JP3360572B2 - トロイダル型無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に用いられ
るトロイダル型無段変速機の変速制御装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両に採用されるトロイダ
ル型無段変速機の変速制御装置としては、特開昭５８−
５４２６２号公報や特開平２−２８３９４９号公報に開
示されるものが知られている。

【０００３】これは、図１１に示すように、トロイダル
型無段変速機は、トロイド状の溝を対向面に形成した一
対の入出力ディスクが一対のパワーローラ２、３を挟
持、押圧して駆動力の伝達を行うもので、パワーローラ
２、３は入出力ディスクの回転軸を挟んで立設された一
対のトラニオン４、５（ローラ支持部材）に基端を支持
された偏心軸６、６によって回転自在に軸支されるとと
もに、傾転（図１１のＹ軸回り角度＝φ［deg］）自在
に支持される。

【０００４】これらパワーローラ２、３による動力の伝
達は、入出力ディスク間でパワーローラ２、３を大きな
力で挟持し、パワーローラ２、３と入出力ディスク間の
油膜のせん断力によって、出力ディスクへ伝達される。

【０００５】そして、無段変速機の変速は、パワーロー
ラ２、３を傾転させることにより上入出力ディスクとの
接触半径比を変化させることで行われ、この変速比の制
御は、図１１に示すように、トラニオン４、５をＹ軸方
向及びＹ軸回りへ変位可能に支持すると共に、トラニオ
ン４、５をそれぞれＹ軸方向へ駆動する油圧シリンダ１
Ａ、１Ｂで行われる。

【０００６】トラニオン４を駆動する油圧シリンダ１Ａ
のピストン３１の図中上下には、油室３３Ｂ、３３Ａが
画成される一方、トラニオン５を駆動する油圧シリンダ
１Ｂのピストン３２の図中上下には、油室３４Ａ、３４
Ｂが画成され、油圧シリンダ１Ａの下方の油室３３Ａと
油圧シリンダ１Ｂの上方の油室３４Ａが油路９０Ｌを介
して連通する一方、油圧シリンダ１Ａの上方の油室３３
Ｂとトラニオン５の下方の油室３４Ｂが油路９０Ｈを介
して連通し、トラニオン４、５は相互に対向する方向へ
駆動される。

【０００７】そして、これら油路９０Ｈ、９０Ｌへの供
給油圧を制御する変速制御弁４１は、軸方向へ相対変位
可能なスリーブ４２とスプール４３を備え、一方がステ
ップモータ５０を介して図示しない変速コントローラに
制御され、他方がトラニオン４の下端から突出したロッ
ド２４の変位（実変速比とトラニオン４の軸方向変位
量）をフィードバックする。ここでは、スリーブ４２が
ステップモータ５０に駆動される場合を示す。なお、ロ
ッド２４の下端には所定の傾斜面を備えたプリセスカム
３５が形成され、このプリセスカム３５と摺接するリン
ク３６を介してロッド２４の変位、すなわち、実変速比
とトラニオン４の軸方向変位量がスプール４３へフィー
ドバックされる。

【０００８】変速制御弁４１のハウジングには油圧供給
手段と連通したライン圧ポート９と、油路９０Ｈと連通
するポート４７及び油路９０Ｌと連通するポート４８が
開口しており、ライン圧ポート９からの圧油がポート４
７または４８へ選択的に供給される一方、他方の回路の
圧油が図示しないタンクへ配設される。

【０００９】スリーブ４２は変速コントローラが決定し
た目標変速比に応じて駆動される一方、スプール４３は
プリセスカム３５が有する所定の傾斜面の効果によりパ
ワーローラ２の傾転角度（実変速比）とトラニオン４の
軸方向の変位量に応じて軸方向へ駆動され、スリーブ４
２とスプール４３の相対位置関係がずれた場合には、ポ
ート４７、４８と対向するスリーブ４２に形成された弁
室４４Ａ、４４Ｂから圧油の給排が行われて、実変速比
を目標変速比に一致させるよう、ライン圧ポート９及び
タンクと油圧シリンダ１Ａ、１Ｂとの間で圧油の給排が
行われ、トラニオン４、５にはピストン３１、３２の上
下の油室の差圧に応じた力が加わって、パワーローラ
２、３の傾転角度（図中Ｙ軸回りの角度φ）を調整す
る。

【００１０】ここで、上記のようなトロイダル型無段変
速機では、パワーローラ２、３が油圧シリンダ１Ａ、１
Ｂに支持されながら動力を伝達しているため、入力トル
クに応じて偏心軸６やトラニオン４、５が変形して、伝
達トルクに応じて変速比が変化するトルクシフトという
現象が発生する。これは、トルク変化により力の釣り合
いが崩れること等が原因となって、トラニオン４、５の
軸方向のオフセット量に誤差が生じ、プリセスカム３５
によるメカニカルなフィードバック量が変化して変速比
がずれるものである。

