JP4281300B2 - 車両用駆動機構の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、滑り制御の可能なクラッチや変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機を含む車両用駆動機構の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の動力源から駆動輪に到る駆動機構には、動力の伝達状態を変更したり、変速を実行したりするためのクラッチが設けられ、また最近では、変速装置として変速比を無段階(連続的)に変化させることのできる無段変速機が使用されるようになってきている。これらのクラッチや無段変速機は、摩擦力やトラクションオイルのせん断力などによってトルクを伝達するように構成されているので、所定のトルク容量を設定するために係合圧あるいは挟圧力を適宜に制御する必要がある。すなわち、係合力や挟圧力は一般に油圧によって生じさせるから、係合力や挟圧力が過剰に大きい場合には、不必要に油圧を高くすることになるので、油圧を発生させるための動力が燃費の悪化要因となったり、あるいは挟圧力が過剰であることにより動力の伝達効率が低下したりする。また、反対に係合圧や挟圧力が不足している場合には、必要な駆動力を得られなくなったり、あるいは滑りによって摩耗が進行するなどの不都合がある。
【0003】
したがってこれらのクラッチの係合圧あるいは滑り状態を設定するための係合圧、あるいは無段変速機の挟圧力は、トルクの状態に応じて設定することが好ましく、そこで例えば特開平8−200493号公報に記載されている発明は、自動変速機の出力軸回転数の時間変化と予め定めたトルク変動閾値とを比較し、その比較の結果に基づいてロックアップクラッチのロックアップ状態を変更するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
周知のように、車両の駆動装置は、エンジンなどの動力源のトルクを駆動輪に伝達し、また減速時には駆動輪から入力されるいわゆる負トルクに対する反力トルクを生じさせる装置であるから、その出力軸回転数の時間変化には、加速や減速に伴う回転数変化や路面の凹凸などに起因する回転数の変化が含まれる。したがって検出された回転変動が出力側のトルクの変動に必ずしも対応しないので、上記の公報に記載されているように出力軸回転数の時間変化をトルク変動閾値と単純に比較したのでは、トルク変動の判定もしくは検出の精度が悪くなり、ひいてはロックアップクラッチの制御精度が低下する可能性がある。
【0005】
この発明は、上記の技術的課題に着目し、クラッチや無段変速機を含む車両用駆動機構のトルク変動を高精度に検出し、その検出結果を利用してクラッチのスリップ制御や無段変速機の挟圧力制御をおこなうように構成した装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、滑り制御可能なクラッチと無段変速機とのうち少なくとも前記クラッチがエンジンの出力側に連結されている車両用駆動機構の制御装置において、前記クラッチの出力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値もしくは前記無段変速機の入力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値を、前記エンジンの爆発周波数に基づいて設定されるトルク変動検出用周波数帯と前記エンジンの爆発周波数に依存せずに設定されるジャダー検出用周波数帯とでフィルター処理するフィルター処理手段と、前記トルク変動検出用周波数帯でフィルター処理されたフィルター処理値に基づいてトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、前記ジャダー検出用周波数帯でフィルター処理されたフィルター処理値に基づいてジャダーを検出するジャダー検出手段と、前記トルク変動検出手段が前記トルク変動を検出したこともしくは前記ジャダー検出手段が前記ジャダーを検出したことに基づいて前記クラッチの滑り制御の内容もしくは無段変速機の制御の内容を変更する制御内容変更手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【0007】
したがって請求項1の発明では、クラッチの出力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値もしくは無段変速機の入力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値がフィルター処理される。そのフィルター処理は、その時点の車両の運転状態などによって周波数帯域を定めておこなうことができ、その周波数帯は、エンジンの爆発周波数に基づいて設定されるトルク変動検出用周波数帯と前記エンジンの爆発周波数に依存せずに設定されるジャダー検出用周波数帯とである。したがってハイパスフィルター処理やバンドパスフィルター処理がその処理内容である。こうして得られたフィルター処理値に基づいてトルク変動やジャダーが検出される。その結果、加減速など過渡的な要因や外乱要因を排除した状態で正確にトルク変動やジャダーが検出される。そして、トルク変動が検出され、あるいはジャダーが検出されることに伴って、前記クラッチや無段変速機の制御の内容が変更される。
【0010】
一方、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記制御内容変更手段は、前記トルク変動に基づくクラッチもしくは無段変速機の制御内容の変更とジャダーに基づくクラッチもしくは無段変速機の制御内容の変更とをおこない、かつ前記トルク変動とジャダーとが検出された場合にジャダーに基づく制御内容の変更を優先するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【0011】
