JP4183670B2

JP4183670B2 - 無段変速機の変速制御装置

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Publication number: JP4183670B2
Application number: JP2004275620A
Authority: JP
Inventors: 秀樹尾下; 寛康田中; 拓市郎井上; 洋平石川; 浩介阿部
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: US7331900B2; JP2006090403A; US20060063641A1

Description

本発明は、変速アクチュエータのフェール時に対応したフェールセーフ機能を有する無段変速機の変速制御装置に関するものである。

ベルト式無段変速機（又はＶベルト式無段変速機、以下、単に、無段変速機ともいう）の変速制御装置は、例えば運転状態に対応して最適な目標変速比を演算し、これに対応した変速比指令により、ステップモータやサーボモータ等のモータを回転させて、変速制御弁を目標変速比に対応したストローク位置に操作するよう構成されており、この操作により該変速制御弁は目標変速比に対応した変速制御圧を作り出して出力し、無段変速機は当該変速制御圧に応動して目標変速比に向け無段階に変速されるようになっている。

これに対して、例えば特許文献１には、無段変速機を搭載した車両において、無段変速機の変速アクチュエータ等の変速制御系に異常がある場合には、変速比を異常判定瞬時の値に固定する技術が記載されている。

しかしながら、上記の特許文献１の技術では、無段変速機の変速アクチュエータ等の変速制御系がフェールした場合には、変速比が固定されるため、急なダウンシフト変速が防止されるものの、変速比が比較的高い状態（比較的高速用の変速比）で走行時はその変速比で固定されることになるので、車両を一旦停止させてから発進する際の発進性能が低下してしまうという課題がある。

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、無段変速機の変速アクチュエータがフェールした場合に、急なダウンシフト変速を防止しながら、その後の車両の発進時における発進性能の低下を回避することができるようにした、無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無段変速機の変速制御装置は、車両用エンジンに接続された無段変速機の変速制御装置であって、シリンダ室に供給される作動油の油圧に応じて溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、該プライマリプーリの回転を該セカンダリプーリに伝達するベルトと、該プライマリプーリ及び該セカンダリプーリの該溝幅を変えて変速比を変更する変速アクチュエータと、該油圧の元圧であるライン圧を調整するライン圧調整手段と、該ライン圧を受けて該セカンダリプーリの該シリンダ室内の油圧であるセカンダリ圧を調整するセカンダリ圧調整手段と、該変速アクチュエータ，該ライン圧調整手段及び該セカンダリ圧調整手段を制御する制御手段と、該変速アクチュエータのフェールを判定するフェール判定手段とをそなえ、該制御手段は、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されたフェール時には、該変速アクチュエータを固定するフェールセーフ用変速アクチュエータ固定制御を行ない、さらに、該フェール時に、車両の走行性能を確保するために予め設定された制御開始条件が成立すると、該ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つ該セカンダリ圧を最大圧まで上昇させるフェールセーフ用油圧制御を行なうことを特徴としている。

これにより、プライマリプーリに入力された回転がプライマリプーリからベルトを介してセカンダリプーリに伝達され出力される際に、変速アクチュエータによって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各溝幅が適宜変更されて、これに応じた変速比で変速される。フェール判定手段が変速アクチュエータのフェールを判定すると、制御手段は、変速アクチュエータを固定し（作動指令をしない）、さらに、予め設定された制御開始条件が成立すると、ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定しながらセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる、フェールセーフ制御を行なう。これにより、セカンダリ圧はベルト強度限界圧内で最大に上昇されることになり、変速アクチュエータが固定されても、セカンダリ圧が高められることで、セカンダリプーリの溝幅は縮小されてプライマリプーリの溝幅は拡大され、変速比はロー側に変更されることになり、制御開始条件により車両の走行性能を確保しながら、変速比を比較的低い状態（比較的低速用の変速比）とすることができる。

該制御開始条件には、車速が、所定車速以下、即ち、ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる制御を行なっても、急なエンジンブレーキの発生とならない車速以下であることが含まれていることが好ましい。これにより、走行車速が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ制御を行なうことができ、車両の高速走行中に変速比を低速側に調整することによって生じる急なエンジンブレーキの発生を回避して、車両の走行性能を確保することができる。

