JP2009243683A - 摩擦伝動装置のすべり検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミクロスリップ領域からすべり状態の変化を検出し，ノンリニアスリップが発生する直前にすべり状態を維持することで，動力伝達効率の向上を図る。
【解決手段】入力軸要素と、出力軸要素と、これらにそれぞれ接触し、接触部分の摩擦により前記入力軸要素から前記出力軸要素へと動力伝達を行う伝達要素と、を有する摩擦伝動装置のすべり検出装置において、入出力軸要素と伝達要素間のすべり状態を判定するすべり判定手段を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、摩擦伝動装置のすべり検出装置、特に自動車に用いられるベルト式ＣＶＴ(Continuously Variable Transmission)のすべり検出装置に関するものである。

ベルト式無段変速機の動力伝達効率を向上するための効果的な方法としてプーリ推力を現在の設定値よりも低く設定するという方法がある。プーリ推力を減少させることは同時に油圧ポンプの駆動に伴う動力損失を低減することにもつながる点で有利であるが、プーリ推力を低く設定しすぎるとベルト／プーリ間にマクロスリップを生じ、動力伝達効率の低下とともにベルト／プーリの損傷が問題となる。したがって、予測不可能な外乱からベルト／プーリを保護するために、余剰なプーリ推力を一種の構造設計における安全率という観点から設定せざるを得ない。このベルト式無段変速機の動力伝達効率を向上するという課題に対していくつかの方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、３）。

特開２００４−７６７６９号公報 特表２０００−５００８５０号公報 特開２００３−２１５７８号公報

特許文献１においては、入力部材と出力部材との間のトルクの伝達を媒介する伝動部材を介したトルクの伝達効率に基づいて伝達部材を挟み付ける挟圧力を求め、その挟圧力を制御している。従って、特許文献１においては、ベルトの滑りを直接検出することができないため、その信頼性確保のためには余剰圧を必要とし、改善の余地があった。特許文献２においては、少なくとも２つのセンサユニットにより実際のスリップを検出するものであるが、ベルトの滑りを直接検出するために特別なセンサーが必要であり、製造コストの面で改善の余地があった。特許文献３においては、ベルトすべり速度の急速な増加（ノンリニアスリップ状態）から限界プーリ推力を検出する方法が提案されている。しかし、図１２に示すように、ノンリニアスリップの発生は動力伝達効率の低下を招くため、ノンリニアスリップが発生する直前にすべり状態を維持することが望ましく、また、この方法では油圧レスポンスの遅れにより、重大なマクロスリップを招く危険性が増大する。

本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、ミクロスリップ領域からすべり状態の変化を検出し、ノンリニアスリップが発生する直前にすべり状態を維持することで、動力伝達効率の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
入力軸要素と、出力軸要素と、これらにそれぞれ接触し、接触部分の摩擦により前記入力軸要素から前記出力軸要素へと動力伝達を行う伝達要素と、を有する摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
前記入力軸要素が有する任意の変動成分の前記入出力軸要素間の伝達特性に基づき、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定するすべり判定手段を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
前記変動成分は、前記入出力軸要素が有する回転数変動とトルク変動の少なくとも一つであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
前記変動成分の伝達特性は、特性指標化手段により指標化されたすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つであって、
前記すべり判定手段は、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つに基づき、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
前記すべり判定手段は、前記変動成分の周波数を基準として、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφとを切り替えて、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの算出に際し、２位相ロックインアンプを用いることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
さらに、入力トルクの変化度合いに対する相対的な前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの応答性を表現する応答指数λを決定する応答指数決定手段と、
前記応答指数に応じて、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの整定時間を調整する整定時間調整手段を有することを特徴とする。

請求項１に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置は、入出力軸要素と伝達要素間にすべりが発生すると、これに起因した摩擦損失により入出力軸要素間の変動成分の伝達が阻害されるが、この阻害の程度に基づきすべり状態を判定するものである。これにより、ベルトの滑りを直接検出するための特別なセンサー必要とせず、ベルトすべり状態の変化をミクロスリップ領域から精度良く明確に検出し、ノンリニアスリップが発生する直前にすべり状態を維持することができるため、挟圧力（プーリ推力）が不必要に高くなることを抑制して燃費の向上を図ることができる。従って、効率の高い、耐久性に優れた摩擦伝動装置が提供できる。

