JP2005114130A

JP2005114130A - 無段変速機制御装置

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Publication number: JP2005114130A
Application number: JP2003352265A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaguchi; 正明山口; Hirosuke Katsuta; 啓輔勝田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: JP4150321B2; DE102004049172A1; US6973379B2; DE102004049172B4; US20050080536A1

Abstract

【課題】ベルト式の無段変速機を制御するための無段変速機制御装置において、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダを適正な力で駆動し、所要動力を軽減する。
【解決手段】ベルトを介して伝達される理論トルクＴｉを演算し、該理論トルクにＴｉに余裕トルクＫ１を加算して第１保証トルクＴ１を演算する。ステップＳ１０１において、理論トルクＴｉに安全率Ｋ２を乗算して第２保証トルクＴ２を求める。該第２保証トルクＴ２が下限値Ｔａより大きくなるように設定する（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）。第１保証トルクＴ１及び第２保証トルクＴ２のうちいずれか小さい方をバッファ変数Ｔｘに代入し、該バッファ変数Ｔｘを介して押圧力計算基準トルクＴ０を設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両におけるエンジンの出力軸回転数を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機を制御するための無段変速機制御装置に関する。

車両においてエンジンの出力軸回転数を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機が開発・実用化されている。無段変速機を用いることにより、滑らかな変速を実現するとともに運転状況に応じた適切なエンジン回転数を選択することが可能となり、低燃費化を図ることができる。

無段変速機としては、ドライブプーリとドリブンプーリとの間にベルトを巻き掛けて駆動するベルト式無段変速機が挙げられる。該ベルト式無段変速機では、ドライブプーリ及びドリブンプーリにそれぞれプーリ幅設定用のシリンダが設けられており、該シリンダの作用によってドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるベルトが巻き付けられる径をそれぞれ変更し、変速比を設定している。

これらのシリンダはプーリ幅を設定するとともに、ベルトのスリップを防止するために適度な力でベルトを押圧して挟み込む必要があるため、無段変速機において伝達されるトルクを演算し、該トルクの値に基づいて適度な力でベルトを押圧することができるようにシリンダを駆動する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、例えば、無段変速機において伝達されるトルクが負の場合であってもシリンダを適正な圧力で駆動することができて好適である。

特開平６−２８８４８８号公報

ところで、前記シリンダに供給される油圧の値が高すぎる場合、油圧を発生させるためのポンプの駆動動力が大きくなり、動力のロスが発生して燃費が低下することとなる。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ベルト式の無段変速機を制御するための無段変速機制御装置において、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダをより適正な力で駆動し、所要動力を軽減することを可能にする無段変速機制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無段変速機制御装置は、車両におけるエンジンの出力軸につながり、プーリ幅設定用のドライブ側シリンダを備えるドライブプーリと、前記ドライブプーリに対してベルトを介して駆動され、プーリ幅設定用のドリブン側シリンダを備え、車輪軸を駆動するドリブンプーリを有し、前記出力軸の回転数を無段階に変速して前記車輪軸に伝達する無段変速機を制御するための無段変速機制御装置において、前記ベルトを介して伝達される理論トルクを演算するトルク演算手段と、前記演算された理論トルクから通常運転状態と低負荷状態時とで異なる保証トルクを演算する保証トルク演算手段と、前記保証トルクにより前記ドライブ側シリンダ及び前記ドリブン側シリンダに加えられる作動液圧を設定する作動液圧設定手段と、を有することを特徴とする（請求項１記載の発明）。

このように、通常運転状態と低負荷状態時とで異なる保証トルクを演算することにより、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダをより適正な力で駆動し、所要動力を軽減することができる。これによって、車両の燃費を向上させるとともにドライブプーリ及びドリブンプーリに巻かれたベルトの高寿命化を図ることができる。

この場合、保証トルク演算手段は、前記演算された理論トルクに第１の定数を加算して第１保証トルクを演算する第１演算手段と、前記演算された理論トルクに第２の定数を乗算して第２保証トルクを演算する第２演算手段と、前記低負荷状態時に、前記第１保証トルクと前記第２保証トルクのうちいずれか一方の小さい方を、選択する保証トルク選択手段と、を有し、前記作動液圧設定手段は、選択する保証トルク選択手段によって選択された押圧力計算基準トルクにより前記作動液圧を設定するとよい（請求項２記載の発明）。

このように、低負荷時には、第１保証トルクと前記第２保証トルクのうちいずれか一方の小さい方を選択することにより、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダをより適正な力で駆動し、所要動力を軽減することができる。

前記所定の低負荷状態は、所定条件によって判定される安定走行状態としてもよい（請求項３記載の発明）。

また、前記エンジンと前記無段変速機との間にトルクコンバータが設けられ、前記所定の低負荷状態は、走行用のクラッチが接続されている状態で、かつブレーキペダルがかけられ、前記トルクコンバータに滑りを発生させながら前記車両が停止している状態としてもよい（請求項４記載の発明）。