したがって請求項2の発明では、前記トルク変動とジャダーとが検出された場合、ジャダーに基づく制御内容の変更が優先して実行される。そのため、駆動機構に対しては過酷な状況であるジャダーが優先的に回避される。
【0012】
請求項3の発明は、この請求項2の発明において、前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチの完全解放制御であることを特徴とする制御装置である。
【0013】
したがって請求項3の発明では、ジャダーが検出された場合、クラッチが完全に解放させられてトルクの伝達が遮断される。
【0014】
また、請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチをスリップ制御する運転領域を減少させる制御であることを特徴とする制御装置である。
【0015】
したがって請求項4の発明では、ジャダーが検出された場合、クラッチをスリップ状態に制御する運転領域が減少させられる。
【0016】
さらに、請求項5の発明は、請求項2の発明において、前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチの係合・解放の速度を増大させる制御であることを特徴とする制御装置である。
【0017】
したがって請求項5の発明では、ジャダーが検出された場合、クラッチを係合あるいは解放させる速度が増大させられる。
【0018】
そして、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかの発明において、前記トルク変動検出手段は、前記フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてトルク変動を検出するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【0019】
したがって請求項6の発明では、前記のフィルター処理値が時間窓積分される。その積分値に基づいてトルク変動が検出される。その結果、ノイズを除去して正確にトルク変動が検出される。
そして、請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかの発明において、前記ジャダー検出手段は、前記フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてジャダーを検出するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
したがって、請求項7の発明によれば、フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてジャダーが検出されるので、ノイズを除去して正確にジャダーが検出される。
【0020】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする車両の駆動機構およびその制御系統について説明すると、図5は、ベルト式無段変速機1を変速機として含む駆動機構を模式的に示しており、その無段変速機1は、前後進切換機構2およびロックアップクラッチ3付きの流体伝動機構4を介して動力源5に連結されている。
【0021】
その動力源5は、内燃機関、あるいは内燃機関と電動機、もしくは電動機などによって構成され、要は、走行のための動力を発生する駆動部材である。なお、以下の説明では、動力源5をエンジン5と記す。また、流体伝動機構4は、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン5によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナーと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナーに供給することよりタービンランナーを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。
【0022】
このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナーとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となるので、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ3が設けられている。このロックアップクラッチ3がこ発明におけるクラッチに相当し、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。
【0023】
前後進切換機構2は、エンジン5の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図5に示す例では、前後進切換機構2としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、サンギヤ6と同心円上にリングギヤ7が配置され、これらのサンギヤ6とリングギヤ7との間に、サンギヤ6に噛合したピニオンギヤ8とそのピニオンギヤ8およびリングギヤ7に噛合した他のピニオンギヤ9とが配置され、これらのピニオンギヤ8,9がキャリヤ10によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、二つの回転要素(具体的にはサンギヤ6とキャリヤ10と)を一体的に連結する前進用クラッチ11が設けられ、またリングギヤ7を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ12が設けられている。
