JP4277423B2 - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルト式無段変速機の制御装置に係り、特に、ベルト滑りが生じない範囲でベルト挟圧力をできるだけ低くしてエネルギー損失を低減する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 溝幅が可変の一対のプーリと、その一対のプーリに巻き掛けられて摩擦力により動力伝達を行う伝動ベルトと、を有して動力伝達経路に配設され、動力源側の入力軸回転速度と反対側の出力軸回転速度との変速比（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を連続的に変化させることができるベルト式無段変速機が、車両用駆動装置などに使用されている。そして、このようなベルト式無段変速機は、(b) 前記プーリの溝幅を変化させて前記ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速制御装置、および(c) 前記プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を制御する挟圧力制御装置、によって変速比やベルト挟圧力が制御されるようになっているのが普通である。特開平５−１４１５１５号公報に記載の車両はその一例で、油圧により変速比やベルト挟圧力が制御されるようになっているとともに、変速比が変化する変速過渡時には、所定の安全率を確保できるように変速比が略一定の平衡状態の時よりもベルト挟圧力（ライン圧）を高くすることにより、ベルト滑りを回避しつつ平衡状態の時のベルト挟圧力を低くして燃費等のエネルギー損失を低減するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の制御装置においては、動力源側から駆動する駆動状態と動力源側が回転駆動される被駆動状態とを区別することなくベルト挟圧力の制御が行われていたため、ベルト挟圧力を低くしてエネルギー損失を更に低減する上で必ずしも十分に満足できなかった。すなわち、一般に一対のプーリの一方の油圧制御でベルト挟圧力を制御し、他方のプーリの油圧制御で変速比を制御しているため、動力伝達の方向が反対になると、ベルト挟圧力を制御するプーリの駆動、被駆動が反対になってベルト挟圧に必要な油圧も変化するのであるが、従来は何れの場合でもベルト滑りが生じないようにベルト挟圧力すなわち油圧が設定されていたため、場合によりベルト挟圧力が過大になってエネルギー損失を生じる可能性があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、駆動状態か被駆動状態かによってベルト挟圧力の制御を場合分けすることにより、ベルト滑りを回避しつつベルト挟圧力をより適切に制御してエネルギー損失を更に低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、溝幅が可変の一対のプーリと、その一対のプーリに巻き掛けられて摩擦力により動力伝達を行う伝動ベルトと、を有して動力伝達経路に配設され、動力源側の入力軸回転速度と反対側の出力軸回転速度との変速比を連続的に変化させることができるとともに、前記プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を制御できるベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記動力源側から駆動する駆動状態か、その動力源側が回転駆動される被駆動状態か、を判断する入力状態判断手段と、(b) ベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力に所定の安全率を考慮して前記ベルト挟圧力を制御するとともに、前記駆動状態か被駆動状態かによって異なる安全率を用いることによりそのベルト挟圧力の制御範囲を変更する挟圧力制御手段と、を有し、且つ、(c) 前記挟圧力制御手段は、前記駆動状態では前記動力源のトルク変動を前記安全率に反映させるが、前記被駆動状態ではその動力源のトルク変動を前記安全率に反映させない一方、その被駆動状態の場合には、予め定められた推力比を用いて前記理論必要ベルト挟圧力を算出するとともに、その推力比のばらつきを前記安全率に反映させることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明のベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記動力伝達経路の動力伝達を遮断できる断続装置を有し、(b) 前記入力状態判断手段は、前記断続装置が遮断状態か否かについても判断するようになっており、(c) 前記挟圧力制御手段は、前記遮断状態か否かによって前記ベルト挟圧力の制御範囲を変更するようになっていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明のベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記ベルト式無段変速機は車両用駆動装置に用いられているもので、(b) 前記動力源は燃料の燃焼によって駆動力を発生する内燃機関で、(c) 前記入力状態判断手段は、車両走行中に前記内燃機関に対する燃料の供給を停止するフューエルカット時には前記被駆動状態と判断するものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このようなベルト式無段変速機の制御装置においては、ベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力に所定の安全率を考慮してベルト挟圧力を制御するとともに、駆動状態か被駆動状態かによって異なる安全率を用いることによりそのベルト挟圧力の制御範囲を変更するようになっており、駆動状態では動力源のトルク変動を安全率に反映させるが、被駆動状態ではトルク変動を安全率に反映させない一方、その被駆動状態の場合には、予め定められた推力比を用いて理論必要ベルト挟圧力を算出するとともに、その推力比のばらつきを前記安全率に反映させるため、ベルト挟圧力を適切に制御してベルト滑りを回避しつつエネルギー損失を低減できる。
【００１１】
第２発明では、動力伝達経路の動力伝達が遮断される遮断状態か否かを判断し、遮断状態か否かによってベルト挟圧力の制御範囲が変更されるため、例えばベルト式無段変速機の負荷が小さくてベルト滑りを考慮する必要性が低い遮断状態の場合には、動力源の負荷ができるだけ小さくなるようにベルト挟圧力を設定するなど、ベルト式無段変速機とは別の要求に応じて適切に制御することができる。
【００１２】
車両用駆動装置に用いられる第３発明では、車両走行中に内燃機関に対する燃料の供給を停止するフューエルカット時には被駆動状態と判断されるが、このようなフューエルカット時には内燃機関のトルク変動が無いため、燃料が供給されて駆動力を発生している駆動状態に比較してトルク変動を考慮する必要がなく、その分だけベルト挟圧力を低くしてエネルギー損失を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、車両用駆動装置に用いられたベルト式無段変速機の制御装置に好適に適用され、ベルト式無段変速機は走行用の動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されるが、車両以外のベルト式無段変速機の制御装置にも適用され得る。走行用の動力源としては、燃料の燃焼によって駆動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、或いは電気エネルギーで作動する電動モータなど、種々の動力源を採用できる。内燃機関および電動モータの両方を走行用の動力源として備えていても良い。
【００１４】
ベルト式無段変速機の変速制御やベルト挟圧力の制御は、例えば油圧シリンダなどの油圧制御で行うように構成され、変速比を制御する変速制御装置およびベルト挟圧力を制御する挟圧力制御装置は、油圧を制御する電磁開閉弁やリニアソレノイド弁などを含んで構成される。変速制御は、一対のプーリの何れか一方の油圧制御によって行われ、挟圧力制御は他方のプーリの油圧制御によって行われるが、一般に変速制御は動力源側に位置する入力側可変プーリが用いられ、ベルト挟圧力の制御は駆動輪側に位置する出力側可変プーリが用いられる。その場合に、被駆動状態では入力側可変プーリの油圧がベルト挟圧に必要な油圧になるように出力側可変プーリの油圧を制御する必要があるため、予め定められた推力比を用いて出力側可変プーリの油圧制御を行うが、推力比を高い精度で設定することは困難であるため、推力比のばらつきを考慮した安全率を用いる。
【００１５】
変速制御装置は、例えば変速条件に従って目標変速比を求めて実際の変速比が目標変速比になるように制御したり、車速や出力軸回転速度などに応じて入力側の目標回転速度を求め、実際の入力軸回転速度が目標回転速度になるようにフィードバック制御したりするなど、種々の態様を採用できる。入力側の目標回転速度は目標変速比に対応し、必ずしも目標変速比そのものを求める必要はない。
【００１６】
上記変速条件は、例えばアクセル操作量などの運転者の出力要求量および車速（出力軸回転速度に対応）などの運転状態をパラメータとするマップや演算式などによって設定される。なお、常に自動的に変速比が制御される必要はなく、所定車速以上の走行中など一定の条件下で運転者が手動操作で任意に変速比を変更できるようになっていても良い。
【００１７】
挟圧力制御装置は挟圧力制御手段を含むもので、挟圧力制御手段は、例えば(a) ベルト式無段変速機に入力される推定入力トルクを算出する推定入力トルク算出手段と、(b) その推定入力トルクに基づいてベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力を算出する理論挟圧力算出手段と、(c) ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに応じて安全率を算出する安全率算出手段と、(d) 理論必要ベルト挟圧力を基準にして安全率を加味して最終の必要ベルト挟圧力を算出する必要ベルト挟圧力算出手段と、を有して構成される。油圧制御でベルト挟圧力を制御する場合、上記理論挟圧力算出手段は、例えば理論必要油圧を算出する理論必要油圧算出手段にて構成され、必要ベルト挟圧力算出手段は、例えば必要油圧を算出する必要油圧算出手段にて構成される。
【００１８】
上記推定入力トルク算出手段、理論挟圧力算出手段、および安全率算出手段は、必要に応じて駆動状態か被駆動状態かによって異なる演算処理を行うように構成される。例えば、推定入力トルク算出手段は、駆動状態では動力源フリクショントルクやオイルポンプ駆動トルク、エアコン駆動トルク、オルタネータ駆動トルクなどを減算する一方、被駆動状態ではそれ等のトルクを加算する。理論挟圧力算出手段は、例えば駆動状態で被駆動側のプーリの油圧でベルト挟圧力を制御する場合、被駆動状態では前記推力比を考慮して理論必要ベルト挟圧力（理論必要油圧）を算出する。安全率算出手段は、駆動状態では動力源のトルク変動を安全率に反映させるが、被駆動状態ではそのトルク変動を安全率に反映させる必要はなく、被駆動状態では推力比のばらつきを安全率に反映させるが、推力比が必要ない駆動状態ではそのばらつきを安全率に反映させる必要はない。
【００１９】
上記安全率の算出に際しては、動力源トルクの変動、動力源フリクショントルクのばらつき、伝動ベルトとプーリとの間の摩擦係数のばらつきや温度特性、悪路や段差乗り越え時等の路面からの逆入力、などを反映させて求めることが望ましい。前記必要ベルト挟圧力算出手段は、例えば理論必要ベルト挟圧力と安全率とを掛算して最終の必要ベルト挟圧力（必要油圧など）を算出するように構成され、その場合の安全率は、１．０を基準にして上記各ファクターによる安全係数をそれぞれ加算したり、ファジー推論などを用いて算出したりすれば良い。
【００２０】
