JP2013127288A - Ｖベルト式無段変速機のベルト挟圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イナーシャトルクが発生する制動時も、プーリによるＶベルトの挟圧力を、ベルトスリップが生じない適切な値に制御し得るようにする。
【解決手段】左端に示すプライマリプーリ入力トルクTpから、中央左寄りブロック内に示す制動力基準イナーシャトルクTin_brを差し引くことで、制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brを、中央右寄りブロック内に示すように求める。上記のTpから、中央左寄りブロック内に示す回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmを差し引くことで、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを、中央右寄りブロック内に示すように求める。中央右寄りブロック内にある制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brおよび回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmのうち、絶対値の大きな方（Tbelt_br）を選択し、これを、右端に示すように最終的なベルト伝達トルクTbeltと定めて、ベルト挟圧力制御に資する。
【選択図】図５

Description

本発明は、Ｖベルト式無段変速機に関し、特に、当該無段変速機のプーリＶ溝を画成するシーブ間でのＶベルトの挟圧力を適切に制御するための装置に係わる。

Ｖベルト式無段変速機は、入力側のプライマリプーリおよび出力側のセカンダリプーリ間にＶベルトを掛け渡して、エンジンやモータなどの動力源からの回転を伝達可能に構成する。
この伝動中に変速を行い得るようにするため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリをそれぞれ、プーリＶ溝を形成する一方の固定シーブに対し他方の可動シーブが個々に軸線方向へストロークし得るように構成する。

変速に当たっては、これらプーリのうち一方のプーリの可動シーブを、対応する固定シーブに対し接近または遠ざかる軸線方向へストローク制御し、他方のプーリの可動シーブを、対応する固定シーブに対し遠ざかる軸線方向または接近する軸線方向へストローク制御することで、両プーリ間のプーリ回転比を目標変速比相当値に向け無段階に変化させ、これにより無段変速を行わせる。

一方でＶベルト式無段変速機は、上記の動力伝達が可能となるよう軸線方向対向シーブ間でのＶベルトの挟圧力を適切に制御する必要がある。
ベルト挟圧力が不足すると、Ｖベルトとプーリ（対向シーブ）との間にスリップを生じて、伝動効率が悪くなったり、Ｖベルトやプーリ（対向シーブ）が接触部において損傷する虞があり、ベルト挟圧力が過大だと、当該過大分の油圧を発生させる必要があって、エネルギー損失を招く。

そこで通常は、ベルト挟圧力が変速機への入力トルクに応じたものとなるよう制御するのが普通である。
しかし、変速機の出力回転を減速させる制動時は、変速機への入力トルクに加えて、この減速によるイナーシャトルクもＶベルトに及ぶため、制動状態によってはＶベルトがベルト挟圧力の不足によってスリップする虞がある。

この問題解決のため従来、例えば特許文献1に記載のように、制動時はベルト挟圧力を一律に増大させ、これによりＶベルトがスリップすることのないようにする技術が提案されている。
しかし、制動時にベルト挟圧力を一律に増大させてベルトスリップの発生を防止するのでは、Ｖベルト式無段変速機の効率が悪化して、ハイブリッド車両のように回生制動との協調により制動を行う車両の場合、エネルギーの回生量を稼ぐことができなくなり、結果としてエネルギー効率の低下、ひいては燃費の悪化を招く。

従って、上記のイナーシャトルクが発生する制動時であっても、ベルト挟圧力は、Ｖベルトの伝達トルクに符合した過不足のないものであることが肝要である。

制動時のベルト挟圧力制御としては、そのほかに特許文献2に記載のごとく、制動時のイナーシャトルクがブレーキユニットと変速機入力軸との間における伝動系の回転イナーシャに変速機回転数の時間変化割合を乗じたものであることから、これら回転イナーシャおよび回転変化に基づきイナーシャトルクを求め、これに応じてベルト挟圧力を通常値から補正する技術も提案されている。

実開平０４−０７４７６７号公報 特開昭６１−１３２４２９号公報

しかし変速機の回転変化は、回転数の前回読み込み値に対する今回読み込み値の変化であって、いわばイナーシャトルクが発生した後、このイナーシャトルクに起因して生ずるものである。

従って、特許文献2による制動時ベルト挟圧力補正技術は、制動操作によりブレーキ液圧が発生し、その後このブレーキ液圧によりイナーシャトルクが発生するに至ってはじめて開始されるもので、制動操作と同時に（イナーシャトルクが発生する前から）開始されるものではない。

このため特許文献2の制動時ベルト挟圧力補正技術では、ベルト挟圧力の補正応答が悪く、特に急制動時において、ベルト挟圧力の補正が間に合わずに、ベルト挟圧力が、実際のＶベルト伝達トルクに対し不足気味となって、Ｖベルトのスリップが発生するという問題を生ずる。

本発明は、制動時は、イナーシャトルクに起因した回転変化に基づくのでなく、イナーシャトルクを発生させる制動操作（制動力）に基づいて（イナーシャトルクの発生前に）ベルト挟圧力の補正が行われるようにすることで、上記ベルト挟圧力制御の応答遅れに関する問題を生ずることのないようにし、これにより制動時もベルト挟圧力を実際のベルト伝達トルクに対し過不足のない適切なものとなし得るようにしたＶベルト式無段変速機のベルト挟圧力制御装置を提供することを目的とする。

