JP7511972B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機を搭載した車両に用いられる制御装置に関する。 The present invention relates to a control device used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission.
エンジンの動力により走行するコンベンショナルな車両には、変速機が搭載されている。エンジンの動力は、変速機のインプット軸に入力されて、変速機内で変速され、変速機のアウトプット軸からデファレンシャルギヤなどを介して左右の駆動輪に伝達される。 Conventional vehicles that run on engine power are equipped with a transmission. The engine power is input to the input shaft of the transmission, where it is changed in the transmission, and then transmitted from the output shaft of the transmission to the left and right drive wheels via a differential gear or other device.
変速機の一種であるベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)は、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻きかけられた構成を備えている。プライマリプーリおよびセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径の変更により、プーリ比が連続的に無段階で変化し、プーリ比の変化に伴って変速比が変化する。 A belt-type continuously variable transmission (CVT), which is a type of transmission, has an endless belt wound around a primary pulley and a secondary pulley. By changing the diameter at which the belt is wound around the primary and secondary pulleys, the pulley ratio changes continuously and steplessly, and the gear ratio changes with the change in pulley ratio.
また、ベルト式の無段変速機には、車両の前進/後進を切り替えるため、遊星歯車機構を備えたものがある。遊星歯車機構は、たとえば、セカンダリプーリを支持するセカンダリ軸とアウトプット軸との間に設けられる。遊星歯車機構のサンギヤには、セカンダリ軸が相対回転不能に連結され、遊星歯車機構のリングギヤには、アウトプット軸が相対回転不能に連結される。 Some belt-type continuously variable transmissions are equipped with a planetary gear mechanism to switch the vehicle between forward and reverse. The planetary gear mechanism is provided, for example, between a secondary shaft that supports a secondary pulley and an output shaft. The secondary shaft is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism so that they cannot rotate relative to each other, and the output shaft is connected to the ring gear of the planetary gear mechanism so that they cannot rotate relative to each other.
車両の前進時には、遊星歯車機構のキャリヤが自由回転状態にされて、前進クラッチの係合により、サンギヤとリングギヤとが直結される。これにより、セカンダリ軸に伝達される動力により、サンギヤとリングギヤとが一体に回転し、アウトプット軸がリングギヤと一体に回転する。一方、車両の後進(後退)時には、サンギヤとリングギヤとの直結が解除され、後進クラッチ(ブレーキ)の係合により、キャリヤが回転不能に固定される。これにより、セカンダリ軸の動力によりサンギヤが回転すると、リングギヤがサンギヤと逆方向に回転し、アウトプット軸が前進時とは逆方向に回転する。 When the vehicle is moving forward, the carrier of the planetary gear mechanism is in a free-rotating state, and the forward clutch is engaged to directly connect the sun gear and ring gear. As a result, the sun gear and ring gear rotate together due to the power transmitted to the secondary shaft, and the output shaft rotates together with the ring gear. On the other hand, when the vehicle is moving backwards (reverse), the direct connection between the sun gear and ring gear is released, and the reverse clutch (brake) is engaged to fix the carrier so that it cannot rotate. As a result, when the sun gear rotates due to the power of the secondary shaft, the ring gear rotates in the opposite direction to the sun gear, and the output shaft rotates in the opposite direction to when moving forward.
従来、無段変速機を搭載した車両では、車両の発進性能を高める目的で、Pレンジ(駐車レンジ)およびNレンジ(中立レンジ)での目標プーリ比が最大プーリ比に設定されている。ところが、無段変速機が前後進切替のための遊星歯車機構を備えている場合、遊星歯車機構の構成上、リングギヤの回転速度がサンギヤの回転速度よりも必ず低くなるので、インプット軸に入力される動力およびプーリ比をそれぞれ一定として、Dレンジ(前進レンジ)とRレンジ(後進レンジ)とを比較すると、アウトプット軸に出力される駆動力がRレンジでDレンジよりも大きくなる。車両の後進発進時にアウトプット軸に出力される駆動力が大きいと、ドライブシャフトのねじれ量が大きくなる。 Conventionally, in vehicles equipped with continuously variable transmissions, the target pulley ratios in P range (parking range) and N range (neutral range) are set to the maximum pulley ratio in order to improve the vehicle's starting performance. However, when the continuously variable transmission is equipped with a planetary gear mechanism for switching between forward and reverse, the rotational speed of the ring gear is always lower than the rotational speed of the sun gear due to the configuration of the planetary gear mechanism. Therefore, when the power input to the input shaft and the pulley ratio are constant and the D range (forward range) and R range (reverse range) are compared, the driving force output to the output shaft is greater in the R range than in the D range. If the driving force output to the output shaft is large when the vehicle starts in reverse, the amount of twist in the drive shaft increases.
そこで、後進クラッチを解放状態から係合させるガレージ制御中、つまりRレンジが構成されるまでの変速過渡期間内に、プーリ比を最大プーリ比からそれよりも小さいハイプーリ比に低減させることが提案されている。 Therefore, it has been proposed to reduce the pulley ratio from the maximum pulley ratio to a smaller high pulley ratio during garage control when the reverse clutch is engaged from a released state, that is, during the shift transition period until the R range is configured.
しかしながら、変速過渡期間中に実プーリ比が最大プーリ比からハイプーリ比まで低下せず、ドライブシャフトのねじれ量が残留したままとなって、そのねじれによる異音が発生する場合がある。 However, during the shift transition period, the actual pulley ratio does not drop from the maximum pulley ratio to the high pulley ratio, and the amount of twist in the drive shaft remains, which can cause abnormal noise.
