JP2019044791A - 車両の制御装置、及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト滑りに起因したエレメントの傾きによるリングへのダメージを防止する。【解決手段】車両の制御装置は、リングにより結束された複数のエレメントにより構成された金属ベルト２３を備える無段変速機２を有するものである。そして、複数のエレメントのエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ無段変速機への衝撃入力が予測されたとき、無段変速機のプーリ推力を上昇させるベルト保護制御を実行する変速機コントローラ（制御部）２０１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト無段変速機において、ベルトを保護する技術に関する。

リングにより結束された複数のエレメントを有するベルトをプーリに巻き掛けたベルト無段変速機では、ベルトに掛かるトルクの方向が頻繁に切り換わる作動条件において、隣り合うエレメントの隙間（「エンドプレー」と呼ばれる）が集中し、ベルト滑りが発生する場合がある。

これに対応するため、特許文献１には、ベルト無段変速機にてベルト滑りが検知されるとエンジントルクの上限を規制する等のベルト保護制御を実行する技術が開示されている。

特開２００４−１２４９６８号公報

しかし、このエンドプレーが大きいときに、ベルト滑りを起こしてしまうと、エレメントが傾きリングを傷つけることになるが、特許文献１の技術ではベルト滑りが発生してからベルト保護制御するので、リングを傷つけるおそれを解消できない。

本発明は、ベルト滑りに起因したエレメントの傾きによるリングへのダメージを防止する車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、一形態において、リングにより結束された複数のエレメントにより構成されたベルトを備えるベルト無段変速機を有する車両の制御装置であって、複数のエレメントのエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ無段変速機への衝撃入力が予測されたとき、ベルト無段変速機のプーリ推力を上昇させるベルト保護制御を実行する制御部を備えることを特徴とする車両の制御装置を提供する。

上記形態によれば、ベルト滑りのおそれを予測できた段階でプーリ推力を早めに上昇させることでベルト滑りを事前に回避してリングへのダメージを防止できる。

図１は、本実施形態の車両の制御装置の適用対象となる無段変速機を搭載した車両の動力伝達系の全体構成を示す概略図である。 図２は、無段変速機の構成を概略的に示す説明図である。 図３は、無段変速機を構成する金属ベルトの断面図である。 図４は、無段変速機のプーリ推力Ｑを演算するために必要な物理量を説明するための図である。 図５は、本実施形態の車両の制御装置の制御フローである。 図６は、本実施形態の車両の制御装置に基づいて生成されたトルク容量Ｔｃのタイムチャートであるである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（車両駆動系の構成）
図１は、本実施形態の車両の制御装置の適用対象となる無段変速機２を搭載した車両の動力伝達系（以下「駆動系Ｐ」という）の全体構成を示す概略図である。

本実施形態に係る駆動系Ｐは、駆動源として内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）１を備え、エンジン１と左右の駆動輪５とをつなぐ動力伝達経路上にベルト無段変速機（無段変速機２）を備えている。エンジン１と無段変速機２とは、トルクコンバータ（不図示）を介して接続している。無段変速機２は、エンジン１から入力した回転動力を所定の変速比で変換し、ディファレンシャルギア３を介して駆動輪５に出力する。

無段変速機２は、変速要素として入力側にプライマリプーリ２１を備えるとともに、出力側にセカンダリプーリ２２を備える。無段変速機２は、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２の間に巻き掛けられた金属ベルト２３を備え、プライマリプーリ２１、セカンダリプーリ２２における金属ベルト２３の接触部半径の比を互いに変化させることで、変速比を無段階に変更することが可能である。

プライマリプーリ２１は、固定シーブ２１１と、固定シーブ２１１に対して同軸に回転中心軸Ｃｐ（図２）に沿って移動可能に配置された可動シーブ２１２と、を備える。同様に、セカンダリプーリ２２は、固定シーブ２２１と、固定シーブ２２１に対して同軸に回転中心軸Ｃｓ（図２）に沿って移動可能に配置された可動シーブ２２２と、を備える。無段変速機２の入力軸に対してプライマリプーリ２１の固定シーブ２１１が接続され、出力軸に対してセカンダリプーリ２２の固定シーブ２２１が接続される。無段変速機２の変速比は、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２の可動シーブ２１２、２２２に作用する油圧を調整し、固定シーブ２１１、２２１と可動シーブ２１２、２２２との間に形成されるＶ溝の幅を変化させることで制御される。

本実施形態では、無段変速機２の作動油圧の発生源として、エンジン１または図示しない電動モータを動力源とするオイルポンプ６を備える。オイルポンプ６は、作動油を所定の圧力にまで昇圧させ、油圧制御回路７を介して昇圧後の作動油を可動シーブ２１２、２２２の油圧室に供給する。図１は、油圧制御回路７から各部への油圧供給経路を、矢印付きの点線により示している。

