(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
エンジンの出力軸に連結されるモータジェネレータと、前記出力軸から出力されるトルクを演算するトルク演算手段と前記モータジェネレータのトルク検出異常を検知する異常検知手段とを備え、前記エンジンおよび前記モータジェネレータの動作を制御する動力制御装置と、を備える車両に搭載され、溝幅が油圧によって変化し、前記出力軸の回転が伝達されるプライマリプーリと、溝幅が油圧によって変化し、前記プライマリプーリの回転が無端状部材を介して変速して伝達されるセカンダリプーリと、を備え、前記出力軸の回転を変速して車輪に出力する無段変速機の制御方法であって、
前記動力制御装置の前記異常検知手段が前記トルク検出異常を検知していない場合は、前記動力制御装置の前記トルク演算手段が演算したトルク演算値に基づいて前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに供給する油圧を決定し、
前記異常検知手段が前記トルク検出異常を検知し、かつ、前記トルク演算手段が演算した前記トルク演算値が所定値以上の場合は、前記トルク演算値に基づいて前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに供給する油圧を決定し、
前記異常検知手段が前記トルク検出異常を検知し、かつ、前記トルク演算手段が演算した前記トルク演算値が前記所定値未満の場合は、前記トルク演算値の絶対値よりも高いトルク値に基づいて前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに供給する油圧を決定する、
無段変速機の制御方法。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0010】
図1は、本発明の実施形態に係る車両100の概略構成図である。
【0011】
車両100は、エンジン1と、モータジェネレータ2と、トルクコンバータ3と、無段変速機4と、油圧制御回路5と、オイルポンプ6と、統合コントローラ7と、変速機コントローラ8と、を備える。統合コントローラ7と変速機コントローラ8とは、CAN(Controller Area Network)で接続されて互いに通信可能となっている。
【0012】
車両100では、エンジン1で発生したエンジントルクが出力軸1aから出力され、トルクコンバータ3、無段変速機4、終減速装置9、差動装置10を経て車輪11に伝達される。また、車両100は、モータジェネレータ2で発生したモータトルクを、ベルト12などを介してエンジン1の出力軸1aに伝達するトルクアシストを行うことができる。トルクアシスト時には、エンジントルクとモータトルクとが車輪11に伝達される。
【0013】
エンジン1は、発生させたエンジントルクを車輪11に伝達して、車両100を走行させるとともに、エンジントルクの一部をベルト12等を介してエアコン用の圧縮機13およびモータジェネレータ2に伝達可能となっており、これらを駆動することができる。
【0014】
モータジェネレータ2は、バッテリ14からの電力供給を受けて回転駆動する電動機としての機能と、外力により回転して発電する発電機としての機能とを有する。
【0015】
モータジェネレータ2は、インバータ15を介してバッテリ14に接続されている。トルクアシストを行う場合には、モータジェネレータ2は電動機として機能する。一方、エンジン1により駆動されている場合、または回生制御が行われている場合には、モータジェネレータ2は発電機として機能する。
【0016】
トルクコンバータ3は、ロックアップクラッチ3aを有しており、ロックアップクラッチ3aが完全に締結されると、トルクコンバータ3の入力軸と出力軸とが直結し、入力軸と出力軸とが同速回転する。
【0017】
無段変速機4は、バリエータ40と、副変速機構50と、を備える。
【0018】
バリエータ40は、プライマリプーリ41と、セカンダリプーリ42と、ベルト43と、を備える。バリエータ40では、プライマリプーリ41に供給される油圧と、セカンダリプーリ42に供給される油圧とが制御されることで、プーリ41、42の溝幅が変化してベルト43との接触半径が変更され、変速比が変更される。また、バリエータ40では、ベルト43が滑らないように伝達トルク容量が制御される。プーリ41、42に供給される油圧が高くなると、プーリ41、42がベルト43を挟持する力が大きくなり、伝達トルク容量が増加する。
【0019】
副変速機構50は前進2段・後進1段の変速機構である。副変速機構50は、2つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構と、ラビニョウ型遊星歯車機構を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素51〜53(Lowブレーキ51、Highクラッチ52、Revブレーキ53)とを備える。各摩擦締結要素51〜53への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素51〜53の締結・解放状態を変更すると、副変速機構50の変速段が変更される。
【0020】
無段変速機4は、バリエータ40の変速比と副変速機構50の変速段とが変更されることで、無段変速機4全体としての変速比が変更される。
