JP5006907B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機構を介してエンジンからの駆動力を車輪に伝達する無段変速機の制御装置に関し、より詳細には、ＡＣＧ（ＡＣジェネレータまたはオルタネータ）により消費されるトルクの補正精度を向上させることにより、無段変速機構のベルトの必要側圧を適正化することができる無段変速機の制御装置に関する。

従来、エンジン出力トルクからフリクショントルクやアクセサリ駆動トルクを減算することにより、エンジン出力軸からトランスミッション（ここでは、無段変速機）に伝達される正味トルクを算出し、この正味トルクに基づいてトランスミッションの油圧制御装置のライン圧を設定する動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特許文献１に開示された動力伝達装置では、エンジン回転数と吸気負圧とに基づいてエンジン出力トルクおよびフリクショントルクが算出、推定されるとともに、エンジン回転数とＡＣジェネレータ（以下、「ＡＣＧ」という）の発電量とに基づいてアクセサリ駆動トルク（ＡＣＧ等の補機で消費されるトルク）が算出、推定されていた。

特許第３９６９９９３号

しかしながら、実際に車両が走行している状態においては、エンジンの回転駆動に応じてＡＣＧが発電し、必要に応じてバッテリを充電しているが、発電時の電圧によってＡＣＧで消費される駆動トルク（以下、「ＡＣＧトルク」または「ＡＣＧ駆動トルク」という）には１０〜２０％程度の変動幅がある。このため、特許文献１の手法によりＡＣＧトルクを推定し、これにより正味トルクを決定する場合には、安全率を考慮する必要があった。

この場合、無段変速機のドライブプーリおよびドリブンプーリにおいて必要とされるベルトの側圧（両プーリ間に掛け回されたベルトの各プーリに対する側面の圧力）を高めに設定していた。そのため、プーリ／ベルト間のエネルギー伝達効率にロスが生じるだけでなく、各プーリやベルトの摩耗等により耐久性に問題が生じる可能性があった。

また、無段変速機の油圧制御装置では、上記正味トルクに基づいて可動プーリに供給する油圧（ライン圧）が決定されるが、ＡＣＧトルクを大きく推定している場合には、その分ライン圧を高めに設定することになる。このため、油圧制御装置の油圧ポンプのフリクションが増大してしまうという問題もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＡＣＧにより消費されるトルクの補正精度を向上させることにより、無段変速機構のベルトの必要側圧やトルクコンバータのロックアップ（ＬＣ）圧、前後進切替装置の前進クラッチ等のクラッチ圧を適正化するとともに、油圧制御装置の油圧ポンプのフリクションを低減することができる無段変速機の制御装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の無段変速機（３）の制御装置（２０）は、エンジン（１）の回転を変速するドライブプーリ（３１）とドリブンプーリ（３５）とを有するベルト（３９）式の無段変速機（３）の制御装置（２０）において、エンジン（１）によって駆動され、油圧供給源（７０）の作動油をドライブプーリ（３１）とドリブンプーリ（３５）の油室（３４、３８）に接続される油路（８２、８３）に圧送するポンプ（７１）と、油路（８１〜８３）に介挿され、油室（３４、３８）に供給される作動油の圧力を調整する電磁バルブ（７２）と、エンジン（１）から伝達される駆動力により駆動されるＡＣＧ（３０）を含む補機類と、エンジン（１）の回転数（ＮＥ）を検出するエンジン回転数検出手段（１０１）と、ＡＣＧ（３０）の発電量（ＡＣＧＦ）を検出する発電量検出手段（１１１）と、バッテリ（４０）の電圧（ＶＢ）を検出するバッテリ電圧検出手段（１１２）と、エンジン回転数検出手段（１０１）により検出されたエンジン（１）の回転数（ＮＥ）、発電量検出手段（１１１）により検出されたＡＣＧ（３０）の発電量（ＡＣＧＦ）およびバッテリ電圧検出手段（１１２）により検出されたバッテリ（４０）の電圧（ＶＢ）に基づいて、ＡＣＧ（３０）において消費される駆動トルク（ＡＣＧ駆動トルク）を算出するＡＣＧ駆動トルク算出手段（２０）と、ＡＣＧ駆動トルク算出手段（２０）により算出されたＡＣＧ（３０）の駆動トルクに基づいて、ドライブプーリ（３１）およびドリブンプーリ（３５）の油室（３４、３８）に供給される供給油圧を補正する油圧補正手段（２０、７、７２）とを備えることを特徴とする。

無段変速機の制御装置をこのように構成することにより、ＡＣＧの発電時におけるバッテリの電圧が違いによるＡＣＧ駆動トルクの変動分を補償（補正）することができ、これにより、電磁バルブ（ライン圧レギュレータバルブ）で生成されるライン圧ＰＬを適正な値（フュエルインジェクション中には、従来よりも低い値）に設定することができる。したがって、フュエルインジェクション中においてはライン圧を低圧にすることができるので、ポンプのフリクションを低減することができるとともに、車両の燃費（燃料経済性）を向上させることができる。また、無段変速機のドライブプーリおよびドリブンプーリの間に掛け回されたベルトの各プーリに対する側圧がライン圧に基づいて設定されるので、このベルトの側圧を適正な値に設定することができ、これにより、各プーリやベルトの耐久性を向上させることができる。

本発明の無段変速機の制御装置では、ＡＣＧ駆動トルク算出手段（２０）は、バッテリ電圧検出手段（１１２）により検出されたバッテリ（４０）の電圧（ＶＢ）が高いほど大きくなるようにＡＣＧの駆動トルクを算出すればよい。これにより、バッテリ電圧によるＡＣＧの駆動トルクの変動を考慮して、適切なＡＣＧの駆動トルクを算出することができる。

