JP7360449B2 - 無段変速機および無段変速機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機およびその制御方法に関し、特に無段変速機のベルトに備わるエレメントの脱落を抑制する技術に関する。

一対の可変プーリに対するベルトの接触径を変化させることにより変速比を無段階に調整可能な無段変速機として、動力を伝達する媒体ないしエレメントである複数の横方向部材を、リングまたは環状のバンドにより結束して構成されたベルトを備えるものが知られている。ＪＰ２０１７－５１６９６６Ａには、このような無段変速機に適用されるベルトとして、概略Ｕ字状に形成されたエレメントを備えるものが開示されている（段落００２５～００２７）。このエレメントは、ベース部分と、ベース部分の両端から同方向に延びる一対のピラー部分と、を有し、１つのリングに対し、ピラー部分の間の開口を通じて装着される。

エレメントを介して動力を伝達する無段変速機では、隣り合うエレメントの隙間（「エンドプレー」と呼ばれる）が拡大し、ベルトの全周にわたるエンドプレーの総量が増大する場合がある。このような状態では、エンドプレーが局所的に集中し、さらに、エレメントに横方向の力が加わることで、エレメントがリングから脱落することが懸念される。ＪＰ２０１７－５１６９６６Ａにおいては、エレメントのピラー部分にフックが設けられ、リングに対してこのフックによりエレメントを係止させているが、エレメントに横方向の力がかかり、エレメントがリングに対して横方向に移動することで、フックによる係止が解除されるためである。エンドプレーの拡大は、リングに伸びが生じることによるほか、エレメントが他のエレメントにより圧迫されたり、エレメント同士が擦れて摩耗したりすることにより発生する。

本発明は、以上の問題を考慮し、リングを受ける受容部がベルトの径方向に開口するエレメントの、リングからの脱落を抑制可能な無段変速機およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、一形態において、車両に搭載される無段変速機であって、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに掛け渡されたベルトと、コントローラと、を備える無段変速機を提供する。本形態において、ベルトは、リングと、リングにより結束された複数のエレメントであって、ベルトの径方向に開口する受容部を夫々有し、この受容部にリングを受けるエレメントと、を有する。コントローラは、所定長よりも大きなエンドプレーがベルトに生じていることを検知するか、隣り合うエレメントの間における個々のエンドプレーが集中する運転条件に無段変速機があることを検知し、所定長よりも大きなエンドプレーが生じているか、エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知した場合に、予め定められたエレメントの脱落対策制御を実行するように構成される。

本発明は、他の形態において、ベルトの径方向に開口する受容部にリングを受け、リングにより結束される複数のエレメントを有する無段変速機を制御する、無段変速機の制御方法を提供する。本形態では、所定長よりも大きなエンドプレーがベルトに生じていることを検知するか、隣り合うエレメントの間における個々のエンドプレーが集中する運転条件に無段変速機があることを検知し、所定長よりも大きなエンドプレーが生じているか、エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知した場合に、予め定められたエレメントの脱落対策制御を実行する。

これらの形態によれば、所定長よりも大きなエンドプレーがベルトに生じているか、エンドプレーが集中する運転条件に無段変速機があることを検知した場合に、所定の脱落対策制御を実行することで、エレメントのリングからの脱落を抑制することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る無段変速機を備える車両の動力伝達系の構成を示す概略図である。 図２は、図１のII-II断面図である。 図３は、同上無段変速機に備わるベルトの構成を示す断面図である。 図４Ａは、同上ベルトの組立方法（エレメントの装着手順）を示す説明図である。 図４Ｂは、同上ベルトの組立方法（エレメントの装着手順）を示す説明図である。 図４Ｃは、同上ベルトの組立方法（エレメントの装着手順）を示す説明図である。 図５は、エンドプレーが集中した状態を模式的に示す説明図である。 図６は、本発明の変形例に係る脱落抑制制御の基本的な流れを示すフローチャートである。 図７は、本実施形態に係る脱落抑制制御の流れを示すフローチャートである。 図８は、本発明の他の実施形態に係る車両の動力伝達系の構成を示す概略図である。 図９は、本発明の更に別の実施形態に係る車両の動力伝達系の構成を示す概略図である。 図１０は、潤滑油の吹付けによるエレメントの脱落抑制方法を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（車両駆動系の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る無段変速機（ＣＶＴ）２を備える車両の動力伝達系（以下「駆動系」という）Ｐ１の全体構成を概略的に示している。

本実施形態に係る駆動系Ｐ１は、車両の駆動源として内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）１を備え、エンジン１と左右の駆動輪５、５とをつなぐ動力伝達経路上にＣＶＴ２を備える。エンジン１とＣＶＴ２とは、トルクコンバータを介して接続することが可能である。ＣＶＴ２は、エンジン１から入力した回転動力を所定の変速比で変換し、ディファレンシャルギア３を介して駆動輪５に出力する。