【0021】
油圧制御回路5は、複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路5は、変速機コントローラ8からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプ6で発生した油圧から必要なライン圧を調製し、これをバリエータ40、副変速機構50、トルクコンバータ3の各部位に供給する。
【0022】
統合コントローラ7は、エンジン1の回転速度を検出する回転速度センサ20からの信号、図示しない各種センサからの信号等に基づいてエンジン1およびモータジェネレータ2の動作を制御する。また、各種センサの故障診断や、各種センサからの信号等に基づいてエンジン1およびモータジェネレータ2の状態診断等を行う。
【0023】
また、統合コントローラ7は、エンジン1とモータジェネレータ2とによりエンジン1の出力軸1aから出力されるトルクを演算により求める。統合コントローラ7は、例えば、エンジン1の燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジン1が発生するエンジントルクを演算するとともに、モータジェネレータ2の回転速度を検出する回転速度センサ21からの信号等に基づいてモータジェネレータ2が発生するモータトルクを演算する。そして、これらの演算値に基づいてエンジン1の出力軸1aから出力されるトルクを演算する。
【0024】
変速機コントローラ8は、回転速度センサ20からの信号、無段変速機4の入力回転速度を検出する回転速度センサ22からの信号、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ23からの信号、シフトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ24からの信号、車速VSPを検出する車速センサ25からの信号、統合コントローラ7が求めた出力軸1aから出力されるトルクの演算値(以下、トルク演算値という。)に関する信号等が入力される。変速機コントローラ8は、これらの信号に基づいて無段変速機4の動作を制御する。
【0025】
ところで、無段変速機4は、上記のように、プライマリプーリ41およびセカンダリプーリ42に供給する油圧を制御することで、バリエータ40の伝達トルク容量を制御している。プーリ41、42に供給される油圧は、統合コントローラ7が演算したトルク演算値に基づいて決定される。
【0026】
ここで、例えば、回転速度センサ21の故障等によりモータジェネレータ2で発生したトルクを正常に検出できなくなった場合は、モータジェネレータ2の動作状態を判定不能となり、エンジン1の出力軸1aから実際に出力されるトルクの値(以下、実トルク値という。)とトルク演算値とにずれが生じる。このため、実トルク値がトルク演算値よりも高くなった場合は、バリエータ40の伝達トルク容量が不足してベルト43が滑る可能性がある。
【0027】
そこで、本実施形態の変速機コントローラ8は、以下に説明する制御を行うことで、モータジェネレータ2のトルクを正常に検出できなくなった場合に、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止している。以下、
図2に示すフローチャートを参照しながら変速機コントローラ8が行う制御について説明する。
【0028】
まず、S1では、変速機コントローラ8は、統合コントローラ7がモータジェネレータ2のトルク検出異常を検知した場合に発信する信号を受信したか判定する。
【0029】
上記のように、統合コントローラ7は、様々な状態診断を行うことができるようになっている。統合コントローラ7は、回転速度センサ21の故障等によりモータジェネレータ2で発生したトルクを正常に検出できなくなった場合は、モータジェネレータ2のトルク検出異常を検知したとして、異常検知信号を変速機コントローラ8に発信する。
【0030】
また、統合コントローラ7は、モータジェネレータ2のトルク検出異常を検知すると、モータジェネレータ2で発生したトルクを0N・mとして、以降のトルク演算値の演算を行う。
【0031】
変速機コントローラ8は、統合コントローラ7から異常検知信号を受信したと判定すると、処理をS2に移行する。
【0032】
S2では、変速機コントローラ8は、モータジェネレータ2のトルクアシストを禁止する信号を統合コントローラ7に発信して、処理をS3に移行する。
【0033】
モータジェネレータ2で発生したトルクを0N・mとしてトルク演算値を演算している状態でトルクアシストを行うと、実トルク値がトルク演算値よりも高くなり、バリエータ40の伝達トルク容量が不足する。したがって、変速機コントローラ8は、統合コントローラ7がトルク検出異常を検知した場合は、トルクアシストを禁止することで、実トルク値がトルク演算値よりも高くなる状態が積極的に作り出されることを防止する。
【0034】
変速機コントローラ8は、統合コントローラ7から異常検知信号を受信していないと判定すると、処理をS5に移行する。
【0035】
S5では、変速機コントローラ8は、トルク演算値に基づいて、プーリ41、42に供給する油圧を決定する。トルク検出異常が検知されていない正常な状態では、トルク演算値に基づいて決定した油圧をプーリ41、42に供給することで、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できる。
