JP2022086809A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力トルクに対する目標クラッチトルク容量の余裕代を精度よく管理できる、車両用制御装置を提供する。【解決手段】目標クラッチトルク容量が入力トルクに余裕代を加えた値に設定されて、前進クラッチのクラッチトルク容量が目標クラッチトルク容量となるように前進クラッチのクラッチ圧が制御される。前進クラッチが係合した状態で、余裕代が漸減される（Ｔ１－Ｔ２）。余裕代の漸減に伴って、目標クラッチトルク容量が漸減し、クラッチトルク容量に不足が生じて、前進クラッチのスリップが検出されると（Ｔ２）、その時点の余裕代に基づく値に所定値を加えた値が新たな余裕代として設定される（Ｔ３）。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が知られている。

ベルト式の無段変速機は、プライマリプーリ、セカンダリプーリおよびプライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた無端状のベルトを備えている。プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各プーリは、回転軸に固定的に支持される固定シーブと、回転軸にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されて、固定シーブにベルトを挟んで対向する可動シーブとを備えている。エンジンからの動力がプライマリプーリの回転軸に入力されると、プライマリプーリからベルトに動力が伝達され、ベルトからセカンダリプーリに動力が伝達される。また、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブの移動により、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径が変化し、変速比（プーリ比）が連続的に無段階で変化する。

ベルト式の無段変速機を搭載した車両では、たとえば、車両がスピードブレーカ（スピードバンプ）などの突起物を乗り越えたときや、駆動輪が路面に対してスリップしている状態からグリップを取り戻したときに、プーリとベルトとの間でベルト滑りが発生するおそれがある。すなわち、車両の駆動輪が突起物を乗り越える際に路面から浮き上がったり、駆動輪が路面に対して滑ったりすると、アウトプット軸の回転数が上昇し、その後、駆動輪が路面に対してグリップしたときに、路面から駆動輪に入力されるトルクによりアウトプット軸の回転数が急減し、その急減によるイナーシャトルクでプーリに対してベルトが滑るおそれがある。

そこで、セカンダリプーリと駆動輪との間の動力伝達経路上にクラッチを設けて、そのクラッチの伝達トルク容量（クラッチトルク容量）の目標である目標クラッチトルク容量をベルトの伝達トルク容量（ベルトトルク容量）の目標である目標ベルトトルク容量よりも小さい値であって、プライマリプーリに入力される入力トルクに余裕代を加えた値に設定することが考えられる。クラッチトルク容量がベルトトルク容量よりも小さければ、路面から駆動輪に過大なトルクが入力されても、ベルトよりも先にクラッチが滑るため（クラッチヒューズ）、ベルト滑りの発生を防止することができる。

特開２０００－１９３０８１号公報

ところが、クラッチトルク容量や入力トルクの実値が不明であるため、クラッチトルク容量がベルトトルク容量を超えないように、入力トルクに対する目標クラッチトルク容量の余裕代を管理することが難しい。

たとえば、クラッチのハード特性によるクラッチトルク容量のばらつきを学習する機能を制御に追加したり、クラッチに係合のために供給される油圧を検出するセンサを追加したりすることにより、余裕代を精度よく管理できるかもしれない。しかし、コストがかかってしまう。

また、目標ベルトトルク容量を十分に大きい値に設定して、クラッチトルク容量がベルトトルク容量を決して超えないようにすることも考えられる。しかし、ベルトに付与される挟圧が過大となり、プーリを支持するベアリングなどでのエネルギ損失が増大し、車両の燃費が悪化する。

本発明の目的は、入力トルクに対する目標クラッチトルク容量の余裕代を精度よく管理できる、車両用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成の無段変速機構と直列に、動力伝達経路での動力の伝達を許可／阻止するために係合／解放される摩擦クラッチを設けた車両に用いられる制御装置であって、摩擦クラッチの係合状態でのクラッチトルク容量の目標である目標クラッチトルク容量を、駆動源側から無段変速機構に入力される入力トルクに余裕代を加えた値に設定する目標クラッチトルク容量設定手段と、摩擦クラッチの係合状態において、余裕代を漸減させて、クラッチトルク容量に不足が生じると、その時点での余裕代に基づく値に所定値を加えた値を新たな余裕代に設定する余裕代設定手段とを含む。

