JP3706194B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｖベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）を使用する無段変速装置においては、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間にＶベルトが張設されていて、前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各「Ｖ」字状の溝の間隔を変更することによって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの有効径を変化させ、無段階の変速比で変速を行うようになっている。なお、この場合、該変速比は、プライマリプーリの回転数をセカンダリプーリの回転数で除算することによって得られる値である。
【０００３】
そして、無段変速モードと有段変速モードとを選択することができるようにした無段変速装置においては、無段変速モードが選択されると、エンジン負荷に対応させてプライマリプーリの目標回転数が設定され、該目標回転数が達成されるように変速比が変化させられるようになっている。また、有段変速モードが選択されると、運転者がシフトレバー等を操作することによって、あらかじめ設定された複数の変速比が順次選択されるようになっている。
【０００４】
さらに、無段変速モードから有段変速モードに移行する場合には、一旦（いったん）、無段変速モードが選択されていたときの変速比を固定し、運転者がシフトレバー等を操作してアップシフトの変速を行った場合は１段上の変速段の変速比が、ダウンシフトの変速を行った場合は１段下の変速段の変速比がそれぞれ選択される。
【０００５】
そして、固定された変速比と１段上の変速段の変速比との差が小さく、所定の範囲に収まる場合には、更に１段上の変速段の変速比が選択され、同様に、固定された変速比と１段下の変速段の変速比との差が小さく、所定の範囲に収まる場合には、更に１段下の変速段の変速比が選択されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の無段変速装置においては、１段上の変速段の変速比又は１段下の変速段の変速比が選択された場合、固定された変速比と選択された変速比との差が十分ではないので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができないことがある。
【０００７】
また、更に１段上の変速段の変速比又は更に１段下の変速段の変速比が選択された場合、固定された変速比と選択された変速比との差が大きくなりすぎ、変速ショックが生じてしまう。
しかも、運転者は、固定された変速比と１段上の変速段の変速比との差が小さいかどうか、固定された変速比と１段下の変速段の変速比との差が小さいかどうかが分からないので、１段上の変速段の変速比又は１段下の変速段の変速比が選択されるか、更に１段上の変速段の変速比又は更に１段下の変速段の変速比が選択されるかを予期することができない。
【０００８】
さらに、有段変速モードにおいて、あらかじめ設定された複数の変速比のうちの一つが選択されるので、常に、Ｖベルトがプライマリプーリ及びセカンダリプーリの同じ部分に当たることになる。したがって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに局部的に摩耗が生じ、無段変速装置の耐久性が低下してしまう。
本発明は、前記従来の無段変速装置の問題点を解決して、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができ、変速ショックが生じることがなく、選択される変速比を予期することでき、かつ、耐久性を向上させることができる無段変速装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の無段変速装置においては、無段階の変速比で変速を行う無段変速機と、該無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段と、該基準変速比算出手段によって算出された変速比を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比を算出する変速比列算出手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する目標変速比決定手段と、前記目標の変速比が達成されるように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ作動手段とを有する。
【００１０】
本発明の他の無段変速装置においては、さらに、前記変速比列算出手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比にアップシフト用の変速定数及びダウンシフト用の変速定数を乗算することによって前記複数の変速比を算出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態における無段変速装置の機能ブロック図である。
図において、１２は無段階の変速比で変速を行う無段変速機、４３は該無段変速機１２の変速比を変化させるアクチュエータとしての油圧アクチュエータ、２０５は後述する有段変速モード検出信号を制御部２０６に送るポジションセンサである。
【００１２】
そして、前記制御部２０６は、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段２５０、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段２５１、該基準変速比算出手段２５１によって算出された変速比αM を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi を算出する変速比列算出手段２５２、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段２５１によって算出された変速比αM を目標の変速比αとして固定し、その後、前記変速比列算出手段２５２によって算出された複数の変速比αi から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比αを決定する目標変速比決定手段２５３、及び前記目標の変速比αが達成されるように前記油圧アクチュエータ４３を作動させるアクチュエータ作動手段２５４とを有する。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態における無段変速装置の概略図である。
図において、１１は無段変速装置であり、該無段変速装置１１は、Ｖベルト式の無段変速機１２、前後進モード切換装置１３、トルクコンバータ１６、カウンタシャフト１７、及びディファレンシャル装置１９を有する。
そして、前記トルクコンバータ１６は、フロントカバー２７を介してエンジン出力軸２０に連結され、図示しないエンジンによって回転させられるポンプインペラ２１、入力軸２２に連結されたタービンランナ２３、ワンウェイクラッチ２５を介してケース１０に支持されたステータ２６、及び前記フロントカバー２７と入力軸２２との間に配設されたロックアップクラッチ１５を有する。
【００１４】
なお、３０はロックアップクラッチプレート１５ａと入力軸２２との間に配設されたダンパスプリング、３１は前記ポンプインペラ２１に連結され、前記エンジンからの回転を受けて駆動されるオイルポンプである。
前記無段変速機１２は、プライマリシャフト３２に固定された固定シーブ３３と前記プライマリシャフト３２に対して摺（しゅう）動自在に配設された可動シーブ３５とから成るプライマリプーリ３６、セカンダリシャフト３７に固定された固定シーブ３９と前記セカンダリシャフト３７に対して摺動自在に配設された可動シーブ４０とから成るセカンダリプーリ４１、及び前記プライマリプーリ３６とセカンダリプーリ４１との間に張設された金属製のＶベルト４２を有する。
【００１５】
さらに、プライマリプーリ３６の可動シーブ３５の背面には、ダブルピストン構造の油圧アクチュエータ４３が、セカンダリプーリ４１の可動シーブ４０の背面には、シングルピストン構造の油圧アクチュエータ４５がそれぞれ配置される。
そして、前記プライマリプーリ３６側の油圧アクチュエータ４３は、プライマリシャフト３２に固定されたシリンダ部材４６及び反力支持部材４７、可動シーブ３５に固定された筒状部材４９、並びにピストン部材５０を有し、前記筒状部材４９、反力支持部材４７及び可動シーブ３５の背面によって第１の油圧室５１が、シリンダ部材４６及びピストン部材５０によって第２の油圧室５２がそれぞれ形成される。
【００１６】
