(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
プライマリ油室を有するプライマリプーリと、セカンダリ油室を有するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられるベルトと、を有し、前記セカンダリ油室にセカンダリ圧が供給されるバリエータと、
前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室を連通する油路に設けられ、前記プライマリ油室の油の出入りを制御するオイルポンプと、
を備える無段変速機であって、
前記オイルポンプはギヤポンプで構成され、
前記バリエータの目標変速比を達成するように前記オイルポンプを制御する一方、
前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室の差圧が予め設定された不安定領域内にある場合には、前記オイルポンプの正逆回転の繰り返しの発生を抑制するように前記オイルポンプを制御する補正制御を行う制御部をさらに備え、
前記不安定領域は、前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室の差圧の大きさが所定差圧よりも小さい領域であり、
前記所定差圧は、前記セカンダリ圧の変動によって前記オイルポンプの正逆回転の繰り返しが発生する差圧を規定するための値である、
ことを特徴とする無段変速機。
プライマリ油室を有するプライマリプーリと、セカンダリ油室を有するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられるベルトと、を有するバリエータと、前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室を連通する油路に設けられるオイルポンプと、を備える無段変速機で、前記セカンダリ油室にセカンダリ圧を供給し、前記オイルポンプにより前記プライマリ油室の油の出入りを制御する無段変速機の制御方法であって、
前記オイルポンプがギヤポンプで構成される場合において、
前記バリエータの目標変速比を達成するように前記オイルポンプを制御することと、
前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室間の差圧が予め設定された不安定領域内にある場合には、前記オイルポンプの正逆回転の繰り返しの発生を抑制するように前記オイルポンプを制御する補正制御を行うことと、
を含み、
前記不安定領域を前記プライマリ油室及び前記セカンダリ油室の差圧の大きさが所定差圧よりも小さい領域とし、
前記所定差圧を、前記セカンダリ圧の変動によって前記オイルポンプの正逆回転の繰り返しが発生する差圧を規定するための値とする、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
図1は、変速機1の要部を示す概略構成図である。変速機1は、ベルト式無段変速機であり、車両の駆動源を構成するエンジンENGとともに車両に搭載される。変速機1には、エンジンENGからの回転が入力される。エンジンENGの出力回転は、ロックアップクラッチLUを有するトルクコンバータTC等を介して、変速機1に入力される。変速機1は、入力回転を変速比に応じた回転で出力する。
【0014】
変速機1は、バリエータ2と、油圧回路3と、コントローラ10と、を有する。
【0015】
バリエータ2は、プライマリプーリ21と、セカンダリプーリ22と、プライマリプーリ21及びセカンダリプーリ22に巻き掛けられたベルト23と、を有するベルト式無段変速機構である。バリエータ2は、プライマリプーリ21とセカンダリプーリ22との溝幅をそれぞれ変更することで、ベルト23の巻掛け径を変更して変速を行う。以下では、プライマリをPRIと称し、セカンダリをSECと称す。
【0016】
PRIプーリ21は、固定プーリ21aと、可動プーリ21bと、PRI油室21cと、を有する。PRIプーリ21では、PRI油室21cに油が供給される。PRI油室21cの油により、可動プーリ21bが移動すると、PRIプーリ21の溝幅が変更される。以下では、PRI油室21cの油圧をPRI圧Ppriと称す。
【0017】
SECプーリ22は、固定プーリ22aと、可動プーリ22bと、SEC油室22cと、を有する。SECプーリ22では、SEC油室22cに油が供給される。SEC油室22cの油により、可動プーリ22bが移動すると、SECプーリ22の溝幅が変更される。以下では、SEC油室22cの油圧をSEC圧Psecと称す。
【0018】
