JP6947142B2 - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力源と駆動輪との間に並列に設けられた、シンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチが設けられた動力伝達経路を含む複数の動力伝達経路を備える車両用動力伝達装置の制御装置に関するものである。
動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へ前記動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた、前記動力を前記入力回転部材から前記出力回転部材へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を有し、前記複数の動力伝達経路は、第1摩擦係合装置の係合及びシンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチの係合によって形成される、ギヤ段を有するギヤ機構を介した第1動力伝達経路、及び第2摩擦係合装置の係合によって形成され且つ前記第1動力伝達経路よりもハイ側の変速比が形成される、無段変速機構を介した第2動力伝達経路である車両用動力伝達装置の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用動力伝達装置がそれである。この特許文献1には、第1動力伝達経路を形成した状態で発進すること、又、発進後に車速が上昇した際に、第1摩擦係合装置を解放すると共に第2摩擦係合装置を係合して第2動力伝達経路にて動力を伝達して走行すること、又、第2動力伝達経路にて動力を伝達して走行する状態となった後に、噛合式クラッチを解放状態へ切り替えることが開示されている。
国際公開第2013/176208号
ところで、第2動力伝達経路にて動力を伝達して走行しているときに車速が所定車速以下となった場合には、第2摩擦係合装置を解放すると共に第1摩擦係合装置を係合することによる、第2動力伝達経路を形成した状態から第1動力伝達経路を形成した状態への切替えとなるダウンシフトに備えて、噛合式クラッチを係合状態へ切り替えておくことが考えられる。このような場合、車速が所定車速付近で維持されると、噛合式クラッチの係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返される可能性がある。一方で、噛合式クラッチが解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡中には、シンクロメッシュ機構のシンクロナイザリングとコーン部との接触面が発熱し易い。その為、噛合式クラッチの係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返されると、シンクロメッシュ機構の接触面における発熱が短い期間で繰り返される。そうすると、シンクロメッシュ機構の接触面は蓄熱量が高い蓄熱状態となり、摩擦係数の一時的な低下又は摩擦材の劣化などに起因する接触面での摩擦力の低下などが生じて、回転速度を同期させるというシンクロメッシュ機構の機能が低下するおそれがある。
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、第2動力伝達経路にて動力を伝達して走行することが可能な第2走行モードでの走行中において、蓄熱量が増加することによるシンクロメッシュ機構の機能低下を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
第1の発明の要旨とするところは、(a)動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へ前記動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた、前記動力を前記入力回転部材から前記出力回転部材へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を有し、前記複数の動力伝達経路は、第1摩擦係合装置の係合及びシンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチの係合によって形成される、ギヤ段を有するギヤ機構を介した第1動力伝達経路、及び第2摩擦係合装置の係合によって形成され且つ前記第1動力伝達経路よりもハイ側の変速比が形成される、無段変速機構を介した第2動力伝達経路である車両用動力伝達装置の、制御装置であって、(b)前記第2動力伝達経路にて前記動力を伝達して走行することが可能な第2走行モードでの走行中において、第1所定車速を超える車速域では前記噛合式クラッチを解放状態とする一方で、前記第1所定車速以下となる車速域では前記噛合式クラッチを係合状態とする変速制御部と、(c)前記第2走行モードでの走行中において、前記噛合式クラッチが係合状態である場合には、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量を算出する蓄熱量算出部と、(d)前記第2走行モードでの走行中において、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が第1所定蓄熱量を超えている場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する一方で、前記蓄熱量が前記第1所定蓄熱量以下の場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可するシンクロ作動制限部とを、含むことにある。
また、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記シンクロ作動制限部は、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止しているときに、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が前記第1所定蓄熱量よりも小さい第2所定蓄熱量以上の場合には、そのまま前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する一方で、前記蓄熱量が前記第2所定蓄熱量未満の場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可することにある。
また、第3の発明は、前記第1の発明又は第2の発明に記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記シンクロ作動制限部は、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、前記車速が前記第1所定車速よりも高い第2所定車速以上である場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可することにある。
また、第4の発明は、前記第3の発明に記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第2所定車速は、前記動力源の高回転を防止する為に前記第2走行モードでの走行から前記第1動力伝達経路にて前記動力を伝達して走行することが可能な第1走行モードでの走行への切替えが禁止される予め定められた車速域における下限車速である。
また、第5の発明は、前記第1の発明から第4の発明の何れか1つに記載の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記蓄熱量算出部は、前記噛合式クラッチが解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡中に発熱する予め定められた前記シンクロメッシュ機構における熱量と、前記噛合式クラッチが係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱する予め定められた前記シンクロメッシュ機構における熱量とに基づいて、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量を算出することにある。
前記第1の発明によれば、第2走行モードでの走行中において、噛合式クラッチが係合状態であるときにシンクロメッシュ機構における蓄熱量が第1所定蓄熱量を超えている場合には噛合式クラッチの解放状態への切替えが禁止される一方で、蓄熱量が第1所定蓄熱量以下の場合には噛合式クラッチの解放状態への切替えが許可されるので、車速が第1所定車速付近で維持されたとしても、噛合式クラッチの係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返されることが抑制され得て、シンクロメッシュ機構は蓄熱量が高い蓄熱状態となり難くされる。よって、第2走行モードでの走行中において、蓄熱量が増加することによるシンクロメッシュ機構の機能低下を抑制することができる。
また、前記第2の発明によれば、噛合式クラッチの解放状態への切替えが禁止されているときに、シンクロメッシュ機構における蓄熱量が第2所定蓄熱量以上の場合にはそのまま噛合式クラッチの解放状態への切替えが禁止される一方で、蓄熱量が第2所定蓄熱量未満の場合には噛合式クラッチの解放状態への切替えが許可されるので、噛合式クラッチの解放状態への切替えが一旦禁止されると、ある程度放熱されるまで噛合式クラッチの係合状態が維持され得る。又、ある程度放熱された状態で噛合式クラッチの解放状態への切替えが行われるので、噛合式クラッチが解放状態へ切り替えられた後、直ぐに係合状態へ切り替えられてシンクロメッシュ機構が発熱したとしても、シンクロメッシュ機構は蓄熱量が高い蓄熱状態となり難くされる。
