JP4501278B2 - Control device for infinitely variable continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と無段変速機を備えた車両の、駆動力制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、後退を含んで低速前進までを制御する動力循環モードと、高速前進での制御を行う直結モードの2つの運転モードを選択的に切り換える変速比無限大無段変速機が知られており、例えば、本願出願人による特願平11−255177号のように、変速比無限大無段変速機を搭載した車両の駆動トルク制御装置などが提案されている。
【0003】
これは、車両の目標駆動トルク、車両の状態、変速機の状態等に応じて変速機の目標入力軸回転速度および原動機の目標出力トルクを決定する技術が示されている。
【0004】
これによると、例えばアクセルが踏み込まれて目標駆動トルクが増加した場合には、変速機のトルク比(減速比)を増大させるために目標入力回転速度を増加指令すると共に、目標駆動トルクと実トルク比(減速比)から目標出力トルクを演算するように構成されている。
【0005】
そのため、変速機の変速遅れを補償するように、変速中には目標出力トルクがアクセル操作量以上に増大するように演算される。
【0006】
また、この技術を適用する変速比無限大無段変速機には、動力伝達経路をクラッチの断続で選択的に切り換えることにより、後退から低速前進を実現する動力循環モード(ローモード)と、高速前進を実現する直結モード(ハイモード)があり、これらのモードの切り換えは動力循環モードを実現する動循クラッチと直結モードを実現する直結クラッチの掛けかえにより実現する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案された車両の駆動トルク制御装置において、アクセルの踏み込みにより直結モードから動力循環モードへの切り換え(ダウンシフト)を行う場合、駆動トルク制御によって変速遅れを補償するように原動機の出力トルクが制御されると、運転モード切り換えのためのクラッチ掛けかえ制御にとっては、原動機の出力トルク制御が入力トルクの外乱となってしまい、クラッチの掛け替え時にショックが過大になり、運転性を低下させるという未解決の課題がある。
【0008】
そこで、本発明は上記未解決の課題に鑑みてなされたもので、原動機の出力トルク制御を行いながらも、運転モード切換時にショックを防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、後退から低速前進を実現する動力循環モードと、高速前進を実現する直結モードの2つの運転モードを選択的に切り換える変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、前記変速比無限大無段変速機に連結された動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備える。
【0010】
また、第2の発明は、後退から低速前進を実現する動力循環モードと、高速前進を実現する直結モードの2つの運転モードを選択的に切り換える変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、少なくともアクセル操作量から車両の目標駆動トルクを決定する目標駆動トルク決定手段と、前記変速比無限大無段変速機のトルク比を検出するトルク比検出手段と、少なくとも前記目標駆動トルクとトルク比とから動力源の目標出力トルクを決定する目標出力トルク決定手段と、前記目標出力トルクに応じて動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備える。
【0011】
また、第3の発明は、後退から低速前進を実現する動力循環モードと、高速前進を実現する直結モードの2つの運転モードを選択的に切り換える変速比無限大無段変速機と、車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、少なくともアクセル操作量から車両の目標駆動トルクを決定する目標駆動トルク決定手段と、前記変速比無限大無段変速機の総変速比または速度比を検出する変速比検出手段と、少なくとも前記目標駆動トルクと総変速比または速度比から動力源の目標出力トルクを決定する目標出力トルク決定手段と、前記目標出力トルクに応じて動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が、前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備える。
【0020】
また、第4の発明は、前記第1ないし第3の発明のいずれかひとつにおいて、前記出力トルク制限手段は、前記動力源の出力トルクが減少したときには、前記動力源の出力トルクの減少率を制限する。
【0022】
【発明の効果】
したがって、第1〜第3の発明によれば、モード切り換え時の動力源出力トルクの急激な増加によりクラッチの締結容量が不足してショックが発生するのを抑制しつつ、出力トルクの増加要求に少しでも対応することができる。
【0029】
また、第4の発明は、モード切り換え時の動力源出力トルクの急激な減少によりクラッチの締結容量が不足してショックが発生するのを抑制しつつ出力トルクの減少要求に少しでも対応することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0032】
図1は、駆動源としてのエンジン1に変速比無限大無段変速機10を連結して、走行状態に応じて最適な運転状態となるように、エンジン1の出力と変速比無限大無段変速機10を制御するコントロールユニット100を備えた車両に本発明を適用した一例を示す。
【0033】
この変速比無限大無段変速機10は、エンジン1の出力軸2にトーショナルダンパ3を介して連結されたインプットシャフト(第1シャフト)11と、該シャフト11の外側に遊嵌合された中空のプライマリシャフト(第3シャフト)12と、これらのシャフト11、12に平行に配置されたセカンダリシャフト(第2シャフト)13とを有し、これらのシャフト11〜13が、いずれも当該車両の横方向に延びるように配置されている。
【0034】
また、この変速比無限大無段変速機10における上記インプットシャフト11およびプライマリシャフト12の軸線上には、トロイダル式の第1、第2無段変速機構20、30と、ローディングカム40とが配設されているとともに、セカンダリシャフト13の軸線上には、遊星歯車機構50と、動力循環クラッチ(第1クラッチ機構)60および直結クラッチ(第2クラッチ機構)70とが配設されている。
【0035】
