JP2015200356A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度に導出された偏心量に基づいて無段変速機の変速制御が可能な車両用動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】無段変速機の制御装置は、無段変速機の出力側と駆動輪との間の動力断接機構が係合状態のとき、無段変速機の偏心量を変更するアクチュエータの回転に基づいて偏心量を推定する偏心量推定部と、動力断接機構が非係合状態のとき、無段変速機の入力軸の回転数と出力軸の回転数とに基づいて、偏心量を導出する偏心量導出部と、偏心量推定部によって推定された第１偏心量が偏心量導出部によって導出された第２偏心量と異なるとき、第２偏心量に基づいてアクチュエータを制御する変速制御部とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、クランク式の無段変速機の変速制御を行う車両用動力伝達装置に関する。

特許文献１には、エンジンに接続された入力軸の回転をコネクティングロッドの往復運動に変換し、コネクティングロッドの往復運動をワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する複数のクランク式の変速ユニットを備えた無段変速機及び当該無段変速機の制御装置が開示されている。

特許文献１に開示された無段変速機の各変速ユニットは、入力軸に偏心して設けられた固定ディスクと、この固定ディスクに偏心して回転自在に設けられた揺動ディスクとから構成される。また、揺動リンクと出力軸との間には、一方向クラッチが設けられている。一方向クラッチは、揺動リンクが出力軸に対して一方側に相対回転しようとするときに、出力軸に揺動リンクを固定し、他方側に相対回転しようとするときに、出力軸に対して揺動リンクを空転させる。

入力軸には、ピニオンシャフトが挿入されるとともに、固定ディスクの偏心方向に対向する個所に切欠孔が形成され、この切欠孔からピニオンシャフトが露出している。揺動ディスクには入力軸及び固定ディスクを受け入れる受入孔が設けられている。この受入孔を形成する揺動ディスクの内周面には内歯が形成されている。内歯は、入力軸の切欠孔から露出するピニオンシャフトと噛合する。入力軸とピニオンシャフトとを同一速度で回転させると、変速ユニットにおける偏心機構の偏心量が維持される。入力軸とピニオンシャフトの回転速度を異ならせると、変速ユニットにおける偏心機構の偏心量が変更されて、変速比が変化する。

入力軸を回転させることにより変速ユニットの偏心機構を回転させると、コネクティングロッドの大径環状部が回転運動して、コネクティングロッドの他方の端部と連結される揺動リンクの揺動端部が揺動する。揺動リンクは、一方向クラッチを介して出力軸に設けられているため、一方側に回転するときのみ出力軸に回転駆動力（トルク）を伝達する。

上記説明した無段変速機では、ピニオンシャフトを回転駆動する電動機の回転軸の位相に応じて、変速ユニットにおける偏心機構の偏心量が変更される。特許文献１に開示された制御装置は、偏心機構の偏心量を推定するために、入力軸が一回転する毎に所定数個のパルス（入力軸回転基準パルス数Ki）を発生する入力軸回転角センサと、電動機の回転軸が一回転する毎に所定数個のパルス（電動機回転基準パルス数Km）を発生する電動機回転角センサとを用いる。制御装置は、エンジンの始動時以降に入力軸回転角センサから出力されたパルスの累積値である累積入力軸パルスPiに基づいて算出される累積入力軸回転回数Mi（＝Pi／Ki）と、エンジンの始動時以降に電動機回転角センサから出力されたパルスの累積値である累積電動機パルスPmに基づいて算出される累積電動機回転回数Mm（＝Pm／Km）とから、偏心量推定関数h(Mi,Mm)によって偏心機構の偏心量を推定している。

特開２０１２−２５１６０８号公報

上記説明した特許文献１に記載の無段変速機の制御装置は、偏心機構の偏心量を推定する際に、電動機回転角センサによる累積電動機パルスPmを用いている。累積電動機パルスPmは、エンジンの始動時の電動機回転角センサの出力を基準として、電動機が順転しているときは増加し、電動機が逆転しているときは減少する相対値である。累積電動機回転回数Mmは、電動機の回転方向に応じて増減する累積電動機パルスPmから電動機回転基準パルス数Kmを除算した値であるため、累積電動機回転回数Mmには、エンジンの始動時以降における計測誤差が蓄積される。その結果、偏心量の推定値に含まれる誤差が大きくなる。

上記説明した計測誤差を含む偏心量の推定値に基づく無段変速機の変速制御では、ワンウェイクラッチ等の経年劣化による誤差を含め、あらゆる誤差を全体的に補償するためのフィードバック制御が行われていた。こうしたフィードバック制御は既に生じた誤差を補償するための制御であるが、変速制御に際しては、偏心量の推定値に誤差は含まれていない方が望ましい。

