JP2004353703A

JP2004353703A - ベルト挟圧力設定装置

Info

Publication number: JP2004353703A
Application number: JP2003149451A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamaguchi; 裕之山口; Hiroyuki Nishizawa; 博幸西澤; Hideyuki Suzuki; 秀之鈴木; Masataka Osawa; 正敬大澤; Kunihiro Iwatsuki; 邦裕岩月
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: EP1482216A2; EP1482216A3; US20040242355A1; US7294075B2; JP3947134B2; EP1482216B1

Abstract

【課題】トルク変動に影響されることなく、燃費の低下を抑制しつつ、ＣＶＴのベルト滑りを防止する。
【解決手段】基準挟圧力演算回路２５は、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎと、減速比演算回路２４で演算された減速比γと、所定のパラメータとを用いて、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂを演算する。トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、トルク変動振幅率テーブルを参照して、入力回転数及び減速比γに対応するトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍを求め、このトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍを用いて変動トルクΔＴを演算する。そして、変動トルクΔＴ＞０のときは補正挟圧力ΔＦｃを演算し、変動トルクΔＴ≦０のときは補正挟圧力ΔＦｃ＝０とする。必要挟圧力演算回路２７は、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂと補正挟圧力ΔＦｃとに基づいて、必要ベルト挟圧力Ｆｃを演算する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト挟圧力設定装置に係り、特に無段変速機のベルト挟圧力を設定するベルト挟圧力設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無段変速装置における前後進クラッチ圧設定をエンジントルクに応じて設定することができる無段変速機（ＣＶＴ）の油圧制御装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載された無段変速機の油圧制御装置は、エンジントルクが変化したかを判別し、変化した場合にはその変化量が所定値以上であるかを判別する。そして、所定値以上の場合には、その変化に見合うクラッチ圧を設定する電磁バルブへのデューティー比の補正量を、特許文献１の式（３）に従って割り出す。そして、この補正量を、油圧を得るためのデューティー比に直接加えることにより、トルク変動に対するデューティー制御時間の応答性悪化を防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３５７３３６号公報（第１５段落から第１７段落）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記無段変速機の油圧制御装置は、トルク変動数すなわちＣＶＴ入力回転数にかかわらず、トルク変動が所定値以上の場合であれば、常にベルト挟圧力を増加する制御を行っている。
【０００６】
しかし、トルク変動が所定値以上であっても、実際には、ベルト挟圧力が十分な場合がある。このため、トルク変動が所定値以上のときに強制的にベルト挟圧力を増加すると、ＣＶＴ油圧制御におけるポンプロスが増大し、その結果、燃費が低下してしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、トルク変動に影響されることなく、燃費の低下を抑制しつつ、ＣＶＴのベルト滑りを防止することができるベルト挟圧力設定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トルク変動の振幅が大きい場合でも、エンジン回転数（入力回転数）が上昇すると補正挟圧力又は補正すべき変動トルクが不要になる領域があることを見出すことによって、上述した課題を解決した。
【０００９】
請求項１に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、入力側プーリ、出力側プーリ、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトを備えた無段変速機のベルト挟圧力を設定する設定装置であって、前記入力側プーリの入力回転数を検出する入力回転数検出手段と、前記出力側プーリの出力回転数を検出する出力回転数検出手段と、前記入力側プーリへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、前記入力トルク検出手段により検出された入力トルクと、に基づいて基準挟圧力を演算する基準挟圧力演算手段と、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数が低い領域にあるとき、又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数が低い領域にあるときに、前記入力回転数又は前記トルク変動周波数に応じて演算される補正値と前記基準挟圧力とに基づいて、前記ベルト挟圧力を演算するベルト挟圧力演算手段と、を備えている。
【００１０】
入力回転数検出手段は、入力側プーリの回転数である入力回転数を検出する。なお、入力回転数とエンジン回転数とは等価であるとみなして、エンジン回転数を検出してもよい。出力回転数検出手段は、出力側プーリの回転数である出力回転数を検出する。
【００１１】
入力トルク検出手段は、エンジンから入力側プーリへの入力トルクを検出する。ここにいう入力トルクは、例えばエンジンのスロットル開度や流入空気量から推定される平均的な入力トルクである。そして、基準挟圧力演算手段は、入力回転数、出力回転数、入力トルクに基づいて、ベルト滑りを発生させないような基準挟圧力を演算する。
【００１２】
ここで、実際の入力トルクは、エンジン回転爆発に伴って瞬間的に過大に変化する。しかし、基準挟圧力は、このような入力トルクの瞬間的な変動が考慮されたものではない。入力トルクのトルク変動振幅が大きくなると、基準挟圧力になるようにベルト挟圧力を設定しても、ベルト挟圧力が不足してベルト滑りが発生することがある。このような場合、補正挟圧力（補正値）が必要になる。一方、入力トルクのトルク変動振幅が大きい場合でも、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、補正値が不要になる領域がある。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、入力回転数、出力回転数及び入力トルクに基づいて基準挟圧力を演算し、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて演算される補正値と基準挟圧力とに基づいて、ベルト挟圧力を演算する。すなわち、ベルト滑りが生じそうな場合には、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて最適なベルト挟圧力を設定する。この結果、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【００１４】
なお、請求項２に記載の発明のように、入力回転数が低い領域にあるとき、又はトルク変動周波数が低い領域にあるときに、ベルト挟圧力を演算するのが好ましい。
【００１５】
請求項３に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項１または２に記載の発明であって、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、に基づいて減速比を演算する減速比演算手段を更に備え、前記ベルト挟圧力演算手段は、前記入力回転数又は前記トルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に応じて前記補正値を演算する。
【００１６】
上述したように、入力トルクのトルク変動振幅が大きい場合でも、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って補正挟圧力が不要になる領域がある。このとき、補正挟圧力が不要になる領域は、減速比が大きくなるに従って、変化する性質を有している。