そして、インプットシャフト11およびプライマリシャフト12の軸線と、セカンダリシャフト13の軸線との間に、動力循環ギヤ列80と、直結ギヤ列90とが配設されている。
【0036】
上記第1、第2無段変速機構20、30はほぼ同一の構成であり、いずれも、対向面がトロイダル面とされた入力ディスク21、31と出力ディスク22、32とを有し、これらの対向面間に、両ディスク21、22間および31、32間でそれぞれ動力を伝達するローラー23、33が2つづつ配設されている。
【0037】
そして、エンジン1から遠い方に配置された第1無段変速機構20は、入力ディスク21がエンジン1から遠い側に、出力ディスク22がエンジン側に配置され、また、エンジン1に近い方に配置された第2無段変速機構30には、入力ディスク31がエンジン側に、出力ディスク32がエンジンから遠い側に配置されており、かつ、両無段変速機構20、30の入力ディスク21、31はプライマリシャフト12の両端部にそれぞれ結合され、また、出力ディスク22、32は一体化されて、該プライマリシャフト12の中間部に回転自在に支持されている。
【0038】
また、インプットシャフト11のエンジンとは反対側の端部には、上記動力循環ギヤ列80を構成する第1ギヤ81が結合されていると共に、第1ギヤ81と上記第1無段変速機構20の入力ディスク21との間にローディングカム40が配設されており、さらに、第1、第2無段変速機構20、30は一体化された出力ディスク22、33(以下、「一体化出力ディスク34」と記す)の外周に、上記直結ギヤ列90を構成する第1ギヤ91が設けられている。
【0039】
一方、セカンダリシャフト13のエンジン側の端部には、上記動力循環ギヤ列80を構成する第2ギヤ82が回転自在に支持されて、アイドルギヤ83を介して上記第1ギヤ81に連結されていると共に、該セカンダリシャフト13の中間部には上記遊星歯車機構50が配設されている。
【0040】
そして、該遊星歯車機構50のピニオンキャリヤ(第3回転要素)51と上記動力循環ギヤ列80の第2ギヤ82との間に、これらを選択的に締結、解放する動力循環クラッチ60が介装されている。
【0041】
また、遊星歯車機構50のエンジン側には、上記第1、第2無段変速機構20、30の一体化出力ディスク34の外周に設けられた直結ギヤ列90の第1ギヤ91に噛み合う第2ギヤ92が回転自在に支持され、第2ギヤ92と遊星歯車機構50のサンギヤ(第1回転要素)52とが連結されていると共に、該遊星歯車機構50のリングギヤ(第2回転要素)53がセカンダリシャフト13に結合されており、また、該遊星歯車機構50のエンジン側に、上記直結ギヤ列90の第2ギヤ92とセカンダリシャフト13とを選択的に締結、解放する直結クラッチ70が介装されている。
【0042】
そして上記セカンダリシャフト13のエンジン側の端部には、第1ギヤ4a、第2ギヤ4bとアイドルギヤ4cとからなる出力ギヤ列4を介してディファレンシャル装置5が連結されており、このディファレンシャル装置5から左右に延びる駆動軸6a、6bを介して左右の駆動輪に動力を伝達するようになっている。
【0043】
図2において、コントローラ100は、車速センサ101による車速VSP、アクセル操作量センサ102からのアクセル操作量APS、入力軸回転速度センサ103が検出したインプットシャフト11の回転速度である入力軸回転速度Nin、クランク角センサ104からのエンジン回転速度Neを読み込んで、エンジン1の出力トルクを制御するとともに、変速比無限大無段変速機10の総変速比(インプットシャフト回転速度/セカンダリシャフト回転速度)を制御する。なお、エンジン回転速度Ne=入力軸回転速度Ninである。
【0044】
コントローラ100においては、車速VSPとアクセル操作量APSから車両の目標駆動トルクを決定し、入力軸回転速度センサ103による入力軸回転速度Nin、車速センサ101による車速VSPから変速比無限大無段変速機10のトルク比を検出し、車速VSP、アクセル操作量APSから変速機へ指令すべき動力伝達モード(運転モード)を判定する。
【0045】
そして、上記車両目標駆動トルクと変速機のトルク比とからエンジン1の目標出力トルクを決定し、アクセル操作量APSと、運転モードの切り換え状態に応じて目標出力トルクを制限してから、この目標出力トルクに応じてエンジン1の出力トルクを制御する。
【0046】
コントローラ100によるエンジン1の出力トルク制御は、例えば、吸入空気量制御、燃料噴射量制御、点火時期制御などによって行われ、また、変速比無限大無段変速機10の総変速比制御は、動力循環クラッチ60、直結クラッチ70の締結制御と、トロイダル式の第1、第2無段変速機構20、30の変速比制御によって行われる。
【0047】
図3、図4はコントローラ100で行われる駆動力制御の一例を示すフローチャートで、例えば、10msecなどの所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【0048】
ステップS1ではアクセル操作量APS、変速機入力回転速度Nin、車速VSPを入力する。
【0049】
ステップS2では、アクセル操作量APSと車速VSPにより、図5に示すように、予め設定されたマップを検索して車両目標駆動トルクtTdを演算する。
【0050】
ステップS3では入力軸回転速度Ninと車速VSPとから次式により変速比無限大無段変速機10の速度比eを演算し、速度比eに基づいて、図6のように、あらかじめ設定されたマップを検索して変速比無限大無段変速機10のトルク比tを演算する。
【0051】
e=VSP/Nin×R
但し、Rはタイヤ半径から決まる係数で、たとえば8.8である。
【0052】
ステップS4では、次式により基本となる目標エンジントルクtTe0を演算する。
【0053】
tTe0=tTd/t
ステップS5では入力軸回転速度Ninと車速VSPとにより、図7に示すように、あらかじめ設定された特性に基づき指令すべき動力伝達モード(運転モード)MDを決定する。この動力伝達モードMDは、
MD=1:動力循環モード
MD=0:直結モード
に設定される。
【0054】
ステップS6ではモード切り換えが発生したかどうかを次式により判定する。
【0055】
MD≠MDz
ここでMDzは、1演算周期前の動力伝達モードMDである。
【0056】
上記条件が満たされた場合はモード切り換えが発生したと判断し、ステップS7へ分岐し、そうでない場合はステップS18へ分岐する。
【0057】
ステップS7ではモード切り換え中であることを示すフラグ、Fmodを1にセットする(Fmod=1)。なお、Fmodの初期状態はリセット状態(Fmod=0)である。
【0058】
ステップS8では、モード切り換え発生時点から、所定時間をモード切り換え中と判断するためのタイマーを起動する。なお、タイマーの初期値は0である。
【0059】