無段変速機２から出力された回転動力は、所定の減速比に設定された最終ギア列または副変速機（いずれも図示せず）及びディファレンシャルギア３を介して駆動軸４に伝達され、駆動輪５を回転させる。

（制御システムの構成及び基本動作）
エンジン１及び無段変速機２の動作は、エンジンコントローラ１０１、変速機コントローラ２０１により夫々制御される。エンジンコントローラ１０１及び変速機コントローラ２０１は、いずれも電子制御ユニットとして構成された車両の制御装置を構成するものであり、中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータからなる。

エンジンコントローラ１０１は、エンジン１の運転状態を検出する運転状態センサの検出信号を入力し、運転状態をもとに所定の演算を実行し、エンジン１の燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期等を設定する。運転状態センサとして、運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度ＡＯ）を検出するアクセルセンサ１５１、エンジン１の回転速度（Ｎｅ）を検出する回転速度センサ１５２、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１５３、ブレーキ操作のオン・オフを検出するブレーキセンサ１５４等が設けられるほか、図示しないエアフローメータ、スロットルセンサ、燃料圧力センサ及び空燃比センサ等が設けられている。

変速機コントローラ２０１（制御部）は、エンジンコントローラ１０１に対し、ＣＡＮ規格のバスを介して互いに通信可能に接続されている。さらに、無段変速機２の制御に関連して、車両の走行速度を検出する車速センサ２５１、無段変速機２の入力軸の回転速度（Ｎｉｎ）を検出する入力側回転速度センサ２５２、無段変速機２の出力軸の回転速度（Ｎｏｕｔ）を検出する出力側回転速度センサ２５３、無段変速機２の作動油の温度を検出する油温センサ２５４、シフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ２５５、車両が走行する路面の勾配を検知する勾配センサ２５６等が設けられており、これらのセンサの検出信号が変速機コントローラ２０１に入力する。また、変速機コントローラ２０１には、エンジンコントローラ１０１からエンジン１の運転状態としてアクセル開度ＡＯ、ブレーキのオン・オフの検出信号等が入力される。

そして、変速機コントローラ２０１は、シフト位置センサ２５５からの信号に基づき運転者により選択されたシフトレンジを判定するとともに、アクセル開度ＡＯ及び車速等に基づき無段変速機２の目標変速比を設定し、オイルポンプ６が生じさせる油圧を元圧として、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２の可動シーブ２１２、２２２に対して目標変速比に応じた所定の油圧が作用するように、油圧制御回路７に制御信号（プーリ推力Ｑの目標値の信号）を出力する。

さらに、変速機コントローラ２０１は、後述のように、無段変速機２に対して衝撃入力が入るか否かを予測できるように構成されている。

（無段変速機の構成）
図２（Ａ）は、本実施形態に係る無段変速機２の構成を、図１に示すｘ−ｘ線断面により示している。

本実施形態において、無段変速機２は、一対の可変プーリ、具体的には、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２と、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２に巻き掛けられた金属ベルト２３と、を備える。図２（Ａ）は、断面で示す都合上、プライマリプーリ２１の可動シーブ２１２と、セカンダリプーリ２２の固定シーブ２２１と、を示している。無段変速機２は、プッシュベルト式であり、金属ベルト２３は、動力伝達要素である複数のエレメント２３１をその板厚方向に並べ、リング２３２（「フープ」または「バンド」と呼ばれる場合もある）により互いに結束することで構成される。

図３は、無段変速機２を構成する金属ベルト２３の断面図であり、エレメント２３１を正面視により示している。

エレメント２３１は、既に知られたいかなる無段変速機用の金属ベルトを構成するものであってもよく、本実施形態では、概して、基部２３１ａと、基部２３１ａに対し、幅の狭い首部２３１ｂを介して連なる頂部２３１ｃと、から構成される。基部２３１ａのうち左右各側の部分と、頂部２３１ｃのうち首部２３１ｂよりも幅方向ｗに突出する部分と、の間に隙間が形成され、この隙間にリング２３２を夫々嵌入することで、個々のエレメント２３１がリング２３２に装着される。そして、複数のエレメント２３１をリング２３２に対して順次同様に装着し、エレメント２３１の前面に設けられた凸部ｐと、隣り合うエレメント２３１の背面に設けられた凹部と、を係合することで、エレメント２３１が互いに結束され、金属ベルト２３が構成される。本実施形態において、リング２３２は、積層リングであり、複数のリング部材２３２ａ〜２３２ｃを積層して構成される。

