(57)【要約】  【課題】ベルト式無段変速機において、ベルトの張力を制御するに際して、エンジントルクに基づいて張力を設定すると、クラッチが非同期から同期に移行する際、必要ベルト張力が上昇する場合に適切な設定ができずにベルトが滑ることがあった。  【解決手段】駆動側プーリ２２と従動側プーリ２４とにＶベルト２５を掛け渡し、クラッチを介してエンジントルクがクラッチに伝達されるベルト式無段変速機に適用され、クラッチが同期して回転している場合はエンジントルクに基づいてベルトの張力を制御し、クラッチが非同期に回転している場合はクラッチの伝達トルクに基づいてベルトの張力を制御するものにおいて、クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクとクラッチの伝達トルクとの大なるトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御する。【選択図】図２
2005054855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト巻き掛け径を変更し得る駆動側プーリと従動側プーリとにベルトを掛け渡し、動力断続用クラッチが駆動側プーリとエンジンとの間、又は従動側プーリとディファレンシャル装置との間に介在したベルト式無段変速機に適用され、動力断続用クラッチが同期して回転している場合はエンジントルクに基づいてベルトの張力を制御し、動力断続用クラッチが非同期に回転している場合は動力断続用クラッチの伝達トルクに基づいてベルトの張力を制御するベルト式無段変速機のベルト張力制御方法において、
動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとのうち、必要ベルト張力が大きくなる方のトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御することを特徴とするベルト式無段変速機のベルト張力制御方法。
【請求項２】
ベルト巻き掛け径を変更し得る駆動側プーリと従動側プーリとにベルトを掛け渡し、動力断続用クラッチが駆動側プーリとエンジンとの間、又は従動側プーリとディファレンシャル装置との間に介在したベルト式無段変速機に適用され、動力断続用クラッチが同期して回転している場合にエンジントルクに基づいてベルトの張力を制御するベルト式無段変速機のベルト張力制御方法において、
エンジントルクが負、かつ駆動側プーリの回転数が低下する変速状態ではイナーシャ分を考慮しないエンジントルクに基づく張力となるようにベルトの張力を制御することを特徴とするベルト式無段変速機のベルト張力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車などの車両に搭載されるベルト式無段変速機のベルト張力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動側プーリと従動側プーリと、両プーリに巻き掛けられるＶベルトと、駆動側プーリへのエンジン回転を断続する発進クラッチとを備え、駆動側プーリと従動側プーリとのベルト巻き掛け径を変更して、エンジン回転を変速して出力するベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴと称する）が知られている。このようなＣＶＴにおいては、Ｖベルトの滑りを防止するために、Ｖベルトに適切な張力を与えるための張力制御が実施されている。このようなＶベルトの張力制御としては、例えば特許文献１に記載のもののように、油圧サーボを有する駆動側プーリと油圧サーボを有する従動側プーリとの間にＶベルトを巻き掛け、ライン圧をいずれか一方のプーリの油圧サーボに供給することによりベルト張力となる挟持力を発生させるとともに、他方のプーリの油圧サーボにはライン圧を調圧した変速油圧を供給することにより、変速比を可変するようにするものが提案されている。
【特許文献１】特開平５−１４１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなベルト式無段変速機にあっては、発進時のトルク伝達を円滑にするために、電磁クラッチなどで構成される発進クラッチを備えるものが知られている。このようなものでは、発進クラッチが同期して回転している場合にはエンジントルクに基づいてＶベルトの張力を制御し、発進クラッチが非同期に回転している場合には発進クラッチの伝達トルクに基づいてＶベルトの張力を制御するように構成している。このような構成であると、例えば車両の発進後のアクセルＯＦＦ時のように発進クラッチが非同期に回転している運転状態から同期する運転状態に移る際には、発進クラッチの伝達トルクに基づいてＶベルトの張力を制御している状態から、発進クラッチが同期する運転状態になるので、Ｖベルトの必要張力が上昇するが、発進クラッチが同期した時点では伝達トルクに基づいたＶベルトの張力制御になっているため、不足が生じることがあった。その結果、Ｖベルトに滑りが生じ、的確な変速制御が実施できないことがあった。
