JP4085641B2 - 無段変速機を含む駆動機構の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルトやパワーローラなどのトルクの伝達を媒介するトルク伝達部材を、プーリーやディスクなどの回転部材に直接もしくは間接的に接触させ、接触圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含む駆動機構の制御装置に関し、特に無段変速機の過剰な滑りを防止するための制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無段変速機では、回転部材とトルク伝達部材との間のトルク伝達位置を連続的に変化させることができるようにするために、その回転部材の表面を滑らかな曲面としている。その曲面とトルク伝達部材との間で必要十分なトルクが伝達されるようにするために、ベルト式の無段変速機においては、固定シーブと可動シーブとからなるプーリーによってベルトを挟み付け、伝達するべきトルクに応じた摩擦力をプーリーとベルトとの間に生じさせるように挟圧力を設定している。また、パワーローラを使用したトロイダル型（トラクション式）の無段変速機では、入力ディスクおよび出力ディスクとパワーローラとの間に介在する油膜のせん断力が、伝達するべきトルクに応じたせん断力となるように、各ディスクによるパワーローラの挟圧力を設定している。
【０００３】
無段変速機においてトルク伝達部材を挟み付ける挟圧力は、要は、伝達するべきトルクに基づいて決まる圧力以上であればよい。しかしながら、挟圧力が必要以上に高いと、無段変速機での動力の伝達効率が低下するうえに、無段変速機の耐久性が低下する。さらには、挟圧力を油圧によって設定するように構成してあれば、油圧ポンプでの動力損失が増大し、結局は、無段変速機を搭載している車両の燃費が悪化する。したがって、無段変速機における最も好ましい挟圧力は、回転部材とトルク伝達部材との間で滑りが生じる直前の状態を設定する圧力である。
【０００４】
上記の挟圧力は、車両が定速で走行している定常状態あるいは滑らかな加減速を伴って走行している準定常状態での挟圧力である。これに対して車両の走行状態あるいは動作状態は路面の状況や走行環境によって急激に変化することがあり、そのような場合には、無段変速機に作用するトルクが急激に増大する。
【０００５】
このような一時的なトルクの増大が生じても無段変速機に滑りが生じないようにするために、無段変速機と直列に配置したクラッチのトルク容量の滑りが生じるトルク容量に対する余裕を、無段変速機のトルク容量の滑りが生じるトルク容量に対する余裕より低く設定しておき、無段変速機に先行してそのクラッチに滑りが生じるようにしている。その一例が、特開平１０−２３９０号公報に記載されている。すなわちこの公報に記載された発明では、クラッチの入力回転数と出力回転数との差が生じることによりクラッチのスリップを検出し、そのスリップが検出された場合には、クラッチの締結力および無段変速機のベルト押圧力を増大させ、またクラッチのスリップが検出されない場合には、クラッチの締結力および無段変速機のベルト押圧力を減少制御するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された発明で対象としているクラッチは、エンジンと無段変速機との間に介在させたクラッチであり、したがってこのクラッチには、エンジンからトルクが入力されることに加え、駆動輪のロックなどによるいわゆる出力側からのトルクが入力される。そのためエンジントルクが一時的に増大した場合と、出力側の負トルクが増大した場合とのいずれの場合であってもクラッチに滑りが生じる可能性がある。
【０００７】
クラッチの滑りがこれらのいずれによる場合であっても、上記の発明では、クラッチの締結力およびベルト押圧力を増大させることとしているので、無段変速機での動力の伝達効率が低下して燃費が悪化する可能性があった。すなわち、エンジンと無段変速機との間に介在されるクラッチとして、トルクコンバータに並列に配置したロックアップクラッチを使用した場合、そのロックアップクラッチに滑りが生じることによりロックアップクラッチにおける速度比（ポンプインペラーの回転速度とタービンランナーの回転速度との比）が小さくなってトルク比が増大する。すなわちトルクコンバータにおけるトルク容量が増大する。
【０００８】
上記従来の発明では、無段変速機におけるベルト押圧力を増大させるので、無段変速機での滑りが防止される。しかしながら、そのクラッチの滑りがエンジントルクの一時的な増大が原因で生じたものであった場合、エンジンの制御によってそのようにトルクの増大を抑制できるが、無段変速機のベルト押圧力を増大させると、一時的なクラッチの滑り以降の定常的な走行時においても、無段変速機でのベルト押圧力を増大させることになるので、無段変速機での動力の伝達効率が低下し、その結果、燃費が悪化し、もしくは無段変速機を使用することによる燃費の向上効果が損なわれるなどの不都合がある。
【０００９】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、無段変速機に対して直列に配列されたクラッチの滑りに適切に対処することを可能にする駆動機構の制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、無段変速機に対してトルクの伝達方向で直列に配置されたクラッチの滑りが検出された場合に、その要因を判定する手段を設けたことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、回転部材とトルク伝達部材とをトルク伝達可能に直接もしくは間接的に接触させ、その接触圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が動力源の出力側に配置され、摩擦力によってトルクを伝達するクラッチがその無段変速機に対してトルクの伝達方向で直列に配置された無段変速機を含む駆動機構の制御装置において、前記クラッチの滑りを検出する滑り検出手段と、その滑り検出手段によって前記クラッチの滑りが検出された場合に、その滑りが前記動力源のトルクの変化に起因する滑りか、あるいは前記クラッチの出力側のトルクの変化に起因する滑りかを判定する滑り要因判定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって請求項１の発明では、クラッチの滑りが検出されると、その滑りが、動力源のトルクの変化を要因とするものか、あるいは出力側のトルクの変化を要因とするものかが判定される。すなわち無段変速機に対して動力源側に配置されたクラッチに滑りが生じると、その滑りの要因が明らかになるので、無段変速機でのトルク容量もしくはクラッチのトルク容量を増大させ、あるいは動力源の出力トルクを制御するなど、適切な対応制御を採ることが可能になる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって請求項２の発明では、クラッチの滑りが判定された場合、その際のクラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかもしくは両方に基づいて、クラッチの滑りの要因が判定される。例えば入力側の回転数の時間変化量が大きい場合には、動力源のトルクの変化が要因であることが判定され、また反対に出力側の回転数の時間変化量が大きい場合には、クラッチの出力側に連結されている部材のトルクの変化がクラッチの滑りの要因であることが判定される。
【００１４】
これに対して、請求項３の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との比率に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
したがって請求項３の発明では、クラッチに滑りが生じると、その入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との比率が求められる。その比率は、滑りが生じない場合の値に対して滑りが生じることにより変化するから、その比率を所定の基準値と比較するなどのことにより、いずれの回転数が変化したかを知ることができる。すなわちトルクの変化が入力側と出力側とのいずれに生じたかを知ることができるので、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができる。
【００１６】
またさらに、請求項４の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方と、所定のしきい値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１７】
したがって請求項４の発明では、クラッチの滑りが判定されると、クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかが所定のしきい値と比較され、その比較の結果に基づいてクラッチの滑りの要因が判定される。すなわちクラッチに滑りが生じれば、その入力側と出力側とのいずれかの回転数が変化する。その変化は、トルクの変化に起因するから、例えば入力側の回転数の時間変化量がしきい値より小さければ、出力側の回転数の時間変化量が大きいことになり、出力側のトルクの変化が要因でクラッチの滑りの生じたことが判定される。反対に入力側の回転数の時間変化量がしきい値より大きければ、入力側の回転数の時間変化量が大きいことになり、入力側のトルクの変化が要因でクラッチの滑りの生じたことが判定される。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１の発明における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数と出力側の回転数との少なくともいずれか一方の実回転数と、そのいずれか一方の回転数をローパスフィルタ処理した値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１９】
したがって請求項５の発明では、入力側もしくは出力側の実回転数とその回転数をローパスフィルタ処理した値とが比較される。その実回転数はクラッチの滑りにより変化し、あるいは変化しない値であり、これに対してローパスフィルタ処理した値は、クラッチの滑りが生じない場合に達成される回転数を反映した値である。そのため、上記の実回転数とローパスフィルタ処理値との比較結果は、クラッチの滑りによってその入力側あるいは出力側の回転数が変化したことを示すことになり、そのため、駆動機構の全体としての回転数が変化している場合であっても、クラッチの滑りの要因となったトルクの変化およびそれに伴う回転数の変化を判定することができる。
【００２０】
さらにまた、請求項６の発明は、請求項１ないし５の発明において、前記クラッチが前記無段変速機よりも先に滑りを生じるように制御されるとともに、前記滑り要因判定手段による判定結果に基づいて、前記クラッチと無段変速機とのいずれか一方のトルク伝達容量を変更するトルク伝達容量制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２１】
したがって請求項６の発明では、クラッチの滑りが判定され、またそのクラッチの滑りの要因が判定されると、無段変速機に対してクラッチが先に滑りを生じるように、かつクラッチの滑りの要因に応じて、クラッチもしくは無段変速機のトルク容量が制御される。すなわち、無段変速機に滑りが生じないように、また無段変速機での動力伝達効率が低下しないように、クラッチの滑りの要因に応じた適切な対応制御が採られる。
【００２２】
そして、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記クラッチが、トルクコンバータに対して並列に配置されたロックアップクラッチであることを特徴とする制御装置である。
【００２３】