本発明の目的は、第1走行レンジと第2走行レンジとを無段変速機構のプーリ比を同一として比較したときに、変速比が第2走行レンジで第1走行レンジよりも大きくなる構成において、非走行レンジ(P/Nレンジ)から第2走行レンジが構成されるまでの変速過渡期間内にプーリ比をハイプーリ比に下げきることができる、車両用制御装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a vehicle control device that can lower the pulley ratio to a high pulley ratio within the shift transition period from the non-driving range (P/N range) until the second driving range is configured, in a configuration in which the gear ratio is greater in the second driving range than in the first driving range when the first driving range and the second driving range are compared with the same pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism.
前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の動力伝達経路上に、無端状のベルトがプライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた構成のベルト式の無段変速機構と、アウトプット軸から第1方向の動力が出力される第1走行レンジを構成するために係合される第1係合要素と、アウトプット軸から第1方向と反対の第2方向の動力が出力される第2走行レンジを構成するために係合される第2係合要素とが設けられて、第1走行レンジと第2走行レンジとを無段変速機構のプーリ比を同一として比較したときに、変速比が第2走行レンジで第1走行レンジよりも大きくなる構成の無段変速機を搭載した車両に用いられる制御装置であって、第1係合要素および第2係合要素が解放される非走行レンジにおいて、無段変速機構の目標プーリ比を無段変速機構の最大プーリ比よりも小さい準備プーリ比に設定する準備プーリ比設定手段と、非走行レンジから第2係合要素の係合により第2走行レンジが構成される変速過渡時に、目標プーリ比を準備プーリ比よりも小さいハイプーリ比に設定するハイプーリ比設定手段とを含む。 In order to achieve the above object, the vehicle control device according to the present invention is provided with a belt-type continuously variable transmission mechanism in which an endless belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley on a power transmission path between an input shaft and an output shaft, a first engagement element that is engaged to configure a first driving range in which power is output from the output shaft in a first direction, and a second engagement element that is engaged to configure a second driving range in which power is output from the output shaft in a second direction opposite to the first direction, and the first driving range and the second driving range are controlled by the pulleys of the continuously variable transmission mechanism. A control device used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission configured such that the gear ratio is greater in the second driving range than in the first driving range when compared with the same ratio, includes a preparatory pulley ratio setting means for setting the target pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism to a preparatory pulley ratio smaller than the maximum pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism in the non-driving range where the first engaging element and the second engaging element are disengaged, and a high pulley ratio setting means for setting the target pulley ratio to a high pulley ratio smaller than the preparatory pulley ratio during a shift transition where the second driving range is formed by engaging the second engaging element from the non-driving range.
この構成によれば、無段変速機では、第1走行レンジと第2走行レンジとを無段変速機構のプーリ比を同一として比較したときに、変速比が第2走行レンジで第1走行レンジよりも大きくなる。そのため、第1走行レンジと第2走行レンジとをインプット軸に入力される動力を一定として比較したときに、アウトプット軸に出力される駆動力が第2走行レンジで第1走行レンジよりも大きくなる。 According to this configuration, in the continuously variable transmission, when the first driving range and the second driving range are compared with the same pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism, the gear ratio is greater in the second driving range than in the first driving range. Therefore, when the first driving range and the second driving range are compared with the power input to the input shaft being constant, the driving force output to the output shaft is greater in the second driving range than in the first driving range.
非走行レンジでは、第1係合要素および第2係合要素の両方が解放される。非走行レンジから、第1係合要素が係合されることにより第1走行レンジが構成され、第2係合要素が係合されることにより第2走行レンジが構成される。 In the non-driving range, both the first engagement element and the second engagement element are disengaged. From the non-driving range, the first engagement element is engaged to form the first driving range, and the second engagement element is engaged to form the second driving range.
非走行レンジから第2走行レンジが構成される変速過渡時には、無段変速機構の目標プーリ比がハイプーリ比に設定される。これに先立ち、非走行レンジでの待機中に、目標プーリ比が最大プーリ比とハイプーリ比との間の準備プーリ比に設定されている。そのため、変速過渡時には、無段変速機構のプーリ比を準備プーリ比からハイプーリ比に下げればよいので、変速過渡期間が短くても、変速過渡期間内にプーリ比をハイプーリ比に下げることができる。 During a speed change transition in which the non-driving range is converted into the second driving range, the target pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism is set to the high pulley ratio. Prior to this, while waiting in the non-driving range, the target pulley ratio is set to a preparation pulley ratio between the maximum pulley ratio and the high pulley ratio. Therefore, during a speed change transition, the pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism only needs to be lowered from the preparation pulley ratio to the high pulley ratio, so that even if the speed change transition period is short, the pulley ratio can be lowered to the high pulley ratio within the speed change transition period.
車両がエンジンの動力により走行する車両である場合、準備プーリ比設定手段およびハイプーリ比設定手段は、エンジンを冷却する冷却水の水温(エンジン水温)に応じて、それぞれ準備プーリ比およびハイプーリ比を設定する構成であってもよい。 If the vehicle is a vehicle that runs on engine power, the preparatory pulley ratio setting means and the high pulley ratio setting means may be configured to set the preparatory pulley ratio and the high pulley ratio, respectively, according to the temperature of the cooling water that cools the engine (engine water temperature).