ここで、全てのエレメント２３１をリング２３２に組み付けた状態で、個々のエレメント２３１の間には、エンドプレーと呼ばれる僅かな隙間が存在し、金属ベルト２３に掛かるトルクの方向が頻繁に切り換わる作動条件において、エンドプレーが集中する場合がある。そして、車両の走行距離が伸長し、エレメント２３１同士が擦れて摩耗すると、個々のエンドプレーが徐々に広がり、エンドプレーが集中した場合に、エレメント２３１がリング２３２から脱落する懸念がある。

そこで、本実施形態では、エレメント２３１の脱落を防止するため、エレメント支持体２４が設けられている。

（エレメント支持体の構成）
図２（Ａ）は、無段変速機２におけるプライマリプーリ２１、セカンダリプーリ２２、金属ベルト２３及びエレメント支持体２４の相対的な位置関係を示し、同図（Ｂ）は、エレメント支持体２４の形状を概略的に示している。

図２（Ｂ）に示すように、エレメント支持体２４は、平面視で矩形または長形状をなす板状部２４１と、板状部２４１に対してその厚み方向に延伸する軸支部２４２と、を有し、全体として側面視でＴ字状をなしている。

図２（Ａ）に示すように、エレメント支持体２４は、無段変速機２において、金属ベルト２３に対してその内周側に配置され、無段変速機２のシェルに対し、軸支部２４２により、回転軸Ｃｒを中心として搖動自在に支持されている（図１）。

ここで、板状部２４１は、エレメント支持体２４がシェルに対して支持された状態で、プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ２２との間に介在するとともに、プライマリプーリ２１の固定シーブ２１１及び可動シーブ２１２、セカンダリプーリ２２の固定シーブ２２１及び可動シーブ２２２とに挟まれた状態にあり、さらに、図２（Ａ）に示すように、金属ベルト２３の内周面に近接した状態にある。ここで、本実施形態において、「近接した状態」とは、エレメント支持体２４がエレメント２３１に接触するか、正常時に接触しないまでも、エレメント２３１がリング２３２から脱落しそうな場合に、エレメント支持体２４がエレメント２３１に接触する程度に近い距離（例えば、１０ｍｍ以内）にあることをいう。

本実施形態において、板状部２４１は、図２（Ａ）に示すように、金属ベルト２３がプライマリプーリ２１の各シーブ面と接触する領域（図中矢印で示す回転方向に、点Ｐｕｐから点Ｐｄｐまでの領域であり、以下「接触領域」という）のうち、プライマリプーリ２１の回転方向に関して最も上流側の位置（以下「最上流位置」という）Ｐｕｐから、金属ベルト２３とセカンダリプーリ２２との接触領域（Ｐｕｓ〜Ｐｄｓ）のうち、セカンダリプーリ２２の回転方向に関して最も下流側の位置（以下「最下流位置」という）Ｐｄｓまでの直線範囲Ｒ全体に亘って延在するように、その長さが設定されている。そして、板状部２４１は、金属ベルト２３のうちこの直線範囲Ｒの領域に対し、重力方向の下方に配置されている。

さらに、軸支部２４２は、回転軸Ｃｒがプライマリプーリ２１（可動シーブ２１２）の回転中心軸Ｃｐとセカンダリプーリ２２（固定シーブ２２１）の回転中心軸Ｃｓとを結ぶ直線Ｌ上に位置するように、その寸法ないし長さが設定されている。エレメント支持体２４は、回転軸Ｃｒがこの直線Ｌに対して垂直であり、回転軸Ｃｒを中心として搖動自在であることで、図２に示す断面において、プライマリプーリ２１の回転中心軸Ｃｐとセカンダリプーリ２２の回転中心軸Ｃｓを結ぶ直線Ｌに対する傾きが可変とされている。図１に示すように、本実施形態では、エレメント支持体２４に対してその傾きを調整可能に電動モータ８が配設され、変速機コントローラ２０１により、無段変速機２の変速比に応じて電動モータ８の動作及びエレメント支持体２４の傾きが制御される。

そして、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、板状部２４１の長さ方向の両端に、エンドプレーセンサ２５が夫々配置されている。エンドプレーセンサ２５は、金属ベルト２３にエンドプレーの集中が生じた場合にこれを検知するか、集中したエンドプレーの大きさを測定するものである。エンドプレーセンサ２５として、例えば、光学式（反射光の強度を検知）、磁気式（磁束密度を検知）及び渦電流式（インピーダンスを検知）等、各種センサを採用することができる。

（プーリ推力Ｑの演算手順）
図４は、無段変速機のプーリ推力Ｑを演算するために必要な物理量を説明するための図である。図４に示すように、プライマリプーリ２１（セカンダリプーリ２２も同様）は、金属ベルト２３との接触プーリ幅が可変となるように制御される可動シーブ２１２と固定シーブ２１１を備え、互いのシーブ面（対向面）を円錐状に形成して両者の間にＶ字状のプーリ溝を形成し、このプーリ溝の金属ベルト２３が巻きかけられている。そして、可動シーブ２１２が軸方向に移動することでプーリ溝幅を連続的に変更することで無段変速機２の変速比を変更するように構成されている。

