JP4009053B2 - ベルト式無段変速機のライン圧制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式無段変速機(以下,CVTという)のプーリに作用するライン圧を制御して、ベルトに対するプーリの挟持力を調整するライン圧制御装置に関するものである。
【0002】
【関連する背景技術】
近年広く実施されているCVTは、ベルトにより連結されたプライマリプーリとセカンダリプーリにオイルポンプから作動油を供給して両プーリの有効径を調整し、車両の走行状態に応じた変速比をもってエンジンからの駆動力を駆動輪側に伝達するように構成されている。又、動力伝達に起因するベルトスリップを防止すべく、両プーリは常にオイルポンプからのライン圧を受けてベルトに対して挟持力を作用させている。スリップ防止の点ではライン圧を高く設定して強い挟持力をベルトに作用させるべきであるが、ライン圧の増加は、オイルポンプを駆動しているエンジンの駆動損失に繋がることから、両プーリ間の伝達トルク(換言すれば、CVTに入力されるトルク)に応じてライン圧を制御して挟持力を調整することが望ましい。
【0003】
そこで、例えば特公平5−48386号公報に記載のライン圧制御装置では、スロットル開度とエンジン回転速度とからエンジントルクを算出し、そのエンジントルク(CVTへの入力トルクと見なす)とCVTの変速比とに基づいて目標ライン圧を設定している。この目標ライン圧には、演算の際の誤差やCVTの機械的な誤差等を見込んでマージンが加算されているが、例えばアクセル急操作によりエンジントルクが急増したときには、CVTのライン圧を増加させる油圧制御が追従できずに、一時的にベルトスリップを引き起こしてしまう場合がある。
【0004】
このような状況を想定して目標ライン圧のマージンを増加させると、通常時のオイルポンプによる駆動損失が過大になってしまうことから、例えば特開平4−50440号公報に記載のライン圧制御装置では、ライン圧の制御が追従するまで過渡的にエンジントルクを抑制することにより、目標ライン圧のマージンを増加させることなくベルトスリップの防止を図っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
エンジントルクの抑制は点火時期のリタード等により行われるが、全ての運転状態で実施可能なわけではなく、例えば冷却水温が低いときには不安定な燃焼状態を引き起こし、又、高回転域では排気温の異常上昇により触媒の損傷を招くことから実施できない。よって、上記した公報記載のライン圧制御装置では、必要な場合に常にエンジントルクが抑制されるとは限らず、ベルトスリップを確実に防止できなかった。
【0006】
本発明の目的は、ベルトスリップを確実に防止した上で、目標ライン圧のマージンの不当な増加によるオイルポンプの駆動損失を抑制し、もって燃費低減を達成することができるベルト式無段変速機のライン圧制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンに連結され、変速比を無段階に変更可能なベルト式無段変速機において、ベルトの挟持力を調整可能なライン圧に、余裕量を加味して目標値を設定する目標ライン圧設定手段と、ベルト式無段変速機の運転状態に応じてエンジンの出力を抑制可能なエンジン出力抑制手段と、エンジン出力抑制手段によるエンジン出力抑制可否を判定する判定手段と、判定手段の判定に応じて、エンジン出力抑制不可のとき余裕量を大きい値に切換える切換手段とを備えた。
【0008】
従って、例えばアクセル急操作によるエンジントルクの立上がりに対してライン圧の増加が遅れたときには、エンジン出力抑制手段にてエンジン出力が抑制されてベルトスリップが防止され、又、エンジン出力抑制手段によりエンジン出力を抑制不可のときには、ライン圧の目標値を設定する際の余裕量が切換手段により大きい値に切換えられるため、ベルト挟持力の増大によりベルトスリップが防止される。そして、このようにトルク抑制不可のときにライン圧の目標値が増加補正され、それ以外のときには目標値が低減されることから、不当なマージンの増加によるオイルポンプの駆動損失が抑制される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したベルト式無段変速機のライン圧制御装置の一実施形態を説明する。