さらに、前記保証トルク選択手段によって前記押圧力計算基準トルクが変化する際、前記ドライブ側シリンダ及び前記ドリブン側シリンダに加えられる作動液圧を緩やかに変化させると、ショックの発生を防止できる（請求項５記載の発明）。

本発明に係る無段変速機制御装置によれば、ドライブプーリとドリブンプーリとの間にベルトが巻かれた、いわゆるベルト式の無段変速機を制御するための無段変速機制御装置において、通常運転状態と低負荷状態時とで異なる保証トルクを演算する。このようにすることにより、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダをより適正な力で駆動し、所要動力を軽減することができる。これにより、車両の燃費を向上させるとともにドライブプーリ及びドリブンプーリに巻かれたベルトの高寿命化を図ることができる。

また、低負荷時には、理論トルクに第１の定数を加算した第１保証トルクと、理論トルクに第２の定数を乗算した第２保証トルクのうちいずれか一方の小さい方を選択するとよい。これにより、ドライブプーリ及びドリブンプーリにおけるプーリ幅設定用のシリンダをさらに適正な力で駆動することができる。

以下、本発明に係る無段変速機制御装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る無段変速機制御装置１０は、車両におけるエンジン１２の出力軸１２ａの回転数を無段階に変速して車輪軸１４に伝達する無段変速機（以下、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）という）１６を制御するためのものである。無段変速機制御装置１０は、エンジン１２を制御するとともに車両の運転者の指示に従ってオートクルーズを行うためのメインコントローラ２０と、ＣＶＴ１６の変速比を制御するＣＶＴ制御部（作動液圧設定手段）２２と、該ＣＶＴ制御部２２の作用下にＣＶＴ１６の作動油室５０及び５２に作動油を供給する制御弁５６及び５８と、メインコントローラ２０及びＣＶＴ制御部２２に接続される各種のセンサ（後述する）とを有する。

先ず、図１を参照しながらＣＶＴ１６及び該ＣＶＴ１６が搭載される車両の駆動機構について説明する。

エンジン１２に接続された吸気管２６にはスロットルバルブ２８が配置され、該スロットルバルブ２８は、運転席のアクセルペダル（図示せず）の操作に連動し、メインコントローラ２０及びバキュームバルブ３０の制御下に開閉する。

エンジン１２の出力軸１２ａはトルクコンバータ３２に接続されている。該トルクコンバータ３２において、出力軸１２ａに接続されたトルコンカバー３２ａはポンプインペラ３２ｂを回転させるとともに、内部に充填されたオイルを介してタービンインペラ３２ｃをトルコン軸３４に対して回転させる。また、このときステータ３２ｄの作用によって伝達トルクを増大させることができる。さらに、トルクコンバータ３２においては、ロックアップクラッチ３２ｅによってトルコンカバー３２ａとトルコン軸３４とを係合して出力軸１２ａの回転を直接的にトルコン軸３４に伝達することができる。

トルコン軸３４は、ＣＶＴ１６の遊星歯車式前後進切換機構３６に接続されている。遊星歯車式前後進切換機構３６はトルコン軸３４と一体的に接続されている入力回転部３６ａと、該入力回転部３６ａとＣＶＴ１６のインプットシャフト３８とを接続する前進クラッチ３６ｂと、入力回転部３６ａと一体的に構成されたリングギア３６ｃとを有する。また、遊星歯車式前後進切換機構３６は、インプットシャフト３８に設けられたサンギア３６ｄ及びリングギア３６ｃに噛合する複数のプラネタリギア３６ｅと、該プラネタリギア３６ｅを回転支持するキャリア３６ｆと、該キャリア３６ｆの外周部をハウジングに対して係合する後進クラッチ３６ｇとを有する。

遊星歯車式前後進切換機構３６においては、前進クラッチ３６ｂによって入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを係合することによって入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを同方向へ一体的に回転させることができる。また、前進クラッチ３６ｂを解放するとともに後進クラッチ３６ｇによってキャリア３６ｆとハウジングとを係合するとキャリア３６ｆが固定され、インプットシャフト３８をプラネタリギア３６ｅを介して駆動させることができる。この場合、インプットシャフト３８は入力回転部３６ａの回転に対して逆方向に回転し、車両を後進させることができる。

ＣＶＴ１６は、遊星歯車式前後進切換機構３６と、インプットシャフト３８に支持されたドライブプーリ４０と、該ドライブプーリ４０の回転に対して金属ベルト４２を介して従動的に回転するドリブンプーリ４４と、該ドリブンプーリ４４の回転を中間軸４６に伝達するアウトプットシャフト４８とを有する。金属ベルト４２は、例えば、２条のストラップに多数の押し駒を装着して構成されている。

ドライブプーリ４０は、インプットシャフト３８に固定された固定側プーリ半体４０ａと、作動油室５０に作用する油圧によりインプットシャフト３８の軸方向に摺動可能な可動側プーリ半体４０ｂとからなり、可動側プーリ半体４０ｂの摺動位置によってドライブプーリ４０の溝４０ｃの溝幅（つまり、プーリ幅）を変更可能である。可動側プーリ半体４０ｂは、作動油室５０を構成するシリンダ（ドライブ側シリンダ）５１によって摺動される。

