JP2003049934A - ベルト式無段変速機のプーリ推力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルトを挟み付ける各プーリでの推力の比率
を、ベルトの滑りを生じさせることなく、正確に判定す
る。 【解決手段】 駆動プーリと従動プーリとにベルトを巻
掛けるとともに、駆動プーリがベルトを挟み付ける推力
もしくは従動プーリが前記ベルトを挟み付ける推力を制
御可能なプーリ推力制御装置であって、ベルト式無段変
速機に作用するトルクもしくは変速比が変動しにくい状
況を判定する動作状態判定手段（ステップＳ７，〜Ｓ１
１）と、動作状態判定手段によって、前記トルクもしく
は変速比が変動しにくい状況が判定された場合に、前記
推力を低下させる推力低下手段（ステップＳ１３）と、
前記推力を低下させることにより、前記駆動プーリによ
る推力と前記従動プーリによる推力との比率の値を判定
する推力比判定手段（ステップＳ１４）とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、駆動プーリおよ
び従動プーリに対するベルトの巻掛け半径を連続的に変
化させることにより、変速比を無段階に変化させるベル
ト式の無段変速機に関し、特にベルトを巻掛けてあるプ
ーリの溝幅を変化させる推力を制御する装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なベルト式無段変速機では、対向
する面をテーパ面とした固定シーブと可動シーブとによ
って各プーリを構成し、それらのテーパ面で形成される
溝にベルトを巻掛けるとともに、固定シーブと可動シー
ブとの間隔、すなわち溝幅を変化させてベルトを巻掛け
る有効径を変化させることにより、変速比を所定の値に
設定するように構成されている。したがってベルトと各
プーリとは積極的には噛み合っていないので、ベルトに
張力を付与して、トルク容量を確保するように構成され
ている。

【０００３】すなわち、各プーリにおける可動シーブを
固定シーブに対して接近させることにより、その溝幅が
狭くなり、かつ有効径が大きくなるので、ベルトの張力
が増大して、無段変速機としてのトルク容量が増大す
る。そこで、従来一般には、可動シーブを固定シーブ側
に押圧してこれらのシーブでベルトを挟み付ける挟圧力
すなわちプーリ推力を適宜に設定して、必要とするトル
ク容量を得るようにしている。

【０００４】そのプーリ推力（挟圧力）が大きいほど、
トルク容量が増大するから、ベルトとプーリとの間の滑
りが生じにくくなる。しかしながらプーリ推力を大きく
してベルトの張力を増大させると、ベルトの耐久性が低
下するばかりでなく、動力の伝達効率が低下し、その傾
向は高回転数（すなわち高車速）ほど顕著になる。車両
用の変速機としてベルト式無段変速機を使用する利点
は、燃費が向上する点にあり、そのためプーリ推力は、
ベルトの滑りが生じない範囲が可及的に小さくなるよう
に制御している。

【０００５】そのような制御をおこなう装置の一例が、
特開平９−２６９０５３号公報に記載されている。この
公報に記載された装置は、ベルトの摩擦によって生じる
音波を検出し、その音波に基づいてベルトの張力に関係
する油圧を制御するように構成されている。そして、そ
の装置によれば、張力を可及的に低くして、作用効率を
向上させることができる、とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の公報に記載され
た装置で利用する音波は、ベルトの摩擦によって生じる
ものである。したがって上記の装置は、ベルトがプーリ
に対して滑りを生じることを前提とし、その滑りが発生
したことに基づいて油圧を制御するようになっている。
そのため、防止するべきベルトの滑りを少なくとも１回
は生じさせることになる。また、特性の経時変化などに
よって油圧を再調整する必要がある場合には、その際に
再度、ベルトの滑りを生じさせることになる。このよう
に従来の装置では、無段変速機のトルク容量に関連する
プーリ推力を設定するために、ベルトの滑りを生じさせ
ることになるので、ベルトもしくは無段変速機が損傷を
受けたり、あるいはその耐久性が低下するなどの可能性
があった。

【０００７】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、無段変速機を損傷したり、その耐
久性を低下させることなく、プーリ推力を適正に設定す
ることのできる装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、無段変速機の動作状
態がいわゆる安定的な状態にある場合に、推力比の所定
値（例えば、ピークやピークに基づく値）を判定するた
めの操作を実行するように構成し、また併せて、その操
作の際に過大なトルクが無段変速機に作用しないように
構成したことを特徴とするものである。すなわち、本発
明者等は、べルト式無段変速機での動力の伝達効率やベ
ルトの滑り発生が、駆動プーリと従動プーリとにおける
ベルトを挟み付ける力（プーリ推力）の比率に関係する
こと、およびそのプーリ推力比のピークの近傍で動力の
伝達効率が最大となり、またそのピークを越えて推力を
低下させるとベルトの滑りが生じやすくなることを見出
し、そこで、この発明では、こような知見に基づいてプ
ーリ推力を設定するにあたり、推力比の前記所定値の判
定を、ベルトの滑りを予防しつつ正確におこなうように
構成したのである。

