JP4372388B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変速比の応答性を向上させるようにした無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の動力伝達装置に適用されるベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）は、駆動側のプライマリ軸に設けられたプーリ溝幅可変のプライマリプーリと、このプライマリプーリとの間にベルトなどからなる動力伝達要素が掛け渡されるとともに被駆動側のセカンダリ軸に設けられたプーリ溝幅可変のセカンダリプーリとを有している。これらのプーリに対するベルトの巻き付け径の比率であるプーリ比つまり変速比を変化させると、セカンダリ軸の回転数を無段階に変化させることができる。
【０００３】
プライマリプーリにはプライマリ油室を有するプライマリシリンダが設けられており、プライマリ油室に対する作動油の給排を調整することによってプライマリプーリの溝幅が変化して変速比が制御される。一方、セカンダリプーリにはセカンダリ油室を有するセカンダリシリンダが設けられており、セカンダリ油室に対する作動油の給排を調整することによってセカンダリプーリには動力伝達に見合った締め付け力がベルトに加えられることになる。
【０００４】
このような無段変速機の変速制御方法は、次の２つの方式に大別される。まず、第１の方式は、プライマリ油室およびセカンダリ油室に対する作動油の給排をそれぞれ油圧制御弁によって調整し、プライマリ油室に供給する作動油の圧力を直接制御することにより変速比を制御する方式である。そして、第２の方式は、プライマリ油室に対して流量制御弁を介して作動油を給排するようにし、プライマリ油室に対する作動油の流入流出量を調整することによって変速比を制御する方式である（たとえば、特開平9−210189号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の方式にあっては、変速制御用の油圧制御弁によってプライマリ油室に対する油圧を調整するようにし、油圧制御弁のパイロットポートにはプライマリ油室の油圧をフィードバックするようにしている。このため、車両の走行状態に応じて悪路その他の路面状況の変化により変速機には車輪側から事前に予測できないトルクが入力すると、パイロットポートに加わる油圧フィードバック機能により油圧制御弁が作動してプライマリ油室内に作動油の流出入が起こり、変速比が安定しなくなることがある。この問題点に対しては、油圧回路にオリフィスつまり絞りを設けることによって安定性を向上させることができる。しかしながら、絞りを設けると通常時の変速応答性が悪化して変速速度の上限が低下することになる。
【０００６】
一方、変速比を制御するために、変速比をプライマリとセカンダリの２つのプーリの回転数比によって演算で求める制御システムにおいては、一般に低速回転時には回転数を検出して変速比を演算することが不可能となるが、第１の方式ではシリンダ内の作動油の量を把握して変速比を推定することができないので、変速比の制御が困難となる。
【０００７】
第２の方式にあっては、プライマリ油室に対する作動油の流入流出量を流量制御弁により制御するようにしており、流量制御弁は圧力を制御することができないので、特に速く変速させる際にはクランプ力が過大または過少になる可能性がある。このため、ベルトの耐久性への影響や、ベルトスリップ発生の可能性が高くなる。この問題点に対して、流量制御弁を安全側つまりクランプ力の過大や過少が起こらないようにスプール開口を小さめにすると、変速速度が低下して変速特性が悪化することになる。
【０００８】
また、流量制御弁は圧力を制御しないので、プライマリシリンダに作動油を供給するための変速用の油圧回路に高圧が発生する現象を回避できない。この現象に備えた油圧回路の設計が必要となり、コストなどの面で不利である。さらに、変速制御用の流量制御弁が開放状態で故障した場合には、変速比がオーバードライブ側で固定されることになり、発進駆動力が不足することになる。
【０００９】
一方、前述のように、変速比を制御するために、変速比をプライマリとセカンダリの２つのプーリの回転数比によって演算で求める制御システムにおいては、一般に低速回転時には回転数を検出して変速比を演算することが不可能となるが、第２の方式ではシリンダ内の圧力を制御できないためベルトスリップを確実に防止しつつ迅速に変速比を低速段側に戻すことが困難となる。
【００１０】
本発明の目的は、変速フィーリングに優れた無段変速機の変速制御装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ポンプ負荷を低減して燃費を向上させることができる無段変速機の変速制御装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、即座に最適な変速比にすることにより、燃費を向上させることができる無段変速機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、プライマリシリンダが設けられたプライマリプーリと、セカンダリシリンダが設けられたセカンダリプーリとを有し、前記プライマリシリンダ内にプライマリ圧を供給して前記プライマリプーリに対する動力伝達要素の巻き付け径を変化させて無段変速を行う無段変速機の制御装置であって、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの実際の変速比と、車両の走行状態に応じて算出される目標変速比との変速比偏差に応じて目標プライマリ圧を設定する目標プライマリ圧設定手段と、電磁コイルに供給される電流に応じて開口面積を変化させ、前記プライマリシリンダに供給される作動油の流量を調整する変速制御弁と、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を検出するプライマリ圧検出手段と、前記目標プライマリ圧に基づいて設定されて前記電磁コイルに供給される基本電流を、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じてフィードバック制御し、前記変速比を制御する制御手段とを有し、前記目標プライマリ圧の変化率が所定値よりも小さく、かつ目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差が所定値以下の条件となったときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じたフィードバック制御を行わないことを特徴とする。
【００１７】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、目標変速比と実際の変速比との変速比偏差が所定値以下のときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧をフィードバック制御しないことを特徴とする。
【００１８】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差により求められるフィードバック補償電流を前記基本電流に加えた電流を前記変速制御弁に供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記目標プライマリ圧の変化率が所定値以下のときには前記変速制御弁を閉じ、前記変化率が所定値以上のときには変化率に応じて前記変速制御弁の開口面積を調整することを特徴とする。
【００２０】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記開口面積を変速速度が過大とならないように前記電磁コイルに供給される電流を制限することを特徴とする。
【００２１】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記電流を前記プライマリ圧に応じて制限することを特徴とする。
【００２２】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を制限する油圧制限手段を、前記プライマリシリンダに接続されるプライマリ油路に設け、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧が設定値以上にならないことを特徴とする。
【００２３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記油圧制限手段がリリーフ弁であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記プライマリ圧検出手段からの出力信号によって前記油圧制限手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、車両の低速走行時は前記開口面積と電流との関係から求められる前記開口面積と、前記プライマリ圧とにより前記プライマリシリンダに対する流入流出作動油量を推定し、この推定値に基づいて変速比を制御することを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、変速制御弁とし電磁コイルに供給される電流に応じて開口面積を変化させてプライマリシリンダに供給される作動油の流量を調整する流量制御弁を用いたので、不測の入力トルクに対する変速比安定性が保証され、目標変速比から最終的な目標プライマリ圧を求めることによって迅速に変速比を変化させることが可能となる。プライマリ圧をプライマリ検出手段によって常時監視することによりベルトスリップを防止できる。これにより、ベルトスリップが起こらず、変速安定性に優れ、しかも応答性が向上し優れた変速フィーリングを実現する変速制御が可能となる。
