JP5762261B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、ベルト式の無段変速機は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻き掛けられたベルトとを備えており、両プーリにおけるベルトの巻き付け径を変化させることによって変速比を無段階に変化させながら、プライマリプーリに入力されたエンジンの回転駆動力(トルク)を、ベルトを介してセカンダリプーリに伝達するようになっている。
例えばベルト式の無段変速機の場合には、アクセル開度や車速に基づいて、変速線図からプライマリプーリの目標回転数が設定され、この設定された目標回転数から目標変速比(プーリ比)が設定される。そして、変速制御装置が、プライマリプーリとセカンダリプーリの溝幅が設定した変速比を実現する溝幅となるように、プライマリプーリとセカンダリプーリとを制御することで、変速制御が実行される。
入力側回転体に入力されたエンジンの回転駆動力を無段階に変化させて出力側回転体に伝達する無段変速機の変速制御装置において、
前記変速制御装置は、
運転者の加速意図の有無を判定する加速意図判定部と、
前記加速意図があると判定された場合に、前記無段変速機の変速制御を、前記入力側回転体の目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定される加速モードに設定する変速モード設定部と、
アクセル開度および車速に基づいて変速モード毎に用意されたマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部と、
前記目標変速比と車速とに基づいて変速速度を設定する変速速度設定部と、
前記目標変速比と前記変速速度とに基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部と、
前記加速モードに設定された際の前記加速意図の要求程度の大小を判定する要求程度判定部と、を備え、
前記変速制御部は、
前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定された場合に、前記加速モードにおけるダウンシフト変速を、前記変速速度設定部で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行し、
前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定されなかった場合に、前記加速モードにおけるダウンシフト変速を、前記変速速度設定部で設定された変速速度で実行する構成の無段変速機の変速制御装置とした。
ベルト式の無段変速機10は、プライマリプーリ11と、セカンダリプーリ12と、Vベルト13と、CVTコントロールユニット20と、油圧コントロールユニット30とを備える。
前後進切替え機構3は、ダブルピニオン遊星歯車組3aのサンギヤとキャリアとの間を直結する発進クラッチ3b、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ3cをさらに備える。そして、発進クラッチ3bの締結時には、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転がそのままプライマリプーリ11に伝達され、後進ブレーキ3cの締結時には、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転が逆転され、プライマリプーリ11に伝達される。
プライマリプーリ11には、前後進切替え機構3と、トルクコンバータ2とを介して、エンジン1の回転駆動力が入力される。
プライマリプーリ11の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ26によって検出される。
セカンダリプーリ12の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ27によって検出される。
さらに、CVTコントロールユニット20は、油圧コントロールユニット30に指令を送信して、前後進切替え機構3の摩擦締結要素(発進クラッチ3b、後進ブレーキ3c)や、トルクコンバータ2のロックアップクラッチ2dの締結・解放などを制御する。
可動円錐板11aと可動円錐板12aが移動すると、プーリ溝幅が変化して、Vベルト13がプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12上で径方向に移動するので、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
セカンダリプーリ回転速度センサ27は、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)をCVTコントロールユニット20に出力する。
なお、CVTコントロールユニット20では、プライマリプーリ11の回転速度を示す信号(Npri)と、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)とに基づいて、実プーリ比(速度比)が算出されると共に、セカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)により、車両の速度(車速)が特定される。
