JP4079598B2 - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、それぞれプーリ幅可変のドライブプーリおよびドリブンプーリ間にＶベルトを巻き掛けて構成されるベルト式無段変速機に関し、さらに詳しくは、このベルト式無段変速機において、これらドライブプーリおよびドリブンプーリに加える軸方向推力を制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような構成のベルト式無段変速機およびその制御装置は従来から種々提案されており、実用に供されている。ベルト式無段変速機においては、ドライブプーリのプーリ幅制御（軸方向推力制御）を行うドライブ側アクチュエータと、ドリブンプーリのプーリ幅制御（軸方向推力制御）を行うドリブン側アクチュエータとを有し、これら両アクチュエータによりドライブプーリおよびドリブンプーリに加える軸方向推力を制御してプーリ幅制御を行い、変速制御を行うように構成される。
【０００３】
このようなアクチュエータによる軸方向推力制御を走行状態に応じて適切に制御し、自動的な変速制御を行わせるための制御装置を有したベルト式自動変速機が従来から種々提案されている。一例を挙げれば、特開平９−７２３９７号に開示のベルト式自動変速機があり、ここではいずれか一方のプーリの軸方向推力を目標推力に設定し、他方を目標推力とプーリ推力比の積または比に対応した値とエンジン回転数偏差に対応した値との和により得られる推力に設定して変速制御を行うことが開示されている。
【０００４】
また、定常走行状態では、変速比が一定で走行するため、ドライブおよびドリブン側プーリの一方の推力をベルトのスリップを防止するために最低限必要な推力（スリップ防止推力）に設定し、他方の推力を現在の変速比を維持するために必要な推力（変速比維持推力）に設定するように構成される。なお、この場合、変速比維持推力は、ベルトスリップ無しに現在の変速比を維持するように設定する必要があり、変速比維持推力はスリップ防止推力より大きな推力が設定されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベルト式無段変速機においては変速制御すなわちプーリ幅を可変させる制御はプーリが回転している状態でプーリに軸方向推力を作用させることにより行うことができるものであり、プーリの回転が停止している状態ではたとえプーリに軸方向推力を作用させてもプーリ幅を変更することはできず、変速制御を行うことはできない。しかしながら、従来におけるベルト式無段変速機における変速制御は、これが搭載された車両が走行している状態のみならず、プーリの回転が停止しているような状態でも同様の推力制御を行っている。すなわち、プーリ回転停止状態でも現在の変速比を維持するように一方のプーリにスリップ防止推力を作用させるとともに他方のプーリに変速比維持推力を設定するような制御を行っているが、回転停止状態では変速比維持推力を作用させなくても変速比は現在のまま保持されるものであり、その分無駄な制御推力を発生させていることになる。その結果、この変速比維持推力を得るための動力、例えば、エンジンの油圧ポンプ駆動動力が必要以上に用いられてエネルギーロスとなり、エンジンの燃費が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、ベルト式無段変速機の回転が停止した状態での動力ロスをできる限り小さくして、エンジンの燃費向上等を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明においては、プーリ幅可変のドライブプーリと、プーリ幅可変のドリブンプーリと、ドライブおよびドリブンプーリ間に巻き掛けられたＶベルトと、ドライブプーリに軸方向推力を付与するドライブ側アクチュエータ（例えば、実施形態における可動プーリ半体５Ｂの側方に形成されたドライブ側シリンダ室６）と、ドリブンプーリに軸方向推力を付与するドリブン側アクチュエータと（例えば、実施形態における可動プーリ半体８Ｂの側方に形成されたドリブン側シリンダ室９）を備えてベルト式無段変速機が構成され、その制御装置が、定常走行状態において、ドライブプーリおよびドリブンプーリ間のトルク伝達をＶベルトのスリップ無しに行わせるためにドライブ側アクチュエータに最低限必要とされるドライブ側スリップ防止推力Ｆ１DRおよびドリブン側アクチュエータに最低限必要とされるドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DNを求め、ドライブ側アクチュエータおよびドリブン側アクチュエータの一方のアクチュエータによる軸方向推力を前記ドライブ側および前記ドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DRおよびＦ１DNのうちの前記一方のアクチュエータに対応する推力値に設定し、他方のアクチュエータによる軸方向推力を他方のアクチュエータに対応する推力値に前記ドライブ側およびドリブン側スリップ防止推力と現在の変速比とから算出される前記変速比を維持するために必要な増加推力を加えて算出された変速維持推力値に設定するように構成される。