JP3381472B2 - 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】本発明はトロイダル型無段変
速機の変速制御装置、特にその異常対策装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル型無段変速機は通常、例えば
特開平７−４５０８号公報に記載の如く、同軸配置した
入出力コーンディスクと、これら入出力コーンディスク
間で摩擦係合により動力の受渡しを行うパワーローラと
で伝動系を構成され、後述の如き変速制御装置を具え
る。

【０００３】パワーローラは入出力コーンディスク間に
挟圧され、パワーローラと、入出力コーンディスクとの
間の油膜の剪断によって、パワーローラは入出力コーン
ディスク間での動力伝達を行う。つまり、入力コーンデ
ィスクの回転は上記油膜の剪断によってパワーローラに
伝達され、次いでパワーローラの回転が上記油膜の剪断
によって出力コーンディスクに伝達され、逆に出力コー
ンディスクから入力コーンディスクへの動力伝達もパワ
ーローラを介して同様になされる。

【０００４】ここでトロイダル型無段変速機における一
般的な変速制御装置を説明するに、これは変速アクチュ
エータを有し、該アクチュエータは、目標変速比に対応
したアクチュエータ操作量を与えられて対応位置に回転
し、変速制御弁の内外弁体のうち、外弁体を内弁体に対
し相対的に中立位置から変位させる。これにより両パワ
ーローラは、流体圧でピストンを介して、パワーローラ
回転軸線が入出力コーンディスクの回転軸線と交差する
非変速位置から、相互逆向きに変位される。これにより
両パワーローラは対応方向にオフセットされ、入出力コ
ーンディスクからの分力でパワーローラ回転軸線と直交
する首振り軸線周りに傾転され、入出力コーンディスク
に対するパワーローラの摩擦接触円弧径が連続的に変化
することで無段変速を行わせることができる。

【０００５】かかる無段変速により上記の目標変速比が
達成される時、パワーローラのオフセット量および傾転
角をフィードバックされる変速制御弁の内弁体は、外弁
体に対し相対的に初期の中立位置に復帰し、同時に、両
パワーローラは、その回転軸線が入出力コーンディスク
の回転軸線と交差する非変速位置に戻ることで、上記目
標変速比の達成状態を維持することができる。なお、パ
ワーローラ傾転角を目標変速比に対応した値にすること
が制御の狙いであることから、基本的にはパワーローラ
傾転角のみを変速制御弁にフィードバックすれば良いこ
とになるが、パワーローラオフセット量をもフィードバ
ックする理由は、変速制御が振動的になるのを防止する
ダンピング効果を与えて、変速制御のハンチングを回避
するためである。

【０００６】ところで、トロイダル型無段変速機の変速
制御装置にあっては、パワーローラを回転自在に支持し
た部材の変形を主たる原因として、更にガタが加わって
生じた、パワーローラとパワーローラ支持部材との間に
おけるオフセット方向相対変位が外乱となって、上記変
速制御弁へのフィードバック量を、本来フィードバック
すべき量に対して狂わしてしまう。このため、理論上の
フィードバック量と、実際のフィードバック量との間に
ずれを生じ、このずれ分に起因して、変速制御弁が中立
位置へ復帰した時に、つまり変速終了時に、パワーロー
ラが目標変速比に対応した傾転角になり得ず、パワーロ
ーラ傾転角が目標変速比対応の傾転角からずれた所謂ト
ルクシフトを生じて、変速精度の低下を免れなかった。

【０００７】上記のトルクシフトによる変速制御への影
響を回避するためには、通常、変速アクチュエータの操
作量を少なくとも、目標変速比に対応する基準操作量
と、トルクシフトを補償するための予め定めたトルクシ
フト補償操作量との和で決定することが考えられる。し
かして、トルクシフトは変速機の経時劣化や、作動条件
に応じて様々に変化し、上記予定のトルクシフト補償操
作量だけでは対処仕切れないのが実情である。

【０００８】そこで、前記の文献にも記載されている
が、トルクシフトが目標変速比と実変速比との偏差にな
って現れることから、当該偏差に応じ学習制御した、該
偏差を減少させるための修正操作量だけ補正してアクチ
ュエータ操作量を決定する考え方もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来は、前記変
速制御弁が一時的にスティックしたり、パワーローラの
傾転がロックにより一時的に行われなくなる等の故障が
発生した時の対策が提案されておらず、当該故障が発生
した異常時も上記の学習制御をそのまま継続すると、誤
った学習が行われることとなり、学習制御を行わなかっ
た場合よりも更に、変速精度が低下してしまうという弊
害を生ずる。

【００１０】本発明は上記の実情に鑑み、故障が発生し
た異常時はむしろ、前記の学習制御を行わない方がよい
との観点から、異常時は学習制御を中止するようにな
し、もって上記の問題を解消することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的のため第１発明
によるトロイダル型無段変速機の変速制御装置は、アク
チュエータの操作により無段変速を生起され、該アクチ
ュエータの操作量を少なくとも、目標変速状態に対応す
る基準操作量と、トルクシフトを補償するための予め定
めたトルクシフト補償操作量との和で決定すると共に、
前記目標変速状態に対する実変速状態の偏差に応じ学習
制御した、該偏差を減少させるための修正操作量だけ補
正するようにしたトロイダル型無段変速機において、前
記目標変速状態と実変速状態との間の変速状態偏差を演
算する変速状態偏差演算手段と、 該手段により演算した
変速状態偏差が正常時はあり得ないような設定値以上の
大きさになった時をもって、トロイダル型無段変速機が
異常な変速を行うようになった故障状態であると判断す
る異常検出手段と、該手段により前記故障が検出される
時、前記学習制御を中止する学習制御中止手段とを設け
たことを特徴とするものである。