また、本発明の無段変速機の制御装置では、油圧補正手段（２０）は、駆動トルクが大きいほど低くなるように供給油圧を補正すればよい。ＡＣＧの駆動トルクが大きい場合には、エンジンから出力され、無段変速機に入力される伝達トルク（正味トルク）は実質的に減ってしまう。本発明の無段変速機の制御装置では、このような場合には、無段変速機のベルトの側圧を低減するようにドライブプーリおよびドリブンプーリの油室に供給される供給油圧を減らすように補正している。

また、本発明の無段変速機の制御装置では、油圧補正手段（２０）は、エンジン（１）がフュエルカットまたはエンジンブレーキを行っているときには、通常のエンジン運転状態のときよりも供給油圧が高くなるように補正すればよい。エンジンがフュエルカットまたはエンジンブレーキを行っている状態では、車両の駆動輪からディファレンシャル機構を介して無段変速機に伝達されるトルクが大きくなり、ドライブプーリおよびドリブンプーリに対してベルトが滑る可能性が生じてしまう。このため、ベルトの滑りを生じさせないために、ドライブプーリおよびドリブンプーリの油室に供給される供給油圧を増加するように補正するものである。

また、本発明の無段変速機の制御装置では、油圧補正手段（２０）は、供給油圧の増減に応じて、ライン圧（ＰＬ）を増減させればよい。

なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態における対応する構成要素を参考のために例示するものである。

本発明によれば、エンジンの回転数およびＡＣＧの発電量に加え、バッテリ電圧を考慮することにより、ＡＣＧにより消費される駆動トルクを精度よく推定・算出することができ、これにより、油圧制御装置において適正なライン圧を生成するとともに、ベルトの側圧を適正化することができる。

本発明の無段変速機の制御装置が適用される車両の概略構成図である。 エンジンおよび無段変速機の制御系を主に示すブロック図である。 図２に示す無段変速機およびトルクコンバータの油圧機構を示す油圧回路図である。 走行時にエンジン出力トルクに応じたライン圧を設定するライン圧設定処理を示すブロック図である。 ＡＣＧの発電量およびエンジンの回転数に基づいてＡＣＧ駆動トルクを算出するＡＣＧ駆動トルク算出処理を示すフローチャートである。 バッテリ電圧に対するＡＣＧトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の無段変速機の制御装置の好適な実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の無段変速機の制御装置が適用される車両の概略構成図である。図１に示すように、この車両は、エンジン（駆動源）１と、トルクコンバータ２と、無段変速機（以下、「ＣＶＴ」ともいう）３と、前後進切替装置４と、ディファレンシャル機構６とを備える。

エンジン１の駆動はクランクシャフト１１に出力される。このクランクシャフト１１の回転は、トルクコンバータ２を介してＣＶＴ３に入力される。トルクコンバータ２は流体（作動油）を介してトルクの伝達を行うものであり、フロントカバー２１と、このフロントカバー２１と一体に形成されたポンプ翼車（ポンプインペラ）２２と、フロントカバー２１とポンプ翼車２２との間でポンプ翼車２２に対向配置されたタービン翼車（タービンランナ）２３と、ステータ２４とを有する。図１に示すように、クランクシャフト１１はトルクコンバータ２のポンプ翼車２２に接続され、タービン翼車２３はメインシャフト（ＣＶＴ入力軸）１２に接続される。

なお、タービン翼車２３とフロントカバー２１との間には、ロックアップクラッチ２５が設けられている。ロックアップクラッチ２５は、後述するＡＴ−ＥＣＵ２０の指令に基づく油圧制御装置７による制御により、フロントカバー２１の内面に向かって押圧されることによりフロントカバー２１に係合し、押圧が解除されることによりフロントカバー２１との係合が解除されるロックアップ制御を行う。フロントカバー２１およびポンプ翼車２２により形成される容器内には作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）が封入されている。

ロックアップ制御がなされていない場合では、ポンプ翼車２２とタービン翼車２３の相対回転が許容される。この状態において、クランクシャフト１１の回転トルクがフロントカバー２１を介してポンプ翼車２２に伝達されると、トルクコンバータ２の容器を満たしている作動油は、ポンプ翼車２２の回転により、ポンプ翼車２２からタービン翼車２３に、次いでステータ２４へと循環する。これにより、ポンプ翼車２２の回転トルクがタービン翼車２３に伝達され、メインシャフト１２を駆動する。

一方、ロックアップ制御中には、ロックアップクラッチ２５が係合されている状態となり、フロントカバー２１からタービン翼車２３へと作動油を介して回転させるのではなく、フロントカバー２１とタービン翼車２３とが一体的に回転し、クランクシャフト１１の回転トルクがメインシャフト１２に直接伝達される。

無段変速機３は、トルクコンバータ２と同様に、後述するＡＴ−ＥＣＵ２０からの指令に基づく油圧制御装置７による油圧の制御により、その変速動作が制御されるものである。無段変速機３は、メインシャフト１２上に配置されたドライブプーリ３１と、メインシャフト１２に平行なカウンタシャフト１３上に配置されたドリブンプーリ３５と、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５の間に掛け回される金属製のベルト３９とを有する。

