JP2017125595A - 車両用変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・変速(クラッチ掛け替え)に伴う走行中のショック回避。
・バリエータが最Low変速比まで戻らないことを回避(副変速機の2-1変速に伴う協調変速によりバリエータがアップシフトする。副変速機の2-1変速が終わると、バリエータは最Low変速比に向けてダウンシフトする。例えば、急減速時は最Lowまでの変速が完了せずに停車することがある。)。
発進要求に基づき、副変速機を2-1変速させることも考えられるが、変速している間、1速駆動力を得ることができず、発進に際して駆動力が不足することは避けられない。
バリエータは、走行駆動源と駆動輪の間に介装され、変速比を無段階に変更可能である。
副変速機は、バリエータに対して直列に設けられ、締結要素の架け替えによって複数の変速段を切り替え可能である。
変速制御手段は、バリエータの変速比制御と副変速機の変速段制御を行う。
この車両用変速機の変速制御装置であって、変速制御手段は、副変速機が走行変速段による減速中、バリエータが最ロー変速比になっている状態であると、バリエータが最ロー変速比のまま、副変速機を走行変速段から走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを開始する。
即ち、副変速機が走行変速段による減速中、車速が低下し、バリエータが最ロー変速比になっている状態であると、その後、車両が停車することが予測される。このため、停車する前に副変速機を走行変速段から走行変速段より変速比の小さな変速段(ロー側変速段)へ変速するダウンシフトを開始する。これにより、停車した際には、ロー側変速段へのダウンシフトが完了し、副変速機がロー側変速段状態となっており、発進に際して、ロー側変速段の駆動力を得ることができる。また、停車した際にロー側変速段へのダウンシフトが完了していなくても、停車してからロー側変速段へのダウンシフトを開始する場合に比べて、ロー側変速段の駆動力が得られるまでの時間が短くなり、発進に際して駆動力応答性を向上させることができる。この際、バリエータは、最ロー変速比のままであるため、バリエータにおける駆動力が低減することはない。
実施例1における車両用変速機の変速制御装置は、副変速機付き無段変速機が搭載されたエンジン車に適用したものである。以下、実施例1における車両用変速機の変速制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速マップによる変速制御構成」、「コーストダウンシフト制御処理構成」に分けて説明する。
図1は実施例1の変速制御装置が適用された車両用変速機が搭載されたエンジン車を示す全体構成を示し、図2は変速コントローラの電子制御系を示す。以下、図1及び図2に基づいて、実施例1の制御装置の全体システム構成を説明する。
ここで、「直列に設けられる」とは、同一の動力伝達経路においてバリエータ20と副変速機30が直列に設けられるという意味である。副変速機30の入力軸は、実施例1のようにバリエータ20の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構(例えば、ギヤ列やクラッチ)を介して接続されていてもよい。また、副変速機30の出力軸にバリエータ20の入力軸が接続されていてもよい。
図3は、変速機コントローラ12の記憶装置に格納される変速マップの一例を示す。以下、図3に基づき、変速マップによる変速制御構成を説明する。
この「到達スルー変速比」は、当該運転状態でスルー変速比が最終的に到達すべき目標値である。そして、変速機コントローラ12は、スルー変速比を所望の応答特性で到達スルー変速比に追従させるための過渡的な目標値である「目標スルー変速比」を設定し、バリエータ20及び副変速機30を制御して、実スルー変速比を目標スルー変速比に一致(追従)させる「協調変速」を実施する。
図4は実施例1の変速機コントローラ12で実行されるコースト減速中の2-1変速であるコーストダウンシフト制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、「協調変速」の例外として位置付けられる実施例1のコーストダウンシフト制御処理構成を表す図4の各ステップについて説明する。なお、図4に示すフローチャートは、副変速機30が2速段の選択状態であり、且つ、アクセル足放しによるコースト減速状態になると開始され、所定の制御周期にて処理が繰り返えされる。
