図1は、本発明が適用された車両用駆動装置10の構成を説明する骨子図である。この車両用駆動装置10は横置き型自動変速機であって、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エンジン12を備えている。内燃機関にて構成されているエンジン12の出力は、エンジン12のクランク軸、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ14から前後進切換装置16、ベルト式の無段変速機(CVT)18、減速歯車装置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。
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、およびトルクコンバータ14の出力側部材に相当するタービン軸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が設けられており、油圧回路としての油圧制御回路100(図2、図3参照)内の図示しないロックアップコントロールバルブ(L/C制御弁)などによって係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切り換えられることにより、係合または解放されるようになっており、完全係合させられることによってポンプ翼車14pおよびタービン翼車14tは一体回転させられる。ポンプ翼車14pには、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、ロックアップクラッチ26を係合解放制御したり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧をエンジン12により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ28が連結されている。
前後進切換装置16は、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1とダブルピニオン型の遊星歯車装置16pとを主体として構成されており、トルクコンバータ14のタービン軸34はサンギヤ16sに一体的に連結され、無段変速機18の入力軸36はキャリア16cに一体的に連結されている一方、キャリア16cとサンギヤ16sは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ16rは後進用ブレーキB1を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1は断続装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
そして、前進用クラッチC1が係合させられるとともに後進用ブレーキB1が解放されると、前後進切換装置16は一体回転状態とされることによりタービン軸34が入力軸36に直結され、前進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、前進方向の駆動力が無段変速機18側へ伝達される。また、後進用ブレーキB1が係合させられるとともに前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置16は後進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、入力軸36はタービン軸34に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進方向の駆動力が無段変速機18側へ伝達される。また、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が共に解放されると、前後進切換装置16は動力伝達を遮断するニュートラル状態(動力伝達遮断状態)になる。
無段変速機18は、入力軸36に設けられた入力側部材である有効径が可変の駆動側プーリ(プライマリプーリ)42と、出力軸44に設けられた出力側部材である有効径が可変の従動側プーリ(セカンダリプーリ)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および46は、入力軸36および出力軸44にそれぞれ固定された固定回転体42aおよび46aと、入力軸36および出力軸44に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた可動回転体42bおよび46bと、それらの間のV溝幅を変更する推力を付与する油圧アクチュエータとしての駆動側油圧シリンダ(プライマリ側油圧シリンダ)42cおよび従動側油圧シリンダ(セカンダリ側油圧シリンダ)46cとを備えて構成されており、プライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の供給排出流量が油圧制御回路100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。また、セカンダリ側油圧シリンダ46cの油圧であるセカンダリ圧(ベルト挟圧)Poutが油圧制御回路100によって調圧制御されることにより、伝動ベルト48が滑りを生じないようにベルト挟圧力が制御される。このような制御の結果として、プライマリ側油圧シリンダ42cの油圧であるプライマリ圧(変速圧)Pinが生じるのである。
