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変速機の油圧制御装置 - ジヤトコ・トランステクノロジー株式会社
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発明の名称 変速機の油圧制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−263470(P2001−263470A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2000−78653(P2000−78653)
出願日 平成12年3月21日(2000.3.21)
代理人 【識別番号】100086450
【弁理士】
【氏名又は名称】菊谷 公男 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3J552
【Fターム(参考)】
3J552 MA01 MA07 MA09 MA12 NA01 NB01 NB08 PA20 PA53 QA14C QB04 RA00 SA34 SA52 TA01 TB01 VA32Z VA37Z VA53W VA53Y VA62Z VC01Z VD02Z 
発明者 宮川 喜一 / 榊原 賢
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 油圧を供給されて変速を行なう変速機構部と、前記油圧の元圧となるライン圧を生成するライン圧供給手段と、運転状態に基づいて変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置において、前記変速制御手段は、ライン圧の目標油圧にしきい値を設定し、目標油圧がしきい値以下の間は、当該しきい値以下になった時点の積分値を保持し、該保持する積分値に基づいて前記積分補正制御を行うことを特徴とする変速機の油圧制御装置。
【請求項2】 油圧を供給されて溝幅を変更可能の1対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、前記油圧の元圧となるライン圧を生成するライン圧供給手段と、運転状態に基づいて前記溝幅を変化させる変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置において、前記変速制御手段は、ライン圧の目標油圧にしきい値を設定し、目標油圧がしきい値以下の間は、当該しきい値以下になった時点の積分値を保持し、該保持する積分値に基づいて前記積分補正制御を行うことを特徴とする変速機の油圧制御装置。
【請求項3】 前記しきい値が、ライン圧供給手段のばらつきに対応させて目標油圧の最低値近傍に設定された固定値であることを特徴とする請求項1または2記載の変速機の油圧制御装置。
【請求項4】 前記しきい値が、目標油圧を最低値にしたときの実ライン圧であることを特徴とする請求項1または2記載の変速機の油圧制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等用の変速機、とくにVベルトを用いた無段変速機の油圧制御装置における改良に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用に適した無段変速機として、Vベルトを用いた無段変速機がある。これは、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にVベルトを掛け渡し、プライマリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。すなわち、プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第1、第2シリンダ室が付設され、セカンダリプーリの第2シリンダ室にはライン圧が常時供給され、プライマリプーリの第1シリンダ室へはライン圧を元圧としてこれを変速制御弁で調圧した油圧が供給される。そして、第1シリンダ室への油圧によりプライマリプーリの溝幅が変更されることにより、変速比が変化する。この間、ライン圧は所定の範囲で変化され、Vベルトに対する推力(挟持圧力)を制御するようになっている。このような無段変速機が、例えば特開平11−82725号公報にも開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、Vベルトと各プーリ間には推力に対応して摩擦損失が発生しているので、運転状態によって推力が必要でないときのライン圧の最低油圧はできるだけ低い設定値とするのが好ましい。ところが、図5に実線で示すように、変速制御を行なう間にライン圧を当該最低油圧の設定値P0を油圧目標値として油圧指令を発しても、油圧回路の製品ばらつきや作動特性のばらつきによって実際の油圧が設定値まで低下せずに、破線で示すように設定値よりも高いP1のレベルに留まる場合がある。
