CN102792063B - 无级变速器的转矩比估计装置以及无级变速器的侧压控制装置 - Google Patents

Abstract

在根据通过摩擦要素向输出轴要素传递输入轴要素所具有的任意变动成分的传递特性，估计作为实际的传递转矩与无级变速器能够传递的最大转矩之比的转矩比（Tr）时，由于根据将所述两要素的变动成分的振幅差进行指标化后的滑动标识符（IDslip）或者将所述两要素的变动成分的相位差进行指标化后的相位延迟估计转矩比（Tr），因此，能够高精度地估计与无级变速器的动力传递效率极其密切关联的转矩比（Tr），能够提高动力传递效率。而且，由于根据滑动标识符（IDslip）或者相位延迟估计转矩比（Tr），因此，能够将用于估计转矩比（Tr）所需要的传感器的数量限制在最小限度内，能够削减成本。

Description

无级变速器的转矩比估计装置以及无级变速器的侧压控制装置

技术领域

本发明涉及无级变速器的转矩比估计装置和无级变速器的侧压控制装置，该无级变速器的转矩比估计装置具有：输入轴要素，其被输入驱动源的驱动力；输出轴要素，所述驱动源的驱动力被变速后输出到该输出轴要素；传递要素，其分别与所述两要素接触，借助接触部分的摩擦从所述输入轴要素向所述输出轴要素传递驱动力；以及转矩比估计单元，其根据所述输入轴要素所具有的任意变动成分向所述输出轴要素传递的传递特性，估计作为实际的传递转矩与能够传递的最大转矩之比的转矩比，所述无级变速器的侧压控制装置具有该无级变速器的转矩比估计装置。

背景技术

根据下述专利文献1，以下为公知的技术内容：在将无端带缠绕在设置于输入轴上的主动带轮和设置在输出轴上的从动带轮上、并通过变速用油压使两带轮的槽宽变化、由此进行变速的带式无级变速器中，着眼于由于无端带的打滑而在输入轴的转矩变动和输出轴的转矩变动之间产生振幅差或相位差的情况，而引入滑动标识符IDslip以及相位延迟 这两个参数，根据这些参数控制向带轮施加的带轮侧压，由此，能够提高动力传递效率。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】

日本特开2009-243683号公报

发明内容

【发明要解决的技术问题】

然而，带式无级变速器的动力传递效率与后述的称为转矩比Tr的参数紧密关联，不过由于上述现有技术将滑动标识符IDslip或者相位延迟 作为参数，间接地控制 转矩比Tr，所以，难以响应性良好地将转矩比Tr控制在所期望的值，无法充分提高无级变速器的动力传递效率。

本发明正是鉴于前述情况所作出的，其目的在于实现无级变速器的动力传递效率的提高。

【解决问题的手段】

为了实现上述目的，本发明提出了一种无极变速器的转矩比估计装置，其具有：输入轴要素，其被输入驱动源的驱动力；输出轴要素，所述驱动源的驱动力被变速后输出到该输出轴要素；传递要素，其分别与所述两要素接触，借助接触部分的摩擦从所述输入轴要素向所述输出轴要素传递驱动力；以及转矩比估计单元，其根据所述输入轴要素所具有的任意变动成分向所述输出轴要素传递的传递特性，估计作为实际的传递转矩与能够传递的最大转矩之比的转矩比，该无极变速器的转矩比估计装置的第1特征在于，所述转矩比估计单元根据将所述两要素的变动成分的振幅差进行指标化后的滑动标识符和将所述两要素的变动成分的相位差进行指标化后的相位延迟中的至少一方，估计所述转矩比。

另外，根据本发明，还提出了具有第2特征的无级变速器的转矩比估计装置，在所述第1特征的基础上，所述转矩比估计单元根据所述变动成分的频率的频带选择所述滑动标识符或者所述相位延迟，估计所述转矩比。

另外，根据本发明，还提出了具有第3特征的无级变速器的转矩比估计装置，在所述第1或第2特征的基础上，所述转矩比估计单元校正所述传递特性的变化而估计所述转矩比，其中，所述传递特性的变化由所述输入轴要素、所述传递要素以及所述输出轴要素中的至少一个的固有振动频率的变化造成。

另外，根据本发明，还提出了具有第4特征的无级变速器的转矩比估计装置，在所述第3特征的基础上，所述滑动标识符以及所述相位延迟是所述变动成分的频率的函数，所述转矩比估计单元使用所述固有振动频率校正所述变动成分的频率。