【００１１】このトルクシフトによる変速比の変化速度
は、通常の変速制御における変速比の変化速度に比べて
かなり速度が速いため、目標変速比と実変速比の偏差を
解消するためには、本願出願人が提案した特願平８−２
１１２９７号のように、フィードバック補償に加えてフ
ィードフォワード補償によってトルクシフトによる変速
比のずれを抑制するものがある。

【００１２】これは、トロイダル型無段変速機に入力さ
れるエンジントルクを、スロットル開度ＴＶＯをパラメ
ータとしたエンジン回転数とトルクのマップより演算し
て、この入力トルクに応じたトルクシフト量から、上記
図１１と同様に変速制御弁４１を駆動してトルクシフト
を補正可能なステップモータ５０のステップ数をトルク
シフトフィードフォワード補償ステップ数ＴＳＳＴＥＰ
として演算しておく。

【００１３】一方、スロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳＰ
等の運転状態に応じて決まる目標変速比（目標傾転角
度）と実変速比の偏差に基づいてフィードバック補償ス
テップ数を求める。この、個体差や経時変化にかかわら
ず常時所定の応答特性を示すロバスト制御系によって行
うことが望ましい。

【００１４】フィードバック補償は、入力ディスクと出
力ディスクのそれぞれの回転速度の比率から実変速比ｉ
を算出するとともに、入出力ディスク、パワーローラ等
の寸法から決まる定数η、θより、次式の関係からパワ
ーローラの実傾転角度φを演算する。

【００１５】

【数１】

【００１６】そして、上記（１）式より求めた実傾転角
度φと目標傾転角度（目標変速比）から状態フィードバ
ック制御などによりフィードバック補償量を求めて、ス
テップモータ５０を駆動するための フィードバック
補償ステップ数ＦＢＳＴＥＰを換算する。

【００１７】状態フィードバック制御を行うためには、
トロイダル型無段変速機の数学モデルを利用してオブザ
ーバを設計して状態推定などを行うことも必要になる。
このとき、用いられるモデルは、次式のような２次のフ
ィルタで表される。

【００１８】

【数２】

【００１９】なお、ａ、ｂ、ｆはトロイダル型無段変速
機の設計パラメータや、傾転角度、入出力ディスクの回
転速度から求められる定数である。

【００２０】こうして求めたフィードバック補償ステッ
プ数ＦＢＳＴＥＰに、上記トルクシフトフィードフォワ
ードステップ数ＴＳＳＴＥＰを加算したステップ数を、
目標変速比から換算される目標ステップ数と比較して、
その差に応じたステップ数がステップモータ５０に指令
される。そして、上記フィードバック補償とトルクシフ
トフィードフォワード補償制御は、図示しないコントロ
ーラによって、所定の周期で処理されることになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ステッ
プモータ５０を制御するコントローラに、８ビットのマ
イクロコンピュータを用いするとすれば、上記（２）式
のような二次のフィルタ計算では、精度を確保するため
に、例えば、２４ビットの乗算を何度も行う必要があ
り、フィルタ計算に要する負荷が過大になって、１回の
フィードバック補償及びフィードフォワード補償処理に
要する時間、すなわち、制御周期が増大することにな
る。さらに、所定の応答特性を得るためにモデルマッチ
ング等を行うとすれば、計算負荷はさらに増大して、８
ビットのマイクロコンピュータを用いた場合では、制御
周期を短くすることはさらに難しくなる。

【００２２】しかしながら、上記従来の変速制御装置で
は、所定の周期でフィードバック補償とフィードフォワ
ード補償を処理しているため、通常の変速制御時には十
分な制御周期であるが、上記したようにトルクシフトの
場合には変速比変化速度が通常の変速制御時に比して高
速であるため、上記の制御周期では迅速に偏差を補償す
るのが難しい場合があり、例えば、図１２に示すよう
に、フィードバック補償とフィードフォワード補償を所
定の周期８Ｔ毎に行い、ステップモータの駆動を所定に
周期Ｔで処理する場合では、フィードバック補償及びフ
ィードフォワード補償は、時刻ｔ１の次は時刻ｔ５で処
理が行われるが、時刻ｔ１直後からトルクシフトによっ
て実傾転角（実変速比）が目標傾転角（目標変速比）か
ら乖離すると、トルクシフトの補償は次回の処理が行わ
れる時刻ｔ５まで実行されないことになる。したがっ
て、実変速比の変動がトルク変動として駆動軸に伝達さ
れて、運転性が悪化するのである。

