JP2005233280A - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無段変速機の挟圧力についての学習領域および学習の結果を反映する挟圧力制御の実行領域を拡大する。
【解決手段】 回転部材が伝動部材を挟み付ける挟圧力を、これら回転部材と伝動部材とを含む無段変速機の入力側に連結された動力源の運転状態毎に学習して設定する車両用無段変速機の制御装置において、前記挟圧力の学習実行条件の成立に基づいて前記動力源の運転状態を変更する運転状態変更手段（ステップＳ２０４）と、その動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を抑制するトルク変化抑制手段（ステップＳ２０４）と、前記動力源の運転状態を変更し、かつその動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を前記トルク変化抑制手段によって抑制した状態で、前記動力源の前記変更後の運転状態についての前記挟圧力を学習する挟圧力学習手段（ステップＳ２０５）とを備えている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、車両に搭載された無段変速機の挟圧力を、車両の運転状態あるいは動力源の運転状態毎に学習し、その学習結果を挟圧力の制御に反映させることにより、過不足のない挟圧力を設定する制御装置に関するものである。

ベルト式無段変速機やトラクション式無段変速機は、ベルトとプーリとの間の摩擦力や、ディスクとローラとの間のトラクションオイルのせん断力を利用してトルクを伝達している。したがってこれらの無段変速機のトルク容量は、そのトルクの伝達が生じる箇所に作用する圧力に応じて設定される。

無段変速機における上記の圧力は挟圧力と称され、その挟圧力を高くすれば、トルク容量を増大させて滑りを回避できるが、その反面、高い圧力を生じさせるために動力を必要以上に消費したり、あるいは動力の伝達効率が低下するなどの不都合がある。そのため、一般的には、意図しない滑りが生じない範囲で、挟圧力を可及的に低く設定している。

例えば、無段変速機を搭載した車両では、エンジンの回転数を無段変速機によって制御して燃費の向上を図ることができるので、その利点を損なわないために、無段変速機での動力伝達効率を可及的に向上させるべく、挟圧力を、滑りが生じない範囲で可及的に低く設定するように制御されている。無段変速機に要求される挟圧力は、理論上は、摩擦係数やプーリによるベルトの挟み角などの構造上のパラメータを定数とし、入力トルクやベルトの巻き掛け半径などの動作状態を表すパラメータを変数として決定できる。しかしながら、摩擦係数などの定数のみならず、入力トルクなどの変数には、個体差や経時変化あるいは推定誤差などが要因となってバラツキがあり、正確な値を予め決定することが困難である。そのため、実際の無段変速機の運転状態もしくは動作状態に基づいて、滑りの生じ始める圧力（すなわち滑り限界挟圧力）あるいは実際の入力トルクに対応する挟圧力を測定もしくは学習し、その測定もしくは学習の結果をその後の制御に反映させるようにしている。

その一例を挙げると、特許文献１には、円錐円板対と巻き掛け伝動節とを有する変速機であって、伝達される力、速度、伝達比またはこれらの組み合わせに関する条件がほぼ一定の場合に、その円錐円板対が巻き掛け伝動節を挟み付ける圧着力を変化させてスリップ限界を決定し、そのスリップ限界を超えないように圧着力を調整するように構成された変速機が記載されている。

この特許文献１に記載された発明では、検出されたスリップ限界に基づいて圧着力を制御することにより、滑りが生じない範囲で無段変速機の圧着力が低下される。また、その圧着力は、回転数、トルク、変速比、温度に関連した、特定のスリップに対して必要な圧着力を表すところの特性フィールドを記憶し、かつ、この特性フィールドに相応して調整されることとしている。
特開２００１−１２５９３号公報

無段変速機における挟圧力あるいは上記の圧着力は、入力されたトルクを過不足なく伝達するトルク容量を設定する圧力であるから、その学習は、トルクや回転数などの運転状態に対応させて実行され、その運転状態と同一もしくは近似する運転状態でその学習値が挟圧力の制御に反映される。そして、上記の特許文献１に記載された発明では、所定の条件が成立した運転状態で圧着力を変化させてそのスリップ限界を求めるようにしている。そのため、広汎な各種の運転状態についてスリップ限界を求め、あるいは挟圧力を学習しようとしても、無段変速機もしくはこれを搭載している車両の運転状態が広汎に変化しない限り、各運転状態についてのスリップ限界を求めることができず、あるいは挟圧力の学習をおこなうことができない。すなわち、上記の特許文献１に記載された発明では、スリップ限界の検出や挟圧力の学習が制限される可能性がある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、広汎な運転状態のそれぞれについての挟圧力の学習を可能にすることのできる車両用無段変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転部材が伝動部材を挟み付ける挟圧力を、これら回転部材と伝動部材とを含む無段変速機の入力側に連結された動力源の運転状態毎に学習して設定する車両用無段変速機の制御装置において、前記挟圧力の学習実行条件の成立に基づいて前記動力源の運転状態を変更する運転状態変更手段と、その動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を抑制するトルク変化抑制手段と、前記動力源の運転状態を変更し、かつその動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を前記トルク変化抑制手段によって抑制した状態で、前記動力源の前記変更後の運転状態についての前記挟圧力を学習する挟圧力学習手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明における前記トルク変化抑制手段が、前記動力源の運転状態が変更された場合に前記動力源から前記無段変速機に入力されるトルクの変化を抑制する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項３の発明は、請求項１の発明における前記トルク変化抑制手段が、前記動力源の運転状態が変更された場合に前記車両の駆動トルクの変化を抑制する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

さらにまた、請求項４の発明は、上記の請求項１から３のいずれかの発明における前記運転状態変更手段が、使用頻度の高い運転状態を選択して前記動力源の運転状態を変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

