JP4121439B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機の制御装置に関し、一層詳細には、低摩擦路を走行中の車両の無段変速機におけるベルトの挟持力を補正する無段変速機の制御装置に関する。

車両においてエンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機が開発・実用化されている。無段変速機を用いることにより、滑らかな変速を実現するとともに、運転状況に応じた適切なエンジン回転数を選択することが可能となり、低燃費化を図ることができる。

無段変速機は、例えば、エンジンの出力軸側に連結され、相対的に移動可能な一対の駆動プーリ半体と、車輪軸側に連結され、相対的に移動可能な一対の従動プーリ半体とを備え、これらのプーリ間に張架されたベルトの挟持力を調整することにより、変速比を制御して所望の駆動力を車輪に伝達する。

この場合、ベルトの挟持力は、通常、エンジンの回転数と、スロットルバルブの吸気負圧（絶対圧）とをパラメータとしてエンジンの出力トルクを推定し、この出力トルクに基づくベルト伝達トルクを算出して設定される。

ところで、このような無段変速機を搭載した車両の走行中に急ブレーキが操作されると、車輪回転速度が急激に減速されるため、回転系を備える無段変速機側に大きなイナーシャトルクが付与される。この場合、無段変速機と車輪軸との間にクラッチを備えたものでは、イナーシャトルクがクラッチによって吸収されるため、無段変速機に影響を与えるおそれは少ない。

これに対して、無段変速機と車輪軸との間にクラッチを備えていないものでは、従動プーリの回転が車輪回転速度の低下に伴って減速される一方、イナーシャトルクによって駆動プーリの回転が維持されるため、駆動プーリと従動プーリとの間に張架されたベルトに滑りが発生し、当該ベルトやプーリの耐久性が低下する不具合が発生する。

そこで、特許文献１に開示された従来技術では、ブレーキの操作によって車輪への制動が実行されたとき、プーリによるベルトの挟持力を増大させ、ベルトの滑りを回避するようにしている。

特開平７−２１７７１３号公報

しかしながら、前記の従来技術では、ブレーキ操作により車輪の回転が減速を開始してからベルトの挟持力を増加させているため、例えば、氷雪路面や濡れた路面のような低摩擦路（低μ路）を走行中に急ブレーキが操作された場合、プーリの挟持力を即座に増加させることができず、従って、ベルトの滑りを完全に回避することができない。また、車両が低μ路から高μ路（高摩擦路）に移行した場合、タイヤの地面に対するグリップ力が急激に増加し、車輪の回転が減速されてイナーシャトルクが無段変速機に付与されるため、同様にしてベルトに滑りが生じてしまう。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、無段変速機を構成するベルトの滑りの発生を回避し、ベルトに対して挟持力を適切に付与するとともに、ベルトを含む無段変速機の耐久性を向上させることができる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無段変速機の制御装置は、相対的に移動可能な一対の駆動プーリ半体と、相対的に移動可能な一対の従動プーリ半体との間にベルトを張架し、前記一対の駆動プーリ半体及び前記一対の従動プーリ半体による前記ベルトの挟持力を調整することにより、エンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機の制御装置において、
前記エンジンの出力トルクに基づいて算出される車輪駆動力と、車輪速度に基づいて算出される車両の走行抵抗とを用いて、前記車両が走行する路面の路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
算出された前記路面勾配を異常判定値と比較し、前記路面勾配が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
前記路面勾配が異常であると判定されたとき、前記挟持力を所定量増加させる補正を行う挟持力補正手段と、
を備えることを特徴とする（請求項１記載の発明）。

また、本発明に係る無段変速機の制御装置は、相対的に移動可能な一対の駆動プーリ半体と、相対的に移動可能な一対の従動プーリ半体との間にベルトを張架し、前記一対の駆動プーリ半体及び前記一対の従動プーリ半体による前記ベルトの挟持力を調整することにより、エンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機の制御装置において、
前記エンジンの出力トルクに基づいて算出される車輪駆動力と、車輪速度に基づいて算出される車両の走行抵抗とを用いて、前記車両が走行する路面の路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
前記路面勾配の変化率を算出する路面勾配変化率算出手段と、
算出された前記変化率を異常判定値と比較し、前記変化率が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
前記変化率が異常であると判定されたとき、前記挟持力を所定量増加させる補正を行う挟持力補正手段と、
を備えることを特徴とする（請求項２記載の発明）。