エンジン水温が低い冷機時のファーストアイドル状態では、エンジン回転数が高いので、第2走行レンジでの車両の発進時のクリープトルク(エンジンのアイドル回転状態でアウトプット軸に出力されるトルク)が過大となる。そのため、エンジン水温に応じてハイプーリ比が設定されることにより、第2走行レンジでの車両の発進時に、クリープトルクが過大となることを抑制できる。その結果、車両のブレーキ解除時のクリープによる飛び出しや制動力不足、パーキングロック解除の際の大きな音などの発生を抑制することができる。そして、エンジン水温に応じて準備プーリ比が設定されることにより、ハイプーリ比が小さい値に設定されても、変速過渡期間内にプーリ比を準備プーリ比からハイプーリ比に下げきることができる。 In the fast idle state when the engine water temperature is low and the engine is cold, the engine speed is high, so the creep torque (torque output to the output shaft when the engine is idling) becomes excessive when the vehicle starts in the second driving range. Therefore, by setting the high pulley ratio according to the engine water temperature, it is possible to prevent the creep torque from becoming excessive when the vehicle starts in the second driving range. As a result, it is possible to prevent the vehicle from jumping out due to creep when the vehicle brake is released, insufficient braking force, and loud noises when the parking lock is released. And, by setting the preparatory pulley ratio according to the engine water temperature, even if the high pulley ratio is set to a small value, the pulley ratio can be lowered from the preparatory pulley ratio to the high pulley ratio within the shift transition period.
車両用制御装置は、非走行レンジから第1走行レンジが構成される変速過渡時に、目標プーリ比を準備プーリ比よりも大きいロープーリ比に設定するロープーリ比設定手段をさらに含む構成であってもよい。 The vehicle control device may further include a rope pulley ratio setting means for setting the target pulley ratio to a rope pulley ratio greater than the reserve pulley ratio during a shift transition in which the non-driving range is changed to the first driving range.
非走行レンジから第1走行レンジが構成される変速過渡時には、無段変速機構の目標プーリ比がロープーリ比に設定される。これに先立ち、非走行レンジでの待機中に、目標プーリ比が最大プーリ比よりも小さい準備プーリ比に設定されている。そのため、変速過渡時には、無段変速機構のプーリ比を準備プーリ比からロープーリ比に上げればよいので、非走行レンジでの待機中にハイプーリ比まで下げられる構成と比較して、第1走行レンジでの発進時のロープーリ比を実現しやすい。 During a speed change transition in which the non-driving range is converted into the first driving range, the target pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism is set to the low pulley ratio. Prior to this, during standby in the non-driving range, the target pulley ratio is set to a preparation pulley ratio that is smaller than the maximum pulley ratio. Therefore, during a speed change transition, the pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism only needs to be increased from the preparation pulley ratio to the low pulley ratio, making it easier to achieve the low pulley ratio at start-up in the first driving range compared to a configuration in which the pulley ratio is reduced to the high pulley ratio while standby in the non-driving range.
本発明によれば、非走行レンジ(P/Nレンジ)から第2走行レンジが構成されるまでの変速過渡期間内にプーリ比をハイプーリ比に下げきることができる。 According to the present invention, the pulley ratio can be lowered to the high pulley ratio within the shift transition period from the non-driving range (P/N range) to the second driving range.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.
<車両の駆動系>
図1は、車両1の駆動系の構成を示すスケルトン図である。
<Vehicle drive system>
FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of a drive system of a
車両1は、エンジン2を駆動源とする自動車である。
エンジン2には、エンジン2の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ(燃料噴射装置)および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン2には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン2の動力は、トルクコンバータ3および無段変速機4を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達され、デファレンシャルギヤ5から左右のドライブシャフト6L,6Rを介してそれぞれ左右の駆動輪7L,7Rに伝達される。
エンジン2は、E/G出力軸11を備えている。E/G出力軸11は、エンジン2が発生する動力により回転される。
The
トルクコンバータ3は、フロントカバー21、ポンプインペラ22、タービンランナ23およびロックアップ機構24を備えている。フロントカバー21には、E/G出力軸11が接続され、フロントカバー21は、E/G出力軸11と一体に回転する。ポンプインペラ22は、フロントカバー21に対するエンジン2側と反対側に配置されている。ポンプインペラ22は、フロントカバー21と一体回転可能に設けられている。タービンランナ23は、フロントカバー21とポンプインペラ22との間に配置されて、フロントカバー21と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。
The
ロックアップ機構24は、ロックアップピストン25を備えている。ロックアップピストン25は、フロントカバー21とタービンランナ23との間に設けられている。ロックアップ機構24は、ロックアップピストン25とフロントカバー21との間の解放油室26の油圧とロックアップピストン25とポンプインペラ22との間の係合油室27の油圧との差圧により、ロックアップオン(係合)/オフ(解放)される。すなわち、解放油室26の油圧が係合油室27の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン25がフロントカバー21から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室27の油圧が解放油室26の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン25がフロントカバー21に押し付けられて、ロックアップオンとなる。
The
ロックアップオフの状態では、E/G出力軸11が回転されると、ポンプインペラ22が回転する。ポンプインペラ22が回転すると、ポンプインペラ22からタービンランナ23に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ23で受けられて、タービンランナ23が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ23には、E/G出力軸11のトルクよりも大きなトルクが発生する。
In the lock-up off state, when the E/
ロックアップオンの状態では、E/G出力軸11が回転されると、E/G出力軸11、ポンプインペラ22およびタービンランナ23が一体となって回転する。
In the lock-up on state, when the E/
無段変速機4は、インプット軸31およびアウトプット軸32を備え、インプット軸31に入力される動力を2つの経路に分岐してアウトプット軸32に伝達可能に構成された、いわゆる動力分割式(トルクスプリット式)変速機である。2つの動力伝達経路を構成するため、無段変速機4は、ベルト変速機構33、前減速ギヤ機構34、遊星歯車機構35およびスプリット変速機構36を備えている。
