JP3358553B2 - トロイダル型無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

トロイダル型無段変速機の変速制御装置

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JP3358553B2 JP22707698A JP22707698A JP3358553B2 JP 3358553 B2 JP3358553 B2 JP 3358553B2 JP 22707698 A JP22707698 A JP 22707698A JP 22707698 A JP22707698 A JP 22707698A JP 3358553 B2 JP3358553 B2 JP 3358553B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トロイダル型無段
変速機の変速制御装置の改良に関し、特に、運転状態に
応じてフィードバック制御を用いるものに関する。
【0002】
【従来の技術】車両に用いられる無段変速機では、入力
軸回転数と出力軸回転数(または、車速などの出力軸回
転数相当値)に基づいて実変速比を検出しており、例え
ば、特願平9−214235号や特開平8−30356
5号公報等がある。
【0003】これは、トロイダル型無段変速機の入力軸
回転数の検出を、入力ディスクよりもエンジン側で行っ
ており、例えば、入力トルクに応じて入力ディスクを出
力ディスクへ向けて押圧するカムディスクまたはカムリ
テーナに歯面を設け、この歯面と対向する位置に設けた
ホール素子等が検出した信号を、トロイダル型無段変速
機の入力軸回転数、すなわち、入力ディスクの回転数と
して検出するものである。
【0004】そして、上記のような無段変速機では、検
出した入力軸回転数と出力軸回転数の比を実変速比、す
なわち、入力ディスクと出力ディスクの速度比と同義と
して演算し、変速制御を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、入力トルク
に応じて押圧力を発生するカムディスクとカムローラ
は、カムディスクが入力軸に結合されて、入力ディスク
との間に介装したカムローラはカムリテーナに保持さ
れ、カムディスクと入力ディスクに設けた斜面に沿って
円周方向に転動する。したがって、入力ディスクとカム
ディスク及びカムリテーナは所定の範囲で相対回転する
ことで押圧力を発生する。
【0006】しかしながら、上記従来例のように、カム
ディスクまたはカムリテーナの回転数を入力ディスクの
回転数と同義として扱うと、例えば、発進時のように入
力トルクが急変する場合、まず、入力軸に連結されたカ
ムディスクの回転が上昇した後、カムローラ及びカムデ
ィスクの回転数が上昇する。そして、カムローラが入力
トルクに応じた位置まで転動した後に、初めて入力ディ
スクの回転数が上昇することになる。
【0007】このため、例えば、発進時の場合では、ス
ロットル開度が増大してエンジン回転数が増大した直後
に、入力トルクが増大してカムディスクの回転数が先に
上昇するため、入力ディスクの回転数が上昇していない
のに、実変速比の演算結果は急激に変動することにな
る。
【0008】上記従来例のような、入力軸回転数の検出
によって、変速制御を行う場合には、入力ディスクの回
転数変化がない状態のときに、実変速比が変化したこと
になり、上記入力軸回転数を用いてPI制御(比例、積
分制御)等を行うと、上記実変速比の誤検出によって、
実際には発生していない変速を抑制する方向に制御が開
始され、変速制御の精度が低下するという問題があっ
た。
【0009】もちろん、入力ディスクの回転数を直接測
定すればよいのであるが、入力ディスクは高い剛性を要
求されるため、浸炭焼き入れなどの熱処理を行ってお
り、回転数検出のための歯面をディスク外周等に形成す
るのが非常に難しいという問題がある。
【0010】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、入力ディスクに対して相対回転可能な部材
より入力軸回転数を検出しながら、実変速比の誤検出を
抑制して制御精度を向上することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、入力トル
クに応じて入出力ディスクの間でパワーローラを挟持押
圧するとともに、入力ディスクに対して所定の範囲で相
対回転可能な押圧力発生手段を備えた無段変速機と、該
無段変速機の入力側と出力側の回転数を検出する入力回
転数検出手段及び出力回転数検出手段と、該入力回転数
検出手段及び出力回転数検出手段により検出された入力
回転数と出力回転数の比から実変速比を算出する実変速
比算出手段と、運転状態に応じて前記無段変速機の目標
変速比を演算し、前記実変速比が目標変速比へ一致する
ように、前記無段変速機の変速比を制御する変速制御手
段とを備えたトロイダル型無段変速機の変速制御装置に
おいて、前記押圧力発生手段は、入力軸に結合されたカ
ムディスクと、入力ディスクとカムディスクの間で転動
するローラと、このローラを保持するリテーナから構成