ここで、金属ベルト２３が伝達可能な伝達トルクＴは、金属ベルト２３とプーリ（プライマリプーリ２１）間の摩擦係数によって決定され、伝達トルクＴは、次のように表現される。

但し、Ｔ：伝達トルク
Ｑ：プーリ推力（プーリ圧力）
μ：金属ベルト２３とプーリ間の摩擦係数（一定）
ｒ：金属ベルトの走行半径
α：プーリ溝の頂角
とする。

従って、金属ベルト２３がプーリに対して滑ることなく、伝達トルクＴを伝達するために必要な最低限のプーリ推力Ｑは、次のように表現される。

このように、伝達トルクＴに対して常に必要最小限のプーリ推力Ｑで金属ベルト２３を挟持すれば、金属ベルト２３の滑りを抑制して金属ベルト２３の耐久性とトルクの伝達効率を好適に維持することができる。しかし、無段変速機２においては、上記数式（２）に基づいて変速比（走行半径ｒ）と伝達トルクＴに応じた必要最低限のプーリ推力Ｑを算出し、これに２−３割の安全率Ｓｆを乗じて、可動シーブ２１２を固定シーブ２１１に向けて付勢している。

上記安全率を考慮したプーリ推力Ｑは、次のように表現される。

ただし、安全率Ｓｆは、Ｓｆ＝１．２−１．３程度の一定値である。

ところで、エンドプレーが所定量発生しているときに急激なトルク入力（トルクの衝撃入力）があると、金属ベルト２３がプーリに対して滑る場合がある。金属ベルト２３が滑るとエレメント２３１は傾斜し、エレメント２３１が傾斜した状態でプーリに挟持される。このとき、リング２３２がエレメント２３１の基部２３１ａの上端の端部（角部）に押圧される。よって、リング２３２が当該端部から大きな応力を受けることで傷つき、リング２３２の耐久性が低下するおそれがある。

上記の衝撃入力とは、例えば以下の場合が考えられる。
（Ａ）登坂路における後退時に前進レンジ（Ｄレンジ）が選択された場合
これは、例えば、坂道で後進レンジ（Ｒレンジ）（またはニュートラルレンジ（Ｎレンジ））とは気がつかずにブレーキを離して後退してしまい、慌ててＤレンジにシフトして発進する場合である。このとき、無段変速機２（プライマリプーリ２１、金属ベルト２３）は、前進レンジに切り替わる際にプーリの回転方向とは逆方向の大きなトルクを受ける。

（Ｂ）降坂路における前進時に後進レンジ（Ｒレンジ）が選択された場合：これは、例えば、坂道でＤレンジ（またはＮレンジ）とは気がつかずにブレーキを離して前進してしまい、慌ててＲレンジにシフトして後退発進する場合である。このとき、無段変速機２は、後進レンジに切り替わる際にプーリの回転方向とは逆方向の大きなトルクを受ける。

（Ｃ）ブレーキオンでアクセル開度が所定以上の状態からブレーキオフに移行した場合：これは、例えば、ブレーキを踏んだ状態でアクセルを全開にして、ストール状態からブレーキをリリースして急発進する場合である。このとき、無段変速機２は、ブレーキオフによりトルクコンバータ（不図示）が締結されることで、プーリの回転方向とは逆方向の大きなトルクを受ける。

（Ｄ）ブレーキオフから所定時間以内にアクセル開度（ＡＯ）（目標値）が所定量以上になった場合：これは、例えば、ブレーキからアクセルに踏み変えて急発進する場合である。このとき、無段変速機２は、急発進により、プーリの回転方向とは逆方向の大きなトルクを受ける。

（Ｅ）走行中、所定時間以内にＤレンジからＤレンジ以外のレンジを経てＤレンジへ移行した場合：これは、例えば、高速走行中にアクセルを戻して一旦Ｎレンジにシフトさせ、所定時間以内にＤレンジにシフトさせることで高速走行に戻すことが予測できる場合である。このとき、無段変速機２は、Ｎレンジから前進レンジに移行するときにプーリの回転方向とは逆方向の大きなトルクを受ける。

上記（Ａ）−（Ｅ）のような衝撃入力があった場合には、上記数式（３）に基づいてプーリ推力Ｑの目標値を設定しても、当該目標値に基づいて生成されるトルク容量Ｔｃの立ち上がりが、無段変速機２に入力される入力トルクＴｉの立ち上がりに対応できず、トルク容量Ｔｃが入力トルクＴｉよりも立ち上がり段階で下回るおそれがある。そして、このときにエンドプレー量が所定量以上であれば金属ベルト２３が滑るおそれがある。