図2は、図1の車両用駆動装置10などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。電子制御装置50は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに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、エンジン12の出力制御や無段変速機18の変速制御およびベルト挟圧力制御やロックアップクラッチ26のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や無段変速機18およびロックアップクラッチ26の油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置50には、エンジン回転速度センサ52により検出されたクランク軸回転角度(位置)ACR(°)およびエンジン12の回転速度(エンジン回転速度)NEに対応するクランク軸回転速度を表す信号、タービン回転速度センサ54により検出されたタービン軸34の回転速度(タービン回転速度)NTを表す信号、入力軸回転速度センサ56により検出された無段変速機18の入力回転速度である入力軸36の回転速度(入力軸回転速度)NINを表す信号、車速センサ(出力軸回転速度センサ)58により検出された無段変速機18の出力回転速度である出力軸44の回転速度(出力軸回転速度)NOUTすなわち出力軸回転速度NOUTに対応する車速Vを表す車速信号、スロットルセンサ60により検出されたエンジン12の吸気配管32(図1参照)に備えられた電子スロットル弁30のスロットル弁開度θTHを表すスロットル弁開度信号、冷却水温センサ62により検出されたエンジン12の冷却水温TWを表す信号、CVT油温センサ64により検出された無段変速機18等の油圧回路の油温TCVTを表す信号、アクセル開度センサ66により検出されたアクセルペダル68の操作量であるアクセル開度Accを表すアクセル開度信号、フットブレーキスイッチ70により検出された常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無BONを表すブレーキ操作信号、レバーポジションセンサ72により検出されたシフトレバー74のレバーポジション(操作位置)PSHを表す操作位置信号、加速度センサ76により検出された車両の前後方向の加速度Gを表す信号などが供給されている。
また、電子制御装置50からは、エンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号SE、例えば電子スロットル弁30の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ78を駆動するスロットル信号や燃料噴射装置80から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号や点火装置82によるエンジン12の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、無段変速機18の変速比γを変化させる為の変速制御指令信号ST例えばプライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の流量を制御するソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を駆動するための指令信号、伝動ベルト48の挟圧力を調整させる為の挟圧力制御指令信号SB例えばセカンダリ圧Poutを調圧するリニアソレノイド弁SLSを駆動するための指令信号、ライン油圧PLを制御するリニアソレノイド弁SLTを駆動するための指令信号などが油圧制御回路100へ出力される。
シフトレバー74は、例えば運転席の近傍に配設され、順次位置させられている5つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、「D」、および「L」のうちの何れかへ手動操作されるようになっている。
「P」ポジション(レンジ)は車両用駆動装置10の動力伝達経路を解放しすなわち車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸44の回転を阻止(ロック)するための駐車ポジション(位置)であり、「R」ポジションは出力軸44の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション(位置)であり、「N」ポジションは車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジション(位置)であり、「D」ポジションは無段変速機18の変速を許容する変速範囲で自動変速モードを成立させて自動変速制御を実行させる前進走行ポジション(位置)であり、「L」ポジションは強いエンジンブレーキが作用させられるエンジンブレーキポジション(位置)である。このように、「P」ポジションおよび「N」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「L」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。
図3は、油圧制御回路100のうち無段変速機18のベルト挟圧力制御および変速比制御に関する要部を示す油圧回路図である。図3において、油圧制御回路100は、伝動ベルト48が滑りを生じないようにセカンダリ圧Poutを調圧する挟圧力コントロールバルブ110、無段変速機18の変速を行うためにプライマリ側油圧シリンダ42cに給排される作動油量を調整する変速制御弁、すなわち変速比γが連続的に変化させられるようにプライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の流量を制御する変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないときにプライマリ側油圧シリンダ42cに所定の油圧としての推力比制御油圧Pτを作用させてプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率を予め定められた関係とする減圧弁としての推力比コントロールバルブ118等を備えている。その他図示しないが、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が係合或いは解放されるようにシフトレバー74の操作に従って油路が機械的に切り換えられるマニュアルバルブ等を備えている。