ＣＶＴ２は、変速要素として入力側にプライマリプーリ２１を備えるとともに、出力側にセカンダリプーリ２２を備える。ＣＶＴ２は、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２に掛け渡された金属ベルト２３を備え、これらのプーリ２１、２２における金属ベルト２３の接触部半径の比を変化させることで、変速比を無段階に変更することが可能である。

プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２は、固定シーブ２１ａ、２２ａと、固定シーブに対して同軸に、固定シーブの回転中心軸Ｃｐ、Ｃｓ（図２）に沿って軸方向に移動可能に設けられた可動シーブ２１ｂ、２２ｂと、を備える。ＣＶＴ２の入力軸に対してプライマリプーリ２１の固定シーブ２１ａが接続され、出力軸に対してセカンダリプーリ２２の固定シーブ２２ａが接続されている。ＣＶＴ２の変速比は、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２の可動シーブ２１ｂ、２２ｂに作用する作動油の圧力を調整し、固定シーブ２１ａ、２２ａと可動シーブ２１ｂ、２２ｂとの間に形成されるＶ溝の幅を変化させることで制御される。

本実施形態では、ＣＶＴ２の作動圧の発生源として、エンジン１または図示しない電動モータを動力源とするオイルポンプ６を備える。オイルポンプ６は、変速機オイルパンに貯蔵されている作動油を昇圧させ、これを元圧として、所定の圧力の作動油を、油圧制御回路７を介して可動シーブ２１ｂ、２２ｂの油圧室に供給する。図１は、油圧制御回路７から油圧室への油圧供給経路を、矢印付きの点線により示している。

ＣＶＴ２から出力された回転動力は、所定の減速比に設定された最終ギア列または副変速機（いずれも図示せず）およびディファレンシャルギア３を介して駆動軸４に伝達され、駆動輪５を回転させる。

（制御システムの構成および基本動作）
エンジン１およびＣＶＴ２の動作は、エンジンコントローラ１０１、変速機コントローラ２０１により夫々制御される。エンジンコントローラ１０１および変速機コントローラ２０１は、いずれも電子制御ユニットとして構成され、中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭおよびＲＯＭ等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータからなる。

エンジンコントローラ１０１は、エンジン１の運転状態を検出する運転状態センサの検出信号を入力し、運転状態をもとに所定の演算を実行し、エンジン１の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等を設定する。運転状態センサとして、運転者によるアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度」という）を検出するアクセルセンサ１１１、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ１１２、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１１３等が設けられるほか、図示しないエアフローメータ、スロットルセンサ、燃料圧力センサおよび空燃比センサ等が設けられている。エンジンコントローラ１０１は、これらのセンサの検出信号を入力する。

変速機コントローラ２０１は、エンジンコントローラ１０１に対し、ＣＡＮ規格のバスを介して互いに通信可能に接続されている。さらに、ＣＶＴ２の制御に関連して、車両の走行速度を検出する車速センサ２１１、ＣＶＴ２の入力軸の回転速度を検出する入力側回転速度センサ２１２、ＣＶＴ２の出力軸の回転速度を検出する出力側回転速度センサ２１３、ＣＶＴ２の作動油の温度を検出する油温センサ２１４、シフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ２１５等が設けられている。シフトレバーの位置は、ＣＶＴ２のシフトレンジに相関する。

ここで、車速センサ２１１は、駆動軸４の回転速度を換算することにより車速を検出するものであり、その信号に基づき、駆動軸４の回転方向、つまり、一方向への回転（例えば、車両の前進時における正転方向）およびその逆方向への回転の判別が可能である。

本実施形態では、以上に加え、後に述べるエレメントの脱落抑制制御に関連して、加速度センサ２１６およびエンドプレーセンサ２１７が設けられている。加速度センサ２１６は、車両に対してその前後方向に作用する加速度（以下「前後方向加速度」という）を検出するものであり、その出力をもとに、車両の姿勢ないし水平方向に対する傾きを検出することが可能である。エンドプレーセンサ２１７は、金属ベルト２３のうち、所定の箇所に集中したエンドプレーの大きさ（以下「エンドプレー長」という）を測定するものである。変速機コントローラ２０１は、エンジンコントローラ１０１から、アクセル開度等、エンジン１の運転状態に関する情報を入力するほか、これらのセンサの検出信号を入力する。

変速機コントローラ２０１は、変速に関する基本的な制御として、シフト位置センサ２１５からの信号に基づき運転者により選択されたシフトレンジを判定するとともに、アクセル開度および車速等に基づき、ＣＶＴ２の目標変速比を設定する。そして、変速機コントローラ２０１は、オイルポンプ６が生じさせる油圧を元圧として、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２の可動シーブ２１ｂ、２２ｂに対して目標変速比に応じた所定の油圧が作用するように、油圧制御回路７に制御信号を出力する。