しかし、上記（Ａ）及び（Ｂ）の場合は、車両が登坂路であるかまたは降坂路であるか（所定の傾斜角度以上か否か）は勾配センサ２５６が検知可能であり、前進レンジが選択されたことはシフト位置センサ２５５が検知可能である。

（Ｃ）の場合は、ブレーキのオン・オフはブレーキセンサ１５４により検知可能であり、アクセル開度ＡＯは、アクセルセンサ１５１により検知可能である。

（Ｄ）の場合は、変速機コントローラ２０１がタイマー（不図示）を備えることで、ブレーキオフの検知信号を受けてから所定時間以内にアクセル開度ＡＯが所定量以上となるか否かが検出可能である。

（Ｅ）の場合は、変速機コントローラ２０１がアクセルを戻してから前進レンジにシフトするまでの所定時間をタイマーで計測し、車速センサ２５１がアクセルを戻す前の車速と、前進レンジにシフトする際の車速との差分により判断可能である。

よって、変速機コントローラ２０１は、上記（Ａ）−（Ｅ）のいずれの衝撃入力の場合であっても、これらを事前に予測することができる。

また、エンドプレーの量は、エンドプレー集中箇所において、エンドプレーセンサ２５により検知可能である。上記のように、エンドプレー集中箇所は、金属ベルト２３とプライマリプーリ２１との接触領域（Ｐｕｐ〜Ｐｄｐ）のうちの回転最上流位置Ｐｕｐ、又は、金属ベルト２３とセカンダリプーリ２２との接触領域（Ｐｕｓ〜Ｐｄｓ）のうち回転最下流位置Ｐｄｓである（図２参照）。そして、エンドプレーが無いときのエンドプレーセンサ２５の測定値とエンドプレーがあるときのエンドプレーセンサ２５の測定値の差分が所定量を超えた場合に、変速機コントローラ２０１は金属ベルト２３が滑るおそれがあると判断することができる

さらに、プーリ推力Ｑの上昇速度は目標値を高くするほど早く立ち上がり、トルク容量Ｔｃを入力トルクＴｉよりも常に高い状態となるように制御することができる。しかし、当該目標値を高いまま維持すると、金属ベルト２３の耐久性とトルクの伝達効率を好適に維持することはできない。

そこで、本実施形態では、エンドプレーが所定量以上に発生し、且つ衝撃入力が予測された場合にプーリ推力Ｑの目標値を衝撃入力がないときの通常の目標値よりも高い目標値（初期目標値）に設定することで、トルク容量Ｔｃが入力トルクＴｉよりも高い状態にすることで金属ベルト２３の滑りを回避し、衝撃入力の影響が無くなった段階でプーリ推力Ｑを入力トルクＴｉに対応した通常の目標値（最終目標値Ｑｆ）に設定する制御を行っている。

（変速機コントローラ２０１の制御）
図５は、本発明の車両の制御装置（変速機コントローラ２０１）の制御フローである。本実施形態の変速機コントローラ２０１による制御フローについて説明する。

図５に示すように、変速機コントローラ２０１は、ステップＳ１−ステップＳ４の動作とステップＳ５及びステップＳ６の動作を並行して行い、金属ベルト２３に滑りのおそれがないと判断したときは、ステップＳ１２及びステップＳ１３の動作を行い、滑るおそれがあると判断したときは、ステップＳ７−ステップＳ１１の動作を行う。

ステップＳ１において、変速機コントローラ２０１は、車両の運転状態、すなわちアクセル開度ＡＯ、無段変速機２の入力側回転数Ｎｉｎ、無段変速機２の出力側回転数Ｎｏｕｔ、エンジン回転数Ｎｅ、シフトレバーの位置等の情報を読み込む。

ステップＳ２において、変速機コントローラ２０１は、ステップＳ１で読み込んだ車両の運転状態に応じた目標変速比を演算する。また、変速機コントローラ２０１は、無段変速機２の実変速比（Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）を求め、実変速比と目標変速比の偏差に基づいて油圧制御回路７の制御を行う。なお、目標変速比の演算は、例えば車速とアクセル開度ＡＯに応じて予め設定された変速マップ等に基づいて行われる。

ステップＳ３において、変速機コントローラ２０１は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＡＯの情報から伝達トルクＴを演算する。伝達トルクＴの演算は、例えば、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度ＡＯに応じて予め設定されたエンジントルクマップ等に基づいて行われる。