図1の全体構成図に示すように、車両に搭載されたエンジン1には変速機としてCVT4が組み合わされている。エンジン1のクランクシャフト1aはCVT4のトルクコンバータ5、及び前後進切換用のクラッチ6(詳細な説明は省略する)を介してプライマリプーリ7に接続されている。プライマリプーリ7は無端状ベルト8によりセカンダリプーリ9と連結され、セカンダリプーリ9は2次減速機構10及びデファレンシャルギア11を介して駆動輪12に接続されている。CVT4のオイルポンプ14は図示しない伝達機構を介してエンジン1のクランクシャフト1aにて回転駆動され、その作動油は油圧制御装置13によりライン圧として調整された後、油圧制御回路13の切換に応じて前記プライマリプーリ7及びセカンダリプーリ9の油圧アクチュエータ7a,9aに供給される。
【0010】
油圧制御装置13からの作動油の供給状態に応じて油圧アクチュエータ7a,9aにより両プーリ7,9の有効径が変更され、その変速比に応じてエンジン1の駆動力が減速されて駆動輪12側に伝達される。又、上記のように油圧制御回路13にて調整されたライン圧を受けて、両プーリ7,9は常にベルト8に対して挟持力を作用させてスリップを防止している。
【0011】
一方、車室内には図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU(電子制御ユニット)21が設置されており、このECU21によりエンジン1及びCVT4の総合的な制御が行われる。ECU21の入力側には、エンジン1のスロットルバルブの開度TPSを検出するスロットルセンサ22、エンジン1の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ23、プライマリプーリ7の回転速度Npを検出するプライマリ回転速度センサ24、セカンダリプーリ9の回転速度Nsを検出するセカンダリ回転速度センサ25、エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ26、及び各種センサ類が接続され、それらの検出情報が入力されるようになっている。
【0012】
又、ECU21の出力側には、エンジン1の図示しない点火用のイグナイタや燃料噴射弁等が接続されると共に、CVT4の油圧制御装置13が接続されている。
そして、ECU21はこれらのセンサやスイッチ類からの情報に基づいて、エンジン1の点火時期制御や燃料噴射制御を行うと共に、CVT4の変速比制御及びライン圧制御を実行する。
【0013】
CVT4の変速比制御に関しては、セカンダリ回転速度Nsから算出した車速Vとスロットル開度TPSとに基づいて目標変速比を設定し、実変速比R(プライマリ回転速度Np/セカンダリ回転速度Ns)がこの目標変速比となるように油圧制御装置32を制御する。
又、ライン圧制御に関しては、図2の設定手順に従って目標ライン圧Plineを設定し、その目標ライン圧Plineに基づき、実ライン圧が目標ライン圧Plineとなるように油圧制御装置13を制御する。
【0014】
以下、この目標ライン圧Plineの設定手順を図2に基づいて詳述すると、まず、エンジン1の仕様等から設定されたマップAに従って、スロットル開度TPSとエンジン回転速度NeとからマップエンジントルクTeを算出する。次いで、エンジントルクTeからエンジン1で駆動される補機類(例えば、エアコンのコンプレッサ等)の駆動損失を減算して、実際にCVT4に入力されるトルクTcvtを求め、その入力トルクTcvtと実変速比Rとから基本ライン圧PBを算出する。この基本ライン圧PBの算出処理は、CVT4の仕様等から設定されたマップBに従って行われるが、ここでは、演算の際の誤差やCVT4の機械的な誤差等を見込んだマージンを加味することなく、ベルトスリップを防止可能な正味の油圧を基本ライン圧PBとして設定する。
【0015】
その後、得られた基本ライン圧PBに対して、マージンとして余裕量ΔPL又は余裕量ΔPHを加算して目標ライン圧Plineを算出する(目標ライン圧設定手段)。一方の余裕量ΔPLは、上記した演算の際の誤差やCVT4の機械的な誤差等に相当する値であり、他方の余裕量ΔPHは、後述のようにエンジン1のトルク変化にライン圧制御が追従できなかった場合のベルトスリップを防止するために、上記余裕量ΔPLに所定値を加算した値であり、当然ながら両者の関係はΔPH>ΔPLとなる。何れの余裕量ΔPL,ΔPHを適用するかは、エンジン1側の制御で設定されるトルク抑制不可フラグFに応じて決定する。即ち、トルク抑制不可フラグFがクリアされているときには小側の余裕量ΔPLを適用し、トルク抑制不可フラグFがセットされているときには大側の余裕量ΔPHを適用する(切換手段)。そして、補正後の目標ライン圧Plineに基づいてCVT4の実ライン圧を油圧制御装置32に制御させる。