この場合、前記第１の油圧室５１及び第２の油圧室５２は、連通孔４７ａによって互いに連通させられ、セカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータ４５と同じ油圧を受けたときに、軸方向の力を２倍にする。
一方、セカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータ４５は、セカンダリシャフト３７に固定された反力支持部材５３、及び可動シーブ４０の背面に固定された筒状部材５５を有し、前記反力支持部材５３及び筒状部材５５によって油圧室５６が形成される。なお、可動シーブ４０と反力支持部材５３との間にプリロード用のスプリング５７が配設され、可動シーブ４０を固定シーブ３９に向けて付勢する。
【００１７】
また、前記前後進モード切換装置１３は、前後進切換用のダブルピニオンプラネタリギヤ６０、リバースブレーキＢ1 、第１のクラッチ（Ｄレンジクラッチ）Ｃ1 、第２のクラッチ（Ｌレンジクラッチ）Ｃ2 及びワンウェイクラッチＦから成る。そして、第１のクラッチＣ1 とワンウェイクラッチＦとは直列に配設され、前記入力軸２２とプライマリプーリ３６の固定シーブ３３との間に、第１のクラッチＣ1 及びワンウェイクラッチＦと、前記第２のクラッチＣ2 とが並列に配設される。
【００１８】
また、前記プラネタリギヤ６０においては、サンギヤＳが入力軸２２に、第１のピニオンＰ1 及び第２のピニオンＰ2 を支持するキャリアＣＲがプライマリプーリ３６の固定シーブ３３に、リングギヤＲが前記リバースブレーキＢ1 にそれぞれ連結される。
そして、前記カウンタシャフト１７には、大ギヤ６１及び小ギヤ６２が固定され、前記大ギヤ６１とセカンダリシャフト３７に固定されたギヤ６３とが噛（し）合させられ、また、小ギヤ６２とディファレンシャル装置１９のギヤ６５とが噛合させられる。
【００１９】
前記ディファレンシャル装置１９は、前記ギヤ６５が固定されたデフケース７６、該デフケース７６によって支持されたデフギヤ６６、及び左右のサイドギヤ６７、６９を有し、前記ギヤ６５を介してデフケース７６に伝達された回転が、デフギヤ６６及びサイドギヤ６７、６９によって差動させられ、左右の車軸７０、７１に伝達される。なお、２００はエンジン回転数センサ、２０１は入力軸回転数センサ、２０２は車速センサである。
【００２０】
次に、前記構成の無段変速装置１１の油圧回路について説明する。
図３は本発明の実施の形態における無段変速装置の油圧回路図である。
図において、３１はオイルポンプ、８０はオイルポンプコントロールバルブ、８１はコントロールバルブ用ソレノイドバルブ、８２はプライマリレギュレータバルブ、８３はセカンダリレギュレータバルブ、８５はライン圧制御用リニアソレノイドバルブ、８６はソレノイドバルブ用モジュレータバルブである。
【００２１】
また、８７はマニュアルバルブであり、運転者の操作によって図中の表に示すように、ライン圧ポート１の油圧がポート２又は３に切り換えられる。
そして、８９はモジュレータバルブ、９０はＣ２コントロールバルブ、９１はデューティ制御用ソレノイドバルブ、Ｃ１は第１のクラッチＣ1 （図２）の油圧サーボ、Ｃ２は第２のクラッチＣ2 の油圧サーボ、Ｂ１はリバースブレーキＢ1 の油圧サーボ、１００は油圧サーボＢ１用のアキュムレータ、１０１は油圧サーボＣ１用のアキュムレータである。
【００２２】
また、１０２は変速比を制御するためのレシオコントロールバルブ、１０３は該レシオコントロールバルブ１０２に供給する制御油圧を調整するためのリニアソレノイドバルブ、４３はプライマリプーリ３６側の油圧アクチュエータ、４５はセカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータである。
さらに、１６はトルクコンバータ、１０５はロックアップコントロールバルブ、１０６はロックアップリレーバルブ、１０７はロックアップ制御用のリニアソレノイドバルブ、１０９はクーラである。
【００２３】
次に、前記構成の無段変速装置１１の制御装置について説明する。
図４は本発明の実施の形態における無段変速装置の制御装置のブロック図、図５は本発明の実施の形態における選速装置の概略図である。
図において、２０６は車載コンピュータから成る制御部（ＥＣＵ）であり、該制御部２０６に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２００、プライマリプーリ３６（図２）の回転数、すなわち、入力軸２２の回転数を検出する入力軸回転数センサ２０１、セカンダリプーリ４１の回転数、すなわち、車速を検出する車速センサ２０２、アクセル踏込量、すなわち、スロットル開度を検出するアクセルセンサ２０３、及びポジションセンサ２０５がそれぞれ接続される。
【００２４】
本実施の形態において、選速装置は、図５に示すようなシフトレバー３０１から成り、該シフトレバー３０１を操作することによって、前記ポジションセンサ２０５を構成する図示しない各スイッチがオン・オフされるようになっている。すなわち、前記シフトレバー３０１を無段変速モード案内溝３０２内において移動させることによって、パーキングレンジ位置Ｐ、後進走行レンジ位置Ｒ、ニュートラルレンジ位置Ｎ、前進走行レンジ位置Ｄ及びローレンジ位置Ｌに置くことができ、前記前進走行レンジ位置Ｄにシフトレバー３０１を置くと、無段変速モードが設定される。
【００２５】
そして、シフトレバー３０１をモード移行溝３０３を介して有段変速モード案内溝３０４に移動させ、該有段変速モード案内溝３０４内において移動させることによって、アップシフト位置＋及びダウンシフト位置−に置くことができる。また、前記制御部２０６に、前記コントロールバルブ用ソレノイドバルブ８１（図３）を制御するためのポンプ用ソレノイド３８１、ライン圧制御用リニアソレノイドバルブ８５を制御するためのライン圧用ソレノイド３８５、デューティ制御用ソレノイドバルブ９１を制御するためのＣ2 用ソレノイド３９１、リニアソレノイドバルブ１０３を制御するための変速用ソレノイド４０３、及びリニアソレノイドバルブ１０７を制御するためのロックアップ用ソレノイド４０７がそれぞれ接続される。
【００２６】
次に、前記構成の無段変速装置１１の動作について説明する。
まず、図示しないエンジンの回転がオイルポンプ３１に伝達されると、該オイルポンプ３１によって所定の油圧が発生させられる。そして、前記制御部２０６は、エンジン負荷に基づいて計算された信号ＳＧ１をライン圧用ソレノイド３８５に送り、ライン圧制御用リニアソレノイドバルブ８５によって制御油圧を発生させる。そして、該制御油圧がプライマリレギュレータバルブ８２に送られると、該プライマリレギュレータバルブ８２は前記オイルポンプ３１によって発生させられた油圧を調圧してライン圧にする。
【００２７】
また、運転者が無段変速モードにおける前進走行レンジ又はローレンジを選択して、前記シフトレバー３０１を前進走行レンジ位置Ｄ又はローレンジ位置Ｌに置くと、マニュアルバルブ８７のライン圧ポート１からの油圧がポート２を介して油圧サーボＣ１に供給され、第１のクラッチＣ1 が係合させられる。
その結果、エンジン出力軸２０の回転は、トルクコンバータ１６、入力軸２２、ワンウェイクラッチＦ及び第１のクラッチＣ1 を介してプライマリプーリ３６に伝達され、無段変速機１２において所定の変速比で変速され、セカンダリプーリ４１に伝達される。そして、セカンダリプーリ４１の回転は、カウンタシャフト１７及びディファレンシャル装置１９を介して左右の車軸７０、７１に伝達される。なお、前進走行レンジが選択されると、ワンウェイクラッチＦを介して第１のクラッチＣ1 だけが係合させられるので、コースト時においてエンジンブレーキは作動しない。
【００２８】
また、ローレンジが選択されると、シフトレバー３０１がローレンジ位置Ｌに置かれたことがポジションセンサ２０５によって検出され、制御部２０６からＣ2 用ソレノイド３９１にデューティ信号ＳＧ３が送られる。そして、デューティ制御用ソレノイドバルブ９１が制御され、Ｃ２コントロールバルブ９０が切り換えられて油圧サーボＣ２に油圧が供給され、第２のクラッチＣ2 が係合させられる。その結果、コースト時にエンジンブレーキを作動させることができる。
【００２９】
そして、運転者が無段変速モードにおける後進走行レンジを選択して、シフトレバー３０１を後進走行レンジ位置Ｒに置くと、マニュアルバルブ８７のポート１からの油圧がポート３を介して油圧サーボＢ１に供給され、リバースブレーキＢ1 が係合させられる。
このとき、プラネタリギヤ６０のリングギヤＲが固定され、入力軸２２からサンギヤＳに入力された回転は、キャリヤＣＲから逆方向の回転として出力され、プライマリプーリ３６に伝達される。
【００３０】