また、前記第3の発明によれば、シンクロメッシュ機構における蓄熱量が噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、車速が第2所定車速以上である場合には噛合式クラッチの解放状態への切替えが許可されるので、高車速領域で噛合式クラッチが係合状態であると第1動力伝達経路における駆動輪に連結された回転部材の回転速度が高くされて例えば第1摩擦係合装置における入力側回転速度と出力側回転速度とでの差回転速度が大きくされることによる摩擦材の耐久性低下が生じ易いことに対して、高車速領域では噛合式クラッチが解放状態とされることで、第1動力伝達経路における回転部材の高回転化が防止される。
また、前記第4の発明によれば、前記第2所定車速は、動力源の高回転を防止する為に第2走行モードでの走行から第1走行モードでの走行への切替えが禁止される予め定められた車速域における下限車速であるので、第2走行モードでの走行から第1走行モードでの走行への切替えに備えて噛合式クラッチを係合状態へ切り替えておく必要がない車速域において噛合式クラッチが解放状態へ切り替えられ得る。
また、前記第5の発明によれば、噛合式クラッチが解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡中に発熱する予め定められたシンクロメッシュ機構における熱量と、噛合式クラッチが係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱する予め定められたシンクロメッシュ機構における熱量とに基づいて、噛合式クラッチが係合状態であるときのシンクロメッシュ機構における蓄熱量が算出されるので、噛合式クラッチが係合状態であるときに、噛合式クラッチの解放状態への切替えが適切に禁止されたり、許可されたりする。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 無段変速機構の構成及び油圧制御回路の構成を説明する為の図である。 噛合式クラッチの構成及び切替作動を説明する為の図であって、噛合式クラッチの解放状態を示している。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちベルト走行モードでの走行中において蓄熱量が増加することによるシンクロ機構の機能低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。
本発明の実施形態において、前記無段変速機構は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に伝達要素が巻き掛けられた無段変速機である。入力側のプーリである前記プライマリプーリと出力側のプーリである前記セカンダリプーリとは、各々、例えば固定シーブと可動シーブとそれらの固定シーブ及び可動シーブの間の溝幅を変更する為の推力を付与する油圧アクチュエータとを有する。前記車両用動力伝達装置を備える車両は、前記油圧アクチュエータに供給される作動油圧としてのプーリ油圧をそれぞれ独立に制御する油圧制御回路を備える。この油圧制御回路は、例えば前記油圧アクチュエータへの作動油の流量を制御することにより結果的にプーリ油圧を生じるように構成されても良い。このような油圧制御回路により、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリにおける各推力(=プーリ油圧×受圧面積)が各々制御されることで、前記伝達要素の滑りを防止しつつ目標の変速が実現されるように変速制御が実行される。前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に巻き掛けられた前記伝達要素は、無端環状のフープと、そのフープに沿って厚さ方向に多数連ねられた厚肉板片状のブロックであるエレメントとを有する無端環状の圧縮式の伝動ベルト、又は、交互に重ねられたリンクプレートの端部が連結ピンによって相互に連結された無端環状のリンクチェーンを構成する引張式の伝動ベルトなどである。前記無段変速機構は、公知のベルト式の無段変速機である。広義には、このベルト式の無段変速機の概念にチェーン式の無段変速機を含む。
また、前記車両用動力伝達装置、前記無段変速機構などにおける変速比は、「入力側の回転部材の回転速度/出力側の回転部材の回転速度」である。例えば、前記無段変速機構の変速比は、「プライマリプーリの回転速度/セカンダリプーリの回転速度」である。又、前記車両用動力伝達装置の変速比は、「入力回転部材の回転速度/出力回転部材の回転速度」である。変速比におけるハイ側は、変速比が小さくなる側である高車速側である。変速比におけるロー側は、変速比が大きくなる側である低車速側である。例えば、最ロー側変速比は、最も低車速側となる最低車速側の変速比であり、変速比が最も大きな値となる最大変速比である。
また、前記動力源は、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンである。又、前記車両用動力伝達装置を備える車両は、前記動力源として、このエンジンに加えて、又は、このエンジンに替えて、電動機等を備えていても良い。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、動力源として機能するエンジン12と、駆動輪14と、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路に設けられた車両用動力伝達装置16とを備えている。以下、車両用動力伝達装置16を動力伝達装置16という。
動力伝達装置16は、非回転部材としてのケース18内において、エンジン12に連結された流体式伝動装置としての公知のトルクコンバータ20、トルクコンバータ20に連結された入力軸22、入力軸22に連結された無段変速機構24、同じく入力軸22に連結された前後進切替装置26、前後進切替装置26を介して入力軸22に連結されて無段変速機構24と並列に設けられたギヤ機構28、無段変速機構24及びギヤ機構28の共通の出力回転部材である出力軸30、カウンタ軸32、出力軸30及びカウンタ軸32に各々相対回転不能に設けられて噛み合う一対のギヤから成る減速歯車装置34、カウンタ軸32に相対回転不能に設けられたギヤ36、ギヤ36に連結されたデフギヤ38等を備えている。又、動力伝達装置16は、デフギヤ38に連結された左右の車軸40を備えている。入力軸22は、エンジン12の動力が伝達される入力回転部材である。出力軸30は、駆動輪14へエンジン12の動力を出力する出力回転部材である。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。
このように構成された動力伝達装置16において、エンジン12から出力される動力は、トルクコンバータ20、前後進切替装置26、ギヤ機構28、減速歯車装置34、デフギヤ38、車軸40等を順次介して、左右の駆動輪14へ伝達される。又は、動力伝達装置16において、エンジン12から出力される動力は、トルクコンバータ20、無段変速機構24、減速歯車装置34、デフギヤ38、車軸40等を順次介して、左右の駆動輪14へ伝達される。
上述したように、動力伝達装置16は、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路PTに並列に設けられた、ギヤ機構28及び無段変速機構24を備えている。具体的には、動力伝達装置16は、入力軸22と出力軸30との間の動力伝達経路PTに並列に設けられた、ギヤ機構28及び無段変速機構24を備えている。つまり、動力伝達装置16は、入力軸22と出力軸30との間に並列に設けられた、エンジン12の動力を入力軸22から出力軸30へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を備えている。複数の動力伝達経路は、ギヤ機構28を介した第1動力伝達経路PT1、及び無段変速機構24を介した第2動力伝達経路PT2である。すなわち、動力伝達装置16は、第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2との複数の動力伝達経路を、入力軸22と出力軸30との間に並列に備えている。第1動力伝達経路PT1は、エンジン12の動力を入力軸22からギヤ機構28を介して駆動輪14へ伝達する動力伝達経路である。第2動力伝達経路PT2は、エンジン12の動力を入力軸22から無段変速機構24を介して駆動輪14へ伝達する動力伝達経路である。
動力伝達装置16では、エンジン12の動力を駆動輪14へ伝達する動力伝達経路が、車両10の走行状態に応じて第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2とで切り替えられる。その為、動力伝達装置16は、第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2とを選択的に形成する複数の係合装置を備えている。複数の係合装置は、第1クラッチC1、第1ブレーキB1、及び第2クラッチC2を含んでいる。第1クラッチC1は、第1動力伝達経路PT1に設けられており、第1動力伝達経路PT1を選択的に接続したり、切断したりする係合装置であって、前進時に、係合されることで第1動力伝達経路PT1を形成する係合装置である。第1ブレーキB1は、第1動力伝達経路PT1に設けられており、第1動力伝達経路PT1を選択的に接続したり、切断したりする係合装置であって、後進時に、係合されることで第1動力伝達経路PT1を形成する係合装置である。第1動力伝達経路PT1は、第1クラッチC1又は第1ブレーキB1の係合によって形成される。第2クラッチC2は、第2動力伝達経路PT2に設けられており、第2動力伝達経路PT2を選択的に接続したり、切断したりする係合装置であって、係合されることで第2動力伝達経路PT2を形成する係合装置である。第2動力伝達経路PT2は、第2クラッチC2の係合によって形成される。第1クラッチC1、第1ブレーキB1、及び第2クラッチC2は何れも、各々の油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる公知の油圧式の湿式の摩擦係合装置である。第1クラッチC1は前進用の第1摩擦係合装置であり、第2クラッチC2は第2摩擦係合装置であり、第1ブレーキB1は後進用の第1摩擦係合装置である。第1クラッチC1及び第1ブレーキB1は、各々、後述するように、前後進切替装置26を構成する要素の1つである。前記複数の係合装置は、車両10に備えられた油圧制御回路46により調圧された油圧である各制御圧が各油圧アクチュエータへ供給されることにより、各々の係合状態や解放状態などの作動状態が切り替えられる。