本発明の実施に際しては、例えばベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきなどによる安全値を駆動状態か被駆動状態かに応じて算出し、その安全値を上記理論必要ベルト挟圧力に加算するようにしても良い。このように安全値を加算する場合も、安全率を考慮してベルト挟圧力を決定する本発明の一実施態様と見做すことができる。
【００２１】
入力状態判断手段は、第３発明のようにフューエルカット時を被駆動状態と判断する他、アイドル接点がＯＮなどのアクセルＯＦＦ時を被駆動状態と判断したり、トルクコンバータのタービン回転速度が動力源回転速度より高い場合を被駆動状態と判断したりするなど、種々の態様を採用できる。また、断続装置が遮断状態か否かは、断続装置の係合状態（油圧など）やシフトレバーの操作位置（シフトポジション）などから判断できる。
【００２２】
第２発明の断続装置は、例えば動力源とベルト式無段変速機との間に配設されるが、ベルト式無段変速機よりも下流側、例えば駆動輪との間などに配設されていても良い。また、この断続装置は、直結クラッチや反力を受ける反力ブレーキなどで、油圧式摩擦係合装置が好適に用いられる。
【００２３】
断続装置が遮断状態の場合は、ベルト式無段変速機の伝達トルクが略０になり、内燃機関（動力源）などのイナーシャがベルト式無段変速機に作用しないため伝動ベルトの滑りを考慮する必要性が低く、例えば内燃機関によって回転駆動されるオイルポンプによってベルト挟圧用の油圧が発生させられる場合、低温時の内燃機関の始動性を向上させるためにベルト挟圧力（油圧）を低圧に設定することが望ましい。また、内燃機関の吸気管負圧を利用してブレーキ力を助勢するブレーキブースタを備えている場合には、所定の負圧を確保するためにスロットル弁の開き量を小さくする、言い換えれば内燃機関の負荷を小さくすることが望ましく、ベルト挟圧力（油圧）を低圧に設定することが望ましい。
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用駆動装置１０の骨子図である。この車両用駆動装置１０は横置き型で、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に採用されるものであり、走行用の動力源として用いられる内燃機関としてエンジン１２を備えている。エンジン１２の出力は、トルクコンバータ１４から前後進切換装置１６、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）１８、減速歯車２０を介して差動歯車装置２２に伝達され、左右の駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ分配される。
【００２５】
エンジン１２は、吸入空気量を電気的に調整する電気式スロットル弁３０を備えており、運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACC などに応じてエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１１０（図２参照）により電気式スロットル弁３０の開閉制御や燃料噴射制御等のエンジン出力制御が行われることにより、エンジン１２の出力が増減制御される。また、エンジン１２の吸気管３１にはブレーキブースタ３２が接続され、吸気管３１内の負圧によってブレーキペダル３３の踏込み操作力（ブレーキ力）を助勢するようになっている。
【００２６】
トルクコンバータ１４は、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐ、およびタービン軸３４を介して前後進切換装置１６に連結されたタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車１４ｐおよびタービン翼車１４ｔの間にはロックアップクラッチ２６が設けられ、それ等を一体的に連結して一体回転させることができるようになっている。上記ポンプ翼車１４ｐには、ベルト式無段変速機１８を変速制御したりベルト挟圧力を発生させたり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ２８が設けられている。
【００２７】
前後進切換装置１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、トルクコンバータ１４のタービン軸３４はサンギヤ１６ｓに連結され、ベルト式無段変速機１８の入力軸３６はキャリア１６ｃに連結されている。そして、キャリア１６ｃとサンギヤ１６ｓとの間に配設された直結クラッチ３８が係合させられると、前後進切換装置１６は一体回転させられてタービン軸３４が入力軸３６に直結され、前進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。リングギヤ１６ｒとハウジングとの間に配設された反力ブレーキ４０が係合させられるとともに上記直結クラッチ３８が開放されると、入力軸３６はタービン軸３４に対して逆回転させられ、後進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。また、直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放されると、エンジン１２とベルト式無段変速機１８との間の動力伝達が遮断される。直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０は何れも油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２とベルト式無段変速機１８との間の動力伝達を遮断できる断続装置に相当する。
【００２８】
ベルト式無段変速機１８は、上記入力軸３６に設けられたＶ溝幅が可変の入力側可変プーリ４２と、出力軸４４に設けられたＶ溝幅が可変の出力側可変プーリ４６と、それ等の可変プーリ４２、４６に巻き掛けられた伝動ベルト４８とを備えており、可変プーリ４２、４６と伝動ベルト４８との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。可変プーリ４２、４６は、Ｖ溝幅を変更する油圧シリンダを備えて構成されており、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダの油圧が変速制御回路５０（図２参照）によって制御されることにより、両可変プーリ４２、４６のＶ溝幅が変化して伝動ベルト４８の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が連続的に変化させられる。
【００２９】
図３は、上記変速制御回路５０の一例で、変速比γを小さくするアップシフト用の電磁開閉弁５２および流量制御弁５４と、変速比γを大きくするダウンシフト用の電磁開閉弁５６および流量制御弁５８とを備えている。そして、アップシフト用の電磁開閉弁５２がＣＶＴコントローラ８０（図２参照）によりデューティ制御されると、モジュレータ圧ＰＭを減圧した所定の制御圧ＰVUが流量制御弁５４に出力され、その制御圧ＰVUに対応して調圧されたライン圧ＰＬが供給路６０から入力側可変プーリ４２の油圧シリンダに供給されることにより、そのＶ溝幅が狭くなって変速比γが小さくなる。また、ダウンシフト用の電磁開閉弁５６がＣＶＴコントローラ８０によりデューティ制御されると、モジュレータ圧ＰＭを減圧した所定の制御圧ＰVDが流量制御弁５８に出力され、その制御圧ＰVDに対応してドレーンポート５８ｄが開かれることにより、入力側可変プーリ４２内の作動油が排出路６２から所定の流量でドレーンされてＶ溝幅が広くなり、変速比γが大きくなる。なお、変速比γが略一定で入力側可変プーリ４２に対する作動油の供給が必要ない場合でも、油漏れによる変速比変化を防止するため、流量制御弁５４は所定の流通断面積でライン油路６４と供給路６０とを連通させ、所定の油圧を作用させるようになっている。
【００３０】
また、出力側可変プーリ４６の油圧シリンダの油圧は、伝動ベルト４８が滑りを生じないように、挟圧力制御回路７０（図２参照）により調圧制御される。図４は、挟圧力制御回路７０の一例で、前記オイルポンプ２８によりオイルタンク７２から汲み上げられた作動油は、リニアソレノイド弁７４に供給されるとともに、挟圧力制御弁７６を経て出力側可変プーリ４６の油圧シリンダに供給される。リニアソレノイド弁７４は、ＣＶＴコントローラ８０によって励磁電流が連続的に制御されることにより、オイルポンプ２８から供給された作動油の油圧を連続的に調圧して、制御圧ＰS を挟圧力制御弁７６に出力するもので、挟圧力制御弁７６から出力側可変プーリ４６の油圧シリンダに供給される作動油の油圧ＰO は、制御圧ＰS が高くなるに従って上昇させられ、それに伴ってベルト挟圧力すなわち可変プーリ４２、４６と伝動ベルト４８との間の摩擦力が増大させられる。
【００３１】
リニアソレノイド弁７４にはまた、カットバック弁７８のＯＮ時に制御圧ＰS がフィードバック室７４ａに供給される一方、カットバック弁７８のＯＦＦ時には、その制御圧ＰS の供給が遮断されてフィードバック室７４ａが大気に開放されるようになっており、カットバック弁７８のＯＮ時にはＯＦＦ時よりも制御圧ＰS 、更には油圧ＰO の特性が低圧側へ切り換えられる。カットバック弁７８は、前記トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２６のＯＮ（係合）時に、図示しない電磁弁から信号圧ＰONが供給されることによりＯＮに切り換えられるようになっている。
【００３２】
図２のＣＶＴコントローラ８０はマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、上記ベルト式無段変速機１８の変速制御や挟圧力制御を行うもので、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８４、エンジン回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、入力軸回転速度センサ９０、タービン回転速度センサ９２、油温センサ９４、油圧センサ９６などから、それぞれシフトレバー９８（図５参照）のシフトポジションＳＦＴＰ、アクセルペダルの操作量θACC 、エンジン回転速度ＮＥ、出力軸回転速度ＮＯＵＴ（車速Ｖに対応）、入力軸回転速度ＮＩＮ、タービン回転速度ＮＴ、ベルト式無段変速機１８の油圧回路の油温ＴO 、出力側可変プーリ４６の油圧ＰO などを表す信号が供給されるようになっている。
【００３３】
シフトレバー９８は運転者によって選択操作されるもので、シフトポジションＳＦＴＰとして前進走行用のＤレンジ、後進走行用のＲレンジ、動力伝達を遮断するＮレンジ、駐車用のＰレンジを備えている。そして、そのシフトレバー９８には図５に示すマニュアルシフトバルブ１００がケーブル等を介して接続されており、そのマニュアルシフトバルブ１００により油路が切り換えられることにより、Ｄレンジでは前記前後進切換装置１６の反力ブレーキ４０が開放されるとともに直結クラッチ３８が係合させられ、Ｒレンジでは直結クラッチ３８が開放されるとともに反力ブレーキ４０が係合させられ、ＮレンジおよびＰレンジでは直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放される。反力ブレーキ４０には、マニュアルシフトバルブ１００からリバースコントロールバルブ１０２を経て作動油が供給されるようになっており、リバースコントロールバルブ１０２は、シフトレバー９８がＲレンジへ操作され時だけ信号圧ＰR の供給が停止されてＯＮ状態になり、反力ブレーキ４０への作動油の供給が許容されるようになっている。また、直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０には、それぞれアキュムレータ１０４、１０６が接続され、Ｎ→ＤシフトやＮ→Ｒシフトでそれ等のクラッチ３８やブレーキ４０が係合させられて駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ駆動力が伝達される際のシフトショックが軽減されるようになっている。なお、Ｐレンジでは、図示しないメカニカルパーキングロック機構により駆動輪２４Ｒ、２４Ｌの回転が機械的に阻止されるようになっている。