ベルト23は、PRIプーリ21の固定プーリ21aと可動プーリ21bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面と、SECプーリ22の固定プーリ22aと可動プーリ22bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。ベルト23は、SEC圧Psecによって発生するベルト挟持力により保持される。
【0019】
油圧回路3は、第1オイルポンプ31と、第2オイルポンプ32と、ライン圧調整弁33と、ソレノイド34と、第1油路35と、第2油路36と、を有する。
【0020】
第1オイルポンプ31は、エンジンENGの動力で駆動する機械式のオイルポンプで構成される。第1オイルポンプ31が吐出する油は、第1油路35に供給される。第1油路35には、ライン圧調整弁33が設けられる。
【0021】
ライン圧調整弁33は、第1オイルポンプ31が吐出する油の圧力をライン圧PLに調整する。ライン圧調整弁33は、ソレノイド34が生成するパイロット圧に応じて動作する。ソレノイド34は、ライン圧PLの指令値に応じたパイロット圧を生成し、ライン圧調整弁33に供給する。
【0022】
第1油路35は、第1オイルポンプ31と第2油路36とを接続する。第2油路36は、PRI油室21cとSEC油室22cとを連通する。第2油路36には、第2オイルポンプ32が設けられ、第1油路35は、第2油路36のうち第2オイルポンプ32よりもSEC油室22c側の部分に接続される。このため、SEC油室22cには、ライン圧PLがSEC圧Psecとして供給される。
【0023】
第2オイルポンプ32は、電動式のオイルポンプであり、正転及び逆転方向に回転可能とされる。第2オイルポンプ32は、ギヤポンプで構成される。第2オイルポンプ32には、モータ321及びドライバ322が設けられる。
【0024】
モータ321は、第2オイルポンプ32を正転及び逆転方向に駆動する。モータ321には具体的には、サーボモータが用いられる。モータ321には、バッテリBATTからドライバ322を介して電力が供給される。ドライバ322は、モータ321の駆動を制御する。ドライバ322には具体的には、サーボアンプが用いられる。
【0025】
このように構成された油圧回路3では、第1オイルポンプ31がSEC油室22cにSEC圧Psecを供給し、第2オイルポンプ32がPRI油室21cの油の出入りを制御する。第1オイルポンプ31は、ベルト23の保持に用いられ、第2オイルポンプ32は、変速に用いられる。
【0026】
つまり、変速原理としては、第2オイルポンプ32によりPRI油室21c及びSEC油室22cの一方から他方に油を移動させることで、変速が行われる。但し、PRI油室21c及びSEC油室22c間では、PRIプーリ21側のプーリ推力とSECプーリ22側のプーリ推力とがバランスした状態でも、ピストン受圧面積の相違等により差圧ΔPが発生する。
【0027】
コントローラ10は電子制御装置であり、本実施形態における制御部を構成する。コントローラ10には、バリエータ2の入力側の回転速度を検出するための回転センサ41、バリエータ2の出力側の回転速度を検出するための回転センサ42、PRI圧Ppriを検出するための圧力センサ43、SEC圧Psecを検出するための圧力センサ44からの信号が入力される。回転センサ41は具体的には、PRIプーリ21の回転速度Npriを検出する。また、回転センサ42は具体的には、SECプーリ22の回転速度Nsecを検出する。コントローラ10は、回転センサ42からの入力に基づき車速VSPを検出できる。
【0028】
コントローラ10にはさらに、アクセル開度センサ45、選択レンジ検出スイッチ46、エンジン回転センサ47、油温センサ48からの信号が入力される。アクセル開度センサ45は、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度APOを検出する。アクセル開度APOは、運転者による加速要求を指標する。選択レンジ検出スイッチ46は、シフトレバーで選択されたレンジRNGを検出する。エンジン回転センサ47は、エンジンENGの回転速度Neを検出する。油温センサ48は、変速機1の油温T
OILを検出する。油温T
OILは、バリエータ2で作動油として用いられる油の温度である。
【0029】
コントローラ10にはこのほか、モータ321及びバッテリBATT間を流れる電流を検出する電流センサ50、モータ321の回転速度を検出する回転センサ51からの信号等も入力される。電流センサ50、回転センサ51からの信号はともに、ドライバ322を介してコントローラ10に入力される。
【0030】