【００２３】上記トルクシフトの補償を迅速に行うに
は、例えば、コントローラに用いるマイクロコンピュー
タを高速のものに置き換えて、例えば、所定時間Ｔ以内
に上記フィードバック及びフィードフォワード補償を実
行すればよいが、高速のマイクロコンピュータを採用す
る場合には、製造コストが大幅に上昇するという問題が
あり、また、トルクシフトの発生していない通常の変速
制御では、上記８ビットのマイクロコンピュータでも十
分な処理能力を有するため、処理能力が過剰になるとい
う問題もあった。

【００２４】さらに、高速なマイクロコンピュータを用
いる場合には、入出力ディスクの回転数の計測精度を向
上させる必要があり、回転数センサとして磁気センサを
採用する場合は、入出力ディスクと同期的に回転する軸
に設けた歯数を増大することで、１回転あたりのパルス
数を増大して精度の向上を図ることができるが、歯数の
増大には歯車を新規に設計する必要があるのに加え、歯
のピッチが小さくなるため、より検出精度の高い磁気ピ
ックアップを採用する必要があって、さらに製造コスト
を増大させるという問題があった。

【００２５】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、製造コストの上昇を抑制しながらも、トル
クシフトの補償を迅速に行ってトルク変動を抑制するこ
とを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力ディ
スク及び出力ディスクとの対向面に挟持されて傾転自在
なパワーローラと、このパワーローラを傾転自在に支持
するとともに、アクチュエータに駆動されて軸方向へ変
位可能なトラニオンと、車両の運転状態に応じて目標変
速比を演算する目標変速比設定手段と、前記目標変速比
に応じて前記アクチュエータを所定の周期によって離散
的に制御する変速制御手段と、前記目標変速比と実際の
変速比の偏差及び入力トルクに応じて前記アクチュエー
タの制御量を補償する補償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、前記補償手段は、
入力トルクに応じてトルクシフト補償量を演算するフィ
ードフォワード補償手段と、目標変速比と実際の変速比
の偏差に応じてフィードバック補償量を演算するフィー
ドバック補償手段とから構成され、前記フィードフォワ
ード補償手段の制御周期が、前記フィードバック補償手
段の制御周期よりも短く設定されるとともに、前記変速
制御手段が行うアクチュエータの制御周期が前記フィー
ドフォワード補償手段の制御周期以下に設定される。

【００２７】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記フィードバック補償手段がフィードバック補
償量を１回演算する間に、前記フィードフォワード補償
手段及び変速制御手段が複数回制御を実行する。

【００２８】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記フィードバック補償手段の制御周期が前記フ
ィードフォワード補償手段の制御周期の整数倍に設定さ
れる。

【００２９】また、第４の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記フィードフォワード補償手段の制御周期が、
前記変速制御手段の制御周期に等しく設定される。

【００３０】また、第５の発明は、前記第４の発明にお
いて、前記フィードフォワード補償手段は、前記変速制
御手段の直前に実行される。

【００３１】

【発明の効果】したがって、第１の発明は、フィードバ
ック補償手段による変速比の偏差の補償は演算処理に時
間を要する一方、フィードフォワード補償手段によるト
ルクシフト補償量の演算は、入力トルクから容易に演算
できるためフィードフォワード補償手段の制御周期はフ
ィードバック補償手段の制御周期よりも短くなる。変速
制御手段は所定の制御周期Ｔでアクチュエータを制御す
るが、この制御周期Ｔをフィードフォワード補償手段の
制御周期以下に設定することで、これら制御手段を構成
するマイクロコンピュータの処理能力を向上させること
なく、フィードバック制御とフィードフォワードによる
トルクシフト補償を独立して実行させることができ、入
力トルクの変化によるトルクシフトをフィードフォワー
ドで迅速に補償することができ、前記従来例のような変
速比の偏差が生じる時間を低減することで駆動トルクの
変動を抑制でき、製造コストの増大を抑制しながらも高
精度の変速制御、特に、トルクシフト補償制御を迅速に
行うことが可能となって、トロイダル型無段変速機を備
えた車両の運転性を向上させることができる。

【００３２】また、第２の発明は、フィードバック補償
手段が１回演算する間に、フィードフォワード補償手段
及び変速制御手段が複数回制御を実行することにより、
トルクシフトによる変速比の偏差をフィードフォワード
によって迅速に縮小した後に、フィードバック制御によ
ってこの偏差を確実に解消することができ、前記従来例
のように偏差が大きいままでフィードバック制御が行わ
れるのを防ぐことで、オーバーシュートなどを抑制でき
制御精度の向上を図ることができる。