【０００４】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明のベルト式無段変速機のベルト張力制御方法は、ベルト巻き掛け径を変更し得る駆動側プーリと従動側プーリとにベルトを掛け渡し、動力断続用クラッチが駆動側プーリとエンジンとの間、又は従動側プーリとディファレンシャル装置との間に介在したベルト式無段変速機に適用され、動力断続用クラッチが同期して回転している場合はエンジントルクに基づいてベルトの張力を制御し、動力断続用クラッチが非同期に回転している場合は動力断続用クラッチの伝達トルクに基づいてベルトの張力を制御するベルト式無段変速機のベルト張力制御方法において、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとのうち、必要ベルト張力が大きくなる方のトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御することを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態に遷移すると思われる運転状態においては、エンジントルクと動力断続用のクラッチの伝達トルクとの大であるほうのトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御するので、その後に動力断続用クラッチが同期状態になろうとも、ベルトの張力が不足することを防止することが可能になる。このため、ベルトが弛んで駆動側プーリから従動側プーリへの駆動力が不足すると言った不具合を防止することができる。
【０００７】
また、本発明のベルト式無段変速機のベルト張力制御方法は、ベルト巻き掛け径を変更し得る駆動側プーリと従動側プーリとにベルトを掛け渡し、動力断続用クラッチが駆動側プーリとエンジンとの間、又は従動側プーリとディファレンシャル装置との間に介在したベルト式無段変速機に適用され、動力断続用クラッチが同期して回転している場合にエンジントルクに基づいてベルトの張力を制御するベルト式無段変速機のベルト張力制御方法において、エンジントルクが負、かつ駆動側プーリの回転数が低下する変速状態ではイナーシャ分を考慮しないエンジントルクに基づく張力となるようにベルトの張力を制御することを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、減速運転状態におけるハイ側変速比からロー側変速比への変速動作による変速完了に伴い、必要ベルト張力が上昇する場合に、事前に張力を大きくしておくことが可能になる。この結果、ベルトのすべりを防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上説明したように、動力断続用クラッチが非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクと動力断続用クラッチの伝達トルクとの大なるトルクに基づいて設定される張力となるようにベルトの張力を制御するので、伝達トルクの極性が反転して必要なベルト張力が急上昇する場合に、あらかじめベルト張力を大きくしておくことができ、ベルトのすべりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、この実施形態の無段変速機１００は、発進クラッチ部１と、無段変速装置２と、切換部３と、ディファレンシャル装置４とを備えている。
【００１２】
発進クラッチ部１は、切換部３と従動軸２３とを断続する動力断続用クラッチである発進クラッチ１３を有している。この発進クラッチ１３は、湿式多板式と呼ばれるもので、従動軸２３への接続と従動軸２３からの切断とは印加されるクラッチ油圧により制御される。
【００１３】