【0004】通常、ライン圧の制御についてはその目標油圧に対して実油圧のフィードバックをとり、PID制御(比例制御および微分、積分補正制御)が行なわれるが、上述のように、実油圧が目標値(設定値)よりも高いレベルに留まると、目標値とのずれに基づくPID制御における積分値が時間の経過とともに蓄積増大されることになる。その結果、つぎにライン圧を図5に示すP2へ上昇させようとするとき、それまで蓄積された積分値分をまず吸収しなければならず、その分だけ破線で示す実油圧の上昇開始が遅れることとなって、油圧制御の応答性が悪化してしまうという問題が生じる。
【0005】したがって本発明は、上記問題点に鑑み、油圧回路の製品ばらつきや作動特性のばらつきによって実際の油圧があらかじめ設定された最低油圧まで低下しない場合にも、油圧制御の応答性が高く保持されるようにした変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の本発明は、油圧を供給されて変速を行なう変速機構部と、前記油圧の元圧となるライン圧を生成するライン圧供給手段と、運転状態に基づいて変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置において、変速制御手段は、ライン圧の目標油圧にしきい値を設定し、目標油圧がしきい値以下の間は、当該しきい値以下になった時点の積分値を保持し、該保持する積分値に基づいて積分補正制御を行うものとした。
【0007】また、請求項2の発明は、油圧を供給されて溝幅を変更可能の1対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、油圧の元圧となるライン圧を生成するライン圧供給手段と、運転状態に基づいて溝幅を変化させる変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置において、変速制御手段は、ライン圧の目標油圧にしきい値を設定し、目標油圧がしきい値以下の間は、当該しきい値以下になった時点の積分値を保持し、該保持する積分値に基づいて積分補正制御を行うものとした。請求項1および2のものでは、油圧回路のばらつきなどにより実際の油圧が最低油圧まで低下しない場合に積分値が増大していく影響を受けないので、増大する積分値の吐き出しに時間を要することもなく、良好な応答性が得られる。
【0008】請求項3の発明は、上記しきい値をライン圧供給手段のばらつきに対応させて目標油圧の最低値近傍に設定された固定値としたものである。あらかじめ実験等でばらつきの範囲を確認すれば、しきい値を固定値として設定することにより、変速制御手段の構成が簡単になる。
【0009】請求項4の発明は、しきい値を目標油圧を最低値にしたときの実ライン圧とするものである。変速機ごとの実ライン圧の特性に合わせるので、装置個別に最適なしきい値となり、積分値が増大を始める限界まで通常の制御を行なうことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。図1は本発明をVベルトを用いた無段変速機に適用した実施例における変速機の概略構成を示し、図2はその油圧制御回路を示す。可変プーリとしてのプライマリプーリ16とセカンダリプーリ26の間にVベルト24を掛け渡した変速機構部10が、ロックアップクラッチ11を備えるトルクコンバータ12を介して図示しないエンジンに連結されている。プライマリプーリ16は、トルクコンバータ12の出力軸と一体に回転する固定円錐板18と、これに対向する可動円錐板22とでV字状のプーリ溝を形成し、可動円錐板22の背面に油圧を及ぼし可動円錐板を軸方向に変位させる第1シリンダ室20を備えている。
【0011】セカンダリプーリ26は、図示しない車軸側への出力軸と一体に回転する固定円錐板30と、これに対向する可動円錐板34とでV字状のプーリ溝を形成している。可動円錐板34は図示しないリターンスプリングでプーリ溝の溝幅を狭める方向に付勢されるとともに、その背面に油圧を及ぼし可動円錐板34を軸方向に変位させる第2シリンダ室32を備えている。
【0012】変速機構部10はCVTコントロールユニット1からの信号に基づいて油圧コントロールバルブ3により制御される。第2シリンダ室32には油圧コントロールバルブ3からライン圧が常時供給される。油圧コントロールバルブはさらに変速制御弁63を備え、ライン圧を元圧として調圧された油圧を第1シリンダ室20に供給するようになっている。なお、第1シリンダ室20の受圧面積は第2シリンダ室32の受圧面積よりも大きく設定されている。
