JP5790173B2 - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力側圧力及び出力側圧力を各々制御することでベルト滑りを防止しつつ目標変速比を実現する車両用無段変速機(ベルト式無段変速機)の制御装置に関するものである。
入力側可変プーリ(プライマリプーリ、プライマリシーブ)及び出力側可変プーリ(セカンダリプーリ、セカンダリシーブ)の有効径が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトとを有し、プライマリプーリにおける入力側圧力(プライマリ圧)及びセカンダリプーリにおける出力側圧力(セカンダリ圧)を各々制御することで伝動ベルトの滑りを防止しつつ実際の変速比を目標変速比とする車両用無段変速機(以下、無段変速機)の制御装置が良く知られている。特許文献1に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。この特許文献1には、プライマリ油圧を制御することにより無段変速機の変速比を目標変速比と一致するように制御することが記載されている。
一般に、ベルト式無段変速機では、目標変速比を維持する為の推力比(=セカンダリ推力/プライマリ推力)が定められており、ベルト滑りを発生させない範囲で、目標変速比が得られる推力比となるようにプライマリ圧(=プライマリ推力/プライマリ側可動シーブ受圧面積)及びセカンダリ圧(=セカンダリ推力/セカンダリ側可動シーブ受圧面積)がそれぞれ制御される。
特開2010−241239号公報 特開2008−39154号公報 特開2007−177833号公報
ところで、上記ベルト式無段変速機において、例えばプライマリプーリ側の圧力制御に関わる機器(油圧回路)の故障に備える為に、故障発生時にプライマリ圧をプライマリ側シリンダ内へ供給する経路を遮断すると共に、セカンダリ圧をそのプライマリ側シリンダ内へ供給する経路を連通する為のフェールセーフバルブを設けることが考えられる。このような場合、故障発生に伴うフェールセーフバルブの作動時(フェールセーフ作動時)にプライマリ圧とセカンダリ圧とが同じ圧となるように構成すると、最低速側変速比(最大変速比γmax、最Lowギヤ比)を維持することが可能な推力比とするには、セカンダリ圧に対するプライマリ圧が高くなり過ぎる可能性がある。また、このようなフェールセーフバルブをフェールセーフ作動時以外の他の制御時にも作動させるように共用した場合、目標変速比(例えば最低速側変速比)を維持したい状態のときに他の制御においてフェールセーフバルブが作動させられると、目標変速比を実現できない(例えば最低速側変速比からアップシフトしてしまう)可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、車両用無段変速機において、一方のプーリ圧によって他方のプーリ圧が特定される際に、その一方のプーリ圧を適切に制御することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、チェックバルブにより入力側圧力及び出力側圧力のうちの他方の側の圧力が一方の側の圧力に応じた所定の圧力に調圧される際、ベルト滑りの発生を防止すると共に目標変速比を実現することができる車両用無段変速機の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) 入力側可変プーリ及び出力側可変プーリの有効径が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトとを有し、その入力側可変プーリにおける入力側圧力及びその出力側可変プーリにおける出力側圧力を各々制御することでその伝動ベルトの滑りを防止しつつ実変速比を目標変速比とする車両用無段変速機の制御装置であって、(b) 前記入力側圧力及び前記出力側圧力のうちの一方の側の圧力に応じた所定の圧力に他方の側の圧力を調圧するチェックバルブを備え、(c) 前記チェックバルブにより前記他方の側の圧力が前記所定の圧力に調圧される際、ベルト滑り防止と前記目標変速比の実現との為に必要とされる両方の圧力に基づいて、前記一方の側の圧力を制御するものであり、(d) 前記所定の圧力とする為の前記チェックバルブにおける調圧特性から、ベルト滑り防止の為に必要な前記入力側可変プーリ及び前記出力側可変プーリにおける各滑り限界推力と、前記目標変速比が実現される為の推力比とに基づいて、前記一方の側の圧力を算出することにある。
このようにすれば、前記入力側圧力及び前記出力側圧力のうちの一方の側の圧力に応じた所定の圧力に他方の側の圧力を調圧するチェックバルブを備えるので、プライマリ圧とセカンダリ圧とが同じ圧となるように構成される場合と比較して、より幅広い推力比を取り得ることができて実現可能な変速比の幅がより広くされる。例えば、最低速側変速比を維持することが可能な推力比を実現し易い。加えて、前記チェックバルブにより前記他方の側の圧力が調圧される際、ベルト滑り防止と前記目標変速比の実現との為に必要とされる両方の圧力に基づいて、前記一方の側の圧力が制御されるので、ベルト滑りの発生を防止すると共に目標変速比を実現することができる。例えば、目標変速比が最低速側変速比である場合に、不要なアップシフトが防止される。更に、前記所定の圧力とする為の前記チェックバルブにおける調圧特性から、ベルト滑り防止の為に必要な前記入力側可変プーリ及び前記出力側可変プーリにおける各滑り限界推力と、前記目標変速比が実現される為の推力比とに基づいて、前記一方の側の圧力が算出されるので、ベルト滑りの発生が防止されるようなプライマリ圧及びセカンダリ圧の範囲で、目標変速比を維持することが可能な推力比となるようなセカンダリ圧とすることができる。
ここで、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用無段変速機の制御装置において、前記滑り限界推力は、実変速比と前記車両用無段変速機の入力トルクとに基づいて算出されるものであり、車両停車からの発進時は、最低速側変速比を維持可能な推力比とする前記一方の側の圧力が得られるように、前記入力トルクを抑制することにある。このようにすれば、前記滑り限界推力が適切に算出されてベルト滑り防止の為の必要推力が適切に確保される。加えて、入力トルクが比較的高いことで、セカンダリ圧の増大に伴ってプライマリ圧も増大し、推力比が最低速側変速比を維持可能な推力比以下となる可能性があることに対して、入力トルクを抑制することで、最低速側変速比を維持可能な推力比以下となることが防止される。これにより、車両停車からの発進時は、最低速側変速比を維持することができて発進性能が適切に確保される。
また、第の発明は、前記第の発明に記載の車両用無段変速機の制御装置において、後進用動力伝達経路への切り替えが禁止されている動力伝達遮断状態での車両走行中は、後進用動力伝達経路への切り替えが許可される許可車速にて設定される目標変速比を維持可能な推力比とするように、前記一方の側の圧力を制御することにある。このようにすれば、前記動力伝達遮断状態での車両走行中にチェックバルブにより前記他方の側の圧力が調圧された状態において成立させられる変速比(例えば目標変速比とは異なる変速比)にて後進用動力伝達経路への切り替えが為されることで、ショックが発生する可能性があることに対して、前記動力伝達遮断状態での車両走行中に前記一方の側の圧力を制御して許可車速にて設定される目標変速比を成立させておくことで、後進用動力伝達経路への切り替えが為されたときのショックの発生が抑制されたり、ベルト滑りの発生が防止される。
本発明が適用される車両を構成する動力伝達経路の概略構成を説明する図である。 車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 油圧制御回路のうち無段変速機の変速等に関する油圧制御に関する要部を示す油圧回路図である。 チェックバルブ調圧特性(実線)の一例を示す図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 無段変速機の変速に関する油圧制御において目標入力軸回転速度を求める際に用いられる変速マップの一例を示す図である。 目標変速比をパラメータとして安全率の逆数と推力比との予め実験的に求められて記憶された推力比マップの一例を示す図である。 目標変速速度と変速差推力との予め実験的に求められて記憶された差推力マップの一例を示す図である。 セカンダリ圧の算出を説明する為の図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちチェックバルブによりプライマリ圧がセカンダリ圧に応じた所定の圧力に調圧される際ベルト滑りの発生を防止すると共に目標変速比を実現する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであり、車両発進時にガレージモードを確立している場合の実施例である。
本発明において、好適には、前記入力側可変プーリや出力側可変プーリに作用させるプーリ圧をそれぞれ独立に制御するように油圧制御回路を構成することで、前記入力側推力及び出力側推力が各々直接的に或いは間接的に制御される。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10を構成するエンジン12から駆動輪24までの動力伝達経路の概略構成を説明する図である。図1において、例えば走行用の駆動力源として用いられるエンジン12により発生させられた動力は、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ14、前後進切換装置16、車両用無段変速機としてのベルト式無段変速機(以下、無段変速機(CVT)という)18、減速歯車装置20、差動歯車装置22などを順次介して、左右の駆動輪24へ伝達される。
