JP4158665B2 - 動力伝達機構の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、無段変速機や摩擦係合装置など、付加される圧力に応じて伝達トルク容量の変化する動力伝達機構を対象とする制御装置に関するものである。

ベルト式無段変速機やトラクション式無段変速機は、ベルトとプーリとの間の摩擦力や、ディスクとローラとの間のトラクションオイルのせん断力を利用してトルクを伝達し、またクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置は摩擦材の表面で生じる摩擦力を利用してトルクを伝達している。したがってこれらの動力伝達機構は、そのトルクの伝達が生じる箇所に作用する圧力に応じて伝達トルク容量が設定される。

無段変速機における上記の圧力は挟圧力と称され、また摩擦係合装置では係合圧と称されることがあり、これらの挟圧力あるいは係合圧を高くすれば、伝達トルク容量を増大させて滑りを回避できるが、その反面、高い圧力を生じさせるために動力を必要以上に消費したり、あるいは動力の伝達効率が低下するなどの不都合がある。そのため、一般的には、意図しない滑りが生じない範囲で、挟圧力あるいは係合圧を可及的に低く設定している。

例えば、無段変速機を搭載した車両では、エンジンの回転数を無段変速機によって制御して燃費の向上を図ることができるので、その利点を損なわないために、無段変速機での動力伝達効率を可及的に向上させるべく、挟圧力を、滑りが生じない範囲で可及的に低く設定するように制御している。そのためには、滑りの生じ始める圧力（すなわち滑り開始圧力）を検出する必要があり、従来では、種々の方法で滑りを検出し、また滑り開始圧力を検出している。

その一例を挙げると、特許文献１には、伝達される力、速度、伝達比またはこれらの組み合わせに関する条件が少なくともほぼ一定である場合に、圧着力を変化させてスリップ限界を決定する方法が記載されている。そして、この特許文献１に記載された発明では、円錐円板対とこれに巻き掛けた巻き掛け伝動節とを備えた無段変速機を対象とし、円錐円板対の圧着力を低下させることに伴う円錐円板対と巻き掛け伝動節との間のスリップを、摩擦効率の上昇（すなわち油温の上昇）から判断するように構成している。

また、上記の特許文献１に記載された発明では、種々異なった回転数、トルク、変速比、温度に関連した、特定のスリップに対して必要な圧着力を表すところの特性フィールドが記憶され、かつ円錐円板間の圧着力が、この特性フィールドに相応して調整される、とされている。
特開２００１−１２５９３号公報

上記の特許文献１に記載された方法では、圧着力を低下させた場合のスリップを摩擦効率の上昇によって検出しているが、実際に滑りが生じた時点と油温の上昇などによって摩擦効率の上昇を検出する時点との間には、時間的な遅れが不可避的に生じるので、滑りの判定の成立によって圧着力をステップ的に増大するとしても、滑りが過剰になる可能性がある。また、摩擦効率の上昇が検出された時点で圧着力を増大させるように構成しているので、摩擦効率の上昇が何らかの要因で検出されなかった場合には、圧着力を更に大きく低下させることになり、その結果、圧着力の低下幅の増大によって過剰な滑りが生じる可能性がある。

さらに、滑りを生じさせるべく圧着力を徐々に低下させる場合、その低下勾配が小さければ、滑りの検出に長時間を要し、その過程で運転状態が変化して滑りの検出を中止しなければならなくなる可能性がある。これとは反対に圧着力の低下勾配を大きくすると、オーバーシュートによって過剰な滑りが生じ、ひいては摩耗などの損傷が生じる可能性がある。

また、上記の特許文献１に記載された方法では、圧着力を変化させてスリップ限界すなわち滑り開始圧力を決定しているが、その滑り開始圧力を動力伝達機構の適正な制御に反映するための具体的な方法については言及されていない。

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、動力伝達機構に付加する圧力を適正に、精度良く、容易に設定することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、付加される圧力に応じて伝達トルク容量が変化する動力伝達機構の制御装置において、前記動力伝達機構は、変速比を連続的に変化させかつ挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含み、かつ、所定の入力トルクが作用している状態で滑りが開始する滑り開始圧力とその入力トルクに基づいて定まる理論圧力とから定まる物理量によって、前記無段変速機に付加する前記挟圧力を設定する圧力設定手段と、前記物理量を、前記滑り開始圧力および前記理論圧力に基づいて学習補正する第１学習手段と、前記第１学習手段により学習補正された物理量を、前記無段変速機における摩擦係数の変化を前記無段変速機の変速比の関数として演算して更に学習補正する第２学習手段を備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、変速比を連続的に変化させかつ付加される挟圧力に応じて伝達トルク容量が変化する動力伝達機構の制御装置において、前記動力伝達機構は、変速比を連続的に変化させかつ挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含み、かつ、所定の入力トルクが作用している状態で滑りが開始する滑り開始圧力およびその入力トルクに基づいて定まる理論圧力に基づいて、前記挟圧力を設定する際の第１補正係数を前記無段変速機の運転状態が属する運転領域毎に算出して保存する第１学習手段と、前記運転領域が、前記第１補正係数が保存されている既学習領域か否かを判断する学習領域判断手段と、前記学習領域判断手段により前記運転領域が前記既学習領域であると判断された場合に、前記第１補正係数を、前記無段変速機における摩擦係数の変化を前記無段変速機の変速比の関数として演算して学習補正した第２補正係数を算出する第２学習手段と、前記挟圧力を、前記第２補正係数により補正して設定する圧力設定手段とを備えていることを特徴とする動力伝達機構の制御装置である。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記学習領域判断手段が、前記運転領域が前記既学習領域から変更されたか否かを判断する手段を含み、前記第１学習手段は、前記学習領域判断手段により前記運転領域が前記既学習領域から変更されたことを判断された場合に、前記第１補正係数を算出して保存する手段を含むことを特徴とする動力伝達機構の制御装置である。

