JP4495117B2 - 無段変速機の制御方法および制御システム - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機の制御方法および制御システムに関する。さらに詳しくは、航空機や車両などのエンジンにより駆動される発電装置に用いられる無段変速機の制御方法および制御システムに関する。

従来より、航空機の発電装置として航空機のエンジン出力により駆動される発電装置が知られている。この発電装置においては、エンジン出力、つまりエンジンの回転数が変動しても発電装置の回転数を一定とする必要があるところから、エンジンと発電装置との間に変速機が設けられている。

この変速機としてトロイダル型無段変速機を用いる試みがなされている。このトロイダル型無段変速機においては、トロイド曲面に形成される一対の入力ディスクおよび出力ディスク間に傾転可能にパワーローラを配置し、このパワーローラの傾転角を制御することにより変速機の出力回転数が一定、つまり発電機回転数が一定とされている。

しかるに、この傾転角の制御は油圧制御回路を用いてなされているところから、エンジンの始動直後においては、制御用オイルの流動性が充分ではなく、またトラクションオイルの流動性も充分ではなく、通常のフィードバック制御を行った場合、所望制御がなし得ないという問題がある。

かかる問題を解決すべく、特許文献１には、始動時にリミットスイッチによって、変速機が低変速比位置にあるかを判断し、低変速比位置になければ、低変速比位置とする方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１の提案に係る方法においては、その方法を実現するための構成が複雑であるばかりでなく、リミットスイッチの故障がシステム全体の故障につながることが予想され、信頼性が乏しいという問題がある。

なお、始動時にオイルの流動性が充分ではないために所望の制御がなし得ないという問題は、寒冷地における始動において顕著であるが、前記特許文献１には、寒冷地における始動については、何等の提案もなされていない。
特開昭６２−２７３１８７号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、起動時に制御不安定を生じさせない無段変速機の制御方法および制御システムを提供することを目的としている。

本発明の無段変速機の制御方法は、原動機の出力軸により駆動されるポンプを有するオイル系統に配設された油圧サーボ機構を備える無段変速機の制御方法であって、
前記油圧サーボ機構は、回転機械回転数を安全な回転数に寄せる安全機構を備え、
油温が、第１の基準温度を超えているかを判定し、油温が前記第１の基準温度を超えていなければ、１次始動制御により油圧サーボ機構のサーボ弁のスプールを、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないようにしながら往復動させることを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御方法においては、油温が前記第１の基準温度を超えていれば、通常始動制御により、原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数に到達するまで、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないよう前記油圧サーボ機構を制御するのが好ましい。

また、本発明の無段変速機の制御方法においては、原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数を超え、かつ、油温が第２の基準温度を超えていなければ、２次始動制御により無段変速機の変速比をその変化率を制限しながらフィードバック制御するのが好ましい。

さらに、本発明の無段変速機の制御方法においては、変速比の変化率の制限を油温の上昇にしたがって緩和するのが好ましい。

さらに、本発明の無段変速機の制御方法においては、油温の検出を複数の温度センサにより行ってその一方の検出値により始動制御を行い、制御に用いている温度センサが異常となった場合、他方の温度センサに切り替えて始動制御をなすのが好ましい。

さらに、本発明の無段変速機の制御方法においては、複数の温度センサの全てが異常となった場合、時限管理により始動制御をなすのが好ましい。

さらに、本発明の無段変速機の制御方法においては、回転機械回転数が規定回転数を超過して過回転数となった場合、回転機械回転数を安全側に寄せる処理をなすのが好ましい。

しかして、本発明の無段変速機の制御方法においては、原動機がエンジンとされ、回転機械が発電機とされ、前記安全機構に、前記油圧サーボ機構のサーボ弁への指令値がゼロまたは電源がオフされている場合に回転機械回転数を安全な回転数に寄せるようナルバイアスをかけるのが好ましい。

