(57)【要約】【課題】伝動ベルトの可変プーリに対するすべりに起因して制御上の変速比が幾何学的な変速比からずれることが抑制される車両用ベルト式無段変速機の制御装置を提供する。【解決手段】モデル回転スリップ率Ｒsmは、伝動ベルト４８の機構的な構成による出力側可変プーリ４６に対するすべりを反映する予め記憶された図８に示す関係から求められる一方で、実回転スリップ率Ｒsrは、伝動ベルト４８の出力側可変プーリ４６に対する実際のすべりを反映することから、それらの差であるスリップ率差ΔＲは、経時的に増加したスリップの大きさをも反映しているので、そのスリップ率差ΔＲに基づいて目標変速比γtを補正した補正後の目標変速比γt＊を変速制御部１２６による変速制御に用いることで、制御上の変速比γを幾何学的な変速比γmに接近させることができ、それらの差が好適に解消される。【選択図】図７
2013002511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝幅が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリに巻き掛けられて動力伝達を行う伝動ベルトとを有する車両用ベルト式無段変速機において、入力側可変プーリの回転数と出力側可変プーリの回転数との回転数比である変速比を目標変速比に追従するように制御する変速比制御手段と、前記可変プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を該変速比に基づいて制御する挟圧力制御手段とを有する車両用ベルト式無段変速機の制御装置であって、
予め記憶された関係から前記車両用ベルト式無段変速機の実際の動力伝達状態に基づいて求められた前記出力側可変プーリのモデル出力回転数と該車両用ベルト式無段変速機の伝達トルクが零状態の該出力側可変プーリの無負荷時回転数との間のモデル回転スリップ率と、該出力側可変プーリの実際の回転数と該出力側可変プーリの無負荷時回転数との間の実回転スリップ率との間のスリップ率差に基づいて前記目標変速比を補正することを特徴とする車両用ベルト式無段変速機の制御装置。
【請求項２】
前記目標変速比の補正は、前記スリップ率差が大きくなるほど補正量が多くなる予め記憶された補正量決定用の関係から前記スリップ率差に基づいて決定された補正値が増加するほど前記目標変速比関連値を変速比減少側へ補正することを特徴とする請求項１の車両用ベルト式無段変速機の制御装置。
【請求項３】
前記予め記憶された関係は、前記車両用ベルト式無段変速機の入力トルクに応じて出力側可変プーリの伝動ベルトに対する挟圧力すなわち伝動ベルトの張力を増加させるベルト挟圧力制御下において、その車両用ベルト式無段変速機の入力トルクが増加するほど前記出力側可変プーリの出力軸の回転数が低下する、前記伝動ベルトの機構に由来するすべりを示す関係であることを特徴とする請求項１または２の車両用ベルト式無段変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ベルト式無段変速機の制御装置に関するものであり、特に、車両が被駆動状態から駆動状態へ切り替わる際の車両用ベルト式無段変速機の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溝幅が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリに巻き掛けられて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る車両用ベルト式無段変速機が知られている。例えば特許文献１、特許文献２に記載の車両用ベルト式無段変速機がそれである。かかる車両用ベルト式無段変速機においては、例えば予め記憶された関係から実際の車速およびスロットル弁開度或いは吸入空気量に基づいて目標変速比又は目標入力回転数を決定し、実際の変速比又は入力軸回転数がその目標変速比又は目標入力回転数となるように車両用ベルト式無段変速機の変速比が制御される。
【０００３】
上記車両用ベルト式無段変速機の一対の可変プーリに巻き掛けられた伝動ベルトは、それを挟圧する可変プーリとの間に発生する摩擦力に基づいてトルクを伝達する。この伝動ベルトは、たとえば、無端環状の金属製或いは樹脂製の帯状リングと、その帯状リングに沿って厚み方向に重ねられた多数個のエレメントとから構成され、そのエレメントの圧縮力によってトルクを伝達する。そして、所定のエレメントが可変プーリに挟まれて他のエレメントとの間で圧縮力が発生する際に可変プーリとの間で伝達トルクが大きくなるほど増加するスリップが発生するので、車両用ベルト式無段変速機の演算制御において入力回転数Ｎinと出力回転数Ｎoutとの比で算出される制御上の変速比γ(＝Ｎin／Ｎout）は、可変プーリに対する伝動ベルトの掛かり径或いは可変プーリの溝幅で決まる幾何学的な変速比との間でずれが発生する性質がある。また、そのずれは、時間経過とともに増大する性質がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３６６１３号公報
