JP7330626B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式の無段変速機の制御装置に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が知られている。

ベルト式の無段変速機は、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻きかけられた構成を有している。プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各プーリは、回転軸に固定的に支持される固定シーブと、回転軸にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されて、固定シーブにベルトを挟んで対向する可動シーブとを備えている。エンジンからの動力がプライマリプーリの回転軸に入力されると、プライマリプーリからベルトに動力が伝達され、ベルトからセカンダリプーリに動力が伝達される。また、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブの移動により、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径が変化し、変速比（プーリ比）が連続的に無段階で変化する。

ベルト式の無段変速機を搭載した車両では、たとえば、車両がスピードブレーカ（スピードバンプ）などの突起物を乗り越えたときや駆動輪が路面に対してスリップしている状態からグリップを取り戻したときに、プーリとベルトとの間でベルト滑りが発生するおそれがある。すなわち、車両の駆動輪が突起物を乗り越える際に路面から浮き上がったり、駆動輪が路面に対して滑ったりすると、アウトプット軸の回転数が上昇し、その後、駆動輪が路面に対してグリップしたときに、路面から駆動輪に入力されるトルクによりアウトプット軸の回転数が急減し、その急減によるイナーシャトルクでプーリに対してベルトが滑るおそれがある。

ベルト滑りの発生を防止するため、セカンダリプーリと駆動輪との間の動力伝達経路上にクラッチを設けて、クラッチの伝達トルク容量（クラッチ伝達トルク容量）をベルトの伝達トルク容量（ベルト伝達トルク容量）よりも小さく設定する技術が提案されている。クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量よりも小さければ、路面から駆動輪に過大なトルクが入力された場合に、ベルトよりも先にクラッチが滑るため、ベルト滑りの発生を防止することができる。

特開平４－２３１７６５号公報 特開２０００－１９３０８１号公報

このクラッチ伝達トルク容量をベルト伝達トルク容量よりも小さくすることによりベルト滑りの発生を防止する制御（クラッチヒューズ制御）では、クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証する必要がある。クラッチ、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに供給されている油圧をそれぞれ検出するセンサを設ければ、当該関係を油圧制御により容易に保証することができる。しかし、センサの個数が多いほどコストが増大し、コスト低減のために、クラッチ、プライマリプーリまたはセカンダリプーリのいずれかからセンサを省略すると、当該関係の保証が難しくなる。

本発明の目的は、無段変速機構のプライマリプーリおよびセカンダリプーリならびにクラッチのすべてに供給油圧を検出するセンサを設けなくても、クラッチの伝達トルク容量がベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証できる、無段変速機の制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機の制御装置は、駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に、無端状のベルトが巻きかけられたプライマリプーリとセカンダリプーリとに供給される油圧により変速比が無段階に変更される無段変速機構と直列に、動力伝達経路での動力の伝達を許可／阻止するために油圧により係合／解放されるクラッチを設けた無段変速機の制御装置であって、無段変速機の入力軸に入力される入力トルクが駆動源側からのトルクとなる駆動領域において、入力トルクに第１ベルト安全率を乗じて、ベルトの伝達トルク容量を設定する第１ベルト伝達トルク設定手段と、入力トルクが駆動輪側からのトルクとなる被駆動領域において、入力トルクに第２ベルト安全率を乗じて、ベルトの伝達トルク容量を設定する第２ベルト伝達トルク設定手段と、駆動領域において、入力トルクに第１クラッチ安全率を乗じて、クラッチの伝達トルク容量を設定する第１クラッチ伝達トルク設定手段と、被駆動領域において、入力トルクに第２クラッチ安全率を乗じて、クラッチの伝達トルク容量を設定する第２クラッチ伝達トルク設定手段と、第１ベルト安全率が第１クラッチ安全率よりも大きく、第２ベルト安全率が第２クラッチ安全率よりも大きく、かつ、第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差が第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差と異なるように、第１ベルト安全率、第２ベルト安全率、第１クラッチ安全率および第２クラッチ安全率を設定する安全率設定手段とを含む。

この構成によれば、無段変速機の入力軸に入力される入力トルクが駆動源側からのトルクとなる駆動領域では、入力トルクに第１ベルト安全率を乗じた値がベルトの伝達トルク容量に設定され、入力トルクに第１クラッチ安全率を乗じた値がクラッチの伝達トルク容量に設定される。第１ベルト安全率が第１クラッチ安全率よりも大きいので、駆動領域では、クラッチの伝達トルク容量がベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる。