またさらに、請求項５の発明は、上記の請求項１から４のいずれかの発明における前記挟圧力学習手段が、前記挟圧力を低下させることに伴う前記無段変速機の挙動の変化に基づいて前記挟圧力の学習をおこない、かつ使用頻度の低い運転状態での前記学習を禁止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

そして、請求項６の発明は、上記の請求項１から５のいずれかの発明において、前記動力源の運転状態が変更され、かつ前記トルク変化抑制手段によってトルクの変化が抑制された場合に、前記動力源の回転数の変化を抑制するように前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、無段変速機における回転部材が伝動部材を挟み付ける挟圧力によって無段変速機のトルク容量が設定され、その挟圧力が、無段変速機の入力側に連結された動力源の運転状態毎に学習され、その学習条件が成立した場合に前記動力源の運転状態が変更される。動力源の運転状態の変更に伴ってその出力トルクが変化するが、その出力トルクの変化に伴う無段変速機の入力トルクの変化や車両の駆動トルクの変化などのトルクの変化が抑制され、その状態で挟圧力の学習がおこなわれる。したがって車両の全体としての運転状態が変化しなくても、動力源の運転状態を変更した状態での挟圧力を学習でき、挟圧力の学習範囲を拡大することができる。

また、請求項２の発明によれば、動力源の運転状態が変更されても、無段変速機に対する入力トルクの変化が抑制されるので、無段変速機の入力トルクを変更することなく、言い換えれば、無段変速機およびそれより出力側の動作状態をほぼ一定に保ったまま、挟圧力の学習をおこなうことができ、その結果、挟圧力の学習範囲を拡大することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、動力源の運転状態が変更されても、車両の全体としての駆動トルクの変更が防止もしくは抑制されるので、車両の実際の走行状態を離れて挟圧力の学習をおこなうことができ、その結果、挟圧力の学習範囲を拡大することができる。

またさらに、請求項４の発明によれば、動力源の使用頻度の高い運転状態について挟圧力が学習されるので、学習結果を挟圧力に反映する機会が増大し、すなわち運転状態に適した挟圧力の設定される機会が増大し、その結果、車両の燃費や無段変速機の耐久性の向上に有利になる。

さらにまた、請求項５の発明によれば、挟圧力の学習が、挟圧力を低下させることによっておこなわれるが、動力源の使用頻度の低い運転状態については挟圧力の学習が禁止される。その結果、挟圧力を低下させて無段変速機に滑りの生じ易い状態となることを抑制することができる。

そして、請求項６の発明によれば、動力源の運転状態の変更に伴ってトルクの変化が前記トルク変化抑制手段で抑制された場合、動力源の回転数が無段変速機の変速比を制御することにより挟圧力を学習するべき運転状態での回転数となるように制御される。その結果、動力源の運転状態が学習の対象とする運転状態から外れることを防止もしくは抑制することができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする車両用の無段変速機について説明すると、この発明で対象とする無段変速機は、ベルトを伝動部材とし、これを回転部材であるプーリに巻き掛けるとともに挟み付けるベルト式の無段変速機や、パワーローラを伝動部材とするとともにこれを回転部材である入出力側のディスクによって、オイル（トラクション油）を介して挟み付け、そのオイルのせん断力を利用してトルクを伝達するトロイダル型（トラクション式）無段変速機である。図６には、ベルト式無段変速機１を含む車両用駆動機構の一例を模式的に示しており、この無段変速機１の入力側に、動力源としてのエンジン２と、エンジン２の出力トルクに付加トルクを加減し、またエンジン２の回転数を制御する発電機能のある電動機（すなわちモータ・ジェネレータ）３とが配置されている。

そのエンジン２は、要は、燃料を燃焼させて動力を出力する動力機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関である。また、モータ・ジェネレータ３は、電流が供給されることにより電動機として作用し、また強制的に回転させられることにより発電機として機能する動力装置であって、永久磁石式同期電動機を使用することができる。したがってこのモータ・ジェネレータ３には、インバータ４を介してバッテリー５などの蓄電装置が接続されている。

これらのエンジン２とモータ・ジェネレータ３とが、ダブルピニオン型の遊星歯車機構６を介して連結されている。この遊星歯車機構６は、無段変速機１に対する動力の入力態様を変更する動力切換機構を構成しており、そのサンギヤ７にエンジン２が連結されている。そのサンギヤ７と同心円上に、内歯歯車であるリングギヤ８が配置され、互いに噛み合っている二つのピニオンギヤを一対として複数対のピニオンギヤがサンギヤ７とリングギヤ８との間に配置され、それらのピニオンギヤがキャリヤ９によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、そのキャリヤ９に前記モータ・ジェネレータ３が連結されている。さらに、リングギヤ８の回転を選択的に止めるブレーキＢ1 が設けられている。このブレーキＢ1 は、多板ブレーキやバンドブレーキなどの適宜の形式のブレーキであってよい。

無段変速機１は、従来知られているベルト式無段変速機と同様の構成であって、入力軸（プライマリーシャフト）１１上に駆動プーリ（プライマリープーリ）１２が設けられ、その入力軸１１と平行に配置されている出力軸（セカンダリーシャフト）１３上に従動プーリ（セカンダリープーリ）１４が配置され、これらのプーリ１２，１４にベルト１５が巻き掛けられている。これらのプーリ１２，１４は、ベルト１５を巻き掛ける溝幅および巻き掛け半径を連続的に変化させるために、固定シーブと可動シーブとによって構成されている。そして、その可動シーブを軸線方向に前後動させるためのアクチュエータ１６，１７が、駆動プーリ１２と従動プーリ１３とのそれぞれに設けられている。