さらに、変速機コントローラ２０１は、変速に関する制御の一環として、後に述べるように、電動モータ８に制御信号を出力し、センサ支持体２４の姿勢を制御する。エンドプレーセンサ２１７は、センサ支持体２４に取り付けられ、センサ支持体２４により金属ベルト２３（具体的には、その内周面）に対する位置が定められる。

（ＣＶＴ２の構成）
図２は、本実施形態に係るＣＶＴ２の構成を、図１に示すＩＩ－ＩＩ線断面により示している。

本実施形態において、ＣＶＴ２は、一対の可変プーリ、具体的には、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２と、これら一対のプーリ２１、２２に掛け渡された金属ベルト２３と、を備える。図２は、断面で示す都合上、プライマリプーリ２１の可動シーブ２１ｂと、セカンダリプーリ２２の固定シーブ２２ａと、金属ベルト２３と、を示している。ＣＶＴ２は、プッシュベルト式であり、金属ベルト２３は、動力伝達媒体である複数のエレメント２３１をその板厚方向に並べ、リング２３２（「フープ」または「バンド」と呼ばれる場合もある）により互いに結束することで構成される。

図３は、本実施形態に係るエレメント２３１の構成を、金属ベルト２３の周方向に垂直な断面により示している。

本実施形態において、金属ベルト２３のリング２３２は、複数のリング部材２３２ａ～２３２ｄを互いに積層して構成された１つのリング（「リングセット」と呼ばれる場合もある）であり、この１つのリングまたはリングセット２３２に複数のエレメント２３１が装着されて、金属ベルト２３が構成される。リング２３２が１つであることから、本実施形態に係る金属ベルト２３は、モノリング式の金属ベルトまたは単に「モノベルト」と呼ばれる場合がある。図３は、リング部材が４つ（２３２ａ～２３２ｄ）の場合を示すが、リング部材の数がこれに限定されるものでないことは、いうまでもない。

エレメント２３１は、概して、基部２３１ａと、基部２３１ａの延伸方向に垂直に、互いに同方向に延びる一対の側部２３１ｂ、２３１ｂと、から構成され、本実施形態では、全体として、概略Ｕ字状をなしている。基部２３１ａは、サドル部分とも呼ばれ、リング２３２を横断するだけの長さを有し、その両端に、プライマリプーリ２１およびセカンダリプーリ２２の各シーブ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに対する接触面が形成されている。基部２３１ａの延伸方向は、エレメント２３１の幅方向であり、金属ベルト２３の横方向Ｌに一致する。金属ベルト２３に関して「横方向」とは、金属ベルト２３の周方向および径方向に垂直な方向をいう。側部２３１ｂは、ピラー部分とも呼ばれ、リング２３２を挟む各側で基部２３１ａに接続し、その延伸方向は、エレメント２３１の高さ方向であり、金属ベルト２３の径方向Ｒに一致する。これら一対の側部２３１ｂ、２３１ｂの互いに向き合う内面と基部２３１ａの上面とにより、横方向Ｌに垂直な方向、つまり、金属ベルト２３の径方向Ｒに開口するエレメント２３１の受容部２３１ｒが形成される。本実施形態において、受容部２３１ｒが開口する方向は、金属ベルト２３の径方向Ｒに関して外向きである。エレメント２３１は、受容部２３１ｒにリング２３２を受ける状態で、金属ベルト２３の内周側からリング２３２に装着される。

エレメント２３１は、受容部２３１ｒを形成する左右夫々の側部２３１ｂに、その内面から内向きに突出するフックないし挟持片ｆを有し、リング２３２に装着された状態で、基部２３１ａとこれらのフックｆとの間にリング２３２が保持される。エレメント２３１は、左右両方の側部２３１ｂ、２３１ｂに一対の切欠きｎを有し、一対の切欠きｎは受容部２３１ｒの空間を部分的に横方向Ｌに拡張させる。切欠きｎは、フックｆに可撓性を持たせ、リング２３２を押さえ付ける力を付与するとともに、エレメント２３１の装着時にリング２３２の逃げとなる空間を形成するものである。

図４Ａ～４Ｃは、金属ベルト２３の組立方法、具体的には、エレメント２３１のリング２３２に対する装着手順を時系列に示している。図４Ａ～４Ｃは、図示の便宜上、リング２３２の姿勢を変えて手順を示すが、実際の装着時では、エレメント２３１の向きが変えられることは、いうまでもない。

初めに、エレメント２３１をリング２３２に対して傾けた状態として、リング２３２の内周側に配置し、エレメント２３１の受容部２３１ｒに、リング２３２の一方の側縁を挿入する。そして、エレメント２３１を、基部２３１ａをリング２３２に近付けるように移動させ、図４Ａに示すように、基部２３１ａと一方の側部２３１ｂに備わるフック（図４Ａに示す状態では、左側の側部２３１ｂに備わるフック）ｆとの間を通じて、リング２３２の側縁を切欠きｎに到達させる。