【００１２】かかる構成において、アクチュエータは少
なくとも、目標変速状態に対応する基準操作量と、トル
クシフトを補償するための予め定めたトルクシフト補償
操作量との和で決定すると共に、上記目標変速状態に対
する実変速状態の偏差に応じ学習制御した、該偏差を減
少させるための修正操作量だけ操作量を補正され、該ア
クチュエータの操作によりトロイダル型無段変速機は無
段変速される。

【００１３】ここで異常検出手段が、トロイダル型無段
変速機が異常な変速を行うようになった故障を検出する
と、学習制御中止手段は前記学習制御を中止する。よっ
て、上記の故障が発生した異常時に上記の学習制御がそ
のまま継続されて誤った学習が行われることがなくな
り、学習制御を行わなかった場合よりも更に、変速精度
が低下してしまうという弊害をなくすことができる。

【００１４】第１発明においては更に、異常検出手段が
前記トロイダル型無段変速機の故障を以下のようにして
検出する。つまり、変速状態偏差演算手段が上記目標変
速状態と実変速状態との間の変速状態偏差を演算し、異
常検出手段は、上記により演算した変速状態偏差が正常
時はあり得ないような設定値以上の大きさになった時を
もって、トロイダル型無段変速機の故障が発生したと判
別する。

【００１５】かかる異常検出によれば、目標変速状態と
実変速状態との間の変速状態偏差のみから異常を判別す
ることとなり、異常検出が容易である。

【００１６】更に第２発明によるトロイダル型無段変速
機の変速制御装置は、アクチュエータの操作により無段
変速を生起され、該アクチュエータの操作量を少なくと
も、目標変速状態に対応する基準操作量と、トルクシフ
トを補償するための予め定めたトルクシフト補償操作量
との和で決定すると共に、前記目標変速状態に対する実
変速状態の偏差に応じ学習制御した、該偏差を減少させ
るための修正操作量だけ補正するようにしたトロイダル
型無段変速機において、 前記目標変速状態と実変速状態
との間の変速状態偏差を演算する変速状態偏差演算手段
と、 変速比の変化速度を検出する変速速度検出手段と、
これら手段からの信号に応答し、変速状態偏差が小さな
領域において該領域では正常ならばあり得ないような高
速で変速比が変化する時をもって、トロイダル型無段変
速機が異常な変速を行うようになった故障状態であると
判断する異常検出手段と、 該手段により前記故障が検出
される時、前記学習制御を中止する学習制御中止手段と
を設けたものである。

【００１７】かかる第２発明の構成においても第１発明
と同様に、異常検出手段による異常変速の検出時に学習
制御中止手段が学習制御を中止するから、第１発明と同
様の作用効果を奏し得る。 更に加えて第２発明によれ
ば、異常検出手段が前記トロイダル型無段変速機の故障
を検出するに際し、変速状態偏差演算手段により演算さ
れた目標変速状態と実変速状態との間の変速状態偏差
と、変速速度検出手段により検出された変速比の変化速
度とから、変速状態偏差が小さな領域において該領域で
は正常ならばあり得ないような高速で変速比が変化する
時をもって、前記故障が発生したと判別するから、変速
状態偏差が小さな領域において異常判別を完了すること
となり、実変速状態が目標変速状態から大きくずれてし
まってから異常と判別する場合に較べ、異常の検出を速
やかに行って学習制御の中止を迅速なものにすることが
できる。

【００１８】更に第３発明によるトロイダル型無段変速
機の変速制御装置は、前記目標変速状態を目標入力側回
転数としたものである。この場合、入力側におけるエン
ジンが最も効率良く運転され、最も燃費が良くなるよう
な変速制御が可能となり、良好な変速制御を実現するこ
とが容易となる。

【００１９】第４発明によるトロイダル型無段変速機の
変速制御装置においては、前記学習制御中止手段が前記
修正操作量を学習初期値に戻すよう構成したものであ
る。この場合、学習初期値が通常は０であることによっ
て、故障発生時までの学習を排除することとなって、当
該学習による影響を皆無にすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明一
実施の態様になる変速制御装置を具えた車両用のトロイ
ダル型無段変速機を例示し、図１は同トロイダル型無段
変速機の縦断側面図、図２は同じくその縦断正面図であ
る。

【００２１】先ず、トロイダル伝動ユニットを説明する
に、これは原動機であるエンジンＥからの回転を、トル
クコンバータＴ／Ｃを経由して伝達される入力軸２０を
具え、この入力軸は図１に明示するように、エンジンＥ
から遠い端部を変速機ケース２１内に軸受２２を介して
回転自在に支持し、中央部を変速機ケース２１の中間壁
２３内に軸受２４および中空出力軸２５を介して回転自
在に支持する。入力軸２０上には入出力コーンディスク
１，２をそれぞれ回転自在に支持し、これらコーンディ
スクを、トロイド曲面１ａ，２ａが相互に対向するよう
配置する。そして入出力コーンディスク１，２の対向す
るトロイド曲面間には、入力軸２０を挟んでその両側に
配置した一対のパワーローラ３を介在させ、これらパワ
ーローラを入出力コーンディスク１，２間に挟圧するた
めに、以下の構成を採用する。