同様に、ドリブンプーリ４４は、アウトプットシャフト４８に固定された固定側プーリ半体４４ａと、作動油室５２に作用する油圧によりアウトプットシャフト４８の軸方向に摺動可能な可動側プーリ半体４４ｂとからなり、可動側プーリ半体４４ｂの摺動位置によってドリブンプーリ４４の溝４４ｃの溝幅（つまり、プーリ幅）を変更可能である。可動側プーリ半体４４ｂは、作動油室５２を構成するシリンダ（ドリブン側シリンダ）５３によって摺動される。

作動油室５０に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５６及びインプットシャフト３８の軸心部を通る油路３８ａを介して供給され、同様に、作動油室５２に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５８及びアウトプットシャフト４８の軸心部を通る油路４８ａを介して供給される。ポンプ５４は、図示しない動力伝達手段（例えば、チェーン・スプロケット機構）を介してエンジン１２により駆動される。従って、ポンプ５４の仕事量が大きいときには、その分、エンジン１２の所要動力も大きくなり、燃料をより多く消費することとなる。

制御弁５６及び５８は、ＣＶＴ制御部２２の制御下に作用し、作動油室５０及び５２の圧力を変化させることができる。これにより、可動側プーリ半体４０ｂ及び４４ｂを連動して軸方向に摺動させ、溝４０ｃ及び４４ｃの各幅を連続的に変化させることができる。従って、金属ベルト４２が巻き掛けられる径の比、すなわち変速比を無段階に変化させることができる。

また、作動油室５０の圧力を変化させることによって、固定側プーリ半体４０ａと可動側プーリ半体４０ｂとによる金属ベルト４２の押圧力を調整することができる。同様に、作動油室５２の圧力を変化させることによって、固定側プーリ半体４４ａと可動側プーリ半体４４ｂとによる金属ベルト４２の押圧力を調整することができる。作動油室５０及び５２の圧力を大きく設定することにより、金属ベルト４２のスリップは防止されるが、その分、ポンプ５４の仕事量は増すことになる。

制御弁５６及び５８は、ＣＶＴ制御部２２によって直接的に制御されるものに限らず、所定の操作機器を介してパイロット操作されるものであってもよい。

なお、図１において、ドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４は、インプットシャフト３８及びアウトプットシャフト４８の軸を中心とした上半分が変速比がＯＤ（Over Drive）の状態、各軸を中心とした下半分がローの状態をそれぞれ模式的に示している。

インプットシャフト３８の回転数はＣＶＴ１６によって無段階に変速され、アウトプットシャフト４８に伝達される。該アウトプットシャフト４８の回転数は、中間軸４６によって減速されてディファレンシャルギア６０に伝達される。

ディファレンシャルギア６０は、カーブ走行時において内輪と外輪との回転数差を吸収するための歯車機構６０ａを介して車輪軸１４及び駆動輪６４を駆動し、走行することができる。

メインコントローラ２０には、スロットルバルブ２８の開度であるスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ７０と、スロットルバルブ２８の下流における絶対圧ＰＢを検出する圧力センサ７２とが接続されている。また、メインコントローラ２０には、エンジン１２のクランク角度を検出するクランク角センサ７４と、エンジン水温を検出する水温センサ７６と、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ７８と、トルコン軸３４の回転数を検出する回転数センサ８０と、車速Ｖを検出する車速センサ８２とが接続されている。なお、図示を省略するが、車速センサ８２は、左右の駆動輪６４及び左右の従動輪に対する計４つの車速センサ８２が設けられている。

ＣＶＴ制御部２２には、固定側プーリ半体４０ａの外周部に設けられた歯によってインプットシャフト３８の回転数を検出する回転数センサ８３と、固定側プーリ半体４４ａの外周部に設けられた歯によってアウトプットシャフト４８の回転数を検出する回転数センサ８４と、運転者によって選択されたシフトレンジ（Ｄ、Ｎ、Ｐ等）を示す信号を出力するポジションスイッチ８６とが接続されている。また、ＣＶＴ制御部２２には、スロットル開度センサ７０と、圧力センサ７２、クランク角センサ７４、回転数センサ７８及び８０、車速センサ８２が接続されている。

さらに、図示しないアクセルペダル及びブレーキペダルには、それぞれペダルが踏み込まれているか否かを検出するアクセルペダルスイッチ（又はセンサ）及びブレーキペダルスイッチが設けられており、該アクセルペダルスイッチ及びブレーキペダルスイッチはＣＶＴ制御部２２に接続されている。

メインコントローラ２０とＣＶＴ制御部２２とは通信線８８によって接続されておりデータ等の相互通信が可能である。

図２に示すように、ＣＶＴ制御部２２は主制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、記録部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）１０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０４と、上記の各センサの信号を入力する入力インターフェース（ＩＦ）１０６と、制御弁５６及び５８を駆動するドライバ１０８と、これらの素子の間を接続するバス１１０とを有する。