したがって、この発明によれば、伝達トルク容量を設定するために動力伝達機構に付加する圧力を設定する場合、所定の入力トルクが作用している状態で滑り開始圧力が所定の方法によって検出され、その入力トルクに基づいて理論圧力が設定される。そして、その滑り開始圧力と理論圧力とに基づいて設定される物理量が制御に反映されて、前記圧力が設定される。その結果、動力伝達機構に付加する圧力を適正に設定することができる。

そして、この発明によれば、前記動力伝達機構が無段変速機を含む場合、滑り開始圧力と理論圧力とに基づいて設定される物理量が、前記無段変速機の変速比の関数に基づいて学習補正される。その結果、前記動力伝達機構の動力伝達部の摩擦係数などの動力伝達状態の変化を反映して前記物理量を適正に補正することができ、前記無段変速機の滑りに対する安全率の低下を防止もしくは抑制することができる。また、学習マップが簡略化され限界挟圧力に基づいた挟圧力制御を容易に実行することができる。

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動力伝達機構を含む伝動系統の一例を説明すると、図３は、ベルト式の無段変速機１を動力伝達機構として含む駆動機構を模式的に示しており、その無段変速機１は、前後進切換機構２およびロックアップクラッチ３付きの流体伝動機構４を介して動力源５に連結されている。

その動力源５は、内燃機関、あるいは内燃機関と電動機、もしくは電動機などによって構成されている。なお、以下の説明では、動力源５をエンジン５と記す。また、流体伝動機構４は、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン５によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナーと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナーに供給することによりタービンランナーを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。

このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナーとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となるので、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ３が設けられている。このロックアップクラッチ３は、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。

前後進切換機構２は、エンジン５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３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。すなわち、サンギヤ６と同心円上にリングギヤ７が配置され、これらのサンギヤ６とリングギヤ７との間に、サンギヤ６に噛合したピニオンギヤ８とそのピニオンギヤ８およびリングギヤ７に噛合した他のピニオンギヤ９とが配置され、これらのピニオンギヤ８，９がキャリヤ１０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６とキャリヤ１０と）を一体的に連結する前進用クラッチ１１が設けられ、またリングギヤ７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１２が設けられている。

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１３と従動プーリ１４とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ１５，１６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１３，１４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１３，１４に巻掛けたベルト１７の巻掛け半径（プーリ１３，１４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１３が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１０に連結されている。

なお、従動プーリ１４における油圧アクチュエータ１６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１４における各シーブがベルト１７を挟み付けることにより、ベルト１７に張力が付与され、各プーリ１３，１４とベルト１７との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。これに対して駆動プーリ１３における油圧アクチュエータ１５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。

上記の従動プーリ１４が、ギヤ対１８を介してディファレンシャル１９に連結され、このディファレンシャル１９から駆動輪２０にトルクを出力するようになっている。したがって上記の駆動機構では、エンジン５と駆動輪２０との間に、ロックアップクラッチ３と無段変速機１とが直列に配列されている。

上記の無段変速機１およびエンジン５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、無段変速機１に対する入力回転数（前記タービンランナーの回転数）を検出して信号を出力するタービン回転数センサー２１、駆動プーリ１３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２２、従動プーリ１４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２３、ベルト挟圧力を設定するための従動プーリ１４側の油圧アクチュエータ１６の圧力を検出する油圧センサー２４が設けられている。また、特には図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレーキセンサーなどが設けられている。

上記の前進用クラッチ１１および後進用ブレーキ１２の係合・解放の制御、および前記ベルト１７の挟圧力の制御、ならびに変速比の制御、さらにはロックアップクラッチ３の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）２５が設けられている。この変速機用電子制御装置２５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、ロックアップクラッチ３の係合・解放ならびにスリップ回転数などの制御を実行するように構成されている。

ここで、変速機用電子制御装置２５に入力されているデータ（信号）の例を示すと、無段変速機１の入力回転数（入力回転速度）Ｎinの信号、無段変速機１の出力回転数（出力回転速度）Ｎo の信号が、それぞれに対応するセンサーから入力されている。また、エンジン５を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）２６からは、エンジン回転数Ｎe の信号、エンジン（Ｅ／Ｇ）負荷の信号、スロットル開度信号、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度信号などが入力されている。

無段変速機１によれば、入力回転数であるエンジン回転数を無段階に（言い換えれば、連続的に）制御できるので、これを搭載した車両の燃費を向上できる。例えば、アクセル開度などによって表される要求駆動量と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、その目標駆動力を得るために必要な目標出力が目標駆動力と車速とに基づいて求められ、その目標出力を最適燃費で得るためのエンジン回転数が予め用意したマップに基づいて求められ、そして、そのエンジン回転数となるように変速比が制御される。

