JP2010078025A - 無段変速機のベルト劣化判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの損傷に至る前の劣化度を経時的に判定するようにした無段変速機のベルト劣化判定装置を提供する。
【解決手段】入力トルクとプーリの入力軸回転数とレシオなどに基づいて無段変速機のリングの劣化度を算出し、エレメントのクランプ力とエレメントの押し力などに基づいてエレメント荷重を算出すると共に、それに基づいてエレメントの劣化度を算出し（Ｓ１０）、算出されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定しきい値を超えるとき、それを積算し（Ｓ１２からＳ１６）、積算された劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する（Ｓ１８からＳ２０）。
【選択図】図５

Description

この発明は無段変速機のベルト劣化判定装置に関し、より詳しくは無段変速機のベルトの劣化度を経時的に判定する装置に関する。

ベルト式の無段変速機のベルトの損傷を検出する技術としては、例えば特許文献１記載の技術を挙げることができる。特許文献１記載の技術にあっては、ドライブプーリとドリブンプーリの推力比（油圧シリンダの圧力比）と速度比（変速比）を算出すると共に、剛性が低下したベルトは同一の速度比であれば推力比が大きく、同一の推力比であれば速度比が小さくなる傾向があるという知見に基づき、それらの関係からベルトに損傷が生じたことを検出している。
特開２００３−４２２５１号公報

特許文献１記載の技術によってベルトに生じた損傷を検出することができるが、損傷に至る前の劣化度を経時的に判定できれば、修理するなどして損傷を未然に防止することも可能となり、なお望ましい。

従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、ベルトの損傷に至る前の劣化度を経時的に判定するようにした無段変速機のベルト劣化判定装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、リングと前記リングに保持される複数個のエレメントからなるベルトと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルトをクランプするプーリとを備えた無段変速機において、前記プーリに入力される入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、前記プーリの入力軸回転数と出力軸回転数を検出するプーリ回転数検出手段と、前記検出されたプーリの入力軸回転数と出力軸回転数とに基づいて前記無段変速機の変速比を算出する変速比算出手段と、前記供給される油圧の指令値を算出する油圧指令値算出手段と、前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出された変速比と油圧の指令値とに少なくとも基づいて前記ベルトのｎ回転当たりの前記リングの劣化度を算出するリング劣化度算出手段と、前記プーリに作用する軸推力を算出する軸推力算出手段と、前記算出された軸推力に基づいて前記エレメントを側方からクランプするクランプ力を算出するエレメントクランプ力算出手段と、前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出された変速比とに基づいて前記エレメントの押し力を算出するエレメント押し力算出手段と、前記算出されたエレメントクランプ力とエレメント押し力とに少なくとも基づいて前記エレメントに作用するエレメント荷重を算出するエレメント荷重算出手段と、前記算出されたエレメント荷重に基づいて前記ベルトのｎ回転当たりの前記エレメントの劣化度を算出するエレメント劣化度算出手段と、前記算出されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定しきい値を超えるとき、前記設定しきい値を超える劣化度を積算する劣化度積算出手段と、前記積算されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段とを備える如く構成した。

請求項２にあっては、リングと前記リングに保持される複数個のエレメントからなるベルトと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルトをクランプするプーリとを備え、車両に搭載される内燃機関の出力を変速する無段変速機において、前記車両の発進加速と前記車両の前後進の切換とを少なくとも含む操作モードを検出する操作モード検出手段と、前記検出された操作モードの回数を前記操作モードごとにカウントする操作モード回数カウント手段と、前記操作モードごとにカウントされた回数と前記操作モードごとに予め設定された劣化度とに基づいて前記ベルトの劣化度を算出すると共に、算出値を積算するベルト劣化度積算手段と、前記積算されたベルトの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段とを備える如く構成した。

請求項１に係る無段変速機のベルト劣化判定装置にあっては、入力トルクとプーリの入力軸回転数と変速比と油圧の指令値とに少なくとも基づいてベルトのｎ回転当たりのリングの劣化度を算出し、エレメントクランプ力とエレメント押し力とに少なくとも基づいてエレメントに作用するエレメント荷重を算出し、それに基づいてベルトのｎ回転当たりの前記エレメントの劣化度を算出し、算出されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定しきい値を超えるとき、積算すると共に、積算された劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する如く構成したので、例えば警告に応じて修理することで無段変速機のベルトの損傷を未然に防止することができる。また、所定の動作の中に入力トルクの制限やベルト使用領域の制限（負荷の高い領域、例えば最もハイあるいはロー側の使用の制限）などを入れることで、ベルトの負荷を低減でき、修理までの間のベルトをもたせることなども可能となる。

請求項２に係る無段変速機のベルト劣化判定装置にあっては、車両の発進加速と前後進の切換とを少なくとも含む操作モードを検出し、検出された操作モードの回数を操作モードごとにカウントし、操作モードごとにカウントされた回数と操作モードごとに予め設定された劣化度とに基づいてベルトの劣化度を算出して積算すると共に、積算されたベルトの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する如く構成したので、同様に、例えば警告に応じて修理することでベルトの損傷を未然に防止することができる。また、所定の動作の中に入力トルクの制限やベルト使用領域の制限などを入れることで、ベルトの負荷を低減でき、修理までの間のベルトをもたせることなども可能となる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る無段変速機のベルト劣化判定装置を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る無段変速機のベルト劣化判定装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、車両（駆動輪Ｗなどで部分的に示す）１２に搭載される。