また、該制御開始条件には、エンジン回転数が、所定数以下、即ち、ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる制御を行なっても、エンジンのオーバレブを回避し得る回転数以下であることが含まれていることが好ましい。これにより、エンジン回転数が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ制御を行なうことができ、エンジンの高回転時に変速比を低速側に調整することによって生じるエンジンのオーバレブを回避して、車両の走行性能を確保することができる。

なお、かかる無段変速機では、エンジンの出力回転をプライマリプーリから入力されて、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で変速してセカンダリプーリから車両の駆動輪に出力するように構成し、エンジンの回転数はプライマリプーリの回転数として把握でき、車速（駆動輪の回転数）はセカンダリプーリの回転数として把握できる。したがって、該プライマリプーリの回転数を検出するプライマリ回転検出手段や該セカンダリプーリの回転数を検出するセカンダリ回転検出手段を用いて、該制御手段は、該プライマリ回転検出手段で検出された該プライマリプーリの回転数が予め設定された第１の設定回転数以下であることや、該セカンダリ回転検出手段で検出された該セカンダリプーリの回転数が予め設定された第２の設定回転数以下であることを条件に、該フェール時に該フェールセーフ制御を行なうことができる。

また、該プライマリプーリへの入力トルク状態及び実変速比の状態に応じて、必要セカンダリ圧を設定する必要セカンダリ圧設定手段と、実セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧検出手段とをそなえ、該制御手段は、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されない正常時には、該セカンダリ圧検出手段により検出された実セカンダリ圧が、該必要セカンダリ圧設定手段で設定された必要セカンダリ圧に近づくようにフィードバック制御を行ない、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されたフェール時には、該フィードバック制御を中止して上記のフェールセーフ用の各制御を行なうことが好ましい。

これにより、正常時のセカンダリ圧のフィードバック制御とフェール時のフェールセーフ用の各制御との干渉を防止できる。
さらに、該制御手段は、特定条件下では装置の保護を図るために該油圧を低下させる油圧低下制御を行なうように構成され、該油圧低下制御中に、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定された場合には、該油圧低下制御を優先し該フェールセーフ用の各制御は行なわないことが好ましい。

なお、油圧低下制御を行なう特定条件下とは、例えば極低温時（−２０〜−４０℃）がある。つまり、無段変速機が自動車用変速機として用いられる場合、極低温時には油の粘性が高くなって油圧系全体の抵抗が大きくなるため、クランキング回転数が低下してエンジンの始動性を悪化させるため、この対策として、極低温時のエンジン始動時には、ライン圧を一時的に最小とし、オイルポンプの駆動負担を軽減させることにより、エンジンの始動性を向上させるライン圧最小制御（Ｍｉｎ圧制御）を行なう。また、エンジン始動時にライン圧を下げる場合や、初回ベルト滑り検知後にライン圧を下げる場合も、特定条件下に含まれる。

また、該ライン圧調整手段及び該セカンダリ圧調整手段は電磁弁であることが好ましい。これにより、該フェールセーフ用の各制御を容易に行なうことができる。
該変速アクチュエータは、該プライマリプーリの可動シーブ、及び、該セカンダリ圧と該プライマリプーリの該シリンダ室内の油圧であるプライマリ圧との差圧を調整する変速制御弁と、リンクを介して接続されたステップモータであることが好ましい。

本発明の無段変速機のフェールセーフ用変速制御装置によれば、変速アクチュエータがフェールした場合に、変速アクチュエータを固定する（作動指令をしない）と共に、ライン圧の上限をベルト強度限界圧に制限しながらセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる、フェールセーフ用の制御を行なうので、変速アクチュエータが固定されても、セカンダリ圧が高められれば、セカンダリプーリの溝幅は縮小されてプライマリプーリの溝幅は拡大され、変速比はロー側に変更されることになり、制御開始条件により車両の走行性能を確保しながら、変速比を比較的低い状態（比較的低速用の変速比）とすることができる。