そのような燃費向上の利点を損なわないために、無段変速機１における動力の伝達効率が良好な状態に制御される。具体的には、無段変速機１のトルク容量すなわちベルト挟圧力が、エンジントルクに基づいて決まる目標トルクを伝達でき、かつベルト１７の滑りが生じない範囲で可及的に低いベルト挟圧力に制御される。その制御は、挟圧力を低下させて無段変速機１に微少滑りを生じさせ、その際の挟圧力を滑り開始圧力とし、その滑り開始圧力に所定の安全率を見込んだ油圧もしくは路面からの入力に対応する圧力を加えた圧力に設定することにより実行される。

この発明に係る制御装置は、挟圧力の低下制御、滑りの検出、ならびにその後の挟圧力の設定をおこなうように構成されている。図１および図２はその制御例を説明するためのブロック図である。

図１において、挟圧力を徐々に低下させ、それに起因するベルト滑りを検出して、滑り開始圧力すなわち限界挟圧力を学習補正する場合について説明する。先ず、挟圧力の低下制御によりベルト滑りを生じさせ、その滑りを検出した時の従動プーリ１４の回転数すなわち出力軸回転数Ｎs を検出する（ブロックＢ１）。そしてその出力軸回転数Ｎs から、従動プーリ１４に作用する遠心油圧と油圧アクチュエータ１６でのばね力とを加えた圧力に相当する圧力Ｐhardを求める（ブロックＢ２）。

滑り検出時の駆動プーリ１３の回転数、すなわち入力軸回転数Ｎin（すなわちエンジン回転数Ｎe ）を検出し（ブロックＢ３）、その入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と出力軸回転数Ｎs とから変速比γを求める（ブロックＢ４）。そしてその変速比γから、その時の入力軸シーブ掛かり径Ｒinを求める（ブロックＢ５）。

入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と負荷率α（ブロックＢ６）とから入力トルクＴin（すなわちエンジントルクＴe ）を求める（ブロックＢ７）。ここで負荷率αは、例えばスロットル開度で示されるような、エンジン回転数に関係したエンジントルクの指標値であるため、この負荷率αと入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）とによって入力トルクＴin（Ｔe ）を求めることができる。また、入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と変速比γからベルト挟圧部の摩擦係数μを求める（ブロックＢ８）。

ベルト滑りを生じさせないために必要な挟圧力である理論挟圧力Ｐt は、
Ｐt ＝Ｋ・Ｔin／（μ・Ｒin）・ＳＦ
によって定められる。ここでＫは定数であり、ＳＦは挟圧力についての安全率である。従って、安全率ＳＦを設定することにより、入力トルクＴin（Ｔe ）と摩擦係数μと入力軸シーブ掛かり径Ｒinとによって、理論挟圧力Ｐt を求める（ブロックＢ９）。

挟圧力低下時の指令値である相当指令値Ｄuty は、計算挟圧力Ｐを求めることにより設定される。その計算挟圧力Ｐは、
Ｐ＝Ｐt −Ｐhard＋Ｐerror
によって定められる。ここで、油圧補償相当分の圧力Ｐerror は、例えば駆動系統内の温度特性や、非再現性などの影響による油圧のばらつきなどを考慮して予め定められた補償値であり、記憶させてあるデータから読み込む（ブロックＢ１０）。この油圧補償相当分の圧力Ｐerror と遠心油圧とばね力相当分の圧力Ｐhardと理論挟圧力Ｐt とから、計算挟圧力Ｐを求め、その計算挟圧力Ｐから、相当指令値Ｄuty を設定する（ブロックＢ１１）。

滑り開始時の実際の挟圧力指令値ＤutyＳ （ブロックＢ１２）と相当指令値Ｄuty との差ΔＤuty を求め、そのΔＤuty を油圧に換算した値である挟圧低下相当量ΔＰを求める（ブロックＢ１３）。そしてこの挟圧低下相当量ΔＰを「入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）＊負荷率α＊変速比γ」のマップに反映し、学習補正する。

このように挟圧低下相当量ΔＰを学習補正することによって、限界挟圧力の主な変化要因である、入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）、負荷率α、変速比γなどの個体差のばらつきの影響を学習の対象として、適正な学習補正をおこなうことができる。

次に、図２において、マップ補正後の挟圧力を設定する場合について説明する。先ず、現在の出力軸回転数Ｎs を検出する（ブロックＢ２１）。そしてその出力軸回転数Ｎs から従動プーリ１４に作用する遠心油圧とばね力相当分の圧力Ｐhardを求める（ブロックＢ２２）。

現在の入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）を検出し（ブロックＢ２３）、その入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と出力軸回転数Ｎs とから変速比γを求める（ブロックＢ２４）。そしてその変速比γから、現在の入力軸シーブ掛かり径Ｒinを求める（ブロックＢ２５）。

入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と負荷率α（ブロックＢ２６）とから、入力トルクＴin（Ｔe ）を求める（ブロックＢ２７）。また、入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）と変速比γからベルト挟圧部の摩擦係数μを求め（ブロックＢ２８）、その変速比γと入力トルクＴin（Ｔe ）から、従動プーリ１４すなわち出力軸のトルクＴs を求める（ブロックＢ２９）。