この制御装置はさらに、ドライブプーリおよびドリブンプーリの回転停止か否かを判断する回転判断手段を備え、回転判断手段によりドライブプーリおよびドリブンプーリの回転が停止したと判断されたときに、ドライブ側アクチュエータによる軸方向推力をドライブ側スリップ防止推力Ｆ１DRに設定し、ドリブン側アクチュエータによる軸方向推力をドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DNに設定するように構成されている。
【０００８】
このような構成のベルト式無段変速機の制御装置を用いれば、定常走行状態ではベルトスリップ無しに現在の変速比を維持して走行を継続する推力制御がなされる。一方、プーリ回転が停止したときには、変速制御が不要である（構造上、変速制御ができず、そのときの変速比のまま保持される）ため、両アクチュエータによる軸方向推力をスリップ防止推力に変更し、推力発生のために用いられるエンジン駆動動力を低くする。これによりプーリ回転停止時のエンジン動力ロスを抑えて、燃費が向上する。
【０００９】
なお、このようにドライブプーリおよびドリブンプーリが回転停止した状態から回転を開始したと判断されたときには、現在の変速比に基づいて、ドライブ側アクチュエータおよびドリブン側アクチュエータの一方のアクチュエータによる軸方向推力をスリップ防止推力に設定し、他方のアクチュエータによる軸方向推力を前記変速維持推力値に設定し、必要に応じていずれか一方のアクチュエータに変速加算推力を加えて変速制御を行う。これにより、ベルトスリップを発生することなく、通常の変速制御にスムーズに移行する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に本発明に係るベルト式無段変速機１の全体構成を示している。ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）１は、エンジンＥＮＧの出力軸とトルクコンバータＴＣを介して繋がる変速機入力軸２と、これに平行に配設された変速機カウンタ軸３と、これら両軸２，３の間に配設された金属Ｖベルト機構４と、入力軸２の上に配設された遊星歯車式前後進切換機構２０ととから構成される。このベルト式無段変速機１には、油圧ポンプ３０、変速制御バルブ５０等が設けられ、油圧ポンプ３０からの作動油が油路３０ｃ〜３０ｅを通り、変速制御バルブ５０により制御されて金属Ｖベルト機構４に送られて変速制御がなされる。
【００１１】
金属Ｖベルト機構４は、変速機入力軸２上に回転自在に配設されたドライブプーリ５と、変速機カウンタ軸３上にこれと一体回転するように配設されたドリブンプーリ８と、両プーリ５，８間に掛けられた金属Ｖベルト７から構成されている。
【００１２】
ドライブプーリ５は、変速機入力軸２の上に回転自在に配設された固定プーリ半体５Ａと、この固定プーリ半体５Ａに対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体５Ｂとから構成される。可動プーリ半体５Ｂの側方にはドライブ側シリンダ室６が形成され、変速制御バルブ５０から油路３０ｄを介して供給される油圧により、可動プーリ半体５Ｂを軸方向に移動させる軸方向推力（ドライブプーリ軸方向推力）が発生する。
【００１３】
ドリブンプーリ８は、変速機カウンタ３の上に結合して配設された固定プーリ半体８Ａと、この固定プーリ半体８Ａに対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体８Ｂとから構成される。可動プーリ半体８Ｂの側方にはドリブン側シリンダ室９が形成され、変速制御バルブ５０から油路３０ｅを介して供給される油圧により、可動プーリ半体８Ｂを軸方向に移動させる軸方向推力（ドリブンプーリ軸方向推力）が発生する。
【００１４】
このようにドライブ側シリンダ室６およびドリブン側シリンダ室９へ供給される油圧（プーリ側圧制御油圧）を制御することにより、金属Ｖベルト７にスリップが発生しないプーリ軸推力（スリップ防止軸推力と称する）が設定できるとともに、ドライブプーリ５およびドリブンプーリ８のプーリ幅を可変設定することができ、金属Ｖベルト７の両プーリ５，８に対する巻き掛け半径を連続的に変化させて変速比を無段階に（連続的に）制御させることができる。
