JP4710324B2

JP4710324B2 - 障害判定手段を伴う油圧サーボ装置用油圧制御装置

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Publication number: JP4710324B2
Application number: JP2005008523A
Authority: JP
Inventors: 雄二岩瀬; 正美菅谷; 直人田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2006194393A

Description

本発明は、油圧サーボ装置のための油圧制御装置に係り、特に正常な作動を阻害する障害があるときそれを判定する障害判定手段を備えた油圧制御装置に係る。

第一および第二のポートを備え、第一のポートから油が供給され、第二のポートから油が排出されるとき一つの方向に作動状態を変える油圧サーボ装置は、例えば車輌技術の分野に於いては、変速機、特にトロイダル型或はベルト式無段変速機に於ける如く、多くの機械装置に於いて知られている。

上記の如き油圧サーボ装置を作動させるためには、圧油源から前記第一のポートへの油の供給を制御する油供給制御部と前記第二のポートから排油通路への油の排出を制御する油排出制御部とを有する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する制御弁作動制御手段とを備えた油圧制御装置が設けられる。このような油圧制御装置に於ける油流制御弁は、一般にスプールの切り換え移動に応じて開閉が制御されるポートを備えたスプール弁である。

また、第一および第二のポートを備え、第一のポートから油が供給され、第二のポートから油が排出されるとき一つの方向に作動状態が変る油圧サーボ装置は、当然のことながら、第二のポートから油が供給され、第一のポートから油が排出されるときには前記一つの方向とは逆の他の一つの方向に作動状態を変えるが、そのような油圧サーボ装置を作動させるために、圧油源からの油の供給を第一と第二のポートの間に切り換え、また同時に第二と第一のポートの排油通路への接続を切り換える油流制御弁を、スプールの切り換え移動に応じて何れか一方が圧油源に接続される２つの油圧供給ポートと、何れか一方が排油通路に接続される２つの排油ンポートとを備えた４ポート型のスプール弁とし、トロイダル型無段変速機を作動させる４ポート型スプール弁を含む油圧回路を構成した一例が下記の特許文献１に示されている。
特開２００２-２７６７８６

スプール弁に於いては、シリンダとスプールの間への異物の噛込みにより弁ポートの開閉が正常に行われなくなる障害が生ずる虞れがある。スプール弁を組み込んだ装置が車輌の変速装置である場合、そのことによって変速比が過剰に増大したり、或は逆に変速装置が低い値に固定されたままとなる等の不都合が生ずる。

本発明は、弁にスプールの固着（スティック）等による弁ポートの開閉障害が生じたとき、それを判定する手段を備えた油圧サーボ装置のための油圧制御装置を提供し、また更に弁ポートの開閉障害が判定されたとき、それに自動的に対処して障害の影響を軽減する補償作動を行う手段を備えた油圧制御装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、第一のポートから油が供給され第二のポートから油が排出されるとき一つの方向に作動状態を変える油圧サーボ装置のための油圧制御装置にして、圧油源から前記第一のポートへの油の供給を制御する油供給制御部と前記第二のポートから排油通路への油の排出を制御する油排出制御部とを有する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する制御弁作動制御手段と、前記圧油源の油圧と前記油流制御弁の開度と前記油圧サーボ装置に作用する外力とに基づいて前記油圧サーボ装置の作動状態の前記一つの方向への変化を推定し、該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき該油圧制御装置にその正常な作動を阻害する障害があると判定する障害判定手段とを有していることを特徴とする油圧制御装置を提案するものである。

前記障害判定手段は前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記障害の度合を推定するようになっていてよい。

前記油流制御弁は、前記第一のポートを前記圧油源に接続すると共に前記第二のポートを前記排油通路へ接続する開位置と前記第一のポートを前記圧油源より遮断すると共に前記第二のポートを前記排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第一の油流制御弁と、前記第二のポートを前記圧油源に接続すると共に前記第一のポートを前記排油通路へ接続する開位置と前記第二のポートを前記圧油源より遮断すると共に前記第一のポートを前記排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第二の油流制御弁とを含み、前記第一の油流制御弁が開位置とされると共に前記第二の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第一の方向に変え、前記第二の油流制御弁が開位置とされると共に前記第一の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第二の方向に変えるようになっており、前記油圧サーボ装置の作動状態を前記第一の方向に変化させる過程で該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定するようになっていてよい。