この目的のため、本発明によるＶベルト式無段変速機のベルト挟圧力制御装置は、これを以下のごとくに構成する。
先ず、本発明の前提となるＶベルト式無段変速機を説明するに、これは、
プーリ間にＶベルトを掛け渡して動力伝達可能に構成され、該プーリのＶ溝を画成する対向シーブのうち、一方の可動シーブを他方の固定シーブに対し軸線方向へ変位させることで無段変速が可能であり、前記対向シーブ間でのＶベルト挟圧力をＶベルトのベルト伝達トルクに応じ決定するようにしたものである。

本発明のベルト挟圧力制御装置は、かかるＶベルト式無段変速機に対し、以下のような制動力演算手段と、制動力基準ベルト伝達トルク演算手段と、回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段と、ベルト伝達トルク選択手段とを設けた構成に特徴づけられる。

制動力演算手段は、変速機出力回転を減速させる制動力を演算し、
制動力基準ベルト伝達トルク演算手段は、この制動力に基づいて演算した変速機入力軸上のイナーシャトルクおよび変速機入力軸への入力トルクから制動力基準のベルト伝達トルクを演算するものである。

また回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段は、変速機の回転速度変化に基づいて演算した変速機入力軸上のイナーシャトルクおよび変速機入力軸への入力トルクから回転速度基準のベルト伝達トルクを演算するものである。
そしてベルト伝達トルク選択手段は、前記演算された制動力基準ベルト伝達トルクおよび回転速度基準ベルト伝達トルクのうち、絶対値の大きなベルト伝達トルクを選択して前記Ｖベルト挟圧力制御に資するものである。

かかる本発明によるＶベルト式無段変速機のベルト挟圧力制御装置によれば、制動力基準ベルト伝達トルクおよび回転速度基準ベルト伝達トルクのうち、絶対値の大きなベルト伝達トルクに応じＶベルト挟圧力を決定するため、
イナーシャトルクが大きくなる制動時は、回転速度基準ベルト伝達トルクでなくて、制動力基準ベルト伝達トルクがベルト挟圧力の決定に供されることとなり、制動時に回転速度基準ベルト伝達トルクを用いた場合におけるベルト挟圧力制御の応答遅れに関する前記の問題を生ずることがない。
従って制動時も、ベルト挟圧力がベルト伝達トルクに対し過不足のない適切なものとなり、適切な挟圧力でＶベルトのスリップを防止することができる。

他方で、非制動時はイナーシャトルクが発生せず、制動力基準ベルト伝達トルクが小さいため、回転速度基準ベルト伝達トルクがベルト挟圧力の決定に供されることとなる。
このため、走行抵抗が大きくなる登坂路などで、制動操作をしていないのに大きな車両減速度が発生した場合においては、これに伴う回転速度変化に呼応してベルト挟圧力がベルト伝達トルクに対し過不足のない適切なものにされるようになり、適切な挟圧力でＶベルトのスリップを防止することができる。

本発明の一実施例になるベルト挟圧力制御装置を具えたＶベルト式無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御系と共に略示するシステム図である。 図1における変速機コントローラが実行するベルト挟圧力制御の機能別ブロック線図である。 図2におけるベルト伝達トルク算出部の詳細を示す機能別ブロック線図である。 図3の機能別ブロック線図を制御プログラムとして示した、ベルト伝達トルク算出要領のフローチャートである。 図3，4のベルト伝達トルク算出要領を示す機能説明用の棒グラフである。 図1におけるＶベルト式無段変速機の推力比マップを例示する特性線図である。 図1におけるＶベルト式無段変速機の変速線を示す変速パターン図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例の構成＞
図１は、本発明の一実施例になるベルト挟圧力制御装置を具えたＶベルト式無段変速機搭載車（ハイブリッド車両）のパワートレーンを、その制御系と共に略示するもので、1は、Ｖベルト式無段変速機（CVT）を示す。
このＶベルト式無段変速機１はプライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3を、両者のプーリＶ溝が軸直角面内に整列するよう配して具え、これらプーリ2,3のＶ溝に無終端Ｖベルト4を掛け渡して概ね構成する。

プライマリプーリ2に同軸に第1動力源としてのエンジン5を配置し、このエンジン5およびプライマリプーリ2間に、エンジン5の側から順に第1クラッチC1、第2動力源としてのモータ/ジェネレータ6、および第2クラッチCL2を、同軸に配置して介在させる。

モータ/ジェネレータ6は、固定の円環状ステータ6sと、その内部に同心に配置されて回転可能なロータ6rと、該ロータ6rの中心に貫通して固設したロータ軸6hとから成り、電動モータ（電動機）として作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用するものとする。
第1クラッチC1は、モータ/ジェネレータ6（ロータ軸6h）およびエンジン5（エンジンクランクシャフト5a）間を切り離し可能に結合するものとする。
ここで第1クラッチC1は、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

第2クラッチC2は、モータ/ジェネレータ6（ロータ軸6h）およびプライマリプーリ2（プライマリプーリシャフト2s）間を切り離し可能に結合するものとする。
第2クラッチC2も第1クラッチC1と同様、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