この構成によれば、目標クラッチトルク容量が入力トルクに余裕代を加えた値に設定されて、摩擦クラッチのクラッチトルク容量が目標クラッチトルク容量となるように摩擦クラッチのクラッチ圧が制御される。

摩擦クラッチが係合した状態（摩擦クラッチにスリップが生じていない状態）で、余裕代が漸減される。余裕代の漸減に伴って、目標クラッチトルク容量が漸減し、摩擦クラッチのクラッチトルク容量（実クラッチトルク容量）が漸減する。クラッチトルク容量の漸減が進み、クラッチトルク容量に不足が生じると、摩擦クラッチのスリップが発生する。したがって、摩擦クラッチのスリップを検出することにより、クラッチトルク容量に不足が生じたことを判定できる。クラッチトルク容量に不足が生じると、その不足時点の余裕代に基づく値に所定値を加えた値が新たな余裕代として設定される。

入力トルクに不足時点での余裕代を加えた値が必要とされるクラッチトルク容量であるから、不足時点での余裕代に基づく値に加える所定値は、小さい値に設定することができる。これにより、クラッチトルク容量に不足が生じず、かつ、クラッチトルク容量が無段変速機構のベルトトルク容量を超えないように、余裕代を精度よく管理することができる。その結果、路面から車両の駆動輪に過大なトルクが入力されても、ベルトよりも先に摩擦クラッチを滑らせることができ、このクラッチヒューズの作動により、ベルト滑りの発生を防止することができる。

しかも、目標クラッチトルク容量を可及的に小さい値に設定できるので、ベルトトルク容量の目標である目標ベルトトルク容量を下げて、ベルトに付与される挟圧が下げることができる。挟圧の低下により、エネルギ損失の低減を図ることができ、ひいては、車両の燃費の向上を図ることができる。

余裕代設定手段は、新たな余裕代を設定した後、余裕代の漸減を開始するまでに、その設定した新たな余裕代を保持するインターバルを設けてもよい。

適度なインターバルを設けることにより、摩擦クラッチのスリップが頻繁に発生することによる耐久性の低下を防止しつつ、余裕代を精度よく管理することができる。

車両用制御装置は、入力トルクに対して、ベルトの伝達トルク容量の目標である目標ベルトトルク容量を、入力トルクよりも大きい値に設定する目標ベルトトルク容量設定手段をさらに含み、余裕代設定手段は、目標クラッチトルク容量設定手段により設定される目標クラッチトルク容量が目標ベルトトルク容量設定手段により設定される目標ベルトトルク容量よりも小さい値になるように、余裕代を設定してもよい。

これにより、クラッチトルク容量が無段変速機構のベルトトルク容量を超えることを防止でき、路面から車両の駆動輪に過大なトルクが入力された場合などに、クラッチヒューズを良好に作動させることができる。

本発明によれば、入力トルクに対する目標クラッチトルク容量の余裕代を精度よく管理することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載される車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 車両の制御系の構成を示すブロック図である。 目標クラッチトルク容量の時間変化の一例を示す図である。 スリップ検出のための演算回路を示すブロック図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン２を駆動源として搭載し、たとえば、ＦＲ（Front-engine Rear-wheel-drive：フロントエンジン・リヤドライブ）レイアウトを採用している。エンジン２は、クランクシャフト３が車両１の前後方向（以下、単に「前後方向」という。）に対して縦向きになる縦置きで車両１の前部に搭載される。

エンジン２は、たとえば、３気筒４ストロークエンジンであるが、３気筒４ストロークエンジンに限定されない。すなわち、エンジン２の気筒数は、３気筒に限らず、４気筒以上であってもよいし、２気筒以下であってもよい。また、エンジン２のストローク数は、４ストロークに限らず、２ストロークであってもよい。エンジン２には、燃焼室への吸入空気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが備えられている。また、エンジン２のクランキングのためのスタータモータがエンジン２に付随して設けられている。

エンジン２の動力は、変速ユニット４に入力される。変速ユニット４から出力される動力は、プロペラシャフト５を介して、デファレンシャルギヤ６に伝達され、デファレンシャルギヤ６から左右の駆動輪（後輪）７Ｌ，７Ｒに伝達される。

変速ユニット４は、外殻をなすユニットケース内に、トルクコンバータ８および無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）９を備えている。

トルクコンバータ８は、ロックアップ機構付きのトルクコンバータであり、フロントカバー１１、ポンプインペラ１２、タービンランナ１３およびロックアップクラッチ（ロックアップピストン）１４を備えている。