無段変速装置２は、駆動軸２１に設けた駆動側プーリ２２と、従動軸２３に設けた従動側プーリ２４と、駆動側プーリ２２と従動側プーリ２４とに巻き掛けられたＶベルト２５と、駆動側プーリ２２と従動側プーリ２４とのそれぞれの回転数を検出するための入力側回転数検出装置６と出力側回転数検出装置７と、Ｖベルト２５に張力を与えるテンショナ（図２に示す）５とで構成されている。テンショナ５は、駆動側プーリ２２と従動側プーリ２４との間に配置されＶベルト２５に接触するローラ５１と、そのローラ５１をＶベルト２５に押し付ける押圧機構５２であるテンションアーム５２ａ及びテンションアーム５２ａの押し付け力を制御する制御用アクチュエータ５２ｂを有してなり、制御用アクチュエータ５２ｂによりテンションアーム５２を制御して、後述するベルト張力となるようにＶベルト２５に対して押圧力を加えるものである。
【００１４】
駆動側プーリ２２は、固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとを有しており、固定シーブ２２ａの円周部には入力側回転数検出装置６を構成するパルス信号用歯６１が所定のピッチで設けてある。一方、可動シーブ２２ｂの背後には、図示しない作動装置例えば油圧ポンプ、作動油管路などが設けてある。同様にして、従動側プーリ２４において、その固定シーブ２４ａの円周部には出力側回転数検出装置７を構成するパルス信号用歯７１が所定のピッチで設けてあり、その可動シーブ２４ｂは前記作動装置により駆動側プーリ２２の可動シーブ２２ｂと同期して動くように構成してある。そして、駆動側プーリ２２と従動側プーリ２４とは、それぞれの可動シーブ２２ｂ，２４ｂを可動させることにより、ベルト巻き掛け径を変更し得る構成である。入力側回転数検出装置６及び出力側回転数検出装置７は、上述のパルス信号用歯６１，７１に対向する位置に設けられるピックアップ６２、７２をそれぞれ備えるもので、それぞれのピックアップ６２，７２は後述する電子制御装置８に電気的に接続されるものである。
【００１５】
切換部３は、従動軸２３に回転自在に支持される前進用ギア３１及び後進用ギア３２を備え、図示しないドッグクラッチにより前進用ギア３１と後進用ギア３２とのいずれか一方がクラッチ出力軸１４に連結される構成である。そして、このような切換部３に対して、アイドラギア３３ａ，３３ｂを介してディファレンシャル装置４に動力が伝達されるように構成してある。
【００１６】
このような無段変速機２は、電子制御装置８により制御される。電子制御装置８は、中央演算処理装置８１、記憶装置８２、入力インターフェース８３及び出力インターフェース８４を備えるもので、マイクロコンピュータシステムを主体にして構成されている。入力インターフェース８３には、上述の入力側回転数検出装置６及び出力側回転数検出装置７のピックアップ６２，７２から出力される入力側回転数信号（以下、入力側パルス信号と称する）Ｐｉ及び出力側回転数信号（以下、出力側パルス信号と称する）Ｐｏが入力されるとともに、車速を検出するための車速センサから出力される車速信号及び図示しないエンジン制御装置からエンジン水温、スロットル開度、エンジン回転数、エンジントルクなどの各種信号が入力される。
【００１７】
そして、電子制御装置８は、発進クラッチ１３が同期して回転している場合はエンジントルクＴｅｇに基づいてＶベルト２５の張力を制御し、発進クラッチ１３が非同期に回転している場合は発進クラッチ１３の伝達トルクＴｃに基づいてＶベルト２５の張力を制御するもので、発進クラッチ１３が非同期状態から同期状態へ遷移することが予想される場合には、エンジントルクＴｅｇと発進クラッチ１３の伝達トルクＴｃとの大なるトルクに基づいて設定される張力となるようにＶベルト２５の張力を制御するベルト張力制御プログラムが内蔵してある。
【００１８】
ベルト張力制御プログラムは、図３に示す概略手順に基づいて実行される。
【００１９】
まず、ステップＳ１では、発進クラッチ１３が同期しているか否かを判定する。この判定は、従動側プーリ角速度ωｉと発進クラッチ１３の出力側角速度ωｏとを比較し、その両者がほぼ等しい場合に同期と判定する。発進クラッチ１３の同期を判定した場合は、ステップＳ２において、エンジントルクＴｅｇを次の式により演算し、演算したエンジントルクに基づく必要ベルト張力を演算する。なお、次式において、Ｔｅはエンジンの吸気圧と回転数とに基づいて算出されたエンジントルク推定値、Ｉｅはエンジン及び無段変速機１００の一部を含む入力部分におけるイナーシャ、ωｅはエンジン角速度、ＧＲは減速比である。
Ｔｅｇ＝｛Ｔｅ−Ｉｅ＊（ｄωｅ／ｄｔ）｝＊ＧＲ                    （１）
【００２０】