【００１５】
遊星歯車式前後進切換機構２０は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を備え、変速機入力軸２に結合されたサンギヤ２１と、固定プーリ半体５Ａに結合されたキャリア２２と、後進用ブレーキ２５により固定保持可能なリングギヤ２３と、サンギヤ２１とリングギヤ２３とを連結可能な前進用クラッチ２４とを有して構成される。前進用クラッチ２４が係合されると、サンギヤ２１、キャリア２２およびリングギヤ２３が変速機入力軸２と一体的に回転し、駆動プーリ５は変速機入力軸２と同一方向（前進方向）に駆動される。一方、後進用ブレーキ２５が係合されるとリングギヤ２３が固定保持され、キャリア２２がサンギヤ２１と逆方向（後進方向）に駆動される。
【００１６】
以上のような構成の金属Ｖベルト機構４、遊星歯車式前後進切換機構２０を介して変速されて変速機カウンタ軸３に伝達されたエンジンＥＮＧからの動力は、ギヤ２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂを介してディファレンシャル機構２９に伝達され、ここから図示しない左右の車輪に分割して伝達される。
【００１７】
前述のように、ドライブ側およびドリブン側シリンダ室６，９への油圧供給を変速制御バルブ５０により制御して変速制御がなされるのであるが、制御バルブ５０の作動制御は、制御ユニット６０からの変速制御信号により行われる。
【００１８】
本発明はドライブ側およびドリブン側シリンダ室６，９へ供給する油圧制御を行ってドライブおよびドリブンプーリ５，８の軸方向推力制御を行う装置に係るものであり、この制御を行う制御ユニット６０による変速制御バルブ６０の作動制御について以下に詳しく説明する。変速制御バルブ５０は、ドライブ側シリンダ室６およびドリブン側シリンダ室９に供給する油圧を制御する二個のソレノイドバルブを有して構成され、これらソレノイドバルブが変速制御ユニット６０から供給される変速制御信号により作動されて変速制御が行われる。この結果、変速制御信号に基づいて両シリンダ室６，９内の油圧が設定され、ドライブおよびドリブンプーリ５，８に作用するドライブおよびドリブンプーリ軸方向推力が設定される。この変速制御のため、変速制御ユニット６０には、エンジン回転信号Ｎｅ、エンジンスロットル開度信号ＴＨ、車速信号Ｖ、ドライブプーリ回転信号ＮDR、ドリブンプーリ回転信号ＮDNが検出されて入力されている。
【００１９】
この変速制御信号は定常走行、変速等のために必要なドライブおよびドリブン軸方向推力ＦDR，ＦDNに基づいて設定される。この軸方向推力は、Ｖベルト７をドライブ及びドリブンプーリ５，８に対してスリップさせずに動力伝達を行わせるに必要なスリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNと、現在の変速比Ｒｐを維持するために必要な変速比維持推力Ｆ２DR，Ｆ２DNと、現在の変速比Ｒｐを目標変速比Ｒｔまで最適な速度で変速させるために必要な変速加算推力Ｆａとに基づいて算出設定される。なお、定常走行を行う場合には、現在の変速比を維持すれば良く、変速加算推力Ｆａは零に設定される。
【００２０】
この軸方向推力算出およびこれに基づく変速制御信号の設定フローを図２に示しており、このフローチャートに基づいて説明する。このフローに示すように、まずステップＳ１においてスリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNを算出し、ステップＳ２において変速比維持推力Ｆ２DR，Ｆ２DNを算出する。そして、ステップＳ３において変速要求が有るか否かを判断し、変速要求がなく定常状態であるときにはステップＳ４に進み、上記スリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNおよび変速比維持推力Ｆ２DR，Ｆ２DNから推力演算１を行って現在の定常走行を維持するために必要な軸方向推力ＦDR，ＦDNを算出する。
【００２１】
一方、変速要求が有る場合には、ステップＳ５に進み、この変速要求に対応する変速を行わせるために必要な変速加算推力Ｆａを算出する。そして、ステップＳ６において、上記スリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DN、変速比維持推力Ｆ２DR，Ｆ２DNおよび変速加算推力Ｆａから推力演算２を行って、上記変速要求に基づく変速を行わせるために必要な軸方向推力ＦDR，ＦDNを算出する。
【００２２】