セカンダリプーリ3は、中間歯車組7、終減速歯車組8およびディファレンシャルギヤ装置9を順次経て左右駆動車輪（前輪）11に駆動結合する。

上記した図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2を締結する。
この状態でモータ/ジェネレータ6を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ6からの出力回転のみがプライマリプーリ2に達することとなり、Ｖベルト式無段変速機1は当該プライマリプーリ2への回転をＶベルト4によりセカンダリプーリ3に伝達し、セカンダリプーリ3の回転がその後、中間歯車組7、終減速歯車組8およびディファレンシャルギヤ装置9を経て左右駆動車輪（前輪）11に至り、車両をモータ/ジェネレータ6のみによる電気走行（EV）モードで走行させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV)モードが要求される場合、第2クラッチC2を締結したまま、第1クラッチC1をも締結させる。
この状態では、エンジン5からの出力回転およびモータ/ジェネレータ6からの出力回転の双方がプライマリプーリ2に達することとなり、Ｖベルト式無段変速機1は当該プライマリプーリ2への回転をＶベルト4によりセカンダリプーリ3に伝達し、セカンダリプーリ3の回転がその後、中間歯車組7、終減速歯車組8およびディファレンシャルギヤ装置9を経て左右駆動車輪（前輪）11に至り、車両をエンジン5およびモータ/ジェネレータ6の双方によるハイブリッド走行（HEV）モードで走行させることができる。

かかるHEVモード走行中において、エンジン5を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ6を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、
この発電電力をモータ/ジェネレータ6のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

上記の走行中（Ｖベルト式無段変速機1の動力伝達中）にプライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3間におけるプーリ回転比（変速比）を変更可能にするため、プライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3のＶ溝を形成する対向シーブのうち一方を固定シーブ2a,3aとし、他方のシーブ2b,3bを軸線方向へ変位可能な可動シーブとする。

これら可動シーブ2b,3bの背面にはそれぞれ油圧シリンダ2c,3cを設け、これら油圧シリンダ2c,3cに、後述のごとく指令されるプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Psを供給することにより、対応するプーリ推力で可動シーブ2b,3bを固定シーブ2a,3aに向かう軸線方向に附勢する。
これによりＶベルト4を対向シーブ2a,2b間および3a,3b間に挟圧して、プライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3間での前記動力伝達を可能にする。

そして、指令するプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Psの変更によりプライマリプーリ2の可動シーブ2bを固定シーブ2aに対し接近させてプーリＶ溝幅を狭くすると同時に、セカンダリプーリ3の可動シーブ3bを固定シーブ3aから遠ざけてプーリＶ溝幅を広くするにつれ、
無終端Ｖベルト4は、プライマリプーリ2に対する巻き掛け径を増大されると共に、セカンダリプーリ3に対する巻き掛け径を小さくされ、無段変速機1は最ロー変速比選択状態から最ハイ変速比選択状態に向け無段変速下にアップシフト可能である。

指令するプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Psの逆方向への変更により、プライマリプーリ2の可動シーブ2bを固定シーブ2aから遠ざけてプーリＶ溝幅を広くすると同時に、セカンダリプーリ3の可動シーブ3bを固定シーブ3aに対し接近させてプーリＶ溝幅を狭くするにつれ、
無終端Ｖベルト4は、プライマリプーリ2に対する巻き掛け径を小さくされると共に、セカンダリプーリ3に対する巻き掛け径を増大され、無段変速機1は最ハイ変速比選択状態から最ロー変速比選択状態に向け無段変速下にダウンシフト可能である。
なお変速比ipは、プライマリプーリ回転数Npをセカンダリプーリ回転数Nsにより除算した値（ip＝Np/ Ns）で、ロー側変速比ほど大きな値となる。

エンジン5は、エンジンコントローラ21により通常通りに制御され、モータ/ジェネレータ6は、第1クラッチC1および第2クラッチC2と共に、ハイブリッドコントローラ22により前記したモード選択と所定のモータ駆動力調整が行われるよう制御されるものとする。
またＶベルト式無段変速機1は、変速機コントローラ23から指令されるプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Psによりコントロールバルブボディー24を介して、上記の変速が行われるよう、そして本発明が狙いとする後述のベルト挟圧力調整が行われるよう制御されるものとする。

これらコントローラ21〜23間で相互に内部情報をやり取りし合うほか、
エンジン5の要求負荷であるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ25からの情報、運転者が操作するＶベルト式無段変速機1のセレクトレバー位置（P,R,N,Dレンジ）を検出するインヒビタスイッチ26からの情報、プライマリプーリ2の回転数Npを検出するプライマリ回転センサ27からの情報、セカンダリプーリ3の回転数Nsを検出するセカンダリ回転センサ28からの情報、およびＶベルト式無段変速機1の作動油温Tempを検出する油温センサ29からの情報をもやり取りし合うものとする。

なおコントロールバルブボディー24は、モータ/ジェネレータ6のロータ軸6hにより駆動されるオイルポンプ31からの作動油をライン圧ソレノイド32で調圧して得られたライン圧P_Lを供給され、このライン圧P_Lを元圧としてＶベルト式無段変速機1の変速制御およびベルト挟圧力制御を行うものである。
そのためコントロールバルブボディー24はプライマリプーリ圧ソレノイド24pおよびセカンダリプーリ圧ソレノイド24sを内蔵する。

プライマリプーリ圧ソレノイド24pは、変速機コントローラ23から指令されたプライマリプーリ圧Ppに応動し、ライン圧P_Lを当該プライマリプーリ圧Ppに調圧してプライマリプーリ2の油圧シリンダ2cへ供給する。
セカンダリプーリ圧ソレノイド24sは、変速機コントローラ23から指令されたセカンダリプーリ圧Psに応動し、ライン圧P_Lを当該セカンダリプーリ圧Psに調圧してセカンダリプーリ3の油圧シリンダ3cへ供給する。

図1におけるハイブリッド車両は更に、ブレーキペダル41、ブレーキ液圧ブースタ42、マスターシリンダ43およびホイールシリンダ44からなる液圧ブレーキ装置を具え、このブレーキ装置により車輪11を制動して車両の減速および停車が可能なものである。