フロントカバー１１は、前後方向に延びる回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部がエンジン２側と反対側である後側に屈曲した形状をなしている。フロントカバー１１の中心部には、エンジン２のクランクシャフト３が相対回転不能に結合される。

ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１の後側に配置されている。ポンプインペラ１２の外周端部は、フロントカバー１１の外周端部に接続され、ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１と一体回転可能に設けられている。

タービンランナ１３は、フロントカバー１１とポンプインペラ１２との間に配置されている。

ロックアップクラッチ１４は、フロントカバー１１とタービンランナ１３との間に位置している。ロックアップクラッチ１４に対してタービンランナ１３側の係合側油室１５の油圧がフロントカバー１１側の解放側油室１６の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１側に移動し、ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１に押し付けられて、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３とが直結（ロックアップオン）される。

逆に、解放側油室１６の油圧が係合側油室１５の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップクラッチ１４がタービンランナ１３側に移動する。ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１から離間した状態では、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３との直結が解除（ロックアップオフ）される。ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ１２が回転すると、ポンプインペラ１２からタービンランナ１３に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１３で受けられて、タービンランナ１３が回転する。このとき、トルクコンバータ８の増幅作用が生じ、タービンランナ１３には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。

無段変速機９は、インプット軸２１、無段変速機構２２、リバース伝達機構２３およびアウトプット軸２４を備えている。無段変速機９は、インプット軸２１が前後方向に延びる縦向きとなるように設けられている。

インプット軸２１は、トルクコンバータ８の回転軸線上を延び、トルクコンバータ８のタービンランナ１３と一体的に回転可能に設けられている。インプット軸２１には、インプット軸ギヤ２５が一体に形成されるか、または、別体に形成されたインプット軸ギヤ２５が相対回転不能に支持されている。

無段変速機構２２は、プライマリ軸３１、セカンダリ軸３２、プライマリ軸３１に支持されたプライマリプーリ３３、セカンダリ軸３２に支持されたセカンダリプーリ３４およびプライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とに巻きかけられたベルト３５を備えている。

プライマリ軸３１は、その軸心がインプット軸２１の軸心に対して後側から見て右下方に離間した位置に配置されて、インプット軸２１と平行に延びている。セカンダリ軸３２は、その軸心がインプット軸２１の軸心に対して後側から見て左上方に離間した位置に配置されて、インプット軸２１と平行に延びている。このように、インプット軸２１に対して、プライマリ軸３１とセカンダリ軸３２とが左右に分かれて配置されている。これにより、プライマリ軸３１とセカンダリ軸３２との上下方向の軸間距離を短くすることができ、無段変速機９の上下方向のサイズを小さくすることができる。そのため、車両１が商用車などの車室が低床化された車両であっても、その車両１への変速ユニット４の搭載を車両１の最低地上高を確保しつつ可能とすることができる。

プライマリプーリ３３は、プライマリ軸３１に固定されたプライマリ固定シーブ４１と、プライマリ固定シーブ４１にベルト３５を挟んで対向配置され、プライマリ軸３１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたプライマリ可動シーブ４２とを備えている。プライマリ可動シーブ４２は、プライマリ固定シーブ４１に対して前側に配置されている。

プライマリ可動シーブ４２に対してプライマリ固定シーブ４１側と反対側、つまり前側には、シリンダ４３が設けられている。シリンダ４３は、内周端がプライマリ軸３１に固定され、プライマリ軸３１から軸径方向に延び、外周端部が後側に屈曲して延びている。プライマリ可動シーブ４２の外周端は、シリンダ４３の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。プライマリ可動シーブ４２とシリンダ４３との間は、油室（ピストン室）４４として形成されている。

セカンダリプーリ３４は、セカンダリ軸３２に固定されたセカンダリ固定シーブ４５と、セカンダリ固定シーブ４５にベルト３５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸３２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたセカンダリ可動シーブ４６とを備えている。セカンダリ可動シーブ４６は、セカンダリ固定シーブ４５に対して後側に配置されており、前後方向において、セカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との位置関係は、プライマリプーリ３３のプライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との位置関係と逆転している。