ここで、「車速VSP」は、副変速機30の出力回転速度Noutと第2ギヤ列5及び終減速装置6でのギヤ比から求められる。なお、車輪速センサからのセンサ信号により求めた車速情報を入力し、「車速VSP」として用いても良い。
「所定車速」は、副変速機30を2-1変速するとき、締結されるローブレーキ32へのプリチャージを開始する車速として設定される。つまり、「所定車速」は、高速モード最Low線(2nd-L)とコースト線の交点による第2車速VSP2(例えば、15km/h程度)から、プリチャージに要する時間を前倒ししてローブレーキ32へのプリチャージを開始するように、例えば、20km/h程度に設定される。
ここで、「プリチャージ」とは、ローブレーキ32に対して短い時間だけステップ的に上昇するプリチャージ圧指令を出力し、ローブレーキ32のリターンスプリングを押しつぶすプリチャージ圧を掛け、ブレーキプレートの間隔をトルク伝達直前状態に保っておくことをいう。
ここで、「第2車速VSP2」とは、高速モード最Low線(2nd-L)とコースト線の交点による車速(例えば、15km/h程度)をいう。
つまり、「車速域A」とは、低速モード最Low線(1st-L)とコースト線の交点による第1車速VSP1(例えば、10km/h程度)以下で停止車速VSP0(VSP=0)までの車速範囲をいう。「車速域B」とは、高速モード最Low線(2nd-L)とコースト線の交点による第2車速VSP2(例えば、15km/h程度)から、低速モード最Low線(1st-L)とコースト線の交点による第1車速VSP1までの車速範囲をいう。なお、「第1車速VSP1」は、「車速域A」に含まれる。
ここで、「2速コースト条件」は、副変速機30へ出力されている変速指令が2速段指令であり、アクセル開度APOがアクセル足放し開度域であり、車速が時間経過に従って低下する減速走行しているときに成立と判断する。
ここで、「バリエータ20の変速比」は、プライマリ回転速度センサ42からのプライマリ回転速度Npriと、セカンダリ回転速度センサ46からのセカンダリ回転速度Nsecとからバリエータ20の変速比を計算することで取得する。そして、計算によるバリエータ変速比が、バリエータ20の最ロー変速比に対し許容誤差範囲で一致することで、バリエータ20の変速比が最ロー変速比であると判断する。
ここで、「プリチャージ完了判断」は、例えば、L/Bプリチャージの実行開始からの経過時間が、プリチャージ圧指令の出力時間と油圧応答遅れ時間とを加えた時間に到達したことで判断する。
ここで、「エンジン回転速度Ne」は、車速VSPが第2車速VSP2になったときのエンジン回転速度センサ47からのセンサ信号に基づき取得する。「タービン回転速度Nt」は、車速VSPが第2車速VSP2になったときのタービン回転速度センサ48からのセンサ信号に基づき取得する。
このステップS11でのコーストダウンシフト条件の成立/不成立の判断は、ステップS5での判断と同様である。但し、「Ne≧Nt条件」は、車速域Aに入る第1車速VSP1にてエンジン回転速度Ne≧タービン回転速度Ntの関係である場合に成立と判断する。
まず、「発明の概要」について説明する。続いて、実施例1における作用を、「コーストダウンシフト制御処理作用」、「車速域Bでのコーストダウンシフト制御作用」、「車速域Aでのコーストダウンシフト制御作用」、「コーストダウンシフト制御の特徴作用」に分けて説明する。
現行の副変速機付き無段変速機は、コースト減速から停車する時、バリエータは車速に基づいてLow変速させているが、図7に示すように、副変速機は停車後に2-1変速を行っている。その理由は、クラッチ架け替え時のショック回避と、2-1変速によりバリエータがハイ変速比で停車することを防止するためである。
しかし、コースト減速中に2-1変速制御を織り込む上での課題は、
(A)架け替え準備タイミング
(B)架け替え開始タイミングの決め方
(C)架け替え中のクラッチ圧制御方法
(D)締結判定
の4点にある。以下、(A)〜(D)について、それぞれの課題について述べる。
L/Bトルクを制御するためには、2-1変速前に、リターンスプリングを押しつぶしてトルク伝達直前状態としておく必要がある。
リターンスプリングを押しつぶすには時間が必要となるが、押しつぶすのに掛けることができる時間は、減速度によって変化する。減速度はドライバーのブレーキ操作によってばらつくため、予測が出来ず、タイミングを決める必要がある。
2-1変速は、大部分の領域で掛け替えできるが、ショックを出さないようにするためには、安定したところで架け替えるのが望ましい。
