JP4164057B2 - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の発動機の回転を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用されるベルト式無段変速機の改良に関するものである。

自動車等に搭載する変速機としては、従来より、例えばベルト式無段変速機といわれるものが知られている。このベルト式無段変速機は、エンジンの回転を入力するプライマリプーリと、駆動輪に回転を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリの回転をセカンダリプーリに伝達するにＶベルトとを備えており、Ｖベルトのプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を調整することで、入力と出力の回転数の比率（変速比）を調整する。

このようなベルト式無段変速機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この公報では、特に変速制御性を容易かつ向上させ、異常時にも容易に対処可能な無段変速機の制御装置が開示されている。すなわち、定常時（一定のプーリ比を保持するとき）の入力トルク及びプーリ比に基づいて必要プライマリ圧を算出し、これに応じた目標プライマリ圧の電気信号をプライマリ制御弁に入力してプライマリ圧を制御して、定常時には油圧で各プーリ比を保つ。また、過渡時（プーリ比を変更するとき）には、流量制御系で変速速度を達成するのに必要な圧力を算出し、これを油圧に加減算して目標プライマリ圧を増減することで、プライマリ制御弁によりプライマリ圧を増してアップシフトし、減じてダウンシフトするように変速制御する。

しかし、この制御では、ダウンシフト時にプライマリ圧を低下させるので、プライマリプーリのトルク容量が低下しすぎてベルトが滑る可能性があった。

これに対処して、特許文献２に開示されたものは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの両方に現在のプーリ比とベルトのトルク容量とを達成する定常油圧を供給しながら、ダウンシフト時にセカンダリプーリへ目標変速速度を達成可能な過渡油圧を増圧してプーリ比を変化させる構成としている。

これは、変速に必要な差推力（ある変速比を定常的に維持するのに必要な推力と実推力の差）を変速速度に応じて制御している。これにより、プーリのトルク容量は常に確保した状態で変速が行われることとなり、ダウンシフト時にベルトが滑るといったことを防止できる。
特開平３−１８１６５９号公報 特開２００４−９２６６９号公報

変速に必要な差推力とプーリの目標変速速度の関係は一意に決まらず、プーリの回転速度に応じて変化し、また、バラツキを考慮する必要がある。

しかしながら、特許文献２に開示されたものは、変速に必要な差推力をプーリの目標変速速度によって算出する構成としているため、プーリの回転速度の低い運転領域で差推力が必要以上に高められ、油圧ポンプの駆動負荷が大きくなり燃費が悪化するという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動負荷を抑えられるベルト式無段変速機を提供することを目的とする。

本発明では、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、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、溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルトと、ベルトのトルク容量と目標変速比に対応する定常油圧をプライマリプーリとセカンダリプーリ毎に算出する定常油圧算出手段と、運転状態に基づいてプライマリプーリの目標プーリ回転速度を算出する目標プーリ回転速度算出手段と、目標プーリ回転速度に基づいて目標変速速度を決定する目標変速速度決定手段と、目標変速速度を達成可能な過渡油圧を算出する過渡油圧算出手段と、運転状態に基づいて目標変速比を変えるときには、プライマリプーリとセカンダリプーリの一方に定常油圧と補正油圧で増圧補正した油圧を加えて供給する油圧制御手段とを備えたベルト式無段変速機において、目標変速速度からプライマリプーリまたはセカンダリプーリの目標ストローク速度を算出する目標ストローク速度算出手段と、目標ストローク速度を目標プーリ回転速度で除した値に基づいて目標プーリ回転の１回転当たりの目標ストローク量変化分を求める目標ストローク量変化分算出手段と、を備え、過渡油圧算出手段は目標ストローク量変化分に応じて目標変速速度を達成可能な過渡油圧を算出する構成としたことを特徴とする。

本発明は、目標変速速度を達成可能な過渡油圧をプライマリプーリまたはセカンダリプーリの目標ストローク速度と目標プーリ回転速度に応じて算出することにより、変速に必要な差推力を必要最小限の値に近づけられ、油圧ポンプの駆動負荷を抑えて燃費の低減がはかれる。