エンジン１０において、吸気系に配置されたスロットルバルブ（図示せず）は車両１２の運転席に配置されるアクセルペダル（図示せず）との機械的な接続が絶たれ、電動モータなどのアクチュエータ（図示せず）からなるＤＢＷ（Drive By Wire）機構１４に接続されて駆動される。

スロットルバルブで調量された吸気はインテークマニホルド（図示せず）を通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタ（燃料噴射弁）１６から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブ（図示せず）が開弁されたとき、当該気筒の燃焼室（図示せず）に流入する。燃焼室において混合気は点火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を駆動してクランクシャフト（図示せず）を回転させた後、排気となってエンジン１０の外部に放出される。

エンジン１０のクランクシャフトはドライブプレート２０に固定される。ドライブプレート２０はフライホイールマスも兼ねるトルクコンバータ２２のポンプ・インペラ２２ａに接続される一方、それに対向配置されて流体（作動油）を収受するタービン・ランナ２２ｂはメインシャフト（ミッション入力軸）ＭＳに接続される。符号２２ｃはロックアップクラッチを示す。

トルクコンバータ２２の下流には、前後進切換機構２４を介して無段変速機（Continuous Variable Transmission。以下「ＣＶＴ」という）２６が接続される。

ＣＶＴ２６は、メインシャフトＭＳ上に配置されるドライブプーリ２６ａと、メインシャフトＭＳに平行なカウンタシャフトＣＳ上に配置されたドリブンプーリ２６ｂと、その間に掛け回される金属製のベルト２６ｃからなる。

ドライブプーリ２６ａは、メインシャフトＭＳ上に配置された固定プーリ半体２６ａ１と、固定プーリ半体２６ａ１に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２６ａ２とからなる。ドリブンプーリ２６ｂは、カウンタシャフトＣＳに固定された固定プーリ半体２６ｂ１と、固定プーリ半体２６ｂ１に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２６ｂ２からなる。

図２は、図１に示すベルト２６ｃを構成するエレメント（ブロック）２６ｃ１とリング２６ｃ２を撮影して得た説明図であり、図３は図２に示すエレメント２６ｃ１の１つを模式的に示す説明図である。

図２に示す如く、ベルト２６ｃは２束のリング２６ｃ２とそのリング２６ｃ２に保持される多数の、例えば４００個程度のエレメント２６ｃ１とから構成され、隣接するエレメント２６ｃ１が順次押されることでドライブプーリ２６ａからドリブンプーリ２６ｂにトルクが伝達される。

図３に示す如く、エレメント２６ｃ１は、その前面と背面に摩擦面２６ｃ１ａを備えると共に、前面の楔状に形成される下部に設けられるロッキングエッジ２６ｃ１ｂと、肩部の両側のサドル２６ｃ１ｃと、Ｖ字状の頭部２６ｃ１ｅの前面に形成されるノーズ２６ｃ１ｄと、頭部２６ｃ１ｅの背面に形成されてノーズ２６ｃ１ｄを収容するディンプル（図示せず）とを備える。２束のリング２６ｃ２は、肩部と頭部２６ｃ１ｅの間の間隙においてサドル２６ｃ１ｃの上にそれぞれ戴置される。

前後進切換機構２４は、メインシャフトＭＳに固定されるリングギヤ２４ａと、ＣＶＴ２６のドライブプーリ２６ａの固定プーリ半体２６ａ１に固定されるサンギヤ２４ｂと、その間に配置されるピニオンギヤキャリア２４ｃと、リングギヤ２４ａとサンギヤ２４ｂを締結可能な前進（フォワード）クラッチ２４ｄと、ピニオンギヤキャリア２４ｃを変速機ケース（図示せず）に固定可能な後進（リバース）ブレーキクラッチ２４ｅとからなる。

カウンタシャフトＣＳにはセカンダリドライブギヤ３０が固定され、セカンダリドライブギヤ３０はセカンダリシャフトＳＳに固定されたセカンダリドリブンギヤ３２と噛合する。セカンダリシャフトＳＳにはファイナルドライブギヤ３４が固定され、ファイナルドライブギヤ３４は、ディファレンシャル機構Ｄのファイナルドリブンギヤ３６に噛合される。

上記の構成により、カウンタシャフトＣＳの回転はギヤ３０，３２を介してセカンダリシャフトＳＳに伝えられ、セカンダリシャフトＳＳの回転はギヤ３４，３６を介してディファレンシャルＤに伝えられ、そこで振り分けられて左右の駆動輪（タイヤ。右側のみ示す）Ｗに伝えられる。駆動輪Ｗの付近にはディスクブレーキ４０が配置される。