ドライブプーリ３１は、メインシャフト１２上に固定して配置された固定プーリ半体３２と、この固定プーリ半体３２に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体３３とからなる。可動プーリ半体３３の側方には、ドライブ側シリンダ室（油室）３４が形成されている。ドリブンプーリ３５は、カウンタシャフト１３に固定して配置された固定プーリ半体３６と、この固定プーリ半体３６に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体３７とからなる。可動プーリ半体３７の側方には、ドリブン側シリンダ室（油室）３８が形成されている。ドライブ側シリンダ室３４およびドリブン側シリンダ室３８に後述する油圧制御装置７により作動油を供給することにより、可動プーリ半体３３および３７をそれぞれ軸方向に移動させることができ、これにより、ベルト３９のドライブ側圧およびドリブン側圧が発生される。なお、油圧制御装置７の詳細については図３を用いて後述する。ドライブプーリ３１の固定プーリ半体３２は、メインシャフト１２上に配置される前後進切替装置４に接続される。

前後進切替装置４は、前進クラッチ４６と、後進ブレーキ４７と、それらの間に配置されるプラネタリギヤ機構４１とを備える。プラネタリギヤ機構４１は、メインシャフト１２に連結されたサンギヤ４２と、ドライブプーリ３１の固定プーリ半体３２に連結されたリングギヤ４５と、サンギヤ４２とリングギヤ４５との間に設けられ、それらと噛み合うピニオンギヤ４３とを備える。ピニオンギヤ４３は、プラネタリキャリヤ４４を介して後進ブレーキ４７に連結される。

前後進切替装置４において前進クラッチ４６が作動（係合）されると、プラネタリギヤ機構４１のリングギヤ４５はメインシャフト１２と連結され、サンギヤ４２およびリングギヤ４５はメインシャフト１２と一体に回転する。そのため、エンジン１の回転駆動により、ドライブプーリ３１はメインシャフト１２と同方向（前進方向）に回転駆動される。また、前後進切替装置４において後進ブレーキ４７が作動（係合）されると、プラネタリキャリヤ４４が固定保持されるので、リングギヤ４５はサンギヤ４２と逆の方向に回転駆動される。そのため、エンジン１の回転駆動により、ドライブプーリ３１はメインシャフト１２と逆方向（後進方向）に回転駆動される。

無段変速機３では、ドライブプーリ３１とドリブンプーリ３５との間で変速制御が行われ、カウンタシャフト１３が回転駆動される。カウンタシャフト１３の回転は、減速ギヤ５１、５２を介してセカンダリシャフト１４に伝達される。そして、セカンダリシャフト１４の回転は、減速ギヤ５３、５４を介してディファレンシャル機構６に伝達され、ディファレンシャル機構６により分割されて左右のドライブシャフト１５、１６を介して左右の駆動輪（図示せず）に伝達される。

次に、図２を参照して、本実施形態の車両の制御系を説明する。図２は、エンジン１および無段変速機３の制御系を主に示すブロック図である。本実施形態では、車両は、上述の構成に加えて、エンジン１を制御するためのエンジン−ＥＣＵ１０と、トルクコンバータ２、無段変速機３、前後進切替装置４および油圧制御装置７を制御するためのＡＴ−ＥＣＵ２０とを備える。また、車両は、発電機（オルタネータ、以下、「ＡＣＧ」という）３０と、図示しないライト、カーステレオ等の電気負荷に電力を供給する低圧バッテリ４０とをさらに備える。ＡＣＧ３０は、エンジン１からのエンジン出力トルクによるオルタネータの回転により発電し、バッテリ４０を充電する。

エンジン１のクランクシャフト１１の近傍には、エンジン１の出力回転数を検出するための回転数センサ１０１が設けられる。トルクコンバータ２の出力側のメインシャフト１２の近傍には、無段変速機３の入力回転数を検出する回転数センサ１０２が設けられる。また、無段変速機３のドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５のそれぞれ近傍には、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５の回転数を検出するための回転数センサ１０３、１０４が設けられる。減速ギヤ５２の近傍には、無段変速機３の出力軸であるカウンタシャフト１３の回転数に対応する減速ギヤ５２の回転数を検出するための回転数センサ１０５が設けられる。各回転数センサ１０１〜１０５で検出された回転数に応じた電気信号がＡＴ−ＥＣＵ２０に出力される。なお、回転数センサ１０５の検出信号は車両の車速Ｖを検出（算出）するために用いられてもよい。

エンジン１の冷却水路（図示せず）の近傍には、エンジン１の冷却水の温度であるエンジン冷却水温ＴＷを検出するための水温センサ１０６が設けられる。水温センサ１０６により検出されたエンジン冷却水温ＴＷに応じた電気信号がエンジン−ＥＣＵ１０に出力される。また、エンジン１への吸気管（図示せず）には、エンジン１の吸気行程で発生する負圧（吸気負圧）ＰＢを計測する圧力センサ（吸気負圧センサ）１０７が設けられる。圧力センサ１０７により計測された吸気負圧ＰＢに応じた電気信号がエンジン−ＥＣＵ１０に出力される。なお、図示を省略したが、エンジン１の吸気管には、吸入空気量を計測するエアーフローセンサ等が設けられている。

さらに、本実施形態の車両は、車両の走行中や駐車時に運転者によって操作されるシフトレバー８およびアクセルペダル９を備える。シフトレバー８の近傍には、運転者によって操作されるシフトレバー８のポジションＰＯＳを検出するためのシフトレバーポジションセンサ１０８が設けられる。シフトレバー８のポジションＰＯＳには、公知のように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（前進走行）などがある。シフトレバーポジションセンサ１０８は、運転者によって選択されたＲ、Ｎ、ＤなどのポジションＰＯＳに応じた電気信号をＡＴ−ＥＣＵ２０に出力する。