本発明の無段変速機の制御システムは、制御装置と、原動機の出力軸により駆動されるポンプを有するオイル系統に配設された油圧サーボ機構とを備える無段変速機の制御システムであって、
前記油圧サーボ機構は、回転機械回転数を安全な回転数に寄せる安全機構を備え、
前記制御装置は、通常始動制御部と低温始動制御部とを有する始動時制御部を備え、
前記低温始動制御部は、１次始動制御手段と、変速比指令制限手段を有する２次始動制御手段とを備え、
前記通常始動制御部は、油温が第１の基準温度を超えていれば、原動機回転数が規定回転数に到達するまで、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないよう前記油圧サーボ機構を制御するものとされ、
前記１次始動制御手段は、油温が第１の基準温度を超えていなければ、油圧サーボ機構のサーボ弁のスプールを、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないようにしながら往復動させるよう制御するものとされ、
前記２次始動制御手段は、原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数を超え、かつ、油温が第２の基準温度を超えていなければ、２次始動制御により無段変速機の変速比をその変化率を制限しながらフィードバック制御するものとされてなる
ことを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御システムにおいては、始動時制御部が、時限始動制御部を備え、前記時限始動制御部は、時限管理により始動制御をなすものとされてなるのが好ましい。

また、本発明の無段変速機の制御システムにおいては、制御装置が安全手段を備え、前記安全手段は、回転機械回転数が規定回転数を超過して過回転数となった場合、回転機械回転数を安全側に寄せる処理をなすものとされてなるのが好ましい。

しかして、本発明の無段変速機の制御システムにおいては、原動機がエンジンとされ、回転機械が発電機とされ、前記安全機構に、前記油圧サーボ機構のサーボ弁への指令値がゼロまたは電源がオフされている場合に回転機械回転数を安全な回転数に寄せるようナルバイアスがかけられているのが好ましい。そして、前記無段変速機の制御システムは、発電装置などの回転機械装置に備えられる。

本発明は、前記の如く構成されているので、低温環境下においても始動時における制御不安定を生ずることなく始動がなし得るという優れた効果が得られる。

また、スプールを往復動させているので、サーボ弁の暖機が促進されて、低温環境下においても迅速な起動がなし得るという優れた効果がある。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
本発明の実施形態１に係るトロイダル型無段変速機（以下、単に無段変速機という）の制御方法が適用されてなる無段変速機の制御システムを図１に機能ブロック図で示し、図２に制御ブロック図で示す。なお、本実施形態は、航空機用発電装置に適用されてなるものとされる。

制御システムＳは、図１および図２に示すように、無段変速機１と、無段変速機１のパワーローラの位置つまり傾転角を調節して無段変速機１を調節する傾転角調節機構２と、傾転角調節機構２を駆動する油圧サーボ機構３とを備えた油圧駆動系Ａと、油圧駆動系Ａを制御する制御装置Ｃとを主要構成要素として備えてなるものとされる。ここで、油圧駆動系Ａを構成している無段変速機１、無段変速機１のパワーローラの傾転角を調節して無段変速機１の変速比を調節する傾転角調節機構２、および傾転角調節機構２を駆動する油圧サーボ機構３は、ハウジング４０（図４，５参照）に収納されている。また、このハウジングはオイルタンクとしての機能も有している。

無段変速機１および傾転角調節機構２は、公知のものを好適に用いることができるので、その構成の詳細な説明は省略する。

図３〜図５に、油圧サーボ機構３への油圧回路１０を含むオイル系統３０を示す。

オイル系統３０は、ハウジング４０により構成されるオイルタンク４１と、オイルを供給する主管路５０と、オイルを戻す戻り管路（明瞭には図示はされていない）とを含む。

オイルタンク４１は、具体的には、ハウジング４０の下部および上部により構成され、下部が通常時にオイルを供給する通常時用オイルタンク４１ａとして機能し、上部がマイナスＧ時にオイルを供給するマイナスＧ時用オイルタンク４１ｂとして機能する。ここで、通常時とは、重力の加速度がプラスの状態をいい、マイナスＧ時とは、重力の加速度がマイナスの状態をいう。

主管路５０は、通常時およびマイナスＧ時の双方において、油圧サーボ機構３、ベアリング潤滑機構、歯車潤滑機構、トラクションドライブ潤滑機構、ジェネレータ冷却機構などにオイルの供給がなし得るようにされている。

主管路５０は、具体的には、通常時用オイルタンクにオイル吸込み口が開口している供給管５１に、上流側から第１ポンプ（例えばスカベンジ・ポンプ）５２、第１空気分離器５３、第２ポンプ（例えば潤滑ポンプ）５４、フィルタ５５、オイルクーラー５６、第２空気分離器５７をこの順で介装してなるものとされる。そして、第１ポンプ５２吐出側の供給管５１にマイナスＧ時用オイルタンク４１ｂにオイル吸込み口が開口し、かつ、マイナスＧ時用ポンプ６２が介装されているマイナスＧ時用オイルを供給するマイナスＧ時用供給管６１が接続されている。また、供給管５１には、オイルクーラー５６の前後に温度センサＴｉ，Ｔｏが設けられている。なお、第１、２ポンプ５２，５４およびマイナスＧ時用ポンプ６２は、駆動力伝達機構を介してエンジンの出力軸により駆動されるものとされる。