【0024】
無段変速機1は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリ13と従動プーリ14とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ15,16によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリ13,14の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ13,14に巻掛けたベルト17の巻掛け半径(プーリ13,14の有効径)が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリ13が前後進切換機構2における出力要素であるキャリヤ10に連結されている。
【0025】
なお、従動プーリ14における油圧アクチュエータ16には、無段変速機1に入力されるトルクに応じた油圧(ライン圧もしくはその補正圧)が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリ14における各シーブがベルト17を挟み付けることにより、ベルト17に張力が付与され、各プーリ13,14とベルト17との挟圧力(接触圧力)が確保されるようになっている。これに対して駆動プーリ13における油圧アクチュエータ15には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅(有効径)に設定するようになっている。
【0026】
上記の従動プーリ14が、ギヤ対18を介してディファレンシャル19に連結され、このディファレンシャル19から駆動輪20にトルクを出力するようになっている。したがって上記の駆動機構では、エンジン5と駆動輪20との間に、ロックアップクラッチ3と無段変速機1とが直列に配列されている。
【0027】
上記の無段変速機1およびエンジン5を搭載した車両の動作状態(走行状態)を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、無段変速機1に対する入力回転数(前記タービンランナーの回転数)を検出して信号を出力するタービン回転数センサー21、駆動プーリ13の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー22、従動プーリ14の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー23、駆動輪20の回転数を検出して信号を出力する車輪速センサー24が設けられている。また、特には図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレーキセンサーなどが設けられている。
【0028】
上記の前進用クラッチ11および後進用ブレーキ12の係合・解放の制御、および前記ベルト17の挟圧力の制御、ならびに変速比の制御、さらにはロックアップクラッチ3の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置(CVT−ECU)25が設けられている。この電子制御装置25は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定、ロックアップクラッチ3の係合・解放ならびにスリップ回転数などの制御を実行するように構成されている。
【0029】
ここで、変速機用電子制御装置25に入力されているデータ(信号)の例を示すと、無段変速機1の入力回転数(入力回転速度)Ninの信号、無段変速機1の出力回転数(出力回転速度)No の信号が、それぞれに対応するセンサ(図示せず)から入力されている。また、エンジン5を制御するエンジン用電子制御装置(E/G−ECU)26からは、エンジン回転数Ne の信号、エンジン(E/G)負荷の信号、スロットル開度信号、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量であるアクセル開度信号などが入力されている。
【0030】
無段変速機1によれば、入力回転数であるエンジン回転数を無段階に(言い換えれば、連続的に)制御できるので、これを搭載した車両の燃費を向上できる。例えば、アクセル開度などによって表される要求駆動量と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、その目標駆動力を得るために必要な目標出力が目標駆動力と車速とに基づいて求められ、その目標出力を最適燃費で得るためのエンジン回転数が予め用意したマップに基づいて求められ、そして、そのエンジン回転数となるように変速比が制御される。
【0031】
そのような燃費向上の利点を損なわないために、無段変速機1における動力の伝達効率が良好な状態に制御される。具体的には、無段変速機1のトルク容量すなわちベルト挟圧力が、エンジントルクに基づいて決まる目標トルクを伝達でき、かつベルト17の滑りが生じない範囲で可及的に低いベルト挟圧力に制御される。これは、定常状態もしくは準定常状態での制御である。
【0032】
前述したロックアップクラッチ3は、基本的には、トルクコンバータ4での動力伝達効率を補うために設けられており、したがってこもり音が問題とならない範囲で可及的に長期間に亘って、滑り状態を含む係合状態に維持される。そのこもり音は、要は、ロックアップクラッチ3の出力側のトルクの周期的な低周波振動であるから、この発明の制御装置では、ロックアップクラッチ3の出力側のトルク変動を検出し、かつその検出結果に基づいて滑り制御を実行するように構成されている。
【0033】