コントローラ10はさらに、エンジンENGを制御するためのエンジンコントローラ11と相互通信可能に接続される。コントローラ10には、エンジンコントローラ11からエンジントルク情報Teがさらに入力される。コントローラ10は、入力されるエンジントルク情報Teに基づき、バリエータ2の入力トルクTinを算出する。入力トルクTinは例えば、エンジントルク情報Teから得られるエンジントルクにエンジンENG及びバリエータ2に設定されたギヤ比を掛けることで算出することができる。アクセル開度センサ45からの信号、エンジン回転センサ47からの信号は例えば、エンジンコントローラ11を介してコントローラ10に入力されてもよい。
【0031】
コントローラ10は、入力される信号に基づき変速制御信号を生成し、生成した変速制御信号を油圧回路3に出力する。油圧回路3では、コントローラ10からの変速制御信号に基づき、ライン圧調整弁33、第2オイルポンプ32が制御される。これにより、バリエータ2の変速比Ratioが、変速制御信号に応じた変速比すなわち目標変速比に制御される。目標変速比は、変速マップで予め設定される。
【0032】
変速比Ratioを制御する際、コントローラ10は具体的には、目標変速比を達成するように第2オイルポンプ32を制御する。第2オイルポンプ32は、モータ321を制御することで制御され、モータ321はドライバ322を制御することで制御される。ライン圧調整弁33は、ソレノイド34を制御することで制御される。
【0033】
図5は、連続歯打ち音の発生メカニズムの説明図である。前述したように、第2オイルポンプ32はギヤポンプで構成され、互いに噛合うギヤのギヤ歯同士の間にはバックラッシBLが設けられる。このため、変速機1では、次のようなことが懸念される。
【0034】
ここで、変速機1では、変速により目標変速比が達成されると、PRI油室21c及びSEC油室22c間で差圧ΔPが発生した状態で変速比Ratioが目標変速比に維持されることがある。
【0035】
その一方で、変速機1では、第1オイルポンプ31で発生する油圧変動VRが、第2オイルポンプ32に作用する。
【0036】
このため、差圧ΔPが小さい状況下では、第2オイルポンプ32が油圧変動VRの影響を受けて正逆回転を繰り返す結果、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することが懸念される。このことは、具体的には以下のように説明される。
【0037】
ここで、変速機1では、第1オイルポンプ31が吐出する油の圧力が、ライン圧調整弁33によってライン圧PLに調整された上で、SEC圧Psecとして第2油路36を介してSEC油室22cに供給される。そして、このような油圧回路3の構造上、第1オイルポンプ31で発生する油圧変動VRがSEC圧Psecの変動となって、第2オイルポンプ32に特に作用し易くなる。
【0038】
また、変速比Ratioを大きく変化させる場合、第2オイルポンプ32は、例えば数千rpmなど高回転で駆動される。その一方で、第2オイルポンプ32は、PRIプーリ21及びSECプーリ22間でピストン受圧面積が同等の場合において、変速比Ratioを一定に維持するために、次のように駆動される。
【0039】
すなわち、第2オイルポンプ32は、SEC油室22c及びPRI油室21cの一方から他方に向かって第2オイルポンプ32を介してリークする油を補填するように駆動される。リークする油を補填するにあたり、第2オイルポンプ32は、例えば100rpmなどごく低回転で駆動される。
【0040】
変速比Ratioを一定に維持する場合、第2オイルポンプ32の駆動トルクの大きさは、差圧ΔPに比例する。このため、上述のようにリークする油を補填するように第2オイルポンプ32が駆動される場合、差圧ΔPは小さくなる。
【0041】
差圧ΔPが小さい場合には、第2オイルポンプ32の駆動トルクの大きさも小さくて済む。ところが、駆動トルクの大きさが小さいと、SEC圧の変動によって、第2オイルポンプ32の正逆回転が発生する結果、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することが懸念される。
【0042】
このような事情に鑑み、本実施形態ではコントローラ10が次に説明する制御を行う。
【0043】
図2は、コントローラ10が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。
【0044】