そして、油圧ポンプ等の小型化がはかれ、ユニット全体の小型化とフリクションの低減がはかれる。

図１は本発明によるベルト式無段変速機の一実施形態を示す概略構成図である。

ベルト式無段変速機１０は、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２と、Ｖベルト１３と、ＣＶＴコントロールユニット２０と、油圧コントロールユニット３０とを備える。

プライマリプーリ１１は、このベルト式無段変速機１０にエンジン１の回転を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ１１は、入力軸１１ｄと一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、この固定円錐板１１ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（プライマリ圧）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａとを備える。プライマリプーリ１１は、前後進切り替え機構３、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２を介してエンジン１に連結され、そのエンジン１の回転を入力する。プライマリプーリ１１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ２６によって検出される。

Ｖベルト１３は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に巻き掛けられ、プライマリプーリ１１の回転をセカンダリプーリ１２に伝達する。

セカンダリプーリ１２は、Ｖベルト１３によって伝達された回転をディファレンシャル４に出力する。セカンダリプーリ１２は、出力軸１２ｄと一体となって回転する固定円錐板１２ｂと、この固定円錐板１２ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃへ作用する油圧（セカンダリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１２ａとを備える。なお、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃの受圧面積は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの受圧面積と略等しく設定されている。

セカンダリプーリ１２は、アイドラギア１４及びアイドラシャフトを介してディファレンシャル４を連結しており、このディファレンシャル４に回転を出力する。セカンダリプーリ１２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ２７によって検出される。なお、このセカンダリプーリ１２の回転速度から車速を算出することができる。

ＣＶＴコントロールユニット２０は、インヒビタスイッチ２３、アクセルペダルストローク量センサ２４、油温センサ２５、プライマリプーリ回転速度センサ２６、セカンダリプーリ回転速度センサ２７等からの信号や、エンジンコントロールユニット２１からの入力トルク情報に基づいて、プーリ比（セカンダリプーリ１２の有効半径をプライマリプーリ１１の有効半径で除した値であり、変速比と同義である。）や接触摩擦力を決定し、油圧コントロールユニット３０に指令を送信して、ベルト式無段変速機１０を制御する。

油圧コントロールユニット３０は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に基づいて応動する。油圧コントロールユニット３０は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対して油圧を供給し、可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａを回転軸方向に往復移動させる。

可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａが移動するとプーリ溝幅が変化する。すると、Ｖベルト１３が、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２上で移動する。これによって、Ｖベルト１３のプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対する接触半径が変わり、プーリ比及びＶベルト１３の接触摩擦力がコントロールされる。

エンジン１の回転が、トルクコンバータ２、前後進切り替え機構３を介してベルト式無段変速機１０へ入力され、プライマリプーリ１１からＶベルト１３、セカンダリプーリ１２を介してディファレンシャル４へ伝達される。

アクセルペダルが踏み込まれたり、マニュアルモードでシフトチェンジされると、プライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａ及びセカンダリプーリ１２の可動円錐板１２ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１３との接触半径を変更することにより、プーリ比を連続的に変化させる。

図２は本発明によるベルト式無段変速機の油圧コントロールユニット及びＣＶＴコントロールユニットの概念図である。

油圧コントロールユニット３０は、レギュレータバルブ３１と、変速制御弁３２と、減圧弁３３とを備え、油圧ポンプ３４から供給される油圧を制御してプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に供給する。

レギュレータバルブ３１は、ソレノイドを有し、油圧ポンプ３４から圧送された油の圧力を、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）に応じて運転状態に応じて所定のライン圧ＰＬに調圧する調圧弁である。

変速制御弁３２は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの油圧（以下「プライマリ圧」という）を後述するプライマリプーリ目標圧となるよう制御する制御弁である。変速制御弁３２は、メカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａから溝幅、つまり実プーリ比のフィードバックを受ける。変速制御弁３２は、スプール３２ａの変位によってプライマリプーリシリンダ室１１ｃへの油圧の給排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標プーリ比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３２ａを閉弁位置に保持する。

減圧弁３３は、ソレノイドを備え、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃへの供給圧（以下「セカンダリ圧」という）を後述するセカンダリプーリ目標圧に制御する制御弁である。