図1はその制御例を示すフローチャートであって、ここに示すルーチンは、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。先ず、ロックアップクラッチ3が定常スリップ制御(滑り制御)中か否かが判断される(ステップS1)。前述したように、ロックアップクラッチ3はこもり音を悪化させない範囲で可及的に係合状態に維持され、そのため例えばエンジン5が低負荷・低回転数の状態では、所定のスリップ回転数となるように滑り状態に制御される。このような制御は、通常、車両の走行状態に関連づけたスリップ領域をマップとして用意しておき、そのマップに基づいてロックアップクラッチ3の係合圧を制御することにより実行される。また、定常とは、スリップ回転数を変化させるなど、状態を変化させる過渡状態以外の状態にあることである。
【0034】
ロックアップクラッチ3がスリップ制御されていることによりステップS1で肯定的に判断された場合、エンジン回転数(回転速度)Ne が読み込まれる(ステップS2)。それに関連してバンドパス幅が設定される(ステップS3)。すなわちこのステップS3は、回転速度検出値のフィルター処理のための予備的制御であり、エンジン回転数Ne から求まるエンジン5の爆発周波数に基づいて、ジャダー非発生時のトルク変動検出用のバンドパス周波数帯と、エンジン5の爆発周波数に依存せずに駆動機構の固有値から決まるジャダー検出用のバンドパス周波数帯とが設定される。
【0035】
つぎにロックアップクラッチ3の出力側における所定の回転部材の回転速度、例えば前記タービン回転数センサー21で検出される回転数NLOが読み込まれる(ステップS4)。なお、この回転数NLOは、前記入力回転数センサー22で検出される駆動プーリ13の回転数であってもよい。そして、この回転数NLOの検出値が、上記のステップS3で設定された周波数帯でバンドパスフィルター処理される(ステップS5)。こうしてトルク変動検出用のバンドパスフィルター処理値NLO’とジャダー検出用のバンドパスフィルター処理値NLO”とが得られる。
【0036】
さらに、これらのフィルター処理値NLO’,NLO”の直近のN個について絶対値が求められ、かつその時間窓積分値が演算される(ステップS6)。これは、ノイズを除去し、あるいはノイズの影響を低減するためである。
【0037】
その積分値のうち、ジャダー検出用のフィルター処理値についての積分値と予め定めたジャダー判定基準値Aとが比較され、その差がゼロ以上か否か、すなわち積分値がジャダー判定基準値A以上か否かが判断される(ステップS7)。このステップS7は、ジャダーの発生を検出するための判断ステップであり、ロックアップクラッチ3のジャダーが発生すると、所定の周波数帯域の振動が大きくなるので、ジャダー検出用フィルター処理値の絶対値の時間窓積分値が判定基準値A以上になる。
【0038】
すなわちステップS7で肯定的に判断されることによりジャダーが検出され、その場合には、ジャダーに対応する制御が実施される(ステップS8)。その対応制御は、例えばロックアップクラッチ3のスリップ制御の禁止であり、これは言い換えれば、ロックアップクラッチ3の完全解放制御である。あるいはジャダーを避けるために、スリップ制御をおこなう運転領域を減少させる制御であってもよい。これは、具体的には高負荷運転領域でのスリップ制御を禁止することを制御内容とするものである。また、ロックアップクラッチ3の係合・解放の速度を増大する制御であってもよい。
【0039】
一方、ステップS7で否定的に判断されれば、ジャダーが検出されていないことになり、この場合は、トルク変動の検出のための閾値Bが設定される(ステップS9)。このトルク変動の検出とは、絶対的なトルク変動(微細なトルクの変化より大きいトルクの変化)を検出することではなく、車両の運転状態との関係で防止もしくは回避すべきトルクの変動を検出することである。したがって騒音や振動の大きい走行状態であれば、ある程度大きいトルク変動を許容するように閾値Bが設定され、反対にスムースに走行していて騒音や振動が小さい場合には、相対的に小さい閾値Bが設定される。そのため、この閾値Bは、車速あるいはこれに相当する回転数に基づいて設定することとしてもよい。
【0040】
このようにして設定されたトルク変動判断閾値Bとトルク変動検出用フィルター処理値NLO’の絶対値の積分値とが比較される(ステップS10)。すなわちその積分値が前記閾値B以上か否かが判断される。このステップS10で肯定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ3の出力側すなわちエンジン5からのトルクの伝達方向で下流側におけるトルク変動が許容範囲を超えていることになる。言い換えれば、回避すべきトルク変動が生じていることになる。したがってその場合には、ロックアップクラッチ3を介したトルクの伝達量を低減してエンジン5側から伝達されるトルクの変動を抑制するために、ロックアップクラッチ3の滑り量(スリップ量)Sが増大させられる(ステップS11)。すなわちロックアップクラッチ3が解放側に制御される。例えば、トルク変動検出のための前記積分値と前記閾値Bとの差に所定の係数Kを掛けた値を、その直前のスリップ量Sに加算して新たなスリップ量Sとする。その結果、ロックアップクラッチ3の出力側のトルク変動が抑制されてこもり音などの乗り心地の悪化要因が解消もしくは低減される。
【0041】