図４はＣＶＴ２６などの油圧機構を模式的に示す油圧回路図である。

図示の如く、油圧機構（符号４２で示す）には油圧ポンプ４２ａが設けられる。油圧ポンプ４２ａはエンジン１０によって駆動され、リザーバ４２ｂに貯留された作動油を汲み上げてＰＨ制御バルブ（PH REG VLV）４２ｃに圧送する。

ＰＨ制御バルブ４２ｃの出力（ＰＨ圧（ライン圧））は、一方では油路４２ｄから第１、第２のレギュレータバルブ（DR REG VLV, DN REG VLV）４２ｅ，４２ｆを介してＣＶＴ２６のドライブプーリ２６ａの可動プーリ半体２６ａ２のピストン室（ＤＲ）２６ａ２１とドリブンプーリ２６ｂの可動プーリ半体２６ｂ２のピストン室（ＤＮ）２６ｂ２１に接続されると共に、他方では油路４２ｇを介してＣＲバルブ（CR VLV）４２ｈに接続される。

ＣＲバルブ４２ｈはＰＨ圧を減圧してＣＲ圧（制御圧）を生成し、油路４２ｉから第１、第２、第３の（電磁）リニアソレノイドバルブ４２ｊ，４２ｋ，４２ｌ（LS-DR, LS-DN, LS-CPC）に供給する。第１、第２のリニアソレノイドバルブ４２ｊ，４２ｋはそのソレノイドの励磁に応じて決定される出力圧を第１、第２のレギュレータバルブ４２ｅ，４２ｆに作用させ、油路４２ｄから送られるＰＨ圧の作動油を可動プーリ半体２６ａ２，２６ｂ２のピストン室２６ａ２１，２６ｂ２１に供給し、それに応じたプーリ側圧を発生させる。

従って、図１に示す構成においては、可動プーリ半体２６ａ２，２６ｂ２を軸方向に移動させるプーリ側圧が発生させられてドライブプーリ２６ａとドリブンプーリ２６ｂのプーリ幅が変化し、ベルト２６ｃの巻掛け半径が変化する。このように、プーリの側圧を調整することで、エンジン１０の出力を駆動輪Ｗに伝達する変速比を無段階に変化させることができる。

ＣＲバルブ４２ｈの出力（ＣＲ圧）はＣＲシフトバルブ（CR SFT VLV）４２ｎにも接続され、そこからマニュアルバルブ（MAN VLV）４２ｏを介して前後進切換機構２４の前進クラッチ２４ｄのピストン室（ＦＷＤ）２４ｄ１と後進ブレーキクラッチ２４ｅのピストン室（ＲＶＳ）２４ｅ１に接続される。

前進クラッチ２４ｄと後進ブレーキクラッチ２４ｅの動作は、車両１２の運転席に設けられた、例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｓ，Ｌのレンジ（ポジション）を備えるセレクトレバー４４を運転者が操作して選択することで決定される。即ち、運転者によってセレクトレバー４４のいずれかのレンジが選択されたとき、その選択動作は油圧機構４２のマニュアルバルブ４２ｏに伝えられる。

例えばＤ，Ｓ，Ｌレンジ、即ち、前進走行レンジが選択されると、それに応じてマニュアルバルブ４２ｏのスプールが移動し、後進ブレーキクラッチ２４ｅのピストン室２４ｅ１から作動油（油圧）が排出される一方、前進クラッチ２４ｄのピストン室２４ｄ１に作動油が供給されて前進クラッチ２４ｄが締結される。前進クラッチ２４ｄが締結されると、全ギヤがメインシャフトＭＳと一体に回転し、ドライブプーリ２６ａはメインシャフトＭＳと同方向（車両１２が前進する方向に相当する方向）に駆動される。

他方、Ｒレンジ（後進走行レンジ）が選択されると、前進クラッチ２４ｄのピストン室２４ｄ１から作動油が排出される一方、後進ブレーキクラッチ２４ｅのピストン室２４ｅ１に作動油が供給されて締結される。その結果、ピニオンギヤキャリア２４ｃが変速機ケースに固定され、サンギヤ２４ｂはリングギヤ２４ａと逆方向に駆動され、ドライブプーリ２６ａはメインシャフトＭＳとは逆方向（車両１２が後進する方向に相当する方向）に駆動される。

また、ＰあるいはＮレンジが選択されると、両方のピストン室から作動油が排出されて前進クラッチ２４ｄと後進ブレーキクラッチ２４ｅが共に開放され、前後進切換機構２４を介しての動力伝達が断たれ、エンジン１０とＣＶＴ２６のドライブプーリ２６ａとの間の動力伝達が遮断される。

また、ＰＨ制御バルブ４２ｃの出力は、油路４２ｐを介してＴＣレギュレータバルブ（TC REG VLV）４２ｑに送られ、ＴＣレギュレータバルブ４２ｑの出力はＬＣコントロールバルブ（LC CTL VLV）４２ｒを介してＬＣシフトバルブ（LC SFT VLV）４２ｓに接続される。ＬＣシフトバルブ４２ｓの出力は一方ではトルクコンバータ２２のロックアップクラッチ２２ｃのピストン室２２ｃ１に接続されると共に、他方ではその背面側の室２２ｃ２に接続される。