ステップＳ４において、変速機コントローラ２０１は、ステップＳ２で求めた目標変速比（走行半径ｒ）、ステップＳ３で求めた伝達トルクＴ、及び上記数式（３）を用いてプーリ推力Ｑの目標値（最終目標値Ｑｆ）を算出する。

ステップＳ５において、変速機コントローラ２０１は、エンドプレーが所定量以上になったか否かを判断し、Ｙｅｓ（是）であればステップＳ６に移行し、Ｎｏ（否）であればステップＳ１２に移行する。

ステップＳ６において、変速機コントローラ２０１は、無段変速機２に対して上記（Ａ）−（Ｅ）等の衝撃入力が入力されるか否かを予測し、Ｙｅｓ（是）であればステップＳ７に移行し、Ｎｏ（否）であればステップＳ１２に移行する。

金属ベルト２３の滑りが予測される場合、ステップＳ７において、変速機コントローラ２０１は、プーリ推力Ｑの目標値を、油圧制御回路７の最大出力となる最大値Ｑｍａｘ（初期目標値）に設定するとともに、最大値Ｑｍａｘの設定の継続時間（図６：ｔ３−ｔ１）を算出する。この継続時間の算出は、最大値Ｑｍａｘ、最大値Ｑｍａｘと最終目標値Ｑｆとの差分、作動油の温度（粘性抵抗）等により定まるものであり、予め設定された継続時間算出用のマップ等に基づいて行われる。なお、継続時間は、最大値Ｑｍａｘにより生成されるトルク容量Ｔｃ（Ｑｍａｘ）が最終目標値Ｑｆにより生成されるトルク容量Ｔｃ（Ｑｆ）の収束値（伝達トルクＴ）に一致するまでの時間とすることもできるし、その近傍の前後の時間とすることもできる。

ステップＳ８において、変速機コントローラ２０１は、設定された目標値（Ｑｍａｘ）に基づき、上記継続時間を経過するまでの間（図６：ｔ１≦ｔ＜ｔ３）、油圧制御回路７を介してプーリ推力Ｑを制御する。なお、ステップＳ５とステップＳ６は行う順番を逆にしてもよいし、同時に行ってもよい。ステップＳ５とステップＳ６を同時に行う場合は、エンドプレー量が所定量以上で、且つ衝撃入力が予測されたときにステップＳ７に移行し、それ以外の場合は、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ９において、変速機コントローラ２０１は、目標値（Ｑｍａｘ）を設定したのち上記継続時間（ｔ３−ｔ１）を経過したか否か判断し、Ｙｅｓ（是）であれば、ステップＳ１０に移行し、Ｎｏ（否）であればステップＳ８に戻る。

ステップＳ１０において、変速機コントローラ２０１は、プーリ推力Ｑの目標値を初期目標値（最大値Ｑｍａｘ）から最終目標値Ｑｆに切り替える。

ステップＳ１１において、変速機コントローラ２０１は、設定された目標値（Ｑｆ）に基づいて、油圧制御回路７を介してプーリ推力Ｑを制御する。これにより、トルク容量Ｔｃ（Ｑｆ）は、伝達トルクＴに収束する。

金属ベルト２３の滑りが予測されない場合、ステップＳ１２において、変速機コントローラ２０１は、プーリ推力Ｑの目標値を最終目標値Ｑｆに設定する（図６：ｔ＝ｔ１）。

ステップＳ１３において、変速機コントローラ２０１は、設定された目標値（Ｑｆ）に基づいて、油圧制御回路７を介してプーリ推力Ｑを制御する（図６：ｔ１≦ｔ）。これにより、トルク容量Ｔｃ（Ｑｆ）は、伝達トルクＴに収束する。

図６は、本実施形態の車両の制御装置（変速機コントローラ２０１）に基づいて生成されたトルク容量Ｔｃのタイムチャートである。

図６では、上記（Ａ）の衝撃入力があったことを考慮してプーリ推力Ｑの目標値を設定（図５：ステップＳ７〜ステップＳ１１）した場合のトルク容量Ｔｃと、当該衝撃入力を考慮せずにプーリ推力Ｑの目標値を設定（図６：ステップＳ１２及びステップＳ１３に相当）した場合のトルク容量Ｔｃ’と、無段変速機２に入力される入力トルクＴｉと、の時間変化（ｔ０−ｔ７）を示している。

また図６では、時刻ｔ０からｔ１の間は、シフト位置がＲレンジ（またはＮレンジ）で車両が登り坂を下っており、時刻ｔ１でシフト位置をＲレンジからＤレンジに切替えることで車両が減速し、時刻ｔ７で車両が一旦停止し、以降車両が登り坂を登っていく状況を想定している。