一方、ステップS10で否定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ3の出力側すなわちエンジン5からのトルクの伝達方向で下流側におけるトルク変動が許容範囲に入っていることになる。言い換えれば、たとえトルク変動が生じていても僅かであってそれ以上にトルク変動を抑制する必要がないことになる。したがってその場合には、ロックアップクラッチ3を介したトルクの伝達量を増大してトルクコンバータ4の全体としての動力の伝達効率を向上させるために、ロックアップクラッチ3の滑り量(スリップ量)Sが低減させられる(ステップS12)。すなわちロックアップクラッチ3が係合側に制御される。例えば、トルク変動検出のための前記積分値と前記閾値Bとの差に所定の係数Kを掛けた値が、その直前のスリップ量Sから減算されて新たなスリップ量Sとされる。その結果、ロックアップクラッチ3でのトルク容量が増大して動力の伝達効率が向上し、燃費が改善される。
【0042】
なお、制御のハンチングを防止するために、閾値Bとして所定のヒステリシスを設定した大小二つの値を用い、前記積分値が大きい値の閾値を越えた場合にスリップ量を増大させ、反対に前記積分値が小さい値の閾値を下回った場合にスリップ量を低減し、前記積分値がこれら二つの閾値の間にある場合には、スリップ量を維持するようにしてもよい。
【0043】
また一方、、前述したステップS1で否定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ3のスリップ制御が実行されておらず、あるいは定常的な状態では実行されていないことになるので、読み込んだ各種の値あるいは演算して記憶している各種の値などをクリアーし(ステップS13)、このルーチンを抜ける。
【0044】
ところで、ロックアップクラッチ3のスリップ量の制御は、車速やエンジン負荷などの走行状態を表すパラメータによって走行状態を複数の領域に分け、各領域ごとに目標スリップ量を設定したマップを予め用意しておき、そのマップに従っておこなえば、制御が容易になる。その場合、検出されたトルク変動に基づくスリップ量の変更は、図2に示すように実行すればよい。
【0045】
すなわち図1を参照して説明したステップS11あるいはステップS12で求められた新たなスリップ量Sが、その時点の運転状態が属する領域について定めてある目標スリップ量から外れているか否かが、これらのステップS11,S12に続くステップS14で判断される。このステップS14で肯定的に判断された場合には、マップ値として定めてあるスリップ量では、ロックアップクラッチ3の出力側のトルク変動を抑制できないか、あるいはトルク変動が問題にならないにも関わらずスリップ量が大きいことになる。したがってこの場合は、ステップS11もしくはステップS12で演算して求められた新たなスリップ量Sによってマップ値が書き換えられる(ステップS15)。
【0046】
これとは反対にステップS14で否定的に判断された場合には、マップとして定めてある目標スリップ量に基づいてロックアップクラッチ3のスリップ制御を実行すれば、トルク変動が生じず、あるいはスリップ量が過剰になることがないので、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを抜ける。なお、他の制御は図1に示すフローチャート同じである。
【0047】
したがって上記の図1あるいは図2に示す制御を実行するように構成されたこの発明の制御装置によれば、ロックアップクラッチ3の出力側における所定の回転部材の回転速度を検出し、その検出値のバンドパスフィルター処理値に基づいてトルク変動を検出し、しかもそのフィルター処理の際の周波数帯をエンジン5での爆発周波数や駆動機構の固有振動数などに基づいて設定してあるから、トルク変動を精度よく検出することができる。特に、フィルター処理値の絶対値を時間窓積分し、その積分値を使用するので、ノイズの影響を排除もしくは可及的に排除して精度よくトルク変動を検出することができる。
【0048】
上記のようにして検出されるトルク変動には、エンジン5の出力トルクの変化に起因する変動、駆動輪20の滑りに起因する変動、路面の凹凸など悪路に起因する変動、ロックアップクラッチ3のジャダーに起因する変動などが含まれる。これらの発生要因が異なるトルク変動を検出する場合、バンドパスフィルター処理の周波数帯をそれぞれ異ならせることになるが、運転条件や駆動機構の構成などによってはその周波数帯が重なる場合がある。バンドパスフィルター処理での周波数帯が重なると、検出されたトルク変動の発生要因を特定できないことになるが、その場合には、影響の重大さなどによって優先順位を設定し、その優先順位に従った対応制御を採ることが好ましい。例えば図1あるいは図2に示す例では、ステップS7での判断をジャダーの検出のための判断としており、エンジン5の爆発燃焼に起因するトルク変動に優先してジャダーの判断をおこない、かつ対応制御を採るように構成されている。その結果、騒音や振動などに対する影響の大きいジャダーを効果的に回避することができる。
【0049】
さらに、上述した構成では、トルク変動の大小に応じてロックアップクラッチ3のスリップ量を変更するので、こもり音や振動を回避でき、またトルクの伝達効率を向上させて燃費を改善することができる。
【0050】
上述したようにロックアップクラッチ3のスリップ制御をおこなう場合、そのスリップ制御による効果の程度すなわち出力側のトルク変動の程度を正確に検出することにより、スリップ制御をより的確なものとすることができる。このような状況は、前述した無段変速機1のベルト挟圧力を制御する場合にも同様に生じる。すなわち、ベルト挟圧力は、ベルト17に滑りが生じない範囲で可及的に小さいことが好ましく、そのためには、入力されるトルクの変動を見込んだ挟圧力に設定する必要がある。言い換えれば、入力トルクの変動を正確に知り得ていれば、ベルト挟圧力を最小に設定することができる。
【0051】
図3はその制御例を示しており、ここに示す例は図5に示す駆動機構を対象として構成した例である。したがって無段変速機1の入力側における回転数(回転速度)の検出値をフィルター処理し、そのフィルター処理値に基づくジャダーの検出、ジャダーに対応する制御、入力トルクの変動の検出、およびそれに基づく挟圧力の変更をおこなうように構成されている。