本発明の目的は、高精度に導出された偏心量に基づいて無段変速機の変速制御が可能な車両用動力伝達装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
駆動源（例えば、後述の実施形態での内燃機関Ｅ）の回転軸に接続された入力軸（例えば、後述の実施形態での入力軸１１）の軸線からの偏心量が可変である偏心機構を有し前記入力軸と前記偏心機構とが共に回転する入力側支点（例えば、後述の実施形態での偏心ディスク１８）と、出力軸（例えば、後述の実施形態での出力軸１２）に接続されたワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態でのワンウェイクラッチ２１）と、前記ワンウェイクラッチの入力部材（例えば、後述の実施形態でのアウター部材２２）に設けられた出力側支点（例えば、後述の実施形態でのピン１９ｃ）と、前記入力側支点及び前記出力側支点に両端が接続されて、前記偏心機構の前記偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッド（例えば、後述の実施形態でのコネクティングロッド１９）と、を備え、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達する無段変速機（例えば、後述の実施形態での無段変速機Ｔ）と、
前記偏心機構の前記偏心量を変更するアクチュエータ（例えば、後述の実施形態でのアクチュエータ１４）と、
前記偏心量を変更することで前記無段変速機の変速比が目標変速比となるように前記アクチュエータを制御する制御装置（例えば、後述の実施形態でのマネジメントＥＣＵ３３）と、
係合状態において前記出力軸と被駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動輪Ｗ）に接続された駆動軸（例えば、後述の実施形態での車軸１０）との間の動力伝達経路を接続し、非係合状態において前記動力伝達経路を遮断する動力断接機構（例えば、後述の実施形態での動力伝達切換機構ＳＣ、フェールセーフ用クラッチ３１）と、を備えた、車両用動力伝達装置であって、
前記制御装置は、
前記動力断接機構が前記係合状態のとき、前記アクチュエータの回転に基づいて前記偏心量を推定する偏心量推定部（例えば、後述の実施形態での偏心量推定部５３）と、
前記動力断接機構が前記非係合状態のとき、前記入力軸の回転数と、前記出力軸の回転数とに基づいて、前記偏心量を導出する偏心量導出部（例えば、後述の実施形態での偏心量導出部５４）と、
前記偏心量推定部によって推定された第１偏心量が前記偏心量導出部によって導出された第２偏心量と異なるとき、前記第２偏心量に基づいて前記アクチュエータを制御する変速制御部（例えば、後述の実施形態での変速制御部５６）と、を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記動力断接機構は、前記出力軸（１２）の回転数が前記駆動軸の回転数を上回ったときは前記係合状態となり、前記駆動軸の回転数が前記出力軸（１２）の回転数を上回ったときは前記非係合状態となるワンウェイクラッチであり、
前記制御装置は、
前記出力軸（１２）の回転数及び前記駆動軸の回転数に基づいて、前記前記動力断接機構が前記係合状態か前記非係合状態かを判定する係合状態判定部（例えば、後述の実施形態での係合状態判定部５２）を備える。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
前記動力断接機構は、油圧制御によって前記動力伝達経路を断接する油圧クラッチであり、
前記制御装置は、
前記動力断接機構に供給される油圧に基づいて、前記動力断接機構が前記係合状態か前記非係合状態かを判定する係合状態判定部（例えば、後述の実施形態での係合状態判定部５２）を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、
前記偏心量導出部は、前記出力軸の回転数による前記入力軸の回転軸の回転数の除算値によって示される変速比と前記偏心量との関係に基づいて、前記偏心量を導出する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、
前記偏心量導出部は、前記動力断接機構が前記非係合状態であって、前記駆動源の回転数がゼロでないとき、前記偏心機構の偏心量を導出する。

請求項１〜５の発明によれば、動力断接機構が非係合状態のときは、偏心量導出部によって無段変速機の偏心量が導出される。このときの無段変速機は無負荷状態であるため反力等を受けない。したがって、無負荷状態の無段変速機における変速比と偏心量の関係は、無段変速機の構造に応じた幾何学的関係によって予め定まり、偏心量の精度は、偏心量推定部が推定する偏心量よりも高い。したがって、動力断接機構が非係合状態となるたびに、当該高精度の偏心量に基づいて無段変速機の変速制御が可能である。

請求項２の発明によれば、出力軸の回転数と駆動軸の回転数の関係によって動力断接機構が係合状態又は非係合状態となるため、油圧センサ等の部品が必要なく、動力断接機構の制御も必要ない。