この場合、車両が走行する路面が低摩擦路（以下、低摩擦路を「低μ路」、高摩擦路を「高μ路」と称する。）であると、路面に対してタイヤがスリップ状態となって車輪の回転速度が増加するため、この車輪の回転速度、又は、回転速度から算出される車輪の回転加速度に基づく車両の走行抵抗は、実際の走行抵抗よりも大きくなる。そこで、路面勾配算出手段により、エンジンの出力トルクに基づいて算出された車輪駆動力と、前記走行抵抗とを用いて路面勾配を算出し、異常判定手段により、算出された路面勾配を実際にあり得ない路面勾配である異常判定値と比較し、前記路面勾配が異常であるか否かを判定する。算出された走行抵抗が大きく、路面勾配が異常であると判定された場合、当該路面を低μ路であると判断し、挟持力補正手段により、一対の駆動プーリ半体及び一対の従動プーリ半体によるベルトの挟持力を所定量増加させる補正を行う。

なお、ベルトの挟持力の増加量は、低μ路から高μ路に車両が進入した際、あるいは、低μ路で急ブレーキ操作が行われた際において、無段変速機の回転系に生じるイナーシャトルクを吸収できる程度に設定すると好適である。

このように、路面勾配の異常から低μ路を走行中であることを検出してベルトの挟持力の不足を予め補っておくことにより、低μ路から通常の高μ路に車両が進入し、タイヤの地面に対するグリップ力が急激に増大した場合、あるいは、低μ路において急ブレーキ操作が行われた場合であっても、ベルトに滑りが生じることがなく、従って、ベルトやプーリの損耗が最小限に抑制される。

なお、低μ路であるか否かは、路面勾配変化率算出手段により路面勾配の変化率を算出し、その変化率が実際にあり得ない値であるか否かによって検出することもできる。

本発明に係る無段変速機の制御装置によれば、車両が低μ路を走行中であると判定された際、プーリによるベルトの挟持力を予め所定量増加させることにより、低μ路から高μ路に移行したとき、あるいは、低μ路の走行中に急ブレーキが操作されたときであっても、ベルトに滑りが発生することがなく、ベルトを含む無段変速機を損耗させることなく耐久性を向上させることができる。また、低μ路であることが検出されたときにのみベルトの挟持力を増加させることにより、無段変速機の耐久性のさらなる向上と省エネ化を達成することができる。

図１は、本発明の無段変速機の制御装置が適用される車両用動力伝達装置１０を示す。車両用動力伝達装置１０は、車両におけるエンジン１２の出力軸１２ａの回転数を無段階に変速して車輪軸１４に伝達する無段変速機（以下、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）という）１６を備える。この車両用動力伝達装置１０は、前輪６４を駆動輪とし、後輪６５を従動輪とする２ＷＤ（２ Wheel Drive）駆動と、前輪６４及び後輪６５を共に駆動輪とする４ＷＤ駆動とを任意に切り替えが可能な車両に適用可能である。

車両用動力伝達装置１０は、車両の運転者の指示に従ってエンジン１２を制御するメインコントローラ２０と、ＣＶＴ１６の変速比を制御するＣＶＴ制御部２２と、メインコントローラ２０及びＣＶＴ制御部２２に接続される各種のセンサ（後述する）とを有する。

エンジン１２に接続された吸気管２６には、スロットルバルブ２８が配置され、該スロットルバルブ２８は、運転席のアクセルペダル（図示せず）の操作に連動し、メインコントローラ２０及びバキュームバルブ３０の制御下に開閉する。

エンジン１２の出力軸１２ａは、トルクコンバータ３２に接続されている。該トルクコンバータ３２において、出力軸１２ａに接続されたトルコンカバー３２ａは、ポンプインペラ３２ｂを回転させるとともに、内部に充填されたオイルを介してタービンインペラ３２ｃをトルコン軸３４に対して回転させる。このとき、ステータ３２ｄの作用によって伝達トルクを増大させることができる。さらに、トルクコンバータ３２においては、ロックアップクラッチ３２ｅによってトルコンカバー３２ａとトルコン軸３４とを係合して出力軸１２ａの回転を直接的にトルコン軸３４に伝達することができる。

トルコン軸３４は、ＣＶＴ１６の遊星歯車式前後進切換機構３６に接続されている。遊星歯車式前後進切換機構３６は、トルコン軸３４と一体的に接続されている入力回転部３６ａと、該入力回転部３６ａとＣＶＴ１６のインプットシャフト３８とを接続する前進クラッチ３６ｂと、入力回転部３６ａと一体的に構成されたリングギア３６ｃとを有する。また、遊星歯車式前後進切換機構３６は、インプットシャフト３８に設けられたサンギア３６ｄ及び前記リングギア３６ｃに噛合する複数のプラネタリギア３６ｅと、該プラネタリギア３６ｅを回転支持するキャリア３６ｆと、該キャリア３６ｆの外周部をハウジングに対して係合する後進クラッチ３６ｇとを有する。