ステップS1で、コントローラ10は、変速比Ratioが定常状態であるか否かを判定する。変速比Ratioが定常状態であるか否かは例えば、変速比Ratioの変化率、換言すれば変速速度が予め設定された所定変化率以下であるか否かで判定することができる。所定変化率は、変速比Ratioが定常状態であることを規定するための値であり、予め設定することができる。ステップS1で否定判定であれば、処理は一旦終了する。ステップS1で肯定判定であれば、処理はステップS2に進む。
【0045】
ステップS2で、コントローラ10は、SEC油室22c及びPRI油室21c間の差圧ΔPが不安定領域R内にあるか否かを判定する。不安定領域Rは、SEC圧の変動によって第2オイルポンプ32の正逆回転が発生する領域であり、予め設定されている。
【0046】
不安定領域Rは具体的には、変速比Ratioを一定に維持するにあたり、差圧ΔPの大きさが所定差圧よりも小さい領域として設定される。所定差圧は、SEC圧の変動によって第2オイルポンプ32の正逆回転が発生する差圧ΔPを規定するための値であり、実験等により予め設定することができる。
【0047】
このため、コントローラ10は例えば、差圧ΔPの大きさが所定差圧よりも小さいか否かを判定することで、差圧ΔPが不安定領域R内にあるか否かを判定することができる。
【0048】
ステップS2で否定判定であれば、処理は一旦終了する。ステップS2で否定判定の場合、コントローラ10は、変速比Ratioを定常状態に維持する制御を行うことができる。ステップS2で肯定判定であれば、処理はステップS3に進む。
【0049】
ステップS3で、コントローラ10は、第2オイルポンプ32の補正制御を行う。補正制御は、第2オイルポンプ32の正逆回転の発生を抑制するように第2オイルポンプ32を制御する制御である。
【0050】
図3は、コントローラ10が行う制御を模式的に説明する図である。
図3では、コントローラ10が行う制御を不安定領域Rとともにバリエータ2の変速マップ上に模式的に示す。バリエータ2は、変速マップに基づき変速される。変速マップでは、バリエータ2の動作点が、車速VSPと回転速度Neとに応じて示される。回転速度Neの代わりに回転速度Npriが用いられてもよい。
【0051】
変速マップにおいて、変速比Ratioは、バリエータ2の動作点と変速マップの零点を結ぶ線の傾きで示される。バリエータ2の変速は、変速比Ratioを最大にして得られる最Low線と、変速比Ratioを最小にして得られる最High線との間で行うことができる。
【0052】
補正制御は具体的には、差圧ΔPが不安定領域R外になるように、変速比Ratioを目標変速比からオフセットした値に維持する制御とされる。この場合、
図3に示すように、バリエータ2の動作点は、不安定領域R内の動作点M1から不安定領域R外の動作点M2に移動する。
【0053】
図2に戻り、ステップS4で、コントローラ10は、バリエータ2が変速指示されたか否かを判定する。バリエータ2が変速指示されたか否かは例えば、目標変速比が変更されたか否かで判定することができる。
【0054】
ステップS4で否定判定であれば、処理はステップS3に戻る。これにより、変速指示があるまでの間、補正制御が継続される。ステップS4で肯定判定であれば、処理はステップS5に進む。
【0055】
ステップS5で、コントローラ10は、補正制御を終了する。つまり、変速比Ratioが定常状態でなくなった場合には、補正制御は終了される。ステップS5の後には、処理は一旦終了する。
【0056】
ステップS3で、コントローラ10は、第2オイルポンプ32の補正制御として、差圧ΔPが不安定領域R内に継続して留まらないように、変速比Ratioを目標変速比に対して増減変動させる制御を行ってもよい。
【0057】
この場合、
図3に矢印で模式的に示すように、バリエータ2の動作点は、不安定領域Rを中心として、変速比Ratioが増加される場合、つまりLow側に変更される場合には上側に移動し、変速比Ratioが減少される場合、つまりHigh側に変更される場合には下側に移動する。結果、動作点が不安定領域R内に継続して留まらなくなる。
【0058】
図4A、
図4Bは、ピストン受圧面積に応じた不安定領域Rの説明図である。
図4A、
図4Bでは、油圧比及び伝達トルク比に応じて変速比Ratioを示す。また、変速比Ratioは1の場合を示す。油圧比は、PRI圧PpriをSEC圧Psecで割って得られる値である。伝達トルク比は、PRIプーリ21の伝達トルクTpriをSECプーリ22の伝達トルクTsecで割って得られる値である。不安定領域R´は、差圧ΔPに応じた不安定領域Rを油圧比に応じた領域に変換したものである。
【0059】