【０００９】より具体的には、請求項１の発明は、駆動
プーリと従動プーリとにベルトを巻掛けるとともに、前
記駆動プーリが前記ベルトを挟み付ける推力もしくは前
記従動プーリが前記ベルトを挟み付ける推力を制御可能
なベルト式無段変速機のプーリ推力制御装置において、
前記ベルト式無段変速機に作用するトルクもしくは変速
比が変動しにくい状況を判定する動作状態判定手段と、
動作状態判定手段によって、前記トルクもしくは変速比
が変動しにくい状況が判定された場合に、前記推力を低
下させる推力低下手段と、前記推力を低下させることに
より、前記駆動プーリによる推力と前記従動プーリによ
る推力との比率の値を判定する推力比判定手段とを備え
ていることを特徴とするプーリ推力制御装置である。

【００１０】したがって請求項１の発明では、駆動プー
リによる推力と従動プーリによる推力との比率の所定値
を判定するために、ベルトを挟み付ける推力が低下させ
られる。その場合、無段変速機に作用するトルクもしく
は変速比が変動しにくい状況が成立していることが予め
判定される。その結果、各プーリの推力が、トルクもし
くは変速比の変動に伴う変動を含まないので、推力比の
所定値を正確に判定でき、また、推力を低下させること
により無段変速機のトルク容量が低下しても、そのトル
ク容量を大きく上回るトルクが急激に入力したり、それ
に伴ってベルトの滑りが生じたりすることが、未然に回
避される。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、トルクの伝達方向で前記ベルト式無段変速機
と直列に連結された、トルク容量の可変なクラッチ機構
と、前記推力低下手段によって前記推力を低下させた場
合に、前記クラッチ機構のトルク容量を低下させるクラ
ッチ制御手段とを更に備えていることを特徴とするプー
リ推力制御装置である。

【００１２】したがって請求項２の発明では、請求項１
の発明による作用と同様の作用が生じ、これに加えて、
推力比の所定値を判定するために推力を低下させた状態
で、無段変速機の入力側もしくは出力側から大きくトル
クが作用した場合、無段変速機と直列に配列しているク
ラッチ機構のトルク容量が低下していることにより、そ
のクラッチ機構で滑りが生じる。そのクラッチ機構に滑
りが生じると、無段変速機に作用するトルクが、滑りの
生じているクラッチ機構でのトルク容量に応じたトルク
に制限されるので、無段変速機のベルトの滑りが回避さ
れる。

【００１３】さらに、請求項３の発明は、駆動プーリと
従動プーリとにベルトを巻掛けるとともに、前記駆動プ
ーリが前記ベルトを挟み付ける推力もしくは前記従動プ
ーリが前記ベルトを挟み付ける推力を制御可能なベルト
式無段変速機のプーリ推力制御装置において、前記ベル
ト式無段変速機に作用するトルクの変動が所定値以内で
あることを判定する第１の判定手段と、前記ベルト式無
段変速機の変速比の変動が所定値以内であることを判定
する第２の判定手段と、前記トルクの変動が所定値以内
であることおよび変速比の変動が所定値以内であること
の少なくともいずれか一方が判定された場合に、前記推
力を低下させる推力低下手段と、前記推力を低下させる
ことにより、前記駆動プーリによる推力と前記従動プー
リによる推力との比率のピークもしくはそのピークに基
づく所定値を判定する推力比判定手段とを備えているこ
とを特徴とするプーリ推力制御装置である。

【００１４】したがって請求項３の発明では、無段変速
機に作用するトルクもしくは変速比の変動が所定値以内
であることが判定された場合に、駆動プーリによる推力
と従動プーリによる推力との比率のピークもしくはピー
クに基づく所定値を判定するために、ベルトを挟み付け
る推力が低下させられる。その結果、各プーリの推力
が、トルクもしくは変速比の変動に伴う変動の影響を大
きくは受けていないので、推力比のピークもしくは所定
値を正確に判定でき、また、推力を低下させることによ
り無段変速機のトルク容量が低下しても、そのトルク容
量を大きく上回るトルクが急激に入力したり、それに伴
ってベルトの滑りが生じたりすることが、未然に回避さ
れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を具体例に基づい
て説明する。先ず、この発明で対象とする無段変速機お
よびその制御系統について説明すると、図２は、車両に
搭載されているベルト式無段変速機１を模式的に示して
おり、この無段変速機１は、前後進切換機構２を介して
動力源３に連結されている。

【００１６】その動力源３は、内燃機関、あるいは内燃
機関と電動機、もしくは電動機などによって構成され、
要は、走行のための動力を発生する駆動部材である。な
お、以下の説明では、動力源３をエンジン３と記す。ま
た、前後進切換機構２は、エンジン３の回転方向が一方
向に限られていることに伴って採用されている機構であ
って、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転し
て出力するように構成されている。