【００３３】また、第３の発明は、処理負荷の大きいフ
ィードバック制御の制御周期を、処理負荷の小さいフィ
ードフォワード制御の制御周期Ｔの整数倍とすることに
より、マイクロコンピュータ内の一つのクロックを分周
することで２つの制御処理を容易に同期させることがで
き、制御周期の調整を容易に行うことが可能となる。

【００３４】また、第４の発明は、フィードフォワード
の制御周期を、アクチュエータの制御周期に等しく設定
することで、フィードフォワード補償とアクチュエータ
の駆動制御を一つの処理として行うことができ、例え
ば、一つのサブルーチンにまとめることで、容易にフィ
ードバック制御と同期させることができる。

【００３５】また、第５の発明は、アクチュエータの制
御の直前にフィードフォワードの補償演算を行うこと
で、トルクシフトがあった場合には、迅速に変速比の偏
差を補償することが可能となる。

【００３６】

【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に
基づいて説明する。

【００３７】図１はトロイダル型無段変速機の変速制御
装置の概略図を示し、トルクコンバータ１２を介してエ
ンジン１１に連結されるトロイダル型無段変速機１０及
びは、前記従来例の図１１と同様に構成され、同一のも
のに同一の図番を付して重複説明を省略する。

【００３８】図１において、変速制御コントローラ５２
は、エンジン１１に設けたスロットル開度センサ５３か
らのスロットル開度ＴＶＯ（又はアクセルペダル開度）
と、クランク角センサ５６が検出したエンジン回転数Ｎ
ｅを読み込む一方、無段変速機１０の入力軸回転センサ
５５が検出した入力軸回転数Ｎｉ（すなわち、トルクコ
ンバータ１２のタービン回転数）及び出力軸回転センサ
５４が検出した出力軸回転数Ｎｏをそれぞれ読み込ん
で、この出力軸回転数Ｎｏに所定の定数を乗じたものを
車速ＶＳＰとして扱い、これら車両の運転状態に基づい
て、予め設定した図示しない変速マップから目標変速比
（パワーローラの目標傾転角度）を求めて、アクチュエ
ータとしてのステップモータ５０へ目標変速比と実変速
比から得たフィードバック制御量（ＦＢ制御量）に応じ
た制御量ＳＴＰまたは前記従来例で述べたようなトルク
シフトを補償するためのフィードフォワード制御量（Ｆ
Ｆ制御量）に応じた制御量ＳＴＰを指令するもので、ス
テップモータ５０に駆動される油圧制御装置は前記図１
１と同様である。

【００３９】変速制御コントローラ５２で行われる変速
制御は、図２の制御概念図に示すように、車両の運転状
態に応じた目標変速比（傾転角度）と実変速比（傾転角
度）の偏差に応じて、例えば、ＰＩ制御によるＦＢ制御
量（ステップ数）を演算するフィードバック制御部５２
ａと、フィードフォワードによってトルクシフト補償の
ためのＦＦ制御量を演算するトルクシフト補償部５２ｂ
と、ＦＢ制御量とＦＦ制御量の和によってステップモー
タ５０を駆動するステップモータ駆動部５０ｃから構成
されており、フィードバック制御部５２ａ、トルクシフ
ト補償部５２ｂ及びステップモータ駆動部５０ｃで行わ
れる演算制御の内容は、前記従来例の特願平８−２１１
２９７号等と同様である。

【００４０】ここで、運転状態に応じた目標変速比から
実変速比に応じたＦＢ制御量の演算や、油圧制御等の各
種制御を行うフィードバック制御部５２ａの演算周期
は、例えば、８Ｔ＝８０msec（Ｔ＝１０msec）で行われ
る。

【００４１】一方、フィードフォワードによるトルクシ
フト補償部５２ｂ及びステップモータ駆動部５０ｃは、
フィードバック制御部５２ａの演算周期よりも短い所定
の周期、例えば、Ｔ＝１０msecで行われ、トルクシフト
補償部５２ｂ及びステップモータ駆動部５０ｃは、タイ
マー割り込みなどによって、図５のタイムチャートに示
すように、フィードバック制御部５２ａの処理が行われ
た後に実行される。

【００４２】すなわち、フィードバック制御部５２ａの
演算周期をトルクシフト補償部５２ｂ及びステップモー
タ駆動部５０ｃの制御周期の整数倍に設定して、この場
合では、８倍の制御周期に設定される。