ここで、上記のブロックＢ２１およびＢ２９で求めた、出力軸回転数Ｎs および出力軸トルクＴs などに基づいて、現在の動作状態が補正挟圧力使用領域にあるか否かを確認する。補正挟圧力使用領域とは、例えば車速と出力軸トルクＴs とをパラメータとして挟圧力を設定した図において、平坦路ロード・ロード走行状態を示す曲線に対し上下所定の幅をもった領域として、予め定めた領域である。従って、挟圧力を学習補正し設定するこの制御例は、現在の走行状態が補正挟圧力使用領域にあると肯定的に判断された場合に制御を継続して実行される。一方、現在の走行状態が補正挟圧力使用領域にないと否定的に判断された場合は、この制御例は実行されない。

制御が継続して実行されると、次に、入力トルクＴin（Ｔe ）と摩擦係数μと入力軸シーブ掛かり径Ｒinとによって、理論挟圧力Ｐt を求める（ブロックＢ３０）。また、出力軸トルクＴs から、路面入力対応相当分の圧力Ｐakuro を求める（ブロックＢ３１）。路面入力対応相当分の圧力Ｐakuro とは、路面の状態に応じて出力側から作用することが想定されるトルクに対応する圧力である。

これらの、遠心油圧とばね力相当分の圧力Ｐhardと理論挟圧力Ｐt と路面入力対応相当分の圧力Ｐakuro とによって、計算挟圧力Ｐを求める（ブロックＢ３２）。さらに、「入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）＊負荷率α＊変速比γ」のマップから、挟圧力低下量ΔＰを求める（ブロックＢ３３）。そして、その計算挟圧力Ｐと挟圧低下相当量ΔＰとの差である相当指令値Ｄuty を出力する（ブロックＢ３４）。

このような挟圧力設定の制御例では、ベルト滑り開始時の計算挟圧力Ｐとその時の実際の挟圧力との差をマップ化しているため、限界挟圧力の検出期間中に多少の状態変化が生じたとしても、その検出結果を使用することができる。

したがって、図１および図２に示す制御を実行するように構成されたこの発明に係る制御装置によれば、入力軸回転数Ｎin（Ｎe ）、負荷率α、変速比γなど、挟圧低下相当量ΔＰの主な変化要因を補正に取り込んでいるため、的確な学習補正がおこなわれる。また、定常状態から非定常状態への状態変化が生じた場合、あるいはその過渡状態にある場合などの状態変化が挟圧力の学習補正に反映され、限界挟圧力の検出期間中に多少の状態変化が生じたとしても、その検出結果を使用することができる。その結果、挟圧力を適正に、精度良く設定することができる。

次に、この発明の制御装置で実行される他の制御例について説明する。図４ないし図９に示す制御例は、入力トルクに釣り合う挟圧力を検出する時の理論挟圧力と限界挟圧力との比率などの相互関係を算出することにより第１の補正係数βを求め、その第１の補正係数βを更に変速比の関数によって補正した第２の補正係数β’を求めて、その第２の補正係数β’によって挟圧力を補正して、挟圧力を制御もしくは設定するように構成した例である。

図４ないし図６はその一例を示すフローチャートであり、また図７はそのフローチャートで示すルーチンを実行した場合のタイムチャートを示している。このフローチャートで示すルーチンは、所定の短い時間毎に繰り返し実行される。先ず、図４において、挟圧力を相対的に低い圧力に設定する制御もしくは挟圧力を通常状態に対して低下させるいわゆる挟圧力低下制御を実行するべき条件すなわち制御開始条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。この条件は、要は、無段変速機１に作用するトルクが安定している条件であり、例えば中高速で巡航していること、走行路面がほぼ平坦な良路であること、エンジン回転数やエンジン負荷率あるいは変速比などをパラメータとして運転領域を設定するとともに現在の運転状態が属している運転領域についての後述する学習制御が未完であることなどが条件とされる。

この制御開始条件が成立していないことによりステップＳ１０１で否定的に判断された場合には、各フラグＦ１，Ｆ２，Ｐh がゼロリセットされるとともに、保存データがクリアされ、さらに挟圧力が低下あるいは増大されていた場合は通常時の挟圧力に復帰させられて（ステップＳ１１３）、その後、一旦このルーチンを抜ける。なお、各フラグＦ１，Ｆ２，Ｐh については後述する。

また、理論挟圧力Ｐt(i)は、無段変速機１に対する入力トルクから求められる挟圧力であり、ここでは、入力トルクと無段変速機１での摩擦係数と各プーリ１３，１４でのベルト１７の侠角とを主なパラメータとして求められ、
Ｐt ＝Ｔin・cosθ／（２・μ・Ｒin）
で算出される。ここで、Ｔinは入力トルク、θはプーリ１３，１４でのベルト１７の侠角、μはプーリ１３，１４とベルト１７との間の摩擦係数、Ｒinは駆動プーリ１３におけるベルト１７の巻き掛け半径（すなわち入力軸シーブ巻き掛け半径）である。その入力トルクＴinと摩擦係数μとは推定値が使用され、これが挟圧力の誤差要因の一つになっている。その理論挟圧力Ｐt(i)に所定の安全率ＳＦ（＞１）を掛け、その値から遠心力による油圧および油圧アクチュエータ内のリターンスプリングに弾性力による圧力相当分の和Ｐhardを減算して、油圧指令値Ｐdtgt(i) が求められる。すなわち、
Ｐdtgt(i) ＝Ｐt(i)・ＳＦ−Ｐhard
として算出される。