この場合、油圧制御装置は、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記第一の油流制御弁による前記圧油源から前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから前記排油通路への油の排出の少なくとも一部を前記第二の油流制御弁の開作動の変更により打ち消すようになっていてよい。

また、前記障害判定手段は前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記開閉不良障害の度合を推定し、前記油流制御弁は、該推定された開閉不良障害の度合に応じて前記第二の油流制御弁の開作動を変更するようになっていてよい。

また前記油圧制御弁が上記の如く第一および第二の油流制御弁に分かれて構成されているときには、油圧制御装置は、前記第一および第二のポートに対する前記第一および第二の油流制御弁の接続を相互に反転する切換弁を有し、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記切換弁を反転し、前記第一の油流制御弁の開作動により行われる筈の前記圧油源からの前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから前記排油通路への油の排出を前記第二の油流制御弁により行うようになっていてもよい。

以上の如き油圧制御装置の制御対象となる油圧サーボ装置はトロイダル型無段変速機の変速制御装置であってよく、特に油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第一の方向に変えるのは変速比を減小させるときであり、前記油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第二の方向に変えるのは変速比を増大させるときであってよい。

上記の如く、第一のポートから油が供給され第二のポートから油が排出されるとき一つの方向に作動状態を変える油圧サーボ装置のための油圧制御装置が、圧油源から前記第一のポートへの油の供給を制御する油供給制御部と前記第二のポートから排油通路への油の排出を制御する油排出制御部とを有する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する制御弁作動制御手段と、前記圧油源の油圧と前記油流制御弁の開度と前記油圧サーボ装置に作用する外力とに基づいて前記油圧サーボ装置の作動状態の前記一つの方向への変化を推定し、該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき該油圧制御装置にその正常な作動を阻害する障害があると判定する障害判定手段とを有していれば、前記油流制御弁に異物の噛込み等による弁スプールの固着等が生じたときには、直にそれを検出することができる。

また前記障害判定手段が前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記障害の度合を推定するようになっていれば、障害発生時に障害に対処するに当り障害の度合をみて量的に対処することができる。

特に、油流制御弁が、前記第一のポートを圧油源に接続すると共に前記第二のポートを排油通路へ接続する開位置と前記第一のポートを圧油源より遮断すると共に前記第二のポートを排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第一の油流制御弁と、前記第二のポートを圧油源に接続すると共に前記第一のポートを排油通路へ接続する開位置と前記第二のポートを圧油源より遮断すると共に前記第一のポートを排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第二の油流制御弁とを含み、前記第一の油流制御弁が開位置とされると共に前記第二の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第一の方向に変え、前記第二の油流制御弁が開位置とされると共に前記第一の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第二の方向に変えるようになっており、前記油圧サーボ装置の作動状態を前記第一の方向に変化させる過程で該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害が生じたと判定するようになっていれば、前記第一の油流制御弁にスプール固着障害が生じたときそれを直ちに検出することができる。

また、更に前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記第一の油流制御弁による圧油源から前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから排油通路への油の排出の少なくとも一部を前記第二の油流制御弁の開作動の変更により打ち消すようになっていれば、前記第一の油流制御弁の固着により前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから排油通路への油の排出が続くことにより油圧サーボ装置に生ずる作動障害を軽減することができる。

この場合、特に前記障害判定手段は前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記開閉不良障害の度合を推定し、油圧制御装置が、該推定された開閉不良障害の度合に応じて前記第二の油流制御弁の開作動を変更するようになっていれば、前記第一の油流制御弁の固着により前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから排油通路への油の排出が続く場合にもその状態を量的に把握してこれに対処し、そのような障害により油圧サーボ装置に生ずる作動障害をより効果的に排除することができる。

また前記油圧制御弁が第一および第二の油流制御弁に分かれて構成されているとき、油圧制御装置が、前記第一および第二のポートに対する前記第一および第二の油流制御弁の接続を相互に反転する切換弁を有し、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記切換弁を反転し、前記第一の油流制御弁の開作動により行われる筈の前記圧油源からの前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから前記排油通路への油の排出を前記第二の油流制御弁により行うようになっていれば、前記障害判定手段による開閉不良障害の判定に基づき開閉不良障害を生じた油流制御弁による作動を即座に他方の油流制御弁による作動に置き換え、開閉不良障害を完全に排除してサーボ装置の作動を維持することができる。