トルクコンバータ14は、エンジン12のクランク軸13に連結されたポンプ翼車14p、及びトルクコンバータ14の出力側部材に相当するタービン軸30を介して前後進切換装置16に連結されたタービン翼車14tを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車14p及びタービン翼車14tの間にはロックアップクラッチ26が設けられており、このロックアップクラッチ26が完全係合させられることによってポンプ翼車14p及びタービン翼車14tは一体回転させられる。ポンプ翼車14pには、無段変速機18を変速制御したり、無段変速機18におけるベルト挟圧力を発生させたり、ロックアップクラッチ26のトルク容量を制御したり、前後進切換装置16における動力伝達経路を切り換えたり、車両10の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧をエンジン12により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ28が連結されている。
前後進切換装置16は、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1とダブルピニオン型の遊星歯車装置16pとを主体として構成されており、トルクコンバータ14のタービン軸30はサンギヤ16sに一体的に連結され、無段変速機18の入力軸32はキャリア16cに一体的に連結されている一方、キャリア16cとサンギヤ16sとは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ16rは後進用ブレーキB1を介して非回転部材としてのハウジング34に選択的に固定されるようになっている。前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1は断続装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
このように構成された前後進切換装置16では、前進用クラッチC1が係合されると共に後進用ブレーキB1が解放されると、前後進切換装置16は一体回転状態とされることによりタービン軸30が入力軸32に直結され、前進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、前進方向の駆動力が無段変速機18側へ伝達される。また、後進用ブレーキB1が係合されると共に前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置16は後進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、入力軸32はタービン軸30に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進方向の駆動力が無段変速機18側へ伝達される。また、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1が共に解放されると、前後進切換装置16は動力伝達を遮断するニュートラル状態(動力伝達遮断状態)とされる。
エンジン12は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関にて構成されている。このエンジン12の吸気配管36には、スロットルアクチュエータ38を用いてエンジン12の吸入空気量QAIRを電気的に制御する為の電子スロットル弁40が備えられている。
無段変速機18は、入力軸32に設けられた入力側部材である有効径が可変の入力側可変プーリ(プライマリプーリ、プライマリシーブ)42及び出力軸44に設けられた出力側部材である有効径が可変の出力側可変プーリ(セカンダリプーリ、セカンダリシーブ)46の一対の可変プーリ42,46と、その一対の可変プーリ42,46の間に巻き掛けられた伝動ベルト48とを備えており、一対の可変プーリ42,46と伝動ベルト48との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。
プライマリプーリ42は、入力軸32に固定された入力側固定回転体としての固定回転体(固定シーブ)42aと、入力軸32に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた入力側可動回転体としての可動回転体(可動シーブ)42bと、それらの間のV溝幅を変更する為のプライマリプーリ42における入力側推力(プライマリ推力)Win(=プライマリ圧Pin×可動シーブ42bの受圧面積)を付与する油圧アクチュエータとしての入力側油圧シリンダ(プライマリ側油圧シリンダ)42cとを備えて構成されている。また、セカンダリプーリ46は、出力軸44に固定された出力側固定回転体としての固定回転体(固定シーブ)46aと、出力軸44に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた出力側可動回転体としての可動回転体(可動シーブ)46bと、それらの間のV溝幅を変更する為のセカンダリプーリ46における出力側推力(セカンダリ推力)Wout(=セカンダリ圧Pout×可動シーブ46bの受圧面積)を付与する油圧アクチュエータとしての出力側油圧シリンダ(セカンダリ側油圧シリンダ)46cとを備えて構成されている。
そして、プライマリプーリ42における入力側圧力すなわちプライマリ側油圧シリンダ42c内の油室への油圧であるプライマリ圧Pin、及びセカンダリプーリ46における出力側圧力すなわちセカンダリ側油圧シリンダ46c内の油室への油圧であるセカンダリ圧Poutが油圧制御回路100(図3参照)によって各々独立に調圧制御されることにより、プライマリ推力Win及びセカンダリ推力Woutが各々直接的に或いは間接的に制御される。これにより、一対の可変プーリ42,46のV溝幅が変化して伝動ベルト48の掛かり径(有効径)が変更され、変速比(ギヤ比)γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が連続的に変化させられると共に、伝動ベルト48が滑りを生じないように一対の可変プーリ42,46と伝動ベルト48との間の摩擦力(ベルト挟圧力)が制御される。このように、プライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutが各々制御されることで伝動ベルト48の滑りが防止されつつ実際の変速比(実変速比)γが目標変速比γとされる。尚、入力軸回転速度NINは入力軸32の回転速度であり、出力軸回転速度NOUTは出力軸44の回転速度である。また、本実施例では図1から判るように、入力軸回転速度NINはプライマリプーリ42の回転速度と同一であり、出力軸回転速度NOUTはセカンダリプーリ46の回転速度と同一である。
無段変速機18では、例えばプライマリ圧Pinが高められると、プライマリプーリ42のV溝幅が狭くされて変速比γが小さくされるすなわち無段変速機18がアップシフトされる。また、プライマリ圧Pinが低められると、プライマリプーリ42のV溝幅が広くされて変速比γが大きくされるすなわち無段変速機18がダウンシフトされる。従って、プライマリプーリ42のV溝幅が最小とされるところで、無段変速機18の変速比γとして最小変速比γmin(最高速側変速比、最Hi)が形成される。また、プライマリプーリ42のV溝幅が最大とされるところで、無段変速機18の変速比γとして最大変速比γmax(最低速側変速比、最Low)が形成される。尚、プライマリ圧Pin(プライマリ推力Winも同意)とセカンダリ圧Pout(セカンダリ推力Woutも同意)とにより伝動ベルト48の滑り(ベルト滑り)が防止されつつ、それらプライマリ推力Winとセカンダリ推力Woutとの相互関係にて目標変速比γが実現されるものであり、一方のプーリ圧(推力も同意)のみで目標の変速が実現されるものではない。
図2は、エンジン12や無段変速機18などを制御する為に車両10に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図2において、車両10には、例えば無段変速機18の変速制御などに関連する車両用無段変速機の制御装置を含む電子制御装置50が備えられている。電子制御装置50は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置50は、エンジン12の出力制御、無段変速機18の変速制御やベルト挟圧力制御、ロックアップクラッチ26のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、無段変速機18及びロックアップクラッチ26の油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置50には、エンジン回転速度センサ52により検出されたクランク軸13の回転角度(位置)ACR及びエンジン12の回転速度(エンジン回転速度)Nを表す信号、タービン回転速度センサ54により検出されたタービン軸30の回転速度(タービン回転速度)Nを表す信号、入力軸回転速度センサ56により検出された無段変速機18の入力回転速度である入力軸回転速度NINを表す信号、出力軸回転速度センサ58により検出された車速Vに対応する無段変速機18の出力回転速度である出力軸回転速度NOUTを表す信号、スロットルセンサ60により検出された電子スロットル弁40のスロットル弁開度θTHを表す信号、冷却水温センサ62により検出されたエンジン12の冷却水温THを表す信号、吸入空気量センサ64により検出されたエンジン12の吸入空気量QAIRを表す信号、アクセル開度センサ66により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accを表す信号、フットブレーキスイッチ68により検出された常用ブレーキであるフットブレーキが操作された状態を示すブレーキオンBONを表す信号、CVT油温センサ70により検出された無段変速機18等の作動油の油温THOILを表す信号、レバーポジションセンサ72により検出されたシフトレバー74のレバーポジション(操作位置)PSHを表す信号、バッテリセンサ76により検出されたバッテリ温度THBATやバッテリ入出力電流(バッテリ充放電電流)IBATやバッテリ電圧VBATを表す信号、セカンダリ圧センサ78により検出されたセカンダリプーリ46への供給油圧であるセカンダリ圧Poutを表す信号等が、それぞれ供給される。尚、電子制御装置50は、例えば上記バッテリ温度THBAT、バッテリ充放電電流IBAT、及びバッテリ電圧VBATなどに基づいてバッテリ(蓄電装置)の充電状態(充電容量)SOCを逐次算出する。また、電子制御装置50は、例えば出力軸回転速度NOUTと入力軸回転速度NINとに基づいて無段変速機18の実変速比γ(=NIN/NOUT)を逐次算出する。