なお、制御開始条件を、車速が所定車速以下であることとすれば、走行車速が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ用の制御を行なうことになり、車両の高速走行中に変速比を低速側に調整することによって生じる急なエンジンブレーキの発生を回避して、車両の走行性能を確保することができ、また、制御開始条件を、エンジン回転数が所定数以下であることとすれば、エンジン回転数が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ制御を行なうことになり、エンジンの高回転時に変速比を低速側に調整することによって生じるエンジンのオーバレブを回避することができ、エンジン保護を図ると共に車両の走行性能を確保することができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置を示すもので、図１はその変速制御システムの詳細を示すブロック線図、図２はその変速制御システムと共に示す構成図、図３はその制御手段の機能構成を示すブロック図、図４はその変速制御（フェールセーフ時）を示すフローチャート、図５はその変速制御（フェールセーフ時）を示すタイムチャートである。なお、図１，図２については、検出信号，制御信号等にかかる文字をカッコ書きで記載している。

まず、本実施形態にかかるベルト式無段変速機１の概略構成を説明する。図２に示すように、このベルト式無段変速機１は、それぞれＶ溝をそなえ各Ｖ溝が整列するよう配置されたプライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３と、これらのプーリ２，３の各Ｖ溝に掛け渡された無終端Ｖベルト４とをそなえている。プライマリプーリ２と同軸にエンジン５が配置され、このエンジン５とプライマリプーリ２との間に、エンジン５の側から順次ロックアップトルクコンバータ６及び前後進切り換え機構７が設けられている。

前後進切り換え機構７は、ダブルピニオン遊星歯車機構７ａをそなえ、そのサンギヤがトルクコンバータ６を介してエンジン５に結合され、キャリアがプライマリプーリ２に結合されている。前後進切り換え機構７は、更に、ダブルピニオン遊星歯車機構７ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ７ｂ、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ７ｃをそれぞれ備え、前進クラッチ７ｂの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ２に伝達し、後進ブレーキ７ｃの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転を逆転減速下にプライマリプーリ２へ伝達するように構成されている。

これにより、プライマリプーリ２への回転はＶベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転はその後、出力軸８，歯車機構９およびディファレンシャルギヤ装置１０を経て図示しない車輪に伝達されるようになっている。
そして、プライマリプーリ２及びセカンダリプーリ３のＶ溝を形成するシーブのうち一方を固定シーブ２ａ，３ａとし、他方を軸線方向へ変位可能な可動シーブ２ｂ，３ｂとしており、可動シーブ２ｂ，３ｂを移動させてＶ溝の溝幅を変更することで、上記の動力伝達中にプライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３間における回転伝動比（変速比）を連続的に変更できるようになっている。

これらの可動シーブ２ｂ，３ｂはそれぞれ、ライン圧を元圧として作り出したプライマリ圧（以下、単に、プライマリ圧という）Ｐｐｒｉおよびセカンダリ圧（以下、単に、セカンダリ圧という）Ｐｓｅｃをプライマリ室（以下、単に、プライマリ室という）２ｃ及びセカンダリ室（以下、単に、セカンダリ室という）３ｃに供給することにより固定シーブ２ａ，３ａに向けて付勢され、これによりＶベルト４をプーリ２，３（固定シーブ２ａ，３ａ及び可動シーブ２ｂ，３ｂ）にそれぞれ摩擦係合させてプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間での動力伝達を可能にしている。

変速に際しては、目標変速比に対応させて発生させたプライマリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリ圧Ｐｓｅｃ間の差圧により両プーリ２，３のＶ溝幅を変更して、これらの各プーリ２，３に対するＶベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現することができるようになっている。
プライマリ圧Ｐｐｒｉ及びセカンダリ圧Ｐｓｅｃの出力と、前進走行レンジの選択時に締結すべき前進クラッチ７ｂおよび後進走行レンジの選択時に締結すべき後進ブレーキ７ｃの締結油圧の出力とを制御するために、変速制御油圧回路１１が備えられている。この変速制御油圧回路１１は変速機コントローラ（制御手段）１２からの信号に応答してかかる制御を行なう。

このため、変速機コントローラ１２には、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ１３からの信号と、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ１４からの信号と、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを検出するセカンダリ圧センサ１５からの信号と、プライマリ圧Ｐｐｒｉを検出するプライマリ圧センサ１６からの信号と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１７からの信号と、インヒビタスイッチ１８からの選択レンジ信号と、エンジン５の制御を司るエンジンコントローラ１９からの変速機入力トルクに関した信号（エンジン回転数や燃料噴時間）とが入力されるようになっている。