入力トルクＴｉは、時刻ｔ１までは一定の値となっている。しかし、時刻ｔ１を過ぎるとＤレンジに切り替わることで無段変速機２のプーリの回転方向と逆向きのトルクが印加され入力トルクＴｉが急激に増加し、場合によってはオーバーシュートしつつ、アクセル開度ＡＯ及び変速比等に基づいて所定の高い値に収束する。

伝達トルクＴは、Ｒレンジ時のトルク容量Ｔｃ，Ｔｃ’であり、またＤレンジに切替え後のトルク容量Ｔｃ，Ｔｃ’の収束値であるが、安全率Ｓｆの割合で入力トルクＴｉよりも高い値となっている。

トルク容量Ｔｃ’は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間はＲレンジ時の伝達トルクＴと同じ値であり、時刻ｔ１以降でプーリ推力Ｑの目標値（Ｑｆ）に基づいて立ち上がり、時刻ｔ６でＤレンジに切替え後の伝達トルクＴに収束している。

しかし、時刻ｔ１以降におけるトルク容量Ｔｃ’は、衝撃入力を考慮しないプーリ推力Ｑ（＝Ｑｆ）に基づいて立ち上がるので、その立ち上がり速度が遅く、時刻ｔ２から時刻ｔ５の間では、入力トルクＴｉよりも低くなっている。この場合に、エンドプレーが所定量未満であれば、無段変速機２の金属ベルト２３が滑るおそれはないが、エンドプレーが所定量以上であると金属ベルト２３が滑るおそれがある。

トルク容量Ｔｃは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間はＲレンジ時の伝達トルクＴと同じ値であり、時刻ｔ１以降でプーリ推力Ｑの目標値（Ｑｍａｘ）に基づいて立ち上がり、時刻ｔ３以降はプーリ推力Ｑの目標値（Ｑｆ）に基づいて飽和し、時刻ｔ４でＤレンジに切替え後の伝達トルクＴに収束している。

時刻ｔ１以降におけるトルク容量Ｔｃは、衝撃入力を考慮したプーリ推力Ｑ（＝Ｑｍａｘ）に基づいて立ち上がるので、その立ち上がり速度が速く、時刻ｔ２から時刻ｔ５の間においても入力トルクＴｉより高くなっており、エンドプレーが所定量以上であっても金属ベルト２３が滑るおそれはなく、時刻ｔ１以降における変速機コントローラ２０１の制御が金属ベルト２３に対するベルト保護制御となっている。

また、変速機コントローラ２０１は、時刻ｔ３以降でプーリ推力Ｑの目標値をＱｆに切替えているので、トルク容量Ｔｃの不必要な上昇を避け、金属ベルト２３の耐久性及び伝達効率の低下を回避している。

図６において、プーリ推力Ｑの目標値を初期目標値（例えば、Ｑｍａｘ）から最終目標値Ｑｆに切り替えるときに、トルク容量Ｔｃが伝達トルクＴよりも大きくなっている場合、トルク容量Ｔｃはオーバーシュートとなって伝達トルクＴに収束する。

なお、プーリ推力Ｑの目標値をＱｍａｘとしたときのトルク容量Ｔｃがその収束値に当たちしても、金属ベルト２３の耐久性及び伝達効率が低下しないのであれば、時刻ｔ１以降の最後までプーリ推力Ｑの目標値をＱｍａｘとすることも可能である。また、初期目標値を油圧制御回路７の最大出力となる最大値Ｑｍａｘとしたが、上記のようにトルク容量Ｔｃが入力トルクＴｉよりも小さくなる関係を維持する範囲で、Ｑｍａｘよりも低い値に設定してもよい。

（本実施形態の効果）
上記のように、本実施形態の車両の制御方法は、リング２３２により結束された複数のエレメント２３１により構成された金属ベルト２３を備える無段変速機２を有する車両の制御方法であって、複数のエレメント２３１のエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ無段変速機２への衝撃入力が予測されたとき、無段変速機２のプーリ推力Ｑを上昇させるベルト保護制御を実行することを特徴とする。

これを実現する本実施形態の車両の制御装置は、リング２３２により結束された複数のエレメント２３１により構成された金属ベルト２３を備える無段変速機２を有するものである。そして、複数のエレメント２３１のエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ無段変速機２への衝撃入力が予測されたとき、無段変速機２のプーリ推力Ｑを上昇させるベルト保護制御を実行する変速機コントローラ２０１（制御部）を備えることを特徴とする。

より詳細には、本実施形態の車両の制御装置は、リング２３２により結束された複数のエレメント２３１により構成された金属ベルト２３を備える無段変速機２を有するものである。そして、複数のエレメント２３１のエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ無段変速機２への衝撃入力が予測されたとき、無段変速機２のプーリ推力Ｑの目標値を無段変速機２への入力トルクＴｉに対応するプーリ推力Ｑの最終目標値Ｑｆよりも高い値となる初期目標値（例えば、Ｑｍａｘ）に設定する変速機コントローラ２０１（制御部）を備えることを特徴とする。