一方、無段変速機の入力軸に入力される入力トルクが駆動輪側からのトルクとなる被駆動領域では、入力トルクに第２ベルト安全率を乗じた値がベルトの伝達トルク容量に設定され、入力トルクに第２クラッチ安全率を乗じた値がクラッチの伝達トルク容量に設定される。第２ベルト安全率が第２クラッチ安全率よりも大きいので、被駆動領域においても、クラッチの伝達トルク容量がベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる。

プライマリプーリおよびセカンダリプーリに供給される油圧を良好に制御するためには、その油圧を検出するセンサがプライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれに設けられることが望ましい。しかし、センサの個数が多くなるとコストが嵩むことから、無段変速機では、コスト低減のため、セカンダリプーリに供給される油圧を検出するセンサが設けられ、プライマリプーリに供給される油圧を検出するセンサが省略されることがある。この無段変速機では、セカンダリプーリに供給される油圧は、センサの出力に基づいて目標油圧に良好に一致させることができるが、プライマリプーリに供給される油圧は、目標油圧に対して多少のばらつきが生じる。

駆動源側から入力軸にトルクが入力される状況では、セカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径がプライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径よりも小さく、その状況では、プライマリプーリでのベルト滑りよりもセカンダリプーリでのベルト滑りの発生の可能性が高い。そのため、クラッチの伝達トルク容量がセカンダリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されていれば、クラッチの伝達トルク容量がプライマリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証される。セカンダリプーリに供給される油圧は、センサの出力に基づいて目標油圧に良好に一致させることができるので、セカンダリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりもクラッチの伝達トルク容量が小さくなる関係は保証できる。

一方、駆動輪側から入力軸にトルクが入力される状況では、プライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径がセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径よりも小さくなる場合があり、その場合、セカンダリプーリでのベルト滑りよりもプライマリプーリでのベルト滑りの発生の可能性が高い。そのため、クラッチの伝達トルク容量がセカンダリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されても、クラッチの伝達トルク容量がプライマリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されるとは限らない。

そこで、クラッチの伝達トルク容量がプライマリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されるように、第２ベルト安全率を第１ベルト安全率よりも上げるか、第２クラッチ安全率を第１クラッチ安全率よりも下げるか、または、それらの両方により、第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差が第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差よりも大きくされる。その結果、駆動輪側から入力軸にトルクが入力される状況、つまり入力トルクが駆動輪側からのトルクとなる被駆動領域において、クラッチの伝達トルク容量がプライマリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証することができる。

なお、プライマリプーリに供給される油圧を検出するセンサが設けられ、セカンダリプーリに供給される油圧を検出するセンサが省略された構成では、駆動源側から入力軸にトルクが入力される状況、つまり入力トルクが駆動源側からのトルクとなる駆動領域において、クラッチの伝達トルク容量がプライマリプーリに対するベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証すべく、第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差が第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、第１ベルト安全率、第２ベルト安全率、第１クラッチ安全率および第２クラッチ安全率が設定されるとよい。

制御装置が、セカンダリプーリに供給される油圧を検出するセカンダリ圧センサと、セカンダリ圧センサの検出結果を用いて、ベルトが第１ベルト伝達トルク設定手段または第２ベルト伝達トルク設定手段により設定される伝達トルク容量を有するように、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに供給される油圧を制御するプーリ圧制御手段とをさらに含む場合、前述したように、安全率設定手段は、第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差が第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、第１ベルト安全率、第２ベルト安全率、第１クラッチ安全率および第２クラッチ安全率を設定することが好ましい。

制御装置は、クラッチに供給される油圧を検出するクラッチ圧センサと、クラッチ圧センサの検出結果を用いて、クラッチが第１クラッチ伝達トルク設定手段または第２クラッチ伝達トルク設定手段により設定される伝達トルク容量を有するように、クラッチに供給される油圧を制御するクラッチ圧制御手段とをさらに含む構成であってもよい。

この構成により、クラッチに供給される油圧を良好に制御できるので、クラッチの伝達トルク容量がベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係を良好に保証することができる。

本発明によれば、無段変速機構のプライマリプーリおよびセカンダリプーリならびにクラッチのすべてに供給油圧を検出するセンサを設けなくても、クラッチの伝達トルク容量がベルトの伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証することができる。