請求項２に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置によれば、入力軸要素が有する変動成分として回転数変動とトルク変動の少なくとも一つを用いることができるので、回転数変動またはトルク変動を適宜選択して用いることにより、検出精度を向上させることができる。

請求項３に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置によれば、変動成分の伝達特性をすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つとして指標化することにより、算出装置の簡略化と算出処理の高速化を実現できるため、コスト上昇の抑制効果と良好な制御性を得ることができる。

請求項４に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置によれば、変動成分の周波数を基準として、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφとを切り替えて用いることにより、検出精度を向上させることができる。

請求項５に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置によれば、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つの算出に際し、２位相ロックインアンプを用いることにより、すべり識別子の応答遅れを最小限に抑えることができる。これにより、すべり状態の判別に対する有効性を格段に高めることができる。

請求項６に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置によれば、予め想定される走行条件から必要な応答指数の値を決定し、この応答指数を満足するよう、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つの整定時間を設定することで、動力伝達効率の向上とそれに伴うコストを最適化することができる。

本発明のすべり検出装置を適用可能な摩擦伝動装置の模式図である。 本発明のすべり検出装置の一実施形態のブロック図である。 本発明のすべり検出装置の制御を示すフローチャートである。 回転変動を用いた場合とトルク変動を用いた場合におけるすべり識別子とトルク比との関係の一例を示すグラフであ。 回転変動を用いて求めた位相遅れとトルク比との関係の一例を示すグラフである。 トルク変動を用いて求めた位相遅れとトルク比との関係を示すグラフである。 エンジン回転数に対するすべり識別子と位相遅れの特性を表わすグラフである。 すべり識別子及び位相遅れを算出する算出方法を説明するブロック図である。 ＦＦＴと２位相ロックインアンプを用いた場合の算出精度と応答性との関係を示すグラフである。 負荷トルクを変動させた場合の制御結果を示すグラフである。 速度比ｉ＝０．４５における応答指数に対する平均プーリ油圧と平均動力伝達効率を示すグラフである。 ベルトのスリップ状態と伝達効率を示した模式図。

以下、本発明に係る摩擦伝動装置のすべり検出装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のすべり検出装置を適用可能な摩擦伝動装置の模式図であり、図２は本発明のすべり検出装置の一実施形態のブロック図であり、図３は本発明のすべり検出装置の制御を示すフローチャート、図４は回転変動を用いた場合とトルク変動を用いた場合におけるすべり識別子とトルク比との関係の一例を示すグラフであり、図５は回転変動を用いて求めた位相遅れとトルク比との関係の一例を示すグラフであり、図６はトルク変動を用いて求めた位相遅れとトルク比との関係を示すグラフであり、図７はエンジン回転数に対するすべり識別子と位相遅れの特性を表わすグラフであり、図８はすべり識別子及び位相遅れを算出する算出方法を説明するブロック図であり、図９にＦＦＴと２位相ロックインアンプを用いた場合の算出精度と応答性との関係を示すグラフであり、図１０は負荷トルクを変動させた場合の制御結果を示すグラフであり、図１１は速度比ｉ＝０．４５における応答指数に対する平均プーリ油圧と平均動力伝達効率を示すグラフである。

先ず、本発明のすべり検出装置を適用可能な摩擦伝動装置について図１を参照して説明する。
図１に示す摩擦伝動装置はベルト式無段変速機であり、無段変速機１０（以下、ＣＶＴと呼ぶことがある。）はメインシャフト１２（以下、入力軸要素と呼ぶ。）と、カウンタシャフト１３（以下、出力軸要素と呼ぶ。）と、メインシャフト１２とカウンタシャフト１３との間に配設された金属製のＶベルト機構１４と、から構成され、メインシャフト１２とカウンタシャフト１３にはそれぞれ磁歪式トルクセンサ１５が設けられている。Ｖベルト機構１４は、メインシャフト１２上に配設された駆動プーリ１６と、カウンタシャフト１３上に配設された従動プーリ１７と、両プーリ１６、１７間に巻き掛けられた金属製のＶベルト１８とからなっており、ソレノイドバルブ５（図２参照）により油圧を制御することで両プーリ１６、１７間のプーリ幅を変化させ、Ｖベルト１８の巻き掛け半径を変化させて変速比を無段階に変化させている。なお、磁歪式トルクセンサ１５は後述するトルク変動を検出するために使用されるものであり、トルク変動を用いない場合には必ずしも必要ではない。トルクセンサとして、磁歪式トルクセンサを例示したが、これに限定されず任意のトルクセンサを用いることができる。また、入力軸要素としてのメインシャフト１２は図１で示した原動機１１のクランク軸１１ａであってもよく、クランク軸１１ａに連結された他の軸部材であってもよい。