【００１７】
そこで、請求項３に記載の発明によれば、入力回転数又はトルク変動周波数と、前記減速比とに応じて、前記補正値を演算することにより、減速比が変化するような状態であっても、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項３に記載の発明であって、前記ベルト挟圧力演算手段は、減速比、入力回転数又はトルク変動周波数、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率の各々の関係を表したテーブルを参照して、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に基づいてマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求め、求められた入力トルク変動振幅率を用いて前記補正値を演算する。
【００１９】
テーブルは、減速比、入力回転数又はトルク変動周波数、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率の各々の関係を表している。また、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率とは、基準挟圧力でベルト挟圧力を設定したときに、マクロスリップが生じない範囲の限界値又は限界前の値を表している。
【００２０】
ベルト挟圧力演算手段は、このテーブルを参照して、演算された減速比と、検出された入力回転数又はトルク変動周波数に基づいて、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求める。ここで例えば、求められたマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が、予め想定された入力トルクの最大振幅率を超えたときは、補正挟圧力は不要になる。一方、それを超えていないときは、補正挟圧力が必要になる。
【００２１】
したがって、請求項４に記載の発明によれば、テーブルを参照して、入力回転数又はトルク変動周波数と、演算された減速比とに基づいて、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求める。そして、求められた入力トルク変動振幅率を用いて補正値を演算することによって、燃費の向上を図りつつ、マクロスリップが生じないようにベルト挟圧力を設定することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、入力側プーリ、出力側プーリ、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトを備えた無段変速機のベルト挟圧力を設定する設定装置であって、前記入力側プーリの入力回転数を検出する入力回転数検出手段と、前記出力側プーリの出力回転数を検出する出力回転数検出手段と、前記入力側プーリへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数に応じて、補正すべき変動トルクを演算する変動トルク演算手段と、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、前記入力トルク検出手段により検出された入力トルクと、前記変動トルク演算手段により演算された変動トルクと、に基づいて前記ベルト挟圧力を演算するベルト挟圧力演算手段と、を備えている。
【００２３】
入力トルクは、例えば、エンジンのスロットル開度や流入空気量から推定される平均的な入力トルクである。しかし、実際の入力トルクは、エンジン回転爆発に伴って瞬間的に過大に変化する。
【００２４】
ここで、入力回転数又はトルク変動周波数、出力回転数、入力トルクに基づいて、ベルト挟圧力を演算した場合、このベルト挟圧力は、入力トルクの変動（変動トルク）まで考慮された値ではない。したがって、変動トルクが大きくなった場合、この変動トルクを考慮してベルト挟圧力を演算しないと、ベルト挟圧力が不足してしまい、ベルト滑りが発生してしまう。
【００２５】
一方、変動トルクが大きい場合であっても、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなれば、マクロスリップ限界が大きくなる傾向がある。このため、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、補正すべき変動トルクが不要になる領域がある。そこで、変動トルク演算手段は、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて、補正すべき変動トルクを演算する。
【００２６】
したがって、請求項５に記載の発明によれば、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて変動トルクを演算し、入力回転数、出力回転数、入力トルク及び変動トルクに基づいてベルト挟圧力を演算することにより、ベルト滑りが生じそうな場合には入力回転数又はトルク変動周波数に応じて補正すべき変動トルクを演算することができる。この結果、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項５に記載の発明であって、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、に基づいて減速比を演算する減速比演算手段を更に備え、前記変動トルク演算手段は、前記減速比演算手段により演算された減速比に応じて前記変動トルクを演算する。
【００２８】
上述のように、入力トルクの変動トルクが大きい場合でも、入力回転数又はトルク変動周波数が大きくなるに従って補正すべき変動トルクが不要になる領域がある。このとき、補正すべき変動トルクが不要になる領域は、減速比が大きくなるに従って変化する性質を有している。
【００２９】
そこで、請求項６に記載の発明によれば、変動トルク演算手段が減速比演算手段により演算された減速比を更に用いて変動トルクを演算することにより、減速比が変化するような状態であっても、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項６に記載の発明であって、減速比、入力回転数又はトルク変動周波数、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率の各々の関係を表したテーブルを参照して、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に基づいてマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求め、求められた入力トルク変動振幅率を用いて前記変動トルクを演算する。
【００３１】
変動トルク演算手段は、テーブルを参照して、減速比と、入力回転数又はトルク変動周波数に基づいて、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求める。ここで例えば、求められたマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が、予め想定された入力トルクの最大振幅率を超えたときは、補正すべき変動トルクは不要になる。一方、それを超えていないときは、補正すべき変動トルクが必要になる。
【００３２】
したがって、請求項７に記載の発明によれば、テーブルを参照して、入力回転数又はトルク変動周波数と、減速比とに基づいて、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求める。そして、補正すべき変動トルクが必要なときには、求められた入力トルク変動振幅率を用いて変動トルクを演算することで、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができる。
【００３３】
ここで、前記テーブルは、例えば請求項８から１０に記載されている特性を有しているのが好ましい。
【００３４】
請求項８に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項４または７に記載の発明であって、前記テーブルは、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が大きくなる関係を表している。
【００３５】
請求項９に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項８に記載の発明であって、前記テーブルは、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が直線的に大きくなる関係を表している。
【００３６】