これらの変速制御油圧回路１１及び変速機コントローラ１２は、図１に示すように構成される。
まず、変速制御油圧回路１１について説明する。
この回路１１は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１と、オイルポンプ２１の吐出口に接続されプライマリ室２ｃ及びセカンダリ室３ｃに作動油を送る油路２２と、オイルポンプ２１からの吐出圧（即ち、油路２２内の油圧）を調整するプレッシャレギュレータ弁（ライン圧調整手段）２３と、油路２２からセカンダリ室３ｃに供給される油圧を減圧する減圧弁（セカンダリ圧調整手段）２４とを備えている。

油路２２内の作動油は、プレッシャレギュレータ弁２３により所定のライン圧ＰＬに調圧され、この油路２２のライン圧ＰＬは、一方で減圧弁２４により調圧されセカンダリ圧Ｐｓｅｃとしてセカンダリ室３ｃに供給され、他方で変速制御弁２５により調圧されプライマリ圧Ｐｐｒｉとしてプライマリ室２ｃに供給される。
なお、プレッシャレギュレータ弁２３は、電磁弁であり、ソレノイド２３ａへの駆動デューティによりライン圧ＰＬを制御し、減圧弁２４も、電磁弁であり、ソレノイド２４ａへの駆動デューティによりセカンダリ圧Ｐｓｅｃを制御する。

変速制御弁２５は、中立位置２５ａと、増圧位置２５ｂと、減圧位置２５ｃとを有し、これら弁位置を切り換えるために変速制御弁２５は変速リンク２６の中間部に連結され、変速リンク２６の一端に、変速アクチュエータとしてのステップモータ２７が、変速リンク２６の他端にセカンダリプーリの可動シーブ２ｂが、それぞれ連結される。
ステップモータ２７が、基準位置から目標変速比に対応したステップ数Ｓｔｅｐだけ進んだ操作位置に作動すると、かかるステップモータ２７の操作により変速リンク２６が可動フランジ２ｂとの連結部を支点にして揺動して、変速制御弁２５を中立位置２５ａから増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃへと駆動する。

これにより、プライマリ圧Ｐｐｒｉがライン圧ＰＬを元圧として増圧されたり、またはドレンにより減圧されたりして、プライマリ圧Ｐｐｒｉとセカンダリ圧Ｐｓｅｃとの差圧が変化することで、ハイ側変速比へのアップシフトまたはロー側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比に向けての変速動作が開始される。
この変速動作が進行すると、プライマリプーリの可動シーブ２ｃが移動するが、これとともに変速リンク２６は、ステップモータ２７との連結部を支点にして可動シーブ２ｃが連結された他端を揺動させ、変速リンク２６が変速制御弁２５を増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃから中立位置２５ａに戻す。このようにして、目標変速比が達成される時に変速制御弁２５が中立位置２５ａに戻され、目標変速比を保つことができる。

プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティ、減圧弁２４のソレノイド駆動デューティ、及びステップモータ２７への変速指令（ステップ数Ｓｔｅｐ）は、図２に示す前進クラッチ７ｂ及び後進ブレーキ７ｃへ締結油圧を供給するか否かの制御と共に変速機コントローラ１２により決定される。
このコントローラ１２は、図１に示すように圧力制御部１２ａと変速制御部１２ｂとに機能分離することができ、圧力制御部１２ａは、プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティ、及び減圧弁２４のソレノイド駆動デューティを決定し、変速制御部１２ｂは、変速制御のためのステップモータ２７の駆動ステップ数Ｓｔｅｐを決定する。

ただし、本装置の場合、コントローラ１２には、変速アクチュエータであるステップモータ２７に故障（例えばステップモータのハーネスの断線）等の異常（フェール）があるか否かを判定するフェール判定部（フェール判定手段）１２ｃが備えられ、このフェール判定部１２ｃの判定結果に基づいて、通常時（ステップモータ２７にフェールがない場合）と、フェール時（ステップモータ２７にフェールがある場合）とで異なる制御を行なうようになっている。

なお、フェール時に、これに応じた制御（フェールセーフ制御）を開始する際には、所定の制御開始条件が成立していることを条件とする。この制御開始条件については後述する。
圧力制御部１２ａは、詳細には、図３に示すように、基礎油圧を計算する基礎油圧計算部１２１と、基礎油圧計算部１２１からの計算値に基づいて、減圧弁２４のソレノイド２４ａのデューティをフィードバック制御してセカンダリ圧を制御するとともに、プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド２３ａを制御してライン圧を制御する油圧指示部１２３とをそなえている。