次に、図２のブロック図を用いて本実施形態の摩擦伝動装置のすべり検出装置１（すべり検出装置）の構成を説明する。
すべり検出装置１は、変動周波数ｆ_０を検出するｆ_０検出部２と、ｆ_０検出部２により検出された変動周波数ｆ_０からすべり状態を指標化する特性指標部３（特性指標化手段）と、特性指標部３により指標化された指標値を用いてソレノイドバルブ５を制御するＰＩＤ制御器４（すべり判定手段）と、予め想定される走行条件から必要な応答指数λを決定する応答指数決定部７（応答指数決定手段）と、決定された応答指数λを満足するよう指標値の整定時間Ｔ_Ｓを決定する整定時間調整部８（整定時間調整手段）と、を備えて構成されている。

次に、本発明の摩擦伝動装置のすべり検出装置の制御について図３に示すフローチャートに従って説明する。まず、ｆ_０検出部２において、原動機１１の使用に伴う入力軸要素の変動周波数ｆ_０の検出を行う（Ｓ１）。入力軸要素には、原動機１１の燃焼サイクルに起因した回転変動が与えられている。したがって、変動周波数ｆ_０は原動機クランク軸（入力軸要素）回転数の直流成分によって決定され、次式（１）で算出することができる。なお、原動機クランク軸１１ａの回転数の直流成分Ｎ_ｅはローパスフィルタを通過させることにより検出することができる。ここでは、入力軸要素が有する変動として原動機１１の燃焼サイクルに起因した回転変動を用いたが、これは磁歪式トルクセンサ１５によって検出されるトルク変動としても良く、その変動周波数もモータなどにより意図的に生成した変動など任意の変動周波数を採用できる。すなわち、すべり検出に用いる変動はＣＶＴのいずれの運転条件においても明確で、かつ周波数が既知あるいは推定可能であれば適宜選択可能である。

次に、特性指標部３において、ｆ_０検出部２により検出された変動周波数ｆ_０における振動成分からすべり状態の指標化を行う（Ｓ２）。この指標を次式（２）で定義し、すべり識別子と称する。

式（２）は、入力軸要素と出力軸要素間における振幅比を摩擦伝導装置の幾何学的な応答、すなわちすべりや励振の影響を受けない場合の振幅比により標準化したものである。

また、変動周波数ｆ_０における振幅比は（３）式で定義され、入力信号と出力信号を計測することで算出することができる。Ｓ_ｉｎ、Ｓ_ｏｕｔはそれぞれ入力信号と出力信号のパワスペクトルである。

また、幾何学条件における振幅比は摩擦伝導装置で生じるすべりが小さい場合には、近似的に出力信号と入力信号の直流成分の比として表され、式（４）で定義する。

ここで、Ｍ_ｇは入力軸要素および出力軸要素の変動として用いる物理量に依存する。例えば式（２）の算出に回転変動を用いた場合にはＭ_ｇ＝１／ｉ、トルク変動を用いた場合にはＭ_ｇ＝ｉのように表現される。ｉは摩擦伝導装置の速度比（変速比）であり、駆動プーリ回転数Ｎ_ＤＲと従動プーリ回転数Ｎ_ＤＮの比（ｉ＝Ｎ_ＤＲ/Ｎ_ＤＮ）により定義される。

以上より、式（２）を書き直すと次式となる。従って、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐは入力軸要素が有する任意の変動周波数ｆ_０を選定することで導出される。

また、入力軸要素および出力軸要素間での振動伝達に対する位相遅れに着目すれば、位相遅れΔφは（６）式で定義される。位相遅れΔφは、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと同様にすべり状態を記述する指標として捉えることができる。