セカンダリ可動シーブ４６に対してセカンダリ固定シーブ４５と反対側、つまり後側には、ピストン４７が設けられている。ピストン４７は、内周端がセカンダリ軸３２に固定され、セカンダリ軸３２から軸径方向に延びている。セカンダリ可動シーブ４６の外周端部は、後側に延出しており、ピストン４７の外周端は、そのセカンダリ可動シーブ４６の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。セカンダリ可動シーブ４６とピストン４７との間は、油室４８として形成されている。

無段変速機構２２では、プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４の各油室４４，４８に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比（プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とのプーリ比）が一定の変速比範囲内で連続的に無段階で変更される。

具体的には、ベルト変速比が小さくされるときには、プライマリプーリ３３の油室４４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ３３のプライマリ可動シーブ４２がプライマリ固定シーブ４１側に移動し、プライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ３３に対するベルト３５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ３４のセカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、ベルト変速比が小さくなる。

ベルト変速比が大きくされるときには、プライマリプーリ３３の油室４４に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト３５に対するセカンダリプーリ３４の推力がベルト３５に対するプライマリプーリ３３の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ３４のセカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との間隔が小さくなるとともに、プライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との間隔が大きくなる。その結果、ベルト変速比が大きくなる。

なお、図示されていないが、セカンダリプーリ３４の油室４８には、バイアススプリングが設けられている。バイアススプリングは、一端がセカンダリ可動シーブ４６に弾性的に当接し、他端がピストン４７に弾性的に当接している。バイアススプリングの弾性力により、セカンダリ可動シーブ４６およびピストン４７が互いに離間する方向に付勢されている。セカンダリ可動シーブ４６には、油室４８内の油圧およびバイアススプリングによる付勢力が付与され、ベルト３５には、それに応じた挟圧力が付与される。

プライマリ軸３１の前側の端部には、プライマリ入力ギヤ５１が相対回転可能に支持されている。

プライマリ入力ギヤ５１とその後側に配置されるプライマリプーリ３３との間に、前進クラッチ５２が設けられている。前進クラッチ５２は、油圧式の摩擦クラッチであり、油圧により係合し、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ５１の回転を禁止する。したがって、前進クラッチ５２の係合状態では、プライマリ入力ギヤ５１が回転すると、プライマリ軸３１がプライマリ入力ギヤ５１と一体に回転する。この係合状態の前進クラッチ５２から油圧が開放されると、前進クラッチ５２が解放される。前進クラッチ５２の解放により、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ５１の回転が許容され、プライマリ入力ギヤ５１が回転しても、その回転がプライマリ軸３１に伝達されない。

セカンダリ軸３２の前側の端部には、セカンダリ入力ギヤ５３が相対回転可能に支持されている。

セカンダリ入力ギヤ５３とその後側に配置されるセカンダリプーリ３４との間には、後進クラッチ５４が設けられている。後進クラッチ５４は、油圧式の摩擦クラッチであり、油圧により係合し、セカンダリ軸３２に対するセカンダリ入力ギヤ５３の回転を禁止する。したがって、セカンダリ入力ギヤ５３が回転すると、セカンダリ軸３２がセカンダリ入力ギヤ５３と一体に回転する。この係合状態の後進クラッチ５４から油圧が開放されると、後進クラッチ５４が解放される。後進クラッチ５４の解放により、セカンダリ軸３２に対するセカンダリ入力ギヤ５３の回転が許容され、セカンダリ入力ギヤ５３が回転しても、その回転がセカンダリ軸３２に伝達されない。

リバース伝達機構２３は、インプット軸２１の動力（回転）を無段変速機構２２を経由せずにセカンダリ軸３２に伝達する機構である。リバース伝達機構２３は、リバースアイドラ軸５５、第１リバースギヤ５６および第２リバースギヤ５７を含む。

リバースアイドラ軸５５は、インプット軸２１と平行をなす前後方向に延びている。

第１リバースギヤ５６は、リバースアイドラ軸５５と一体に形成されるか、または、リバースアイドラ軸５５と別体に形成されて、リバースアイドラ軸５５に相対回転不能に支持されている。

アウトプット軸２４は、インプット軸２１に対して後側に間隔を空けて、インプット軸２１と同一軸線上に配置されている。アウトプット軸２４には、アウトプット軸ギヤ５８が一体に形成されるか、または、アウトプット軸２４と別体に形成されたアウトプット軸ギヤ５８が相対回転不能に支持されている。これに対応して、セカンダリ軸３２には、セカンダリプーリ３４のピストン４７の後側に隣接して、セカンダリ出力ギヤ５９がスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。アウトプット軸ギヤ５８とセカンダリ出力ギヤ５９とは、噛合している。