また、ライン油圧PLは、エンジン12により回転駆動される機械式のオイルポンプ28(図1参照)から出力(発生)される作動油圧を元圧として、例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ(ライン油圧調圧弁)によりリニアソレノイド弁SLTの出力油圧である制御油圧PSLTに基づいてエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。モジュレータ油圧PMは、制御油圧PSLTおよびリニアソレノイド弁SLSの出力油圧である制御油圧PSLSの元圧となるものであると共に、電子制御装置50によってデューティ制御されるノーマルクローズ型のソレノイド弁DS1の出力油圧である制御油圧PDS1およびノーマルクローズ型のソレノイド弁DS2の出力油圧である制御油圧PDS2の元圧となるものであって、ライン油圧PLを元圧としてモジュレータバルブ120により一定圧に調圧されるようになっている。
前記変速比コントロールバルブUP114は、軸方向へ移動可能に設けられることによりライン油圧PLを入力ポート114iから入出力ポート114jを経てプライマリプーリ42へ供給可能且つ入出力ポート114kを閉弁するアップシフト位置と入力ポート114iを閉弁し且つプライマリプーリ42が入出力ポート114jを介して入出力ポート114kと連通させられる原位置とに位置させられるスプール弁子114aと、そのスプール弁子114aを原位置側に向かって付勢する付勢手段としてのスプリング114bと、そのスプリング114bを収容し且つスプール弁子114aに原位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS2を受け入れる油室114cと、スプール弁子114aにアップシフト位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS1を受け入れる油室114dとを備えている。
また、変速比コントロールバルブDN116は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入出力ポート116jが排出ポートEXと連通させられ且つ入出力ポート116jが入出力ポート116kと遮断されるダウンシフト位置と入出力ポート116jが入出力ポート116kと連通させられ且つ入出力ポート116jが排出ポートEXと遮断される原位置とに位置させられるスプール弁子116aと、そのスプール弁子116aを原位置側に向かって付勢する付勢手段としてのスプリング116bと、そのスプリング116bを収容し且つスプール弁子116aに原位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS1を受け入れる油室116cと、スプール弁子116aにダウンシフト位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS2を受け入れる油室116dとを備えている。
このように構成された変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116において、中心線より左側半分に示すようにスプール弁子114aがスプリング114bの付勢力に従って原位置に保持されている閉じ状態では、入力ポート114iと入出力ポート114jとが遮断され且つ入出力ポート114jと入出力ポート114kとが連通させられ、プライマリプーリ42(プライマリ側油圧シリンダ42c)の作動油が入出力ポート116jへ流通することが許容される。また、中心線より右側半分に示すようにスプール弁子116aがスプリング116bの付勢力に従って原位置に保持されている閉じ状態では、入出力ポート116jと排出ポートEXとが遮断され且つ入出力ポート116jと入出力ポート116kとが連通させられ、推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが入出力ポート114kへ流通することが許容される。これにより、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが作用させられる。
また、制御油圧PDS1が油室114dへ供給されると、中心線より右側半分に示すようにスプール弁子114aがその制御油圧PDS1に応じた推力によりスプリング114bの付勢力に抗してアップシフト位置側へ移動させられ、ライン油圧PLが制御油圧PDS1に対応する流量で入力ポート114iから入出力ポート114jを経てプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されると共に、入出力ポート114kが遮断されて変速比コントロールバルブDN116側への作動油の流通が阻止される。これにより、プライマリ圧Pinが高められ、プライマリプーリ42のV溝幅が狭くされて変速比γが小さくされるすなわち無段変速機18がアップシフトされる。
また、制御油圧PDS2が油室116dへ供給されると、中心線より左側半分に示すようにスプール弁子116aがその制御油圧PDS2に応じた推力によりスプリング116bの付勢力に抗してダウンシフト位置側へ移動させられ、プライマリ側油圧シリンダ42c内の作動油が制御油圧PDS2に対応する流量で入出力ポート114jから入出力ポート114kさらに入出力ポート116jを経て排出ポートEXから排出されると共に、入出力ポート116jと入出力ポート116kとが遮断されて推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが入出力ポート114kへ流通することが阻止される。これにより、プライマリ圧Pinが低められ、プライマリプーリ42のV溝幅が広くされて変速比γが大きくされるすなわち無段変速機18がダウンシフトされる。