【0036】
続いて、S3以降の制御について
図3を参照しながら説明する。S3以降の制御は、モータジェネレータ2が発電している場合、つまり、モータジェネレータ2で負荷トルクが発生している場合に、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止するために行われる。
【0037】
図3の横軸は、エンジン1の出力軸1aから出力されるトルク値を示し、プラス側が駆動トルク、マイナス側が負荷トルクである。
図3の縦軸は、トルク値の絶対値を示す。
【0038】
S3では、変速機コントローラ8は、トルク演算値が所定値以上か判定する。
【0039】
所定値は、
図3に示すように、トルク演算値の絶対値と、モータジェネレータ2の発電量が最大のときの最大負荷トルク値だけトルク演算値からずれた実トルク値(以下、最大ずれ実トルク値という。)の絶対値とが一致する値とされる。つまり、所定値は、モータジェネレータ2の最大負荷トルク値に基づいて定まる値であって、例えば、最大負荷トルク値の1/2とすることができる。なお、最大負荷トルク値は、設計的にあらかじめ定められる。
【0040】
変速機コントローラ8は、トルク演算値が所定値以上と判定すると、処理をS5に移行する。
【0041】
上記のように、所定値は、トルク演算値の絶対値と、最大ずれ実トルク値の絶対値とが一致する値である。このため、トルク演算値が所定値以上の領域では、モータジェネレータ2で実際に発生した負荷トルクに関わらず、トルク演算値の絶対値が、実トルク値の絶対値以上となる。したがって、トルク演算値が所定値以上の場合は、トルク演算値に基づいて決定した油圧をプーリ41、42に供給することで、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できる。
【0042】
変速機コントローラ8は、トルク演算値が所定値未満と判定すると、処理をS4に移行する。
【0043】
S4では、変速機コントローラ8は、トルク演算値よりも高いトルク値に基づいて、プーリ41、42に供給する油圧を決定する。なお、トルク値が高いとは、トルク値の絶対値が高いことをいう。
【0044】
具体的には、変速機コントローラ8は、最大ずれ実トルク値の絶対値に基づいて、プーリ41、42に供給する油圧を決定する。
【0045】
トルク演算値が所定値未満の領域では、モータジェネレータ2で実際に発生した負荷トルクに関わらず、実トルク値の絶対値が、最大ずれ実トルク値の絶対値以下となる。したがって、最大ずれ実トルク値の絶対値に基づいて決定した油圧をプーリ41、42に供給することで、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できる。
【0046】
モータジェネレータ2の発電量、すなわち負荷トルクは常に変化し得る。このため、変速機コントローラ8は、上記のように、トルク演算値が所定値以上の場合とトルク演算値が所定値未満の場合とでプーリ41、42に供給する油圧の決定方法を変えることで、モータジェネレータ2のトルク検出異常の際に、すべての領域において、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できるようにしている。
【0047】
また、変速機コントローラ8は、トルク演算値が所定値未満の場合にのみ、トルク演算値
の絶対値よりも高い値に基づいてプーリ41、42に供給する油圧を決定するので、プーリ41、42に供給する油圧を高くする状況を限定できる。したがって、モータジェネレータ2のトルク検出異常が検知された場合であっても、オイルポンプ6に与える負荷を抑制でき、車両100の燃費が悪化することを抑制できる。
【0048】
以上述べたように、本実施形態によれば、モータジェネレータ2のトルク検出異常が検知された場合は、トルク演算値に応じて、トルク演算値またはトルク演算値
の絶対値よりも高いトルク値に基づいてプーリ41、42に供給する油圧が決定される。これによれば、モータジェネレータ2のトルク検出異常の際に、プーリ41、42に適正な油圧を供給でき、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できる。
【0049】
より詳しくは、モータジェネレータ2のトルク検出異常が検知された場合において、トルク演算値が、最大負荷トルク値に基づいて定められた所定値以上の場合は、トルク演算値に基づいてプーリ41、42に供給する油圧が決定され、トルク演算値が所定値未満の場合は、最大ずれトルク値の絶対値に基づいてプーリ41、42に供給する油圧が決定される。これによれば、モータジェネレータ2のトルク検出異常の際に、プーリ41、42に適正な油圧を供給でき、すべての領域において、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できる。また、トルク演算値が所定値未満の場合にのみ、最大ずれトルク値の絶対値に基づいてプーリ41、42に供給する油圧を決定するので、プーリ41、42に供給する油圧を高くする状況を限定できる。したがって、モータジェネレータ2のトルク検出異常が検知された場合であっても、オイルポンプ6に与える負荷を抑制でき、車両100の燃費が悪化することを抑制できる。