【特許文献２】特開２００４−０１９７７７号公報
【特許文献３】特開２００７−３１５５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに対し、特許文献３に記載の車両用ベルト式無段変速機では、車速及びスロットル開度に基づいて目標変速比を設定し、その目標変速比と入力回転数とに基づいて出力回転数を推定している。これによれば、変速比制御により目標変速比と実際の変速比とが略一致していることを前提として、入力回転数および目標変速比から出力回転数を算出できる。しかしながら、前述のように、その制御上の変速比と幾何学的な変速比との間にはずれが存在し、そのずれが時間経過とともに大きくなると、変速比制御に拘わらず車両用ベルト式無段変速機の実変速比と目標変速比とのずれが大きくなるという問題があった。特に、Ｎレンジポジションへ操作時、入力回転数を検出するセンサの故障時や廃止時などにはその入力回転数が不明であることから、たとえば車速およびスロットル開度に基づいて決定される目標変速比となるようにフィードフォワード制御されるため、そのＮレンジポジションからＤレンジポジションへのＮ→Ｄ操作が行われてエンジンからの回転が車両用ベルト式無段変速機に入力されて変速制御が開始されたときには、目標変速比に追従させられる制御上の変速比と実変速比のずれが大きくなって制御上の変速比が相対的に小さくなってその制御上の変速比に基づく油圧制御による油圧が不足し、ベルト張力制御が影響をうけるという欠点があった。
【０００６】
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、伝動ベルトの可変プーリに対するすべりに起因して制御上の変速比が幾何学的な変速比からずれることが抑制される車両用ベルト式無段変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、（ａ）溝幅が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリに巻き掛けられて動力伝達を行う伝動ベルトとを有する車両用ベルト式無段変速機において、入力側可変プーリの回転数と出力側可変プーリの回転数との回転数比である変速比を目標変速比に追従するように制御する変速比制御手段と、前記可変プーリが前記伝動ベルトを挟圧するベルト挟圧力を該変速比に基づいて制御する挟圧力制御手段とを有する車両用ベルト式無段変速機の制御装置であって、（ｂ）予め記憶された関係から前記車両用ベルト式無段変速機の実際の動力伝達状態に基づいて求められた前記出力側可変プーリのモデル出力回転数と該車両用ベルト式無段変速機の伝達トルクが零状態の該出力側可変プーリの無負荷時回転数との間のモデル回転スリップ率と、該出力側可変プーリの実際の回転数と該出力側可変プーリの無負荷時回転数との間の実回転スリップ率との間のスリップ率差に基づいて前記目標変速比を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用ベルト式無段変速機の制御装置によれば、モデル回転スリップ率は、伝動ベルトの機構的な構成による出力側可変プーリに対するすべりを反映する予め記憶された関係から求められる一方で、実回転スリップ率は、伝動ベルトの出力側可変プーリに対する実際のすべりを反映することから、それらの差であるスリップ率差は、経時的に増加したスリップの大きさを反映しているので、そのスリップ率差に基づいて目標変速比を補正することで、制御上の変速比を幾何学的な変速比に接近させることができ、それらの差が好適に解消される。したがって、挟圧力制御において、変速制御が行われている車両用ベルト式無段変速機の制御上の変速比γ或いはその目標値である補正後の目標変速比を用いてベルト挟圧力制御を行うことで、適切なベルト挟圧力が得られる。
【０００９】
ここで、好適には、（ｃ）前記目標変速比の補正は、前記スリップ率差が大きくなるほど補正量が多くなる予め記憶された補正量決定用の関係から前記スリップ率差に基づいて決定された補正値が増加するほど前記目標変速比関連値を変速比減少側へ補正する。すなわち、スリップ率差は経時変化に由来するものであって、出力側可変プーリのすべりが大きくなっても出力側可変プーリから検出される出力回転数Ｎoutすなわちすべりのない出力回転数Ｎoutに基づいて算出される制御上( 計算上) の変速比 (＝Ｎin／Ｎout)は大きくなるので、補正値が大きくなるほど、目標変速比を小さくなる側へ補正する。このようにすれば、目標変速比を経時的なスリップに応じて小さく補正した補正後の目標変速比を変速制御に用いることにより、制御上の変速比を幾何学的な変速比γmに接近させることができる。
【００１０】