The continuously
インプット軸31は、トルクコンバータ3のタービンランナ23に連結され、タービンランナ23と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
アウトプット軸32は、インプット軸31と平行に設けられている。アウトプット軸32には、出力ギヤ37が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ37は、デファレンシャルギヤ5(デファレンシャルギヤ5のリングギヤ)と噛合している。
The
ベルト変速機構33は、公知のベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)と同様の構成を有している。具体的には、ベルト変速機構33は、プライマリ軸41と、プライマリ軸41と平行に設けられたセカンダリ軸42と、プライマリ軸41に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ43と、セカンダリ軸42に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ44と、プライマリプーリ43とセカンダリプーリ44とに巻き掛けられたベルト45とを備えている。
The
プライマリプーリ43は、プライマリ軸41に固定された固定シーブ51と、固定シーブ51にベルト45を挟んで対向配置され、プライマリ軸41にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ52とを備えている。可動シーブ52に対して固定シーブ51と反対側には、プライマリ軸41に固定されたシリンダ53が設けられ、可動シーブ52とシリンダ53との間に、油圧室54が形成されている。
The
セカンダリプーリ44は、セカンダリ軸42に固定された固定シーブ55と、固定シーブ55にベルト45を挟んで対向配置され、セカンダリ軸42にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ56とを備えている。可動シーブ56に対して固定シーブ55と反対側には、セカンダリ軸42に固定されたシリンダ57が設けられ、可動シーブ56とシリンダ57との間に、油圧室58が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ55と可動シーブ56との位置関係は、プライマリプーリ43の固定シーブ51と可動シーブ52との位置関係と逆転している。
The
ベルト変速機構33では、プライマリプーリ43の油圧室54およびセカンダリプーリ44の油圧室58に供給される油圧がそれぞれ制御されて、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比(プーリ比)が連続的に無段階で変更される。
In the
具体的には、ベルト変速比が小さくされるときには、プライマリプーリ43の油圧室54に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ43の可動シーブ52が固定シーブ51側に移動し、固定シーブ51と可動シーブ52との間隔(溝幅)が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ43に対するベルト45の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ44の固定シーブ55と可動シーブ56との間隔(溝幅)が大きくなる。その結果、プライマリプーリ43とセカンダリプーリ44とのプーリ比が小さくなる。
Specifically, when the belt transmission ratio is reduced, the hydraulic pressure supplied to the
ベルト変速比が大きくされるときには、プライマリプーリ43の油圧室54に供給される油圧が下げられる。これにより、セカンダリプーリ44の推力(セカンダリ推力)に対するプライマリプーリ43の推力(プライマリ推力)の比である推力比が小さくなり、セカンダリプーリ44の固定シーブ55と可動シーブ56との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ51と可動シーブ52との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ43とセカンダリプーリ44とのプーリ比が大きくなる。
When the belt transmission ratio is increased, the hydraulic pressure supplied to the
一方、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44の推力は、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44とベルト45との間で滑り(ベルト滑り)が生じない大きさを必要とする。そのため、ベルト滑りを生じない必要十分な挟圧が得られるよう、プライマリプーリ43の油圧室54およびセカンダリプーリ44の油圧室58に供給される油圧が制御される。
On the other hand, the thrust of the
前減速ギヤ機構34は、インプット軸31に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸41に伝達する構成である。具体的には、前減速ギヤ機構34は、インプット軸31に相対回転不能に支持されるインプット軸ギヤ61と、インプット軸ギヤ61よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸41にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ61と噛合するプライマリ軸ギヤ62とを含む。
The front
遊星歯車機構35は、サンギヤ71、キャリヤ72およびリングギヤ73を備えている。サンギヤ71は、セカンダリ軸42にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。キャリヤ72は、アウトプット軸32に相対回転可能に外嵌されている。キャリヤ72は、複数個のピニオンギヤ74を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ74は、円周上に配置され、サンギヤ71と噛合している。リングギヤ73は、複数個のピニオンギヤ74を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ74にセカンダリ軸42の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ73には、アウトプット軸32が接続され、リングギヤ73は、アウトプット軸32と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
スプリット変速機構36は、スプリットドライブギヤ81と、スプリットドライブギヤ81と噛合するスプリットドリブンギヤ82とを含む平行軸式歯車機構である。
The
スプリットドライブギヤ81は、インプット軸31に相対回転可能に外嵌されている。
The
スプリットドリブンギヤ82は、遊星歯車機構35のキャリヤ72と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ82は、スプリットドライブギヤ81よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ81よりも少ない歯数を有している。
The split driven
また、アウトプット軸32には、パーキングギヤ83が相対回転不能に支持されている。パーキングギヤ83の周囲には、パーキングポール(図示せず)が設けられている。パーキングポールがパーキングギヤ83の歯溝に係合することにより、パーキングギヤ83の回転が規制(パーキングロック)され、パーキングポールがパーキングギヤ83の歯溝から離脱することにより、パーキングギヤ83の回転が許容(パーキングロック解除)される。
The
また、無段変速機4は、クラッチC1,C2およびブレーキB1を備えている。
The continuously
クラッチC1は、油圧により、インプット軸31とスプリットドライブギヤ81とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The clutch C1 is hydraulically switched between an engaged state in which the
クラッチC2は、油圧により、遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The clutch C2 is hydraulically switched between an engaged state in which the
ブレーキB1は、油圧により、遊星歯車機構35のキャリヤ72を制動する係合状態と、キャリヤ72の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。
Brake B1 is hydraulically switched between an engaged state that brakes the carrier 72 of the
<動力伝達モード>
図2は、車両1の前進時および後進時におけるクラッチC1,C2およびブレーキB1の状態を示す図である。図3は、遊星歯車機構35のサンギヤ71、キャリヤ72およびリングギヤ73の回転数(回転速度)の関係を示す共線図である。図4は、ベルト変速機構33によるベルト変速比と無段変速機4の全体でのトータル変速比との関係を示す図である。
<Power transmission mode>
Fig. 2 is a diagram showing the states of the clutches C1, C2 and the brake B1 when the
図2において、「○」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が解放状態であることを示している。 In FIG. 2, "◯" indicates that clutches C1, C2 and brake B1 are engaged. "X" indicates that clutches C1, C2 and brake B1 are released.