遊星歯車式前後進切換機構３６においては、前進クラッチ３６ｂによって入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを係合することで、入力回転部３６ａとインプットシャフト３８とを同方向へ一体的に回転させることができる。また、前進クラッチ３６ｂを解放するとともに後進クラッチ３６ｇによってキャリア３６ｆとハウジングとを係合することでキャリア３６ｆが固定され、インプットシャフト３８をプラネタリギア３６ｅを介して駆動させることができる。この場合、インプットシャフト３８は、入力回転部３６ａの回転に対して逆方向に回転し、車両を後進させることができる。

ＣＶＴ１６は、前記遊星歯車式前後進切換機構３６と、インプットシャフト３８に支持されたドライブプーリ４０（駆動プーリ）と、該ドライブプーリ４０の回転に対して金属ベルト４２を介して従動的に回転するドリブンプーリ４４（従動プーリ）と、該ドリブンプーリ４４の回転を中間軸４６に伝達するアウトプットシャフト４８とを有する。金属ベルト４２は、例えば、２条のストラップに多数の押し駒を装着して構成されている。

ドライブプーリ４０は、インプットシャフト３８に固定された固定側プーリ半体４０ａと、作動油室５０に作用する油圧により軸方向に摺動可能な可動側プーリ半体４０ｂとからなり、可動側プーリ半体４０ｂの摺動位置によってドライブプーリ４０の溝４０ｃの溝幅を変更可能である。

同様に、ドリブンプーリ４４は、アウトプットシャフト４８に固定された固定側プーリ半体４４ａと、作動油室５２に作用する油圧により軸方向に摺動可能な可動側プーリ半体４４ｂとからなり、可動側プーリ半体４４ｂの摺動位置によってドリブンプーリ４４の溝４４ｃの溝幅を変更可能である。

作動油室５０に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５６及びインプットシャフト３８の軸心部を通る油路３８ａを介して供給され、同様に、作動油室５２に供給される作動油は、ポンプ５４から制御弁５８及びアウトプットシャフト４８の軸心部を通る油路４８ａを介して供給される。制御弁５６及び５８は、ＣＶＴ制御部２２の制御下に作用し、作動油室５０及び５２の圧力を変化させることができる。これにより、可動側プーリ半体４０ｂ及び４４ｂを連動して軸方向に摺動させ、溝４０ｃ及び４４ｃの各幅を連続的に変化させることができる。従って、金属ベルト４２が巻き掛けられる径の比、すなわち変速比を無段階に変化させることができる。なお、図１において、ドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４は、各軸を中心とした上半分がＯＤ（Over Drive）の状態、各軸を中心とした下半分がローの状態をそれぞれ模式的に示している。

インプットシャフト３８の回転数は、ＣＶＴ１６によって無段階に変速され、アウトプットシャフト４８に伝達される。該アウトプットシャフト４８の回転数は、中間軸４６によって減速されてディファレンシャルギア６０に伝達される。

ディファレンシャルギア６０は、カーブ走行時において内輪と外輪との回転数差を吸収するための歯車機構６０ａを介して車輪軸１４及び前輪６４を駆動し、走行することができる。

メインコントローラ２０には、スロットルバルブ２８の開度であるスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ７０と、スロットルバルブ２８の下流における絶対圧ＰＢを検出する圧力センサ７２とが接続されている。また、メインコントローラ２０には、エンジン１２のクランク角度を検出するクランク角センサ７４と、エンジン水温を検出する水温センサ７６と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７８と、トルコン軸３４の回転数を検出するトルコン回転数センサ８０と、左右の前輪６４の回転速度Ｖｆを検出する前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂと、左右の後輪６５の回転速度Ｖｒを検出する後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂとが接続されている。

ＣＶＴ制御部２２には、固定側プーリ半体４０ａの外周部に設けられた歯によってインプットシャフト３８の回転数を検出するプーリ回転数センサ８１と、固定側プーリ半体４４ａの外周部に設けられた歯によってアウトプットシャフト４８の回転数を検出するプーリ回転数センサ８４と、運転者によって選択されたシフトレンジ（Ｄ、Ｎ、Ｐ等）を示す信号を出力するポジションスイッチ８６とが接続されている。また、ＣＶＴ制御部２２には、スロットル開度センサ７０、圧力センサ７２、クランク角センサ７４、エンジン回転数センサ７８、トルコン回転数センサ８０、前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂ及び後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂが接続されている。さらに、メインコントローラ２０とＣＶＴ制御部２２とは、通信線８８によって接続されておりデータ等の相互通信が可能である。