上記のようにして推力演算１（ステップＳ４）もしくは推力演算２（ステップＳ６）において軸方向推力ＦDR，ＦDNを算出すると、ステップＳ７に進み、これら軸方向推力ＦDR，ＦDNを得るために必要なドライブ側およびドリブン側シリンダ室６，９の供給油圧が得られるように、変速制御バルブ５０に出力すべき変速制御信号を算出する。そして、この変速制御信号を用いて変速制御バルブ５０の作動を制御すれば、所望の変速制御が行われる。
【００２３】
ここで、まず、上記ステップＳ１におけるスリップ防止推力算出について説明する。この算出フローの詳細を図３に示しており、まず、エンジン回転数Ｎｅ、エンジンスロットル開度TH、ドライブプーリ回転数ＮDR、ドリブンプーリ回転数ＮDN、変速比Ｒｐを検出して読み込む（ステップＳ１１）。次にこれら検出値に基づいてエンジンから変速機入力軸２に入力される入力トルクＴinを算出する（ステップＳ１２）。そして、現在の変速比Ｒｐに基づいてドライブプーリ５およびドリブンプーリ８の伝達トルクを算出し、このドライブトルクをスリップ無しに伝達するために両プーリ５，８に必要とされるスリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNを算出する（ステップＳ１３）。
【００２４】
次に、上記ステップＳ２における変速比維持推力の算出について説明する。この変速比維持推力は、上記のように両プーリ５，８にスリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNを作用させてスリップ無しに動力伝達が可能なった状態で、定常状態で現在の変速比Ｒｐを維持するためにいずれか一方のプーリに加算すべき推力であり、図４に示す算出フローに従って算出される。ここで、例えば、ドライブプーリのスリップ防止推力Ｆ１DRは、実際の伝達トルクＴａに対して、所定の余裕トルクＴ１を加えた伝達トルク容量Ｔｔ（＝Ｔａ＋Ｔ１）となるように設定されており、実際の伝達トルクＴａに対する伝達トルク容量Ｔｔの比、すなわち安全率ＳＦ（＝Ｔｔ／Ｔａ）の逆数（１／ＳＦ）と、変速比Ｒｐに対して、バランス推力比ＴＲ（特許性球の範囲に規定する、定常状態におけるドライブプーリ推力とドリブンプーリ推力の比に対応する）が図５のように予め計算されて設定されている。
【００２５】
なお、図５においてＴ＝０の線が伝達トルクが零のときを示し、これより上側が正トルク側、すなわち、エンジン側から駆動トルクが伝達される場合を示し、Ｔ＝０の線より下側が負のトルク側、すなわち、出力側からエンジン側に駆動トルクが伝達されてエンジンブレーキ作用状態となる場合を示し、各線の数字は、安全率ＳＦの逆数（１／ＳＦ）を示す。
【００２６】
バランス推力比ＴＲは、所定の変速比を定常状態で保持するために必要とされるドライブプーリの軸方向推力とドリブンプーリの軸方向推力の比である。図５において、現在の変速比と、そのときのドライブプーリ５における安全率の逆数（１／ＳＦ）の線とに対応するバランス推力比ＴＲを求めれば、このバランス推力比ＴＲが現在の伝達トルク状態で現在の変速比Ｒｐを保持するために必要なドライブプーリの軸方向推力とドリブンプーリの軸方向推力の比である。
【００２７】
図４に示す算出フローにおけるステップＳ２１では、上記のようにしてバランス推力比ＴＲを算出し、次に、ステップＳ２２において、このような推力比ＴＲとするために必要な維持推力を算出する。この算出は、ステップＳ１において算出したスリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNを確保した上で、いずれか一方の推力を増加させて上記バランス推力ＴＲを得るに必要な増加推力として算出される。すなわち、図６（Ａ）もしくは（Ｂ）に示すように、ドライブ側のスリップ防止推力Ｆ１DRに変速比維持推力Ｆ２DRを加えたり（図６（Ｂ））、ドリブン側のスリップ防止推力Ｆ１DNに変速比維持推力Ｆ２DNを加えたり（図６（Ａ））して、上記のように算出されたバランス推力比ＴＲが得られるようにするための変速比維持推力をステップＳ２２において算出する。
【００２８】
この結果、スリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNに、変速比維持推力Ｆ２DNもしくはＦ２DRを加えて、図６（Ａ）もしくは（Ｂ）のようなバランス推力比が得られるようにドライブ側およびドリブン側推力が求められる。これら推力をドライブ側およびドリブン側プーリに付与すれば、定常状態で現在の変速比を維持したままでベルトスリップ無しに動力伝達が可能である。このことから分かるように、図２におけるステップＳ７における推力演算１においては、スリップ防止推力Ｆ１DR，Ｆ１DNに変速比維持推力Ｆ２DNもしくはＦ２DRを加えて、ステップＳ２１で算出されたバランス推力比となるドライブ側およびドリブン側推力ＦDR，ＦDNが算出される。