ＣＰＵ１００はＲＯＭ１０４に記録されたプログラム１１２を読み出し、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０４、入力インターフェース１０６及びドライバ１０８と協働しながら、プログラム１１２の記述内容に基づいて処理を行う。

次に、このように構成される無段変速機制御装置１０の作用について、図３〜図７を参照しながら説明する。

ＣＶＴ制御部２２は、ＣＰＵ１００の制御下においてＲＯＭ１０４に記録された目標エンジン回転数マップ１２０（図３参照）を参照しながら基本的な変速処理を行う。目標エンジン回転数マップ１２０には複数のスロットル開度線１２０ａが記録されており、検出されたスロットル開度ＴＨに応じてスロットル開度線１２０ａの１つが選択され、又はスロットル開度ＴＨに基づいてスロットル開度線１２０ａが補間されて選択される。図３におけるスロットル開度線１２０ａは、上方の線がスロットル開度ＴＨが大きいときに対応し、下方の線が小さいときに対応する。

次に、ＣＶＴ１６の変速比を制御する際に、シリンダ５１及び５３によって金属ベルト４２を押圧する力を決定する手順について図４〜図７を参照しながら詳細に説明する。このうち図４の処理は主としてＣＰＵ１００が行うものであって、所定の微小時間毎に連続的に繰り返し実行し、いわゆるリアルタイム処理を行う。

先ず、図４のステップＳ１において、スロットル開度センサ７０、回転数センサ７８及び車速センサ８２等からその時点におけるスロットル開度ＴＨ、エンジン回転数Ｎｅ及び車速Ｖ等の信号を読み込む。

次に、ステップＳ２において、ＣＶＴ１６において伝達される理論トルクＴｉを算出する。この理論トルクＴｉの算出方法は、例えば、特許文献１に記載されているように、エンジン出力トルク、慣性系イナーシャトルク、エアコン駆動フリクション及びポンプ駆動フリクション等に基づいて算出すればよい。

次に、ステップＳ３（第１演算手段）において、理論トルクＴｉに所定の余裕トルク（第１の定数）Ｋ１を加算して、第１保証トルクＴ１を算出する。

つまり、金属ベルト４２をシリンダ５１及び５３によって押圧する際に、金属ベルト４２と可動側プーリ半体４０ｂ及び４４ｂとを滑らずに回転させるためには、ＣＶＴ１６によって伝達されるトルクに応じてシリンダ５１及び５３を押圧する必要がある。ところが、シリンダ５１及び５３を押圧する力（つまり、作動油室５０及び５２の圧力）を算出するために、ＣＶＴ１６の伝達トルクとして、理論トルクＴｉの値をそのまま用いることはできない。なぜならば、理論トルクＴｉはあくまでも理論値であって、実際には多少のトルク変動や出力のばらつきが発生するからである。

従って、このステップＳ３の処理において、余裕トルクＫ１の加算という処理によって、理論トルクＴｉを保証した第１保証トルクＴ１を算出しておく。

さらに、ステップＳ４において、ブレーキペダルスイッチがオンになっているか否かを確認する。ブレーキペダルスイッチがオンであるとき、すなわちブレーキペダルが踏み込まれているときにはステップＳ１６へ移り、オフであるときにはステップＳ５へ移る。

ステップＳ５においては、路面抵抗値の判断を行う。つまり、４つの車速センサ８２から駆動輪６４及び図示しない従動輪の各回転数を求める。これらの回転数の差が大きいときにはいずれかの車輪がスリップしていることを示し、路面抵抗値が低いと判断できる。また、回転数の差が小さいときには路面抵抗値が高いと判断できる。路面抵抗値が小さいときにはステップＳ１１へ移り、路面抵抗値が大きいときにはステップＳ６へ移る。

ステップＳ６においては、ＣＶＴ１６がマニュアルモードによる制御中であるか否かを確認する。マニュアルモードとは、無段変速が可能なＣＶＴ１６を有段変速機のように作用させるモードであり、エンジン回転数Ｎｅを運転者の望む回転数に上昇又は下降させるようなスポーツ走行に適する。マニュアルモードは、運転者が所定のスイッチを操作することにより選択される。

マニュアルモードであるときにはステップＳ１１へ移り、通常のモードであるときにはステップＳ７へ移る。

ステップＳ７においては、車両が走行している路面が勾配路であるか否かを確認する。すなわち、路面の勾配値を算出し、該勾配値の絶対値が所定閾値以内であるときにはステップＳ８へ移り、所定閾値を超えるときにはステップＳ１１へ移る。

なお、路面の勾配値は、走行抵抗と車輪駆動力とから求めることができ、具体的には、特開２００１−１８２７６０号公報において提案されている方法を用いるとよい。また、適当な近似式等により求めてもよいし、所定の傾斜計等を用いて直接的に検出してもよい。

ステップＳ８においては、トルクコンバータ３２における滑り率、つまりトルコン軸３４の回転数をエンジン回転数Ｎｅで割った値が１．０又はその近傍の値であるか否かを確認する。滑り率が１．０又はその近傍の値であるとき、つまりトルクコンバータ３２における滑りがほとんどない場合にはステップＳ９へ移り、滑り率が大きい値であるときには、ステップＳ１１へ移る。