図２に示すように、ＣＶＴ制御部２２は、ＣＶＴ１６の制御装置であり、主制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）１０２及びＲＯＭ（Read Only Memory）１０４と、上記の各センサ等の信号を入力する入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０６と、制御弁５６及び５８を駆動するドライバ１０８と、これらの素子の間を接続するバス１１０とを有する。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０４に記録されたプログラム１１２を読み出し、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０４、入力インターフェース１０６及びドライバ１０８と協働しながら、プログラム１１２の記述内容に基づく処理を行う。

本実施の形態に係る車両用動力伝達装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。なお、以下の説明においては、理解を容易にするためにロックアップクラッチ３２ｅ及び前進クラッチ３６ｂは係合した状態であり、エンジン回転数Ｎｅを示す出力軸１２ａの回転数とインプットシャフト３８の回転数は一致しているものとする。

ＣＶＴ制御部２２は、ＣＰＵ１００の制御下においてＲＯＭ１０４に記録された目標エンジン回転数マップ１２０を参照しながら基本的な変速処理を行う。目標エンジン回転数マップ１２０は、スロットル開度ＴＨと、その時点における車速Ｖと、目標エンジン回転数ＮＥＤとの関係を設定している。ＣＰＵ１００は、スロットル開度センサ７０により検出されたスロットル開度ＴＨと、前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂにより検出された前輪６４の回転速度Ｖｆ及び後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂにより検出された後輪６５の回転速度Ｖｒから推定した車速Ｖとを用いて、目標エンジン回転数マップ１２０を検索する。次いで、目標エンジン回転数マップ１２０から検索された目標エンジン回転数ＮＥＤを用いて変速比マップ１２２を検索し、ＣＶＴ１６の変速比を決定する。

ＣＰＵ１００は、変速比を決定すると、ドライバ１０８を介して制御弁５６及び５８を駆動し、変速比に対応した作動油を作動油室５０及び５２に供給する。これにより、ドライブプーリ４０を構成する可動側プーリ半体４０ｂ及びドリブンプーリ４４を構成する可動側プーリ半体４４ｂが移動し、ＣＶＴ１６が所定の変速比に設定される。

そこで、エンジン１２の出力軸１２ａの回転は、トルクコンバータ３２から所定の変速比に設定されたＣＶＴ１６のドライブプーリ４０、金属ベルト４２及びドリブンプーリ４４を介して前輪６４及び後輪６５に伝達され、車両が所望の車速Ｖで走行する。

ここで、車両が安定した走行状態にある場合には、ＣＶＴ１６を構成する金属ベルト４２が適切な挟持力でドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４により挟持されているため、金属ベルト４２に滑りが生じることはない。しかしながら、車両が低μ路を走行している状態から高μ路に進入した場合、あるいは、低μ路を走行中に急ブレーキが操作された場合、前輪６４の回転速度Ｖｆ及び／又は後輪６５の回転速度Ｖｒが急激に低下するため、それによって発生するイナーシャトルクによりドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４間の回転速度に差が生じ、金属ベルト４２に滑りが生じるおそれがある。

本実施の形態では、車両の走行路面の状態を判断し、低μ路であると判定されたとき、金属ベルト４２に対する挟持力を予め所定量増加させることにより、前述した事態となった場合であっても、金属ベルト４２に滑りが生じないように制御している。

そこで、図３に示すフローチャートに基づき、低μ路であるか否かを判定し、低μ路であると判定された場合に挟持力を増加させる処理について説明する。

先ず、車両の走行路面状態の判定に際して、前輪６４の回転速度Ｖｆと後輪６５の回転速度Ｖｒとの差が使用可能であるか否かを判断する（ステップＳ１）。例えば、断線等を原因として左右の後輪６５の後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂから入力がない場合、あるいは、入力はあっても、ＡＢＳ（Antilock Brake System）処理において不適切な入力と判定された場合、後輪６５の回転速度Ｖｒの信頼性を確保できないため、前後輪回転速度差は使用不可であると判断する。