【0052】
図3において、先ず、現在時点の運転状態もしくは走行状態が制御領域に入っているか否かが判断される(ステップS21)。この制御領域とは、後述するジャダーの検出やトルク変動の検出などの制御をおこない得る状態になっていることであり、具体的には駆動機構の内部でのトルクを変化させる制御が実行されていないこと、あるいは係合装置の係合・解放状態が切り替わる過渡状態にないことなどである。したがって前述した前後進切換機構2による走行方向の切り替えがおこなわれていないこと、ロックアップクラッチ3の係合・解放の切り換え過渡状態でないこと、車速の変化が所定範囲内で安定していること、エンジン負荷(スロットル開度あるいはアクセルペダル開度)が安定していることなどの条件が成立することにより制御領域に入っていることが成立する。
【0053】
ついで、エンジン回転数(回転速度)Ne が読み込まれる(ステップS22)。それに関連してバンドパス幅が設定される(ステップS23)。これらステップS22およびステップS23は、前述した図1あるいは図2に示すステップS2およびステップS3の制御と同様である。
【0054】
さらに、無段変速機1の入力回転数Ninが読み込まれる(ステップS24)。この入力回転数Ninは、要は、無段変速機1に対して入力側の回転数であればよく、したがって前記入力回転数センサー22で検出される回転数に限らず、前述したタービン回転数センサー21で検出される回転数であってもよい。タービン回転数センサー21で検出された回転数を採用するとすれば、前述した図1あるいは図2に示す制御と同様の回転数を検出して制御に採用することになる。
【0055】
そして、この入力回転数Ninの検出値が、上記のステップS23で設定された周波数帯でバンドパスフィルター処理される(ステップS25)。こうしてトルク変動検出用のバンドパスフィルター処理値Nin’とジャダー検出用のバンドパスフィルター処理値Nin”とが得られる。
【0056】
さらに、これらのフィルター処理値Nin’,Nin”の直近のN個について絶対値が求められ、かつその時間窓積分値が演算される(ステップS26)。これは、ノイズを除去し、あるいはノイズの影響を低減するためである。
【0057】
その積分値のうち、ジャダー検出用のフィルター処理値についての積分値と予め定めたジャダー判定基準値Cとが比較され、その差がゼロ以上か否か、すなわち積分値がジャダー判定基準値C以上か否かが判断される(ステップS27)。このステップS27は、ジャダーの発生を検出するための判断ステップであり、ロックアップクラッチ3のジャダーが発生すると、所定の周波数帯域の振動が大きくなるので、ジャダー検出用フィルター処理値の絶対値の時間窓積分値が判定基準値C以上になる。
【0058】
すなわちステップS27で肯定的に判断されることによりジャダーが検出され、その場合には、ジャダーに対応する制御が実施される(ステップS28)。ロックアップクラッチ3のジャダーは、係合圧が特定の圧力にある場合に生じやすいので、その対応制御は、例えばロックアップクラッチ3の係合・解放の速度を増大する制御である。
【0059】
一方、ステップS27で否定的に判断されれば、ジャダーが検出されていないことになり、この場合は、無段変速機1のベルト挟圧力を決定する係数SFと、トルク変動の検出のための閾値Dが設定される(ステップS29)。無段変速機1におけるベルト挟圧力が大きいほど、トルク容量が大きくなって滑りが生じにくくなるが、その反面、動力の伝達効率やベルト17の耐久性が低下する。そのため、定常走行状態あるいは準定常走行状態ではベルト挟圧力を、ベルト滑りが生じない範囲で可及的に低下させる制御が実行されるが、その場合、滑りに対する安全率を見込んで、滑りの生じない最低挟圧力を幾分上回る挟圧力を設定する。ステップS29での係数SFは、その安全率に相当する値であり、予めマップ値として設定しておくことができる。
【0060】
無段変速機1のベルト挟圧力は、このようにある程度の安全率を考慮して設定されているので、その範囲で入力トルクが変動してもベルト17の滑りが生じる可能性は少ないが、それ以上にもしくはその限界程度まで入力トルクが変動すると、ベルト17の滑りが生じる可能性が高くなる。ステップS29で設定される閾値Dはこのようなある程度大きいトルク変動を検出するための値である。そして、この閾値Dは、その時点の車両の運転状態に基づいて定めた値とすることができる。
【0061】
このようにして設定されたトルク変動判断閾値Dとトルク変動検出用フィルター処理値Nin’の絶対値の積分値とが比較される(ステップS30)。すなわちその積分値が前記閾値D以上か否かが判断される。このステップS30で肯定的に判断された場合には、無段変速機1に対する入力トルクの変動が許容範囲を超えていることになる。言い換えれば、無段変速機1でのベルト滑りが発生する可能性が高くなっている。したがってその場合には、無段変速機1のトルク容量を増大させるために、前述したベルト挟圧力に関する係数SFが増大させられる(ステップS31)。例えば、トルク変動検出のための前記積分値と前記閾値Dとの差に所定の係数K1 を掛けた値を、その直前の係数SFに加算して新たな係数SFとする。その結果、無段変速機1のトルク容量が増大するので、入力トルクの変動が大きくなっていても、ベルト17の滑りを未然に回避することができる。
【0062】