ステップＳ９においては、スロットル開度ＴＨの値を確認し、スロットル開度ＴＨが略０である場合、すなわちアクセルペダルが解放されている場合にはステップＳ１１へ移り、スロットル開度ＴＨが０でない場合、すなわちアクセルペダルが踏み込まれている場合にはステップＳ１０へ移る。

ステップＳ１０においては、スロットル開度ＴＨが車速Ｖに対応した値となっているか否かを確認する。スロットル開度ＴＨが車速Ｖに対応した値となっている場合には加減速のない略定速走行の状態であると判断可能である。スロットル開度ＴＨが車速Ｖに対応した値となっている場合にはステップＳ１３へ移り、それ以外の場合にはステップＳ１１へ移る。

このようにステップＳ４〜Ｓ１０の処理によって車両が安定走行状態（又はクルーズ走行状態）であるか否かを判断することができる。つまり、ステップＳ４〜Ｓ１０の判断を行うことによって、最終的にステップＳ１３へ移るときには車両は安定走行状態であると判断でき、それ以外の場合でステップＳ１１へ移るときには登坂、加減速時等の非安定走行状態であると判断できる。

なお、安定走行状態の条件として、ステップＳ４〜Ｓ１０以外の条件を加味するようにしてもよい。

ステップＳ１１においては、時間経過を確認するためのタイマカウンタＴＭ１に所定の初期値Ｃ１を代入する。該タイマカウンタＴＭ１は、図示しない所定の割り込みルーチンで定期的に「１」ずつ減算されるものであり、タイマカウンタＴＭ１の値を参照することにより、初期値Ｃ１を代入した時点からの時間経過を認識することができる。このステップＳ１１の処理が実行される度にタイマカウンタＴＭ１に初期値Ｃ１が再代入されることから、その間は割り込みルーチンによる減算があまり進行せず、カウントダウンが行われないこととなる。

ステップＳ１１の処理後ステップＳ１２へ移り、ステップＳ３において求めた第１保証トルクＴ１をバッファ変数Ｔｘに代入する。このステップＳ１２の処理後ステップＳ１５へ移る。バッファ変数Ｔｘは、後述するステップＳ２５において第１保証トルクＴ１及び第２保証トルクＴ２に基づいて押圧力計算基準トルクＴ０を決定するための媒介的な変数である。

一方、ステップＳ１３においては、タイマカウンタＴＭ１の値を確認し、該タイマカウンタＴＭ１が「０」であるか否かを確認する。このように、タイマカウンタＴＭ１の値を確認することにより、ステップＳ１１において最後に初期値Ｃ１を代入した時点からの時間経過を認識可能であり、換言すれば、車両の安定走行状態が所定時間継続していることを確認することができる。タイマカウンタＴＭ１が「０」であって、安定走行状態が所定時間継続していると判断される場合にはステップＳ１４へ移り、それ以外の場合にはステップＳ１２へ移る。

次に、ステップＳ１４（保証トルク選択手段）においてトルク判定処理を行う。このトルク判定処理は所定のサブルーチンとして実行され、その時点におけるＣＶＴ１６の必要な伝達トルクを判定するものである。

さらに、ステップＳ１５において、トルク変化平滑化処理を行う。このトルク変化平滑化処理は所定のサブルーチンとして実行され、ＣＶＴ１６において伝達可能なトルクの値を平滑化し、ショックの発生を防止するものである。

ステップＳ１４におけるトルク判定処理及びステップＳ１５におけるトルク変化平滑化処理については後述する。

一方、ステップＳ１６（ブレーキペダルが踏み込まれているとき）においては、スロットル開度ＴＨの値を確認し、スロットル開度ＴＨが所定の閾値よりも小さい場合、つまりアクセルペダルがほとんど踏み込まれていない場合には、ステップＳ１７へ移り、大きい場合にはステップＳ１９へ移る。

ステップＳ１７においては、トルクコンバータ３２の滑り率が所定の閾値よりも小さい場合、つまり滑りが大きい場合には、ステップＳ１８へ移り、滑り率が閾値より大きい場合にはステップＳ１９へ移る。

ステップＳ１８においては、車両が完全に停止しているか否かを確認する。つまり、車速Ｖが０である場合にはステップＳ１９へ移り、車速Ｖが０でない場合にはステップＳ２０へ移る。

このようにステップＳ１６〜Ｓ１８の処理によって前進クラッチ３６ｂ（図１参照）が係合したままトルクコンバータ３２に滑りが発生し、車両が完全停止している状態、いわゆるインギヤアイドル状態であることを確認可能である。つまり、ステップＳ１６〜Ｓ１８の判断によって最終的にステップＳ２２へ移るときには車両はインギヤアイドル状態であると判断でき、それ以外の場合でステップＳ１９へ移るときには走行時又はニュートラル時等であると判断できる。