油圧サーボ装置がトロイダル型無段変速機の変速制御装置であり、或は特に、油圧サーボ装置が車輌の駆動系に於けるトロイダル型無断変速機の変速制御装置であって前記油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第一の方向に変えるのは変速比を減小させるときであり、前記油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第二の方向に変えるのは変速比を増大させるときであるときには、油流制御弁の固着は、変速比の最大値または最小値への固定を招くので、これに対する対策は特に有用である。

添付の図１は本発明をトロイダル型無段変速機の変速制御用油圧制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図である。図に於いて、１０はトロイダル型無段変速機としては周知の構造に於けるパワーローラであり、トラニオン１２より偏心軸１４を経て支持され、図に駆動側ディスクの一部がＤdとして仮想線にて示されている如き一対のディスクの間に挾圧された状態に配置され、一対のディスクに対する傾動角を変えることにより、一対のディスク間に伝達される回転動力の変速比を変更するようになっている。一対のディスクに対するパワーローラの傾動角の変更は、トラニオン１２が油圧アクチュエータ１６により図にて上下に一時的に変位されることによりもたらされる。

即ち、パワーローラの中心軸線がディスクの中心軸線Ｃdに交差しているときには、パワーローラがディスクに対し如何なる傾動角にあっても、駆動側ディスクがパワーローラとの接触点Ｐcに於いてパワーローラに及ぼす力（およびそれに対する反作用として被駆動側ディスクがパワーローラに及ぼす力）はパワーローラの傾動軸線に平行に作用し、従ってパワーローラには傾動角を変更させる力は作用しないが、パワーローラの中心軸線がディスクの中心軸線に対し上下何れか一方に変位されると、パワーローラと駆動側ディスクとの接点で見て、変位方向がディスクの回転方向に沿う方向であれば、パワーローラにはそれを駆動側ディスクの中心へ向かわせる方向の力が作用することから、パワーローラは変速比を増大させる方向（即ちダウンシフト方向）に傾動され、また逆に、変位方向が駆動側ディスクの回転方向に逆らう方向であれば、パワーローラにはそれを駆動側ディスクの中心より遠ざける方向の力が作用することから、パワーローラは変速比を減小させる方向（即ちアップシフト方向）に傾動される。

かくして、変速比を一定に保つべきときには、駆動側ディスクよりパワーローラに及ぼされる駆動力に抗するだけの力をトラニオンに与えてパワーローラをその中心軸線が駆動側ディスク（従ってまた被駆動側ディスク）の中心軸線に交差する位置に維持し、変速比を変更すべきときには、随時パワーローラの中心軸線をディスクの中心軸線に対し一時変位させることにより変速比を増減させることができる。図示の実施の形態に於いては、パワーローラ１０は駆動側ディスクとの接触点Ｐcに於いて下向きに駆動されるようになっており、パワーローラ１０がその中心軸線を駆動ディスクの中心軸線に交差させる中立位置より下方へ変位されると変速比は増大側に変更され（即ちダウンシフトされ）、パワーローラ１０がその中立位置より上方へ変位されると変速比は減小側に変更される（即ちアップシフトされる）ようになっている。

油圧アクチュエータ１６はトラニオン１２の下端と連結されたピストン１８と、該ピストンの下方に形成された油圧室２０と、該ピストンの上方に形成された油圧室２２とを有しており、ポート２４より油圧室２０内へ油が給入され、ポート２６より油圧室２２内の油が排出されることによりピストン１８が上向きに変位されてアップシフトを生じ、逆にポート２６より油圧室２２内へ油が給入され、ポートを２４より油圧室２２内の油が排出されることによりピストン１８が下向きに変位されてダウンシフトを生ずるようになっている。

パワーローラと駆動側ディスクおよび被駆動側ディスクの間には必要な回転動力を伝達するに足る摩擦力を発生させるべく強い押圧力が作用されている。パワーローラ１０には上記の通り駆動側ディスクより下向きの駆動力が及ぼされており、トラニオン１２を上向きに変位させるにはこの駆動力に抗する力が必要である。トラニオンを上下に偏倚させるための油の処理は所謂油圧制御であるが、トロイダル型無段変速機に於ける変速制御は、本質的にはパワーローラの上下変位の制御であり、油は非圧縮性であるので、本発明の対象である油圧制御装置の作動は、本質的には油圧室２０および２２に対する油の出し入れの量の制御である。