本発明の一実施形態に係るＥＣＵが搭載される車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 車両の制御系の構成を示すブロック図である。 無段変速機の入力軸に入力される入力トルクと、その入力トルクに対して設定されるベルト伝達トルク容量およびクラッチ伝達トルク容量を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン２を駆動源として搭載し、たとえば、ＦＲ（Front-engine Rear-wheel-drive：フロントエンジン・リヤドライブ）レイアウトを採用している。エンジン２は、クランクシャフト３が車両１の前後方向（以下、単に「前後方向」という。）に対して縦向きになる縦置きで車両１の前部に搭載される。

エンジン２は、たとえば、３気筒４ストロークエンジンであるが、３気筒４ストロークエンジンに限定されない。すなわち、エンジン２の気筒数は、３気筒に限らず、４気筒以上であってもよいし、２気筒以下であってもよい。また、エンジン２のストローク数は、４ストロークに限らず、２ストロークであってもよい。

エンジン２の動力は、変速ユニット４に入力される。変速ユニット４から出力される動力は、プロペラシャフト５を介して、デファレンシャルギヤ６に伝達され、デファレンシャルギヤ６から左右の駆動輪（後輪）７Ｌ，７Ｒに伝達される。

変速ユニット４は、外殻をなすユニットケース内に、トルクコンバータ８および無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）９を備えている。

トルクコンバータ８は、ロックアップ機構付きのトルクコンバータであり、フロントカバー１１、ポンプインペラ１２、タービンランナ１３およびロックアップクラッチ（ロックアップピストン）１４を備えている。

フロントカバー１１は、前後方向に延びる回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部がエンジン２側と反対側である後側に屈曲した形状をなしている。フロントカバー１１の中心部には、エンジン２のクランクシャフト３が相対回転不能に結合される。

ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１の後側に配置されている。ポンプインペラ１２の外周端部は、フロントカバー１１の外周端部に接続され、ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１と一体回転可能に設けられている。

タービンランナ１３は、フロントカバー１１とポンプインペラ１２との間に配置されている。

ロックアップクラッチ１４は、フロントカバー１１とタービンランナ１３との間に位置している。ロックアップクラッチ１４に対してタービンランナ１３側の係合側油室１５の油圧がフロントカバー１１側の解放側油室１６の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１側に移動し、ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１に押し付けられて、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３とが直結（ロックアップオン）される。

逆に、解放側油室１６の油圧が係合側油室１５の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップクラッチ１４がタービンランナ１３側に移動する。ロックアップクラッチ１４がフロントカバー１１から離間した状態では、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３との直結が解除（ロックアップオフ）される。ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ１２が回転すると、ポンプインペラ１２からタービンランナ１３に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１３で受けられて、タービンランナ１３が回転する。このとき、トルクコンバータ８の増幅作用が生じ、タービンランナ１３には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。

無段変速機９は、入力軸２１、無段変速機構２２、リバース伝達機構２３および出力軸２４を備えている。無段変速機９は、入力軸２１が前後方向に延びる縦向きとなるように設けられている。

入力軸２１は、トルクコンバータ８の回転軸線上を延び、トルクコンバータ８のタービンランナ１３と一体的に回転可能に設けられている。入力軸２１には、入力軸ギヤ２５が一体に形成されるか、または、別体に形成された入力軸ギヤ２５が相対回転不能に支持されている。

無段変速機構２２は、プライマリ軸３１、セカンダリ軸３２、プライマリ軸３１に支持されたプライマリプーリ３３、セカンダリ軸３２に支持されたセカンダリプーリ３４およびプライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とに巻きかけられたベルト３５を備えている。

プライマリ軸３１は、その軸心が入力軸２１の軸心に対して後側から見て右下方に離間した位置に配置されて、入力軸２１と平行に延びている。セカンダリ軸３２は、その軸心が入力軸２１の軸心に対して後側から見て左上方に離間した位置に配置されて、入力軸２１と平行に延びている。このように、入力軸２１に対して、プライマリ軸３１とセカンダリ軸３２とが左右に分かれて配置されている。これにより、プライマリ軸３１とセカンダリ軸３２との上下方向の軸間距離を短くすることができ、無段変速機９の上下方向のサイズを小さくすることができる。そのため、車両１が商用車などの車室が低床化された車両であっても、その車両１への変速ユニット４の搭載を車両１の最低地上高を確保しつつ可能とすることができる。

プライマリプーリ３３は、プライマリ軸３１に固定されたプライマリ固定シーブ４１と、プライマリ固定シーブ４１にベルト３５を挟んで対向配置され、プライマリ軸３１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたプライマリ可動シーブ４２とを備えている。プライマリ可動シーブ４２は、プライマリ固定シーブ４１に対して前側に配置されている。