また、電子制御装置50からは、エンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号S、無段変速機18の変速に関する油圧制御の為の油圧制御指令信号SCVT等が、それぞれ出力される。具体的には、上記エンジン出力制御指令信号Sとして、スロットルアクチュエータ38を駆動して電子スロットル弁40の開閉を制御する為のスロットル信号や燃料噴射装置80から噴射される燃料の量を制御する為の噴射信号や点火装置82によるエンジン12の点火時期を制御する為の点火時期信号などが出力される。また、上記油圧制御指令信号SCVTとして、プライマリ圧Pinを調圧するリニアソレノイドバルブSLPを駆動する為の指令信号、セカンダリ圧Poutを調圧するリニアソレノイドバルブSLSを駆動する為の指令信号、ライン油圧Pを制御するリニアソレノイドバルブSLT(不図示)を駆動する為の指令信号などが油圧制御回路100へ出力される。
シフトレバー74は、例えば運転席の近傍に配設され、順次位置させられている5つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、「D」、及び「L」のうちの何れかへ手動操作されるようになっている。「P」ポジション(レンジ)は車両10の動力伝達経路を開放しすなわち車両10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸44の回転を阻止(ロック)する為の駐車ポジションであり、「R」ポジションは出力軸44の回転方向を逆回転とする為の後進走行ポジションであり、「N」ポジションはニュートラル状態とする為の中立ポジションであり、「D」ポジションは無段変速機18の変速を許容する変速範囲で自動変速モードを成立させて自動変速制御を実行させる前進走行ポジションであり、「L」ポジションは強いエンジンブレーキが作用させられるエンジンブレーキポジションである。このように、「P」ポジション及び「N」ポジションは動力伝達経路をニュートラル状態とし車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジション、及び「L」ポジションは動力伝達経路を動力伝達を可能とする動力伝達可能状態とし車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。
図3は、油圧制御回路100のうち、無段変速機18の変速制御に関わる油圧制御、及びシフトレバー74の操作に伴う前進用クラッチC1或いは後進用ブレーキB1の係合作動の関わる油圧制御に関する要部を示す油圧回路図である。
図3において、油圧制御回路100は、例えばオイルポンプ28、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1へ供給される作動油を切替えるクラッチアプライコントロールバルブ102、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1が選択的に係合或いは解放されるようにシフトレバー74の操作に従って油路が機械的に切り換えられるマニュアルバルブ104、プライマリ圧Pinを調圧するプライマリ圧コントロールバルブ110、セカンダリ圧Poutを調圧するセカンダリ圧コントロールバルブ112、オイルポンプ28から出力(発生)される作動油圧を元圧として制御油圧PSLTに基づいてエンジン負荷等に応じた値にライン油圧Pを調圧するリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ114、ライン油圧Pを元圧として制御油圧PSLTに基づいてエンジン負荷等に応じた一定圧の出力油圧LPMを出力するライン油圧モジュレータバルブ116、出力油圧LPMを元圧として一定圧に調圧したモジュレータ油圧Pを出力するモジュレータバルブ118、プライマリ圧Pinがセカンダリプーリ46側の油路へ流入することを防止すると共にセカンダリ圧Poutがプライマリプーリ42側の油路へ流入することを許容するチェックバルブ(逆止弁、逆止め弁)120、モジュレータ油圧Pを元圧として切替油圧PSCを出力するオンオフソレノイドバルブである切替バルブSC、モジュレータ油圧Pを元圧として切替油圧PSLを出力するオンオフソレノイドバルブである切替バルブSL、出力油圧LPMを元圧として電子制御装置50から供給される駆動電流に対応した制御油圧PSLP,制御油圧PSLS,制御油圧PSLT,制御油圧PSLUをそれぞれ出力するリニアソレノイドバルブSLP,リニアソレノイドバルブSLS,リニアソレノイドバルブSLT(不図示),リニアソレノイドバルブSLU(不図示)等を備えている。
クラッチアプライコントロールバルブ102は、マニュアルバルブ104を介して前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1へ供給される作動油の供給状態を、切替バルブSC及び切替バルブSLの出力状態に従って切替える切替弁として機能する。クラッチアプライコントロールバルブ102は、軸方向へ移動可能に設けられることにより、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1に供給される作動油を出力油圧LPMとするnormal/ノーマル位置(図3において左側)、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1に供給される作動油を制御油圧PSLUとするfail/ガレージ位置(図3において右側)の何れかに位置させられるスプール弁子102aを備えている。また、クラッチアプライコントロールバルブ102は、出力油圧LPMが入力される第1入力ポート102bと、制御油圧PSLUが入力される第2入力ポート102cと、マニュアルバルブ104の入力ポート104aに接続され且つスプール弁子102aの切替位置に応じて第1入力ポート102b及び第2入力ポート102cの何れかと連通させられる第1出力ポート102dと、プライマリ圧Pinが入力される第3入力ポート102eと、チェックバルブ120を介してセカンダリ圧Poutが入力される第4入力ポート102fと、プライマリプーリ42に接続され且つスプール弁子102aの切替位置に応じて第3入力ポート102e及び第4入力ポート102fの何れかと連通させられる第2出力ポート102gと、スプール弁子102aをnormal/ノーマル位置側へ付勢するスプリング102hと、スプール弁子102aにfail/ガレージ位置側へ向かう推力を付与する為に切替油圧PSCを受け入れる油室102iと、スプール弁子102aにnormal/ノーマル位置側に向かう推力を付与する為に切替油圧PSLを受け入れる油室102jとを備えている。
このように構成されたクラッチアプライコントロールバルブ102において、例えば切替バルブSCの切替油圧PSCが油室102iに供給されると、スプール弁子102aがスプリング102hの付勢力に抗ってfail/ガレージ位置側に移動させられる。このとき、第2入力ポート102cと第1出力ポート102dとが連通させられ、リニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUがマニュアルバルブ104の入力ポート104aに供給される。すなわち、リニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUが前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合油圧となる。この制御油圧PSLUはリニアソレノイドバルブSLUの励磁電流のデューティー比に基づいてリニア(線形)に変化させられるので、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合過程における係合過渡油圧を変化させることができる。例えば、制御油圧PSLUは、所定の低車速時や車両停止時等にシフトレバー74が「N」ポジションから「D」ポジション或いは「R」ポジションへ操作されるガレージシフト(N→Dシフト或いはN→Rシフト)の際に、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が滑らかに係合させられ、係合ショックが抑制されるように、予め定められた規則に従って調圧される。また、第4入力ポート102fと第2出力ポート102gとが連通させられ、チェックバルブ120を介して流入したセカンダリ圧Poutがプライマリプーリ42に供給される。
一方、切替バルブSCから切替油圧PSCが出力されないか或いは切替バルブSLの切替油圧PSLが油室102hに供給されると、スプール弁子102aがnormal/ノーマル位置側に移動させられる。このとき、第1入力ポート102bと第1出力ポート102dとが連通させられ、出力油圧LPMがマニュアルバルブ104の入力ポート104aに供給される。すなわち、出力油圧LPMが前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合油圧となる。この出力油圧LPMはエンジン負荷等(例えば入力トルクTIN)に応じて調圧された一定圧であるので、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合が完了した後において、係合状態を安定して保持することができる。例えば、出力油圧LPMは、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が係合させられたガレージシフト後の定常時等に、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が完全係合状態とされるように、少なくとも予め定められた一定圧に調圧されると共に制御油圧PSLTに応じた油圧分を加えて調圧される。また、第3入力ポート102eと第2出力ポート102gとが連通させられ、プライマリ圧Pinがプライマリプーリ42に供給される。
