JP2005083398A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定常走行状態などの所定の条件が成立した場合の挟圧力を、無段変速機に滑りが生じない範囲で可及的に低下させることのできる制御装置を提供する。
【解決手段】 挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機の制御装置において、入力トルクと釣り合う滑り限界挟圧力を検出する滑り限界挟圧力検出手段（ステップＳ２５）と、前記滑り限界挟圧力とその滑り限界挟圧力が検出された際の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値との偏差を検出する偏差検出手段（ステップＳ２６）と、前記無段変速機に滑りが生じない範囲で前記挟圧力を低下させる挟圧力低下制御の条件が成立した場合に、その時点の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値を前記偏差に基づいて補正する補正手段（ステップＳ４４）とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、無段変速機の挟圧力を制御する制御装置に関し、滑りの生じない範囲で挟圧力を可及的に低く制御する装置に関するものである。

ベルト式無段変速機やトラクション式無段変速機は、ベルトとプーリーとの間の摩擦力や、ディスクとローラとの間のトラクションオイルのせん断力を利用してトルクを伝達している。したがってこれらの無段変速機のトルク容量は、そのトルクの伝達が生じる箇所に作用する圧力に応じて設定される。

無段変速機における上記の圧力は挟圧力と称され、その挟圧力を高くすれば、トルク容量を増大させて滑りを回避できるが、その反面、高い圧力を生じさせるために動力を必要以上に消費したり、あるいは動力の伝達効率が低下するなどの不都合がある。そのため、一般的には、意図しない滑りが生じない範囲で、挟圧力を可及的に低く設定している。

例えば、無段変速機を搭載した車両では、エンジンの回転数を無段変速機によって制御して燃費の向上を図ることができるので、その利点を損なわないために、無段変速機での動力伝達効率を可及的に向上させるべく、挟圧力を、滑りが生じない範囲で可及的に低く設定するように制御されている。そのためには、滑りの生じ始める圧力（すなわち滑り限界圧もしくは限界挟圧力）を検出する必要があり、従来では、種々の方法で滑りを検出し、また滑り限界圧力を検出している。

その一例を挙げると、特許文献１には、円錐円板対と巻き掛け伝動節とを有する変速機であって、その円錐円板対が巻き掛け伝動節を挟み付ける圧着力を変化させてスリップ限界を決定し、そのスリップ限界を超えないように圧着力を調整するように構成された変速機が記載されている。
特開２００１−１２５９３号公報

上記の特許文献１に記載された発明では、検出されたスリップ限界に基づいて圧着力を制御することにより、滑りが生じない範囲で無段変速機の圧着力を低下させることとしている。その圧着力は、例えば円錐円板が巻き掛け伝動節を挟み付けるように無段変速機に加える油圧であり、その油圧を電気的に制御する場合、その指令値と実際に生じる油圧もしくは圧着力とに誤差が生じる。これは、制御装置の電気的あるいは機械的な個体差や、油温やフルードの劣化状態などの要因で生じる。そのため、これらの誤差要因あるいはバラツキ要因によって圧着力が過大になったり、あるいは反対に不足してスリップが生じるなどの可能性がある。このような不都合を解消するためには、上記の誤差要因やバラツキ要因のうち再現性のない要因による油圧もしくは圧着力のバラツキを許容できる程度に、油圧もしくは圧着力を高くすることが考えられるが、そのようにすると、スリップが生じる可能性は低くなるが、油圧あるいは圧着力が相対的に高くなって、動力の伝達効率や無段変速機の耐久性の向上などの所期の目的を達成できなくなる。

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、無段変速機に滑りが生じない範囲で、挟圧力を可及的に低下させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、入力部材および出力部材とこれら入出力部材の間に介在された伝動部材との間に作用する挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機の制御装置において、前記無段変速機に対する入力トルクと釣り合う滑り限界挟圧力を検出する滑り限界挟圧力検出手段と、前記滑り限界挟圧力とその滑り限界挟圧力が検出された際の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値との偏差を検出する偏差検出手段と、前記無段変速機に滑りが生じない範囲で前記挟圧力を低下させる挟圧力低下制御の条件が成立した場合に、その時点の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値を前記偏差に基づいて補正する補正手段とを備えていることを特徴とするの制御装置である。