ステップS9ではタイマー値をモード切り換え時間である所定値Tと比較する。タイマー値がT未満の場合はモード切り換え中であると判断し、ステップS10で分岐する。
【0060】
一方、タイマー値がT以上の場合はモード切り換えが終了したと判断し、ステップS14へ分岐する。
【0061】
ステップS10ではアクセル操作量APSと入力軸回転速度Ninとにより、図8に示すように、あらかじめ設定されたマップを検索して目標エンジントルクの制限値tTeLを演算する。
【0062】
ステップS11では基本目標エンジントルクtTe0が増加しているかどうかを次式により判断する。
【0063】
tTe0−tTe0z8>dTe
ここで、tTe0z8は、例えば、8演算周期前の基本目標エンジントルクtTe0であり、またdTeは、予め設定した定数で、例えば、20である。
【0064】
上記条件が満たされた場合は基本目標エンジントルクtTe0が増加していると判断し、ステップS12へ分岐し、そうでない場合はステップS17へ分岐する。
【0065】
基本目標エンジントルクtTe0が増加しているステップS12では、基本目標エンジントルクtTe0と目標エンジントルクの制限値tTeLのうち、小さい方を目標エンジントルク=tTeに設定することにより、目標エンジントルクの上限値を制限する。
【0066】
ステップS13では、目標エンジントルクtTeに基づいて、上述のようにエンジントルクを制御する。
【0067】
タイマー値が所定値T以上となったステップS14では、モード切り換え終了判定を受けてタイマーを停止するとともにリセットする。
【0068】
ステップS15では、モード切換中フラグFmodをリセットする。
【0069】
ステップS16ではモード切り換え中でないので、目標エンジントルクtTeに基本目標エンジントルクtTe0を設定する。
【0070】
上記ステップS11の判定で、基本目標エンジントルクtTe0が増加していない場合のステップS17では、基本目標エンジントルクtTe0とt目標エンジントルク制限値TeLのうち、大きい方を目標エンジントルクtTeに設定することにより、目標エンジントルクの下限値を制限する。
【0071】
ステップS18では、モード切換中フラグFmod=1であるか否かにより、モード切り換え中であるかどうかを判断する。
【0072】
上記条件が満たされた場合はモード切り換え中であると判断し、上記ステップS9へ分岐し、そうでない場合は上記ステップS16へ分岐する。
【0073】
上記制御により、直結モードで運転中にアクセルペダルを踏み込んで、動力伝達モードへの動力伝達モード切り換え(ダウンシフト)が発生すると、運転状態は図9に示すタイムチャートのようになる。
【0074】
アクセル操作量APSの増大に応じて目標駆動力tTdが増大し、動力循環モードへのダウンシフトによって、速度比eが減少してトルク比tが増大する。
【0075】
このとき、目標エンジントルクtTeは、上記ステップS12によって、制限値tTeLによって、その最大値または最小値が規制されるため、クラッチの掛け替え制御中に変速比無限大無段変速機10への入力トルクが過大に変動することはなく、車両加速度は滑らかに変化して動力伝達モード切り換えの際にショックが発生するのを防止できるのである。
【0076】
一方、前記従来例の駆動力制御では、図10に示すようになり、動力伝達モード切り換え中の時間T1、T2の間で、エンジントルクが突出して(図9の破線部)一時的に過大になってしまい、車両加速度が変動してショックを発生し、運転者へ違和感を与えるのである。
【0077】
図11、図12は、第2の実施形態を示すフローチャートである。
【0078】
これらのフローチャートのうち、ステップS19〜27、ステップS30〜33、ステップS37は、それぞれ前記第1実施形態に示した図3、図4のステップS1〜9、ステップS13〜16、ステップS18と同様であるので重複説明を省略する。
【0079】
ステップS28では基本目標エンジントルクtTe0の増加率が所定値以上かどうかを次式により判断する。
【0080】
tTe0−tTez≧dT
ここで、tTezは1演算周期前の目標エンジントルクtTeであり、また、dTは正の定数で、例えば10である。
【0081】
上記条件が満たされた場合はステップS29へ分岐し、そうでない場合はステップS34へ分岐する。
【0082】
ステップS29では前回制御時の目標エンジントルクtTezに定数dTを加算したものを目標エンジントルクtTeとして設定することにより、目標エンジントルクtTeの増加率を制限する。
【0083】
ステップS34では、基本目標エンジントルクtTe0の減少率が所定値以上か否かを次式により判断する。
【0084】
tTez−tTe0≧dT
そして、上記条件が満たされた場合はステップS35へ分岐し、そうでない場合はステップS36へ分岐する。
【0085】
ステップS35では、前回制御時の目標エンジントルクtTezから定数dTを減算したものを目標エンジントルクtTeとして設定することにより、目標エンジントルクの減少率を制限する。
【0086】
ステップS36では基本目標エンジントルクtTe0の変化率が制限値未満である場合となるので、目標エンジントルクtTeに基本目標エンジントルクtTe0を設定する。
【0087】
図13は上記制御により、直結モードから動力伝達モードへの動力伝達モード切り換えを行った場合のタイムチャートを示し、モード切り換え中の時間T1、T2間では、エンジントルクの増加率または減少率が制限されるため、図中破線の従来例のように、エンジントルクが突出したり過大に変動するのを防いで、直結クラッチ70から動力循環クラッチ60への掛け替えの際にショックの発生を抑制することができる。
【0088】
図14、図15は第3の実施形態を示すフローチャートで、アクセルペダルとは独立して制御可能な電子制御スロットル(図示せず)によって駆動力制御を行う場合を示す。
【0089】
ステップS39ではアクセル操作量APS、変速機入力軸回転速度Nin、車速VSP、目標エンジントルクtTeを入力する。
【0090】
ステップS40では、目標エンジントルクtTeと入力軸回転速度Ninとにより、図16のように、あらかじめ設定されたマップを検索して基本となる目標スロットル開度tTVO0を演算する。
【0091】
ステップS41では入力軸回転速度Ninと車速VSPとにより、前記第1実施形態の図7と同様に、あらかじめ設定された特性に基づき、指令すべき動力伝達モードMDを決定する(動力循環モード:MD=1、直結モード:MD=0)。
【0092】
ステップS42では、モード切り換えが発生したかどうかを次式により判定する。
【0093】
MD≠MDz
ここでMDzは1演算周期前の動力伝達モードMDである。
【0094】