マニュアルバルブ104において、入力ポート104aには、クラッチアプライコントロールバルブ102の第1出力ポート102dから出力された係合油圧Pa(制御油圧PSLU又は出力油圧LPM)が供給される。そして、シフトレバー74が「D」ポジション或いは「L」ポジションに操作されると、係合油圧Paが前進用出力ポート104bを経て前進用クラッチC1に供給され、前進用クラッチC1が係合させられる。また、シフトレバー74が「R」ポジションに操作されると、係合油圧Paが後進用出力ポート104cを経て後進用ブレーキB1に供給され、後進用ブレーキB1が係合させられる。また、シフトレバー74が「P」ポジション及び「N」ポジションに操作されると、入力ポート104aから前進用出力ポート104b及び後進用出力ポート104cへの油路が何れも遮断され且つ前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1から作動油をドレーン(排出)する為の油路が何れも連通され、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1が共に解放させられる。
プライマリ圧コントロールバルブ110は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート110iを開閉してライン油圧Pを入力ポート110iから出力ポート110tを経てクラッチアプライコントロールバルブ102の第3入力ポート102eへプライマリ圧Pinとして供給可能にするスプール弁子110aと、そのスプール弁子110aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング110bと、そのスプリング110bを収容し且つスプール弁子110aに開弁方向の推力を付与する為に制御油圧PSLPを受け入れる油室110cと、スプール弁子110aに閉弁方向の推力を付与する為に出力ポート110tから出力されたライン油圧Pを受け入れるフィードバック油室110dと、スプール弁子110aに閉弁方向の推力を付与する為にモジュレータ油圧Pを受け入れる油室110eとを備えている。このように構成されたプライマリ圧コントロールバルブ110は、例えば制御油圧PSLPをパイロット圧としてライン油圧Pを調圧制御し、プライマリ圧Pinをクラッチアプライコントロールバルブ102を介してプライマリ側油圧シリンダ42c内の油室に供給する。例えば、制御油圧PSLPが増大すると、スプール弁子110aが図3の上側に移動することによりプライマリ圧Pinが増大する一方で、制御油圧PSLPが低下すると、スプール弁子110aが図3の下側に移動することによりプライマリ圧Pinが低下する。
セカンダリ圧コントロールバルブ112は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート112iを開閉してライン油圧Pを入力ポート112iから出力ポート112tを経てセカンダリプーリ46へセカンダリ圧Poutとして供給可能にするスプール弁子112aと、そのスプール弁子112aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング112bと、そのスプリング112bを収容し且つスプール弁子112aに開弁方向の推力を付与する為に制御油圧PSLSを受け入れる油室112cと、スプール弁子112aに閉弁方向の推力を付与する為に出力ポート112tから出力されたセカンダリ圧Poutを受け入れるフィードバック油室112dと、スプール弁子112aに閉弁方向の推力を付与する為にモジュレータ油圧Pを受け入れる油室112eとを備えている。このように構成されたセカンダリ圧コントロールバルブ112は、例えば制御油圧PSLSをパイロット圧としてライン油圧Pを調圧制御し、セカンダリ圧Poutをセカンダリ側油圧シリンダ46c内の油室に供給する。例えば、制御油圧PSLSが増大すると、スプール弁子112aが図3の上側に移動することによりセカンダリ圧Poutが増大する一方で、制御油圧PSLSが低下すると、スプール弁子112aが図3の下側に移動することによりセカンダリ圧Poutが低下する。
このように構成された油圧制御回路100において、例えばリニアソレノイドバルブSLPにより調圧されるプライマリ圧Pin及びリニアソレノイドバルブSLSにより調圧されるセカンダリ圧Poutは、ベルト滑りを発生させず且つ不必要に大きくならないベルト挟圧力を一対の可変プーリ42,46に発生させるように制御される。また、プライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの相互関係で、一対の可変プーリの42,46の推力比τ(=Wout/Win)が変更されることにより無段変速機18の変速比γが変更される。例えば、その推力比τが大きくされる程、変速比γが大きくされる(すなわち無段変速機18はダウンシフトされる)。
チェックバルブ120は、入力ポート120aを開閉してセカンダリ圧Poutを入力ポート120aから出力ポート120bを経てクラッチアプライコントロールバルブ102の第4入力ポート102fへプライマリ圧Pinとして供給可能にするポペット120cと、そのポペット120cを入力ポート120aを閉じる方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング120dとを備えている。このように構成されたチェックバルブ120において、入力ポート120aからセカンダリ圧Poutが流入し、セカンダリ圧Poutによる押圧力(=Pout×ポペット120cの受圧面積S120)がスプリング120dの付勢力F120を超えると、入力ポート120aと出力ポート120bとが連通してセカンダリ圧Poutが出力ポート120bを経て第4入力ポート102fへ供給される。つまり、図4のチェックバルブ調圧特性(実線Lc)に示すように、セカンダリ圧Poutがクラッキング圧力Pk(=F120/S120)を超えると、そのクラッキング圧力Pkを超えた分のセカンダリ圧Pout'(=Pout−Pk)がプライマリ圧Pinとして第4入力ポート102fへ供給される。このように、チェックバルブ120は、セカンダリ圧Poutに応じた所定の圧力(例えば実線Lc)にプライマリ圧Pinを調圧する。尚、図4において、一点鎖線で示した直線L0は、チェックバルブ120が設けられない場合に、プライマリ圧Pinとして第4入力ポート102fへ供給されるセカンダリ圧Poutを表している。また、ここではチェックバルブ120はプライマリ圧Pinを調圧すると表現しているが、ここで言うチェックバルブ120による調圧は、チェックバルブ120自体が持つ機構的(メカ的)なもので決まるチェックバルブ調圧特性によって、プライマリ圧Pin(セカンダリ圧Pout')をセカンダリ圧Poutに応じた所定の圧力に設定すること、すなわちセカンダリ圧Poutに応じて所定の圧力とされたプライマリ圧Pin(セカンダリ圧Pout')に減圧して出力すること、を言っている。
ここで、本実施例の油圧制御回路100では、クラッチアプライコントロールバルブ102を備えており、プライマリプーリ42へ供給する油圧を、プライマリ圧Pinとチェックバルブ120を介したセカンダリ圧Pout'との何れかに切り替えることが可能である。従って、プライマリ圧Pinが正常に出力されないフェール時(故障発生時)には、切替油圧PSCを出力してクラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをfail/ガレージ位置側へ切り替え、チェックバルブ120を介して第4入力ポート102fへ供給されたセカンダリ圧Pout'を第2出力ポート102gからプライマリプーリ42へ供給するフェールセーフ作動を実行することができる。尚、上記フェール時としては、例えば制御油圧PSLPの出力異常やプライマリ圧コントロールバルブ110のバルブスティック(弁固着)などが想定される。また、特に、意図しないダウンシフトを発生させるようなフェール時にこのフェールセーフ作動を実行することが効果的である。
このように、クラッチアプライコントロールバルブ112は、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)へ供給する係合油圧を、定常時には出力油圧LPMへ切り替える一方で、ガレージシフト時には制御油圧PSLUへ切り替えるガレージシフト弁として機能する。加えて、クラッチアプライコントロールバルブ112は、プライマリプーリ42へ供給する油圧を、正常時にはプライマリ圧Pinへ切り替える一方で、フェール時にはチェックバルブ120を介したセカンダリ圧Poutへ切り替えるフェールセーフ弁としても機能する。
図5は、電子制御装置50による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図5において、エンジン出力制御部すなわちエンジン出力制御手段130は、例えばエンジン12の出力制御の為にスロットル信号や噴射信号や点火時期信号などのエンジン出力制御指令信号Sをそれぞれスロットルアクチュエータ38や燃料噴射装置80や点火装置82へ出力する。例えば、エンジン出力制御手段130は、アクセル開度Accに応じた駆動力(駆動トルク)が得られる為の目標エンジントルクT を設定し、その目標エンジントルクT が得られるようにスロットルアクチュエータ38により電子スロットル弁40を開閉制御する他、燃料噴射装置80により燃料噴射量を制御したり、点火装置82により点火時期を制御する。
無段変速機制御部すなわち無段変速機制御手段132は、例えば無段変速機18のベルト滑りが発生しないようにしつつ無段変速機18の目標変速比γを達成するように、プライマリ圧Pinの指令値(又は目標プライマリ圧Pin)としてのプライマリ指示圧Pintgtとセカンダリ圧Poutの指令値(又は目標セカンダリ圧Pout)としてのセカンダリ指示圧Pouttgtとを決定し、プライマリ指示圧Pintgtとセカンダリ指示圧Pouttgtとを油圧制御回路100へ出力する。
無段変速機制御手段132は、例えば必要最小限の推力でベルト滑りを防止する為に必要な推力(必要推力)すなわちベルト滑りが発生する直前の推力であるベルト滑り限界推力(以下、滑り限界推力)を確保しつつ、目標変速比γが実現される為の推力比τとなるように、プライマリ指示圧Pintgt及びセカンダリ指示圧Pouttgtを設定する。