プライマリ可動シーブ４２に対してプライマリ固定シーブ４１側と反対側、つまり前側には、シリンダ４３が設けられている。シリンダ４３は、内周端がプライマリ軸３１に固定され、プライマリ軸３１から軸径方向に延び、外周端部が後側に屈曲して延びている。プライマリ可動シーブ４２の外周端は、シリンダ４３の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。プライマリ可動シーブ４２とシリンダ４３との間は、油圧室（ピストン室）４４として形成されている。

セカンダリプーリ３４は、セカンダリ軸３２に固定されたセカンダリ固定シーブ４５と、セカンダリ固定シーブ４５にベルト３５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸３２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたセカンダリ可動シーブ４６とを備えている。セカンダリ可動シーブ４６は、セカンダリ固定シーブ４５に対して後側に配置されており、前後方向において、セカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との位置関係は、プライマリプーリ３３のプライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との位置関係と逆転している。

セカンダリ可動シーブ４６に対してセカンダリ固定シーブ４５と反対側、つまり後側には、ピストン４７が設けられている。ピストン４７は、内周端がセカンダリ軸３２に固定され、セカンダリ軸３２から軸径方向に延びている。セカンダリ可動シーブ４６の外周端部は、後側に延出しており、ピストン４７の外周端は、そのセカンダリ可動シーブ４６の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。セカンダリ可動シーブ４６とピストン４７との間は、油圧室４８として形成されている。

無段変速機構２２では、プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４の各油圧室４４，４８に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比（プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とのプーリ比）が一定の変速比範囲内で連続的に無段階で変更される。

具体的には、ベルト変速比が小さくされるときには、プライマリプーリ３３の油圧室４４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ３３のプライマリ可動シーブ４２がプライマリ固定シーブ４１側に移動し、プライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ３３に対するベルト３５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ３４のセカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、ベルト変速比が小さくなる。

ベルト変速比が大きくされるときには、プライマリプーリ３３の油圧室４４に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト３５に対するセカンダリプーリ３４の推力がベルト３５に対するプライマリプーリ３３の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ３４のセカンダリ固定シーブ４５とセカンダリ可動シーブ４６との間隔が小さくなるとともに、プライマリ固定シーブ４１とプライマリ可動シーブ４２との間隔が大きくなる。その結果、ベルト変速比が大きくなる。

なお、図示されていないが、セカンダリプーリ３４の油圧室４８には、バイアススプリングが設けられている。バイアススプリングは、一端がセカンダリ可動シーブ４６に弾性的に当接し、他端がピストン４７に弾性的に当接している。バイアススプリングの弾性力により、セカンダリ可動シーブ４６およびピストン４７が互いに離間する方向に付勢されている。セカンダリ可動シーブ４６には、油圧室４８内の油圧およびバイアススプリングによる付勢力が付与され、ベルト３５には、それに応じた挟圧が付与される。

プライマリ軸３１の前側の端部には、プライマリ入力ギヤ５１が相対回転可能に支持されている。

プライマリ入力ギヤ５１とその後側に配置されるプライマリプーリ３３との間に、前進クラッチ５２が設けられている。前進クラッチ５２は、油圧式の摩擦クラッチであり、油圧により係合し、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ５１の回転を禁止する。したがって、前進クラッチ５２の係合状態では、プライマリ入力ギヤ５１が回転すると、プライマリ軸３１がプライマリ入力ギヤ５１と一体に回転する。この係合状態の前進クラッチ５２から油圧が開放されると、前進クラッチ５２が解放される。前進クラッチ５２の解放により、プライマリ軸３１に対するプライマリ入力ギヤ５１の回転が許容され、プライマリ入力ギヤ５１が回転しても、その回転がプライマリ軸３１に伝達されない。

セカンダリ軸３２の前側の端部には、セカンダリ入力ギヤ５３が相対回転可能に支持されている。

セカンダリ入力ギヤ５３とその後側に配置されるセカンダリプーリ３４との間には、後進クラッチ５４が設けられている。後進クラッチ５４は、油圧式の摩擦クラッチであり、油圧により係合し、セカンダリ軸３２に対するセカンダリ入力ギヤ５３の回転を禁止する。したがって、セカンダリ入力ギヤ５３が回転すると、セカンダリ軸３２がセカンダリ入力ギヤ５３と一体に回転する。この係合状態の後進クラッチ５４から油圧が開放されると、後進クラッチ５４が解放される。後進クラッチ５４の解放により、セカンダリ軸３２に対するセカンダリ入力ギヤ５３の回転が許容され、セカンダリ入力ギヤ５３が回転しても、その回転がセカンダリ軸３２に伝達されない。