油圧室２０および２２に対する油の給排制御のための図示の油圧制御装置は、油圧ポンプ等よりなる圧油源２８と、２つの油流制御弁３０および３２と、排油溜３４とを含んでいる。油流制御弁３０は、給油取入れポート３６、給油取出しポート３８、排油取入れポート４０、排油取出しポート４２を備えた弁ハウジング４４と、ポート３６と３８の間の連通または遮断およびポート４０と４２の間の連通または遮断を制御する弁スプール４６と、該弁スプールをポート３６と３８の間を遮断しまたポート４０と４２の間を遮断する閉位置へ付勢する圧縮コイルばね４８と、弁スプール４６を圧縮コイルばね４８のばね力に抗してポート３６と３８の間を連通しまたポート４０と４２の間を連通する開位置へ駆動する電磁駆動装置５０とを含んでいる。

同様に、油流制御弁３２は、給油取入れポート５２、給油取出しポート５４、排油取入れポート５６、排油取出しポート５８を備えた弁ハウジング６０と、ポート５２と５４の間の連通または遮断およびポート５６と５８の間の連通または遮断を制御する弁スプール６２と、該スプールをポート５２と５４の間を遮断しまたポート５６と５６の間を遮断する閉位置へ付勢する圧縮コイルばね６４と、弁スプール６２を圧縮コイルばね６４のばね力に抗してポート５２と５４の間を連通しまたポート５６と５８の間を連通する開位置へ駆動する電磁駆動装置６６とを含んでいる。

圧油源２８は、一方では、油路６８と７０を経て油流制御弁３０の給油取入れポート３６に接続され、これに対応する給油取出しポート３８は油路７２と７４を経てトロイダル型無段変速機のポート２４に接続されている。かかる給油経路に対応して、トロイダル型無段変速機のポート２６は油路７６と７８を経て油流制御弁３０の排油取入れポート４０に接続され、これに対応する排油取出しポート４２は油路８０と８２を経て排油溜３４に接続されている。

更にまた、圧油源２８は、他方では、油路６８と８４を経て油流制御弁３２の給油取入れポート５２に接続され、これに対応する給油取出しポート５４は油路８６と７６を経てトロイダル型無段変速機のポート２６に接続されている。かかる給油経路に対応して、トロイダル型無段変速機のポート２４は、油路７４と８８を経て油流制御弁３２の排油取入れポート５６に接続され、これに対応する排油取出しポート５８は油路９０と８２を経て排油溜３４に接続されている。油流制御弁３０および３２の電磁駆動装置５０および６６への通電は、マイクロコンピュータを備えた制御弁作動制御手段９２により制御されるようになっている。

上記の如き構成に於いて、任意の変速比を所定の目標値まで減小させるべきときには、制御弁作動制御手段９２の制御により、先ず、油流制御弁３０の電磁駆動装置５０のみに電流Ｉuが供給される。図２のＡに示す如く電流値がＩuo以上となったところで給油取入れポート３６と給油取出し３８の間の連通が始まり、トロイダル型無段変速機の油圧室２０に対する供給油圧は、最大油圧Ｐsuまで急速に増大する。しかし、隣接するポート３６と３８の間には幾分かの油漏れがあり、またトロイダル型無段変速機のトラニオンにはディスクからローラに及ぼされる駆動トルクに基づく下向きの力が作用するので、油圧室２０へ供給される油の流量Ｑは、図２のＢに示す如く、油流制御弁３０からの供給油圧Ｐsに対するディスクからローラに及ぼされる駆動トルクに基づく力（図１に於けるＦs）をピストン２０により油圧に変換した値Ｐfの比Ｐf／Ｐsと、油流制御弁の電磁駆動装置５０へ供給される電流の大きさｒf（最大値に対する比をｒfで表し、以下これを電流比と称する）とにより定まる。尚、比Ｑ／Ｑsに於けるＱsはＰfが０でｒfが１．０の時のＱの値である。給油取入れポート３６と給油取出し３８の間が連通されるとき、反対側のピストン室２２は排油取入れポート４０と排油取出しポート４２の連通により排油溜り３４に連通される。