ところで、前記無段変速機１２においては、セカンダリプーリ４１の油圧アクチュエータ４５にプライマリレギュレータバルブ８２からのライン圧が供給されていて、前記油圧アクチュエータ４５によって負荷トルクに応じたベルト挟持力が発生させられる。
一方、前記制御部２０６から変速用ソレノイド４０３に送られる変速信号ＳＧ４に基づいて、リニアソレノイドバルブ１０３が制御され、制御油圧が発生させられる。そして、該制御油圧によってレシオコントロールバルブ１０２が制御され、該レシオコントロールバルブ１０２によって制御されたアプライ油圧が油圧アクチュエータ４３に供給される。その結果、無段変速機１２の変速比が決定される。
【００３１】
この場合、例えば、前記制御部２０６において、最良燃費でエンジンを駆動することができる最良燃費動力線に基づいて、アクセルセンサ２０３によって検出されたスロットル開度に対応する最良燃費プライマリプーリ回転数が算出され、該最良燃費プライマリプーリ回転数が目標回転数として設定される。
そして、入力軸回転数センサ２０１によって検出された実際の入力軸回転数と前記目標回転数とが比較され、実際の入力軸回転数が目標回転数より高い場合は、前記アプライ油圧が高くされる。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が大きくなって無段変速機１２の変速比は小さくなり、アップシフトの変速が行われる。また、実際の入力軸回転数が目標回転数より低い場合は、前記アプライ油圧が低くされる。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が小さくなって無段変速機１２の変速比は大きくなり、ダウンシフトの変速が行われる。
【００３２】
無段変速モードの前進走行レンジが選択されているとき、有段変速モードが選択されると、前記ポジションセンサ２０５は、シフトレバー３０１が有段変速モード案内溝３０４に移動させられたことを検出し、有段変速モード検出信号ＳＧ５を制御部２０６に送る。
該制御部２０６の変速モード判断手段２５０（図１）は、ポジションセンサ２０５から有段変速モード検出信号ＳＧ５が送られると、無段変速モードから有段変速モードに移行したと判断する。そして、前記制御部２０６の基準変速比算出手段２５１は、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を基準変速比αM として算出する。ここで、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの入力軸２２の回転数及び車速をそれぞれＮI 、ＮO とすると、
αM ＝ＮI ／ＮO
になる。
【００３３】
そして、前記制御部２０６は、目標の変速比αに前記基準変速比αM をセットすることによって、変速比をαM に固定する。
次に、前記制御部２０６の変速比列算出手段２５２は、基準変速比がαM であるときに、該基準変速比αM を基準にしてアップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi （ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出し、該変速比αi を制御部２０６に内蔵された図示しないメモリに格納する。
【００３４】
この場合、アップシフト用の変速比定数として１／ｒ（ただし、ｒ＜１）が、ダウンシフト用の変速比定数としてｒがそれぞれあらかじめ設定され、基準変速比αM に変速比定数１／ｒ、ｒを変速段に対応する回数だけ繰り返し乗算することによって、前記変速比αi を算出することができる。
例えば、基準変速比αM に対して、各変速段に対応させてアップシフト用の変速比αiUP が
αiUP ＝αM ・ｒ、αM ・ｒ2 、…、αM ・ｒn/2
のように、また、ダウンシフト用の変速比αiDOWN が
αiDOWN ＝αM ／ｒ、αM ／ｒ2 、…、αM ／ｒn/2
のように、それぞれ算出される。
【００３５】
次に、前記制御部２０６は、ポジションセンサ２０５から送られた変速操作検出信号ＳＧ６に基づいて、有段変速モードにおいて変速が指示されたかどうかを判断し、変速が指示された場合はアップシフトの変速が指示されたかどうかを判断する。この場合、有段変速モード案内溝３０４に移動させられたシフトレバー３０１が、有段変速モード案内溝３０４内を移動させられてアップシフト位置＋に置かれると、アップシフトの変速が指示されたと判断され、ダウンシフト位置−に置かれると、ダウンシフトの変速が指示されたと判断される。
【００３６】
そして、運転者が前記シフトレバー３０１をアップシフト位置＋に置くと、前記制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、１段上の変速段が選択されたと判断し、前記メモリから変速比αiUP の値としてαM ・ｒを読み出し、該値αM ・ｒを目標の変速比αにセットする。また、運転者が前記シフトレバー３０１をダウンシフト位置−に置くと、前記制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、１段下の変速段が選択されたと判断し、前記メモリから変速比αiDOWN の値としてαM ／ｒを読み出し、該値αM ／ｒを目標の変速比αにセットする。
【００３７】
続いて、前記制御部２０６は、目標の変速比αが、エンジン効率を低くしてしまうことがないように、最小変速比αMIN より大きく、最大変速比αMAX より小さいかどうか、すなわち、
αMIN ＜α＜αMAX ……（１）
の条件が満たされるかどうかを判断する。そして、式（１）の条件が満たされない場合、前記制御部２０６は変速を許可しない。
【００３８】
また、前記制御部２０６は、目標の変速比αに対応するエンジン回転数Ｎe を算出し、該エンジン回転数Ｎe が、エンジンにエンストを起こさせてしまう最小回転数ＮMIN より高く、しかも、エンジンにオーバーレボリューションを発生させてしまう最大回転数ＮMAX より低いかどうか、すなわち、
ＮMIN ＜Ｎe ＜ＮMAX ……（２）
の条件が満たされるかどうかを判断する。そして、式（２）の条件が満たされない場合、前記制御部２０６は変速を許可しない。
【００３９】
そして、前記制御部２０６は、式（１）及び（２）が満たされると、前記目標の変速比αを設定する。
続いて、前記制御部２０６のアクチュエータ作動手段２５４は、前記目標の変速比α、及び入力軸回転数センサ２０１によって検出された実際の入力軸回転数に基づいて目標回転数を算出し、実際の入力軸回転数と目標回転数とを比較し、実際の入力軸回転数が目標回転数より高い場合は、前記アプライ油圧を高くする。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が大きくなって無段変速機１２の実際の変速比が小さくなり、アップシフトの変速を行うことができる。
【００４０】
また、前記制御部２０６は、実際の入力軸回転数が目標回転数より低い場合は、前記アプライ油圧を低くする。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が小さくなって無段変速機１２の変速比が大きくなり、ダウンシフトの変速を行うことができる。
このように、前記シフトレバー３０１をアップシフト位置＋に置かれると、変速比αiUP の値αM ・ｒが目標の変速比αにセットされてアップシフトの変速が行われ、前記シフトレバー３０１がダウンシフト位置−に置かれると、変速比αiDOWN の値αM ／ｒが目標の変速比αにセットされてダウンシフトの変速が行われる。
【００４１】
その後、前記シフトレバー３０１が再びアップシフト位置＋に置かれると、更に１段上の変速段の変速比αiUP の値αM ・ｒ2 が目標の変速比αにセットされてアップシフトの変速が行われ、前記シフトレバー３０１が再びダウンシフト位置−に置かれると、更に１段下の変速段の変速比αiDOWN の値αM ／ｒ2 が目標の変速比αにセットされてダウンシフトの変速が行われる。
【００４２】
この場合、有段変速モードにおいて、隣接する各変速段の変速比αi 間の差が適正になるので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を常に体感することができる。また、変速ショックが生じるのを防止することができる。そして、運転者は、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速が行われるときの変速比αi を予期することができる。
【００４３】
しかも、変速比αM にアップシフト用の変速定数ｒ及びダウンシフト用の変速定数１／ｒを乗算することによって前記複数の変速比αi が算出されるので、各変速段の変速比αi 間の差が一定になる。
したがって、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速におけるそれぞれの変速フィーリングが一定になる。