上記条件が満たされた場合はモード切り換えが発生したと判断し、ステップS43へ分岐し、そうでない場合はステップS54へ分岐する。
【0095】
ステップS43では、動力伝達モードの切り換え中であることを示すフラグFmodを1にセットする(Fmod=1)。なお、Fmodの初期状態はリセット状態(Fmod=0)である。
【0096】
ステップS44では、モード切り換え発生から所定時間をモード切り換え中と判断するためのタイマーを起動する。なお、タイマーの初期値は0である。
【0097】
ステップS45ではタイマー値をモード切り換え時間である所定値Tと比較する。タイマー値がT未満の場合はモード切り換え中であると判断し、ステップS46で分岐する一方、タイマー値が所定値T以上の場合はモード切り換えが終了したと判断し、ステップS50へ分岐する。
【0098】
動力伝達モード切り換え中のステップS46ではアクセル操作量APSにより、図17に示すように、あらかじめ設定されたマップを検索して目標スロットル開度の制限値TVOLを演算する。
【0099】
ステップS47ではアクセル操作量APSが増加しているかどうかを次式により判断する。
【0100】
APS−APSz8>dAps
ここでAPSz8は、例えば、8演算周期前のアクセル操作量APSであり、またdApsは定数で、例えば10である。
【0101】
上記条件が満たされた場合はアクセル操作量APSが増加していると判断して、ステップS48へ分岐し、そうでない場合はステップS53へ分岐する。
【0102】
ステップS48では目標スロットル開度tTVO0と目標スロットル開度制限値TVOLの小さい方を目標スロットル開度tTVOに設定することで、スロットル開度の上限値を制限する。
【0103】
そして、ステップS49では、この目標スロットル開度tTVOに基づき電子制御スロットルのスロットル開度を制御する。
【0104】
S50では、モード切り換え終了判定を受けてタイマーを停止するとともにリセットする。
【0105】
ステップS51ではモード切り換え中フラグFmodを0にリセットする。
【0106】
ステップS52は、モード切り換え中ではないので、目標スロットル開度tTVOに目標スロットル開度tTVO0を設定する。
【0107】
ステップS53では目標スロットル開度tTVO0と、目標スロットル開度制限値TVOLのうち、大きい方を目標スロットル開度tTVOに設定することにより、目標スロットル開度の下限値を制限する。
【0108】
ステップS54では、モード切り換え中フラグモードがFmod=1であるか否かにより、動力伝達モード切り換え中であるかどうかを判断する。
【0109】
上記条件が満たされた場合はモード切り換え中であると判断し、ステップS45へ分岐し、そうでない場合はステップS52へ分岐する。
【0110】
上記制御のように、電子制御スロットルを用いて、目標スロットル開度tTVOを制限する場合でも、前記第2実施形態と同様に、モード切り換え中にエンジントルクの増加率または減少率が制限されるため、エンジントルクが突出したり過大に変動するのを防いで、モード切り換え中にショックが発生するのを抑制することができる。
【0111】
図18、図19は、第4の実施形態を示すフローチャートで、図中ステップS55〜64、ステップS66〜S72は、それぞれ前記第1実施形態の図3、図4に示したステップS1〜10、ステップS12〜18と同様であり、重複説明を省略する。
【0112】
ステップS65では指令すべき動力伝達モードが動力循環モードかどうかを次式により判断する。
【0113】
MD=1 (動力伝達モード)
上記条件が満たされた場合は動力循環モードと判断し、ステップS66へ分岐し、そうでない場合はステップS71へ分岐する。
【0114】
上記制御により、動力循環モードへ切り換えられる場合には、目標エンジントルクtTeが制限値tTeL以内に制限され、クラッチの掛け替え制御中に変速比無限大無段変速機10への入力トルクが過大に変動することはなく、車両加速度は滑らかに変化して動力伝達モード切り換えの際にショックが発生するのを防止できるのである。
【0115】
なお、上記実施形態において、トルク比tを求めたが、これに代わって、総変速比または速度比eに応じて制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す変速比無限大無段変速機の概略構成図。
【図2】同じくコントローラの概略構成図。
【図3】コントローラで行われる駆動力制御の一例を示すフローチャートで、その前半部。
【図4】同じく後半部。
【図5】車速VSPとアクセル操作量APSに応じた目標駆動トルクtTdのマップである。
【図6】速度比eに応じたトルク比tのマップ。
【図7】車速VSPと入力軸回転速度Ninに応じた、動力伝達モードのマップである。
【図8】入力軸回転速度Ninとアクセル操作量APSに応じた目標スロットル開度制限値tTeLのマップである。
【図9】作用を示すタイムチャートで、直結モードから動力循環モードへの踏み込みダウンシフトを示し、アクセル操作量、動力伝達モード、モード切り換え中フラグ、目標駆動力、速度比、トルク比、エンジントルク、車両加速度と時間の関係を示す。
【図10】従来例の作用を示すタイムチャートで、直結モードから動力循環モードへの踏み込みダウンシフトを示し、アクセル操作量、動力伝達モード、モード切り換え中フラグ、目標駆動力、速度比、トルク比、エンジントルク、車両加速度と時間の関係を示す。
【図11】第2実施形態を示し、駆動力制御の一例を示すフローチャートの前半部。
【図12】同じく、後半部。
【図13】同じく、作用を示すタイムチャートで、直結モードから動力循環モードへの踏み込みダウンシフトを示し、アクセル操作量、動力伝達モード、モード切り換え中フラグ、目標駆動力、速度比、トルク比、エンジントルク、車両加速度と時間の関係を示す。
【図14】第3実施形態を示し、駆動力制御の一例を示すフローチャートの前半部。
【図15】同じく、後半部。
【図16】入力軸回転速度Ninと目標エンジントルクtTeに応じた基本目標スロットル開度tTVO0のマップ。
【図17】アクセル操作量APSに応じたスロットル開度制限値TVOLのマップ。
【図18】第4実施形態を示し、駆動力制御の一例を示すフローチャートの前半部。
【図19】同じく、後半部。
【符号の説明】
1 エンジン
10 変速比無限大無段変速機
100 コントローラ
101 車速センサ
102 アクセル操作量センサ
103 入力軸回転速度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to driving force control for a vehicle including an internal combustion engine and a continuously variable transmission.