【００２７】
変速時のベルトスリップ防止のために余裕を見てセカンダリ圧を高めに設定する必要がなく、油圧を低減することができ、ポンプの負荷を低減することが可能となる。これにより、燃費向上が可能となり、ベルトの耐久性も向上する。
【００２８】
実際のプライマリ圧がリリーフ弁によって適正な上限値を持つため、リリーフ弁よりも下流側のプライマリ回路の設計最大圧を低く設定でき、変速機の軽量化とコスト低減が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置を示す概略図であり、無段変速機１０は、エンジンにより駆動されるクランク軸の回転がトルクコンバータと前後進切換装置を介して伝達される駆動側のプライマリ軸１１と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸１２とを有している。
【００３０】
プライマリ軸１１にはプライマリプーリ１３が設けられており、このプライマリプーリ１３はプライマリ軸１１に一体となった固定プーリ１３ａと、これに対向してプライマリ軸１１にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１３ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸１２にはセカンダリプーリ１４が設けられており、このセカンダリプーリ１４はセカンダリ軸１２に一体となった固定プーリ１４ａと、これに対向してセカンダリ軸１２に可動プーリ１３ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１４ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【００３１】
プライマリプーリ１３とセカンダリプーリ１４との間にはベルト１５が掛け渡されており、両方のプーリ１３，１４の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト１５の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸１１の回転がセカンダリ軸１２に無段階に変速されて伝達されることになる。ベルト１５のプライマリプーリ１３に対する巻き付け径をＲpとし、セカンダリプーリ１４に対する巻き付け径をＲsとすると、変速比つまりプーリ比ｉは、ｉ＝Ｒs／Ｒpで表される。セカンダリ軸１２の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置などを介して駆動輪に伝達されるようになっている。
【００３２】
プライマリプーリ１３の溝幅を変化させるために、プライマリプーリ１３にはプライマリシリンダ１６が装着され、このシリンダ１６内にはプライマリ油室１７が形成されている。また、セカンダリプーリ１４の溝幅を変化させるために、セカンダリプーリ１４にはセカンダリシリンダ１８が装着され、このシリンダ１８内にはセカンダリ油室１９が形成されている。
【００３３】
それぞれの油室１７，１９にはエンジンあるいは電動モータによって駆動されるオイルポンプ２１によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ２１の吐出口はライン圧油路つまりセカンダリ油路２２によってセカンダリ油室１９に連通され、プライマリ油路２３によってプライマリ油室１７に連通されている。
【００３４】
セカンダリ油路２２はセカンダリ圧制御弁２４のセカンダリ圧ポートに連通され、このセカンダリ圧制御弁２４によってセカンダリ油室１９に供給されるセカンダリ圧Ｐsは、ベルト１５に必要な伝達容量に見合った圧力に調整される。つまり、登坂や急加速などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧Ｐsは上げられてベルト１５のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときには下げられてオイルポンプ２１のロスと伝達効率の向上が図られる。セカンダリ油路２２に接続されたプライマリ油路２３には変速制御弁２５が設けられており、この変速制御弁２５を介してプライマリ圧Ｐpの作動油がプライマリ油室１７に供給されてプライマリプーリ１３の溝幅が変化しプーリ比が制御される。
【００３５】
変速制御弁２５はセカンダリ油路２２が接続される入力ポート２６ａと、プライマリ油路２３に連通する出力ポート２６ｂと、排出路が接続される排出ポート２６ｃが設けられた弁ハウジング２６を有している。入力ポート２６ａおよび排出ポート２６ｃの開口面積を変化させるために弁ハウジング２６にはスプール２５ａが設けられている。入力ポート２６ａの開口面積を大きくする方向にスプール２５ａにばね力を加えるために圧縮コイルばね２５ｂが弁ハウジング２６内に組み込まれ、このばね力に抗して入力ポート２６ａの開口面積を小さくする方向の推力をスプール２５ａに加えるために、電磁コイル２５ｃが組み込まれたソレノイド部が弁ハウジング２６に設けられている。したがって、電磁コイル２５ｃに対して供給される電流によって変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃの開口面積が調整されてプライマリ油路２３を介してプライマリ油室１７に対して給排される作動油の流量が制御される。
【００３６】
プライマリ油路２３にはプライマリ油室１７に供給される油圧の上限値を制限するために、油圧制限手段としてリリーフ弁２７が設けられている。このリリーフ弁２７は変速制御弁２５の出力ポート２６ｂに連通する入力ポート２８ａと、プライマリ油室１７に連通する出力ポート２８ｂと、ドレンポート２８ｃとが設けられた弁ハウジング２８を有している。これらのポートの連通状態を切り換えるために弁ハウジング２８にはスプール２７ａが設けられている。出力ポート２８ｂとパイロットポート２８ｄはパイロット油路２９により連通され、スプール２７ａにはパイロット圧が加えられている。したがって、パイロットポート２８ｄから供給されるパイロット圧によってスプール２７ａには入力ポート２８ａと出力ポート２８ｂとの連通を遮断する方向の圧力が加えられる。一方、連通を開放する方向にばね力を加えるために、弁ハウジング２８内には圧縮コイルばね２７ｂが組み込まれている。
【００３７】
プライマリプーリ１３のプライマリ回転数Ｎpを検出するために、プライマリプーリ１３の近傍にはプライマリ回転数センサ３１が設けられ、セカンダリプーリ１４のセカンダリ回転数Ｎｓを検出するために、セカンダリプーリ１４の近傍にはセカンダリ回転数センサ３２が設けられており、これらのセンサ３１，３２からの検出信号は変速機制御ユニット３３に送られる。プライマリ油室１７内のプライマリ圧Ｐpを検出するためにプライマリ油路２３にはプライマリ圧センサ３４が設けられ、セカンダリ油室１９に供給されるセカンダリ圧Ｐsを検出するためにセカンダリ油路２２にはセカンダリ圧センサ３５が設けられ、これらのセンサ３４，３５からの検出信号は変速機制御ユニット３３に送られる。
【００３８】
さらに、変速機制御ユニット３３にはそれぞれ図示しないスロットル開度センサと、車速センサとエンジン回転数センサからスロットル開度θ、車速Ｖおよびエンジン回転数Ｎeに対応する信号が送られるようになっている。ただし、セカンダリ回転数センサ３２によって検出されたセカンダリプーリ１４の回転数から車速Ｖを演算するようにしても良い。この変速機制御ユニット３３からはセカンダリ圧制御弁２４および変速制御弁２５の電磁コイルに制御信号が送られるようになっている。変速制御ユニット３３には、各種センサからの信号を処理するマイクロプロセッサ(CPU)、制御プログラム、演算式、マップデータなどが格納される(ROM)、そして一時的にデータを格納する(RAM)などが設けられている。
【００３９】
図２は変速機制御ユニット３３に設けられた変速制御弁の制御回路を示すブロック図であり、図２において各ブロックは機能構成として捉えて示されている。図２に示したプーリ比計算部４１は、プライマリ回転数Ｎpとセカンダリ回転数Ｎsに基づいて、実際の変速比つまり実プーリ比ｉを計算する。目標プーリ比設定部４２は、スロットル開度θと車速Ｖに基づいてプライマリ回転数Ｎpdを算出し、これらの条件によって目標プーリ比ｉｓを決定する。なお、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎe、実変速比ｉに応じた単位トルク当たりの必要ライン圧などに基づいて目標ライン圧つまりセカンダリ圧Ｐsが算出される。
【００４０】