【００４４】
さらに、有段変速モードにおいて、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比αM を基準にして複数の変速比αi が算出されるようになっているので、変速比αi は常に変動する。
したがって、常に、Ｖベルト４２がプライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ４１の同じ部分に当たることがなくなるので、プライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ４１に局部的に摩耗が生じることがなくなり、無段変速装置１１の耐久性を向上させることができる。
【００４５】
次に、フローチャートについて説明する。
図６は本発明の実施の形態における無段変速装置の動作を示すフローチャートである。なお、該フローチャートは、無段変速モードから有段変速モードに移行したときのサブルーチンであり、図示しないメインルーチンにおいて変速出力処理が行われる。
ステップＳ１ 前記制御部２０６（図４）の変速モード判断手段２５０（図１）は、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する。無段変速モードから有段変速モードに移行した場合はステップＳ２に、移行していない場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ２ 制御部２０６の基準変速比算出手段２５１は、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比αM を算出する。
ステップＳ３ 制御部２０６は、目標の変速比αに変速比αM をセットすることによって、変速比をαM に固定する。
ステップＳ４ 制御部２０６の変速比列算出手段２５２は、基準変速比がαM であるときに、該基準変速比αM を基準にしてアップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi を算出する。
ステップＳ５ 制御部２０６は、ポジションセンサ２０５から送られた変速操作検出信号ＳＧ６に基づいて、有段変速モードにおいて変速が指示されたかどうかを判断する。変速が指示された場合はステップＳ６に進み、指示されていない場合はリターンする。
ステップＳ６ 制御部２０６は、アップシフトの変速が指示されたかどうかを判断する。アップシフトの変速が指示された場合はステップＳ７に、指示されていない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７ 制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、アップシフト用の変速比αiUP を目標の変速比αにセットする。
ステップＳ８ 制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、ダウンシフト用の変速比αiDOWN を目標の変速比αにセットする。
ステップＳ９ 制御部２０６は、目標の変速比αが、最小変速比αMIN より大きく、かつ、最大変速比αMAX より小さいかどうかを判断する。変速比αが最小変速比αMIN より大きく、かつ、最大変速比αMAX より小さい場合はステップＳ１０に進み、変速比αが最小変速比αMIN 以下であるか、又は、最大変速比αMAX 以上である場合はリターンする。
ステップＳ１０ 制御部２０６は、目標の変速比αに対応するエンジン回転数Ｎe を算出する。
ステップＳ１１ 制御部２０６は、エンジン回転数Ｎe が、最小回転数ＮMIN より高く、かつ、最大回転数ＮMAX より低いかどうかを判断する。エンジン回転数Ｎe が最小回転数ＮMIN より高く、かつ、最大回転数ＮMAX より低い場合はステップＳ１２に進み、エンジン回転数Ｎe が最小回転数ＮMIN 以下であるか、又は、最大回転数ＮMAX 以上である場合はリターンする。
ステップＳ１２ 制御部２０６は、目標の変速比αを設定し、リターンする。
【００４６】
本実施の形態において、基準変速比αM に変速比定数１／ｒ、ｒを変速段に対応する回数だけ繰り返し乗算することによって前記変速比αi を算出するようにしているが、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの車速ＮO 、変速比α及びエンジン回転数Ｎe と対応させて変速比αが設定されたマップを参照することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、無段変速装置においては、無段階の変速比で変速を行う無段変速機と、該無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段と、該基準変速比算出手段によって算出された変速比を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比を算出する変速比列算出手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する目標変速比決定手段と、前記目標の変速比が達成されるように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ作動手段とを有する。
【００４８】
この場合、無段変速モードから有段変速モードに移行すると、目標変速比決定手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する。
【００４９】
したがって、有段変速モードにおいて、隣接する各変速段間の変速比の差が適正になるので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができるだけでなく、変速ショックが生じるのを防止することができる。しかも、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速が行われるときの変速比を予期することができる。
【００５０】
さらに、有段変速モードにおいて、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を基準にして複数の変速比が算出されるようになっているので、複数の変速比は常に変動する。
したがって、常に、Ｖベルトがプライマリプーリ及びセカンダリプーリの同じ部分に当たることがなくなるので、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに局部的に摩耗が生じることがなくなり、無段変速装置の耐久性を向上させることができる。
【００５１】
本発明の他の無段変速装置においては、さらに、前記変速比列算出手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比にアップシフト用の変速定数及びダウンシフト用の変速定数を乗算することによって前記複数の変速比を算出する。この場合、各変速段間の変速比の差が一定になるので、アップシフトの変速における変速フィーリング及びダウンシフトの変速における変速フィーリングが一定になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無段変速装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における無段変速装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における無段変速装置の油圧回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における無段変速装置の制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における選速装置の概略図である。
【図６】本発明の実施の形態における無段変速装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ 無段変速装置
１２ 無段変速機
４３ 油圧アクチュエータ
２０５ ポジションセンサ
２０６ 制御部
２５０ 変速モード判断手段
２５１ 基準変速比算出手段
２５２ 変速比列算出手段
２５３ 目標変速比決定手段