具体的には、無段変速機制御手段132は、無段変速機18の変速後に達成すべき変速比γである変速後目標変速比γlを決定する。無段変速機制御手段132は、例えば図6に示すようなアクセル開度Accをパラメータとして出力軸回転速度NOUTと目標入力軸回転速度NIN との予め求められて記憶された関係(変速マップ)から実際の出力軸回転速度NOUT及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて目標入力軸回転速度NIN を設定する。そして、無段変速機制御手段132は、目標入力軸回転速度NIN に基づいて変速後目標変速比γl(=NIN /NOUT)を算出する。図6の変速マップは変速条件に相当するもので、出力軸回転速度NOUTが小さくアクセル開度Accが大きい程大きな変速比γになる目標入力軸回転速度NIN が設定されるようになっている。この変速後目標変速比γlは、無段変速機18の最小変速比γmin(最高速ギヤ比、最Hi)と最大変速比γmax(最低速ギヤ比、最Low)の範囲内で定められる。そして、無段変速機制御手段132は、例えば迅速且つ滑らかな変速が実現されるように予め実験的に設定された関係から、変速開始前の変速比γと変速後目標変速比γlとそれらの差とに基づいて、変速中の過渡的な変速比γの目標値として目標変速比γを決定する。例えば、無段変速機制御手段132は、変速中に逐次変化させる目標変速比γを、変速開始時から変速後目標変速比γlに向かって変化する滑らかな曲線(例えば1次遅れ曲線や2次遅れ曲線)に沿って変化する経過時間の関数として決定する。すなわち、無段変速機制御手段132は、無段変速機18の変速中において、変速開始時からの時間経過に従って変速開始前の変速比γから変速後目標変速比γlに近付くように逐次目標変速比γを変化させる。また、無段変速機制御手段132は、上記経過時間の関数として目標変速比γを決定する際、その目標変速比γから変速中における目標変速速度(プライマリ側目標変速速度(dXin/dNelmin)とセカンダリ側目標変速速度(dXout/dNelmout))を算出する。例えば変速が完了して目標変速比γが一定の定常状態となれば、目標変速速度は零になる。
また、無段変速機制御手段132は、例えばエンジントルクTにトルクコンバータ14のトルク比t(=トルクコンバータ14の出力トルクであるタービントルクT/トルクコンバータ14の入力トルクであるポンプトルクT)を乗じたトルク(=T×t)として、無段変速機18の入力トルクTINを算出する。また、無段変速機制御手段132は、例えばエンジン12に対する要求負荷としての吸入空気量QAIR(或いはそれに相当するスロットル弁開度θTH等)をパラメータとしてエンジン回転速度NとエンジントルクTとの予め実験的に求められて記憶された公知の関係(マップ、エンジントルク特性図)から、吸入空気量QAIR及びエンジン回転速度Nに基づいて推定エンジントルクTesとして、エンジントルクTを算出する。或いは、このエンジントルクTは、例えばトルクセンサなどにより検出されるエンジン12の実出力トルク(実エンジントルク)Tなどが用いられても良い。また、トルクコンバータ14のトルク比tは、トルクコンバータ14の速度比e(=トルクコンバータ14の出力回転速度であるタービン回転速度N/トルクコンバータ14の入力回転速度であるポンプ回転速度N(エンジン回転速度N))の関数であり、例えば速度比eとトルク比t、効率η、及び容量係数Cとのそれぞれの予め実験的に求められて記憶された公知の関係(マップ、トルクコンバータ14の所定の作動特性図)から、実際の速度比eに基づいて無段変速機制御手段132により算出される。尚、推定エンジントルクTesは、実エンジントルクTそのものを表すように算出されるものであり、特に実エンジントルクTと区別する場合を除き、推定エンジントルクTesを実エンジントルクTとして取り扱うものとする。従って、推定エンジントルクTesには実エンジントルクTも含むものとする。
無段変速機制御手段132は、例えば実変速比γと無段変速機18の入力トルクTINとに基づいて滑り限界推力Wlmtを算出する。具体的には、無段変速機制御手段132は、次式(1)及び次式(2)からプライマリプーリ42の入力トルクとしての無段変速機18の入力トルクTIN、セカンダリプーリ46の入力トルクとしての無段変速機18の出力トルクTOUT、可変プーリ42,46のシーブ角α、プライマリプーリ42側の所定のエレメント・プーリ間摩擦係数μin、セカンダリプーリ46側の所定のエレメント・プーリ間摩擦係数μout、実変速比γから一意的に算出されるプライマリプーリ42側のベルト掛かり径Rin、実変速比γから一意的に算出されるセカンダリプーリ46側のベルト掛かり径Routに基づいて、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtをそれぞれ算出する。尚、TOUT=γ×Tin=(Rout/Rin)×Tinとしている。
Woutlmt=(TOUT×cosα)/(2×μout×Rout)
=(Tin ×cosα)/(2×μout×Rin ) ・・・(1)
Winlmt =(Tin ×cosα)/(2×μin ×Rin ) ・・・(2)
無段変速機制御手段132は、例えばセカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmtを目標セカンダリ推力Woutに設定し、その目標セカンダリ推力Woutに基づいて変速制御の為に必要なプライマリ推力Winであるプライマリプーリ側変速制御推力Winshを算出し、その算出したプライマリプーリ側変速制御推力Winshを目標プライマリ推力Winに設定する。また、無段変速機制御手段132は、例えば目標変速比γと実変速比γとの変速比偏差Δγに基づいたプライマリ推力Winのフィードバック制御により、目標プライマリ推力Win(すなわちプライマリプーリ側変速制御推力Winsh)を補正する。
尚、この変速比偏差Δγは、変速比γと1対1に対応するパラメータにおける目標値と実際値との偏差であれば良い。例えば、変速比偏差Δγに替えて、プライマリプーリ42側の目標プーリ位置(目標シーブ位置)Xinと実プーリ位置(実シーブ位置)Xinとの偏差ΔXin(=Xin−Xin)、セカンダリプーリ46側の目標シーブ位置Xoutと実シーブ位置Xoutとの偏差ΔXout(=Xout−Xout)、プライマリプーリ42側の目標ベルト掛かり径Rinと実ベルト掛かり径Rinとの偏差ΔRin(=Rin−Rin)、セカンダリプーリ46側の目標ベルト掛かり径Routと実ベルト掛かり径Routとの偏差ΔRout(=Rout−Rout)、目標入力軸回転速度NIN と実入力軸回転速度NINとの偏差ΔNIN(=NIN −NIN)などを用いることができる。
また、前記変速制御の為に必要な推力は、例えば目標の変速を実現する為に必要な推力であって、目標変速比γ及び目標変速速度を実現する為に必要な推力である。変速速度は、例えば単位時間当たりの変速比γの変化量dγ(=dγ/dt)であるが、本実施例では、ベルトエレメント(ブロック)1個当たりのシーブ位置移動量(dX/dNelm)として定義する(dX:単位時間当たりの可動シーブの軸方向変位量であるシーブ位置変化量すなわちシーブ位置変化速度(=dX/dt)[mm/ms]、dNelm:単位時間当たりにプーリに噛み込むエレメント(ブロック)数[個/ms])。よって、目標変速速度としては、プライマリ側目標変速速度(dXin/dNelmin)と、セカンダリ側目標変速速度(dXout/dNelmout)とで表される。具体的には、定常状態(変速比γが一定の状態)でのプライマリ推力Winとセカンダリ推力Woutとをバランス推力(定常推力)Wbl(例えばプライマリバランス推力Winblとセカンダリバランス推力Woutbl)と称し、これらの比が推力比τ(=Woutbl/Winbl)である。また、プライマリ推力Winとセカンダリ推力Woutとが一定の変速比γを保つ定常状態にあるとき、一対の可変プーリ42,46の何れかの推力に、ある推力を加算又は減算すると、定常状態が崩れて変速比γが変化し、加算又は減算した推力の大きさに応じた変速速度(dX/dNelm)が生じる。この加算又は減算した推力のことを変速差推力(過渡推力)ΔW(例えばプライマリ変速差推力ΔWinとセカンダリ変速差推力ΔWout)と称す。従って、前記変速制御の為に必要な推力は、一方の推力が設定された場合、目標変速比γを維持する為の推力比τに基づいて一方の推力に対応する目標変速比γを実現する為の他方のバランス推力Wblと、目標変速比γが変化させられるときの目標変速速度(例えばプライマリ側目標変速速度(dXin/dNelmin)とセカンダリ側目標変速速度(dXout/dNelmout))を実現する為の変速差推力ΔWとの和となる。また、プライマリプーリ42側にて目標の変速を実現する場合の差推力ΔWは、すなわちプライマリプーリ側換算のプライマリ変速差推力ΔWinは、アップシフト状態であれば(ΔWin>0)となり、ダウンシフト状態であれば(ΔWin<0)となり、変速比一定の定常状態であれば(ΔWin=0)となる。また、セカンダリプーリ46側にて目標の変速を実現する場合の差推力ΔWは、すなわちセカンダリプーリ側換算のセカンダリ変速差推力ΔWoutは、アップシフト状態であれば(ΔWout<0)となり、ダウンシフト状態であれば(ΔWout>0)となり、変速比一定の定常状態であれば(ΔWout=0)となる。
無段変速機制御手段132は、例えば目標変速比γをパラメータとしてセカンダリ側安全率SFout(=Wout/Woutlmt)の逆数SFout−1(=Woutlmt/Wout)とセカンダリプーリ46側に対応するプライマリプーリ42側の推力を算出するときの推力比τoutとの予め実験的に求められて記憶された例えば図7に示すような関係(推力比マップ)から、逐次算出される目標変速比γ及びセカンダリ側安全率の逆数SFout−1に基づいて推力比τoutを算出する。そして、無段変速機制御手段132は、次式(3)から目標セカンダリ推力Wout及び推力比τoutに基づいてプライマリバランス推力Winblを算出する。尚、被駆動時には入力トルクTINや出力トルクTOUTが負の値となることから、上記各安全率の逆数SFin−1,SFout−1も被駆動時には負の値となる。また、この逆数SFin−1,SFout−1は、逐次算出されても良いが、安全率SFin、SFoutに所定値(例えば1−1.5程度)を各々設定するならばその逆数を設定しても良い。