なお、インギヤアイドル状態の条件として、ステップＳ１６〜Ｓ１８以外の条件を加味するようにしてもよい。

ステップＳ１９においては、時間経過を確認するためのタイマカウンタＴＭ２に所定の初期値Ｃ２を代入する。該タイマカウンタＴＭ２は、前記タイマカウンタＴＭ１と同様に、図示しない所定の割り込みルーチンで定期的に「１」ずつ減算されるものであり、該タイマカウンタＴＭ２を参照することによって最後に初期値Ｃ２を代入した時点からの経過時間を認識することができる。

ステップＳ１９の処理後ステップＳ２０へ移り、前記ステップＳ１１と同様にタイマカウンタＴＭ１に所定の初期値Ｃ１を代入する。

その後、ステップＳ２１において、ステップＳ１２と同様に第１保証トルクＴ１をバッファ変数Ｔｘ、及び押圧力計算基準トルクＴ０にそれぞれ代入する。

一方、ステップＳ２２においては、タイマカウンタＴＭ２の値を確認し、該タイマカウンタＴＭ１が「０」であるか否かを確認する。このように、タイマカウンタＴＭ２の値を確認することにより、ステップＳ１９において最後に初期値Ｃ２を代入した時点からの時間経過を認識可能であり、換言すれば、車両のインギヤアイドル状態が所定時間継続していることを確認することができる。タイマカウンタＴＭ２が「０」であって、インギヤアイドル状態が所定時間継続していると判断される場合にはステップＳ２３へ移り、それ以外の場合にはステップＳ２０へ移る。

タイマカウンタＴＭ２が「０」であって、インギヤアイドル状態が所定時間継続していると判断される場合にはステップＳ２３へ移り、それ以外の場合にはステップＳ２０へ移る。

ステップＳ２３（保証トルク選択手段）においては、ステップＳ１４と同様のトルク判定処理を行う。さらに、該ステップＳ２３の処理後、ステップＳ２４においてステップＳ１５と同様のトルク変化平滑化処理を行う。

ステップＳ１５、Ｓ２１又はＳ２４の処理後、ステップＳ２５（作動液圧設定手段）においては、押圧力計算基準トルクＴ０に基づいて、金属ベルト４２を押圧するための作動油室５０及び５２における圧力値を求めるとともに、該圧力値を発生させるために制御弁５６及び５８を制御する。

これにより、シリンダ５１及び５３が駆動されて、可動側プーリ半体４０ｂ及び４４ｂが金属ベルト４２を適正な力で押圧することができる。

次に、ステップＳ１４及びＳ２３において実行されるトルク判定処理について図５を参照しながら説明する。

先ず、ステップＳ１０１（第２演算手段）において、ステップＳ２において演算された理論トルクＴｉに所定の安全率（第２の定数）Ｋ２を乗算して第２保証トルクＴ２を演算する。

この第２保証トルクＴ２は、ステップＳ３において算出される第１保証トルクＴ１と同様に、シリンダ５１及び５３を押圧する力（つまり、作動油室５０及び５２の圧力）を算出するために、トルク変動や出力のばらつきを考慮して理論トルクＴｉに代えて用いられるものであり、以下の判断において第１保証トルクＴ１、又は第２保証トルクＴ２が選択される。

次に、ステップＳ１０２において、第２保証トルクＴ２が所定の下限値Ｔａよりも小さいか否かを確認する。第２保証トルクＴ２が下限値Ｔａよりも小さいときにはステップＳ１０３へ移り、大きいときにはステップＳ１０４へ移る。

ステップＳ１０３においては、第２保証トルクＴ２に下限値Ｔａを代入する。

次に、ステップＳ１０４において、第１保証トルクＴ１と第２保証トルクＴ２とを比較する。第１保証トルクＴ１が第２保証トルクＴ２よりも大きいときには、ステップＳ１０５へ移り、第１保証トルクＴ１が第２保証トルクＴ２以下であるときにはステップＳ１０６へ移る。

ステップＳ１０５においてはバッファ変数Ｔｘに第１保証トルクＴ１を代入し、ステップＳ１０６においてはバッファ変数Ｔｘに第２保証トルクＴ２を代入する。

例えば、余裕トルクＫ１及び安全率Ｋ２がそれぞれ、Ｋ１＝５、Ｋ２＝１．５と仮定すると、理論トルクＴｉがＴｉ＝１０であるときに、第１保証トルクＴ１及び第２保証トルクＴ２は、Ｔ１＝Ｔ２＝１５となって一致する。

また、理論トルクＴｉが１０を超えるときには、Ｔ１＞Ｔ２となってステップＳ１０６が実行され、理論トルクＴｉが１０未満であるときには、Ｔ１＜Ｔ２となってステップＳ１０５が実行される。これにより、バッファ変数Ｔｘには、第１保証トルクＴ１又は第２保証トルクＴ２のいずれか小さい方が選択されて代入される。

ステップＳ１０５又はステップＳ１０６の後、図５に示す処理を終了する。

なお、このトルク判定処理はステップＳ１３及びＳ２２において実行されるが、ステップＳ１３から呼び出される場合（安定走行状態）と、ステップＳ２２から呼び出される場合（インギヤアイドル状態）とで、下限値Ｔａを異なる値に設定し、安定走行状態及びインギヤアイドル状態により適するように区別してもよい。