入力トルク計算部４３は、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎeに基づいてプライマリプーリ１３に入力されるエンジントルクつまり入力トルクＴinを計算する。目標プライマリ圧設定部４４は目標プーリ比ｉsと入力トルクＴinとセカンダリ圧Ｐsに基づいて、定常状態における目標プライマリ圧Ｐp1を算出する。この目標プライマリ圧Ｐp1は、プライマリ圧Ｐpとセカンダリ圧Ｐsとの油圧比Ｐp／Ｐsにセカンダリ圧Ｐsを積算することにより求められる。
【００４１】
油圧比Ｐp／Ｐsは目標プーリ比ｉsとトルク比Ｔp／Ｔmaxとに基づいて予めメモリに格納されたマップデータを読み出すことにより求められる。図３は定常状態の目標プライマリ圧Ｐp1を求めるために、目標プーリ比ｉsとトルク比Ｔp／Ｔmaxをパラメータとして予めROMに格納された油圧比Ｐp／Ｐsの特性を示すマップデータの一例である。図３においてＴpはプライマリ軸に加わる入力トルクであり、Ｔmaxはセカンダリ圧Ｐsと目標プーリ比ｉsとをパラメータとして求められる最大伝達可能トルクである。
【００４２】
一方、図２に示すように、実際のプーリ比ｉと目標プーリ比ｉsのプーリ比偏差Δｉが減算部４５により求められ、求められた偏差Δｉはｉ偏差補償部４６に送られる。このｉ偏差補償部４６はプーリ比偏差Δｉに基づいてその偏差Δｉを無くすためのプライマリ圧Ｐpの補償値をＰＩＤ補正により算出する。この補償値を加算部４７において目標定常プライマリ圧Ｐp1に加えて０次の目標プライマリ圧Ｐp0を求める。基本電流設定部４８は、目標プライマリ圧Ｐp0とセカンダリ圧Ｐsに基づいて、変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに対して供給する基本電流Ｉ0を設定する。
【００４３】
図４（Ａ）は変速制御弁２５を拡大して示す断面図であり、図４（Ｂ）は変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流とポート２６ａ，２６ｃの開口面積との関係を示す弁特性線図であり、図４（Ｃ）は目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0と基本電流Ｉ0との関係を示す基本電流特性線図である。
【００４４】
図４（Ｂ）に示すように、電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流が中立電流Ｉnに対して所定の中立範囲ΔＩn内であれば、変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃはそれぞれ閉じられた状態になる。ソレノイド電流が中立範囲ΔＩnよりも大きな電流値となると排出ポート２６ｃの開口面積が増加し、プライマリ油室１７内から作動油が流出する。これにより、プライマリプーリ１３の溝幅が広がって変速比はダウンシフト側に変化する。一方、中立範囲ΔＩnよりも低下すると入力ポート２６ａの開口面積が増加し、プライマリ油室１７内に作動油が流入する。これにより、プライマリプーリ１３の溝幅が狭くなって変速比はアップシフト側に変化する。
【００４５】
基本電流設定部４８は目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0を計算し、変化率ＤＰp0に応じて基本電流Ｉ0を設定する。図４（Ｃ）に示すように変化率ＤＰp0が増加する場合と減少する場合とのいずれについても所定の閾値２Ｄaの範囲内であれば、基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnに設定される。そして、変化率ＤＰp0が閾値以上に増加する場合には、基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnよりも低い電流Ｉpuに設定される。これにより、変速制御弁２５の入力ポート２６ａが開口してプライマリシリンダ１６内に作動油が流入し、変速比はアップシフト側に変化する。これに対して、変化率ＤＰp0が閾値以上に減少する場合には基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnよりも高い電流Ｉpdに設定され、変速比はダウンシフト側に変化する。いずれの場合にも電流Ｉpu、Ｉpdはヒステリシスを持って変化する。
【００４６】
図１に示すプライマリ圧センサ３４により得られた実際のプライマリ圧Ｐpと目標プライマリ圧Ｐp0は、図２に示すように、減算部４９により比較されて圧力偏差ΔＰpが求められ、この圧力偏差ΔＰpはＰ偏差補償電流計算部５０に送られる。このＰ偏差補償電流計算部５０は、圧力偏差ΔＰpに応じて補償電流を計算する。図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ圧力偏差ΔＰpに応じた補償電流値の一例を示す補償電流特性線図であり、圧力偏差ΔＰpに応じた補償電流値は、加算部５１において基本電流Ｉ0に加えられて変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給される。このように、基本電流Ｉ0はプライマリ圧センサ３４により検出されるプライマリ圧Ｐpに応じてフィードバック制御される。
【００４７】
図２におけるフラグＦＬＧＤｉ設定部５２は、変速比の偏差Δｉが所定の閾値ＤΔｉを超えているか否かに応じてフラグを設定し、フラグＦＬＧＤｐ設定部５３は圧力偏差ΔＰpが所定の閾値ＤΔＰpを超えているか否かに応じてフラグを設定する。それぞれのフラグ設定部５２，５３からの信号は、電流更新部５４に送られて、目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値Ｄａよりも小さいことを条件として、それぞれのフラグ設定部５２，５３でフラグがセットされていれば、設定された基本電流Ｉ0は、更新されることなく、つまりプライマリ圧Ｐpのフィードバック制御を行うことなく、そのまま電磁コイル２５ｃに供給される。これに対して、上述した条件以外のときには、電流値Ｉ0を更新してプライマリ圧Ｐpをフィードバック制御する。
【００４８】
リミッタ電流設定部５５は、電磁コイル２５ｃに供給される電流値をリミッタ処理して変速制御弁２５のポートの開口面積を制限する。図６(A1)はプライマリ圧Ｐpと電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、図６(A2)は同図(A1)の特性に応じた変速制御弁２５の作動状態を示す断面図である。図６(B1)はセカンダリ圧Ｐsとプライマリ圧Ｐpとの差と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、図６(B2)は同図(B1)の特性に応じた変速制御弁２５の作動状態を示す断面図である。
【００４９】
図６(A1)に示すように、プライマリ圧Ｐpが大きくなると、電流値を段階的に低下させて排出ポート２６ｃの開口面積が大きくなるように制御する。これにより、プライマリ圧Ｐpが高くなる程、ダウンシフト側となるようにソレノイド電流が制限される。一方、図６(B1)に示すように、Ｐs−Ｐpの値が大きくなる程、電流値を段位的に高くして入力ポート２６ａの開口面積が大きくなるように制御する。これにより、圧力差が大きくなる程、アップシフト側となるようにソレノイド電流が制御される。
【００５０】
図７は油圧制限手段としてのリリーフ弁２７の作動特性図であり、入力ポート２８ａに流入する流入圧力が上限値Ｐplimitを超えるまではプライマリ圧Ｐpは流入圧に対応して上昇する。そして、所定の上限値Ｐplimitを超える圧力が入力ポート２８ａに流入すると、パイロット圧によって入力ポート２８ａが閉じられてプライマリ圧Ｐpの上昇は防止される。これにより、予め定められたプライマリ圧よりも実際のプライマリ圧が高くなった場合には、油圧リミッタとしてのリリーフ弁２７によりプライマリ圧が適正な値に減圧される。したがって、プライマリ油路２３に異常な高圧が働くことがなくなり、回路が保護される。さらに、この設定値を適当に選ぶことにより変速制御弁２５がオープン側に故障した場合にも、プーリ比をオーバードライブとローの中間のプーリ比に保つことができる。
【００５１】
上述した無段変速機にあっては、車両の走行状態を各種センサにより検出して変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流を制御することによりプーリ比つまり変速比が自動的に調整される。電磁コイル２５ｃに供給される基本電流は、目標プライマリ圧Ｐp0とセカンダリ圧Ｐsに基づいて設定されるとともに目標プライマリ圧Ｐpの変化率に基づいて設定される。
【００５２】
図８は基本電流Ｉ0を設定するための基本電流設定ルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ１では目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0を計算する。この目標プライマリ圧Ｐp0は、変速比偏差Δｉに応じて補償されるが、実際のプーリ比、プーリ回転数、セカンダリ油圧、伝達トルクなどの無段変速機の作動状態を示すパラメータにより補償値を算出するようにしても良い。
【００５３】