したがって請求項７の発明では、クラッチに滑りが生じることによりトルクコンバータでのトルク容量が増大し、結局、無段変速機の入力側に直列に配列された動力伝達機構のトルク容量が増大して無段変速機に滑りが生じやすい状態が生じるが、クラッチの滑りの要因が知られることにより適切な対応制御を採ることが可能になるので、無段変速機の滑りを未然に回避することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする無段変速機を含む駆動機構について説明すると、この発明は、車両に搭載される駆動機構を対象とすることができ、その駆動機構に含まれる無段変速機は、ベルトをトルク伝達部材としたベルト式の無段変速機や、パワーローラをトルク伝達部材とするとともにオイル（トラクション油）の剪断力を利用してトルクを伝達するトロイダル型（トラクション式）無段変速機である。図１０には、ベルト式無段変速機１を含む車両用駆動機構の一例を模式的に示しており、この無段変速機１は、前後進切換機構２およびトルクコンバータ３を介して、動力源４に連結されている。
【００２５】
その動力源４は、一般の車両に搭載されている動力源と同様のものであって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関や、電動機、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせた機構などを採用することができる。なお、以下の説明では、動力源４をエンジン４と記す。
【００２６】
エンジン４の出力軸に連結されたトルクコンバータ３は、従来一般の車両で採用しているトルクコンバータと同様の構造であって、エンジン４の出力軸が連結されたフロントカバー５にポンプインペラー６が一体化されており、そのポンプインペラー６に対向するタービンランナー７が、フロントカバー５の内面に隣接して配置されている。これらのポンプインペラー６とタービンランナー７とには、多数のブレード（図示せず）が設けられており、ポンプインペラー６が回転することによりフルードの螺旋流を生じさせ、その螺旋流をタービンランナー７に送ることによりタービンランナー７にトルクを与えて回転させるようになっている。
【００２７】
また、ポンプインペラー６とタービンランナー７との内周側の部分には、タービンランナー７から送り出されたフルードの流動方向を選択的に変化させてポンプインペラー６に流入させるステータ８が配置されている。このステータ８は、一方向クラッチ９を介して所定の固定部１０に連結されている。
【００２８】
このトルクコンバータ３は、この発明におけるクラッチに相当するロックアップクラッチ１１を備えている。ロックアップクラッチ１１は、ポンプインペラー６とタービンランナー７とステータ８とからなる実質的なトルクコンバータに対して並列に配置されたものであって、フロントカバー５の内面に対向した状態で前記タービンランナー７に保持されており、油圧によってフロントカバー５の内面に押し付けられることにより、入力部材であるフロントカバー５から出力部材であるタービンランナー７に直接、トルクを伝達するようになっている。なお、その油圧を制御することによりロックアップクラッチ１１のトルク容量を制御できる。
【００２９】
前後進切換機構２は、エンジン４の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図１０に示す例では、前後進切換機構２としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。
【００３０】
すなわち、サンギヤ１２と同心円上にリングギヤ１３が配置され、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３との間に、サンギヤ１２に噛合したピニオンギヤ１４とそのピニオンギヤ１４およびリングギヤ１３に噛合した他のピニオンギヤ１５とが配置され、これらのピニオンギヤ１４，１５がキャリヤ１６によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、二つの回転要素（具体的にはサンギヤ１２とキャリヤ１６と）を一体的に連結する前進用クラッチ１７が設けられ、またリングギヤ１３を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ１８が設けられている。
【００３１】
無段変速機１は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリー１９と従動プーリー２０とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ２１，２２によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリー１９，２０の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリー１９，２０に巻掛けたベルト２３の巻掛け半径（プーリー１９，２０の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリー１９が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１６に連結されている。
【００３２】
なお、従動プーリー２０における油圧アクチュエータ２２には、無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリー２０における各シーブがベルト２３を挟み付けることにより、ベルト２３に張力が付与され、各プーリー１９，２０とベルト１５との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対して駆動プーリー１９における油圧アクチュエータ２１には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３３】
無段変速機１の出力部材である従動プーリー２０がギヤ対２４およびディファレンシャル２５に連結され、さらにそのディファレンシャル２５が左右の駆動輪２６に連結されている。
【００３４】
上記の無段変速機１およびエンジン４を搭載した車両の動作状態（走行状態）を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、エンジン４の回転数（ロックアップクラッチ１１の入力回転数）を検出して信号を出力するエンジン回転数センサー２７、タービンランナー７の回転数（ロックアップクラッチ１１の出力回転数）を検出して信号を出力するタービン回転数センサー２８、駆動プーリー１９の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー２９、従動プーリー２０の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー３０などが設けられている。
【００３５】
上記の前進用クラッチ１７および後進用ブレーキ１８の係合・解放の制御、および前記ベルト２３の挟圧力の制御、ならびにロックアップクラッチ１１の係合・解放を含むトルク容量の制御、さらには変速比の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）３１が設けられている。この電子制御装置３１は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定などの制御を実行するように構成されている。また、エンジン４を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）３２が設けられ、これらの電子制御装置３１，３２の間で相互にデータを通信するようになっている。
【００３６】
つぎに上記の無段変速機１を含む駆動機構を対象としてこの発明の制御装置で実行される制御例を説明する。図１は、この発明におけるクラッチに相当するロックアップクラッチ１１の入力側の回転数と出力側の回転数とに基づいてクラッチの滑りを検出し、その場合に入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とに基づいて、滑りの要因を判定する制御例を示している。ここで、入力側の回転数は、具体的にはエンジン４の回転数Ｎe であり、また出力側の回転数は、具体的にはタービンランナー７の回転数Ｎt であり、これらは前述した各センサー２７，２８によって検出することができる。
【００３７】
図１に示す制御例では、先ず、これらの回転数Ｎe ，Ｎt が計測される（ステップＳ１）。ついで、これらの回転数Ｎe ，Ｎt に基づいてクラッチの滑り判定がおこなわれる（ステップＳ２）。すなわち入力側のエンジン回転数Ｎe と出力側のタービン回転数Ｎt との差の絶対値が、予め定めた滑り判定の基準値（しきい値）Ｎslp_max 以上か否かが判断される。この基準値Ｎslp_max は、ゼロに近い小さい値でよいが、ロックアップクラッチ１１はスリップ制御されることもあるので、スリップ制御が実行されている場合には、そのスリップ回転数（エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との目標回転数差）より大きい値であってもよい。
【００３８】
このステップＳ２で否定的に判断された場合には、通常の制御が実行される（ステップＳ３）。この通常制御とは、ロックアップクラッチ１１の過剰な滑り、あるいは想定しない滑りなどのいわゆる滑りが検出されない場合には、ロックアップクラッチ１１の係合圧やベルト挟圧力に余裕があると考えられるので、その余裕を低減させる制御である。具体的には、ロックアップクラッチ１１の係合圧が所定圧力、低下させられ、それに伴って、ベルト挟圧力が所定値、低下させられる。その場合、ベルト２３に先行してロックアップクラッチ１１に滑りが生じるように、各圧力が設定される。言い換えれば、ロックアップクラッチ１１のトルク容量が、無段変速機１でのトルク容量より小さくなるように制御される。
【００３９】
こうすることにより、発生させるべき油圧が低く、油圧ポンプ（図示せず）で吐出させる油量が少なくなるので、油圧を発生させるために消費する動力が削減される。また無段変速機１でのベルト挟圧力が低くなることによって動力の伝達効率が向上する。その結果、車両全体としての動力損失が抑制されて燃費が向上する。
【００４０】
一方、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちエンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との差の絶対値が基準値Ｎslp_max 以上であれば、ロックアップクラッチ１１で滑りが生じていることになる。この場合は、エンジン回転数Ｎe の時間変化量（すなわち時間微分値）ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量（すなわち時間微分値）ΔＮt との比の絶対値が、予め定めた判定値ΔＮslp 以上か否かが判断される（ステップＳ４）。
【００４１】
車両が走行している状態でのロックアップクラッチ１１の滑りの形態としては、エンジントルクが急激に増大してエンジン回転数Ｎe が増大することによる滑りと、駆動輪２６がロックしたり、あるいはスリップ後にグリップ力を回復して回転数が急激に低下し、その結果、出力側の負トルクが増大してタービン回転数Ｎt が低下することによる滑りとがある。前者のエンジントルクが増大することにより滑りが生じてエンジン回転数Ｎe が増大すれば、その時間変化量ΔＮe が、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt より大きくなるので、その比の絶対値が小さくなる。これとは反対に後者の出力側の負トルクが増大して滑りが生じてタービン回転数Ｎt が低下すれば、その時間変化量ΔＮt が、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe より大きくなるので、その比の絶対値が大きくなる。
【００４２】