次に、ステップＳ１５及びＳ２４において実行されるトルク変化平滑化処理について図６及び図７を参照しながら説明する。ここで、少なくとも押圧力計算基準トルクＴ０は前回処理時における値が保持されているものとする。

先ず、ステップＳ２０１において、バッファ変数Ｔｘから押圧力計算基準トルクＴ０を減算して偏差εを求める。

次に、ステップＳ２０２において、偏差εが０より小さいか否かを確認し、偏差εが０より小さいとき、つまりマイナス値であるときにはステップＳ２０３へ移り、偏差εが０以上であるときにはステップＳ２０４へ移る。

ステップＳ２０３においては、押圧力計算基準トルクＴ０から微小減算値Δ１を減算することにより該押圧力計算基準トルクＴ０を更新する。これにより、図７に示すように、押圧力計算基準トルクＴ０を段階的に緩やかに下降させることができ、シリンダ５１及び５３にショックを発生させることがない。

ステップＳ２０４においては、偏差εが上昇判断閾値ＤＴＱよりも大きいか否かを確認する。偏差εが上昇判断閾値ＤＴＱよりも小さいときにはステップＳ２０５へ移り、大きいときにはステップＳ２０７へ移る。

上昇判断閾値ＤＴＱは、微小増分値Δ２よりは大きいが比較的小さい値に設定されており、ステップＳ２０７へ移るときには、偏差εが比較的小さく、押圧力計算基準トルクＴ０に対してバッファ変数Ｔｘを直接的に代入してもシリンダ５１及び５３にショックを発生させることのない状態となっている。

ステップＳ２０５においては、スロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨの絶対値がスロットル開度閾値ＤＴＨよりも小さいか否かを確認する。スロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨの絶対値がスロットル開度閾値ＤＴＨよりも小さいときにはステップＳ２０６へ移り、大きいときにはステップＳ２０７へ移る。

ステップＳ２０６においては、押圧力計算基準トルクＴ０から所定の微小増分値Δ２を加算することにより該押圧力計算基準トルクＴ０を更新する。

これにより、図７に示すように、押圧力計算基準トルクＴ０を段階的に緩やかに上昇させることができ、シリンダ５１及び５３にショックを発生させることがない。

ステップＳ２０７においては、押圧力計算基準トルクＴ０にバッファ変数Ｔｘを代入して更新する。これにより、図７の段差Ａに示すように、押圧力計算基準トルクＴ０を即時にバッファ変数Ｔｘの値まで上昇させて、応答性を向上させることができる。また、ステップＳ２０４の判断によってステップＳ２０７が実行されるときには、偏差εが比較的小さくなっていることから、シリンダ５１及び５３にショックが発生することがない。

さらに、ステップＳ２０６の判断によってステップＳ２０７が実行されるときには、スロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨの絶対値が比較的大きいときであり、運転者が明らかに加減速の意思を示していると判断できる。この場合、運転者は多少のショックよりも車両の加減速性能を優先することから、このステップＳ２０７の処理によってシリンダ５１及び５３に多少のショックは発生し得るが、ＣＶＴ１６の応答性を向上させて運転者の意思に沿った処理を実現できる。

上記したように、本実施の形態に係る無段変速機制御装置１０によれば、車両が安定走行状態又はインギヤアイドル状態であるとき、換言すれば低負荷状態であるときには、ＣＶＴ１６の伝達トルクの値として、第１保証トルクＴ１又は第２保証トルクＴ２のいずれか小さい方を選択している。

つまり、上記の例のように、余裕トルクＫ１及び安全率Ｋ２がそれぞれ、Ｋ１＝５、Ｋ２＝１．５と仮定する場合で理論トルクＴｉが１０を超える場合には、第１保証トルクＴ１が選択され、逆に理論トルクＴｉが１０未満である場合には、第２保証トルクＴ２が選択される。その後ステップＳ１５又はＳ２４におけるトルク平滑化処理によって押圧力計算基準トルクＴ０が第１保証トルクＴ１又は第２保証トルクＴ２のうち選択された小さい方に一致するように緩やかに変化する。

ところで、車両走行時の高負荷領域においては、余裕トルクＫ１（具体的には、０以上の値）の余裕があればトルク変動若しくは油圧変動等の不安定要因をカバーすることができ、本実施の形態ではこのように余裕トルクＫ１が設定されている。

また、低負荷（安定負荷）領域においては、トルク変動が小さく、上記の所定の余裕トルクＫ１に相当するトルクより余裕幅が減少しても金属ベルト４２のスリップに対する補償が可能である。この場合、入力トルク変化に対して安全率の変化がリニアに追従する形態が望ましく、安全率Ｋ２（具体的には、１．０以上の値）を乗算することが好適であり、本実施の形態ではこのように安全率Ｋ２が設定されている。