次いで、ステップＳ２において変化率ＤＰp0の絶対値が所定の閾値Ｄａ以下であるか否かを判定し、変化率が小さいときには、ステップＳ３が実行されて基本電流Ｉ0を中立電流Ｉnに設定する。この場合には、変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃはいずれも閉じられた状態となる。
【００５４】
ステップＳ２において閾値Ｄａを超えていると判定された場合には、ステップＳ４において変化率ＤＰp0が閾値Ｄａよりも大きいか否かを判定する。大きいと判定されたら、ステップＳ５が実行されて、基本電流Ｉ0を図４（Ｃ）に示されるように、目標プライマリ圧Ｐp0を増加させるようにＩpuに設定される。逆に、閾値Ｄａをよりも変化率ＤＰp0が小さいと判定されたら、ステップＳ６が実行されて基本電流Ｉ0は図４（Ｃ）に示されるように、目標プライマリ圧Ｐp0を減少させるようにＩpdに設定される。
【００５５】
このように、電磁コイル２５ｃに供給される電流値に応じて変速制御弁２５のポートの開口面積が変化してプーリ比が自動的に制御される。電磁コイル２５ｃに供給される基本電流は、プライマリ圧センサ３４によって検出されるプライマリ圧Ｐpをフィードバックして補正される。ただし、所定の条件が成立したときにのみフィードバック制御を行うようにしている。
【００５６】
フィードバック制御を行うか否かを判定するために、図９に示すフラグＦＬＧＤｉ設定ルーチンと、図１０に示すフラグＦＬＧＤｐ設定ルーチンと、図１１に示す電流更新ルーチンが実行される。
【００５７】
図９に示すステップＳ１１においては、実際のプーリ比ｉと目標プーリ比ｉsとのプーリ比偏差Δｉの絶対値が所定の閾値ＤΔｉよりも小さいか否かが判定される。この偏差Δｉが閾値以下であると判定されれば、ステップＳ１２でフラグをセットし、閾値以上であると判定されれば、ステップＳ１３でフラグをリセットする。図１０に示すステップＳ２１においては、実際のプライマリ圧Ｐpと目標プライマリ圧Ｐp0との圧力偏差ΔＰpの絶対値が所定の閾値ＤΔＰpよりも小さいか否かが判定される。この偏差ΔＰpが閾値ＤΔＰp以下であると判定されれば、ステップＳ２２でフラグをセットし、閾値以上であると判定されれば、ステップＳ２３でフラグをリセットする。
【００５８】
図１１のステップＳ３１においては、目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値Ｄａよりも小さいか否かを判定し、ステップＳ３２，Ｓ３２ではそれぞれフラグＦＬＧＤｉとフラグＦＬＧＤｐがセットされているか否かを判定する。これらのステップＳ３１〜Ｓ３３においてYESと判定された場合、つまり目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値よりも小さく、プーリ比偏差Δｉの絶対値が閾値ＤΔｉよりも小さく、かつ圧力偏差ΔＰpの絶対値が閾値ＤΔＰpよりも小さい場合には、ステップＳ３４が実行される。これにより、電流更新を行うことなく、つまりプライマリ圧Ｐpの検出結果をフィードバックして基本電流を補正することなく、変速制御弁２５が制御される。
【００５９】
これに対して、ステップＳ３１〜Ｓ３３においてNOと判定されたならば、ステップＳ３５が実行される。これにより、プライマリ圧Ｐpの検出結果をフィードバックして基本電流を補正するため電流値が更新される。
【００６０】
上述のように、実際のプライマリ圧Ｐpをプライマリ圧センサ３４により検出し、電磁コイル２５ｃに駆動電流を供給して開口面積を調整するようにしているので、車両の極低速走行時にプライマリ回転数センサ３１と、セカンダリ回転数センサ３２とからの信号によってはプライマリ回転数Ｎpと、セカンダリ回転数Ｎsとを検出したプーリ比の検出が困難となった場合でも、プライマリ圧Ｐpを監視し、電磁コイル２５ｃに供給される駆動電流を監視することによって、変速比を推定し、変速制御を行うことができる。同時に、プライマリ圧が低圧になり過ぎないように変速制御弁２５を制御することができる。これにより、ベルト１５のスリップを回避しながら、迅速に低速側に変速比を戻させることができる。
【００６１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトスリップが起こらず、変速安定性に優れ、しかも応答性が向上し優れた変速フィーリングを実現する変速制御が可能となる。
【００６３】
油圧を低減することができ、ポンプの負荷を低減することが可能となるので、燃費向上が可能となり、ベルトの耐久性も向上する。
【００６４】
実際のプライマリ圧がリリーフ弁によって適正な上限値を持つため、リリーフ弁よりも下流側のプライマリ回路の設計最大圧を低く設定でき、変速機の軽量化とコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図２】変速制御弁の制御回路を示すブロック図である。
【図３】定常状態の目標プライマリ圧を求めるために、目標プーリ比とトルク比をパラメータとして予めメモリに格納された油圧比特性のマップデータの一例を示す特性線図である。
【図４】（Ａ）は変速制御弁を拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は変速制御弁に供給されるソレノイド電流とポートの開口面積との関係を示す弁特性線図であり、（Ｃ）は目標プライマリ圧の変化率と基本電流との関係を示す基本電流特性線図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ圧力偏差に応じた補償電流値の一例を示す補償電流特性線図である。
【図６】 (A1)はプライマリ圧と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、(A2)は(A1)の特性に応じた変速制御弁の作動状態を示す断面図である。(B1)はセカンダリ圧とプライマリ圧との差と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、(B2)は(B1)の特性に応じた変速制御弁の作動状態を示す断面図である。
【図７】油圧制限手段としてのリリーフ弁の作動特性図である。
【図８】基本電流設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】フラグＦＬＧＤｉ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】フラグＦＬＧＤｐ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】電流更新ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 無段変速機
１１ プライマリ軸
１２ セカンダリ軸
１３ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１５ ベルト
１６ プライマリシリンダ
１７ プライマリ油室
１８ セカンダリシリンダ
１９ セカンダリ油室
２１ オイルポンプ
２２ セカンダリ油路
２３ プライマリ油路
２４ セカンダリ圧制御弁
２５ 変速制御弁
２７ リリーフ弁
３１ プライマリ回転数センサ
３２ セカンダリ回転数センサ
３３ 変速機制御ユニット
３４ プライマリ圧センサ
３５ セカンダリ圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は変速比の応答性を向上させるようにした無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の動力伝達装置に適用されるベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）は、駆動側のプライマリ軸に設けられたプーリ溝幅可変のプライマリプーリと、このプライマリプーリとの間にベルトなどからなる動力伝達要素が掛け渡されるとともに被駆動側のセカンダリ軸に設けられたプーリ溝幅可変のセカンダリプーリとを有している。これらのプーリに対するベルトの巻き付け径の比率であるプーリ比つまり変速比を変化させると、セカンダリ軸の回転数を無段階に変化させることができる。
【０００３】
プライマリプーリにはプライマリ油室を有するプライマリシリンダが設けられており、プライマリ油室に対する作動油の給排を調整することによってプライマリプーリの溝幅が変化して変速比が制御される。一方、セカンダリプーリにはセカンダリ油室を有するセカンダリシリンダが設けられており、セカンダリ油室に対する作動油の給排を調整することによってセカンダリプーリには動力伝達に見合った締め付け力がベルトに加えられることになる。
【０００４】