これらのアクチュエータ１６，１７は、油圧によって可動シーブを前後動させるように構成されており、駆動プーリ１２側のアクチュエータ１６に圧油を給排することにより、駆動プーリ１２の溝幅が変化し、それに伴って従動プーリ１４の溝幅が追従して変化し、その結果、それぞれのプーリ１２，１４に対するベルト１５の巻き掛け半径が変化して、変速がおこなわれるようになっている。これに対して従動プーリ１４側のアクチュエータ１７は、各プーリ１２，１４がベルト１５を挟み付ける挟圧力を設定するためのものであって、無段変速機１に対する入力トルクに応じた油圧が供給されるようになっている。なお、圧油が供給されない場合であっても、最低限の挟圧力を生じるように構成されており、具体的には、従動プーリ１４側のアクチュエータ１７内のピストン（図示せず）を、圧油による押圧方向と同方向に押圧するスプリング（図示せず）が、アクチュエータ１７に内蔵されている。

無段変速機１における入力軸１１を前記遊星歯車機構６に選択的に連結する二つのクラッチＣ1 ，Ｃ2 が設けられている。これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 は、一例として油圧によって動作する多板クラッチなどのクラッチであって、入力軸１１とキャリヤ９との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また入力軸１１とリングギヤ８との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。すなわち、これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 と前記ブレーキＢ1 とを適宜に係合・解放させることにより、多様な走行パターンを設定できるようになっている。なお、出力軸１３は、ギヤ対１８を介して車軸１９に連結されている。

例えば、二つのクラッチＣ1 ，Ｃ2 を係合させた場合には、エンジン２の出力トルクを無段変速機１に伝達して前進走行し、もしくはモータ・ジェネレータ３で発電しつつ前進走行するパターン、あるいはエンジン２の出力トルクにモータ・ジェネレータ３のトルクを加えて前進走行するパターンが設定される。これに対して第１クラッチＣ1 のみを係合させれば、モータ・ジェネレータ３が入力軸１１にいわゆる直結されるので、モータ・ジェネレータ３のみで走行するパターンが設定される。なお、この場合、前進走行および後進走行のいずれも可能である。さらに、ブレーキＢ1 と第１クラッチＣ1 とを係合させた場合には、エンジン２のみによって後進走行するパターンが設定される。

上記のブレーキＢ1 や各クラッチＣ1 、Ｃ2 の係合・解放の制御や変速制御あるいは挟圧力制御をおこなうための油圧制御装置２０が設けられている。この油圧制御装置２０は、電気信号によって動作して油圧の給排や調圧をおこなうように構成されており、この油圧制御装置２０には、ハイブリッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）２１およびエンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）２２から指令信号が入力されている。なお、ハイブリッド用電子制御装置２１は、主として前記モータ・ジェネレータ３を制御するためのものであって、前記インバータ４との間で信号を送受信するようになっている。また、エンジン用電子制御装置２２は、エンジン２の燃料噴射量や点火時期、スロットル開度などを制御するように構成されている。

また、これの制御装置２０，２１，２２による制御をおこなうためのデータを検出するセンサーとして、入力軸１１の回転数を検出する入力回転数センサー２３、出力軸１３の回転数を検出する出力回転数センサー２４、従動プーリ１４側のアクチュエータ１７における油圧を検出する油圧センサー２５などが設けられている。

上記の無段変速機１のトルク容量は挟圧力に応じた容量となるから、入力トルクに応じて挟圧力を設定することになる。その入力トルクは、エンジン２の負荷率などに基づいて推定されるトルクを使用するが、不可避的な推定誤差があるのでその誤差を見込んだ大きいトルクを入力トルクとして採用する。そのために、挟圧力は、実際の入力トルクに釣り合う圧力よりも高くなる。そこで、この発明では、滑りを生じさせることなく挟圧力を低下させるために、運転状態毎の挟圧力の学習をおこない、その学習結果を挟圧力の設定制御に反映させるように構成されている。その制御例を以下に説明する。

図１は、この発明の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、挟圧力を通常制御での圧力から低下させる制御を開始するための条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。その条件は、無段変速機１に掛かるトルクが過剰に大きくなく安定していること、制御のための信号や制御機器が正常であることなどであり、具体的には、アクセル開度の変化が予め定めた範囲内であること、道路の勾配が所定範囲内であること、走行路が舗装された平坦路であるなど良路であること、各センサーが正常に機能していること、無段変速機１やエンジン２についての制御が正常に実行できる状態となっていることなどであり、これらの条件の全てが成立している場合にステップＳ１０１で肯定的に判断される。

制御開始条件が成立していることによりステップＳ１０１で肯定的に判断された場合には、運転状態（運転領域）が下限挟圧力の検出領域に入っているか否かが判断される（ステップＳ１０２）。ここで、下限挟圧力とは、挟圧力についての油圧指令値を最低にまで低下させた場合に機構上生じる挟圧力であって、無段変速機１に滑りが生じない挟圧力である。また、運転状態とは、無段変速機１に入力されているトルクおよび回転数によって表される領域であり、エンジン２が動力を出力して走行している状態では、一例としてエンジン回転数と負荷率とによって表すことができる領域である。