【0013】第1シリンダ室20にかかる油圧が変速制御弁63により制御されてプライマリプーリ16の溝幅を変える一方、第2シリンダ室32へはライン圧が供給されて、Vベルト24に対する挟持圧力を制御して変速が行なわれ、Vベルト24と各プーリ16、26との接触摩擦力に応じて、駆動力の伝達がなされる。これを回転数でみれば、プライマリプーリ16の溝幅を広げて、Vベルト24の接触半径が小でセカンダリプーリ26側の接触半径が大のプーリ比Low(低速側)のときには、変速比が大きくなってエンジン側回転数が減速されて車軸側へ出力されることとなる。逆のプーリ比Hi(高速側)では小さな変速比で出力される。この間、プライマリプーリ16とセカンダリプーリ26の接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
【0014】油圧コントロールバルブ3では、油圧ポンプ80からの油圧をライン圧レギュレータ60で調圧したライン圧が、上述のように、第2シリンダ室32へ常時供給されるとともに、変速制御弁63へ供給される。第1シリンダ室20への油圧はライン圧を元圧として変速制御弁63がステップモータ64で駆動されることにより制御される。油圧コントロールバルブ3は、さらにライン圧ソレノイド4、プレッシャモディファイヤ62、パイロット弁61を備える。
【0015】CVTコントロールユニット1は、インヒビタスイッチ8からのセレクト位置信号に加え、スロットル開度センサ5からのスロットル開度(アクセルペダル開度)TV0およびエンジン回転数Neから推定したエンジントルクに基づいて必要なライン圧を求め、これに対応したデューティ比信号を油圧指令としてライン圧ソレノイド4へ出力するとともに、変速指令をステップモータ64へ出力する。ステップモータ64は例えば200ステップの範囲内で目標の変速比に対応して20〜170ステップの位置が選択されるようになっている。
【0016】ライン圧ソレノイド4はパイロット弁61からの油圧をCVTコントロールユニット1からのデューティ比信号に応じてプレッシャモディファイヤ62側へ供給し、ライン圧レギュレータ60は油圧ポンプ80からの油圧をプレッシャモディファイヤ62から出力される油圧に応じたライン圧に設定する。ライン圧はこうして必要な伝達駆動力の大きさに応じて所定の範囲で変化されて出力される。
【0017】変速制御弁63はプライマリプーリ16の可動円錐板22とステップモータ64間に掛け渡された変速リンク67の変位に応じてスプール63aが駆動され、ライン圧レギュレータ60からのライン圧を調整して第1シリンダ室20へ供給する。これにより、プライマリプーリ16の溝幅が可変制御されて所定の変速比が得られる。なお、変速制御弁63の構成および作動の詳細は、特開平11−82725号公報の記載を引用する。CVTコントロールユニット1へは、プライマリプーリ16およびセカンダリプーリ26の各回転数を検出する第1回転数センサ6および第2回転数センサ7が接続され、これらの検出信号に基づいて変速機構部10における変速比が求められる。
【0018】油圧コントロールバルブ3はそのライン圧レギュレータ60において、油圧ポンプ80からの油圧をCVTコントロールユニット1からの指令にしたがい、第1の設定値の最低油圧から最大油圧の範囲で変化するライン圧として出力する。
【0019】図3は、ライン圧制御のためCVTコントロールユニット1から油圧コントロールバルブ3に対する制御の流れを示すフローチャートである。まずステップ101において、CVTコントロールユニット1では運転状態に応じたライン圧の油圧目標値が算出される。つぎにステップ102では、当該油圧目標値が所定のしきい値以下であるかどうかがチェックされる。このしきい値Sは、図4に示すように、目標油圧の最低値P0に対して例えば25%程度高い油圧に設定して、破線で示す実際の油圧の最低値P1より若干高いレベルとする。
【0020】油圧目標値がしきい値より高い場合にはステップ103へ進み、油圧目標値がしきい値以下のときはステップ104へ進む。ステップ103では、フィードバック情報を用いた通常のPID制御モードが選択されて、ステップ107へ進む。一方、ステップ104では、油圧目標値が今回初めてしきい値以下になったのかどうかを判断する。