【0050】
別の言い方をすれば、変速機コントローラ8は、トルク検出異常が検知された場合に、トルク演算値に応じて補正の有無を選択しているといえる。
【0051】
即ち、変速機コントローラ8は、トルク検出異常が検知された場合において、トルク演算値が所定値以上だと補正を行わない。
【0052】
一方、トルク検出異常が検知された場合において、トルク演算値が所定値未満だと、バリエータ40のベルト43が滑ることを防止できるように、トルク演算値
の絶対値よりも高い値に補正を行う。
【0053】
以下、トルク演算値が所定値未満の場合と、トルク演算値が所定値以上の場合とに場合分けして説明する。
【0054】
<トルク演算値が所定値未満の場合>
トルク検出異常が検知され、かつ、トルク演算値が所定値未満の場合は、モータジェネレータ2が発電を行っていなければ、トルク演算値
の絶対値は実トルク値
の絶対値とほぼ等しくなる。また、モータジェネレータ2が発電を行っていれば、トルク演算値
の絶対値は実トルク値
の絶対値よりも低くなる。
【0055】
よって、トルク演算値が所定値未満の場合に、常にトルク演算値
の絶対値よりも低い値に補正を行うと、モータジェネレータ2の発電の有無に関わらず、プーリ41、42に供給する油圧が常に不足して、常にバリエータ40のベルト43が滑る可能性が生じる。
【0056】
また、トルク演算値が所定値未満の場合に、常に補正を行わないのであれば、モータジェネレータ2が発電を行っているときに、プーリ41、42に供給する油圧が不足して、ベルト43が滑る可能性が生じる。
【0057】
したがって、変速機コントローラ8は、トルク検出異常が検知され、かつ、トルク演算値が所定値未満の場合は、トルク演算値
の絶対値よりも高い値に補正を行うのである。
【0058】
<トルク演算値が所定値以上の場合>
トルク検出異常が検知され、かつ、トルク演算値が所定値以上の場合は、モータジェネレータ2が発電を行っていなければ、トルク演算値は実トルク値とほぼ等しくなる。また、モータジェネレータ2が発電を行っていれば、トルク演算値は実トルク値よりも高くなる。
【0059】
よって、トルク演算値が所定値以上の場合に、常にトルク演算値よりも高い値に補正を行うと、モータジェネレータ2の発電の有無に関わらず、プーリ41、42に供給する油圧が常に過剰になる。
【0060】
一方、トルク演算値が所定値以上の場合に、常にトルク演算値よりも低い値に補正を行うと、モータジェネレータ2が発電を行うことで実トルク値が当該低い値よりも低くなる場合であれば、プーリ41、42に供給する油圧を低くでき、オイルポンプ6に与える負荷を抑制できるので、燃費の観点からは良い。
【0061】
しかしながら、仮に、トルク演算値が所定値以上の場合に、常にトルク演算値よりも低い値に補正を行うと、モータジェネレータ2が発電を行っていない場合、またはモータジェネレータ2が発電を行っていても実トルク値が当該低い値よりも高くなる場合は、プーリ41、42に供給する油圧が不足して、ベルト43が滑る可能性が生じる。
【0062】
したがって、変速機コントローラ8は、トルク検出異常が検知され、かつ、トルク演算値が所定値以上の場合には、トルク演算値よりも低い値にも高い値にも補正を行なわないのである。
【0063】
また、本実施形態によれば、モータジェネレータ2のトルク検出異常が検知された場合は、モータジェネレータ2のトルクアシストが禁止されるので、実トルク値がトルク演算値よりも大きくなる状態が積極的に作り出されることを防止できる。
【0064】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0065】
例えば、上記実施形態では、バリエータ40がベルト43を備えているが、ベルト43に代えてチェーン等の無端状部材を備えていてもよい。
【0066】
また、上記実施形態では、無段変速機4が副変速機構50を備えているが、副変速機構50を備えていなくともよい。この場合は、前後進切換機構を設けて、車両100の前後進を切り換えるようにすればよい。
【0067】
また、上記実施形態では、車両100が、エンジン1およびモータジェネレータ2の動作を制御する統合コントローラ7を備えているが、コントローラは、エンジン1を制御するエンジンコントローラとモータジェネレータ2を制御するモータジェネレータコントローラとに分かれていてもよい。
【0068】
この場合は、例えば、モータジェネレータコントローラが、モータジェネレータ2のトルク検出異常を検知する異常検知手段を備え、エンジンコントローラが、エンジン1とモータジェネレータ2とによりエンジン1の出力軸1aから出力されるトルクを演算により求めるトルク演算手段を備えるようにすればよい。
【0069】
なお、トルク演算手段は、例えば、モータジェネレータコントローラで演算されたモータジェネレータ2の出力トルク値と、エンジンコントローラで演算されたエンジン1の出力トルク値とを合算することにより、エンジン1の出力軸1aから出力されるトルクを演算する。
【0070】
本願は2014年7月25日に日本国特許庁に出願された特願2014−152167に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。