これらの機能構成について、通常時制御を中心にさらに説明すると、基礎油圧計算部１２１は、エンジンコントローラ１９（図２参照）からの入力トルク関連情報（エンジン回転数や燃料噴射時間）を基に変速機入力トルクＴｉを計算（入力トルク計算）する入力トルク計算部１２１ａと、入力トルク計算部１２１ａで求めた変速機入力トルクＴｉから基礎セカンダリ推力（セカンダリプーリに必要なベルト把持力）を計算する基礎セカンダリ推力計算部１２１ｂと、変速時に必要な差推力（プライマリプーリとのベルト把持力の差）を計算する変速時必要差推力計算部１２１ｃと、計算した基礎セカンダリ推力を変速時必要差推力に基づいて補正する補正部１２１ｄと、補正したセカンダリ推力をセカンダリ油圧（必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*）に変換する油圧変換部１２１ｅとをそなえている。

基礎油圧計算部１２１は、さらに、入力トルク計算部１２１ａで求めた変速機入力トルクＴｉから基礎プライマリ推力（プライマリプーリに必要なベルト把持力）を計算する基礎プライマリ推力計算部１２１ｆと、計算した基礎プライマリ推力を、変速時必要差推力計算部１２１ｃで計算した変速時必要差推力に基づいて補正する補正部１２１ｇと、補正したプライマリ推力をプライマリ油圧（必要プライマリ圧Ｐｐｒｉ^*）に変換する油圧変換部１２１ｈとをそなえている。

油圧指示部１２３は、センサ１５で検出した実セカンダリ圧Ｐｓｅｃと油圧変換部１２１ｅから出力された必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*との偏差に応じたフィードバックにより、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃを必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*に一致させるための減圧弁２４の駆動デューティを決定するセカンダリ圧フィードバック制御部１２３ａと、セカンダリ圧フィードバック制御部１２３ａで決定された駆動デューティによって減圧弁２４のソレノイド（セカンダリ圧ソレノイド）２４ａの電流をデューティ制御するセカンダリ圧ソレノイド電流制御部１２３ｂとをそなえている。

さらに、油圧指示部１２３は、油圧変換部１２１ｈから出力された必要プライマリ圧Ｐｐｒｉ^*をセカンダリ圧フィードバック制御部１２３ａから得られる必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*と比較して、必要プライマリ圧Ｐｐｒｉ^*が必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*以上なら、目標ライン圧ＰＬ^*に必要プライマリ圧Ｐｐｒｉ^*と同じ値をセットし、必要プライマリ圧Ｐｐｒｉ^*が必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*未満なら、目標ライン圧ＰＬ*にセカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*と同じ値をセットするライン圧制御部１２３ｃと、ライン圧制御部１２３ｃで決定された駆動デューティによってプレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド（プライマリ圧ソレノイド）２３ａの電流をデューティ制御するプライマリ圧ソレノイド電流制御部１２３ｄとをそなえている。

次に、変速制御部１２ｂを説明すると、変速制御部１２ｂでは、まず、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから求め得る車速とアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯとから、マップ等の予め設定された対応関係に基づいて目標入力回転数を求め、この目標入力回転数をセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより、運転状態（車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ）に応じた目標変速比を求める。

次いで、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより実変速比を演算し、上記目標変速比に対する実変速比の偏差に応じて外乱補償しながら実変速比を目標変速速度で目標変速比に漸近させるための変速比指令を求める。そして、この変速比指令を実現するためのステップモータ２７（図２参照）のステップ数Ｓｔｅｐを求め、これをステップモータ２７に指令することで前記の変速動作により目標変速比を達成することができる。

次に、フェールセーフ制御について説明する。
フェール時には、変速制御部１２ｂでは、ステップモータ２７のステップ数Ｓｔｅｐがフェール判定時の状態を維持するように、ステップモータ２７のステップ数Ｓｔｅｐを固定する（即ち、ステップモータ２７にステップ数の変更を指令しない）、フェールセーフ用変速アクチュエータ固定制御を行なう。