另外，根据本发明，还提出了具有第5特征的无级变速器的侧压控制装置，其具有所述第1-第4特征中的任意一个特征的无级变速器的转矩比估计装置，其中，所述无级变速器具有：主动带轮，其设置在所述输入轴要素上；从动带轮，其设置在所述输出轴要素上；所述传递要素，其由缠绕在所述两带轮上的无端带构成；以及变速控制单元，其控制所述无级变速器的变速比，所述变速控制单元控制施加到所述主动带 轮以及所述从动带轮的带轮侧压，使得所述估计的转矩比与目标转矩比一致。

另外，根据本发明，还提出了具有第6特征的无级变速器的侧压控制装置，在所述第5特征的基础上，当油门踏板的操作速度在规定范围外时，所述变速控制单元变更所述目标转矩比。

另外，根据本发明，还提出了具有第7特征的无级变速器的转矩比估计装置，在所述第5特征的基础上，当所述转矩比的变动量在规定范围外时，所述变速控制单元变更所述目标转矩比。

另外，实施方式的输入轴11对应于本发明的输入轴要素，实施方式的输出轴12对应于本发明的输出轴要素，实施方式的无端带15对应于本发明的传递要素，实施方式的发动机E对应于本发明的驱动源，实施方式的带式无级变速器TM对应于本发明的无级变速器，实施方式的电子控制单元U对应于本发明的转矩比估计单元或者变速控制单元。

【发明的效果】

根据本发明的第1特征，在根据通过摩擦要素向输出轴要素传递输入轴要素所具有的任意变动成分的传递特性，估计作为实际的传递转矩与无级变速器能够传递的最大转矩之比的转矩比时，由于使用将所述两要素的变动成分的振幅差进行指标化后的滑动标识符和将所述两要素的变动成分的相位差进行指标化后的相位延迟中的至少一方，因此，能够高精度地估计与无级变速器的动力传递效率极其密切关联的转矩比，能够提高动力传递效率。而且，由于根据滑动标识符或者相位延迟估计转矩比，因此，能够将用于估计转矩比所需要的传感器的数量限制在最小限度内，能够削减成本。

另外，根据本发明的第2特征，由于根据变动成分的频率的频带，选择滑动标识符或者相位延迟中的一方，估计转矩比，因此，针对变动成分的频率的各个频带，选择滑动标识符以及相位延迟中对应于转矩比的变动的变动率变大的一方，由此，能够提高转矩比的估计精度。

另外，根据本发明的第3特征，对由输入轴要素、传递要素以及输出轴要素中的至少一个的固有振动频率的变化造成的传递特性的变化进行校正，估计转矩比，因此，即使所述固有振动频率变化，也能够确保转矩比的估计精度。

另外，根据本发明的第4特征，滑动标识符以及相位延迟是变动成分的频率的函数，使用输入轴要素、传动要素以及输出轴要素中的至少一个的固有振动频率校正该 频率，由此，即使所述固有振动频率变化，也能够通过相同的方法进行转矩比的估计，使估计转矩比时的运算处理等简洁化。

另外，根据本发明的第5特征，在通过变速控制单元控制将无端带缠绕在设置于输入轴要素上的主动带轮和设置在输出轴要素上的从动带轮的无级变速器的变速比时，控制施加到主动带轮以及从动带轮的带轮侧压，使得估计的转矩比与目标转矩比一致，因此，不仅能够直接指定作为目标的转矩比，进行精确的控制，还能防止由于变动成分的频率导致的带轮侧压的响应性变化的情况。

另外，根据本发明的第6特征，当油门踏板的操作速度在规定范围外时，变更目标转矩比，因此，当驾驶者对油门踏板进行了急剧的操作时，变更目标转矩比，由此，可以提高无级变速器的动力传递效率以及提高耐久性。

另外，根据本发明的第7特征，转矩比的变动量在规定范围外时，变更目标转矩比，因此，当负荷从坏路被逆传递到无级变速器时，变更目标转矩比，从而能够提高无级变速器的动力传递效率以及提高耐久性。