一方、ステップS30で否定的に判断された場合には、無段変速機1に対する入力トルクの変動が許容範囲に入っていることになる。言い換えれば、たとえトルク変動が生じていても僅かであって、ベルト17の滑りが発生する可能性が殆どないことになる。したがってその場合には、無段変速機1の動力の伝達効率を向上させるために、ベルト挟圧力が低下させられる(ステップS32)。例えば、トルク変動検出のための前記積分値と前記閾値Dとの差に所定の係数K1 を掛けた値が、その直前の係数SFから減算されて新たな係数SFとされる。その結果、無段変速機1のベルト挟圧力が低下して動力の伝達効率が向上し、燃費が改善される。したがって係数SFあるいはベルト挟圧力は、検出されたトルク変動が大きいほど大きい値に設定され、また反対に検出されたトルク変動が小さければ、小さい値に設定される。
【0063】
なお、制御のハンチングを防止するために、閾値Dとして所定のヒステリシスを設定した大小二つの値を用い、前記積分値が大きい値の閾値を越えた場合に前記係数SFを増大させ、反対に前記積分値が小さい値の閾値を下回った場合に前記係数SFを低減し、前記積分値がこれら二つの閾値の間にある場合には、前記係数SFを維持するようにしてもよい。
【0064】
また一方、前述したステップS21で否定的に判断された場合には、制御の前提条件が成立していないことになるので、読み込んだ各種の値あるいは演算して記憶している各種の値などをクリアーし(ステップS33)、このルーチンを抜ける。
【0065】
ところで、上記の係数SFあるいはベルト挟圧力を、複数の領域に区分された運転状態ごとに予め定められたマップ値をもって制御すれば、制御が容易になる。そのマップの書き換えは、前述した図2に示す制御例と同様に、トルク変動の程度から求めた係数SFが、それに対応する領域での値を超えている場合におこなうように構成することができる。その例を図4に示してあり、ここに示す例では、ステップS31あるいはステップS32に演算された係数が、それぞれの領域での値を外れているか否かが判断され(ステップS34)、それぞれの領域での値を外れていることにより肯定的に判断された場合に、マップ値が書き換えられる(ステップS35)。なお、この係数SFもしくはベルト挟圧力のマップは、例えばエンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとするものであって、係数SFが求められていない運転状態については、隣接する運転状態についての係数SFを利用して補間した値を使用すればよい。
【0066】
したがって上記の図3あるいは図4に示す制御を実行するように構成されたこの発明の制御装置によれば、無段変速機1の入力側における所定の回転部材の回転速度を検出し、その検出値のバンドパスフィルター処理値に基づいてトルク変動を検出し、しかもそのフィルター処理の際の周波数帯をエンジン5での爆発周波数や駆動機構の固有振動数などに基づいて設定してあるから、トルク変動を精度よく検出することができる。特に、フィルター処理値の絶対値を時間窓積分し、その積分値を使用するので、ノイズの影響を排除もしくは可及的に排除して精度よくトルク変動を検出することができる。
【0067】
上記のようにして検出されるトルク変動には、エンジン5の出力トルクの変化に起因する変動、駆動輪20の滑りに起因する変動、路面の凹凸など悪路に起因する変動、ロックアップクラッチ3のジャダーに起因する変動などが含まれる。これらの発生要因が異なるトルク変動を検出する場合、バンドパスフィルター処理の周波数帯をそれぞれ異ならせることになるが、運転条件や駆動機構の構成などによってはその周波数帯が重なる場合がある。バンドパスフィルター処理での周波数帯が重なると、検出されたトルク変動の発生要因を特定できないことになるが、その場合には、影響の重大さなどによって優先順位を設定し、その優先順位に従った対応制御を採ることが好ましい。例えば図3あるいは図4に示す例では、ステップS27での判断をジャダーの検出のための判断としており、エンジン5の爆発燃焼に起因するトルク変動に優先してジャダーの判断をおこない、かつ対応制御を採るように構成されている。その結果、騒音や振動などに対する影響の大きいジャダーを効果的に回避することができる。
【0068】
さらに、上述した構成では、トルク変動の大小に応じて無段変速機1のベルト挟圧力を変更するので、ベルト17の滑りを確実に回避でき、また無段変速機1での動力の伝達効率を向上させて燃費を改善することができる。
【0069】
ここで、上記の各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップS5あるいはステップS25の機能的手段が、この発明のフィルター処理手段に相当し、またステップS10あるいはステップS30の機能的手段が、この発明のトルク変動検出手段に相当し、さらにステップS7あるいはステップS27の機能的手段が、この発明のジャダー検出手段に相当する。そして、ステップS8、ステップS11、ステップS12、ステップS28、ステップS31、ステップS32の各機能的手段が、この発明の制御内容変更手段に相当する。
【0070】
なお、上記の具体例では、クラッチの一例としてロックアップクラッチを挙げて説明したが、この発明のクラッチは、車両の駆動機構に設けられているロックアップクラッチ以外の適宜のクラッチであってもよい。また、この発明の無段変速機は、ベルト式以外にトラクション式無段変速機であってもよい。さらに、この発明における回転速度の検出値を処理するフィルター処理は、バンドパスフィルター処理に限らず、ローパスフィルター処理あるいはハイパスフィルター処理であってもよく、要は、目的に応じた周波数帯域のフィルター処理であればよい。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、所定の回転部材の回転速度の検出値が、エンジンの爆発周波数に基づいて設定されたトルク変動検出用周波数帯とエンジンの爆発周波数に依存せずに設定されるジャダー検出用周波数帯とでフィルター処理され、そのフィルター処理値に基づいてトルク変動やジャダーが検出されるので、加減速など過渡的な要因や外乱要因を排除した状態で正確にトルク変動やジャダーを検出することができる。そして、トルク変動が検出され、あるいはジャダーが検出されることに伴って、前記クラッチや無段変速機の制御の内容が変更される。