【００４３】次に、変速制御コントローラ５２で行われ
る制御の一例を図３、図４のフローチャートに示し、上
記図５のタイムチャートを参照しながら以下に詳述す
る。

【００４４】まず、８０msec毎に行われる、フィードバ
ック制御部５２ａの処理（フィードバック制御処理）
は、図３に示すように、トルクシフト補償部５２ｂ及び
ステップモータ駆動部５０ｃ（以下、ステップモータ駆
動処理とする）の制御周期Ｔ内に実行可能な８つのｊｏ
ｂ１〜ｊｏｂ８を連結して構成され、各ｊｏｂの実行時
間は、割り込みによって実行されるステップモータ駆動
処理の実行時間との和が、所定の最短周期であるステッ
プモータ駆動処理の制御周期Ｔ＝１０msec以内に設定さ
れており、例えば、ステップモータ駆動処理の実行時間
が４msecであれば、各ｊｏｂの最大実行時間は６msec未
満となるように設定される。

【００４５】フィードバック制御処理は、まず、ｊｏｂ
１は、ステップＳ１で車速ＶＳＰやエンジン回転数Ｎ
ｅ、スロットル開度ＴＶＯ等の各センサからの信号を入
力するとともに、これら入力信号から運転状態に応じた
目標変速比等の目標値を演算するステップＳ２から構成
される。なお、目標変速比の演算では、目標変速比に応
じたステップモータ５０のステップ数ＤＳＲＳＴＰが演
算される。

【００４６】次に、ｊｏｂ２は、運転条件などに基づい
て行われるトルクコンバータ１２のロックアップクラッ
チＬ／Ｕの制御などの油圧制御を行うステップＳ３と、
運転条件などに基づいて行われる他のコントローラへの
通信処理、例えば、図示しないエンジンコントローラに
対するトルクダウン要求等の処理を行うステップＳ４か
ら構成され、さらに、図示はしないが、ｊｏｂ３〜ｊｏ
ｂ６にも変速制御に必要な処理が割り当てられる。

【００４７】そして、フィードバック制御処理の１周期
となる、ｊｏｂ７、ｊｏｂ８（ステップＳ５、Ｓ６）に
は、目標変速比と実変速比の偏差に応じてＦＢ制御量を
求めるフィードバック補償量の演算が行われ、この演算
処理は計算量が多いことを考慮して、一つのｊｏｂの最
大処理時間＝６msecを超えないように、前半部と後半部
に分けて連結され、後半部ではフィードバック制御量と
してステップモータ５０のステップ数ＦＢＳＴＥＰが求
められる。

【００４８】次に、タイマー割り込みなどにより所定の
最短周期で実行されるステップモータ駆動処理は、図４
に示すように、ステップＳ１で各センサからスロットル
開度ＴＶＯ、エンジン回転数Ｎｅ及び変速比ＲＴＯを読
み込んでから、ステップＳ１１で無段変速機１０への入
力トルクＴinを推定演算する。この演算処理は、スロッ
トル開度ＴＶＯをパラメータとしてエンジン回転数Ｎｅ
毎に予め設定されたエンジン１１の駆動トルクマップに
基づいて行われる。

【００４９】そして、ステップＳ１２では、上記入力ト
ルクＴinと変速比ＲＴＯに基づいて、予め設定したマッ
プからトルクシフトの補償量をステップモータ５０のス
テップ数ＴＳＳＴＥＰを演算する。

【００５０】ステップＳ１３では、スロットル開度ＴＶ
Ｏとエンジン回転数Ｎｅに応じた入力トルクＴｉｎと変
速比ＲＴＯからフィードフォワードによって求めたトル
クシフト補償量ＴＳＳＴＥＰに、フィードバック制御処
理で得られた前回のフィードバック制御量ＦＢＳＴＥＰ
と、上記ステップＳ２から得た目標変速比に応じたステ
ップ数ＤＳＲＳＴＰを加えたものを、ステップモータ５
０への指令ステップ数ＳＴＰとして演算した後、ステッ
プＳ１４で実際のステップ数が目標ステップ数＝指令ス
テップ数ＳＴＰへ一致するようにステップモータ５０に
駆動指令が出力され、トロイダル型無段変速機１０の変
速機構を駆動する。

【００５１】なお、上記ステップＳ１０〜Ｓ１４のステ
ップモータ駆動処理は、トルクシフトの補償量を、エン
ジン駆動力のマップと、変速比と入力トルクに応じて予
め設定されたマップから順次演算するだけであるため、
上記フィードバック制御処理に比して短時間で実行する
ことができ、例えば、前記従来例と同様にして変速制御
コントローラ５２に８ビットのマイクロコンピュータを
採用した場合でも、４msec未満で処理を実行して、所定
の制御周期Ｔのうちの残りの時間を、フィードバック制
御処理へ割り当てることが可能となる。