【００１７】図２に示す例では、前後進切換機構２とし
てダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。
すなわち、サンギヤ４と同心円上にリングギヤ５が配置
され、これらのサンギヤ４とリングギヤ５との間に、サ
ンギヤ４に噛合したピニオンギヤ６とそのピニオンギヤ
６およびリングギヤ５に噛合した他のピニオンギヤ７と
が配置され、これらのピニオンギヤ６，７がキャリヤ８
によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、
二つの回転要素（具体的にはサンギヤ４とキャリヤ８
と）を一体的に連結する前進用クラッチ９が設けられ、
またリングギヤ５を選択的に固定することにより、出力
されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ１０が設
けられている。

【００１８】無段変速機１は、従来知られているベルト
式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置さ
れた駆動プーリ１１と従動プーリ１２とのそれぞれが、
固定シーブと、油圧式のアクチュエータ１３，１４によ
って軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって
構成されている。したがって各プーリ１１，１２の溝幅
が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化
し、それに伴って各プーリ１１，１２に巻掛けたベルト
１５の巻掛け半径（プーリ１１，１２の有効径）が連続
的に変化し、変速比が無段階に変化するようになってい
る。そして、上記の駆動プーリ１１が前後進切換機構２
における出力要素であるキャリヤ８に連結されている。

【００１９】なお、従動プーリ１２における油圧アクチ
ュエータ１４には、無段変速機１に入力されるトルクに
応じた油圧（例えば、ライン圧あるいはその補正した油
圧）が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介
して供給されている。したがって、従動プーリ１２にお
ける各シーブがベルト１５を挟み付けることにより、ベ
ルト１５に張力が付与され、各プーリ１１，１２とベル
ト１５との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっ
ている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設
定される。これに対して駆動プーリ１１における油圧ア
クチュエータ１３には、設定するべき変速比に応じた圧
油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効
径）に設定するようになっている。

【００２０】より具体的に説明すると、エンジントルク
やエンジン回転数あるいは変速比に基づいて挟圧力が決
定され、その挟圧力を達成するように従動プーリ１２側
の推力すなわち可動シーブを軸線方向に押圧する油圧が
設定される。一方、駆動プーリ１１側のアクチュエータ
１３に供給する圧油は、無段変速機１の入力回転数が目
標回転数となるようにフィードバック制御されている。
したがって従動プーリ１２の推力が変更されると、それ
にバランスして入力回転数（すなわち変速比）を維持す
るために、駆動プーリ１１の推力が変更される。

【００２１】無段変速機１の出力部材である従動プーリ
１２に、この発明のクラッチ機構に相当する発進クラッ
チ１６が連結され、この発進クラッチ１６を介して従動
プーリ１２がギヤ対１７およびディファレンシャル１８
に連結され、さらにそのディファレンシャル１８が左右
の駆動輪１９に連結されている。この発進クラッチ１６
は、無段変速機１と駆動輪１９とを選択的に連結および
遮断するためのものであって、一例として油圧によって
トルク容量が連続的に変化させられる摩擦式のクラッチ
が採用されている。

【００２２】上記の無段変速機１およびエンジン３を搭
載した車両の動作状態（走行状態）を検出するために各
種のセンサーが設けられている。すなわち、エンジン３
の回転数を検出して信号を出力するエンジン回転数セン
サー２０、駆動プーリ１１の回転数を検出して信号を出
力する入力回転数センサー２１、従動プーリ１２の回転
数を検出して信号を出力する出力回転数センサー２２、
駆動輪の回転数を検出して信号を出力する車輪回転数セ
ンサー２３が設けられている。また、特には図示しない
が、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力
するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を
検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレ
ーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレー
キセンサーなどが設けられている。

【００２３】上記の前進用クラッチ９および後進用ブレ
ーキ１０の係合・解放の制御、および前記ベルト１５の
挟圧力の制御、ならびに発進クラッチ１６の係合・解放
を含むトルク容量の制御、さらには変速比の制御をおこ
なうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）
２４が設けられている。この電子制御装置２４は、一例
としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入
力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づい
て所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後
進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求
される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定などの制御
を実行するように構成されている。

【００２４】ここで、変速機用電子制御装置２４に入力
されているデータあるいは信号の例を示すと、無段変速
機１の入力回転数（駆動プーリ１１の回転数）Ｎinの信
号、無段変速機１の出力回転数（従動プーリ１２の回転
数）Ｎo の信号が入力されている。また、上記の無段変
速機１は、パーキングレンジやリバースレンジ、ニュー
トラルレンジ、ドライブレンジなどの走行ポジションを
シフト装置２５によって選択するように構成されてお
り、そのシフト装置２５によって選択されたポジション
の信号が、変速機用電子制御装置２４に入力されてい
る。