【0073】
一方、請求項2の発明によれば、前記トルク変動とジャダーとが検出された場合、ジャダーに基づく制御内容の変更が優先して実行される。そのため、駆動機構に対しては過酷な状況であるジャダーが優先的に回避される。
【0074】
さらに、請求項3の発明によれば、ジャダーが検出された場合、クラッチが完全に解放させられてトルクの伝達が遮断される。
【0075】
また、請求項4の発明によれば、ジャダーが検出された場合、クラッチをスリップ状態に制御する運転領域が減少させられる。
【0076】
さらに、請求項5の発明によれば、ジャダーが検出された場合、クラッチを係合あるいは解放させて速度が増大させられる。
【0077】
そして、請求項6の発明によれば、前記のフィルター処理値が時間窓積分される。その積分値に基づいてトルク変動が検出される。その結果、ノイズを除去して正確にトルク変動が検出される。
また、請求項7の発明によれば、フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてジャダーが検出されるので、ノイズを除去して正確にジャダーが検出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 図1に示すフローチャートの一部を変更した他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図3】 この発明の装置による更に他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図4】 図3に示すフローチャートの一部を変更した他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図5】 この発明で対象とする車両用駆動機構の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1…無段変速機、 3…ロックアップクラッチ、 5…エンジン(動力源)、13…駆動プーリ、 14…従動プーリ、 15,16…アクチュエータ、 17…ベルト、 20…駆動輪、 25…変速機用電子制御装置(CVT−ECU)。
Claims (7)
- 滑り制御可能なクラッチと無段変速機とのうち少なくとも前記クラッチがエンジンの出力側に連結されている車両用駆動機構の制御装置において、
前記クラッチの出力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値もしくは前記無段変速機の入力側に連結されている所定の回転部材の回転速度検出値を、前記エンジンの爆発周波数に基づいて設定されるトルク変動検出用周波数帯と前記エンジンの爆発周波数に依存せずに設定されるジャダー検出用周波数帯とでフィルター処理するフィルター処理手段と、
前記トルク変動検出用周波数帯でフィルター処理されたフィルター処理値に基づいてトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記ジャダー検出用周波数帯でフィルター処理されたフィルター処理値に基づいてジャダーを検出するジャダー検出手段と、
前記トルク変動検出手段が前記トルク変動を検出したこともしくは前記ジャダー検出手段が前記ジャダーを検出したことに基づいて前記クラッチの滑り制御の内容もしくは無段変速機の制御の内容を変更する制御内容変更手段と
を備えていることを特徴とする車両用駆動機構の制御装置。 - 前記制御内容変更手段は、前記トルク変動に基づくクラッチもしくは無段変速機の制御内容の変更とジャダーに基づくクラッチもしくは無段変速機の制御内容の変更とをおこない、かつ前記トルク変動とジャダーとが検出された場合にジャダーに基づく制御内容の変更を優先するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動機構の制御装置。
- 前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチの完全解放制御であることを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動機構の制御装置。
- 前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチをスリップ制御する運転領域を減少させる制御であることを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動機構の制御装置。
- 前記ジャダーに基づく制御内容の変更は、前記クラッチの係合・解放の速度を増大させる制御であることを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動機構の制御装置。
- 前記トルク変動検出手段は、前記フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてトルク変動を検出するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の車両用駆動機構の制御装置。
- 前記ジャダー検出手段は、前記フィルター処理値の時間窓積分値に基づいてジャダーを検出するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両用駆動機構の制御装置。
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