され、前記入力回転数検出手段は、前記リテーナの回転
数と入力軸側の回転数とから入力ディスクの回転数を推
定する。
【0012】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記入力回転数検出手段は、リテーナの回転数を
2倍した値から入力軸回転数を減算したものを入力ディ
スク回転数とする。
【0013】また、第3の発明は、前記第2の発明にお
いて、前記入力軸はロックアップクラッチを備えたトル
クコンバータを介してエンジンに連結され、前記入力回
転数検出手段は、ロックアップクラッチが締結された場
合には、入力軸回転数に代わってエンジン回転数から入
力ディスク回転数を演算する。
【0014】
【発明の効果】したがって第1の発明は、押圧力発生手
段のカムディスクとリテーナは、例えば、発進時のよう
に入力トルクが急変する場合、まず、入力軸に連結され
たカムディスクの回転が上昇した後に、カムローラ及び
カムリテーナの回転数が上昇して入力ディスクに伝達さ
れる。カムローラ及びカムリテーナは所定の範囲でカム
ディスク及び入力ディスクに対して相対回転可能である
ため、カムディスクの回転数と入力軸側(入力軸または
カムディスク)の回転数とから入力ディスクの回転数を
正確に推定することができ、前記従来例のように、押圧
力発生手段と入力ディスクの相対回転による実変速比の
誤検出を抑制して、変速制御の精度を向上させることが
可能となる。
【0015】また、第2の発明は、リテーナの回転数を
2倍した値から入力軸回転数を減算したものを入力ディ
スク回転数とすることで、入力ディスクの回転数を正確
に推定することができる。
【0016】また、第3の発明は、ロックアップクラッ
チが締結された場合には、入力軸回転数に代わってエン
ジン回転数から入力ディスク回転数を演算するため、例
えば、エンジン回転数を検出精度の高いクランク角セン
サ等で検出することで、入力ディスクの回転数の演算精
度を向上させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
【0018】図1は、トロイダル型の無段変速機10及
び変速制御コントローラ61に、本発明を適用した一例
を示す。
【0019】無段変速機10は、入力軸13側にロック
アップクラッチL/Uを備えたトルクコンバータ12を
介してエンジン11に連結され、入力軸13に連結され
たカムディスク14と入力ディスク1の間には、相対回
転に応じてパワーローラを挟持押圧するカムローラ15
及びカムリテーナ16が介装され、図2に示すように、
カムリテーナ16の外周に形成した歯面17と対向する
位置には、カムリテーナ回転センサ64が配設されてカ
ムリテーナ回転数Ncを検出し、また、図1に示すよう
に、トルクコンバータ12のタービン(図示せず)に結
合した入力軸13の回転数Ntを検出するため、入力軸
回転数センサ65が配設され、これら検出された入力軸
回転数Nt、カムリテーナ回転数Ncはそれぞれ変速制
御コントローラ61へ送出される。
【0020】なお、ロックアップクラッチL/Uは、変
速制御コントローラ61からのロックアップ信号LUが
ONのときに締結される一方、OFFのときに解放され
る。
【0021】入力ディスク1に対向する出力ディスク2
は、パワーローラを介して駆動力が伝達され、出力軸1
8から図示しない駆動輪へ駆動力を伝達する。そして、
出力軸18に配設された出力軸回転センサ63は、出力
軸回転数Noを検出するとともに、変速制御コントロー
ラ61へ送出される。
【0022】変速制御コントローラ61は、マイクロコ
ンピュータを主体に構成されており、クランク角センサ
62が検出したエンジン回転数Ne、入力軸回転数セン
サ65が検出した入力軸回転数Nt、カムリテーナ回転
センサ64が検出したカムリテーナ回転数Ncに基づい
て、後述するように入力ディスク1の回転数Niを求
め、出力軸回転数Noとの比から実変速比Ratioを
求める。
【0023】そして、変速制御コントローラ61で行わ
れる変速制御は、出力軸回転数Noを所定の定数で除し
た車速VSPとアクセルペダルの踏み込み量等に応じて
目標変速比を演算し、実変速比Ratioが目標変速比
へ一致するようにステップモータ4を駆動する。
【0024】ここで、変速制御コントローラ61で行わ
れる実変速比演算処理の一例について、図3のフローチ
ャートを参照しながら詳述する。なお、このフローチャ
ートは所定時間毎、例えば、10msec毎に実行されるも
のである。
【0025】まず、ステップS1では、入力軸回転数セ
ンサ65からトルクコンバータ12のタービン回転数で
ある入力軸回転数Ntを、クランク角センサ62からエ
ンジン回転数Neを、カムリテーナ回転センサ64から
カムリテーナ16の回転数Ncを、出力軸回転センサ6
3から出力軸回転数Noをそれぞれ読み込むとともに、
ロックアップ信号LUを読み込む。
【0026】そして、ステップS2ではロックアップク
ラッチL/Uの締結状態を、信号LUに基づいて判定
し、信号LUがONであれば締結状態(ロックアップ状
態)であるためステップS3へ進む一方、信号LUがO