シフトレバーがＤポジションに位置する状態では、前進クラッチ５２が係合されて、後進クラッチ５４が解放されることにより、Ｄレンジが構成される。このとき、エンジン２からトルクコンバータ８を介してインプット軸２１に入力される動力は、前進クラッチ５２の係合により、インプット軸ギヤ２５からプライマリ入力ギヤ５１を介してプライマリ軸３１に伝達される。一方、インプット軸２１に入力される動力がインプット軸ギヤ２５からセカンダリ入力ギヤ５３に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ５３が回転しても、後進クラッチ５４の解放により、セカンダリ入力ギヤ５３がセカンダリ軸３２に対して空転し、セカンダリ軸３２に動力が伝達されない。

車両１の前進走行時には、前進クラッチ５２が係合されて、後進クラッチ５４が解放される。エンジン２からトルクコンバータ８を介してインプット軸２１に入力される動力は、前進クラッチ５２の係合により、インプット軸ギヤ２５からプライマリ入力ギヤ５１を介してプライマリ軸３１に伝達される。一方、インプット軸２１に入力される動力がインプット軸ギヤ２５からセカンダリ入力ギヤ５３に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ５３が回転しても、後進クラッチ５４の解放により、セカンダリ入力ギヤ５３がセカンダリ軸３２に対して空転し、セカンダリ軸３２に動力が伝達されない。

プライマリ軸３１に伝達される動力は、プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とのプーリ比に応じたベルト変速比で変速されて、セカンダリ軸３２に伝達される。そして、セカンダリ軸３２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ５９からアウトプット軸ギヤ５８を介してアウトプット軸２４に伝達され、アウトプット軸２４からプロペラシャフト５に伝達される。

車両１の後進走行時には、前進クラッチ５２が解放されて、後進クラッチ５４が係合される。エンジン２からトルクコンバータ８を介してインプット軸２１に入力される動力は、後進クラッチ５４の係合により、インプット軸ギヤ２５からリバース伝達機構２３およびセカンダリ入力ギヤ５３を介してセカンダリ軸３２に伝達される。このとき、セカンダリ軸３２は、車両１の前進時と逆方向に回転する。一方、インプット軸２１に入力される動力がインプット軸ギヤ２５からプライマリ入力ギヤ５１に伝達されて、プライマリ入力ギヤ５１が回転しても、前進クラッチ５２の解放により、プライマリ入力ギヤ５１がプライマリ軸３１に対して空転し、プライマリ軸３１に動力が伝達されない。

セカンダリ軸３２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ５９からアウトプット軸ギヤ５８を介してアウトプット軸２４に伝達され、アウトプット軸２４からプロペラシャフト５に伝達される。

＜車両の制御系＞
図２は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

車両１には、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。各ＥＣＵには、制御に必要な各種センサが接続されており、その接続されたセンサの検出信号が入力される。また、各ＥＣＵには、各種センサから入力される検出信号以外に制御に必要な情報が他のＥＣＵから入力される。

図１には、複数のＥＣＵのうち、エンジン２および変速ユニット４を制御するためのＥＣＵ６１が示され、そのＥＣＵ６１に接続されたセンサとして、エンジン回転数センサ６２、アクセルセンサ６３、前回転数センサ６４および後回転数センサ６５が示されている。

エンジン回転数センサ６２は、エンジン２の回転（クランクシャフト３の回転）に同期したパルス信号を検出信号として出力する。ＥＣＵ６１では、エンジン回転数センサ６２から入力されるパルス信号の周波数が求められて、その周波数がエンジン２の回転数（エンジン回転数）に換算される。

アクセルセンサ６３は、運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）の操作量に応じた検出信号を出力する。ＥＣＵ６１では、アクセルセンサ６３の検出信号から、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度が求められる。

前回転数センサ６４は、前進クラッチ５２の入力側となるプライマリ入力ギヤ５１の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。ＥＣＵ６１では、前回転数センサ６４から入力されるパルス信号の周波数が求められて、その周波数がプライマリ入力ギヤ５１の回転数である前回転数Ｎ１に換算される。

後回転数センサ６５は、前進クラッチ５２の出力側となるプライマリ軸３１の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。ＥＣＵ６１では、後回転数センサ６５から入力されるパルス信号の周波数が求められて、その周波数がプライマリ軸３１の回転数である後回転数Ｎ２に換算される。