また、アクセルペダル９の近傍には、アクセルペダル９の踏み込みに応じたアクセルペダル開度ＡＰＡＴを検出するためのアクセルペダル開度センサ１０９と、アクセルペダル９の踏み込みに応じて開度が設定されるエンジン１のスロットルの開度（スロットル開度）ＴＨを検出するためのスロットル開度センサ１１０とが設けられる。アクセルペダル開度センサ１０９により検出されたアクセルペダル開度ＡＰＡＴおよびスロットル開度センサ１１０により検出されたスロットル開度ＴＨに応じた電気信号はエンジン−ＥＣＵ１０に出力される。

ＡＣＧ３０の近傍には、ＡＣＧ３０による発電量ＡＣＧＦを検出するためのＡＣＧ発電量センサ（発電量検出手段）１１１が設けられる。ＡＣＧ３０により発電された電気エネルギーは、バッテリ４０を充電するためにバッテリ４０に出力される。また、バッテリ４０の近傍には、バッテリ４０の電圧ＶＢを検出するためのバッテリ電圧センサ（バッテリ電圧検出手段）１１２が設けられる。ＡＣＧ発電量センサ１１１により検出されたＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦおよびバッテリ電圧センサ１１２により検出されたバッテリ４０の電圧ＶＢに応じた電気信号がＡＴ−ＥＣＵ２０に出力される。

なお、エンジン−ＥＣＵ１０の動作については本発明の特徴部分ではないので、詳細な説明を省略する。また、ＡＴ−ＥＣＵ２０の動作については、図４のブロック図および図５のフローチャートに基づいて詳細に後述する。

次に、図３を参照して、油圧制御装置７の構成を詳細に説明する。図３は、図２に示す無段変速機３およびトルクコンバータ２の油圧機構、すなわち、油圧制御装置７の具体的構成を示す油圧回路図である。

図３に示すように、油圧制御装置７は、油圧制御装置７全体に作動油を供給するための油圧ポンプ７１を含む。油圧ポンプ７１は、エンジン１により駆動され、オイルタンク（油圧供給源）７０に貯留された作動油を汲み上げて、油路８１を介してライン圧レギュレータバルブ７２に圧送する。

ライン圧レギュレータバルブ７２は、油圧ポンプ７１から圧送された作動油を調圧してライン圧ＰＬを生成するものである。ライン圧レギュレータバルブ７２により調圧されたライン圧ＰＬの作動油は、油路８２、８３を介して第１および第２のレギュレータバルブ７６ａ、７６ｂに供給されるとともに、油路８４を介してＣＲバルブ７４に供給される。

ＣＲバルブ７４は、作動油のライン圧ＰＬを減圧して、ＣＲ圧（制御圧）を生成し、油路８６〜８８を介して第１〜第３のリニアソレノイドバルブ（電磁バルブ）７５ａ〜７５ｃにＣＲ圧の作動油を供給する。第１および第２のリニアソレノイドバルブ７５ａ、７５ｂは、それぞれ対応するソレノイドの励磁制御に応じて決定される出力圧を発生させ、第１および第２のレギュレータバルブ７６ａ、７６ｂに作用させる。これにより、油路８２、８３から供給されるライン圧ＰＬの作動油は、油路９１、９２を介して無段変速機３のドライブ側およびドリブン側の可動プーリ半体３３、３７のシリンダ室（油室）３４、３８に供給され、それに応じてベルト３９の滑りが発生することのないプーリ側圧を発生させる。

このように、ライン圧ＰＬの作動油をドライブ側およびドリブン側シリンダ室３４、３８に供給して、可動プーリ半体３３、３７を軸方向に移動させることにより、適切なプーリ側圧を発生させるとともに、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５のプーリ幅を変化させ、ベルト３９の巻掛け半径を変化させる。したがって、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５のプーリ側圧を調整することにより、エンジン１の出力を駆動輪（図示せず）に伝達させる変速比を無段階に変化させることができる。

第３のリニアソレノイドバルブ７５ｃは、そのソレノイドの励磁制御に応じて決定される出力圧を油路９３、９４に発生させる。油路９３に供給された作動油は、ＣＲシフトバルブ７８ａを介してマニュアルバルブ８０に供給される。ＣＲシフトバルブ７８ａは、第１（電磁）オン・オフソレノイド７９ａによりオン・オフ制御される。なお、運転者によってシフトレバー８のＤ（前進）のシフトポジションが選択されると、それに応じてマニュアルバルブ８０の図示しないスプールが移動し、後進ブレーキ４７から作動油が排出される一方、前進クラッチ４６に油圧が供給されて前進クラッチ４６が係合（締結）される。また、運転者によってシフトレバー８のＲ（後進）のシフトポジションが選択されると、前進クラッチ４６から作動油が排出される一方、後進ブレーキ４７に油圧が供給されて後進ブレーキ４７が係合（締結）する。

また、このライン圧ＰＬの作動油は、油路８５を介してＴＣレギュレータバルブ７３にも供給される。ＴＣレギュレータバルブ７３は、トルクコンバータ２への作動油の供給を制御するものであり、ライン圧レギュレータバルブ７２から供給されたライン圧ＰＬの作動油を、油路９５を介してＬＣ制御バルブ７７に供給する。ＬＣ制御バルブ７７は、ＴＣレギュレータバルブ７３および油路９５を介して供給されるライン圧ＰＬの作動油を、油路９６を介してＬＣシフトバルブ７８ｂに供給する。このように供給されるライン圧ＰＬの作動油はトルクコンバータ２のロックアップ制御に用いられる。