このような無段変速機の変速制御方法は、次の２つの方式に大別される。まず、第１の方式は、プライマリ油室およびセカンダリ油室に対する作動油の給排をそれぞれ油圧制御弁によって調整し、プライマリ油室に供給する作動油の圧力を直接制御することにより変速比を制御する方式である。そして、第２の方式は、プライマリ油室に対して流量制御弁を介して作動油を給排するようにし、プライマリ油室に対する作動油の流入流出量を調整することによって変速比を制御する方式である（たとえば、特開平9−210189号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の方式にあっては、変速制御用の油圧制御弁によってプライマリ油室に対する油圧を調整するようにし、油圧制御弁のパイロットポートにはプライマリ油室の油圧をフィードバックするようにしている。このため、車両の走行状態に応じて悪路その他の路面状況の変化により変速機には車輪側から事前に予測できないトルクが入力すると、パイロットポートに加わる油圧フィードバック機能により油圧制御弁が作動してプライマリ油室内に作動油の流出入が起こり、変速比が安定しなくなることがある。この問題点に対しては、油圧回路にオリフィスつまり絞りを設けることによって安定性を向上させることができる。しかしながら、絞りを設けると通常時の変速応答性が悪化して変速速度の上限が低下することになる。
【０００６】
一方、変速比を制御するために、変速比をプライマリとセカンダリの２つのプーリの回転数比によって演算で求める制御システムにおいては、一般に低速回転時には回転数を検出して変速比を演算することが不可能となるが、第１の方式ではシリンダ内の作動油の量を把握して変速比を推定することができないので、変速比の制御が困難となる。
【０００７】
第２の方式にあっては、プライマリ油室に対する作動油の流入流出量を流量制御弁により制御するようにしており、流量制御弁は圧力を制御することができないので、特に速く変速させる際にはクランプ力が過大または過少になる可能性がある。このため、ベルトの耐久性への影響や、ベルトスリップ発生の可能性が高くなる。この問題点に対して、流量制御弁を安全側つまりクランプ力の過大や過少が起こらないようにスプール開口を小さめにすると、変速速度が低下して変速特性が悪化することになる。
【０００８】
また、流量制御弁は圧力を制御しないので、プライマリシリンダに作動油を供給するための変速用の油圧回路に高圧が発生する現象を回避できない。この現象に備えた油圧回路の設計が必要となり、コストなどの面で不利である。さらに、変速制御用の流量制御弁が開放状態で故障した場合には、変速比がオーバードライブ側で固定されることになり、発進駆動力が不足することになる。
【０００９】
一方、前述のように、変速比を制御するために、変速比をプライマリとセカンダリの２つのプーリの回転数比によって演算で求める制御システムにおいては、一般に低速回転時には回転数を検出して変速比を演算することが不可能となるが、第２の方式ではシリンダ内の圧力を制御できないためベルトスリップを確実に防止しつつ迅速に変速比を低速段側に戻すことが困難となる。
【００１０】
本発明の目的は、変速フィーリングに優れた無段変速機の変速制御装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ポンプ負荷を低減して燃費を向上させることができる無段変速機の変速制御装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、即座に最適な変速比にすることにより、燃費を向上させることができる無段変速機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、プライマリシリンダが設けられたプライマリプーリと、セカンダリシリンダが設けられたセカンダリプーリとを有し、前記プライマリシリンダ内にプライマリ圧を供給して前記プライマリプーリに対する動力伝達要素の巻き付け径を変化させて無段変速を行う無段変速機の制御装置であって、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの実際の変速比と、車両の走行状態に応じて算出される目標変速比との変速比偏差に応じて目標プライマリ圧を設定する目標プライマリ圧設定手段と、電磁コイルに供給される電流に応じて開口面積を変化させ、前記プライマリシリンダに供給される作動油の流量を調整する変速制御弁と、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を検出するプライマリ圧検出手段と、前記目標プライマリ圧に基づいて設定されて前記電磁コイルに供給される基本電流を、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じてフィードバック制御し、前記変速比を制御する制御手段とを有し、前記目標プライマリ圧の変化率が所定値よりも小さく、かつ目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差が所定値以下の条件となったときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じたフィードバック制御を行わないことを特徴とする。
【００１７】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、目標変速比と実際の変速比との変速比偏差が所定値以下のときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧をフィードバック制御しないことを特徴とする。
【００１８】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差により求められるフィードバック補償電流を前記基本電流に加えた電流を前記変速制御弁に供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記目標プライマリ圧の変化率が所定値以下のときには前記変速制御弁を閉じ、前記変化率が所定値以上のときには変化率に応じて前記変速制御弁の開口面積を調整することを特徴とする。
【００２０】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記開口面積を変速速度が過大とならないように前記電磁コイルに供給される電流を制限することを特徴とする。
【００２１】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記電流を前記プライマリ圧に応じて制限することを特徴とする。
【００２２】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を制限する油圧制限手段を、前記プライマリシリンダに接続されるプライマリ油路に設け、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧が設定値以上にならないことを特徴とする。
【００２３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記油圧制限手段がリリーフ弁であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記プライマリ圧検出手段からの出力信号によって前記油圧制限手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、車両の低速走行時は前記開口面積と電流との関係から求められる前記開口面積と、前記プライマリ圧とにより前記プライマリシリンダに対する流入流出作動油量を推定し、この推定値に基づいて変速比を制御することを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、変速制御弁とし電磁コイルに供給される電流に応じて開口面積を変化させてプライマリシリンダに供給される作動油の流量を調整する流量制御弁を用いたので、不測の入力トルクに対する変速比安定性が保証され、目標変速比から最終的な目標プライマリ圧を求めることによって迅速に変速比を変化させることが可能となる。プライマリ圧をプライマリ検出手段によって常時監視することによりベルトスリップを防止できる。これにより、ベルトスリップが起こらず、変速安定性に優れ、しかも応答性が向上し優れた変速フィーリングを実現する変速制御が可能となる。
【００２７】
変速時のベルトスリップ防止のために余裕を見てセカンダリ圧を高めに設定する必要がなく、油圧を低減することができ、ポンプの負荷を低減することが可能となる。これにより、燃費向上が可能となり、ベルトの耐久性も向上する。
【００２８】
実際のプライマリ圧がリリーフ弁によって適正な上限値を持つため、リリーフ弁よりも下流側のプライマリ回路の設計最大圧を低く設定でき、変速機の軽量化とコスト低減が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置を示す概略図であり、無段変速機１０は、エンジンにより駆動されるクランク軸の回転がトルクコンバータと前後進切換装置を介して伝達される駆動側のプライマリ軸１１と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸１２とを有している。
【００３０】
プライマリ軸１１にはプライマリプーリ１３が設けられており、このプライマリプーリ１３はプライマリ軸１１に一体となった固定プーリ１３ａと、これに対向してプライマリ軸１１にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１３ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸１２にはセカンダリプーリ１４が設けられており、このセカンダリプーリ１４はセカンダリ軸１２に一体となった固定プーリ１４ａと、これに対向してセカンダリ軸１２に可動プーリ１３ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１４ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【００３１】