【００２９】
次にステップＳ５における変速加算推力算出について説明する。この算出フローの詳細を図７に示しており、まず、要求される変速の種類（すなわち、アップシフトか、ダウンシフトか）および変速によりベルト巻き掛け径が大きくなるようにプーリ幅が可変調整される大径化側プーリを判断する（ステップＳ５１）。変速要求は、例えば、運転者のアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応して設定される目標エンジン回転数に基づいて判断される。アクセルペダルが踏み込まれるとこれに対応する目標エンジン回転数が増加し、実際のエンジン回転数を目標エンジン回転数に一致させるように変速制御が行われる。このときの変速制御がアップシフトか、ダウンシフトかをステップＳ５１において判断し、このとき同時に、このような変速制御において、ベルト巻き掛け径が大きくなる大径化側プーリがドライブプーリおよびドリブンプーリのどちらであるかを判断する。
【００３０】
次に、ドライブプーリ回転数ＮDR、ドリブンプーリ回転数ＮDN、変速比Ｒｐから金属Ｖベルト７の移動速度、すなわち、ベルト周速Ｖｖを演算する（ステップＳ５２）。そして、図８に示すように予め設定されたグラフから、現在の周速Ｖｖに対する第１ゲインＧ１を求める（ステップＳ５３）。この第１ゲインＧ１は周速に反比例する関係のゲインであり、変速の種類（アップシフトもしくはダウンシフト）に応じて設定されている。
【００３１】
なお、周速Ｖｖはドライブプーリ回転数ＮDRと、変速比Ｒｐとの関係で一義的にに求まるため、例えば、図１０に示すように、ドライブプーリ回転数ＮDRと変速比Ｒｐとに対する第１ゲインＧ１の関係を予め設定しておき、この関係から第１ゲインを求めても良い。このようにすれば、ステップＳ５１の周速演算が不要であり、制御が簡単となるという利点がある。上記のように第１ゲインＧ１は変速の種類に応じて設定されるものであり、図１０はアップシフトの場合を示している。図１０における変速比Ｒｐに対応する線は変速比毎に設定されるものであるが、図１０においては、最小変速比（ＴＯＰ）、中間変速比（ＭＩＤ）および最大変速比（ＬＯＷ）を例示的に示している。
【００３２】
次に、変速要求に応じて現在の変速比から目標変速比まで変速されたときにでの大径化側プーリにおけるベルト巻き掛け径の差Ｄｄ、すなわち、大径化プーリにおいて現在の変速比での巻き掛け径が目標変速比ではどれだけ大きくなるかという径の差を演算する（ステップＳ５４）。これは図９に示すように予め設定されたグラフから、ステップＳ５４において求められた径の差Ｄｄに対する第２ゲインＧ２を求めて行われる（ステップＳ５５）。第２ゲインＧ２は径の差Ｄｄに比例する関係のゲインであり、変速の種類（アップシフトもしくはダウンシフト）に応じて設定されている。
【００３３】
なお、径の差Ｄｄは、現在のエンジン回転数でのドライブプーリ回転数と目標エンジン回転数でのドライブプーリ回転数との差ＮDRERRと、変速比Ｒｐとの関係で一義的に求まるため、例えば、図１１に示すように、目標エンジン回転数までのドライブプーリ回転数の差ＮDRERRと変速比Ｒｐとに対する第２ゲインＧ２の関係を予め設定しておき、この関係から第２ゲインを求めても良い。このようにすれば、ステップＳ５４の径の差Ｄｄの演算が不要であり、制御が簡単となる。上記のように第２ゲインＧ２は変速の種類に応じて設定されるものであり、図１１はアップシフトの場合を示している。図１１における変速比Ｒｐに対応する線は変速比毎に設定されが、図１１においては、最小変速比（ＴＯＰ）、中間変速比（ＭＩＤ）および最大変速比（ＬＯＷ）を例示的に示している。
【００３４】
以上のようにして第１ゲインＧ１および第２ゲインＧ２が求まると、ステップＳ５６において変速加算推力Ｆａが演算される。この変速加算推力Ｆａは、基本推力値Ｆｂに、上記第１ゲインＧ１および第２ゲインＧ２を乗算して求められる。なお、基本推力値Ｆｂは、実験的に予め求められている値であり、例えば、２０ｋｇｗである。
【００３５】
次に、図２のステップ６における推力演算２について、図１２を参照して説明する。この演算では、ステップＳ６１において、ドライブ側およびドリブン側におけるスリップ防止推力Ｆ１DR、Ｆ１DNに、変速比維持推力Ｆ２DRもしくはＦ２DNを加え、さらに、大径化側プーリに変速加算推力Ｆａを加えて、ドライブプーリ基本変速制御推力ＦDR′およびドリブンプーリ基本変速制御推力ＦDN′を算出する。
【００３６】