【００５２】以上より、実際に行われる制御は図５のタ
イムチャートのようになる。

【００５３】フィードバック制御処理は所定の周期８Ｔ
毎にｊｏｂ１からｊｏｂ８まで繰り返し実行され、この
間、フィードバック制御処理の一つのｊｏｂが終了した
後には、タイマー割り込みなどによりステップモータ駆
動処理が所定の最短周期Ｔ毎に実行され、ステップＳ
１、Ｓ２のｊｏｂ１が終了すると、ステップモータ駆動
処理が１回実行されて、現在の運転状況に応じたトルク
シフト補償量ＴＳＳＴＥＰに前回のフィードバック制御
処理で得られたフィードバック制御量ＦＢＳＴＥＰを加
えた指令ステップ数ＳＴＰがステップモータ５０へ出力
され、ステップモータ５０は、最短周期Ｔ毎に駆動さ
れ、以下、ｊｏｂ２、３からｊｏｂ８まで、フィードバ
ック制御処理とステップモータ駆動処理が交互に行わ
れ、最後のｊｏｂ８では新たにフィードバック制御量Ｆ
ＢＳＴＥＰが更新されるため、その直後のステップモー
タ駆動処理で出力される指令ステップ数ＳＴＰにフィー
ドバック制御の値が反映されることになり、制御周期７
Ｔまでの各指令ステップ数ＳＴＰには、フィードフォワ
ードによるトルクシフト補償量ＴＳＳＴＥＰのみが変化
することになる。

【００５４】ここで、図６に示すように、時刻ｔ１で入
力トルクＴｉｎが変化したとすると、時刻ｔ２（ｔ１か
ら１Ｔ後）では変速制御コントローラ５２が入力トルク
Ｔｉｎの変化を検知していないため、ステップモータ駆
動処理で行われるトルクシフト補償量ＴＳＳＴＥＰは０
となる。

【００５５】しかし、時刻ｔ３（ｔ１から２Ｔ後）で
は、入力トルクＴｉｎの変化が変速制御コントローラ５
２に検知されて、ステップモータ駆動処理で行われるフ
ィードフォワード制御によって、予め設定された入力ト
ルクＴｉｎとトルクシフト量の関係からトルクシフト補
償量ＴＳＳＴＥＰが算出されて、目標ステップ数が変化
し、実ステップ数を目標ステップ数へ一致させるように
駆動指令が出力されて、ステップモータ５０が動き始め
る。

【００５６】時刻ｔ４（ｔ１から６Ｔ後）では、フィー
ドフォワードによるトルクシフト補償は終了するが、予
め設定されている入力トルクＴｉｎとトルクシフト量の
関係が、無段変速機１０の個体差、経時変化等によって
異なるため、目標変速比（傾転角度）と実変速比（傾転
角度）には偏差が残っている。

【００５７】そして、時刻ｔ５（ｔ１から８Ｔ後）で
は、フィードバック制御による最新のフィードバック制
御量ＦＢＳＴＥＰによってフィードフォワードのみでは
補正しきれなかった偏差を解消する方向へステップモー
タ５０が駆動され、この場合では偏差が少ないため、時
刻ｔ６で偏差は完全に解消する。

【００５８】これに対して、前記従来例では、図６と同
様に入力トルクＴｉｎの変化があった場合、図１２に示
すように、時刻ｔ５までトルクシフトを解消するための
フィードバック制御量ＦＢＳＴＥＰ及びフィードフォワ
ードによるトルクシフト補償量ＴＳＳＴＥＰが出力され
ず、ステップモータ駆動周期Ｔに対して周期８Ｔ後まで
トルクシフトによる変速比の偏差解消が開始されないた
め、前記したようにトルク変動となって運転性の悪化を
招いてしまう。

【００５９】しかし、本発明では、時刻ｔ３の入力トル
クが変化している過渡状態からフィードフォワードのみ
によってトルクシフトに対する補償が開始されるため、
前記従来例に比して、目標変速比に対する偏差の最大値
も小さくなるとともに、時刻ｔ６までに偏差を完全に解
消することが可能となって、変速比の変化速度が通常の
変速制御よりも速いトルクシフトを迅速に抑制すること
が可能となるのである。

【００６０】そして、ステップモータ駆動処理の制御周
期Ｔ（＝１０msec）は前記従来例の周期Ｔと同様にしな
がら、ステップモータ５０の駆動制御に加えてマップ検
索によるフィードフォワード補償を行うようにするとと
もに、フィードバック制御処理の制御周期をステップモ
ータ駆動処理の制御周期Ｔの整数倍とし、一つの制御周
期Ｔ内でフィードバック制御処理とステップモータ駆動
処理を交互に行うようにしたため、変速制御コントロー
ラ５２を構成するマイクロコンピュータの高速化や、入
出力軸回転センサ５４、５５の精度を向上させる必要が
ないため、製造コストの増大を抑制しながらも高精度の
変速制御、特に、トルクシフト補償制御を行うことが可
能となって、トロイダル型無段変速機を備えた車両の運
転性を向上させることができるのである。