エンジン12は、電子スロットル装置や燃料噴射装置や点火装置などのエンジン12の出力制御に必要な種々の機器を有するエンジン制御装置42を備えている。エンジン12は、後述する電子制御装置90によって、運転者による車両10に対する駆動要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量θaccに応じてエンジン制御装置42が制御されることで、エンジン12の出力トルクであるエンジントルクTeが制御される。
トルクコンバータ20は、エンジン12に連結されたポンプ翼車20p、及び入力軸22に連結されたタービン翼車20tを備えている。トルクコンバータ20は、エンジン12の動力を入力軸22へ伝達する流体式伝動装置である。動力伝達装置16は、ポンプ翼車20pに連結された機械式のオイルポンプ44を備えている。オイルポンプ44は、エンジン12により回転駆動されることにより、無段変速機構24を変速制御したり、無段変速機構24におけるベルト挟圧力を発生させたり、前記複数の係合装置の各々の作動状態を切り替えたりする為の油圧の元圧となる作動油を、油圧制御回路46へ供給する。
前後進切替装置26は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置26p、第1クラッチC1、及び第1ブレーキB1を備えている。遊星歯車装置26pは、入力要素としてのキャリア26cと、出力要素としてのサンギヤ26sと、反力要素としてのリングギヤ26rとの3つの回転要素を有する差動機構である。キャリア26cは、入力軸22に連結されている。リングギヤ26rは、第1ブレーキB1を介してケース18に選択的に連結される。サンギヤ26sは、入力軸22回りにその入力軸22に対して同軸心に相対回転可能に設けられた小径ギヤ48に連結されている。キャリア26cとサンギヤ26sとは、第1クラッチC1を介して選択的に連結される。
ギヤ機構28は、小径ギヤ48と、ギヤ機構カウンタ軸50と、ギヤ機構カウンタ軸50回りにそのギヤ機構カウンタ軸50に対して同軸心に相対回転不能に設けられて小径ギヤ48と噛み合う大径ギヤ51とを備えている。大径ギヤ51は、小径ギヤ48よりも大径である。又、ギヤ機構28は、ギヤ機構カウンタ軸50回りにそのギヤ機構カウンタ軸50に対して同軸心に相対回転可能に設けられたアイドラギヤ52と、出力軸30回りにその出力軸30に対して同軸心に相対回転不能に設けられてアイドラギヤ52と噛み合う出力ギヤ53とを備えている。出力ギヤ53は、アイドラギヤ52よりも大径である。従って、ギヤ機構28は、入力軸22と出力軸30との間の動力伝達経路PTにおいて、1つのギヤ段が形成される。ギヤ機構28は、ギヤ段を有するギヤ機構である。ギヤ機構28は、更に、ギヤ機構カウンタ軸50回りに、大径ギヤ51とアイドラギヤ52との間に設けられて、これらの間の動力伝達経路を選択的に接続したり、切断したりする噛合式クラッチD1を備えている。噛合式クラッチD1は、第1動力伝達経路PT1を選択的に接続したり、切断したりする係合装置であって、係合されることで第1動力伝達経路PT1を形成する係合装置である。噛合式クラッチD1は、第1クラッチC1又は第1ブレーキB1と共に係合されることで第1動力伝達経路PT1を形成する係合装置であり、前記複数の係合装置に含まれる。
噛合式クラッチD1は、ギヤ機構カウンタ軸50回りにそのギヤ機構カウンタ軸50に対して同軸心に相対回転不能に設けられたクラッチハブ54と、アイドラギヤ52とクラッチハブ54との間に配置されてそのアイドラギヤ52に固設されたクラッチギヤ55と、クラッチハブ54に対してスプライン嵌合されることによりギヤ機構カウンタ軸50の軸心回りの相対回転不能且つその軸心と平行な方向の相対移動可能に設けられた円筒状のスリーブ56とを備えている。このように構成された噛合式クラッチD1では、クラッチハブ54と常に一体的に回転させられるスリーブ56がクラッチギヤ55側へ移動させられてそのクラッチギヤ55と噛み合わされることで、アイドラギヤ52とギヤ機構カウンタ軸50とが接続される。更に、噛合式クラッチD1は、スリーブ56とクラッチギヤ55とを嵌合する際に回転を同期させる、同期機構としての公知のシンクロメッシュ機構S1を備えている。噛合式クラッチD1は、動力伝達装置16に備えられたアクチュエータとしての油圧アクチュエータ57の作動によりスリーブ56がギヤ機構カウンタ軸50の軸心と平行な方向に摺動させられて係合状態と解放状態とが切り替えられる。このように、噛合式クラッチD1は、油圧アクチュエータ57により作動させられることで、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路を選択的に接続したり、切断したりするシンクロメッシュ機構S1付の噛合式クラッチである。以下、シンクロメッシュ機構S1をシンクロ機構S1という。
第1動力伝達経路PT1は、噛合式クラッチD1と、噛合式クラッチD1よりも入力軸22側に設けられた第1クラッチC1とが共に係合されることで形成される。第1動力伝達経路PT1は、第1クラッチC1に替えて選択的に係合される、噛合式クラッチD1よりも入力軸22側に設けられた第1ブレーキB1、及び噛合式クラッチD1の係合によっても形成される。第1クラッチC1の係合により前進用の動力伝達経路が形成される一方で、第1ブレーキB1の係合により後進用の動力伝達経路が形成される。第1クラッチC1及び噛合式クラッチD1の係合によって形成される第1動力伝達経路PT1は、前進用の第1動力伝達経路である。第1ブレーキB1及び噛合式クラッチD1の係合によって形成される第1動力伝達経路PT1は、後進用の第1動力伝達経路である。動力伝達装置16では、第1動力伝達経路PT1が形成されると、エンジン12の動力を入力軸22からギヤ機構28を経由して出力軸30へ伝達することができる動力伝達可能状態とされる。一方で、第1動力伝達経路PT1は、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1が共に解放されると、又は、噛合式クラッチD1が解放されると、動力伝達が不能なニュートラル状態とされる。
図2は、無段変速機構24の構成を説明する為の図である。図1、図2において、無段変速機構24は、入力軸22と同軸心に設けられて入力軸22と一体的に連結されたプライマリ軸58と、プライマリ軸58に連結された有効径が可変のプライマリプーリ60と、出力軸30と同軸心に設けられたセカンダリ軸62と、セカンダリ軸62に連結された有効径が可変のセカンダリプーリ64と、それら各プーリ60,64の間に巻き掛けられた伝達要素としての伝動ベルト66とを備えている。無段変速機構24は、各プーリ60,64と伝動ベルト66との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる公知のベルト式の無段変速機であり、エンジン12の動力を駆動輪14側へ伝達する。前記摩擦力は、挟圧力も同意であり、ベルト挟圧力ともいう。このベルト挟圧力は、無段変速機構24における伝動ベルト66のトルク容量であるベルトトルク容量Tcvtである。
プライマリプーリ60は、プライマリ軸58に連結された固定シーブ60aと、固定シーブ60aに対してプライマリ軸58の軸心回りの相対回転不能且つ軸心方向の移動可能に設けられた可動シーブ60bと、可動シーブ60bに対してプライマリ推力Wpriを付与する油圧アクチュエータ60cとを備えている。プライマリ推力Wpriは、固定シーブ60aと可動シーブ60bとの間のV溝幅を変更する為のプライマリプーリ60の推力(=プライマリ圧Ppri×受圧面積)である。つまり、プライマリ推力Wpriは、油圧アクチュエータ60cによって付与される伝動ベルト66を挟圧するプライマリプーリ60の推力である。プライマリ圧Ppriは、油圧制御回路46によって油圧アクチュエータ60cへ供給される油圧であり、プライマリ推力Wpriを生じさせるプーリ油圧である。又、セカンダリプーリ64は、セカンダリ軸62に連結された固定シーブ64aと、固定シーブ64aに対してセカンダリ軸62の軸心回りの相対回転不能且つ軸心方向の移動可能に設けられた可動シーブ64bと、可動シーブ64bに対してセカンダリ推力Wsecを付与する油圧アクチュエータ64cとを備えている。セカンダリ推力Wsecは、固定シーブ64aと可動シーブ64bとの間のV溝幅を変更する為のセカンダリプーリ64の推力(=セカンダリ圧Psec×受圧面積)である。つまり、セカンダリ推力Wsecは、油圧アクチュエータ64cによって付与される伝動ベルト66を挟圧するセカンダリプーリ64の推力である。セカンダリ圧Psecは、油圧制御回路46によって油圧アクチュエータ64cへ供給される油圧であり、セカンダリ推力Wsecを生じさせるプーリ油圧である。