【0016】
一方、エンジン1の点火時期制御や燃料噴射制御に関しては通常と同様であり、詳細は説明しないが、エンジン1の運転状態に応じて設定された燃料噴射量や点火時期に基づいて実行される。加えて本実施形態では、上記したライン圧制御によるベルト8の挟持力が不足したときに、ベルトスリップを防止すべく点火時期のリタードによりエンジントルクを抑制する。
【0017】
例えば運転者のアクセル急操作によりエンジントルクが急増したとき、その変化は上記のようにスロットル開度TPSから求めたエンジントルクTeを介して目標ライン圧Plineに反映されるものの、エンジントルクの立上がりに対して油圧制御装置13によるライン圧の増加が遅れることから、過渡的にCVT4の伝達可能なトルクをエンジントルクが上回ってベルトスリップが引き起こされる。このような状況において、ECU21はライン圧の制御が追従するまで過渡的に点火時期をリタードさせ、エンジントルクを抑制してベルトスリップを防止する(エンジン出力抑制手段)。
【0018】
この点火時期のリタードはエンジン1の運転状態によっては実行不能な場合があり、例えば、エンジン1の冷却水温が低いときには、点火リタードにより燃焼状態が不安定になることから実行できず、又、高回転域での運転時には、点火リタードにより排気温が異常上昇して触媒の損傷を引き起こす虞があることから実行できない。このようなトルク抑制不能な状況においてECU21はトルク抑制不可フラグFをセットし(判定手段)、このフラグFに呼応してCVT4側では、上記のように目標ライン圧Plineの算出に適用される余裕量をΔPLからΔPH切換えて、目標ライン圧Plineを増加補正する。
【0019】
このトルク抑制不可フラグFに応じた目標ライン圧Plineの設定状況を図3のタイムチャートに基づいて説明する。
エンジン1が点火リタードを実行可能な運転状態にあるとき、トルク抑制不可フラグFがクリアされていることから、ライン圧制御には、小側の余裕量ΔPLから算出された低い値の目標ライン圧Plineが適用される。そして、アクセル急操作によるエンジントルクの立上がりに対してライン圧の増加が遅れたときには、エンジン1側の点火リタードによりエンジントルクが抑制されることから、CVT4のベルトスリップは未然に防止される。
【0020】
又、低冷却水温時や高回転域での運転時のようにエンジン1が点火リタードを実行不能な運転状態にあるとき、トルク抑制不可フラグFがセットされることから、ライン圧制御には、大側の余裕量ΔPHから算出された高い値の目標ライン圧Plineが適用される。この場合には、エンジン1側でのトルク抑制は実行できないが、ベルトスリップを想定して目標ライン圧Plineに大きなマージンが見込まれてベルト挟持力が増大されているため、エンジントルクの立上がりに対してライン圧の増加が遅れたとしても、CVT4にベルトスリップが発生する虞はない。
【0021】
更に、エンジン1が点火リタードを実行可能な運転状態に復帰したときには、トルク抑制不可フラグFのクリアに基づいて目標ライン圧Plineは再び低い値に設定されて、上記のように必要に応じてエンジントルクの抑制が行われる。目標ライン圧Plineの切換時には、ライン圧の発生源であるオイルポンプ14の駆動損失が変動することから、それに伴うショックの発生を防止すべく、目標ライン圧Plineの切換時にテーリング処理を実行している。
【0022】
そして、このようにエンジン1側でトルク抑制が実行できない状況のときのみに目標ライン圧Plineを増加補正し、それ以外の通常時には目標ライン圧Plineを低減させていることから、オイルポンプ14の駆動損失は必要最小限に抑制される。よって、本実施形態のベルト式無段変速機のライン圧制御装置によれば、ベルトスリップを確実に防止した上で、目標ライン圧Plineのマージンの不当な増加によるオイルポンプ14の駆動損失を抑制し、もって燃費低減を達成することができる。