請求項１０に記載の発明であるベルト挟圧力設定装置は、請求項８または９に記載の発明であって、前記テーブルは、減速比が大きくなるに従ってマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が大きくなる関係を表している。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置の構成を示すブロック図である。ベルト挟圧力設定装置は、入力軸側のプライマリプーリ（以下「プライマリ」と省略する。）、出力軸側のセカンダリプーリ（以下「セカンダリ」と省略する。）、及びプライマリとセカンダリの間に掛けられたベルトを備えた無段変速機（ＣＶＴ）について、ベルト挟圧力を最適な状態に設定するものである。なお、各プーリは、固定シーブと、この固定シーブに向けて付勢されている可動シーブで構成されている。
【００３９】
ベルト挟圧力設定装置は、プライマリの回転数に応じて回転パルス信号を生成するＣＶＴ入力回転数センサ１１と、セカンダリの回転数に応じて回転パルス信号を生成するＣＶＴ出力回転数センサ１２と、エンジンのスロットル開度に応じたセンサ信号を出力するスロットルポジションセンサ１３、エンジンの吸気圧に応じたセンサ信号を出力する吸気圧センサ１４と、ベルト挟圧力を設定するための油圧を制御するＣＶＴ油圧制御弁１５と、ＣＶＴ油圧制御弁１５を制御する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）２０とを備えている。
【００４０】
図２は、ＥＣＵ２０の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２０は、プライマリの入力回転数を検出するＣＶＴ入力回転数検出回路２１と、セカンダリの出力回転数を検出するＣＶＴ出力回転数検出回路２２と、プライマリへの入力トルクを検出する入力トルク検出回路２３と、減速比γを演算する減速比演算回路２４と、基準挟圧力を演算する基準挟圧力演算回路２５と、入力トルクへの変動に応じた補正挟圧力を演算するトルク変動補正挟圧力演算回路２６と、必要挟圧力を演算する必要挟圧力演算回路２７と、を備えている。
【００４１】
ＣＶＴ入力回転数検出回路２１は、ＣＶＴ入力回転数センサ１１からの回転パルス信号に基づいて入力回転数Ｎｉｎ［ｒｐｍ］を検出し、入力回転数Ｎｉｎを減速比演算回路２４及びトルク変動補正挟圧力演算回路２６に供給する。
【００４２】
ＣＶＴ出力回転数検出回路２２は、ＣＶＴ出力回転数センサ１２からの回転パルス信号に基づいて出力回転数Ｎｏｕｔ［ｒｐｍ］を検出し、出力回転数Ｎｏｕｔを減速比演算回路２４に供給する。
【００４３】
入力トルク検出回路２３は、スロットルポジションセンサ１３からのセンサ信号に基づくスロットル開度と、吸気圧センサ１２からのセンサ信号に基づく吸気圧（流入空気量）とに基づいて、エンジンからプライマリへの平均入力トルクＴｉｎを検出する。
【００４４】
減速比演算回路２４は、入力回転数Ｎｉｎ及び出力回転数Ｎｏｕｔに基づいて減速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）を演算し、減速比γをトルク変動補正挟圧力演算回路２５及び基準挟圧力演算回路２６に供給する。
【００４５】
基準挟圧力演算回路２５は、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎと、減速比演算回路２４で演算された減速比γと、所定のパラメータとを用いて、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂを演算する。なお、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂの演算式は後述する。
【００４６】
ここで、定常的な入力トルクＴｉｎは、上述のように、スロットル開度と流入空気量とから推定できる。しかし、エンジン回転爆発に伴って発生する入力トルクの変動分（変動振幅）は推定できない。
【００４７】
そこで、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、入力トルクに最大トルク変動が生じた場合であっても、マクロスリップを防止できるように補正挟圧力ΔＦｃを演算する。
【００４８】
トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、トルク変動振幅率テーブルを記憶している。トルク変動振幅率テーブルは、入力回転数Ｎｉｎ、減速比γ、マクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍの関係を表している。トルク変動振幅率テーブルは、例えば次に示すような関係を表している。
【００４９】
図３は、トルク変動周波数に対するマクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率を示す図であり、（ａ）は減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）は減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）は減速比γ＝１．５１の場合である。
【００５０】
なお、図３の各パラメータは次の通りである。
Ｔ＿Ｒｌｉｍ：マクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率［％］
（＝基準挟圧力Ｆｃ＿ｂでマクロスリップしないトルク変動振幅／Ｔｉｎ）
Ｔ＿Ｒｍａｘ：想定されるトルク変動振幅率の最大値［％］
（＝トルク変動の最大振幅／Ｔｉｎ）
図３より、Ｔ＿Ｒｌｉｍは、変動トルク周波数ｆが大きくなるに従って直線的に大きくなり、さらに、減速比γが大きくなるに従って大きくなる性質を有している。一方、本実施形態では、Ｔ＿Ｒｍａｘは一定値である。
ここで、（Ｔ＿Ｒｌｉｍ＜Ｔ＿Ｒｍａｘ）の領域では、マクロスリップが発生するので、マクロスリップを防止のために補正挟圧力ΔＦｃが必要になる。（Ｔ＿Ｒｌｉｍ≧Ｔ＿Ｒｍａｘ）の領域では、マクロスリップは発生しないので、補正挟圧力ΔＦｃは不要になる。
【００５１】
トルク変動振幅率テーブルは、図３に示した減速比γだけでなく様々な減速比γにおいて、入力回転数Ｎｉｎ及びマクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍの関係を表すことができる。そして、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、トルク変動振幅率テーブルを参照して、入力回転数及び減速比γに対応するトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍを求める。
また、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、トルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍを用いて、変動トルクΔＴを演算する。そして、変動トルクΔＴ＞０のときは補正挟圧力ΔＦｃを演算し、変動トルクΔＴ≦０のときは補正挟圧力ΔＦｃ＝０とする。なお、補正挟圧力ΔＦｃの演算式は後述する。
【００５２】
必要挟圧力演算回路２７は、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂと補正挟圧力ΔＦｃとに基づいて、必要ベルト挟圧力Ｆｃを演算する。そして、この必要ベルト挟圧力Ｆｃになるように、ＣＶＴのベルト挟圧力が設定される。
【００５３】
以上のように構成されたベルト挟圧力設定装置において、ＥＣＵ２０は、次の手順に従って、入力トルク変動に対応するようにベルト挟圧力を設定する。
【００５４】
図４は、ＥＣＵ２０の処理手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ２０の各々の構成回路は、ステップＳＴ１からステップＳＴ９までの順番で所定の処理を実行する。
【００５５】
ステップＳＴ１では、基準挟圧力演算回路２５は、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎ、減速比演算回路２４で演算された減速比γを読み込む。また、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、ＣＶＴ入力回転数検出回路２１で検出された入力回転数Ｎｉｎ、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎ、減速比演算回路２４で演算された減速比γを読み込んで、ステップＳＴ２に移行する。
【００５６】
ステップＳＴ２では、基準挟圧力演算回路２５は、減速比γを用いてセカンダリシーブにおけるベルト掛かり径Ｒ２（＝減速比γの関数）を演算する。そして、入力トルクＴｉｎ、減速比γ、ベルト掛かり径Ｒ２、所定のパラメータとを用いて、次の（１）式に従って、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂを演算して、ステップＳＴ３に移行する。
【００５７】
【数１】