油圧ポンプ３４から供給され、レギュレータバルブ３１によって調圧されたライン圧ＰＬは、変速制御弁３２と、減圧弁３３にそれぞれ供給される。

プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２のプーリ比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３２のスプール３２ａが駆動され、変速制御弁３２に供給されたライン圧ＰＬが調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ１１へ供給し、溝幅が可変制御されて所定のプーリ比に設定される。

ＣＶＴコントロールユニット２０は、インヒビタースイッチ２３からのセレクト位置、アクセルペダルストローク量センサ２４からのアクセルペダルストローク量、油温センサ２５からベルト式無段変速機１０の油温や、プライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ速度センサ２７、油圧センサ２８からの信号等を読み込んでプーリ比やＶベルト１３の接触摩擦力を可変制御する。なお、油圧センサ２８は、セカンダリプーリのシリンダ室１２ｃにかかるセカンダリ圧を検出するセンサである。

ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速やスロットル開度等に応じて目標のプーリ比を決定し、ステップモータ４０を駆動して現在のプーリ比を目標のプーリ比へ向けて制御する変速制御部２０１と、入力トルクやプーリ比、油温、目標変速速度などに応じて、プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２の推力を制御するプーリ圧（油圧）制御部２０２から構成される。

プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２とのプーリ比、油温からライン圧の目標値を決定し、レギュレータバルブ３１のソレノイドを駆動することでライン圧の制御を行い、また、セカンダリ圧の目標値を決定して、油圧センサ２８の検出値と目標値とに応じて減圧弁３３のソレノイドを駆動して、フィードバック制御（閉ループ制御）によりセカンダリ圧を制御する。

プーリ圧制御部２０２は、後述する過渡推力補正量を基に目標変速速度を達成可能な過渡油圧を算出し、変速比を大きくするときには、プライマリプーリ１１に定常油圧を供給し、セカンダリプーリ１２に定常油圧に過渡油圧を増圧して供給する構成とする。変速比を小さくするときには、セカンダリプーリ１２に定常油圧を供給し、プライマリプーリ１１に定常油圧に過渡油圧を増圧して供給する構成とする。

図３はベルト式無段変速機の制御を説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、プライマリプーリ１１が必要とする定常用の推力（ＰＲＩ定常推力：現在のプーリ比を達成するとともに、ベルトのトルク容量を達成する（滑らせずに現在のトルクを伝達可能）のに必要な推力）及びセカンダリプーリ１２が必要とする定常用の推力（ＳＥＣＤ定常推力）を求める。具体的な内容は後述する。

ステップＳ２では、プーリ比を変更するときの過渡油圧、すなわち変速に必要な差推力であるプライマリプーリ１１の過渡推力補正量（ＰＲＩ過渡推力補正量）及びセカンダリプーリ１２の過渡推力補正量（ＳＥＣ過渡推力補正量）を計算する。具体的な計算方法については後述する。

次に、ステップＳ３においてアップシフトかダウンシフトかを判断する。なお、この判断は、ステップＳ２（より具体的には後述するステップＳ２１）で求めた目標変速速度によって判断する。

ここで、アップシフトであればステップＳ４に進み、ＰＲＩ定常推力にＰＲＩ過渡推力補正量を加算した値を、プライマリプーリ目標推力（ＰＲＩ目標推力）とする。さらに、ステップＳ５において、ＳＥＣＤ定常推力を、セカンダリプーリ目標推力（ＳＥＣＤ目標推力）とする。

一方、ダウンシフトのときはステップＳ６に進み、ＳＥＣＤ定常推力にＳＥＣＤ過渡推力補正量を加算した値を、セカンダリプーリ目標推力（ＳＥＣＤ目標推力）とする。さらに、ステップＳ７において、ＰＲＩ定常推力を、プライマリプーリ目標推力（ＰＲＩ目標推力）とする。

そして、ステップＳ８において、ＰＲＩ目標推力をプライマリプーリ１２の受圧面積（ＰＲＩ面積）で除算した値を、プライマリプーリ目標圧（ＰＲＩ目標圧）とし、ステップＳ９において、ＳＥＣＤ目標推力をセカンダリプーリ１２の受圧面積（ＳＥＣＤ面積）で除算した値を、セカンダリプーリ目標圧（ＳＥＣＤ目標圧）とする。