ここで、第２空気分離器５７を設けるのは、通常時からマイナスＧ時へ移行する際、あるいはその逆にマイナスＧ時から通常時に戻る際に生ずる無重力状態においてハウジング４０内の空気を第１ポンプが吸い込み、その空気が吸い込まれたオイルによる油圧サーボ機構３に動作不安定が生ずるのを避けるためである。

空気分離器５３，５７は、例えばサイクロン式空気分離器とされる。

なお、フィルタ５５およびオイルクーラー５６は、各種の潤滑系統に用いられている公知のものを好適に用いることができ、その構成に特に限定はない。

第２ポンプ５４の吐出側にはリリーフ弁５４ａが設けられている。このリリーフ弁５４ａからのリリーフオイルは、第１ポンプ５２の吸込み側の供給管５１に戻されている。

フィルタ５５には、オイルの流動性が悪い低温時にオイルをバイパスさせるフィルタバイパス弁５５ｂを有するバイパス５５ａが設けられるとともに、フィルタ５５の目詰まりを検知するポップアップインジケータ５５ｃが設けられている。

また、供給管５１の第２空気分離器５７の空気含有オイル出口下流側には、空気を含有しているオイルの一部をマイナスＧ時用ポンプ６２の吸い込み側のマイナスＧ時用供給管６１に戻す戻し管５８が設けられている。この戻し管５８には、調圧弁５８ａが介装されていて、その圧力が一定となるようにされている。つまり、第２ポンプ５４から吐出されたオイルの一部を循環させるオイル循環系が設けられている。このように、第２空気分離器５７からのオイルの一部を第２ポンプ５４の吸い込み側の供給管５１に戻して循環させることにより、オイルの昇温が促進される。

油圧サーボ機構３への油圧回路１０は、具体的には、供給管５１に介装された第２空気分離器５７から分岐されてサーボ弁３ａに空気が分離除去されたオイルを供給するサーボ弁用管１１と、サーボ弁３ａから傾転角調節機構２の油圧シリンダ２ａに駆動用オイルを供給する駆動オイル供給管１２と、同油圧シリンダ２ａから駆動用オイルをサーボ弁３ａに戻す駆動オイル戻し管１３とを主要部として備えてなるものとされる。なお、駆動オイル供給管１２と駆動オイル戻し管１３とは、油圧シリンダ２ａの動作方向により決定される。つまり、油圧シリンダ２ａのピストンが進出するときに駆動オイル供給管１２として機能した管は、ピストンが後退するときには駆動オイル戻し管１３として機能する。

サーボ弁３ａは、図６に示すように、スプールを有するスプール弁３ｂと、スプールをスライドさせてその位置を調整するスプール弁駆動部３ｃとを備えてなるものとされる。

スプール弁駆動部３ｃは、スプール弁３ｂの背圧を調整してスプールをスライドさせ、それによりスプールの位置を調整するようにされている。スプール弁駆動部３ｃは、具体的には、スプール弁３ｂの背圧を調整するフラッパと、フラッパに一体構成されたアマチュアと、アマチュアを変位させる電磁駆動機構とを備えたものとされる。なお、かかる構成とされたサーボ弁３ａとしては、例えばＭＯＯＧ社のサーボバルブがあげられる。

また、サーボ弁３ａはナルバイアスがかけられていて、つまり安全機構が設けられていて、サーボ弁３ａへの指令値がゼロや電源がオフされている場合に、変速比（発電機回転数をエンジン回転数で割った値）が発電機回転数を安全な回転数に寄せるようにされている。つまり、フラッパがスプールを変速比が下がる方向に移動させるよう、アマチュアに一定の初期傾斜が機械的に与えられている。また、これにより、エンジン回転数が油圧を所定圧力にまで昇圧する回転数に到達するまでの間、および油温が所定温度に上昇するまでの間、変速比を最小変速比や最小変速比側に保持し、発電機回転数を安全側に寄せておくことが可能となる。

サーボ弁用管１１には、サーボ弁３ａに供給されるオイルを所定圧力に昇圧する油圧ポンプ１４と、フィルタ１５とが分岐点側（つまり上流側）からこの順で介装されている。このフィルタ１５は、サーボ弁３ａへのゴミの進入を防止するためのものである。