図２は、その運転領域を模式的に示しており、エンジン回転数と負荷率とのそれぞれを適当な間隔で区分し、そのエンジン回転数と負荷率とで区画された範囲のそれぞれが運転領域となっている。図２には、ロード・ロード線を併せて示してあり、その近傍の破線で囲んだ領域が、下限挟圧力検出領域に相当している。すなわち、この運転領域では、加減速が特には生じておらず、駆動トルクと走行抵抗とがほぼバランスしているので、遠心油圧や前記スプリングの弾性力および油圧制御装置２０の構成上発生する最低油圧による挟圧力が、無段変速機１の入力トルクに応じた挟圧力を上回り、したがって下限挟圧力まで低下させても無段変速機１に滑りが生じることがない。

運転状態が下限挟圧力検出領域に入っていることによりステップＳ１０２で肯定的に判断された場合には、その時点の運転状態が属している領域についての挟圧力の学習が終了しているか否か、すなわちその運転領域が既学習領域か否かが判断される（ステップＳ１０３）。学習が未だ実行されていない運転領域に属していることによりステップＳ１０３で否定的に判断された場合には、下限挟圧力の検出制御が実行される（ステップＳ１０４）。この検出制御は、車両の走行状態が定常走行状態あるいは準定常走行状態となっているなど、前述したステップＳ１０１での条件が成立している状態で、挟圧力を設定する油圧の指令値を低下させ、無段変速機１の滑りが検出されない状態で最低指令値に対応する圧力に実油圧が達した状態での挟圧力を検出する制御である。このようにして下限挟圧力が得られれば、その時点の運転状態での入力トルクから求められる理論挟圧力と、検出された下限挟圧力とに基づいて、その運転領域についての学習値が得られる。したがってこの運転領域はいわゆる既学習領域となる。その学習値は、一例として、下限挟圧力から逆算される入力トルクと負荷率などから推定されている入力トルクとの比であり、あるいは理論挟圧力と下限挟圧力との比や差であってもよい。

一方、ステップＳ１０３で肯定的に判断された場合、すなわちその時点の運転状態が既学習領域に入っていた場合には、所定制御１あるいは所定制御２が実行される（ステップＳ１０５）。これらの所定制御１および所定制御２の詳細は後述するが、その内容は、主として下限挟圧力の検出であり、既学習領域であることを利用して、異なる運転領域についての学習をおこなう点に特徴がある。

一方、ステップＳ１０１で否定的に判断された場合、すなわち制御開始条件が成立していない場合には、通常の挟圧力制御が実行される（ステップＳ１０６）。通常の挟圧力制御とは、無段変速機１での滑りを生じさせずにトルクを伝達することを主眼とする内容の制御であり、前記油圧制御装置２０の元圧であるライン圧を従動プーリ１４側のアクチュエータ１７に供給し、あるいは入力トルク（推定値）に基づいて定まる理論挟圧力に、バラツキを見込んだ補正圧さらには路面の凹凸などが原因となって無段変速機１に作用するトルクの変動を見込んだ悪路対応分の圧力などを加えた挟圧力を設定する制御である。したがって、設定される挟圧力は、前述した下限挟圧力あるいは滑りの生じる限界挟圧力よりも大きい圧力になる。

また、運転状態が下限挟圧力検出領域を外れていることによりステップＳ１０２で否定的に判断された場合には、その時点の運転状態が既学習領域に入っているか否かが判断される（ステップＳ１０７）。これは、前述したステップＳ１０３と同様の判断ステップである。既に学習値が得られていることによりステップＳ１０７で肯定的に判断された場合には、下限挟圧力反映制御が実行される（ステップＳ１０８）。前述したように、学習値は、実際に必要な挟圧力に対する、推定誤差や制御のバラツキを見込んで上乗せしている補正圧などのいわゆる過剰分を、実機に基づいて評価した値である。したがってステップＳ１０８では、その時点の負荷率などに基づいて求められる入力トルク（推定入力トルク）から演算される理論挟圧力を学習値で補正し、その補正された挟圧力を設定するように油圧が制御される。その結果、推定誤差などを見込んだいわゆる過剰分が挟圧力から削除されるので、滑りを生じさせることなく挟圧力を低く設定できる。

なお、その時点の運転状態が属する領域について学習値が得られていないことによりステップＳ１０７で否定的に判断された場合には、通常制御が実行される（ステップＳ１０９）。これは、前述したステップＳ１０６と同様である。

つぎに、上記のステップＳ１０５で実行される所定制御１について説明する。図３はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、バッテリー５の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge ）が所定値以下か否かが判断される（ステップＳ２０１）。この所定値は、バッテリー５の満充電状態を示す値よりも小さい値であり、したがってステップＳ２０１では、モータ・ジェネレータ３に回生動作をおこなわせることができるか否かを判断していることになる。

ステップＳ２０１で肯定的に判断された場合には、その時点のエンジン回転数（Ｅ／Ｇ回転数）と同一の回転数であって負荷率が異なり、かつ学習値の得られていない運転領域の有無が確認される（ステップＳ２０２）。これを図２で説明すれば、破線で囲った下限挟圧力検出領域のうちの所定の既学習領域に対して、図２での上側もしくは下側の領域であって、学習値の得られていない領域の有無の検出もしくは判定である。そして、その確認の結果に基づいて未学習領域があるか否かが判断される（ステップＳ２０３）。

未学習領域が存在していてステップＳ２０３で肯定的に判断された場合には、その未学習領域についての学習値を得る制御が実行される。先ず、未学習領域まで負荷率を増大もしくは減少させる指令が出力され、その負荷率の変化に伴う推定エンジントルク（推定Ｅ／Ｇトルク）の増加分もしくは変化分の回生トルクもしくは駆動トルクがモータ・ジェネレータ３によって出力される（ステップＳ２０４）。すなわち、エンジン２の運転状態の変更に伴う出力トルク（無段変速機１に対する入力トルク）の変化を、モータ・ジェネレータ３によって抑制する制御が実行される。したがって原理的には、無段変速機１の入力トルクに変化が生じず、元のままである。