[0002]
[Prior art]
Conventionally known is an infinitely variable gear ratio continuously variable transmission that selectively switches between two operating modes: a power circulation mode that controls reverse speed, including reverse, and a direct connection mode that controls high speed forward. For example, as in Japanese Patent Application No. 11-255177 by the applicant of the present application, a drive torque control device for a vehicle equipped with a continuously variable transmission with an infinite gear ratio has been proposed.
[0003]
This shows a technique for determining a target input shaft rotational speed of a transmission and a target output torque of a prime mover in accordance with a target drive torque of the vehicle, a state of the vehicle, a state of the transmission, and the like.
[0004]
According to this, for example, when the accelerator is depressed and the target drive torque increases, the target input rotational speed is commanded to increase in order to increase the torque ratio (reduction ratio) of the transmission, and the target drive torque and the actual torque are increased. The target output torque is calculated from the ratio (reduction ratio).
[0005]
Therefore, the target output torque is calculated so as to increase more than the accelerator operation amount during the shift so as to compensate for the shift delay of the transmission.
[0006]
In addition, the infinitely variable gear ratio transmission to which this technology is applied has a power circulation mode (low mode) that realizes low-speed forward from reverse by selectively switching the power transmission path by intermittently connecting the clutch, and a high-speed There is a direct connection mode (high mode) that realizes forward movement, and switching between these modes is realized by switching between a dynamic circulation clutch that realizes a power circulation mode and a direct connection clutch that realizes a direct connection mode.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the proposed vehicle drive torque control apparatus, when switching from the direct connection mode to the power circulation mode (downshift) by depressing the accelerator, the output torque of the prime mover is compensated for by the drive torque control so as to compensate for the shift delay. Is controlled, the output torque control of the prime mover becomes a disturbance of the input torque for the clutch switching control for switching the operation mode, and the shock becomes excessive when the clutch is switched, and the drivability is reduced. There are unresolved issues.
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems, and an object thereof is to prevent a shock at the time of operation mode switching while performing output torque control of a prime mover.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention is an infinitely variable gear ratio continuously variable transmission that selectively switches between two driving modes: a power circulation mode that realizes low-speed forward movement from reverse and a direct-coupled mode that realizes high-speed forward movement; Accordingly, there is provided a mode switching determining means for determining the switching of the operation mode, and an output torque control means for controlling an output torque of a power source connected to the infinitely variable speed ratio continuously variable transmission. In the step transmission control device, the output torque control means determines whether the mode switching determination means switches the operation mode.When the output torque of the power source increases, the increase rate of the output torque of the power source is limited.Output torque limiting means is provided.
[0010]
Further, the second aspect of the present invention is an infinitely variable gear ratio continuously variable transmission that selectively switches between two driving modes: a power circulation mode that realizes low-speed advance from reverse, and a direct connection mode that realizes high-speed advance; Mode switching determining means for determining switching of the operation mode according to the state; target driving torque determining means for determining a target driving torque of the vehicle based on at least an accelerator operation amount; and a torque ratio of the infinitely variable gear ratio continuously variable transmission A torque ratio detecting means for detecting the power source, target output torque determining means for determining a target output torque of the power source from at least the target drive torque and the torque ratio, and controlling the output torque of the power source according to the target output torque And an output torque control means, wherein the output torque control means comprises the mode switching determination means. It determines switching of the operating modeWhen the output torque of the power source increases, the increase rate of the output torque of the power source is limited.Output torque limiting means is provided.
[0011]
Further, the third aspect of the invention is an infinitely variable gear ratio continuously variable transmission that selectively switches between two operation modes, namely, a power circulation mode that realizes low-speed advance from reverse, and a direct connection mode that realizes high-speed advance, Mode switching determining means for determining switching of the operation mode according to the state; target driving torque determining means for determining a target driving torque of the vehicle based on at least the accelerator operation amount; and total shift of the infinitely variable gear ratio continuously variable transmission A speed ratio detecting means for detecting a ratio or speed ratio, a target output torque determining means for determining a target output torque of a power source from at least the target drive torque and the total speed ratio or speed ratio, and a power according to the target output torque An output torque control means for controlling the output torque of the power source, wherein the output torque control means comprises the module De switching determination unit determines the switching of the operation modeWhen the output torque of the power source increases, the increase rate of the output torque of the power source is limited.Output torque limiting means is provided.
[0020]
Also,The fourth invention is, The first throughThird inventionIn any one of the above, the output torque limiting means,Of the power sourceWhen the output torque decreases,Of the power sourceLimit the rate of decrease of output torque.
[0022]
【The invention's effect】
Therefore,1st-3rd inventionAccording toWhile suppressing the occurrence of a shock due to insufficient clutch engagement capacity due to a sudden increase in power source output torque at the time of mode switching, it is possible to meet even a small increase in output torque.