油圧ポンプ１４の吐出側のサーボ弁用管１１には、同管１１の圧力を調整するためにリリーフ弁１６が設けられ、そしてこのリリーフ弁１６からのリリーフオイルは、第２空気分離器５７の上流側の供給管５１に戻されている。リリーフオイルを第２空気分離器５７の上流側に戻すことにより、オイルの流動性が悪い低温時におけるオイルの昇温が促進されるとともに、無重力状態においても空気が除去されたオイルをサーボ弁用管１１に供給できる。また、フィルタ１５には、フィルタポップアップインジケータ１５ａが設けられている。

また、サーボ弁用管１１の前記フィルタ１５が設けられている下流側には、昇温されたオイルをサーボ弁３ａに吹き付けてサーボ弁３ａを暖機するために、フローフューズバルブ２１を有する暖機管２０が設けられている。

サーボ弁３ａからのオイルを排出するオイル排出管１８は、サーボ弁３ａからのオイルが通常時用オイルタンク４１ａに戻されるようにされている。

しかして、かかる構成とされたオイル系統３０においては、通常時には図４に矢符で示す方向にオイルが供給され、油圧回路１０により油圧サーボ機構３が制御されてパワーローラの傾転角を調節して無段変速機１の変速比制御がなされる一方、マイナスＧ時には図５に矢符で示す方向にオイルが供給され、油圧回路１０により油圧サーボ機構３が制御されてパワーローラの傾転角を調節して無段変速機１の変速比制御がなされる。

制御装置Ｃは、図１および図２に示すように、油圧駆動系Ａの始動時の制御をなす始動時制御部ＰＣと、安全手段Ｆとを備えてなるものとされる。安全手段Ｆは、温度によらずに発電機回転数の上昇を常に監視し、その異常を検知したときには、無段変速機１のパワーローラの位置を安全側にすばやく寄せるようにするもの、つまり発電機回転数を低回転数側にすばやく移行させるようにするものとされる。

また、始動時制御部ＰＣは、油温が所定温度以上の常温時における始動の制御をなす通常始動制御部７０と、低温時における始動の制御をなす低温始動制御部８０と、温度センサＴｉ，Ｔｏが共に異常な場合に時限管理により始動制御をなす時限始動制御部９０とを有するものとされる。

しかして、制御装置Ｃには、エンジン回転数、温度センサＴｉ，Ｔｏからの油温検知信号および発電機回転数が入力される。

ここで、通常始動制御部７０、低温始動制御部８０および時限始動制御部９０は、図２（ａ）に示すように、いわゆる開ループ制御により始動制御をなすものとされる。

すなわち、通常始動制御部７０は、エンジン回転数が規定回転数に到達するまでの間、パワーローラの位置が例えば中立位置を超え発電機回転数が不安全な回転数に寄らないよう油圧サーボ機構３への指令値を制御するものとされる。つまり、無段変速機１が最小変速比（または最小変速比側）に保持されるよう油圧サーボ機構３の指令値を制御するものとされる。

低温始動制御部８０は、油温が所定値まで上昇するまでの間、パワーローラの位置が例えば中立位置を超え発電機回転数が不安全な回転数に寄らないよう油圧サーボ機構３への指令値を制御するものとされる。つまり、無段変速機１が最小変速比（または最小変速比側）に保持されるよう油圧サーボ機構３の指令値を制御するものとされる。

時限始動制御部９０は、温度センサＴｉ，Ｔｏからの信号を利用することができず油温を検知することができない場合であっても、エンジン回転数が高い状態で数分間運転されていれば、油温は充分に昇温されていると想定されるので、エンジン回転数が充分高い所定回転数（例えば、４５００ＲＰＭ以上）で規定時間（例えば、３分間）パワーローラの位置が最小変速比（または最小変速比側）に保持されるよう油圧サーボ機構３の指令値を制御するものとされる。つまり、時限管理により始動制御をなすものとされる。

なお、時限始動制御部９０の時限制御においては、発電機回転数が規定回転数（定格回転数を超えた過回転数（例えば２６４００ｒｐｍ））に到達した場合、安全手段Ｆにより発電機回転数を安全側、つまり低回転数側に寄せる処理をなすようにされている。