【００２２】即ち、入力軸２０の軸受け端部にローディ
ングナット２６を螺合し、該ローディングナットにより
抜け止めして入力軸２０上に回転係合させたカムディス
ク２７と、入力コーンディスク１のトロイド曲面１ａか
ら遠い端面との間にローディングカム２８を介在させ、
このローディングカムを介して入力軸２０からカムディ
スク２７への回転が入力コーンディスク１に伝達される
ようになす。ここで、入力コーンディスク１の回転はパ
ワーローラ３の回転を介して出力コーンディスク２に伝
わり、この伝動中ローディングカム２８は伝達トルクに
比例したスラストを発生して、パワーローラ３を入出力
コーンディスク１，２間に挟圧し、上記の動力伝達を可
能ならしめる。

【００２３】出力コーンディスク２は中空出力軸２５に
楔着し、この軸上に出力歯車２９を一体回転するよう嵌
着することで、出力コーンディスク２の回転を出力歯車
２９およびディファレンシャルギヤ装置Ｄ／Ｇを介して
左右駆動車輪Ｗ_L ，Ｗ_R に伝達可能とする。出力軸２５
は更に、ラジアル兼スラスト軸受３０を介して変速機ケ
ース２１の端蓋３１内に回転自在に支持し、この端蓋３
１内には別にラジアル兼スラスト軸受３２を介して入力
軸２０を回転自在に支持する。ここで、ラジアル兼スラ
スト軸受３０，３２はスペーサ３３を介して相互に接近
し得ないよう突き合わせ、また相互に遠去かる方向へも
相対変位不能になるよう、対応する出力歯車２９および
入力軸２０に対し軸線方向に衝接させる。かくて、ロー
ディングカム２８によって入出力コーンディスク１，２
間に作用するスラストは、スペーサ３３を挟むような内
力となり、変速機ケース２１に作用することがない。

【００２４】各パワーローラ３は図２にも示すように、
トラニオン４１に回転自在に支持し、該トラニオンは各
々、上端を球面継手４２によりアッパリンク４３の両端
に回転自在および揺動自在に、また下端を球面継手４４
によりロアリンク４５の両端に回転自在および揺動自在
に連結する。そして、アッパリンク４３およびロアリン
ク４５は中央を球面継手４６，４７により変速機ケース
２１に上下方向揺動可能に支持し、両トラニオン４１を
相互逆向きに同期して上下動させ得るようにする。

【００２５】かように両トラニオン４１を相互逆向きに
同期して上下動させることにより変速を行う変速制御装
置を、図２に基づき次に説明する。各トラニオン４１に
は、これらを個々に上下方向へストロークさせるための
ピストン６を設け、両ピストン６の両側にそれぞれ上方
室５１，５２および下方室５３，５４を画成する。そし
て両ピストン６を相互逆向きにストローク制御するため
に、変速制御弁５を設置する。ここで、変速制御弁５は
スプール型の内弁体５ａとスリーブ型の外弁体５ｂとを
相互に摺動自在に嵌合して具え、外弁体５ｂを弁外筐５
ｃに摺動自在に嵌合して構成する。

【００２６】上記の変速制御弁５は、入力ポート５ｄを
圧力源５５に接続し、一方の連絡ポート５ｅをピストン
室５１，５４に、また他方の連絡ポート５ｆをピストン
室５２，５３にそれぞれ接続する。そして内弁体５ａ
を、一方のトラニオン４１の下端に固着したプリセスカ
ム７のカム面に、ベルクランク型の変速レバー８を介し
て共働させ、外弁体５ｂを変速アクチュエータとしての
ステップモータ４にラックアンドピニオン型式で駆動係
合させる。

【００２７】変速制御弁５への操作指令は、変速指令値
（アクチュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）に応動
するステップモータ４がラックアンドピニオンを介し外
弁体５ｂにストロークとして与えることとする。この操
作指令で変速制御弁５の外弁体５ｂが内弁体５ａに対し
相対的に中立位置から例えば図２の位置に変位される
時、圧力源５５からの流体圧が室５２，５３に供給され
る一方、他の室５１，５４がドレンされ、また変速制御
弁５の外弁体５ｂが内弁体５ａに対し相対的に中立位置
から逆方向に変位される時、圧力源５５からの流体圧が
室５１，５４に供給される一方、他の室５２，５３がド
レンされ、両トラニオン４１が流体圧でピストン６を介
して図中、対応した上下方向へ相互逆向きに変位される
ものとする。これにより両パワーローラ３は、その回転
軸線Ｏ₁ が入出力コーンディスク１，２の回転軸線Ｏ₂
と交差する図示の非変速位置からオフセット（オフセッ
ト量ｙ）されることになり、該オフセットによりパワー
ローラ３は入出力コーンディスク１，２からの首振り分
力で、自己の回転軸線Ｏ₁ と直交する首振り軸線Ｏ₃の
周りに傾転（傾転角φ）されて無段変速を行うことがで
きる。