また図1におけるハイブリッド車両は、VDCコントローラ45を主たる構成要素とする車両挙動制御装置をも具え、ブレーキペダル41の踏み込みストロークStrokeを検出するストロークセンサ46からの情報、および図示せざるセンサで検出した操舵情報や車輪速情報および車両挙動情報を基に、上記の液圧ブレーキ装置を介した自動的な各輪制動制御による車両挙動制御や、車輪制動スリップ防止用のアンチスキッド制御（ABS制御）を遂行されるものとする。

変速機コントローラ23は、VDCコントローラ45から、ブレーキストロークStrokeに関する情報を取得し、後述するベルト挟圧力制御に用いる。

＜変速制御およびベルト挟圧力制御＞
Ｖベルト式無段変速機1の変速制御は、Ｖベルト4のスリップを防止しつつ目標変速比Dip（後で詳述する）を実現するよう、後述のごとくに制御したプライマリプーリ圧Ppと、セカンダリプーリ圧Pｓとにより、両プーリ2,3のＶ溝幅を決定すると共に、プーリシーブ2a,2b間および3a,3b間でのＶベルト4の挟圧力を決定して遂行する。

これらプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Pｓの制御指令を求めるため変速機コントローラ23は、図1につき前述した各種の入力情報を基に図2〜5につき以下に説明する処理を行い、目標とするプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Pｓをそれぞれ図1に示すごとくプーリ圧指令としてコントロールバルブボディー24内における対応するソレノイド24p,24sに供給する。
ソレノイド24p,24sはそれぞれ、これらプーリ圧指令に応動して、目標である上記演算値通りのプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Pｓを油圧シリンダ2c,3cに向かわせ、これらを基にＶベルト式無段変速機1が所定の伝動作用および変速制御を行う。

図2〜5の処理を説明する前に、先ず、プライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3の推力（固定シーブ2a,3aに向かう方向への可動シーブ2b,3bの押し付け力、つまりベルト挟圧力）について、その設定方法を説明する。
なお以下では、油圧シリンダ2cがプライマリプーリ2に加える推力をプライマリ推力と称することとし、また油圧シリンダ3cがセカンダリプーリ3に加える推力をセカンダリ推力と称することにする。

最初に滑り限界推力について説明するに、プライマリ推力およびセカンダリ推力の少なくとも一方が、Ｖベルト4のベルト伝達トルクに応じた基準推力を下回ると、実質的な滑りが発生し、Ｖベルト4およびプーリ2,3間における摩擦面の損耗による表面状態の悪化でＶベルト4の耐久性が損なわれる虞がある。
そこで、Ｖベルト4およびプーリ2,3間でトルクを伝達するときに、実質的な滑りを発生させないために必要な基準推力を滑り限界推力と称する。
なお、ここで「実質的な滑り」と称するは、Ｖベルト4は正常なトルク伝達中もプライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3に対してそれぞれ極微小な滑りを生じており、滑りが0になることがないからである。
従って、以下「実質的な滑り」は、トルク伝達に支障を来すようなＶベルト4の滑りを意味するものとする。

プライマリプーリ2およびＶベルト4間と、セカンダリプーリ3とＶベルト4との間の双方で滑りが発生しないようにするためには、プライマリ推力およびセカンダリ推力をともに滑り限界推力よりも大きくする必要がある。

次いでバランス推力について説明するに、バランス推力とは、目標変速比Dipを実現するためのプライマリ推力およびセカンダリ推力間の推力比を満たすプライマリプーリ2およびセカンダリプーリ3の推力である。
なお推力比とは、プライマリ推力Fpとセカンダリ推力Fsとの比(Fp／Fs)である。

プライマリプーリ2への入力トルクTpがゼロ、すなわちエンジン無負荷状態では、プライマリ推力Fpとセカンダリ推力Fsとを同等にすると変速比ip（プーリ回転比）は、ip＝１となる。
プライマリ推力Fpをセカンダリ推力Fsよりも小さくすると、変速比ipはロー側の変速比になり、プライマリ推力Fpをセカンダリ推力Fsよりも大きくすると、変速比ipはハイ側の変速比になる。

プライマリプーリ2への入力トルクTpが正、すなわちＶベルト4にエンジン負荷がかかる状態では、プライマリプーリ側のベルト入口の張力が、ベルト出口の張力より大きいことに基因して、プライマリ巻き付き半径が小さくなろうとする。
そのためプライマリ入力トルクTpが正であるときは、エンジン無負荷状態のときよりも、より大きなプライマリ推力が必要である。
したがって、目標変速比Dipを実現するために、プライマリ推力Fpおよびセカンダリ推力Fsは、それぞれ目標変速比DipやＶベルト4にかかる負荷の状態により定まる推力比Fp/Fsを実現するようなバランス推力とする必要がある。

セカンダリ推力Fsおよびプライマリ推力Fpは、Ｖベルト4の滑りを起こさず、かつ目標変速比Dipを実現するために、それぞれが滑り限界推力よりも大きく、かつバランス推力となるように設定する必要がある。

ここで、滑り限界推力Fmin (滑り限界セカンダリ推力Fs_minおよび滑り限界プライマリ推力Fp_min)は、一般的に次式(１)で表される。
Fmin＝Fs_min＝Fp_min＝|Tp|cosα/2μRp ・・・(1)
ただし、α：プーリシーブ角
μ：Ｖベルトおよびプーリ間の摩擦係数
Rp：プライマリプーリへのベルト巻き付き半径