無段変速機構24では、後述する電子制御装置90により駆動される油圧制御回路46によってプライマリ圧Ppri及びセカンダリ圧Psecが各々調圧制御されることにより、プライマリ推力Wpri及びセカンダリ推力Wsecが各々制御される。これにより、無段変速機構24では、各プーリ60,64のV溝幅が変化して伝動ベルト66の掛かり径(=有効径)が変更され、変速比γcvt(=プライマリ回転速度Npri/セカンダリ回転速度Nsec)が変化させられると共に、伝動ベルト66が滑りを生じないようにベルト挟圧力が制御される。つまり、プライマリ推力Wpri及びセカンダリ推力Wsecが各々制御されることで、伝動ベルト66の滑りであるベルト滑りが防止されつつ無段変速機構24の変速比γcvtが目標変速比γcvttgtとされる。尚、プライマリ回転速度Npriはプライマリ軸58の回転速度であり、セカンダリ回転速度Nsecはセカンダリ軸62の回転速度である。
無段変速機構24では、プライマリ圧Ppriが高められると、プライマリプーリ60のV溝幅が狭くされて変速比γcvtが小さくされる。変速比γcvtが小さくされることは、無段変速機構24がアップシフトされることである。無段変速機構24では、プライマリプーリ60のV溝幅が最小とされるところで、最ハイ側変速比γminが形成される。この最ハイ側変速比γminは、無段変速機構24により形成できる変速比γcvtの範囲のうちの最も高車速側となる最高車速側の変速比γcvtであり、変速比γcvtが最も小さな値となる最小変速比である。一方で、無段変速機構24では、プライマリ圧Ppriが低められると、プライマリプーリ60のV溝幅が広くされて変速比γcvtが大きくされる。変速比γcvtが大きくされることは、無段変速機構24がダウンシフトされることである。無段変速機構24では、プライマリプーリ60のV溝幅が最大とされるところで、最ロー側変速比γmaxが形成される。この最ロー側変速比γmaxは、無段変速機構24により形成できる変速比γcvtの範囲のうちの最も低車速側となる最低車速側の変速比γcvtであり、変速比γcvtが最も大きな値となる最大変速比である。尚、無段変速機構24では、プライマリ推力Wpriとセカンダリ推力Wsecとによりベルト滑りが防止されつつ、プライマリ推力Wpriとセカンダリ推力Wsecとの相互関係にて目標変速比γcvttgtが実現されるものであり、一方の推力のみで目標の変速が実現されるものではない。プライマリ圧Ppriとセカンダリ圧Psecとの相互関係で、プライマリ推力Wpriとセカンダリ推力Wsecとの比の値である推力比τ(=Wsec/Wpri)が変更されることにより無段変速機構24の変速比γcvtが変更される。推力比τは、セカンダリ推力Wsecのプライマリ推力Wpriに対する比の値である。例えば、推力比τが大きくされる程、変速比γcvtが大きくされる、すなわち無段変速機構24はダウンシフトされる。
出力軸30は、セカンダリ軸62に対して同軸心に相対回転可能に配置されている。第2クラッチC2は、セカンダリプーリ64と出力軸30との間の動力伝達経路に設けられている。第2動力伝達経路PT2は、第2クラッチC2が係合されることで形成される。動力伝達装置16では、第2動力伝達経路PT2が形成されると、エンジン12の動力を入力軸22から無段変速機構24を経由して出力軸30へ伝達することができる動力伝達可能状態とされる。一方で、第2動力伝達経路PT2は、第2クラッチC2が解放されると、ニュートラル状態とされる。無段変速機構24の変速比γcvtは、第2動力伝達経路PT2における変速比に相当する。
動力伝達装置16では、第1動力伝達経路PT1における変速比γgear(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nout)であるギヤ機構28の変速比ELは、第2動力伝達経路PT2における最大変速比である無段変速機構24の最ロー側変速比γmaxよりも大きな値に設定されている。すなわち、変速比ELは、最ロー側変速比γmaxよりもロー側の変速比に設定されている。ギヤ機構28の変速比ELは、動力伝達装置16における第1速変速比γ1に相当し、無段変速機構24の最ロー側変速比γmaxは、動力伝達装置16における第2速変速比γ2に相当する。このように、第2動力伝達経路PT2は、第1動力伝達経路PT1よりもハイ側の変速比が形成される。尚、入力軸回転速度Ninは入力軸22の回転速度であり、出力軸回転速度Noutは出力軸30の回転速度である。
車両10では、ギヤ走行モードでの走行とベルト走行モードでの走行とを選択的に行うことが可能である。ギヤ走行モードは、第1動力伝達経路PT1を用いて走行することが可能な走行モードであって、動力伝達装置16において第1動力伝達経路PT1が形成された状態とする走行モードである。つまり、ギヤ走行モードは、第1動力伝達経路PT1にてエンジン12の動力を伝達して走行することが可能な第1走行モードである。ベルト走行モードは、第2動力伝達経路PT2を用いて走行することが可能な走行モードであって、動力伝達装置16において第2動力伝達経路PT2が形成された状態とする走行モードである。つまり、ベルト走行モードは、第2動力伝達経路PT2にてエンジン12の動力を伝達して走行することが可能な第2走行モードである。ギヤ走行モードでは、前進走行を可能とする場合、第1クラッチC1及び噛合式クラッチD1が係合され且つ第2クラッチC2及び第1ブレーキB1が解放される。ギヤ走行モードでは、後進走行を可能とする場合、第1ブレーキB1及び噛合式クラッチD1が係合され且つ第2クラッチC2及び第1クラッチC1が解放される。ベルト走行モードでは、第2クラッチC2が係合され且つ第1クラッチC1及び第1ブレーキB1が解放される。このベルト走行モードでは前進走行が可能となる。
ギヤ走行モードは、車両停止中を含む比較的低車速領域において選択される。ベルト走行モードは、中車速領域を含む比較的高車速領域において選択される。ベルト走行モードのうちの中車速領域でのベルト走行モードでは噛合式クラッチD1が係合される一方で、ベルト走行モードのうちの高車速領域でのベルト走行モードでは噛合式クラッチD1が解放される。高車速領域でのベルト走行モードにて噛合式クラッチD1が解放されるのは、例えばベルト走行モードでの走行中のギヤ機構28等の引き摺りをなくすと共に、高車速領域においてギヤ機構28や遊星歯車装置26pの構成部材である例えばピニオン等が高回転化するのを防止する為である。ギヤ機構28の高回転化が防止されると、例えば第1クラッチC1における入力側回転速度と出力側回転速度とでの差回転速度が大きくされることが防止されて、第1クラッチC1の摩擦材の耐久性が向上する。
図3は、噛合式クラッチD1の構成、及び噛合式クラッチD1の係合状態と解放状態との切替作動を説明する為の図である。図3は噛合式クラッチD1の解放状態を示している。図3において、シンクロ機構S1は、キースプリング68と、キースプリング68によってスリーブ56に係合させられたシフティングキー69と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー69と共に回転させられるシンクロナイザリング70と、クラッチギヤ55に設けられたコーン部71とを含んでいる。スリーブ56の内周面には、クラッチハブ54とスプライン嵌合されるスプライン歯72が設けられている。このスリーブ56が図3に示す解放位置からクラッチギヤ55側(図3中の矢印A方向参照)に移動させられると、シフティングキー69を介してシンクロナイザリング70がコーン部71に押圧され、その間の摩擦によってクラッチギヤ55に動力伝達が行われるようになる。スリーブ56が更にクラッチギヤ55側に移動させられると、スプライン歯72はシンクロナイザリング70に設けられたスプライン歯73、更にはクラッチギヤ55に設けられたスプライン歯74と噛み合わされて、スリーブ56が係合位置へ移動させられる。これにより、クラッチハブ54とクラッチギヤ55とが一体的に接続されて前後進切替装置26と出力軸30との間の動力伝達経路が形成される。上記解放位置は、噛合式クラッチD1を解放状態とするスリーブ56の位置であり、上記係合位置は、噛合式クラッチD1を係合状態とするスリーブ56の位置である。
油圧アクチュエータ57は、リターンスプリング57a、油室57b、フォークシャフト57c、シフトフォーク57dを備えている。噛合式クラッチD1は、油圧アクチュエータ57のリターンスプリング57aの付勢力により、スリーブ56を解放位置側(図3参照)へ押し付ける押付力がフォークシャフト57c及びシフトフォーク57dを介してスリーブ56に常時作用させられている。又、油圧制御回路46により調圧されたシンクロ制御圧Ps1が油室57bに供給されることにより、リターンスプリング57aの付勢力に対抗する押圧力が発生させられ、上記押付力に対抗してスリーブ56を係合位置側へ移動させる係合力がフォークシャフト57c及びシフトフォーク57dを介してスリーブ56に作用させられる。油室57bに所定油圧よりも大きなシンクロ制御圧Ps1が供給されるときは、係合位置にスリーブ56が移動させられる。前記所定油圧は、例えば係合位置にスリーブ56を移動させる為の予め実験的に或いは設計的に求められて記憶されたすなわち予め定められたシンクロ制御圧Ps1の下限値である。