また、好適には、（ｄ）前記予め記憶された関係は、前記車両用ベルト式無段変速機の入力トルクに応じて出力側可変プーリの伝動ベルトに対する挟圧力すなわち伝動ベルトの張力を増加させるベルト挟圧力制御下において、その車両用ベルト式無段変速機の入力トルクが増加するほど前記出力側可変プーリの出力軸の回転数が低下する、前記伝動ベルトの機構に由来するすべりを示す関係である。このため、伝動ベルトの機構的な構成に由来する出力側可変プーリに対するすべりを反映するモデル回転スリップ率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用された車両用ベルト式無段変速機の制御装置を含む車両用駆動装置を説明する骨子図である。
【図２】図１の車両用駆動装置が備える伝動ベルトを部分的に拡大するとともに一部の部品を除いて示す斜視図である。
【図３】伝動ベルトが出力側可変プーリに捲き掛けられた状態を説明する図であって、図１のIII-III 矢視断面を示す図である。
【図４】図１の車両用ベルト式無段変速機を制御するための電子制御装置の制御系統を説明するブロック線図である。
【図５】図４の変速制御回路の一例を示す油圧回路図である。
【図６】図４の挟圧力制御回路の一例を示す油圧回路図である。
【図７】図４の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図７のモデル出力回転数算出部においてモデル出力回転数を算出するために用いられる予め記憶された関係を説明する図である。
【図９】図７のスリップ率差算出部において求められるスリップ率差を説明する図である。
【図１０】図７の変速制御部によって行われる変速制御のために、目標変速比算出部において目標回転数を求める際に用いられる予め記憶された関係を表わす変速マップの一例を示す図である。
【図１１】図７の目標変速比補正部において目標変速比の補正に用いられる変速比補正量をスリップ率差から求めるための予め記憶された関係を示す図である。
【図１２】図７の挟圧力制御部によりベルト挟圧油圧の算出に用いられる、推定入力トルクおよび変速比とベルト挟圧油圧との関係を示す概略図である。
【図１３】図４の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
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、車両用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。
【００１４】
エンジン１２は、吸入空気量を電気的に調整する電子式スロットル弁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（エンジン用電子制御装置）１１０（図４参照）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。
【００１５】
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、車両用ベルト式無段変速機１８を変速制御したり、可変プーリ４２、４６が伝動ベルト４８を挟圧する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。
【００１６】
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、車両用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が解放されると、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が共に解放されると、エンジン１２と車両用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と車両用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。
【００１７】
車両用ベルト式無段変速機１８は図１に示すように動力伝達経路に配設されている。そして、車両用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１５０（図４参照）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（＝入力回転数Ｎin／出力回転数Ｎout）が連続的に変化させられる。なお、上記入力回転数Ｎinは入力軸３６の回転数（ｒｐｍ）であり、上記出力回転数Ｎoutは出力軸４４の回転数（ｒｐｍ）である。
【００１８】
図２は、図１に示す伝動ベルト４８を部分的に拡大するとともに一部の部品を除いて示す斜視図である。図３は、図１におけるIII-III 矢視断面を示す伝動ベルト４８およびその周辺部分の断面図である。図１乃至図３において、この伝動ベルト４８は、入力側可変プーリ４２と出力側可変プーリ４６との間に掛け渡された圧縮式の伝動ベルト（金属ベルト）である。可変プーリ４２、４６はそれぞれ前記Ｖ溝幅が可変であるＶ型溝５２（図３参照）を外周部に有しており、各可変プーリ４２、４６では、上記伝動ベルト４８はそのＶ型溝５２に巻き掛けられている。上記Ｖ型溝５２は、可変プーリ４２、４６の何れでも径方向外側に向かうほど軸心方向の相対距離が大きくなる円錐状の一対のシーブ面５４により形成されている。