【００５８】
μｍａｘ：ベルトＡｓｓｙとシーブ間の最大摩擦係数
Ｒ２：セカンダリシーブにおけるベルト掛かり径［ｍ］
β ：シーブ開角（＝１１°）
ΔＮ：回転によるシーブ内の遠心油圧力［Ｎ］
ステップＳＴ３では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、入力回転数Ｎｉｎに基づいて、（２）式に従ってトルク変動周波数ｆを算出する。
【００５９】
【数２】

【００６０】
なお、（２）式は、４気筒エンジンを想定した演算式であるが、気筒数に応じて変更可能であるのは勿論である。また、入力回転数Ｎｉｎの代わりに、エンジン回転数を用いてもよい。
【００６１】
ステップＳＴ４では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、トルク変動振幅率テーブルを参照して、減速比γ及びステップＳＴ３で求めたトルク変動周波数ｆの条件で、マクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍを算出して、ステップＳＴ５に移行する。
【００６２】
ステップＳＴ５では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎと、ステップＳＴ４で求められたトルク変動振幅率Ｔ＿Ｒｌｉｍと、予め想定されたトルク変動振幅率の最大値Ｔ＿Ｒｍａｘとを用いて、（３）式に従って、補正すべき変動トルクΔＴを算出して、ステップＳＴ６に移行する。
【００６３】
【数３】