車両10は、動力伝達装置16の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置90を備えている。電子制御装置90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。電子制御装置90は、エンジン12の出力制御、無段変速機構24の変速制御やベルト挟圧力制御、前記複数の係合装置(C1,B1,C2,D1)の各々の作動状態を切り替える油圧制御等を実行する。電子制御装置90は、必要に応じてエンジン制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置90には、車両10に備えられた各種センサ等(例えば各種回転速度センサ76,78,80,82、アクセル操作量センサ84、スロットル開度センサ86、シフトポジションセンサ88など)による各種検出信号等(例えばエンジン回転速度Ne、入力軸回転速度Ninと同値となるプライマリ回転速度Npri、セカンダリ回転速度Nsec、車速Vに対応する出力軸回転速度Nout、運転者の加速操作の大きさを表すアクセル操作量θacc、スロットル開度tap、車両10に備えられたシフト切替装置としてのシフトレバー89の操作ポジションPOSshなど)が、それぞれ供給される。又、電子制御装置90からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置42、油圧制御回路46など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se、無段変速機構24の変速やベルト挟圧力等を制御する為の油圧制御指令信号Scvt、前記複数の係合装置の各々の作動状態を制御する為の油圧制御指令信号Scbdなど)が、それぞれ出力される。尚、入力軸回転速度Nin(=プライマリ回転速度Npri)はタービン回転速度でもあり、プライマリ回転速度Npriはプライマリプーリ60の回転速度でもあり、セカンダリ回転速度Nsecはセカンダリプーリ64の回転速度でもある。又、電子制御装置90は、プライマリ回転速度Npriとセカンダリ回転速度Nsecとに基づいて無段変速機構24の実際の変速比γcvtである実変速比γcvt(=Npri/Nsec)を算出する。
シフトレバー89の操作ポジションPOSshは、例えばP,R,N,D操作ポジションである。P操作ポジションは、動力伝達装置16がニュートラル状態とされ且つ出力軸30が回転不能に機械的に固定された動力伝達装置16のPポジションを選択するパーキング操作ポジションである。動力伝達装置16のニュートラル状態は、例えば第1クラッチC1、第1ブレーキB1、及び第2クラッチC2が共に解放されることで実現される。つまり、動力伝達装置16のニュートラル状態は、第1動力伝達経路PT1及び第2動力伝達経路PT2が何れも形成されていない状態である。R操作ポジションは、ギヤ走行モードにて後進走行を可能とする動力伝達装置16のRポジションを選択する後進走行操作ポジションである。N操作ポジションは、動力伝達装置16がニュートラル状態とされた動力伝達装置16のNポジションを選択するニュートラル操作ポジションである。D操作ポジションは、ギヤ走行モードにて前進走行を可能とするか、又は、ベルト走行モードにて無段変速機構24の自動変速制御を実行して前進走行を可能とする動力伝達装置16のDポジションを選択する前進走行操作ポジションである。
電子制御装置90は、車両10における各種制御を実現する為に、エンジン制御手段すなわちエンジン制御部92、及び変速制御手段すなわち変速制御部94を備えている。
エンジン制御部92は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である例えば駆動力マップにアクセル操作量θacc及び車速Vを適用することで要求駆動力Fdemを算出する。エンジン制御部92は、その要求駆動力Fdemが得られる目標エンジントルクTetgtを設定し、その目標エンジントルクTetgtが得られるようにエンジン12を制御するエンジン制御指令信号Seをエンジン制御装置42へ出力する。
変速制御部94は、車両停止中に、操作ポジションPOSshがP操作ポジション又はN操作ポジションである場合には、ギヤ走行モードへの移行に備えて、噛合式クラッチD1を係合する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。変速制御部94は、車両停止中に、操作ポジションPOSshがP操作ポジション又はN操作ポジションからD操作ポジションとされた場合、第1クラッチC1を係合する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。これにより、走行モードが前進走行を可能とするギヤ走行モードへ移行させられる。変速制御部94は、車両停止中に、操作ポジションPOSshがP操作ポジション又はN操作ポジションからR操作ポジションとされた場合、第1ブレーキB1を係合する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。これにより、走行モードが後進走行を可能とするギヤ走行モードへ移行させられる。
変速制御部94は、操作ポジションPOSshがD操作ポジションである場合、ギヤ走行モードとベルト走行モードとを切り替える切替制御を実行する。具体的には、変速制御部94は、ギヤ走行モードにおけるギヤ機構28の変速比ELに対応する第1速変速段と、ベルト走行モードにおける無段変速機構24の最ロー側変速比γmaxに対応する第2速変速段とを切り替える為の所定のヒステリシスを有した、予め定められた関係である有段変速マップとしてのアップシフト線及びダウンシフト線に、車速V及びアクセル操作量θaccを適用することで変速の要否を判断し、その判断結果に基づいて走行モードを切り替える。
変速制御部94は、ギヤ走行モードでの走行中にアップシフトを判断してベルト走行モードへ切り替える場合、噛合式クラッチD1の係合状態において、第1クラッチC1を解放して第2クラッチC2を係合するようにクラッチを掴み替えるクラッチツゥクラッチ変速を行う油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。これにより、動力伝達装置16における動力伝達経路PTは、第1動力伝達経路PT1から第2動力伝達経路PT2へ切り替えられる。このように、変速制御部94は、第1クラッチC1の解放と第2クラッチC2の係合とによる有段変速制御によって、第1動力伝達経路PT1が形成された状態であるギヤ走行モードから第2動力伝達経路PT2が形成された状態であるベルト走行モードへ切り替える動力伝達装置16のアップシフトを実行する。本実施例では、ギヤ走行モードからベルト走行モードへ切り替える動力伝達装置16のアップシフトを有段アップシフトと称する。
変速制御部94は、ベルト走行モードでの走行中にダウンシフトを判断してギヤ走行モードへ切り替える場合、噛合式クラッチD1の係合状態において、第2クラッチC2を解放して第1クラッチC1を係合するようにクラッチを掴み替えるクラッチツゥクラッチ変速を行う油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。これにより、動力伝達装置16における動力伝達経路PTは、第2動力伝達経路PT2から第1動力伝達経路PT1へ切り替えられる。このように、変速制御部94は、第2クラッチC2の解放と第1クラッチC1の係合とによる有段変速制御によって、第2動力伝達経路PT2が形成された状態であるベルト走行モードから第1動力伝達経路PT1が形成された状態であるギヤ走行モードへ切り替える動力伝達装置16のダウンシフトを実行する。本実施例では、ベルト走行モードからギヤ走行モードへ切り替える動力伝達装置16のダウンシフトを有段ダウンシフトと称する。
ギヤ走行モードとベルト走行モードとを切り替える切替制御では、噛合式クラッチD1の係合状態において上記クラッチツゥクラッチ変速によるトルクの受け渡しを行うだけで第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2とが切り替えられるので、切替えショックが抑制される。本実施例では、ギヤ走行モードとベルト走行モードとを切り替える切替制御をクラッチツゥクラッチ変速制御すなわちCtoC変速制御と称する。
変速制御部94は、例えばエンジン12の始動完了後に、噛合式クラッチD1を係合する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。又、変速制御部94は、有段アップシフト後のベルト走行モードにおいて車速Vが上昇した場合には、噛合式クラッチD1を解放する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。一方で、変速制御部94は、噛合式クラッチD1を解放した後のベルト走行モードにおいて車速Vが低下した場合には、噛合式クラッチD1を係合する油圧制御指令信号Scbdを油圧制御回路46へ出力する。つまり、変速制御部94は、ベルト走行モードでの走行中において、第1所定車速V1を超える車速域では噛合式クラッチD1を解放状態とする一方で、第1所定車速V1以下となる車速域では噛合式クラッチD1を係合状態とする。この第1所定車速V1は、例えば有段ダウンシフトに備えて噛合式クラッチD1を係合状態としておくことが適切である予め定められた低車速域又は中車速域における上限車速である。第1所定車速V1がこのように設定されていることで、高車速領域におけるベルト走行モードでの走行中において、ギヤ機構28等の引き摺りが防止される共にギヤ機構28や遊星歯車装置26pの構成部材の高回転化が防止される。