第１の実施形態の車両用動力伝達装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した無段変速機の詳細を説明する図である。 無段変速機の変速比がＯＤ状態であるときの図２の３−３線断面図である。 無段変速機の変速比がＧＮ状態であるときの図２の３−３線断面図である。 変速比がＯＤ状態であるときの無段変速機の作用を説明する図である。 変速比がＧＮ状態であるときの無段変速機の作用を説明する図である。 マネジメントＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。 無段変速機が無負荷状態であるときの変速比と偏心量r1_actの関係の一例を示すグラフである。 マネジメントＥＣＵが無段変速機の変速比を制御する際の動作を示すフローチャートである。 図９に示されたステップＳ１２１のサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、車両用動力伝達装置を含む車両の内部構成を示すブロック図である。図１に示す車両の車両用動力伝達装置は、内燃機関Ｅの駆動力を左右の車軸１０，１０を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する。車両用動力伝達装置は、無段変速機Ｔと、アクチュエータ１４と、動力伝達切換機構ＳＣと、フェールセーフ用クラッチ（以下、単に「クラッチ」という。）３１と、ディファレンシャルギヤＤと、マネジメントＥＣＵ３３と、車速センサ３５と、出力軸回転数センサ３６と、入力軸回転角センサ３７と、電動機回転角センサ３８とを備える。

無段変速機Ｔは、内燃機関Ｅの回転軸に接続された入力軸１１の回転を変速して出力軸１２に伝達する。アクチュエータ１４は、無段変速機Ｔの偏心機構を駆動して無段変速機Ｔの変速比（レシオ）を変更する電動機であり、回転軸がマネジメントＥＣＵ３３から指示された動作角度θcmdとなるよう動作する。動力伝達切換機構ＳＣは、車両用動力伝達装置を備えた車両のシフトポジションを、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジのいずれかに切り換え可能である。なお、ニュートラルレンジが選択されているときの無段変速機Ｔと駆動輪Ｗ，Ｗとの間の動力伝達経路は遮断されている。クラッチ３１は、無段変速機Ｔから駆動輪Ｗ，Ｗへの方向のみの動力伝達を行うワンウェイクラッチである。クラッチ３１が設けられていることによって、例えば、無段変速機Ｔが正常に駆動しないときの駆動輪Ｗ，Ｗの回転による無段変速機Ｔの連れ回しを防止できる。ディファレンシャルギヤＤは、左右の駆動輪Ｗ，Ｗの回転差を吸収する。

マネジメントＥＣＵ３３は、アクチュエータ１４、内燃機関Ｅ及び動力伝達切換機構ＳＣ等の制御を行う。上述したように、アクチュエータ１４の動作角度によって無段変速機Ｔの変速比が変更されるため、マネジメントＥＣＵ３３がアクチュエータ１４を制御することによって、無段変速機Ｔの変速比が制御される。なお、図１中の点線の矢印は値データを示し、実線の矢印は指示内容を含む制御信号を示す。

車速センサ３５は、車両の走行速度（車速）VPを検出する。車速センサ３５によって検出された車速VPを示す信号は、マネジメントＥＣＵ３３に送られる。出力軸回転数センサ３６は、無段変速機Ｔの出力軸１２の単位時間当たりの回転数Nvoutを検出する。出力軸回転数センサ３６によって検出された出力軸１２の回転数Nvoutを示す信号は、マネジメントＥＣＵ３３に送られる。

入力軸回転角センサ３７は、無段変速機Ｔの入力軸１１の回転駆動によって所定の回転角の変位毎にパルスP1を生成することで回転角を検知する回転角センサである。入力軸回転角センサ３７は、入力軸１１が一回転する毎にKi（入力軸回転基準パルス数）個のパルスP1を発生する。入力軸回転角センサ３７が発生したパルスP1はマネジメントＥＣＵ３３に送られる。

電動機回転角センサ３８は、アクチュエータ１４の回転駆動によって所定の回転角の変位毎にパルスP2を生成することで回転角を検知する回転角センサである。電動機回転角センサ３８は、アクチュエータ１４が一回転する毎にKm（電動機回転基準パルス数）個のパルスP2を発生する。電動機回転角センサ３８が発生したパルスP2はマネジメントＥＣＵ３３に送られる。

次に、図２〜図６に基づいて無段変速機Ｔの構造を説明する。

図２及び図３に示すように、本実施の形態の無段変速機Ｔは、同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の変速ユニットＵを軸方向に重ね合わせたものである。変速ユニットＵは、平行に配置された共通の入力軸１１及び共通の出力軸１２を備え、入力軸１１の回転が減速又は増速されて出力軸１２に伝達される。