【００２８】かかる変速中、一方のトラニオン４１の下
端に結合したプリセスカム７は、変速リンク８を介し
て、トラニオン４１およびパワーローラ３の上述した上
下動（オフセット量ｙ）および傾転角φを変速制御弁５
の内弁体５ａに機械的にフィードバックされる。そして
上記の無段変速によりステップモータ４への変速指令値
（アクチュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）が達成
される時、上記のプリセスカム７を介した機械的フィー
ドバックが変速制御弁５の内弁体５ａをして、外弁体５
ｂに対し相対的に初期の中立位置に復帰させ、同時に、
両パワーローラ３は、回転軸線Ｏ₁ が入出力コーンディ
スク１，２の回転軸線Ｏ₂ と交差する図示の非変速位置
に戻ることで、上記変速指令値の達成状態を維持するこ
とができる。

【００２９】なお、パワーローラ傾転角φを目標変速比
に対応した値にすることが制御の狙いであるから、基本
的にプリセスカム７はパワーローラ傾転角φのみをフィ
ードバックすればよいことになるが、ここでパワーロー
ラオフセット量ｙをもフィードバックする理由は、変速
制御が振動的になるのを防止するダンピング効果を与え
て、変速制御のハンチング現象を回避するためである。

【００３０】ステップモータ４への変速指令値（アクチ
ュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）は変速機コント
ローラ６１によりこれを決定し、これがためコントロー
ラ６１には、エンジンスロットル開度ＴＶＯを検出する
スロットル開度センサ６２からの信号、変速機出力軸２
５の回転数Ｎ_o を検出する出力回転センサ６３からの信
号、変速機入力軸２０の回転数Ｎ_t を検出する入力回転
センサ６４からの信号、およびエンジン回転数Ｎ_e を検
出するエンジン回転センサ６５からの信号をそれぞれ入
力する。コントローラ６１は、これら入力情報をもとに
以下の演算によりステップモータ４への変速指令値（ス
テップ数ＡＳＴＰ）を決定するが、その外にトルクコン
バータＴ／Ｃ（図１参照）の入出力要素間における直結
（ロックアップ）を制御するロックアップ信号Ｌ／Ｕを
適宜出力し、更にエンジン１（図１参照）を運転制御す
るエンジンコントローラ６７へ後述のトルクダウン信号
ＦＬＧ_e を適宜出力するものとする。

【００３１】図３（ａ）〜（ｃ）は、変速機コントロー
ラ６１が例えば１０msec毎の定時割り込みにより実行す
るもので、先ずステップ７１においてスロットル開度Ｔ
ＶＯ、エンジン回転数Ｎ_e 、入力軸回転数Ｎ_t 、および
出力軸回転数Ｎ_o を読み込み、次のステップ７２で、出
力軸回転数Ｎ_o に定数Ａを掛けて車速ＶＳＰを演算す
る。

【００３２】更にステップ７３〜７９のうち、ステップ
７３，７４，７５，７７，７８においては、上記の読み
込み情報および演算情報をもとに後述の如くに、ステッ
プモータ４への変速指令値（指令ステップ数ＡＳＴＰ）
を演算し、本発明における異常検出手段を構成するステ
ップ７６では、変速機の変速制御に係わる異常を判別
し、ステップ７９では、当該異常時であるか否かに応じ
てトルクコンバータのロックアップ制御を行うものとす
る。

【００３３】最後にステップ８０では、ステップ７３，
７４，７５，７７，７８において求めたステップ数ＡＳ
ＴＰをステップモータ４に出力することにより、前記の
変速制御を生起させると同時に、ステップ７６での判定
結果から得られた、詳しくは後述する信号ＦＬＧ_e およ
びＦＬＧ_f のうち、ＦＬＧ_e をエンジンコントローラ６
７およびステップ７９でのロックアップ制御部に出力
し、ＦＬＧ_f をステップ７７での学習制御ステップ数計
算部に出力する。

【００３４】以後ステップ７３〜７９を順次詳述する
に、ステップ７３は、トルクシフトを考慮しないステッ
プモータ４の基準操作量（基準ステップ数）ＦＳＴＰ
を、図４の制御プログラムにより算出するものである。
図４におけるステップ８１では、図５に例示する予定の
変速マップを基に、車速ＶＳＰおよびスロットル開度Ｔ
ＶＯから目標とすべき入力軸回転数Ｎ_t ^* を検索し、こ
れを変数ＤＳＲＲＥＶにセットする。ここで目標とすべ
き入力軸回転数Ｎ_t ^* は、本発明における目標変速状態
に相当する。次いでステップ８２において、目標入力回
転数ＤＳＲＲＥＶを出力軸回転数Ｎ_o で除算し、目標変
速比ＲＴＯを求める。そしてステップ８３で、図６に例
示した特性に対応するテーブルデータを基に、上記目標
変速比ＲＴＯに対応するステップモータ４の基準操作量
（基準ステップ数）ＦＳＴＰを検索して求める。

【００３５】図３（ｂ）におけるステップ７４は、前記
のトルクシフトに起因した変速制御への影響をなくすた
めのステップモータ４のトルクシフト補償操作量（トル
クシフト補償ステップ数）ＴＳ１を図７の制御プログラ
ムにより算出するものである。図７におけるステップ８
５では、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎ
_e から、図８に例示するエンジン性能線図に対応したマ
ップを基に、エンジントルクＴ_e を検索して求める。次
のステップ８６では、図９に例示するトルクコンバータ
の性能線図を基に、エンジン回転数（トルクコンバータ
入力回転数）Ｎ _e に対する変速機入力軸回転数（トルク
コンバータ出力回転数）Ｎ_t の比で表されるトルクコン
バータ速度比ｅから、トルクコンバータのトルク比ｔｒ
ｔｏを検索して、これをＴＲＴＯにセットする。