【００３４】
前記ＣＶＴコントローラ８０にはまたエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１１０が接続され、ベルト式無段変速機１８の変速制御やベルト挟圧力の制御に必要な各種の情報、例えばエンジン１２の吸入空気量Ｑ、エンジン水温ＴＨＷ、オルタネータの電気負荷ＥＬＳ、アクセルＯＦＦのコースト走行時にエンジン１２に対する燃料供給を停止するフューエルカットの有無、減筒運転の有無、エアコンのＯＮ・ＯＦＦ、ロックアップクラッチ２６のＯＮ・ＯＦＦ、などに関する信号が供給されるようになっている。
【００３５】
また、ＣＶＴコントローラ８０は、図６に示すように機能的に変速制御手段１１２、入力状態判断手段１１４、挟圧力制御手段１１６を備えており、挟圧力制御手段１１６は更に推定入力トルク算出手段１１８、理論必要油圧算出手段１２０、安全率算出手段１２２、必要油圧算出手段１２４を備えている。
【００３６】
変速制御手段１１２は、図７に示すように運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACC および車速Ｖ（出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応）をパラメータとして予め定められた変速マップから入力側の目標回転速度ＮＩＮＴを算出し、実際の入力軸回転速度ＮＩＮが目標回転速度ＮＩＮＴと一致するように、それ等の偏差に応じてベルト式無段変速機１８の変速制御、具体的には変速制御回路５０の電磁開閉弁５２、５６をフィードバック制御して、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダに対する作動油の供給、排出を制御する。図７のマップは変速条件に相当するもので、車速Ｖが小さくアクセル操作量θACC が大きい程大きな変速比γになる目標回転速度ＮＩＮＴが設定されるようになっている。また、車速Ｖは出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応するため、入力軸回転速度ＮＩＮの目標値である目標回転速度ＮＩＮＴは目標変速比に対応し、ベルト式無段変速機１８の最小変速比γmin と最大変速比γmax の範囲内で定められている。上記変速マップは、ＣＶＴコントローラ８０のマップ記憶装置（ＲＯＭなど）１２６に予め記憶されている。この変速制御手段１１２および変速制御回路５０を含んで変速制御装置が構成されている。
【００３７】
入力状態判断手段１１４および挟圧力制御手段１１６は、エンジン１２側から駆動輪２４Ｌ、２４Ｒ側へ動力が伝達される駆動状態か、駆動輪２４Ｌ、２４Ｒ側からエンジン１２側へ動力が伝達される被駆動状態（エンジンブレーキ状態）か、断続装置としての直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放されている遮断状態か、に場合分けしてベルト挟圧力すなわち出力側可変プーリ４６の油圧ＰO を制御するためのもので、具体的には図８のフローチャートに従って信号処理を行う。図８のフローチャートは所定のサイクルタイムで繰り返し実行されるもので、ステップＳ２〜Ｓ４は入力状態判断手段１１４によって実行され、ステップＳ５−１〜Ｓ５−４は挟圧力制御手段１１６の推定入力トルク算出手段１１８によって実行され、ステップＳ６−１〜Ｓ６−４は挟圧力制御手段１１６の理論必要油圧算出手段１２０によって実行され、ステップＳ７−１〜Ｓ７−４は挟圧力制御手段１１６の安全率算出手段１２２によって実行され、ステップＳ８は挟圧力制御手段１１６の必要油圧算出手段１２４によって実行される。
【００３８】
図８のステップＳ１では、ベルト挟圧力の制御に必要な各種の信号を読み込み、ステップＳ２では、シフトポジションＳＦＴＰがＮまたはＰレンジか否か、言い換えれば直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放された遮断状態か否かを判断する。そして、ＮまたはＰレンジの場合はステップＳ５−１以下を実行することにより、遮断状態の挟圧力制御を行う一方、ＮまたはＰレンジでない場合はステップＳ３でアイドル接点がＯＮか否かを判断する。アイドル接点は前記アクセル操作量センサ８４に内蔵されていて、アクセル操作量θACC が略０のアクセルＯＦＦ時にＯＮになるもので、アイドル接点がＯＦＦの場合は通常は駆動状態であり、ステップＳ５−４以下を実行して駆動状態の挟圧力制御を行う。また、アイドル接点がＯＮの場合は通常は被駆動状態であるが、更にステップＳ４でフューエルカットの有無を判断し、フューエルカット時にはステップＳ５−２以下を実行してフューエルカットＯＮ被駆動状態の挟圧力制御を行う一方、フューエルカットが実施されていない場合は、ステップＳ５−３以下を実行してフューエルカットＯＦＦ被駆動状態の挟圧力制御を行う。
【００３９】
本実施例では、アイドル接点がＯＮかＯＦＦかによって駆動状態か被駆動状態かを判断するようになっているが、アイドル接点がＯＮの場合でもクリープ走行等の低車速では駆動状態であるため、例えばタービン回転速度ＮＴとエンジン回転速度ＮＥとを比較することにより、駆動状態か被駆動状態かをより正確に判断するようにしても良い。すなわち、ＮＴ≦ＮＥであれば駆動状態で、ＮＴ＞ＮＥであれば被駆動状態と判断するのである。アイドル接点がＯＦＦのアクセル踏込み操作時でも、同様にして駆動状態か被駆動状態かをより正確に判断することができる。
【００４０】
ステップＳ５−１、Ｓ５−２、Ｓ５−３、Ｓ５−４は、何れも推定入力トルクＴＩＮＴを算出するステップで、具体的には、図９に示すフローチャートに従って信号処理を行う。図９のステップＲ１では、吸入空気量Ｑおよびエンジン回転速度ＮＥに基づいて、予め設定されたマップや演算式に従って推定エンジントルクＴＥを算出する。但し、被駆動状態では正確に算出できないため、エンジン１２のポンプ作用による推定エンジントルクＴＥをフューエルカットの有無などに応じて予めマップなどで設定しておく。
【００４１】
ステップＲ２では、トルクコンバータ１４の速度比ｅ（＝出力回転速度／入力回転速度）に基づいて、予め設定されたマップや演算式に従ってトルク比を算出し、上記推定エンジントルクＴＥに掛算するとともに、入力軸回転速度ＮＩＮの変化によって発生するエンジン１２等のイナーシャトルク分を加算することにより、推定タービントルクＴＴを算出する。ロックアップクラッチ２６がＯＮ（係合）の場合は、トルク比＝１．０である。
【００４２】
ステップＲ３では、シフトレバー９８がＤレンジかＲレンジかに応じて、直結クラッチ３８または反力ブレーキ４０の係合トルクＴＫを算出する。すなわち、それ等のクラッチ３８またはブレーキ４０が完全係合している場合は、ベルト式無段変速機１８への入力トルクは前記推定タービントルクＴＴであるが、Ｎ→ＤシフトまたはＮ→Ｒシフト直後の係合過渡時には、この係合トルクＴＫがベルト式無段変速機１８への入力トルクになるため、係合過渡時においても適切な挟圧力制御を行うためには係合トルクＴＫを求める必要がある。本実施例では、直結クラッチ３８、反力ブレーキ４０に何れもアキュムレータ１０４、１０６が接続されているため、それ等のアキュムレータ１０４、１０６の油圧特性に応じて予め定められたマップなどにより、Ｎ→ＤシフトまたはＮ→Ｒシフトからの経過時間などに基づいて算出される。例えば図１０は、直結クラッチ３８が係合させられるＮ→Ｄシフト時のタイムチャートの一例で、係合トルクＴＫに対応するクラッチ係合油圧はアキュムレータ１０４の油圧特性に従って上昇させられるため、Ｎ→Ｄシフト時間ｔ0 からの経過時間に基づいて係合トルクＴＫを求めることができる。
【００４３】
なお、機械的なアキュムレータ１０４、１０６を使用せず、リニアソレノイド弁などで係合油圧を直接制御する場合は、その指令値から係合トルクＴＫを算出することができる。
【００４４】
図９に戻って、ステップＲ４では、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとを比較し、ＴＴ≦ＴＫすなわちクラッチ３８またはブレーキ４０が完全係合させられている場合は、ステップＲ５で推定タービントルクＴＴを推定入力トルクＴＩＮにする一方、Ｎ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフトの直後などでＴＴ＞ＴＫの場合は、ステップＲ６で係合トルクＴＫを推定入力トルクＴＩＮにする。なお、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態では係合トルクＴＫ＝０で、推定入力トルクＴＩＮも０になる。
【００４５】
ここで、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとの比較や、推定入力トルクＴＩＮの設定に際しては、必要に応じて前後進切換装置１６を構成している遊星歯車装置のギヤ比を考慮することになる。
【００４６】
また、前記図１０の実線は、アクセル操作量θACC が略０のアクセルＯＦＦ時のもので、直結クラッチ３８は、アキュムレータ１０４のピストンが後退させられる時間ｔ1 〜ｔ2 の範囲内で完全係合させられてタービン回転速度ＮＴが０になるとともに、ベルト式無段変速機１８への入力トルクは比較的滑らかに上昇させられるため、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとの比較による推定入力トルクＴＩＮの設定が可能である。これに対し、例えば一点鎖線で示すようにＮ→Ｄシフト直後にアクセルが踏込み操作されると、エンジン回転速度ＮＥ更にはタービン回転速度ＮＴが吹き上がるため、時間ｔ1 〜ｔ2 の範囲内でクラッチ３８が完全係合できず、アキュムレータ１０４のピストンが後退端に達してクラッチ係合油圧がライン圧ＰＬまでステップ上昇させられる際に急係合させられるため、その係合時にエンジン１２のイナーシャなどで入力トルクが急増する場合がある。このため、例えばＮ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフト時間ｔ0 から所定時間内にアクセル操作量θACC が所定値以上になったか否か、或いはＮ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフト時間ｔ0 から所定時間内にエンジン回転速度ＮＥが所定値以上になったか否か、などによりアキュムレータ１０４、１０６の作動終了までにクラッチ３８やブレーキ４０が完全係合できないか否かを判断し、完全係合できないと判断した場合には、急係合による入力トルクの上昇を考慮して推定入力トルクＴＩＮを別設定することが望ましい。この場合の推定入力トルクＴＩＮは、通常よりも高い一定値が設定されても良いが、その時のライン圧などをパラメータとして設定されるようにしても良い。
【００４７】
そして、次のステップＲ７では、推定入力トルクＴＩＮを例えば図１１に示すように入力状態に応じて別々に補正する。具体的には、駆動状態および被駆動状態では、エンジンフリクショントルク、オイルポンプ駆動トルク、エアコン駆動トルク、オルタネータ駆動トルクを考慮し、駆動状態（Ｓ５−４）ではそれ等のトルクを減算する一方、被駆動状態（Ｓ５−２、Ｓ５−３）ではそれ等のトルクを加算して、最終的な推定入力トルクＴＩＮＴを算出する。すなわち、オイルポンプ２８やエアコンのコンプレッサ、オルタネータ等の補機はエンジン１２によって駆動されるため、駆動状態ではエンジン１２の出力トルクからそれ等の駆動トルクを差し引いたトルクがベルト式無段変速機１８側へ伝達されるのである。また、車軸からの逆トルクでエンジン１２が回転駆動される被駆動状態では、上記オイルポンプ２８等の補機もその逆トルクで回転駆動されることになり、その反力（回転抵抗）がベルト式無段変速機１８の負荷になる。このため、エンジン１２のトルク（ポンプ作用による回転抵抗）にそれ等のトルクを加算したトルクがベルト式無段変速機１８の入力トルクになる。なお、これ等の補正を、係合トルクＴＫと比較する前の推定タービントルクＴＴ、或いは推定エンジントルクＴＥの段階で行うようにしても良い。