附图说明

图1是示出带式无级变速器的整体结构的图。（第1实施方式）

图2是示出带轮侧压和动力传递效率之间的关系的曲线图。（第1实施方式）

图3是示出转矩比和动力传递效率之间的关系的曲线图。（第1实施方式）

图4是示出转矩比和带子打滑之间的关系的图。（第1实施方式）

图5是示出输入轴转速的变动波形以及输出轴转速的变动波形的图。（第1实施方式）

图6是示出根据变动成分的频率以及滑动标识符检索转矩比的映射图的图。（第1实施方式）

图7是示出根据变动成分的频率以及相位延迟检索转矩比的映射图的图。（第1实施方式）

图8是带轮侧压的控制系统的框图。（第1实施方式）

图9是示出设定目标转矩比的一个示例的图。（第1实施方式）

图10是示出设定目标转矩比的另一个示例的图。（第1实施方式）

图11是将现有技术示例的控制和本发明的控制进行比较的图。（第1实施方式）

图12是将现有技术示例的转矩比的控制结果和本发明的转矩比的控制结果进行比较的图。（第1实施方式）

图13是转矩比的估计方法的说明图。（第2实施方式）

图14是转矩比的估计手法的说明图。（第3实施方式）

图15是说明系统的固有振动频率变化的原因的图。（第3实施方式）

标号说明

11输入轴（输入轴要素）

12输出轴（输出轴要素）

13主动带轮

14从动带轮

15无端带（传递要素）

E发动机（驱动源）

f_n固有振动频率

IDslip滑动标识符

STr目标转矩比

T实际的传递转矩

Tmax能够传递的最大转矩

Tr转矩比

TM带式无级变速器（无级变速器）

U电子控制单元（转矩比估计单元、变速控制单元）

相位延迟

具体实施方式

以下，根据图1-图12对本发明的第1实施方式进行说明。

【第1实施方式】

如图1所示，安装在汽车上的带式无级变速器TM具有：输入轴11（或者输入轴要素），其与发动机E连接；输出轴12（或者输出轴要素），其与输入轴11平行地配置；主动带轮13，其设置在输入轴11上；从动带轮14，其设置在输出轴12上； 以及金属制成的无端带15，其缠绕在主动带轮13以及从动带轮14上。主动带轮13由固定侧带轮半体13a和可动侧带轮半体13b构成，可动侧带轮半体13b借助带轮侧压向接近固定侧带轮半体13a的方向偏置。同样地，从动带轮14由固定侧带轮半体14a和可动侧带轮半体14b构成，可动侧带轮半体14b借助带轮侧压向接近固定侧带轮半体14a的方向偏置。因此，通过控制向主动带轮13的可动侧带轮半体13b和从动带轮14的可动侧带轮半体14b施加的带轮侧压，使主动带轮13和从动带轮14中的一方的槽宽增大而另一方的槽宽减小，由此，能够任意地变更带式无级变速器TM的变速比。

向控制带式无级变速器TM的变速比的电子控制单元U输入由输入轴转速传感器Sa检测到的输入轴11的转速、由输出轴转速传感器Sb检测到的输出轴12的转速以及由发动机转速传感器Sc检测到的发动机E的转速，并且还输入油门开度信号、车速信号等。除了根据油门开度信号以及车速信号使带式无级变速器TM的带轮侧压变化的通常的变速比控制之外，电子控制单元U还进行如下控制：估计后述的转矩比Tr，并使用该转矩比Tr使带轮侧压变化，以提高带式无级变速器TM的动力传递效率。

不过，作为提高带式无级变速器TM的动力传递效率的手段之一，已知有使施加到带轮的带轮侧压下降的手段。图2是示出动力传递效率以及摩擦损失与带轮侧压的关系的图，随着带轮侧压的减小，从带轮以及无端带间的打滑小的微打滑区域，经过渡区域，转移到带轮以及无端带间的打滑大的大打滑区域。在微打滑区域中，对应于带轮侧压的减小，动力传递效率逐渐升高，在过渡区域中，动力传递效率开始下降，在大打滑区域中，动力传递效率急剧下降。

认为其原因是：由无端带的金属元件的半径方向滑动和金属环的滑动造成的摩擦损失之和，随着带轮侧压的减小，而从微打滑区域到大打滑区域以固定的比较大的减小率A减小，而由金属元件的接线方向滑动造成的摩擦损失，在从微打滑区域到过渡区域中以大致固定的比较小的增大率B（A>B）增大，在大打滑区域中急剧增大。

虽然为了获得最大的动力传递效率，希望将带轮侧压控制在过渡区域近前的微打滑区域，但是，如果使带轮侧压过度减小，则可能会从微打滑区域穿越过过渡区域而进入大打滑区域，从而无端带相对带轮出现大的打滑并造成损伤。因此，为了既确保带式无级变速器TM的耐久性又提高动力传递效率，而需要将带轮侧压高精度地控制在接近过渡区域的微打滑区域。

为此，在本发明中引入了转矩比Tr这个参数。转矩比Tr被定义为：

Tr=T/Tmax             …（1）。

其中，T是带式无级变速器TM当前传递的转矩，Tmax是带式无级变速器TM在当前的轴推力（即，带轮侧压×带轮活塞的受压面积）下不打滑的情况下能够传递的最大转矩。转矩比Tr=0对应于没有进行动力传递的状态，转矩比Tr=1对应于当前传递的转矩已饱和的状态，转矩比Tr>1对应于发生了大打滑或者向其过渡的状态。