そして、ステップＳ１０において、ＰＲＩ目標圧及びＳＥＣＤ目標圧のいずれか大きい方をライン目標圧（ＰＬ目標圧）とし、ライン圧がこのＰＬ目標圧を満足するように、レギュレータバルブ３１のソレノイドを制御する。

図４は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２の定常用（一定プーリ比保持時）の推力を計算するサブルーチンのフローチャートである。また、図５はプーリ比とプーリの推力との関係を示す推力マップであり、図５（Ａ）はプライマリプーリ用の推力マップ、図５（Ｂ）はセカンダリプーリ用の推力マップである。

ステップＳ１１において、プライマリプーリ１１への入力トルクを計算する。例えば、エンジンコントロールユニット２１からの入力トルク情報であるエンジンの実トルクに、トルクコンバータ２のトルク比を乗算したものをプライマリプーリ１１への入力トルクとして算出する。

ステップＳ１２において、プライマリプーリ速度センサ２６とセカンダリプーリ速度センサ２７とで検出された値から現在のプーリ比（実プーリ比）を計算する。

ステップＳ１３において、プライマリプーリ用の推力マップ（図５（Ａ））からプライマリプーリ１１の定常用の推力（ＰＲＩ定常推力）を求め、セカンダリプーリ用の推力マップ（図５（Ｂ））からセカンダリプーリ１２の定常用の推力（ＳＥＣＤ定常推力）を求める。

なお、図５（Ａ）（Ｂ）の推力マップは、横軸がプーリ比、縦軸が推力を示す。プーリ比は、図中の右側ほど大きくロー側である。このプーリ比と推力との関係は入力トルク毎に設定されており、プーリ比が同じでも入力トルクが大きいほど大きな推力に設定されている。

また、プライマリプーリ１１の定常用の推力とセカンダリプーリ１２の定常用の推力とを比較すると、図５（Ａ）（Ｂ）からわかるように、プーリ比が小さいときはプライマリプーリ１１の推力の方が大きく、プーリ比が大きいときはセカンダリプーリ１２の推力の方が大きな値に設定されている。したがって、図５（Ａ）のプライマリプーリ１１の線図の方が図５（Ｂ）のセカンダリプーリ１２の線図よりも傾斜が緩い。

そして本発明の要旨とするところであるが、プーリ圧制御部２０２は、プライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度（ｔＮｐｒｉ）を変速制御部２０１から受け、この目標プーリ回転速度と目標変速速度に応じて目標変速速度を達成可能な過渡油圧を算出する構成とする。

本実施の形態において、プーリ圧制御部２０２は、図６に示すように、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２の過渡推力補正量を算出する構成とする。以下、図６に示す制御系について説明する。

処理部Ｂ１にて、図７の変速線マップを基に目標変速速度を決定する。ここでは、例えば、車速とスロットル開度（ＴＶ）とに基づき図７の変速線マップを参照して、最終的な目標プーリ比である到達プーリ比を算出する。さらに、アップシフト、ダウンシフト、踏み込みダウンシフトといった変速種毎に設定された目標時定数を参照し、到達プーリ比を１次遅れで目標時定数分遅らせて目標プーリ比を算出する。そして、到達プーリ比から目標プーリ比を減算して目標時定数で除算したものを目標変速速度として決定する。

処理部Ｂ２にて、目標プーリ比から図８のプーリストローク速度倍率マップを基にプーリストローク速度倍率（プーリストローク速度と変速速度の比）を求める。図８のプーリストローク速度倍率マップにはプーリ比に対するプーリストローク速度倍率が予め設定されている。

処理部Ｂ３にて、目標変速速度にプーリストローク速度倍率を乗算してプーリの目標ストローク速度を算出する。

処理部Ｂ４にて、図７の変速線マップに基づいて車速とスロットル開度とに基づきプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度を求める。