【００４８】
また、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態の場合（Ｓ５−１）は、ベルト式無段変速機１８への入力トルクが略０であるため、ベルト滑りを考慮する必要性が低く、別の設定方法が可能である。例えばエンジン停止時であれば、低温時のエンジン１２の始動性を向上させるために、エンジン１２の回転負荷になるオイルポンプ２８の負荷が小さくなるように、比較的小さな推定入力トルクＴＩＮＴを設定してベルト挟圧用の油圧を低圧にすることが望ましい。また、本実施例ではエンジン１２の吸気管負圧を利用してブレーキ力を助勢するブレーキブースタ３２を備えているため、Ｎレンジでも所定のブレーキ助勢力が得られるように所定の吸気管負圧を確保することが望ましく、電気式スロットル弁３０の開き量が小さくなるように、比較的小さな推定入力トルクＴＩＮＴを設定してベルト挟圧用の油圧を低圧にすることが望ましい。すなわち、ベルト挟圧用の油圧が高いと、オイルポンプ２８を回転駆動するための負荷が大きくなるため、所定のアイドル回転速度を維持するために電気式スロットル弁３０（またはアイドル回転速度制御用バルブ）を開き制御する必要があるが、このように電気式スロットル弁３０を開いて吸入空気量を多くすると、吸気管負圧が低くなってブレーキ助勢力が低下してしまうのである。
【００４９】
図８に戻って、ステップＳ６−１、Ｓ６−２、Ｓ６−３、Ｓ６−４は、何れも上記推定入力トルクＴＩＮＴに基づいて理論必要油圧ＰＢを算出する。この理論必要油圧ＰＢは、理論必要ベルト挟圧力に対応するもので、ベルト滑りを防止できる最低必要油圧であり、入力側可変プーリ４２から出力側可変プーリ４６へ動力伝達する駆動状態の場合（Ｓ６−４）、入力側可変プーリ４２のベルト掛かり径Ｒを用いて、基本的に次式(1) に従って求めることができる。Ｋは、プーリ面積や摩擦係数などのハード諸元、オイル密度などによって定まる係数で、ベルト掛かり径Ｒは変速比γから求めることができる。図１３は、推定入力トルクＴＩＮＴ、変速比γ、および理論必要油圧ＰＢの関係を示す概略図である。なお、(1) 式は簡略式で、遠心力などを考慮して更に厳密に求めることが望ましい。
ＰＢ＝Ｋ×（ＴＩＮＴ／Ｒ） ・・・(1)
【００５０】
出力側可変プーリ４６から入力側可変プーリ４２へ動力伝達する被駆動状態の場合（Ｓ６−２、Ｓ６−３）は、入力側可変プーリ４２側のベルト挟圧力を適切に制御する必要があるため、出力側可変プーリ４６と入力側可変プーリ４２との推力比αを予め定められたマップや演算式から求め、入力側可変プーリ４２側で所定のベルト挟圧力が得られる出力側可変プーリ４６の理論必要油圧ＰＢを次式(2) に従って算出する。推力比αを求めるマップや演算式は、予め実験などにより変速比γをパラメータとして設定されており、前記マップ記憶装置１２６に記憶されている。
ＰＢ＝Ｋ×α×（ＴＩＮＴ／Ｒ） ・・・(2)
【００５１】
また、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態の場合（Ｓ６−１）は、推定入力トルクＴＩＮＴそのものが正確でないとともに、エンジン１２等のイナーシャがベルト式無段変速機１８に影響しないためベルト滑りを考慮する必要性が低く、上記(1) 式、(2) 式のどちらを用いて理論必要油圧ＰＢを算出しても良い。また、この他の演算式から理論必要油圧ＰＢを算出しても良いが、この理論必要油圧ＰＢの算出式に基づいて、所定の油圧になるように前記推定入力トルクＴＩＮＴを設定することになる。推定入力トルクＴＩＮＴを設定することなく、ステップＳ６−１で直接理論必要油圧ＰＢを設定するようにしても良い。
【００５２】
ステップＳ７−１、Ｓ７−２、Ｓ７−３、Ｓ７−４では、安全率ＳＦを例えば図１２に示すように駆動状態か被駆動状態かによって別々に算出する。安全率ＳＦは、ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに拘らずベルト滑りが生じないように、前記理論必要油圧ＰＢに掛算されるもので、１．０を基準にして所定の安全係数をそれぞれ加算して求める。具体的には、駆動状態の場合（Ｓ７−４）は、エンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 、エンジン１２のフリクショントルクのばらつきに関する安全係数ＳＦ2 、伝動ベルト４８と可変プーリ４２、４６との間の摩擦係数のばらつきと温度特性に関する安全係数ＳＦ3 、悪路や段差乗り越え時等の路面からの逆入力に関する安全係数ＳＦ4 、をそれぞれ１．０に加算して安全率ＳＦを求める。また、被駆動状態の場合（Ｓ７−２、Ｓ７−３）は、前記推力比αのばらつきに関する安全係数ＳＦ5 を加算して安全率ＳＦを算出するが、フューエルカット時にはエンジントルクの変動が無いため、上記安全係数ＳＦ1 を加算する必要はない。フューエルカットＯＦＦ時の被駆動状態の場合、すなわちステップＳ７−３では安全係数ＳＦ1 を加算すれば良い。図１２の「○」は安全率ＳＦに反映されることを意味し、「×」は安全率ＳＦに反映されないことを意味し、「△」は、場合によって反映されることを意味する。
【００５３】
上記エンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 は、（エンジントルク＋トルク変動幅）／（エンジントルク）で求められるが、ロックアップクラッチ２６のＯＮ（係合）時にはトルク変動が大きくなるため、ロックアップクラッチ２６のＯＮ、ＯＦＦで場合分けし、ＯＮ時にはＯＦＦ時よりも大きな値にすることが望ましい。エンジン部品のフェールで減筒運転を行う場合もトルク変動が大きくなるため、正常時よりも大きな値にすることが望ましい。また、トルクコンバータ１４のダンパーは、一般に２段折れ特性となっており、エンジントルクが折れ点トルクより大きいと振動が大きくなるため、エンジントルク（推定エンジントルクＴＥ）が折れ点トルクよりも大きいか否かによって場合分けすることが望ましい。但し、被駆動状態ではエンジントルクが折れ点トルクを越えることはないため考慮する必要はない。その他の安全係数ＳＦ2 〜ＳＦ5 については、必ずしも場合分けする必要はなく、予め一定値を設定すれば良いが、必要に応じて場合分けすることも可能である。
【００５４】
なお、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態（Ｓ７−１）では、ベルト滑りを考慮する必要性が低いため、ステップＳ７−１では安全率ＳＦ＝１．０にすれば良い。
【００５５】
そして、最後のステップＳ８では、ステップＳ６−１〜Ｓ６−４で求めた理論必要油圧ＰＢにステップＳ７−１〜Ｓ７−４で求めた安全率ＳＦを掛算して、必要油圧ＰＢＴを算出し、出力側可変プーリ４６の油圧ＰO が必要油圧ＰＢＴになるように、挟圧力制御回路７０のリニアソレノイド弁７４に対する励磁電流を制御する。本実施例では、挟圧力制御手段１１６および挟圧力制御回路７０を含んで挟圧力制御装置が構成されている。
【００５６】
このようなベルト式無段変速機の制御装置においては、ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに応じて設定される安全率ＳＦが駆動状態か被駆動状態かによって異なり、駆動状態ではエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 が安全率ＳＦに反映されるのに対して、被駆動状態（フューエルカットＯＮ時）ではそのエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 が安全率ＳＦに反映されないとともに、被駆動状態に特有の推力比αのばらつきに関する安全係数ＳＦ5 が安全率ＳＦに反映されるため、駆動状態か被駆動状態かによって必要油圧ＰＢＴの制御範囲が変更されて、ベルト滑りを回避しつつベルト挟圧力が適切に制御されるようになり、エネルギー損失を低減して燃費を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施例では駆動状態、被駆動状態だけでなく、ベルト滑りを考慮する必要性が低い遮断状態か否かを判断して、遮断状態の場合は必要油圧ＰＢＴを別個に設定して油圧ＰO を低圧に調圧するようになっているため、エンジン負荷が低減されて低温時のエンジン始動性が向上するとともに、Ｎレンジでもブレーキブースタ３２によりブレーキ助勢力が好適に得られるようになる。
【００５８】
また、本実施例ではフューエルカットの有無で被駆動状態が場合分けされており、フューエルカット時にはエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 を加算することなく安全率ＳＦが算出されるため、その分だけ必要油圧ＰＢＴの値が低くなってエネルギー損失が低減される。
【００５９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両用駆動装置の骨子図である。
【図２】図１の車両用駆動装置におけるベルト式無段変速機の制御系統を説明するブロック線図である。
【図３】図２の変速制御回路の具体例を示す回路図である。
【図４】図２の挟圧力制御回路の具体例を示す回路図である。
【図５】図１の前後進切換装置のクラッチおよびブレーキを係合、開放する油圧回路の一例を示す図である。
【図６】図２のＣＶＴコントローラが備えている機能を説明するブロック線図である。
【図７】図６の変速制御手段によって行われる変速制御において目標回転速度ＮＩＮＴを求める際に用いられる変速マップの一例を示す図である。
【図８】図６の入力状態判断手段および挟圧力制御手段によって行われるベルト挟圧力制御を具体的に説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ５−１〜Ｓ５−４で推定入力トルクＴＩＮＴを算出する際の信号処理を具体的に説明するフローチャートである。
【図１０】Ｎ→Ｄシフトの際に係合させられる直結クラッチの係合油圧やタービン回転速度、入力トルクの変化を、アクセルＯＦＦ時とアクセルが踏込み操作された場合とを比較して示すタイムチャートである。
【図１１】図９のステップＲ７で行われる推定入力トルクの補正の具体的内容を説明する図である。
【図１２】図８のステップＳ７−１〜Ｓ７−４で算出される安全率ＳＦの具体的内容を説明する図である。
【図１３】図８のステップＳ６−１〜Ｓ６−４で算出される理論必要油圧ＰＢと、推定入力トルクＴＩＮＴおよび変速比γとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０：車両用駆動装置 １２：エンジン（動力源、内燃機関） １８：ベルト式無段変速機 ３８：直結クラッチ（断続装置） ４０：反力ブレーキ（断続装置） ４２：入力側可変プーリ ４６：出力側可変プーリ ８０：ＣＶＴコントローラ １１４：入力状態判断手段 １１６：挟圧力制御手段 ＰＢ：理論必要油圧（理論必要ベルト挟圧力） ＳＦ：安全率
【発明の属する技術分野】