【００３６】そして次のステップ８７では、上記トルク
コンバータトルク比ＴＲＴＯに、ステップ８５で求めた
エンジントルクＴ_e を掛けて求め得る変速機入力軸トル
ク（トルクコンバータ出力トルク）Ｔ_t と、前記目標変
速比ＲＴＯとから、図１０に例示するトルクシフト（Ｔ
Ｓ）発生特性に対応したマップをもとに、トルクシフト
ＴＳを検索すると共に、該トルクシフトを補償するため
に必要なステップモータ４のトルクシフト補償ステップ
数ＴＳ1 を検索により求める。

【００３７】図３（ｂ）におけるステップ７５は、前記
目標入力軸回転数Ｎ_t ^* と実入力軸回転数Ｎ_t との間の
入力回転偏差、つまり目標変速状態と実変速状態との間
の変速状態偏差に基づき、該偏差をなくすのに必要なス
テップモータ４のフィードバック操作量ＦＢＳＴＰを、
図１１の制御プログラムにより算出するものである。図
１１のステップ９１は、本発明における変速状態偏差演
算手段を成し、このステップ９１では、目標入力軸回転
数Ｎ_t ^* と実入力軸回転数Ｎ_t との間の入力回転偏差Ｎ
_err を演算する。そして次のステップ９２では、当該入
力回転偏差Ｎ_{er r} の積分値Ｎ_i を求める。

【００３８】そしてステップ９３で、スロットル開度Ｔ
ＶＯおよび車速ＶＳＰから決定した比例制御定数Ｋ_p を
上記の入力回転偏差Ｎ_err に掛けて、比例制御分のステ
ップモータフィードバック操作量ＦＢ_p を求め、次のス
テップ９４で、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰ
から決定した積分制御定数Ｋ_i を上記の入力回転偏差積
分値Ｎ_i に掛けて、積分制御分のステップモータフィー
ドバック操作量ＦＢ_iを求める。次いでステップ９５に
おいて、上記の操作量ＦＢ_p およびＦＢ_i を加算し、ス
テップモータ４のフィードバック操作量ＦＢＳＴＰを求
める。

【００３９】図３（ｂ）におけるステップ７６は、本発
明における異常検出手段に相当し、トロイダル型無段変
速機が変速制御に関する故障を生じた場合、図１２の制
御プログラムによりこれを異常と判別するものである。
つまり、先ずステップ１１１において入力回転偏差Ｎ
_err の絶対値｜Ｎ_err ｜が、正常な変速制御がなされて
いればあり得ないような設定値Ｎ_f 以上である時をもっ
て、故障が発生した異常時と判別する。ステップ１１１
で、｜Ｎ_err ｜＜Ｎ_f の正常時であると判別した場合、
このことを示すようにステップ１１２でフェールフラグ
ＦＬＧ_f を０にリセットし、｜Ｎ_err ｜≧Ｎ_f の異常時
であると判別した場合、このことを示すようにステップ
１１３でフェールフラグＦＬＧ_f を１にセットする。

【００４０】異常時であると判別している間は更に、ス
テップ１１４〜１１７で、エンジン回転数Ｎ_e （入力軸
回転数Ｎ_t でもよい）がヒステリシスを越えて上方設定
値Ｎ _FH以上になった異常時、つまり低速変速比側への異
常変速であるとき、エンジントルク制御フラグＦＬＧ_e
を１にセットし、ヒステリシスを越えて下方設定値Ｎ _FL
未満になった異常時、つまり高速変速比側への異常変速
であるとき、エンジントルク制御フラグＦＬＧ_e を０に
リセットする。エンジン回転数Ｎ_e が上方設定値Ｎ_FH以
上になるということは、上記の異常が低速側変速比にな
る異常であるから、このことを示すように上記の通り１
にセットされたエンジントルク制御フラグＦＬＧ_e を、
図２に示すごとくエンジンコントローラ６７に伝送し、
該エンジンコントローラ６７を介してエンジンＥのトル
クを低下させ、これにより車輪駆動トルクが上記の異常
で過大になるのを防止する。

【００４１】なお、異常判別は上記に代えて図１３に示
すプログラムにより、入力軸回転数偏差Ｎ_err が小さい
にもかかわらず、変速比の変化速度が速い時をもって故
障が発生した異常時と判別することもできる。但し図１
３において、図１２におけると同様の処理を行うステッ
プは同一符号にて示すにとどめ、重複説明を省略した。

【００４２】図１３のステップ１１８では、入力軸回転
数偏差Ｎ_err が、目標入力軸回転数Ｎ_t ^* に応じて定め
た設定値Ｎ_f1未満か否かを判定し、Ｎ_err ＜Ｎ_f1と判定
する時、本発明における変速速度検出手段に相当するス
テップ１１９において、入出力軸回転数Ｎ_i ，Ｎ_o の比
で表される変速比ｉ＝Ｎ_i ／Ｎ_o を演算すると共に、該
演算の１周期間における変速比ｉの変化量から変速比変
化速度（ｄ／ｄｔ）ｉを求めた後、ステップ１２０で、
この変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉが変速比ｉおよび入
力軸回転数Ｎ_t を基に決定した設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ
_S 以上の高速である時をもって異常時と判別する。な
お、上記変速比ｉおよび変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ
の代わりに、パワーローラ傾転角φおよびその変化速度
（ｄ／ｄｔ）φを同様の考え方によりモニタしてもよい
ことは言うまでもない。