以下、代表として一つの変速ユニットＵの構造を説明する。内燃機関Ｅに接続されて回転する入力軸１１は、アクチュエータ１４の中空の回転軸１４ａの内部を相対回転自在に貫通する。アクチュエータ１４のロータ１４ｂは回転軸１４ａに固定されており、ステータ１４ｃはケーシングに固定される。アクチュエータ１４の回転軸１４ａは、入力軸１１と同速度で回転可能であり、かつ入力軸１１に対して異なる速度で相対回転可能である。

アクチュエータ１４の回転軸１４ａを貫通した入力軸１１には第１ピニオン１５が固定されており、この第１ピニオン１５を跨ぐようにアクチュエータ１４の回転軸１４ａにクランク状のキャリヤ１６が接続される。第１ピニオン１５と同径の２個の第２ピニオン１７，１７が、第１ピニオン１５と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン１６ａ，１６ａを介して支持されており、これら第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７に、円板形の偏心ディスク１８の内部に偏心して形成されたリングギヤ１８ａが噛合する。偏心ディスク１８の外周面に、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの一端に設けたリング部１９ｂがボールベアリング２０を介して相対回転自在に嵌合する。

出力軸１２の外周に設けられたワンウェイクラッチ２１は、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａにピン１９ｃを介して枢支されたリング状のアウター部材２２と、アウター部材２２の内部に配置されて出力軸１２に固定されたインナー部材２３と、アウター部材２２の内周の円弧面とインナー部材２３の外周の平面との間に形成された楔状の空間に配置されてスプリング２４で付勢されたローラ２５とを備える。

図２から明らかなように、４個の変速ユニットＵはクランク状のキャリヤ１６を共有しているが、キャリヤ１６に第２ピニオン１７，１７を介して支持される偏心ディスク１８の位相は各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中上方に変位し、左から３番目の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中下方に変位し、左から２番目及び４番目の変速ユニットＵ，Ｕの偏心ディスク１８，１８は上下方向中間に位置している。

次に、無段変速機Ｔの作用を説明する。

先ず、無段変速機Ｔの一つの変速ユニットＵの作用を説明する。アクチュエータ１４の回転軸１４ａを入力軸１１に対して相対回転させると、入力軸１１の軸線Ｌ１まわりにキャリヤ１６が回転する。このとき、キャリヤ１６の中心Ｏ、つまり第１ピニオン１５及び２個の第２ピニオン１７，１７が成す正三角形の中心は入力軸１１の軸線Ｌ１まわりに回転する。

図３及び図５は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量ｒ１（入力軸１１の軸線Ｌ１から偏心ディスク１８の回転中心までの距離）が最大になって変速比が最小となり、無段変速機がＯＤ（オーバードライブ）状態になる。図４及び図６は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量ｒ１がゼロになって変速比が無限大となり、無段変速機ＴはＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。

図５に示すＯＤ状態で、内燃機関Ｅで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度でアクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５に示す（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態を経て（Ｃ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ参照）に回転させる。図５の（Ａ）及び（Ｃ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ方向に回転すると、ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２及びインナー部材２３間の楔状の空間にローラ２５が噛み込んで係合し、アウター部材２２の回転がインナー部材２３を介して出力軸１２に伝達されるため、出力軸１２は反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転する。

入力軸１１及び第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７にリングギヤ１８ａを噛合させた偏心ディスク１８が反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５に示す（Ｃ）の状態から（Ｄ）の状態を経て（Ａ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ′参照）に回転させる。図５の（Ｃ）及び（Ａ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ′方向の回転の両端を示している。

このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ′方向に回転すると、アウター部材２２とインナー部材２３との間の楔状の空間からローラ２５がスプリング２４を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材２２がインナー部材２３に対してスリップして出力軸１２は回転しない。

以上のように、アウター部材２２が往復回転したとき、アウター部材２２の回転方向が反時計方向（矢印Ｂ参照）のときだけ出力軸１２が反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転するため、出力軸１２は間欠回転することになる。

図６は、ＧＮ状態で無段変速機Ｔを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸１１の位置は偏心ディスク１８の中心に一致しているので、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量ｒ１はゼロになる。この状態で内燃機関Ｅで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度でアクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク１８の偏心量ｒ１がゼロであるため、コネクティングロッド１９の往復運動のストロークもゼロになり、出力軸１２は回転しない。

従って、アクチュエータ１４を駆動してキャリヤ１６の位置を図３のＯＤ状態と図４のＧＮ状態との間に設定すれば、ゼロと無限大との間の任意の変速比での運転が可能になる。

無段変速機Ｔは、並置された４個の変速ユニットＵの偏心ディスク１８の位相が相互に９０°ずつずれているため、４個の変速ユニットＵが交互に駆動力を伝達することで、つまり４個のワンウェイクラッチ２１の何れかが必ず係合状態にあることで、出力軸１２を連続回転させることができる。