したがって上記の比率の絶対値が判定値ΔＮslp より小さいことによりステップＳ４で否定的に判断されれば、エンジントルクが要因となってロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことの判定が成立する（ステップＳ５）。これに対して、上記の比率の絶対値が判定値ΔＮslp 以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断されれば、外乱による出力側の負トルク（外乱トルク）が要因となってロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことの判定が成立する（ステップＳ６）。
【００４３】
このような判定のおこなわれる状況を図に示すと、図２および図３のとおりである。図２はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ1 にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt との比率の絶対値が小さくなる。なお、図２は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。したがって上記の比率の絶対値は、“１”より小さくなる。
【００４４】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ2 にクラッチの滑りが検出される。それに伴って各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率およびその絶対値に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図２に示す例では、上記の比率の絶対値が小さくなったことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００４５】
これに対して図３に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ11に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、エンジン回転数Ｎe との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt との比率の絶対値が大きくなる。なお、図３は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。したがって上記の比率の絶対値は、“１”より大きくなる。
【００４６】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ12にクラッチの滑りが検出される。それに伴って各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率およびその絶対値に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図３に示す例では、上記の比率の絶対値が大きくなったことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００４７】
上記のようにしてクラッチの滑りおよびその要因が判定されると、その判定結果に応じた制御が実行される。例えばステップＳ５においてエンジントルクが要因で滑りが生じたことが判定されると、それに対応した制御（例えばロックアップクラッチ１１の油圧（Ｌ／Ｕ油圧）の昇圧制御）が実行される（ステップＳ７）。そして、所定時間が経過し、あるいはロックアップクラッチ１１の係合圧が目的とする圧力になるなどの終了条件が成立するまで（ステップＳ８で肯定的に判断されるまで）、ステップＳ７の対応制御が継続され、終了条件が成立してステップＳ８で肯定的に判断されることにより、図１のルーチンが終了する。
【００４８】
また、ステップＳ６において外乱トルクが要因で滑りが生じたことが判定されると、それに対応した制御（例えばベルト挟圧力の昇圧制御）が実行される（ステップＳ９）。そして、所定時間が経過し、あるいはベルト挟圧力が目的とする圧力になるなどの終了条件が成立するまで（ステップＳ１０で肯定的に判断されるまで）、ステップＳ９の対応制御が継続され、終了条件が成立してステップＳ１０で肯定的に判断されることにより、図１のルーチンが終了する。
【００４９】
この発明に係る上記の制御装置によれば、図１ないし図３に示すように、無段変速機１に対してその入力側に直列に配置されたクラッチの滑りと、その滑りの要因とを検出し、あるいは判定することができる。その結果、クラッチの係合圧の昇圧や無段変速機１での挟圧力の増大など、滑りの要因に適した制御を採ることが可能になる。特に、無段変速機１に対して直列に配列したクラッチを、無段変速機１での滑りに先行して滑らせるように制御する場合、クラッチの係合圧や無段変速機１の挟圧力の余裕代（あるいは安全率）を小さくすることができるので、車両全体としての燃費を向上させることができる。その場合であっても、無段変速機１の外乱トルクによる滑りを可及的確実に防止することができる。
【００５０】
つぎにこの発明の制御装置による他の制御例について説明する。前述したように、無段変速機１に対して直列に配列されているクラッチを、無段変速機１に先行して滑らせる制御を実行する場合、そのクラッチの滑りの要因となったトルクの変化は、そのトルクを受ける部材の回転数の変化として現れる。そこで上記の具体例では、入力側と出力側とのいずれの回転数が変化したかを判定するために、各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率の絶対値を使用することとした。これに替えて、図４に示す例は、各時間変化量ΔＮe ，ΔＮt のいずれか一方を使用し、これを基準値（しきい値）と比較する例である。
【００５１】
具体的に説明すると、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が、予め定めた基準値ΔＮe_slp 以下か否かが判断される（ステップＳ４１）。このステップＳ４１は図１に示すステップＳ４に替わる判断ステップであり、このステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、エンジントルクの変化を要因とするロックアップクラッチ１１の滑りであることが判定される（ステップＳ５）。これとは反対にステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、外乱トルクによるロックアップクラッチ１１の滑りであることが判定される（ステップＳ６）。
【００５２】
ところで、ロックアップクラッチ１１の滑りが生じれば、入力側のエンジン回転数Ｎe と出力側のタービン回転数Ｎt とのいずれか一方が必ず大きく変化するから、一方の回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の大小を判断すれば、他方の回転数の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt をも併せて判断したのと同じ結果になる。したがって図４に示すステップＳ４１で、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt について判断してもよく、その場合は、“イエス”、“ノー”の判断結果による判定の内容が図４に示すのとは反対になる。
【００５３】
なお、図４における他のステップの内容は、図１に示す例と同様であり、したがって図４に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図４に示す制御例によってロックアップクラッチ１１の滑り検出およびその滑りの要因の判定をおこなった場合の状況を図５および図６に示してある。図５はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ21にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が大きくなる。なお、図５は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００５５】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ22にクラッチの滑りが検出される。それに伴ってエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図５に示す例では、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が基準値ΔＮe_slp 以上になったことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００５６】
これに対して図６に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ31に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、エンジン回転数Ｎe との回転数差が次第に増大する。同時にタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt が低下する。なお、図６は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００５７】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ32にクラッチの滑りが検出される。それに伴ってタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図６に示す例では、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt が基準値ΔＮe_slp より小さくなったことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００５８】
ところで、車両の走行状態は様々であってエンジン回転数Ｎe やタービン回転数Ｎt が時々刻々変化することがあり、またその変化の態様も一定ではない。したがってこれらの車両の走行状態を反映した制御をおこなって滑りの要因の誤判定を防止するために、上記の判定の基準値ΔＮe_slp を車両の加減速度やアクセル開度（図示しないアクセルペダルの踏み込み量）などに応じて変化する値としてもよい。あるいはクラッチの滑りが生じなかったと仮定した場合の車両の状態を推定して得られる値もしくはクラッチの滑りが生じなかった場合の車両の状態を反映した値をもってクラッチの滑りの要因を判定するように構成することもできる。その例を図７に示してある。
【００５９】
図７はロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合に、エンジン４の実回転数Ｎe とそのエンジン回転数Ｎe をローパスフィルタ処理した値とを比較して滑りの要因を判定するように構成した例である。すなわち、各回転数Ｎe ，Ｎt が計測（ステップＳ１）された後、エンジン回転数Ｎe をローパスフィルタ処理した値Ｎe_f （＝Ｆ_lo（Ｎe ））が求められる（ステップＳ１１）。ついでロックアップクラッチ１１の滑りが判断され（ステップＳ２）、ロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合（ステップＳ２で肯定的に判断された場合）、実際のエンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f 以下か否かが判断される（ステップＳ４２）。
【００６０】
前述したようにロックアップクラッチ１１の滑りが生じれば、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt とのいずれか一方の回転数が大きく変化する。より具体的には、無段変速機１に対してロックアップクラッチ１１が先に滑るように制御して走行している状態では、そのロックアップクラッチ１１に滑りが生じた場合、エンジン回転数Ｎe が大きく増大するか、タービン回転数Ｎt が大きく低下するかのいずれかの挙動変化が生じる。