【００１９】
上記伝動ベルト４８は、無端環状の一対のリング５６と、それら一対のリング５６により支持されるとともにそれら一対のリング５６に沿って厚さ方向に環状に複数個連ねられた板状の金属ブロックから成る複数のエレメント（こま）５８とを備えている。
【００２０】
上記リング５６は、可撓性を有する無端環状の帯鋼製或いは樹脂製であって内周側から外周側へ複数枚積層されて形成されている。そして、リング５６は、多数のエレメント５８をそれの厚さ方向に相互に連結した状態で支持している。なお、図２は、たとえば帯鋼が３枚積層されてリング５６を形成している図となっているが、これは図を見易くするための便宜上のことであり、実際のリング５６は、３枚よりも多い多数の帯鋼が積層されて形成されている。
【００２１】
上記エレメント５８は、例えば鋼板が打ち抜かれて成形された厚肉板状片である。エレメント５８は、図２及び図３に示すように一対のシーブ面５４にそれぞれ対向しつつ接触する一対の接触面６０を有しており、その接触面６０の位置よりも可変プーリ４２、４６の径方向外側すなわち外周側でリング５６に支持されている。また、エレメント５８には、隣接するエレメント５８に対して相対的に揺動する際の基部として機能するロッキングエッジ部６２が形成されている。
【００２２】
図５は、上記変速制御回路１５０の要部を示す油圧回路の一例で、変速比γを小さくするアップシフト用の電磁開閉弁１５２および流量制御弁１５４と、変速比γを大きくするダウンシフト用の電磁開閉弁１５６および流量制御弁１５８とを備えている。そして、アップシフト用の電磁開閉弁１５２がＣＶＴコントローラ８０（変速用電子制御装置、図４参照）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１５４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１６０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、入力側可変プーリ４２のＶ型溝５２の溝幅（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１５６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１５８に出力され、その制御圧ＰＶＤに対応してドレーンポート１５８ｄ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１６２から所定の流量でドレーンされて入力側可変プーリ４２の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１５４は所定の流通断面積でライン油路１６４と供給路１６０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。
【００２３】
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１７０（図４参照）により調圧制御される。図６は、挟圧力制御回路１７０の要部を示す油圧回路の一例で、前記オイルポンプ２８によりオイルタンク１７２から汲み上げられた作動油は、リニアソレノイド弁１７４に供給されるとともに、挟圧力制御弁１７６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１７４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１７６に出力するもので、挟圧力制御弁１７６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。
【００２４】
リニアソレノイド弁１７４にはまた、カットバック弁１７８のＯＮ時に制御圧ＰＳがフィードバック室１７４ａに供給される一方、カットバック弁１７８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１７４ａが大気に開放されるようになっており、カットバック弁１７８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１７８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。
【００２５】