処理部Ｂ５にて、プーリの目標ストローク速度をプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度で除算し、目標プーリ回転の１回転当たりの目標ストローク量変化分を算出する。

処理部Ｂ６にて、図９に示すマップに基づいてＳ２４で算出した目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分に応じたプーリの過渡推力補正量を求める。

アップシフト時に、求められた過渡推力補正量（正の値）をそのまま出力し、これをプライマリプーリ側のＰＲＩ定常推力に加算し、これをプライマリプーリの目標推力とする。

ダウンシフト時に、求められた過渡推力補正量の正負を反転して出力し、セカンダリプーリ側のＳＥＣ定常推力に加算し、これをセカンダリプーリの目標推力とする。

図９のマップには目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に対するプーリの過渡推力補正量が実験等によって予め設定されている。プライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度が上昇する程プーリの過渡推力補正量が小さくなっている。

図１０は過渡用（プーリ比変更時）のプライマリプーリ及びセカンダリプーリの過渡推力補正量を算出するサブルーチンのフローチャートである。

ステップＳ２１において、時々刻々の目標変速速度を算出し決定する。

ステップＳ２２において、プーリストローク速度倍率マップ（図８）から目標プーリ比に対するプーリストローク速度倍率を求め、ステップＳ２３において、そのプーリストローク速度倍率にステップＳ２１で算出した目標変速速度を乗算してプーリの目標ストローク速度を算出する。

ステップＳ２４において、Ｓ２３で算出したプーリの目標ストローク速度をプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度で除算し、プライマリプーリ１１が１回転する間におけるプーリの目標ストローク量変化分を算出する。

そして、ステップＳ２５において、図９に示すマップに基づいてＳ２４で算出した目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分に応じたプーリの過渡推力補正量を求める。

図１１は、踏み込みダウンシフト及び足離しアップシフトを行うときのタイムチャートである。

アクセルペダルが時刻ｔ１で急激に踏み込まれ、時刻ｔ３で急激に足離し（戻される）の場合を想定して説明する。

アクセルペダルが時刻ｔ１で急激に踏み込まれた場合には、プーリ比をＯＤ側からＬＯ側へとダウンシフトさせることになる。そのとき、算出された目標変速速度に基づいて変速に必要な差推力分を過渡推力補正量としてセカンダリプーリ側のＳＥＣ定常推力に加算し、これをセカンダリプーリの目標推力とすることで、変速に必要な油圧分をセカンダリプーリ側に増圧している（図１１ハッチング部分）。この間、プライマリプーリ圧は、定常用の推力から算出される油圧（定常用の圧力）のままである。また、この時刻ｔ１からｔ２の間は、アクセルペダルの踏み込みにともない入力トルクが増加するとともに実プーリ比がダウンシフトし続けるため、ＰＲＩ定常推力、ＳＥＣ定常推力に対応するプライマリ圧及びセカンダリ圧は増加しつづける。すなわち、この時刻ｔ１〜ｔ２では、ステップＳ１において、プライマリプーリ１１への入力トルク、現在のプーリ比（実プーリ比）とから、プライマリプーリの定常用の推力（ＰＲＩ定常推力）と、セカンダリプーリの定常用の推力（ＳＥＣＤ定常推力）を算出する。ステップＳ２にて、時々刻々の目標変速速度を算出し、プーリストローク速度倍率マップ（図８）から目標プーリ比に対するプーリストローク速度倍率を求め、その倍率に目標変速速度を乗算してプーリの目標ストローク速度を算出し、目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分（目標変速速度）に応じたセカンダリプーリ１２のプーリ過渡推力補正量を求める。

ステップＳ３にて、目標変速速度からダウンシフト判定を行いステップＳ６へ進み、ＳＥＣＤ定常推力にＳＥＣＤ過渡推力補正量を加算した値をセカンダリプーリ目標推力（ＳＥＣＤ目標推力）に設定するとともに、ステップＳ７において、ＰＲＩ定常推力をプライマリプーリ目標推力（ＰＲＩ目標推力）に設定し、ステップＳ８、ステップＳ９にて、ＰＲＩ目標推力、ＳＥＣ目標推力をそれぞれのプーリの受圧面積で除算し、プライマリプーリ目標圧（ＰＲＩ目標圧）とセカンダリプーリ目標圧（ＳＥＣＤ目標圧）とを算出する。ステップＳ１０に進んで、ＰＲＩ目標圧及びＳＥＣＤ目標圧のいずれか大きい方をライン目標圧（ＰＬ目標圧）とし、ライン圧がこのＰＬ目標圧を満足するように、レギュレータバルブ３１のソレノイドを制御する。そして、実プーリ比が到達プーリ比になる時刻ｔ２までこのステップが繰り返される。