こうしてピストン１８が上方へ変位されると、パワーローラは変速比を減小させる方向（アップシフト方向）に偏向されるので、その結果生じた変速比の変化が図には示されていないパワーローラの偏向角度を検出するセンサ或は変速機の入口と出口の回転速度を検出する回転速度センサ等により検出され、その信号が制御弁作動制御手段９２へ送られる。変速比の変化につれて制御弁作動制御手段９２は適当なフィードバック制御を実行し、パワーローラ１０に所望の傾動が生じ或いは生ずる見通しが立ったところで、電磁駆動装置５０への電流の供給は０とされる。次いで油流制御弁３２の電磁駆動装置６６のみへ電流Ｉdを供給してピストン１８を中立位置まで戻すことが行なわれる。図２のＡに於けるＩd、Ｉdo、Ｐd、Ｐsdはこのときの電流と供給油圧の関係を示す。このときディスクからローラに及ぼされる駆動トルクに基づく下向きの力Ｆsはピストン室２２へ油圧の供給を助けるので、図２のＢに於けるＰf／Ｐsに関する負の領域がこれに対応している。パワーローラを中立位置へ戻す制御もその変位を検出しつつフィードバック制御され、パワーローラが中立位置へ戻り或は戻る見通しが立ったところで、電磁駆動装置６６への通電が停止される。

無段変速機の変速比を増大させるダウンシフト制御は、上記と逆に、先ず油流制御弁３２のみを作動させてパワーローラ１０を下方へ変位させ、次いで油流制御弁３０のみを作動させてパワーロータ１０を上方へ変位させて元の中立位置に戻す要領にて行われる。

かかる構成に於いては、油流制御弁３０および３２には、それらのスプールとシリンダの間に異物が噛み込まれてスプールが開閉不良を起こす可能性がある。そのような事態に対処する本発明による油圧制御装置の作動態様の一例を図３のフローチャートに沿って説明する。

油圧制御装置の作動が開始されると、ステップ１０（Ｓ１０）にて、その時点に於ける変速機の実際の変速比γrと変速機に要求されている変速比γreqの間の差が或る所定の値Δγ１以上であるか否かが判断される。答がイエスであることは、変速比の低減、即ちアップシフトが要求なされていることを意味する。Δγ１は変速比の低減要求に応じて変速比の変更を開始するための変速比変化量の下限値である。答がイエス（Ｙ）であるとき、制御はステップ２０へ進む。

ステップ２０に於いては、このフローチャートを巡る制御の今回のフローに於ける変速比要求値γreq(n)と前回のフロー時に於ける変速比要求値γreq(n-１)の差が負であるか否かが判断される。答がイエスである間、制御はここに留まる。この種のフローチャートによる制御に於ける制御の繰り返し周期は数ミリセカンド〜数１００ミリセカンドである。ステップ２０は一度の変速比減小要求の最小値を確認するためのものである。答がイエスよりノー（Ｎ）に転じたところで制御はステップ３０へ進む。

ステップ３０に於いては、現在の実変速比γrと上に確認された変速比変更要求値γreqの差が０に近い或る微小値δγ以下であるか（即ち、実変速比γrが低減された変更要求値γreqに対し微小値δγ以下の差となるまで近づいたか）否かが判断される。答がノーである間、制御はステップ４０へ進む。ステップ４０に於いては、実変速比γrと変更要求値γreqの差に比例してディスクに対しローラ１０を上方へ偏倚させる偏倚の目標値Ｓutが算出される。ｋ１は適当な比例係数である。次いで、制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０に於いては、上方偏倚目標値Ｓutとそれに対する上方偏倚の実測値Ｓurの差が正であるか否かが判断される。答がイエスである間、制御はステップ６０へ進み、ＳutとＳurの差に比例する値として電流比ｒfの大きさが制御される。ｋ２は適当な比例係数である。次いで、制御はステップ７０へ進む。

ステップ７０に於いては、ローラ１０の上向き偏倚の１フローサイクル当りの増大量ΔＳuの値が算出される。この値ΔＳuは実測値ではなく、油圧室２０への図２のＢに示す如き油供給の流量Ｑと制御がステップ７０を繰り返す間の時間差とに基づいて算出される理論上の推定値である。Ｑの値は、既知であるＰs(図２のＡに於けるＰsu)の値と、駆動側ディスクよりローラ１０に及ぼされる下向きの力Ｆsをピストン２０の受圧面積により除してもとめられるＰfと、電流比ｒfとに基づいて図２のＢに示す如きマップを参照して算出できる。Ｆsの値は、駆動側ディスクよりローラ１０に及ぼされる駆動トルクと、駆動側ディスクとローラの接触点Ｐcがディスクの中心軸線Ｃdに対しなす半径Ｒ１とから算出できる。Ｒ１の値はトロイダル型変速機の設計と各時点に於ける変速機の実変速比γr或はローラの傾動角とから算出できる。上記の駆動トルクは任意のトルクセンサにより直接検出されるか或は内燃機関等の動力源の出力制御パラメータより推定されてよい。尚、変速比を減少させるためのローラ１０の上方への偏倚に対しては、Ｆsは抗力として作用してＱを抑制する方向に作用するので、図２のＢのマップは、Ｐf／Ｐsの正の領域にて参照される。更にステップ８０に於いて、このステップを通る各時点に於けるローラ１０の上向き偏倚量Ｓueが、０を初期値としてその都度ΔＳuが加算されることにより算出される。