車両1の車室内には、運転者が操作可能な位置に、シフトレバー(セレクトレバー)が配設されている。シフトレバーの可動範囲には、たとえば、P(パーキング)ポジション、R(リバース)ポジション、N(ニュートラル)ポジションおよびD(ドライブ)ポジションの各レンジ位置がこの順に一列に並べて設けられている。
A shift lever (select lever) is disposed in the passenger compartment of
シフトレバーがPポジションに位置する状態では、クラッチC1,C2およびブレーキB1のすべてが解放され、パーキングギヤ83が固定されることにより、無段変速機4の変速レンジの1つであるPレンジ(駐車レンジ)が構成される。また、シフトレバーがNポジションに位置する状態では、クラッチC1,C2およびブレーキB1のすべてが解放されて、パーキングロックギヤが固定されないことにより、無段変速機4の変速レンジの1つであるNレンジ(中立レンジ)が構成される。クラッチC1およびブレーキB1の両方が解放された状態では、エンジン2の動力がセカンダリ軸42まで伝達されて、セカンダリ軸42が回転するが、遊星歯車機構35のサンギヤ71およびピニオンギヤ74が空転し、エンジン2の動力は駆動輪7L,7Rに伝達されない。
When the shift lever is in the P position, the clutches C1, C2 and the brake B1 are all released and the
シフトレバーがDポジションに位置する状態では、無段変速機4の変速レンジの1つであるDレンジ(前進レンジ)が構成される。このDレンジでの動力伝達モードには、ベルトモードおよびスプリットモードが含まれる。ベルトモードとスプリットモードとは、クラッチC1が係合している状態とクラッチC2が係合している状態との切り替え(クラッチC1,C2の掛け替え)により切り替えられる。
When the shift lever is in the D position, the D range (forward range), which is one of the shift ranges of the continuously
ベルトモードでは、図2に示されるように、クラッチC1およびブレーキB1が解放され、クラッチC2が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ81がインプット軸31から切り離され、遊星歯車機構35のキャリヤ72がフリー(自由回転状態)になり、遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73とが直結される。
In the belt mode, as shown in FIG. 2, the clutch C1 and the brake B1 are released, and the clutch C2 is engaged. This causes the
インプット軸31に入力される動力は、前減速ギヤ機構34により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構33のプライマリ軸41に伝達され、プライマリ軸41およびプライマリプーリ43を回転させる。プライマリプーリ43の回転は、ベルト45を介して、セカンダリプーリ44に伝達され、セカンダリプーリ44およびセカンダリ軸42を回転させる。遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73とが直結されているので、セカンダリ軸42と一体となって、サンギヤ71、リングギヤ73およびアウトプット軸32が回転する。したがって、ベルトモードでは、図3および図4に示されるように、無段変速機4全体でのトータル変速比がベルト変速機構33のベルト変速比に前減速比(インプット軸31の回転数/プライマリ軸41の回転数)を乗じた値と一致する。
The power input to the
スプリットモードでは、図2に示されるように、クラッチC1が係合され、クラッチC2およびブレーキB1が解放される。これにより、インプット軸31とスプリットドライブギヤ81とが結合されて、インプット軸31の回転がスプリットドライブギヤ81およびスプリットドリブンギヤ82を介して遊星歯車機構35のキャリヤ72に伝達可能になり、遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73とが切り離される。
In split mode, as shown in FIG. 2, clutch C1 is engaged, and clutch C2 and brake B1 are released. This connects
インプット軸31に入力される動力は、スプリットドライブギヤ81からスプリットドリブンギヤ82を介して遊星歯車機構35のキャリヤ72に増速されて伝達される。キャリヤ72に伝達される動力は、キャリヤ72からサンギヤ71およびリングギヤ73に分割して伝達される。サンギヤ71の動力は、セカンダリ軸42、セカンダリプーリ44、ベルト45、プライマリプーリ43およびプライマリ軸41を介してプライマリ軸ギヤ62に伝達され、プライマリ軸ギヤ62からインプット軸ギヤ61に伝達される。そのため、ベルトモードでは、インプット軸ギヤ61が駆動ギヤとなり、プライマリ軸ギヤ62が被動ギヤとなるのに対し、スプリットモードでは、プライマリ軸ギヤ62が駆動ギヤとなり、インプット軸ギヤ61が被動ギヤとなる。
The power input to the
スプリットドライブギヤ81とスプリットドリブンギヤ82とのギヤ比は一定で不変(固定)であるので、スプリットモードでは、インプット軸31に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構35のキャリヤ72の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比が上げられると、遊星歯車機構35のサンギヤ71の回転数が下がるので、図3に破線で示されるように、遊星歯車機構35のリングギヤ73(アウトプット軸32)の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、図4に示されるように、ベルト変速機構33のベルト変速比が大きいほど、無段変速機4のトータル変速比が小さくなり、ベルト変速比に対するトータル変速比の感度(ベルト変速比の変化量に対するトータル変速比の変化量の割合)がベルトモードと比べて低い。
Since the gear ratio between the
ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸32の回転は、出力ギヤ37を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト6L,6Rおよび駆動輪7L,7Rが前進方向に回転する。
In belt mode and split mode, the rotation of the
シフトレバーがRポジションに位置する状態では、無段変速機4の変速レンジの1つであるRレンジ(後進レンジ)が構成される。Rレンジでは、図2に示されるように、クラッチC1,C2が解放され、ブレーキB1が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ81がインプット軸31から切り離され、遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73とが切り離され、遊星歯車機構35のキャリヤ72が制動される。
When the shift lever is in the R position, the R range (reverse range), which is one of the shift ranges of the continuously