図４（ａ）はｉ＝２．０における回転変動を用いて求めたすべり識別子とトルク比との関係を示すグラフであり、図４（ｂ）はｉ＝２．０におけるトルク変動を用いて求めたすべり識別子とトルク比との関係を示すグラフである。横軸がトルク比（ノンリニアスリップを生じる臨界トルクに対する負荷トルク）、縦軸がすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐを表す。図４（ａ）からわかるように、トルク比の増加に伴ってすべり識別子はミクロスリップ領域から明確な減少を示す。また、トルク変動を用いた図４（ｂ）からも同様の特性を得ることができる。このことより、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐを用いることで従来とは異なり、ミクロスリップ状態からすべり状態の変化を検出することが可能である。ノンリニアスリップの発生を境に系は線形から非線形へと推移する。系の線形性より、ミクロスリップ領域においてはすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐとトルク比を一義的に関係づけることができる。ノンリニアスリップ領域では、この限りではないが、ノンリニアスリップ発生点の直前にプーリ推力を維持する目的を考えれば、トルク比ｒ＞１．０となるすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの値を把握することはあまり重要ではない。

図４より、ミクロスリップ領域においては、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐはトルク比の増加に伴って単調減少する特性を有する。すなわち、油圧レスポンスの遅れなどにより、仮にノンリニアスリップが発生した場合においても、ノンリニアスリップの発生を把握できることからすべり状態を正常に復帰させることができる。以上より、トルク比ｒ＝１．０におけるすべり識別子を基準とすることで、ミクロスリップ領域からノンリニアスリップの発生を予測することができる。

図５（ａ）は車両系の共振周波数ｆ_ｎに対しｆ_０＜ｆ_ｎにおける回転変動を用いた場合の位相遅れΔφとトルク比の関係を示すグラフであり、図５（ｂ）はｆ_０＞ｆ_ｎにおける位相遅れΔφとトルク比の関係を示すグラフである。また、図６（ａ）は車両系の共振周波数ｆ_ｎに対しｆ_０＜ｆ_ｎにおけるトルク変動を用いた場合の位相遅れΔφとトルク比の関係を示すグラフであり、図６（ｂ）はｆ_０＞ｆ_ｎにおける位相遅れΔφとトルク比の関係を示すグラフである。横軸がトルク比（ノンリニアスリップを生じる臨界トルクに対する負荷トルク）、縦軸が位相遅れΔφを表す。

図５からわかるように、位相遅れΔφは車両系の共振周波数ｆ_ｎを境に、低周波側（ｆ_０＜ｆ_ｎ）ではトルク比の増加に伴って単調増加し、一方、高周波側（ｆ_０＞ｆ_ｎ）では単調減少する特性を有する。したがって、ｆ_０とｆ_ｎの大小関係にさえ気を付けることで、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの場合と同様にミクロスリップ領域からノンリニアスリップの発生を予測することができる。また、図６よりトルク変動を用いた場合も同様の特性が得られることを確認することができる。

図７（ａ）はすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの特性を表わすグラフであり、図７（ｂ）は位相遅れΔφの特性を表わすグラフである。図７（ａ）からわかるように、車両系の共振周波数ｆ_ｎに対しｆ_０が低周波あるいは高周波となる場合、すなわち、エンジン回転数Ｎ_ｅが低回転あるいは高回転とした場合には、すべり状態に対するすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの変化は小さくなる。これはすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐを検出するために必要な分解能が増加することを意味し、コストの増加を招く。

一方、図７（ｂ）からわかるように、ｆ_ｎ近傍を除き、すべり状態に対する位相遅れΔφの変化はすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと比べて大きいものの、一般に検出精度はすべり識別子に劣る。そこで、各指標のすべり状態に対する変化幅と検出精度との兼ね合いにより低周波および高周波側に閾値ｆ_Ｌ、ｆ_Ｈをそれぞれ設け、ｆ_０の値によりすべり判定の基準とする指標としてすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφとを切り替えることにより、エンジン回転数Ｎ_ｅにかかわらずすべり判定の精度を維持することができる。なお、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの切替えの具体例については後述する。

式（５）より、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの算出には、入出力信号のパワスペクトルを求める必要がある。パワスペクトルの算出には有限個のサンプル信号が必要となり、これはベルトすべり状態の変化に対するすべり識別子の応答遅れを生じる。ここで、パワスペクトルの算出には通常、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)が用いられる。本発明においてもＦＦＴを用いてパワスペクトルを算出することは可能であるが、パワスペクトルの算出には多くのサンプル信号が必要となり、これはベルトすべり状態の変化に対するすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの応答遅れを生じる。したがって、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの応答遅れを最小限に抑える必要性を考慮し、２位相ロックインアンプを用いる。