【００６１】
そして、前者の場合にはエンジン回転数Ｎe の増大につられてタービン回転数Ｎt がわずか上昇し、また後者の場合にはタービン回転数Ｎt の低下につられてエンジン回転数Ｎe がわずか低下する。結局、ロックアップクラッチ１１のスリップ時における回転数Ｎe ，Ｎt の上昇は、エンジントルクが要因となり、反対に回転数Ｎe ，Ｎt の低下は、出力側の外乱トルクが要因となる。これに対してエンジン回転数Ｎe のローパスフィルタ処理値Ｎe_f は、ロックアップクラッチ１１の滑りが生じない場合のエンジン回転数Ｎe もしくはこれに近似する回転数に相当する値となる。
【００６２】
したがってステップＳ４２で否定的に判断されたこと、すなわち実エンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f より大きくなっていることは、エンジントルクの増大によってエンジン回転数Ｎe が上昇したこと意味している。そのため、この場合には、ステップＳ５に進んでエンジントルクが要因となって滑りが生じたことが判定される。これとは反対にステップＳ４２で肯定的に判断されたこと、すなわち実エンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f 以下に低下していることは、ロックアップクラッチ１１の出力側の外乱トルクの増大によってタービン回転数Ｎt が低下し、それにつられてエンジン回転数Ｎe が低下したこと意味している。そのため、この場合には、ステップＳ６に進んで外乱トルクが要因となって滑りが生じたことが判定される。
【００６３】
このような滑りの要因の判定の状況を図８および図９に示してある。図８はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ41にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt も増大するものの両者の回転数差が次第に増大する。なお、図８は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００６４】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ42にクラッチの滑りが検出される。これと同時にエンジン回転数Ｎe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図８に示す例では、エンジン回転数Ｎe がそのローパスフィルタ処理値Ｎe_f より大きいことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００６５】
これに対して図９に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ51に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、それに伴ってエンジン回転数Ｎe も低下するものの両者の回転数差が次第に増大する。なお、図９は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００６６】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ52にクラッチの滑りが検出される。これと同時にエンジン回転数Ｎe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図９に示す例では、エンジン回転数Ｎe がそのローパスフィルタ処理値Ｎe_f より小さいことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００６７】
なお、図７に示す他のステップでの制御の内容は、図１あるいは図４に示すものと同様であるから、図７に同様の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
したがって図７に示す制御を実行するように構成した場合であっても、ロックアップクラッチ１１の滑りの要因を判定することができるので、クラッチの係合圧の昇圧や無段変速機１での挟圧力の増大など、滑りの要因に適した制御を採ることが可能になる。特に、無段変速機１に対して直列に配列したクラッチを、無段変速機１での滑りに先行して滑らせるように制御する場合、クラッチの係合圧や無段変速機１の挟圧力の余裕代（あるいは安全率）を小さくすることができるので、車両全体としての燃費を向上させることができる。その場合であっても、無段変速機１の外乱トルクによる滑りを可及的確実に防止することができる。
【００６９】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２の機能的手段が、この発明の滑り検出手段に相当し、またステップＳ４，Ｓ４１，Ｓ４１，Ｓ５，Ｓ６の機能的手段が、この発明の滑り要因判定手段に相当する。さらに上述したステップＳ３，Ｓ７，Ｓ９の機能的手段が、この発明のトルク伝達容量制御手段に相当する。
【００７０】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、この発明におけるクラッチは、上記のロックアップクラッチ１１以外のクラッチであってよく、要は、無段変速機に対して直列に配列され、無段変速機に先行して滑りが生じるように制御されるクラッチであればよい。また、この発明における入力側の回転数は、クラッチに対する入力側の回転数であればよいのであって、上記のエンジン回転数に限定されない。同様に、出力側の回転数も、要は、クラッチの出力側の回転数であればよいのであって、タービン回転数に限定されない。さらに、この発明における回転数の時間変化量は、回転数の微分値以外に差分値であっもよく、要は、所定の単位時間内での変化量であればよい。そして、この発明におけるローパスフィルタ処理値は、いわゆるなまし処理を施した値と同義である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、無段変速機に対して直列に配置されたクラッチに滑りが生じると、その滑りの要因が明らかになるので、無段変速機での伝達トルク容量を増大させ、あるいは動力源の出力トルクを制御するなど、適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７２】
また、請求項２の発明によれば、クラッチの滑りが判定された場合、その際のクラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかもしくは両方に基づいて、クラッチの滑りの要因が判定されるので、クラッチの滑りの要因の判定が正確なものとなり、その結果、請求項１の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７３】
これに対して、請求項３の発明によれば、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１あるいは２の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７４】
またさらに、請求項４の発明によれば、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１ないし３の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７５】
そして請求項５の発明によれば、駆動機構の全体としての回転数が変化している場合であっても、クラッチの滑りの要因となったトルクの変化およびそれに伴う回転数の変化を判定し、それに基づいて、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１ないし４の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７６】
さらにまた、請求項６の発明によれば、クラッチの滑りが判定され、またそのクラッチの滑りの要因が判定されると、無段変速機に対してクラッチが先に滑りを生じるように、かつクラッチの滑りの要因に応じて、クラッチもしくは無段変速機のトルク容量が制御されるので、無段変速機に滑りが生じないように、また無段変速機での動力伝達効率が低下しないように、クラッチの滑りの要因に応じた適切な対応制御を採ることができ、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７７】
そして、請求項７の発明によれば、クラッチに滑りが生じることによりトルクコンバータでのトルク容量が増大し、結局、無段変速機の入力側に直列に配列された動力伝達機構のトルク容量が増大して無段変速機に滑りが生じやすい状態が生じるが、クラッチの滑りの要因が知られることにより適切な対応制御を採ることが可能になるので、無段変速機の滑りを未然に回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図２】 図１に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図３】 図１に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図４】 この発明の制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】 図４に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図６】 図４に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図７】 この発明の制御装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】 図７に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図９】 図７に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】 この発明に係る無段変速機を含む駆動機構を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…無段変速機、 ３…トルクコンバータ、 ４…エンジン（動力源）、 １１…ロックアップクラッチ、 １９…駆動プーリー、 ２０…従動プーリー、 ２３…ベルト、 ２６…駆動輪、 ３１…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルトやパワーローラなどのトルクの伝達を媒介するトルク伝達部材を、プーリーやディスクなどの回転部材に直接もしくは間接的に接触させ、接触圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含む駆動機構の制御装置に関し、特に無段変速機の過剰な滑りを防止するための制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無段変速機では、回転部材とトルク伝達部材との間のトルク伝達位置を連続的に変化させることができるようにするために、その回転部材の表面を滑らかな曲面としている。その曲面とトルク伝達部材との間で必要十分なトルクが伝達されるようにするために、ベルト式の無段変速機においては、固定シーブと可動シーブとからなるプーリーによってベルトを挟み付け、伝達するべきトルクに応じた摩擦力をプーリーとベルトとの間に生じさせるように挟圧力を設定している。また、パワーローラを使用したトロイダル型（トラクション式）の無段変速機では、入力ディスクおよび出力ディスクとパワーローラとの間に介在する油膜のせん断力が、伝達するべきトルクに応じたせん断力となるように、各ディスクによるパワーローラの挟圧力を設定している。
【０００３】