一方、制御開始条件が成立していることによりステップＳ１０１で肯定的に判断された場合には、学習領域が判定される（ステップＳ１０２）。すなわち、現在の運転状態が属している上記の運転領域が、エンジン回転数やエンジン負荷率などのパラメータによって判定される。このようにして判定された学習領域について以下に述べる挟圧力についての学習が終了しているか否か、すなわち現在の運転状態が属している領域が、挟圧力に関連する事項の学習が既におこなわれた既学習領域か否かが判断される（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３で否定的に判断された場合には、すなわち学習値が得られていない場合には、挟圧力についての学習制御が実行される。

先ず、学習領域が変更されたか否かが判断される（ステップＳ１０４）。学習領域は、前述したように、エンジン回転数やエンジン負荷率あるいは変速比などのをパラメータとして設定された領域であるから、アクセルペダル（図示せず）が操作された場合や車速が変化した場合などには車両の運転状態が変化し、その変化が大きい場合には、従前の学習領域を外れることがある。このような場合にステップＳ１０４で肯定的に判断される。

ステップＳ１０４で肯定的に判断されると、ステップＳ１０５に進んで、フラグＦ１，Ｆ２がゼロリセットされ、またフラグＰh が“１”にセットされる。このフラグＰh は、制御の各段階（フェーズ）を示すものであり、制御開始前の“０”から制御終了時の“４”まで、順次設定されるフラグである。さらにその時点の入力トルクから求められる理論挟圧力Ｐt(i)に基づく油圧指令値Ｐdtgt(i) （＝Ｐt(i)・ＳＦ−Ｐhard）が求められる。その後、ステップＳ１０６に進む。これに対してステップＳ１０４で否定的に判断された場合には、直ちにステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６およびそれ以降のステップＳ１０８までの各ステップでは、フェーズを示すフラグＰh について判断される。すなわち、ステップＳ１０６ではフラグＰh が“４”か否かが判断され、以下、ステップＳ１０７ではフラグＰh が“３”か否か、ステップＳ１０３ではフラグＰh が“２”か否かが、それぞれ判断される。上述したようにステップＳ１０５で肯定的に判断された場合にはフラグＰh が“１”にセットされ、反対に否定的に判断された場合にはフラグＰh が“０”のままであるから、いずれの場合であっても、ステップＳ１０６ないしステップＳ１０８で否定的に判断される。その場合は、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の油圧低下開始時の油圧指令値Ｐdstartに設定されて維持される（ステップＳ１１４）。これがフェーズ１（phase１）での制御である。

そして、所定時間Ｔ1 が経過したか否かが判断される（ステップＳ１１５）。このステップＳ１１５で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦抜ける。これに対してステップＳ１１５で肯定的に判断された場合には、フェーズを示すフラグＰh を“２”にセット（ステップＳ１１６）した後にこのルーチンを一旦抜ける。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) を一定値に維持する。そして、その所定時間Ｔ1 は、実油圧Ｐdact(i) が油圧指令値Ｐdtgt(i) に対応する圧力に安定するのに充分な時間であり、したがってこの所定時間Ｔ1 の間で、実油圧Ｐdact(i) と油圧指令値Ｐdtgt(i) もしくは理論挟圧力Ｐt(i)に基づく油圧指令値Ｐdtgt(i) の相互の関係が安定する。

油圧指令値Ｐdtgt(i) およびそれに基づく実油圧Ｐdact(i) を一定に維持する制御がフェーズ１での制御である。そして、所定時間Ｔ1 が経過してフラグＰh が“２”にセットされた後は、上記のステップＳ１０８で肯定的に判断されるので、フェーズ２の制御が実行される。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配ΔＰdsw1で漸減される（ステップＳ１０９）。そして、その過程における油圧指令値Ｐdtgt(i) および実油圧Ｐdact(i) ならびに変速比γ(i) が保存される（ステップＳ１１０）。また、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定の勾配ΔＰdsw1で低下させている過程で無段変速機１での滑りが検出される（ステップＳ１１１）。

この無段変速機１での滑りの検出は、従来知られている適宜の方法でおこなうことができ、例えば現在時点より所定時間Ｔpre1前の時点における実変速比γ１と現在時点より所定時間Ｔpre2（＜Ｔpre1）前の時点における実変速比γ２とから変速比の変化勾配を求め、その変化勾配に基づいて現在時点の推定変速γ'を求めて、その推定変速比γ'と実変速比γとの偏差が所定の基準値を超えたことによって滑りを検出することができる。あるいは変速比変化速度（変速比変化率）に基づいて滑りを検出してもよい。

滑りが検出されないことによりステップＳ１１１で否定的に判断された場合には、従前の制御を継続するためにこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップＳ１１１で肯定的に判断された場合、すなわち滑りが検出された場合には、フラグＰh を“３”にセット（ステップＳ１１２）した後、このルーチンを一旦抜ける。

無段変速機１での滑りが検出された場合には、フラグＰh が“３”にセットされていることにより、上述したステップＳ１０７で肯定的に判断される。その場合は図５に示すフローチャートのステップＳ２０１に進み、フラグＦ１が“１”に設定されているか否かが判断される。このフラグＦ１は、“１”に設定されることにより、その時点の運転状態が属している学習領域について学習値が保存されていることを示すフラグであり、前述したように当初は“０”に設定される。したがってステップＳ２０１で否定的に判断され、その場合は、滑り開始点（滑りが実際に開始した時点）が検索される（ステップＳ２０２）。