また、ステップＳ１では、前輪６４の回転速度Ｖｆが所定値以上であるが、後輪６５の車輪速度Ｖｒが所定値以下であり、且つ、前輪６４の回転加速度が小さい場合においても、前後輪回転速度差を使用不可と判断する。その理由は、例えば、前輪駆動の２ＷＤ駆動車において、前輪６４のみをローラ台に載置して当該車両の燃費計測や、工場出荷テストを行う場合、前輪６４がスリップしない正常な駆動状態であっても、前後輪回転速度差が大きくなるため、この判断に基づいて後述する低μ路処理であるドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４の挟持力増加処理を行ってしまうと、車両の正しい燃費計測や、工場出荷テストを行うことができなくなるからである。

ステップＳ１において、前後輪回転速度差を使用可と判断した場合、ＣＶＴ制御部２２は、前輪車輪速度センサ８２ａ、８２ｂにより検出された前輪６４の回転速度Ｖｆと、後輪車輪速度センサ８３ａ、８３ｂにより検出された後輪６５の回転速度Ｖｒとの差である回転速度差を検出し（回転速度差検出手段）、この回転速度差をＲＯＭ１０４のパラメータ１２４として設定されている回転速度差異常判定値Ｖａｂと比較する（ステップＳ２）。Ｖｆ−Ｖｒ≧Ｖａｂの場合、従動輪である後輪６５の車輪速度Ｖｒを下限速度と比較し（ステップＳ３、従動輪回転速度判定手段）、所定速度以上であるとき、走行路面を低μ路と判定する（異常判定手段）。

すなわち、低μ路では、駆動輪である前輪６４が従動輪である後輪６５に対してスリップ状態となるため、前輪６４の回転速度Ｖｆが後輪６５の回転速度Ｖｒよりも大きくなり、その回転速度差が回転速度差異常判定値Ｖａｂ以上であれば、路面状態が低μ路であると判定し、後輪６５の車輪速度Ｖｒが下限速度よりも小さい場合には、後輪６５の車輪速度Ｖｒの検出精度が低下しているおそれがあるため、低μ路であるか否かの判定を行わない。なお、回転速度差異常判定値Ｖａｂとしては、例えば、車速に換算して４ｋｍ／ｈ〜２４ｋｍ／ｈの範囲に設定することができる。また、車輪速度Ｖｒの下限速度としては、例えば、３ｋｍ／ｈ〜１５ｋｍ／ｈの範囲に設定することができる。

低μ路と判定された場合、ＣＶＴ制御部２２は、ＲＯＭ１０４の補正挟持力マップ１２６から所定の補正挟持力Ｐｃｏｒを選択し、作動油室５０及び５２に補正挟持力Ｐｃｏｒに対応した作動油を追加供給することにより、可動側プーリ半体４０ｂ及び可動側プーリ半体４４ｂによる金属ベルト４２の挟持力を増加させる低μ路処理を行う（ステップＳ４、挟持力補正手段）。

ここで、補正挟持力Ｐｃｏｒは、スロットルが全閉状態であるか否か、あるいは、スロットルが全閉状態であって減速時燃料カット中であるか否かに応じた値を選択して設定される。例えば、スロットルが全閉状態の場合、ドライバがアクセルペダルを離しており、次に急ブレーキが操作される可能性があるものと判断し、車両が低μ路を走行中に急ブレーキが操作されることで前輪６４及び後輪６５がロックした場合に発生するイナーシャトルクに対応する補正挟持力Ｐｃｏｒが設定される。この場合、減速時燃料カット中であれば、ドライブプーリ４０及びドリブンプーリ４４に加えられている挟持力が減速によって発生するイナーシャトルクに抗して既に大きく設定されているため、小さな補正挟持力Ｐｃｏｒが設定され、減速燃料カット中でないときには、エンジン１２のアイドリングによって発生したトルクによって金属ベルト４２が滑らない程度の挟持力しか付与されていないため、大きな補正挟持力Ｐｃｏｒが設定される。また、スロットルが全閉状態にない場合には、車両が低μ路から通常の高μ路に進入するものと判断し、その場合に発生するイナーシャトルクが設定される。さらに、ＡＢＳが作動している場合には、タイヤがロックしないように予め制御されるため、前輪６４の回転速度Ｖｆ及び後輪６５の回転速度Ｖｒが急激に低下することがなく、従って、補正挟持力Ｐｃｏｒとしては小さい値が設定される。これに対して、ＡＢＳが非作動の場合には、ＡＢＳ作動時よりも大きな補正挟持力Ｐｃｏｒが設定される。なお、これらの補正挟持力Ｐｃｏｒは、車速Ｖ及びＣＶＴ１６の変速比に基づき、補正挟持力マップ１２６から選択される。