これにより、押圧力計算基準トルクＴ０は不必要に大きい値となることがなく、結果としてシリンダ５１及び５３に適度な力を発生させ、金属ベルト４２を適正な力で押圧することができる。具体的には、車両が安定走行状態又はインギヤアイドル状態の低負荷状態で、しかも理論トルクＴｉが１０未満であるときには、押圧力計算基準トルクＴ０は第２保証トルクＴ２に一致して、金属ベルト４２に対して不必要に大きな力が加わることを防止できる。よって、ポンプ５４の所要動力が低減されてエンジン１２の消費動力も低減し、燃費の向上を図ることができる。また、金属ベルト４２とドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４とのフリクションが低減し、金属ベルト４２の高寿命化を図ることができる。

さらに、第２保証トルクＴ２は、前記ステップＳ１０２及びＳ１０３（図５参照）の処理によって下限値Ｔａより下回ることがないように設定されていることから、第２保証トルクＴ２が極端に小さい値となることはなく、少なくとも金属ベルト４２を押圧するために最小限の力を発生させることができる。

なお、第２保証トルクＴ２が第１保証トルクＴ１よりも小さい場合であっても、ステップＳ４〜Ｓ１０によって判定される安定走行状態、又はステップＳ１６〜Ｓ１８によって判定されるインギヤアイドル状態でないときには、ステップＳ１４又はＳ２３のトルク判定処理は実行されずに代わりにステップＳ１２又はＳ２１の処理が実行される。このステップＳ１２又はＳ２１においては、バッファ変数Ｔｘを介し、又は押圧力計算基準トルクＴ０に対して直接的に第１保証トルクＴ１が代入されることから、金属ベルト４２を確実に押圧して、滑りの発生を防ぐことができる。

本発明に係る無段変速機制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る無段変速機制御装置を備える車両の駆動機構の概略構成図である。ＣＶＴ制御部のブロック図である。目標エンジン回転数マップの内容を示すグラフである。ＣＶＴ制御部の処理内容を示すフローチャートである。トルク判定処理の内容を示すフローチャートである。トルク平滑化処理の内容を示すフローチャートである。トルク平滑化処理によって押圧力計算基準トルクが変化する様子を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…無段変速機制御装置１４…車輪軸
１２…エンジン１６…ＣＶＴ
２０…メインコントローラ２２…ＣＶＴ制御部
３２…トルクコンバータ３４…トルコン軸
３６…遊星歯車式前後進切換機構４０…ドライブプーリ
４２…金属ベルト４４…ドリブンプーリ
４６…中間軸５１、５３…シリンダ
５６、５８…制御弁６４…駆動輪
７０…スロットル開度センサ７８、８０、８４…回転数センサ
８２…車速センサＴ０…押圧力計算基準トルク
Ｔ１…第１保証トルクＴ２…第２保証トルク
ＴＨ…スロットル開度ＴＭ１、ＴＭ２…タイマカウンタ
Ｔａ…下限値Ｔｉ…理論トルク
Ｔｘ…バッファ変数

Claims

車両におけるエンジンの出力軸につながり、プーリ幅設定用のドライブ側シリンダを備えるドライブプーリと、
前記ドライブプーリに対してベルトを介して駆動され、プーリ幅設定用のドリブン側シリンダを備え、車輪軸を駆動するドリブンプーリを有し、
前記出力軸の回転数を無段階に変速して前記車輪軸に伝達する無段変速機を制御するための無段変速機制御装置において、
前記ベルトを介して伝達される理論トルクを演算するトルク演算手段と、
前記演算された理論トルクから通常運転状態と低負荷状態時とで異なる保証トルクを演算する保証トルク演算手段と、
前記保証トルクにより前記ドライブ側シリンダ及び前記ドリブン側シリンダに加えられる作動液圧を設定する作動液圧設定手段と、
を有することを特徴とする無段変速機制御装置。
請求項１記載の無段変速機制御装置において、
保証トルク演算手段は、
前記演算された理論トルクに第１の定数を加算して第１保証トルクを演算する第１演算手段と、
前記演算された理論トルクに第２の定数を乗算して第２保証トルクを演算する第２演算手段と、
前記低負荷状態時に、前記第１保証トルクと前記第２保証トルクのうちいずれか一方の小さい方を、選択する保証トルク選択手段と、
を有し、
前記作動液圧設定手段は、選択する保証トルク選択手段によって選択された押圧力計算基準トルクにより前記作動液圧を設定することを特徴とする無段変速機制御装置。
請求項１記載の無段変速機制御装置において、
前記所定の低負荷状態は、所定条件によって判定される安定走行状態であることを特徴とする無段変速機制御装置。
請求項１記載の無段変速機制御装置において、
前記エンジンと前記無段変速機との間にトルクコンバータが設けられ、
前記所定の低負荷状態は、走行用のクラッチが接続されている状態で、かつブレーキがかけられ、前記トルクコンバータに滑りを発生させながら前記車両が停止している状態であることを特徴とする無段変速機制御装置。
請求項１記載の無段変速機制御装置において、
前記保証トルク選択手段によって前記押圧力計算基準トルクが変化する際、前記ドライブ側シリンダ及び前記ドリブン側シリンダに加えられる作動液圧を緩やかに変化させることを特徴とする無段変速機制御装置。