無段変速機においてトルク伝達部材を挟み付ける挟圧力は、要は、伝達するべきトルクに基づいて決まる圧力以上であればよい。しかしながら、挟圧力が必要以上に高いと、無段変速機での動力の伝達効率が低下するうえに、無段変速機の耐久性が低下する。さらには、挟圧力を油圧によって設定するように構成してあれば、油圧ポンプでの動力損失が増大し、結局は、無段変速機を搭載している車両の燃費が悪化する。したがって、無段変速機における最も好ましい挟圧力は、回転部材とトルク伝達部材との間で滑りが生じる直前の状態を設定する圧力である。
【０００４】
上記の挟圧力は、車両が定速で走行している定常状態あるいは滑らかな加減速を伴って走行している準定常状態での挟圧力である。これに対して車両の走行状態あるいは動作状態は路面の状況や走行環境によって急激に変化することがあり、そのような場合には、無段変速機に作用するトルクが急激に増大する。
【０００５】
このような一時的なトルクの増大が生じても無段変速機に滑りが生じないようにするために、無段変速機と直列に配置したクラッチのトルク容量の滑りが生じるトルク容量に対する余裕を、無段変速機のトルク容量の滑りが生じるトルク容量に対する余裕より低く設定しておき、無段変速機に先行してそのクラッチに滑りが生じるようにしている。その一例が、特開平１０−２３９０号公報に記載されている。すなわちこの公報に記載された発明では、クラッチの入力回転数と出力回転数との差が生じることによりクラッチのスリップを検出し、そのスリップが検出された場合には、クラッチの締結力および無段変速機のベルト押圧力を増大させ、またクラッチのスリップが検出されない場合には、クラッチの締結力および無段変速機のベルト押圧力を減少制御するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された発明で対象としているクラッチは、エンジンと無段変速機との間に介在させたクラッチであり、したがってこのクラッチには、エンジンからトルクが入力されることに加え、駆動輪のロックなどによるいわゆる出力側からのトルクが入力される。そのためエンジントルクが一時的に増大した場合と、出力側の負トルクが増大した場合とのいずれの場合であってもクラッチに滑りが生じる可能性がある。
【０００７】
クラッチの滑りがこれらのいずれによる場合であっても、上記の発明では、クラッチの締結力およびベルト押圧力を増大させることとしているので、無段変速機での動力の伝達効率が低下して燃費が悪化する可能性があった。すなわち、エンジンと無段変速機との間に介在されるクラッチとして、トルクコンバータに並列に配置したロックアップクラッチを使用した場合、そのロックアップクラッチに滑りが生じることによりロックアップクラッチにおける速度比（ポンプインペラーの回転速度とタービンランナーの回転速度との比）が小さくなってトルク比が増大する。すなわちトルクコンバータにおけるトルク容量が増大する。
【０００８】
上記従来の発明では、無段変速機におけるベルト押圧力を増大させるので、無段変速機での滑りが防止される。しかしながら、そのクラッチの滑りがエンジントルクの一時的な増大が原因で生じたものであった場合、エンジンの制御によってそのようにトルクの増大を抑制できるが、無段変速機のベルト押圧力を増大させると、一時的なクラッチの滑り以降の定常的な走行時においても、無段変速機でのベルト押圧力を増大させることになるので、無段変速機での動力の伝達効率が低下し、その結果、燃費が悪化し、もしくは無段変速機を使用することによる燃費の向上効果が損なわれるなどの不都合がある。
【０００９】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、無段変速機に対して直列に配列されたクラッチの滑りに適切に対処することを可能にする駆動機構の制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、無段変速機に対してトルクの伝達方向で直列に配置されたクラッチの滑りが検出された場合に、その要因を判定する手段を設けたことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、回転部材とトルク伝達部材とをトルク伝達可能に直接もしくは間接的に接触させ、その接触圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が動力源の出力側に配置され、摩擦力によってトルクを伝達するクラッチがその無段変速機に対してトルクの伝達方向で直列に配置された無段変速機を含む駆動機構の制御装置において、前記クラッチの滑りを検出する滑り検出手段と、その滑り検出手段によって前記クラッチの滑りが検出された場合に、その滑りが前記動力源のトルクの変化に起因する滑りか、あるいは前記クラッチの出力側のトルクの変化に起因する滑りかを判定する滑り要因判定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって請求項１の発明では、クラッチの滑りが検出されると、その滑りが、動力源のトルクの変化を要因とするものか、あるいは出力側のトルクの変化を要因とするものかが判定される。すなわち無段変速機に対して動力源側に配置されたクラッチに滑りが生じると、その滑りの要因が明らかになるので、無段変速機でのトルク容量もしくはクラッチのトルク容量を増大させ、あるいは動力源の出力トルクを制御するなど、適切な対応制御を採ることが可能になる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって請求項２の発明では、クラッチの滑りが判定された場合、その際のクラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかもしくは両方に基づいて、クラッチの滑りの要因が判定される。例えば入力側の回転数の時間変化量が大きい場合には、動力源のトルクの変化が要因であることが判定され、また反対に出力側の回転数の時間変化量が大きい場合には、クラッチの出力側に連結されている部材のトルクの変化がクラッチの滑りの要因であることが判定される。
【００１４】
これに対して、請求項３の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との比率に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
したがって請求項３の発明では、クラッチに滑りが生じると、その入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との比率が求められる。その比率は、滑りが生じない場合の値に対して滑りが生じることにより変化するから、その比率を所定の基準値と比較するなどのことにより、いずれの回転数が変化したかを知ることができる。すなわちトルクの変化が入力側と出力側とのいずれに生じたかを知ることができるので、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができる。
【００１６】
またさらに、請求項４の発明は、請求項１における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方と、所定のしきい値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１７】
したがって請求項４の発明では、クラッチの滑りが判定されると、クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかが所定のしきい値と比較され、その比較の結果に基づいてクラッチの滑りの要因が判定される。すなわちクラッチに滑りが生じれば、その入力側と出力側とのいずれかの回転数が変化する。その変化は、トルクの変化に起因するから、例えば入力側の回転数の時間変化量がしきい値より小さければ、出力側の回転数の時間変化量が大きいことになり、出力側のトルクの変化が要因でクラッチの滑りの生じたことが判定される。反対に入力側の回転数の時間変化量がしきい値より大きければ、入力側の回転数の時間変化量が大きいことになり、入力側のトルクの変化が要因でクラッチの滑りの生じたことが判定される。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１の発明における前記滑り要因判定手段が、前記クラッチの入力側の回転数と出力側の回転数との少なくともいずれか一方の実回転数と、そのいずれか一方の回転数をローパスフィルタ処理した値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１９】
したがって請求項５の発明では、入力側もしくは出力側の実回転数とその回転数をローパスフィルタ処理した値とが比較される。その実回転数はクラッチの滑りにより変化し、あるいは変化しない値であり、これに対してローパスフィルタ処理した値は、クラッチの滑りが生じない場合に達成される回転数を反映した値である。そのため、上記の実回転数とローパスフィルタ処理値との比較結果は、クラッチの滑りによってその入力側あるいは出力側の回転数が変化したことを示すことになり、そのため、駆動機構の全体としての回転数が変化している場合であっても、クラッチの滑りの要因となったトルクの変化およびそれに伴う回転数の変化を判定することができる。
【００２０】
さらにまた、請求項６の発明は、請求項１ないし５の発明において、前記クラッチが前記無段変速機よりも先に滑りを生じるように制御されるとともに、前記滑り要因判定手段による判定結果に基づいて、前記クラッチと無段変速機とのいずれか一方のトルク伝達容量を変更するトルク伝達容量制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００２１】
したがって請求項６の発明では、クラッチの滑りが判定され、またそのクラッチの滑りの要因が判定されると、無段変速機に対してクラッチが先に滑りを生じるように、かつクラッチの滑りの要因に応じて、クラッチもしくは無段変速機のトルク容量が制御される。すなわち、無段変速機に滑りが生じないように、また無段変速機での動力伝達効率が低下しないように、クラッチの滑りの要因に応じた適切な対応制御が採られる。
【００２２】
そして、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記クラッチが、トルクコンバータに対して並列に配置されたロックアップクラッチであることを特徴とする制御装置である。
【００２３】
したがって請求項７の発明では、クラッチに滑りが生じることによりトルクコンバータでのトルク容量が増大し、結局、無段変速機の入力側に直列に配列された動力伝達機構のトルク容量が増大して無段変速機に滑りが生じやすい状態が生じるが、クラッチの滑りの要因が知られることにより適切な対応制御を採ることが可能になるので、無段変速機の滑りを未然に回避することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする無段変速機を含む駆動機構について説明すると、この発明は、車両に搭載される駆動機構を対象とすることができ、その駆動機構に含まれる無段変速機は、ベルトをトルク伝達部材としたベルト式の無段変速機や、パワーローラをトルク伝達部材とするとともにオイル（トラクション油）の剪断力を利用してトルクを伝達するトロイダル型（トラクション式）無段変速機である。図１０には、ベルト式無段変速機１を含む車両用駆動機構の一例を模式的に示しており、この無段変速機１は、前後進切換機構２およびトルクコンバータ３を介して、動力源４に連結されている。
【００２５】
その動力源４は、一般の車両に搭載されている動力源と同様のものであって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関や、電動機、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせた機構などを採用することができる。なお、以下の説明では、動力源４をエンジン４と記す。
【００２６】