以下、図７を参照しながら、かかる構成とされた始動時制御部ＰＣによる始動制御を説
明する。なお、図中の符号Ｓ１〜Ｓ１０は手順番号を示す。

手順１：各センサに異常がないかをチェックする。（Ｓ１）すなわち、オイルクーラー
５６前後に設けられている温度センサＴｉ，Ｔｏ、エンジン回転数センサ、および発電機
回転数センサに異常がないかをチェックする。ここで、温度センサＴｉ，Ｔｏの異常は、
例えば演算処理により検知される。

すなわち、制御装置Ｃの電源がオンされてから規定時間温度センサＴｉ，Ｔｏからの信号を取込み、その信号に基づいて信号経路の結線抵抗を演算してその値が無限大であれば、断線と判定する。その逆に、その値がゼロであれば、短絡と判定する。また、取込まれた信号の強度変化率を規定時間測定し、その変化率が閾値を超えていれば、ノイズ混入と判定する。

以下、エンジン回転数センサ、および発電機回転数センサには異常がないとして説明する。

手順２：エンジン回転数を検出する。（Ｓ２）

手順３：温度センサＴｉに異常がないと判定されると手順５に移行し、異常があると判定されると手順４に移行する。（Ｓ３）

手順４：温度センサＴｏに異常がないと判定されると手順５に移行し、異常があると判定されると手順７に移行する。（Ｓ４）

手順５：正常な温度センサ（温度センサＴｉまたは温度センサＴｏ）により油温の検出を行って、油温が所定温度（第１基準温度）を超えているかを判定し、油温が第１基準温度を超えていなければ手順６に移行し、油温が第１基準温度を超えていれば手順８に移行する。（Ｓ５）ここで、第１基準温度は、例えば−１０℃〜０℃とされる。

手順６：低温始動制御部８０による始動制御を行って手順１に戻る。（Ｓ６）なお、この始動制御を行っている間、オイルが循環されて油温が上昇する。

手順７：時限始動制御部９０による時限制御を行って手順１０の通常制御に移行する。（Ｓ７）

手順８：通常始動制御部７０による通常始動制御を行う。（Ｓ８）なお、この始動制御を行っている間、オイルが循環されて油温が上昇する。

手順９：エンジン回転数が規定回転数に到達しているかを判定し、エンジン回転数が規定回転数に到達していれば、手順１０の通常制御に移行し、エンジン回転数が規定回転数に到達していなければ手順１に戻る。（Ｓ９）ここで、規定回転数は、例えば５００ｒｐｍとされる。

手順１０：通常制御によるフィードバック制御を行う（図２（ｂ）参照）。（Ｓ１０）
このように、実施形態１においては、無段変速機１を駆動している油圧サーボ機構３のサーボ弁３ａに変速比が下がるようにナルバイアスがかけられるとともに、制御装置Ｃに始動時制御部ＰＣを設けて、始動から所定期間は無段変速機１の変速比を最小変速比または最小変速比側に保持するよう制御しているので、始動時に制御不安定を生ずるおそれはなく、しかも発電機も回転数が低い安全な状態に維持される。

また、時限始動制御部９０を設けているので、温度センサＴｉ，Ｔｏが共に異常であっても正常に始動ができる。

実施形態２
本発明の実施形態２に係るトロイダル型無段変速機（以下、単に無段変速機という）の制御方法が適用されてなる無段変速機の制御システムを図８に機能ブロック図で示し、図２に制御ブロック図で示す。

制御システムＳ１は、実施形態１の低温始動制御部８０を改変してなるものであって、始動時制御部ＰＣ１の低温始動制御部８０Ａに１次始動制御手段８１と、変速比指令制限手段８３を有する２次始動制御手段８２とを備えてなるものとされる。なお、実施形態１の低温始動制御部８０は、開ループ制御のみの構成とされていたが、実施形態２の低温始動制御部８０Ａは、後述するように、開ループ制御と閉ループ制御とが混在している構成とされている。

以下、実施形態２の実施形態１と異なる点を中心に説明する。

１次始動制御手段８１は、図２（ａ）に示すように、エンジンの始動開始直後から一定期間、油圧駆動系Ａを開ループ制御するものとされる。

２次始動制御手段８２は、図２（ｂ）に示すように、１次始動制御手段８１による１次始動制御が終了してエンジン回転数が規定回転数を超えた状態で、油圧駆動系Ａを閉ループ制御、いわゆるフィードバック制御するものとされる。