次いで、図４Ｂに示すように、エレメント２３１を、基部２３１ａとフックｆとの間に位置するリング２３２の部分を中心として回転させ（図４Ｂに示す状態では、時計回りとは反対に回転させ）、エレメント２３１のリング２３２に対する傾斜を解消させる。この状態で、エレメント２３１は、基部２３１ａがリング２３２に平行となる。

エレメント２３１の基部２３１ａをリング２３２に平行な状態とした後、図４Ｃに示すように、エレメント２３１を、リング２３２に対し、リング２３２の側縁を切欠きｎから出す方向に相対的に移動させ（図４Ｃに示す状態では、エレメント２３１を左側に移動させ）、リング２３２を基部２３１ａの中心に配置させる。これにより、１つのエレメント２３１の装着が完了する。

このような手順を金属ベルト２３の全周にわたる全てのエレメント２３１に対して繰り返すことで、金属ベルト２３が完成する。リング２３２の張力により、さらに、エレメント２３１の前面に設けられた凸部ｐ（図３）と隣り合うエレメント２３１の背面に設けられた凹部との係合により、前後のエレメント２３１が互いに結束される。

ここで、エレメント２３１を動力伝達媒体とするＣＶＴ２では、隣り合うエレメント２３１の隙間であるエンドプレーが拡大し、金属ベルト２３の全周にわたるエンドプレーの総量が増大する場合がある。具体的には、エレメント２３１を束ねるリング２３２に弾性的または塑性的な変形による伸びが生じた場合や、エレメント２３１が他のエレメント２３１により圧迫されて押し潰されたり、エレメント２３１同士が擦れて摩耗したりする場合である。

このような状態でエンドプレーが局所的に集中し、さらに、エレメント２３１に対し、金属ベルト２３の横方向の力が加わると、エレメント２３１がリング２３２に対して横方向に移動する。よって、図４Ａ～４Ｃを参照して先に説明した手順とは逆の動きにより、エレメント２３１がリング２３２から脱落する懸念がある。

図２は、エンドプレーが集中した状態（エンドプレーＥＰ）を示し、図５は、理解を容易にするため、エンドプレーの集中が生じた金属ベルト２３の部分を、拡大視により模式的に示している。

本実施形態では、エレメント２３１、具体的には、エレメント２３１の受容部２３１ｒの開口する方向が、金属ベルト２３の径方向Ｒに関して外向きであるため、金属ベルト２３のうち、エレメント２３１の受容部２３１ｒが鉛直方向に関して下側に向く部分、換言すれば、プライマリプーリ２１の回転中心軸Ｃｐと、セカンダリプーリ２２の回転中心軸Ｃｓと、を結ぶ直線Ｘよりも下側にある部分では、仮にエンドプレーＥＰが発生したとしてもエレメント２３１の脱落は抑制される。これに対し、受容部２３１ｒが上側に向く部分では、脱落の可能性がある。

さらに、金属ベルト２３の上側部分のうち、金属ベルト２３に対してプーリ２１、２２から加わる力により図２に示す範囲ＡおよびＢでエンドプレーＥＰが発生する傾向がある。その際、範囲Ａ、Ｂは、プーリ２１、２２が回転する方向に応じて、エレメント２３１がプーリ２１、２２の間に挟まる方向に進む場合、換言すれば、金属ベルト２３がプーリ２１、２２の間の空間に進入する方向に進む場合と、金属ベルト２３がプーリ２１、２２の間の空間から脱出する方向に進む場合と、で区別される。進入方向に進む場合（図２に示す例では、範囲Ｂ）は、エンドプレーＥＰが生じてもエレメント２３１がプーリ２１、２２に挟まれることになるため、脱落は抑制される。他方で、脱出方向に進む場合（範囲Ａ）は、プーリ２１、２２による支えがなくなるため、エンドプレーＥＰが生じるとエレメント２３１が脱落する可能性があり、対策の必要がある。

（エンドプレーセンサの構成）
本実施形態において、エンドプレーセンサ２１７は、光学的センサからなり、図２に示すように、センサ支持体２４に取り付けられた状態でＣＶＴ２に設置され、金属ベルト２３のうち、範囲ＡおよびＢにおけるエンドプレーＥＰの大きさを測定する。エンドプレーセンサ２１７に適用可能な光学的センサとして、レーザセンサを例示することができる。

センサ支持体２４は、図１に概略的に示す平面視で矩形または長形状をなす板状部２４１と、板状部２４１に対してその厚み方向に延伸する軸支部２４２と、を有し、図２に示す側面視では、全体としてＴ字状をなしている。

センサ支持体２４は、ＣＶＴ２において、金属ベルト２３に対してその内周側に配置され、ＣＶＴ２のシェルに対し、軸支部２４２により、回転軸Ｃｒを中心として搖動自在に支持されている。

ここで、板状部２４１は、センサ支持体２４がシェルに支持された状態で、プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ２２との間に介在するとともに、これらのプーリ２１、２２の固定シーブ２１ａ、２２ａと可動シーブ２１ｂ、２２ｂとに挟まれた状態にあり、金属ベルト２３の内周面に近接した状態にある。