また滑り限界セカンダリ推力Fs_minは、次式(2)によっても表すことができる。
Fs_min＝|Ts|cosα/2μRs ・・・(2)
ただし、Ts：セカンダリプーリへの入力トルク
Rs：セカンダリプーリへのベルト巻き付き半径

通常、変速比ipと、プライマリプーリ入力トルクTpと、セカンダリプーリ入力トルクTsとの間には、次式(3)の関係式が成り立つ。
Ts＝Tp×ip ・・・(3)

また、変速比ipと、プライマリプーリ2へのＶベルト4の巻き付き半径Rpと、セカンダリプーリ3へのＶベルト4の巻き付き半径Rsとの間には、次式(4)の関係式が成り立つ。
Rs＝Rp×ip ・・・(4)

以上の関係から、式(1)と式(2)とは同等であり、セカンダリ滑り限界推力Fs_minとプライマリ滑り限界推力Fp_minとは、同じとすることができる。
部品の製造誤差などがあっても確実にＶベルト4の滑りを回避するには、滑り限界推力を式(1)で得られる値よりも少し大きな値にするのが望ましい。

バランスセカンダリ推力Fsおよびバランスプライマリ推力Fpは、一般に、図6に示した推力比マップから求まる。
この図6において横軸は、Ｖベルト4の伝達トルク容量(Tbelt_max)に対するプライマリプーリ入力トルクTpの割合で表される入力トルク比(Tp/ Tbelt_max)を目盛ったものである。

ここでベルト伝達トルク容量(Tbelt_max)とは、Ｖベルト4が滑ることなくプライマリプーリ2からセカンダリプーリ4へ伝達可能な最大トルクのことを言い、換言すれば、ベルト伝達トルク容量は、式(1)から逆算される実際のセカンダリ推力Fsおよびプライマリ推力Fpのうち、低いほうを滑り限界推力としたときに、プライマリプーリ2へ入力されるトルク(実際のセカンダリ推力・プライマリ推力に対してＶベルトの滑りを起こさない最大のプライマリプーリへの入力トルク)である。

図6における縦軸は、目標変速比Dipごとのバランスセカンダリ推力Fsに対するバランスプライマリ推力Fpの割合、すなわち推力比(Fp／Fs)を目盛ったものである。

以上からＶベルト4の滑りを防止したうえで目標変速比Dipを実現するには、推力比(Fp／Fs)が１以上の領域では、セカンダリ推力Fsを少なくとも滑り限界推力Fminに設定するとともに、かかるセカンダリ推力Fsのもとでバランス推力になるようにプライマリ推力Fpを設定する必要がある。
一方、推力比(Fp／Fs)が1未満の領域では、プライマリ推力Fpを少なくとも滑り限界推力Fminに設定するとともに、かかるプライマリ推力Fpのもとでバランス推力になるようにセカンダリ推力Fsを設定する必要がある。

従って、まずセカンダリ推力Fsおよびプライマリ推力Fpの両方を滑り限界推力Fminよりも大きくする。
そして、プライマリ推力Fpとセカンダリ推力Fsとの比が、図6から求めた上記の推力比(Fp／Fs)となるのに必要な不足分の推力を、一方のプライマリ推力FpまたはFsに足し込んで増大させる。
このようにプライマリ推力を設定するが、かかる設定によれば、セカンダリ推力Fsおよびプライマリ推力Fpの両方が、滑り限界推力Fminを下回ることのないバランス推力となり得る。

上記した論理に基づき図1の変速コントローラ23は、図2の機能別ブロック線図で示す処理を行って、プライマリ推力Fpおよびセカンダリ推力Fsをそれぞれ決定し、これらプーリ推力Fp,Fsを発生させるためのプライマリプーリ圧Ppおよびセカンダリプーリ圧Pｓを求めて、これらプーリ圧Pp, Pｓを図1に示すごとくプーリ圧指令としてソレノイド24p,24sに供給する。

ベルト伝達トルク算出部B1においては、Ｖベルト式無段変速機1に向かうエンジントルクTengおよびモータ/ジェネレータトルクTm（これらトルクTeng,Tmはエンジンコントローラ21およびハイブリッドコントローラ22からの情報）の和値である変速機入力トルクTin、ブレーキペダル踏み込みストロークStroke、算出部B9で求めた実変速比ip（＝Np/Ns）、プライマリプーリ回転数Npを基に、Ｖベルト4が現在伝達しているベルトトルクTbeltを、図3の機能別ブロック線図、および図4のフローチャートに示す要領で、図5に示すごとくに求める。

図3の制動力算出部B1-1では、ブレーキペダル踏み込みストロークStrokeを基にマップ検索などにより制動力Tbrを算出する。
従って制動力算出部B1-1は、本発明における制動力演算手段に相当する。

制動力基準イナーシャトルク算出部B1-2では、上記のように算出した制動力Tbrから、制動に伴って発生するイナーシャトルクを求め、この制動力Tbrに基づいて求めたイナーシャトルクと、実変速比ipとから、制動に伴ってプライマリプーリシャフト上に発生するイナーシャトルクTin_brを算出する。
このようにして求めたイナーシャトルクTin_brは、制動力Tbrに基づいて求めたものであることから、これを本明細書では、同じ制動に伴って発生したものであっても、特に制動力基準イナーシャトルクTin_brと呼称して、後記の回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmと区別する。