図４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、上記車両用ベルト式無段変速機１８の変速制御や挟圧力制御を行う制御装置である。ＣＶＴコントローラ８０は、シフトポジションセンサ８２、アクセル操作量センサ８４、エンジン回転数センサ８６、出力軸回転数センサ８８、スロットル開度センサ９０、タービン回転数センサ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、エンジン回転数Ｎe、出力回転数Ｎout （車速Ｖに対応）、スロットル開度θth、タービン回転数Ｎt 、車両用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。上記シフトレバー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レンジと、後進走行用のＲレンジと、動力伝達を遮断するＮレンジと、駐車用のＰレンジとを備えている。本実施例の車両用ベルト式無段変速機１８には、入力側可変プーリ４２の回転数を検出する入力軸回転数センサは備えられていない。
【００２６】
ＣＶＴコントローラ８０にはエンジンＥＣＵ１１０が接続され、車両用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。
【００２７】
図７は、ＣＶＴコントローラ８０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図７において、モデル出力回転数算出部１１２は、たとえばマップ記憶装置１２６に予め記憶された図８の実線に示す関係から、伝動ベルト４８の伝達トルクＴb に基づいて出力側可変プーリ４６のモデル出力回転数Ｎm を算出する。この伝達トルクＴb は、伝動ベルト４８の張力に対応する値であり、車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴin(Ｎｍ）を、実変速比γ或いは目標変速比γt から求められる入力側可変プーリ４２の掛かり半径ｒin（ｍ）で割った値である。また、上記車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴin( Ｎｍ）は、予め記憶された関係から実際の吸入空気量Ｑ或いはスロットル開度θthとエンジン回転数Ｎe とに基づいて算出されるエンジン出力トルクＴe にトルクコンバータ１４のトルク増幅率Ａt を乗算した推定入力トルクである。トルクコンバータ１４のトルク増幅率Ａtは、予め記憶されたトルクコンバータ１４の特性からエンジン回転数Ｎe およびタービン回転数Ｎt で決まる速度比(＝Ｎt／Ｎe) に基づいて算出される。
【００２８】
上記図８の実線は、伝動ベルト４８の伝達トルクＴb が増加するほど、伝動ベルト４８と出力側可変プーリ４６との間のすべりによって出力側可変プーリ４６の出力回転数Ｎoutが低下することをに示す関係を示している。この関係は、伝動ベルト４８がリング５６に沿って厚さ方向に環状に複数個連ねられた板状金属ブロックから成る複数のエレメント５８の圧縮力によってトルクを伝達し、所定のエレメント５８が出力側可変プーリ４６に挟まれて他のエレメント５８との間で圧縮力が発生する際に出力側可変プーリ４６との間で伝達トルクが大きくなるほど大きくなるすべりが発生し、そのすべりが伝動ベルト４８の伝達トルクＴb の増加に伴って大きくなるという機構的特性が、変速制御およびベルト挟圧力制御下において予め実験的に求められたものである。図８の横軸は伝動ベルト４８の伝達トルクＴb を示し、縦軸は出力側可変プーリ４６の出力回転数Ｎoutを示しており、実線は伝達トルクＴb がその出力回転数Ｎoutの初期値Ｎout0から低下する特性を示している。上記すべり量すなわちすべりの程度は、出力側可変プーリ４６の出力回転数Ｎout の初期値(無負荷時のスリップのないときの回転数)Ｎout0からの低下量Ｎou1 (ｒｐｍ）として示されるとすると、モデル回転スリップ率Ｒsmは次式 (１）で示される。
【００２９】
また、図８の破線は、上記伝動ベルト４８と出力側可変プーリ４６との間のすべりが車両用ベルト式無段変速機１８の稼働に伴う経時的変化によりさらに増加する特性を示している。出力軸回転数センサ８８により検出される出力側可変プーリ４６の実際の出力回転数Ｎoutは、上記経時変化を含むすべりの影響を受けた値である。この経時変化を含むすべり量すなわちすべりの程度は、出力側可変プーリ４６の出力回転数Ｎoutの初期値Ｎout0からの低下量Ｎout2として示されるとすると、実回転スリップ率Ｒsrは次式 (２）で示される。
【００３０】
Ｒsm＝１−(Ｎout1／Ｎout0）  ・・・ (１）
Ｒsr＝１−(Ｎout2／Ｎout0）  ・・・ (２）
【００３１】
モデル出力回転スリップ率算出部１１４は、モデル出力回転数算出部１１２により算出された実際のモデル出力回転数Ｎm に基づいてモデル出力回転数低下量Ｎout1 (＝Ｎout0−Ｎm) を算出し、次いで、予め記憶された (１)式から初期値Ｎout0とモデル出力回転数低下量Ｎout1 とに基づいてモデル出力回転スリップ率Ｒsmを算出する。一方、実出力回転数算出部１１６は、出力軸回転数センサ８８からの信号に基づいて出力側可変プーリ４６の実際の出力回転数Ｎoutを算出する。実回転スリップ率算出部１１８は、予め記憶された (２）式から初期値Ｎout0と実際の出力回転数Ｎoutとに基づいて実回転スリップ率Ｒsrを算出する。そして、スリップ率差算出部１２０は、上記実回転スリップ率Ｒsrとモデル回転スリップ率Ｒsmとに基づいてそれらのスリップ率差ΔＲ(＝Ｒsr−Ｒsm)を算出する。図９は、破線で示される実回転スリップ率Ｒsrおよび実線で示されるモデル回転スリップ率Ｒsmと伝動ベルト４８の伝達トルクＴb との関係を示し、実回転スリップ率Ｒsrおよびモデル回転スリップ率Ｒsmとそれらの差であるスリップ率差ΔＲは、伝達トルクＴb の増加に伴って増加している。