次のステップ９０に於いては、上に求められた算出値Ｓueと現在のローラ１０の上方への偏倚の実測値Ｓurとの差が或る所定の誤差値ΔＥs以内であるか否かが判断される。ローラ１０の偏倚の実際の大きさは偏倚センサにより直接求められる。Ｓue−ＳurがΔＥs以内であり、ステップ９０の答がイエスであれば、ローラ１０の上方への偏倚が油流制御弁３０に対する制御指令通りに生じていると判断される。このときには、制御はステップ３０へ戻り、ステップ３０の答がノーである限り、ステップ３０〜９０が繰り返し続けられる。しかし、ステップ９０の答がノーになると、制御はステップ１００へ進む。ステップ９０の答がノーになることは、Ｓueに対するＳurの追従遅れがΔＥsに達したことであり、これは油流制御弁３０に対する開弁指令に対し油流制御弁３０が正常に従っていないことを示すので、ΔＥsの大きさが適当に設定されれば、これによって油流制御弁３０に固着等によるスプールの開閉不良が生じたと判定することができる。そこで、その時点に於けるＳurの値がＳusとして記憶される。このとき、ステップ１１０に於いてフラグＦ１が１にセットされ、制御はステップ３０へ戻る。

ステップ３０〜６０が続けられると、変速比γrがγreqに近づくにつれてステップ４０にて算定されるローラの上方への偏倚の目標値Ｓutが減小してくるので、やがて、変速比γrがγreqまで下がってステップ３０の答がイエスになる前に、ローラの上方への実偏倚Ｓurが目標値値Ｓutに追いついてこれを追い越すこととなり、ステップ５０に答はイエスからノーに転ずる。これより制御はステップ１２０へ進み、油流制御弁３０は閉じられる。尚、実際には、その前に、Ｓut−Ｓurの漸減により、それに対応して油流制御弁３０に対する電流比ｒfは漸減しており、従ってステップ１２０に於ける油流制御弁３０の閉じ操作は漸閉の終局である。

油流制御弁３０が制御指令に対し正常に追従していても、或は油流制御弁３０にステップ９０の答がノーとなるような制御指令に対する追従遅れが生じていても、このときローラはディスクに対し上方への偏倚しているので、その後やがて実変速比γrは変更要求値γreqに対しδγ以下の差となるまで下がり、ステップ３０の答はノーからイエスに転じる。これより制御はステップ１３０へ進むようになり、ローラ１０を中立位置へ戻す制御が行われる。

ステップ１３０に於いては、ローラ１０の上方への実偏倚量Ｓurが或る小さな所定値δＳu以下になったか否かが判断される。所定値δＳuはローラが中立位置へ戻った判断するための限界値である。答がノーである間、制御はステップ１４０へ進み、フラグＦ１が１であるか否かが判断される。答がノーであれば、制御はステップ１５０へ進み、油流制御弁３２をその時点に於けるローラ１０の上方への実偏倚量Ｓurに比例する電流比ｒfにて開弁し、これによってピストン２０を下方へ駆動してローラ１０を中立位置へ戻す制御が行われる。ｋ３は適当な比例係数である。一方、フラグＦ１が１であるときには、油流制御弁３０にスプールの開閉不良障害が生じており、その開閉不良による油流制御弁３０の開弁の程度はローラ１０の上方への偏倚に換算してステップ１００にて検出された偏倚Ｓusに相当しているので、制御はステップ１６０へ進み、油流制御弁３２に対する電流比ｒfをその時点に於けるローラ１０の上方への偏倚Ｓurに比例する値にＳusに比例する値を加えた値に増大することが行われる。