エンジン４の出力軸に連結されたトルクコンバータ３は、従来一般の車両で採用しているトルクコンバータと同様の構造であって、エンジン４の出力軸が連結されたフロントカバー５にポンプインペラー６が一体化されており、そのポンプインペラー６に対向するタービンランナー７が、フロントカバー５の内面に隣接して配置されている。これらのポンプインペラー６とタービンランナー７とには、多数のブレード（図示せず）が設けられており、ポンプインペラー６が回転することによりフルードの螺旋流を生じさせ、その螺旋流をタービンランナー７に送ることによりタービンランナー７にトルクを与えて回転させるようになっている。
【００２７】
また、ポンプインペラー６とタービンランナー７との内周側の部分には、タービンランナー７から送り出されたフルードの流動方向を選択的に変化させてポンプインペラー６に流入させるステータ８が配置されている。このステータ８は、一方向クラッチ９を介して所定の固定部１０に連結されている。
【００２８】
このトルクコンバータ３は、この発明におけるクラッチに相当するロックアップクラッチ１１を備えている。ロックアップクラッチ１１は、ポンプインペラー６とタービンランナー７とステータ８とからなる実質的なトルクコンバータに対して並列に配置されたものであって、フロントカバー５の内面に対向した状態で前記タービンランナー７に保持されており、油圧によってフロントカバー５の内面に押し付けられることにより、入力部材であるフロントカバー５から出力部材であるタービンランナー７に直接、トルクを伝達するようになっている。なお、その油圧を制御することによりロックアップクラッチ１１のトルク容量を制御できる。
【００２９】
前後進切換機構２は、エンジン４の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図１０に示す例では、前後進切換機構２としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。
【００３０】
すなわち、サンギヤ１２と同心円上にリングギヤ１３が配置され、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３との間に、サンギヤ１２に噛合したピニオンギヤ１４とそのピニオンギヤ１４およびリングギヤ１３に噛合した他のピニオンギヤ１５とが配置され、これらのピニオンギヤ１４，１５がキャリヤ１６によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、二つの回転要素（具体的にはサンギヤ１２とキャリヤ１６と）を一体的に連結する前進用クラッチ１７が設けられ、またリングギヤ１３を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ１８が設けられている。
【００３１】
無段変速機１は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリー１９と従動プーリー２０とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ２１，２２によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリー１９，２０の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリー１９，２０に巻掛けたベルト２３の巻掛け半径（プーリー１９，２０の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリー１９が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１６に連結されている。
【００３２】
なお、従動プーリー２０における油圧アクチュエータ２２には、無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリー２０における各シーブがベルト２３を挟み付けることにより、ベルト２３に張力が付与され、各プーリー１９，２０とベルト１５との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。言い換えれば、挟圧力に応じたトルク容量が設定される。これに対して駆動プーリー１９における油圧アクチュエータ２１には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。
【００３３】
無段変速機１の出力部材である従動プーリー２０がギヤ対２４およびディファレンシャル２５に連結され、さらにそのディファレンシャル２５が左右の駆動輪２６に連結されている。
【００３４】
上記の無段変速機１およびエンジン４を搭載した車両の動作状態（走行状態）を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、エンジン４の回転数（ロックアップクラッチ１１の入力回転数）を検出して信号を出力するエンジン回転数センサー２７、タービンランナー７の回転数（ロックアップクラッチ１１の出力回転数）を検出して信号を出力するタービン回転数センサー２８、駆動プーリー１９の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー２９、従動プーリー２０の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー３０などが設けられている。
【００３５】
上記の前進用クラッチ１７および後進用ブレーキ１８の係合・解放の制御、および前記ベルト２３の挟圧力の制御、ならびにロックアップクラッチ１１の係合・解放を含むトルク容量の制御、さらには変速比の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）３１が設けられている。この電子制御装置３１は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定などの制御を実行するように構成されている。また、エンジン４を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）３２が設けられ、これらの電子制御装置３１，３２の間で相互にデータを通信するようになっている。
【００３６】
つぎに上記の無段変速機１を含む駆動機構を対象としてこの発明の制御装置で実行される制御例を説明する。図１は、この発明におけるクラッチに相当するロックアップクラッチ１１の入力側の回転数と出力側の回転数とに基づいてクラッチの滑りを検出し、その場合に入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とに基づいて、滑りの要因を判定する制御例を示している。ここで、入力側の回転数は、具体的にはエンジン４の回転数Ｎe であり、また出力側の回転数は、具体的にはタービンランナー７の回転数Ｎt であり、これらは前述した各センサー２７，２８によって検出することができる。
【００３７】
図１に示す制御例では、先ず、これらの回転数Ｎe ，Ｎt が計測される（ステップＳ１）。ついで、これらの回転数Ｎe ，Ｎt に基づいてクラッチの滑り判定がおこなわれる（ステップＳ２）。すなわち入力側のエンジン回転数Ｎe と出力側のタービン回転数Ｎt との差の絶対値が、予め定めた滑り判定の基準値（しきい値）Ｎslp_max 以上か否かが判断される。この基準値Ｎslp_max は、ゼロに近い小さい値でよいが、ロックアップクラッチ１１はスリップ制御されることもあるので、スリップ制御が実行されている場合には、そのスリップ回転数（エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との目標回転数差）より大きい値であってもよい。
【００３８】
このステップＳ２で否定的に判断された場合には、通常の制御が実行される（ステップＳ３）。この通常制御とは、ロックアップクラッチ１１の過剰な滑り、あるいは想定しない滑りなどのいわゆる滑りが検出されない場合には、ロックアップクラッチ１１の係合圧やベルト挟圧力に余裕があると考えられるので、その余裕を低減させる制御である。具体的には、ロックアップクラッチ１１の係合圧が所定圧力、低下させられ、それに伴って、ベルト挟圧力が所定値、低下させられる。その場合、ベルト２３に先行してロックアップクラッチ１１に滑りが生じるように、各圧力が設定される。言い換えれば、ロックアップクラッチ１１のトルク容量が、無段変速機１でのトルク容量より小さくなるように制御される。
【００３９】
こうすることにより、発生させるべき油圧が低く、油圧ポンプ（図示せず）で吐出させる油量が少なくなるので、油圧を発生させるために消費する動力が削減される。また無段変速機１でのベルト挟圧力が低くなることによって動力の伝達効率が向上する。その結果、車両全体としての動力損失が抑制されて燃費が向上する。
【００４０】
一方、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちエンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との差の絶対値が基準値Ｎslp_max 以上であれば、ロックアップクラッチ１１で滑りが生じていることになる。この場合は、エンジン回転数Ｎe の時間変化量（すなわち時間微分値）ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量（すなわち時間微分値）ΔＮt との比の絶対値が、予め定めた判定値ΔＮslp 以上か否かが判断される（ステップＳ４）。
【００４１】
車両が走行している状態でのロックアップクラッチ１１の滑りの形態としては、エンジントルクが急激に増大してエンジン回転数Ｎe が増大することによる滑りと、駆動輪２６がロックしたり、あるいはスリップ後にグリップ力を回復して回転数が急激に低下し、その結果、出力側の負トルクが増大してタービン回転数Ｎt が低下することによる滑りとがある。前者のエンジントルクが増大することにより滑りが生じてエンジン回転数Ｎe が増大すれば、その時間変化量ΔＮe が、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt より大きくなるので、その比の絶対値が小さくなる。これとは反対に後者の出力側の負トルクが増大して滑りが生じてタービン回転数Ｎt が低下すれば、その時間変化量ΔＮt が、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe より大きくなるので、その比の絶対値が大きくなる。
【００４２】
したがって上記の比率の絶対値が判定値ΔＮslp より小さいことによりステップＳ４で否定的に判断されれば、エンジントルクが要因となってロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことの判定が成立する（ステップＳ５）。これに対して、上記の比率の絶対値が判定値ΔＮslp 以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断されれば、外乱による出力側の負トルク（外乱トルク）が要因となってロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことの判定が成立する（ステップＳ６）。
【００４３】
このような判定のおこなわれる状況を図に示すと、図２および図３のとおりである。図２はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ1 にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt との比率の絶対値が小さくなる。なお、図２は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。したがって上記の比率の絶対値は、“１”より小さくなる。