本発明はベルト式無段変速機の制御装置に係り、特に、ベルト滑りが生じない範囲でベルト挟圧力をできるだけ低くしてエネルギー損失を低減する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 溝幅が可変の一対のプーリと、その一対のプーリに巻き掛けられて摩擦力により動力伝達を行う伝動ベルトと、を有して動力伝達経路に配設され、動力源側の入力軸回転速度と反対側の出力軸回転速度との変速比（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を連続的に変化させることができるベルト式無段変速機が、車両用駆動装置などに使用されている。そして、このようなベルト式無段変速機は、(b) 前記プーリの溝幅を変化させて前記ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速制御装置、および(c) 前記プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を制御する挟圧力制御装置、によって変速比やベルト挟圧力が制御されるようになっているのが普通である。特開平５−１４１５１５号公報に記載の車両はその一例で、油圧により変速比やベルト挟圧力が制御されるようになっているとともに、変速比が変化する変速過渡時には、所定の安全率を確保できるように変速比が略一定の平衡状態の時よりもベルト挟圧力（ライン圧）を高くすることにより、ベルト滑りを回避しつつ平衡状態の時のベルト挟圧力を低くして燃費等のエネルギー損失を低減するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の制御装置においては、動力源側から駆動する駆動状態と動力源側が回転駆動される被駆動状態とを区別することなくベルト挟圧力の制御が行われていたため、ベルト挟圧力を低くしてエネルギー損失を更に低減する上で必ずしも十分に満足できなかった。すなわち、一般に一対のプーリの一方の油圧制御でベルト挟圧力を制御し、他方のプーリの油圧制御で変速比を制御しているため、動力伝達の方向が反対になると、ベルト挟圧力を制御するプーリの駆動、被駆動が反対になってベルト挟圧に必要な油圧も変化するのであるが、従来は何れの場合でもベルト滑りが生じないようにベルト挟圧力すなわち油圧が設定されていたため、場合によりベルト挟圧力が過大になってエネルギー損失を生じる可能性があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、駆動状態か被駆動状態かによってベルト挟圧力の制御を場合分けすることにより、ベルト滑りを回避しつつベルト挟圧力をより適切に制御してエネルギー損失を更に低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、溝幅が可変の一対のプーリと、その一対のプーリに巻き掛けられて摩擦力により動力伝達を行う伝動ベルトと、を有して動力伝達経路に配設され、動力源側の入力軸回転速度と反対側の出力軸回転速度との変速比を連続的に変化させることができるとともに、前記プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を制御できるベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記動力源側から駆動する駆動状態か、その動力源側が回転駆動される被駆動状態か、を判断する入力状態判断手段と、(b) ベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力に所定の安全率を考慮して前記ベルト挟圧力を制御するとともに、前記駆動状態か被駆動状態かによって異なる安全率を用いることによりそのベルト挟圧力の制御範囲を変更する挟圧力制御手段と、を有し、且つ、(c) 前記挟圧力制御手段は、前記駆動状態では前記動力源のトルク変動を前記安全率に反映させるが、前記被駆動状態ではその動力源のトルク変動を前記安全率に反映させない一方、その被駆動状態の場合には、予め定められた推力比を用いて前記理論必要ベルト挟圧力を算出するとともに、その推力比のばらつきを前記安全率に反映させることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明のベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記動力伝達経路の動力伝達を遮断できる断続装置を有し、(b) 前記入力状態判断手段は、前記断続装置が遮断状態か否かについても判断するようになっており、(c) 前記挟圧力制御手段は、前記遮断状態か否かによって前記ベルト挟圧力の制御範囲を変更するようになっていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明のベルト式無段変速機の制御装置において、(a) 前記ベルト式無段変速機は車両用駆動装置に用いられているもので、(b) 前記動力源は燃料の燃焼によって駆動力を発生する内燃機関で、(c) 前記入力状態判断手段は、車両走行中に前記内燃機関に対する燃料の供給を停止するフューエルカット時には前記被駆動状態と判断するものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このようなベルト式無段変速機の制御装置においては、ベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力に所定の安全率を考慮してベルト挟圧力を制御するとともに、駆動状態か被駆動状態かによって異なる安全率を用いることによりそのベルト挟圧力の制御範囲を変更するようになっており、駆動状態では動力源のトルク変動を安全率に反映させるが、被駆動状態ではトルク変動を安全率に反映させない一方、その被駆動状態の場合には、予め定められた推力比を用いて理論必要ベルト挟圧力を算出するとともに、その推力比のばらつきを前記安全率に反映させるため、ベルト挟圧力を適切に制御してベルト滑りを回避しつつエネルギー損失を低減できる。
【００１１】
第２発明では、動力伝達経路の動力伝達が遮断される遮断状態か否かを判断し、遮断状態か否かによってベルト挟圧力の制御範囲が変更されるため、例えばベルト式無段変速機の負荷が小さくてベルト滑りを考慮する必要性が低い遮断状態の場合には、動力源の負荷ができるだけ小さくなるようにベルト挟圧力を設定するなど、ベルト式無段変速機とは別の要求に応じて適切に制御することができる。
【００１２】
車両用駆動装置に用いられる第３発明では、車両走行中に内燃機関に対する燃料の供給を停止するフューエルカット時には被駆動状態と判断されるが、このようなフューエルカット時には内燃機関のトルク変動が無いため、燃料が供給されて駆動力を発生している駆動状態に比較してトルク変動を考慮する必要がなく、その分だけベルト挟圧力を低くしてエネルギー損失を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、車両用駆動装置に用いられたベルト式無段変速機の制御装置に好適に適用され、ベルト式無段変速機は走行用の動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に配設されるが、車両以外のベルト式無段変速機の制御装置にも適用され得る。走行用の動力源としては、燃料の燃焼によって駆動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、或いは電気エネルギーで作動する電動モータなど、種々の動力源を採用できる。内燃機関および電動モータの両方を走行用の動力源として備えていても良い。
【００１４】
ベルト式無段変速機の変速制御やベルト挟圧力の制御は、例えば油圧シリンダなどの油圧制御で行うように構成され、変速比を制御する変速制御装置およびベルト挟圧力を制御する挟圧力制御装置は、油圧を制御する電磁開閉弁やリニアソレノイド弁などを含んで構成される。変速制御は、一対のプーリの何れか一方の油圧制御によって行われ、挟圧力制御は他方のプーリの油圧制御によって行われるが、一般に変速制御は動力源側に位置する入力側可変プーリが用いられ、ベルト挟圧力の制御は駆動輪側に位置する出力側可変プーリが用いられる。その場合に、被駆動状態では入力側可変プーリの油圧がベルト挟圧に必要な油圧になるように出力側可変プーリの油圧を制御する必要があるため、予め定められた推力比を用いて出力側可変プーリの油圧制御を行うが、推力比を高い精度で設定することは困難であるため、推力比のばらつきを考慮した安全率を用いる。
【００１５】
変速制御装置は、例えば変速条件に従って目標変速比を求めて実際の変速比が目標変速比になるように制御したり、車速や出力軸回転速度などに応じて入力側の目標回転速度を求め、実際の入力軸回転速度が目標回転速度になるようにフィードバック制御したりするなど、種々の態様を採用できる。入力側の目標回転速度は目標変速比に対応し、必ずしも目標変速比そのものを求める必要はない。
【００１６】
上記変速条件は、例えばアクセル操作量などの運転者の出力要求量および車速（出力軸回転速度に対応）などの運転状態をパラメータとするマップや演算式などによって設定される。なお、常に自動的に変速比が制御される必要はなく、所定車速以上の走行中など一定の条件下で運転者が手動操作で任意に変速比を変更できるようになっていても良い。
【００１７】
挟圧力制御装置は挟圧力制御手段を含むもので、挟圧力制御手段は、例えば(a) ベルト式無段変速機に入力される推定入力トルクを算出する推定入力トルク算出手段と、(b) その推定入力トルクに基づいてベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力を算出する理論挟圧力算出手段と、(c) ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに応じて安全率を算出する安全率算出手段と、(d) 理論必要ベルト挟圧力を基準にして安全率を加味して最終の必要ベルト挟圧力を算出する必要ベルト挟圧力算出手段と、を有して構成される。油圧制御でベルト挟圧力を制御する場合、上記理論挟圧力算出手段は、例えば理論必要油圧を算出する理論必要油圧算出手段にて構成され、必要ベルト挟圧力算出手段は、例えば必要油圧を算出する必要油圧算出手段にて構成される。
【００１８】
上記推定入力トルク算出手段、理論挟圧力算出手段、および安全率算出手段は、必要に応じて駆動状態か被駆動状態かによって異なる演算処理を行うように構成される。例えば、推定入力トルク算出手段は、駆動状態では動力源フリクショントルクやオイルポンプ駆動トルク、エアコン駆動トルク、オルタネータ駆動トルクなどを減算する一方、被駆動状態ではそれ等のトルクを加算する。理論挟圧力算出手段は、例えば駆動状態で被駆動側のプーリの油圧でベルト挟圧力を制御する場合、被駆動状態では前記推力比を考慮して理論必要ベルト挟圧力（理論必要油圧）を算出する。安全率算出手段は、駆動状態では動力源のトルク変動を安全率に反映させるが、被駆動状態ではそのトルク変動を安全率に反映させる必要はなく、被駆動状態では推力比のばらつきを安全率に反映させるが、推力比が必要ない駆動状態ではそのばらつきを安全率に反映させる必要はない。
【００１９】
上記安全率の算出に際しては、動力源トルクの変動、動力源フリクショントルクのばらつき、伝動ベルトとプーリとの間の摩擦係数のばらつきや温度特性、悪路や段差乗り越え時等の路面からの逆入力、などを反映させて求めることが望ましい。前記必要ベルト挟圧力算出手段は、例えば理論必要ベルト挟圧力と安全率とを掛算して最終の必要ベルト挟圧力（必要油圧など）を算出するように構成され、その場合の安全率は、１．０を基準にして上記各ファクターによる安全係数をそれぞれ加算したり、ファジー推論などを用いて算出したりすれば良い。
【００２０】
本発明の実施に際しては、例えばベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきなどによる安全値を駆動状態か被駆動状態かに応じて算出し、その安全値を上記理論必要ベルト挟圧力に加算するようにしても良い。このように安全値を加算する場合も、安全率を考慮してベルト挟圧力を決定する本発明の一実施態様と見做すことができる。
【００２１】
入力状態判断手段は、第３発明のようにフューエルカット時を被駆動状態と判断する他、アイドル接点がＯＮなどのアクセルＯＦＦ時を被駆動状態と判断したり、トルクコンバータのタービン回転速度が動力源回転速度より高い場合を被駆動状態と判断したりするなど、種々の態様を採用できる。また、断続装置が遮断状態か否かは、断続装置の係合状態（油圧など）やシフトレバーの操作位置（シフトポジション）などから判断できる。
【００２２】
第２発明の断続装置は、例えば動力源とベルト式無段変速機との間に配設されるが、ベルト式無段変速機よりも下流側、例えば駆動輪との間などに配設されていても良い。また、この断続装置は、直結クラッチや反力を受ける反力ブレーキなどで、油圧式摩擦係合装置が好適に用いられる。