リバース伝達機構２３は、入力軸２１の動力（回転）を無段変速機構２２を経由せずにセカンダリ軸３２に伝達する機構である。リバース伝達機構２３は、リバースアイドラ軸５５、第１リバースギヤ５６および第２リバースギヤ５７を含む。

リバースアイドラ軸５５は、入力軸２１と平行をなす前後方向に延びている。

第１リバースギヤ５６は、リバースアイドラ軸５５と一体に形成されるか、または、リバースアイドラ軸５５と別体に形成されて、リバースアイドラ軸５５に相対回転不能に支持されている。

出力軸２４は、入力軸２１に対して後側に間隔を空けて、入力軸２１と同一軸線上に配置されている。出力軸２４には、出力軸ギヤ５８が一体に形成されるか、または、出力軸２４と別体に形成された出力軸ギヤ５８が相対回転不能に支持されている。これに対応して、セカンダリ軸３２には、セカンダリプーリ３４のピストン４７の後側に隣接して、セカンダリ出力ギヤ５９がスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。出力軸ギヤ５８とセカンダリ出力ギヤ５９とは、噛合している。

車両１の前進走行時には、前進クラッチ５２が係合されて、後進クラッチ５４が解放される。エンジン２からトルクコンバータ８を介して入力軸２１に入力される動力は、前進クラッチ５２の係合により、入力軸ギヤ２５からプライマリ入力ギヤ５１を介してプライマリ軸３１に伝達される。一方、入力軸２１に入力される動力が入力軸ギヤ２５からセカンダリ入力ギヤ５３に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ５３が回転しても、後進クラッチ５４の解放により、セカンダリ入力ギヤ５３がセカンダリ軸３２に対して空転し、セカンダリ軸３２に動力が伝達されない。

プライマリ軸３１に伝達される動力は、プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とのプーリ比に応じたベルト変速比で変速されて、セカンダリ軸３２に伝達される。そして、セカンダリ軸３２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ５９から出力軸ギヤ５８を介して出力軸２４に伝達され、出力軸２４からプロペラシャフト５に伝達される。

車両１の後進走行時には、前進クラッチ５２が解放されて、後進クラッチ５４が係合される。エンジン２からトルクコンバータ８を介して入力軸２１に入力される動力は、後進クラッチ５４の係合により、入力軸ギヤ２５からリバース伝達機構２３およびセカンダリ入力ギヤ５３を介してセカンダリ軸３２に伝達される。このとき、セカンダリ軸３２は、車両１の前進時と逆方向に回転する。一方、入力軸２１に入力される動力が入力軸ギヤ２５からプライマリ入力ギヤ５１に伝達されて、プライマリ入力ギヤ５１が回転しても、前進クラッチ５２の解放により、プライマリ入力ギヤ５１がプライマリ軸３１に対して空転し、プライマリ軸３１に動力が伝達されない。

セカンダリ軸３２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ５９から出力軸ギヤ５８を介して出力軸２４に伝達され、出力軸２４からプロペラシャフト５に伝達される。

＜車両の制御系＞
図２は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラ）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。図２には、１つのＥＣＵ６１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ６１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ６１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

変速ユニット４には、各部に油圧を供給するための油圧回路が備えられている。ＥＣＵ６１は、変速ユニット４の変速比の制御などのため、油圧回路に含まれる各種のバルブなどを制御する。

また、ＥＣＵ６１には、制御に必要な各種センサが接続されている。各種センサには、たとえば、セカンダリプーリ３４の油圧室４８に供給されている油圧に応じた検出信号を出力するセカンダリ圧センサ６２と、前進クラッチ５２に供給されている油圧に応じた検出信号を出力する前進クラッチ圧センサ６３とが含まれる。

ＥＣＵ６１では、セカンダリ圧センサ６２の検出信号から、セカンダリプーリ３４の油圧室４８に供給されている油圧、つまりセカンダリプーリ３４のセカンダリ可動シーブ４６に付与される油圧であるセカンダリ圧が求められる。また、ＥＣＵ６１では、前進クラッチ圧センサ６３の検出信号から、前進クラッチ５２に供給されている油圧である前進クラッチ圧が求められる。

なお、セカンダリ圧センサ６２および前進クラッチ圧センサ６３は、他のＥＣＵに接続されていてもよく、その場合、他のＥＣＵによりセカンダリ圧および前進クラッチ圧が求められて、その求められたセカンダリ圧および前進クラッチ圧が他のＥＣＵからＥＣＵ６１に送信されてもよい。