噛合式クラッチD1の作動状態について以下に詳述する。噛合式クラッチD1の作動状態は、解放状態、係合過渡状態、係合状態の3つに大別される。以下に示すシンクロ位置は、スリーブ56の位置に対応するシフトフォーク57dなどの位置を数値化したものであり、スリーブ56の解放位置での数値がゼロとされ、スリーブ56の係合位置での数値が最大値(>0)とされる。噛合式クラッチD1の解放状態は、シンクロ制御圧Ps1がゼロとされて、スリーブ56の位置が解放位置とされた状態すなわちシンクロ位置がゼロとされた状態であり、噛合式クラッチD1が完全に解放されている状態である。本実施例では、噛合式クラッチD1の解放状態をシンクロオフ(=シンクロOFF)とも称する。噛合式クラッチD1の係合過渡状態は、噛合式クラッチD1が解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡中すなわち噛合式クラッチD1の係合過渡中の状態であり、シンクロ係合過渡制御が実行されている状態である。シンクロ係合過渡制御では、シンクロ制御圧Ps1が立ち上げられ、シンクロ機構S1の同期に必要な規定のシンクロ位置にスリーブ56が移動させられる。このシンクロ機構S1の同期とは、噛合式クラッチD1の入力側回転速度としてのギヤ機構カウンタ軸50の回転速度であるシンクロ入力回転速度と、噛合式クラッチD1の出力側回転速度としてのアイドラギヤ52の回転速度であるシンクロ出力回転速度との同期であり、シンクロ入力回転速度とシンクロ出力回転速度とでの差回転速度であるシンクロ差回転速度がゼロとなる状態である。シンクロ機構S1の同期工程では、シンクロナイザリング70とコーン部71との接触面での摩擦力によりシンクロ入力回転速度とシンクロ出力回転速度とが同期させられる。噛合式クラッチD1の係合状態は、スプライン歯72とスプライン歯74との噛合いが完了し、スリーブ56の位置が係合位置とされた状態すなわちシンクロ位置が最大値とされた状態であり、噛合式クラッチD1が完全に係合されている状態である。本実施例では、噛合式クラッチD1の係合状態をシンクロオン(=シンクロON)とも称する。
変速制御部94は、ベルト走行モードにおいては、無段変速機構24のベルト滑りが発生しないようにしつつ無段変速機構24の目標変速比γcvttgtを達成するように、プライマリ圧Ppriとセカンダリ圧Psecとを制御する油圧制御指令信号Scvtを油圧制御回路46へ出力して、無段変速機構24の変速を実行する。
具体的には、変速制御部94は、予め定められた関係である例えばCVT変速マップにアクセル操作量θacc及び車速Vを適用することで目標プライマリ回転速度Npritgtを算出する。変速制御部94は、目標プライマリ回転速度Npritgtに基づいて目標変速比γcvttgt(=Npritgt/Nsec)を算出する。変速制御部94は、予め定められた関係である例えばエンジントルクマップにスロットル開度tap及びエンジン回転速度Neを適用することでエンジントルクTeの推定値を算出する。変速制御部94は、エンジントルクTeの推定値と予め定められた関係である例えばトルクコンバータ20の特性とに基づいてタービントルクTtを算出する。変速制御部94は、予め定められた関係である推力比マップを用いて、目標変速比γcvttgt及びタービントルクTtに基づいて、目標変速比γcvttgtを実現する為の推力比τを算出する。変速制御部94は、この推力比τを達成する為の目標プライマリ推力Wpritgt及び目標セカンダリ推力Wsectgtを算出する。変速制御部94は、目標プライマリ推力Wpritgt及び目標セカンダリ推力Wsectgtを、目標プライマリ圧Ppritgt(=Wpritgt/受圧面積)及び目標セカンダリ圧Psectgt(=Wsectgt/受圧面積)に各々変換する。変速制御部94は、目標プライマリ圧Ppritgt及び目標セカンダリ圧Psectgtが得られるように、プライマリ圧Ppriとセカンダリ圧Psecとを制御する油圧制御指令信号Scvtを油圧制御回路46へ出力する。尚、上述した無段変速機構24の変速制御の説明では、便宜上、目標変速比γcvttgtを一定に維持する為の推力について述べた。無段変速機構24の変速過渡においては、目標のアップシフト或いは目標のダウンシフトを実現する為の推力がこの一定に維持する為の推力に加えられる。
ところで、ベルト走行モードでの走行中において、車速Vが第1所定車速V1付近で維持されると、噛合式クラッチD1の係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返される可能性がある。噛合式クラッチD1の係合過渡中には、シンクロ機構S1のシンクロナイザリング70とコーン部71との接触面となるシンクロカーボン部が発熱し易い。噛合式クラッチD1が係合状態とされると放熱していくが、発熱による熱量が放熱によってゼロとなるまでにある程度の時間を要する為、その熱量がゼロとなるまでにシンクロ係合過渡制御が実行されることで上記シンクロカーボン部は蓄熱量が増大させられる。その為、噛合式クラッチD1の係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返されると、上記シンクロカーボン部は蓄熱量が高い蓄熱状態となって摩擦係数の一時的な低下又は摩擦材の劣化などに起因する摩擦力の低下などが生じる為、シンクロ機構S1は回転速度を同期させるという機能が低下するおそれがある。
上述したような現象に対して、シンクロ機構S1を保護する為に、ベルト走行モードでの走行中において、前記シンクロカーボン部がある程度高い蓄熱量となったら、噛合式クラッチD1の係合状態への切替えを禁止してすなわちシンクロオンを禁止して、前記シンクロカーボン部の更なる発熱を抑制することが考えられる。しかしながら、シンクロオンを禁止すると、有段ダウンシフトを実行することができない。例えば、アクセル全開以降のアクセルペダルの更なる踏み込み操作を検出する為に設けられたキックダウンスイッチが操作されたことに伴う有段ダウンシフトである、又は、アクセル操作量θaccが最大又は最大付近の領域での有段ダウンシフトである、ギヤ機構28の変速比ELへのキックダウンを実行することができず、要求駆動力Fdemを実現できないおそれがある。
そこで、電子制御装置90は、シンクロ機構S1を保護する為に、ベルト走行モードでの走行中において、前記シンクロカーボン部がある程度高い蓄熱量となったら、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止してすなわちシンクロオフを禁止して、前記シンクロカーボン部の更なる発熱を抑制する。ベルト走行モードでの走行中において、シンクロオフを禁止することは、噛合式クラッチD1の係合状態を継続することである。噛合式クラッチD1の係合状態を継続することで前記シンクロカーボン部が放熱させられる。
電子制御装置90は、上述したようなベルト走行モードでの走行中にシンクロオフを禁止するという機能を実現する為に、更に、蓄熱量算出手段すなわち蓄熱量算出部96、状態判定手段すなわち状態判定部98、及びシンクロ作動制限手段すなわちシンクロ作動制限部99を備えている。
蓄熱量算出部96は、ベルト走行モードでの走行中において、噛合式クラッチD1が係合状態である場合には、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1つまり前記シンクロカーボン部における蓄熱量Qs1を算出する。蓄熱量算出部96は、例えば噛合式クラッチD1の係合過渡中に発熱する予め定められたシンクロ機構S1における熱量Qoffon(>0)[J]と、噛合式クラッチD1が係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱する予め定められたシンクロ機構S1における熱量Qon(<0)[J]とに基づいて、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1(=Qoffon+Qon)[J]を算出する。
状態判定部98は、ベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1が係合状態であるときには、蓄熱量算出部96により算出されたシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超えているか否かを判定する。この第1所定蓄熱量Aは、例えば前記シンクロカーボン部における蓄熱量Qs1が高い蓄熱状態となる蓄熱モードを判定する閾値である。この第1所定蓄熱量Aとしては、例えばシンクロ機構S1の機能を低下させ難くする為のシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1として許容できる予め定められた熱量の範囲の上限値を用いても良いが、蓄熱量Qs1の算出誤差やシンクロオフを禁止しなかった場合の前記シンクロカーボン部の更なる発熱を考慮すると、その上限値に所定の安全率SF(0<SF<1)を掛けた値を用いることが好ましい。
シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1が係合状態であるときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超えていると判定された場合には、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止するシンクロオフ禁止指令を変速制御部94へ出力する。一方で、シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1が係合状態であるときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量A以下であると判定された場合には、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを許可するシンクロオフ許可指令を変速制御部94へ出力する。
噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止された後に解放状態への切替えが許可されて解放状態へ切り替えられた場合、直ぐに係合状態へ切り替えられる可能性がある。このときの噛合式クラッチD1の係合状態への切替えに伴うシンクロ機構S1の発熱を考慮すると、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止された場合には、ある程度放熱されるまで噛合式クラッチの係合状態が維持されることが好ましい。