変速比指令制限手段８３は、２次始動制御手段８２における変速比指令値の急変を制限するものとされる。

以下、かかる構成とされた低温始動制御部８０Ａによる制御の内容を説明する。

図９に、１次始動制御手段８１による制御の内容を示す。

１次始動制御手段８１は、図９に示すように、油圧サーボ機構３が往復動するよう油圧サーボ機構３に対する電流指令を、増速指令と減速指令とが交互になるよう制御する。つまり、１次始動制御手段８１は、油圧サーボ機構３に往復動指令をなすものとされる。このようにするのは、サーボ弁３ａ内のオイルの入れ替えを行って、サーボ弁３ａの暖機を促進するためである。

この往復動指令は、例えば、パワーローラの位置が中立位置を超えて増速側に移行しないように、増速指令値がナルバイアス補正によるサーボ弁３ａの中立位置より若干大きな値とされる一方、減速指令値がナルバイアス補正によるサーボ弁３ａの中立位置より若干小さな値とされている（図９（ａ），（ｂ）参照）。これにより、無段変速機１は常に最大減速または最大減速側、つまり最小変速比または最小変速比側に維持される（図９（ｃ）参照）。

しかして、この１次始動制御手段８１による制御が一定期間なされて油温が上昇するとともに、エンジン回転数が規定回転数を超えると、２次始動制御手段８２による制御に移行するものとされる。ここで、前記一定期間は、例えば油圧サーボ機構３において検知される油温が閾値を超えるまでの期間であって、かつ、エンジン回転数がオイルを所定圧力（例えば４MPa）にまで昇圧できる回転数に到達するまでの期間とされる。また、油温の閾値は、オイルがその粘度の低下により所定の粘性のものとなって支障なくフィードバック制御がなし得る温度（以下、中温という）とされ、例えば０℃〜３０℃とされる。

２次始動制御手段８２は、油温が高温（例えば３０℃）に昇温されるまで実変速比が変速比指令となるよう無段変速機１をフィードバック制御する。この場合、変速比指令に大幅な変動があると、オイルの流動性が充分でないところから、制御不安定が生ずるおそれがあるので、変速比指令制限手段８３により変速比指令の変化率に所定の制限がかけられている。すなわち、変速比指令にいわゆるレート制御がなされている。

ここで、前記制限は、図１０に示すように、油温の昇温にともなって段階的に調整するようにしてもよい。例えば、移行初期の油温が０℃以下のとき（以下、移行初期温度時という）には、変速比レートを厳しくし、つまり変速比指令の変化率を小さい値に制限し、移行中期の油温が０℃〜３０℃のとき（以下、移行中期温度時という）には、変速比レートを中程度にし、つまり変速比指令の変化率を中程度の値に制限し、移行終期の油温が３０℃以上のとき（以下、移行終期温度時という）には、変速比レートを緩やかにし、つまり変速比指令の変化率の制限を大幅に緩和するようにしてもよい。その場合、移行初期温度時と移行中期温度時との間の変速比レートおよび移行中期温度時と移行終期温度時との間の変速比レートを、線形補間により決定するようにしてもよい。

図１１および図１２に、かかる構成とされた低温始動制御部８０Ａによる制御結果の一例を示す。

図１１は、１次始動制御手段８１による１次始動制御と、エンジン回転数が規定回転数を超えているとして通常始動制御をスルーし、２次始動制御手段８２による２次始動制御とを連続して行った場合のグラフであって、同（ａ）はサーボ弁３ａへの電流指令値とパワーローラの位置との関係を示し、同（ｂ）はエンジン回転数と発電機回転数との関係を示し、同（ｃ）は変速比指令と実変速比との関係を示す。なお、２次始動制御においては、変速比指令制限手段８３によるレート制御がなされている。

図１２は、１次始動制御から２次始動制御への移行部分のグラフであって、同（ａ）は全体図を示し、同（ｂ）は前半部の拡大図を示し、同（ｃ）は後半部の拡大図を示す。

図１１および図１２に示すように、１次始動制御においてはサーボ弁３ａは往復動作しているものの、パワーローラの位置は発電機回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないようにされている。