＜余裕代設定処理＞
図３は、目標クラッチトルク容量の時間変化の一例を示す図である。

車両１では、前進クラッチ５２が係合される前進走行時に、ＥＣＵ６１により、無段変速機構２２のプライマリ軸３１に入力される入力トルクに対して、無段変速機構２２のベルト３５の伝達トルク容量（クラッチトルク容量）の目標である目標ベルトトルク容量と、前進クラッチ５２の伝達トルク容量（ベルトトルク容量）の目標である目標クラッチトルク容量とが繰り返し設定される。

目標ベルトトルク容量は、入力トルクによるベルト３５の滑りが生じないように、入力トルクよりも大きい値に設定される。目標ベルトトルク容量が設定されると、ベルトトルク容量が目標ベルトトルク容量と一致するように、ＥＣＵ６１により、無段変速機構２２のセカンダリプーリ３４の油室４８に供給される油圧が制御される。

目標クラッチトルク容量は、入力トルクに余裕代を加えた値に設定され、その余裕代の管理により、前進クラッチ５２のクラッチトルク容量が無段変速機構２２のベルトトルク容量を超えないように、目標クラッチトルク容量よりも小さい値に設定される。目標クラッチトルク容量が設定されると、クラッチトルク容量が目標クラッチトルク容量と一致するように、ＥＣＵ６１により、前進クラッチ５２に供給される油圧であるクラッチ圧が制御される。

以下、入力トルクおよび目標ベルトトルク容量が一定であるとして、余裕代の設定の手法について説明する。

以下の手法により設定される余裕代は、ＥＣＵ６１の不揮発性メモリに記憶されてもよいし、ＥＣＵ６１の揮発性メモリに記憶されてもよい。余裕代が不揮発性メモリに記憶される場合、車両１のイグニッションスイッチがオフにされた後も、その余裕代の記憶が残るので、次にイグニッションスイッチがオンされて、車両１が前進走行を開始する際に、その不揮発性メモリに記憶されている余裕代が目標クラッチトルク容量の設定に使用されるとよい。一方、余裕代が揮発性メモリに記憶される場合、イグニッションスイッチがオフにされると、その余裕代の記憶が消去されるので、次にイグニッションスイッチがオンされて、車両１が前進走行を開始する際には、余裕代の初期値が目標クラッチトルク容量の設定に使用されるとよい。

車両１が前進走行している状態で、次の禁止条件１～７がいずれも成立しない場合、余裕代が時間経過に伴って漸減される（時間Ｔ１－Ｔ２）。余裕代は、一定の変化率で連続的に下げられてもよいし、一定量ずつ段階的に下げられてもよい。

禁止条件：
１．前回転数Ｎ１および後回転数Ｎ２が０または検出可能な最低回転数以下である。
２．クラッチ圧の下限ガードが作動中である。
３．ロックアップオン／オフの過渡中である。
４．無段変速機構２２が急変速中（変速比の時間変化率が一定以上）である。
５．車両１が急減速中（減速度が一定以上）である。
６．入力トルクが急変中（入力トルクの時間変化率が一定以上）である。
７．エンジン２がフューエルカットまたは低回転状態（エンジン回転数が一定以下）である。

なお、禁止条件１は、前進クラッチ５２のスリップ検出が遅れることを防止するために設けられている。禁止条件２～５は、クラッチトルク容量不足の誤判定を防止するために設けられてきる。禁止条件６は、前進クラッチ５２の応答遅れによるスリップ（滑り）の発生を防止するために設けられている。禁止条件７は、エンジン２がストールすることを防止するために設けられている。スリップ検出およびクラッチトルク容量不足の判定については、後述する。

クラッチ圧の下限ガードは、クラッチ圧が一定以下に低下することを防止するために設定されている。下限ガードは、たとえば、前進クラッチ５２のピストンがクッショニングスプリングの弾性力に抗してクラッチプレートをクラッチディスクに押し付けて、クラッチプレートとクラッチディスクとの間の隙間が押し潰された状態になる瞬間の油圧に設定されている。これにより、前進クラッチ５２にスリップが発生した場合に、前進クラッチ５２に供給される油圧を引き上げて、前進クラッチ５２のスリップを速やかに止めることができる。