ＬＣシフトバルブ７８ｂは、第２（電磁）オン・オフソレノイド７９ｂによりロックアップクラッチ２５の締結（オン）・開放（オフ）を制御するものである。ロックアップクラッチ２５には、ＬＣシフトバルブ７８ｂおよび油路９７を介して作動油が前面側から供給され、この作動油は背面側から油路９８に排出される。これにより、ロックアップクラッチ２５が係合（締結）される。一方、作動油が前面側から油路９７に排出されると、ロックアップクラッチ２５が解放（非締結）される。ロックアップクラッチ２５のスリップ量、すなわち、係合（ロックアップ時）と解放の間でトルクコンバータ２がスリップさせられるときの係合容量は、前面側と背面側に供給される作動油の圧力（油圧）によって決定される。

また、第３のリニアソレノイドバルブ７５ｃは、油路９４およびＬＣ制御バルブ７７を介してＣＲ圧の作動油をＬＣシフトバルブ７８ｂに供給する。このように供給されるＣＲ圧の作動油により、ロックアップクラッチ２５の係合容量（滑り量）は、第３のリニアソレノイドバルブ７５ｃのソレノイドの励磁・非励磁によって調整（制御）される。

このように、本実施形態の油圧制御装置７では、油圧ポンプ７１はオイルタンク７０からの作動油をライン圧レギュレータバルブ７２に供給し、ライン圧レギュレータバルブ７２は、供給された作動油でライン圧ＰＬを生成する。このライン圧ＰＬの作動油をドライブ側およびドリブン側シリンダ室３４、３８に供給することにより、無段変速機３の可動プーリ半体３３、３７を作動させる。また、ライン圧ＰＬの作動油またはＣＲ圧の作動油をトルクコンバータ２に供給することにより、トルクコンバータ２のロックアップ制御および係合容量（滑り量）の制御が行われる。さらに、マニュアルバルブ８０を介してＣＲ圧の作動油を前後進切替装置４の前進クラッチ４６または後進ブレーキ４７に供給することにより、メインシャフト１２と同方向（前進方向）または逆方向（後進方向）となるようにエンジン１の回転駆動を左右の駆動輪（図示せず）に伝達する。

次に、本実施形態の無段変速機の制御装置の動作を説明する。従来の手法では、エンジン１の回転数ＮＥおよびＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦを用いてＡＣＧトルク最小値を算出していたが、本実施形態では、さらにバッテリ４０の電圧ＶＢを用いてＡＣＧトルクを補正するものである。図４を参照して、図２に示すＡＴ−ＥＣＵ２０による油圧制御装置７のライン圧ＰＬを設定するライン圧設定処理を説明する。図４は、走行時にエンジン出力トルクに応じたライン圧を設定するライン圧設定処理を示すブロック図である。

まず、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、エンジン−ＥＣＵ１０を介して、圧力センサ１０７により検出されたエンジン１の吸気負圧ＰＢを取得するとともに（ブロックＢ１）、回転数センサ１０１により検出されたエンジン１の回転数ＮＥを取得する（ブロックＢ２）。そして、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、予め実験や演算等により得られ、ＡＴ−ＥＣＵ２０内の図示しないメモリに格納されているエンジン回転数ＮＥ−吸気負圧ＰＢ−エンジン出力トルク（理論値）ＴＱの三次元マップ（三次元テーブル）を用いて、これらの検出値に対応した基準トルクＴＱＴＢを算出する（ブロックＢ３）。この基準トルクＴＱＴＢは、基準運転パラメータ、例えば、ストイキ（理論空燃比）状態で所定の排ガス還流率でリタード無しという運転パラメータの下での運転状態（基準運転状態）でエンジン１から得られるトータルトルクを、吸気負圧ＰＢと回転数ＮＥとに対応して予め三次元テーブルに設定されたものである。ＡＴ−ＥＣＵ２０は、検出された吸気負圧ＰＢと回転数ＮＥに対応する基準トルクＴＱＴＢをこのテーブルから読み取り、基準トルクＴＱＴＢを決定する。

上記説明から分かるように、この基準トルクＴＱＴＢは、基準運転パラメータの下でエンジン１から発生するトータルトルクであり、実際の運転パラメータが基準運転パラメータと相違するときにはこの相違に対応して実際のトルクも相違する。このため、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、実際の運転パラメータを測定して、これに基づく補正係数ＫＴＱを算出し（ブロックＢ５）、基準トルクＴＱＴＢに補正係数ＫＴＱを乗じて（ブロックＢ６）、実トルクＴＱＴＲを算出する。

なお、この補正係数ＫＴＱは、基準運転パラメータと実際の運転パラメータとの比に対応する基準トルクと実トルクとの比である。例えば、空燃比に基づく補正係数ＫＴＱＡＦ、排ガス還流制御での排気ガス還流率に基づく補正係数ＫＴＱＥＧＲ、リターダ量に基づく補正係数ＫＴＱＩＧ、外気温に基づく補正係数ＫＴＱＴＡ、外気圧に基づくＫＴＱＰＡ、部分気筒運転状態に基づくＫＴＱＣＹＬ等が用いられるが、ここでは詳細な説明を省略する。このように実トルクＴＱＴＲを算出しているので、基準運転状態での基準トルクと運転パラメータに対応する補正係数ＫＴＱとを必要とするだけであり、実トルク算出に必要なデータ量が少なくて済む。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ２０内の図示しない記憶媒体（メモリ）の容量（ＲＯＭ容量）を小さくすることができる。