以下、図１３を参照しながら、かかる構成された始動時制御部ＰＣ１による始動制御を説明する。なお、図中の符号Ｓ１〜Ｓ１２は手順番号を示す。

手順１：各センサに異常がないかをチェックする。（Ｓ１）以下、エンジン回転数センサ、および発電機回転数センサには異常がないとして説明する。

手順２：エンジン回転数を検出する。（Ｓ２）

手順３：温度センサＴｉに異常がないと判定されると手順５に移行し、異常があると判定されると手順４に移行する。（Ｓ３）

手順４：温度センサＴｏに異常がないと判定されると手順５に移行し、異常があると判定されると手順１０に移行する。（Ｓ４）

手順５：正常な温度センサ（温度センサＴｉまたは温度センサＴｏ）により油温の検出を行って、油温が第２基準温度を超えているかを判定し、油温が第２基準温度を超えていなければ、つまり油温が低温であれば手順６に移行する一方、油温が第２基準温度を超えていれば、つまり油温が中高温（例えば０℃以上）であれば手順７に移行する。（Ｓ５）

手順６：１次始動制御手段８１による１次始動制御を行って手順１に戻る。（Ｓ６）なお、この１次始動制御によりサーボ弁３ａが暖機されるとともに、オイルが循環されて油温が上昇する。

手順７：通常始動制御部７０による通常始動制御を行って手順８に移行する。（Ｓ７）なお、この始動制御を行っている間、オイルが循環されて油温が上昇する。

手順８：エンジン回転数が規定回転数に到達しているかを判定し、エンジン回転数が規定回転数に到達していれば手順９に移行し、エンジン回転数が規定回転数に到達していなければ手順１に戻る。（Ｓ８）ここで、規定回転数は、例えば５００ｒｐｍとされる。

手順９：油温が第３基準温度を超えているかを判定し、油温が第３基準温度を超えていなければ、つまり中温であれば手順１１に移行し、油温が第３基準温度を超えていれば、つまり油温が高温となっていれば手順１２の通常制御に移行する。（Ｓ９）

手順１０：時限始動制御部９０による時限制御を行って手順１２の通常制御に移行する。（Ｓ１０）

手順１１：２次始動制御手段８２による２次始動制御を行って手順１に戻る。つまり、無段変速機１の変速比のフィードバック制御を行って手順１に戻る。（Ｓ１１）この場合、２次始動制御における変速比指令制限手段８３による変速比指令の変化率の制限は、油温の上昇にともなって緩和するものとされる。

手順１２：通常制御によるフィードバック制御を行う。（Ｓ１２）
このように、実施形態２では、寒冷地などのようにサーボ弁３ａを制御するオイルの温度が低いために所定の粘性が得られず、エンジンの始動時に油圧サーボ機構３に所望の制御性能が確保されない場合においては、パワーローラの位置が増速側に移行しない範囲でスプールを往復動させる電流指令によりサーボ弁３ａを暖機しているので、寒冷地などにおけるスタートアップの無用の長期化が防止される。また、変速比指令の変化率の制限を油温の上昇に応じて緩和しているので、制御不安定を回避しながら迅速な起動がなし得る。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態ではエンジンを例に取り説明されているが、エンジンは各種原動機とでき、例えばモーターとすることもできる。また、発電機も各種回転機械とでき、例えば送風機とすることもできる。

本発明は、トロイダル型無段変速機の制御に適用できる。

本発明の実施形態１に係る制御システムの機能ブロック図である。 同制御システムの制御ブロック図である。 同制御システムのオイル系統図である。 同オイル系統図の斜視図であって、通常時におけるオイルの流れを示す。 同オイル系統図の斜視図であって、マイナスＧ時におけるオイルの流れを示 す。 同制御システムに用いられているサーボ弁の概略図である。 本発明の実施形態１に係る制御のフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る制御システムの機能ブロック図である。 同制御システムの１次始動制御手段の制御内容を示すグラフであって、同（ ａ）はサーボ電流指令を示し、同（ｂ）はパワーローラの位置を示し、同（ｃ）は変 速比を示す。 油温と変速比指令との関係を示すグラフであって、同（ａ）は油温と時間 の関係を示し、同（ｂ）は変速比指令と時間の関係を示す。 １次始動制御手段および２次始動制御手段による制御結果のグラフであっ て、同（ａ）はサーボ弁３ａへの電流指令値とパワーローラの位置との関係を示し、 同（ｂ）はエンジン回転数と発電機回転数との関係を示し、同（ｃ）は変速比指令と 実変速比との関係を示す。 １次始動制御から２次始動制御への移行部分のグラフであって、同（ａ） は全体図を示し、同（ｂ）は前半部の拡大図を示し、同（ｃ）は後半部の拡大図を示 す。 本発明の実施形態２に係る制御のフローチャートである。