次に、ステップＳ１において、前後輪回転速度差を使用できないと判断した場合には、駆動輪である前輪６４の回転加速度から路面状態の判定を行う。この判定は、例えば、従動輪である後輪６５の回転速度を検出することができない車両、低μ路であっても前輪６４と後輪の回転速度の差が小さい４輪駆動（４ＷＤ）の車両、あるいは、後輪６５の回転速度の検出値の信頼性が低い状態にある車両に対して有効である。

すなわち、ＣＶＴ制御部２２は、前輪車輪速度センサ８２からの前輪６４の回転速度Ｖｆの微小時間での変化率である駆動輪加速度ΔＶを検出し（駆動輪加速度検出手段）、この駆動輪加速度ΔＶをＲＯＭ１０４のパラメータ１２４として設定されている加速度異常判定値ΔＶａｂ（正値（＋））と比較する（ステップＳ５）。比較した結果、ΔＶ≧ΔＶａｂであるとき、駆動輪加速度ΔＶが実際にあり得ない異常値を示していることから、走行路面が低μ路であると判定する（異常判定手段）。低μ路と判定された場合、ステップＳ４の低μ路処理である金属ベルト４２に対する挟持力の増加処理を行う。なお、加速度異常判定値ΔＶａｂとしては、例えば、通常の車両では坂道であってもあり得ない加速度０．７Ｇ（Ｇ：重力加速度）程度に設定することができる。

また、前輪６４の加速度が異常であると判定されなかった場合、ＣＶＴ制御部２２は、車両が走行する路面勾配θを算出し、この路面勾配θから路面状態を判定する（ステップＳ６）。

そこで、路面勾配θの算出処理につき、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。路面勾配θは、車両の車輪駆動力Ｆと走行抵抗Ｆｒとから算出することができる。

先ず、エンジン１２の出力トルクＴｅを算出する（ステップＳ６ａ）。エンジン１２の出力トルクＴｅは、エンジン回転数センサ７８により検出されたエンジン回転数Ｎｅと、圧力センサ７２により検出された吸気管２６における絶対圧ＰＢとをパラメータとして、ＲＯＭ１０４に設定されたエンジン出力トルクマップ１２８から算出される。そして、算出された出力トルクＴｅと、ＣＶＴ１６に設定されている変速比及びディファレンシャルギア６０の変速比を含むエンジン１２から前輪６４に至る変速比Ｇｒと、ＣＶＴ１６の動力伝達効率ｋと、前輪６４の半径Ｒとを用いて、車輪駆動力Ｆを、
Ｆ＝ｋ・Ｔｅ・Ｇｒ／Ｒ
として算出する（ステップＳ６ｂ）。

また、車両の重量Ｍと転がり抵抗係数βとを乗算して転がり抵抗Ｆβを算出する（ステップＳ６ｃ）。車速ＶをパラメータとしてＲＯＭ１０４に設定された空気抵抗マップ１３０から空気抵抗Ｆａを算出する（ステップＳ６ｄ）。車両の重量Ｍに、車速Ｖの変化と同期して回転変化するＣＶＴ１６の出力側のドリブンプーリ４４の等価イナーシャ質量Ｍｉ（ｏｕｔ）を加算し、この加算値に前輪６４の回転加速度である駆動輪加速度ΔＶを乗算して加速抵抗Ｆαを算出する（ステップＳ６ｅ）。エンジン回転数Ｎｅの変化と同期して回転変化するＣＶＴ１６の入力側のドライブプーリ４０の等価イナーシャ質量Ｍｉ（ｉｎ）に、ドライブプーリ４０の回転加速度Ｐαと、ＣＶＴ１６の変速比Ｇｒ（ＣＶＴ）とを乗算し、エンジン回転数Ｎｅの変化によるイナーシャ補正量Ｆｉを算出する（ステップＳ６ｆ）。そして、これらを加算することで、走行抵抗Ｆｒを、
Ｆｒ＝Ｆβ＋Ｆａ＋Ｆα＋Ｆｉ
として算出する（ステップＳ６ｇ）。

車両が走行する路面勾配θと、車輪駆動力Ｆ及び走行抵抗Ｆｒとの間には、
Ｍ・ｓｉｎθ＝Ｆ−Ｆｒ
の関係があり、路面勾配θは、この式を用いて算出される（ステップＳ６ｈ）。