一方、実トルクの算出と並行して、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、予め実験や演算等により得られ、ＡＴ−ＥＣＵ２０内の図示しないメモリに格納されているエンジン回転数ＮＥ−吸気負圧ＰＢ−エンジンフリクショントルクＴＱＦＲの三次元マップ（三次元テーブル）を用いて、検出したエンジン１の回転数ＮＥおよび吸気負圧ＰＢに対応するエンジンフリクショントルクＴＱＦＲを算出する（ブロックＢ４）。フリクショントルクＴＱＦＲは、ピストンの往復動やシャフト回転の抵抗トルクと吸排気ポンピングロスによる抵抗トルクから発生するものであり、上記運転パラメータに影響されず、エンジン１の吸気負圧（エンジン負荷）ＰＢおよびエンジン１の回転数ＮＥに対応して決まるものである。したがって、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、検出された吸気負圧ＰＢと回転数ＮＥに対応するフリクショントルクＴＱＦＲをこのテーブルから読み取り、フリクショントルクＴＱＦＲを決定する。

そして、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、上記のようにして算出された実トルクＴＱＴＲからフリクショントルクＴＱＦＲを減算して（ブロックＢ７）、正味トルクＴＱＯＢを算出する。次いで、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、エンジンアクセサリ機器（エアコンディショナー用コンプレッサ、油圧ポンプ７１、ＡＣＧ３０等の補機類）の駆動トルクＴＱＡＣを算出し（ブロックＢ８）、正味トルクＴＱＯＢからアクセサリ駆動トルクＴＱＡＣを減算して（ブロックＢ９）、基準出力トルクＴＱＯＰＢを算出する。なお、エンジンアクセサリ機器の駆動トルクの算出において、ＡＣＧ３０の駆動トルク（ＡＣＧ３０で消費される駆動トルク）を算出する方法については、本発明の特徴部分であり、その詳細を後述する。

そして、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、このようにして算出された基準出力トルクＴＱＯＰＢを無段変速機（トランスミッション）３の入力軸に伝達される駆動トルクとして決定し（ブロックＢ１０）、この無段変速機３の入力軸トルクに基づいて、油圧制御装置７のライン圧レギュレータバルブ７２により設定されるべきライン圧ＰＬを設定（決定）する（ブロックＢ１１）。このように設定されるライン圧ＰＬは、エンジン１のクランクシャフト１１からメインシャフト１２に実際に伝達されるトルクと正確に対応している。このため、このライン圧ＰＬを用いて設定されるドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５におけるベルト３９の側圧を正確に（適正に）設定することができる。これにより、各プーリ３１、３５とベルト３９との間のエネルギー伝達ロスを低減することができるとともに、各プーリ３１、３５やベルト３９の摩耗等を低減して、ベルト３９の耐久性を向上させることができる。また、ライン圧ＰＬを作り出すために用いられるエンジンエネルギー（油圧ポンプ駆動エネルギー）を必要最小限に抑えることにより、油圧ポンプ７１のフリクションを低減させて、エンジン１の燃費向上を図ることができる。

次に、図２および図５を参照して、ＡＣＧ３０の駆動トルク（ＡＣＧ３０で消費される駆動トルク）を算出する方法（ＡＣＧ駆動トルク算出処理）を説明する。図５は、ＡＣＧの発電量およびエンジンの回転数に基づいてＡＣＧ駆動トルクを算出するＡＣＧ駆動トルク算出処理を示すフローチャートである。このＡＣＧ駆動トルク算出処理は、ＡＴ−ＥＣＵ２０によって、例えば、前進クラッチ４６または後進ブレーキ４７のインギヤ時に所定時間（例えば、１０ｍ秒）毎に実行される。

ＡＣＧ駆動トルク算出処理では、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、まず、ＡＣＧ発電量センサ１１１により検出されたＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦを取得するとともに（ステップＳ１）、回転数センサ１０１により検出されたエンジン１の出力回転数（エンジン回転数）ＮＥを取得する（ステップＳ２）。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、所定の運転状態においてエンジン１への燃料供給が停止されているか否か、すなわちフュエルカット（ＦＣ）中であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ＦＣ中であると判断した場合には、処理フローはステップＳ４に移行し、ＦＣ中ではないと判断した場合には、処理フローはステップＳ８に移行する。

具体的には、ＦＣ中であると判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、ステップＳ１で取得したＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦに基づいて、ＡＣＧトルク係数を取得し（ステップＳ４）、ステップＳ２で取得したエンジン１の回転数ＮＥに基づいて、最大ＡＣＧトルクを取得する（ステップＳ５）。

そして、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、バッテリ電圧センサ１１２により検出されたバッテリ４０の電圧ＶＢを取得し（ステップＳ６）、このバッテリ４０の電圧ＶＢおよびエンジン１の回転数ＮＥに基づいて、電圧係数を取得し（ステップＳ７）、処理フローはステップＳ１２に移行する。

一方、ＦＣ中ではないと判断した場合には、エンジン１に燃料が供給されているフュエルインジェクション（ＦＩ）中であり、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、ステップＳ１で取得したＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦに基づいて、ＡＣＧトルク係数を取得し（ステップＳ８）、ステップＳ２で取得したエンジン１の回転数ＮＥに基づいて、最大ＡＣＧトルクを取得する（ステップＳ９）。

そして、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、バッテリ電圧センサ１１２により検出されたバッテリ４０の電圧ＶＢを取得し（ステップＳ１０）、このバッテリ４０の電圧ＶＢおよびエンジン１の回転数ＮＥに基づいて、電圧係数を取得し（ステップＳ１１）、処理フローはステップＳ１２に移行する。