インプット軸31に入力される動力は、前減速ギヤ機構34により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構33のプライマリ軸41に伝達され、プライマリ軸41からプライマリプーリ43、ベルト45およびセカンダリプーリ44を介してセカンダリ軸42に伝達され、セカンダリ軸42と一体に、遊星歯車機構35のサンギヤ71を回転させる。遊星歯車機構35のキャリヤ72が制動されているので、サンギヤ71が回転すると、遊星歯車機構35のリングギヤ73がサンギヤ71と逆方向に回転する。このリングギヤ73の回転方向は、前進時(ベルトモードおよびスプリットモード)におけるリングギヤ73の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ73と一体に、アウトプット軸32が回転する。アウトプット軸32の回転は、出力ギヤ37を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト6L,6Rおよび駆動輪7L,7Rが後進方向に回転する。
The power input to the
車両1の前進時には、遊星歯車機構35のサンギヤ71とリングギヤ73との直結により、サンギヤ71の回転速度とリングギヤ73の回転速度とが一致するのに対し、車両1の後進時には、遊星歯車機構35の構成上、リングギヤ73の回転速度がサンギヤ71の回転速度よりも必ず低くなる。そのため、Rレンジでは、変速比が最大プーリ比よりも大きくなり、DレンジおよびRレンジで最大プーリ比が構成されている場合、車両1の後進時に、前進時と比較して、変速比が大きくなり、アウトプット軸32から出力される動力が大きくなる。
When the
<車両の制御系>
図5は、車両1の制御系の構成を示すブロック図である。
<Vehicle control system>
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a control system of the
車両1には、マイコン(マイクロコントローラユニット)を含む構成のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)が備えられている。マイコンには、たとえば、CPU、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリが内蔵されている。図5には、1つのECU91のみが示されているが、車両1には、各部を制御するため、ECU91と同様の構成を有する複数のECUが搭載されている。ECU91を含む複数のECUは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
The
トルクコンバータ3および無段変速機4を含むユニットには、各部に油圧を供給するための油圧回路92が備えられている。ECU91は、無段変速機4の変速制御などのため、油圧回路92に含まれる各種のバルブなどを制御する。
The unit including the
ECU91には、制御に必要な各種センサが接続されている。センサの一例として、ECU91には、シフトレバーの位置に応じた検出信号(レンジ接点信号)を出力するシフトポジションセンサ93と、エンジン2を流通する冷却水の温度(エンジン水温)に応じた検出信号を出力するエンジン水温センサ94とが接続されている。
Various sensors required for control are connected to the
また、ECU91には、各種センサから入力される検出信号から取得する情報以外に制御に必要な情報が他のECUから入力される。他のECUからECU91に入力される情報は、その情報を取得するためのセンサがECU91に接続されて、ECU91において、そのセンサの検出信号から当該情報が取得されてもよい。
In addition to the information obtained from the detection signals input from the various sensors, information necessary for control is input from other ECUs to the
<プーリ比変更処理>
図6は、エンジン2の始動時のレンジ位置、プーリ比、クラッチ指示圧およびタービン回転数の時間変化の一例を示す図である。
<Pulley ratio change processing>
FIG. 6 is a diagram showing an example of changes over time in the range position, pulley ratio, clutch command pressure, and turbine speed when the
車両1の発進性能を高める目的で、通常、車両1の停車中における無段変速機4のトータル変速比が最大変速比となるように、車両1の停車前に、ベルト変速機構33のプーリ比が最大プーリ比に変更される(いわゆる、ロー戻し)。ベルト変速機構33のプーリ比を最大プーリ比に変更するため、ECU91により、ベルト変速機構33のプーリ比の目標である目標プーリ比がベルト変速機構33の最大プーリ比に設定され、プーリ比が目標プーリ比に一致するように、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44に供給される油圧が制御される。また、エンジン2の始動時にも、無段変速機4のトータル変速比が最大変速比となるように、ECU91により、プーリ比が最大プーリ比に変更される。
For the purpose of improving the starting performance of the
一方、エンジン水温が低い状態、つまりエンジン2が冷機状態であるときには、ECU91により、エンジン2の暖機のために、エンジン2のアイドル回転数がエンジン2の暖機状態におけるアイドル回転数(通常のアイドル回転数)よりも高くなるように、エンジン2が制御される。アイドル回転数が通常よりも高い状態では、エンジン2のアイドル回転によりアウトプット軸32に出力される動力(クリープトルク)が大きくなる。また、ベルト変速機構33のプーリ比が最大プーリ比である場合、DレンジとRレンジとで比較すると、無段変速機4のトータル変速比がRレンジでDレンジよりも大きく、それゆえ、クリープトルクがRレンジでDレンジよりも大きくなる。そのため、エンジン水温が低い冷機時のファーストアイドル状態では、プーリ比が最大プーリ比に設定されていると、車両1のRレンジでの発進時のクリープトルクが過大となる懸念がある。この懸念をなくすには、冷機時のファーストアイドル状態における車両1のRレンジでの発進時に、プーリ比を最大プーリ比からそれよりも小さいハイプーリ比に下げるとよい。
On the other hand, when the engine water temperature is low, that is, when the
ところが、PレンジまたはNレンジなどの非走行レンジからRレンジが構成されるまでの変速過渡期間内、つまり解放状態のブレーキB1を係合させるガレージ制御中にプーリ比が最大プーリ比からハイプーリ比まで下がらない可能性がある。 However, during the shift transition period from a non-driving range such as P range or N range to R range, that is, during garage control that engages the released brake B1, there is a possibility that the pulley ratio will not drop from the maximum pulley ratio to the high pulley ratio.