安定している状態としては、バリエータが最Low変速比で必ずエンジン回転速度Ne>タービン回転速度Ntの領域(エンジントルクが前進側に掛かっている)を考える。
但し、2-1変速を実行するとタービン回転速度Ntが上昇するため、エンジン回転速度Ne>タービン回転速度Ntの領域をどう決めていくか、検討が必要である。
その理由は、エンジン回転速度Ne>タービン回転速度Ntの領域に限定すると、架け替え開始車速が低くなり、効果が発揮できる領域が狭くなることによる。
コースト減速中に自動でダウンシフトするため、ショックを出さない制御が求められるが、クラッチばらつきによってはショックの無い架け替えは難しい。
特に、学習が出来ていない時にショックを出さない架け替えをする事は難しいため、検討が必要となる。
低車速でクラッチ架け替えるとき、低車速では回転センサの精度が低下する。
クラッチ締結は基本、クラッチの前後差回転で判定するため、回転センサ精度が低下した状態では正しく判定出来ない。
1.学習の進行状況によって、車速を変える。
→学習前は、低車速で架け替えて回転段差を抑える、学習が進むにつれて、高車速で架け替えて大きな回転段差を制御する。
2.学習の進行状況によって、目標回転傾きを変える。
→学習前は、目標回転傾きを寝かせて、ばらついてもショックが出ない様にする。
学習後は、目標回転傾きを立てて、掛け替えをなるべく早く終わらせクラッチ耐力を確保する。
1.締結判定に締結側クラッチ指示圧の最低圧条件を設けて、確実にクラッチ締結するまで制御を継続する。
2.回転制御が落ちる領域では、回転傾きをより寝かせて、急締結を防止する(差回転での締結判定は諦めて、オープン制御でクラッチ締結する)。
3.低回転領域で、締結側クラッチ指示が一定以上になったら、締結圧をキープした状態で解放側を下げて行きタービン回転速度の変化を見る。
解放側クラッチ圧を下げてもタービン回転速度の変化が無い場合は、L/B締結が出来ていると判定して、完全締結する。
以下、実施例1でのコーストダウンシフト制御処理作用を、図4に示すフローチャートに基づき説明する。
緩減速シーンにて車速VSPが車速域Bに入ってからコーストダウンシフトを開始する実施例1におけるコーストダウンシフト制御作用を、図9に示すタイムチャートに基づき説明する。以下、ロックアップクラッチが解放状態であるとして動作説明している。
まず、車速VSPが車速域Bに入ったときにコーストダウンシフトを開始する比較例におけるコーストダウンシフト制御作用を、図11に示すタイムチャートに基づき説明する。以下、ロックアップクラッチが解放状態であるとして動作説明している。
実施例1では、副変速機30が2変速段による減速中、バリエータ20が最Low変速比になっている状態であると、バリエータ20が最Low変速比のまま、副変速機30を2-1変速するダウンシフトを開始する。この結果、減速から車両を発進する際、駆動力応答性を向上させることができる。
また、ダウンシフトによりタービン回転速度Ntが増大すると、エンジンブレーキが大きくなる。車速域Bにてダウンシフトを行うと、車速域Aでダウンシフトを行う場合に比べて、タービン回転速度Ntが高くなり、過度なエンジンブレーキとなる恐れがある。
これに対し、車速域Aで副変速機30の2-1変速を行うことで、過度なエンジンブレーキを抑制することができる。
よって、容易な構成でありながら、上記のように、運転者に与える違和感を防止することができると共に、過度なエンジンブレーキを抑制することができるという作用を実現することができる。
実施例1の車両用変速機の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
バリエータ20に対して直列に設けられ、締結要素の架け替えによって複数の変速段を切り替え可能な副変速機30と、
バリエータ20の変速比制御と副変速機30の変速段制御を行う変速制御手段(変速機コントローラ12)と、
を備えている車両用変速機の変速制御装置であって、
変速制御手段(変速機コントローラ12)は、副変速機30が走行変速段(2速段)による減速中、バリエータ20が最ロー変速比(最Low変速比)になっている状態であると、バリエータ20が最ロー変速比(最Low変速比)のまま、副変速機30を走行変速段(2速段)から走行変速段(2速段)より変速比の小さな変速段(1速段)へ変速するダウンシフトを開始する。
このため、減速から車両を発進する際、駆動力応答性を向上させることができる。
このため、減速から車両を発進する際、走行変速段(2速段)から発進変速段(1速段)へのダウンシフトにより駆動力を確保することができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、副変速機30のダウンシフトを実行する減速中、運転者に与える違和感を防止することができると共に、過度なエンジンブレーキを抑制することができる。