【００６１】また、フィードバック制御処理に比して制
御周期の短いステップモータ駆動処理に、マップ検索に
よるフィードフォワード補償を加えたため、トルクシフ
トによる変速比の偏差をフィードフォワードによって縮
小した後に、フィードバック制御によって迅速に偏差を
解消することができ、前記従来例のように偏差が大きい
ままでフィードバック制御が行われるのを防ぐことで、
オーバーシュートなどを抑制でき制御精度の向上を図る
ことができる。

【００６２】さらに、処理負荷の大きいフィードバック
制御処理の制御周期を、処理負荷の小さいステップモー
タ駆動処理の制御周期Ｔの整数倍とすることにより、一
つのクロックを分周することで２つの制御処理を容易に
同期させることができ、制御周期の調整を容易に行うこ
とが可能となる。

【００６３】図７は第２の実施形態を示し、前記第１実
施形態のステップモータ駆動処理において、入力トルク
Ｔｉｎの現在値と前回値Ｔｉｎoldを比較するステップ
Ｓ２０、Ｓ２１を付加したもので、その他の構成は前記
第１実施形態と同様である。

【００６４】ステップＳ２０では、入力トルクＴｉｎの
現在値と前回値Ｔｉｎoldを比較して、入力トルクＴｉ
ｎに変化がない場合にはステップＳ１２のトルクシフト
補償量演算を行わず、ステップＳ１３のステップモータ
制御量演算処理へ進む一方、入力トルクＴｉｎが変化し
た場合のみステップＳ１２でトルクシフト補償量の演算
を行うとともに、ステップＳ２１で前回値Ｔｉｎoldを
現在値で更新するものである。

【００６５】したがって、入力トルクＴｉｎに変化がな
い場合にはトルクシフトも発生しないため、トルクシフ
ト補償量の演算も行う必要がなく、トルクシフト補償量
演算を中止することで、変速制御コントローラ５２の処
理負荷をさらに低減することができる。なお、前回のト
ルクシフト補償量ＴＳＳＴＥＰは、変速制御コントロー
ラ５２の図示しないメモリなどに記憶させておけばよ
い。

【００６６】図８〜図１０は第３の実施形態を示し、前
記第１実施形態のフィードバック制御処理を所定周期Ｔ
未満で実行可能な複数のサブルーチン（例えば、８つの
サブルーチンｊｏｂ１〜ｊｏｂ８）に分割するととも
に、各サブルーチンの先頭にステップモータ制御量演算
とステップモータ駆動処理を行うステップＳ３１を設け
る一方、前記第１実施形態の図４に示した、ステップＳ
１０〜Ｓ１２のフィードフォワードによるトルクシフト
補償量の演算をバックグランド処理としたものである。

【００６７】変速制御コントローラ５２のマイクロコン
ピュータは、図９に示すｊｏｂ１〜ｊｏｂ８のフィード
バック制御処理をフォアグランドで行い、トルクシフト
補償量の演算をバックグランドで行うものである。

【００６８】図９において、各ｊｏｂ１〜ｊｏｂ８は、
先頭にステップモータ駆動処理を行うステップＳ３１を
配置した以外は、前記第１実施形態の各ステップと同様
の処理を行うものであり、各ｊｏｂの実行時間Ｔｎは、
所定の周期Ｔ未満の任意の時間で終了するようそれぞれ
設定される。

【００６９】一方、図１０に示すように、上記ステップ
Ｓ１０〜Ｓ１２からなるトルクシフトフィードフォワー
ド処理（ステップＳ４０）を、所定の周期Ｔ内で各ｊｏ
ｂの実行時間Ｔｎを差し引いた残りの時間ΔＴｎによっ
てバックグランドで繰り返して処理される。

【００７０】したがって、所定周期Ｔ毎にステップモー
タ５０の駆動処理が行われて、前記第１実施形態と同様
に、ステップモータ５０の駆動とフィードバック制御処
理が行われるが、フィードフォワードによるトルクシフ
ト補償量演算は、フォアグランドで行われる各ｊｏｂの
実行時間の大小によって、バックグランド処理を行う残
り時間ΔＴｎが変化するため、１回のｊｏｂの実行に対
して必ずしもトルクシフト補償量演算が１回行われる訳
ではなく、各ｊｏｂの長さに応じて、トルクシフト補償
量の演算回数が決定され、例えば、ｊｏｂを４回実行し
た時点で、トルクシフト補償量を３回演算するような設
定にもすることができる。

【００７１】そして、各ｊｏｂの先頭で実行されるステ
ップモータ駆動処理（ステップＳ３１）は最新のトルク
シフト補償量ＴＳＳＴＥＰでトルクシフトの補償を行う
ことができる。