ＣＲシフトバルブ４２ｎとＬＣシフトバルブ４２ｓは第１、第２（電磁）オン・オフソレノイド（SOL-A, SOL-B）４２ｕ，４２ｖに接続され、その励磁・非励磁によって前進クラッチ２４ｄへの油路の切替えとロックアップクラッチ２２ｃの締結（オン）・開放（オフ）が制御される。

ロックアップクラッチ２２ｃにあっては、ＬＣシフトバルブ４２ｓを介して作動油がピストン室２２ｃ１に供給される一方、背面側の室２２ｃ２から排出されると、ロックアップクラッチ２２ｃが係合（締結。オン）され、背面側の室２２ｃ２に供給されると共に、ピストン室２２ｃ１から排出されると、解放（非締結。オフ）される。ロックアップクラッチ２２ｃのスリップ量、即ち、係合と解放の間でスリップさせられるときの係合容量は、ピストン室２２ｃ１と背面側の室２２ｃ２に供給される作動油の量（油圧）によって決定される。

先に述べた第３のリニアソレノイドバルブ４２ｌは油路４２ｗとＬＣコントロールバルブ４２ｒを介してＬＣシフトバルブ４２ｓに接続され、さらに油路４２ｘを介してＣＲシフトバルブ４２ｎに接続される。即ち、前進クラッチ２４ｄと、ロックアップクラッチ２２ｃの係合容量（滑り量）は、第３のリニアソレノイドバルブ４２ｌのソレノイドの励磁・非励磁によって調整（制御）される。

図１の説明に戻ると、エンジン１０のカムシャフト（図示せず）付近などの適宜位置にはクランク角センサ５０が設けられ、ピストンのＴＤＣ付近の位置と所定クランク角度位置ごとにパルス信号を出力する。吸気系においてスロットルバルブの下流の適宜位置には吸気圧力センサ５２が設けられ、吸気圧力（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号を出力する。

ＤＢＷ機構１４のアクチュエータにはスロットル開度センサ５４が設けられ、アクチュエータの回転量を通じてスロットル開度ＴＨに比例した信号を出力すると共に、アクセルペダル付近にはアクセル開度センサ５６が設けられ、運転者のアクセルペダル操作量に相当するアクセル開度ＡＰに比例する信号を出力する。

さらに、エンジン１０の冷却水通路（図示せず）の付近には水温センサ６０が設けられ、エンジン冷却水温ＴＷ、換言すればエンジン１０の温度に応じた出力を生じると共に、吸気系には吸気温センサ６２が設けられ、エンジン１０に吸入される吸気温（外気温）ＴＡに応じた出力を生じる。

上記したクランク角センサ５０などの出力は、エンジンコントローラ６４に送られる。エンジンコントローラ６４はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどからなるマイクロコンピュータと波形整形回路などを備える。エンジンコントローラ６４は、クランク角センサ５０の出力パルス間隔の時間を計測してエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、検出されたエンジン回転数ＮＥとその他のセンサ出力に基づいて目標スロットル開度を決定してＤＢＷ機構１４の動作を制御すると共に、燃料噴射量を決定してインジェクタ１６を駆動する。

メインシャフトＭＳの付近の適宜位置にはＮＴセンサ（回転数センサ）６６が設けられ、タービン・ランナ２２ｂの回転数に相当する、メインシャフトＭＳの回転数を示すパルス信号を出力すると共に、ＣＶＴ２６のドライブプーリ２６ａの付近の適宜位置にはＮＤＲセンサ（回転数センサ）７０が設けられてドライブプーリ２６ａの回転数（入力軸回転数）を示す信号を出力する。

セカンダリシャフトＳＳのセカンダリドリブンギヤ３２の付近にはＶＥＬセンサ（回転数センサ）７２が設けられ、セカンダリドリブンギヤ３２の回転数を通じてＣＶＴ２６の出力軸回転数あるいは車速ＶＥＬを示すパルス信号を出力する。前記したセレクトレバー４４の付近にはセレクトレバーセンサ７４が設けられ、運転者によって選択されたＲ，Ｎ，Ｄなどのレンジに応じた信号を出力する。

また、油圧機構４２において、リザーバ４２ｂには油温センサ７６が配置されて作動油の温度（油温）に応じた出力を生じると共に、ドリブンプーリ２６ｂの可動プーリ半体２６ｂ２のピストン室２６ｂ２１に接続される油路には油圧センサ７８が配置されてピストン室２６ｂ２１に供給される作動油の圧力（油圧）に応じた出力を生じる。

上記したＮＴセンサ６６などの出力は、シフトコントローラ８０に送られる。シフトコントローラ８０もエンジンコントローラ６４と同様にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどからなるマイクロコンピュータと波形整形回路などを備えると共に、エンジンコントローラ６４と通信自在に構成される。シフトコントローラ８０は不揮発性メモリ８０ａを備える。