【００２５】また、エンジン３を制御するエンジン用電
子制御装置２６からは、エンジン回転数Ｎe の信号、エ
ンジン（Ｅ／Ｇ）負荷の信号、スロットル開度信号、ア
クセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル
開度信号などが入力されている。さらに、車輪のロック
を回避するアンチロックブレーキシステムのための電子
制御装置（ＡＢＳ−ＥＣＵ）２７からは、ブレーキ信
号、ＡＢＳ作動信号、車輪回転速度信号などが入力され
ている。

【００２６】上記のベルト式無段変速機１では、走行中
にベルト１５の滑りが生じないように、各プーリ１１，
１２の推力が設定される。具体的には、アクセル開度も
しくはエンジントルクおよびエンジン回転数ならびに変
速比に基づいて従動プーリ１２の推力が設定され、その
推力の下で所定の変速比を設定するように駆動プーリ１
１の推力が設定される。このようにして設定されるプー
リ推力は、定常状態および緩やかな加減速が生じる準定
常状態でベルト１５の滑りが生じない範囲で可及的に小
さい推力に設定される。

【００２７】そのための油圧制御は、予め求めたマップ
に基づいて実行されるが、そのマップは、推力比（＝駆
動プーリ１１での推力／従動プーリ１２での推力）が、
ピークもしくはそのピークに基づいて決められた値など
の所定値となるように設定されている。なお、そのピー
クに基づいて決められた所定値とは、一例として、安全
率でみて推力比ピークから１０％程度手前までの値であ
り、また推力比の値度見た場合には推力比ピークより５
％程度まで低い範囲の値である。これは、推力比ピーク
の近傍で、動力の伝達効率が最大になり、また推力比が
ピークより小さくなるようにプーリ推力を低下させる
と、ベルト１５の滑りが急激に生じやすくなるからであ
る。この点についての技術的説明は、本出願人による特
願２００１−５８５１３号の明細書に詳しく記載されて
いる。

【００２８】推力比が前記所定値となる挟圧力すなわち
従動プーリ１２側のアクチュエータ１４に供給する油圧
は、無段変速機１の個体差や経時変化が原因で一定では
ない。そのために、この発明の制御装置は、無段変速機
１を実際に動作させて推力比の前記所定値を判定し、そ
の判定結果に基づいて、従動プーリ１２による挟圧力マ
ップを補正する。そのための制御例を図１に示してあ
る。

【００２９】この図１にフローチャートで示すルーチン
は、挟圧力マップを補正する判断が成立した場合、また
はその補正の指示がおこなわれた場合に、所定の短時間
毎に繰り返し実行される。また、各種のセンサーやアク
チュエータなどの制御ための機器にフェールが生じてい
ないことが確認されている場合に実行される。

【００３０】先ず、ベルト１５に滑りが生じているか否
かが判断される（ステップＳ１）。この「滑り」とは、
いわゆるマクロスリップであって、プーリ１１，１２に
巻き掛かっている箇所でのベルト１５の延びやベルト１
５を構成している多数の金属片であるブロック同士の間
隔の詰まりなどによる不可避的な微少な滑り（いわゆる
ミクロスリップ）を超えた滑りである。このステップＳ
１で肯定的に判断された場合には、既に異常な状態が生
じているので、その状態で推力比の判定をおこなうこと
ができないので、その滑りに対応した制御が実行され
（ステップＳ２）、また挟圧力マップが補正される（ス
テップＳ３）。その後、リターンする。

【００３１】その滑り対応制御とは、例えば従動プーリ
１２側のアクチュエータ１４に供給する油圧を高くする
いわゆる挟圧力アップの制御や、無段変速機１に入力さ
れるエンジントルクを低下させるトルク制御である。ま
た、ステップＳ１で判断されたベルト１５の滑りが、定
常状態もしくは準定常状態で生じているのであれば、挟
圧力が基本的に低いことになるので、挟圧力を設定する
ために使用しているマップの値を全体的に高圧側に補正
する。これがステップＳ３での補正の内容の一例であ
る。なお、この場合、ベルト１５の状態の検知中であれ
ば、正常な検知をおこなえないので、これを中止する。

【００３２】一方、ステップＳ１で否定的に判断された
場合には、外乱が生じているか否かが判断される（ステ
ップＳ４）。前述したように、挟圧力あるいはプーリ推
力は、エンジントルクやエンジン回転数さらには変速比
などの車両の状態に基づいて設定され、その車両状態の
変化に対して不可避的な遅れをもって変化させられる。
言い換えれば、車両状態の変化の程度や速度が許容され
る範囲であれば、いわゆる準定常状態であってその変化
に追従して挟圧力が変化させられるが、許容範囲を超え
る変化が生じると、挟圧力が相対的に不足してベルト１
５の滑りが生じる可能性が高くなる。このような許容範
囲を超えた変化が生じる事態が外乱であり、例えば駆動
輪１９がスリップもしくは空転した直後にグリップ力を
回復して無段変速機１の出力側から大きいトルクが入力
される状態や、ＡＢＳが作用して駆動輪１９の制動と駆
動とが繰り返し生じる状態もしくは急制動される状態な
どである。