Winbl=Wout/τout ・・・(3)
無段変速機制御手段132は、例えばプライマリプーリ42側にて目標の変速を実現する場合のプライマリプーリ側換算の差推力ΔWとしてのプライマリ変速差推力ΔWinを算出する。具体的には、無段変速機制御手段132は、プライマリ側目標変速速度(dXin/dNelmin)とプライマリ変速差推力ΔWinとの予め実験的に求められて記憶された例えば図8に示すような関係(差推力マップ)から、逐次算出されるプライマリ側目標変速速度(dXin/dNelmin)に基づいてプライマリ変速差推力ΔWinを算出する。
また、無段変速機制御手段132は、例えばプライマリバランス推力Winblにプライマリ変速差推力ΔWinを加算してプライマリプーリ側変速制御推力Winsh(=Winbl+ΔWin)を算出する。また、無段変速機制御手段132は、例えば次式(4)に示すような予め求められて設定されたフィードバック制御式を用いて、実変速比γを目標変速比γと一致させる為のフィードバック制御量(FB制御補正量)Winfbを算出する。この式(4)において、Δγは目標変速比γと実変速比γとの変速比偏差(=γ−γ)、KPは所定の比例定数、KIは所定の積分定数、KDは所定の微分定数である。そして、無段変速機制御手段132は、例えばプライマリプーリ側変速制御推力Winshに対して、変速比偏差Δγに基づいたフィードバック制御により補正した値(=Winsh+Winfb)を目標プライマリ推力Winとして設定する。
Winfb=KP×Δγ+KI×(∫Δγdt)+KD×(dΔγ/dt) ・・・(4)
尚、上記算出した目標プライマリ推力Winがプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtを下回るような場合には、プライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtを目標プライマリ推力Winに設定し、その目標プライマリ推力Winに基づいて変速制御の為に必要なセカンダリ推力Woutであるセカンダリプーリ側変速制御推力Woutshを算出し、その算出したセカンダリプーリ側変速制御推力Woutshを目標セカンダリ推力Woutに設定しても良い。要は、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtを確保できる範囲で、目標変速比γが実現される為の推力比τとなるセカンダリ推力Wout及びプライマリ推力Winを、目標セカンダリ推力Wout及び目標プライマリ推力Winに設定すれば良い。
そして、無段変速機制御手段132は、目標セカンダリ推力Wout及び目標プライマリ推力Winを、各可動シーブ46b,42bの各受圧面積に基づいて目標セカンダリ圧Pout(=Wout/46bの受圧面積)及び目標プライマリ圧Pin(=Win/42bの受圧面積)に各々変換する。そして、無段変速機制御手段132は、その目標セカンダリ圧Pout及び目標プライマリ圧Pinをセカンダリ指示圧Pouttgt及びプライマリ指示圧Pintgtとして設定する。
無段変速機制御手段132は、例えば目標プライマリ圧Pin及び目標セカンダリ圧Poutが得られるように、油圧制御指令信号SCVTとしてプライマリ指示圧Pintgt及びセカンダリ指示圧Pouttgtを油圧制御回路100へ出力する。油圧制御回路100は、その油圧制御指令信号SCVTに従って、リニアソレノイドバルブSLPを作動させてプライマリ圧Pinを調圧すると共に、リニアソレノイドバルブSLSを作動させてセカンダリ圧Poutを調圧する。
図5に戻り、ガレージ制御部すなわちガレージ制御手段134は、所謂ガレージ制御を行なうものである。具体的には、ガレージ制御手段134は、ガレージシフトが為された場合には、ガレージモードを確立し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをfail/ガレージ側に位置させるように、切替バルブSCから切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を出力する。このとき、ガレージ制御手段134は、ガレージモードにおいて、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が滑らかに係合させられるように、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合過渡油圧となるリニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUを変化させる為の指令信号を出力する。そして、ガレージ制御手段134は、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合後には、ガレージモードを解除し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをnormal/ノーマルに位置させるように、切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を解除する。
ニュートラル制御部すなわちニュートラル制御手段136は、所謂ニュートラル制御を行なうものである。具体的には、ニュートラル制御手段136は、例えば車両停止時に、レバーポジションPSHが「D」ポジション(或いは「R」ポジション)、フットブレーキが作動させられている(ブレーキオンBON)などの所定の条件が満たされる場合には、ガレージモードを確立し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをfail/ガレージ側に位置させるように、切替バルブSCから切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を出力する。このとき、ニュートラル制御手段136は、ガレージモードにおいて、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が半係合状態或いは解放状態とされるように、リニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUを零乃至低圧とする為の指令信号を出力する。また、ニュートラル制御手段136は、所定の条件が満たされなくなったことでニュートラル制御を解除する場合には、所謂ニュートラル制御からの復帰制御を実行する場合には、ガレージモードとしたままで、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)が滑らかに係合させられるように、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合過渡油圧となるリニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUを変化させる為の指令信号を出力する。そして、ニュートラル制御手段136は、前進用クラッチC1(或いは後進用ブレーキB1)の係合後には、ガレージモードを解除し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをnormal/ノーマルに位置させるように、切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を解除する。
リバースインヒビット制御部すなわちリバースインヒビット制御手段138は、車両の前進走行中に「R」ポジションへシフト操作されても、後進用ブレーキB1の係合を許可できるとして予め求められて設定されたB1係合許可車速VR以下に車速Vが低下するまでは、後進用動力伝達経路への切り替え(すなわち後進用ブレーキB1の係合)を禁止してニュートラル状態とする所謂リバースインヒビット制御を行うものである。具体的には、リバースインヒビット制御手段138は、例えば車両の前進走行中にB1係合許可車速VRを超える車速Vにて「R」ポジションへシフト操作された場合には、ガレージモードを確立し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをfail/ガレージ側に位置させるように、切替バルブSCから切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を出力する。このとき、リバースインヒビット制御手段138は、ガレージモードにおいて、後進用ブレーキB1が半係合状態或いは解放状態とされるように、リニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUを零乃至低圧とする為の指令信号を出力する。また、リバースインヒビット制御手段138は、車速Vが低下してB1係合許可車速VR以下となったことでリバースインヒビット制御を解除する場合には、所謂リバースインヒビット制御からの復帰制御を実行する場合には、ガレージモードとしたままで、後進用ブレーキB1が滑らかに係合させられるように、後進用ブレーキB1の係合過渡油圧となるリニアソレノイドバルブSLUの制御油圧PSLUを変化させる為の指令信号を出力する。そして、リバースインヒビット制御手段138は、後進用ブレーキB1の係合後には、ガレージモードを解除し、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aをnormal/ノーマルに位置させるように、切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号を解除する。