シフトコントローラ８０において、ＮＴセンサ６６とＮＤＲセンサ７０の出力は波形整形回路に入力され、ＣＰＵはその出力から回転数を検出する。ＶＥＬセンサ７２の出力は、波形整形回路に入力された後、方向検出回路に入力される。ＣＰＵは波形整形回路の出力をカウントしてＣＶＴ２６の出力軸回転数（と車速）を検出すると共に、方向検出回路の出力からＣＶＴ２６の回転方向を検出する。

シフトコントローラ８０はそれら検出値に基づき、ＣＶＴ２６の供給油圧を決定して油圧機構４２の電磁ソレノイドバルブ４２ｊなどを励磁・非励磁してＣＶＴ２６の動作を制御すると共に、トルクコンバータ２２のロックアップクラッチ２２ｃと前進クラッチ２４ｄと後進ブレーキクラッチ２４ｅの締結・開放を制御する。

さらに、シフトコントローラ８０は、ＣＶＴ２６のベルト２６ｃの劣化を判定する。

図５はシフトコントローラ８０のその動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムはシフトコントローラ８０によって所定時間ごとに実行される。

まず、Ｓ１０においてベルト２６ｃの劣化度をリング２６ｃ２の劣化度とエレメント２６ｃ１の劣化度として算出する。

図６は、その劣化度の算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１００においてレシオ（変速比）を算出する。レシオは、ＮＤＲセンサ７０から検出されるドライブプーリ２６ａの入力軸回転数（入力回転）を、ＶＥＬセンサ７２から検出されるＣＶＴ２６の出力軸回転数で除算して比を求めることで算出される。

次いでＳ１０２に進み、算出されたレシオから図７に特性を示すグラフを検索してドライブプーリ２６ａ側のベルト２６ｃのベルト巻き付け径（巻き付け半径）を算出する。

次いでＳ１０４に進み、算出されたレシオから図８に特性を示すグラフを検索して同様にドライブプーリ２６ａ側のベルト巻き付け角度を算出する。巻き付け角度はレシオが１．０であれば、１８０度あるいはその付近の値となる。

次いでＳ１０６，Ｓ１０８に進み、油圧指令値に基づいてドライブプーリ２６ａ側とドリブンプーリ２６ｂ側の軸推力を算出する。

次いでＳ１１０に進み、ＮＤＲセンサ７０から検出されるドライブプーリ２６ａの入力軸回転数に基づいて所定時間当たりのベルト２６ｃの回転数（回転総数）を算出する。

次いでＳ１１２に進み、リング２６ｃ２の劣化度、即ち、リング劣化度を算出する。

図９は、その算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

同図を参照して説明すると、Ｓ２００において入力トルク、入力回転、レシオ、油圧指令値よりベルト２６ｃの１回転当たりのリング２６ｃ２の劣化度（リング劣化度。無名数）を、図１０と図１１にその特性を示すテーブルから検索する。

即ち、ドライブプーリ２６ａに入力される入力トルクと、ドライブプーリ２６ａの入力軸回転数と、レシオとから図１０に特性を示すテーブルを検索し、ベルト２６ｃの１回転当たりのリング劣化度を算出する。

次いで、ドリブンプーリ２６ｂに供給される油圧の指令値、より正確には油圧の指令値と基準値の比から図１１に特性を示すテーブルを検索して補正係数を算出し、算出された１回転当たりのリング劣化度に補正係数を乗じて補正する。基準値は、入力トルク、入力回転、レシオが定常状態にあるときの油圧の指令値を示す。尚、図１０と図１１に示す特性は予め実験を通じて求められてＲＯＭに格納される。

次いでＳ２０２に進み、算出されたリング劣化度を積算の単位時間当たりのリング劣化度に換算する。

即ち、ＮＤＲセンサ７０あるいはＶＥＬセンサ７２から検出されたプーリの入力軸あるいは出力軸回転数から積算の単位時間におけるベルト２６ｃの回転数（回転総数）を算出する。次いで算出されたベルト２６ｃの回転数にＳ２００で算出されたリング劣化度を乗じることで、積算の単位時間当たりのリング劣化度に換算する。

図６フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１１４に進み、エレメント２６ｃ１の劣化度、即ち、エレメント劣化度を算出する。

図１２は、その算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

同図を参照して説明すると、Ｓ３００においてベルト２６ｃの回転方向を検出し、それに応じて計算式（後述するエレメント荷重を算出する式）を選択する（持ち替える）。

それについて説明すると、ＣＶＴ２６においてはプーリの間に掛け回されるベルト２６ｃは多数のエレメント２６ｃ１が順次押されることでトルクが伝達されるが、走行レンジの切り換え（後進走行レンジＲから前進走行レンジＤあるいはその逆）に応じてプーリが反転すると、トルク伝達に寄与しなかった側のエレメント２６ｃ１の間に生じていた間隙が押されて詰まり、そのときエレメント２６ｃ１に大きな応力が発生する。

尚、そのときドライブプーリ２６ａの回転は急減して一旦停止した後、反転方向に向けて回転し始める。それに応じてＮＤＲセンサ７０から出力されるパルスの間隔が徐々に開いて回転検出が一旦不能となった後、再び狭まって回転検出可能となる。