図８に示すように、すべり検出装置１の特性指標部３に、パワスペクトルの算出に２位相ロックインアンプを適用した。この２位相ロックインアンプはＢＰＦ（Band Pass Filter）およびＬＰＦ（Low Pass Filter）から構成される。まず、駆動プーリ回転数の直流成分から、変動周波数ｆ_０の割り出しを行い、変動周波数ｆ_０の正弦（余弦）波形を参照信号として入出力信号に乗算することで、変動周波数ｆ_０の交流成分を直流成分として抽出する。これは同時に位相遅れΔφの算出を行うこともできる。

図９はＦＦＴと２位相ロックインアンプを用いた場合の算出精度と応答性との関係を示すグラフである。算出精度と応答性は、特性指標部３に試験信号を入力することにより評価した。横軸はすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐの整定時間Ｔ_sを示し、縦軸はすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐに含まれる相対誤差を示す。ここで、整定時間は目標値の±２％以内に収束するまでの時間と定義し、ステップ応答により評価した。図９からは、ＦＦＴよりも２位相ロックインアンプを用いることで、より高い算出精度と応答性の両立が可能であることがわかる。このことより、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐを用いたすべり状態の判別に対する有効性を格段に高めることができる。また、これは位相遅れΔφを用いたすべり状態の判別に対しても同様である。

本発明では、特性指標部３にて算出したすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφをフィードバックすることにより、基準値ＩＤ_ｓｌｉｐ’又はΔφ’との偏差を求める。また、上述したようにフィードバックする指標としては、閾値ｆ_Ｌ、ｆ_Ｈに対するｆ_０の値によりすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφとを切り替える（Ｓ３）。基準値ＩＤ_ｓｌｉｐ’、 Δφ’はノンリニアスリップ発生点におけるすべり識別子と位相遅れの値である。

図３に示すように、先ず、変動周波数ｆ_０がｆ_Ｌ＜ｆ_０＜ｆ_Ｈを満たすかどうかを判定する（Ｓ３−１）。変動周波数ｆ_０がｆ_Ｌ＜ｆ_０＜ｆ_Ｈを満たす場合、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐを指標として基準値ＩＤ_ｓｌｉｐ’に対する偏差ＩＤ_ｓｌｉｐ’− ＩＤ_ｓｌｉｐを求める（Ｓ３−２）。一方、変動周波数（ｆ_０）がｆ_Ｌ＜ｆ_０＜ｆ_Ｈを満たさない場合には、変動周波数ｆ_０と車両系の共振周波数ｆ_ｎを比較し（Ｓ３−３）、ｆ_０＜ｆ_ｎを満たす場合には位相遅れΔφを指標として基準値Δφ’に対する偏差Δφ− Δφ’を求める（Ｓ３−４）。一方、ｆ_０＜ｆ_ｎを満たさない場合には位相遅れΔφを指標として基準値Δφ’に対する偏差Δφ’− Δφを求める（Ｓ３−５）。

そして、ＰＩＤ制御器４より制御信号がソレノイドバルブ５に送られ、ソレノイドバルブ５を制御信号に基づいて調整することにより、ＣＶＴ１０のプーリ推力を制御する。

図１０は、負荷トルク（入力トルク）を変動させた場合の制御結果のグラフである。縦軸は上段から（ａ）〜(ｄ)にそれぞれ、入力トルク（Ｔ_ＤＲ），プーリ油圧(Ｐ_ＤＮ)，トルク比(ｒ)，動力伝達効率(η)示し、横軸は時間を示す。従来の制御では，アクセル開度や車速より，負荷トルクを推定し、プーリ推力を決定する手法が一般的であり、従来制御では、負荷トルク推定値に含まれる実トルクとの誤差やシステム全体の応答遅れによるノンリニアスリップの発生を防ぐため、安全率を乗じたプーリ推力を付加する必要があった。そのため、図１０から明らかなように、従来制御においては、伝達効率を高くすることができなかった。本発明においては、負荷トルクの変化に対して、プーリ油圧が応答遅れやオーバシュートをほとんど伴わずに応答することで、従来制御と比較して、安定に一定のトルク比を維持していることがわかる。その結果、余剰なプーリ油圧を低減し、トルク比が極めて１に近い状態におけるＣＶＴ１０の運転が可能となった。

ここで、入力トルクが平均して１Ｎｍ変化するのに要する時間とすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの整定時間との比としてλを次式（６）で定義し、これを応答指数と呼ぶことにする。