すなわち、請求項１の発明では、無段変速機に滑りを生じさせるなどのことにより、入力トルクに釣り合う滑り限界挟圧力が検出され、その滑り限界挟圧力とその時点の入力トルクに基づいて求められる理論挟圧力との偏差が求められる。そして、挟圧力を低下させる制御を実行する所定の条件が成立したことにより挟圧力を低下させる場合、その時点の入力トルクから求められる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値が前記偏差で補正され、その補正後の指令値で挟圧力が設定される。

また、請求項２の発明は、請求項１における前記補正手段が、前記入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値から前記偏差に基づく所定値を減じた値に設定する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

すなわち、請求項２の発明では、理論挟圧力に基づく挟圧力指令値が、前記偏差の分、低減される。

さらに、請求項３の発明は、入力部材および出力部材とこれら入出力部材の間に介在された伝動部材との間に作用する挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機の制御装置において、挟圧力指令値とその指令値に基づく実際の挟圧力との関係が安定している状態でこれら挟圧力指令値と実際の挟圧力との差としてのバラツキを検出するバラツキ検出手段と、前記無段変速機に対する入力トルクと釣り合う滑り限界挟圧力を検出する滑り限界挟圧力検出手段と、前記無段変速機に滑りが生じない範囲で前記挟圧力を低下させる挟圧力低下制御の条件が成立した場合に、その時点の入力トルクに対応する予め検出されている滑り限界挟圧力に前記バラツキを加えた圧力を目標挟圧力とする目標挟圧力設定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

すなわち、請求項３の発明では、挟圧力指令値とその指令値に基づく実際の挟圧力との差としてのバラツキが求められる。これは、指令値と実際の挟圧力との関係が安定している状態でおこなわれる。また、入力トルクに釣り合う限界挟圧力が検出される。そして、挟圧力を低下させる制御を実行する所定の条件が成立したことにより挟圧力を低下させる場合、その時点の入力トルクに対応する予め検出されている滑り限界挟圧力に前記バラツキを加えた圧力が目標挟圧力として設定され、挟圧力が制御される。

したがって請求項１の発明あるいは請求項２の発明によれば、入力トルクから求められる理論挟圧力に基づく指令値に含まれる誤差が是正され、もしくは除去され、その結果、所定の条件の成立によって挟圧力を低下させる場合、その挟圧力を、誤差の少ない低い圧力に設定できる。

また、請求項３の発明によれば、実測された滑り限界挟圧力に、再現性のないバラツキを考慮した圧力を加えることになり、その結果、所定の条件の成立によって挟圧力を低下させる場合、バラツキが原因となる滑りの発生を防止しつつ、挟圧力を限界挟圧力に近づくように低下させることができる。

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を含む駆動機構について説明すると、この発明は、車両に搭載される無段変速機を対象とすることができ、その無段変速機は、ベルトを伝動部材としたベルト式の無段変速機や、パワーローラを伝動部材とするとともにオイル（トラクション油）のせん断力を利用してトルクを伝達するトロイダル型（トラクション式）無段変速機である。図７には、ベルト式無段変速機１を含む車両用駆動機構の一例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およびトルクコンバータ３を介して、動力源４に連結されている。

その動力源４は、一般の車両に搭載されている動力源と同様のものであって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関や、電動機、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせた機構などを採用することができる。なお、以下の説明では、動力源４をエンジン４と記す。

エンジン４の出力軸に連結されたトルクコンバータ３は、従来一般の車両で採用しているトルクコンバータと同様の構造であって、エンジン４の出力軸が連結されたフロントカバー５にポンプインペラー６が一体化されており、そのポンプインペラー６に対向するタービンランナー７が、フロントカバー５の内面に隣接して配置されている。これらのポンプインペラー６とタービンランナー７とには、多数のブレード（図示せず）が設けられており、ポンプインペラー６が回転することによりフルードの螺旋流を生じさせ、その螺旋流をタービンランナー７に送ることによりタービンランナー７にトルクを与えて回転させるようになっている。

また、ポンプインペラー６とタービンランナー７との間でこれらの内周側の位置には、タービンランナー７から送り出されたフルードの流動方向を選択的に変化させてポンプインペラー６に流入させるステータ８が配置されている。このステータ８は、一方向クラッチ９を介して所定の固定部１０に連結されている。

このトルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ１１を備えている。ロックアップクラッチ１１は、ポンプインペラー６とタービンランナー７とステータ８とからなる実質的なトルクコンバータに対して並列に配置されたものであって、フロントカバー５の内面に対向した状態で前記タービンランナー７に保持されており、油圧によってフロントカバー５の内面に押し付けられることにより、入力部材であるフロントカバー５から出力部材であるタービンランナー７に直接、トルクを伝達するようになっている。なお、その油圧を制御することによりロックアップクラッチ１１のトルク容量を制御できる。

前後進切換機構２は、エンジン４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。図７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１２と同心円上にリングギヤ１３が配置され、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３との間に、サンギヤ１２に噛合したピニオンギヤ１４とそのピニオンギヤ１４およびリングギヤ１３に噛合した他のピニオンギヤ１５とが配置され、これらのピニオンギヤ１４，１５がキャリヤ１６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１２とキャリヤ１６と）を一体的に連結する前進用クラッチ１７が設けられ、またリングギヤ１３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１８が設けられている。

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ー１９と従動プーリー２０とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ２１，２２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ー１９，２０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ー１９，２０に巻掛けたベルト２３の巻掛け半径（プーリー１９，２０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、上記の駆動プーリー１９が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１６に連結されている。これらの各プーリー１９，２０がこの発明の入出力部材に相当し、またベルト２３が伝動部材に相当し、これら各プーリー１９，２０およびベルト２３が無段変速部を構成している。

なお、従動プーリー２０における油圧アクチュエータ２２には、無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）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、従動プーリー２０における各シーブがベルト２３を挟み付けることにより、ベルト２３に張力が付与され、各プーリー１９，２０とベルト２３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ー１９における油圧アクチュエータ２１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。

無段変速機１の出力部材である従動プーリー２０がギヤ対２４およびディファレンシャル２５に連結され、さらにそのディファレンシャル２５が左右の駆動輪２６に連結されている。

上記の無段変速機１およびエンジン４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４の出力軸回転速度（ロックアップクラッチ１１の入力軸回転速度）Ｎe を検出して信号を出力するエンジン回転速度センサー２７、タービンランナー７の回転速度を検出して信号を出力するタービン回転速度センサー２８、駆動プーリー１９の回転速度Ｎinを検出して信号を出力する入力軸回転速度センサー２９、従動プーリー２０の回転速度Ｎout を検出して信号を出力する出力軸回転速度センサー３０、従動プーリー２０における油圧アクチュエータ２２の油圧を検出するセンサー（図示せず）などが設けられている。

上記の前進用クラッチ１７および後進用ブレーキ１８の係合・解放の制御、および前記ベルト２３の挟圧力の制御、ならびにロックアップクラッチ１１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）３１が設けられている。この電子制御装置３１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。また、エンジン４を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）３２が設けられ、これらの電子制御装置３１，３２の間で相互にデータを通信するようになっている。

前述したように無段変速機における挟圧力は、滑りを生じることなくトルクを伝達できる範囲で可及的に低い圧力であることが好ましい。そこで上記の無段変速機１を対象とするこの発明の制御装置は、車両の走行状態が安定しているなどの所定の条件が成立した場合に挟圧力を無段変速機１に滑りが生じない範囲で可及的に低下させるにあたり、入力トルクに対応する挟圧力もしくはその指令値に含まれる誤差を除去し、かつ再現性のないバラツキを考慮して、挟圧力を制御もしくは設定するように構成されている。その制御の具体例を以下に説明する。

図１ないし図４はその一例を示すフローチャートであり、また図５はそのフローチャートで示すルーチンを実行した場合のタイムチャートを示している。このフローチャートで示すルーチンは、所定の短い時間毎に繰り返し実行され、先ず、図１において、挟圧力を相対的に低い圧力に設定する制御もしくは挟圧力を通常状態に対して低下させるいわゆる挟圧力低下制御を実行するべき条件すなわち制御開始条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１）。この条件は、要は、無段変速機１に作用するトルクが安定している条件であり、例えば中高速で巡航していること、走行路面がほぼ平坦な良路であること、エンジン回転数やエンジン負荷率あるいは変速比などをパラメータとして運転領域を設定するとともに現在の運転状態が属している運転領域についての後述する学習制御が未完であることなどが条件とされる。