従って、Ｓ３００においてはＮＤＲセンサ７０の出力を監視し、検出が不能となってから再び可能となるまでの反転期間にあるか否か検知し、否定されるときは通常の計算式を選択すると共に、肯定されるときは異なる計算式を選択する。

次いでＳ３０２に進み、エレメント２６ｃ１の１個当たりのクランプ力を算出する。これは、図６フロー・チャートのＳ１０６で算出されたドライブプーリ２６ｂの軸推力を、プーリ内のエレメント２６ｃ１の個数で除算して求める。

次いでＳ３０４に進み、入力トルク、入力回転、レシオより、図１３にその特性を示すテーブルを検索し、エレメント２６ｃ１の押し力を算出する。この押し力は、トルクを伝達する、リング２６ｃ２に沿った円周方向（図２に矢印Ａで示す）の力である。

次いでＳ３０６に進み、Ｓ３０４で算出されたエレメント押し力のｎ乗根をテーブル検索し、検索された値と軸推力と摩擦係数μから、Ｓ３００で述べた計算式で使用される補正係数を算出する。尚、補正係数はＳ３００で選択される２種の計算式のいずれにも使用される。

次いでＳ３０８に進み、Ｓ３０６で算出された補正係数と、Ｓ３０２，Ｓ３０４で算出されたクランプ力とエレメント押し力とからＳ３００で触れた計算式に従ってエレメント荷重を算出する。このエレメント荷重は、エレメント２６ｃ１の寿命評価を行うための荷重を意味する。

次いでＳ３１０に進み、算出されたエレメント荷重から図１４にその特性を示すテーブルを検索してベルト１回転当たりのエレメント２６ｃ１の劣化度（エレメント劣化度。無名数）を算出する。図１３と図１４に示す特性も予め実験を通じて求められてＲＯＭに格納される。

次いでＳ３１２に進み、算出されたエレメント劣化度を積算の単位時間当たりのエレメント劣化度に換算する。

即ち、ＮＤＲセンサ７０あるいはＶＥＬセンサ７２から検出されたプーリの入力軸あるいは出力軸回転数から積算の単位時間におけるベルト２６ｃの回転数（回転総数）を算出する。次いで算出されたベルト２６ｃの回転数にＳ３１０で算出されたエレメント劣化度を乗じることで、積算の単位時間当たりのエレメント劣化度に換算する。

図５フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、算出されたリング劣化度あるいはエレメント劣化度が設定しきい値（リング劣化度とエレメント劣化度で別々に設定）を超えるか否か判断する。

Ｓ１２で肯定されて算出されたリング劣化度あるいはエレメント劣化度が対応する設定しきい値を超えると判断されるとき、Ｓ１４に進み、対応する設定しきい値を越えた劣化度、例えばリング劣化度が超えたときはリング劣化度、エレメント劣化度が超えたときはエレメント劣化度を積算する。積算値は不揮発性メモリ８０ａに格納される。

一方、Ｓ１２で否定されるときはＳ１６に進み、積算を中止する。これにより、設定しきい値を適宜設定することで、算出された劣化度が余りに微小な値のときの積算を排除することができる。

次いでＳ１８に進み、劣化度積算値、即ち、積算されたリング劣化度あるいはエレメント劣化度が設定許容値（リング劣化度とエレメント劣化度で別々に設定）を超えるか否か判断する。

Ｓ１８で肯定されて積算されたリング劣化度とエレメント劣化度の一方（あるいは双方）が対応する設定許容値を超えると判断されるときはＳ２０に進み、警告を含む所定の動作を実行する。一方、Ｓ１８で否定されるときはＳ２２に進み、そのような動作を実行しない。

この警告を含む所定の動作は、警告、入力トルクの制限、ベルト使用領域の制限などを意味する。

即ち、ＣＶＴ２６のベルト２６ｃが設定許容値を超えて劣化していることをインディケータやブザー（共に図示せず）などを介して視覚あるいは音声によって運転者（ユーザ）に報知して修理を促すと共に、ＣＶＴ２６の制御においてＣＶＴ２６への入力トルクあるいはベルト使用領域（負荷の高い領域、例えば最もハイあるいはロー側の使用の制限）を制限し、それによってベルト２６ｃへの負荷を低減させる。