２５４ アクチュエータ作動手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｖベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）を使用する無段変速装置においては、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間にＶベルトが張設されていて、前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各「Ｖ」字状の溝の間隔を変更することによって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの有効径を変化させ、無段階の変速比で変速を行うようになっている。なお、この場合、該変速比は、プライマリプーリの回転数をセカンダリプーリの回転数で除算することによって得られる値である。
【０００３】
そして、無段変速モードと有段変速モードとを選択することができるようにした無段変速装置においては、無段変速モードが選択されると、エンジン負荷に対応させてプライマリプーリの目標回転数が設定され、該目標回転数が達成されるように変速比が変化させられるようになっている。また、有段変速モードが選択されると、運転者がシフトレバー等を操作することによって、あらかじめ設定された複数の変速比が順次選択されるようになっている。
【０００４】
さらに、無段変速モードから有段変速モードに移行する場合には、一旦（いったん）、無段変速モードが選択されていたときの変速比を固定し、運転者がシフトレバー等を操作してアップシフトの変速を行った場合は１段上の変速段の変速比が、ダウンシフトの変速を行った場合は１段下の変速段の変速比がそれぞれ選択される。
【０００５】
そして、固定された変速比と１段上の変速段の変速比との差が小さく、所定の範囲に収まる場合には、更に１段上の変速段の変速比が選択され、同様に、固定された変速比と１段下の変速段の変速比との差が小さく、所定の範囲に収まる場合には、更に１段下の変速段の変速比が選択されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の無段変速装置においては、１段上の変速段の変速比又は１段下の変速段の変速比が選択された場合、固定された変速比と選択された変速比との差が十分ではないので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができないことがある。
【０００７】
また、更に１段上の変速段の変速比又は更に１段下の変速段の変速比が選択された場合、固定された変速比と選択された変速比との差が大きくなりすぎ、変速ショックが生じてしまう。
しかも、運転者は、固定された変速比と１段上の変速段の変速比との差が小さいかどうか、固定された変速比と１段下の変速段の変速比との差が小さいかどうかが分からないので、１段上の変速段の変速比又は１段下の変速段の変速比が選択されるか、更に１段上の変速段の変速比又は更に１段下の変速段の変速比が選択されるかを予期することができない。
【０００８】
さらに、有段変速モードにおいて、あらかじめ設定された複数の変速比のうちの一つが選択されるので、常に、Ｖベルトがプライマリプーリ及びセカンダリプーリの同じ部分に当たることになる。したがって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに局部的に摩耗が生じ、無段変速装置の耐久性が低下してしまう。
本発明は、前記従来の無段変速装置の問題点を解決して、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができ、変速ショックが生じることがなく、選択される変速比を予期することでき、かつ、耐久性を向上させることができる無段変速装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の無段変速装置においては、無段階の変速比で変速を行う無段変速機と、該無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段と、該基準変速比算出手段によって算出された変速比を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比を算出する変速比列算出手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する目標変速比決定手段と、前記目標の変速比が達成されるように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ作動手段とを有する。
【００１０】
本発明の他の無段変速装置においては、さらに、前記変速比列算出手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比にアップシフト用の変速定数及びダウンシフト用の変速定数を乗算することによって前記複数の変速比を算出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態における無段変速装置の機能ブロック図である。
図において、１２は無段階の変速比で変速を行う無段変速機、４３は該無段変速機１２の変速比を変化させるアクチュエータとしての油圧アクチュエータ、２０５は後述する有段変速モード検出信号を制御部２０６に送るポジションセンサである。
【００１２】
そして、前記制御部２０６は、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段２５０、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段２５１、該基準変速比算出手段２５１によって算出された変速比αM を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi を算出する変速比列算出手段２５２、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段２５１によって算出された変速比αM を目標の変速比αとして固定し、その後、前記変速比列算出手段２５２によって算出された複数の変速比αi から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比αを決定する目標変速比決定手段２５３、及び前記目標の変速比αが達成されるように前記油圧アクチュエータ４３を作動させるアクチュエータ作動手段２５４とを有する。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態における無段変速装置の概略図である。
図において、１１は無段変速装置であり、該無段変速装置１１は、Ｖベルト式の無段変速機１２、前後進モード切換装置１３、トルクコンバータ１６、カウンタシャフト１７、及びディファレンシャル装置１９を有する。
そして、前記トルクコンバータ１６は、フロントカバー２７を介してエンジン出力軸２０に連結され、図示しないエンジンによって回転させられるポンプインペラ２１、入力軸２２に連結されたタービンランナ２３、ワンウェイクラッチ２５を介してケース１０に支持されたステータ２６、及び前記フロントカバー２７と入力軸２２との間に配設されたロックアップクラッチ１５を有する。
【００１４】
なお、３０はロックアップクラッチプレート１５ａと入力軸２２との間に配設されたダンパスプリング、３１は前記ポンプインペラ２１に連結され、前記エンジンからの回転を受けて駆動されるオイルポンプである。
前記無段変速機１２は、プライマリシャフト３２に固定された固定シーブ３３と前記プライマリシャフト３２に対して摺（しゅう）動自在に配設された可動シーブ３５とから成るプライマリプーリ３６、セカンダリシャフト３７に固定された固定シーブ３９と前記セカンダリシャフト３７に対して摺動自在に配設された可動シーブ４０とから成るセカンダリプーリ４１、及び前記プライマリプーリ３６とセカンダリプーリ４１との間に張設された金属製のＶベルト４２を有する。
【００１５】
さらに、プライマリプーリ３６の可動シーブ３５の背面には、ダブルピストン構造の油圧アクチュエータ４３が、セカンダリプーリ４１の可動シーブ４０の背面には、シングルピストン構造の油圧アクチュエータ４５がそれぞれ配置される。
そして、前記プライマリプーリ３６側の油圧アクチュエータ４３は、プライマリシャフト３２に固定されたシリンダ部材４６及び反力支持部材４７、可動シーブ３５に固定された筒状部材４９、並びにピストン部材５０を有し、前記筒状部材４９、反力支持部材４７及び可動シーブ３５の背面によって第１の油圧室５１が、シリンダ部材４６及びピストン部材５０によって第２の油圧室５２がそれぞれ形成される。
【００１６】
この場合、前記第１の油圧室５１及び第２の油圧室５２は、連通孔４７ａによって互いに連通させられ、セカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータ４５と同じ油圧を受けたときに、軸方向の力を２倍にする。