[0029]
Also,4th inventionWhile suppressing the occurrence of shock due to insufficient clutch engagement capacity due to a sudden decrease in power source output torque at the time of mode switchingOutput torqueIt is possible to meet even a small request for reduction.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0032]
FIG. 1 shows an output of an
[0033]
This infinitely variable transmission continuously
[0034]
In addition, toroidal first and second continuously
[0035]
A power
[0036]
The first and second continuously
[0037]
The first continuously
[0038]
A
[0039]
On the other hand, a
[0040]
A
[0041]
Further, on the engine side of the
[0042]
A
[0043]
In FIG. 2, the
[0044]
In the
[0045]
Then, the target output torque of the
[0046]
The output torque control of the
[0047]
3 and 4 are flowcharts showing an example of the driving force control performed by the
[0048]
In step S1, the accelerator operation amount APS, the transmission input rotation speed Nin, and the vehicle speed VSP are input.
[0049]
In step S2, the vehicle target drive torque tTd is calculated by searching a preset map based on the accelerator operation amount APS and the vehicle speed VSP, as shown in FIG.
[0050]
In step S3, the speed ratio e of the infinitely variable transmission ratio continuously
[0051]
e = VSP / Nin × R
However, R is a coefficient determined from the tire radius and is, for example, 8.8.
[0052]
In step S4, a basic target engine torque tTe0 is calculated by the following equation.
[0053]
tTe0 = tTd / t
In step S5, as shown in FIG. 7, a power transmission mode (operation mode) MD to be commanded is determined based on a preset characteristic, based on the input shaft rotational speed Nin and the vehicle speed VSP. This power transmission mode MD is
MD = 1: Power circulation mode
MD = 0: Direct connection mode
Set to
[0054]
In step S6, it is determined by the following formula whether or not mode switching has occurred.
[0055]
MD ≠ MDz
Here, MDz is a power transmission mode MD before one calculation cycle.
[0056]
If the above condition is satisfied, it is determined that mode switching has occurred, and the process branches to step S7. Otherwise, the process branches to step S18.
[0057]
In step S7, a flag indicating that the mode is being changed, Fmod, is set to 1 (Fmod = 1). Note that the initial state of Fmod is the reset state (Fmod = 0).
[0058]
In step S8, a timer for determining that the predetermined time is being changed is started from the time of occurrence of the mode change. Note that the initial value of the timer is zero.
[0059]
In step S9, the timer value is compared with a predetermined value T which is a mode switching time. If the timer value is less than T, it is determined that the mode is being switched, and the process branches at step S10.
[0060]
On the other hand, if the timer value is equal to or greater than T, it is determined that the mode switching has ended, and the process branches to step S14.
[0061]
In step S10, as shown in FIG. 8, a preset map is searched based on the accelerator operation amount APS and the input shaft rotational speed Nin to calculate a target engine torque limit value tTeL.
[0062]
In step S11, it is determined by the following equation whether or not the basic target engine torque tTe0 has increased.
[0063]
tTe0-tTe0z8> dTe
Here, tTe0z8 is, for example, the basic target engine torque tTe0 before 8 calculation cycles, and dTe is a preset constant, for example, 20.
[0064]
If the above condition is satisfied, it is determined that the basic target engine torque tTe0 has increased, and the process branches to step S12. Otherwise, the process branches to step S17.
[0065]
In step S12 in which the basic target engine torque tTe0 is increasing, by setting the smaller of the basic target engine torque tTe0 and the target engine torque limit value tTeL to the target engine torque = tTe, the upper limit value of the target engine torque Limit.
[0066]
In step S13, the engine torque is controlled as described above based on the target engine torque tTe.
[0067]
In step S14 in which the timer value is equal to or greater than the predetermined value T, the timer is stopped and reset upon receiving the mode switching end determination.
[0068]
In step S15, the mode switching flag Fmod is reset.
[0069]
In step S16, since the mode is not being switched, the basic target engine torque tTe0 is set as the target engine torque tTe.
[0070]
In step S17 when the basic target engine torque tTe0 has not increased in the determination in step S11, the larger of the basic target engine torque tTe0 and the t target engine torque limit value TeL is set as the target engine torque tTe. Thus, the lower limit value of the target engine torque is limited.
[0071]
In step S18, whether or not the mode is being switched is determined based on whether or not the mode switching flag Fmod = 1.
[0072]
If the above condition is satisfied, it is determined that the mode is being switched, and the process branches to step S9. Otherwise, the process branches to step S16.
[0073]
When the accelerator pedal is depressed during operation in the direct connection mode by the above control and the power transmission mode is switched to the power transmission mode (downshift), the operation state is as shown in the time chart of FIG.
[0074]
The target driving force tTd increases as the accelerator operation amount APS increases, and the speed ratio e decreases and the torque ratio t increases due to the downshift to the power circulation mode.
[0075]
At this time, since the maximum value or the minimum value of the target engine torque tTe is regulated by the limit value tTeL in step S12, the input torque to the infinitely variable gear ratio continuously
[0076]
On the other hand, in the driving force control of the conventional example, as shown in FIG. 10, the engine torque protrudes (dashed line portion in FIG. 9) between times T1 and T2 during the power transmission mode switching, and is temporarily excessively excessive. As a result, the vehicle acceleration fluctuates and a shock occurs, giving the driver a sense of incongruity.
[0077]
11 and 12 are flowcharts showing the second embodiment.
[0078]
Among these flowcharts, Steps S19 to 27, Steps S30 to 33, and Step S37 are the same as Steps S1 to 9, Steps S13 to 16, and Step S18 of FIGS. 3 and 4 shown in the first embodiment, respectively. Because of this, duplicate explanation is omitted.
[0079]
In step S28, it is determined by the following equation whether the increase rate of the basic target engine torque tTe0 is equal to or greater than a predetermined value.
[0080]
tTe0−tTez ≧ dT
Here, tTez is the target engine torque tTe before one calculation cycle, and dT is a positive constant, for example, 10.
[0081]
If the above condition is satisfied, the process branches to step S29; otherwise, the process branches to step S34.