【００３３】このような外乱の可能性があり、あるいは
実際に外乱が生じることによりステップＳ４で肯定的に
判断された場合には、外乱対応制御が実行される（ステ
ップＳ５）。これは、ベルト１５の滑りを回避するため
の制御であり、具体的には挟圧力を高くし、これに替え
て、もしくはこれと併せてエンジントルクを低下させる
制御である。この場合、挟圧力が想定されていない事情
で変化させられるので、推力比のピークもしくはピーク
に基づいて定めた値などの所定値を判定するための挟圧
力の制御を実行できず、したがってステップＳ５の後、
リターンする。

【００３４】これに対して外乱要因がないことによりス
テップＳ４で否定的に判断された場合には、挟圧力の検
知領域か否かが判断される（ステップＳ６）。各プーリ
１１，１２でベルト１５を挟み付ける挟圧力は、基本的
には、エンジントルクやエンジン回転数さらには変速比
などの車両の状態に基づいて設定されるが、データの信
頼性の高い領域と低い領域とがあり、この発明の制御装
置では、そのデータの信頼性の高い領域を挟圧力検知領
域として設定してあり、ステップＳ６では車両の状態が
その領域に入っているか否かが判断される。なお、その
領域は、例えば車速もしくはエンジン回転数と、スロッ
トル開度もしくはエンジントルクとをパラメータとして
設定されている。

【００３５】車両の走行状態が挟圧力検知領域にあって
挟圧力が車両の走行状態をより良く表している場合、す
なわちステップＳ６で肯定的に判断された場合には、エ
ンジン水温（Ｅ／Ｇ水温）および／または変速機油温
（ＣＶＴ油温）が所定値以上でかつ安定しているか否か
が判断される（ステップＳ７）。エンジントルクが安定
していない暖気中での推力比についての判定（すなわち
状態検知）を避けるためである。また、暖気促進のため
に変速比を最小値以上の変速比に規制している場合に、
温度が上昇してその変速比の規制が解除されて変速が生
じ、これが状態検知の精度低下の要因になることを回避
するためである。

【００３６】なお、温度の判断として異常高温を判断す
ることを追加してもよい。温度がある程度以上に高い状
態は何らかの異常が生じていると考えられるからであ
る。また、温度の安定状態は、前回の検出温度と今回の
検出温度の偏差が所定値以下であることをもって判断し
てもよく、あるいはその温度偏差が所定値を超える連続
回数が予め決めた回数を超えた場合に、温度が安定して
いないと判断してもよい。

【００３７】温度に異常がないことによりステップＳ７
で肯定的に判断された場合には、定常走行状態か否かが
判断される（ステップＳ８）。定常走行状態とは、車速
およびスロットル開度（アクセル開度）が安定している
走行状態であり、したがって車速およびスロットル開度
（アクセル開度）の変化幅が、所定値未満であるか否か
によって判断することができる。このステップＳ８の判
断をおこなうのは、エンジントルクや回転数が安定して
いない状態では推力比のピークなどの所定値を正確に判
定することができないからである。

【００３８】定常走行状態であることによりステップＳ
８で肯定的に判断された場合には変速中か否かが判断さ
れる（ステップＳ９）。変速中とは、変速の判断が成立
してからその変速が終了するまでの間、もしくは変速比
が目標値に達するまでの間である。変速中であれば、各
プーリ１１，１２の溝幅が変化していて、当然、それぞ
れの推力が安定していないから、このステップＳ９の判
断が実行される。なお、定常走行状態であるにもかかわ
らず変速が生じる走行状態としては、例えばシフトレン
ジがエンジンブレーキレンジにマニュアルシフトされた
場合を挙げることができる。

【００３９】変速中ではないことによりステップＳ９で
否定的に判断された場合には、自車両の先方にコーナー
や悪路があるか否かが判断される（ステップＳ１０）。
これは、自車両の位置を検出する機能と、地図情報と合
わせて道路情報を記憶している機能とを備えたナビゲー
ション装置（図示せず）を利用しておこなうことができ
る。この判断は、コーナーや悪路ではアクセルペダルを
戻すことによるトルクの減少やタイヤスリップなどで無
段変速機１に一時的に大きいトルクが作用することが考
えられるからである。

【００４０】なお、コーナーなどの先方の道路情報は、
ナビゲーション装置が備えているＤＶＤなどのＲＯＭの
情報以外に、データ通信によって外部から得た情報であ
ってもよい。また、無段変速機１に掛かるトルクが一時
的に増大する道路の状態は、コーナーや悪路に限られな
いのであって、窪みや段差、低μ路、落下物、障害物な
どによっても、無段変速機１に掛かるトルクが一時的に
増大してベルト１５が滑ることがあるから、これらの道
路情報をも含めてステップＳ１０で判断することとして
もよい。