如图3所示，在变速比为OD的状态以及变速比为MID的状态下，在转矩比Tr为1.0时，获得最大的动力传递效率。另外可知，虽然在变速比为LOW的状态下，获得最大的动力传递效率的转矩比Tr下降为0.9，不过，在转矩比Tr为1.0时仍然能够获得高的动力传递效率。即，转矩比Tr这个参数与动力传递效率具有极高的关联关系，通过控制带式无级变速器TM的带轮侧压，使得该转矩比Tr成为接近1.0的值，由此，能够提高动力传递效率，并且能够防止大打滑的发生，确保带式无级变速器TM的耐久性。

在计算转矩比Tr时所需要的最大可传递转矩Tmax通过

Tmax=2μRQ/cosα       …（2）

求得，其中，μ为带轮和带子之间的摩擦系数，R为带轮的带缠绕半径，Q为带轮的轴推力，α为带轮的V角的一半的角度。这样，由于为了计算转矩比Tr，需要计算最大可传递转矩Tmax，为了计算最大可传递转矩Tmax，需要检测带轮和带子之间的摩擦系数μ、带轮的带缠绕半径R以及带轮的轴推力Q，因此，需要多个传感器。从成本的角度来考虑，难以实现将这些传感器安装在实际的车辆上。

本实施方式根据滑动标识符IDslip和输入轴11的转速变动的频率f₀（变动成分的频率f₀）或者根据相位延迟 和输入轴11的转速变动的频率f₀（变动成分的频率f₀），来估计转矩比Tr。由于输入轴11的转速变动与发动机E的转速变动同步，因此，输入轴11的转速变动的频率f₀能够根据由发动机转速传感器Sc检测出的发动机转速算出，另外，如后述那样，由于滑动标识符IDslip以及相位延迟 能够根据由输入轴转速传感器Sa检测出的输入轴转速的变动和由输出轴转速传感器Sb检测出的输出轴转速的变动算出，因此，能够以最小限度的数量的传感器高精度地估计转矩比Tr。

接着，对滑动标识符IDslip以及相位延迟 进行说明。如图4所示，随着转矩比Tr的增大，在微打滑区域中，带子的打滑量缓慢地增大，当进入大打滑区域时，带子的打滑量急剧增大。在通过无端带15而与输入轴11连接的输出轴12上，由于输入轴11的转速变动通过无端带15被传递，因此，在输出轴12也产生相同频率的转速变动。当带子和带轮之间完全不存在打滑时，输入轴转速的变动波形和输出轴转速的变动波形一致，当随着转矩比Tr的增大，打滑量增大时，相对于输入轴转速的变动波形的振幅，输出轴转速的变动波形的振幅变小，并且相对于输入轴转速的变动波形的相位，输出轴转速的变动波形的相位变得滞后。

在图4以及图5中，可以看出相对于实线表示的输入轴转速的变动波形，点划线表示的输出轴转速的变动波形随着转矩比Tr的增大，振幅逐渐减小，并且相位逐渐滞后。输入轴转速的振动波形通过

求得，输出轴转速的振动波形通过

求得。

即，相对于输入轴转速的振动波形，输出轴转速的振动波形的振幅从A减小为B，输出轴转速的振动波形的相位延迟 

接着，对滑动标识符IDslip的计算方法进行说明。

首先，使用发动机E的气缸数n和发动机转速的直流分量Ne，通过下式计算输入轴11的转速的变动频率f₀。发动机转速的直流分量Ne可以由通常的发动机E必备的发动机转速传感器Sc检测。

f₀=n×Ne/120(Hz)           …（5）

其中，n是发动机的气缸数，Ne是发动机转速的直流分量（rpm）。

滑动标识符IDslip是利用带式无级变速器TM的几何学的应答、即不受滑动或激振影响的情况下的振幅比Mg，对在变动频率f₀处的输入轴11和输出轴12间的振幅比M进行了指标化后的参数，滑动标识符IDslip通过下式来定义。

${\mathrm{ID}}_{\mathrm{slip}}={\left(\frac{M}{\mathrm{Mg}}\right)}^2---\left(6\right)$

其中，M为振幅比，Mg为由几何条件确定的振幅比。

作为输入轴11的转速的变动频率f₀的函数的振幅比M通过下式定义，变动频率 f₀可以根据发动机转速传感器Sc输出的发动机转速算出，Sin（f₀）是输入轴转速的变动波形的功率谱，可以根据输入轴转速传感器Sa的输出算出，另外Sout（f₀）是输出轴转速的变动波形的功率谱，可以根据输出轴转速传感器Sb的输出算出。

$M\left(f_0\right)=\sqrt{\frac{S_{\mathrm{out}}\left(f_0\right)}{S_{\mathrm{in}}\left(f_0\right)}}---\left(7\right)$