【0023】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、エンジン1とCVT4とを共通のECU21により制御し、トルク抑制不可フラグFの設定状況に基づいて目標ライン圧Plineを切換えたが、エンジン1側とCVT4側とをそれぞれ独立したECUで制御するようにし、エンジン1側のECUからのトルク抑制の可否の情報に基づいて、CVT4側のECUで目標ライン圧Plineを切換えるようにしてもよい。
【0024】
又、上記実施形態では、目標ライン圧Plineの切換に伴うショックを防止するためにテーリング処理を実行したが、テーリング分だけ目標ライン圧Plineの切換完了タイミングが遅延することから、それほど大きなショックを発生しないときにはテーリング処理を実行することなく、目標ライン圧Plineをステップ状に切換えてもよい。更に、エンジン1側の制御において、トルク抑制するか否かの制御状態の切換に対してトルク抑制不可フラグFの切換タイミングは自由に設定できることから、例えばトルク抑制可能からトルク制御不可に制御状態を切換える際には、それに先行してトルク抑制不可フラグFをセットし、テーリングにより目標ライン圧Plineの増加が完了した時点で、エンジン1側の制御をトルク抑制不可の制御状態に切換えるようにしてもよい。
【0025】
更に、上記実施形態では、目標ライン圧Plineを設定する際にエンジン1側のトルク抑制の可否に応じてマージンとして2種の余裕量ΔPL,ΔPHを使い分けたが、他の要素を考慮してもよい。例えば、CVT4のトルクコンバータ5のストールトルク比には、ばらつきがあることから、ロックアップクラッチの非直結時にライン圧を変動させる要因となる。よって、ロックアップクラッチの作動状態に応じてマージンとして新たに2種の余裕量を設定し、トルクコンバータの影響を受けない直結時には、目標ライン圧Plineの算出に小側の余裕量を適用し、影響を受ける非直結時には、目標ライン圧Plineの算出に大側の余裕量を適用するようにしてもよい。
【0026】
一方、上記実施形態では、エンジン1のトルクを抑制する手段として点火時期リタードを用いたが、それ以外の手段を適用してもよく、例えばモータによりスロットルバルブを開閉駆動する形式のエンジンでは、スロットル開度を閉側に制御することでエンジントルクを抑制してもよいし、又、燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内噴射型エンジンでは、空燃比をリーン側に制御することでトルクを抑制してもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のベルト式無段変速機のライン圧制御装置によれば、ベルトスリップを防止するためのトルク抑制が不可のときに、ライン圧の目標値を増加補正させることでベルトスリップを防止し、それ以外のときにはライン圧の目標値を低減させることから、不当なマージンの増加によるオイルポンプの駆動損失を抑制でき、その結果、ベルトスリップを確実に防止した上で、燃費低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のベルト式無段変速機のライン圧制御装置を示す全体構成図である。
【図2】目標ライン圧の設定手順を示す説明図である。
【図3】トルク抑制不可フラグに応じた目標ライン圧の設定状況を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン
8 ベルト
21 ECU(目標ライン圧設定手段、エンジン出力抑制手段、判定手段、切換手段)
Claims (1)
- エンジンに連結され、変速比を無段階に変更可能なベルト式無段変速機において、
上記ベルトの挟持力を調整可能なライン圧に、余裕量を加味して目標値を設定する目標ライン圧設定手段と、
上記ベルト式無段変速機の運転状態に応じてエンジンの出力を抑制可能なエンジン出力抑制手段と、
上記エンジン出力抑制手段によるエンジン出力抑制可否を判定する判定手段と、
上記判定手段の判定に応じて、上記エンジン出力抑制不可のとき上記余裕量を大きい値に切換える切換手段と
を備えたことを特徴とするベルト式無段変速機のライン圧制御装置。
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