必要ベルト張力は、選択したトルクにより発進クラッチ１３が同期している場合のベルト滑りを防止するために最低限必要なベルト張力を上回る値に設定する。この場合のトルクと必要ベルト張力との関係を図４に示す。必要ベルト張力は、同図に示すように、エンジンにより無段変速装置２が駆動される場合、トルクの増加に対して緩慢に増加する傾向を示し、エンジンブレーキによる運転状態において車軸からのトルクにより駆動される場合、トルクの増加に対して急激に増加する。
【００２１】
一方、ステップＳ１において、非同期と判定した場合は、ステップＳ３において、従動側プーリ角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの差が大きいか否かを判定する。この判定は、完全に非同期状態であるのか、あるいは同期状態に遷移する可能性があるのかを判定するもので、従動側プーリ角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの差が例えば１５０ｒｐｍである場合に差が大きいと判定する。この場合、単に従動側プーリ角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの大きさを比較するものではなく、従動側プーリ回転数と発進クラッチ１３の出力側回転数との差の変化量を比較結果と組み合わせるものであってもよい。
【００２２】
ステップＳ３において、差が大きいと判定した場合は、ステップＳ４において、発進クラッチ１３の伝達トルクに基づくベルト張力を演算する。伝達トルクＴｃは、次の式により演算する。なお、次式において、Ｐはクラッチ油圧、Ａはクラッチ圧力をクラッチに印加するピストン面積、ｆはリターンスプリングの弾性力、Ｎは発進クラッチの摩擦面の数、μは動摩擦係数、Ｒは有効半径である。
Ｔｃ＝（Ｐ＊Ａ−ｆ）＊Ｎ＊μ＊Ｒ                    （２）
ただし、ωｉ＞＞ωｏの時は、正の伝達トルクＴｃ
ωｉ＜＜ωｏの時は、負の伝達トルクＴｃ
【００２３】
ステップＳ３において、従動側プーリ角速度ωｉと出力側角速度ωｏとの差が小さい場合（同期状態に遷移する可能性がある場合）は、ステップＳ５において従動側プーリ角速度ωｉが出力側角速度ωｏを上回っているか否かを判定する。従動側プーリ角速度ωｉが出力側角速度ωｏを上回っていると判定した場合は、ステップＳ６において、エンジントルクＴｅｇに基づく必要ベルト張力と発進クラッチ１３の伝達トルクＴｃに基づく必要ベルト張力とを比較し、高い方の必要ベルト張力とする。
【００２４】
これに対して、ステップＳ５において、従動側プーリ角速度ωｉが出力側角速度ωｏを下回っていると判定した場合は、ステップＳ７において、エンジントルクＴｅｇに基づく必要ベルト張力と発進クラッチ１３の負の伝達トルクＴｃに基づく必要ベルト張力とを比較し、高い方の必要ベルト張力とする。この場合、伝達トルクＴｃの極性は、発進クラッチ１３の滑り方向、言い換えれば、従動軸２３の回転数と発進クラッチ１３の出力側の回転数との差により決定される。具体的には、発進クラッチ１３の出力側の回転数が従動軸２３の回転数を上回っている場合には、その回転数の差により極性を負に決定する。
【００２５】
この後、ステップＳ８において、演算した必要ベルト張力となるように、Ｖベルト２５のベルト張力をテンショナにより制御する。
【００２６】
このような構成において、例えば発進時などにおいて、発進クラッチ１３が、非同期状態から同期状態へ遷移すると予想される場合、言い換えれば、非同期状態にあって、同期状態を判断する基準に接近している状態である場合、ステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ８を、あるいはステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ５、ステップＳ７及びステップＳ８を順に実行し、Ｖベルト２５のベルト張力を制御する。
【００２７】
したがって、発進クラッチ１３が同期することにより必要ベルト張力が急激に上昇する場合においても、あらかじめベルト張力を高くしておくことができるので、Ｖベルト２５が滑らない状態を継続することができる。
【００２８】
一方、ステップＳ１において、発進クラッチ１３が同期していると判定した場合は、ステップＳ２、ステップＳ８を順に実行し、エンジントルクＴｅｇに基づいて設定ベルト張力を演算する。したがって、回転変動を見越したトルクに基づいて設定ベルト張力を正確に設定することができ、Ｖベルト２５の滑りを防止することができる。
【００２９】
このような発進クラッチ１３が同期している場合に、エンジントルクＴｅｇが負で、かつ駆動側プーリ２２の回転数が低下する変速状態では、エンジントルクのみ、つまり式（１）において、イナーシャＩｅの項がない式において演算した、イナーシャＩｅを考慮しないエンジントルクに基づくベルト張力となるように制御するものであってよい。