そして、時刻ｔ２において、実プーリ比が到達プーリ比に一致すると、目標変速速度から算出されるセカンダリプーリ１２の過渡推力補正量が０となるため、プライマリプーリの目標推力であるＰＲＩ目標推力及びセカンダリプーリの目標推力であるＳＥＣＤ推力は、どちらも定常用推力のみの値となり（ＰＲＩ定常推力、ＳＥＣＤ定常推力）、その結果、アクセルペダルストロークが変わらず、入力トルクの変化もないことから、プライマリ圧、セカンダリ圧は一定値のままとなる。

その後、アクセルペダルが時刻ｔ３で急激に戻されると、時刻ｔ３〜ｔ４でプーリ比をＬＯ側からＯＤ側へとアップシフトさせることになる。そのとき、算出された目標変速速度に基づいて変速に必要な差推力分を過渡推力補正量としてプライマリプーリ側のＰＲＩ定常推力に加算し、これをプライマリプーリの目標推力とすることで、変速に必要な油圧分をプライマリプーリ側に増圧している（図１１ハッチング部分）。この間、セカンダリプーリ圧は、定常用の推力から算出される油圧（定常用の圧力）のままである。また、この時刻ｔ３〜ｔ４の間は、アクセルペダルの戻し（足離し）にともない入力トルクが減少するとともに実プーリ比がアップシフトし続けるため、算出されるＰＲＩ定常推力、ＳＥＣ定常推力も減少しつづける。すなわち、この時刻ｔ３〜ｔ４では、ステップＳ１において、プライマリプーリ１１への入力トルク、現在のプーリ比（実プーリ比）とから、プライマリプーリの定常用の推力（ＰＲＩ定常推力）と、セカンダリプーリの定常用の推力（ＳＥＣＤ定常推力）とを算出する。ステップ２にて、時々刻々の目標変速速度を算出し、プーリストローク速度倍率マップ（図８）から目標プーリ比に対するプーリストローク速度倍率を求め、その倍率に目標変速速度を乗算してプーリの目標ストローク速度を算出し、目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分（目標変速速度）に応じたプライマリプーリ１１のプーリ過渡推力補正量を求める。

ステップＳ３にて、目標変速速度からアップシフト判定を行いステップＳ４へ進み、ＰＲＩ定常推力にＰＲＩ過渡推力補正量を加算した値をプライマリプーリ目標推力（ＰＲＩ目標推力）に設定するとともに、ステップＳ５において、ＳＥＣ定常推力をセカンダリプーリ目標推力（ＳＥＣ目標推力）に設定し、ステップＳ８、ステップＳ９にて、ＰＲＩ目標推力、ＳＥＣ目標推力をそれぞれのプーリの受圧面積で除算し、プライマリプーリ目標圧（ＰＲＩ目標圧）とセカンダリプーリ目標圧（ＳＥＣＤ目標圧）とを算出する。ステップＳ１０に進んで、ＰＲＩ目標圧及びＳＥＣＤ目標圧のいずれか大きい方をライン目標圧（ＰＬ目標圧）とし、ライン圧がこのＰＬ目標圧を満足するように、レギュレータバルブ３１のソレノイドを制御する。そして、実プーリ比が到達プーリ比になる時刻ｔ４までこのステップが繰り返される。