このように、ライン油圧PLはプライマリ圧Pinの元圧となるものであって、制御油圧PDS1が出力されると変速比コントロールバルブUP114に入力されたライン油圧PLがプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されてプライマリ圧Pinが高められて連続的にアップシフトされ、制御油圧PDS2が出力されるとプライマリ側油圧シリンダ42cの作動油が排出ポートEXから排出されてプライマリ圧Pinが低められて連続的にダウンシフトされる。
例えば図4に示すようにアクセル開度Accをパラメータとして車速Vと無段変速機18の目標入力回転速度である目標入力軸回転速度NIN *との予め記憶された関係(変速マップ)から実際の車速Vおよびアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて設定される目標入力軸回転速度NIN *と実際の入力軸回転速度(以下、実入力軸回転速度という)NINとが一致するように、無段変速機18の変速がフィードバック制御により実行される、すなわちプライマリ側油圧シリンダ42cに対する作動油の供給および排出により両可変プーリ42、46のV溝幅が変化させられて変速比γがフィードバック制御により連続的に変化させられる。
図4の変速マップは変速条件に相当するもので、車速Vが小さくアクセル開度Accが大きい程大きな変速比γになる目標入力軸回転速度NIN *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入力軸回転速度NIN *は目標変速比γ*(=NIN */NOUT)に対応し、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る。
また、制御油圧PDS1は変速比コントロールバルブDN116の油室116cに供給され、制御油圧PDS2に拘らずその変速比コントロールバルブDN116を閉じ状態としてダウンシフトを制限する一方、制御油圧PDS2は変速比コントロールバルブUP114の油室114cに供給され、制御油圧PDS1に拘らずその変速比コントロールバルブUP114を閉じ状態としてアップシフトを禁止するようになっている。つまり、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されないときはもちろんであるが、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されるときにも、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116は何れも原位置に保持されている閉じ状態とされる。これにより、電気系統の故障などでソレノイド弁DS1、DS2の一方が機能しなくなり、制御油圧PDS1または制御油圧PDS2が最大圧で出力され続けるオンフェール時となった場合でも、急なアップシフトやダウンシフトが生じたり、その急変速に起因してベルト滑りが発生したりすることが防止される。
前記挟圧力コントロールバルブ110は、入力ポート110iを開閉してライン油圧PLを入力ポート110iから出力ポート110tを経てセカンダリプーリ46および推力比コントロールバルブ118へセカンダリ圧Poutを供給可能にする図示しないスプール弁子と、そのスプール弁子を開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング110bと、スプール弁子に開弁方向の推力を付与するために制御油圧PSLSを受け入れる油室110cと、スプール弁子に閉弁方向の推力を付与するために出力ポート110tから出力されたセカンダリ圧Poutを受け入れるフィードバック油室110dとを備えている。
このように構成された挟圧力コントロールバルブ110において、伝動ベルト48が滑りを生じないように制御油圧PSLSをパイロット圧としてライン油圧PLが連続的に減圧制御されることにより、出力ポート110tからセカンダリ圧Poutが出力される。このように、ライン油圧PLはセカンダリ圧Poutの元圧となるものである。
例えば図5に示すように伝達トルクに対応する無段変速機18への入力トルクTIN(或いはスロットル弁開度θTH、アクセル開度Acc等)をパラメータとして変速比γと必要セカンダリ圧(ベルト挟圧力)Pout*とのベルト滑りが生じないように予め実験的に求められて記憶された関係(ベルト挟圧力マップ)から実際の変速比γおよび入力トルクTINで示される車両状態に基づいて決定(算出)された必要セカンダリ圧Pout*が得られるようにセカンダリ側油圧シリンダ46cのセカンダリ圧Poutが制御され、このセカンダリ圧Poutに応じて必要セカンダリ圧Pout*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減させられる。
前記推力比コントロールバルブ118は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート118iを開閉してライン油圧PLを入力ポート118iから出力ポート118tを経て変速比コントロールバルブDN116へ推力比制御油圧Pτを供給可能にするスプール弁子118aと、そのスプール弁子118aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング118bと、そのスプリング118bを収容し且つスプール弁子118aに開弁方向の推力を付与するためにセカンダリ圧Poutを受け入れる油室118cと、スプール弁子118aに閉弁方向の推力を付与するために出力ポート118tから出力された推力比制御油圧Pτを受け入れるフィードバック油室118dとを備えている。
このように構成された推力比コントロールバルブ118において、油室118cにおけるセカンダリ圧Poutの受圧面積をa、フィードバック油室118dにおける推力比制御油圧Pτの受圧面積をb、スプリング118bの付勢力をFSとすると、次式(1)で平衡状態となる。従って、推力比制御油圧Pτは、次式(2)で表され、セカンダリ圧Poutの一次関数となる。