プライマリプーリ１３とセカンダリプーリ１４との間にはベルト１５が掛け渡されており、両方のプーリ１３，１４の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト１５の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸１１の回転がセカンダリ軸１２に無段階に変速されて伝達されることになる。ベルト１５のプライマリプーリ１３に対する巻き付け径をＲpとし、セカンダリプーリ１４に対する巻き付け径をＲsとすると、変速比つまりプーリ比ｉは、ｉ＝Ｒs／Ｒpで表される。セカンダリ軸１２の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置などを介して駆動輪に伝達されるようになっている。
【００３２】
プライマリプーリ１３の溝幅を変化させるために、プライマリプーリ１３にはプライマリシリンダ１６が装着され、このシリンダ１６内にはプライマリ油室１７が形成されている。また、セカンダリプーリ１４の溝幅を変化させるために、セカンダリプーリ１４にはセカンダリシリンダ１８が装着され、このシリンダ１８内にはセカンダリ油室１９が形成されている。
【００３３】
それぞれの油室１７，１９にはエンジンあるいは電動モータによって駆動されるオイルポンプ２１によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ２１の吐出口はライン圧油路つまりセカンダリ油路２２によってセカンダリ油室１９に連通され、プライマリ油路２３によってプライマリ油室１７に連通されている。
【００３４】
セカンダリ油路２２はセカンダリ圧制御弁２４のセカンダリ圧ポートに連通され、このセカンダリ圧制御弁２４によってセカンダリ油室１９に供給されるセカンダリ圧Ｐsは、ベルト１５に必要な伝達容量に見合った圧力に調整される。つまり、登坂や急加速などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧Ｐsは上げられてベルト１５のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときには下げられてオイルポンプ２１のロスと伝達効率の向上が図られる。セカンダリ油路２２に接続されたプライマリ油路２３には変速制御弁２５が設けられており、この変速制御弁２５を介してプライマリ圧Ｐpの作動油がプライマリ油室１７に供給されてプライマリプーリ１３の溝幅が変化しプーリ比が制御される。
【００３５】
変速制御弁２５はセカンダリ油路２２が接続される入力ポート２６ａと、プライマリ油路２３に連通する出力ポート２６ｂと、排出路が接続される排出ポート２６ｃが設けられた弁ハウジング２６を有している。入力ポート２６ａおよび排出ポート２６ｃの開口面積を変化させるために弁ハウジング２６にはスプール２５ａが設けられている。入力ポート２６ａの開口面積を大きくする方向にスプール２５ａにばね力を加えるために圧縮コイルばね２５ｂが弁ハウジング２６内に組み込まれ、このばね力に抗して入力ポート２６ａの開口面積を小さくする方向の推力をスプール２５ａに加えるために、電磁コイル２５ｃが組み込まれたソレノイド部が弁ハウジング２６に設けられている。したがって、電磁コイル２５ｃに対して供給される電流によって変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃの開口面積が調整されてプライマリ油路２３を介してプライマリ油室１７に対して給排される作動油の流量が制御される。
【００３６】
プライマリ油路２３にはプライマリ油室１７に供給される油圧の上限値を制限するために、油圧制限手段としてリリーフ弁２７が設けられている。このリリーフ弁２７は変速制御弁２５の出力ポート２６ｂに連通する入力ポート２８ａと、プライマリ油室１７に連通する出力ポート２８ｂと、ドレンポート２８ｃとが設けられた弁ハウジング２８を有している。これらのポートの連通状態を切り換えるために弁ハウジング２８にはスプール２７ａが設けられている。出力ポート２８ｂとパイロットポート２８ｄはパイロット油路２９により連通され、スプール２７ａにはパイロット圧が加えられている。したがって、パイロットポート２８ｄから供給されるパイロット圧によってスプール２７ａには入力ポート２８ａと出力ポート２８ｂとの連通を遮断する方向の圧力が加えられる。一方、連通を開放する方向にばね力を加えるために、弁ハウジング２８内には圧縮コイルばね２７ｂが組み込まれている。
【００３７】
プライマリプーリ１３のプライマリ回転数Ｎpを検出するために、プライマリプーリ１３の近傍にはプライマリ回転数センサ３１が設けられ、セカンダリプーリ１４のセカンダリ回転数Ｎｓを検出するために、セカンダリプーリ１４の近傍にはセカンダリ回転数センサ３２が設けられており、これらのセンサ３１，３２からの検出信号は変速機制御ユニット３３に送られる。プライマリ油室１７内のプライマリ圧Ｐpを検出するためにプライマリ油路２３にはプライマリ圧センサ３４が設けられ、セカンダリ油室１９に供給されるセカンダリ圧Ｐsを検出するためにセカンダリ油路２２にはセカンダリ圧センサ３５が設けられ、これらのセンサ３４，３５からの検出信号は変速機制御ユニット３３に送られる。
【００３８】
さらに、変速機制御ユニット３３にはそれぞれ図示しないスロットル開度センサと、車速センサとエンジン回転数センサからスロットル開度θ、車速Ｖおよびエンジン回転数Ｎeに対応する信号が送られるようになっている。ただし、セカンダリ回転数センサ３２によって検出されたセカンダリプーリ１４の回転数から車速Ｖを演算するようにしても良い。この変速機制御ユニット３３からはセカンダリ圧制御弁２４および変速制御弁２５の電磁コイルに制御信号が送られるようになっている。変速制御ユニット３３には、各種センサからの信号を処理するマイクロプロセッサ(CPU)、制御プログラム、演算式、マップデータなどが格納される(ROM)、そして一時的にデータを格納する(RAM)などが設けられている。
【００３９】
図２は変速機制御ユニット３３に設けられた変速制御弁の制御回路を示すブロック図であり、図２において各ブロックは機能構成として捉えて示されている。図２に示したプーリ比計算部４１は、プライマリ回転数Ｎpとセカンダリ回転数Ｎsに基づいて、実際の変速比つまり実プーリ比ｉを計算する。目標プーリ比設定部４２は、スロットル開度θと車速Ｖに基づいてプライマリ回転数Ｎpdを算出し、これらの条件によって目標プーリ比ｉｓを決定する。なお、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎe、実変速比ｉに応じた単位トルク当たりの必要ライン圧などに基づいて目標ライン圧つまりセカンダリ圧Ｐsが算出される。
【００４０】
入力トルク計算部４３は、スロットル開度θとエンジン回転数Ｎeに基づいてプライマリプーリ１３に入力されるエンジントルクつまり入力トルクＴinを計算する。目標プライマリ圧設定部４４は目標プーリ比ｉsと入力トルクＴinとセカンダリ圧Ｐsに基づいて、定常状態における目標プライマリ圧Ｐp1を算出する。この目標プライマリ圧Ｐp1は、プライマリ圧Ｐpとセカンダリ圧Ｐsとの油圧比Ｐp／Ｐsにセカンダリ圧Ｐsを積算することにより求められる。
【００４１】
油圧比Ｐp／Ｐsは目標プーリ比ｉsとトルク比Ｔp／Ｔmaxとに基づいて予めメモリに格納されたマップデータを読み出すことにより求められる。図３は定常状態の目標プライマリ圧Ｐp1を求めるために、目標プーリ比ｉsとトルク比Ｔp／Ｔmaxをパラメータとして予めROMに格納された油圧比Ｐp／Ｐsの特性を示すマップデータの一例である。図３においてＴpはプライマリ軸に加わる入力トルクであり、Ｔmaxはセカンダリ圧Ｐsと目標プーリ比ｉsとをパラメータとして求められる最大伝達可能トルクである。
【００４２】
一方、図２に示すように、実際のプーリ比ｉと目標プーリ比ｉsのプーリ比偏差Δｉが減算部４５により求められ、求められた偏差Δｉはｉ偏差補償部４６に送られる。このｉ偏差補償部４６はプーリ比偏差Δｉに基づいてその偏差Δｉを無くすためのプライマリ圧Ｐpの補償値をＰＩＤ補正により算出する。この補償値を加算部４７において目標定常プライマリ圧Ｐp1に加えて０次の目標プライマリ圧Ｐp0を求める。基本電流設定部４８は、目標プライマリ圧Ｐp0とセカンダリ圧Ｐsに基づいて、変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに対して供給する基本電流Ｉ0を設定する。
【００４３】
図４（Ａ）は変速制御弁２５を拡大して示す断面図であり、図４（Ｂ）は変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流とポート２６ａ，２６ｃの開口面積との関係を示す弁特性線図であり、図４（Ｃ）は目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0と基本電流Ｉ0との関係を示す基本電流特性線図である。