その状態で下限挟圧力の検出制御が実行される（ステップＳ２０５）。これは、前述したステップＳ１０４での制御と同様の制御であって、油圧指令値を所定の勾配で徐々に低下させ、あるいはステップ的に低下させた後に徐々に低下させ、機構上定まる最低値まで指令値を下げて所定時間保持することにより、挟圧力を下限値まで低下させる。そしてその時点の挟圧力が検出される。このようにして得られた下限挟圧力を利用して学習値が求められる。

学習値の算出の一例を説明すると、入力トルクＴinに相当する挟圧力Ｐsccal は、
Ｐsccal＝（Ｔin・ｃｏｓθ）／２・μ・Ａout・Ｒin
で表される。ここで、θはプーリ１２，１４によるベルト１５の挟角、μは摩擦係数（推定値）、Ａout は従動プーリ１４側のアクチュエータ１７におけるピストンの受圧面積、Ｒinは駆動プーリ１２に対するベルト１５の巻掛け半径である。なお、入力トルクＴinは、エンジントルクＴe とモータ・ジェネレータ３のトルクＴm の和である。
Ｔin＝Ｔe ＋Ｔm

また、挟圧力は、従動プーリ１４側のアクチュエータ１７における実油圧Ｐd と遠心油圧やスプリングの弾性力などの機械的要因で生じる圧力Ｐsch との和であるから、実油圧Ｐd を上記の入力トルクに相当する挟圧力Ｐsccal を用いて表すと、
Ｐd ＝Ｐsccal−Ｐsch
となる。これらの式をエンジントルクＴe について解くと、
Ｔe＝｛（Ｐd＋Ｐsch）（２μ・Ａout・Ｒin）／ｃｏｓθ｝−Ｔm
となる。この式における実油圧Ｐd は下限挟圧力の指令値で設定された圧力として油圧センサー２５で検出され、またモータ・ジェネレータ３のトルクＴm はモータ・ジェネレータ３の電流値などのデータから求められる。そして、他のパラメータは機械構成上定まる。したがって下限挟圧力に相当するエンジントルクが上記の式によって算出される。

一方、未学習領域まで負荷率を変化させたことによる推定エンジントルクは、そのエンジン２についての特性データとして予め求めておくことができ、また負荷率の変化に同期して設定されたモータ・ジェネレータ３の回生トルクＴm もしくは駆動トルクＴm は制御データから容易に求められる。したがって負荷率を変更した後における推定エンジントルク相当値（すなわち推定入力トルク）Ｔepreは、エンジン２の負荷率などから求められる推定トルクとモータ・ジェネレータ３のトルクＴm とから容易に求めることができる。

したがって未学習領域についての学習値αは、これらのトルクの比
α＝Ｔe ／Ｔepre
として求めることができる。したがってこの学習値αは、エンジントルクもしくはそれに対応する挟圧力（理論挟圧力）の補正係数に相当することになる。

このようにして学習値αが得られることにより、未学習領域は既学習領域に切り換えられる。なお、上記のステップＳ２０１で否定的に判断された場合、および既学習領域に入っていることによりステップＳ２０３で否定的に判断された場合には、下限挟圧力を挟圧力の設定に反映させる制御が実行される。上述した学習値αの例では、エンジン２の負荷率などから求められる推定エンジントルクに学習値αを掛けて入力トルクを求め、その演算された入力トルクに基づいて挟圧力が求められる。こうすることにより、推定エンジントルクに含まれるいわゆる過剰分に相当する挟圧力（あるいはそのうちの何割かに相当する分）が削減され、挟圧力を適正化することができる。

図４は、上記の制御をおこなった場合の各トルクおよび油圧ならびに変速比の変化を模式的に示しており、制御の開始によってエンジントルクＴe が増大するが、その増大分に応じてモータ・ジェネレータ３の回生トルクＴm が生じるので、無段変速機１の入力トルクＴinはほぼ一定値に維持される。その過程で油圧指令値が次第に低下させられ、それに追従して実油圧Ｐd が次第に低下し、ついには下限挟圧力に達する。なお、変速比は一定値に維持される。したがって上述した駆動プーリ１２に対するベルト１５の巻掛け半径Ｒinが変化することはない。

下限挟圧力が得られた直後に指令値が当初の値より大きい指令値にステップ的に増大させられ、その後、学習値を利用した挟圧力制御（反映制御）が実行される。その結果、挟圧力は、通常制御より低い圧力に設定される。

したがって上述した制御によれば、挟圧力を下限挟圧力にまで低下させても滑りの生じない運転状態からエンジン負荷率を変化させ、かつその変化に伴うエンジントルクの変化をモータ・ジェネレータ３によって除去することにより、無段変速機１の入力トルクを従前のまま一定に維持し、その状態で学習をおこなうので、車両の走行状態および無段変速機１の入力トルクが変化することなく、未学習領域についての学習値を得ることができる。そして、その未学習領域に相当する運転状態に到った場合には、その学習値を使用して挟圧力を適正化することができる。その結果、車両の運転状態の変化を待つことなく、広汎な領域での学習をおこなうことが可能になる。

上記のこの発明の制御装置による学習では、エンジン２の運転状態を変更することにより、その時点の実際の走行でのエンジン２の運転状態とは異なる運転状態の属する運転領域についての学習をおこなう。そのために広汎な運転領域についての学習をおこなうことが可能であるが、その反面、実際には使用することが殆どない運転領域についての学習をおこなうことにもなる。そこで、いわゆる無駄な学習を避けるために、運転領域の使用頻度を評価して学習の実行・不実行を決定するように構成してもよい。その例を図５に示してある。なお、図５に示す制御例は、上述した図３に示す制御例に、使用頻度に関する評価あるいは判定のステップを追加したものであり、したがって図３に示す制御例と同様のステップについては、図３と同様の参照符号を付してその説明を省略する。