＜伝達トルク容量設定処理＞
図３は、無段変速機９の入力軸２１に入力される入力トルクと、その入力トルクに対して設定されるベルト伝達トルク容量およびクラッチ伝達トルク容量を示す図である。

車両１では、前進クラッチ５２が係合される前進走行時に、ＥＣＵ６１により、無段変速機９の入力軸２１に入力される入力トルクに対して、前進クラッチ５２の伝達トルク容量の目標であるクラッチ伝達トルク容量と、ベルト３５の伝達トルク容量の目標であるベルト伝達トルク容量とが設定される。そして、ＥＣＵ６１により、前進クラッチ５２の伝達トルク容量がクラッチ伝達トルク容量と一致するように、前進クラッチ５２に供給される油圧が制御される。また、ＥＣＵ６１により、ベルト３５の伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量と一致するように、無段変速機構２２のプライマリプーリ３３の油圧室４４およびセカンダリプーリ３４の油圧室４８に供給される油圧が制御される。

入力トルクは、トルクセンサが設けられて、そのトルクセンサにより検出されてもよいし、トルクセンサが設けられずに、演算により推定されてもよい。入力トルクは、たとえば、エンジントルクにトルクコンバータ８のトルク比を乗じることにより算出される。エンジントルクは、たとえば、アクセル開度およびエンジン回転数から推定される。トルク比は、トルクコンバータ３の速度比に応じたトルク増幅率であり、速度比は、タービン回転数をエンジン回転数で除した除算値である。

エンジン２側から入力軸２１にトルクが入力される状況、つまり入力トルクがエンジン２側からのトルクとなる駆動領域においては、入力トルクに所定の第１クラッチ安全率が乗されて、その乗算値がクラッチ伝達トルク容量に設定される。第１クラッチ安全率は、１よりも大きい値に予め設定されて、ＥＣＵ６１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリに記憶されている。

また、駆動領域においては、入力トルクに所定の第１ベルト安全率が乗されて、その乗算値がベルト伝達トルク容量に設定される。第１ベルト安全率は、第１クラッチ安全率よりも大きい値に予め設定されて、ＥＣＵ６１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリに記憶されている。

一方、車両１のコースト走行（惰性走行）時など、駆動輪７Ｌ，７Ｒ側から入力軸２１にトルクが入力される状況、つまり入力トルクが駆動輪７Ｌ，７Ｒ側からのトルクとなる被駆動領域においては、入力トルクに所定の第２クラッチ安全率が乗されて、その乗算値がクラッチ伝達トルク容量に設定される。第２クラッチ安全率は、１よりも大きい値に予め設定されて、ＥＣＵ６１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリに記憶されている。

また、被駆動領域においては、入力トルクに所定の第２ベルト安全率が乗されて、その乗算値がベルト伝達トルク容量に設定される。第２ベルト安全率は、第２クラッチ安全率よりも大きい値に予め設定されて、ＥＣＵ６１のマイコンに内蔵された不揮発性メモリに記憶されている。

そして、ＥＣＵ６１では、第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差が第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、第２クラッチ安全率が第１クラッチ安全率よりも小さい値に設定され、第２ベルト安全率が第１ベルト安全率よりも大きい値に設定されている。

＜作用効果＞
以上のように、無段変速機９の入力軸２１に入力される入力トルクがエンジン２側からのトルクとなる駆動領域では、入力トルクに第１ベルト安全率を乗じた値がベルト伝達トルク容量に設定され、入力トルクに第１クラッチ安全率を乗じた値がクラッチ伝達トルク容量に設定される。第１ベルト安全率が第１クラッチ安全率よりも大きいので、駆動領域では、クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量よりも小さくなる。

一方、無段変速機９の入力軸２１に入力される入力トルクが駆動輪７Ｌ，７Ｒ側からのトルクとなる被駆動領域では、入力トルクに第２ベルト安全率を乗じた値がベルト伝達トルク容量に設定され、入力トルクに第２クラッチ安全率を乗じた値がクラッチ伝達トルク容量に設定される。第２ベルト安全率が第２クラッチ安全率よりも大きいので、被駆動領域においても、クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量よりも小さくなる。

プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４に供給される油圧を良好に制御するためには、その油圧を検出するセンサがプライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４のそれぞれに設けられることが望ましい。しかし、センサの個数が多くなるとコストが嵩むことから、無段変速機９では、コスト低減のため、セカンダリプーリ３４に供給される油圧であるセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ６２が設けられ、プライマリプーリ３３に供給される油圧を検出するセンサが設けられていない。そのため、無段変速機９では、セカンダリプーリ３４に供給されるセカンダリ圧は、セカンダリ圧センサ６２の検出信号から求まるセカンダリ圧に基づいて目標油圧に良好に一致させることができるが、プライマリプーリ３３に供給される油圧は、目標油圧に対して多少のばらつきが生じる。