【００２３】
断続装置が遮断状態の場合は、ベルト式無段変速機の伝達トルクが略０になり、内燃機関（動力源）などのイナーシャがベルト式無段変速機に作用しないため伝動ベルトの滑りを考慮する必要性が低く、例えば内燃機関によって回転駆動されるオイルポンプによってベルト挟圧用の油圧が発生させられる場合、低温時の内燃機関の始動性を向上させるためにベルト挟圧力（油圧）を低圧に設定することが望ましい。また、内燃機関の吸気管負圧を利用してブレーキ力を助勢するブレーキブースタを備えている場合には、所定の負圧を確保するためにスロットル弁の開き量を小さくする、言い換えれば内燃機関の負荷を小さくすることが望ましく、ベルト挟圧力（油圧）を低圧に設定することが望ましい。
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用駆動装置１０の骨子図である。この車両用駆動装置１０は横置き型で、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に採用されるものであり、走行用の動力源として用いられる内燃機関としてエンジン１２を備えている。エンジン１２の出力は、トルクコンバータ１４から前後進切換装置１６、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）１８、減速歯車２０を介して差動歯車装置２２に伝達され、左右の駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ分配される。
【００２５】
エンジン１２は、吸入空気量を電気的に調整する電気式スロットル弁３０を備えており、運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACC などに応じてエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１１０（図２参照）により電気式スロットル弁３０の開閉制御や燃料噴射制御等のエンジン出力制御が行われることにより、エンジン１２の出力が増減制御される。また、エンジン１２の吸気管３１にはブレーキブースタ３２が接続され、吸気管３１内の負圧によってブレーキペダル３３の踏込み操作力（ブレーキ力）を助勢するようになっている。
【００２６】
トルクコンバータ１４は、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐ、およびタービン軸３４を介して前後進切換装置１６に連結されたタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車１４ｐおよびタービン翼車１４ｔの間にはロックアップクラッチ２６が設けられ、それ等を一体的に連結して一体回転させることができるようになっている。上記ポンプ翼車１４ｐには、ベルト式無段変速機１８を変速制御したりベルト挟圧力を発生させたり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ２８が設けられている。
【００２７】
前後進切換装置１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、トルクコンバータ１４のタービン軸３４はサンギヤ１６ｓに連結され、ベルト式無段変速機１８の入力軸３６はキャリア１６ｃに連結されている。そして、キャリア１６ｃとサンギヤ１６ｓとの間に配設された直結クラッチ３８が係合させられると、前後進切換装置１６は一体回転させられてタービン軸３４が入力軸３６に直結され、前進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。リングギヤ１６ｒとハウジングとの間に配設された反力ブレーキ４０が係合させられるとともに上記直結クラッチ３８が開放されると、入力軸３６はタービン軸３４に対して逆回転させられ、後進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。また、直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放されると、エンジン１２とベルト式無段変速機１８との間の動力伝達が遮断される。直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０は何れも油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２とベルト式無段変速機１８との間の動力伝達を遮断できる断続装置に相当する。
【００２８】
ベルト式無段変速機１８は、上記入力軸３６に設けられたＶ溝幅が可変の入力側可変プーリ４２と、出力軸４４に設けられたＶ溝幅が可変の出力側可変プーリ４６と、それ等の可変プーリ４２、４６に巻き掛けられた伝動ベルト４８とを備えており、可変プーリ４２、４６と伝動ベルト４８との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。可変プーリ４２、４６は、Ｖ溝幅を変更する油圧シリンダを備えて構成されており、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダの油圧が変速制御回路５０（図２参照）によって制御されることにより、両可変プーリ４２、４６のＶ溝幅が変化して伝動ベルト４８の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が連続的に変化させられる。
【００２９】
図３は、上記変速制御回路５０の一例で、変速比γを小さくするアップシフト用の電磁開閉弁５２および流量制御弁５４と、変速比γを大きくするダウンシフト用の電磁開閉弁５６および流量制御弁５８とを備えている。そして、アップシフト用の電磁開閉弁５２がＣＶＴコントローラ８０（図２参照）によりデューティ制御されると、モジュレータ圧ＰＭを減圧した所定の制御圧ＰVUが流量制御弁５４に出力され、その制御圧ＰVUに対応して調圧されたライン圧ＰＬが供給路６０から入力側可変プーリ４２の油圧シリンダに供給されることにより、そのＶ溝幅が狭くなって変速比γが小さくなる。また、ダウンシフト用の電磁開閉弁５６がＣＶＴコントローラ８０によりデューティ制御されると、モジュレータ圧ＰＭを減圧した所定の制御圧ＰVDが流量制御弁５８に出力され、その制御圧ＰVDに対応してドレーンポート５８ｄが開かれることにより、入力側可変プーリ４２内の作動油が排出路６２から所定の流量でドレーンされてＶ溝幅が広くなり、変速比γが大きくなる。なお、変速比γが略一定で入力側可変プーリ４２に対する作動油の供給が必要ない場合でも、油漏れによる変速比変化を防止するため、流量制御弁５４は所定の流通断面積でライン油路６４と供給路６０とを連通させ、所定の油圧を作用させるようになっている。
【００３０】
また、出力側可変プーリ４６の油圧シリンダの油圧は、伝動ベルト４８が滑りを生じないように、挟圧力制御回路７０（図２参照）により調圧制御される。図４は、挟圧力制御回路７０の一例で、前記オイルポンプ２８によりオイルタンク７２から汲み上げられた作動油は、リニアソレノイド弁７４に供給されるとともに、挟圧力制御弁７６を経て出力側可変プーリ４６の油圧シリンダに供給される。リニアソレノイド弁７４は、ＣＶＴコントローラ８０によって励磁電流が連続的に制御されることにより、オイルポンプ２８から供給された作動油の油圧を連続的に調圧して、制御圧ＰS を挟圧力制御弁７６に出力するもので、挟圧力制御弁７６から出力側可変プーリ４６の油圧シリンダに供給される作動油の油圧ＰO は、制御圧ＰS が高くなるに従って上昇させられ、それに伴ってベルト挟圧力すなわち可変プーリ４２、４６と伝動ベルト４８との間の摩擦力が増大させられる。
【００３１】
リニアソレノイド弁７４にはまた、カットバック弁７８のＯＮ時に制御圧ＰS がフィードバック室７４ａに供給される一方、カットバック弁７８のＯＦＦ時には、その制御圧ＰS の供給が遮断されてフィードバック室７４ａが大気に開放されるようになっており、カットバック弁７８のＯＮ時にはＯＦＦ時よりも制御圧ＰS 、更には油圧ＰO の特性が低圧側へ切り換えられる。カットバック弁７８は、前記トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２６のＯＮ（係合）時に、図示しない電磁弁から信号圧ＰONが供給されることによりＯＮに切り換えられるようになっている。
【００３２】
図２のＣＶＴコントローラ８０はマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、上記ベルト式無段変速機１８の変速制御や挟圧力制御を行うもので、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８４、エンジン回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、入力軸回転速度センサ９０、タービン回転速度センサ９２、油温センサ９４、油圧センサ９６などから、それぞれシフトレバー９８（図５参照）のシフトポジションＳＦＴＰ、アクセルペダルの操作量θACC 、エンジン回転速度ＮＥ、出力軸回転速度ＮＯＵＴ（車速Ｖに対応）、入力軸回転速度ＮＩＮ、タービン回転速度ＮＴ、ベルト式無段変速機１８の油圧回路の油温ＴO 、出力側可変プーリ４６の油圧ＰO などを表す信号が供給されるようになっている。
【００３３】
シフトレバー９８は運転者によって選択操作されるもので、シフトポジションＳＦＴＰとして前進走行用のＤレンジ、後進走行用のＲレンジ、動力伝達を遮断するＮレンジ、駐車用のＰレンジを備えている。そして、そのシフトレバー９８には図５に示すマニュアルシフトバルブ１００がケーブル等を介して接続されており、そのマニュアルシフトバルブ１００により油路が切り換えられることにより、Ｄレンジでは前記前後進切換装置１６の反力ブレーキ４０が開放されるとともに直結クラッチ３８が係合させられ、Ｒレンジでは直結クラッチ３８が開放されるとともに反力ブレーキ４０が係合させられ、ＮレンジおよびＰレンジでは直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放される。反力ブレーキ４０には、マニュアルシフトバルブ１００からリバースコントロールバルブ１０２を経て作動油が供給されるようになっており、リバースコントロールバルブ１０２は、シフトレバー９８がＲレンジへ操作され時だけ信号圧ＰR の供給が停止されてＯＮ状態になり、反力ブレーキ４０への作動油の供給が許容されるようになっている。また、直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０には、それぞれアキュムレータ１０４、１０６が接続され、Ｎ→ＤシフトやＮ→Ｒシフトでそれ等のクラッチ３８やブレーキ４０が係合させられて駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ駆動力が伝達される際のシフトショックが軽減されるようになっている。なお、Ｐレンジでは、図示しないメカニカルパーキングロック機構により駆動輪２４Ｒ、２４Ｌの回転が機械的に阻止されるようになっている。
【００３４】
前記ＣＶＴコントローラ８０にはまたエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）１１０が接続され、ベルト式無段変速機１８の変速制御やベルト挟圧力の制御に必要な各種の情報、例えばエンジン１２の吸入空気量Ｑ、エンジン水温ＴＨＷ、オルタネータの電気負荷ＥＬＳ、アクセルＯＦＦのコースト走行時にエンジン１２に対する燃料供給を停止するフューエルカットの有無、減筒運転の有無、エアコンのＯＮ・ＯＦＦ、ロックアップクラッチ２６のＯＮ・ＯＦＦ、などに関する信号が供給されるようになっている。
【００３５】