油圧センサ29bは、セカンダリプーリシリンダ室12cに作用する油圧(セカンダリ圧Psec)を示す信号を、CVTコントロールユニット20に出力する。
図2に示すように、CVTコントロールユニット20は、加速意図判定部201と、変速モード設定部202と、目標変速比設定部203と、変速速度設定部204と、要求程度判定部205と、初回ダウンシフト完了判定部206と、変速速度補正部207と、変速制御部208と、記憶部209と、を備える。
実施の形態では、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvと、通常モードおよび加速モードとの関係を規定するマップデータ(モード判定マップ)が、車速V毎に用意されており、加速意図判定部201は、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvに基づいて、現時点の車速に応じて決まるモード判定マップを参照して、加速意図の有無を判定する。
なお、モード判定マップは、CVTコントロールユニット20の記憶部209に記憶されている。
図3に示すモード判定マップでは、通常モードから加速モードへの移行を判定する閾値および加速モードから通常モードへの移行を判定する閾値と、アクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvとの関係が規定されている。
図中符号Aは、通常モードから加速モードへの移行を判定する閾値を結んだ加速モード移行判定線であり、図中符号Bは、加速モードから通常モードへの移行を判定する閾値を結んだ通常モード移行判定線である。
また、通常モードの場合において、符号X2で示す位置である場合には、加速意図判定部201により加速意図がないと判定されて、変速モード設定部202により通常モードが設定されて、通常モードが継続されることになる。
なお、このモード判定マップにおける加速モード移行判定線Aと通常モード移行判定線Bとは、加速モードと通常モードの頻繁な切り替えが生ずることを防止するために、互いにΔh離れるように設定されている。
図4は、変速線図を説明する図であり、(a)は、通常モード用の変速線図、(b)は、加速モード用の変速線図である。
具体的には、加速意図があると判定された時点におけるアクセル踏み込み速度Tvと、その時点のアクセル開度Toに応じて決まる所定値Th_cとを比較し、アクセル踏み込み速度Tvが所定値Th_cよりも小さい場合(Tv≦Th_c)に、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定し、小さくない場合 (Tv>Th_c)に、要求程度が所定値よりも大きいと判定する。ここで、実施の形態では、所定値Th_cは、加速意図の有無を判定するときに用いられる所定値よりも大きい値に設定される。
なお、要求程度判定部205における判定結果は、後記する変速速度補正部207に出力される。
具体的には、加速モードが設定されたのち、プライマリプーリ回転速度センサ26から入力されるプライマリプーリ11の回転速度を示す信号(Npri)と、セカンダリプーリ回転速度センサ27から入力されるセカンダリプーリ12の回転速度を示す信号(Nsec)と、に基づいて現時点における変速比(実変速比)を算出する。そして、算出した実変速比が、目標変速比設定部203で設定された目標変速比と一致した場合に、加速モードでの最初のダウンシフト変速が完了したと判定する。
具体的には、要求程度判定部205において、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定され、かつ初回ダウンシフト完了判定部206において、加速モードでの最初のダウンシフト変速が完了していないと判定された場合に、ダウンシフト変速での変速速度の補正が必要であると判定する。そして、変速速度補正部207は、変速速度設定部204において設定された変速速度を、当該変速速度よりも遅い変速速度に補正する。
変速制御部208は、変速速度補正部207において変速速度が補正された場合には、現時点における変速比Rcを目標変速比Rtに向けて、補正された変速速度で変化させるための指令を出力する。変速速度補正部207において変速速度が補正されなかった場合には、現時点における変速比Rcを目標変速比Rtに向けて、変速速度設定部204において設定された変速速度で変化させるための指令を出力する。
図5は、CVTコントロールユニット20において実行される変速制御処理を説明するフローチャートである。
なお、以下の説明においては、本願発明の要部にかかわる部分以外の変速制御処理は、簡略的に説明する。
無段変速機10では、無段変速機の変速制御が、原則として通常モードで実行されるようになっている。そして、運転者のアクセル操作が、車両の加速を要求する操作であると判定されたときに、加速モードが設定されて、加速モードで変速制御が実行されるようになっている。
具体的には、現時点におけるアクセル開度Toが、所定値Th_a以上であって、アクセル踏み込み速度Tvが所定値Th_b以上であるか否かが確認される。