その検索のための方法としては、従来知られている各種の方法を適宜採用することができ、例えば、図７の変速比γを示すタイムチャート中のＡ，Ｂ点の２点、すなわち滑り検出の所定時間前の２点間（Ａ，Ｂ点間）の勾配から推定される推定変速比γ’を求め、上記の滑りの検出時点から順次過去に遡って、その推定変速比γ’と実変速比γとを比較し、その差が予め定めた基準値を超えた時点を、滑り開始時点とすることができる。こうして滑り開始時点が検索されると、その時点の理論挟圧力Ｐt と、滑り開始時実油圧Ｐdreal と、遠心油圧およびリターンスプリングに基づく圧力を加えた圧力Ｐhardとが算出される（ステップＳ２０３）。

そして、限界挟圧力検出時の限界挟圧力Ｐs が算出される（ステップＳ２０４）。これは、上記のステップＳ２０３で算出された滑り開始時実油圧Ｐdreal に遠心油圧およびリターンスプリングに基づく圧力を加えた圧力Ｐhardが加算されて求められる。すなわち、
Ｐs ＝Ｐdreal ＋Ｐhard
の演算で求められる。

そして、これらの値を使用して第１の補正係数βが算出される（ステップＳ２０５）。すなわちこの第１の補正係数βは、限界挟圧力検出時の理論挟圧力Ｐtと限界挟圧力Ｐs との比率で示される相互関係であって、
β＝Ｐs ／Ｐt
の演算で求められる。

こうして求められた第１の補正係数βが、学習領域毎に保存される（ステップＳ２０６）。一例として第１の補正係数βについてのマップが更新される。そして、フラグＦ１が“１”にセットされる（ステップＳ２０７）。

続いて、無段変速機１の滑りが検出されているので、その滑りを収束させるための制御が実行される。具体的には、滑りが検出された時点の滑り量Δslip(i) に所定の係数Ｋ1 を掛けて、エンジン５のトルクダウン量Ｔedown(i)が求められ、それに基づくエンジン５のトルク低下制御（例えば点火時期の遅角制御）が実行される（ステップＳ２０８）。なお、フラグＦ１が“１”にセットされていることによって、前述のステップＳ２０１で肯定的に判断された場合は、既に第１の補正係数βが求められて学習領域毎に保存されているので、上記のステップＳ２０２ないしＳ２０７の各ステップを飛ばし、このステップＳ２０８へ進み、以降の制御が同様に実行される。

また、同時に、油圧指令値Ｐdtgt(i) が所定の勾配Ｐdsw2で増大させられる（ステップＳ２０９）。これらの制御の過程で滑りの収束が検出される（ステップＳ２１０）。この滑り収束の検出は、種々の方法によっておこなうことができ、例えば推定変速比と実変速比との差が所定値以下となったことによって滑りが収束したことを判定することができる。このステップＳ２１０で否定的に判断された場合には、従前の制御を継続するために、一旦このルーチンを抜ける。これとは反対に滑りが収束してステップＳ２１０で肯定的に判断された場合には、フェーズ４の制御をおこなうためにフラグＰh を“４”にセット（ステップＳ２１１）した後に、このルーチンを一旦抜ける。

滑りが収束した場合にはフラグＰh が“４”にセットされているので、前述した図４に示すステップＳ１０６で肯定的に判断される。その場合は、図６に示すフローチャートのステップＳ３０１に進み、所定時間Ｔ2 が経過したか否かが判断される。この所定時間Ｔ2 は滑り収束の判断が成立した時点からカウントされる時間であり、したがって当初はステップＳ３０１で否定的に判断される。そして、これに続けてフラグＦ２が“１”か否かが判断される（ステップＳ３０２）。このフラグＦ２は、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定値ｈだけステップアップする制御が実行されることにより“１”にセットされるフラグであり、当初は“０”になっているので、ステップＳ３０２で否定的に判断される。その場合は、油圧指令値Ｐdtgt(i) を所定値ｈだけステップアップする制御（Ｐdtgt(i) ＝Ｐdtgt(i-1) ＋ｈ）が実行される（ステップＳ３０３）。そして、フラグＦ２が“１”にセットされる（ステップＳ３０４）。その後、一旦このルーチンを抜ける。

その後、所定時間Ｔ2 が経過していなくても、フラグＦ２が“１”にセットされているので、ステップＳ３０１で否定的に判断された後、ステップＳ３０２で肯定的に判断される。したがってこの場合は、油圧指令値Ｐdtgtの前回値Ｐdtgt(i-1) が今回値Ｐdtgt(i) とされる（ステップＳ３０３）。すなわち、油圧指令値Ｐdtgt(i) が、上記の所定値ｈだけステップアップした値に維持される。その過程で実際の油圧（挟圧力）が次第に上昇する。そして、所定時間Ｔ2 が経過すると、ステップＳ３０１で肯定的に判断される。その場合には、フラグＦ１およびＦ２がゼロリセットされるとともに、保存データがクリアされ（ステップＳ３０６）、さらにフェーズを示すフラグＰh がゼロリセットされる（ステップＳ３０７）とともに、現在の領域についての既学習フラグがＯＮとされる（ステップＳ３０８）。そしてその後、一旦このルーチンを抜ける。

以上のようにして学習データ（第１の補正係数）βが得られると、その運転領域が既学習領域であることの判断が成立するので、図４に示すステップＳ１０３で肯定的に判断される。その場合には、この学習データβが第１の学習データとして読み込まれる（ステップＳ１１７）とともに、その時点での無段変速機１の入力回転数と出力回転数から求められる無段変速機１の変速比γ(i) が読み込まれる（ステップＳ１１８）。