油圧指示部１２３では、目標ライン圧ＰＬ^*については、ベルト強度限界圧内の上限に設定し、必要セカンダリ圧Ｐｓｅｃ^*については最大圧に設定して、フィードバック制御を禁止し、オープンループによるフェールセーフ用油圧制御を行なう。つまり、目標ライン圧ＰＬ^*をベルト強度限界圧内の上限に設定することで、ベルトの保護を図りながらライン圧ＰＬを最大限高めることができ、さらに、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを最大圧に設定することで、減圧弁２４による減圧を最小にし、セカンダリ圧Ｐｓｅｃをライン圧ＰＬと略同圧にすることができ、これにより、セカンダリ圧Ｐｓｅｃは、ベルト強度限界圧内で最大になるように制御されることになる。

このベルト強度限界圧は、エンジン回転数と変速比とに対応するので、このような対応関係に基づいてマップ等を作成して、その時点のエンジン回転数と変速比とからベルト強度限界圧に応じた目標ライン圧ＰＬ*を設定することができる。
ところで、このようなフェールセーフ制御のうち、変速アクチュエータ固定制御を開始する条件として、フェールが検出されたことに加えて、以下の条件が設定されている。

（ａ）装置の保護を図るために該油圧を低下させる制御等の特定の制御が行なわれていないこと［したがって、油圧低下制御中には、目標ライン圧ＰＬをベルト強度限界圧内の上限に設定する制御やセカンダリ圧Ｐｓｅｃをベルト強度限界圧内で最大とする制御は禁止される（図３参照）］。

（ａ）の条件に相当する制御（油圧低下制御）とは、例えば極低温時（−２０〜−４０℃）がある。つまり、無段変速機が自動車用変速機として用いられる場合、極低温時には油の粘性が高くなって油圧系全体の抵抗が大きくなって、クランキング回転数が低下してエンジンの始動性を悪化させるため、この対策として、極低温時のエンジン始動時には、ライン圧を一時的に最小とし、オイルポンプの駆動負担を軽減させることにより、エンジンの始動性を向上させるライン圧最小制御（Ｍｉｎ圧制御）を行なう。また、エンジン始動時にライン圧を下げる場合や、初回ベルト滑り検知後にライン圧を下げる場合も、特定条件下に含まれる。

このように条件（ａ）を設定するのは、本フェールセーフ制御は油圧を上げる制御なので、油圧を下げる制御と同時に実施すると干渉してしまう虞があり、これを避けユニットを保護するためである。

また、フェールセーフ制御のうち、油圧制御を開始する条件として、フェールが検出されたこと及び上記条件（ａ）に加えて、以下の条件（ｂ），（ｃ）が予め設定された所定時間以上継続しているという条件が設定されている。
（ｂ）車速が所定車速以下であること。
（ｃ）エンジン回転数が所定数以下であること。
なお、（ｂ），（ｃ）の条件にはこれらのエンジン回転数や車速の検出手段が正常であることが前提となる。
また、条件（ｂ）は、走行車速が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ制御を行なうことにより、車両の高速走行中に変速比を低速側に調整することによって生じる急なエンジンブレーキの発生を回避して、車両の走行性能を確保することができるためである。
また、条件（ｃ）は、エンジン回転数が比較的低い場合に限定して変速比を低速側に調整するフェールセーフ制御を行なうことにより、エンジンの高回転時に変速比を低速側に調整することによって生じるエンジンのオーバレブを回避して、車両の走行性能を確保することができるためである。

なお、ここでは、エンジンの出力回転をプライマリプーリから入力されて、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間で変速してセカンダリプーリから車両の駆動輪に出力するように構成し、エンジンの回転数はプライマリプーリの回転数として把握でき、車速（駆動輪の回転数）はセカンダリプーリの回転数として把握できる。したがって、プライマリプーリの回転数を検出するプライマリ回転検出手段（プライマリセンサ）をエンジン回転数検出手段として用い、セカンダリプーリの回転数を検出するセカンダリ回転検出手段（セカンダリセンサ）を車速検出手段として用いている。つまり、プライマリ回転検出手段で検出されたプライマリプーリの回転数が予め設定された第１の設定回転数以下であることや、セカンダリ回転検出手段で検出されたセカンダリプーリの回転数が予め設定された第２の設定回転数以下であることを条件に、フェールセーフ制御を行なうようにしている。