図５において、既学習領域と同一のエンジン回転数でありかつ負荷率が異なる運転領域が未学習領域であることによりステップＳ２０３で肯定的に判断された場合、その未学習領域の使用頻度が評価される（ステップＳ２０７）。車両の走行形態としては、例えば加速とその後の定速走行ならびにブレーキを使用した減速をおこなう走行形態が多く、強力なエンジンブレーキを使用する場合が少ないことを考慮すると、エンジン２の運転領域としては、図２に斜線を施して模式的に示す領域の使用頻度が高いと考えられる。したがってこのような運転領域を使用頻度の高い領域として予め定めておき、その予め記憶させてあるデータを参照して上記のステップＳ２０７の評価をおこなうこととしてもよい。あるいはこれとは別に、もしくはこれに加えて、各運転領域の実際の走行で使用される回数をカウントして各運転領域の使用頻度の重み付けをしておき、そのデータを参照してステップＳ２０７の評価をおこなうこともできる。

上記のステップＳ２０７において未学習領域の使用頻度の評価をおこなった後、その未学習領域の使用頻度が低いか否かが判断される（ステップＳ２０８）。このステップＳ２０８で否定的に判断された場合、すなわちその未学習領域の使用頻度が中程度もしくは高程度の場合は、前述したステップＳ２０４およびステップＳ２０５に順に進んで、挟圧力についての学習がおこなわれる。これとは反対に未学習領域の使用頻度が低いことによりステップＳ２０８で肯定的に判断された場合には、その時点の運転領域が既学習領域であるから（ステップＳ１０３参照）、その運転状態において下限挟圧力の反映制御が実行される（ステップＳ２０６）。すなわち、使用頻度の低い運転領域についての学習が禁止される。

したがって図５に示すように制御をおこなうことにより、挟圧力を低下させる操作を含む学習制御の回数を抑制することができ、それに伴って挟圧力の低下による無段変速機１での滑り発生の可能性あるいはその可能性のある機会を低減することができる。

なお、上述した図１および図３あるいは図５に示す制御例では、油圧指令値を最低値まで低下させても滑りが生じることが殆どない下限挟圧力検出領域まで無段変速機１の入力トルクを低下させて学習をおこなうように構成したが、これに替えて、滑りの生じる可能性のある運転領域で、滑りが生じ始める圧力まで挟圧力を低下させて滑り限界挟圧力を学習し、その既学習領域での入力トルクとなるように、モータ・ジェネレータ３によってエンジン２の出力トルクを制御し、その状態で未学習領域についての学習をおこなうように構成してもよい。

上述した具体例は、エンジン２の負荷率を変更するものの、無段変速機１に対する入力トルクは変化させないようにした例であるが、この発明では、学習のためにエンジン２の負荷率を変更し、かつ車両の全体としての駆動トルクをほぼ一定に維持するように制御して、挟圧力についての学習をおこなうように構成することもできる。このような構成では、入力トルクについての推定誤差に加えて、摩擦係数についての推定誤差をも補正した挟圧力の設定が可能になる。その具体例を以下に説明する。

図７は四輪駆動車として構成したハイブリッド車のパワートレーンを模式的に示しており、前述した遊星歯車機構６が前後進切換機構として構成されている。すなわち、サンギヤ７とエンジン２の出力軸とが、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ２６を介して連結されている。また、サンギヤ７とキャリヤ９とを選択的に連結する直結クラッチＣ0 が設けられている。さらに、キャリヤ９と無段変速機１の入力軸１１が連結されている。なお、無段変速機１の出力軸１３から前輪車軸１９にトルクを出力するように構成されている。これに対して、モータ・ジェネレータ３は後輪側に配置され、ギヤ対２７を介して後輪車軸２８に連結されている。他の構成は、図６に示す構成と同様であるから、図７に図６と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

この図７に示す四輪駆動車を対象とする挟圧力の制御例を、図８から図１１を参照して説明する。先ず、図８において、制御開始条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ４０１）。この判断は、前述した図１に示すステップＳ１０１と同様の判断である。このステップＳ４０１で肯定的に判断された場合には、その時点のエンジン２の運転状態が、限界挟圧力の検出領域に入っているか否かが判断される（ステップＳ４０２）。ここで限界挟圧力とは、挟圧力を設定する油圧を低下させた場合に無段変速機１に過剰な滑り（マクロスリップ）が生じ始める挟圧力もしくはマクロスリップ直前の状態となる挟圧力である。したがってこの領域は、図２に破線で囲んだ範囲を外れた領域となる。なお、限界挟圧力を検出することに替えて、前述した下限挟圧力を検出することとしてよく、その場合には、図８に示すフローチャートは前述した図１に示すフローチャートと同じになる。

ステップＳ４０２で肯定的に判断された場合には、その時点の運転状態の属している領域について既に学習値が得られているか否かが判断される（ステップＳ４０３）。これは図１に示すステップＳ１０３と同様の判断である。このステップＳ４０３で否定的に判断された場合には、限界挟圧力の検出制御が実行される（ステップＳ４０４）。すなわち、通常制御での挟圧力を設定している状態から油圧指令値を次第に低下させ、その過程での変速比や変速速度をモニターし、滑りの発生およびその時点の挟圧力を検出する。なお、その時点の運転状態が下限挟圧力の検出領域に入っていれば、滑り限界挟圧力に替えて下限挟圧力が検出される。