其中，Sin是输入轴的变动具有的功率谱，Sout是输出轴的变动具有的功率谱。

另外，在由带式无级变速器TM产生的滑动小的情况下，几何条件上的振幅比Mg近似地表示为输出信号与输入信号的直流分量的比，并通过下式定义。

$\mathrm{Mg}=\sqrt{\frac{S_{\mathrm{out}}\left(0\right)}{S_{\mathrm{in}}\left(0\right)}}---\left(8\right)$

几何条件上的振幅比Mg取决于作为输入轴11以及输出轴12的变动成分使用的物理量。本实施方式中，由于使用转速变动作为所述变动成分，因此当使带式无级变速器TM的变速比为i时，则得到Mg=1/i。当使用了转矩变动作为输入轴11以及输出轴12的变动成分时，则得到Mg=i。带式无级变速器TM的变速比i可以根据输入轴转速传感器Sa的输出和输出轴转速传感器Sb的输出算出。

根据以上内容，如果将式（6）进行改写，则如下式那样，滑动标识符IDslip可以根据带式无级变速器TM中现有的输入轴转速传感器Sa以及输出轴转速传感器Sb的输出和发动机E中现有的发动机转速传感器Sc的输出算出。

${\mathrm{ID}}_{\mathrm{slip}}=\frac{S_{\mathrm{out}}\left(f_0\right)S_{\mathrm{in}}\left(0\right)}{S_{\mathrm{in}}\left(f_0\right)S_{\mathrm{out}}\left(0\right)}---\left(9\right)$

另外，相位延迟 通过下式定义，输入轴转速的变动波形的相位 可以根据输入轴转速传感器Sa的输出算出，输出轴转速的变动波形的相位 可以根据输出轴转速传感器Sb的输出算出。

Δφ＝φ_in(f0)-φ_out(f0)          …（10）

其中， 是输入轴具有的变动的相位， 是输出轴具有的变动的相位。

图6是在横轴上取输入轴转速的变动成分的频率f₀（或者发动机转速Ne），在纵 轴上取滑动标识符IDslip的映射图，当使转矩比Tr变化为0.7、0.8、0.9、1.0时，对应的滑动标识符IDslip的特性曲线也变化。如果确定了此时的带式无级变速器TM的变动成分的频率f₀和滑动标识符IDslip，则能够通过该映射图，根据这些值估计此时的转矩比Tr。例如，当变动成分的频率f₀的值为a，滑动标识符IDslip的值为b时，转矩比Tr为用单点划线表示的Tr=0.9的曲线。

图7是在横轴上取输入轴转速的变动成分的频率f₀（或者发动机转速Ne），在纵轴上取相位延迟 的映射图，当使转矩比Tr变化为0.7、0.8、0.9、1.0时，对应的相位延迟 的特性曲线也变化。如果确定了此时的带式无级变速器TM的变动成分的频率f₀和相位延迟 则能够通过该映射图，根据这些值估计此时的转矩比Tr。例如，当变动成分的频率f₀的值为c，相位延迟 的值为d时，转矩比Tr为用单点划线表示的Tr=0.9的曲线。

然后，如图8所示，电子控制单元U计算与由发动机转速传感器Sc检测到的发动机转速对应的变动成分的频率f₀，并且，使输入轴转速传感器Sa以及输出轴转速传感器Sb的输出通过具有滤波功能的锁相放大器，提取出与所述频率f₀对应的振动波形，根据这些输入侧以及输出侧的振动波形计算滑动标识符IDslip以及相位延迟 接着，将滑动标识符IDslip或者相位延迟 （在图8的示例中为相位延迟 ）和变动成分的频率f₀作为参数进行映射图检索，由此，估计此时的转矩比Tr。

然后，被输入估计的转矩比Tr和目标转矩比STr之间的偏差的PID控制器，输出用于使所述偏差收敛于0的控制信号，被输入该控制信号的油压控制电路使带式无级变速器TM的主动带轮以及从动带轮中的任意一方产生用于控制转矩比Tr的带轮侧压，另外，另一方的带轮侧压被控制为用于将变速比维持为适当。其结果是，对带式无级变速器TM的转矩比Tr进行反馈控制，使得与目标转矩比STr一致。因此，例如，如果将目标转矩比STr设定为1.0，则能够最大限度地提高动力传递效率，并且能够防止在带子和带轮之间发生大打滑，提高带式无级变速器TM的耐久性。