低車速の場合と高車速の場合では、車両を加速させようとした時のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度To)が異なり、そのときのアクセルペダルの踏み込み速度Tvも、その時点のアクセル開度に応じて異なることになる。よって、実施の形態では、所定値Th_aは、車速Vに対してマップで規定され、所定値Th_bは、車速Vとアクセル開度Toに対してマップで規定されている。
よって、例えば現時点におけるアクセル開度Toおよびアクセル踏み込み速度Tvが、図中符号X1で示す位置である場合には、To≧Th_a、かつTv≧Th_bの要件が満たされることになるので、加速意図判定部201により加速意図があると判定されることになる。
ここで、変速制御のモードとして通常モードが既に設定されていた場合には、通常モードが継続して設定される。
具体的には、現時点における車速Vおよびアクセル開度Toに基づいて、通常モード用の変速線図を参照し、現時点におけるプライマリプーリの目標回転数と、目標変速比とが設定される。
例えば、図4の(a)の場合において、現時点における車速VがV1であり、アクセル開度ToがTV3である場合には、プライマリプーリの目標回転数がN1に設定されることになる。
よって、油圧コントロールユニット30により、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
このステップ105の処理が終了すると、前記したステップ101の処理にリターンして、加速意図の有無の判定と、判定結果に応じた変速制御が実行されることになる。
ここで、変速制御のモードとして通常モードが既に設定されていた場合には、プライマリプーリの目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定された加速モードに、切り替えられることになる。
具体的には、現時点における車速Vおよびアクセル開度Toに基づいて、加速モード用の変速線図を参照して、現時点におけるプライマリプーリの目標回転数と、目標変速比とが設定される。
例えば、図4の(b)の場合において、現時点における車速VがV1であり、アクセル開度ToがTV3である場合には、プライマリプーリの目標回転数がN1’に設定されることになる。
具体的には、ダウンシフト変速の途中では、無段変速機の実変速比を、目標変速比に向けて変化させている途上であり、ダウンシフト変速が終了すると実変速比が目標変速比と一致する。
そのため、ステップ109では、初回ダウンシフト完了判定部206が、実実変速比と目標変速比とが一致しているか否かを確認し、一致している場合には、ダウンシフト変速が完了していると判定し、一致していない場合には、ダウンシフト変速が完了していないと判定する。
ここで、所定値Th_cは、加速意図があると判定された時点(図5のステップ101)におけるアクセル開度Toに対してマップで規定される値であり、加速意図の有無を判定するときに用いられる所定値よりも大きい値である。
具体的には、変速速度補正部207が、ステップ108において設定された変速速度に補正係数kを乗算して、補正後の変速速度を算出する。ここで、補正係数kは、アクセル開度Toとアクセル踏み込み速度Tvに対してマップで規定される値である(k>1)。
なお、ステップ109において最初のダウンシフト変速の完了の有無を確認しているのは、変速速度の補正が、加速モードに切り替えられた最初のダウンシフト変速においてのみ実行されるようにするためである。
よって、油圧コントロールユニット30により、Vベルト13のプライマリプーリ11およびセカンダリプーリ12に対する接触半径が連続的に変わり、プーリ比とVベルト13の接触摩擦力とが、プライマリ圧とセカンダリ圧に応じて決まる値に制御される。
よって、変速比の切り替えに伴うプライマリプーリ(エンジン)の回転数の上昇が、遅くなるので、運転者が、エンジンの回転速度の上昇に唐突感を覚えることを好適に防ぐことができる。
具体的には、現時点におけるアクセル開度Toが所定値Th_d未満である場合(To<Th_d)である場合に、アクセル開度Toが減少したと判定されるようになっている。
ここで、所定値Th_dは、現時点における車速と、加速意図があると判定された時点(アクセルペダルの踏み込み時点:ステップ101)のアクセル開度Toに対してマップで規定される値であり、これらの関係は前記したモード判定マップにおいて規定されている。
なお、所定値Th_dは、加速意図の有無を判定するときに用いられる所定値Th_aよりも小さい値である。
一方、ステップ113の判定が否定されると、運転者が引き続きアクセルペダルを踏み込み続けていることになる。かかる場合、加速モードでの変速制御を引き続き実行するために、ステップ106の処理にリターンすることになる。
図6は、運転者の加速意図に応じた変速比の変化を説明するタイムチャートであり、(a)は加速意図の程度が所定値よりも小さい場合を、(b)は加速意図の程度が所定値よりも大きい場合を、それぞれ示す図である。
なお、この時点では、時刻t2から時刻t3の間で、変速比を、その時点の実変速比Rcから目標変速比Rtに到達させる変速速度(図6の(a)において鎖線v1に沿って変速比が変化する変速速度:鎖線V1の傾き)が設定される。
そうすると、続くステップ111において、ステップ108で設定された変速速度が補正されて、より遅い変速速度に変更されることになる。