【００４１】ベルト１５の滑りの原因となる道路情報が
ないことによりステップＳ１０で否定的に判断された場
合には、追従走行中か否かが判断される（ステップＳ１
１）。追従走行とは、車両に搭載しているレーダなどの
車間距離センサによって前方車両との車間距離を検出
し、設定した車間距離を維持するように車速を制御する
走行モードである。このような走行モードでは、前方車
両の挙動によって急制動が生じることがあり、その場合
には、急激な制動力が外乱となって推力比についての判
定を正確におこなうことができなくなるので、このステ
ップＳ１１の判断をおこなうこととしたのである。な
お、自車両の前方の状況の判断という意味では、上記の
ステップＳ１０と同趣旨の判断である。

【００４２】上述したステップＳ６ないしステップＳ１
１において、無段変速機１に作用するトルクが大きくは
変動しない状況であること、および／または変速比が大
きくは変動しない状況であることが判断され、ステップ
Ｓ１１で肯定的な判断が成立すると、クラッチ油圧の低
下指令（ダウン指令）が出力される（ステップＳ１
２）。これは、無段変速機１における挟圧力を低下させ
るための予備的な制御であって、無段変速機１に対して
直列に配列されている発進クラッチ１６のトルク容量を
低下させるための制御である。具体的には、発進クラッ
チ１６に滑りが生じる直前の程度まで発進クラッチ１６
の油圧を低下させる。

【００４３】ついで、無段変速機１における挟圧力（従
動プーリ１２の推力）を徐々に低下させる（ステップＳ
１３）。従動プーリ１２の推力を徐々に低下させると、
駆動プーリ１１においては、変速比を維持するために、
その推力が徐々に低下する。なおここで、各プーリ１
１，１２の推力とは、それぞれのアクチュエータ１３，
１４で発生する押圧力に基づいてベルト１５を挟み付け
る力であり、より正確には、遠心力などの影響を考慮し
た力である。

【００４４】ステップＳ１３の制御は、推力比がピーク
を外れるように従動プーリ１２の推力を大きくした状態
からその推力を低下させることにより実行される。した
がって当初は推力比が所定値の判定が成立しないので、
ステップＳ１４で否定的に判断され、その結果、リター
ンする。推力を徐々に低下させると、いずれはステップ
Ｓ１４で肯定的に判断される。ここで、所定値とは、前
述したように、推力比のピークもしくはそのピークに基
づいて定まる値である。その推力比が所定値になったこ
との判定および推力比が所定値になったことに基づく推
力制御値の決定は、各種の手法でおこなうことができ、
具体的には、前掲の特願２０００−５８５１３号の明細
書に記載されている手法を採用することができる。

【００４５】なお、挟圧力は予め定めた下限値を超えて
低下させることができないので、挟圧力を下限値まで低
下させても推力比の所定値が判定されない場合には、そ
の下限値に到ったことをもってステップＳ１４で肯定的
な判断が成立することとしてもよい。

【００４６】ステップＳ１４で肯定的に判断されると、
その時点の従動プーリ１２の推力をもって、挟圧力マッ
プが補正される（ステップＳ１５）。その補正に用いる
挟圧力値は、推力比の所定値に対応する挟圧力であって
もよいが、その挟圧力に外乱に対応するマージンを加え
た値であることが好ましく、その値がマップ値より小さ
ければ、マップを低圧側に補正し、また反対に前記の値
がマップ値より大きければ、マップを高圧側に補正す
る。

【００４７】その後、挟圧力の復帰制御が実行される
（ステップＳ１６）。この制御は、上述した推力比の所
定値を判定するために徐々に低下させた挟圧力を、その
時点のエンジントルクあるいはアクセル開度、および車
速や出力軸回転数もしくは車輪速となどの車両の走行状
態に応じた上記の補正された挟圧力に設定する制御であ
る。

【００４８】また、これと併せて、クラッチ油圧の復帰
制御が実行される（ステップＳ１７）。このクラッチ油
圧は、無段変速機１に対してトルクの伝達方向で直列に
配列されている発進クラッチ１６の係合油圧であり、前
述したステップＳ１２で低下させられた油圧を、その時
点の車両の走行状態に基づいて定まる油圧（具体的には
ライン圧もしくはその補正した油圧）に設定する制御で
ある。

【００４９】したがって、推力比の所定値を判定するた
めに挟圧力を低下させている間は、無段変速機１に対し
て直列に配列されている発進クラッチ１６のトルク容量
が低下させられる。そのため、挟圧力を低下させている
際に、何らかの異常で、無段変速機１に大きいトルクが
作用する事態が生じても、無段変速機１に先行して発進
クラッチ１６に滑りが生じ、挟圧力を低下させている無
段変速機１にその挟圧力に基づくトルク容量を超える大
きいトルクが作用することが回避され、無段変速機１に
おける過剰な滑りやそれに起因する摩耗などの損傷ある
いは耐久性の低下が防止される。