この制御開始条件が成立していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、各フラグＦ１，Ｆ２，Ｐがゼロリセットされるとともに、保存データがクリアされ、さらに挟圧力を設定する油圧指令値Ｐdtgt(i) として、理論挟圧力Ｐcal(i)に基づく指令値が設定され（ステップＳ２）、その後、一旦このルーチンを抜ける。なお、各フラグＦ１，Ｆ２，Ｐについては後述する。

また、理論挟圧力Ｐcal(i)は、無段変速機１に対する入力トルクから求められる挟圧力であり、具体的には入力トルクと無段変速機１での摩擦係数と各プーリー１９，２０でのベルト２３の侠角とを主なパラメータとして求められ、
Ｐcal＝Ｔt ＊cosθ／（２＊μ＊Ｒin）
で算出される。ここで、Ｔt は入力トルク、θはプーリー１９，２０でのベルト２３の侠角、μはプーリー１９，２０とベルト２３との間の摩擦係数、Ｒinは駆動プーリー１９におけるベルト２３の巻き掛け半径である。その入力トルクＴt と摩擦係数μとは推定値が使用され、これが挟圧力の誤差要因の一つになっている。その理論挟圧力Ｐcal(i)に所定の安全率ＳＦ（＞１）を掛け、その値から遠心力による油圧およびアクチュエータ内のリターンスプリングに弾性力による圧力相当分の和Ｐsch を減算して、油圧指令値Ｐdtgt(i) が求められる。
Ｐdtgt(i) ＝Ｐcal(i)・ＳＦ−Ｐsch

一方、制御開始条件が成立していることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、学習領域が判定される（ステップＳ３）。すなわち、現在の運転状態が属している上記の運転領域が、エンジン回転数やエンジン負荷率などのパラメータによって判定される。このようにして判定された学習領域について以下に述べる挟圧力についての学習が終了しているか否か、すなわち現在の運転状態が属している領域が、挟圧力の学習が既におこなわれた既学習領域か否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４で否定的に判断された場合には、すなわち学習値が得られていない場合には、挟圧力についての学習制御が実行される。

先ず、学習領域が変更されたか否かが判断される（ステップＳ５）。学習領域は、前述したように、エンジン回転数やエンジン負荷率あるいは変速比などをパラメータとして設定された領域であるから、アクセルペダル（図示せず）が操作された場合や車速が変化した場合などには車両の運転状態が変化し、その変化が大きい場合には、従前の学習領域を外れることがある。このような場合にステップＳ５で肯定的に判断される。

ステップＳ５で肯定的に判断されると、ステップＳ６に進んで、フラグＦ１，Ｆ２がゼロリセットされ、またフラグＰが“１”にセットされる。このフラグＰは、制御の各段階（フェーズ）を示すものであり、制御開始前の“０”から制御終了時の“６”まで、順次設定されるフラグである。さらにその時点の入力トルクから求められる理論挟圧力Ｐcal(i)に基づく油圧指令値Ｐdtgt(i) （＝Ｐcal(i)・ＳＦ−Ｐsch ）が求められる。その後、ステップＳ７に進む。これに対してステップＳ５で否定的に判断された場合には、直ちにステップＳ７に進む。

ステップＳ７およびそれ以降のステップＳ１１までの各ステップでは、フェーズを示すフラグＰについて判断される。すなわち、ステップＳ７ではフラグＰが“６”か否かが判断され、以下、ステップＳ８ではフラグＰが“５”か否か、ステップＳ９ではフラグＰが“４”か否か、ステップＳ１０ではフラグＰが“３”か否か、ステップＳ１１ではフラグＰが“２”か否かが、それぞれ判断される。上述したようにステップＳ５で肯定的に判断された場合にはフラグＰが“１”にセットされ、反対に否定的に判断された場合にはフラグＰが“０”のままであるから、いずれの場合であっても、ステップＳ７ないしステップＳ１１で否定的に判断される。その場合は、所定の油圧低下開始時の油圧指令値Ｐdstartに向けて油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配ΔＰdsw1で低下させられる（ステップＳ１２）。すなわち、前回の指令値Ｐdtgt(i-1) から勾配ΔＰdsw1を減算した値が今回の指令値Ｐdtgt(i) とされる。これがフェーズ１（phase １）での制御である。

ついで、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の油圧低下開始時の油圧指令値Ｐdstartに達したか否かが判断される（ステップＳ１３）。この油圧低下開始時の油圧指令値Ｐdstartは、前述した安全率ＳＦが“１”の状態の指令値であり、したがって理論挟圧力に相当する指令値もしくは理論挟圧力に基づく指令値である。具体的には、
Ｐdstart＝Ｐdcal−Ｐsch
である。