【００４３】ここで、ステップ１１８における設定入力
軸回転数偏差Ｎ_f1は、変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉか
ら異常の発生を検知し得なくなる入力軸回転数偏差域の
下限値とし、また設定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S
は、異常時に現れる変速比変化速度の下限値とする。と
ころで設定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S を上記のよ
うに、変速比ｉおよび入力軸回転数Ｎ_t を基に決定する
理由を次に説明する。

【００４４】変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉを表すパワ
ーローラ傾転角φの変化速度（ｄ／ｄｔ）φは、前記パ
ワーローラオフセット量ｙと、パワーローラ傾転角φ
（変速比ｉ）と、パワーローラ回転速度（入力軸回転数
Ｎｔ ）との関数で近似的に表されることが知られてい
る。従って当該近似式において、パワーローラオフセッ
ト量ｙが所定値となる時の傾転角変化速度（ｄ／ｄｔ）
φ、つまり変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉを、変速比ｉ
および入力軸回転数Ｎｔ から求めて、これを上記の設
定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉＳ にすればよいこと
が判る。これが、設定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉＳ
を変速比ｉおよび入力軸回転数Ｎｔ を基に決定する
理由である。

【００４５】図１４のタイムチャートにより、入力軸回
転数偏差Ｎ_err が小さいにもかかわらず、変速比の変化
速度（ｄ／ｄｔ）ｉが速い時をもって故障が発生した異
常時と判別し得ることを次に説明する。図１４は、瞬時
ｔ₀ にスロットル開度ＴＶＯを０／８開度から４／８開
度へとステップ状に変化させた結果、目標入力軸回転数
Ｎ_t ^* も同図（ａ），（ｂ）に実線で示すごとくステッ
プ状に変化した場合における変速比ｉの時系列変化状況
を示す。

【００４６】図１４（ａ）は、変速が正常に行われてい
る場合のタイムチャートで、変速比ｉの正常な時系列変
化に呼応して入力軸回転数Ｎ_t は１点鎖線で示すように
目標入力軸回転数Ｎ_t ^* に一致する。ここで、入力回転
偏差Ｎ_err が設定偏差Ｎ_f1（図１３のステップ１１８参
照）未満になった瞬時ｔ₂ における変速比ｉの演算周期
Δｔ₁ 中の変化量、つまり変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）
ｉ_C は設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S 未満である。ところ
で、変速が正常に行われない場合は同図（ｂ）に示すよ
うに、（ａ）における１点鎖線で示す入力軸回転変化お
よび変速比変化を移記した２点鎖線との比較から明らか
な如く、入力軸回転数Ｎ_t が１点鎖線で示すように目標
入力軸回転数Ｎ_t ^* を横切るような変速比ｉの時系列変
化を惹起する。かかる異常時において、入力回転偏差Ｎ
_err が設定偏差Ｎ_f1未満になった瞬時ｔ₁ における変速
比ｉの演算周期Δｔ₁ 中の変化量、つまり変速比変化速
度（ｄ／ｄｔ）ｉ_f は設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S 以上と
なる。よって、入力軸回転数偏差Ｎ_err が設定偏差Ｎ_f1
より小さいにもかかわらず、変速比の変化速度（ｄ／ｄ
ｔ）ｉが設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S 以上となる時をもっ
て故障が発生した異常時と判別することができる。

【００４７】なお、図１２の異常判別方式によれば、モ
ニタ対象が入力回転偏差Ｎ_err のみで、異常判別が容易
であり、図１３の異常判別によれば、入力回転偏差Ｎ
_err が小さいうちから異常を判別し得ることとなり、入
力回転偏差Ｎ_err が大きくなって初めて異常であると判
別する場合に較べ、異常対策を速やか、且つ的確に実施
することができる。

【００４８】図３（ｂ）におけるステップ７７は、前記
した同図におけるステップ７５による（図１１のプログ
ラムによる）フィードバック制御によっても解消しきれ
ない、トルクシフトによる変速状態の不正を解消するの
に必要なステップモータ４の学習制御ステップ数（修正
操作量）ＬＳＴＰを算出するものである。この学習制御
ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰは、目標変速比ＲＴ
Ｏごとに対応番地にメモリされているもので、目標変速
比ＲＴＯから検索により求める。

【００４９】ここで学習制御ステップ数（修正操作量）
ＬＳＴＰは、図１５の制御プログラムにより以下のごく
に学習制御することとする。つまり、先ずステップ１２
１では、前記の図１２または図１３による異常判別結果
から決まるフェールフラグＦＬＧ_f が１であるか否か
を、従って故障が発生した異常時か否かをチェックす
る。

【００５０】故障が発生していない正常時は、先ずステ
ップ１２２で、前記の入力回転数偏差Ｎ_err が偏差許容
上限値Ｎ_THより大きいか否かを、つまり入力軸回転数Ｎ
_t が目標入力軸回転数Ｎ_t ^* に対して過小か否かを、次
いでステップ１２３で、入力回転数偏差−Ｎ_err が偏差
許容下限値Ｎ_TLより小さいか否かを、つまり入力軸回転
数Ｎ_t が目標入力軸回転数Ｎ_t ^* に対して過大か否かを
判定する。入力軸回転数Ｎ_t が過小でもなく、過大でも
ない場合は、当然制御をそのまま終了して、全ての学習
制御ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰを前回値のまま
に保持する。