一方、ステップＳ４０３で肯定的に判断された場合には、後述する所定制御３を実行する（ステップＳ４０５）。

また、上記のステップＳ４０１で否定的に判断された場合には、挟圧力を低下させる条件が成立してないので、通常の挟圧力制御が実行される（ステップＳ４０６）。これは、前述した図１のステップＳ１０６と同様の制御である。さらに、上記のステップＳ４０２で否定的に判断された場合には、その時点の運転領域が既学習領域か否かが判断され（ステップＳ４０７）、既学習領域であれば、得られている学習値に基づく限界挟圧力を反映させる挟圧力制御が実行される（ステップＳ４０８）。これに対してステップＳ４０７で否定的に判断された場合には、通常の挟圧力制御が実行される（ステップＳ４０９）。

つぎに上記のステップＳ４０５における所定制御３について、図９および図１０を参照して説明する。この所定制御３においてもモータ・ジェネレータ３を駆動し、あるいは回生動作させるので、モータ・ジェネレータ３のそのような駆動もしくは回生動作を可能にするためのバッテリー５の状態すなわちＳＯＣが所定値以下か否かが判断される（ステップＳ５０１）。これは、図３に示すステップＳ２０１と同様の判断である。このステップＳ５０１で肯定的に判断された場合には、エンジン回転数が同一でかつ負荷率が異なる未学習領域の有無が確認され（ステップＳ５０２）、かつ未学習領域が有るか否かが判断される（ステップＳ５０３）。これらステップＳ５０２，Ｓ５０３の制御は、図３に示すステップＳ２０２，Ｓ２０３と同様の制御である。

未学習領域が有ることによりステップＳ５０３で肯定的に判断された場合には、その時点のアクセル開度と車速とに基づいて現在の要求駆動力Ｆ_tgtが算出される（ステップＳ５０４）。その算出は従来知られているようにおこなえばよく、例えばマップ値を利用し、あるいは所定の演算式に従っておこなえばよい。ついで、対象とする未学習領域の推定エンジントルクＴe_pre が算出される（ステップＳ５０５）。運転領域は、前述したように負荷率と回転数で決められているので、これらのデータに基づいて推定エンジントルクＴe_pre を算出することができる。

図７に示す構成のパワートレーンでは、エンジン２の出力トルクが前輪車軸１９に伝達されるので、上記の推定エンジントルクＴe_pre に基づく前輪側（フロント側）の推定駆動力Ｆf_pre が、例えば下記の式によって算出される（ステップＳ５０６）。
Ｆf_pre＝Ｔe_pre×γ×ηf_pre
ここで、γはフロント側の変速比、ηf_pre はフロント側の動力伝達効率である。

また、車両の全体としての駆動力（もしくは駆動トルク）を従前のままに維持するため、あるいは変化させないようにするために必要とする後輪側（リヤ側）のトルクＴm_pre が下記の式によって算出される（ステップＳ５０７）。
Ｔm_pre＝（Ｆ_tgt−Ｆf_pre）×Ｒr／（ｇr×ηr_pre ）
ここで、Ｒr は後輪の有効半径、ｇr はリヤ側の変速比、ηr_pre はリヤ側の動力伝達効率である。

これに続くステップＳ５０８では、算出されたこれらのデータを元にして、駆動力を維持しつつエンジン２の運転領域を変更する所定制御４が実行される。その例を図１０に示してあり、また対応するタイムチャートを図１１に示してある。図１０において、エンジン２の負荷率が未学習領域まで変化させられ、同時にリヤ側のトルクが、前記ステップＳ５０７で求められたトルクＴm_pre に変更される（ステップＳ６０１）。一例として、エンジントルクの増大とモータ・ジェネレータ３による回生であり、これを図１１に示してある。

その場合、推定エンジントルクＴe_pre が実際のエンジントルクより小さい場合にはモータ・ジェネレータ３のトルクの減少量が大きくなる可能性があり、車両としての駆動力の減少およびそれに伴う車速の低下が生じる可能性がある。また、車速が低下すると、エンジン回転数が低下して運転領域が変化してしまうので、これを避けるために、無段変速機１の変速制御（ダウンシフト指令）と協調してエンジン回転数（無段変速機１の入力回転数）が一定に維持される（ステップＳ６０２）。なお、この過程では、無段変速機１に掛かるトルクが増大するので、挟圧力を設定するための従動プーリ１４側のアクチュエータ１７に供給される油圧（セカンダリー油圧）が増大させられる。

さらに、上記の変速制御（ダウンシフト指令）によってフロント側の駆動力が変化するので、これを相殺するように、リヤ側のトルクがモータ・ジェネレータ３によって制御される（ステップＳ６０３）。その結果、車両の全体としての駆動力がほぼ従前のままに維持された状態で、エンジン２の運転状態、すなわち無段変速機１に対する入力トルクが変化させられる。こうして設定されたエンジン２の運転状態は、未学習領域に入っている運転状態であり、したがってその状態で限界挟圧力の検出制御が実行される（ステップＳ５０９）。

その状況を図１１に模式的に示してあり、セカンダリー油圧についての指令値を破線で示すようにステップ的に低下させた後、所定の勾配で徐々に低下させ、それに応じて実油圧が徐々に低下する。その過程で無段変速機１に滑りが生じると、入力回転数が増大することにより変速比が増大し、このような挙動の変化によって無段変速機１の滑りが検出される。そして、その滑りの開始時点の油圧が限界挟圧力として検出される。なお、図１１に示すように、滑りが検出されることにより、その滑りを収束させるべくセカンダリー油圧がステップ的に増大させられる。