ここで、変速速度の補正は、ステップ108で設定された変速速度に、補正係数kを乗算することで行われるようになっており、補正係数kの値は、加速意図があると判定された時点(t1)でのアクセル開度Toに基づいて設定される。
すなわち、運転者加速意図が小さい場合には、加速モードにおける最初のダウンシフト変速の変速速度が遅くなり、エンジンの回転数が、当初設定された変速時間(変速速度)よりも時間をかけて上昇することになる。
よって、運転者が意図するよりも急激にエンジン回転数が高くなって、運転者がかかるエンジン挙動に唐突感を持つことを好適に防止できる。
CVTコントロールユニット20は、運転者の加速意図を判定する加速意図判定部201と、加速意図があると判定された場合に、無段変速機10の変速制御を、プライマリプーリ11の目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定される加速モードに設定する変速モード設定部202と、アクセル開度および車速に基づいて変速モード毎に用意されたマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部203と、目標変速比と車速とに基づいて変速速度を設定する変速速度設定部204と、目標変速比と変速速度とに基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部208と、加速モードに設定された際の加速意図の要求程度の大小を判定する要求程度判定部205と、を備え、
変速制御部208は、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定された場合に、加速モードにおけるダウンシフト変速を、変速速度設定部204で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行し、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定されなかった場合に、加速モードにおけるダウンシフト変速を、変速速度設定部204で設定された変速速度で実行する構成とした。
よって、運転者の加速意図が小さい場合には、加速モードにおけるダウンシフト変速でのエンジン回転数の吹き上がりを緩やかにして運転者に唐突感を与えないようにしつつ、燃費の向上と排出ガスの削減に寄与できる自動変速機の変速制御装置が提供される。
そうすると、通常モードから加速モードに切り替えられたときのダウンシフト変速を、運転者の加速意図に応じて変速速度を変えることでスムーズに行うことができるようになるので、燃費の向上および排気ガスの削減を達成しつつ走行性能を満足させることができる。
変速制御部208は、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定され、かつ変速モードにおける最初のダウンシフト変速が完了していないと判定された場合に、ダウンシフト変速を、変速速度設定部で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行する構成とした。
加速モードに移行したのちに再度アクセルペダルが踏み込まれた場合には、運転者が車両の加速を意図していることが多いので、このような場合に変速速度が遅くならないようにすることで、運転者が車両を加速させようとしているときのドライビングフィールに違和感を持つことを好適に防止できる。
要求程度判定部205は、加速意図があると判定された時点におけるアクセル踏み込み速度Tvと、その時点のアクセル開度Toに応じて決まると共に加速意図の有無を判定するときに用いられる所定値よりも大きい所定値Th_cとが、Tv≦Th_cの条件を満たす場合に、加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定する構成とした。
変速制御部208は、加速モードにおけるダウンシフト変速を変速速度設定部204で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行する場合に、変速速度補正部207で補正された補正後の変速速度で実行する構成とし、
変速速度補正部207は、加速意図があると判定された時点におけるアクセル踏み込み速度Tvと、その時点のアクセル開度Toに応じて決まる所定値Th_cとが、Tv≦Th_c の条件を満たす場合に、変速速度の補正を実行する構成とした。
このように構成すると、加速意図の要求程度が小さくて、アクセル踏み込み速度Tvと所定値Th_cとの差Δが大きくなるほど、補正係数kの値が大きくなって、加速モードに切り替えられたときの最初のダウンシフト変速の変速速度が遅くなるので、かかるダウンシフト変速におけるエンジン回転数の変化と、運転者が感覚的に想定しているエンジン回転数の変化との解離を小さくして、運転者が唐突感を覚えないようにすることができる。
しかし、加速意図の程度は、アクセル開度の変化量ΔToにも表れるので、例えば車速に応じて決まるアクセル開度用の所定値Th_eを用意して、ΔTo≦Th_eの条件を満たす場合に、加速意図の程度が小さいと判定して、変速速度の補正が実行されるようにしても良い。