最終的に、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、ステップＳ５またはＳ９および後述する図６のグラフに基づいて得られたバッテリ４０の電圧ＶＢが１２．５Ｖのときの最大ＡＣＧトルクと、ステップＳ７またはＳ１１にて得られた電圧係数とを乗算することにより、ＡＣＧトルクを取得して（ステップＳ１２）、このＡＣＧ駆動トルク算出処理を終了する。

なお、図示していないが、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、このＡＣＧ駆動トルク算出処理により得られたＡＣＧトルクに基づいて、油圧制御装置７で用いられるライン圧ＰＬを算出・決定し、ライン圧レギュレータバルブ７２においてライン圧ＰＬが発生されるように、油圧制御装置７を制御する。

また、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ７〜９およびＳ１１において、ＡＣＧトルク係数、最大ＡＣＧトルクおよび電圧係数を求める際には、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、例えば、予め実験等により計測されたエンジン１の回転数ＮＥ、最大ＡＣＧトルク、最小ＡＣＧトルク、ＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦ、バッテリ４０の電圧ＶＢ等をそれぞれ対応付けてマップ化したデータ（テーブル）を用いればよい。

フュエルインジェクション（ＦＩ）中とフュエルカット（ＦＣ）中の２つの運転状態によりバッテリ４０の電圧ＶＢによるＡＣＧトルクの補正を行ったのは、以下のような理由による。すなわち、エンジン１のＦＩ中では、エンジン１からの駆動トルクは無段変速機３に伝達されている状態であり、エンジン１のＦＣ中に比べて、ＡＣＧトルクが小さくなる。そのため、エンジン１のＦＩ中では、ＡＣＧトルクを下げる方向、すなわちライン圧ＰＬを低下させる方向にＡＣＧトルクが補正されるものである。これにより、エンジン１のＦＩ中には、ベルト３９の側圧が低減されることになり、車両の燃費向上に寄与する。一方、エンジン１のＦＣ中では、図示しない駆動輪からディファレンシャル機構６を介して無段変速機３に伝達されるトルクにより、ベルト３９が各プーリ３１、３５に対して滑りやすい状態となる。そのため、ベルト３９の側圧を増加させる方向、すなわちライン圧ＰＬを増加させる方向にＡＣＧトルクが補正されるものである。

なお、上述のＡＣＧ駆動トルク算出処理は、回転数センサ１０１により検出されるエンジン１の回転数ＮＥ、ＡＣＧ発電量センサ１１１により検出されるＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦ、バッテリ電圧センサ１１２により検出されるバッテリ４０の電圧ＶＢ、およびＡＣＧトルクの４次元データマップを予めＡＴ−ＥＣＵ２０内の図示しないメモリに格納することにより、ＡＴ−ＥＣＵ２０により実行されてもよい。しかしながら、このような４次元データマップを作成したり、メモリに保存したりするのは、相当煩雑となるだけでなく、大きなメモリ容量を必要とするため、ＡＣＧ駆動トルク算出処理は、複数の２次元データマップ、すなわち、ＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦとＡＣＧトルク係数の２次元データマップ（ステップＳ４またはＳ８）、エンジン１の回転数ＮＥと最大ＡＣＧトルクの２次元データマップ（ステップＳ５またはＳ９）、並びに、エンジン１の回転数ＮＥ、バッテリ４０の電圧ＶＢおよび電圧係数の３次元データマップ（ステップＳ７またはＳ１１）により代用して実行されてもよい。

次に、上記のような電圧係数テーブルを作成する元となるバッテリ４０の電圧ＶＢに対するＡＣＧ３０により消費されるＡＣＧトルクとエンジン１の回転数ＮＥとの関係を説明する。図６は、バッテリ電圧に対するＡＣＧトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。