回転速度基準イナーシャトルク算出部B1-3では、プライマリプーリ回転数Npを読み込み、その前回読み込み値に対する今回読み込み値の差値、つまりプライマリプーリ回転数Npの時間変化割合(d/dt) Npから、制動に伴ってプライマリプーリシャフト上に発生するイナーシャトルクTin_rpmを算出する。
この演算に当たっては、制動されるブレーキディスクなどの回転メンバからプライマリプーリシャフトに至る伝動系の回転イナーシャをJとすると、Tin_rpm ＝J×(d/dt) Npにより回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmを算出することができる。
ところで当該イナーシャトルクTin_rpmは、プライマリプーリ回転数Npの時間変化割合(d/dt) Npに基づいて求めたものであることから、これを本明細書では、同じ制動に伴って発生したものであっても、特に回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmと呼称して、上記の制動力基準イナーシャトルクTin_brと区別する。

プライマリプーリ入力トルク算出部B1-4は、第2クラッチC2を経てプライマリプーリ2に入力されるプライマリプーリ入力トルクTpを算出するもので、このプライマリプーリ入力トルクTpは、エンジントルクTengとモータ/ジェネレータトルクTmとの和値である変速機入力トルクTinと同値である。

制動力基準ベルト伝達トルク算出部B1-5では、算出部B1-2からの制動力基準イナーシャトルクTin_brと、算出部B1-4で求めた第2クラッチC2からのプライマリプーリ入力トルクTpとに基づき、Ｖベルト4が伝達している制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brを、Tbelt_br＝Tp−Tin_brの演算により求める。
従って算出部B1-2,B1-4,B1-5は、本発明における制動力基準ベルト伝達トルク演算手段に相当する。

回転速度基準ベルト伝達トルク算出部B1-6では、算出部B1-3からの回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmと、算出部B1-4で求めた第2クラッチC2からのプライマリプーリ入力トルクTpとに基づき、Ｖベルト4が伝達している回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを、Tbelt_rpm＝Tp−Tin_rpmの演算により求める。
従って算出部B1-3,B1-4,B1-6は、本発明における回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段に相当する。

ベルト伝達トルク選択部B1-7では、算出部B1-5,B1-6からの制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brおよび回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmのうち、絶対値の大きい方を選択して最終的なベルト伝達トルクTbeltと定め、これを図2での後述するプーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に資する。
従って選択部B1-7は、本発明におけるベルト伝達トルク選択手段に相当する。

図3の機能別ブロック線図を制御プログラムにより表すと、図4のごときものとなる。
図4のフローチャートを以下に説明するに、先ずステップＳ11において、ブレーキペダル踏み込みストロークStrokeがブレーキペダルの踏み込みを示しているか否かにより制動中か否かを判定する。

制動中であれば、ステップＳ12において、ブレーキペダル踏み込みストロークStrokeを基にマップ検索などにより制動力Tbrを算出する。
従ってステップＳ12は、本発明における制動力演算手段に相当する。
ステップＳ13においては、ステップＳ12で求めた制動力Tbrと、実変速比ipとから、プライマリプーリシャフト上の制動力基準イナーシャトルクTin_brを算出する。

ステップＳ14において、エンジントルクTengおよびモータ/ジェネレータトルクTmを基に、第2クラッチC2からのプライマリプーリ入力トルクTp（＝Teng＋Tm）を算出し、
ステップＳ15においては、ステップＳ13で求めた制動力基準イナーシャトルクTin_brと、ステップＳ14で求めたプライマリプーリ入力トルクTpとに基づき、制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_br（Tbelt_br＝Tp−Tin_br）を演算する。
従ってステップＳ15は、本発明における制動力基準ベルト伝達トルク演算手段に相当する。

ステップＳ16においては、プライマリプーリ回転数Npの時間変化割合(d/dt) Npと、前記した回転イナーシャJとから、プライマリプーリシャフト上の回転速度基準イナーシャトルクTin_rpm をTin_rpm ＝J×(d/dt) Npの演算によりを算出し、
ステップＳ17においては、回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmと、プライマリプーリ入力トルクTpとに基づき、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを、Tbelt_rpm＝Tp−Tin_rpmの演算により求める。
従ってステップＳ17は、本発明における回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段に相当する。

ステップＳ18においては、ステップＳ15で求めた制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brの絶対値と、ステップＳ17で求めた回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmの絶対値とを大小比較する。

|Tbelt_br|≧|Tbelt_rpm|であればステップＳ19において、絶対値が大きい方の制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brを選択し、これを最終的なベルト伝達トルクTbeltと定めて、図2での後述するプーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に資する。
逆に|Tbelt_br|<|Tbelt_rpm|であればステップＳ20において、絶対値が大きい方の回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを選択し、これを最終的なベルト伝達トルクTbeltと定めて、図2での後述するプーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に資する。
従ってステップＳ18〜ステップＳ20は、本発明におけるベルト伝達トルク選択手段に相当する。

ステップＳ11において、制動中でないと判定する場合は、制御をステップＳ20に進め、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmをベルト伝達トルクTbeltと定めて、図2でのプーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に資する。

図3，4につき上述した最終的なベルト伝達トルクTbeltの決定要領を以下、図5の棒グラフにより要約して説明する。

図5の左端に示すプライマリプーリ入力トルクTpから、中央左寄りブロック内に示す制動力基準イナーシャトルクTin_brを差し引くことで、制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_br（＝Tp−Tin_br）が、中央右寄りブロック内に示すように求められる。

図5の左端に示すプライマリプーリ入力トルクTpから、中央左寄りブロック内に示す回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmを差し引くことで、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpm（＝Tp−Tin_rpm）が、中央右寄りブロック内に示すように求められる。