【００４４】
図４（Ｂ）に示すように、電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流が中立電流Ｉnに対して所定の中立範囲ΔＩn内であれば、変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃはそれぞれ閉じられた状態になる。ソレノイド電流が中立範囲ΔＩnよりも大きな電流値となると排出ポート２６ｃの開口面積が増加し、プライマリ油室１７内から作動油が流出する。これにより、プライマリプーリ１３の溝幅が広がって変速比はダウンシフト側に変化する。一方、中立範囲ΔＩnよりも低下すると入力ポート２６ａの開口面積が増加し、プライマリ油室１７内に作動油が流入する。これにより、プライマリプーリ１３の溝幅が狭くなって変速比はアップシフト側に変化する。
【００４５】
基本電流設定部４８は目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0を計算し、変化率ＤＰp0に応じて基本電流Ｉ0を設定する。図４（Ｃ）に示すように変化率ＤＰp0が増加する場合と減少する場合とのいずれについても所定の閾値２Ｄaの範囲内であれば、基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnに設定される。そして、変化率ＤＰp0が閾値以上に増加する場合には、基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnよりも低い電流Ｉpuに設定される。これにより、変速制御弁２５の入力ポート２６ａが開口してプライマリシリンダ１６内に作動油が流入し、変速比はアップシフト側に変化する。これに対して、変化率ＤＰp0が閾値以上に減少する場合には基本電流Ｉ0は中立電流Ｉnよりも高い電流Ｉpdに設定され、変速比はダウンシフト側に変化する。いずれの場合にも電流Ｉpu、Ｉpdはヒステリシスを持って変化する。
【００４６】
図１に示すプライマリ圧センサ３４により得られた実際のプライマリ圧Ｐpと目標プライマリ圧Ｐp0は、図２に示すように、減算部４９により比較されて圧力偏差ΔＰpが求められ、この圧力偏差ΔＰpはＰ偏差補償電流計算部５０に送られる。このＰ偏差補償電流計算部５０は、圧力偏差ΔＰpに応じて補償電流を計算する。図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ圧力偏差ΔＰpに応じた補償電流値の一例を示す補償電流特性線図であり、圧力偏差ΔＰpに応じた補償電流値は、加算部５１において基本電流Ｉ0に加えられて変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給される。このように、基本電流Ｉ0はプライマリ圧センサ３４により検出されるプライマリ圧Ｐpに応じてフィードバック制御される。
【００４７】
図２におけるフラグＦＬＧＤｉ設定部５２は、変速比の偏差Δｉが所定の閾値ＤΔｉを超えているか否かに応じてフラグを設定し、フラグＦＬＧＤｐ設定部５３は圧力偏差ΔＰpが所定の閾値ＤΔＰpを超えているか否かに応じてフラグを設定する。それぞれのフラグ設定部５２，５３からの信号は、電流更新部５４に送られて、目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値Ｄａよりも小さいことを条件として、それぞれのフラグ設定部５２，５３でフラグがセットされていれば、設定された基本電流Ｉ0は、更新されることなく、つまりプライマリ圧Ｐpのフィードバック制御を行うことなく、そのまま電磁コイル２５ｃに供給される。これに対して、上述した条件以外のときには、電流値Ｉ0を更新してプライマリ圧Ｐpをフィードバック制御する。
【００４８】
リミッタ電流設定部５５は、電磁コイル２５ｃに供給される電流値をリミッタ処理して変速制御弁２５のポートの開口面積を制限する。図６(A1)はプライマリ圧Ｐpと電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、図６(A2)は同図(A1)の特性に応じた変速制御弁２５の作動状態を示す断面図である。図６(B1)はセカンダリ圧Ｐsとプライマリ圧Ｐpとの差と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、図６(B2)は同図(B1)の特性に応じた変速制御弁２５の作動状態を示す断面図である。
【００４９】
図６(A1)に示すように、プライマリ圧Ｐpが大きくなると、電流値を段階的に低下させて排出ポート２６ｃの開口面積が大きくなるように制御する。これにより、プライマリ圧Ｐpが高くなる程、ダウンシフト側となるようにソレノイド電流が制限される。一方、図６(B1)に示すように、Ｐs−Ｐpの値が大きくなる程、電流値を段位的に高くして入力ポート２６ａの開口面積が大きくなるように制御する。これにより、圧力差が大きくなる程、アップシフト側となるようにソレノイド電流が制御される。
【００５０】
図７は油圧制限手段としてのリリーフ弁２７の作動特性図であり、入力ポート２８ａに流入する流入圧力が上限値Ｐplimitを超えるまではプライマリ圧Ｐpは流入圧に対応して上昇する。そして、所定の上限値Ｐplimitを超える圧力が入力ポート２８ａに流入すると、パイロット圧によって入力ポート２８ａが閉じられてプライマリ圧Ｐpの上昇は防止される。これにより、予め定められたプライマリ圧よりも実際のプライマリ圧が高くなった場合には、油圧リミッタとしてのリリーフ弁２７によりプライマリ圧が適正な値に減圧される。したがって、プライマリ油路２３に異常な高圧が働くことがなくなり、回路が保護される。さらに、この設定値を適当に選ぶことにより変速制御弁２５がオープン側に故障した場合にも、プーリ比をオーバードライブとローの中間のプーリ比に保つことができる。
【００５１】
上述した無段変速機にあっては、車両の走行状態を各種センサにより検出して変速制御弁２５の電磁コイル２５ｃに供給されるソレノイド電流を制御することによりプーリ比つまり変速比が自動的に調整される。電磁コイル２５ｃに供給される基本電流は、目標プライマリ圧Ｐp0とセカンダリ圧Ｐsに基づいて設定されるとともに目標プライマリ圧Ｐpの変化率に基づいて設定される。
【００５２】
図８は基本電流Ｉ0を設定するための基本電流設定ルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ１では目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0を計算する。この目標プライマリ圧Ｐp0は、変速比偏差Δｉに応じて補償されるが、実際のプーリ比、プーリ回転数、セカンダリ油圧、伝達トルクなどの無段変速機の作動状態を示すパラメータにより補償値を算出するようにしても良い。
【００５３】
次いで、ステップＳ２において変化率ＤＰp0の絶対値が所定の閾値Ｄａ以下であるか否かを判定し、変化率が小さいときには、ステップＳ３が実行されて基本電流Ｉ0を中立電流Ｉnに設定する。この場合には、変速制御弁２５の入力ポート２６ａと排出ポート２６ｃはいずれも閉じられた状態となる。
【００５４】
ステップＳ２において閾値Ｄａを超えていると判定された場合には、ステップＳ４において変化率ＤＰp0が閾値Ｄａよりも大きいか否かを判定する。大きいと判定されたら、ステップＳ５が実行されて、基本電流Ｉ0を図４（Ｃ）に示されるように、目標プライマリ圧Ｐp0を増加させるようにＩpuに設定される。逆に、閾値Ｄａをよりも変化率ＤＰp0が小さいと判定されたら、ステップＳ６が実行されて基本電流Ｉ0は図４（Ｃ）に示されるように、目標プライマリ圧Ｐp0を減少させるようにＩpdに設定される。
【００５５】
このように、電磁コイル２５ｃに供給される電流値に応じて変速制御弁２５のポートの開口面積が変化してプーリ比が自動的に制御される。電磁コイル２５ｃに供給される基本電流は、プライマリ圧センサ３４によって検出されるプライマリ圧Ｐpをフィードバックして補正される。ただし、所定の条件が成立したときにのみフィードバック制御を行うようにしている。
【００５６】
フィードバック制御を行うか否かを判定するために、図９に示すフラグＦＬＧＤｉ設定ルーチンと、図１０に示すフラグＦＬＧＤｐ設定ルーチンと、図１１に示す電流更新ルーチンが実行される。
【００５７】
図９に示すステップＳ１１においては、実際のプーリ比ｉと目標プーリ比ｉsとのプーリ比偏差Δｉの絶対値が所定の閾値ＤΔｉよりも小さいか否かが判定される。この偏差Δｉが閾値以下であると判定されれば、ステップＳ１２でフラグをセットし、閾値以上であると判定されれば、ステップＳ１３でフラグをリセットする。図１０に示すステップＳ２１においては、実際のプライマリ圧Ｐpと目標プライマリ圧Ｐp0との圧力偏差ΔＰpの絶対値が所定の閾値ＤΔＰpよりも小さいか否かが判定される。この偏差ΔＰpが閾値ＤΔＰp以下であると判定されれば、ステップＳ２２でフラグをセットし、閾値以上であると判定されれば、ステップＳ２３でフラグをリセットする。
【００５８】