また、ＣＶＴコントローラ８０は、図６に示すように機能的に変速制御手段１１２、入力状態判断手段１１４、挟圧力制御手段１１６を備えており、挟圧力制御手段１１６は更に推定入力トルク算出手段１１８、理論必要油圧算出手段１２０、安全率算出手段１２２、必要油圧算出手段１２４を備えている。
【００３６】
変速制御手段１１２は、図７に示すように運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACC および車速Ｖ（出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応）をパラメータとして予め定められた変速マップから入力側の目標回転速度ＮＩＮＴを算出し、実際の入力軸回転速度ＮＩＮが目標回転速度ＮＩＮＴと一致するように、それ等の偏差に応じてベルト式無段変速機１８の変速制御、具体的には変速制御回路５０の電磁開閉弁５２、５６をフィードバック制御して、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダに対する作動油の供給、排出を制御する。図７のマップは変速条件に相当するもので、車速Ｖが小さくアクセル操作量θACC が大きい程大きな変速比γになる目標回転速度ＮＩＮＴが設定されるようになっている。また、車速Ｖは出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応するため、入力軸回転速度ＮＩＮの目標値である目標回転速度ＮＩＮＴは目標変速比に対応し、ベルト式無段変速機１８の最小変速比γmin と最大変速比γmax の範囲内で定められている。上記変速マップは、ＣＶＴコントローラ８０のマップ記憶装置（ＲＯＭなど）１２６に予め記憶されている。この変速制御手段１１２および変速制御回路５０を含んで変速制御装置が構成されている。
【００３７】
入力状態判断手段１１４および挟圧力制御手段１１６は、エンジン１２側から駆動輪２４Ｌ、２４Ｒ側へ動力が伝達される駆動状態か、駆動輪２４Ｌ、２４Ｒ側からエンジン１２側へ動力が伝達される被駆動状態（エンジンブレーキ状態）か、断続装置としての直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放されている遮断状態か、に場合分けしてベルト挟圧力すなわち出力側可変プーリ４６の油圧ＰO を制御するためのもので、具体的には図８のフローチャートに従って信号処理を行う。図８のフローチャートは所定のサイクルタイムで繰り返し実行されるもので、ステップＳ２〜Ｓ４は入力状態判断手段１１４によって実行され、ステップＳ５−１〜Ｓ５−４は挟圧力制御手段１１６の推定入力トルク算出手段１１８によって実行され、ステップＳ６−１〜Ｓ６−４は挟圧力制御手段１１６の理論必要油圧算出手段１２０によって実行され、ステップＳ７−１〜Ｓ７−４は挟圧力制御手段１１６の安全率算出手段１２２によって実行され、ステップＳ８は挟圧力制御手段１１６の必要油圧算出手段１２４によって実行される。
【００３８】
図８のステップＳ１では、ベルト挟圧力の制御に必要な各種の信号を読み込み、ステップＳ２では、シフトポジションＳＦＴＰがＮまたはＰレンジか否か、言い換えれば直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に開放された遮断状態か否かを判断する。そして、ＮまたはＰレンジの場合はステップＳ５−１以下を実行することにより、遮断状態の挟圧力制御を行う一方、ＮまたはＰレンジでない場合はステップＳ３でアイドル接点がＯＮか否かを判断する。アイドル接点は前記アクセル操作量センサ８４に内蔵されていて、アクセル操作量θACC が略０のアクセルＯＦＦ時にＯＮになるもので、アイドル接点がＯＦＦの場合は通常は駆動状態であり、ステップＳ５−４以下を実行して駆動状態の挟圧力制御を行う。また、アイドル接点がＯＮの場合は通常は被駆動状態であるが、更にステップＳ４でフューエルカットの有無を判断し、フューエルカット時にはステップＳ５−２以下を実行してフューエルカットＯＮ被駆動状態の挟圧力制御を行う一方、フューエルカットが実施されていない場合は、ステップＳ５−３以下を実行してフューエルカットＯＦＦ被駆動状態の挟圧力制御を行う。
【００３９】
本実施例では、アイドル接点がＯＮかＯＦＦかによって駆動状態か被駆動状態かを判断するようになっているが、アイドル接点がＯＮの場合でもクリープ走行等の低車速では駆動状態であるため、例えばタービン回転速度ＮＴとエンジン回転速度ＮＥとを比較することにより、駆動状態か被駆動状態かをより正確に判断するようにしても良い。すなわち、ＮＴ≦ＮＥであれば駆動状態で、ＮＴ＞ＮＥであれば被駆動状態と判断するのである。アイドル接点がＯＦＦのアクセル踏込み操作時でも、同様にして駆動状態か被駆動状態かをより正確に判断することができる。
【００４０】
ステップＳ５−１、Ｓ５−２、Ｓ５−３、Ｓ５−４は、何れも推定入力トルクＴＩＮＴを算出するステップで、具体的には、図９に示すフローチャートに従って信号処理を行う。図９のステップＲ１では、吸入空気量Ｑおよびエンジン回転速度ＮＥに基づいて、予め設定されたマップや演算式に従って推定エンジントルクＴＥを算出する。但し、被駆動状態では正確に算出できないため、エンジン１２のポンプ作用による推定エンジントルクＴＥをフューエルカットの有無などに応じて予めマップなどで設定しておく。
【００４１】
ステップＲ２では、トルクコンバータ１４の速度比ｅ（＝出力回転速度／入力回転速度）に基づいて、予め設定されたマップや演算式に従ってトルク比を算出し、上記推定エンジントルクＴＥに掛算するとともに、入力軸回転速度ＮＩＮの変化によって発生するエンジン１２等のイナーシャトルク分を加算することにより、推定タービントルクＴＴを算出する。ロックアップクラッチ２６がＯＮ（係合）の場合は、トルク比＝１．０である。
【００４２】
ステップＲ３では、シフトレバー９８がＤレンジかＲレンジかに応じて、直結クラッチ３８または反力ブレーキ４０の係合トルクＴＫを算出する。すなわち、それ等のクラッチ３８またはブレーキ４０が完全係合している場合は、ベルト式無段変速機１８への入力トルクは前記推定タービントルクＴＴであるが、Ｎ→ＤシフトまたはＮ→Ｒシフト直後の係合過渡時には、この係合トルクＴＫがベルト式無段変速機１８への入力トルクになるため、係合過渡時においても適切な挟圧力制御を行うためには係合トルクＴＫを求める必要がある。本実施例では、直結クラッチ３８、反力ブレーキ４０に何れもアキュムレータ１０４、１０６が接続されているため、それ等のアキュムレータ１０４、１０６の油圧特性に応じて予め定められたマップなどにより、Ｎ→ＤシフトまたはＮ→Ｒシフトからの経過時間などに基づいて算出される。例えば図１０は、直結クラッチ３８が係合させられるＮ→Ｄシフト時のタイムチャートの一例で、係合トルクＴＫに対応するクラッチ係合油圧はアキュムレータ１０４の油圧特性に従って上昇させられるため、Ｎ→Ｄシフト時間ｔ0 からの経過時間に基づいて係合トルクＴＫを求めることができる。
【００４３】
なお、機械的なアキュムレータ１０４、１０６を使用せず、リニアソレノイド弁などで係合油圧を直接制御する場合は、その指令値から係合トルクＴＫを算出することができる。
【００４４】
図９に戻って、ステップＲ４では、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとを比較し、ＴＴ≦ＴＫすなわちクラッチ３８またはブレーキ４０が完全係合させられている場合は、ステップＲ５で推定タービントルクＴＴを推定入力トルクＴＩＮにする一方、Ｎ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフトの直後などでＴＴ＞ＴＫの場合は、ステップＲ６で係合トルクＴＫを推定入力トルクＴＩＮにする。なお、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態では係合トルクＴＫ＝０で、推定入力トルクＴＩＮも０になる。
【００４５】
ここで、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとの比較や、推定入力トルクＴＩＮの設定に際しては、必要に応じて前後進切換装置１６を構成している遊星歯車装置のギヤ比を考慮することになる。
【００４６】
また、前記図１０の実線は、アクセル操作量θACC が略０のアクセルＯＦＦ時のもので、直結クラッチ３８は、アキュムレータ１０４のピストンが後退させられる時間ｔ1 〜ｔ2 の範囲内で完全係合させられてタービン回転速度ＮＴが０になるとともに、ベルト式無段変速機１８への入力トルクは比較的滑らかに上昇させられるため、上記推定タービントルクＴＴと係合トルクＴＫとの比較による推定入力トルクＴＩＮの設定が可能である。これに対し、例えば一点鎖線で示すようにＮ→Ｄシフト直後にアクセルが踏込み操作されると、エンジン回転速度ＮＥ更にはタービン回転速度ＮＴが吹き上がるため、時間ｔ1 〜ｔ2 の範囲内でクラッチ３８が完全係合できず、アキュムレータ１０４のピストンが後退端に達してクラッチ係合油圧がライン圧ＰＬまでステップ上昇させられる際に急係合させられるため、その係合時にエンジン１２のイナーシャなどで入力トルクが急増する場合がある。このため、例えばＮ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフト時間ｔ0 から所定時間内にアクセル操作量θACC が所定値以上になったか否か、或いはＮ→Ｄ（またはＮ→Ｒ）シフト時間ｔ0 から所定時間内にエンジン回転速度ＮＥが所定値以上になったか否か、などによりアキュムレータ１０４、１０６の作動終了までにクラッチ３８やブレーキ４０が完全係合できないか否かを判断し、完全係合できないと判断した場合には、急係合による入力トルクの上昇を考慮して推定入力トルクＴＩＮを別設定することが望ましい。この場合の推定入力トルクＴＩＮは、通常よりも高い一定値が設定されても良いが、その時のライン圧などをパラメータとして設定されるようにしても良い。
【００４７】
そして、次のステップＲ７では、推定入力トルクＴＩＮを例えば図１１に示すように入力状態に応じて別々に補正する。具体的には、駆動状態および被駆動状態では、エンジンフリクショントルク、オイルポンプ駆動トルク、エアコン駆動トルク、オルタネータ駆動トルクを考慮し、駆動状態（Ｓ５−４）ではそれ等のトルクを減算する一方、被駆動状態（Ｓ５−２、Ｓ５−３）ではそれ等のトルクを加算して、最終的な推定入力トルクＴＩＮＴを算出する。すなわち、オイルポンプ２８やエアコンのコンプレッサ、オルタネータ等の補機はエンジン１２によって駆動されるため、駆動状態ではエンジン１２の出力トルクからそれ等の駆動トルクを差し引いたトルクがベルト式無段変速機１８側へ伝達されるのである。また、車軸からの逆トルクでエンジン１２が回転駆動される被駆動状態では、上記オイルポンプ２８等の補機もその逆トルクで回転駆動されることになり、その反力（回転抵抗）がベルト式無段変速機１８の負荷になる。このため、エンジン１２のトルク（ポンプ作用による回転抵抗）にそれ等のトルクを加算したトルクがベルト式無段変速機１８の入力トルクになる。なお、これ等の補正を、係合トルクＴＫと比較する前の推定タービントルクＴＴ、或いは推定エンジントルクＴＥの段階で行うようにしても良い。
【００４８】
また、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態の場合（Ｓ５−１）は、ベルト式無段変速機１８への入力トルクが略０であるため、ベルト滑りを考慮する必要性が低く、別の設定方法が可能である。例えばエンジン停止時であれば、低温時のエンジン１２の始動性を向上させるために、エンジン１２の回転負荷になるオイルポンプ２８の負荷が小さくなるように、比較的小さな推定入力トルクＴＩＮＴを設定してベルト挟圧用の油圧を低圧にすることが望ましい。また、本実施例ではエンジン１２の吸気管負圧を利用してブレーキ力を助勢するブレーキブースタ３２を備えているため、Ｎレンジでも所定のブレーキ助勢力が得られるように所定の吸気管負圧を確保することが望ましく、電気式スロットル弁３０の開き量が小さくなるように、比較的小さな推定入力トルクＴＩＮＴを設定してベルト挟圧用の油圧を低圧にすることが望ましい。すなわち、ベルト挟圧用の油圧が高いと、オイルポンプ２８を回転駆動するための負荷が大きくなるため、所定のアイドル回転速度を維持するために電気式スロットル弁３０（またはアイドル回転速度制御用バルブ）を開き制御する必要があるが、このように電気式スロットル弁３０を開いて吸入空気量を多くすると、吸気管負圧が低くなってブレーキ助勢力が低下してしまうのである。