FFの解放状態(アンロックアップ状態)であれば、ス
テップS4へ進む。
【0027】ロックアップ状態のステップS3では、カ
ムリテーナ回転数Ncとエンジン回転数Neより、 Ni=2Nc−Ne (1) として、入力ディスク回転数Niを演算する。
【0028】一方、アンロックアップ状態のステップS
4では、カムリテーナ回転数Ncとエンジン回転数Ne
より、 Ni=2Nc−Nt (2) として、入力ディスク回転数Niを演算する。
【0029】そして、ステップS5では、入力ディスク
1の回転数Niを出力軸回転数Noで除して実変速比R
atioを求める。こうして演算された実変速比Rat
ioに基づいて、変速制御が行われるのである。
【0030】ここで、前記従来例でも述べたように、カ
ムディスク14と入力ディスク1は、相互に形成したカ
ム面の間に介装したカムローラ15の転動によって、所
定の回転角度範囲で相対回転可能であるため、入力軸1
3の回転数Ntが変化した後に入力ディスク1の回転数
Niが変化することになるが、カムリテーナ16の回転
数Ncは、 Nc=(Nt+Ni)/2 として表すことができるため、上記(1)式または
(2)式より、構造上回転数を計測できない入力ディス
ク1の回転数Niを正確に推定することができるのであ
る。
【0031】したがって、カムディスク14と入力ディ
スク1の相対回転による実変速比の誤検出を抑制して、
制御精度を向上させることができ、さらに、ロックアッ
プ状態では、入力軸回転数センサ65に比して検出精度
の高いクランク角センサ62からのエンジン回転数Ne
を用いるようにしたため、入力ディスク1の回転数Ni
の演算精度をさらに向上させることが可能となる。
【0032】なお、エンジン回転数Neを用いない場合
では、上記(2)式によって入力ディスク回転数Niを
演算しても同一の結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すトロイダル型無段変
速機の変速制御装置の概念図。
【図2】同じくカムディスク、カムローラ及びカムリテ
ーナの側面図である。
【図3】変速制御コントローラで行われる制御の一例を
示すフローチャート。
【符号の説明】
10 無段変速機 12 トルクコンバータ 13 入力軸 14 カムディスク 15 カムローラ 16 カムリテーナ 17 歯面 18 出力軸 61 変速制御コントローラ 62 クランク角センサ 63 出力軸回転センサ 64 カムリテーナ回転センサ 65 入力軸回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−54455(JP,A) 特開 平10−9381(JP,A) 特開 平11−63137(JP,A) 特開 平8−277928(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 15/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力トルクに応じて入出力ディスクの間
    でパワーローラを挟持押圧するとともに、入力ディスク
    に対して所定の範囲で相対回転可能な押圧力発生手段を
    備えた無段変速機と、 該無段変速機の入力側と出力側の回転数を検出する入力
    回転数検出手段及び出力回転数検出手段と、 該入力回転数検出手段及び出力回転数検出手段により検
    出された入力回転数と出力回転数の比から実変速比を算
    出する実変速比算出手段と、 運転状態に応じて前記無段変速機の目標変速比を演算
    し、前記実変速比が目標変速比へ一致するように、前記
    無段変速機の変速比を制御する変速制御手段とを備えた
    トロイダル型無段変速機の変速制御装置において、 前記押圧力発生手段は、入力軸に結合されたカムディス
    クと、入力ディスクとカムディスクの間で転動するロー
    ラと、このローラを保持するリテーナから構成され、 前記入力回転数検出手段は、前記リテーナの回転数と入
    力軸側の回転数とから入力ディスクの回転数を推定する
    ことを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記入力回転数検出手段は、リテーナの
    回転数を2倍した値から入力軸回転数を減算したものを
    入力ディスク回転数とすることを特徴とする請求項1に
    記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
  3. 【請求項3】 前記入力軸はロックアップクラッチを備
    えたトルクコンバータを介してエンジンに連結され、前
    記入力回転数検出手段は、ロックアップクラッチが締結
    された場合には、入力軸回転数に代わってエンジン回転
    数から入力ディスク回転数を演算することを特徴とする
    請求項2に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装
    置。
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