さらに、加速意図があると判定された時点におけるアクセル開度の変化量ΔToとアクセル踏み込み速度Tvの両方を用いて、Tv≦Th_c、かつΔTo≦Th_eの条件を満たす場合に、変速速度の補正を実行するようにしても良い。
2 トルクコンバータ
3 前後進切替え機構
4 ディファレンシャル
10 無段変速機
11 プライマリプーリ(入力側回転体)
12 セカンダリプーリ(出力側回転体)
13 Vベルト
14 アイドラギア
20 変速制御装置
21 エンジンコントロールユニット
23 アクセル操作量センサ
26 プライマリプーリ回転速度センサ
27 セカンダリプーリ回転速度センサ
29a 油圧センサ
29b 油圧センサ
30 油圧コントロールユニット
201 加速意図判定部
202 変速モード設定部
203 目標変速比設定部
204 変速速度設定部
205 要求程度判定部
206 初回ダウンシフト完了判定部
207 変速速度補正部
208 変速制御部
209 記憶部
A 加速モード移行判定線
B 通常モード移行判定線
N1 目標回転数
N1’ 目標回転数
Rc 実変速比
Rt 目標変速比
Rc’ 実変速比
Rt’ 目標変速比
To アクセル開度
Tv アクセル踏み込み速度
Claims (6)
- 入力側回転体に入力されたエンジンの回転駆動力を無段階に変化させて出力側回転体に伝達する無段変速機の変速制御装置において、
前記変速制御装置は、
運転者の加速意図の有無を判定する加速意図判定部と、
前記加速意図があると判定された場合に、前記無段変速機の変速制御を、前記入力側回転体の目標回転数が通常モードよりも高回転側に設定される加速モードに設定する変速モード設定部と、
アクセル開度および車速に基づいて変速モード毎に用意されたマップを参照して、目標変速比を設定する目標変速比設定部と、
前記目標変速比と車速とに基づいて変速速度を設定する変速速度設定部と、
前記目標変速比と前記変速速度とに基づいて無段変速機の変速を制御する変速制御部と、
前記加速モードに設定された際の前記加速意図の要求程度の大小を判定する要求程度判定部と、を備え、
前記変速制御部は、
前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定された場合に、前記加速モードにおけるダウンシフト変速を、前記変速速度設定部で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行し、
前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定されなかった場合に、前記加速モードにおけるダウンシフト変速を、前記変速速度設定部で設定された変速速度で実行することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 前記加速モードに移行した後の最初のダウンシフト変速が完了したか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記変速制御部は、前記加速意図の要求程度が前記所定値よりも小さいと判定され、かつ前記加速モードに移行した後の最初のダウンシフト変速が完了していないと判定された場合に、前記ダウンシフト変速を、前記変速速度設定部で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行することを特徴とする請求項1に記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記加速意図判定部は、前記アクセル開度Toと、車速に応じて決まる所定値Th_aとが、To≧Th_aの条件を満たす場合に、加速意図があると判定し、
前記要求程度判定部は、前記加速意図があると判定された時点におけるアクセル踏み込み速度Tvと、その時点のアクセル開度Toに応じて決まる所定値Th_cとが、Tv≦Th_cの条件を満たす場合に、前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記加速意図の要求程度が所定値よりも小さいと判定された場合に、前記変速速度設定部で設定された変速速度を補正する変速速度補正部を、さらに備え、
前記変速制御部は、
前記加速モードにおけるダウンシフト変速を前記変速速度設定部で設定された変速速度よりも遅い変速速度で実行する場合に、前記変速速度補正部で補正された補正後の変速速度で実行することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の無段変速機の変速制御装置。 - 前記変速速度補正部は、前記加速モードにおけるダウンシフト変速での変速速度を、前記加速意図の要求程度が小さいほうが前記加速意図の要求程度が大きい場合よりも遅くなるように補正することを特徴とする請求項4に記載の無段変速機の変速制御装置。
- 前記変速速度補正部は、前記変速速度設定部で設定された変速速度に、前記加速意図があると判定された時点のアクセル開度Toに基づいて決まる補正係数を乗算して、前記補正後の変速速度を決定することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の無段変速機の変速制御装置。
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