上記の如く、第１実施例にあっては、リング２６ｃ２と前記リングに保持される複数個のエレメント２６ｃ１からなるベルト２６ｃと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルト２６ｃをクランプするプーリ（ドライブプーリ２６ａ、ドリブンプーリ２６ｂ）とを備えたＣＶＴ（無段変速機）２６において、前記プーリに入力される入力トルクを算出する入力トルク算出手段（シフトコントローラ８０）と、前記プーリの入力軸回転数と出力軸回転数を検出するプーリ回転数検出手段（シフトコントローラ８０）と、前記検出されたプーリの入力軸回転数と出力軸回転数とに基づいて前記ＣＶＴ２６のレシオ（変速比）を算出する変速比算出手段（シフトコントローラ８０）と、前記供給される油圧の指令値を算出する油圧指令値算出手段（シフトコントローラ８０）と、前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出されたレシオ比と油圧の指令値とに少なくとも基づいて前記ベルト２６ｃのｎ回（具体的には１回）転当たりの前記リング２６ｃ２の劣化度（リング劣化度）を算出するリング劣化度算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ２００からＳ２０２）、前記プーリに作用する軸推力を算出する軸推力算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ１０６からＳ１０８）と、前記算出された軸推力に基づいて前記エレメントを側方からクランプするクランプ力を算出するエレメントクランプ力算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ３０２）と、前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出されたレシオとに基づいて前記エレメントの押し力を算出するエレメント押し力算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ３０４）と、前記算出されたエレメントクランプ力とエレメント押し力とに少なくとも基づいて前記エレメントに作用するエレメント荷重を算出するエレメント荷重算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ３００からＳ３０８）と、前記算出されたエレメント荷重に基づいて前記ベルトのｎ回（具体的には１回）転当たりの前記エレメントの劣化度（エレメント劣化度）を算出するエレメント劣化度算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１０，Ｓ３００からＳ３１０）と、前記算出されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定しきい値を超えるとき、前記設定しきい値を超える劣化度を積算する劣化度積算出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１２からＳ１６）と、前記積算されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段（シフトコントローラ８０，Ｓ１８からＳ２０）とを備える如く構成したので、例えば警告に応じて修理することでＣＶＴ２６のベルト２６ｃの損傷を未然に防止することができる。また、所定の動作の中に入力トルクの制限やベルト使用領域の制限（負荷の高い領域、例えば最もハイあるいはロー側の使用の制限）などを入れることで、ベルト２６ｃの負荷を低減でき、修理までの間のベルト２６ｃをもたせることなども可能となる。

図１５は、この発明の第２実施例に係る無段変速機のベルト劣化判定装置の動作を示す、図５と類似するフロー・チャートである。

図示のプログラムもシフトコントローラ８０によって所定時間ごとに実行される。

以下説明すると、Ｓ４００において車両１２の発進加速、車両１２の前後進の切換（前後進切換機構２４を介しての）、高エンジン回転からのインギヤ、インギヤ直後の発進などの所定の操作モードがなされたことを検出すると共に、検出された操作モードの回数を操作モードごとにカウントし、操作モードごとにカウントされた回数と予め設定された劣化度とに基づいてＣＶＴ２６のベルト２６ｃの劣化度を算出すると共に、算出値を積算する。

ここで、操作モードは、ＣＶＴ２６のベルト２６ｃにとってある程度以上の負荷となって劣化を促進させるような車両１２（あるいはＣＶＴ２６）の操作を意味する。

尚、上記したように、操作モードごと、即ち、発進加速、前後進の切換、高回転からのインギヤ、インギヤ直後の発進ごとにその回数がカウントされると共に、劣化度も操作モードごとに予め設定される。

劣化度は、アクセル開度（あるいはスロットル開度）、インギヤされてからスロットル開度があけられるまでの時間などの操作タイムラグ違いなどによって区分され、それぞれ操作１回当たりの値が予め設定される。第１実施例と異なり、第２実施例において劣化度はベルト２６ｃについての単一の値として設定される。

次いでＳ４０２に進み、劣化度積算値、即ち、積算された劣化度が設定許容値（適宜設定）を超えるか否か判断し、肯定されて積算された劣化度が設定許容値を超えると判断されるとき、Ｓ４０４に進み、第１実施例と同様に警告を含む所定の動作を実行する一方、否定されるときはＳ４０６に進み、そのような動作を実行しない。

上記の如く、第２実施例にあっては、リング２６ｃ２と前記リング２６ｃ２に保持される複数個のエレメント２６ｃ１からなるベルト２６ｃと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルト２６ｃをクランプするプーリ（ドライブプーリ２６ａ、ドリブンプーリ２６ｂ）とを備え、車両１２に搭載されるエンジン（内燃機関）１０の出力を変速するＣＶＴ（無段変速機）２６において、前記車両１２の発進加速と前記車両１２の前後進の切換とを少なくとも含む操作モードを検出する操作モード検出手段（シフトコントローラ８０，Ｓ４００）と、前記検出された操作モードの回数を前記操作モードごとにカウントする操作モード回数カウント手段（シフトコントローラ８０，Ｓ４００）と、前記操作モードごとにカウントされた回数と前記操作モードごとに予め設定された劣化度とに基づいて前記ベルトの劣化度（ベルト劣化度）を算出すると共に、算出値を積算するベルト劣化度積算手段（シフトコントローラ８０，Ｓ４００）と、前記積算されたベルトの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段（シフトコントローラ８０，Ｓ４０２，Ｓ４０４）とを備える如く構成したので、第１実施例と同様に、例えば警告に応じて修理することでＣＶＴ２６のベルト２６ｃの損傷を未然に防止することができる。また、所定の動作の中に入力トルクの制限やベルト使用領域の制限などを入れることで、ベルト２６ｃの負荷を低減でき、修理までの間のベルト２６ｃをもたせることなども可能となる。