Pτ×b=Pout×a+FS ・・・(1)
Pτ=Pout×(a/b)+FS/b ・・・(2)
そして、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されないか、或いは所定圧以上の制御油圧PDS1および所定圧以上の制御油圧PDS2がともに供給されて、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116が何れも原位置に保持されている閉じ状態とされたときには、推力比制御油圧Pτがプライマリ側油圧シリンダ42cに供給されることから、プライマリ圧Pinが推力比制御油圧Pτと一致させられる。つまり、推力比コントロールバルブ118によりプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率を予め定められた前記式(2)に示す関係に保つ推力比制御油圧Pτすなわちプライマリ圧Pinが出力される。
例えば、入力軸回転速度センサ56や車速センサ58の精度上所定車速V’以下の低車速状態では入力軸回転速度NINや車速Vの検出精度が劣ることから、このような低車速走行時や発進時には変速比γのフィードバック制御に替えて、例えば制御油圧PDS1および制御油圧PDS2を共に供給せず変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116を何れも閉じ状態とする所謂閉じ込み制御を実行する。これにより、低車速走行時や発進時にはプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率を予め定められた関係とするようにセカンダリ圧Poutによって定まるプライマリ圧Pinがプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されて、車両停車時から極低車速時における伝動ベルト48のベルト滑りが防止されると共に、このとき例えば最大変速比γmaxに対応する推力比τ(=セカンダリ側油圧シリンダ推力WOUT/プライマリ側油圧シリンダ推力WIN;WOUTはセカンダリ圧Pout×セカンダリ側油圧シリンダ46cの受圧面積Sout、WINはプライマリ圧Pin×プライマリ側油圧シリンダ42cの受圧面積Sin)より大きな推力比τが可能なように上記式(2)の右辺第1項の(a/b)やFS/bが設定されていると、最大変速比γmax又はその近傍の変速比γmax’にて良好な発進が行われる。また、上記所定車速V’は、所定回転部材の回転速度例えば入力軸回転速度NINが検出不可能な回転速度となる車速Vとして予め定められたフィードバック制御を実行可能な下限の車速であって、例えば2km/h程度に設定されている。
無段変速機18における推力比と変速比との関係(推力比−変速比特性)が例えば図9に示すような推力比−変速比特性とされる場合に、推力比τが1.0以上となるように前記式(2)の右辺第1項の(a/b)やFS/bが設定されると、駆動時には最大変速比γmaxが保持可能である。
図6は、電子制御装置50による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図6において、目標入力回転設定手段150は、例えば図4に示すような予め記憶された変速マップから実際の車速Vおよびアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて入力軸回転速度NINの目標入力軸回転速度NIN *を逐次設定する。
変速制御手段152は、実入力軸回転速度NINが前記目標入力回転設定手段150によって設定された目標入力軸回転速度NIN *と一致するように、無段変速機18の変速をフィードバック制御により実行する。すなわち、プライマリ側油圧シリンダ42cに対する作動油の流量を制御することにより両可変プーリ42、46のV溝幅を変化させる変速制御指令信号(油圧指令)STを油圧制御回路100へ出力して変速比γを連続的に変化させる。
ベルト挟圧力設定手段154は、例えば図5に示すような予め実験的に求められて記憶されたベルト挟圧力マップから、無段変速機18の入力トルクTINおよび電子制御装置50により実際の入力軸回転速度NINおよび出力軸回転速度NOUTに基づいて算出される実変速比γ(=NIN/NOUT)で示される車両状態に基づいて必要セカンダリ圧(ベルト挟圧力)Pout*を設定する。つまり、ベルト挟圧力設定手段154は、必要セカンダリ圧Pout*が得られる為の出力側油圧シリンダ46cのセカンダリ圧Poutを設定する。
例えば、上記無段変速機18の入力トルクTINは、エンジントルクTEの推定値(以下、エンジントルク推定値TE0という)に基づく入力トルクTINの推定値(以下、推定入力トルクTIN’という)が用いられる。
推定入力トルク算出手段156は、例えば図7に示すようなエンジン負荷としてのスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量Q、燃料噴射量Fなど)をパラメータとしてエンジン回転速度NEとエンジントルク推定値TE0との予め実験的に求められて記憶された関係(エンジントルクマップ)から実際のエンジン回転速度NEおよびスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量Q、燃料噴射量Fなど)に基づいてエンジントルク推定値TE0を求める。更に、推定入力トルク算出手段156は、このエンジントルク推定値TE0にトルクコンバータ14のトルク比t(=タービントルクTT/ポンプトルクTP)を乗じたトルクコンバータ14の出力トルクすなわちタービントルクTT(=エンジントルクTE×トルク比t)を推定入力トルクTIN’として算出する。このトルク比tは、トルクコンバータ14の速度比e(=タービン回転速度NT/エンジン回転速度NE)の関数であり、例えば速度比eとトルク比tとの予め実験的に求められて記憶された関係(マップ)から実際の速度比eに基づいて算出される。