第１の学習データβと無段変速機１の変速比γ(i) が読み込まれると、その変速比γの変化による影響を挟圧力の設定に反映させるため、第１の学習データβを変速比γの関数Ｆ(γ)で補正した第２の学習データβ’が求められる（ステップＳ１１９）。そして、その第２の学習データβ’を用いて学習データ反映時の理論挟圧力Ｐt(i)を補正し、学習データ反映時の挟圧力Ｐt'(i)が求められる（ステップＳ１２０）。すなわち、
β’＝β・Ｆ(γ)
Ｐt'(i) ＝Ｐt(i)・β’
として補正されて算出される。

学習データ反映時の挟圧力Ｐt'(i) が求められると、その学習データ反映時の挟圧力Ｐt'(i) と、遠心油圧およびリターンスプリングに基づく圧力を加えた圧力Ｐhardと、路面入力対応相当分の圧力Ｐakuro とから、油圧指令値Ｐdtgt(i) が求められる（ステップＳ１２１）。すなわち、
Ｐdtgt(i)＝Ｐt'(i) −Ｐhard＋Ｐakuro
として算出される。そしてその後、一旦このルーチンを抜ける。

上述したように、従来の限界挟圧力の検出方法では、例えば既知の挟圧力に相当する油圧から徐々に油圧を低下させて、滑りが発生する直前の油圧を限界挟圧力相当油圧として検出している。そのため、検出結果は、限界挟圧力が検出された際の入力トルクから求まる理論挟圧力相当油圧と限界挟圧力相当油圧との差分油圧となる。このとき、前述した特許文献１の発明のように、回転数、トルク、変速比、温度、あるいはベルト挟圧部の摩擦係数毎に、上記の限界挟圧力の検出結果である差分油圧をマップに保存すれば、「理論挟圧力−保存した差分油圧」として挟圧力を正確に設定することができる。

しかしながら、このように、回転数、トルク、変速比、温度、摩擦係数などの多くのパラメータ（次元）をマップに持たせるとすれば、非常に複雑で大きなマップとなり実用的ではない。さらに、マップの次元を増やすと、限界挟圧力の検出回数が増加するため、検出のために挟圧力を低下させた状態、すなわち滑りに対する余裕が少なくなっている、いわゆる安全率の低下状態の頻度が高くなる。また検出のためのわずかな滑りであっても、無段変速機１の耐久性の低下要因となる。また、マップを簡略化するため、仮に回転数とトルク毎に上記の差分油圧をマップに保存するとした場合には、マップに反映されていない変速比や摩擦係数などの影響によって、挟圧力を精度良く設定することができず、無段変速機１の滑りに対する安全率を低下させてしまう可能性がある。例えば、変速比γの変化に伴うベルト挟圧部の摩擦係数が、計算上の値と実際の値との偏差が大きい場合は挟圧力を精度良く設定することができない。

具体的には、図８の（ａ）に示すように、ベルト挟圧部の実際の摩擦係数である実摩擦係数μacが一定であると仮定すると、限界挟圧力検出時の実摩擦係数μacと推定摩擦係数μesとの差であるΔμdeと、学習データ反映時の実摩擦係数μacと推定摩擦係数μesとの差であるΔμreとは同じ値となり、限界挟圧力検出時と学習データ反映時との間において無段変速機１の変速比γに大きな変化があったとしても問題はない。ところが、ベルト挟圧部の実摩擦係数μacは、通常、オイルの劣化などの影響によって一定にはならず、図８の（ｂ）で示すように、変速比γの変化に伴って実摩擦係数μacも変化する。この時、限界挟圧力検出時の実摩擦係数μacと推定摩擦係数μesとの差Δμdeを、学習データ反映時の摩擦係数μreと推定摩擦係数μesとの差ΔμＨとして反映させてしまうと、実際には、学習データ反映時の実摩擦係数μacと推定摩擦係数μesとの差はΔμreであるため、「ΔμＨ−Δμre」分の誤差が生じてしまう場合がある。するとこの誤差の影響により学習データ反映時の挟圧力が低く設定されることになり、無段変速機１の滑りに対する余裕が少なくなる、すなわち安全率ＳＦが低下してしまう可能性がある。

そこで、図８の（ｃ）に示すように、実摩擦係数μacの変化に対応するため、学習データ反映時の摩擦係数μreを反映時の変速比γの関数Ｆ(γ)に依存して補正した、補正後学習データ反映時の摩擦係数μcoを求め、その補正後学習データ反映時の摩擦係数μcoと推定摩擦係数μesとの差ΔμＨ’を挟圧力の設定に反映させることによって、挟圧力が低く設定されてしまうことによる安全率ＳＦの低下を防止することができる。

なお、上記の具体例では、変速比γを変化の影響を挟圧力の設定に反映させるため、変速比γを関数化した関数Ｆ(γ)によって補正する例を示しているが、予測される実摩擦係数と推定摩擦係数の変速比γによるばらつきを補正マップ化したものを用いて、変速比γを反映させて学習データを補正することもできる。またこの時、そのばらつきを考慮して、無段変速機１の滑りに対して安全側に補正されるように関数Ｆ(γ)もしくは補正マップを設定する。