接着，根据图9对设定目标转矩比STr的一个示例进行说明。

首先，在步骤S1中，计算油门开度AP的变化率dAP，在步骤S2中，当由于油门开度变化率dAP不在dAPL<dAP<dAPH的范围，而被判断为油门踏板被急剧地踩下或者油门踏板急剧地收回时，在步骤S5中，使目标转矩比STr减小为低转矩比STrL。当在所述步骤S2中，油门开度变化率dAP回到dAPL<dAP<dAPH的范围， 并且，在步骤S3中，该状态持续规定时间时，在步骤S4中，使目标转矩比STr增大到高转矩比STrH。

由此，在通常情况下，可以通过将目标转矩比STr设定得高来减小带轮侧压，由此提高动力传递效率，当因急剧地对油门踏板进行操作而有可能在带式无级变速器TM的带子和带轮之间发生打滑时，可以通过将目标转矩比STr设定得低来增大带轮侧压，由此保护带式无级变速器TM。另外，在所述步骤S3中，凭借滞后作用，能够防止目标转矩比STr频繁地切换。

接着，根据图10对设定目标转矩比STr的其他示例进行说明。

首先，在步骤S11中，计算估计转矩比Tr相对于目标转矩比STr的偏差dTr，在步骤S12中，当由于转矩比偏差dTr不在dTrL<dTr<dTrH的范围，而被判断为车辆在坏路上行驶，从路面向带式无级变速器TM逆传递的负荷变动得大时，在步骤S15中，使目标转矩比STr减小为低转矩比STrL。当在所述步骤S12中，转矩比偏差dTr回到dTrL<dTr<dTrH的范围，并且，在步骤S13中，该状态持续规定时间时，在步骤S14中，使目标转矩比STr增大到高转矩比STrH。

由此，在通常情况下，可以通过将目标转矩比STr设定得高而减小带轮侧压，由此提高动力传递效率，而当在坏路上行驶时，由于来自路面的负荷而有可能在带式无级变速器TM的带子和带轮之间发生打滑时，可以通过将目标转矩比STr设定得低而增大带轮侧压，由此保护带式无级变速器TM。另外，在所述步骤S13中，凭借滞后作用，能够防止目标转矩比STr频繁地切换。

不过，虽然在上述专利文献1所记载的发明（以下称作比较例）中，对带轮侧压进行反馈控制，使得滑动标识符IDslip收敛于目标滑动标识符，或者对带轮侧压进行反馈控制，使得相位延迟 收敛于目标相位延迟，但是，由于对于各变动成分的频率f₀，滑动标识符IDslip或者相位延迟 与转矩比Tr具有对应关系，因此，即使在比较例中也能够使转矩比Tr间接地收敛于目标转矩比STr。然而，在比较例中，当变动成分的频率f₀变化时，由于滑动标识符IDslip以及相位延 相对于转矩比Tr的变动的变动率不同，因此，会出现如以下所述的问题。

例如，在比较例中，如图11（A）所示，如果考虑输出了将转矩比Tr从0.9变更为1.0的指令的情况，那么，当变动成分的频率f₀为较小的f₀1时，与转矩比Tr=0.9对应的滑动标识符IDslip和与转矩比Tr=1.0对应的滑动标识符IDslip之间的偏差e1 变得比较大，相对于此，当变动成分的频率f₀为较大的f₀2时，与转矩比Tr=0.9对应的滑动标识符IDslip和与转矩比Tr=1.0对应的滑动标识符IDslip之间的偏差e2变得比较小。因此，在根据所述偏差e1、e2对带轮侧压进行了反馈控制的情况下，转矩比Tr的响应性发生了变化，无法确保在发动机E的全转速区域中的快速响应性。

即，当使目标转矩比STr（指令值）在0.7和0.8之间呈矩形波状变化时，如图12（A）所示，如果变动成分的频率f₀为较小的f₀1=15.6Hz，则估计的转矩比Tr以及实际的转矩比Tr具有较高的响应性，相对于此，如图12（B）所示，如果变动成分的频率f₀为较大的f₀2=22.2Hz，则估计的转矩比Tr以及实际的转矩比Tr的响应性显著下降。

对此，根据本实施方式，如图11（B）所示，由于转矩比自身成为目标值STr，所以，理所当然，即使变动成分的频率f₀变化，使目标转矩比STr（指令值）在0.7和0.8之间变化时的偏差e也为固定值0.1，如图12（C）以及图12（D）所示，无论在变动成分的频率f₀为15.6Hz时还是为22.2Hz时，估计的转矩比Tr以及实际的转矩比Tr的响应性都变高了，而且与图12（A）以及图12（B）所示的比较例的控制相比，跟随性也提高了。