尚、前進走行時には、前進用クラッチC1の係合によりタービン軸34が入力軸36に直結されて入力トルクTINがタービントルクTTに等しくなるが、後進走行時の場合にはタービントルクTTに前後進切換装置16の所定の変速比を掛けることにより入力トルクTINとなる。
ベルト挟圧力制御手段158は、前記ベルト挟圧力設定手段154により設定された必要セカンダリ圧Pout*が得られるようにセカンダリ側油圧シリンダ46cのセカンダリ圧Poutを調圧する挟圧力制御指令信号SBを油圧制御回路100へ出力して必要セカンダリ圧Pout*を増減させる。
油圧制御回路100は、上記変速制御指令信号STに従って無段変速機18の変速が実行されるようにソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を作動させてプライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の供給・排出量を制御すると共に、上記挟圧力制御指令信号SBに従って必要セカンダリ圧Pout*が増減されるようにリニアソレノイド弁SLSを作動させてセカンダリ圧Poutを調圧する。
また、前記変速制御手段152は、前述の機能に加え、車速Vが前記所定車速V’以下であることを条件として、通常の変速制御としての変速比γのフィードバック制御を行わず、推力比コントロールバルブ118によりプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率を予め定められた関係に保つ閉じ込み制御を実行する。すなわち、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116を閉じ状態とすることによって、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比制御油圧Pτを供給して無段変速機18の変速比γを所定の変速比とする低車速用の変速制御のための変速指令(閉じ込み制御指令)信号ST’を油圧制御回路100へ出力して所定の変速比を成立させる。
油圧制御回路100は、上記閉じ込み制御指令信号ST’に従って変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116が閉じ状態とされるようにソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を共に作動させず、或いはソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を共に作動させて、推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτをプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給する。
エンジン出力制御手段160は、エンジン12の出力制御の為にエンジン出力制御指令信号SE、例えばスロットル信号や噴射信号や点火時期信号などをそれぞれスロットルアクチュエータ78や燃料噴射装置80や点火装置82へ出力する。例えば、エンジン出力制御手段160は、アクセル開度Accに応じたスロットル開度θTHとなるように電子スロットル弁30を開閉するスロットル信号をスロットルアクチュエータ78へ出力してエンジントルクTEを制御する。
ところで、変速比γは推力比τに応じて一義的に定まるものではない。例えば図9に示すように、変速比γは推力比τが大きい程大きくなる傾向はあるものの、その推力比τは駆動時においてはセーフティファクターS.F.が高い程大きくなる傾向がある。そうすると、セカンダリ圧Poutを下げることができない場合等はセーフティファクターS.F.が高くなり、閉じ込み制御中の推力比τの狙い値が1.0を超えてしまう場合がある。この場合、プライマリプーリ42側の伝達トルク容量がセカンダリプーリ46側の伝達トルク容量よりも小さくなるため、特にベルト戻り不良時でセーフティファクタS.F.が小さい場合(限界伝達トルク容量に対して比較的入力トルクTINが大きい場合)に、プライマリプーリ42側の伝達トルク容量不足に起因してベルト滑りが発生するという問題が生じる可能性がある。つまり、前記変速制御手段152による閉じ込み制御中のセカンダリ圧Poutがプライマリ圧Pinを考慮せずに設定されると、閉じ込み制御中にはセカンダリ圧Poutに応じた推力比制御油圧Pτすなわちプライマリ圧Pinしか作用させられないプライマリプーリ42側では必要な伝達トルク容量が不足してベルト滑りが発生する可能性がある。上記ベルト戻り不良時とは、本来車両停止中の閉じ込み制御時に変速比γが最大変速比(最低速側変速比)γmaxとされるべきところが、すなわち伝動ベルト48が最減速位置に戻された状態(以下、最減速状態という)とされるべきところが、伝動ベルト48が最減速状態とされていない状態をいう。
そこで、本実施例では、前記変速制御手段152により閉じ込み制御が行われているときのベルト戻り不良時には、上述したベルト滑りが発生するという問題に対処するために、閉じ込み制御中のセカンダリ圧Poutが所定圧未満とされないようにガード処理を行う。上記所定圧は、閉じ込み制御中のプライマリプーリ42側のベルト滑りが防止されるように、プライマリプーリ42の伝達トルク容量に必要とされる油圧が、すなわち閉じ込み制御時にプライマリ側油圧シリンダ42cに必要とされる必要プライマリ圧Pin*が、プライマリ側油圧シリンダ42cに作用させられる為に必要な必要セカンダリ圧Pout*の下限値すなわち必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gに設定されている。尚、伝動ベルト48が最減速状態に戻されている場合は、溝幅が最大とされているプライマリプーリ42側は機械的なストッパにより反力が保てる為、駆動時はセカンダリプーリ46側の伝達トルク容量を確保すればプライマリプーリ42側の伝達トルク容量が確保されるので、上記ガード処理は行わない。