状態判定部98は、ベルト走行モードでの走行中においてシンクロ作動制限部99により噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止されている場合には、蓄熱量算出部96により算出されたシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B未満であるか否かを判定する。この第2所定蓄熱量Bは、例えば前記シンクロカーボン部における放熱を判定する閾値であって、シンクロオフを許可した場合に前記シンクロカーボン部の更なる発熱があっても蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aよりも十分に低くなる為の予め定められた第1所定蓄熱量Aよりも小さい閾値である。
シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止しているときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B以上であると判定された場合には、そのまま噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する、すなわちシンクロオフ禁止指令の変速制御部94への出力を継続する。一方で、シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止しているときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B未満であると判定された場合には、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを許可するシンクロオフ許可指令を変速制御部94へ出力する。
前述したように、高車速領域で噛合式クラッチD1が係合状態であると第1動力伝達経路PT1における駆動輪14に連結された回転部材の回転速度が高くされて、例えば第1クラッチC1における差回転速度が大きくされることによる摩擦材の耐久性低下が生じ易い。その為、高車速領域では、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、噛合式クラッチD1が解放状態とされることが好ましい。つまり、高車速領域では、強制的に噛合式クラッチD1を解放状態へ切り替えることが望ましい。
状態判定部98は、ベルト走行モードでの走行中において、車速Vが第2所定車速V2未満であるか否かを判定する。この第2所定車速V2は、例えばギヤ機構28や遊星歯車装置26pの構成部材の高回転化を防止するなどの上で許容できる範囲の車速となる許容車速を判定する閾値である。つまり、第2所定車速V2は、例えばギヤ機構28や遊星歯車装置26pの構成部材の高回転化を防止することなどを考慮すると許容できない程に高い予め定められた車速域である許容外車速域における下限車速であって、第1所定車速V1よりも高い閾値である。見方を換えると、エンジン12の高回転例えばオーバーレブを防止するという観点では、高回転領域では有段ダウンシフトを禁止することが望ましいので、高回転領域では有段ダウンシフトに備えて噛合式クラッチD1を係合状態としておく必要がない。従って、第2所定車速V2は、例えばエンジン12の高回転を防止する為にベルト走行モードでの走行からギヤ走行モードでの走行への切替えが禁止される予め定められた車速域における下限車速でもある。
シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、状態判定部98により車速Vが第2所定車速V2以上であると判定された場合には、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを許可するシンクロオフ許可指令を変速制御部94へ出力する。一方で、 シンクロ作動制限部99は、ベルト走行モードでの走行中において、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときに、状態判定部98により車速Vが第2所定車速V2未満であると判定された場合には、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止するシンクロオフ禁止指令を変速制御部94へ出力する。シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときとは、噛合式クラッチD1が係合状態とされているときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超えていると判定されたとき、又、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止されているときに、状態判定部98によりシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B以上であると判定されたときである。
図4は、電子制御装置90の制御作動の要部すなわちベルト走行モードでの走行中において蓄熱量Qs1が増加することによるシンクロ機構S1の機能低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えばベルト走行モードでの走行中において噛合式クラッチD1が係合状態であるときに繰り返し実行される。
図4において、先ず、蓄熱量算出部96の機能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、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が算出される。次いで、状態判定部98の機能に対応するS20において、蓄熱モード判定として、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超え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状態判定部98の機能に対応するS30において、許容車速判定として、車速Vが第2所定車速V2未満であるか否かが判定される。このS30の判断が肯定される場合はシンクロ作動制限部99の機能に対応するS40において、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止される、すなわちシンクロオフが禁止される。次いで、蓄熱量算出部96の機能に対応するS50において、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が算出される。次いで、状態判定部98の機能に対応するS60において、放熱判定として、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B未満であるか否かが判定される。このS60の判断が否定される場合は上記S30へ戻される。上記S20の判断が否定される場合は、又は、上記S30の判断が否定される場合は、又は、上記S60の判断が肯定される場合は、シンクロ作動制限部99の機能に対応するS70において、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが許可される、すなわちシンクロオフが許可される。
上述のように、本実施例によれば、ベルト走行モードでの走行中において、噛合式クラッチD1が係合状態であるときにシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超えている場合には噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止される一方で、蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量A以下の場合には噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが許可されるので、車速Vが第1所定車速V1付近で維持されたとしても、噛合式クラッチD1の係合状態と解放状態との切替えが短い期間で繰り返されることが抑制され得て、シンクロ機構S1は蓄熱量Qs1が高い蓄熱状態となり難くされる。よって、ベルト走行モードでの走行中において、蓄熱量Qs1が増加することによるシンクロ機構S1の機能低下を抑制することができる。
また、本実施例は、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第1所定蓄熱量Aを超えている場合に噛合式クラッチD1の係合状態への切替えを禁止することでシンクロ機構S1を保護する制御作動ではないので、有段ダウンシフトが可能となる。例えば、ギヤ機構28の変速比ELへのキックダウンが可能となる。
また、本実施例によれば、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止されているときに、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B以上の場合にはそのまま噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが禁止される一方で、蓄熱量Qs1が第2所定蓄熱量B未満の場合には噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが許可されるので、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが一旦禁止されると、ある程度放熱されるまで噛合式クラッチD1の係合状態が維持され得る。又、ある程度放熱された状態で噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが行われるので、噛合式クラッチD1が解放状態へ切り替えられた後、直ぐに係合状態へ切り替えられてシンクロ機構S1が発熱したとしても、シンクロ機構S1は蓄熱量Qs1が高い蓄熱状態となり難くされる。