ところで、前記ガレージ制御、前記ニュートラル制御、及び前記リバースインヒビット制御では、何れの制御においてもガレージモードが確立させられ、クラッチアプライコントロールバルブ102のスプール弁子102aがfail/ガレージ側に位置させられる。従って、これらの制御が実行される際には、プライマリ圧Pinが正常に出力されないフェール時でないにも拘わらず、チェックバルブ120を介して流入したセカンダリ圧Pout'がプライマリ圧Pinとしてプライマリプーリ42へ供給される。つまり、チェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性によりセカンダリ圧Poutに応じて一意に調圧されたプライマリ圧Pinがプライマリプーリ42へ供給される。そうすると、推力比τによっては目標変速比γが実現され難くなったり、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtが確保され難くなったりする可能性がある。特に、車両停車からの発進が想定されるガレージ制御やニュートラル制御(特に、ニュートラル制御からの復帰制御)では、目標変速比γとして設定される最大変速比γmaxが実現されないと、車両発進性能が低下する可能性がある。また、リバースインヒビット制御からの復帰制御では、復帰時の車速Vに応じた目標変速比γとは異なる変速比γにて後進用ブレーキB1の係合が実行されることで、ショックが発生する可能性がある。
そこで、本実施例では、チェックバルブ120によりプライマリ圧Pinが調圧される際、ベルト滑り防止と目標変速比γの実現との為に必要とされるセカンダリ圧Pout及びプライマリ圧Pinに基づいて、セカンダリ圧Poutを制御する。
図9は、セカンダリ圧Poutの算出を説明する為の図である。図9において、二点鎖線Lcで示したチェックバルブ調圧特性は、図4のチェックバルブ調圧特性(実線Lc)と同じである。下限セカンダリ圧Pout0は、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmtに対応するものであり、(Woutlmt/46bの受圧面積)にて算出される。また、下限プライマリ圧Pin0は、プライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtに対応するものであり、(Winlmt/42bの受圧面積)にて算出される。また、破線Lmaxは最大変速比γmaxを実現可能(維持可能)な推力比τの最低値を示しており、この破線Lmaxに対してセカンダリ圧Poutが高くなる領域Aは最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られる推力比範囲を示している。従って、セカンダリ圧Poutがクラッキング圧力Pkを超えて高くなることに応じてプライマリ圧Pinも高くなっていくチェックバルブ調圧特性を考慮すると、セカンダリ圧Poutが高ければ最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られ難くなる。本実施例では、二点鎖線Lcのうちで、二点鎖線Lcと破線Lmaxとの交点に対応するセカンダリ圧Pout1を上限とするセカンダリ圧Poutの範囲となる実線Loutにて最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られる。つまり、実線Loutに対応する範囲のセカンダリ圧Poutmaxにて最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られる。よって、チェックバルブ120によりプライマリ圧Pinが調圧される際、ベルト滑り防止と目標変速比γとしての最大変速比γmaxの実現との為には、下限セカンダリ圧Pout0以上のセカンダリ圧Pout及び下限プライマリ圧Pin0以上のプライマリ圧Pinが得られる範囲で、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られる実線Lout(Poutmax)における範囲Bに対応するセカンダリ圧Poutとなる目標セカンダリ圧Poutが設定されれば良い。
このように、無段変速機制御手段132は、チェックバルブ120によりプライマリ圧Pinが調圧される際には、プライマリ圧Pinに応じた所定の圧力にセカンダリ圧Poutを調圧する図4に示すようなチェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から、ベルト滑り防止の為に必要なセカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtと、目標変速比γが実現される為の推力比τとに基づいて、目標セカンダリ圧Poutを算出する。そして、無段変速機制御手段132は、上記算出した目標セカンダリ圧Poutをセカンダリ指示圧Pouttgtとして設定する。
より具体的には、制御実行判定部すなわち制御実行判定手段140は、例えばガレージモードが確立させられているか否かを判定する。例えば、制御実行判定手段140は、切替油圧PSCを油室102iに供給する為の指令信号が出力されているか否かに基づいて、ガレージモードが確立させられているか否かを判定する。また、制御実行判定手段140は、例えば車両停車からの発進時であるか否かを判定する。例えば、制御実行判定手段140は、ガレージ制御手段134によるガレージ制御が実行されているか否か、ニュートラル制御手段136によるニュートラル制御が実行されているか否か、或いはニュートラル制御手段136によるニュートラル制御からの復帰制御が実行されているか否かに基づいて、車両停車からの発進時であるか否かを判定する。また、制御実行判定手段140は、例えばリバースインヒビット制御手段138によるリバースインヒビット制御が実行されている車両走行中であるか否かを判定する。
無段変速機制御手段132は、制御実行判定手段140により車両停車からの発進時であると判定された場合には、プライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtに基づいて下限プライマリ圧Pin0(=Winlmt/42bの受圧面積)を算出すると共に、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmtに基づいて下限セカンダリ圧Pout0(=Woutlmt/46bの受圧面積)を算出する。加えて、無段変速機制御手段132は、チェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から最大変速比γmaxを実現可能な推力比τに基づいて、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られるセカンダリ圧Poutmaxを算出する。そして、無段変速機制御手段132は、下限セカンダリ圧Pout0以上のセカンダリ圧Pout及び下限プライマリ圧Pin0以上のプライマリ圧Pinが得られるセカンダリ圧Poutmaxの範囲(図9の範囲B参照)で目標セカンダリ圧Poutを設定する。例えば、無段変速機制御手段132は、そのセカンダリ圧Poutmaxの範囲の最大値、最小値、或いは中間値となるセカンダリ圧Poutを目標セカンダリ圧Poutとして算出し、その目標セカンダリ圧Poutをセカンダリ指示圧Pouttgtとして設定する。
ここで、特に、車両停車からの発進時では、アクセル踏み込みに伴ってエンジントルクT延いては無段変速機18の入力トルクTINが増大する可能性がある。従って、入力トルクTINの増大に伴ってセカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtをそれぞれ増大し、下限セカンダリ圧Pout0及び下限プライマリ圧Pin0も増大する。そうすると、図9からも明らかなように、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られるセカンダリ圧Poutを実現できない可能性がある。そこで、無段変速機制御手段132は、制御実行判定手段140により車両停車からの発進時であると判定された場合には、最大変速比γmaxを実現可能(維持可能)な推力比τとするセカンダリ圧Poutが得られるように、入力トルクTINを抑制する。つまり、無段変速機制御手段132は、下限セカンダリ圧Pout0がセカンダリ圧Pout1を超えないように、且つ下限プライマリ圧Pin0が二点鎖線Lcと破線Lmaxとの交点に対応するプライマリ圧Pin1(図9参照)を超えないように、入力トルクTINを抑制する。
無段変速機制御手段132は、制御実行判定手段140によりリバースインヒビット制御手段138によるリバースインヒビット制御が実行されている車両走行中であると判定された場合には、現在の車両走行中における車速Vよりも低い車速VであるB1係合許可車速VRにて設定される目標変速比γ(例えば最大変速比γmax乃至最大変速比γmax近傍)を実現可能(維持可能)な推力比τとするように、セカンダリ圧Poutを制御する。つまり、無段変速機制御手段132は、チェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から、後進用ブレーキB1の係合時の目標変速比γを実現可能な推力比τに基づいて、その目標変速比γを実現可能な推力比τが得られるセカンダリ圧Poutを算出する。そして、無段変速機制御手段132は、その算出したセカンダリ圧Poutを目標セカンダリ圧Poutすなわちセカンダリ指示圧Pouttgtとして設定する。
図10は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわちチェックバルブ120によりプライマリ圧Pinがセカンダリ圧Poutに応じた所定の圧力に調圧される際ベルト滑りの発生を防止すると共に目標変速比γを実現する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。また、図11は、図10のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであり、車両発進時にガレージモードを確立している場合の実施例である。