ステップＳ１３で否定的に判断された場合には、油圧指令値およびそれに基づく挟圧力を漸減するために従前の制御を継続する。すなわち、図１に示すルーチンから一旦抜ける。これとは反対にステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、フェーズ１の制御が終了したことになるので、フェーズを示すフラグＰを“２”にセット（ステップＳ１４）した後、ルーチンを一旦抜ける。

ステップＳ１３で否定的に判断された後、制御開始条件が成立していれば、上述した各ステップ１ないしステップＳ１１を経てステップＳ１２に進み、従前と同様に、油圧指令値Ｐdtgt(i) の漸減制御が継続される。これに対してフェーズ１の制御が完了してフラグＰが“２”にセットされている場合には、上述したステップＳ１１で肯定的に判断される。その場合は、フェーズ２の制御として、油圧指令値Ｐdtgt(i) が油圧低下開始時油圧指令値Ｐdstartに維持される（ステップＳ１５）。言い換えれば、今回の指令値Ｐdtgt(i) が前回の指令値Ｐdtgt(i-1) と同じ値に設定される。

その状態で油圧指令値Ｐdtgt(i) と、従動プーリー２０における油圧アクチュエータ２２の実測した油圧Ｐdact(i) と、変速比γ(i) が保存される（ステップＳ１６）。そして、所定時間Ｔ1 が経過したか否かが判断される（ステップＳ１７）。このステップＳ１７で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦抜ける。これに対してステップＳ１７で肯定的に判断された場合には、フェーズを示すフラグＰを“３”にセット（ステップＳ１８）した後にこのルーチンを一旦抜ける。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) を一定値に維持する。そして、その所定時間Ｔ1 は、実油圧Ｐdact(i) が油圧指令値Ｐdtgt(i) に対応する圧力に安定するのに十分な時間であり、したがってこの所定時間Ｔ1 の間で、実油圧Ｐdact(i) と油圧指令値Ｐdtgt(i) もしくは理論挟圧力に基づく油圧指令値Ｐdtgt(i) の相互の関係が安定する。

油圧指令値Ｐdtgt(i) およびそれに基づく実油圧Ｐdact(i) を一定に維持する制御がフェーズ２での制御である。そして、所定時間Ｔ1 が経過してフラグＰが“３”にセットされた後は、上記のステップＳ１０で肯定的に判断されるので、フェーズ３の制御が実行される。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配ΔＰdsw3（＜ΔＰdsw1）で漸減される（ステップＳ１９）。そして、その過程における油圧指令値Ｐdtgt(i) および実油圧Ｐdact(i) ならびに変速比γ(i) が保存される（ステップＳ２０）。また、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定の勾配ΔＰdsw3で低下させている過程で無段変速機１での滑りが検出される（ステップＳ２１）。

この無段変速機１での滑りの検出は、従来知られている適宜の方法でおこなうことができ、例えば現在時点より所定時間Ｔpre1前の時点における実変速γ１と現在時点より所定時間Ｔpre2（＜Ｔpre1）前の時点における実変速比γ２とから変速比の変化勾配を求め、その変化勾配に基づいて現在時点の推定変速γを求め、その推定変速比γと実変速比との偏差が所定の基準値を超えたことによって滑りを検出することができる。あるいは変速比変化速度（変速比変化率）に基づいて滑りを検出してもよい。

滑りが検出されないことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合には、従前の制御を継続するためにこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップＳ２１で肯定的に判断された場合、すなわち滑りが検出された場合には、フラグＰを“４”にセット（ステップＳ２２）した後、このルーチンを一旦抜ける。

無段変速機１での滑りが検出された場合には、フラグＰが“４”にセットされていることにより、上述したステップＳ９で肯定的に判断される。その場合は図２に示すフローチャートのステップＳ２３に進み、フラグＦ１が“１”に設定されているか否かが判断される。このフラグＦ１は、“１”に設定されることにより、その時点の運転状態が属している学習領域について学習値が保存されていることを示すフラグであり、前述したように当初は“０”に設定される。したがってステップＳ２３で否定的に判断され、その場合は、滑り開始点（滑りが実際に開始した時点）が検索される（ステップＳ２４）。