【００５１】そして、入力軸回転数Ｎ_t が過小である場
合、ステップ１２４で、当該走行条件に対応する番地の
学習制御ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰは勿論のこ
と、全ての番地の学習制御ステップ数（修正操作量）Ｌ
ＳＴＰを、例えば０．５の一定のステップ数だけ減少さ
せる。かかるステップ数の減少は、図６の傾向に照らし
て明らかなように、目標変速比ＲＴＯの低速側変速比へ
の修正を意味し、入力軸回転数Ｎ_t の増大をもたらし
て、入力軸回転数Ｎ_t の過小を解消させ得る。

【００５２】そして、入力軸回転数Ｎ_t が過大である場
合、ステップ１２５で、当該走行条件に対応する番地の
学習制御ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰは勿論のこ
と、全ての番地の学習制御ステップ数（修正操作量）Ｌ
ＳＴＰを、例えば０．５の一定のステップ数だけ増加さ
せる。かかるステップ数の増加は、図６の傾向に照らし
て明らかなように、目標変速比ＲＴＯの高速側変速比へ
の修正を意味し、入力軸回転数Ｎ_t の低下をもたらし
て、入力軸回転数Ｎ_t の過大を解消させ得る。

【００５３】ところで、ステップ１２１においてフェー
ルフラグＦＬＧ_f が１であると判定する異常時は、本発
明における学習制御中止手段に相当するステップ１２６
で、学習制御ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰを初期
値（通常は０）に戻し、事実上、ステップ数（修正操作
量）ＬＳＴＰの学習制御を中止する。

【００５４】よって、異常時にもかかわらず上記の学習
制御がそのまま継続されて誤った学習がなされるのを防
止することができ、当該誤学習で変速精度が著しく悪く
なるという弊害を回避することが可能となる。

【００５５】図３（ｂ）におけるステップ７８は、ステ
ップモータ４の制御を図１６のプログラムに沿って行う
ものである。図１６のステップ１３０では、基準操作量
ＦＳＴＰと、トルクシフト補償操作量ＴＳ１と、フィー
ドバック操作量ＦＢＳＴＰと、修正操作量ＬＳＴＰとを
合算し、ステップモータ４の目標ステップ数ＤＳＲＳＴ
Ｐを求める。次のステップ１３１では、この目標ステッ
プ数ＤＳＲＳＴＰに対して現在のステップ数指令値ＡＳ
ＴＰが大き過ぎるのか、不足しているのかを判定する。

【００５６】ステップ数指令値ＡＳＴＰが大き過ぎてい
る間、ステップ１３２で、ステップ数指令値ＡＳＴＰを
一定値ＤＳＴＰづつ低下させ、ステップ１３３において
ステップ数指令値ＡＳＴＰが目標ステップ数ＤＳＲＳＴ
Ｐに達したと判定するまで、当該ステップ数指令値ＡＳ
ＴＰの低下を継続する。逆にステップ数指令値ＡＳＴＰ
が小さ過ぎている間、ステップ１３４で、ステップ数指
令値ＡＳＴＰを一定値ＤＳＴＰづつ増加させ、ステップ
１３５においてステップ数指令値ＡＳＴＰが目標ステッ
プ数ＤＳＲＳＴＰに達したと判定するまで、当該ステッ
プ数指令値ＡＳＴＰの増加を継続する。以上によりステ
ップ数指令値ＡＳＴＰが目標ステップ数ＤＳＲＳＴＰに
達したところで、制御はステップ１３３または１３５か
らステップ１３６に進み、ここでステップ数指令値ＡＳ
ＴＰを目標ステップ数ＤＳＲＳＴＰに一致させる。

【００５７】かくして、ステップモータ４は最終的に目
標ステップ数ＤＳＲＳＴＰだけ操作され、トロイダル型
無段変速機の変速比を前記の変速制御により、トルクシ
フトやその他の外乱に影響されることなく図５の変速マ
ップに沿った変速比に持ち来すことができる。

【００５８】ところで図１５につき前述したように、フ
ェールフラグＦＬＧ_f が１であると判定する異常時は、
学習制御ステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰを初期値
（通常は０）に戻し、事実上、ステップ数（修正操作
量）ＬＳＴＰの学習制御を中止することから、異常時に
もかかわらずステップ数（修正操作量）ＬＳＴＰの学習
制御が継続されて誤った学習がなされるのを防止するこ
とができ、当該誤学習で変速精度が著しく悪くなるとい
う弊害を回避し得る。

【００５９】図３（ｂ）におけるステップ７９は、図１
２または図１３の異常判定結果に応じ、図１７のごとく
にトルクコンバータＴ／Ｃ（図１参照）のロックアップ
制御を行うものである。図１７のステップ１４１では、
高速変速比側への異常発生を判別して、エンジントルク
制御フラグＦＬＧ_e が０にされているか否かをチェック
する。このエンジントルク制御フラグＦＬＧ_e が０であ
るとき、つまり前記したように高速側変速比になるよう
な異常時は、ステップ１４２において、ロックアップ信
号Ｌ／ＵをＯＦＦしてトルクコンバータを、入出力要素
間が直結されないコンバータ状態に保持し、これにより
車輪駆動トルクが不足ぎみになるのを補償する。そし
て、エンジントルク制御フラグＦＬＧ_e が０以外である
ときは、トルク不足の懸念はないから、ステップ１４３
で、トルクコンバータを通常通りにロックアップ制御す
べく、ロックアップ信号Ｌ／Ｕを決定することとする。