【００３２】
目標変速比算出部１２２は、たとえばマップ記憶装置１２６に予め記憶された図１０に示す変速線図から実際の出力回転数Ｎoutすなわち車速Ｖに基づいて目標回転数Ｎintを算出し、目標回転数Ｎintから目標変速比γt (＝Ｎint／Ｎout)を算出する。目標変速比補正部１２４は、たとえばマップ記憶装置１２６に予め記憶された図１１に示す関係からスリップ率差算出部１２０により算出されたスリップ率差ΔＲに基づいて変速比補正量Δγを算出し、その変速比補正量Δγに基づき、その変速比補正量Δγを差し引くことにより目標変速比算出部１２２により算出された目標変速比γt を減少側に補正し、補正後の目標変速比γt＊(＝γt−Δγ) を出力する。なお、この変速比補正量Δγは、１より小さい補正係数として算出され、その補正係数が目標変速比γt に乗算されることで補正が行われてもよい。
【００３３】
変速制御部１２６は、シフトレバー９８によりＤレンジが選択されている場合において、制御偏差を解消するためのフィードバック制御項および応答性を改善するためのフィードフォワード制御項を含む予め記憶された変速制御式に従って、実際の変速比γ(＝Ｎin／Ｎout)が上記補正後の目標変速比γt＊に追従するようにすなわち一致するように、それ等の間の偏差ｅ（＝γt＊−γ) に応じて変速制御回路１５０の電磁開閉弁１５２、１５６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、排出を制御することにより車両用ベルト式無段変速機１８の上記変速制御を実行する。上記実際の変速比γ(＝Ｎin／Ｎout）を求める際に用いられる入力回転数Ｎinは、Ｄレンジ走行ではロックアップクラッチ２６がスリップ制御或いはロック制御が行われていることからロックアップクラッチ２６のスリップ量は既知であるため、エンジン回転数Ｎe若しくはタービン回転数Ｎtおよびロックアップクラッチ２６のスリップ量から求められる。
【００３４】
なお、シフトレバー９８によりＮレンジが選択されている場合においては、変速制御部１２６は、エンジン回転数Ｎe若しくはタービン回転数Ｎtと入力回転数Ｎinとの間が乖離することから、出力軸回転速度センサ８８により検出された実際の出力回転数Ｎoutと補正後の目標変速比γt＊とから入力回転数Ｎinを予測し、それら出力回転数Ｎoutと予測された入力回転数Ｎinとから車両用ベルト式無段変速機１８の変速比γを実際値として算出し、その変速比γが目標変速比γtに接近するようにフィードフォワード制御する。このようなＮレンジで走行中の制御精度の低い変速制御から上記Ｄレンジ中の制御精度の高い変速制御に切換られたときには、伝動ベルト４８と出力側可変プーリ４６との間の少なくとも経時的なすべりを考慮しないために制御上の変速比γは幾何学的な変速比γmよりも低い値とされており、挟圧力制御部１２８においてその幾何学的な変速比γmよりも低い値とされた変速比γに基づいて調圧されるベルト挟圧圧力Ｐoutは伝動ベルト４８の滑りに対して必要且つ十分に調圧されるべき値よりも低くなり、ベルト挟圧圧力Ｐoutが不足する可能性があった。これに対して、本実施例の変速制御部１２６では、車両用ベルト式無段変速機１８の変速比が経時的なすべり分による影響が解消されるように補正された上記補正後の目標変速比γt＊に追従するように、車両用ベルト式無段変速機１８の変速比γが制御されるので、後述の挟圧力制御手段１２８では、車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴinと、補正後の目標変速比γt＊或いはそれに一致するように追従制御された実際の変速比γとに基づいて、伝動ベルト４８に対する出力側可変プーリ４６のベルト挟圧力が制御されて、その制御上の変速比γは幾何学的な変速比γmと略一致することになり、ベルト挟圧力Ｐoutはその制御上の変速比γに基づいて制御されることで、適切な値となる。
【００３５】
挟圧力制御手段１２８は、車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴinと補正後の目標変速比γt＊或いはそれに一致するように追従制御された実際の変速比γとに基づいて、車両用ベルト式無段変速機１８のベルト挟圧力Ｐoutを必要かつ十分となるように、挟圧力制御回路１７０のリニアソレノイド弁１７４に対する励磁電流を調節し、伝動ベルト４８に対する出力側可変プーリ４６のベルト挟圧力を制御する。そのベルト挟圧力制御では、例えば、伝動ベルト４８が可変プーリ４２、４６の両方に対して滑らないようにする予め記憶された制御式から車両用ベルト式無段変速機１８の実際の入力トルクＴinおよび変速比γに基づいて上記ベルト挟圧圧力Ｐoutが制御される。上記制御式は、入力トルクＴinおよび補正後の目標変速比γt＊が大きくなるほど、出力側可変プーリ４６に供給されるベルト挟圧力Ｐoutを大きくするように予め設定されている。