また、上記の図８に示す具体例では、限界挟圧力検出時の実摩擦係数と推定摩擦係数との偏差を補正して、学習データ反映時の偏差を求め挟圧力の設定に反映させる例を示しているが、図９に示すように、限界挟圧力検出時の実摩擦係数（Ａ点）を、予め定められた変速比γの関数もしくは補正マップによって学習データ反映時の摩擦係数（Ｂ点）として補正して求め、その学習データ反映時の摩擦係数を挟圧力の設定に反映させてもよい。

以上に説明したように、図４ないし図９に示す制御を実行するように構成されたこの発明に係る制御装置によれば、摩擦係数μの変化を変速比γの関数として求め、それを反映した補正係数β’によって挟圧力を補正することによって、学習マップを簡略化し簡単に限界挟圧力に基づいた挟圧力制御を実行することができる。また、このように摩擦係数μの変化を挟圧力制御に反映させることによって、無段変速機１の安全率ＳＦの低下を防止もしくは抑制することができ、その結果、無段変速機１のベルト１７や各シーブの耐久性の向上を図ることができる。

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、前述したステップＳ１１９，Ｓ１２０の機能的手段が、この発明の第２学習手段に相当する。

なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであり、この発明で対象とする動力伝達機構は、上述したベルト式無段変速機の他に、トロイダル型無段変速機や摩擦クラッチあるいは摩擦ブレーキなどの摩擦係合手段であってもよい。したがってこの発明における「圧力」は、挟圧力以外に係合圧を含む。また、上記の具体例では、第１の補正係数βを理論挟圧力と限界挟圧力との相互関係を表す物理量として、理論挟圧力と限界挟圧力との比率を用いた例を示しているが、この相互関係とは、この比率以外にも、例えば理論挟圧力と限界挟圧力との偏差であってもよく、要は理論挟圧力と限界挟圧力、あるいはそれらに基づいて求められる関係式などに基づいて導かれる理論挟圧力と限界挟圧力との間の関係を示すものであればよい。また、この発明で油圧指令値と実油圧との関係が安定する状態は、上述したように油圧指令値を一定値に維持している状態以外に、小さい勾配で油圧指令値を変化させ、それに追従して実油圧が変化している状態であってもよい。

この発明の制御装置による制御の一例（学習補正法）を説明するためのブロック図である。 この発明の制御装置による制御の一例（挟圧力決定法）を説明するためのブロック図である。 この発明で対象とする無段変速機を含む駆動系統の一例を模式的に示す図である。 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の一部を示す図である。 図４に示すフローチャートに続く部分を示す図である。 図４に示すフローチャートに続く他の部分を示す図である。 各フェーズでの制御の内容および挟圧力の変化を示すタイムチャートである。 限界挟圧力検出時の実摩擦係数と推定摩擦係数、学習データ反映時の実摩擦係数と推定摩擦係数、および変速比との関係を説明するための図である。 限界挟圧力検出時の実摩擦係数と推定摩擦係数、学習データ反映時の実摩擦係数と推定摩擦係数、および変速比との関係の別の例を説明するための図である。

符号の説明

１…無段変速機、 ３…ロックアップクラッチ、 ５…エンジン（動力源）、 １３…駆動プーリ、 １４…従動プーリ、 １５，１６…油圧アクチュエータ、 １７…ベルト、 ２０…駆動輪、 ２５…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。

Claims (3)

1. 付加される圧力に応じて伝達トルク容量が変化する動力伝達機構の制御装置において、
   前記動力伝達機構は、変速比を連続的に変化させかつ挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含み、かつ、
   所定の入力トルクが作用している状態で滑りが開始する滑り開始圧力とその入力トルクに基づいて定まる理論圧力とから定まる物理量によって、前記無段変速機に付加する前記挟圧力を設定する圧力設定手段と、
   前記物理量を、前記滑り開始圧力および前記理論圧力に基づいて学習補正する第１学習手段と、
   前記第１学習手段により学習補正された物理量を、前記無段変速機における摩擦係数の変化を前記無段変速機の変速比の関数として演算して更に学習補正する第２学習手段と
   を備えていることを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
2. 変速比を連続的に変化させかつ付加される挟圧力に応じて伝達トルク容量が変化する動力伝達機構の制御装置において、
   前記動力伝達機構は、変速比を連続的に変化させかつ挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機を含み、かつ、
   所定の入力トルクが作用している状態で滑りが開始する滑り開始圧力およびその入力トルクに基づいて定まる理論圧力に基づいて、前記挟圧力を設定する際の第１補正係数を前記無段変速機の運転状態が属する運転領域毎に算出して保存する第１学習手段と、
   前記運転領域が、前記第１補正係数が保存されている既学習領域か否かを判断する学習領域判断手段と、
   前記学習領域判断手段により前記運転領域が前記既学習領域であると判断された場合に、前記第１補正係数を、前記無段変速機における摩擦係数の変化を前記無段変速機の変速比の関数として演算して学習補正した第２補正係数を算出する第２学習手段と、
   前記挟圧力を、前記第２補正係数により補正して設定する圧力設定手段と
   を備えていることを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
3. 前記学習領域判断手段は、前記運転領域が前記既学習領域から変更されたか否かを判断する手段を含み、
   前記第１学習手段は、前記学習領域判断手段により前記運転領域が前記既学習領域から変更されたことを判断された場合に、前記第１補正係数を算出して保存する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達機構の制御装置。

Images