図１１のステップＳ３１においては、目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値Ｄａよりも小さいか否かを判定し、ステップＳ３２，Ｓ３２ではそれぞれフラグＦＬＧＤｉとフラグＦＬＧＤｐがセットされているか否かを判定する。これらのステップＳ３１〜Ｓ３３においてYESと判定された場合、つまり目標プライマリ圧Ｐp0の変化率ＤＰp0の絶対値が閾値よりも小さく、プーリ比偏差Δｉの絶対値が閾値ＤΔｉよりも小さく、かつ圧力偏差ΔＰpの絶対値が閾値ＤΔＰpよりも小さい場合には、ステップＳ３４が実行される。これにより、電流更新を行うことなく、つまりプライマリ圧Ｐpの検出結果をフィードバックして基本電流を補正することなく、変速制御弁２５が制御される。
【００５９】
これに対して、ステップＳ３１〜Ｓ３３においてNOと判定されたならば、ステップＳ３５が実行される。これにより、プライマリ圧Ｐpの検出結果をフィードバックして基本電流を補正するため電流値が更新される。
【００６０】
上述のように、実際のプライマリ圧Ｐpをプライマリ圧センサ３４により検出し、電磁コイル２５ｃに駆動電流を供給して開口面積を調整するようにしているので、車両の極低速走行時にプライマリ回転数センサ３１と、セカンダリ回転数センサ３２とからの信号によってはプライマリ回転数Ｎpと、セカンダリ回転数Ｎsとを検出したプーリ比の検出が困難となった場合でも、プライマリ圧Ｐpを監視し、電磁コイル２５ｃに供給される駆動電流を監視することによって、変速比を推定し、変速制御を行うことができる。同時に、プライマリ圧が低圧になり過ぎないように変速制御弁２５を制御することができる。これにより、ベルト１５のスリップを回避しながら、迅速に低速側に変速比を戻させることができる。
【００６１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトスリップが起こらず、変速安定性に優れ、しかも応答性が向上し優れた変速フィーリングを実現する変速制御が可能となる。
【００６３】
油圧を低減することができ、ポンプの負荷を低減することが可能となるので、燃費向上が可能となり、ベルトの耐久性も向上する。
【００６４】
実際のプライマリ圧がリリーフ弁によって適正な上限値を持つため、リリーフ弁よりも下流側のプライマリ回路の設計最大圧を低く設定でき、変速機の軽量化とコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図２】変速制御弁の制御回路を示すブロック図である。
【図３】定常状態の目標プライマリ圧を求めるために、目標プーリ比とトルク比をパラメータとして予めメモリに格納された油圧比特性のマップデータの一例を示す特性線図である。
【図４】（Ａ）は変速制御弁を拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は変速制御弁に供給されるソレノイド電流とポートの開口面積との関係を示す弁特性線図であり、（Ｃ）は目標プライマリ圧の変化率と基本電流との関係を示す基本電流特性線図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ圧力偏差に応じた補償電流値の一例を示す補償電流特性線図である。
【図６】 (A1)はプライマリ圧と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、(A2)は(A1)の特性に応じた変速制御弁の作動状態を示す断面図である。(B1)はセカンダリ圧とプライマリ圧との差と電流値との関係を示すリミッタ処理特性図であり、(B2)は(B1)の特性に応じた変速制御弁の作動状態を示す断面図である。
【図７】油圧制限手段としてのリリーフ弁の作動特性図である。
【図８】基本電流設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】フラグＦＬＧＤｉ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】フラグＦＬＧＤｐ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】電流更新ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 無段変速機
１１ プライマリ軸
１２ セカンダリ軸
１３ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１５ ベルト
１６ プライマリシリンダ
１７ プライマリ油室
１８ セカンダリシリンダ
１９ セカンダリ油室
２１ オイルポンプ
２２ セカンダリ油路
２３ プライマリ油路
２４ セカンダリ圧制御弁
２５ 変速制御弁
２７ リリーフ弁
３１ プライマリ回転数センサ
３２ セカンダリ回転数センサ
３３ 変速機制御ユニット
３４ プライマリ圧センサ
３５ セカンダリ圧センサ
Claims (10)
- プライマリシリンダが設けられたプライマリプーリと、セカンダリシリンダが設けられたセカンダリプーリとを有し、前記プライマリシリンダ内にプライマリ圧を供給して前記プライマリプーリに対する動力伝達要素の巻き付け径を変化させて無段変速を行う無段変速機の制御装置であって、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの実際の変速比と、車両の走行状態に応じて算出される目標変速比との変速比偏差に応じて目標プライマリ圧を設定する目標プライマリ圧設定手段と、
電磁コイルに供給される電流に応じて開口面積を変化させ、前記プライマリシリンダに供給される作動油の流量を調整する変速制御弁と、
前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を検出するプライマリ圧検出手段と、
前記目標プライマリ圧に基づいて設定されて前記電磁コイルに供給される基本電流を、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じてフィードバック制御し、前記変速比を制御する制御手段とを有し、
前記目標プライマリ圧の変化率が所定値よりも小さく、かつ目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差が所定値以下の条件となったときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧に応じたフィードバック制御を行わないことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項１記載の無段変速機の変速制御装置であって、目標変速比と実際の変速比との変速比偏差が所定値以下のときには、前記プライマリ圧検出手段により検出されたプライマリ圧をフィードバック制御しないことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記目標プライマリ圧と実際のプライマリ圧との圧力偏差により求められるフィードバック補償電流を前記基本電流に加えた電流を前記変速制御弁に供給することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記目標プライマリ圧の変化率が所定値以下のときには前記変速制御弁を閉じ、前記変化率が所定値以上のときには変化率に応じて前記変速制御弁の開口面積を調整することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記開口面積を変速速度が過大とならないように前記電磁コイルに供給される電流を制限することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項５記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記電流を前記プライマリ圧に応じて制限することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧を制限する油圧制限手段を、前記プライマリシリンダに接続されるプライマリ油路に設け、前記プライマリシリンダに供給されるプライマリ圧が設定値以上にならないことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項７記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記油圧制限手段がリリーフ弁であることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項７記載の無段変速機の変速制御装置であって、前記プライマリ圧検出手段からの出力信号によって前記油圧制限手段を制御することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１〜９のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置であって、車両の低速走行時は前記開口面積と電流との関係から求められる前記開口面積と、前記プライマリ圧とにより前記プライマリシリンダに対する流入流出作動油量を推定し、この推定値に基づいて変速比を制御することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
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