如以上所述，根据本实施方式，在根据通过无端带15向输出轴12传递输入轴11所具有的变动成分的传递特性，估计带式无级变速器TM的转矩比Tr时，由于使用将输入轴11以及输出轴12的变动成分的振幅差指标化后的滑动标识符IDslip和将输入轴11以及输出轴12的变动成分的相位差指标化后的相位延迟 中的至少一方，所以，能够高精度地估计与带式无级变速器TM的动力传递效率极其密切关联的转矩比Tr，提高动力传递效率。而且，由于根据滑动标识符IDslip或者相位延迟 估计转矩比Tr，因此，能够将用于估计转矩比Tr所需要的传感器的数量限制在最小限度内，可以削减成本。另外，由于控制施加到主动带轮13以及从动带轮14中的一方的带轮侧压，使得估计的转矩比Tr与目标转矩比STr一致，因此，不仅能够直接指定作为目标的转矩比Tr，进行精确的控制，还能够防止由变动成分的频率f₀导致的带轮侧压的响应性变化的情况。其结果是，在带式无级变速器TM单体中，动力传递效率提高了1.8%，燃料效率提高了3.8%。

接着，根据图13对本发明的第2实施方式进行说明。

【第2实施方式】 

从根据变动成分的频率f₀以及滑动标识符IDslip检索转矩比Tr的映射图可知，在变动成分的频率f₀的中间区域（f_L<f₀<f_H）中，各转矩比Tr的特性线的上下间隔大，在其他区域中，所述间隔变窄，因此，在f_L<f₀<f_H的区域中，转矩比Tr的估计精度提高。另外，从根据变动成分的频率f₀以及相位延迟 检索转矩比Tr的映射图可知，在变动成分的频率f₀低的区域（f₀≦f_L）以及高的区域（f₀≧f_H）中，各转矩比Tr的特性线的上下间隔大，在其他区域中，所述间隔变窄，因此，在f₀≦f_L的区域以及f₀≧f_H的区域中，转矩比Tr的估计精度提高。

根据以上内容，在步骤S21中，如果f_L<f₀<f_H，则在步骤S22中，根据将变动成分的频率f₀以及滑动标识符IDslip作为参数的映射图，检索转矩比Tr，在所述步骤S21中，如果f₀≦f_L或者f₀≧f_H，则在步骤S23中，根据将变动成分的频率f₀以及相位延迟 作为参数的映射图，检索转矩比Tr。然后，在步骤S24中，将转矩比Tr与目标转矩比STr进行比较，在步骤S25中，根据其偏差控制带轮侧压，由此，能够进行更高精度的控制。

接着，根据图14以及图15对本发明的第3实施方式进行说明。

【第3实施方式】

在图14中，当系统的固有振动频率f_n变化时，根据变动成分的频率f₀以及滑动标识符IDslip检索转矩比Tr的映射图的特性线在横轴方向上平行移动。由于所述固有振动频率f_n根据带式无级变速器TM的输入轴转矩以及变速比而变化，因此，需要根据各固有振动频率f_n准备多个用于估计转矩比Tr的映射图，存在成为存储器的存储容量增大或者成本上升的主要因素的问题。图15示出了系统的固有振动频率fn变化的原因。

图15（A）是将带式无级变速器TM作为振动系统进行模型化后的图，质量块m1、m2接触输入轴11以及输出轴12，质量块m1、m2通过由弹簧以及缓冲筒构成的无端带15连接。带式无级变速器TM的无端带15在层叠了多条金属带的金属带集合体上支撑有多个金属元件，通过相互压接金属元件来传递驱动力。对应于输入轴转矩增大，金属元件之间的接触面发生压缩变形，接触面积增大，由此，金属元件的压缩变形逐渐变得困难，所述模型的弹簧的弹性刚性增大（参照图15（B）），作为其结果，对应于输入轴转矩的增大，系统的固有振动频率fn增大（参照图15（C））。

另外，当带式无级变速器TM的变速比向LOW侧变化时，由于输出轴12的转速相对于输入轴11的转速变低，因此，获得与输出轴12自身的惯性力矩J2减小的情形相同的效果，相反，当带式无级变速器TM的变速比向OD侧变化时，由于输出轴12的转速相对于输入轴11的转速变高，因此，获得与输出轴12自身的惯性力矩J2增大的情形相同的效果，由此，当变速比向LOW侧变化时，系统的固有振动频率f_n增大（参照图15（D））。

在图14的流程图的步骤S31中，根据输入轴转矩TDR和变速比，计算固有振动频率f_n。由于输入轴转矩TDR与发动机E的输出转矩一致，所以可以使用由发动机E的ECU算出的值，变速比作为由输入轴转速传感器Sa检测出的输入轴转速NDR和由输出轴转速传感器Sb检测出的输出轴转速NDN之比NDR/NDN，可以由电子控制单元U算出。