このような算出によれば、いずれか一方の基本変速制御推力ＦDR′もしくはＦDN′がスリップ防止推力Ｆ１DRもしくはＦ１DNであるような場合、例えば図１３（Ａ）に示すように、ドライブプーリ基本変速制御推力がスリップ防止推力Ｆ１DRであるような場合と、図１３（Ｂ）に示すように、両プーリ基本変速制御推力がともにスリップ防止推力より大きくなる場合とがある。いずれの場合にも、このままの基本変速制御推力ＦDR′およびＦDN′をドライブおよびドリブンプーリに与える制御を行えば、所望の変速制御が可能である。
【００３７】
しかしながら、図１３（Ｂ）の場合には両プーリの基本変速制御推力がともにスリップ防止推力より大きく、それだけ無駄な推力を用いることになる。すなわち、図１３（Ｂ）の場合には、両プーリの推力の差さえ十分にあれば、両プーリのいずれか一方がスリップ防止推力となるまで両プーリの推力を同等に下げても、ベルトスリップ無しに所望の変速制御が可能であり、このようにすれば、無駄な推力を設定することなく効率の良い変速制御が可能である。
【００３８】
このため、本制御では、ステップＳ６２において、ドライブおよびドリブンプーリの基本変速制御推力ＦDR′およびＦDN′のうちのいずれか一方がスリップ防止推力であるか否かを判断している。いずれか一方がスリップ防止推力の場合、すなわち、図１３（Ａ）のような場合には、このままドライブおよびドリブンプーリの基本変速制御推力ＦDR′およびＦDN′を軸方向推力ＦDRおよびＦDNとして設定する。
【００３９】
両方がスリップ防止推力以上の場合、すなわち、図１３（Ｂ）に示すような場合には、ステップＳ６３に進み、まず変速比維持推力分の推力を両プーリの推力から減算する。例えば、図１３（Ｂ）の場合には、ドリブンプーリに変速比維持推力Ｆ２DNがあるため、ドリブンプーリの推力ＦDN′（＝Ｆ１DN＋Ｆ２DN）からこれを減算してドリブンプーリの推力をスリップ防止推力Ｆ１DNまで下げる。同時に、ドライブプーリ基本変速制御推力ＦDR′からドリブンプーリの変速比維持推力Ｆ２DN分の推力を減算する。なお、このとき、ドライブプーリ基本変速制御推力ＦDR′からドリブンプーリの変速比維持推力Ｆ２DNをそのまま減算するのではなく、定常状態のドライブおよびドリブンプーリの推力比（ａ／ｂ）に対応して、ドライブプーリにおけるドリブンプーリの変速比維持推力Ｆ２DN分に対応する推力を演算し、これを減算（ＦDR′−Ｆ２DN×ａ／ｂ）する。この減算の結果が、請求項１における「前記スリップ防止推力に定常状態におけるドライブプーリ推力とドリブンプーリ推力の比を乗算して得られた値に前記変速加算推力を加算して得られる推力」である。
【００４０】
次に、このようにして求められたドライブおよびドリブンプーリの軸方向推力のいずれか一方がスリップ防止推力以下となっていないかの判断を行う（ステップＳ６４）。上記演算により、いずれか一方（変速比維持推力が設定されている方）の軸方向推力はスリップ防止推力になるのであるが、他方の推力がスリップ防止推力以下となってはベルトスリップが発生するおそれがあるためこの判断を行う。この判断において他方の軸方向推力がスリップ防止推力以上であるときには、ステップＳ６６に進み、このまま演算結果を軸方向推力ＦDRおよびＦDNとして設定する。
【００４１】
この判断において、他方の軸方向推力がスリップ防止推力未満となると判断されたときには、ステップＳ６５に進み、ステップＳ６１において演算されたドライブおよびドリブンプーリの基本変速制御推力ＦDR′およびＦDN′から、変速加算推力Ｆａ分の推力を減算し、その結果をステップＳ６７で軸方向推力ＦDRおよびＦDNとして設定する。例えば、図１３（Ｂ）の場合には、ドライブプーリに変速加算推力Ｆａがあるため、ドライブプーリ基本変速制御推力ＦDR′（＝Ｆ１DR＋Ｆａ）からこれを減算してドライブプーリの推力をスリップ防止推力Ｆ１DRまで下げる。同時に、ドリブンプーリ基本変速制御推力ＦDN′から変速加算推力Ｆａ分の推力を減算する。このときにも、定常状態のドリブンおよびドライブプーリの推力比（ｂ／ａ）に対応してドリブンプーリにおける変速加算推力Ｆａ分の推力を演算し、これを減算（ＦDN′−Ｆａ×ｂ／ａ）する。この減算の結果が、請求項２における「前記スリップ防止推力から前記変速加算推力を減算した推力に、定常状態におけるドライブプーリ推力とドリブンプーリ推力の比を乗算して得られた推力」である。このようにしてＦDRとＦDNの少なくとも一方をスリップ防止推力Ｆ１DRあるいはＦ１DNとし、他方をこれより大きい推力となるように演算し、車両への適切な実装を可能とする。
【００４２】
以上のようにしてドライブおよびドリブンプーリの軸方向推力ＦDRおよびＦDNが求まると、図２のステップＳ７に進み、このような軸方向推力を得るために変速制御バルブ５０に要求される変速制御信号を求める。そして、変速制御ユニット６０から変速制御バルブ５０にこの変速制御信号が送出されて、変速制御バルブ５０の作動制御が行われ、所望の変速制御がなされる。