その検索のための方法としては、従来知られている各種の方法を適宜採用することができ、例えば、上記の滑りの検出時点から順次過去に遡って、推定変速比と実変速比とを比較し、その差が予め定めた基準値を超えた時点を、滑り開始時点とすることができる。こうして滑り開始時点が検索されると、その時点の実油圧（すなわち滑り開始時実油圧あるいは滑り限界挟圧力）Ｐdlimと、油圧低下開始時油圧指令値Ｐdstartと、油圧低下開始時実油圧Ｐdreal とが算出される（ステップＳ２５）。

そして、これらの値を使用して偏差ΔＰが算出される（ステップＳ２６）。すなわち、先ず、油圧低下開始時から滑り開始時までに低下した実油圧（実油圧低下量）ΔＰ２が求められる。これは、（Ｐdreal −Ｐdlim）の演算で求められる。また、再現性のないバラツキに相当する偏差ΔＰ１が求められる。これは、油圧指令値とそれに対応する実油圧との関係が安定している状態でおこなわれ、ここに示す例では、油圧低下開始時油圧指令値Ｐdstartとこれに対応する油圧低下開始時実油圧Ｐdreal との差（Ｐdreal −Ｐdstart）として演算することができる。ついで、実油圧の低下量ΔＰ２から再現性のないバラツキに相当する偏差ΔＰ１を減じることにより、学習偏差ΔＰが求められる。これらの算出値ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰの相互の関係を図５のタイムチャートに示してある。

ここで、この学習偏差ΔＰについて説明すると、油圧低下開始時油圧指令値Ｐdstartは、安全率ＳＦが“１”の油圧指令値であり、入力トルクから求められる理論挟圧力に基づく指令値であるが、その入力トルクや摩擦係数として推定値が採用されているので、入力トルクに対して正確に釣り合う値より大きくなっている。これに対して滑り開始時実油圧Ｐdlimは無段変速機１で実際に滑りが開始し始めた時点の油圧であるから、これが入力トルクに釣り合う油圧（挟圧力）となっている。したがってこれらの値Ｐdstart，Ｐdlimの差である学習偏差ΔＰは、安全率ＳＦが“１”とされている油圧低下開始時油圧指令値Ｐdstart（理論挟圧力に基づく油圧指令値）に含まれている誤差分を表していることになる。なお、前記偏差ΔＰ１は、油圧制御装置の個体差やその時点の温度あるいは劣化の状態などの不特定の要因で生じる誤差であり、正確に把握することが困難である一方、挟圧力の過不足を防止もしくは抑制するためにこれを考慮する必要がある。

こうして求められた学習偏差ΔＰが、学習領域毎に保存される（ステップＳ２７）。一例として学習偏差ΔＰについてのマップが更新される。そして、フラグＦ１が“１”にセットされる（ステップＳ２８）。

なお、無段変速機１の滑りが検出されているので、その滑りを収束させるための制御が実行される。具体的には、滑りが検出された時点の滑り量Δslip(i) に所定の係数Ｋ1 を掛けて、エンジン４のトルクダウン量Ｔedown(i)が求められ、それに基づくエンジン４のトルク低下制御（例えば点火時期の遅角制御）が実行される（ステップＳ２９）。また、同時に、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配Ｐdsw4で増大させられる（ステップＳ３０）。これらの制御の過程で滑りの収束が検出される（ステップＳ３１）。この滑り収束の検出は、種々の方法によっておこなうことができ、例えば推定変速比と実変速比との差が所定値以下となったことによって滑りが収束したことを判定することができる。このステップＳ３１で否定的に判断された場合には、従前の制御を継続するために、一旦このルーチンを抜ける。これとは反対に滑りが収束してステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、フェーズ５の制御をおこなうためにフラグＰを“５”にセット（ステップＳ３２）した後に、このルーチンを一旦抜ける。