中央右寄りブロック内にある制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brおよび回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを絶対値比較して、絶対値の大きな方（図5では制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_br）を選択し、これを、図5の右端に示すように最終的なベルト伝達トルクTbeltと定めて、図2での後述するプーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に資する。

図2のベルト伝達トルク算出部B1で、図3〜5につき上述のごとくに求めた最終的なベルト伝達トルクTbeltは、以下のようにして図2で、プーリ推力Fs,Fp（プーリ圧Ps,Pp）の決定に用いられる。
つまり当該ベルト伝達トルクTbeltは、算出部B9からの実変速比ip（＝Np/Ns）と共に、滑り限界推力算出部B2に供給される。
この滑り限界推力算出部B2では、式(１)におけるTpをベルト伝達トルクTbeltに置き換えた式に基づいて、ベルト伝達トルクTbeltと、プライマリプーリ2へのベルト巻き付き半径Rp（実変速比ipから演算する）と、Ｖベルト・プーリ間摩擦係数μと、プーリシーブ角αとから、前記した滑り限界推力Fminを算出する。
なお滑り限界推力Fminは、Ｖベルト4の滑りを確実に防止するために、上記の算出結果にマージンを加算して、これよりも少し大きな値にするのがよい。

Ｖベルト伝達トルク容量算出部B3では、式(１)におけるTpをベルト伝達トルクTbeltに置き換えた式の逆算により、滑り限界推力Fminと、プライマリプーリ2へのベルト巻き付き半径Rp（実変速比ipから演算）と、Ｖベルト・プーリ間摩擦係数μと、プーリシーブ角αとから、図7につき前述したＶベルト伝達トルク容量Tbelt_maxを算出する。

目標プライマリプーリ回転数算出部B4では、図7に実線で例示する変速線図を基に、アクセル開度APOおよびセカンダリプーリ回転数Ns(車速VSP)から、運転状態に好適な目標入力（プライマリプーリ）回転数DNpを求める。

目標変速比設定部B5では、算出部B4からの目標プライマリプーリ回転数DNpを、セカンダリプーリ回転数Nsで除算することにより、目標プライマリプーリ回転数DNpを実現するための目標変速比Dip（＝DNｐ/Ns）を求める。

推力比算出部B6では、図6に示す推力比マップの横軸におけるプライマリプーリ入力トルクTpをベルト伝達トルクTbeltと読み替えた推力比マップを基に、目標変速比Dipと、ベルト伝達トルクTbeltと、Ｖベルト伝達トルク容量Tbelt_maxから、目標変速比Dipを達成するためのバランスセカンダリ推力Fsに対するバランスプライマリ推力Fpの推力比(Fp／Fs)をマップ検索により求める。

セカンダリバランス推力算出部B7は、Ｖベルト4の滑りを防止したうえで目標変速比Dipを実現するためのセカンダリバランス推力Fsを求めるもので、推力比（Fp／Fs）が１以上の場合はセカンダリバランス推力Fsに滑り限界推力Fminを設定し、推力比（Fp／Fs）が１未満の場合は、セカンダリバランス推力FsにFmin/（Fp／Fs）を設定して出力する。

プライマリバランス推力算出部B8は、Ｖベルト4の滑りを防止したうえで目標変速比Dipを実現するためのプライマリバランス推力Fpを求めるもので、推力比（Fp／Fs）が１以上の場合は、プライマリバランス推力FpにFmin/（Fp／Fs）を設定し、推力比（Fp／Fs）が１未満の場合は、プライマリバランス推力Fpに滑り限界推力Fminを設定して出力する。

セカンダリプーリ圧換算部B10では、算出部B7で求めたセカンダリバランス推力Fsを発生させるための目標セカンダリプーリ圧Psを、遠心圧による影響が排除されるようなマップ検索などにより求め、
プライマリプーリ圧換算部B11では、算出部B8で求めたプライマリバランス推力Fpを発生させるための目標プライマリプーリ圧Ppを、遠心圧による影響が排除されるようなマップ検索などにより求める。

図1のソレノイド24s,24pはそれぞれ、変速機コントローラ23から当該目標セカンダリプーリ圧Psおよび目標プライマリプーリ圧Ppに関するプーリ圧指令を受けてデューティー駆動され、セカンダリプーリ3の油圧シリンダ3cおよびプライマリプーリ2の油圧シリンダ2cへのセカンダリプーリ圧およびプライマリプーリ圧をそれぞれ上記の目標値Ps,Ppに調圧する。

かかるセカンダリプーリ圧Psおよびプライマリプーリ圧Ppによりセカンダリプーリ3およびプライマリプーリ2はそれぞれ、Ｖベルト4の滑りを防止したうえで目標変速比Dipを実現するようＶベルト4を、軸線方向対向シーブ2a,2b間および3a,3b間に挟圧することができる。

＜実施例の効果＞
上記した本実施例のベルト挟圧力制御によれば、この制御に資するベルト伝達トルクTbeltに、制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brおよび回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmのうち、絶対値の大きい方のベルト伝達トルクを設定し、これに応じてＶベルト挟圧力を上記ごとくに決定するため、
イナーシャトルクが大きくなる制動時は図5につき前述したように、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmでなくて、制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brがベルト挟圧力の決定に供されることとなる。

ところで制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brは、制動に伴うイナーシャトルクの発生原因である制動力Tbrから求めたものであって、イナーシャトルクの発生後に生起される回転速度変化から求めた回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmのような遅れを持たない。