一方、セカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータ４５は、セカンダリシャフト３７に固定された反力支持部材５３、及び可動シーブ４０の背面に固定された筒状部材５５を有し、前記反力支持部材５３及び筒状部材５５によって油圧室５６が形成される。なお、可動シーブ４０と反力支持部材５３との間にプリロード用のスプリング５７が配設され、可動シーブ４０を固定シーブ３９に向けて付勢する。
【００１７】
また、前記前後進モード切換装置１３は、前後進切換用のダブルピニオンプラネタリギヤ６０、リバースブレーキＢ1 、第１のクラッチ（Ｄレンジクラッチ）Ｃ1 、第２のクラッチ（Ｌレンジクラッチ）Ｃ2 及びワンウェイクラッチＦから成る。そして、第１のクラッチＣ1 とワンウェイクラッチＦとは直列に配設され、前記入力軸２２とプライマリプーリ３６の固定シーブ３３との間に、第１のクラッチＣ1 及びワンウェイクラッチＦと、前記第２のクラッチＣ2 とが並列に配設される。
【００１８】
また、前記プラネタリギヤ６０においては、サンギヤＳが入力軸２２に、第１のピニオンＰ1 及び第２のピニオンＰ2 を支持するキャリアＣＲがプライマリプーリ３６の固定シーブ３３に、リングギヤＲが前記リバースブレーキＢ1 にそれぞれ連結される。
そして、前記カウンタシャフト１７には、大ギヤ６１及び小ギヤ６２が固定され、前記大ギヤ６１とセカンダリシャフト３７に固定されたギヤ６３とが噛（し）合させられ、また、小ギヤ６２とディファレンシャル装置１９のギヤ６５とが噛合させられる。
【００１９】
前記ディファレンシャル装置１９は、前記ギヤ６５が固定されたデフケース７６、該デフケース７６によって支持されたデフギヤ６６、及び左右のサイドギヤ６７、６９を有し、前記ギヤ６５を介してデフケース７６に伝達された回転が、デフギヤ６６及びサイドギヤ６７、６９によって差動させられ、左右の車軸７０、７１に伝達される。なお、２００はエンジン回転数センサ、２０１は入力軸回転数センサ、２０２は車速センサである。
【００２０】
次に、前記構成の無段変速装置１１の油圧回路について説明する。
図３は本発明の実施の形態における無段変速装置の油圧回路図である。
図において、３１はオイルポンプ、８０はオイルポンプコントロールバルブ、８１はコントロールバルブ用ソレノイドバルブ、８２はプライマリレギュレータバルブ、８３はセカンダリレギュレータバルブ、８５はライン圧制御用リニアソレノイドバルブ、８６はソレノイドバルブ用モジュレータバルブである。
【００２１】
また、８７はマニュアルバルブであり、運転者の操作によって図中の表に示すように、ライン圧ポート１の油圧がポート２又は３に切り換えられる。
そして、８９はモジュレータバルブ、９０はＣ２コントロールバルブ、９１はデューティ制御用ソレノイドバルブ、Ｃ１は第１のクラッチＣ1 （図２）の油圧サーボ、Ｃ２は第２のクラッチＣ2 の油圧サーボ、Ｂ１はリバースブレーキＢ1 の油圧サーボ、１００は油圧サーボＢ１用のアキュムレータ、１０１は油圧サーボＣ１用のアキュムレータである。
【００２２】
また、１０２は変速比を制御するためのレシオコントロールバルブ、１０３は該レシオコントロールバルブ１０２に供給する制御油圧を調整するためのリニアソレノイドバルブ、４３はプライマリプーリ３６側の油圧アクチュエータ、４５はセカンダリプーリ４１側の油圧アクチュエータである。
さらに、１６はトルクコンバータ、１０５はロックアップコントロールバルブ、１０６はロックアップリレーバルブ、１０７はロックアップ制御用のリニアソレノイドバルブ、１０９はクーラである。
【００２３】
次に、前記構成の無段変速装置１１の制御装置について説明する。
図４は本発明の実施の形態における無段変速装置の制御装置のブロック図、図５は本発明の実施の形態における選速装置の概略図である。
図において、２０６は車載コンピュータから成る制御部（ＥＣＵ）であり、該制御部２０６に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２００、プライマリプーリ３６（図２）の回転数、すなわち、入力軸２２の回転数を検出する入力軸回転数センサ２０１、セカンダリプーリ４１の回転数、すなわち、車速を検出する車速センサ２０２、アクセル踏込量、すなわち、スロットル開度を検出するアクセルセンサ２０３、及びポジションセンサ２０５がそれぞれ接続される。
【００２４】
本実施の形態において、選速装置は、図５に示すようなシフトレバー３０１から成り、該シフトレバー３０１を操作することによって、前記ポジションセンサ２０５を構成する図示しない各スイッチがオン・オフされるようになっている。すなわち、前記シフトレバー３０１を無段変速モード案内溝３０２内において移動させることによって、パーキングレンジ位置Ｐ、後進走行レンジ位置Ｒ、ニュートラルレンジ位置Ｎ、前進走行レンジ位置Ｄ及びローレンジ位置Ｌに置くことができ、前記前進走行レンジ位置Ｄにシフトレバー３０１を置くと、無段変速モードが設定される。
【００２５】
そして、シフトレバー３０１をモード移行溝３０３を介して有段変速モード案内溝３０４に移動させ、該有段変速モード案内溝３０４内において移動させることによって、アップシフト位置＋及びダウンシフト位置−に置くことができる。また、前記制御部２０６に、前記コントロールバルブ用ソレノイドバルブ８１（図３）を制御するためのポンプ用ソレノイド３８１、ライン圧制御用リニアソレノイドバルブ８５を制御するためのライン圧用ソレノイド３８５、デューティ制御用ソレノイドバルブ９１を制御するためのＣ2 用ソレノイド３９１、リニアソレノイドバルブ１０３を制御するための変速用ソレノイド４０３、及びリニアソレノイドバルブ１０７を制御するためのロックアップ用ソレノイド４０７がそれぞれ接続される。
【００２６】
次に、前記構成の無段変速装置１１の動作について説明する。
まず、図示しないエンジンの回転がオイルポンプ３１に伝達されると、該オイルポンプ３１によって所定の油圧が発生させられる。そして、前記制御部２０６は、エンジン負荷に基づいて計算された信号ＳＧ１をライン圧用ソレノイド３８５に送り、ライン圧制御用リニアソレノイドバルブ８５によって制御油圧を発生させる。そして、該制御油圧がプライマリレギュレータバルブ８２に送られると、該プライマリレギュレータバルブ８２は前記オイルポンプ３１によって発生させられた油圧を調圧してライン圧にする。
【００２７】
また、運転者が無段変速モードにおける前進走行レンジ又はローレンジを選択して、前記シフトレバー３０１を前進走行レンジ位置Ｄ又はローレンジ位置Ｌに置くと、マニュアルバルブ８７のライン圧ポート１からの油圧がポート２を介して油圧サーボＣ１に供給され、第１のクラッチＣ1 が係合させられる。
その結果、エンジン出力軸２０の回転は、トルクコンバータ１６、入力軸２２、ワンウェイクラッチＦ及び第１のクラッチＣ1 を介してプライマリプーリ３６に伝達され、無段変速機１２において所定の変速比で変速され、セカンダリプーリ４１に伝達される。そして、セカンダリプーリ４１の回転は、カウンタシャフト１７及びディファレンシャル装置１９を介して左右の車軸７０、７１に伝達される。なお、前進走行レンジが選択されると、ワンウェイクラッチＦを介して第１のクラッチＣ1 だけが係合させられるので、コースト時においてエンジンブレーキは作動しない。
【００２８】
また、ローレンジが選択されると、シフトレバー３０１がローレンジ位置Ｌに置かれたことがポジションセンサ２０５によって検出され、制御部２０６からＣ2 用ソレノイド３９１にデューティ信号ＳＧ３が送られる。そして、デューティ制御用ソレノイドバルブ９１が制御され、Ｃ２コントロールバルブ９０が切り換えられて油圧サーボＣ２に油圧が供給され、第２のクラッチＣ2 が係合させられる。その結果、コースト時にエンジンブレーキを作動させることができる。
【００２９】
そして、運転者が無段変速モードにおける後進走行レンジを選択して、シフトレバー３０１を後進走行レンジ位置Ｒに置くと、マニュアルバルブ８７のポート１からの油圧がポート３を介して油圧サーボＢ１に供給され、リバースブレーキＢ1 が係合させられる。
このとき、プラネタリギヤ６０のリングギヤＲが固定され、入力軸２２からサンギヤＳに入力された回転は、キャリヤＣＲから逆方向の回転として出力され、プライマリプーリ３６に伝達される。
【００３０】
ところで、前記無段変速機１２においては、セカンダリプーリ４１の油圧アクチュエータ４５にプライマリレギュレータバルブ８２からのライン圧が供給されていて、前記油圧アクチュエータ４５によって負荷トルクに応じたベルト挟持力が発生させられる。
一方、前記制御部２０６から変速用ソレノイド４０３に送られる変速信号ＳＧ４に基づいて、リニアソレノイドバルブ１０３が制御され、制御油圧が発生させられる。そして、該制御油圧によってレシオコントロールバルブ１０２が制御され、該レシオコントロールバルブ１０２によって制御されたアプライ油圧が油圧アクチュエータ４３に供給される。その結果、無段変速機１２の変速比が決定される。