図10において、先ず、制御実行判定手段140に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、ガレージモードが確立させられているか否かが判定される。このS10の判断が肯定される場合は同じく制御実行判定手段140に対応するS20において、車両停車からの発進時であるか否か、例えばガレージ制御、ニュートラル制御、及びニュートラル制御からの復帰制御のうちの1つの制御が実行されているか否かが判定される。このS20の判断が肯定される場合は無段変速機制御手段132に対応するS30において、プライマリプーリ側滑り限界推力Winlmt及びセカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmtに基づいて、下限プライマリ圧Pin0及び下限セカンダリ圧Pout0がそれぞれ算出される。次いで、同じく無段変速機制御手段132に対応するS40において、チェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から最大変速比γmaxを実現可能な推力比τに基づいて、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られるセカンダリ圧Poutmaxが算出される。次いで、同じく無段変速機制御手段132に対応するS50において、下限セカンダリ圧Pout0以上のセカンダリ圧Pout及び下限プライマリ圧Pin0以上のプライマリ圧Pinが得られるセカンダリ圧Poutmaxの範囲で目標セカンダリ圧Poutが算出され、その目標セカンダリ圧Poutがセカンダリ指示圧Pouttgtとして設定される。尚、このS20の判断が肯定される場合は無段変速機制御手段132に対応するS30−S50において、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τとするセカンダリ圧Poutが得られるように入力トルクTINが抑制される(図11のt1時点以降)。これによって、下限セカンダリ圧Pout0及び下限プライマリ圧Pin0を下げることができ、セカンダリPoutが高くされることに伴ってプライマリ圧Pinも相対的に高くされて最大変速比γmaxを実現可能な推力比τが得られないことが回避される。
一方で、前記S20の判断が否定される場合は制御実行判定手段140に対応するS60において、リバースインヒビット制御が実行されている車両走行中であるか否かが判定される。このS60の判断が肯定される場合は無段変速機制御手段132に対応するS70において、チェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から、後進用ブレーキB1の係合時の目標変速比γを実現可能な推力比τに基づいて、その目標変速比γを実現可能な推力比τが得られる目標セカンダリ圧Poutが算出され、その目標セカンダリ圧Poutがセカンダリ指示圧Pouttgtとして設定される。他方、前記S10の判断が否定されるか或いは前記S60の判断が否定される場合は無段変速機制御手段132に対応するS80において、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtが確保される範囲で、目標変速比γが実現される為の推力比τとなる目標セカンダリ圧Pout及び目標プライマリ圧Pinがそれぞれ算出され、その目標セカンダリ圧Pout及び目標プライマリ圧Pinがセカンダリ指示圧Pouttgt及びプライマリ指示圧Pintgtとしてそれぞれ設定される。
上述のように、本実施例によれば、セカンダリ圧Poutに応じた所定の圧力にプライマリ圧Pinを調圧するチェックバルブ120を備えるので、プライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとが同じ圧となるように構成される場合と比較して、より幅広い推力比τを取り得ることができて実現可能な変速比γの幅がより広くされる。例えば、最大変速比γmaxを維持することが可能な推力比τを実現し易い。加えて、チェックバルブ120によりプライマリ圧Pinが調圧される際、ベルト滑り防止と目標変速比γの実現との為に必要とされるセカンダリ圧Pout及びプライマリ圧Pinに基づいてセカンダリ圧Poutが制御されるので、ベルト滑りの発生を防止すると共に目標変速比γを実現することができる。例えば、目標変速比γが最大変速比γmaxである場合に、不要なアップシフトが防止される。
また、本実施例によれば、セカンダリ圧Poutをプライマリ圧Pinに応じた所定の圧力とする為のチェックバルブ120のチェックバルブ調圧特性から、セカンダリプーリ側滑り限界推力Woutlmt及びプライマリプーリ側滑り限界推力Winlmtと、目標変速比γが実現される為の推力比τとに基づいて、目標セカンダリ圧Poutを算出するので、ベルト滑りの発生が防止されるようなプライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutの範囲で、目標変速比γを維持することが可能な推力比τとなるようなセカンダリ圧Poutとすることができる。
また、本実施例によれば、滑り限界推力Wlmtは実変速比γと無段変速機18の入力トルクTINとに基づいて算出されるので、滑り限界推力Wlmtが適切に算出され、ベルト滑り防止の為の必要推力が適切に確保される。加えて、車両停車からの発進時は、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τとするセカンダリ圧Poutが得られるように、入力トルクTINを抑制するので、入力トルクTINが比較的高いことで、セカンダリ圧Poutの増大に伴ってプライマリ圧Pinも増大し、推力比τが最大変速比γmaxを実現可能な推力比τ以下となる可能性があることに対して、入力トルクTINを抑制することで、最大変速比γmaxを実現可能な推力比τ以下となることが防止される。これにより、車両停車からの発進時は、最大変速比γmaxを維持することができて発進性能が適切に確保される。
また、本実施例によれば、リバースインヒビット制御が実行されている車両走行中は、B1係合許可車速VRにて設定される目標変速比γを実現可能な推力比τとするように、セカンダリ圧Poutを制御するので、リバースインヒビット制御が実行されている車両走行中にチェックバルブ120によりプライマリ圧Pinが調圧された状態において成立させられる変速比γ(例えば目標変速比γとは異なる変速比γ)にて後進用ブレーキB1が係合されることで、ショックが発生する可能性があることに対して、リバースインヒビット制御が実行されている車両走行中にセカンダリ圧Poutを制御してB1係合許可車速VRにて設定される目標変速比γを成立させておくことで、後進用ブレーキB1が係合されたときのショックの発生が抑制されたり、ベルト滑りの発生が防止される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、プライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutのうちの一方の側の圧力はセカンダリ圧Poutであり、他方の側の圧力はプライマリ圧Pinであったが、必ずしもこの様な態様でなくとも良い。例えば、プライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutのうちの一方の側の圧力はプライマリ圧Pinであり、他方の側の圧力はセカンダリ圧Poutであっても良い。このような場合には、プライマリ圧Pinに応じた所定の圧力にセカンダリ圧Poutを調圧するチェックバルブが備えられると共に、セカンダリ圧Poutがクラッチアプライコントロールバルブ102を介してセカンダリプーリ46に供給される。このようにしても、本実施例は適用され得る。
また、前述の実施例において、ロックアップクラッチ26が備えられているトルクコンバータ14が用いられていたが、ロックアップクラッチ26は必ずしも設けられなくても良く、またトルクコンバータ14に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。また、前後進切換装置がその発進機構として機能するか、発進クラッチ等の発進機構が備えられるか、或いは動力伝達経路を断接可能な係合装置等が備えられる場合には、流体式伝動装置は備えられなくとも良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
18:ベルト式無段変速機(車両用無段変速機)
42:入力側可変プーリ
46:出力側可変プーリ
48:伝動ベルト
50:電子制御装置(制御装置)
120:チェックバルブ

Claims (3)

  1. 入力側可変プーリ及び出力側可変プーリの有効径が可変の一対の可変プーリと、該一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトとを有し、該入力側可変プーリにおける入力側圧力及び該出力側可変プーリにおける出力側圧力を各々制御することで該伝動ベルトの滑りを防止しつつ実変速比を目標変速比とする車両用無段変速機の制御装置であって、
    前記入力側圧力及び前記出力側圧力のうちの一方の側の圧力に応じた所定の圧力に他方の側の圧力を調圧するチェックバルブを備え、
    前記チェックバルブにより前記他方の側の圧力が調圧される際、ベルト滑り防止と前記目標変速比の実現との為に必要とされる両方の圧力に基づいて、前記一方の側の圧力を制御するものであり、
    前記所定の圧力とする為の前記チェックバルブにおける調圧特性から、ベルト滑り防止の為に必要な前記入力側可変プーリ及び前記出力側可変プーリにおける各滑り限界推力と、前記目標変速比が実現される為の推力比とに基づいて、前記一方の側の圧力を算出することを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
  2. 前記滑り限界推力は、実変速比と前記車両用無段変速機の入力トルクとに基づいて算出されるものであり、
    車両停車からの発進時は、最低速側変速比を維持可能な推力比とする前記一方の側の圧力が得られるように、前記入力トルクを抑制することを特徴とする請求項に記載の車両用無段変速機の制御装置。
  3. 後進用動力伝達経路への切り替えが禁止されている動力伝達遮断状態での車両走行中は、後進用動力伝達経路への切り替えが許可される許可車速にて設定される目標変速比を維持可能な推力比とするように、前記一方の側の圧力を制御することを特徴とする請求項に記載の車両用無段変速機の制御装置。
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