本発明の一実施形態にかかる無段変速機の変速制御装置は上述のように構成されているので、ステップモータ異常時のフェールセーフ制御は、例えば図４に示すように行なわれる。
つまり、まず、前記（ａ）の条件が成立しているか否か、即ち、装置の保護を図るために油圧を低下させる制御をしているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここでは、一例として、極低温時に、オイルポンプの駆動負担を軽減させてエンジンの始動性を向上させるための、ライン圧最小制御（Ｍｉｎ圧制御）を行なっているか否かを判定する。

ライン圧最小制御を行なっていればフェールセーフ制御に関する処理は何ら行なわないが、ライン圧最小制御を行なっていなければ、まず、ステップモータに異常が生じているか否かを判定部１２ｃにより判定する（ステップＳ２０）。ステップモータに異常があれば、まず、ステップＳ３０において、変速制御部１２ｂにより、ステップモータ２７のステップ数Ｓｔｅｐがフェール判定時の状態を維持するように、ステップモータ２７のステップ数Ｓｔｅｐを固定する（フェールセーフ用変速アクチュエータ固定制御）。

そして、次に、前記（ｂ），（ｃ）の各条件がいずれも成立しているか否か、即ち、エンジン回転数（プライマリプーリ回転数）が所定数ε₁以下であり且つ車速（セカンダリプーリ回転）が所定車速（所定数）ε₂以下の状態が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。また、エンジン回転数や車速の検出手段（即ち、プライマリセンサ及びセカンダリセンサ）が正常であるか否かを判定し（ステップＳ５０）、プライマリセンサ及びセカンダリセンサが正常であって、エンジン回転数が所定数ε₁以下で且つ車速が所定車速（所定数）ε₂以下の状態が所定時間継続していれば、ライン圧ＰＬをベルト強度限界圧内の上限に設定して（ステップＳ６０）、各油圧制御を行ない、また、当然ながらセカンダリ圧フィードバック制御は停止して（ステップＳ７０）、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを最大（ＭＡＸ）にセットする（ステップＳ８０）。

このようにして、ステップモータがフェールした場合に、ステップモータを固定することにより、変急なダウンシフト変速を防止して車両の急減速を防止するため、不自然な車両挙動が発生することを回避することができる。
これに加えて、エンジン回転数が所定数ε₁以下の低回転になり且つ車速が所定車速ε₂以下の低速状態になったことを条件に、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを最大にし、ライン圧ＰＬをベルト強度限界圧内の上限にするので、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを、ベルト強度限界圧内で最大にして、変速比を低速側に変更する。

例えば、図５に示すように、エンジン回転数が所定数ε₁以下の低回転になり且つ車速が所定車速ε₂以下の低速状態になって（時点ｔ１）からこの状態が継続して所定時間が経過したら（時点ｔ１）、セカンダリ圧Ｐｓｅｃを最大にし、ライン圧ＰＬをベルト強度限界圧内の上限にする。実セカンダリ圧Ｐｓｅｃは実線で示すように、この油圧制御をしない場合（破線参照）に比べて上昇し、一方、プライマリ圧は変化しないので、変速比（プーリ比）もダウンシフト側に変更される。

したがって、車両が、その後停止した時（時点ｔ３）には、変速比は低速用になっている。このため、一旦停止してから発進する場合には、低速用変速比のもとに発進することができ、速やかな発進ができるようになる。
また、このフェールセーフ用油圧制御（セカンダリ圧Ｐｓｅｃを最大にし、ライン圧ＰＬをベルト強度限界圧内の上限にする油圧制御）は、エンジン回転数が所定数ε₁以下の低回転になり且つ車速が所定車速ε₂以下の低速状態になったことを条件に実施するので、エンジンの高回転時に変速比を低速側に調整することによって生じるエンジンのオーバレブを回避して、車両の走行性能を確保することができ、また、車両の高速走行中に変速比を低速側に調整することによって生じる急なエンジンブレーキの発生を回避して、車両の走行性能を確保することができる。