【００３１】
この場合、例えば、前記制御部２０６において、最良燃費でエンジンを駆動することができる最良燃費動力線に基づいて、アクセルセンサ２０３によって検出されたスロットル開度に対応する最良燃費プライマリプーリ回転数が算出され、該最良燃費プライマリプーリ回転数が目標回転数として設定される。
そして、入力軸回転数センサ２０１によって検出された実際の入力軸回転数と前記目標回転数とが比較され、実際の入力軸回転数が目標回転数より高い場合は、前記アプライ油圧が高くされる。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が大きくなって無段変速機１２の変速比は小さくなり、アップシフトの変速が行われる。また、実際の入力軸回転数が目標回転数より低い場合は、前記アプライ油圧が低くされる。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が小さくなって無段変速機１２の変速比は大きくなり、ダウンシフトの変速が行われる。
【００３２】
無段変速モードの前進走行レンジが選択されているとき、有段変速モードが選択されると、前記ポジションセンサ２０５は、シフトレバー３０１が有段変速モード案内溝３０４に移動させられたことを検出し、有段変速モード検出信号ＳＧ５を制御部２０６に送る。
該制御部２０６の変速モード判断手段２５０（図１）は、ポジションセンサ２０５から有段変速モード検出信号ＳＧ５が送られると、無段変速モードから有段変速モードに移行したと判断する。そして、前記制御部２０６の基準変速比算出手段２５１は、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を基準変速比αM として算出する。ここで、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの入力軸２２の回転数及び車速をそれぞれＮI 、ＮO とすると、
αM ＝ＮI ／ＮO
になる。
【００３３】
そして、前記制御部２０６は、目標の変速比αに前記基準変速比αM をセットすることによって、変速比をαM に固定する。
次に、前記制御部２０６の変速比列算出手段２５２は、基準変速比がαM であるときに、該基準変速比αM を基準にしてアップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi （ｉ＝１、２、…、ｎ）を算出し、該変速比αi を制御部２０６に内蔵された図示しないメモリに格納する。
【００３４】
この場合、アップシフト用の変速比定数として１／ｒ（ただし、ｒ＜１）が、ダウンシフト用の変速比定数としてｒがそれぞれあらかじめ設定され、基準変速比αM に変速比定数１／ｒ、ｒを変速段に対応する回数だけ繰り返し乗算することによって、前記変速比αi を算出することができる。
例えば、基準変速比αM に対して、各変速段に対応させてアップシフト用の変速比αiUP が
αiUP ＝αM ・ｒ、αM ・ｒ2 、…、αM ・ｒn/2
のように、また、ダウンシフト用の変速比αiDOWN が
αiDOWN ＝αM ／ｒ、αM ／ｒ2 、…、αM ／ｒn/2
のように、それぞれ算出される。
【００３５】
次に、前記制御部２０６は、ポジションセンサ２０５から送られた変速操作検出信号ＳＧ６に基づいて、有段変速モードにおいて変速が指示されたかどうかを判断し、変速が指示された場合はアップシフトの変速が指示されたかどうかを判断する。この場合、有段変速モード案内溝３０４に移動させられたシフトレバー３０１が、有段変速モード案内溝３０４内を移動させられてアップシフト位置＋に置かれると、アップシフトの変速が指示されたと判断され、ダウンシフト位置−に置かれると、ダウンシフトの変速が指示されたと判断される。
【００３６】
そして、運転者が前記シフトレバー３０１をアップシフト位置＋に置くと、前記制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、１段上の変速段が選択されたと判断し、前記メモリから変速比αiUP の値としてαM ・ｒを読み出し、該値αM ・ｒを目標の変速比αにセットする。また、運転者が前記シフトレバー３０１をダウンシフト位置−に置くと、前記制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、１段下の変速段が選択されたと判断し、前記メモリから変速比αiDOWN の値としてαM ／ｒを読み出し、該値αM ／ｒを目標の変速比αにセットする。
【００３７】
続いて、前記制御部２０６は、目標の変速比αが、エンジン効率を低くしてしまうことがないように、最小変速比αMIN より大きく、最大変速比αMAX より小さいかどうか、すなわち、
αMIN ＜α＜αMAX ……（１）
の条件が満たされるかどうかを判断する。そして、式（１）の条件が満たされない場合、前記制御部２０６は変速を許可しない。
【００３８】
また、前記制御部２０６は、目標の変速比αに対応するエンジン回転数Ｎe を算出し、該エンジン回転数Ｎe が、エンジンにエンストを起こさせてしまう最小回転数ＮMIN より高く、しかも、エンジンにオーバーレボリューションを発生させてしまう最大回転数ＮMAX より低いかどうか、すなわち、
ＮMIN ＜Ｎe ＜ＮMAX ……（２）
の条件が満たされるかどうかを判断する。そして、式（２）の条件が満たされない場合、前記制御部２０６は変速を許可しない。
【００３９】
そして、前記制御部２０６は、式（１）及び（２）が満たされると、前記目標の変速比αを設定する。
続いて、前記制御部２０６のアクチュエータ作動手段２５４は、前記目標の変速比α、及び入力軸回転数センサ２０１によって検出された実際の入力軸回転数に基づいて目標回転数を算出し、実際の入力軸回転数と目標回転数とを比較し、実際の入力軸回転数が目標回転数より高い場合は、前記アプライ油圧を高くする。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が大きくなって無段変速機１２の実際の変速比が小さくなり、アップシフトの変速を行うことができる。
【００４０】
また、前記制御部２０６は、実際の入力軸回転数が目標回転数より低い場合は、前記アプライ油圧を低くする。その結果、プライマリプーリ３６の有効径が小さくなって無段変速機１２の変速比が大きくなり、ダウンシフトの変速を行うことができる。
このように、前記シフトレバー３０１をアップシフト位置＋に置かれると、変速比αiUP の値αM ・ｒが目標の変速比αにセットされてアップシフトの変速が行われ、前記シフトレバー３０１がダウンシフト位置−に置かれると、変速比αiDOWN の値αM ／ｒが目標の変速比αにセットされてダウンシフトの変速が行われる。
【００４１】
その後、前記シフトレバー３０１が再びアップシフト位置＋に置かれると、更に１段上の変速段の変速比αiUP の値αM ・ｒ2 が目標の変速比αにセットされてアップシフトの変速が行われ、前記シフトレバー３０１が再びダウンシフト位置−に置かれると、更に１段下の変速段の変速比αiDOWN の値αM ／ｒ2 が目標の変速比αにセットされてダウンシフトの変速が行われる。
【００４２】
この場合、有段変速モードにおいて、隣接する各変速段の変速比αi 間の差が適正になるので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を常に体感することができる。また、変速ショックが生じるのを防止することができる。そして、運転者は、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速が行われるときの変速比αi を予期することができる。
【００４３】
しかも、変速比αM にアップシフト用の変速定数ｒ及びダウンシフト用の変速定数１／ｒを乗算することによって前記複数の変速比αi が算出されるので、各変速段の変速比αi 間の差が一定になる。
したがって、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速におけるそれぞれの変速フィーリングが一定になる。
【００４４】
さらに、有段変速モードにおいて、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比αM を基準にして複数の変速比αi が算出されるようになっているので、変速比αi は常に変動する。
したがって、常に、Ｖベルト４２がプライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ４１の同じ部分に当たることがなくなるので、プライマリプーリ３６及びセカンダリプーリ４１に局部的に摩耗が生じることがなくなり、無段変速装置１１の耐久性を向上させることができる。