【００３０】
図５において、まず、ステップＳ１１では、上記実施形態と同様に、発進クラッチ１３が同期しているか否かを判定する。発進クラッチ１３の同期を判定した場合は、ステップＳ１２において、イナーシャ分を考慮して算出したエンジントルクＴｅｇとイナーシャ分を考慮せずに算出した基本エンジントルクＴｅｇｘとを比較し、大なるトルクを判定する。基本エンジントルクＴｅｇｘは、次の式により演算する。
Ｔｅｇｘ＝Ｔｅ＊ＧＲ                                      （３）
【００３１】
一方、ステップＳ１１において、非同期と判定した場合は、ステップＳ１３を実行する。このステップＳ１３及びステップＳ１３に続くステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６及びステップＳ１７は、上述のステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７と同一内容であるので、説明を割愛する。
【００３２】
このような構成において、例えば減速運転を行っており、その間に車速に応じて変速比を変更している場合、つまりエンジントルクが負であり、しかも駆動側プーリ２２の回転数が低下する変速状態において、変速比の変更が完了した時点でＶベルト２５の必要なベルト張力が急激に上昇することがある。これは、Ｖベルト２５をテンショナ５により張力制御しているものでは、エンジントルクにより無段変速装置２が回転駆動される状態から車軸からのトルクにより回転駆動される状態に変化すると、図４に示すように、必要ベルト張力が大きく変化することになる。このような場合に、上記式（３）で示されるイナーシャ分を考慮しない基本エンジントルクＴｅｇｘが上記式（１）で示されるイナーシャ分を考慮したエンジントルクＴｅｇのイナーシャ分に基づく分だけ小さな値となるので、上記した変速状態にあっては基本エンジントルクＴｅｇｘにより必要ベルト張力を演算することになる。
【００３３】
したがって、このような変化が生じる場合は、Ｖベルト２５が滑る可能性が高くなるが、上記のように構成することにより、ベルト張力を高く設定してＶベルト２５のベルト張力を制御できるので、Ｖベルト２５が滑ることを防止することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
上記実施形態においては、発進クラッチ１３が従動側プーリ２４とディファレンシャル装置４との間に介在するものを説明したが、エンジンと駆動側プーリ２２との間に介在するものであってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態において、発進クラッチ１３が同期している場合に、上記式（１）、式（３）、あるいは式（１）において、エンジン角加速度ｄωｅ／ｄｔを観測値ではなく、変速速度の目標値から算出するものに変更したものにより演算されるそれぞれのエンジントルクに基づいて演算されるベルト張力のうち、最大であるものを採用するものであってもよい。このように、エンジン角加速度ｄωｅ／ｄｔの観測値ではなく、変速速度の目標値を用いることにより、フィードフォーワード制御的にベルト張力を設定できるので、定常状態から変速開始時に必要なベルト張力が急に上昇するような運転状態にあっても、Ｖベルト２５の滑りを防止することができる。
【００３７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の概略構成を示す構成説明図。
【図２】同実施形態のテンショナの構成を示す模式図。
【図３】同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図４】同実施形態のトルクとベルト張力との関係を示すグラフ。
【図５】本発明の他の実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
２…無段変速装置
４…ディファレンシャル装置
１３…発進クラッチ
２２…駆動側プーリ
２４…従動側プーリ
２５…Ｖベルト
８…電子制御装置
８１…中央演算処理装置
８２…記憶装置
８３…入力インターフェース
８４…出力インターフェース
【図１】
2005054855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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