【００５０】他方、車両の動作状態が挟圧力の検知領域
にないことによりステップＳ６で否定的に判断された場
合には、挟圧力を復帰させる制御が実行され（ステップ
Ｓ１８）、かつクラッチ油圧の復帰制御が実行される
（ステップＳ１９）。すなわち、ステップＳ６で否定的
に判断された場合には、車両の走行状態（もしくは動作
状態）と、これに基づいて制御されるべき挟圧力との相
関関係が必ずしも密ではなくなり、車両の走行状態もし
くは動作状態に反映している挟圧力あるいは推力を得ら
れない可能性が高い。そのため、このような場合は、推
力比の所定値の判定のための制御を中止し、もしくは実
行しないようにしたのである。具体的には、推力比の所
定値を判定するための挟圧力の低減制御が実行されず、
あるいはその低減制御が中止され、これと併せて発進ク
ラッチ１６の係合油圧を低下させる制御が実行されず、
あるいはその低下制御が中止される。

【００５１】また、エンジン水温あるいは無段変速機１
の油温が所定値以下であったり、あるいは不安定であっ
たりしてステップＳ７で否定的に判断された場合には、
エンジン３や無段変速機１の動作が安定しておらず、ま
た温度の上昇によって変速が生じやすい状況にあるの
で、上記のステップＳ６で否定的に判断された場合と同
様に、ステップＳ１８およびステップＳ１９に進む。

【００５２】さらに、定常走行状態でないことによりス
テップＳ８で否定的に判断された場合には、車速やアク
セル開度の変化などによって変速が生じやすい状況にあ
るから、推力比の所定値の判定の制御を禁止すべくステ
ップＳ１８およびステップＳ１９に進む。

【００５３】ステップＳ９で肯定的に判断された場合に
は、同様の理由でステップＳ１８およびステップＳ１９
に進む。

【００５４】これに対してステップＳ１０あるいはステ
ップＳ１１で肯定的に判断された場合には、道路の状態
もしくは車両の運行状態に起因して駆動輪１９側から入
力されるトルクが急減に変化する可能性が高く、無段変
速機１に作用するトルクが変化しやすい状況にあるの
で、結局は、推力比の所定値の判定に適さない状況であ
ることによりステップＳ１８およびステップＳ１９に進
んで、推力比の所定値の判定のための制御が禁止もしく
は中止される。

【００５５】上記の図１に示す制御を実行するこの発明
の制御装置によれば、変速比が変動しやすい状況および
トルクが変動しやすい状況ではないことが判断された場
合に限って、ベルト１５の挟圧力を低下させることによ
る推力比の所定値を判定する制御を実行するので、正確
に推力比の所定値を判定することができるとともに、挟
圧力の低下によってベルト１５が滑るなどの事態を未然
に回避することができる。また、上述したように、推力
比の所定値の判定をおこなう場合には、無段変速機１に
対して直列に配列されている発進クラッチ１６の油圧を
低下させて、無段変速機１に先行して発進クラッチ１６
に滑りが生じる状態を設定するので、何らかの原因で入
力側のトルクもしくは出力側のトルクが増大した場合で
あっても、無段変速機１におけるベルト１５の滑りを回
避して、無段変速機１の損傷や耐久性の低下が防止され
る。

【００５６】なおここで、上記の具体例とこの発明との
関係を説明すると、図１に示すステップＳ７ないしステ
ップＳ１１の機能的手段が、請求項１の発明の動作状態
判定手段に相当し、ステップＳ１３の機能的手段が、こ
の発明の推力低下手段に相当し、ステップＳ１４の機能
的手段が、この発明の推力比判定手段に相当する。これ
に対して図１に示すステップＳ７ないしステップＳ９の
機能的手段が、請求項３の発明の第２の判定手段に相当
し、またステップＳ１０およびステップＳ１１の機能的
手段が、請求項３の発明の第１の判定手段に相当する。
そして、前述した発進クラッチ１６がこの発明のクラッ
チ機構に相当し、そのトルク容量の制御を実行するため
のステップＳ１２の機能的手段が、この発明のクラッチ
制御手段に相当する。

【００５７】なお、この発明は上記の具体例に限定され
ない。したがってこの発明のクラッチ機構は、上述した
発進クラッチ以外に、動力源と無段変速機１との間に配
置可能な流体継手に内蔵された直結クラッチ（ロックア
ップクラッチ）であってもよい。また、第１の判定手段
は、要は、トルク変動が生じやすい状況を判定できれば
よいのであり、また第２の判定手段は、要は、変速比が
変動しやすい状況を判定できればよいのであり、したが
ってこれらの判定手段で判断される具体的なパラメータ
（物理量）は、上記の具体例で示したパラメータ以外の
ものであってもよい。また、この発明の動作状態判定手
段あるいは第１もしくは第２の判定手段は、トルクや変
速比の変動幅が予め定めた所定の値の範囲内であること
を判定する手段であってもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、駆動プーリによる推力と従動プーリによる推力
との比率が、ピークもしくはピークに基づく値などの所
定値であることを判定するために、ベルトを挟み付ける
推力を低下させる場合、無段変速機に作用するトルクが
変動しにくい状況および変速比が変動しにくい状況が成
立していることを予め判定するので、各プーリの推力
が、トルクの変動や変速の影響を受けないことにより、
推力比の前記所定値を正確に判定でき、また、推力を低
下させることにより無段変速機のトルク容量が低下して
も、そのトルク容量を大きく上回るトルクが急激に入力
したり、それに伴ってベルトの滑りが生じたりすること
を未然に回避して無段変速機の損傷や耐久性の低下を防
止することができる。