【００６４】
ステップＳＴ６では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、変動トルクΔＴが０より大きい（ΔＴ＞０）か否かを判定する。変動トルクΔＴが０より大きいときはステップＳＴ７に移行し、変動トルクΔＴが０より大きくない（ΔＴ≦０）のときはステップＳＴ８に移行する。
【００６５】
ステップＳＴ７では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、セカンダリシーブのベルト掛かり径Ｒ２、減速比γ、変動トルクΔＴ、予め設定された所定のパラメータを用いて、（４）式に従って補正挟圧力ΔＦｃを演算して、ステップＳＴ９に移行する。
【００６６】
【数４】

【００６７】
一方、ステップＳＴ８では、トルク変動補正挟圧力演算回路２６は、補正挟圧力ΔＦｃ＝０に設定して、ステップＳＴ９に移行する。この理由は、基準挟圧力Ｆｃ＿ｂだけでマクロスリップを防止できるからである。これにより、必要以上にベルト挟圧力を上げることを防止して、燃費の向上を図っている。
【００６８】
ステップＳＴ９では、必要挟圧力演算回路２７は、（５）式に従って基準挟圧力Ｆｃ＿ｂに補正挟圧力ΔＦｃを加算することで、必要ベルト挟圧力Ｆｃを演算する。
【００６９】
【数５】

【００７０】
そして、必要挟圧力演算回路２７は、ベルト挟圧力が必要ベルト挟圧力Ｆｃになるように、図１に示すＣＶＴ油圧制御弁１５を制御する。
【００７１】
以上のように、第１の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置１は、トルク変動周波数ｆ、すなわち入力回転数Ｎｉｎに応じて、トルク変動に対するマクロスリップ防止に必要な補正挟圧力ΔＦｃを演算することによって、ベルト滑りが発生しそうな時に、確実にベルト滑りを防止することができる。
【００７２】
また、ベルト挟圧力設定装置は、所定の入力回転数（本実施形態では、後述の図１３に示すように１５００ｒｐｍ）以上では補正挟圧力ΔＦｃが不要となることから、ＣＶＴ油圧制御におけるポンプロスを低減して、燃費を向上させることもできる。
【００７３】
このように、ベルト挟圧力設定装置は、入力トルク変動時の瞬間的な過大トルクに対して、入力回転数に応じて必要最小限のベルト挟圧力を設定することで、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【００７４】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる部分を主に説明する。このため、第１の実施形態と同一の箇所については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７５】
図５は、第２の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置のＥＣＵ２０Ａの構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２０Ａは、図２に示したＥＣＵ２０の基準挟圧力演算回路２５、トルク変動補正挟圧力演算回路２６及び必要挟圧力演算回路２７に代えて、変動トルク演算回路２８及び挟圧力演算回路２９を備えている。
【００７６】
変動トルク演算回路２８は、補正すべき変動トルクΔＴを演算するために、第１の実施形態で説明したトルク変動振幅率テーブルを記憶している。変動トルク演算回路２８は、ＣＶＴ入力回転数検出回路２１で検出された入力回転数Ｎｉｎと、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎと、減速比演算回路２４で演算された減速比γとに基づいて、変動トルクΔＴを演算する。
【００７７】
具体的には、最初に、変動トルク演算回路２８は、図４に示したステップＳＴ３からステップＳＴ５までと同様の処理を実行して、補正すべき変動トルクΔＴを算出する。
【００７８】
そして、変動トルク演算回路２８は、変動トルクΔＴ＞０のときは、変動トルクΔＴをそのまま挟圧力演算回路２９に供給する。また、変動トルクΔＴ＞０でないときは、変動トルクΔＴ＝０と設定し、この変動トルクΔＴを挟圧力演算回路２９に供給する。これにより、必要以上にベルト挟圧力を上げることを防止して、燃費の向上を図っている。
【００７９】
挟圧力演算回路２９は、入力トルク検出回路２３で検出された入力トルクＴｉｎと、変動トルク演算回路２８から供給された変動トルクΔＴと、所定のパラメータとを用いて、次の（６）式に従って、挟圧力Ｆｃを演算する。
【００８０】
【数６】