余裕代の漸減に伴って、目標クラッチトルク容量が漸減し、前進クラッチ５２のクラッチトルク容量（実クラッチトルク容量）が漸減する。クラッチトルク容量の漸減が進み、クラッチトルク容量に不足が生じると、前進クラッチ５２のスリップが発生する。前進クラッチ５２のスリップが発生すると、前進クラッチ５２の入力側となるプライマリ入力ギヤ５１の回転数である前回転数Ｎ１と、前進クラッチ５２の出力側となるプライマリ軸３１の回転数である後回転数Ｎ２とに差が生じる。ＥＣＵ６１では、前回転数Ｎ１と後回転数Ｎ２との差が所定の閾値以上になったことを以て、前進クラッチ５２のスリップの発生が検出されたとして、クラッチトルク容量に不足が生じたと判定される。

クラッチトルク容量に不足が生じると（時刻Ｔ２）、その時点での余裕代に所定値を加えた値が新たな余裕代として設定される。そして、目標クラッチトルク容量が現在の値から入力トルクに新たな余裕代を加えた値まで引き上げられる（時間Ｔ２－Ｔ３）。このとき、目標クラッチトルク容量は、一定の変化率で連続的に引き上げられてもよいし、一定量ずつ段階的に引き上げられてもよい。

なお、クラッチトルク容量に不足が生じた時点での余裕代そのものの値に所定値を加えられてもよいが、クラッチトルク容量に不足が生じた時点での余裕代および過去に設定された余裕代に重み付けがなされて、それらの値を加算して得られる値に所定値が加えられてもよい。

新たな余裕代が設定されると、目標クラッチトルク容量の引き上げによりクラッチトルク容量の不足が解消されてからの所定期間（インターバル）は、その新たな余裕代が漸減されずに保持される（時間Ｔ３－Ｔ４）。所定期間は、種々の状況に応じて可変に設定される。たとえば、余裕代が所定値よりも大きい場合には、余裕代が所定値よりも小さい場合よりも、所定期間が短い期間に設定されてもよい。所定期間は、時間により設定されてもよいし、走行距離により設定されてもよい。時間により設定される場合、車両１が停止している時間が所定期間から排除されてもよい。

余裕代が保持されている所定期間に、クラッチトルク容量に不足が生じて、前進クラッチ５２のスリップの発生が検出された場合には、その時点での余裕代に所定値を加えた値が新たな余裕代として設定される。この場合、所定値は、余裕代の漸減によりクラッチトルク容量に不足が生じた場合の所定値よりも小さい値に設定されることが好ましい。これにより、クラッチトルク容量が不必要に引き上げられることを抑制できる。

なお、それ以外にも、所定値は、エンジン２の状態（駆動状態、エンジンブレーキ状態）などに応じて可変に設定されてもよい。

所定期間の経過後は、余裕代が漸減されて（時間Ｔ４－Ｔ５）、前述の処理が再び行われる。

＜スリップ検出＞
図４は、スリップ検出のための演算回路を示すブロック図である。

ＥＣＵ６１では、前進クラッチ５２のスリップの発生を検出するため、前進クラッチ５２の入力側となるプライマリ入力ギヤ５１の回転数である前回転数Ｎ１と、前進クラッチ５２の出力側となるプライマリ軸３１の回転数である後回転数Ｎ２とが取得される。

前回転数Ｎ１に係数αを乗じることにより、前回転数Ｎ１に比例した第１補正項が求められる。前回転数センサ６４のパルス信号を発生するための検出歯を有する回転体とプライマリ入力ギヤ５１との間に回転方向の遊びがあるので、第１補正項は、その遊びによる誤差を考慮した項として設定される。

また、前回転数Ｎ１の微分値ＤＮ１に係数βを乗じ、その乗算値を前回転数Ｎ１で除することにより、前回転数Ｎ１に反比例し、かつ、前回転数Ｎ１の時間変化率に比例した第２補正項が求められる。第２補正項は、前回転数センサ６４の検出信号から取得される前回転数Ｎ１が真値に対して遅れることを考慮した項として設定される。

さらに、前回転数Ｎ１の２乗値に係数γを乗じることにより、前回転数Ｎ１の２乗値に比例した第３補正項が求められる。前回転数Ｎ１が２倍になると、前回転数センサ６４が出力するパルス信号の間隔の真値に対してそれを量子化した値の誤差率が２倍になるので、第３補正項は、その誤差を考慮した項として設定される。なお、前回転数Ｎ１の誤差は、真値に誤差率を乗じた値であるため、前回転数Ｎ１の２乗値が用いられることが適当である。