以上のようにして算出された路面勾配θをＲＯＭ１０４のパラメータ１２４として設定されている路面勾配異常判定値θａｂ（負値（−））（例えば、−２０％以下の下り勾配）と比較する（図３中、ステップＳ６）。この場合、前輪６４がスリップすると、車速Ｖがあり得ない値となり、それから算出される空気抵抗Ｆａが異常に大きくなり、あるいは、駆動輪加速度ΔＶがあり得ない値となり、それから算出される加速抵抗Ｆαが異常に大きくなるため、走行抵抗Ｆｒも異常に大きな値となる。従って、ステップＳ６ｈで算出される路面勾配θが負値の異常に大きな値として算出されることになる。この結果、θ≦θａｂとなり、走行路面が低μ路であると判定される（異常判定手段）。低μ路と判定された場合、ステップＳ４の低μ路処理である金属ベルト４２に対する挟持力の増加処理を行う。

さらに、路面勾配θが異常であると判定されなかった場合、ＣＶＴ制御部２２は、路面勾配変化率Δθを算出し、この路面勾配変化率Δθから路面状態を判定する。

すなわち、ＣＶＴ制御部２２は、ステップＳ６ａ〜Ｓ６ｈの処理で路面勾配θを算出し、次いで、路面勾配θの微小時間での変化率である路面勾配変化率Δθを算出し（路面勾配変化率算出手段）、この路面勾配変化率ΔθをＲＯＭ１０４のパラメータ１２４として設定されている変化率異常判定値Δθａｂ（負値（−））と比較する（ステップＳ７）。比較した結果、Δθ≦Δθａｂであるとき、路面勾配変化率Δθが実際にあり得ない異常値を示していることから、走行路面が低μ路であると判定する（異常判定手段）。低μ路と判定された場合、ステップＳ４の低μ路処理である金属ベルト４２に対する挟持力の増加処理を行う。

以上のようにして、金属ベルト４２の挟持力を増加させる低μ路処理を行うことにより、車両が低μ路から高μ路に進入した場合、あるいは、低μ路走行中に急ブレーキが操作された場合であっても、金属ベルト４２に滑りの生じることがなく、従って、金属ベルト４２やドライブプーリ４０、ドリブンプーリ４４が損耗せず、長寿命化を図ることができる。しかも、金属ベルト４２の挟持力の増加は、低μ路と判定されたときのみに行われるため、挟持力の増加に伴うエネルギの無駄な消費は、必要最小限に抑えられる。

ところで、車両が低μ路から高μ路に進入した後、金属ベルト４２の挟持力を増加させる低μ路処理を継続していると、エネルギが無駄に消費されてしまうだけでなく、金属ベルト４２に余分な摩擦力が付与されてしまい、ＣＶＴ１６の寿命をかえって短縮してしまうおそれがある。

そこで、次に、低μ路と判定されて金属ベルト４２の挟持力を増加させる処理が行われている状態から、低μ路処理を解除する処理につき、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ１１において、前後輪回転速度差を使用可と判断した場合、前輪６４の回転速度Ｖｆと、後輪６５の回転速度Ｖｒとの差が回転速度差異常判定値Ｖａｂ以上であれば（ステップＳ１２）、車両が低μ路を走行中であると判断し、ＣＶＴ１６に補正挟持力Ｐｃｏｒを加えた状態を維持し、低μ路処理をそのまま継続する（ステップＳ１３）。

また、回転速度差が正常な範囲内となった場合には、低μ路処理終了フラグを判定し（ステップＳ１４）、この低μ路処理終了フラグが未だセットされていない場合には、車両が高μ路に進入した直後、あるいは、急ブレーキの操作が行われた直後であると判断し、低μ路処理終了フラグをセットした後（ステップＳ１５）、低μ路処理を継続する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１５において低μ路処理終了フラグがセットされてから低μ路処理が継続された場合には、ステップＳ１６において、低μ路処理終了フラグがセットされてからの経過時間が判定され、所定時間経過したとき、低μ路処理を終了した後（ステップＳ１７）、低μ路処理終了フラグをリセットする（ステップＳ１８）。ここで、車両が高μ路に進入し、あるいは、急ブレーキの操作が行われた場合において低μ路処理を所定時間継続させるのは、金属ベルト４２に対する挟持力を所定量増加させた状態でドライブプーリ４０の回転速度を十分に減速させ、金属ベルト４２がスリップしない状態を確保してから挟持力を通常の挟持力に戻すためである。