以上のように構成されて、次に作用について説明する。

本実施形態によれば、現在のプーリ比とベルトのトルク容量とを達成するのに必要な推力から算出される定常用の油圧と、変速に必要な差推力から算出される過渡用の油圧とを算出し、この過渡用の油圧分をアップシフトであればプライマリ圧の定常用の油圧に補正量として増圧し、ダウンシフトであればセカンダリ圧の定常用の油圧に補正量として増圧するように構成したことにより、定常用の油圧に過渡用の油圧を増圧してプーリ比を変化させるので、プーリのトルク容量は常に確保した状態で変速が行われることとなり、例えばダウンシフトのときにプライマリプーリの油圧を低下させすぎてベルトが滑るといったことを防止できて、ベルトの耐久性の悪化を防止できる。

図１２に実験による結果を示すように、変速に必要な差推力とプーリの目標変速速度の関係は一意に決まらず、プーリの回転速度に応じて変化する。従来は変速に必要な差推力をプーリの目標変速速度によって算出する構成としたため、図１２に示すように、プーリの回転速度の変動に伴う上限値にマップ設定値を設定する必要があった。こうして従来はプーリの回転速度の低い運転領域で差推力が必要以上に高められるため、油圧ポンプ３４の駆動負荷が大きくなり燃費が悪化するという問題点があった。

実験等によってプライマリプーリ１１のプーリの過渡推力補正量が目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分に対してリニアに変化することがわかった。

本実施の形態では、時々刻々のプーリの目標ストローク速度を算出し、さらにこの目標ストローク速度をプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度で除算し、プライマリプーリ１１が１回転する間におけるプーリの目標ストローク量変化分を算出した。そして、図９のマップに目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に対するプーリの過渡推力補正量を実験等に基づいて設定したので、変速に必要な差推力を目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分（目標変速速度）とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に応じて求めることができる。これにより、変速に必要な差推力を必要最小限の値に近づけられ、油圧ポンプ３４の負荷を抑えてエンジン１の燃費を低減することができる。

換言すると、図９のマップはパラメータとして目標プーリ１回転当たりの目標ストローク量変化分を用いることにより、過渡推力補正量と目標変速速度を一次関数の関係に設定することが可能となり、演算処理速度を高めてこの制御応答性を高められる。

図９のマップはアップシフト側とダウンシフト側で二象限のマップを用いているが、アップシフト側のマップ値とダウンシフト側のマップ値は対称的に設定されているため、アップシフト側とダウンシフト側で一象限のマップを用いて、マップ値を共通化することも可能である。

他の実施の形態として、プーリ圧制御部２０２は、図１３に示すように、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２の過渡推力補正量を算出する構成としてもよい。以下、図１３に示す制御系について説明する。

処理部Ｂ１にて、図７の変速線マップを基に目標変速速度を決定する。

処理部Ｂ２にて、目標プーリ比から図８のプーリストローク速度倍率マップを基にプーリストローク速度倍率（プーリストローク速度と変速速度の比）を求める。

処理部Ｂ３にて、目標変速速度にプーリストローク速度倍率を乗算してプーリの目標ストローク速度を算出する。

処理部Ｂ４にて、図７の変速線マップに基づいて車速とスロットル開度とに基づきプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度を求める。

処理部Ｂ′６にて、図１４に示すマップに基づいてプーリの目標ストローク速度とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に応じたプーリの過渡推力補正量を求める。

アップシフト時に、求められた過渡推力補正量（正の値）をそのまま出力し、これをプライマリプーリ側のＰＲＩ定常推力に加算し、これをプライマリプーリの目標推力とする。

ダウンシフト時に、求められた過渡推力補正量の正負を反転して出力し、セカンダリプーリ側のＳＥＣ定常推力に加算し、これをセカンダリプーリの目標推力とする。

図１４のマップにはプーリの目標ストローク速度とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に対するプーリの過渡推力補正量が実験等によって予め設定されている。プライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度が上昇する程プーリの過渡推力補正量が小さくなっている。

また、図１４のマップはアップシフト側とダウンシフト側で二象限のマップを用いているが、プライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に対するプーリの過渡推力補正量がプーリの目標ストローク速度に対してリニアに変化する。