[0082]
In step S29, the increase rate of the target engine torque tTe is limited by setting the target engine torque tTe obtained by adding the constant dT to the target engine torque tTez in the previous control.
[0083]
In step S34, it is determined by the following equation whether or not the reduction rate of the basic target engine torque tTe0 is equal to or greater than a predetermined value.
[0084]
tTez-tTe0 ≧ dT
If the above condition is satisfied, the process branches to step S35; otherwise, the process branches to step S36.
[0085]
In step S35, the target engine torque reduction rate is limited by setting the target engine torque tTe obtained by subtracting the constant dT from the target engine torque tTez in the previous control.
[0086]
In step S36, since the rate of change of the basic target engine torque tTe0 is less than the limit value, the basic target engine torque tTe0 is set as the target engine torque tTe.
[0087]
FIG. 13 shows a time chart when the power transmission mode is switched from the direct connection mode to the power transmission mode by the above control. The increase rate or decrease rate of the engine torque is limited between the times T1 and T2 during the mode switching. Therefore, as in the conventional example of the broken line in the figure, the engine torque is prevented from protruding or excessively fluctuating, and the occurrence of shock is suppressed when switching from the direct coupling clutch 70 to the
[0088]
FIGS. 14 and 15 are flowcharts showing the third embodiment, and show a case where driving force control is performed by an electronically controlled throttle (not shown) that can be controlled independently of the accelerator pedal.
[0089]
In step S39, the accelerator operation amount APS, the transmission input shaft rotational speed Nin, the vehicle speed VSP, and the target engine torque tTe are input.
[0090]
In step S40, based on the target engine torque tTe and the input shaft rotational speed Nin, a basic target throttle opening tTVO0 is calculated by searching a preset map as shown in FIG.
[0091]
In step S41, the power transmission mode MD to be commanded is determined based on the preset characteristics, based on the input shaft rotational speed Nin and the vehicle speed VSP, as in FIG. 7 of the first embodiment (power circulation mode: MD = 1, direct connection mode: MD = 0).
[0092]
In step S42, it is determined by the following formula whether or not mode switching has occurred.
[0093]
MD ≠ MDz
Here, MDz is the power transmission mode MD one calculation cycle before.
[0094]
If the above conditions are satisfied, it is determined that mode switching has occurred, and the process branches to step S43. Otherwise, the process branches to step S54.
[0095]
In step S43, a flag Fmod indicating that the power transmission mode is being switched is set to 1 (Fmod = 1). Note that the initial state of Fmod is the reset state (Fmod = 0).
[0096]
In step S44, a timer for determining that the predetermined time has elapsed from the occurrence of mode switching is being started. Note that the initial value of the timer is zero.
[0097]
In step S45, the timer value is compared with a predetermined value T which is a mode switching time. If the timer value is less than T, it is determined that the mode is being switched, and the process branches in step S46. On the other hand, if the timer value is greater than or equal to the predetermined value T, it is determined that the mode switch has been completed and the process branches to step S50.
[0098]
In step S46 during switching of the power transmission mode, as shown in FIG. 17, a map set in advance is searched based on the accelerator operation amount APS to calculate a target throttle opening limit value TVOL.
[0099]
In step S47, it is determined by the following equation whether or not the accelerator operation amount APS is increasing.
[0100]
APS-APSz8> dAps
Here, APSz8 is, for example, the accelerator operation amount APS before 8 calculation cycles, and dAps is a constant, for example, 10.
[0101]
If the above condition is satisfied, it is determined that the accelerator operation amount APS has increased, and the process branches to step S48. Otherwise, the process branches to step S53.
[0102]
In step S48, the smaller of the target throttle opening tTVO0 and the target throttle opening limit value TVOL is set as the target throttle opening tTVO, thereby limiting the upper limit value of the throttle opening.
[0103]
In step S49, the throttle opening of the electronically controlled throttle is controlled based on the target throttle opening tTVO.
[0104]
In S50, upon receiving the mode switching end determination, the timer is stopped and reset.
[0105]
In step S51, the mode switching flag Fmod is reset to zero.
[0106]
In step S52, since the mode is not being switched, the target throttle opening tTVO0 is set as the target throttle opening tTVO.
[0107]
In step S53, the lower limit value of the target throttle opening is limited by setting the larger one of the target throttle opening tTVO0 and the target throttle opening limit value TVOL as the target throttle opening tTVO.
[0108]
In step S54, it is determined whether or not the power transmission mode is being switched based on whether or not the mode switching flag mode is Fmod = 1.
[0109]
If the above condition is satisfied, it is determined that the mode is being switched, and the process branches to step S45. Otherwise, the process branches to step S52.
[0110]
Even when the target throttle opening tTVO is limited using an electronically controlled throttle as in the above control, the rate of increase or decrease in engine torque is limited during mode switching, as in the second embodiment. It is possible to prevent the engine torque from protruding or excessively fluctuating, and to suppress the occurrence of shock during mode switching.
[0111]
18 and 19 are flowcharts showing the fourth embodiment. In the figure, steps S55 to S64 and steps S66 to S72 are steps S1 to S10 shown in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment, respectively. This is the same as steps S12 to S18, and redundant description is omitted.
[0112]
In step S65, it is determined by the following formula whether the power transmission mode to be commanded is the power circulation mode.
[0113]
MD = 1 (Power transmission mode)
If the above condition is satisfied, the power circulation mode is determined, and the process branches to step S66. Otherwise, the process branches to step S71.
[0114]
When switching to the power circulation mode by the above control, the target engine torque tTe is limited within the limit value tTeL, and the input torque to the continuously
[0115]
In the above embodiment, the torque ratio t is obtained, but instead, control may be performed according to the total gear ratio or the speed ratio e.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an infinitely variable gear ratio continuously variable transmission showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the controller.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of driving force control performed by a controller, and the first half thereof.
FIG. 4 is also the second half.
FIG. 5 is a map of target drive torque tTd according to vehicle speed VSP and accelerator operation amount APS.