このため、ダウンシフト後における走行用駆動源の回転速度(エンジン回転速度Ne)と変速機入力回転速度(タービン回転速度Nt)の回転速度大小関係の演算を要さない容易な構成でありながら、上記(3)の効果を実現することができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、減速中、副変速機30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズの開始車速を、回転速度大小関係が逆転しない車速のうち最も高い車速(第1車速VSP1)とすることで、発進時の駆動力応答性を最大限向上させることができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、副変速機30の変速速度調整によって、ダウンシフト中に運転者に与える違和感防止と過度なエンジンブレーキの抑制を図りながら、副変速機30のダウンシフト開始車速を車速域Bまで拡大することができる。
このため、(6)の効果に加え、副変速機30のダウンシフト開始車速が車速域Bであるとき、ダウンシフトの変速時間短縮により、発進時の駆動力応答性を最大限向上させることができる。
実施例2における車両用変速機の変速制御装置は、実施例1と同様に、副変速機付き無段変速機が搭載されたエンジン車に適用したものである。以下、実施例2における車両用変速機の変速制御装置の「コーストダウンシフト制御処理構成」を説明する。なお、図1〜図3に示す「全体システム構成」及び「変速マップによる変速制御構成」については、実施例1と同様であるので説明を省略する。
図13は実施例2の変速機コントローラ12で実行されるコースト減速中の2-1変速であるコーストダウンシフト制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図13に示すフローチャートのうちステップS21〜ステップS27、ステップS29〜ステップS33の各ステップは、図4に示すフローチャートのステップS1〜ステップS7、ステップS9〜ステップS13の各ステップに対応するので説明を省略する。
ここで、「イナーシャフェーズ中」は、副変速機30の入出力回転から副変速ギヤ比を算出し、2速ギヤ比から1速ギヤ比までのギヤ比が変化している間をイナーシャフェーズ中であると判断する。
ここで、所定回転速度幅は、バリエータ20でのハイ変速比側へのアップシフト変速速度を考慮し、バリエータ20をアップシフトしたときにタービン回転速度Ntがエンジン回転速度Neを超えないだけの余裕代となる回転速度差に設定される。つまり、バリエータ20のアップシフト量を、タービン回転速度Nt≦エンジン回転速度Neとなる範囲内で最小限域のシフト量に設定される。
ここで、所定回転速度幅は、ステップS35と同様の値に設定される。
実施例2における作用を、「コーストダウンシフト制御処理作用」、「車速域Bでのコーストダウンシフト制御作用」、「コーストダウンシフト制御の特徴作用」に分けて説明する。
以下、実施例2でのコーストダウンシフト制御処理作用を、図13に示すフローチャートに基づき説明する。なお、実施例1と異なるコーストダウンシフト制御処理の流れについてのみ説明する。
緩減速シーンにて車速VSPが車速域Bに入ってからコーストダウンシフトを開始する実施例2におけるコーストダウンシフト制御作用を、図14に示すタイムチャートに基づき説明する。以下、ロックアップクラッチが解放状態であるとして動作説明している。
実施例2では、ダウンシフト後のタービン回転速度Ntがエンジン回転速度Neより高くなる車速域Bで、副変速機30を2-1変速する場合、バリエータ20をアップシフトし、(タービン回転速度Nt)≦(エンジン回転速度Ne)の状態を保つ。
これにより、2-1変速中の回転速度大小関係は、Ne≧Ntであり、且つ、(Ne−Nt)が所定回転速度幅に保たれる。これは、バリエータ20をアップシフトさせ過ぎてしまうと、その後の停車に向けたダウンシフト量が大きくなり、停車までにバリエータ20が最Low変速比に到達できない恐れがある。そこで、Ne≧Ntという大小関係を保ちつつ、バリエータ20のアップシフト量を最小限とすべく、アップシフト量を(Ne−Nt)が所定回転速度幅を保つ量に設定している。
実施例2の車両用変速機の変速制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