図4Aは、PRIプーリ21及びSECプーリ22間で、ピストン受圧面積が同等である場合を示す。この場合、油圧比が1のときに伝達トルク比の大きさが1になり、PRIプーリ21及びSECプーリ22間でプーリ推力がバランスする。プーリ推力がバランスする場合に、変速比Ratioは定常状態になる。油圧比が1の場合、差圧ΔPはゼロとなり、油圧比は不安定領域R´に含まれる。
【0060】
図4Bは、SECプーリ22のほうがPRIプーリ21よりも、ピストン受圧面積が大きい場合を示す。この場合、変速比Ratioが1の状態では、油圧比が1よりも大きいときに伝達トルク比の大きさが1になり、PRIプーリ21及びSECプーリ22間でプーリ推力がバランスする。その一方で、不安定領域R´は、
図4Aの場合と同様である。このためこの場合には、変速比Ratioが定常状態になっても、油圧比は不安定領域R´に含まれない。
【0061】
しかしながら、変速比Ratioが1とは異なる状態で、油圧比が不安定領域R´に含まれる場合がある。このため、PRIプーリ21及びSECプーリ22間で、ピストン受圧面積が異なる場合においても、
図2に示すフローチャートの処理を同様に行えばよい。
【0062】
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
【0063】
変速機1は、SEC油室22cにSEC圧が供給されるバリエータ2と、PRI油室21c及びSEC油室22cを連通する第2油路36に設けられ、PRI油室21cの油の出入りを制御する第2オイルポンプ32と、を備える。第2オイルポンプ32は、ギヤポンプで構成される。変速機1は、バリエータ2の目標変速比を達成するように第2オイルポンプ32を制御する一方、差圧ΔPが予め設定された不安定領域R内にある場合には、第2オイルポンプ32の正逆回転の発生を抑制するように第2オイルポンプ32を制御する補正制御を行うコントローラ10をさらに備える。
【0064】
このような構成によれば、差圧ΔPが不安定領域R内にある場合には、正逆回転の発生を抑制するように第2オイルポンプ32を補正制御するので、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することを改善できる(請求項1、5に対応する効果)。
【0065】
変速機1では、コントローラ10は、補正制御として、差圧ΔPが不安定領域R外になるように、変速比Ratioを目標変速比からオフセットした値に維持する制御を行う。
【0066】
このような構成によれば、差圧ΔPを不安定領域R外にすることで、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することを改善できる(請求項2に対応する効果)。
【0067】
変速機1では、不安定領域Rは、SEC圧の変動によって第2オイルポンプ32の正逆回転が発生する領域とされる。
【0068】
このような構成によれば、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することを適切に改善できる(請求項4に対応する効果)
【0069】
コントローラ10は、第2オイルポンプ32の補正制御として、差圧ΔPが不安定領域R内に継続して留まらないように、変速比Ratioを目標変速比に対して増減変動させる制御を行ってもよい。
【0070】
この場合でも、差圧ΔPが不安定領域R内に継続して留まらなくなるので、第2オイルポンプ32で連続歯打ち音が発生することを改善できる(請求項3に対応する効果)。
【0071】
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。
【0072】
上述した実施形態では、第1オイルポンプ31が機械式のオイルポンプである場合について説明した。しかしながら、第1オイルポンプ31には例えば、電動式のオイルポンプが用いられてもよい。またこの場合には、第1オイルポンプ31でSEC圧Psecを制御することができるので、ライン圧調整弁33は不要とされてもよい。この場合でも、第1オイルポンプ31で発生する油圧変動VRがSEC圧Psecの変動となって、第2オイルポンプ32に作用することで、連続歯打ち音が発生することを改善できる。
【0073】
上述した実施形態では、SEC圧Psecとしてライン圧PLが供給される場合について説明した。しかしながら、SEC圧Psecとしては例えば、調圧弁によってライン圧PLから生成及び調整される油圧が供給されてもよい。この場合でも、第1オイルポンプ31で発生する油圧変動VRがSEC圧Psecの変動となって、第2オイルポンプ32に作用することで、連続歯打ち音が発生することを改善できる。
【0074】
上述した実施形態では、コントローラ10が制御部を構成する場合について説明した。しかしながら、制御部は例えば、複数のコントローラで構成されてもよい。