制動時に回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmを用いてベルト挟圧力制御を行う場合、この回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmが上記の遅れに起因して、図5にΔTbeltで示すような不足を生ずることから、ベルト挟圧力が実際のベルト伝達トルクに対しΔTbelt分だけ不足してＶベルト4のスリップが発生する。
かかるＶベルト4のスリップはＶベルト式無段変速機の効率が悪化するだけでなく、回生制動によるエネルギー回生量が少なくなって燃費の悪化を招く。

しかるに本実施例では制動時に、上記のような遅れを持たない制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brを用いてベルト挟圧力制御を行うことになるため、ベルト挟圧力が実際のベルト伝達トルクに対し、図5にΔTbeltで示す分の不足を生ずることなく、実際のベルト伝達トルクに対応した適切なものとなり、過不足のない適切なベルト挟圧力でＶベルトのスリップを防止することができる。
従って、Ｖベルト4のスリップによるＶベルト式無段変速機の効率悪化を防止し得ると共に、回生制動によるエネルギー回生量がベルトスリップで低下されて燃費が悪化するのを回避することができる。

他方で非制動時は、イナーシャトルクが発生しないことから制動力基準ベルト伝達トルクTbelt_brが小さいため、回転速度基準ベルト伝達トルクTbelt_rpmがベルト挟圧力制御に供されることとなる。
このため、走行抵抗が大きくなる登坂路などで、制動操作をしていないのに大きな車両減速度が発生した場合は、これに伴う回転速度変化に呼応してベルト挟圧力がベルト伝達トルクに対し過不足のない適切なものにされるようになり、この場合も適切な挟圧力でＶベルトのスリップを防止することができる。

＜その他の実施例＞
なお上記実施例では、図3の算出部B1-1で制動力Tbrを求めるに際し、ブレーキペダル踏み込みストロークStrokeを用いたが、この代わりに当該ブレーキ操作により発生したマスターシリンダ液圧や、制動ユニットへのブレーキ液圧を用いてもよいのは言うまでもない。

また、図3の算出部B1-3で回転速度基準イナーシャトルクTin_rpmを求める際し、プライマリプーリ回転数Npの時間変化割合(d/dt)Npを用いたが、制動時のイナーシャトルクによる回転速度変化であれば、どこの回転速度変化を用いてもよい。
ただし、プライマリプーリ回転数Np以外の回転速度変化を用いる場合、最終的にプライマリプーリシャフト上のイナーシャトルクTin_rpmとなるよう適宜に換算する必要があること勿論である。

1 Ｖベルト式無段変速機
2 プライマリプーリ
3 セカンダリプーリ
4 Ｖベルト
5 エンジン
6 モータ/ジェネレータ
7 中間歯車組
8 終減速歯車組
9 ディファレンシャルギヤ装置
11 駆動車輪（前輪）
21 エンジンコントローラ
22 ハイブリッドコントローラ
23 変速機コントローラ
24 コントロールバルブボディー
24p,24s プーリ圧ソレノイド
25 アクセル開度センサ
27 プライマリプーリ回転センサ
28 セカンダリプーリ回転センサ
31 オイルポンプ
32 ライン圧ソレノイド
41 ブレーキペダル
43 マスターシリンダ
44 ホイールシリンダ
45 挙動制御コントローラ
46 ブレーキストロークセンサ
B1 ベルト伝達トルク算出部
B1-1 制動力算出部（制動力演算手段）
B1-2 制動力基準イナーシャトルク算出部（制動力基準ベルト伝達トルク演算手段）
B1-3 回転速度基準イナーシャトルク算出部（回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段）
B1-4 プライマリプーリ入力トルク算出部（制動力基準ベルト伝達トルク演算手段：回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段）
B1-5 制動力基準ベルト伝達トルク算出部（制動力基準ベルト伝達トルク演算手段）
B1-6 回転速度基準ベルト伝達トルク算出部（回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段）
B1-7 ベルト伝達トルク選択部（ベルト伝達トルク選択手段）
B2 滑り限界推力算出部
B3 Ｖベルト伝達トルク容量算出部
B4 目標プライマリプーリ回転数算出部
B5 目標変速比設定部
B6 推力比算出部
B7 セカンダリバランス推力算出部
B8 プライマリバランス推力算出部
B10 セカンダリプーリ圧換算部
B11 プライマリプーリ圧換算部

Claims (1)

1. プーリ間にＶベルトを掛け渡して動力伝達可能に構成され、該プーリのＶ溝を画成する対向シーブのうち、一方の可動シーブを他方の固定シーブに対し軸線方向へ変位させることで無段変速が可能であり、前記対向シーブ間でのＶベルト挟圧力をＶベルトのベルト伝達トルクに応じ決定するようにしたＶベルト式無段変速機において、
   変速機出力回転を減速させる制動力を演算する制動力演算手段と、
   該制動力に基づいて演算した変速機入力軸上のイナーシャトルクおよび変速機入力軸への入力トルクから制動力基準のベルト伝達トルクを演算する制動力基準ベルト伝達トルク演算手段と、
   前記変速機の回転速度変化に基づいて演算した変速機入力軸上のイナーシャトルクおよび変速機入力軸への入力トルクから回転速度基準のベルト伝達トルクを演算する回転速度基準ベルト伝達トルク演算手段と、
   前記演算された制動力基準ベルト伝達トルクおよび回転速度基準ベルト伝達トルクのうち、絶対値の大きなベルト伝達トルクを選択して前記Ｖベルト挟圧力制御に資するベルト伝達トルク選択手段とを具備してなることを特徴とするＶベルト式無段変速機のベルト挟圧力制御装置。

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