そして、第１補正項、第２補正項および第３補正項を足し合わせることにより、スリップ検出の閾値が設定される。

一方、前回転数Ｎ１と後回転数Ｎ２との差分の絶対値が求められる。

その後、前回転数Ｎ１と後回転数Ｎ２との差分の絶対値と閾値との大小が比較されて、前回転数Ｎ１と後回転数Ｎ２との差分の絶対値が閾値以上であれば、前進クラッチ５２のスリップの発生が検出されたとして、クラッチトルク容量に不足が生じたと判定される。

＜作用効果＞
以上のように、目標クラッチトルク容量が入力トルクに余裕代を加えた値に設定されて、前進クラッチ５２のクラッチトルク容量が目標クラッチトルク容量となるように前進クラッチ５２のクラッチ圧が制御される。

前進クラッチ５２が係合した状態で、余裕代が漸減される。余裕代の漸減に伴って、目標クラッチトルク容量が漸減し、クラッチトルク容量に不足が生じて、前進クラッチ５２のスリップの発生が検出されると、その時点の余裕代に基づく値に所定値を加えた値が新たな余裕代として設定される。

入力トルクに前進クラッチ５２のスリップの発生の検出時点での余裕代を加えた値は、前進クラッチ５２に必要とされるクラッチトルク容量であるから、不足時点での余裕代に基づく値に加える所定値は、小さい値に設定することができる。これにより、クラッチトルク容量に不足が生じず、かつ、クラッチトルク容量が無段変速機構２２のベルトトルク容量を超えないように、余裕代を精度よく管理することができる。その結果、路面から車両１の駆動輪７Ｌ，７Ｒに過大なトルクが入力されても、ベルト３５よりも先に前進クラッチ５２を滑らせることができ、このクラッチヒューズの作動により、ベルト滑りの発生を防止することができる。

しかも、目標クラッチトルク容量を可及的に小さい値に設定できるので、ベルトトルク容量の目標である目標ベルトトルク容量を下げて、ベルト３５に付与される挟圧が下げることができる。挟圧の低下により、エネルギ損失の低減を図ることができ、ひいては、車両１の燃費の向上を図ることができる。

また、新たな余裕代が設定されてからその余裕代が更新されるまでに、適度なインターバルが設けられることにより、前進クラッチ５２のスリップが頻繁に発生することによる耐久性の低下を防止しつつ、余裕代を精度よく管理することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、エンジン２と変速ユニット４とは、別々のＥＣＵにより制御されてもよい。その場合、本発明は、変速ユニット４を制御するＥＣＵに適用される。エンジン２を制御するＥＣＵにエンジン回転数センサ６２およびアクセルセンサ６３が接続されて、エンジン２を制御するＥＣＵでエンジン回転数およびアクセル開度が算出され、エンジン回転数およびアクセル開度がエンジン２を制御するＥＣＵから変速ユニット４を制御するＥＣＵに送信されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：車両
２：エンジン（駆動源）
７Ｌ，７Ｒ：駆動輪
２２：無段変速機構
３３：プライマリプーリ
３４：セカンダリプーリ
３５：ベルト
５２：前進クラッチ
６１：ＥＣＵ（車両用制御装置、目標クラッチトルク容量設定手段、余裕代設定手段）

Claims (2)

1. 駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成の無段変速機構と直列に、前記動力伝達経路での動力の伝達を許可／阻止するために係合／解放される摩擦クラッチを設けた車両に用いられる制御装置であって、
   前記摩擦クラッチの係合状態でのクラッチトルク容量の目標である目標クラッチトルク容量を、前記駆動源側から前記無段変速機構に入力される入力トルクに余裕代を加えた値に設定する目標クラッチトルク容量設定手段と、
   前記摩擦クラッチの係合状態において、前記余裕代を漸減させて、前記クラッチトルク容量に不足が生じると、その時点での前記余裕代に基づく値に所定値を加えた値を新たな前記余裕代に設定する余裕代設定手段と、を含む、車両用制御装置。
2. 前記余裕代設定手段は、新たな前記余裕代を設定した後、前記余裕代の漸減を開始するまでに、その設定した新たな前記余裕代を保持するインターバルを設ける、請求項１に記載の車両用制御装置。

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