【００７２】この場合では、フィードバック制御処理の
演算負荷が非常に大きく、トルクシフト補償量の演算と
ステップモータ駆動を１対１に設定できないに有効であ
り、処理負荷の大きいフィードバック制御処理を優先さ
せながらも、変速制御コントローラ５２のマイクロコン
ピュータの処理能力に応じてトルクシフト補償量の演算
を行うことができ、マイクロコンピュータの高速化を行
うことなく従来の８ビットマイクロコンピュータを用い
て演算負荷が非常に大きなフィードバック制御処理を行
いながら、トルクシフトの補償を可能な限り行うように
したもので、製造コストの上昇を確実に抑制しながら、
トルクシフトによる運転性の悪化をさけることができ
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
速機及び変速制御装置の概略図。

【図２】同じく、変速コントローラの制御概念図。

【図３】同じく、変速コントローラで行われる制御の一
例を示し、所定周期８Ｔ毎に行われるフィードバック補
償処理のフローチャート。

【図４】同じく、変速コントローラで行われる制御の一
例を示し、所定周期Ｔ毎に行われるステップモータ駆動
処理及びトルクシフト補償フィードフォワード処理のフ
ローチャート。

【図５】同じく、変速コントローラで行われる処理のタ
イムチャートでフィードバック補償処理とステップモー
タ駆動処理及びトルクシフト補償フィードフォワード処
理の関係を示す。

【図６】作用を示すグラフで、ＣＶＴ入力トルク、パワ
ーローラ傾転角、ステップモータの駆動ステップ数、フ
ィードバック補償制御とステップモータ駆動制御及びフ
ィードフォワード補償制御と時間の関係を示す。

【図７】第２の実施形態を示し、変速コントローラで所
定周期Ｔ毎に行われるステップモータ駆動処理及びフィ
ードフォワード補償処理のフローチャート。

【図８】第３の実施形態を示し、変速コントローラで行
われる処理のタイムチャートでフィードバック補償処理
とステップモータ駆動処理及びトルクシフト補償フィー
ドフォワード処理を含むバックグランド処理ＢＧの関係
を示す。

【図９】同じく、変速コントローラで所定周期Ｔ毎に行
われるステップモータ駆動処理及びフィードバック補償
処理のフローチャート。

【図１０】同じく、変速コントローラで行われるバック
グランド処理のフローチャート。

【図１１】トロイダル型無段変速機及び変速制御弁の横
断面と油圧制御装置の概略図。

【図１２】従来例を示し、パワーローラ傾転角、ステッ
プモータの駆動ステップ数、フィードバック補償制御と
ステップモータ駆動制御と時間の関係を示す。

【符号の説明】

１０ 無段変速機 ５０ ステップモータ ５２ 変速制御コントローラ ５３ スロットル開度センサ ５４ 車速センサ ５５ 入力軸回転センサ ５６ クランク角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−326887（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240331（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−53716（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−4508（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−28691（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 (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ディスク及び出力ディスクとの対向
   面に挟持されて傾転自在なパワーローラと、 このパワーローラを傾転自在に支持するとともに、アク
   チュエータに駆動されて軸方向へ変位可能なトラニオン
   と、 車両の運転状態に応じて目標変速比を演算する目標変速
   比設定手段と、 前記目標変速比に応じて前記アクチュエータを所定の周
   期によって離散的に制御する変速制御手段と、 前記目標変速比と実際の変速比の偏差及び入力トルクに
   応じて前記アクチュエータの制御量を補償する補償手段
   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、 前記補償手段は、入力トルクに応じてトルクシフト補償
   量を演算するフィードフォワード補償手段と、目標変速
   比と実際の変速比の偏差に応じてフィードバック補償量
   を演算するフィードバック補償手段とから構成され、 前記フィードフォワード補償手段の制御周期が、前記フ
   ィードバック補償手段の制御周期よりも短く設定される
   とともに、前記変速制御手段が行うアクチュエータの制
   御周期が前記フィードフォワード補償手段の制御周期以
   下に設定された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】 前記フィードバック補償手段がフィード
   バック補償量を１回演算する間に、前記フィードフォワ
   ード補償手段及び変速制御手段が複数回制御を実行する
   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】 前記フィードバック補償手段の制御周期
   が前記フィードフォワード補償手段の制御周期の整数倍
   であ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。
4. 【請求項４】 前記フィードフォワード補償手段の制御
   周期が、前記変速制御手段の制御周期に等しく設定され
   た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。
5. 【請求項５】 前記フィードフォワード補償手段は、前
   記変速制御手段の直前に実行されることを特徴とする請
   求項４に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装
   置。