図４は、油流制御弁３０にローラの上方への偏倚時にＳusに対応する開度での固着が生じた場合に、ステップ１６０に於いて油流制御弁３２に対する電流比ｒfがＳusに比例して増大されることを図２のＢのマップにて表したものである。この場合、油流制御弁３０の開弁固着により油流制御弁３０に常時生ずることとなる油の流量Ｑeは、油流制御弁３２の開弁による油の流量Ｑに対しそれを打ち消す方向に作用するので、油流制御弁３２に対するＱ／Ｑsの軸座標が、図４のグラフの右側に示されている如くＱe／Ｑsに相当する差分だけ上方へシフトされ、或る所定のＰfの作用の下で所定の流量Ｑを得るために必要な電流比ｒfは、その分だけ増大する。油流制御弁３２に開弁固着が生じた場合にこれに対向して開弁される油流制御弁３０に要する電流比の増大も同様である。

ステップ１３０，１４０，１５０またはステップ１３０，１４０，１６０が繰り返されると、ローラ１０は中立位置へ戻り、ステップ１３０の答はイエスとなり、これにて１回のアップシフト制御は終了する。

こうして油流制御弁３０にスプールの開閉不良障害が生じたときには、そのことが自動的且つ定量的に検出され、また更にそれに対処して、油圧制御装置の作動性能が該障害により低下することを補う制御態様の定量的制御を伴う自動修正が行われる。

ステップ１０の答がノーのときには、制御はステップ１７０へ進み、要求されている変速比γreqと実変速比γrの差がある所定の限界値Δγ２より大きいか否かが判断される。答がイエスであることは、変速比の増大、即ちダウンシフトが要求されており、しかもそれがダウンシフト要求に応ずる変速比増大幅の下限値Δγ２以上であることを意味する。このときには、制御はステップ２２０へ進み、ステップ２０〜１６０に沿って以上に説明したアップシフト制御に類似の要領によるダウンシフト制御が行われる。

この場合、ステップ２２０に於いては、今回のフローに於ける変速比要求値γreq(n)と前回のフロー時に於ける変速比要求値γreq(n-１)の差が正であるか否かが判断される。答がイエスである間、制御はここに留まる。ステップ２２０は一度の変速比増大要求の最大値を確認するためのものである。答がイエスよりノーに転じたところで制御はステップ２３０へ進む。

ステップ２３０に於いては、上に確認された変速比変更要求値γreqと現在の実変速比γrとの差が０に近い或る微小値δγ以下であるか（即ち、実変速比γrが増大された変更要求値γreqに対し微小値δγ以下の差となるまで近づいか）否かが判断される。答がノーである間、制御はステップ２４０へ進む。ステップ２４０に於いては、変更要求値γreqと実変速比γrの差に比例してディスクに対しローラ１０を下方へ偏倚させる偏倚の目標値Ｓdtが算出される。ｋ４は適当な比例係数である。次いで、制御はステップ２５０へ進む。

ステップ２５０に於いては、下方偏倚目標値Ｓdtとそれに対する下方偏倚の実測値Ｓurの差が正であるか否かが判断される。答がイエスである間、制御はステップ２６０へ進み、ＳdtとＳdrの差に比例する値として電流比ｒfの大きさが制御される。ｋ５は適当な比例係数である。次いで、制御はステップ２７０へ進む。

ステップ２７０に於いては、ローラ１０の下向き偏倚の１フローサイクル当りの変化量ΔＳdの値が算出される。この値ΔＳdは実測値ではなく、図２のＢについて油圧室２２への油供給の流量Ｑと制御がステップ２７０を繰り返す間の時間差とに基づいて算出される理論上の推定値である。変速比を減小させるためのローラ１０の下方への偏倚に対しては、Ｆsは助成力として作用し、Ｑを増大させる方向に作用するので、図２のＢのマップは、Ｐf／Ｐsが負の領域にて参照される。更にステップ２８０に於いて、このステップを通る各時点に於けるローラ１０の下向き偏倚量Ｓdeが、０を初期値としてその都度ΔＳdの加算により算出される。

次のステップ２９０に於いては、上に求められた算出値Ｓdeと現在のローラ１０の下方への偏倚の実測値Ｓdrとの差が或る所定の誤差値ΔＥs以内であるか否かが判断される。Ｓde−ＳdrがΔＥs以内であり、ステップ２９０の答がイエスであれば、ローラ１０の下方への偏倚が油流制御弁３２に対する制御指令通りに生じていると判断される。このときには、制御はステップ２３０へ戻り、ステップ２３０の答がノーである限り、ステップ２３０〜２９０が繰り返し続けられる。しかし、ステップ２９０の答がノーになると、制御はステップ３００へ進む。ステップ２９０の答がノーになることは、Ｓdeに対するＳdrの追従遅れがΔＥsに達したことであり、これは油流制御弁３２に対する開弁指令に対し油流制御弁３２が正常に従っていないことを示すので、これによって油流制御弁３２に固着等によるスプールの開閉不良が生じたと判定することができる。そこで、その時点に於けるＳdrの値がＳdsとして記憶される。このとき、ステップ３１０に於いてフラグＦ２が１にセットされ、制御はステップ２３０へ戻る。