【００８１】
なお、（６）式は（５）式と等価である。各々のパラメータは、第１の実施形態と同様である。
【００８２】
以上のように、第２の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置１は、トルク変動周波数ｆ、すなわち入力回転数Ｎｉｎに応じて、トルク変動に対するマクロスリップ防止に必要な変動トルクΔＴを演算することによって、ベルト滑りが発生しそうな時に、確実にベルト滑りを防止することができる。
【００８３】
また、ベルト挟圧力設定装置は、所定の入力回転数（本実施形態では、１５００ｒｐｍ）以上では変動トルクΔＴが不要となることから、ＣＶＴ油圧制御におけるポンプロスを低減して、燃費を向上させることもできる。
【００８４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で設計変更されたものについても適用可能である。
【００８５】
例えば、上述した第１及び第２の実施形態において、ＥＣＵ２０は、入力回転数Ｎｉｎの代わりにエンジン回転数を用いて演算処理を行ってもよい。
【００８６】
［トルク変動振幅率テーブルの作成］
つぎに、第１及び第２の実施形態で使用したトルク変動振幅率テーブルについて説明する。トルク変動振幅率テーブルは、シミュレーションに基づいて作成される。
【００８７】
図６は、トルク変動振幅率テーブルを作成するためのシミュレーションモデルを説明する図である。このシミュレーションモデルは、ＣＶＴベンチ試験を想定したものであり、入力側をトルク制御し、出力側を回転数制御するものである。なお、Ｒ１はプライマリのベルト掛かり径、Ｎｏｕｔは出力トルクである。
【００８８】
図７（ａ）は入力トルクＴｉｎ［Ｎｍ］、（ｂ）は出力側回転数Ｎｏｕｔ（＝Ｎ＿ｅｃｄｙ）［ｒｐｍ］、（ｃ）はベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図である。
【００８９】
入力側の回転試験機は、平均入力トルクＴｏｆｆをマクロスリップ手前の限界トルクに設定し、平均入力トルクＴｏｆｆを中心にトルク変動振幅Ｔａｍｐを正弦波（ｓｉｎ）状に与える。出力側の回転試験機の回転数制御及びＣＶＴ速度比制御は理想的に行われている。すなわち、出力側回転数及びＣＶＴ速度比は、常に一定値に保たれている。
【００９０】
ＣＶＴベルト滑り率は、ベルト滑りがないと仮定したときのプライマリシーブ速度をベルト速度としたときに、このベルト速度とセカンダリシーブ速度との速度差に基づいて算出される。セカンダリ側のベルトμ特性は、実機ＣＶＴのμ計測結果を各回転数、各減速比ごとにカーブフィッティングして得られたものである。
【００９１】
図８は、シミュレーションモデルの演算処理装置のブロック図である。シミュレーションモデルの演算処理装置は、プライマリ角速度演算部３１と、プライマリ速度演算部３２と、ベルト滑り率演算部３３と、セカンダリ出力トルク演算部３４と、セカンダリ速度演算部３５と、を備えている。
【００９２】
プライマリ角速度演算部３１は、入力トルクＴｉｎ、減速比γ、セカンダリ出力トルク演算部３４で演算される出力トルクＴｏｕｔを用いて、（７）式に従って、プライマリ角速度ω１を演算する。
【００９３】
【数７】

【００９４】
なお、Ｊｐは図６に示すプライマリ慣性である。
【００９５】
プライマリ速度演算部３２は、プライマリ角速度演算部３１で演算されたプライマリ角速度ω１を用いて、（８）式に従ってプライマリ速度Ｐｒｉｍ＿Ｖを演算する。
【００９６】
【数８】

【００９７】
ベルト滑り率演算部３３は、プライマリ速度演算部３２で演算されたプライマリ速度Ｐｒｉｍ＿Ｖ、セカンダリ速度演算部３５で演算されるセカンダリ速度Ｓｅｃｄ＿Ｖを用いて、（９）式に従ってベルト滑り率Ｓｌｉｐを演算する。
【００９８】
【数９】

【００９９】
なお、ここで得られたベルト滑り率Ｓｌｉｐに基づいて、ベルト滑りが判断される。
【０１００】
セカンダリ出力トルク演算部３４は、ベルト滑り率演算部３３で演算されたベルト滑り率Ｓｌｉｐを用いて、（１０）式に従って、出力トルクＴｏｕｔを演算する。但し、出力回転数Ｎｏｕｔは（１１）式を満たす。ベルトμは、マジックフォーミュラというタイヤモデルであり、（１２）式を満たしている。
【０１０１】
【数１０】