さらに、板状部２４１は、範囲Ａから範囲Ｂにかけて延在し、具体的には、車両の前進時に、金属ベルト２３がプライマリプーリ２１のシーブ面と接触する領域のうち、プライマリプーリ２１の回転方向に関して最も上流側の位置と、金属ベルト２３がセカンダリプーリ２２のシーブ面と接触する領域のうち、セカンダリプーリ２２の回転方向に関して最も下流側の位置と、をつなぐ直線範囲ＲＮＧ全体に亘って延在するように、その長さが設定されている。

軸支部２４２は、回転軸Ｃｒがプライマリプーリ２１の回転中心軸Ｃｐとセカンダリプーリ２２の回転中心軸Ｃｓとを結ぶ（換言すれば、回転中心軸Ｃｐ、Ｃｓの双方に垂直な）直線Ｘ上に位置するように、その寸法ないし長さが設定されている。センサ支持体２４は、回転軸Ｃｒがこの直線Ｘに対して垂直であり、回転軸Ｃｒを中心として搖動自在であることで、図２に示す断面において、回転中心軸Ｃｐ、Ｃｓを結ぶ直線Ｘに対する板状部２４１の傾きが可変とされている。

本実施形態では、図１に示すように、センサ支持体２４に対してその姿勢または板状部２４１の傾きを調整可能に電動モータ８が配設され、変速機コントローラ２０１により、ＣＶＴ２の変速比に応じて電動モータ８の動作およびセンサ支持体２４の姿勢が制御される。

エンドプレーセンサ２１７（２１７ａ、２１７ｂ）は、板状部２４１の長さ方向の両端に夫々設置されている。エンドプレーセンサ２１７は、光学的センサに限らず、渦電流センサからなるものであってもよい。

（フローチャートによる説明）
本実施形態では、所定長よりも大きなエンドプレーＥＰ（図５）が金属ベルト２３に生じていたり、隣り合うエレメント２３１の間における個々のエンドプレーが集中する運転条件にＣＶＴ２があったりする場合に、エレメント２３１のリング２３２からの脱落を抑制する所定の制御（以下「脱落抑制制御」という）を実行する。脱落抑制制御は、エンドプレーが拡大して、金属ベルト２３の全周にわたるエンドプレーの総量が増大したり、エンドプレーが集中したりする条件での車両またはＣＶＴ２の運転を回避する制御として具現される。脱落抑制制御は、それ以外に、エレメント２３１のリング２３２に対する相対的な位置ずれをより直接的な方法で抑制する制御として具現することも可能である。本実施形態では、特にエンドプレーの拡大を抑制し、金属ベルト２３の全周にわたるエンドプレーの総量を減少させる制御として、エンジン１のトルクを通常制御による運転時よりも低減させ、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを低減させる。脱落抑制制御は、「脱落対策制御」に対応する制御である。

図６は、参考例に係る脱落抑制制御の基本的な流れをフローチャートにより示している。

本参考例において、脱落抑制制御は、変速機コントローラ２０１により実行され、変速機コントローラ２０１は、図６に示す制御ルーチンを所定の周期で実行するようにプログラムされている。脱落抑制制御を実行するのは、変速機コントローラ２０１に限らず、エンジンコントローラ１０１であってもよいし、これら以外の他のコントローラであってもよい。

Ｓ１０１では、エンドプレーセンサ２１７の出力を読み込む。

Ｓ１０２では、エンドプレーセンサ２１７の出力をもとに、エンドプレーＥＰの大きさであるエンドプレー長Ｌｅｐ、本参考例では、図２に示す範囲Ｂにおけるエンドプレー長Ｌｅｐを算出する。エンドプレー長Ｌｅｐは、エンドプレーセンサ２１７を構成するレーザセンサの出力波形から算出することが可能である。例えば、エンドプレーセンサ２１７であるレーザセンサは、発光部と受光部とを備え、変速機コントローラ２０１は、エンドプレーＥＰがセンサ支持体２４のセンサ設置部を通過する際にレーザセンサから出力される波形に基づき、エンドプレー長Ｌｅｐを算出する。

Ｓ１０３では、エンドプレー長Ｌｅｐが所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きいか否かを判定する。エンドプレー長Ｌｅｐが所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きい場合は、Ｓ１０４へ進み、所定長Ｌｅｐｔｈｒ以下である場合は、Ｓ１０５へ進む。

Ｓ１０４では、金属ベルト２３において、エンドプレーが集中し、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーＥＰが現に生じているとして、脱落抑制制御を実行する。本参考例では、エンドプレーが拡大して、金属ベルト２３の全周にわたるエンドプレーの総量が増大する傾向にある条件でのＣＶＴ２の運転を回避すべく、ＣＶＴ２の運転状態を変更する。具体的には、エンジン１のトルクを通常制御による運転時よりも低減させることで、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを低減させる。