エンドプレーが所定量よりも大きいことと、金属ベルト２３が滑ることの双方が揃った場合にリング２３２が傷つくおそれがある。しかし、上記構成により、ベルト滑りを予測できたときは、プーリ推力Ｑの目標値により生成される無段変速機２のトルク容量Ｔｃが、最終目標値Ｑｆよりも高い初期目標値（例えば、Ｑｍａｘ）により立ち上がるので、トルク容量Ｔｃを無段変速機２に入力される入力トルクＴｉよりも高い値を維持することができ、金属ベルト２３が滑らないようにすることで、前記両者の条件が揃うことを防止する。従って、ベルト滑りのおそれを予測できた段階でプーリ推力Ｑを早めに上昇させることでベルト滑りを事前に回避してリング２３２へのダメージを防止できる。また衝撃入力が予測されるときであっても、エンドプレー量が所定量未満であればそもそもベルト滑りは発生しないので、エンドプレー量が所定量未満のときにプーリ推力Ｑの上昇（プーリ推力Ｑの目標値を通常よりも高く設定する操作）を行わないことにより、プーリ推力Ｑの上昇の頻度を低下させて燃費の悪化を防止することができる。（請求項１，２，６に対応する効果）。

初期目標値は、プーリ推力Ｑの最大値Ｑｍａｘであることを特徴とする。これによりトルク容量Ｔｃを迅速に立ち上げ、ベルト滑り防止の信頼性を高めることができる（請求項３に対応する効果）。

変速機コントローラ２０１（制御部）は、初期目標値（例えば、Ｑｍａｘ）を設定後（ｔ＝ｔ１）、所定時間経過後（ｔ＝ｔ３）にプーリ推力Ｑの目標値を初期目標値から最終目標値Ｑｆに切り替えることを特徴とする。これにより、衝撃入力の影響が解消後に発生し得る金属ベルト２３の伝達効率の低下を回避することができる（請求項４に対応する効果）。

衝撃入力の予測は、登坂路における後退時に前進レンジが選択されたこと、降坂路における前進時に後進レンジが選択されたこと、ブレーキオンでアクセル開度ＡＯが所定以上の状態からブレーキオフに移行したこと、ブレーキオフから所定時間以内にアクセル開度ＡＯが所定量以上になったこと、走行中、所定時間以内に前進レンジから前進レンジ以外のレンジを経て前進レンジへ移行したこと、のいずれかにより行われることを特徴とする。これにより、金属ベルト２３が滑る前に、且つ減速度に関わらず、衝撃入力及びこれに伴うベルト滑りを確実に予測してリング２３２へのダメージを防止できる（請求項５に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において、様々な変更及び修正を成し得ることはいうまでもない。

２ 無段変速機
２３ 金属ベルト
２３１ エレメント
２３２ リング
２０１ 変速機コントローラ

Claims (6)

1. リングにより結束された複数のエレメントにより構成されたベルトを備えるベルト無段変速機を有する車両の制御装置であって、
   前記複数のエレメントのエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ前記ベルト無段変速機への衝撃入力が予測されたとき、前記ベルト無段変速機のプーリ推力を上昇させるベルト保護制御を実行する制御部を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記制御部は、前記ベルト保護制御において、前記ベルト無段変速機の前記プーリ推力の目標値を前記ベルト無段変速機への入力トルクに対応する前記プーリ推力の最終目標値よりも高い値となる初期目標値に設定することを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記初期目標値は、前記プーリ推力の最大値であることを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項２または３に記載の車両の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記初期目標値を設定後、所定時間経過後に前記プーリ推力の目標値を前記初期目標値から前記最終目標値に切り替えることを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の制御装置において、
   前記衝撃入力の予測は、
   登坂路における後退時に前進レンジが選択されたこと、
   降坂路における前進時に後進レンジが選択されたこと、
   ブレーキオンでアクセル開度が所定以上の状態からブレーキオフに移行したこと、
   ブレーキオフから所定時間以内にアクセル開度が所定量以上になったこと、
   走行中、所定時間以内に前進レンジから前進レンジ以外のレンジを経て前進レンジへ移行したこと、
   のいずれかにより行われることを特徴とする車両の制御装置。
6. リングにより結束された複数のエレメントにより構成されたベルトを備えるベルト無段変速機を有する車両の制御方法であって、
   前記複数のエレメントのエンドプレー集中箇所におけるエンドプレー量が所定量以上で、且つ前記ベルト無段変速機への衝撃入力が予測されたとき、前記ベルト無段変速機のプーリ推力を上昇させるベルト保護制御を実行することを特徴とする車両の制御方法。

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