【００３６】
図１３は、ＣＶＴコントローラ８０の制御作動の要部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。
【００３７】
先ず、ステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１においては、シフトレバー９８の操作位置がＤレンジポジションのような走行ポジションかＮレンジ走行ポジションかが判断される。このＳ１においてＮレンジ走行ポジションであると判断された場合は、変速制御部１２６に対応するＳ８において、Ｎレンジの変速制御が実行される。すなわち、出力軸回転数センサ８８により検出された実際の出力回転数Ｎoutと補正後の目標変速比γt＊とから入力回転数Ｎinが予測され、それら出力回転数Ｎoutと予測された入力回転数Ｎinとから車両用ベルト式無段変速機１８の変速比γが実際値として算出され、その変速比γが目標変速比γtに接近するようにフィードフォワード制御が実行される。
【００３８】
Ｓ１においてＤレンジ走行ポジションであると判断された場合は、モデル出力回転数算出部１１２およびモデル出力回転スリップ率算出部１１４に対応するＳ２において、予め記憶された関係から実際の吸入空気量Ｑ或いはスロットル開度θthとエンジン回転数Ｎeとに基づいて算出されるエンジン出力トルクＴeにトルクコンバータ１４のトルク増幅率Ａtを乗算することにより、車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴin(Ｎｍ)が算出される。また、たとえば車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴin(Ｎｍ)を、実変速比γ或いは目標変速比γtから求められる入力側可変プーリ４２の掛かり半径ｒin（ｍ）で割ることにより、伝動ベルト４８の張力に対応する伝動ベルト４８の伝達トルクＴb が算出される。次いで、予め記憶された図８の実線に示す関係から、伝動ベルト４８の伝達トルクＴb に基づいて出力側可変プーリ４６のモデル出力回転数Ｎmが算出される。そして、上記算出された実際のモデル出力回転数Ｎmに基づいてモデル出力回転数低下量Ｎout1 (＝Ｎout0−Ｎm )が算出され、さらに、予め記憶された (１)式から初期値Ｎout0とモデル出力回転数低下量Ｎout1とに基づいてモデル回転スリップ率Ｒsmが算出される。
【００３９】
次に、実出力回転数算出部１１６および実回転スリップ率算出部１１８に対応するＳ２では、出力軸回転数センサ８８からの信号に基づいて出力側可変プーリ４６の実際の出力回転数Ｎoutが算出されるとともに、予め記憶された (２）式から初期値Ｎout0とその実際の出力回転数Ｎoutとに基づいて実回転スリップ率Ｒsrが算出される。次いで、スリップ率差算出部１２０に対応するＳ３では、上記実回転スリップ率Ｒsrとモデル回転スリップ率Ｒsmとに基づいてそれらのスリップ率差ΔＲ(＝Ｒsr−Ｒsm) が算出される。
【００４０】
目標変速比算出部１２２に対応するＳ５では、予め記憶された図１０に示す変速線図から実際の出力回転数Ｎoutすなわち車速Ｖに基づいて目標回転数Ｎintが算出され、その目標回転数Ｎintから目標変速比γt (＝Ｎint／Ｎout)が算出される。次いで、目標変速比補正部１２４に対応するＳ６では、予め記憶された図１１に示す関係からスリップ率差ΔＲに基づいて変速比補正量Δγが算出されるとともに、その変速比補正量Δγに基づき、その変速比補正量Δγを差し引くことにより目標変速比算出部１２２により算出された目標変速比γt を減少側に補正されて、補正後の目標変速比γt＊(＝γt−Δγ) が求められる。そして、変速制御部１２６に対応するＳ６では、制御偏差を解消するためのフィードバック制御項および応答性を改善するためのフィードフォワード制御項を含む予め記憶された変速制御式に従って、実際の変速比γ(＝Ｎin／Ｎout)がその補正後の目標変速比γt＊(＝γt−Δγ) に追従するように、すなわちそれ等の間の偏差ｅ（＝γt＊−γ) が解消されるように、変速制御回路１５０の電磁開閉弁１５２、１５６を調節して、車両用ベルト式無段変速機１８の制御上の変速比γを制御する。
【００４１】