そこで、エンジン2の始動時には、Pレンジでの目標プーリ比が最大プーリ比よりも小さい準備プーリ比に設定される。そして、ベルト変速機構33のプーリ比(実プーリ比)を目標プーリ比である準備プーリ比に下げるべく、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44に供給される油圧が制御される(時間T1-T2)。
Therefore, when the
その後、シフトレバーがPポジションからRポジションに移動されて、Rレンジの構成が指示されると(時刻T2)、ガレージ制御が開始されて、ブレーキB1を係合させるためのクラッチ指示圧が設定されて、そのクラッチ指示圧に応じた油圧がブレーキB1に供給される。 After that, when the shift lever is moved from the P position to the R position and the R range is selected (time T2), garage control is started, a clutch command pressure is set to engage the brake B1, and hydraulic pressure according to the clutch command pressure is supplied to the brake B1.
このブレーキB1を係合させるためのガレージ制御と並行して、ベルト変速機構33の目標プーリ比が準備プーリ比よりもさらに小さいハイプーリ比に設定される。そして、ベルト変速機構33のプーリ比を目標プーリ比であるハイプーリ比に下げるべく、プライマリプーリ43およびセカンダリプーリ44に供給される油圧が制御される。
In parallel with the garage control for engaging this brake B1, the target pulley ratio of the
図7は、エンジン水温と各変速レンジでの目標プーリ比との関係を示す図である。 Figure 7 shows the relationship between engine water temperature and the target pulley ratio for each gear range.
PレンジまたはNレンジで目標プーリ比に設定される準備プーリ比は、Dレンジでの車両1の発進時に設定されるロープーリ比よりも小さく、Rレンジでの車両1の発進時に設定されるハイプーリ比よりも大きい。
The preparation pulley ratio, which is set as the target pulley ratio in P range or N range, is smaller than the low pulley ratio set when
また、準備プーリ比、ロープーリ比およびハイプーリ比のいずれも、エンジン水温に応じて設定される。たとえば、エンジン水温が20℃以下の温度範囲では、準備プーリ比、ロープーリ比およびハイプーリ比がそれぞれ最小値に設定され、エンジン水温が70℃以上の温度範囲では、準備プーリ比、ロープーリ比およびハイプーリ比がそれぞれ最大値に設定される。そして、エンジン水温が20℃から70℃までの温度範囲では、エンジン水温が低いほど、準備プーリ比、ロープーリ比およびハイプーリ比が小さい値に設定される。 The standby pulley ratio, low pulley ratio, and high pulley ratio are all set according to the engine water temperature. For example, when the engine water temperature is below 20°C, the standby pulley ratio, low pulley ratio, and high pulley ratio are each set to their minimum values, and when the engine water temperature is above 70°C, the standby pulley ratio, low pulley ratio, and high pulley ratio are each set to their maximum values. And, when the engine water temperature is in the temperature range from 20°C to 70°C, the lower the engine water temperature, the smaller the standby pulley ratio, low pulley ratio, and high pulley ratio are set to.
<作用効果>
以上のように、PレンジからRレンジが構成される変速過渡時には、ベルト変速機構33の目標プーリ比がハイプーリ比に設定される。これに先立ち、Pレンジでの待機中に、目標プーリ比が最大プーリ比とハイプーリ比との間の準備プーリ比に設定されている。そのため、変速過渡時には、ベルト変速機構33のプーリ比を準備プーリ比からハイプーリ比に下げればよいので、変速過渡期間が短くても、変速過渡期間内(ガレージ制御中)にプーリ比をハイプーリ比に下げることができる。
<Action and effect>
As described above, during a shift transition when the P range is changed to the R range, the target pulley ratio of the
また、準備プーリ比およびハイプーリ比は、エンジン水温に応じて設定される。エンジン水温が低い冷機時のファーストアイドル状態では、エンジン回転数が高いので、Rレンジでの車両1の発進時のクリープトルク(エンジンのアイドル回転状態でアウトプット軸に出力されるトルク)が過大となる。そのため、エンジン水温に応じてハイプーリ比が設定されることにより、Rレンジでの車両1の発進時に、クリープトルクが過大となることを抑制できる。その結果、車両1のブレーキ解除時のクリープによる飛び出しや制動力不足、パーキングロック解除の際の大きな音などの発生を抑制することができる。そして、エンジン水温に応じて準備プーリ比が設定されることにより、ハイプーリ比が小さい値に設定されても、変速過渡期間内にプーリ比を準備プーリ比からハイプーリ比に下げきることができる。
The preparatory pulley ratio and the high pulley ratio are set according to the engine water temperature. In a cold-engine fast idle state where the engine water temperature is low, the engine speed is high, so the creep torque (torque output to the output shaft when the engine is idling) becomes excessive when the
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
<Modification>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in other forms.