１ 無段変速機
２ 傾転角調節機構
３ 油圧サーボ機構
３ａ サーボ弁
１０ 油圧回路
３０ オイル系統
４０ ハウジング
４１ オイルタンク
５０ 主管路
７０ 通常始動制御部
８０ 低温始動制御部
８１ １次始動制御手段
８２ ２次始動制御手段
８３ 変速比指令制限手段
９０ 時限始動制御部
Ｃ 制御装置
Ｆ 安全手段
ＰＣ 始動時制御部
Ｓ 制御システム

Claims (13)

1. 原動機の出力軸により駆動されるポンプを有するオイル系統に配設された油圧サーボ機構を備える無段変速機の制御方法であって、
   前記油圧サーボ機構は、回転機械回転数を安全な回転数に寄せる安全機構を備え、
   油温が、第１の基準温度を超えているかを判定し、
   油温が前記第１の基準温度を超えていなければ、１次始動制御により油圧サーボ機構のサーボ弁のスプールを、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないようにしながら往復動させることを特徴とする無段変速機の制御方法。
2. 油温が前記第１の基準温度を超えていれば、通常始動制御により、原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数に到達するまで、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないよう前記油圧サーボ機構を制御することを特徴とする請求項１記載の無段変速機の制御方法。
3. 原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数を超え、かつ、油温が第２の基準温度を超えていなければ、２次始動制御により無段変速機の変速比をその変化率を制限しながらフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載の無段変速機の制御方法。
4. 変速比の変化率の制限を油温の上昇にしたがって緩和することを特徴とする請求項３記載の無段変速機の制御方法。
5. 油温の検出を複数の温度センサにより行ってその一方の検出値により始動制御を行い、制御に用いている温度センサが異常となった場合、他方の温度センサに切り替えて始動制御をなすことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の無段変速機の制御方法。
6. 複数の温度センサの全てが異常となった場合、時限管理により始動制御をなすことを特徴とする請求項５記載の無段変速機の制御方法。
7. 回転機械回転数が規定回転数を超過して過回転数となった場合、回転機械回転数を安全側に寄せる処理をなすことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無段変速機の制御方法。
8. 原動機がエンジンとされ、回転機械が発電機とされ、前記安全機構に、前記油圧サーボ機構のサーボ弁への指令値がゼロまたは電源がオフされている場合に回転機械回転数を安全な回転数に寄せるようナルバイアスをかけることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無段変速機の制御方法。
   
9. 制御装置と、原動機の出力軸により駆動されるポンプを有するオイル系統に配設された油圧サーボ機構とを備える無段変速機の制御システムであって、
   前記油圧サーボ機構は、回転機械回転数を安全な回転数に寄せる安全機構を備え、
   前記制御装置は、通常始動制御部と低温始動制御部とを有する始動時制御部を備え、
   前記低温始動制御部は、１次始動制御手段と、変速比指令制限手段を有する２次始動制御手段とを備え、
   前記通常始動制御部は、油温が第１の基準温度を超えていれば、原動機回転数が規定回転数に到達するまで、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないよう前記油圧サーボ機構を制御するものとされ、
   前記１次始動制御手段は、油温が第１の基準温度を超えていなければ、油圧サーボ機構のサーボ弁のスプールを、前記無段変速機のパワーローラが、回転機械回転数を不安全な回転数に寄せる位置とならないようにしながら往復動させるよう制御するものとされ、
   前記２次始動制御手段は、原動機回転数が油圧を所定圧力に昇圧する回転数を超え、かつ、油温が第２の基準温度を超えていなければ、２次始動制御により無段変速機の変速比をその変化率を制限しながらフィードバック制御するものとされてなる
   ことを特徴とする無段変速機の制御システム。
10. 始動時制御部が、時限始動制御部を備え、
    前記時限始動制御部は、時限管理により始動制御をなすものとされてなることを特徴とする請求項９記載の無段変速機の制御システム。
11. 制御装置が安全手段を備え、
    前記安全手段は、回転機械回転数が規定回転数を超過して過回転数となった場合、回転機械回転数を安全側に寄せる処理をなすものとされてなることを特徴とする請求項９または１０に記載の無段変速機の制御システム。
12. 原動機がエンジンとされ、回転機械が発電機とされ、前記安全機構に、前記油圧サーボ機構のサーボ弁への指令値がゼロまたは電源がオフされている場合に回転機械回転数を安全な回転数に寄せるようナルバイアスがかけられていることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の無段変速機の制御システム。
13. 請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の無段変速機の制御システムを備えてなることを特徴とする回転機械装置。