Ｓ１０５では、脱落抑制制御を行わず、通常制御を維持する。

本参考例では、変速機コントローラ２０１が「コントローラ」を構成する。

（作用効果の説明）
本参考例に係るＣＶＴ２およびこれを備える駆動系Ｐ１は、以上のように構成され、以下、本参考例により得られる効果について述べる。

第１に、所定長よりも大きなエンドプレーが金属ベルト２３に生じていることを検知した場合に、脱落抑制制御を実行することで、エレメント２３１のリング２３２からの脱落を抑制することが可能となる。

ここで、脱落抑制制御として、通常制御による運転時よりもエンジン１のトルクを低減させることで、エンドプレーの拡大を比較的簡単な方法で抑制し、エレメント２３１の脱落を抑制することができる。エンドプレーの拡大が抑制されることで、金属ベルト２３の全周にわたるエンドプレーの総量が減少するため、仮にエンドプレー（つまり、隣り合うエレメントの間における個々のエンドプレー）が局所的に集中したとしても、これにより形成されるエンドプレーＥＰがエレメント２３１の脱落を生じさせるほどの大きさとなることが回避されるからである。

第２に、脱落抑制制御として、エンジン１のトルクを低減させることで、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを低減させ、これにより、エレメント２３１の圧迫による潰れを抑制することを可能として、エンドプレーの拡大を効果的に抑制することができる。

第３に、ＣＶＴ２にエンドプレーセンサ２１７を設置し、エンドプレーセンサ２１７により測定されたエンドプレーＥＰの大きさ（エンドプレー長Ｌｅｐ）をもとに、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーＥＰが生じていることを検知し、脱落抑制制御を実行するようにしたことで、エレメント２３１の脱落を生じさせるようなエンドプレーＥＰの発生を確実に検知することが可能となる。

そして、エンドプレーセンサ２１７としてレーザセンサまたは渦電流センサを採用したことで、エンドプレーセンサ２１７を比較的簡単な構成により実現するための具体的な選択肢が提供される。

以上の説明では、金属ベルト２３に生じているエンドプレーＥＰの大きさ（エンドプレー長Ｌｅｐ）をエンドプレーセンサ２１７により測定し、このエンドプレー長Ｌｅｐが所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きい場合に、脱落抑制制御を実行することとした。つまり、エンドプレーセンサ２１７の出力をもとに、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーＥＰが生じているか否かを判定し、そのようなエンドプレーＥＰが現に生じている場合に、脱落抑制制御を実行した。しかし、脱落抑制制御を実行するか否かの判定は、これに限定されるものではなく、仮にエンドプレーが拡大しているならば、エンドプレーが集中した場合に、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーが形成される条件にあるか否かを判定することによっても可能である。そのような条件にある場合に、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーが現に生じているか否かに拘らず、脱落抑制制御を予防的に実行するのである。

図７は、この場合の例として、本実施形態に係る脱落抑制制御の流れをフローチャートにより示している。

Ｓ２０１では、車両の運転状態を読み込む。具体的には、脱落抑制制御に関する運転状態として、エンジンコントローラ１０１から入力されたアクセル開度ＡＰＯに加え、車速センサ２１１、シフト位置センサ２１５および加速度センサ２１６により検出された車速、シフト位置および前後方向加速度を読み込む。

Ｓ２０２では、車両が勾配路にあるか否かを判定する。勾配路にあるか否かの判定は、前後方向加速度をもとに行うことが可能である。勾配路にある場合は、Ｓ２０３へ進み、勾配路にない場合は、Ｓ２０７へ進む。

Ｓ２０３では、ＣＶＴ２のシフトレンジとして、走行レンジ（ドライブまたはリバース等の走行可能レンジであり、パーキングまたはニュートラル等の停止レンジでないレンジ）が選択されているか否かを判定する。つまり、Ｓ２０２および２０３の処理を通じ、車両が勾配路を走行しているか否かを判定するのである。走行レンジが選択されている場合は、Ｓ２０４へ進み、走行レンジ以外のシフトレンジ（例えば、ニュートラルレンジ）が選択されている場合は、Ｓ２０７へ進む。

Ｓ２０４では、アクセル開度および車速が計測されている場合（つまり、アクセル開度および車速がいずれも０でない場合）に、エレメント２３１の脱落を生じさせる可能性があるエンドプレーＥＰが発生する領域として、車両の運転条件（具体的には、アクセル開度および車速）に関して予め設定されたエンドプレー発生領域にあるか否かを判定する。エンドプレー発生領域は、金属ベルト２３に加わる力のつり合いに関する運動方程式を解き、対象とするエレメント２３１（具体的には、図２に示す範囲Ａにあるエレメント）に対し、上記エンドプレーＥＰを生じさせるほどの力が隣り合うエレメント２３１同士の間を開く方向に加わるか否かを計算することで定めることが可能である。このように、エンドプレー発生領域は、プーリ２１、２２の半径のほか、金属ベルト２３の弾性係数等、動力伝達系の仕様によっても変化するため、これらのパラメータに応じて適宜に設定されるのが好ましい。エンドプレー発生領域にある場合は、Ｓ２０５へ進み、ない場合は、Ｓ２０６へ進む。

