運転者が、ドライビングフィールに違和感を持つことを抑えることができる。
かかる場合には、エンジンのトルクの変化だけで、車両が加速したり減速したりする乗り味となり、擬似的にステップATに近い乗り味が実現される。よって、ステップATのドライビングフィールを好む運転者には、違和感のないドライビングフィールを提供できることになる。
ダウンシフト変速制限部206は、加速モードにおける最初のダウンシフト変速が終了した後、ダウンシフト変速の制限の要否を判定する構成とした。
そのため、加速モードに移行した後の最初のダウンシフト変速が終了した後に、ダウンシフト変速の制限の要否を判定することで、運転者がドライビングフィールに違和感を持つ虞を抑えることができる。
これにより、道路勾配がきついほど、運転者のアクセル操作に対してダウンシフト変速がリニアに実施されるので、登り坂を走行しているときのライビングフィールに、運転者が違和感を持つ虞を抑えることができる。
この運転者が意図していないときのアクセル開度の変化では、アクセル踏み込み速度(アクセル開速度)が、意識してアクセル操作を行う場合に比べて非常に遅くなる。
よって、アクセル踏み込み速度Tvが車速に応じて決まる閾値よりも大きい(Tv≧Th_f)という条件を満たす場合に、ダウンシフト変速制限部206がダウンシフト変速の制限を実施するようにすると、運転者の意図しないアクセル開度の変化がマスクされることになる。そうすると、運転者が意図していないにもかかわらず、ダウンシフト変速が開始されてエンジン回転数が上昇することを好適に防止できるようになるので、運転者が、ドライビングフィールに対して違和感を持つことを好適に防止できる。
例えば、運転者のアクセル操作の経時的なモニタにより運転者のアクセル操作傾向を取得し、運転者が車両の加速を好む傾向が高い(スポーツ運転度合いが高い)場合に、アクセル開度変化量用の所定値Th_eを、スポーツ運転度合いの高くない運転者の場合よりも小さくなるようにすることが好ましい。
かかる場合、ダウンシフト変速の制限が行われにくくなり、アクセル操作に対してリニアにダウンシフト変速が実行されることになる。よって、スポーツ運転度合いの高い運転者のドライビングフィールに合った変速挙動を提供できる。
例えば、雪道走行時には、アクセル開度の変化をマスクすることで、アクセル開度の変化に対してリニアに変速が行われると防止することができるので、安定した雪道走行が可能となる。
2 トルクコンバータ
3 前後進切替え機構
4 ディファレンシャル
10 無段変速機
11 プライマリプーリ(入力側回転体)
12 セカンダリプーリ(出力側回転体)
13 Vベルト
14 アイドラギア
20 変速制御装置
21 エンジンコントロールユニット
23 アクセル操作量センサ
24 Gセンサ
26 プライマリプーリ回転速度センサ
27 セカンダリプーリ回転速度センサ
29a 油圧センサ
29b 油圧センサ
30 油圧コントロールユニット
201 加速意図判定部
202 変速モード設定部
203 目標変速比設定部
204 変速速度設定部
205 変速制御部
206 ダウンシフト変速制限部
207 記憶部
A 加速モード移行判定線
B 通常モード移行判定線
N1 目標回転数
N1’ 目標回転数
Rc 実変速比
Rt 目標変速比
Rc’ 実変速比
Rt’ 目標変速比
To アクセル開度
Tv アクセル踏み込み速度
Claims (5)
- 入力側回転体に入力されたエンジンの回転駆動力を無段階に変化させて出力側回転体に伝達する車両用無段変速機の変速制御装置において、
前記変速制御装置は、
アクセル開度および車速に基づいてマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部と、
前記目標変速比に基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部と、
アクセル開度の変化量とアクセル踏み込み速度のうちの少なくとも一方に基づいてダウンシフト変速の制限の要否を判定し、ダウンシフト変速の制限が必要であると判定された場合には、前記目標変速比設定部に入力されるアクセル開度の変化にかかわらず、ダウンシフト変速の実施を制限するダウンシフト変速制限部と、を備えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 運転者の加速意図の有無を判定する加速意図判定部と、
前記加速意図があると判定された場合に、前記無段変速機の変速制御を、前記入力側回転体の目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定される加速モードに設定する変速モード設定部と、をさらに備え、
前記ダウンシフト変速制限部は、前記加速モードにおける最初のダウンシフト変速が終了した後に、前記ダウンシフト変速の制限の要否を判定することを特徴とする請求項1に記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記ダウンシフト変速制限部は、前記アクセル開度の変化量と前記アクセル踏み込み速度のうちの少なくとも一方が、それぞれ車速に応じて決まる閾値未満である場合に、前記ダウンシフト変速の制限が必要であると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記ダウンシフト変速制限部は、前記アクセル開度の変化量と前記アクセル踏み込み速度の両方が、それぞれ車速に応じて決まる閾値未満である場合に、前記ダウンシフト変速の制限が必要であると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記アクセル開度の変化量の閾値は、前記道路勾配が大きいほど道路勾配が小さい場合よりも小さい値に設定される
ことを特徴とする請求項3に記載の無段変速機の変速制御装置。
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