エンジン２側から入力軸２１にトルクが入力される状況では、セカンダリプーリ３４に対するベルト３５の巻きかけ径がプライマリプーリ３３に対するベルト３５の巻きかけ径よりも小さく、その状況では、プライマリプーリ３３でのベルト滑りよりもセカンダリプーリ３４でのベルト滑りの発生の可能性が高い。そのため、クラッチ伝達トルク容量がセカンダリプーリ３４に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されていれば、クラッチ伝達トルク容量がプライマリプーリ３３に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証される。セカンダリ圧は、センサの出力に基づいて目標油圧に良好に一致させることができるので、セカンダリプーリ３４に対するベルト伝達トルク容量よりもクラッチ伝達トルク容量が小さくなる関係は保証できる。

一方、駆動輪７Ｌ，７Ｒ側から入力軸２１にトルクが入力される状況では、プライマリプーリ３３に対するベルト３５の巻きかけ径がセカンダリプーリ３４に対するベルト３５の巻きかけ径よりも小さくなる場合があり、その場合、セカンダリプーリ３４でのベルト滑りよりもプライマリプーリ３３でのベルト滑りの発生の可能性が高い。そのため、クラッチ伝達トルク容量がセカンダリプーリ３４に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されても、クラッチ伝達トルク容量がプライマリプーリ３３に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されるとは限らない。

そこで、クラッチ伝達トルク容量がプライマリプーリ３３に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係が保証されるように、第２ベルト安全率が第１ベルト安全率よりも上げられ、第２クラッチ安全率が第１クラッチ安全率よりも下げられている。その結果、駆動輪７Ｌ，７Ｒ側から入力軸２１にトルクが入力される状況、つまり入力トルクが駆動輪７Ｌ，７Ｒ側からのトルクとなる被駆動領域において、クラッチ伝達トルク容量がプライマリプーリ３３に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証することができる。

また、前進クラッチ５２に供給される油圧を検出する前進クラッチ圧センサ６３が設けられており、前進クラッチ５２に供給される油圧を良好に制御できるので、クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係を良好に保証することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、セカンダリプーリ３４に供給される油圧であるセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ６２が設けられ、プライマリプーリ３３に供給される油圧を検出するセンサが設けられていない構成を取り上げた。しかし、セカンダリ圧センサ６２が省略されて、その代わりに、プライマリプーリ３３に供給される油圧を検出するセンサが設けられてもよく、この場合、エンジン２側から入力軸２１にトルクが入力される状況、つまり入力トルクがエンジン２側からのトルクとなる駆動領域において、クラッチ伝達トルク容量がプライマリプーリ３３に対するベルト伝達トルク容量よりも小さくなる関係を保証すべく、第１ベルト安全率と第１クラッチ安全率との差が第２ベルト安全率と第２クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、第１ベルト安全率、第２ベルト安全率、第１クラッチ安全率および第２クラッチ安全率が設定されるとよい。

また、本発明は、入力軸が車両の左右方向に延びるように横置きされる無段変速機の制御装置に適用することもできる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２：エンジン（駆動源）
７Ｌ，７Ｒ：駆動輪
９：無段変速機
３３：プライマリプーリ
３４：セカンダリプーリ
５２：前進クラッチ（クラッチ）
３５：ベルト
６１：ＥＣＵ（制御装置、第１ベルト伝達トルク設定手段、第２ベルト伝達トルク設定手段、第１クラッチ伝達トルク設定手段、第２クラッチ伝達トルク設定手段、安全率設定手段、プーリ圧制御手段、クラッチ圧制御手段）
６２：セカンダリ圧センサ
６３：前進クラッチ圧センサ

Claims (3)