【００４５】
次に、フローチャートについて説明する。
図６は本発明の実施の形態における無段変速装置の動作を示すフローチャートである。なお、該フローチャートは、無段変速モードから有段変速モードに移行したときのサブルーチンであり、図示しないメインルーチンにおいて変速出力処理が行われる。
ステップＳ１ 前記制御部２０６（図４）の変速モード判断手段２５０（図１）は、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する。無段変速モードから有段変速モードに移行した場合はステップＳ２に、移行していない場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ２ 制御部２０６の基準変速比算出手段２５１は、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比αM を算出する。
ステップＳ３ 制御部２０６は、目標の変速比αに変速比αM をセットすることによって、変速比をαM に固定する。
ステップＳ４ 制御部２０６の変速比列算出手段２５２は、基準変速比がαM であるときに、該基準変速比αM を基準にしてアップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比αi を算出する。
ステップＳ５ 制御部２０６は、ポジションセンサ２０５から送られた変速操作検出信号ＳＧ６に基づいて、有段変速モードにおいて変速が指示されたかどうかを判断する。変速が指示された場合はステップＳ６に進み、指示されていない場合はリターンする。
ステップＳ６ 制御部２０６は、アップシフトの変速が指示されたかどうかを判断する。アップシフトの変速が指示された場合はステップＳ７に、指示されていない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７ 制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、アップシフト用の変速比αiUP を目標の変速比αにセットする。
ステップＳ８ 制御部２０６の目標変速比決定手段２５３は、ダウンシフト用の変速比αiDOWN を目標の変速比αにセットする。
ステップＳ９ 制御部２０６は、目標の変速比αが、最小変速比αMIN より大きく、かつ、最大変速比αMAX より小さいかどうかを判断する。変速比αが最小変速比αMIN より大きく、かつ、最大変速比αMAX より小さい場合はステップＳ１０に進み、変速比αが最小変速比αMIN 以下であるか、又は、最大変速比αMAX 以上である場合はリターンする。
ステップＳ１０ 制御部２０６は、目標の変速比αに対応するエンジン回転数Ｎe を算出する。
ステップＳ１１ 制御部２０６は、エンジン回転数Ｎe が、最小回転数ＮMIN より高く、かつ、最大回転数ＮMAX より低いかどうかを判断する。エンジン回転数Ｎe が最小回転数ＮMIN より高く、かつ、最大回転数ＮMAX より低い場合はステップＳ１２に進み、エンジン回転数Ｎe が最小回転数ＮMIN 以下であるか、又は、最大回転数ＮMAX 以上である場合はリターンする。
ステップＳ１２ 制御部２０６は、目標の変速比αを設定し、リターンする。
【００４６】
本実施の形態において、基準変速比αM に変速比定数１／ｒ、ｒを変速段に対応する回数だけ繰り返し乗算することによって前記変速比αi を算出するようにしているが、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの車速ＮO 、変速比α及びエンジン回転数Ｎe と対応させて変速比αが設定されたマップを参照することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、無段変速装置においては、無段階の変速比で変速を行う無段変速機と、該無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段と、該基準変速比算出手段によって算出された変速比を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比を算出する変速比列算出手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する目標変速比決定手段と、前記目標の変速比が達成されるように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ作動手段とを有する。
【００４８】
この場合、無段変速モードから有段変速モードに移行すると、目標変速比決定手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する。
【００４９】
したがって、有段変速モードにおいて、隣接する各変速段間の変速比の差が適正になるので、運転者はアップシフトの変速又はダウンシフトの変速を体感することができるだけでなく、変速ショックが生じるのを防止することができる。しかも、アップシフトの変速又はダウンシフトの変速が行われるときの変速比を予期することができる。
【００５０】
さらに、有段変速モードにおいて、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を基準にして複数の変速比が算出されるようになっているので、複数の変速比は常に変動する。
したがって、常に、Ｖベルトがプライマリプーリ及びセカンダリプーリの同じ部分に当たることがなくなるので、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに局部的に摩耗が生じることがなくなり、無段変速装置の耐久性を向上させることができる。
【００５１】
本発明の他の無段変速装置においては、さらに、前記変速比列算出手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比にアップシフト用の変速定数及びダウンシフト用の変速定数を乗算することによって前記複数の変速比を算出する。この場合、各変速段間の変速比の差が一定になるので、アップシフトの変速における変速フィーリング及びダウンシフトの変速における変速フィーリングが一定になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無段変速装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における無段変速装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における無段変速装置の油圧回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における無段変速装置の制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における選速装置の概略図である。
【図６】本発明の実施の形態における無段変速装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ 無段変速装置
１２ 無段変速機
４３ 油圧アクチュエータ
２０５ ポジションセンサ
２０６ 制御部
２５０ 変速モード判断手段
２５１ 基準変速比算出手段
２５２ 変速比列算出手段
２５３ 目標変速比決定手段
２５４ アクチュエータ作動手段
Claims (2)
- 無段階の変速比で変速を行う無段変速機と、該無段変速機の変速比を変化させるアクチュエータと、無段変速モードから有段変速モードに移行したかどうかを判断する変速モード判断手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときの変速比を算出する基準変速比算出手段と、該基準変速比算出手段によって算出された変速比を基準にして、アップシフトの変速及びダウンシフトの変速を行うのに適した複数の変速比を算出する変速比列算出手段と、無段変速モードから有段変速モードに移行したときに、前記基準変速比算出手段によって算出された変速比を目標の変速比として固定し、その後、前記変速比列算出手段によって算出された複数の変速比から、アップシフトの変速の指示及びダウンシフトの変速の指示に対応する目標の変速比を決定する目標変速比決定手段と、前記目標の変速比が達成されるように前記アクチュエータを作動させるアクチュエータ作動手段とを有することを特徴とする無段変速装置。
- 前記変速比列算出手段は、基準変速比算出手段によって算出された変速比にアップシフト用の変速定数及びダウンシフト用の変速定数を乗算することによって前記複数の変速比を算出する請求項１に記載の無段変速装置。
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