【００５９】また、請求項２の発明によれば、請求項１
の発明によると同等の効果に加えて、推力比の前記所定
値を判定するために推力を低下させた状態で、無段変速
機の入力側もしくは出力側から大きくトルクが作用した
場合、無段変速機と直列に配列しているクラッチ機構の
トルク容量が低下していることにより、そのクラッチ機
構で滑りが生じ、その結果、そのクラッチ機構に滑りが
生じると、無段変速機に作用するトルクが、滑りの生じ
ているクラッチ機構でのトルク容量に応じたトルクに制
限されるので、無段変速機のベルトの滑りやそれに伴う
無段変速機の損傷や耐久性の低下を回避することができ
る。

【００６０】さらに、請求項３の発明によれば、各プー
リの推力が、トルクもしくは変速比の変動に伴う変動の
影響を大きくは受けていないので、推力比のピークもし
くは所定値を正確に判定でき、また、推力を低下させる
ことにより無段変速機のトルク容量が低下しても、その
トルク容量を大きく上回るトルクが急激に入力したり、
それに伴ってベルトの滑りが生じたりすることを、未然
に回避して無段変速機の損傷や耐久性の低下を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の制御装置による制御の一例を説明
するためのフローチャートの一部を示す図である。

【図２】 この発明に係る無段変速機を搭載した車両の
駆動系統および制御系統を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１…無段変速機、 ３…エンジン（動力源）、 １１…
駆動プーリ、 １２…従動プーリ、 １３，１４…アク
チュエータ、 １５…ベルト、 １６…発進クラッチ、
１９…駆動輪、 ２４…変速機用電子制御装置（ＣＶ
Ｔ−ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 63:06 Ｆ１６Ｈ 63:06 (72)発明者 中脇 康則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 西澤 博幸 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山口 裕之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鈴木 秀之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大澤 正敬 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3J062 AA01 AB06 AB12 AB34 AC03 AC04 BA16 CG06 CG13 CG32 CG37 CG82 3J552 MA07 MA13 MA15 MA26 NA01 NB01 PA12 PA59 SA36 TB07 UA03 VA14Z VA34W VA39W VA74W

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動プーリと従動プーリとにベルトを巻
   掛けるとともに、前記駆動プーリが前記ベルトを挟み付
   ける推力もしくは前記従動プーリが前記ベルトを挟み付
   ける推力を制御可能なベルト式無段変速機のプーリ推力
   制御装置において、 前記ベルト式無段変速機に作用するトルクもしくは変速
   比が変動しにくい状況を判定する動作状態判定手段と、 動作状態判定手段によって、前記トルクもしくは変速比
   が変動しにくい状況が判定された場合に、前記推力を低
   下させる推力低下手段と、 前記推力を低下させることにより、前記駆動プーリによ
   る推力と前記従動プーリによる推力との比率の値を判定
   する推力比判定手段とを備えていることを特徴とするベ
   ルト式無段変速機のプーリ推力制御装置。
2. 【請求項２】 トルクの伝達方向で前記ベルト式無段変
   速機と直列に連結されたトルク容量の可変なクラッチ機
   構と、 前記推力低下手段によって前記推力を低下させた場合
   に、前記クラッチ機構のトルク容量を低下させるクラッ
   チ制御手段とを更に備えていることを特徴とする請求項
   １に記載のベルト式無段変速機のプーリ推力制御装置。
3. 【請求項３】 駆動プーリと従動プーリとにベルトを巻
   掛けるとともに、前記駆動プーリが前記ベルトを挟み付
   ける推力もしくは前記従動プーリが前記ベルトを挟み付
   ける推力を制御可能なベルト式無段変速機のプーリ推力
   制御装置において、 前記ベルト式無段変速機に作用するトルクの変動が所定
   値以内であることを判定する第１の判定手段と、 前記ベルト式無段変速機の変速比の変動が所定値以内で
   あることを判定する第２の判定手段と、 前記トルクの変動が所定値以内であることおよび変速比
   の変動が所定値以内であることの少なくともいずれか一
   方が判定された場合に、前記推力を低下させる推力低下
   手段と、 前記推力を低下させることにより、前記駆動プーリによ
   る推力と前記従動プーリによる推力との比率のピークも
   しくはそのピークに基づく所定値を判定する推力比判定
   手段とを備えていることを特徴とするベルト式無段変速
   機のプーリ推力制御装置。