滑りが収束した場合にはフラグＰが“５”にセットされているので、前述した図１に示すステップＳ８で肯定的に判断される。その場合は、図３に示すフローチャートのステップＳ３３に進み、所定時間Ｔ2 が経過したか否かが判断される。この所定時間Ｔ2 は滑り収束の判断が成立した時点からカウントされる時間であり、したがって当初はステップＳ３３で否定的に判断される。そして、これに続けてフラグＦ２が“１”か否かが判断される（ステップＳ３４）。このフラグＦ２は、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定値βだけステップアップする制御が実行されることにより“１”にセットされるフラグであり、当初は“０”になっているので、ステップＳ３４で否定的に判断される。その場合は、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定値βだけステップアップする制御（Ｐdtgt(i) ＝Ｐdtgt(i-1) ＋β）が実行される（ステップＳ３５）。そして、フラグＦ２が“１”にセットされる（ステップＳ３６）。その後、一旦このルーチンを抜ける。

その後、所定時間Ｔ2 が経過していなくても、フラグＦ２が“１”にセットされているので、ステップＳ３３で否定的に判断された後、ステップＳ３４で肯定的に判断される。したがってこの場合は、油圧指令値Ｐdtgtの前回値Ｐdtgt(i-1) が今回値Ｐdtgt(i) とされる（ステップＳ３７）。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) が、上記の所定値βだけステップアップした値に維持される。その過程で実際の油圧（挟圧力）が次第に上昇する。そして、所定時間Ｔ2 が経過すると、ステップＳ３３で肯定的に判断される。その場合には、フラグＦ２がゼロリセットされ、またフェーズを示すフラグＰが“６”にセットされる（ステップＳ３８）。

こうしてフェーズ５で制御が終了すると、フラグＰが“６”にセットされていることにより図１に示すステップＳ７で肯定的に判断される。その場合は、図４のフローチャートにおけるステップＳ３９に進み、学習偏差ΔＰによって補正された挟圧力を設定する油圧指令値になっているか否かが判断される。具体的には、前回の油圧指令値Ｐdtgt(i-1) が、その時点の入力トルクから求められる理論挟圧力Ｐcal(i-1)に所定の安全率ＳＦを掛け、その値から遠心油圧およびリターンスプリングに基づく圧力を加えた圧力Ｐsch を減じ、さらに学習偏差ΔＰに係数αを掛けた値を減じた指令値となっていた否かが判断される。

油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定値βだけステップアップした状態では、油圧指令値Ｐdtgtが高くなっていてステップＳ３９で否定的に判断され、その場合は、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配ΔＰdsw6で漸減される（ステップＳ４０）。このようにして油圧指令値Ｐdtgt(i) を低下させたことにより、ステップＳ３９で肯定的に判断されると、フラグＦ１がゼロリセットされるとともに、保存データがクリアされ（ステップＳ４１）、さらにフェーズを示すフラグＰがゼロリセットされるとともに、現在の領域についての既学習フラグがＯＮとされる（ステップＳ４２）。

以上のようにして学習データ（学習偏差）ΔＰが得られると、その運転領域が既学習領域であることの判断が成立するので、図１に示すステップＳ４で肯定的に判断される。その場合には、学習データΔＰが読み込まれ（ステップＳ４３）、その学習データΔＰで補正された油圧指令値Ｐdtgt(i) が求められ、かつ出力される（ステップＳ４４）。すなわち、その時点の入力トルクから求められる理論挟圧力Ｐcal(i)に所定の安全率ＳＦを掛け、その値から遠心油圧およびリターンスプリングに基づく圧力を加えた圧力Ｐsch を減じ、さらに学習偏差ΔＰに係数αを掛けた値を減じることにより油圧指令値Ｐdtgt(i) が求められる。

なおここで、係数αは、“１”であってもよいが、前記学習偏差（学習データ）ΔＰは、滑りの開始時点に応じたものであるから、滑り開始時点の検出もしくは判定が、実際の滑り開始時点からずれると、学習偏差ΔＰが相対的に大きくなる。これをそのまま使用すると、油圧指令値Ｐdtgt(i) がその誤差分、小さくなって無段変速機１に滑りが生じる可能性が高くなるので、これを回避するために、係数α（＜１）によって修正するようにしたのである。