【００４３】
以上においては、エンジンＥＮＧの回転がベルト式無段変速機１を介して車輪に伝達され、車両が走行するときの変速制御について説明したが、この無段変速機１において、例えば、車両のブレーキが作動して車両が停止したときには、エンジンＥＮＧは所定回転で回転したままトルクコンバータＴＣがストール状態となり、金属Ｖベルト機構４の回転が停止する状態となる。この状態では、ドライブおよびドリブンプーリ軸方向推力をどのように設定しても、ドライブおよびドリブンプーリ５，８が停止した状態であるため、可動プーリ半体５Ｂおよび８Ｂを軸方向に移動させることはできず、変速制御を行うことができない。逆に言えば、この状態では変速制御用推力を設定することが無駄である。
【００４４】
このようなことから、本発明の制御装置では、車両が停止してドライブおよびドリブンプーリ５，８の回転が停止しているときには、上述した変速制御とは異なる制御を行っており、この制御について図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
このフローチャートでは前述した変速制御を含めてプーリ軸方向推力制御全体の制御（ステップＳ７）をまとめて示している。まず、ドライブおよびドリブンプーリ回転が停止しているか否か、すなわち、ドライブプーリ回転信号ＮDR＝０、ドリブンプーリ回転信号ＮDN＝０か否かが判断される（ステップＳ７１）。この回転が零ではないとき、すなわち、車両が走行している状態のときには、前述した変速制御が行われる。繰り返しになるが、この変速制御では、スリップ防止推力が算出され（ステップＳ７２）、その他の変速のために必要な推力、例えば、変速比維持推力や変速加算推力が算出され（ステップＳ７３）、これらに基づいて図２に示す手順に従ってドライブおよびドリブンプーリの軸推力が設定される（ステップＳ７４）。
【００４６】
一方、ステップＳ７１において、ドライブおよびドリブンプーリ回転が停止している、すなわち、ドライブプーリ回転信号ＮDR＝０、ドリブンプーリ回転信号ＮDN＝０であると判断されたときには、ステップＳ７５に進み、まずスリップ防止推力を算出する。これは図３に示す手順で前述したように行われる。ドライブおよびドリブンプーリ回転が停止している状態では変速を行えず、変速制御は不要であるため、ステップＳ７６において（その他の変速のために必要な推力）＝０に設定し、ステップＳ７７において、ドライブおよびドリブンプーリ５，８の軸推力をともにスリップ防止推力に設定する。
【００４７】
このように、車両が停止してドライブおよびドリブンプーリ回転が停止しているときには、ドライブおよびドリブンプーリ５，８の軸推力をともにスリップ防止推力にまで低下させることにより、この軸推力を発生させるための油圧ポンプ３０の駆動動力を低下させることができる。この結果、油圧ポンプ３０を駆動するエンジンＥＮＤの消費出力が小さくなり、エンジンの燃費が向上する。
【００４８】
なお、このように車両が停止した状態からブレーキを解放するなどして車両を発進させたときには、ドライブおよびドリブンプーリが回転を開始するため、ステップＳ７２〜Ｓ７４に示す通常の変速制御に戻る。これにより、走行を開始した後は、上述したような所望の変速制御が行われる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るベルト式無段変速機の制御装置によれば、定常走行状態ではベルトスリップ無しに現在の変速比を維持して走行を継続する推力制御がなされ、プーリ回転が停止したときにはドライブおよびドリブンプーリ側アクチュエータによる軸方向推力をともにスリップ防止推力に変更し、推力発生のために用いられるエンジン駆動動力を低くする。これによりプーリ回転停止時のエンジン動力ロスを抑えて、燃費を向上させることができる。
【００５０】
なお、このようにドライブプーリおよびドリブンプーリが回転停止した状態から回転を開始したと判断されたときには、現在の変速比に基づいて、ドライブ側アクチュエータおよびドリブン側アクチュエータの一方による軸方向推力をスリップ防止推力に設定し、他方による軸方向推力を変速比維持推力に設定する。これにより、ベルトスリップを発生することなく、通常の変速制御にスムーズに移行する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置を有したベルト式無段変速機の構成を示す概略図である。
【図２】上記制御装置による変速制御信号の設定を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローにおけるスリップ防止推力算出ステップの内容を示すフローチャートである。