【０１０２】
セカンダリ速度演算部３５は、セカンダリ角速度ω２を用いて、（１３）式に従って、セカンダリ速度Ｓｅｃｄ＿Ｖを演算する。
【０１０３】
【数１１】

【０１０４】
つぎに、シミュレーションモデルの試験結果を説明する。
【０１０５】
図９は、入力回転数毎のトルク変動周波数ｆに対するトルク変動振幅率を示す図であり、（ａ）は減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）は減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）は減速比γ＝１．５１の場合である。図９より、トルク変動振幅率のマクロスリップ限界について下記のことが言える。
（特徴１）同一のトルク変動周波数では、入力回転数が大きくなるほど、マクロスリップ限界が大きくなる。
（特徴２）減速側の方が、マクロスリップ限界が大きくなる。
（特徴３）トルク変動周波数の上昇に対して、トルク変動振幅率が直線的に増加する。
【０１０６】
ここで、（特徴１）の原因、すなわち「同一のトルク変動周波数では、入力回転数が大きくなるほど、マクロスリップ限界が大きくなる。」の原因を調べる。
【０１０７】
図１０は、回転数毎（Ｎｉｎ＝１０００，３０００ｒｐｍ）の（ａ）入力トルク、（ｂ）入力回転数、（ｃ）滑り速度の変動分、（ｄ）ベルト滑り率、（ｅ）ベルトμを示す図である。
【０１０８】
図１０より、入力回転数にかからわず、同一のトルク変動振幅に対して滑り速度の変動分は同じになった。しかし、入力回転数が大きくなるに従って、ベルト速度が大きくなり、相対的にベルト滑り率が小さくなった。その結果、μｍａｘを超えにくく、マクロスリップ限界が大きくなった。
【０１０９】
つぎに、（特徴２）の原因、すなわち「減速側の方が、マクロスリップ限界が大きくなる。」の原因を調べる。
【０１１０】
図１１は、減速比γ毎のベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図である。減速側（減速比γが小さくなる）ほど、ベルトμｍａｘになるときのベルト滑り率（図中、▼印）が大きくなった。すなわち、減速側ほどμｍａｘを超えにくくなるため、マクロスリップ限界が大きくなった。
【０１１１】
つぎに、（特徴３）の原因、すなわち「トルク変動周波数の上昇に対して、トルク変動振幅率が直線的に増加する。」の原因を調べる。
【０１１２】
図１２は、入力トルク及びベルトμの時間変化を示す図であり、（ａ）トルク変動周波数ｆ＝１０［Ｈｚ］（マクロスリップなし）、（ｂ）トルク変動周波数ｆ＝５［Ｈｚ］（マクロスリップあり）の場合である。
【０１１３】
入力トルクに対するプーリ慣性の応答は、トルク変動周波数ｆが低いほど良好であった。また、トルク変動周波数ｆが低いほど、トルク変動による回転数変化、すなわちベルト滑り率が大きくなった。
【０１１４】
ベルト滑り率が大きくなると、ベルトμが負勾配となって、さらにベルト滑りが大きくなり、最終的にマクロスリップが発生する。トルク変動周波数ｆが高くなると、プーリ慣性が応答しないため、ベルト滑り率はあまり大きくならない。このため、図８に示すようにマクロスリップ限界が向上する。
【０１１５】
図１３は、ベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図であり、（ａ）トルク変動周波数ｆ＝１０［Ｈｚ］（マクロスリップなし）、（ｂ）トルク変動周波数ｆ＝５［Ｈｚ］（マクロスリップあり）の場合である。すなわち、図１３は、図１２のベルト滑り率を横軸、ベルトμを縦軸にとり、マクロスリップする条件を調べた結果を表している。
【０１１６】
マクロスリップしないためには、図１３（ａ）に示すように、μマージンを有する必要がある。すなわち、マクロスリップ手前の限界平均トルク印加時の限界μを始点として、μｍａｘを超えた後のベルト滑り率最大点でのベルトμが、限界μよりも大きい必要がある。この条件を満たさないと、マクロスリップが発生する。
【０１１７】
以上の結果に基づき、減速比毎に入力回転数に応じてトルク変動に対する補正挟圧力が必要な領域を求める。
【０１１８】
図１４は、入力回転数に対するマクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率を示す図であり、（ａ）は減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）は減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）は減速比γ＝１．５１の場合である。
【０１１９】
図１４より、アイドリング付近の入力回転数７５０ｒｐｍから１４００ｒｐｍまでの低回転数域では補正挟圧力ΔＦｃが必要となるが、それ以上の入力回転数では補正挟圧力ΔＦｃは不要になっている。そして、上述した（２）式に従って入力回転数Ｎｉｎをトルク変動周波数ｆに変換すると、図３になる。すなわち、トルク変動振幅率テーブルは、以上のようなシミュレーション結果をまとめた図１３に対応している。
【０１２０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明に係るベルト挟圧力設定装置は、入力回転数、出力回転数及び入力トルクに基づいて基準挟圧力を演算し、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて演算される補正値と基準挟圧力とに基づいて、ベルト挟圧力を演算する。これにより、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【０１２２】
また、本発明に係るベルト挟圧力設定装置は、入力回転数又はトルク変動周波数に応じて変動トルクを演算し、入力回転数、出力回転数、入力トルク及び変動トルクに基づいてベルト挟圧力を演算することにより、必要最小限のベルト挟圧力を設定することができ、ベルト滑りの防止と燃費の向上を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）減速比γ＝１．５１のそれぞれの場合において、トルク変動周波数に対するマクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率を示す図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係るベルト挟圧力設定装置のＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図６】トルク変動振幅率テーブルを作成するためのシミュレーションモデルを説明する図である。
【図７】（ａ）は入力トルクＴｉｎ［Ｎｍ］、（ｂ）は出力側回転数Ｎｏｕｔ（＝Ｎ＿ｅｃｄｙ）［ｒｐｍ］、（ｃ）はベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図である。
【図８】シミュレーションモデルの演算処理装置のブロック図である。
【図９】（ａ）減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）減速比γ＝１．５１のそれぞれの場合において、入力回転数毎のトルク変動周波数ｆに対するトルク変動振幅率を示す図である。
【図１０】回転数毎（Ｎｉｎ＝１０００，３０００ｒｐｍ）の（ａ）入力トルク、（ｂ）入力回転数、（ｃ）滑り速度の変動分、（ｄ）ベルト滑り率、（ｅ）ベルトμを示す図である。
【図１１】減速比γ毎のベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図である。
【図１２】（ａ）トルク変動周波数ｆ＝１０［Ｈｚ］（マクロスリップなし）、（ｂ）トルク変動周波数ｆ＝５［Ｈｚ］（マクロスリップあり）のそれぞれの場合において、入力トルク及びベルトμの時間変化を示す図である。
【図１３】（ａ）トルク変動周波数ｆ＝１０［Ｈｚ］（マクロスリップなし）、（ｂ）トルク変動周波数ｆ＝５［Ｈｚ］（マクロスリップあり）のそれぞれの場合において、ベルト滑り率に対するベルトμ特性を示す図である。
【図１４】（ａ）減速比γ＝０．６５の場合、（ｂ）減速比γ＝１．０の場合、（ｃ）減速比γ＝１．５１のそれぞれの場合において、入力回転数に対するマクロスリップ限界におけるトルク変動振幅率を示す図である。
【符号の説明】
１１ＣＶＴ入力回転数センサ
１２ＣＶＴ出力回転数センサ
１３スロットルポジションセンサ
１４吸気圧センサ
１５ＣＶＴ油圧制御弁
２０ＥＣＵ
２１ＣＶＴ入力回転数検出回路
２２ＣＶＴ出力回転数検出回路
２３入力トルク検出回路
２４減速比演算回路
２５基準挟圧力演算回路
２６トルク変動補正挟圧力演算回路
２７必要挟圧力演算回路
２８変動トルク演算回路
２９挟圧力演算回路