また、装置の保護を図るために油圧を低下させる制御をしている場合には、油圧を上げる本フェールセーフ制御を行なわないので、制御の干渉を回避してユニットを保護することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態にかかる変速制御システムの詳細を示すブロック線図である。本発明の一実施形態にかかる無段変速機をその変速制御システムと共に示す構成図である。本発明の一実施形態にかかる無段変速機の変速制御装置の制御手段の機能構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態にかかる無段変速機の変速制御（フェールセーフ時）を示すフローチャートである。本発明の一実施形態にかかる無段変速機の変速制御（フェールセーフ時）を示すタイムチャートである。

符号の説明

１Ｖベルト式無段変速機
２プライマリプーリ
３セカンダリプーリ
４Ｖベルト
５エンジン
６ロックアップトルクコンバータ
７前後進切り換え機構
８出力軸
９歯車組
１０ディファレンシャルギヤ装置
１１変速制御油圧回路
１２変速機コントローラ（制御手段）
１２ａ圧力制御部
１２ｂ変速制御部
１２ｃフェール判定部（フェール判定手段）
１３プライマリプーリ回転センサ
１４セカンダリプーリ回転センサ
１５セカンダリ圧センサ
１６プライマリ圧センサ
１７アクセル開度センサ
１８インヒビタスイッチ
１９エンジンコントローラ
２１オイルポンプ
２３プレッシャレギュレータ弁（ライン圧調整手段）
２４減圧弁（セカンダリ圧調整手段）
２５変速制御弁
２６変速リンク
２７ステップモータ（変速アクチュエータ）

Claims

車両用エンジンに接続された無段変速機の変速制御装置であって、
シリンダ室に供給される作動油の油圧に応じて溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、
該プライマリプーリの回転を該セカンダリプーリに伝達するベルトと、
該プライマリプーリ及び該セカンダリプーリの該溝幅を変えて変速比を変更する変速アクチュエータと、
該油圧の元圧であるライン圧を調整するライン圧調整手段と、
該ライン圧を受けて該セカンダリプーリの該シリンダ室内の油圧であるセカンダリ圧を調整するセカンダリ圧調整手段と、
該変速アクチュエータ，該ライン圧調整手段及び該セカンダリ圧調整手段を制御する制御手段と、
該変速アクチュエータのフェールを判定するフェール判定手段とをそなえ、
該制御手段は、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されたフェール時には、該変速アクチュエータを固定するフェールセーフ用変速アクチュエータ固定制御を行ない、さらに、該フェール時に、車両の走行性能を確保するために予め設定された制御開始条件が成立すると、該ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つ該セカンダリ圧を最大圧まで上昇させるフェールセーフ用油圧制御を行なう
ことを特徴とする、無段変速機の変速制御装置。
該制御開始条件には、車速が所定車速以下であることが含まれ、
該所定車速は、ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる制御を行なっても、急なエンジンブレーキの発生とならない車速である
ことを特徴とする、請求項１記載の無段変速機の変速制御装置。
該制御開始条件には、エンジン回転数が所定数以下であることが含まれ、
該所定数は、ライン圧をベルト強度限界圧内の上限に設定し且つセカンダリ圧を最大圧まで上昇させる制御を行なっても、エンジンのオーバレブを回避し得る回転数である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の無段変速機の変速制御装置。
該プライマリプーリへの入力トルク状態及び実変速比の状態に応じて、必要セカンダリ圧を設定する必要セカンダリ圧設定手段と、
実セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧検出手段とをそなえ、
該制御手段は、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されない正常時には、該セカンダリ圧検出手段により検出された実セカンダリ圧が、該必要セカンダリ圧設定手段で設定された必要セカンダリ圧に近づくようにフィードバック制御を行ない、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定されたフェール時には、該フィードバック制御を中止して上記のフェールセーフ用の各制御を行なう
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置。
該制御手段は、特定条件下では装置の保護を図るために該油圧を低下させる油圧低下制御を行なうように構成され、該油圧低下制御中に、該フェール判定手段によって該変速アクチュエータのフェールが判定された場合には、該油圧低下制御を優先し上記のフェールセーフ用の各制御は行なわない
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置。
該ライン圧調整手段及び該セカンダリ圧調整手段は電磁弁であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置。
該変速アクチュエータは、該プライマリプーリの可動シーブ、及び、該セカンダリ圧と該プライマリプーリの該シリンダ室内の油圧であるプライマリ圧との差圧を調整する変速制御弁と、リンクを介して接続されたステップモータである
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置。