次に、無段変速機Ｔの変速比の制御を行うマネジメントＥＣＵ３３の構成について詳細に説明する。図７は、マネジメントＥＣＵ３３の内部構成を示すブロック図である。図７に示すように、マネジメントＥＣＵ３３は、回転数算出部５１と、係合状態判定部５２と、偏心量推定部５３と、偏心量導出部５４と、偏心量目標値算出部５５と、変速制御部５６と、学習制御部５７とを有する。

回転数算出部５１は、入力軸回転角センサ３７から得られた、無段変速機Ｔの入力軸１１の回転角を示すパルスP1に基づいて、単位時間当たりの入力軸１１の回転数Ni_actを算出する。なお、無段変速機Ｔの入力軸１１は内燃機関Ｅの回転軸に接続されているため、入力軸１１の回転数Ni_actは内燃機関Ｅの回転数でもある。

係合状態判定部５２は、無段変速機Ｔと駆動輪Ｗ，Ｗとの間の動力伝達経路が、動力伝達切換機構ＳＣ又はクラッチ３１で接続された状態（係合状態）か遮断された状態（非係合状態）かを判定する。係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がニュートラルである場合、又は、車速VPに応じた車軸１０の回転速度が無段変速機Ｔの出力軸１２の回転数Nvoutに応じた回転速度よりも高い場合に、動力伝達経路が非係合状態と判定する。一方、係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がパーキングレンジ、リバースレンジ及びドライブレンジのいずれかであり、かつ、無段変速機Ｔの出力軸１２の回転数Nvoutに応じた回転速度が車速VPに応じた車軸１０の回転速度よりも高い場合に、動力伝達経路が係合状態と判定する。係合状態判定部５２が非係合状態と判定すると偏心量導出部５４が動作し、係合状態判定部５２が係合状態と判定すると偏心量推定部５３が動作する。

偏心量推定部５３は、内燃機関Ｅの始動時以降に入力軸回転角センサ３７から出力されたパルスP1の累積値である累積入力軸パルスPiに基づいて算出される累積入力軸回転回数Mi（＝Pi／Ki）と、内燃機関Ｅの始動時以降に電動機回転角センサ３８から出力されたパルスP2の累積値である累積電動機パルスPmに基づいて算出される累積電動機回転回数Mm（＝Pm／Km）とから、偏心量推定関数h(Mi,Mm)を用いて、無段変速機Ｔの偏心量r1_estを推定する。

偏心量推定関数h(Mi,Mm)では、累積入力軸回転回数Miと累積電動機回転回数Mmから累積ピニオンシャフト回転回数Mpを決定する。累積ピニオンシャフト回転回数Mpは、内燃機関Ｅの始動時以降の第１ピニオン１５の回転回数である。さらに、累積ピニオンシャフト回転回数Mpから角度θpが求められる。角度θpは、入力軸１１及び第１ピニオン１５が共に回転している場合において、これらの相対回転の差によって表される角度であって、累積入力軸回転回数Miと累積電動機回転回数Mmとの差、及び第１ピニオン１５から見た偏心ディスク１８の内部に形成されたリングギヤ１８ａの歯車比zから一意に決定される。偏心量推定関数h(Mi,Mm)では、最後に、角度θpと、リングギヤ１８ａの歯車比zと、第１ピニオン１５の半径Haと、偏心ディスク１８のリングギヤ１８ａの半径Hbとから、下記式に基づいて、偏心量r1_estを算出する。

偏心量導出部５４は、内燃機関Ｅの回転数がゼロではないとき、回転数算出部５１が算出した無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actを、出力軸回転数センサ３６が検出した無段変速機Ｔの出力軸１２の回転数Nvoutで除算した値である変速比から、図８に示すグラフに基づくマップ又は計算式を用いて、無段変速機Ｔの偏心量r1_actを導出する。なお、偏心量導出部５４は動力伝達経路が非係合状態であるときに動作し、動力伝達経路が非係合状態であるときの無段変速機Ｔは無負荷状態である。無負荷状態の無段変速機Ｔは反力等を受けないため、無負荷状態の無段変速機Ｔにおける変速比と偏心量r1_actの関係は、無段変速機Ｔの構造に応じた幾何学的関係によって予め定まる。したがって、偏心量導出部５４が導出する偏心量r1_actは、パルスの累積値から偏心量推定部５３が推定した偏心量r1_estよりも精度が高い。