FIG. 6 is a map of torque ratio t according to speed ratio e.
FIG. 7 is a map of a power transmission mode according to the vehicle speed VSP and the input shaft rotational speed Nin.
FIG. 8 is a map of a target throttle opening limit value tTeL according to the input shaft rotation speed Nin and the accelerator operation amount APS.
FIG. 9 is a time chart showing the operation, showing a step-down downshift from the direct connection mode to the power circulation mode, an accelerator operation amount, a power transmission mode, a mode switching flag, a target driving force, a speed ratio, a torque ratio, an engine torque; The relationship between vehicle acceleration and time is shown.
FIG. 10 is a time chart showing the operation of the conventional example, showing a step down shift from the direct connection mode to the power circulation mode, an accelerator operation amount, a power transmission mode, a mode switching flag, a target driving force, a speed ratio, and a torque ratio. The relationship between engine torque, vehicle acceleration and time is shown.
FIG. 11 is a first half of a flowchart illustrating an example of driving force control according to the second embodiment.
FIG. 12 is also the latter half part.
FIG. 13 is also a time chart showing the operation, showing a downshift from the direct connection mode to the power circulation mode, an accelerator operation amount, a power transmission mode, a mode switching flag, a target driving force, a speed ratio, a torque ratio, The relationship between engine torque, vehicle acceleration and time is shown.
FIG. 14 is a first half of a flowchart illustrating an example of driving force control according to the third embodiment.
FIG. 15 is also the second half.
FIG. 16 is a map of the basic target throttle opening tTVO0 corresponding to the input shaft rotational speed Nin and the target engine torque tTe.
FIG. 17 is a map of a throttle opening limit value TVOL corresponding to the accelerator operation amount APS.
FIG. 18 is a first half of a flowchart illustrating an example of driving force control according to the fourth embodiment.
FIG. 19 is also the second half.
[Explanation of symbols]
1 engine
10 Infinitely variable continuously variable transmission
100 controller
101 Vehicle speed sensor
102 Accelerator operation amount sensor
103 Input shaft rotation speed sensor
Claims (4)
車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、
前記変速比無限大無段変速機に連結された動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備えたことを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。An infinitely variable speed ratio continuously variable transmission that selectively switches between two operation modes: a power circulation mode that realizes low-speed forward movement from reverse and a direct-coupled mode that realizes high-speed forward movement;
Mode switching determination means for determining switching of the driving mode according to the driving state of the vehicle;
In a control device for a gear ratio infinitely variable continuously variable transmission, comprising an output torque control means for controlling the output torque of a power source connected to the gear ratio infinitely variable continuously variable transmission,
The output torque control means includes an output torque limiting means for limiting an increase rate of the output torque of the power source when the mode switching determination means determines the switching of the operation mode and the output torque of the power source increases. A control device for a continuously variable transmission having an infinite gear ratio.
車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、
少なくともアクセル操作量から車両の目標駆動トルクを決定する目標駆動トルク決定手段と、
前記変速比無限大無段変速機のトルク比を検出するトルク比検出手段と、
少なくとも前記目標駆動トルクとトルク比とから動力源の目標出力トルクを決定する目標出力トルク決定手段と、
前記目標出力トルクに応じて動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備えたことを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。An infinitely variable speed ratio continuously variable transmission that selectively switches between two operation modes: a power circulation mode that realizes low-speed forward movement from reverse and a direct-coupled mode that realizes high-speed forward movement;
Mode switching determination means for determining switching of the driving mode according to the driving state of the vehicle;
Target drive torque determining means for determining a target drive torque of the vehicle from at least the accelerator operation amount;
Torque ratio detecting means for detecting a torque ratio of the infinitely variable transmission continuously variable transmission;
Target output torque determining means for determining a target output torque of the power source from at least the target drive torque and the torque ratio;
In a control device for an infinitely variable transmission ratio continuously variable transmission comprising an output torque control means for controlling an output torque of a power source in accordance with the target output torque,
The output torque control means includes an output torque limiting means for limiting an increase rate of the output torque of the power source when the mode switching determination means determines the switching of the operation mode and the output torque of the power source increases. A control device for a continuously variable transmission having an infinite gear ratio.
車両の運転状態に応じて前記運転モードの切り換えを判定するモード切り換え判定手段と、
少なくともアクセル操作量から車両の目標駆動トルクを決定する目標駆動トルク決定手段と、
前記変速比無限大無段変速機の総変速比または速度比を検出する変速比検出手段と、
少なくとも前記目標駆動トルクと総変速比または速度比から動力源の目標出力トルクを決定する目標出力トルク決定手段と、
前記目標出力トルクに応じて動力源の出力トルクを制御する出力トルク制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記出力トルク制御手段は、前記モード切り換え判定手段が前記運転モードの切り換えを判定し、前記動力源の出力トルクが増加したときには、前記動力源の出力トルクの増加率を制限する出力トルク制限手段を備えたことを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。An infinitely variable speed ratio continuously variable transmission that selectively switches between two operation modes: a power circulation mode that realizes low-speed forward movement from reverse and a direct-coupled mode that realizes high-speed forward movement;
Mode switching determination means for determining switching of the driving mode according to the driving state of the vehicle;
Target drive torque determining means for determining a target drive torque of the vehicle from at least the accelerator operation amount;
A gear ratio detection means for detecting a total gear ratio or a speed ratio of the infinitely variable gear ratio continuously variable transmission;
Target output torque determining means for determining a target output torque of the power source from at least the target drive torque and the total gear ratio or speed ratio;
In a control device for an infinitely variable transmission ratio continuously variable transmission comprising an output torque control means for controlling an output torque of a power source in accordance with the target output torque,
The output torque control means includes an output torque limiting means for limiting an increase rate of the output torque of the power source when the mode switching determination means determines the switching of the operation mode and the output torque of the power source increases. A control device for a continuously variable transmission having an infinite gear ratio.
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