【0021】今回初めて油圧目標値がしきい値以下になったものであれば、ステップ105において、現在の積分値をCVTコントロールユニット1の内部メモリに記憶する。そして、ステップ106で、積分値として前ステップで内部メモリに記憶された値を用いる補正PID制御モードに入って、ステップ107へ進む。ステップ107では、ステップ103あるいは106で選択された制御モードに基づいて演算された油圧指令を油圧コントロールバルブ3へ出力して、ステップ101へ戻る。なお、油圧指令は具体的にはライン圧ソレノイド4へのデューティ比信号である。
【0022】なお、補正PID制御モードに入ったあとのフローでは、ステップ105を経ないでステップ104からステップ106へ進み、これにより、補正PID制御モードにある間は、油圧目標値がしきい値以下になった際の積分値が固定値として維持される。
【0023】実施例は以上のように構成され、ライン圧をPID制御する無段変速機の油圧制御回路において、制御範囲の下限設定値である最低油圧より所定量だけ高いしきい値を設定し、ライン圧の油圧目標値がしきい値以下となったときにはその時点の積分値を保持してこの積分値を用いた補正PID制御モードで油圧指令を求め、油圧コントロールバルブ3を制御するようにしたので、油圧回路のばらつきなどにより実際の油圧が最低油圧まで低下しない場合に積分値が増大していく影響を受けない。したがって、油圧目標値が大きい値へ変化したとき、増大した積分値の吐き出しに時間を要することなく、良好な応答性が得られる。
【0024】なお、上記実施例では、しきい値を最低油圧に対してばらつきの分布から定めた所定量だけ高い固定値としているが、無段変速機の装置ごとに油圧目標値を最低油圧としたときの油圧センサの検出値を読み込んで、この検出値をしきい値とすることもできる。これによれば、装置個別に最適なしきい値が決定されるので、積分値が増大を始める限界まで通常の制御を行うことができ、装置によってはしきい値が高すぎて積分値固定による実効が薄い場合が発生するということもない。さらには、走行開始にあたってまず油圧目標値を最低油圧としたときの油圧センサの検出値を読み込むことにより、走行ごとにその検出値をしきい値とするものとすれば、ばらつきの経時変化にも対応できる。
【0025】さらにまた、実施例では油圧目標値がしきい値以下となった時点の積分値を固定的に用いるものとしたが、そのほか、積分値=0の固定値とする、換言すれば積分補正を行わない制御とすることもできる。
【0026】実施例はエンジン駆動車両において変速機構部のプライマリプーリをトルクコンバータに直接連結したものとしたが、本発明はこの形態に限定されることなく、種々の形態の車両に適用することができる。例えば、駆動源としてエンジンと電動モータを備えたハイブリッド車両においては、変速機構部を電動モータに連結して設置してもよい。また、油圧コントロールバルブの油圧源もエンジン駆動による油圧ポンプに限らず、上記駆動源電動モータあるいは専用のモータで駆動される油圧ポンプを用いてもよい。また、上記実施例のVベルト式無段変速機に限定されるものではなく、トロイダル式無段変速機や有段自動変速機のライン圧制御に適用してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、油圧を供給されて変速を行なう変速機構部を備えるとともに、油圧の元圧となるライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置において、ライン圧の目標油圧にしきい値を設定し、目標油圧がしきい値以下の間は、当該しきい値以下になった時点の積分値を保持して、該保持する積分値に基づいて積分補正制御を行うものとしたので、油圧回路のばらつきなどにより実際の油圧が目標油圧の最低値まで低下しない場合に積分値の増大による制御応答性の低下が防止される。
【0028】また、上記構成をベルトを用いた無段変速機に適用して、油圧を供給されて溝幅を変更可能の可変プーリにベルトを掛け渡した変速機構部を備えるとともに、油圧の元圧となるライン圧を積分補正制御を含むフィードバック制御により変化させる変速制御手段とを備える変速機の油圧制御装置においても、上記と同じく、油圧回路のばらつきなどにより実際の油圧が目標油圧の最低値まで低下しない場合に積分値の増大による制御応答性の低下が防止される。
【0029】また、上記しきい値は、目標油圧の最低値近傍に固定値として設定することにより、変速制御手段の構成が簡単になる。一方、とくにしきい値を目標油圧を最低値にしたときの実ライン圧とする場合には、装置個別に最適なしきい値となり、積分値が増大を始める限界まで通常の制御を行なうことができるという利点が得られる。




 

 


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