【００６０】なお図示例では、トルクシフトに起因する
変速制御への影響をなくすためのトルクシフト補償制御
を、図３（ｂ）のステップ７４におけるフィードフォワ
ード制御と、同図のステップ７７における学習制御とで
行うことから、定常偏差をなくすための同図ステップ７
５におけるフィードバック制御のパラメータを減少し、
且つデータ数を減少させることができるという効果も併
せて奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置により変速制御すべきトロイダル型
無段変速機を例示する縦断側面図である。

【図２】同トロイダル型無段変速機を、その変速制御シ
ステムと共に示す縦断正面図である。

【図３】同例におけるコントローラが実行する変速制御
プログラムで、（ａ）は、信号計測処理のフローチャー
ト、（ｂ）は、変速制御処理のフローチャート、（ｃ）
は、信号出力処理のフローチャートである。

【図４】図３（ｂ）におけるステップモータ基準操作量
の演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図５】トロイダル型無段変速機の変速マップを例示す
る線図である。

【図６】目標変速比に対するステップモータ基準操作量
の特性を示す線図である。

【図７】図３（ｂ）におけるトルクシフト補償操作量の
演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図８】エンジンの性能曲線を例示する特性線図であ
る。

【図９】トルクコンバータの性能曲線を例示する特性線
図である。

【図１０】トロイダル型無段変速機におけるトルクシフ
トの発生状況、および該トルクシフトによる変速制御へ
の影響をなくすのに必要なステップモータのトルクシフ
ト補償操作量を示す線図である。

【図１１】図３（ｂ）におけるフィードバック操作量の
演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図１２】図３（ｂ）における変速制御異常判定処理の
ステップを具体的に示すフローチャートである。

【図１３】同じく変速制御異常判定処理のステップに係
わる他の例を具体的に示すフローチャートである。

【図１４】図１３の動作説明に用いた、正常時と異常時
との間における変速比変化速度の違いを示す動作タイム
チャートで、（ａ）は、変速制御が正常である場合の動
作タイムチャート、（ｂ）は、変速制御が異常である場
合の動作タイムチャートである。

【図１５】修正操作量の学習制御を具体的に示すフロー
チャートである。

【図１６】図３（ｂ）におけるステップモータの制御処
理ステップを具体的に示すフローチャートである。

【図１７】図３（ｂ）におけるトルクコンバータのロッ
クアップ制御処理ステップを具体的に示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

Ｅ エンジン T/C トルクコンバータ D/G ディファレンシャルギヤ装置 Ｗ_L 左駆動車輪 Ｗ_R 右駆動車輪 １ 入力コーンディスク ２ 出力コーンディスク ３ パワーローラ ４ ステップモータ（変速アクチュエータ） ５ 変速制御弁 ６ ピストン ７ プリセスカム ８ 変速リンク 20 入力軸 28 ローディングカム 41 トラニオン 61 変速機コントローラ 62 スロットル開度センサ 63 出力回転センサ 64 入力回転センサ 65 エンジン回転センサ 67 エンジンコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−42247（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−304262（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306758（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−4507（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−4508（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−305752（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−71032（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/12 F16H 15/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータの操作により無段変速を
   生起され、該アクチュエータの操作量を少なくとも、目
   標変速状態に対応する基準操作量と、トルクシフトを補
   償するための予め定めたトルクシフト補償操作量との和
   で決定すると共に、前記目標変速状態に対する実変速状
   態の偏差に応じ学習制御した、該偏差を減少させるため
   の修正操作量だけ補正するようにしたトロイダル型無段
   変速機において、前記目標変速状態と実変速状態との間の変速状態偏差を
   演算する変速状態偏差演算手段と、 該手段により演算した変速状態偏差が正常時はあり得な
   いような設定値以上の大きさになった時をもって、 トロ
   イダル型無段変速機が異常な変速を行うようになった故
   障状態であると判断する異常検出手段と、 該手段により前記故障が検出される時、前記学習制御を
   中止する学習制御中止手段とを具備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】 アクチュエータの操作により無段変速を
   生起され、該アクチュエータの操作量を少なくとも、目
   標変速状態に対応する基準操作量と、トルクシフトを補
   償するための予め定めたトルクシフト補償操作量との和
   で決定すると共に、前記目標変速状態に対する実変速状
   態の偏差に応じ学習制御した、該偏差を減少させるため
   の修正操作量だけ補正するようにしたトロイダル型無段
   変速機において、 前記目標変速状態と実変速状態との間の変速状態偏差を
   演算する変速状態偏差演算手段と、 変速比の変化速度を検出する変速速度検出手段と、 これら手段からの信号に応答し、変速状態偏差が小さな
   領域において該領域では正常ならばあり得ないような高
   速で変速比が変化する時をもって、トロイダル型無段変
   速機が異常な変速を行うようになった故障状態であると
   判断する異常検出手段と、 該手段により前記故障が検出される時、前記学習制御を
   中止する学習制御中止手段とを具備する 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。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の変速制御装置
   おいて、前記目標変速状態を目標入力側回転数としたこ
   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。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   変速制御装置において、前記学習制御中止手段は前記修
   正操作量を学習初期値に戻すよう構成したことを特徴と
   するトロイダル型無段変速機の変速制御装置。