本実施の形態では、時々刻々のプーリの目標ストローク速度を算出し、図１４のマップにプーリの目標ストローク速度とプライマリプーリ１１の目標プーリ回転速度に対するプーリの過渡推力補正量を設定したので、変速に必要な差推力を必要最小限の値に近づけられ、油圧ポンプ３４の負荷を抑えてエンジン１の燃費を低減することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、本実施の形態では、プライマリ圧及びセカンダリ圧を算出するにあたり、定常用の推力と過渡推力補正量を算出して加算した後で油圧に換算するようにしているが、これに限られるものではなく、定常用の推力と過渡用の推力とをそれぞれ油圧に換算した後で、アップシフトやダウンシフトの変速種に応じて加算して、プライマリ圧及びセカンダリ圧を算出しても同様の効果が得られる。

更に、増圧補正量を油温等に応じて変更するようにしてもよい。例えば、油温が所定値以下となる低温時や、油温が所定値以上の高温時には増圧補正量が大きくなるように変更してもよい。

また、過渡推力補正量の決定処理について、一例を図６のブロック図または図１３のブロック図でそれぞれ示したが、これらに限られるものではなく、他の適宜の処理によって算出できる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明のベルト式無段変速機は、車両をはじめ他の機械に搭載される動力伝達システムに適用できる。

本発明によるベルト式無段変速機の一実施形態を示す概略構成図。 発明によるベルト式無段変速機の油圧コントロールユニット及びＣＶＴコントロールユニットの概念図。 本発明によるベルト式無段変速機の制御を説明するフローチャート。 プライマリプーリ及びセカンダリプーリの定常用（一定プーリ比保持時）の推力を計算するサブルーチンのフローチャート。 プーリ比とプーリの推力との関係を示す推力マップ。 過渡用（プーリ比変更時）のプライマリプーリ及びセカンダリプーリの過渡推力補正量を算出する制御系の構成を示すブロック図。 変速線マップ。 プーリ比に対するプーリストローク速度倍率マップ。 プーリの過渡推力補正量を示すマップ。 過渡用（プーリ比変更時）のプライマリプーリ及びセカンダリプーリの過渡推力補正量を算出するサブルーチンのフローチャート。 踏み込みアップシフト及び足離しダウンシフトを行ったときのタイムチャート。 実験等による変速動特性図。 他の実施の形態として、過渡用（プーリ比変更時）のプライマリプーリ及びセカンダリプーリの過渡推力補正量を算出する制御系の構成を示すブロック図。 プーリの過渡推力補正量を示すマップ。

符号の説明

１０ ベルト式無段変速機
１１ プライマリプーリ
１２ セカンダリプーリ
１３ Ｖベルト
２０ ＣＶＴコントロールユニット
３０ 油圧コントロールユニット
３１ レギュレータバルブ
３２ 変速制御弁
３２ａ スプール
３３ 減圧弁
３４ 油圧ポンプ
４０ ステップモータ
５０ サーボリンク

Claims (2)

1. 油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、
   油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルトと、
   前記ベルトのトルク容量と目標変速比に対応する定常油圧を前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリ毎に算出する定常油圧算出手段と、
   運転状態に基づいて前記プライマリプーリの目標プーリ回転速度を算出する目標プーリ回転速度算出手段と、
   前記目標プーリ回転速度に基づいて目標変速速度を決定する目標変速速度決定手段と、
   前記目標変速速度を達成可能な過渡油圧を算出する過渡油圧算出手段と、
   運転状態に基づいて目標変速比を変えるときには、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの一方に前記定常油圧と前記補正油圧で増圧補正した油圧を加えて供給する油圧制御手段とを備えたベルト式無段変速機において、
   前記目標変速速度から前記プライマリプーリまたは前記セカンダリプーリの目標ストローク速度を算出する目標ストローク速度算出手段と、
   前記目標ストローク速度を前記目標プーリ回転速度で除した値に基づいて目標プーリ回転の１回転当たりの前記目標ストローク量変化分を求める目標ストローク量変化分算出手段と、を備え、
   前記過渡油圧算出手段は前記目標ストローク量変化分に応じて前記目標変速速度を達成可能な前記過渡油圧を算出する構成としたことを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 前記目標ストローク速度と一次関数の関係を持つ過渡推力補正量を設定し、
   前記過渡推力補正量に基づいて前記過渡油圧を算出する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。

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