具体的には、車両停止判定手段162は、車両が停止状態であるか否かを、例えば車速V(出力軸回転速度NOUT)が零と判定されるような所定速度以下となったか否かに基づいて判定する。
閉じ込み制御判定手段164は、前記変速制御手段152による閉じ込み制御が行われているか否かを、例えば変速制御手段152により前記閉じ込み制御指令ST’が油圧制御回路100へ出力されているか否かに基づいて判定する。
前記最減速判断手段166は、前記変速制御手段152による閉じ込み制御が行われている車両停止時に、無段変速機18の変速比γが最大変速比(最低速側変速比)γmaxにあるか否か、すなわち伝動ベルト48が最減速状態にあるか否かを、例えば車両減速走行中に所定車速V’を超えている車速Vにおいて既に変速比γが最大変速比γmaxとなっている状態で車両停止したか否か、或いは車両減速走行中に所定車速V’を超えている車速Vにおいて変速比γが最大変速比γmaxとなっていないものの車両停止時には最大変速比γmaxとなっていると推定される最大変速比γmax近傍の所定変速比γmax’になっており且つ所定以上のダウンシフトとなっているか否かに基づいて判断する。
セカンダリ圧ガード処理手段168は、前記変速制御手段152による閉じ込み制御が行われている車両停止時に、前記最減速判断手段166により無段変速機18の変速比γが最低速側変速比γmaxにないと判断されたときには、前記ベルト挟圧力設定手段154により設定された必要セカンダリ圧Pout*が必要セカンダリ圧ガード値Pout * G未満とされないようにガード処理する。例えば、セカンダリ圧ガード処理手段168は、必要セカンダリ圧Pout*および必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gのうちの何れか大きい方を選択し、その選択した方を最終的な必要セカンダリ圧Pout*として決定する。
前記ベルト挟圧力制御手段158は、閉じ込み制御が行われている車両停止時に無段変速機18の変速比γが最低速側変速比γmaxにないときには、前記セカンダリ圧ガード処理手段168により決定された最終的な必要セカンダリ圧Pout*が得られるように挟圧力制御指令信号SBを油圧制御回路100へ出力する。
上記必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gは、上述したように閉じ込み制御中のプライマリプーリ42側のベルト滑りが防止されるように設定される値であり、予め実験的に求められた値であっても良いが、閉じ込み制御時に最低限必要な必要プライマリ圧Pin*がプライマリ側油圧シリンダ42cに作用させられる為にその必要プライマリ圧Pin*に基づいて最低限必要な値に設定されても良い。
より具体的には、必要プライマリ圧算出手段170は、無段変速機18の入力トルクTINに基づいて必要プライマリ圧Pin*を算出する。例えば、必要プライマリ圧算出手段170は、次式(3)に示す関係からセーフティファクターS.F.(安全率)K、前記推定入力トルク算出手段156により算出された推定入力トルクTIN’、プライマリプーリ42のV溝角θ(図1参照)、入力側可変プーリ42における伝動ベルト48の掛かり径(有効径)D、ベルト・プーリ間摩擦係数μ、およびプライマリ側油圧シリンダ42cの受圧面積Sinに基づいて必要プライマリ圧Pin*を算出する。
Pin*=K×TIN’×cosθ/(D×μ×Sin) ・・・(3)
所定圧設定手段172は、推力比コントロールバルブ118によるプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの予め定められた関係から、すなわち前記式(2)を変形した次式(4)に示す関係から、前記必要プライマリ圧算出手段170により算出された必要プライマリ圧Pin*に基づいて所定圧としての必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gを設定する。
Pout * G=Pin*×(b/a)−FS/a ・・・(4)
図8は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわち推力比コントロールバルブ118によりプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率が予め定められた関係とされているときにセカンダリ圧Poutを制御する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
先ず、前記車両停止判定手段162に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、車両が停止状態であるか否かが、例えば車速V(出力軸回転速度NOUT)が零と判定されるような所定速度以下となったか否かに基づいて判定される。
前記S1の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は前記閉じ込み制御判定手段164に対応するS2において、閉じ込み制御が行われているか否かが、例えば前記閉じ込み制御指令ST’が油圧制御回路100へ出力されているか否かに基づいて判定される。
前記S2の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は前記最減速判断手段166に対応するS3において、閉じ込み制御が行われている車両停止時に、無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxにあるか否か、すなわち伝動ベルト48が最減速状態にあるか否かが、例えば車両減速走行中に所定車速V’を超えている車速Vにおいて既に変速比γが最大変速比γmaxとなっている状態で車両停止したか否か、或いは車両減速走行中に所定車速V’を超えている車速Vにおいて変速比γが最大変速比γmaxとなっていないものの車両停止時には最大変速比γmaxとなっていると推定される最大変速比γmax近傍の所定変速比γmax’になっており且つ所定以上のダウンシフトとなっているか否かに基づいて判断される。