偏心量目標値算出部５５は、無段変速機Ｔの偏心量目標値r1_cmdを算出する。偏心量目標値r1_cmdの算出にあたって、偏心量目標値算出部５５は、まず、車両のドライバのアクセルペダル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速VPに基づく要求駆動力の算出を行う。次に、偏心量目標値算出部５５は、要求駆動力に応じた内燃機関Ｅの要求出力を算出した上で、内燃機関Ｅの回転数でもある無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actと要求出力とに基づいて、内燃機関Ｅの要求トルクTe_demを算出する。次に、偏心量目標値算出部５５は、要求出力に基づく最適回転数Ni_cmdを算出する。次に、偏心量目標値算出部５５は、最適回転数Ni_cmdと車速ＶＰから目標変速比Rbd_cmdを算出する。最後に、偏心量目標値算出部５５は、目標変速比Rbd_cmdと内燃機関Ｅの要求トルクTe_demから偏心量目標値r1_cmdを算出する。

変速制御部５６は、偏心量推定部５３が推定した偏心量r1_est又は偏心量導出部５４が導出した偏心量r1_actを、無段変速機Ｔにおける実際の偏心量r1として認識した上で、当該認識値（以下「偏心量認識値」という。）r1_mem及び偏心量目標値算出部５５が算出した偏心量目標値r1_cmdに基づいて、無段変速機Ｔの変速制御を行うべく、アクチュエータ１４に動作角度θcmdを指示する。なお、変速制御部５６は、動力伝達経路が係合状態のときに偏心量推定部５３が推定した偏心量r1_estを偏心量認識値r1_memとして認識した状態で、動力伝達経路が非係合状態になったときに偏心量導出部５４が導出した偏心量r1_actが偏心量認識値r1_memと異なれば、偏心量r1_actを偏心量認識値r1_memとして認識する。

学習制御部５７は、偏心量目標値算出部５５が算出する偏心量目標値r1_cmdの精度を上げるための制御を行う。すなわち、学習制御部５７は、回転数算出部５１が算出した内燃機関Ｅの回転数でもある無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actが、偏心量目標値算出部５５が偏心量目標値r1_cmdを算出する過程で算出した内燃機関Ｅの最適回転数Ni_cmdと異なる場合には、偏心量認識値r1_memと偏心量目標値r1_cmdの誤差に応じた偏心量調整値r1_adを決定する。偏心量目標値算出部５５は、偏心量調整値r1_adを偏心量目標値r1_cmdに加えた値を偏心量目標値r1_cmdに設定する。一方、学習制御部５７は、無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actが内燃機関Ｅの最適回転数Ni_cmdと同じ場合には、偏心量調整値r1_adを決定するためのマップにこのときの運転条件を記録する。

次に、マネジメントＥＣＵ３３による無段変速機Ｔの変速比の制御について詳細に説明する。図９は、マネジメントＥＣＵが無段変速機の変速比を制御する際の動作を示すフローチャートである。図９に示すように、マネジメントＥＣＵ３３の係合状態判定部５２は、無段変速機Ｔと駆動輪Ｗ，Ｗとの間の動力伝達経路が係合状態か非係合状態かを判定し（ステップＳ１０１）、係合状態と判定した場合はステップＳ１０３に進み、非係合状態と判定した場合はステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０３では、偏心量推定部５３が、内燃機関Ｅの始動時以降の累積入力軸回転回数Mi及び累積電動機回転回数Mm（＝Pm／Km）から、偏心量推定関数h(Mi,Mm)を用いて、無段変速機Ｔの偏心量r1_estを推定する。次に、変速制御部５６は、ステップＳ１０３で推定された偏心量r1_estを偏心量認識値r1_memとして認識する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の後はステップＳ１２１に進む。

一方、ステップＳ１１１では、偏心量導出部５４が、無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actを出力軸１２の回転数Nvoutで除算した値である変速比から、図８に示すグラフに基づくマップ又は計算式を用いて、無段変速機Ｔの偏心量r1_actを導出する。次に、変速制御部５６は、ステップＳ１１１で導出された偏心量r1_actが偏心量認識値r1_memと異なるか否かを判断し（ステップＳ１１３）、偏心量r1_actが偏心量認識値r1_memと異なればステップＳ１１５に進み、変速制御部５６は、偏心量r1_actを偏心量認識値r1_memとして認識する。ステップＳ１１５の後、又は、ステップＳ１１３で偏心量r1_actが偏心量認識値r1_memと同じと判断された場合は、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、偏心量目標値算出部５５は、無段変速機Ｔの偏心量目標値r1_cmdを算出する。ステップＳ１２１は、複数のステップから構成されたサブルーチンとして実行される。図１０は、図９に示されたステップＳ１２１のサブルーチンを示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、偏心量目標値算出部５５は、ＡＰ開度及び車速VPに基づく要求駆動力の算出を行う（ステップＳ２０１）。次に、偏心量目標値算出部５５は、要求駆動力に応じた内燃機関Ｅの要求出力を算出する（ステップＳ２０３）。次に、偏心量目標値算出部５５は、内燃機関Ｅの回転数でもある無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actと、ステップＳ２０３で算出した要求出力とに基づいて、内燃機関Ｅの要求トルクTe_demを算出する（ステップＳ２０５）。