上述のように、本実施例のＣＶＴコントローラ（変速用電子制御装置）８０によれば、モデル回転スリップ率Ｒsmは、伝動ベルト４８の機構的な構成による出力側可変プーリ４６に対するすべりを反映する予め記憶された図８に示す関係から求められる一方で、実回転スリップ率Ｒsrは、伝動ベルト４８の出力側可変プーリ４６に対する実際のすべりを反映することから、それらの差であるスリップ率差ΔＲは、経時的に増加したスリップの大きさをも反映しているので、そのスリップ率差ΔＲに基づいて目標変速比γtを補正した補正後の目標変速比γt＊を変速制御部１２６による変速制御に用いることで、制御上の変速比γを幾何学的な変速比γmに接近させることができ、それらの差が好適に解消される。したがって、挟圧力制御部１２８において、上記変速制御が行われている車両用ベルト式無段変速機１８の制御上の変速比γ或いはその目標値である補正後の目標変速比γt＊を用いてベルト挟圧力制御が行われるので、適切なベルト挟圧力Ｐoutが得られる。
【００４２】
また、本実施例のＣＶＴコントローラ８０によれば、目標変速比γt の補正は、スリップ率差ΔＲが大きくなるほど変速比補正量Δγが多くなる予め記憶された補正量決定用の図１１に示す関係からスリップ率差に基づいて決定された変速比補正値Δγが増加するほど目標変速比γt を変速比減少側へ補正する。すなわち、スリップ率差ΔＲは経時変化に由来するものであって、出力側可変プーリ４６のすべりが大きくなっても出力側可変プーリ４６から検出される出力回転数Ｎoutすなわちすべりのない出力回転数Ｎoutに基づいて算出される制御上(計算上)の変速比γ (＝Ｎin／Ｎout)は大きくなるので、補正値Δγが大きくなるほど、目標変速比γtを小さくなる側へ補正する。このようにすれば、目標変速比γtを経時的なスリップに応じて小さく補正した補正後の目標変速比γt＊を用いて変速制御を行うことにより、制御上の変速比γが幾何学的な変速比γmに接近させることができる。
【００４３】
また、本実施例のＣＶＴコントローラ８０によれば、図８の実線に示す関係は、車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴinに応じて出力側可変プーリ４６の伝動ベルト４８に対する挟圧力すなわち伝動ベルト４８の張力を増加させるベルト挟圧力制御下において、その車両用ベルト式無段変速機１８の入力トルクＴinが増加するほど出力側可変プーリ４６の出力回転数Ｎoutが低下する、伝動ベルト４８の機構に由来するすべりを示す関係である。このため、伝動ベルト４８の機構的な構成に由来する出力側可変プーリ４６に対するすべりを反映するモデル回転スリップ率Ｒsmが得られる。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、前述の実施例では、伝動ベルト４８は図２、図３に示される構造を有するものであったが、伝動ベルト４８におけるエレメント５８の疎密の状態を前記ベルト挟圧力に応じて調整できる構造であれば、リング５６の本数やエレメント５８の形状が異なっていてもよい。たとえば、１本のリング５６がエレメント５８の外周側且つ幅方向中央部に形成された凹部に受け入れられた形式の伝動ベルトなど、図３に示す伝動ベルト４８の構造以外の構造を有する伝動ベルトであってもよい。
【００４６】
また、前述の実施例では、変速制御部１２６の変速制御は、変速比γを補正後の目標変速比γt＊に追従させる制御を行っていたが、その補正後の目標変速比γt＊はＮint＊／Ｎoutとして取り扱うこともできることから、上記変速制御部１２６の変速制御は、推定された入力回転数Ｎinをその目標値としての目標回転数Ｎint＊に追従させる制御であってもよい。この場合、目標変速比γtをスリップ率差ΔＲに基づいて決定した補正量Δγを用いて補正後の目標変速比γt＊を算出することは、目標回転数Ｎintをスリップ率差ΔＲに基づいて決定した補正量ΔＮint(＝Δγ×Ｎout) を用いて補正後の目標回転数Ｎint＊を算出することと実質的に同じである。
【００４７】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１８：車両用ベルト式無段変速機
４２：入力側可変プーリ
４６：出力側可変プーリ
４８：伝動ベルト
８０：ＣＶＴコントローラ（変速用電子制御装置）
１１２：モデル出力回転数算出部
１１４：モデル出力回転スリップ算出部
１１６：実出力回転数算出部
１１８：実回転スリップ算出部
１２０：スリップ率差算出部
１２２：目標変速比算出部
１２４：目標変速比補正部
１２６：変速制御部
１２８：挟圧力制御部
γt：目標変速比
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013002511.tif 000007
【図６】
2013002511.tif 000008
【図７】
2013002511.tif 000009
【図８】
2013002511.tif 000010
【図９】
2013002511.tif 000011
【図１０】
2013002511.tif 000012
【図１１】
2013002511.tif 000013
【図１２】
2013002511.tif 000014
【図１３】
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