Claims

入力側プーリ、出力側プーリ、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトを備えた無段変速機のベルト挟圧力を設定する設定装置であって、
前記入力側プーリの入力回転数を検出する入力回転数検出手段と、
前記出力側プーリの出力回転数を検出する出力回転数検出手段と、
前記入力側プーリへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、前記入力トルク検出手段により検出された入力トルクと、に基づいて基準挟圧力を演算する基準挟圧力演算手段と、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数、又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数に応じて演算される補正値と前記基準挟圧力とに基づいて、前記ベルト挟圧力を演算するベルト挟圧力演算手段と、
を備えたベルト挟圧力設定装置。
前記ベルト挟圧力演算手段は、前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数が低い領域にあるとき、又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数が低い領域にあるときに、前記入力回転数又は前記トルク変動周波数に応じて演算される補正値と前記基準挟圧力とに基づいて、前記ベルト挟圧力を演算する
請求項１に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、に基づいて減速比を演算する減速比演算手段を更に備え、
前記ベルト挟圧力演算手段は、前記入力回転数又は前記トルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に応じて前記補正値を演算する
請求項１または２に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記ベルト挟圧力演算手段は、
減速比、入力回転数又はトルク変動周波数、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率の各々の関係を表したテーブルを参照して、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に基づいてマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求め、
求められた入力トルク変動振幅率を用いて前記補正値を演算する
請求項３に記載のベルト挟圧力設定装置。
入力側プーリ、出力側プーリ、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトを備えた無段変速機のベルト挟圧力を設定する設定装置であって、
前記入力側プーリの入力回転数を検出する入力回転数検出手段と、
前記出力側プーリの出力回転数を検出する出力回転数検出手段と、
前記入力側プーリへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数に応じて、補正すべき変動トルクを演算する変動トルク演算手段と、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、前記入力トルク検出手段により検出された入力トルクと、前記変動トルク演算手段により演算された変動トルクと、に基づいて前記ベルト挟圧力を演算するベルト挟圧力演算手段と、
を備えたベルト挟圧力設定装置。
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数と、前記出力回転数検出手段により検出された出力回転数と、に基づいて減速比を演算する減速比演算手段を更に備え、
前記変動トルク演算手段は、前記減速比演算手段により演算された減速比に応じて前記変動トルクを演算する
請求項５に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記変動トルク演算手段は、
減速比、入力回転数又はトルク変動周波数、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率の各々の関係を表したテーブルを参照して、
前記入力回転数検出手段により検出された入力回転数又は前記入力回転数から得られるトルク変動周波数と、前記減速比演算手段により演算された減速比と、に基づいてマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率を求め、
求められた入力トルク変動振幅率を用いて前記変動トルクを演算する
請求項６に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記テーブルは、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が大きくなる関係を表す
請求項４または７に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記テーブルは、入力回転数が大きく又はトルク変動周波数が高くなるに従って、マクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が直線的に大きくなる関係を表す
請求項８に記載のベルト挟圧力設定装置。
前記テーブルは、減速比が大きくなるに従ってマクロスリップ限界又は限界前における入力トルク変動振幅率が大きくなる関係を表す
請求項８または９に記載のベルト挟圧力設定装置。