応答指数λはすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの応答性に対する入力トルクの変化度合いの相対的な大きさを示し、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの整定時間Ｔ_Ｓを短くすることで向上させることができる。速度比ｉ＝０．４５における応答指数λに対する平均プーリ油圧と平均動力伝達効率を示すグラフを図１１に示す。図１１（ａ）、（ｂ）より応答指数λの大きな領域ほどプーリ油圧、動力伝達効率ともに応答指数λに対する変化勾配は一定に近づくことがわかる。このように、本発明による動力伝達効率の向上効果は、応答指数λに依存するため、応答指数決定部７において予め想定される走行条件から必要な応答指数λの値を決定し（Ｓ２−１）、整定時間調整部８においてこの応答指数λを満足するようすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの整定時間を設定している（Ｓ２−２）。これにより、動力伝達効率の向上とそれに伴うコストを最適化することができる。

応答指数λを大幅に向上できない場合においても例えばλ＞０．４とすることで，従来制御と比較してプーリ油圧を約３０％低減でき、これにより１％程度の動力伝達効率を向上できる。

以上、説明したとおり、本実施形態の摩擦伝動装置のすべり検出装置１によれば、すべりを検出する特別なセンサーを必要とせず、ベルトすべり状態の変化をミクロスリップ領域から精度良く明確に検出し、ノンリニアスリップが発生する直前にすべり状態を維持することができるため、挟圧力が不必要に高くなることを抑制して燃費の向上を図ることができる。これにより、効率の高い、耐久性に優れた摩擦伝動装置が提供できる。

また、入力軸要素が有する変動成分として回転数変動とトルク変動の少なくとも一つを用いることができるので、回転数変動またはトルク変動を適宜選択して用いることにより、検出精度を向上させることができる。

また、変動成分の伝達特性をすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つとして指標化することにより、算出装置の簡略化と算出処理の高速化を実現できるため、コスト上昇の抑制効果と良好な制御性を得ることができる。

また、変動成分の周波数を基準として、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφとを切り替えて用いることにより、検出精度を向上させることができる。

また、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの算出に際し、２位相ロックインアンプを用いることにより、すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの応答遅れを最小限に抑えることができる。これによりすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφのすべり状態の判別に対する有効性を格段に高めることができる。

さらに、予め想定される走行条件から必要な応答指数λの値を決定し、この応答指数λを満足するようすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐ又は位相遅れΔφの整定時間Ｔ_Ｓを設定することで、動力伝達効率の向上効果とそれに伴うコストを最適化することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１ すべり検出装置（すべり検出装置）
２ ｆ_０検出部
３ 特性指標部（特性指標化手段）
４ ＰＩＤ制御器（すべり判定手段）
５ ソレノイドバルブ
７ 応答指数決定部（応答指数決定手段）
８ 整定時間調整部（整定時間調整手段）
１０ ＣＶＴ、無段変速機（摩擦伝動装置）

Claims (6)

1. 入力軸要素と、出力軸要素と、これらにそれぞれ接触し、接触部分の摩擦により前記入力軸要素から前記出力軸要素へと動力伝達を行う伝達要素と、を有する摩擦伝動装置のすべり検出装置において、
   前記入力軸要素が有する任意の変動成分の前記入出力軸要素間の伝達特性に基づき、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定するすべり判定手段を有することを特徴とする摩擦伝動装置のすべり検出装置。
2. 前記変動成分は、前記入出力軸要素が有する回転数変動とトルク変動の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置。
3. 前記変動成分の伝達特性は、特性指標化手段により指標化されたすべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと位相遅れΔφの少なくとも一つであって、
   前記すべり判定手段は、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つに基づき、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置。
4. 前記すべり判定手段は、前記変動成分の周波数を基準として、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφとを切り替えて、前記入出力軸要素と前記伝達要素間のすべり状態を判定することを特徴とする請求項３に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置。
5. 前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの算出に際し、２位相ロックインアンプを用いることを特徴とする請求項３又は４に記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置。
6. さらに、入力トルクの変化度合いに対する相対的な前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの応答性を表現する応答指数λを決定する応答指数決定手段と、
   前記応答指数に応じて、前記すべり識別子ＩＤ_ｓｌｉｐと前記位相遅れΔφの少なくとも一つの整定時間を調整する整定時間調整手段を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の摩擦伝動装置のすべり検出装置。

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