次に、偏心量目標値算出部５５は、要求出力に基づいて内燃機関Ｅの最適回転数Ni_cmdを算出する（ステップＳ２０７）。次に、偏心量目標値算出部５５は、ステップＳ２０７で算出した最適回転数Ni_cmdと車速VPとに基づいて、無段変速機Ｔの目標変速比Rbd_cmdを算出する（ステップＳ２０９）。最後に、偏心量目標値算出部５５は、ステップＳ２０９で算出した目標変速比Rbd_cmdと、ステップＳ２０５で算出した内燃機関Ｅの要求トルクTe_demとに基づいて、無段変速機Ｔの偏心量目標値r1_cmdを算出する。

ステップＳ１２１の後、変速制御部５６は、偏心量目標値r1_cmdと偏心量認識値r1_memの差分に基づいて、無段変速機Ｔの変速制御を行うべく、アクチュエータ１４に動作角度θcmdを指示する（ステップＳ１２３）。変速制御部５６が指示する動作角度θcmdは、偏心量目標値r1_cmdと偏心量認識値r1_memの差分に応じた値である。すなわち、変速制御部５６がアクチュエータ１４が動作角度θcmdだけ回転するよう制御すると、無段変速機Ｔの偏心量r1が偏心量目標値r1_cmdに近づく。その結果、無段変速機Ｔの変速比が、ステップＳ２０９で偏心量目標値算出部５５が算出した目標変速比Rbd_cmdに近づく。

ステップＳ１２３の後、学習制御部５７は、回転数算出部５１が算出した内燃機関Ｅの回転数でもある無段変速機Ｔの入力軸１１の回転数Ni_actが、ステップＳ２０７で偏心量目標値算出部５５が算出した内燃機関Ｅの最適回転数Ni_cmdであるか否かを判断し（ステップＳ１３１）、Ni_act≠Ni_cmdであればステップＳ１３３に進み、Ni_act＝Ni_cmdであればステップＳ１３７に進む。ステップＳ１３３では、学習制御部５７は、偏心量認識値r1_memと偏心量目標値r1_cmdの誤差に応じた偏心量調整値r1_adを決定する。次に、偏心量目標値算出部５５は、偏心量調整値r1_adを偏心量目標値r1_cmdに加えた値を偏心量目標値r1_cmdに設定する（ステップＳ１３５）。一方、ステップＳ１３７では、学習制御部５７は、偏心量調整値r1_adを決定するためのマップにこのときの運転条件を記録する。

ステップＳ１３５又はステップＳ１３７の後、変速制御部５６は、偏心量目標値r1_cmdと偏心量認識値r1_memの差分に基づいて、無段変速機Ｔの変速制御を行うべく、ステップＳ１２３と同様に、アクチュエータ１４に動作角度θcmdを指示する（ステップＳ１３９）。ステップＳ１３９の後はステップＳ１０１に戻る。

以上説明したように、本実施形態では、無段変速機Ｔと駆動輪Ｗ，Ｗとの間の動力伝達経路が非係合状態のときは、偏心量導出部５４によって無段変速機Ｔの偏心量r1_actが導出される。このときの無段変速機Ｔは無負荷状態であるため反力等を受けない。したがって、無負荷状態の無段変速機Ｔにおける変速比と偏心量r1_actの関係は、無段変速機Ｔの構造に応じた幾何学的関係によって予め定まり、偏心量r1_actの精度は、偏心量推定部５３が推定する偏心量r1_estよりも高い。本実施形態では、動力伝達経路が非係合状態となるたびに、当該高精度の偏心量r1_actに基づいて無段変速機Ｔの変速制御が行われる。

なお、本実施形態の車両用動力伝達装置が備えるクラッチ３１はワンウェイクラッチであるが、外部からの力である油圧等によって動力伝達経路を断接する油圧式クラッチであっても良い。但し、クラッチ３１が油圧式クラッチである場合には、油圧センサが必要であり、かつ、クラッチ３１の断接を行うための油圧制御も必要である。また、クラッチ３１が油圧式クラッチである場合、係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がニュートラルである場合、又は、クラッチ３１に供給される油圧がしきい値以上である場合に、動力伝達経路が非係合状態と判定する。一方、係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がパーキングレンジ、リバースレンジ及びドライブレンジのいずれかであり、かつ、クラッチ３１に供給される油圧がしきい値未満である場合に、動力伝達経路が係合状態と判定する。