前述したように、理論挟圧力は入力トルクから求められる安全率ＳＦが“１”の圧力であるから、この理論挟圧力が実際の挟圧力として設定された場合には、滑りに対するいわゆる余裕圧力がほぼゼロの状態となる。しかしながら、その理論挟圧力を油圧指令値とした場合には、前述した再現性のないバラツキに相当する偏差ΔＰ１が加わるので、その場合の実際の油圧は、図６の左側に示す圧力になる。これに対して上述したこの発明の制御装置による制御では、図６の右側に示すように、理論挟圧力から誤差に相当する学習偏差（学習データ）ΔＰを減じた滑り限界挟圧力（すなわち入力トルクに釣り合う挟圧力）を求め、これに再現性のないバラツキ分の偏差ΔＰ１を加えた挟圧力が設定される。その結果、入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく油圧指令値によって挟圧力を設定する場合に、学習偏差ΔＰに相当する圧力分、挟圧力を低下させることができ、しかも再現性のないバラツキを考慮した挟圧力となる。そのため、定常走行状態あるいは準定常走行状態での挟圧力を低くして動力損失を抑制し、燃費を向上させることができる。

なお、上述した具体例では、ステップＳ４４に示すように、理論挟圧力Ｐcal を学習値ΔＰで補正するように構成したが、図６を参照して説明したように、学習偏差ΔＰを減じることは、滑り限界挟圧力に再現性のない誤差分ΔＰ１を加えたことと同じになり、しかも滑り限界挟圧力は、実測して学習領域毎に保持できるので、その滑り限界挟圧力と再現性のない誤差分ΔＰ１とに基づいて、定常もしくは準定常走行状態での挟圧力を設定することとしてもよい。

ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、前述したステップＳ２５の機能的手段が、この発明の滑り限界挟圧力検出手段に相当し、またステップＳ２６の機能的手段が、この発明の偏差検出手段もしくはバラツキ検出手段に相当し、さらにステップＳ４４の機能的手段が、この発明の補正手段もしくは目標挟圧力設定手段に相当する。

なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、ベルト式無段変速機以外にトロイダル型の無段変速機を対象とする制御装置にも適用することができる。また、この発明で挟圧力指令値を学習した偏差で補正する補正の仕方は任意であってよく、理論挟圧力に安全率を掛けた値から減算して補正する以外に、理論挟圧力から学習値を減じ、これに安全率を掛けるなど、適宜に演算をおこなって補正することができる。また、この発明で油圧指令値と実油圧との関係が安定する状態は、上述したように油圧指令値を一定値に維持している状態以外に、小さい勾配で油圧指令値を変化させ、それに追従して実油圧が変化している状態であってもよい。

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１に示すフローチャートに続く部分を示す図である。 図１に示すフローチャートに続く他の部分を示す図である。 図１に示すフローチャートに続く更に他の部分を示す図である。 各フェーズでの制御の内容および挟圧力の変化を示すタイムチャートである。 この発明による補正をおこなった場合とおこなわない場合との挟圧力を比較して示す模式図である。 この発明で対象とする無段変速機を含む駆動系統の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１…無段変速機、 ４…エンジン（動力源）、 １９…駆動プーリー、 ２０…従動プーリー、 ２３…ベルト、 ２９…入力軸回転速度センサー、 ３０…出力軸回転速度センサー、 ３１…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。

Claims (3)

1. 入力部材および出力部材とこれら入出力部材の間に介在された伝動部材との間に作用する挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機の制御装置において、
   前記無段変速機に対する入力トルクと釣り合う滑り限界挟圧力を検出する滑り限界挟圧力検出手段と、
   前記滑り限界挟圧力とその滑り限界挟圧力が検出された際の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値との偏差を検出する偏差検出手段と、
   前記無段変速機に滑りが生じない範囲で前記挟圧力を低下させる挟圧力低下制御の条件が成立した場合に、その時点の入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値を前記偏差に基づいて補正する補正手段と
   を備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 前記補正手段は、前記入力トルクから求まる理論挟圧力に基づく挟圧力指令値から前記偏差に基づく所定値を減じた値に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
3. 入力部材および出力部材とこれら入出力部材の間に介在された伝動部材との間に作用する挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機の制御装置において、
   挟圧力指令値とその指令値に基づく実際の挟圧力との関係が安定している状態でこれら挟圧力指令値と実際の挟圧力との差としてのバラツキを検出するバラツキ検出手段と、
   前記無段変速機に対する入力トルクと釣り合う滑り限界挟圧力を検出する滑り限界挟圧力検出手段と、
   前記無段変速機に滑りが生じない範囲で前記挟圧力を低下させる挟圧力低下制御の条件が成立した場合に、その時点の入力トルクに対応する予め検出されている滑り限界挟圧力に前記バラツキを加えた圧力を目標挟圧力とする目標挟圧力設定手段と
   を備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置。

Images