接着，在步骤S32中，将变动成分的频率f₀以及上下的阈值f_L、f_H除以固有振动频率f_n，并进行指标化处理。由此，不用为每个频率区域准备检索转矩比Tr的映射图，能够使用将指标化后的频率作为参数的通用的映射图，从而能够节约存储器的存储容量以及节约成本。然后，与第2实施方式一样，如果f_L/f_n<f₀/f_n<f_H/f_n，则在步骤S33中，根据将指标化后的变动成分的频率f₀/f_n以及滑动标识符IDslip作为参数的映射图，检索转矩比Tr，在所述步骤S32中，如果f₀/f_n≦f_L/f_n或者f₀/f_n≧f_H/f_n，则在步骤S34中，根据将指标化后的变动成分的频率f₀/f_n以及相位延迟 作为参数的映射图，检索转矩比Tr。然后，在步骤S35中，将转矩比Tr与目标转矩比STr进行比较，在步骤S36中，控制带轮侧压，由此，能够进行更高精度的控制。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，不过本发明在不脱离其思想的范围内，可以进行各种设计变形。

例如，本发明的输入轴要素以及输出轴要素的变动成分不限于转速，也可以为转矩。

另外，本发明的输入轴要素不限于实施方式的输入轴11，也可以是与输入轴11结合的发动机E的曲轴。

另外，在实施方式中，根据发动机转速传感器Sc检测出的发动机转速计算变动成分的频率f₀，不过，也可以根据输入轴转速传感器Sa检测出的输入轴转速或者根据发动机E的点火正时信号计算变动成分的频率f₀。

Claims (7)

1.一种无级变速器的侧压控制装置，其具有：

输入轴要素(11)，其被输入驱动源(E)的驱动力；

输出轴要素(12)，所述驱动源(E)的驱动力被变速后输出到该输出轴要素(12)；

传递要素(15)，其分别与所述输入轴要素(11)和所述输出轴要素(12)接触，借助接触部分的摩擦从所述输入轴要素(11)向所述输出轴要素(12)传递驱动力；以及

转矩比估计单元(U)，其根据所述输入轴要素(11)所具有的任意变动成分向所述输出轴要素(12)传递的传递特性，估计转矩比(Tr)，该转矩比(Tr)是实际的传递转矩(T)与能够传递的最大转矩(Tmax)之比，

其特征在于，

所述转矩比估计单元(U)根据将所述输入轴要素(11)和所述输出轴要素(12)的变动成分的振幅差进行指标化后的滑动标识符(IDslip)和将所述输入轴要素(11)和所述输出轴要素(12)的变动成分的相位差进行指标化后的相位延迟(Δφ)中的任一方，以及所述输入轴要素(11)和所述输出轴要素(12)的变动成分的频率(f₀)或作为所述驱动源(E)的发动机的转速(Ne)，估计所述转矩比(Tr)，

所述无级变速器(TM)具有：主动带轮(13)，其设置在所述输入轴要素(11)上；从动带轮(14)，其设置在所述输出轴要素(12)上；所述传递要素(15)，其由缠绕在所述两带轮(13、14)上的无端带构成；以及变速控制单元(U)，其控制所述无级变速器(TM)的变速比，

所述变速控制单元(U)根据所述估计的转矩比(Tr)与目标转矩比(STr)之间的偏差，控制施加到所述主动带轮(13)以及所述从动带轮(14)的带轮侧压，使得该偏差变为0。

2.根据权利要求1所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，所述转矩比估计单元(U)根据所述变动成分的频率的频带选择所述滑动标识符(IDslip)或者所述相位延迟(Δφ)，估计所述转矩比(Tr)。

3.根据权利要求1所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，所述转矩比估计单元(U)校正所述传递特性的变化而估计所述转矩比(Tr)，其中，所述传递特性的变化由所述输入轴要素(11)、所述传递要素(15)以及所述输出轴要素(12)中的至少一个的固有振动频率(f_n)的变化造成。

4.根据权利要求3所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，所述滑动标识符(IDslip)以及所述相位延迟(Δφ)是所述变动成分的频率(f₀)的函数，所述转矩比估计单元(U)使用所述固有振动频率(f_n)校正所述变动成分的频率(f₀)。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，当油门踏板的操作速度增大得超过规定范围时，所述变速控制单元(U)将所述目标转矩比(STr)向减小侧进行变更。

6.根据权利要求5所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，在油门踏板的操作速度回到规定范围内且该状态持续了规定时间时，所述变速控制单元(U)将向所述减小侧进行了变更的目标转矩比(STr)向增大侧进行变更。

7.根据权利要求1-4中的任意一项所述的无级变速器的侧压控制装置，其特征在于，当所述转矩比(Tr)的变动量增大得超过规定范围时，所述变速控制单元(U)将所述目标转矩比(STr)向减小侧进行变更。