【００４４】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ2 にクラッチの滑りが検出される。それに伴って各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率およびその絶対値に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図２に示す例では、上記の比率の絶対値が小さくなったことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００４５】
これに対して図３に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ11に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、エンジン回転数Ｎe との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe とタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt との比率の絶対値が大きくなる。なお、図３は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。したがって上記の比率の絶対値は、“１”より大きくなる。
【００４６】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ12にクラッチの滑りが検出される。それに伴って各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率およびその絶対値に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図３に示す例では、上記の比率の絶対値が大きくなったことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００４７】
上記のようにしてクラッチの滑りおよびその要因が判定されると、その判定結果に応じた制御が実行される。例えばステップＳ５においてエンジントルクが要因で滑りが生じたことが判定されると、それに対応した制御（例えばロックアップクラッチ１１の油圧（Ｌ／Ｕ油圧）の昇圧制御）が実行される（ステップＳ７）。そして、所定時間が経過し、あるいはロックアップクラッチ１１の係合圧が目的とする圧力になるなどの終了条件が成立するまで（ステップＳ８で肯定的に判断されるまで）、ステップＳ７の対応制御が継続され、終了条件が成立してステップＳ８で肯定的に判断されることにより、図１のルーチンが終了する。
【００４８】
また、ステップＳ６において外乱トルクが要因で滑りが生じたことが判定されると、それに対応した制御（例えばベルト挟圧力の昇圧制御）が実行される（ステップＳ９）。そして、所定時間が経過し、あるいはベルト挟圧力が目的とする圧力になるなどの終了条件が成立するまで（ステップＳ１０で肯定的に判断されるまで）、ステップＳ９の対応制御が継続され、終了条件が成立してステップＳ１０で肯定的に判断されることにより、図１のルーチンが終了する。
【００４９】
この発明に係る上記の制御装置によれば、図１ないし図３に示すように、無段変速機１に対してその入力側に直列に配置されたクラッチの滑りと、その滑りの要因とを検出し、あるいは判定することができる。その結果、クラッチの係合圧の昇圧や無段変速機１での挟圧力の増大など、滑りの要因に適した制御を採ることが可能になる。特に、無段変速機１に対して直列に配列したクラッチを、無段変速機１での滑りに先行して滑らせるように制御する場合、クラッチの係合圧や無段変速機１の挟圧力の余裕代（あるいは安全率）を小さくすることができるので、車両全体としての燃費を向上させることができる。その場合であっても、無段変速機１の外乱トルクによる滑りを可及的確実に防止することができる。
【００５０】
つぎにこの発明の制御装置による他の制御例について説明する。前述したように、無段変速機１に対して直列に配列されているクラッチを、無段変速機１に先行して滑らせる制御を実行する場合、そのクラッチの滑りの要因となったトルクの変化は、そのトルクを受ける部材の回転数の変化として現れる。そこで上記の具体例では、入力側と出力側とのいずれの回転数が変化したかを判定するために、各回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の比率の絶対値を使用することとした。これに替えて、図４に示す例は、各時間変化量ΔＮe ，ΔＮt のいずれか一方を使用し、これを基準値（しきい値）と比較する例である。
【００５１】
具体的に説明すると、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が、予め定めた基準値ΔＮe_slp 以下か否かが判断される（ステップＳ４１）。このステップＳ４１は図１に示すステップＳ４に替わる判断ステップであり、このステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、エンジントルクの変化を要因とするロックアップクラッチ１１の滑りであることが判定される（ステップＳ５）。これとは反対にステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、外乱トルクによるロックアップクラッチ１１の滑りであることが判定される（ステップＳ６）。
【００５２】
ところで、ロックアップクラッチ１１の滑りが生じれば、入力側のエンジン回転数Ｎe と出力側のタービン回転数Ｎt とのいずれか一方が必ず大きく変化するから、一方の回転数Ｎe ，Ｎt の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt の大小を判断すれば、他方の回転数の時間変化量ΔＮe ，ΔＮt をも併せて判断したのと同じ結果になる。したがって図４に示すステップＳ４１で、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt について判断してもよく、その場合は、“イエス”、“ノー”の判断結果による判定の内容が図４に示すのとは反対になる。
【００５３】
なお、図４における他のステップの内容は、図１に示す例と同様であり、したがって図４に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図４に示す制御例によってロックアップクラッチ１１の滑り検出およびその滑りの要因の判定をおこなった場合の状況を図５および図６に示してある。図５はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ21にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt との回転数差が次第に増大する。同時にエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が大きくなる。なお、図５は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００５５】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ22にクラッチの滑りが検出される。それに伴ってエンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図５に示す例では、エンジン回転数Ｎe の時間変化量ΔＮe が基準値ΔＮe_slp 以上になったことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００５６】
これに対して図６に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ31に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、エンジン回転数Ｎe との回転数差が次第に増大する。同時にタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt が低下する。なお、図６は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００５７】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ32にクラッチの滑りが検出される。それに伴ってタービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図６に示す例では、タービン回転数Ｎt の時間変化量ΔＮt が基準値ΔＮe_slp より小さくなったことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００５８】
ところで、車両の走行状態は様々であってエンジン回転数Ｎe やタービン回転数Ｎt が時々刻々変化することがあり、またその変化の態様も一定ではない。したがってこれらの車両の走行状態を反映した制御をおこなって滑りの要因の誤判定を防止するために、上記の判定の基準値ΔＮe_slp を車両の加減速度やアクセル開度（図示しないアクセルペダルの踏み込み量）などに応じて変化する値としてもよい。あるいはクラッチの滑りが生じなかったと仮定した場合の車両の状態を推定して得られる値もしくはクラッチの滑りが生じなかった場合の車両の状態を反映した値をもってクラッチの滑りの要因を判定するように構成することもできる。その例を図７に示してある。
【００５９】
図７はロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合に、エンジン４の実回転数Ｎe とそのエンジン回転数Ｎe をローパスフィルタ処理した値とを比較して滑りの要因を判定するように構成した例である。すなわち、各回転数Ｎe ，Ｎt が計測（ステップＳ１）された後、エンジン回転数Ｎe をローパスフィルタ処理した値Ｎe_f （＝Ｆ_lo（Ｎe ））が求められる（ステップＳ１１）。ついでロックアップクラッチ１１の滑りが判断され（ステップＳ２）、ロックアップクラッチ１１の滑りが検出された場合（ステップＳ２で肯定的に判断された場合）、実際のエンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f 以下か否かが判断される（ステップＳ４２）。
【００６０】
前述したようにロックアップクラッチ１１の滑りが生じれば、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt とのいずれか一方の回転数が大きく変化する。より具体的には、無段変速機１に対してロックアップクラッチ１１が先に滑るように制御して走行している状態では、そのロックアップクラッチ１１に滑りが生じた場合、エンジン回転数Ｎe が大きく増大するか、タービン回転数Ｎt が大きく低下するかのいずれかの挙動変化が生じる。
【００６１】
そして、前者の場合にはエンジン回転数Ｎe の増大につられてタービン回転数Ｎt がわずか上昇し、また後者の場合にはタービン回転数Ｎt の低下につられてエンジン回転数Ｎe がわずか低下する。結局、ロックアップクラッチ１１のスリップ時における回転数Ｎe ，Ｎt の上昇は、エンジントルクが要因となり、反対に回転数Ｎe ，Ｎt の低下は、出力側の外乱トルクが要因となる。これに対してエンジン回転数Ｎe のローパスフィルタ処理値Ｎe_f は、ロックアップクラッチ１１の滑りが生じない場合のエンジン回転数Ｎe もしくはこれに近似する回転数に相当する値となる。
【００６２】
したがってステップＳ４２で否定的に判断されたこと、すなわち実エンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f より大きくなっていることは、エンジントルクの増大によってエンジン回転数Ｎe が上昇したこと意味している。そのため、この場合には、ステップＳ５に進んでエンジントルクが要因となって滑りが生じたことが判定される。これとは反対にステップＳ４２で肯定的に判断されたこと、すなわち実エンジン回転数Ｎe がローパスフィルタ処理値Ｎe_f 以下に低下していることは、ロックアップクラッチ１１の出力側の外乱トルクの増大によってタービン回転数Ｎt が低下し、それにつられてエンジン回転数Ｎe が低下したこと意味している。そのため、この場合には、ステップＳ６に進んで外乱トルクが要因となって滑りが生じたことが判定される。