【００４９】
図８に戻って、ステップＳ６−１、Ｓ６−２、Ｓ６−３、Ｓ６−４は、何れも上記推定入力トルクＴＩＮＴに基づいて理論必要油圧ＰＢを算出する。この理論必要油圧ＰＢは、理論必要ベルト挟圧力に対応するもので、ベルト滑りを防止できる最低必要油圧であり、入力側可変プーリ４２から出力側可変プーリ４６へ動力伝達する駆動状態の場合（Ｓ６−４）、入力側可変プーリ４２のベルト掛かり径Ｒを用いて、基本的に次式(1) に従って求めることができる。Ｋは、プーリ面積や摩擦係数などのハード諸元、オイル密度などによって定まる係数で、ベルト掛かり径Ｒは変速比γから求めることができる。図１３は、推定入力トルクＴＩＮＴ、変速比γ、および理論必要油圧ＰＢの関係を示す概略図である。なお、(1) 式は簡略式で、遠心力などを考慮して更に厳密に求めることが望ましい。
ＰＢ＝Ｋ×（ＴＩＮＴ／Ｒ） ・・・(1)
【００５０】
出力側可変プーリ４６から入力側可変プーリ４２へ動力伝達する被駆動状態の場合（Ｓ６−２、Ｓ６−３）は、入力側可変プーリ４２側のベルト挟圧力を適切に制御する必要があるため、出力側可変プーリ４６と入力側可変プーリ４２との推力比αを予め定められたマップや演算式から求め、入力側可変プーリ４２側で所定のベルト挟圧力が得られる出力側可変プーリ４６の理論必要油圧ＰＢを次式(2) に従って算出する。推力比αを求めるマップや演算式は、予め実験などにより変速比γをパラメータとして設定されており、前記マップ記憶装置１２６に記憶されている。
ＰＢ＝Ｋ×α×（ＴＩＮＴ／Ｒ） ・・・(2)
【００５１】
また、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態の場合（Ｓ６−１）は、推定入力トルクＴＩＮＴそのものが正確でないとともに、エンジン１２等のイナーシャがベルト式無段変速機１８に影響しないためベルト滑りを考慮する必要性が低く、上記(1) 式、(2) 式のどちらを用いて理論必要油圧ＰＢを算出しても良い。また、この他の演算式から理論必要油圧ＰＢを算出しても良いが、この理論必要油圧ＰＢの算出式に基づいて、所定の油圧になるように前記推定入力トルクＴＩＮＴを設定することになる。推定入力トルクＴＩＮＴを設定することなく、ステップＳ６−１で直接理論必要油圧ＰＢを設定するようにしても良い。
【００５２】
ステップＳ７−１、Ｓ７−２、Ｓ７−３、Ｓ７−４では、安全率ＳＦを例えば図１２に示すように駆動状態か被駆動状態かによって別々に算出する。安全率ＳＦは、ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに拘らずベルト滑りが生じないように、前記理論必要油圧ＰＢに掛算されるもので、１．０を基準にして所定の安全係数をそれぞれ加算して求める。具体的には、駆動状態の場合（Ｓ７−４）は、エンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 、エンジン１２のフリクショントルクのばらつきに関する安全係数ＳＦ2 、伝動ベルト４８と可変プーリ４２、４６との間の摩擦係数のばらつきと温度特性に関する安全係数ＳＦ3 、悪路や段差乗り越え時等の路面からの逆入力に関する安全係数ＳＦ4 、をそれぞれ１．０に加算して安全率ＳＦを求める。また、被駆動状態の場合（Ｓ７−２、Ｓ７−３）は、前記推力比αのばらつきに関する安全係数ＳＦ5 を加算して安全率ＳＦを算出するが、フューエルカット時にはエンジントルクの変動が無いため、上記安全係数ＳＦ1 を加算する必要はない。フューエルカットＯＦＦ時の被駆動状態の場合、すなわちステップＳ７−３では安全係数ＳＦ1 を加算すれば良い。図１２の「○」は安全率ＳＦに反映されることを意味し、「×」は安全率ＳＦに反映されないことを意味し、「△」は、場合によって反映されることを意味する。
【００５３】
上記エンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 は、（エンジントルク＋トルク変動幅）／（エンジントルク）で求められるが、ロックアップクラッチ２６のＯＮ（係合）時にはトルク変動が大きくなるため、ロックアップクラッチ２６のＯＮ、ＯＦＦで場合分けし、ＯＮ時にはＯＦＦ時よりも大きな値にすることが望ましい。エンジン部品のフェールで減筒運転を行う場合もトルク変動が大きくなるため、正常時よりも大きな値にすることが望ましい。また、トルクコンバータ１４のダンパーは、一般に２段折れ特性となっており、エンジントルクが折れ点トルクより大きいと振動が大きくなるため、エンジントルク（推定エンジントルクＴＥ）が折れ点トルクよりも大きいか否かによって場合分けすることが望ましい。但し、被駆動状態ではエンジントルクが折れ点トルクを越えることはないため考慮する必要はない。その他の安全係数ＳＦ2 〜ＳＦ5 については、必ずしも場合分けする必要はなく、予め一定値を設定すれば良いが、必要に応じて場合分けすることも可能である。
【００５４】
なお、ＮレンジまたはＰレンジの遮断状態（Ｓ７−１）では、ベルト滑りを考慮する必要性が低いため、ステップＳ７−１では安全率ＳＦ＝１．０にすれば良い。
【００５５】
そして、最後のステップＳ８では、ステップＳ６−１〜Ｓ６−４で求めた理論必要油圧ＰＢにステップＳ７−１〜Ｓ７−４で求めた安全率ＳＦを掛算して、必要油圧ＰＢＴを算出し、出力側可変プーリ４６の油圧ＰO が必要油圧ＰＢＴになるように、挟圧力制御回路７０のリニアソレノイド弁７４に対する励磁電流を制御する。本実施例では、挟圧力制御手段１１６および挟圧力制御回路７０を含んで挟圧力制御装置が構成されている。
【００５６】
このようなベルト式無段変速機の制御装置においては、ベルト滑りに関与する物理量の変化特性やばらつきに応じて設定される安全率ＳＦが駆動状態か被駆動状態かによって異なり、駆動状態ではエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 が安全率ＳＦに反映されるのに対して、被駆動状態（フューエルカットＯＮ時）ではそのエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 が安全率ＳＦに反映されないとともに、被駆動状態に特有の推力比αのばらつきに関する安全係数ＳＦ5 が安全率ＳＦに反映されるため、駆動状態か被駆動状態かによって必要油圧ＰＢＴの制御範囲が変更されて、ベルト滑りを回避しつつベルト挟圧力が適切に制御されるようになり、エネルギー損失を低減して燃費を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施例では駆動状態、被駆動状態だけでなく、ベルト滑りを考慮する必要性が低い遮断状態か否かを判断して、遮断状態の場合は必要油圧ＰＢＴを別個に設定して油圧ＰO を低圧に調圧するようになっているため、エンジン負荷が低減されて低温時のエンジン始動性が向上するとともに、Ｎレンジでもブレーキブースタ３２によりブレーキ助勢力が好適に得られるようになる。
【００５８】
また、本実施例ではフューエルカットの有無で被駆動状態が場合分けされており、フューエルカット時にはエンジントルクの変動に関する安全係数ＳＦ1 を加算することなく安全率ＳＦが算出されるため、その分だけ必要油圧ＰＢＴの値が低くなってエネルギー損失が低減される。
【００５９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両用駆動装置の骨子図である。
【図２】図１の車両用駆動装置におけるベルト式無段変速機の制御系統を説明するブロック線図である。
【図３】図２の変速制御回路の具体例を示す回路図である。
【図４】図２の挟圧力制御回路の具体例を示す回路図である。
【図５】図１の前後進切換装置のクラッチおよびブレーキを係合、開放する油圧回路の一例を示す図である。
【図６】図２のＣＶＴコントローラが備えている機能を説明するブロック線図である。
【図７】図６の変速制御手段によって行われる変速制御において目標回転速度ＮＩＮＴを求める際に用いられる変速マップの一例を示す図である。
【図８】図６の入力状態判断手段および挟圧力制御手段によって行われるベルト挟圧力制御を具体的に説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ５−１〜Ｓ５−４で推定入力トルクＴＩＮＴを算出する際の信号処理を具体的に説明するフローチャートである。
【図１０】Ｎ→Ｄシフトの際に係合させられる直結クラッチの係合油圧やタービン回転速度、入力トルクの変化を、アクセルＯＦＦ時とアクセルが踏込み操作された場合とを比較して示すタイムチャートである。
【図１１】図９のステップＲ７で行われる推定入力トルクの補正の具体的内容を説明する図である。
【図１２】図８のステップＳ７−１〜Ｓ７−４で算出される安全率ＳＦの具体的内容を説明する図である。
【図１３】図８のステップＳ６−１〜Ｓ６−４で算出される理論必要油圧ＰＢと、推定入力トルクＴＩＮＴおよび変速比γとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０：車両用駆動装置 １２：エンジン（動力源、内燃機関） １８：ベルト式無段変速機 ３８：直結クラッチ（断続装置） ４０：反力ブレーキ（断続装置） ４２：入力側可変プーリ ４６：出力側可変プーリ ８０：ＣＶＴコントローラ １１４：入力状態判断手段 １１６：挟圧力制御手段 ＰＢ：理論必要油圧（理論必要ベルト挟圧力） ＳＦ：安全率
Claims (3)
- 溝幅が可変の一対のプーリと、該一対のプーリに巻き掛けられて摩擦力により動力伝達を行う伝動ベルトと、を有して動力伝達経路に配設され、動力源側の入力軸回転速度と反対側の出力軸回転速度との変速比を連続的に変化させることができるとともに、前記プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を制御できるベルト式無段変速機の制御装置において、
前記動力源側から駆動する駆動状態か、該動力源側が回転駆動される被駆動状態か、を判断する入力状態判断手段と、
ベルト滑りを防止する上で必要な最低限の理論必要ベルト挟圧力に所定の安全率を考慮して前記ベルト挟圧力を制御するとともに、前記駆動状態か被駆動状態かによって異なる安全率を用いることにより該ベルト挟圧力の制御範囲を変更する挟圧力制御手段と、
を有し、且つ、
前記挟圧力制御手段は、前記駆動状態では前記動力源のトルク変動を前記安全率に反映させるが、前記被駆動状態では該動力源のトルク変動を前記安全率に反映させない一方、該被駆動状態の場合には、予め定められた推力比を用いて前記理論必要ベルト挟圧力を算出するとともに、該推力比のばらつきを前記安全率に反映させる
ことを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。 - 前記動力伝達経路の動力伝達を遮断できる断続装置を有し、
前記入力状態判断手段は、前記断続装置が遮断状態か否かについても判断するようになっており、
前記挟圧力制御手段は、前記遮断状態か否かによって前記ベルト挟圧力の制御範囲を変更するようになっている
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の制御装置。 - 前記ベルト式無段変速機は車両用駆動装置に用いられているもので、
前記動力源は燃料の燃焼によって駆動力を発生する内燃機関で、
前記入力状態判断手段は、車両走行中に前記内燃機関に対する燃料の供給を停止するフューエルカット時には前記被駆動状態と判断するものである
ことを特徴とする請求項１または２に記載のベルト式無段変速機の制御装置。
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