Ｓ２０５では、脱落抑制制御として、エンジン１のトルクを通常制御による運転時よりも低減させる。本実施形態では、アクセル開度ＡＰＯに拘らず、スロットルを閉じたままとし、アクセル開度ＡＰＯに応じた制動力をブレーキ装置により生じさせる。

Ｓ２０６では、脱落抑制制御を行わず、通常制御を維持する。

このように、本実施形態によれば、アクセル開度および車速に基づき、勾配路の走行中、エンドプレーＥＰが集中する運転条件にあることを検知した場合に、脱落抑制制御を実行することで、エレメント２３１のリング２３２からの脱落を抑制することが可能である。そして、脱落抑制制御を実行し、例えば、エンジン１のトルクを低減させ、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを低減させることで、エンドプレーセンサ２１７等、専用のセンサの追加を要することなく、エンドプレーの拡大を抑制し、エレメント２３１の脱落を抑制することができる。

以上の説明では、脱落抑制制御として、エンジン１のトルクを低減させ、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを低減させることで、エレメント２３１の潰れによるエンドプレーの拡大を抑制し、エレメント２３１の脱落を抑制した。しかし、エンドプレーの拡大は、これに限らず、エンジン１とは異なる他の駆動源のトルクを増大させることにより、エンジン１のトルクを間接的に低減させたり、プーリ推力を生じさせるＣＶＴ２の作動油の圧力を増大させたりすることによっても抑制することが可能である。

（他の実施形態の説明）
図８は、本発明の他の実施形態に係る車両の駆動系Ｐ２の全体構成を概略的に示している。

本実施形態では、車両の駆動源として、第１駆動源であるエンジン１に加え、第２駆動源である電動モータ８１を備える。電動モータ８１は、発電機としても、発動機としても動作可能なモータジェネレータであり、駆動輪５、５に対し、ＣＶＴ２を介さずに動力を伝達可能に配設されている。ここで、「ＣＶＴ２を介さずに」とは、ＣＶＴ２による変速を介さない、という意味であり、エンジン１と駆動輪５、５とをつなぐ動力伝達経路上で、ＣＶＴ２と駆動輪５、５との間に配置される場合に限らず、セカンダリプーリ２２の出力軸に接続されることで、実質的にＣＶＴ２よりも下流側の動力伝達経路上にある場合を包含する。図８は、後者の例を示す。

本実施形態に係る脱落抑制制御は、所定長Ｌｅｐｔｈｒよりも大きなエンドプレーが金属ベルト２３に生じていたり、エンドプレーが集中する運転条件にＣＶＴ２があったりする場合に、電動モータ８１のトルクを増大させる制御として具現される。

このように、電動モータ８１のトルクを増大させることで、車両の要求加速度の達成に必要なトルクのうち、エンジン１に分担させるトルク、換言すれば、プライマリプーリ２１に入力されるトルクを減少させ、エンドプレーの拡大を抑制することができる。

図９は、本発明の更に別の実施形態に係る車両の駆動系Ｐ３の全体構成を概略的に示している。

本実施形態に係る駆動系Ｐ３は、第２駆動源である電動モータ８２が、エンジン１からの動力の伝達を受ける第１駆動輪５１、５１ではなく、これとは異なる第２駆動輪５２、５２に対して動力を伝達可能に設けられている点で、先の実施形態に係る駆動系Ｐ２とは相違する。ここで、電動モータ８２は、駆動系Ｐ２の電動モータ８１と同様に、駆動輪（つまり、第１駆動輪）５１、５１に対し、ＣＶＴ２を介さずに動力を伝達可能な状態にある。

本実施形態に係る脱落抑制制御も、先の実施形態と同様である。具体的には、電動モータ８２のトルクを増大させ、要求駆動トルクに対してエンジントルクが占める割合ないし配分を減少させ、プライマリプーリ２１に入力されるトルクの減少を通じて、エンドプレーの拡大を抑制することが可能である。

脱落抑制制御は、エンジン１のトルクを低減させること、換言すれば、プライマリプーリ２１に対する入力トルクを低減させることに限らず、プーリ推力を生じさせるＣＶＴ２の作動油の圧力を、通常制御による運転時よりも増大させることであってもよい。

これにより、リング２３２の張力を増大させ、ベルト２３により伝達させるトルクのうち、エレメント２３１に分担させるトルクを減少させ、エレメント２３１の潰れを抑制し、エンドプレーの拡大を抑制することができる。張力の増大により、リング２３２の伸びが促進されるものの、エンドプレーの拡大に対する影響がより顕著に現れるエレメント２３１の潰れを抑制することで、エンジントルクの低減によることなく、エンドプレーの拡大を抑制することが可能である。