また、本実施例によれば、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が噛合式クラッチD1の解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、車速Vが第2所定車速V2以上である場合には噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが許可されるので、高車速領域では噛合式クラッチD1が解放状態とされることで、第1動力伝達経路PT1における回転部材の高回転化が防止される。
また、本実施例によれば、第2所定車速V2は、エンジン12の高回転を防止する為にベルト走行モードでの走行からギヤ走行モードでの走行への切替えが禁止される予め定められた車速域における下限車速であるので、ベルト走行モードでの走行からギヤ走行モードでの走行への切替えに備えて噛合式クラッチD1を係合状態へ切り替えておく必要がない車速域において噛合式クラッチD1が解放状態へ切り替えられ得る。
また、本実施例によれば、噛合式クラッチD1の係合過渡中に発熱するシンクロ機構S1における熱量Qoffonと、噛合式クラッチD1が係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱するシンクロ機構S1における熱量Qonとに基づいて、噛合式クラッチD1が係合状態であるときのシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1が算出されるので、噛合式クラッチD1が係合状態であるときに、噛合式クラッチD1の解放状態への切替えが適切に禁止されたり、許可されたりする。
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、噛合式クラッチD1の係合過渡中に発熱するシンクロ機構S1における熱量Qoffonと、噛合式クラッチD1が係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱するシンクロ機構S1における熱量Qonとに基づいて、噛合式クラッチD1が係合状態であるときのシンクロ機構S1における蓄熱量Qs1を算出したが、この態様に限らない。例えば、熱量Qoffonと熱量Qonとに、噛合式クラッチD1が解放状態とされてからの継続時間に応じて放熱する予め定められたシンクロ機構S1における熱量Qoff(<0)[J]を加えて、シンクロ機構S1における蓄熱量Qs1(=Qoffon+Qon+Qoff)[J]を算出しても良い。
また、前述の実施例では、第2クラッチC2は、セカンダリプーリ64と出力軸30との間の動力伝達経路に設けられていたが、この態様に限らない。例えば、セカンダリ軸62が出力軸30と一体的に連結されると共に、プライマリ軸58は第2クラッチC2を介して入力軸22と連結されても良い。つまり、第2クラッチC2は、プライマリプーリ60と入力軸22との間の動力伝達経路に設けられていても良い。
また、前述の実施例では、ギヤ機構28は、無段変速機構24の最ロー側変速比γmaxよりもロー側の変速比となる1つのギヤ段が形成されるギヤ機構であったが、この態様に限らない。例えば、ギヤ機構28は、変速比が異なる複数のギヤ段が形成されるギヤ機構であっても良い。つまり、ギヤ機構28は2段以上に変速される有段変速機であっても良い。又は、ギヤ機構28は、無段変速機構24の最ハイ側変速比γminよりもハイ側の変速比、及び最ロー側変速比γmaxよりもロー側の変速比を形成するギヤ機構であっても良い。
また、前述の実施例では、動力伝達装置16の走行モードを、予め定められたアップシフト線及びダウンシフト線を用いて切り替えたが、この態様に限らない。例えば、車速V及びアクセル操作量θaccに基づいて要求駆動力Fdemを算出し、その要求駆動力Fdemを満たすことができる変速比を設定することで、動力伝達装置16の走行モードを切り替えても良い。
また、前述の実施例では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ20が用いられたが、この態様に限らない。例えば、トルクコンバータ20に替えて、トルク増幅作用のない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。或いは、この流体式伝動装置は必ずしも設けられなくても良い。
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。
12:エンジン(動力源)
14:駆動輪
16:車両用動力伝達装置
22:入力軸(入力回転部材)
24:無段変速機構
28:ギヤ機構
30:出力軸(出力回転部材)
90:電子制御装置(制御装置)
94:変速制御部
96:蓄熱量算出部
99:シンクロ作動制限部
C1:第1クラッチ(第1摩擦係合装置)
C2:第2クラッチ(第2摩擦係合装置)
B1:第1ブレーキ(第1摩擦係合装置)
D1:噛合式クラッチ
S1:シンクロメッシュ機構
PT1:第1動力伝達経路
PT2:第2動力伝達経路

Claims (5)

  1. 動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へ前記動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた、前記動力を前記入力回転部材から前記出力回転部材へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を有し、前記複数の動力伝達経路は、第1摩擦係合装置の係合及びシンクロメッシュ機構付の噛合式クラッチの係合によって形成される、ギヤ段を有するギヤ機構を介した第1動力伝達経路、及び第2摩擦係合装置の係合によって形成され且つ前記第1動力伝達経路よりもハイ側の変速比が形成される、無段変速機構を介した第2動力伝達経路である車両用動力伝達装置の、制御装置であって、
    前記第2動力伝達経路にて前記動力を伝達して走行することが可能な第2走行モードでの走行中において、第1所定車速を超える車速域では前記噛合式クラッチを解放状態とする一方で、前記第1所定車速以下となる車速域では前記噛合式クラッチを係合状態とする変速制御部と、
    前記第2走行モードでの走行中において、前記噛合式クラッチが係合状態である場合には、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量を算出する蓄熱量算出部と、
    前記第2走行モードでの走行中において、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が第1所定蓄熱量を超えている場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する一方で、前記蓄熱量が前記第1所定蓄熱量以下の場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可するシンクロ作動制限部と
    を、含むことを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記シンクロ作動制限部は、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止しているときに、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が前記第1所定蓄熱量よりも小さい第2所定蓄熱量以上の場合には、そのまま前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する一方で、前記蓄熱量が前記第2所定蓄熱量未満の場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可することを特徴とする請求項1に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記シンクロ作動制限部は、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量が前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを禁止する蓄熱量であるときでも、前記車速が前記第1所定車速よりも高い第2所定車速以上である場合には、前記噛合式クラッチの解放状態への切替えを許可することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記第2所定車速は、前記動力源の高回転を防止する為に前記第2走行モードでの走行から前記第1動力伝達経路にて前記動力を伝達して走行することが可能な第1走行モードでの走行への切替えが禁止される予め定められた車速域における下限車速であることを特徴とする請求項3に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記蓄熱量算出部は、前記噛合式クラッチが解放状態から係合状態へ切り替えられる過渡中に発熱する予め定められた前記シンクロメッシュ機構における熱量と、前記噛合式クラッチが係合状態とされてからの継続時間に応じて放熱する予め定められた前記シンクロメッシュ機構における熱量とに基づいて、前記シンクロメッシュ機構における蓄熱量を算出することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
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