前記S3の判断が肯定される場合は本ルーチンが終了させられるが否定される場合は前記必要プライマリ圧算出手段170に対応するS4において、例えば前記式(3)に示す関係から無段変速機18の推定入力トルクTIN’等に基づいて必要プライマリ圧Pin*が算出される。
次いで、前記所定圧設定手段172に対応するS5において、閉じ込み制御時の推力比コントロールバルブ118によるプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの予め定められた関係から、すなわち前記式(4)に示す関係から、前記S4にて算出された必要プライマリ圧Pin*に基づいて必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gが設定される。
次いで、前記ベルト挟圧力設定手段154に対応するS6において、例えば図5に示すベルト挟圧力マップから、無段変速機18の推定入力トルクTIN’および実変速比γに基づいて必要セカンダリ圧Pout*が設定される。
次いで、前記セカンダリ圧ガード処理手段168に対応するS7において、前記S6にて設定された必要セカンダリ圧Pout*が前記S5にて設定された必要セカンダリ圧ガード値Pout * G未満とされないようにガード処理される。例えば、必要セカンダリ圧Pout*および必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gのうちの何れか大きい方が選択され、その選択された必要セカンダリ圧が最終的な必要セカンダリ圧Pout*として決定される。そして、この決定された最終的な必要セカンダリ圧Pout*が得られるように挟圧力制御指令信号SBが油圧制御回路100へ出力される。
上述のように、本実施例によれば、推力比コントロールバルブ118によりプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの比率が予め定められた関係とされている閉じ込み制御時において、最減速判断手段166により無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxにないことが判断されたときには、セカンダリ圧Poutが制御されるに際してそのセカンダリ圧Poutが所定圧未満とされないようにセカンダリ圧ガード処理手段168によりガード処理されるので、セカンダリ圧Poutが少なくとも所定圧以上とされることに伴って、プライマリ圧Pinも上記予め定められた関係からそのセカンダリ圧Poutに対応した油圧が確保されることになり、例えばベルト滑りが防止されるように所定圧を設定することにより、予め定められた関係とされているときのベルト戻り不良時に発生する可能性のあるベルト滑りに対処することができる。
また、本実施例によれば、必要プライマリ圧算出手段170により無段変速機18の推定入力トルクTIN’等に基づいて必要プライマリ圧Pin*が算出され、所定圧設定手段172により閉じ込み制御時の推力比コントロールバルブ118によるプライマリ圧Pinとセカンダリ圧Poutとの予め定められた関係から必要プライマリ圧Pin*に基づいて上記所定圧としての必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gが設定されるので、所定圧を伝動ベルト48が滑らない範囲で可及的に低く設定することができて、ベルト滑りの防止と燃費悪化の防止との両立を図ることができる。
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、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、セカンダリ圧Poutはリニアソレノイド弁SLSにより調圧制御される一方で、ライン油圧PLはリニアソレノイド弁SLTにより調圧制御されており、セカンダリ圧Poutとライン油圧PLとはそれぞれ別のソレノイド弁を用いて制御されるように油圧制御回路100が構成される制御系であったが、セカンダリ圧Poutとライン油圧PLとが同一のソレノイド弁を用いて制御される制御系であっても本実施例は適用され得る。例えば、必要プライマリ圧Pin*がセカンダリ圧Poutすなわちライン油圧PLに対して一意的に決定される減速弁を有する場合には、必要セカンダリ圧ガード値Pout * Gとしてライン油圧PLの最低圧ガード値を設ければよい。
また、前述の実施例では、入力軸回転速度NINが無段変速機18を変速制御するための目標値として設定されたが、入力軸回転速度NINと一対一に対応する変速比やシーブ位置等が目標値として設定されても良い。このシーブ位置は、例えば変速比γが1であるときの可動回転体42bの位置を基準位置すなわちシーブ位置が零として、軸と平行方向におけるその基準位置からの可動回転体42bの絶対位置を表すものである。
また、前述の実施例における入力軸回転速度NINやそれに関連する目標入力軸回転速度NIN *などは、それら入力軸回転速度NINなどに替えて、エンジン回転速度NEやそれに関連する目標エンジン回転速度NE *など、或いはタービン回転速度NTやそれに関連する目標タービン回転速度NT *などであっても良い。従って、入力軸回転速度センサ56等の回転速度センサは、制御する必要がある回転速度に合わせて適宜備えられれば良い。
また、前述の実施例において、流体伝動装置としてロックアップクラッチ26が備えられているトルクコンバータ14が用いられていたが、ロックアップクラッチ26は必ずしも設けられなくてもよく、またトルクコンバータ14に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式動力伝達装置が用いられてもよい。
なお、上述したの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。