さらに、脱落抑制制御は、ＣＶＴ２の運転状態の変更によるばかりでなく、金属ベルト２３のうち、エンドプレーの集中が生じる部分（例えば、図２に点線で示す範囲Ｂにある部分）に向けてＣＶＴ２の潤滑油を吹き付けることによっても具現可能である。

図１０は、潤滑油の吹付けによる場合の脱落抑制制御を模式的に示している。

金属ベルト２３に向けてＣＶＴ２の潤滑油を噴射可能に、複数のオイルインジェクタＩＮＪ１～ＩＮＪ３が配置されている。本実施形態では、３つのオイルインジェクタＩＮＪ１～ＩＮＪ３が設けられ、オイルインジェクタＩＮＪ１、ＩＮＪ２は、エレメント２３１に対し、その位置ずれが生じる方向とは逆方向に潤滑油を吹き付ける位置に、オイルインジェクタＩＮＪ３は、受容部２３１ｒが開口する方向とは逆方向に潤滑油を吹き付ける位置に、夫々設けられている。エレメント２３１に対してオイルインジェクタＩＮＪ１、ＩＮＪ２により側方から吹き付けられる潤滑油の圧力により、エレメント２３１の位置ずれ自体を抑制し、オイルインジェクタＩＮＪ３により下方から吹き付けられる潤滑油の圧力により、エレメント２３１を支持し、リング２３２からの脱落を抑制することができる。

ここで、オイルインジェクタＩＮＪ１～ＩＮＪ３のいずれかにより潤滑油が既に供給されている場合は、脱落抑制制御は、そのオイルインジェクタによる供給量を増大させることであってもよい。

以上に加え、エレメント２３１がリング２３２に装着された状態で受容部２３１ｒが開口する方向は、金属ベルト２３の外周側（つまり、径方向外側）であってもよいし、内周側（径方向内側）であってもよい。受容部２３１ｒが金属ベルト２３の径方向内側に開口する場合は、潤滑油の吹付けによりエレメント２３１の脱落を抑制する場合に、オイルインジェクタＩＮＪ３により潤滑油を吹き付ける方向が図１０に示す方向とは逆である。

以上の説明では、第１駆動源と、ＣＶＴ２を介さずに駆動輪５、５に動力を伝達可能に配設された第２駆動源と、を設け、第１駆動源としてエンジン１を、第２駆動源として電動モータ８１、８２を採用した。しかし、第１駆動源は、内燃エンジンばかりでなく、電動モータ（例えば、モータジェネレータ）によっても、内燃エンジンと電動モータとの組合せによっても構成可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において、様々な変更および修正を成し得ることはいうまでもない。

本願は日本国特許庁に２０１９年４月２日に出願された特願２０１９－７０６０８号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

1. 車両に搭載される無段変速機であって、
   プライマリプーリと、
   セカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに掛け渡されたベルトであって、
   リングと、
   前記リングにより結束された複数のエレメントであって、前記ベルトの径方向に開口する受容部を夫々有し、前記受容部に前記リングを受けるエレメントと、
   を有するベルトと、
   コントローラと、を含んで構成され、
   前記コントローラは、
   車両の運転条件に基づき、隣り合う前記エレメントの間における個々のエンドプレーが集中する運転条件に前記無段変速機があることを検知し、
   前記エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知した場合に、予め定められた前記エレメントの脱落対策制御を実行する、
   ように構成される、無段変速機。
2. 前記コントローラは、アクセル開度および車速に基づき、前記エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知する、
   請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記コントローラは、前記車両が勾配路にあるときに、前記エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知する、
   請求項２に記載の無段変速機。
4. 前記車両の駆動源として、
   第１駆動源と、
   前記無段変速機を介さずに駆動輪に動力を伝達可能に配設された第２駆動源と、
   を備える前記車両に搭載される、請求項１から３のいずれか一項に記載の無段変速機であって、
   前記コントローラは、前記脱落対策制御として、前記第１駆動源のトルクを減少させるとともに前記第２駆動源のトルクを増大させる、
   無段変速機。
5. 前記コントローラは、前記脱落対策制御として、前記エレメントに対し、前記エレメントの位置ずれが生じる方向とは逆方向に前記無段変速機の潤滑油を吹き付ける、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の無段変速機。
6. 前記コントローラは、前記脱落対策制御として、前記エレメントに対し、前記エレメントの前記受容部が開口する方向とは逆方向に前記無段変速機の潤滑油を吹き付ける、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の無段変速機。
7. ベルトの径方向に開口する受容部にリングを受け、前記リングにより結束される複数のエレメントを有する無段変速機を制御する、無段変速機の制御方法であって、
   車両の運転条件に基づき、隣り合う前記エレメントの間における個々のエンドプレーが集中する運転条件に前記無段変速機があることを検知し、
   前記エンドプレーが集中する運転条件にあることを検知した場合に、予め定められた前記エレメントの脱落対策制御を実行する、
   無段変速機の制御方法。

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