また、車両用動力伝達装置がクラッチ３１を備えない構成であっても良い。この場合、係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がニュートラルである場合に、動力伝達経路が非係合状態と判定する。一方、係合状態判定部５２は、動力伝達切換機構ＳＣへのシフトポジション信号がパーキングレンジ、リバースレンジ及びドライブレンジのいずれかである場合に、動力伝達経路が係合状態と判定する。

なお、本発明は、前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。

１０ 車軸
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１４ アクチュエータ
１４ｂ ロータ
１４ａ 回転軸
１４ｃ ステータ
１５ 第１ピニオン
１６ キャリヤ
１６ａ ピニオンピン
１７ 第２ピニオン
１８ 偏心ディスク
１８ａ リングギヤ
１９ コネクティングロッド
１９ａ ロッド部
１９ｂ リング部
１９ｃ ピン
２０ ボールベアリング
２１ ワンウェイクラッチ
２２ アウター部材
２３ インナー部材
２４ スプリング
２５ ローラ
３１ フェールセーフ用クラッチ
３３ マネジメントＥＣＵ
３５ 車速センサ
３６ 出力軸回転数センサ
３７ 入力軸回転角センサ
３８ 電動機回転角センサ
５１ 回転数算出部
５２ 係合状態判定部
５３ 偏心量推定部
５４ 偏心量導出部
５５ 偏心量目標値算出部
５６ 変速制御部
５７ 学習制御部
Ｄ ディファレンシャルギヤ
Ｅ 内燃機関
ＳＣ 動力伝達切換機構
Ｔ 無段変速機
Ｕ 変速ユニット
Ｗ 駆動輪

Claims (5)

1. 駆動源の回転軸に接続された入力軸の軸線からの偏心量が可変である偏心機構を有し前記入力軸と前記偏心機構とが共に回転する入力側支点と、出力軸に接続されたワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチの入力部材に設けられた出力側支点と、前記入力側支点及び前記出力側支点に両端が接続されて、前記偏心機構の前記偏心量に応じて往復運動するコネクティングロッドと、を備え、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達する無段変速機と、
   前記偏心機構の前記偏心量を変更するアクチュエータと、
   前記偏心量を変更することで前記無段変速機の変速比が目標変速比となるように前記アクチュエータを制御する制御装置と、
   係合状態において前記出力軸と被駆動部に接続された駆動軸との間の動力伝達経路を接続し、非係合状態において前記動力伝達経路を遮断する動力断接機構と、を備えた、車両用動力伝達装置であって、
   前記制御装置は、
   前記動力断接機構が前記係合状態のとき、前記アクチュエータの回転に基づいて前記偏心量を推定する偏心量推定部と、
   前記動力断接機構が前記非係合状態のとき、前記入力軸の回転数と、前記出力軸の回転数とに基づいて、前記偏心量を導出する偏心量導出部と、
   前記偏心量推定部によって推定された第１偏心量が前記偏心量導出部によって導出された第２偏心量と異なるとき、前記第２偏心量に基づいて前記アクチュエータを制御する変速制御部と、を有する、車両用動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置であって、
   前記動力断接機構は、前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数を上回ったときは前記係合状態となり、前記駆動軸の回転数が前記出力軸の回転数を上回ったときは前記非係合状態となるワンウェイクラッチであり、
   前記制御装置は、
   前記出力軸の回転数及び前記駆動軸の回転数に基づいて、前記前記動力断接機構が前記係合状態か前記非係合状態かを判定する係合状態判定部を備える、車両用動力伝達装置。
3. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置であって、
   前記動力断接機構は、油圧制御によって前記動力伝達経路を断接する油圧クラッチであり、
   前記制御装置は、
   前記動力断接機構に供給される油圧に基づいて、前記動力断接機構が前記係合状態か前記非係合状態かを判定する係合状態判定部を備える、車両用動力伝達装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用動力伝達装置であって、
   前記偏心量導出部は、前記出力軸の回転数による前記入力軸の回転軸の回転数の除算値によって示される変速比と前記偏心量との関係に基づいて、前記偏心量を導出する、車両用動力伝達装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用動力伝達装置であって、
   前記偏心量導出部は、前記動力断接機構が前記非係合状態であって、前記駆動源の回転数がゼロでないとき、前記偏心機構の偏心量を導出する、車両用動力伝達装置。

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