このため、バリエータ20のアップシフトによって、ダウンシフト中に運転者に与える違和感防止と過度なエンジンブレーキの抑制を図りながら、副変速機30のダウンシフト開始車速を車速域Bまで拡大することができる。
4 車両用変速機
7 駆動輪
12 変速機コントローラ(変速制御手段)
20 バリエータ(無段変速機構)
21 プライマリプーリ
22 セカンダリプーリ
23 Vベルト
30 副変速機(有段変速機構)
32 ローブレーキ(摩擦締結要素)
33 ハイクラッチ(摩擦締結要素)
Claims (8)
- 走行駆動源と駆動輪の間に介装され、変速比を無段階に変更可能なバリエータと、
前記バリエータに対して直列に設けられ、締結要素の架け替えによって複数の変速段を切り替え可能な副変速機と、
前記バリエータの変速比制御と前記副変速機の変速段制御を行う変速制御手段と、
を備えている車両用変速機の変速制御装置であって、
前記変速制御手段は、前記副変速機が走行変速段による減速中、前記バリエータが最ロー変速比になっている状態であると、前記バリエータが最ロー変速比のまま、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを開始する
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項1に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記走行変速段より変速比の小さな変速段とは、発進変速段である
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が走行用駆動源の回転速度以下となる車速域で、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを行う
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項3に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、前記副変速機が前記走行変速段より変速比の小さな変速段、且つ、前記バリエータが最ロー変速比である車速以下の車速域で、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを行う
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、前記副変速機が前記走行変速段より変速比の小さな変速段、且つ、前記バリエータが最ロー変速比である車速になると、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトにおけるイナーシャフェーズを開始する
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が走行用駆動源の回転速度より高くなる車速域で、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを行う場合、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が前記走行用駆動源の回転速度以下となるようダウンシフト変速速度を、他の車速域におけるダウンシフト変速速度より遅くする
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項6に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフト変速速度を、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が前記走行用駆動源の回転速度以下となる範囲内で最大速度域になる変速速度に設定する
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された車両用変速機の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が走行用駆動源の回転速度より高くなる車速域で、前記副変速機を前記走行変速段から前記走行変速段より変速比の小さな変速段へ変速するダウンシフトを行う場合、ダウンシフト後の変速機入力回転速度が前記走行用駆動源の回転速度以下となるよう前記バリエータをアップシフトする
ことを特徴とする車両用変速機の変速制御装置。
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