ステップＳ５０９で検出された限界挟圧力に基づいて学習値が算出される。その学習値の演算は、前述した下限挟圧力に基づく演算と同様にしておこなえばよい。また、その学習値を挟圧力制御に反映させる制御は、前述した下限挟圧力に基づく学習値を挟圧力制御に反映させる場合と同様にしておこなえばよい。

なお、前述したステップＳ５０１で否定的に判断された場合、およびステップＳ５０３で否定的に判断された場合には、その時点の運転状態が既学習領域に入っているので、それぞれの運転領域での学習値を使用して限界挟圧力反映制御が実行される（ステップＳ５１０）。

したがって上記の制御をおこなうように構成したこの発明の制御装置によれば、エンジン２の負荷率もしくは出力トルクを未学習領域での負荷率もしくは出力トルクに変更する一方、エンジン２の運転状態の変更に伴う駆動力の変化をモータ・ジェネレータ３によって抑制し、その状態で挟圧力についての学習をおこなうので、車両の走行状態を変化させることなくエンジン２の運転領域を変更して未学習領域についての学習値を得ることができる。特に、図８から図１０に示す制御例では、無段変速機１に入力されるトルクを変更して学習をおこなうので、得られる学習値は、エンジントルクの推定誤差および摩擦係数の推定誤差を反映した値となり、したがってその学習値を利用した挟圧力制御によれば、入力トルクと摩擦係数との推定誤差を是正した挟圧力を設定でき、挟圧力がより適切なものとなる。そして、その未学習領域に相当する運転状態に到った場合には、その学習値を使用して挟圧力を適正化することができる。その結果、車両の運転状態の変化を待つことなく、広汎な領域での学習をおこなうことが可能になる。

ここで上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２０４およびステップＳ６０１の機能的手段が、この発明における運転状態変更手段およびトルク変化抑制手段に相当し、ステップＳ２０５およびステップＳ５０９の機能的手段が、この発明の挟圧力学習手段に相当し、またステップＳ２０７の機能的手段が、この発明における使用頻度の高い運転状態の変更する手段に相当し、さらにステップＳ２０８の機能的手段が、この発明における使用頻度の低い運転領域についての学習を禁止する手段に相当し、そしてステップＳ６０２の機能的手段が、この発明の変速比制御手段に相当する。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、エンジンの運転状態の変更に伴う無段変速機の入力トルクの変化や駆動力の変化を抑制するための手段は、上述したモータ・ジェネレータ以外の適宜の手段であってよく、例えばエンジンで駆動される補機による負荷を変更する手段や車両のブレーキによる制動力を変更する手段などであってもよい。したがってこの発明で対象とする車両はハイブリッド車に限定されず、内燃機関あるいはモータなどの一種類の動力源を備えた通常の車両であってよい。また、この発明で対象とする無段変速機はベルト式無段変速機以外に、トロイダル型（トラクション式）無段変速機であってもよい。

この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。 運転領域の一例を模式的に示すマップである。 図１に示すフローチャートに含まれる所定制御１の例を説明するためのフローチャートである。 図１および図３もしくは図５に示す制御例に対応するタイムチャートである。 図１に示すフローチャートに含まれる所定制御２の例を説明するためのフローチャートである。 この発明で対象とする無段変速機を含む駆動系統の一例を模式的に示す図である。 この発明で対象とする他の車両のパワートレーンを模式的に示す図である。 図７に示す車両を対象とするこの発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。 図８に示すフローチャートに含まれる所定制御３の例を説明するためのフローチャートである。 図９に示すフローチャートに含まれる所定制御４の例を説明するためのフローチャートである。 図８から図１０に示す制御例に対応するタイムチャートである。

符号の説明

１…無段変速機、 ２…エンジン（動力源）、 ３…モータ・ジェネレータ、 １２…駆動プーリ、 １４…従動プーリ、 ２０…油圧制御装置、 ２１…ハイブリッド用電子制御装置、 ２２…エンジン用電子制御装置。

Claims (6)

1. 回転部材が伝動部材を挟み付ける挟圧力を、これら回転部材と伝動部材とを含む無段変速機の入力側に連結された動力源の運転状態毎に学習して設定する車両用無段変速機の制御装置において、
   前記挟圧力の学習実行条件の成立に基づいて前記動力源の運転状態を変更する運転状態変更手段と、
   その動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を抑制するトルク変化抑制手段と、
   前記動力源の運転状態を変更し、かつその動力源の運転状態の変更に伴うトルクの変化を前記トルク変化抑制手段によって抑制した状態で、前記動力源の前記変更後の運転状態についての前記挟圧力を学習する挟圧力学習手段と
   を備えていることを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
2. 前記トルク変化抑制手段は、前記動力源の運転状態が変更された場合に前記動力源から前記無段変速機に入力されるトルクの変化を抑制する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機の制御装置。
3. 前記トルク変化抑制手段は、前記動力源の運転状態が変更された場合に前記車両の駆動トルクの変化を抑制する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用無段変速機の制御装置。
4. 前記運転状態変更手段は、使用頻度の高い運転状態を選択して前記動力源の運転状態を変更する手段を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用無段変速機の制御装置。
5. 前記挟圧力学習手段は、前記挟圧力を低下させることに伴う前記無段変速機の挙動の変化に基づいて前記挟圧力の学習をおこない、かつ使用頻度の低い運転状態での前記学習を禁止する手段を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用無段変速機の制御装置。
6. 前記動力源の運転状態が変更され、かつ前記トルク変化抑制手段によってトルクの変化が抑制された場合に、前記動力源の回転数の変化を抑制するように前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用無段変速機の制御装置。

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