【図４】図２のフローにおける変速比維持推力算出ステップの内容を示すフローチャートである。
【図５】変速比と、ドライブプーリにおける安全率の逆数と、バランス推力比との関係を示すグラフである。
【図６】ドライブおよびドリブンプーリにおけるスリップ防止推力に変速比維持推力を加算する例を示すグラフである。
【図７】図２のフローにおける変速加算推力算出ステップの内容を示すフローチャートである。
【図８】ベルト周速と第１ゲインとの関係を示すグラフである。
【図９】径の差と第２ゲインとの関係を示すグラフである。
【図１０】ドライブプーリ回転数と、変速比と、第１ゲインとの関係を示すグラフである。
【図１１】ドライブプーリにおける目標エンジン回転数までの回転変化量と、変速比と、第２ゲインとの関係を示すグラフである。
【図１２】図２のフローにおける推力演算２ステップの内容を示すフローチャートである。
【図１３】ドライブおよびドリブンプーリにおけるスリップ防止推力に変速比維持推力および変速加算推力を加算する例を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る制御装置により行われる走行状態に応じた推力設定の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ベルト式無段変速機
５ ドライブプーリ
６ ドライブ側シリンダ室（ドライブ側アクチュエータ）
８ ドリブンプーリ
９ ドリブン側シリンダ室（ドリブン側アクチュエータ）
５０ 変速制御バルブ
６０ 変速制御ユニット
ＥＮＧ エンジン
ＴＣ トルクコンバータ

Claims (1)

1. プーリ幅可変のドライブプーリと、プーリ幅可変のドリブンプーリと、前記ドライブおよびドリブンプーリ間に巻き掛けられたＶベルトと、前記ドライブプーリに軸方向推力を付与するドライブ側アクチュエータと、前記ドリブンプーリに軸方向推力を付与するドリブン側アクチュエータとを備えて構成されるベルト式無段変速機において、
   定常走行状態において、前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリ間のトルク伝達を前記Ｖベルトのスリップ無しに行わせるために前記ドライブ側アクチュエータに最低限必要とされるドライブ側スリップ防止推力Ｆ１DRおよび前記ドリブン側アクチュエータに最低限必要とされるドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DNを求め、前記ドライブ側アクチュエータおよび前記ドリブン側アクチュエータの一方のアクチュエータによる軸方向推力を前記ドライブ側および前記ドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DRおよびＦ１DNのうちの前記一方のアクチュエータに対応する推力値に設定し、他方のアクチュエータによる軸方向推力を前記他方のアクチュエータに対応する推力値に前記ドライブ側および前記ドリブン側スリップ防止推力と現在の変速比とから算出される前記変速比を維持するために必要な増加推力を加えて算出された変速維持推力値に設定するように構成され、
   前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの回転停止か否かを判断する回転判断手段を備え、
   前記回転判断手段により前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリの回転が停止したと判断されたときに、前記ドライブ側アクチュエータによる軸方向推力をドライブ側スリップ防止推力Ｆ１DRに設定し、前記ドリブン側アクチュエータによる軸方向推力を前記ドリブン側スリップ防止推力Ｆ１DNに設定し、
   前記回転判断手段により前記ドライブプーリおよび前記ドリブンプーリが回転停止状態から回転を開始したと判断されたときに、現在の変速比に基づいて、前記ドライブ側アクチュエータおよび前記ドリブン側アクチュエータの一方のアクチュエータによる軸方向推力を前記ドライブ側および前記ドリブン側スリップ防止推力のうち前記一方のアクチュエータに対応する推力値に設定し、他方のアクチュエータによる軸方向推力を前記変速維持推力値に設定し、必要に応じていずれか一方のアクチュエータに変速加算推力を加えて変速制御を行うように構成されていることを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。

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