尚、上記において図示した構成は例示であり、それに限定されるものではない、例えば図９フロー・チャートのＳ２００の処理において油圧の指令値としてドリブンプーリ２６ｂに供給される油圧の指令値を使用したが、ドライブプーリ２６ａに供給される油圧の指令値であっても良い。またベルト２６ｃの１回転当たりの劣化度を算出するようにしたが、２回転以上のときの劣化度を算出しても良い。他の処理も同様である。

この発明の実施例に係る無段変速機のベルト劣化判定装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す無段変速機のベルトを構成するエレメントとリングの写真である。 図２に示すエレメントの１つを模式的に示す説明図である。 図１に示す無段変速機（ＣＶＴ）などの油圧機構を模式的に示す油圧回路図である。 図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。 図５のベルト劣化度の算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図６の処理で使用されるベルトの巻き付け径のテーブル特性を示す説明グラフである。 図６の処理で使用されるベルトの巻き付け角度のテーブル特性を示す説明グラフである。 図６のリング劣化度の算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図９の処理で使用されるリング劣化度のテーブル特性を示すグラフである。 図１０のリング劣化度の補正係数のテーブル特性を示すグラフである。 図６のエレメント劣化度の算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図１２の処理で使用されるエレメント押し力のテーブル特性を示すグラフである。 図１２の処理で算出されるエレメント劣化度のテーブル特性を示す説明グラフである。 この発明の第２実施例に係る無段変速機のベルト劣化判定装置の動作を示す、図５と類似するフロー・チャートである。

符号の説明

１０ 内燃機関（エンジン）、１２ 車両、２２ トルクコンバータ、２４ 前後進切換機構、２４ａ リングギヤ、２４ｂ サンギヤ、２４ｃ ピニオンギヤキャリア、２４ｄ 前進クラッチ、２４ｅ 後進ブレーキクラッチ、２６ 無段変速機（ＣＶＴ）、２６ａ ドライブプーリ、２６ｂ ドリブンプーリ、２６ｃ ベルト、２６ｃ１ エレメント、４２ 油圧機構、４４ セレクトレバー、６４ エンジンコントローラ、６６ ＮＴセンサ、７０ ＮＤＲセンサ、７２ ＶＥＬセンサ、８０ シフトコントローラ、ＭＳ メインシャフト、ＣＳ カウンタシャフト、ＳＳ セカンダリシャフト、Ｄ ディファレンシャル、Ｗ 駆動輪（タイヤ）

Claims (2)

1. リングと前記リングに保持される複数個のエレメントからなるベルトと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルトをクランプするプーリとを備えた無段変速機において、
   ａ．前記プーリに入力される入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、
   ｂ．前記プーリの入力軸回転数と出力軸回転数を検出するプーリ回転数検出手段と、
   ｃ．前記検出されたプーリの入力軸回転数と出力軸回転数とに基づいて前記無段変速機の変速比を算出する変速比算出手段と、
   ｄ．前記供給される油圧の指令値を算出する油圧指令値算出手段と、
   ｅ．前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出された変速比と油圧の指令値とに少なくとも基づいて前記ベルトのｎ回転当たりの前記リングの劣化度を算出するリング劣化度算出手段と、
   ｆ．前記プーリに作用する軸推力を算出する軸推力算出手段と、
   ｇ．前記算出された軸推力に基づいて前記エレメントを側方からクランプするクランプ力を算出するエレメントクランプ力算出手段と、
   ｈ．前記算出された入力トルクと前記検出されたプーリの入力軸回転数と前記算出された変速比とに基づいて前記エレメントの押し力を算出するエレメント押し力算出手段と、
   ｉ．前記算出されたエレメントクランプ力とエレメント押し力とに少なくとも基づいて前記エレメントに作用するエレメント荷重を算出するエレメント荷重算出手段と、
   ｊ．前記算出されたエレメント荷重に基づいて前記ベルトのｎ回転当たりの前記エレメントの劣化度を算出するエレメント劣化度算出手段と、
   ｋ．前記算出されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定しきい値を超えるとき、前記設定しきい値を超える劣化度を積算する劣化度積算手段と、
   ｌ．前記積算されたリングの劣化度あるいはエレメントの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段と、
   を備えたことを特徴とする無段変速機のベルト劣化判定装置。
2. リングと前記リングに保持される複数個のエレメントからなるベルトと、供給される油圧に応じて決定される巻き掛け半径で前記ベルトをクランプするプーリとを備え、車両に搭載される内燃機関の出力を変速する無段変速機において、
   ａ．前記車両の発進加速と前記車両の前後進の切換とを少なくとも含む操作モードを検出する操作モード検出手段と、
   ｂ．前記検出された操作モードの回数を前記操作モードごとにカウントする操作モード回数カウント手段と、
   ｃ．前記操作モードごとにカウントされた回数と前記操作モードごとに予め設定された劣化度とに基づいて前記ベルトの劣化度を算出すると共に、算出値を積算するベルト劣化度積算手段と、
   ｄ．前記積算されたベルトの劣化度が設定許容値を超えるとき、警告を含む所定の動作を実行する動作実行手段と、
   を備えたことを特徴とする無段変速機のベルト劣化判定装置。