【００６３】
このような滑りの要因の判定の状況を図８および図９に示してある。図８はエンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ41にエンジントルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってエンジン回転数Ｎe が増大し始めると、タービン回転数Ｎt も増大するものの両者の回転数差が次第に増大する。なお、図８は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００６４】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ42にクラッチの滑りが検出される。これと同時にエンジン回転数Ｎe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図８に示す例では、エンジン回転数Ｎe がそのローパスフィルタ処理値Ｎe_f より大きいことにより、エンジントルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００６５】
これに対して図９に示す例は、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じ、かつその判定がおこなわれる状況を示しており、車両が走行している状態の所定時点ｔ51に出力側の負トルクがロックアップクラッチ１１のトルク容量に対して相対的に増大し、それに伴ってタービン回転数Ｎt が低下し始めると、それに伴ってエンジン回転数Ｎe も低下するものの両者の回転数差が次第に増大する。なお、図９は、ロックアップクラッチ１１が完全に係合してその入出力回転数に差がない状態で滑りが生じた例を示している。
【００６６】
そして、エンジン回転数Ｎe とタービン回転数Ｎt との回転数差の絶対値が前記基準値Ｎslp_max 以上になると、その時点ｔ52にクラッチの滑りが検出される。これと同時にエンジン回転数Ｎe に基づいてロックアップクラッチ１１の滑り要因の判定がおこなわれる。図９に示す例では、エンジン回転数Ｎe がそのローパスフィルタ処理値Ｎe_f より小さいことにより、出力側の外乱トルクが要因でロックアップクラッチ１１の滑りが生じたことが判定される。
【００６７】
なお、図７に示す他のステップでの制御の内容は、図１あるいは図４に示すものと同様であるから、図７に同様の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
したがって図７に示す制御を実行するように構成した場合であっても、ロックアップクラッチ１１の滑りの要因を判定することができるので、クラッチの係合圧の昇圧や無段変速機１での挟圧力の増大など、滑りの要因に適した制御を採ることが可能になる。特に、無段変速機１に対して直列に配列したクラッチを、無段変速機１での滑りに先行して滑らせるように制御する場合、クラッチの係合圧や無段変速機１の挟圧力の余裕代（あるいは安全率）を小さくすることができるので、車両全体としての燃費を向上させることができる。その場合であっても、無段変速機１の外乱トルクによる滑りを可及的確実に防止することができる。
【００６９】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２の機能的手段が、この発明の滑り検出手段に相当し、またステップＳ４，Ｓ４１，Ｓ４１，Ｓ５，Ｓ６の機能的手段が、この発明の滑り要因判定手段に相当する。さらに上述したステップＳ３，Ｓ７，Ｓ９の機能的手段が、この発明のトルク伝達容量制御手段に相当する。
【００７０】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、この発明におけるクラッチは、上記のロックアップクラッチ１１以外のクラッチであってよく、要は、無段変速機に対して直列に配列され、無段変速機に先行して滑りが生じるように制御されるクラッチであればよい。また、この発明における入力側の回転数は、クラッチに対する入力側の回転数であればよいのであって、上記のエンジン回転数に限定されない。同様に、出力側の回転数も、要は、クラッチの出力側の回転数であればよいのであって、タービン回転数に限定されない。さらに、この発明における回転数の時間変化量は、回転数の微分値以外に差分値であっもよく、要は、所定の単位時間内での変化量であればよい。そして、この発明におけるローパスフィルタ処理値は、いわゆるなまし処理を施した値と同義である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、無段変速機に対して直列に配置されたクラッチに滑りが生じると、その滑りの要因が明らかになるので、無段変速機での伝達トルク容量を増大させ、あるいは動力源の出力トルクを制御するなど、適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７２】
また、請求項２の発明によれば、クラッチの滑りが判定された場合、その際のクラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量とのいずれかもしくは両方に基づいて、クラッチの滑りの要因が判定されるので、クラッチの滑りの要因の判定が正確なものとなり、その結果、請求項１の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７３】
これに対して、請求項３の発明によれば、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１あるいは２の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７４】
またさらに、請求項４の発明によれば、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１ないし３の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７５】
そして請求項５の発明によれば、駆動機構の全体としての回転数が変化している場合であっても、クラッチの滑りの要因となったトルクの変化およびそれに伴う回転数の変化を判定し、それに基づいて、クラッチの滑りの要因を確実に判定することができるので、請求項１ないし４の発明と同様に、クラッチの滑りに対する適切な対応制御を採ることが可能になり、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７６】
さらにまた、請求項６の発明によれば、クラッチの滑りが判定され、またそのクラッチの滑りの要因が判定されると、無段変速機に対してクラッチが先に滑りを生じるように、かつクラッチの滑りの要因に応じて、クラッチもしくは無段変速機のトルク容量が制御されるので、無段変速機に滑りが生じないように、また無段変速機での動力伝達効率が低下しないように、クラッチの滑りの要因に応じた適切な対応制御を採ることができ、ひいては車両の燃費を悪化させることなく、無段変速機での滑りやそれに起因する損傷を未然に防止することができる。
【００７７】
そして、請求項７の発明によれば、クラッチに滑りが生じることによりトルクコンバータでのトルク容量が増大し、結局、無段変速機の入力側に直列に配列された動力伝達機構のトルク容量が増大して無段変速機に滑りが生じやすい状態が生じるが、クラッチの滑りの要因が知られることにより適切な対応制御を採ることが可能になるので、無段変速機の滑りを未然に回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図２】 図１に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図３】 図１に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図４】 この発明の制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】 図４に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図６】 図４に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図７】 この発明の制御装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】 図７に示す制御で、エンジントルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図９】 図７に示す制御で、外乱トルクが要因となった滑りの判定の状況を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】 この発明に係る無段変速機を含む駆動機構を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…無段変速機、 ３…トルクコンバータ、 ４…エンジン（動力源）、 １１…ロックアップクラッチ、 １９…駆動プーリー、 ２０…従動プーリー、 ２３…ベルト、 ２６…駆動輪、 ３１…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。
Claims (7)
- 回転部材とトルク伝達部材とをトルク伝達可能に直接もしくは間接的に接触させ、その接触圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が動力源の出力側に配置され、摩擦力によってトルクを伝達するクラッチがその無段変速機に対してトルクの伝達方向で直列に配置された無段変速機を含む駆動機構の制御装置において、
前記クラッチの滑りを検出する滑り検出手段と、
その滑り検出手段によって前記クラッチの滑りが検出された場合に、その滑りが前記動力源のトルクの変化に起因する滑りか、あるいは前記クラッチの出力側のトルクの変化に起因する滑りかを判定する滑り要因判定手段と
を備えていることを特徴とする無段変速機を含む駆動機構の制御装置。 - 前記滑り要因判定手段は、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
- 前記滑り要因判定手段は、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との比率に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
- 前記滑り要因判定手段は、前記クラッチの入力側の回転数の時間変化量と出力側の回転数の時間変化量との少なくともいずれか一方と、所定のしきい値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
- 前記滑り要因判定手段は、前記クラッチの入力側の回転数と出力側の回転数との少なくともいずれか一方の実回転数と、そのいずれか一方の回転数をローパスフィルタ処理した値との比較結果に基づいて前記クラッチの滑りの要因を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
- 前記クラッチが前記無段変速機よりも先に滑りを生じるように制御されるとともに、前記滑り要因判定手段による判定結果に基づいて、前記クラッチと無段変速機とのいずれか一方のトルク伝達容量を変更するトルク伝達容量制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
- 前記クラッチは、トルクコンバータに対して並列に配置されたロックアップクラッチであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の無段変速機を含む駆動機構の制御装置。
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