1. 駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に、無端状のベルトが巻きかけられたプライマリプーリとセカンダリプーリとに供給される油圧により変速比が無段階に変更される無段変速機構と直列に、前記動力伝達経路での動力の伝達を許可／阻止するために油圧により係合／解放されるクラッチを設けた無段変速機の制御装置であって、
   前記無段変速機の入力軸に入力される入力トルクが前記駆動源側からのトルクとなる駆動領域において、前記入力トルクに第１ベルト安全率を乗じて、前記ベルトの伝達トルク容量を設定する第１ベルト伝達トルク設定手段と、
   前記入力トルクが前記駆動輪側からのトルクとなる被駆動領域において、前記入力トルクに第２ベルト安全率を乗じて、前記ベルトの伝達トルク容量を設定する第２ベルト伝達トルク設定手段と、
   前記駆動領域において、前記入力トルクに第１クラッチ安全率を乗じて、前記クラッチの伝達トルク容量を設定する第１クラッチ伝達トルク設定手段と、
   前記被駆動領域において、前記入力トルクに第２クラッチ安全率を乗じて、前記クラッチの伝達トルク容量を設定する第２クラッチ伝達トルク設定手段と、
   前記第１ベルト安全率が前記第１クラッチ安全率よりも大きく、前記第２ベルト安全率が前記第２クラッチ安全率よりも大きく、かつ、前記第２ベルト安全率と前記第２クラッチ安全率との差が前記第１ベルト安全率と前記第１クラッチ安全率との差と異なるように、前記第１ベルト安全率、前記第２ベルト安全率、前記第１クラッチ安全率および前記第２クラッチ安全率を設定する安全率設定手段と、
   前記セカンダリプーリに供給される油圧を検出するセカンダリ圧センサと、
   前記セカンダリ圧センサの検出結果を用いて、前記ベルトが前記第１ベルト伝達トルク設定手段または前記第２ベルト伝達トルク設定手段により設定される伝達トルク容量を有するように、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに供給される油圧を制御するプーリ圧制御手段とを含み、
   前記安全率設定手段は、前記第２ベルト安全率と前記第２クラッチ安全率との差が前記第１ベルト安全率と前記第１クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、前記第１ベルト安全率、前記第２ベルト安全率、前記第１クラッチ安全率および前記第２クラッチ安全率を設定する、制御装置。
2. 駆動源と駆動輪との間の動力伝達経路上に、無端状のベルトが巻きかけられたプライマリプーリとセカンダリプーリとに供給される油圧により変速比が無段階に変更される無段変速機構と直列に、前記動力伝達経路での動力の伝達を許可／阻止するために油圧により係合／解放されるクラッチを設けた無段変速機の制御装置であって、
   前記無段変速機の入力軸に入力される入力トルクが前記駆動源側からのトルクとなる駆動領域において、前記入力トルクに第１ベルト安全率を乗じて、前記ベルトの伝達トルク容量を設定する第１ベルト伝達トルク設定手段と、
   前記入力トルクが前記駆動輪側からのトルクとなる被駆動領域において、前記入力トルクに第２ベルト安全率を乗じて、前記ベルトの伝達トルク容量を設定する第２ベルト伝達トルク設定手段と、
   前記駆動領域において、前記入力トルクに第１クラッチ安全率を乗じて、前記クラッチの伝達トルク容量を設定する第１クラッチ伝達トルク設定手段と、
   前記被駆動領域において、前記入力トルクに第２クラッチ安全率を乗じて、前記クラッチの伝達トルク容量を設定する第２クラッチ伝達トルク設定手段と、
   前記第１ベルト安全率が前記第１クラッチ安全率よりも大きく、前記第２ベルト安全率が前記第２クラッチ安全率よりも大きく、かつ、前記第２ベルト安全率と前記第２クラッチ安全率との差が前記第１ベルト安全率と前記第１クラッチ安全率との差と異なるように、前記第１ベルト安全率、前記第２ベルト安全率、前記第１クラッチ安全率および前記第２クラッチ安全率を設定する安全率設定手段と、
   前記プライマリプーリに供給される油圧を検出するプライマリ圧センサと、
   前記プライマリ圧センサの検出結果を用いて、前記ベルトが前記第１ベルト伝達トルク設定手段または前記第２ベルト伝達トルク設定手段により設定される伝達トルク容量を有するように、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに供給される油圧を制御するプーリ圧制御手段とを含み、
   前記安全率設定手段は、前記第１ベルト安全率と前記第１クラッチ安全率との差が前記第２ベルト安全率と前記第２クラッチ安全率との差よりも大きくなるように、前記第１ベルト安全率、前記第２ベルト安全率、前記第１クラッチ安全率および前記第２クラッチ安全率を設定する、制御装置。
3. 前記クラッチに供給される油圧を検出するクラッチ圧センサと、
   前記クラッチ圧センサの検出結果を用いて、前記クラッチが前記第１クラッチ伝達トルク設定手段または前記第２クラッチ伝達トルク設定手段により設定される伝達トルク容量を有するように、前記クラッチに供給される油圧を制御するクラッチ圧制御手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の制御装置。

Images