図６から分かるように、ＡＣＧ３０による発電量ＡＣＧＦが一定値の場合、バッテリ４０の電圧ＶＢが高いほどＡＣＧ３０により消費されるＡＣＧ駆動トルクが大きくなる。バッテリ４０の電圧ＶＢとして考えられる電圧範囲が例えば１２．５Ｖ〜１４．５Ｖのときには、このＡＣＧ駆動トルクには、１２．５ＶのときのＡＣＧ駆動トルクに対して１０〜２０％程度の変動幅がある。本実施形態のＡＣＧ駆動トルク算出処理を行うことにより、ＡＣＧ駆動トルクは、ＡＣＧ３０の発電時のバッテリ４０の電圧ＶＢによる補正を行うことができるので、ＡＣＧトルク補正の精度を向上させることができる。これにより、無段変速機３への入力トルク（正味トルク）を精度よく算出・推定することができるので、油圧制御装置７におけるライン圧ＰＬを適正な値（フュエルインジェクション中においては、従来よりも低圧）に設定することができる。したがって、油圧制御装置７の油圧ポンプ７１のフリクションを低減させることができるとともに、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５に対するベルト３９の滑りを的確に防止して、ベルト３９や各プーリ３１、３５の耐久性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の無段変速機３の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ２０等）は、エンジン１の回転を変速するドライブプーリ３１とドリブンプーリ３５とを有するベルト３９式の無段変速機３の制御装置において、エンジン１によって駆動され、オイルタンク７０の作動油をドライブプーリ３１とドリブンプーリ３５のそれぞれの可動プーリ半体３３、３７のドライブ側およびドリブン側シリンダ室３４、３８に接続される油路８２、８３に圧送する油圧ポンプ７１と、油路８２、８３と油路８１との間に介挿され、各シリンダ室３４、３８に供給される作動油の圧力を調整するライン圧レギュレータバルブ７２と、エンジン１から伝達される駆動力により駆動されるＡＣＧ３０を含む補機類と、エンジン１の回転数ＮＥを検出する回転数センサ１０１と、ＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦを検出するＡＣＧ発電量センサ１１１と、バッテリ４０の電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧センサ１１２とを備え、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、回転数センサ１０１により検出されたエンジン１の回転数ＮＥ、ＡＣＧ発電量センサ１１１により検出されたＡＣＧ３０の発電量ＡＣＧＦおよびバッテリ電圧センサ１１２により検出されたバッテリ４０の電圧ＶＢに基づいて、ＡＣＧ３０において消費される駆動トルク（ＡＣＧ駆動トルク）を算出し（ＡＣＧ駆動トルク算出処理）、算出したＡＣＧ駆動トルクに基づいて、ドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５の各シリンダ室３４、３８に供給される供給油圧を補正することとした。無段変速機３の制御装置をこのように構成することにより、ＡＣＧ３０の発電時におけるバッテリ４０の電圧ＶＢの違いによるＡＣＧ駆動トルクの変動分を補償（補正）することができ、これにより、ライン圧レギュレータバルブ７２で生成されるライン圧ＰＬを適正な値（ＦＩ中には、従来よりも低い値）に設定することができる。したがって、ライン圧ＰＬを低圧にすることができるので、油圧ポンプ７１のフリクションを低減することができる。また、無段変速機３のドライブプーリ３１およびドリブンプーリ３５の間に掛け回されたベルト３９の各プーリ３１、３５に対する側圧がライン圧ＰＬに基づいて設定されるので、このベルト３９の側圧を適正な値に設定することができ、これにより、各プーリ３１、３５やベルト３９の耐久性を向上させることができる。

本実施形態の無段変速機３の制御装置では、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、図６に示すように、バッテリ電圧センサ１１２により検出されたバッテリ４０の電圧ＶＢが高いほど、大きくなるようにＡＣＧ駆動トルクを算出すればよく、このようにＡＣＧ駆動トルクが大きいほど低くなるように各シリンダ室３４、３８に供給される供給油圧を補正すればよい。

また、本実施形態の無段変速機３の制御装置では、ＡＴ−ＥＣＵ２０は、エンジン１がフュエルカットまたはエンジンブレーキを行っているときには、通常のエンジン運転状態のときよりも各シリンダ室３４、３８に供給される供給油圧が高くなるように補正すればよく、ライン圧レギュレータバルブ７２は、この供給油圧の増減に応じて、ライン圧ＰＬを増減させればよい。

以上、本発明の無段変速機の制御装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は、これらの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書および図面に記載のない形状・構造・機能を有するものであっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。すなわち、無段変速機３や前後進切替装置４等を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

なお、上述の実施形態では、無段変速機３としてベルト式のものを用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は、ベルト式の無段変速機３に限定されるものではなく、他の形式の無段動変速機にも適用することができる。

１ エンジン
３ 無段変速機（ＣＶＴ）
３１ ドライブプーリ
３２、３６ 固定プーリ半体
３３、３７ 可動プーリ半体
３４ ドライブ側シリンダ室
３５ ドリブンプーリ
３８ ドリブン側シリンダ室
３９ ベルト
４ 前後進切替装置
４６ 前進クラッチ
４７ 後進ブレーキ
７ 油圧制御装置
７２ ライン圧レギュレータバルブ
１０ エンジン−ＥＣＵ
２０ ＡＴ−ＥＣＵ
３０ ＡＣジェネレータ（ＡＣＧ）
４０ （低圧）バッテリ
１０１ 回転数センサ
１１１ 発電量センサ
１１２ バッテリ電圧センサ

Claims (5)

1. エンジンの回転を変速するドライブプーリとドリブンプーリとを有するベルト式の無段変速機の制御装置において、
   前記エンジンによって駆動され、油圧供給源の作動油を前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリの油室に接続される油路に圧送するポンプと、
   前記油路に介挿され、前記油室に供給される作動油の圧力を調整する電磁バルブと、
   前記エンジンから伝達される駆動力により駆動されるＡＣＧを含む補機類と、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   前記ＡＣＧの発電量を検出する発電量検出手段と、
   バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
   前記エンジン回転数検出手段により検出された前記エンジンの回転数、前記発電量検出手段により検出された前記ＡＣＧの発電量および前記バッテリ電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧に基づいて、前記ＡＣＧにおいて消費される駆動トルクを算出するＡＣＧ駆動トルク算出手段と、
   前記ＡＣＧ駆動トルク算出手段により算出されたＡＣＧの駆動トルクに基づいて、前記ドライブプーリおよびドリブンプーリの油室に供給される供給油圧を補正する油圧補正手段と
   を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 前記ＡＣＧ駆動トルク算出手段は、前記バッテリ電圧検出手段により検出された前記バッテリの電圧が高いほど大きくなるように前記ＡＣＧの駆動トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
3. 前記油圧補正手段は、前記駆動トルクが大きいほど低くなるように前記供給油圧を補正することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の制御装置。
4. 前記油圧補正手段は、前記エンジンがフュエルカットまたはエンジンブレーキを行っているときには、通常のエンジン運転状態のときよりも前記供給油圧が高くなるように補正することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
5. 前記油圧補正手段は、前記供給油圧の増減に応じて、ライン圧を増減させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。

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