一方、前後輪回転速度差を使用不可と判断した場合（ステップＳ１１）、ΔＶ≧ΔＶａｂ、θ≦θａｂ、又は、Δθ≦Δθａｂのいずれかの条件が成立し、駆動輪加速度ΔＶ（正値（＋））、路面勾配θ（負値（−））、又は、路面勾配変化率Δθ（負値（−））のいずれかが異常であると判定されたとき（ステップＳ１９、Ｓ２０、Ｓ２１）、低μ路処理を継続する（ステップＳ２２）。

次に、駆動輪加速度ΔＶ（正値（＋））、路面勾配θ（負値（−））、及び、路面勾配変化率Δθ（負値（−））のいずれもが正常値の範囲内となった場合において、低μ路処理終了フラグを判定し（ステップＳ２３）、この低μ路処理終了フラグが未だセットされていない場合には、車両が高μ路に進入したか否か、あるいは、急ブレーキの操作が行われてタイヤがロック状態になったか否かの判定を行う。

すなわち、駆動輪加速度ΔＶが負値（−）で異常と判断された場合には（ステップＳ２４）、前輪６４の回転速度が急激に減速されており、高μ路に進入したか、急ブレーキの操作が行われたものと判断することができる。また、駆動輪加速度ΔＶが異常であるとは判定されないが、路面勾配θが正値（＋）（例えば、０％以上の登り勾配）となって異常と判断された場合（ステップＳ２５）、あるいは、路面勾配変化率Δθが正値（＋）となって異常と判断された場合（ステップＳ２６）、走行抵抗Ｆｒが急激に小さくなっているため、同様にして、高μ路に進入したか、急ブレーキの操作が行われたものと判断することができる。この場合、低μ路処理終了フラグをセットした後（ステップＳ２７）、低μ路処理を継続する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２７において低μ路処理終了フラグがセットされてから低μ路処理が継続された場合には、ステップＳ１６において、低μ路処理終了フラグがセットされてからの経過時間が判定され、所定時間経過したとき、低μ路処理を終了する（ステップＳ１７）。

本発明の無段変速機の制御装置が適用される車両用動力伝達装置の概略構成図である。 ＣＶＴ制御部のブロック図である。 低μ路処理を開始する判断処理のフローチャートである。 路面勾配の算出処理のフローチャートである。 低μ路処理の継続及び終了のための判断処理のフローチャートである。

符号の説明

１０…車両用動力伝達装置 １２…エンジン
１６…ＣＶＴ ２０…メインコントローラ
２２…ＣＶＴ制御部 ４０…ドライブプーリ
４２…金属ベルト ４４…ドリブンプーリ
５６、５８…制御弁 ６０…ディファレンシャルギア
６４…前輪 ６５…後輪
７０…スロットル開度センサ ７８…エンジン回転数センサ
８０…トルコン回転数センサ ８２ａ、８２ｂ…前輪車輪速度センサ
８３ａ、８３ｂ…後輪車輪速度センサ １２０…目標エンジン回転数マップ
１２２…変速比マップ １２４…パラメータ
１２６…補正挟持力マップ １２８…エンジン出力トルクマップ
１３０…空気抵抗マップ

Claims (2)

1. 相対的に移動可能な一対の駆動プーリ半体と、相対的に移動可能な一対の従動プーリ半体との間にベルトを張架し、前記一対の駆動プーリ半体及び前記一対の従動プーリ半体による前記ベルトの挟持力を調整することにより、エンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機の制御装置において、
   前記エンジンの出力トルクに基づいて算出される車輪駆動力と、車輪速度に基づいて算出される車両の走行抵抗とを用いて、前記車両が走行する路面の路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
   算出された前記路面勾配を異常判定値と比較し、前記路面勾配が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
   前記路面勾配が異常であると判定されたとき、前記挟持力を所定量増加させる補正を行う挟持力補正手段と、
   を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 相対的に移動可能な一対の駆動プーリ半体と、相対的に移動可能な一対の従動プーリ半体との間にベルトを張架し、前記一対の駆動プーリ半体及び前記一対の従動プーリ半体による前記ベルトの挟持力を調整することにより、エンジンの出力軸の回転を無段階に変速して車輪軸に伝達する無段変速機の制御装置において、
   前記エンジンの出力トルクに基づいて算出される車輪駆動力と、車輪速度に基づいて算出される車両の走行抵抗とを用いて、前記車両が走行する路面の路面勾配を算出する路面勾配算出手段と、
   前記路面勾配の変化率を算出する路面勾配変化率算出手段と、
   算出された前記変化率を異常判定値と比較し、前記変化率が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
   前記変化率が異常であると判定されたとき、前記挟持力を所定量増加させる補正を行う挟持力補正手段と、
   を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。

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