たとえば、前述の実施形態では、PレンジからRレンジが構成される場合のベルト変速機構33のプーリ比を変更する処理について説明した。PレンジからDレンジが構成される場合にも、PレンジからRレンジが構成される場合と同様のプーリ比変更処理が実行されてもよい。PレンジからRレンジが構成される場合のプーリ比変更処理では、Pレンジでの待機中に、ベルト変速機構33の目標プーリ比が準備プーリ比に設定され、PレンジからDレンジが構成される変速過渡時には、目標プーリ比がロープーリ比に設定される。
For example, in the above embodiment, the process of changing the pulley ratio of the
これにより、PレンジからRレンジへの変速過渡時には、ベルト変速機構33のプーリ比を準備プーリ比からロープーリ比に上げればよいので、Pレンジでの待機中にハイプーリ比まで下げられる構成と比較して、Dレンジでの発進時のロープーリ比を実現しやすい。
As a result, when shifting from P range to R range, the pulley ratio of the
また、NレンジからRレンジまたはDレンジが構成される場合にも、同様のプーリ比変更処理が実行されてもよい。 A similar pulley ratio change process may also be performed when the R range or D range is configured from the N range.
本発明は、インプット軸とアウトプット軸との間の動力伝達経路上に、無端状のベルトがプライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた構成のベルト式の無段変速機構を設けるとともに、その無段変速機構と直列に前進クラッチ/後進クラッチを設けた構成の車両に適用することもできる。 The present invention can also be applied to a vehicle that has a belt-type continuously variable transmission mechanism in which an endless belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley on the power transmission path between the input shaft and the output shaft, and that has a forward clutch/reverse clutch in series with the continuously variable transmission mechanism.
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design modifications can be made to the above-mentioned configuration within the scope of the claims.
1:車両
2:エンジン
4:無段変速機
31:インプット軸
32:アウトプット軸
33:ベルト変速機構(無段変速機構)
43:プライマリプーリ
44:セカンダリプーリ
45:ベルト
91:ECU(車両用制御装置、準備プーリ比設定手段、ハイプーリ比設定手段、ロープーリ比設定手段)
B1:ブレーキ(第2係合要素)
C1,C2:クラッチ(第1係合要素)
1: Vehicle 2: Engine 4: Continuously variable transmission 31: Input shaft 32: Output shaft 33: Belt transmission mechanism (continuously variable transmission mechanism)
43: Primary pulley 44: Secondary pulley 45: Belt 91: ECU (vehicle control device, preparation pulley ratio setting means, high pulley ratio setting means, low pulley ratio setting means)
B1: Brake (second engagement element)
C1, C2: clutch (first engagement element)
Claims (2)
前記エンジンのファーストアイドル状態において、前記第1係合要素および前記第2係合要素が解放される駐車レンジでの前記無段変速機構の目標プーリ比を、前記エンジンを冷却する冷却水の水温に応じて、前記無段変速機構の最大プーリ比よりも小さい準備プーリ比に設定する準備プーリ比設定手段と、
前記ファーストアイドル状態において、前記駐車レンジから前記第2係合要素の係合により前記第2走行レンジが構成される変速過渡時に、前記目標プーリ比を、前記冷却水の水温に応じて、前記準備プーリ比よりも小さいハイプーリ比に設定するハイプーリ比設定手段と、
前記駐車レンジにおいて、前記無段変速機構の実プーリ比を前記準備プーリ比に向けて下げる制御を行い、前記変速過渡時に、前記無段変速機構の実プーリ比を前記ハイプーリ比に向けて下げる制御を行う制御手段と、を含み、
前記ハイプーリ比は、前記冷却水の水温にかかわらず、前記準備プーリ比に対して一定値だけ小さい、車両用制御装置。 a control device used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission having an engine as a drive source, the continuously variable transmission having a belt-type mechanism configured with an endless belt wound around a primary pulley and a secondary pulley, a first engagement element that is engaged to configure a first driving range in which power is output from the output shaft in a first direction, and a second engagement element that is engaged to configure a second driving range in which power is output from the output shaft in a second direction opposite to the first direction, the control device being used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission configured with an engine as a drive source, the belt-type continuously variable transmission mechanism having an endless belt wound around a primary pulley and a secondary pulley, the first engagement element that is engaged to configure a first driving range in which power is output from the output shaft in a first direction, and the second engagement element that is engaged to configure a second driving range in which power is output from the output shaft in a second direction opposite to the first direction, the control device being used in a vehicle equipped with a continuously variable transmission configured with an engine as a drive source, the belt-type continuously variable transmission mechanism having a belt-type endless
a preparation pulley ratio setting means for setting a target pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism in a parking range in which the first engagement element and the second engagement element are released, to a preparation pulley ratio that is smaller than a maximum pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism in accordance with a water temperature of a cooling water that cools the engine, in a fast idle state of the engine;
a high pulley ratio setting means for setting the target pulley ratio to a high pulley ratio smaller than the standby pulley ratio in accordance with a temperature of the cooling water during a speed change transition from the parking range to the second driving range by engagement of the second engagement element in the fast idle state;
a control means for controlling the actual pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism to be lowered toward the preparation pulley ratio in the parking range, and for controlling the actual pulley ratio of the continuously variable transmission mechanism to be lowered toward the high pulley ratio during the speed change transition,
A vehicle control device, wherein the high pulley ratio is smaller than the standby pulley ratio by a constant value regardless of the temperature of the cooling water.
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