ステップ２３０〜２６０が続けられると、変速比γrがγreqに近づくにつれてステップ２４０にて算定されるローラの下方への偏倚の目標値Ｓdtが減小してくるので、やがて、変速比γrがγreqまで増大してステップ２３０の答がイエスになる前に、ローラの下方への実偏倚Ｓdrが目標値値Ｓdtに追いついてこれを追い越すこととなり、ステップ２５０に答はイエスからノーに転ずる。これより制御はステップ３２０へ進み、油流制御弁３２は閉じられる。尚、実際には、その前に、Ｓdt−Ｓdrの漸減により、それに対応して油流制御弁３２に対する電流比ｒfは漸減しており、従ってステップ３２０に於ける油流制御弁３２の閉じ操作は漸閉の終局である。

油流制御弁３２が制御指令に対し正常に追従していても、或は油流制御弁３２にステップ２９０の答がノーとなるような制御指令に対する追従遅れが生じていても、このときローラはディスクに対し下方への偏倚しているので、その後やがて実変速比γrは変更要求値γreqに対しδγ以下の差となるまで上がり、ステップ２３０の答はノーからイエスに転じる。これより制御はステップ３３０へ進むようになり、ローラ１０を中立位置へ戻す制御が行われる。

ステップ３３０に於いては、ローラ１０の下方への実偏倚量Ｓdrが或る小さな所定値δＳd以下になったか否かが判断される。所定値δＳｄはローラが中立位置へ戻った判断するための限界値である。答がノーである間、制御はステップ３４０へ進み、フラグＦ２が１であるか否かが判断される。答がノーであれば、制御はステップ３５０へ進み、油流制御弁３０をその時点に於けるローラ１０の下方への実偏倚量Ｓdrに比例する電流比ｒfにて開弁し、これによってピストン２０を上方へ駆動してローラ１０を中立位置へ戻す制御が行われる。ｋ６は適当な比例係数である。一方、フラグＦ２が１であるときには、油流制御弁３２にスプールの開閉不良障害が生じており、その開閉不良による油流制御弁３２の開弁の程度はステップ３００にて検出された偏倚Ｓdsに相当しているので、制御はステップ３６０へ進み、油流制御弁３0に対する電流比ｒfをその時点に於けるローラ１０の下方への偏倚Ｓdrに比例する値にＳdsに比例する値を加えた値に増大することが行われる。ステップ３３０，３４０，３５０またはステップ３３０，３４０，３６０が繰り返されると、ローラ１０は中立へ戻り、ステップ３３０の答はイエスとなり、これにて１回のダウンシフト制御は終了する。

こうして油流制御弁３２にスプールの開閉不良障害が生じたときにも、そのことが自動的且つ定量的に検出され、また更にそれに対処して、油圧制御装置の作動性能が該障害により低下することを補う制御態様の定量的制御を伴う自動修正が行われる。

図５は、油流制御弁３０または３２が弁スプールとシリンダの間への異物の噛込み等により開閉不良障害を生じたことに対処する本発明による油圧制御装置の他の一つの実施の形態を示す図１と同様の概略図である。図５に於いて図１に示す部分に対応する部分は図１に於けると同じ符号により示されている。この場合、油流制御弁３０の給油取出しポート３８と油流制御弁３２の排油取入れポート５６とを結ぶ油路７２および８８と、油流制御弁３０の排油取入れポート４０と油流制御弁３２の給油取出しポート５４とを結ぶ油路７８および８６とは、油圧室２０および２２に対するそれらの連結を相互に反転させる切換弁９４を介して油圧室２０および２２に接続されている。

これによって、切換弁９４が図示の如きａ位置に切り換えられているときには、油流制御弁３０の給油取出しポート３８と油流制御弁３２の排油取入れポート５６とが油圧室２０と接続され、油流制御弁３０の排油取入れポート４０と油流制御弁３２の給油取出しポート５４とが油圧室２２と接続されるが、切換弁９４がこれと反対のｂ位置に切り換えられるときには、油流制御弁３０の給油取出しポート３８と油流制御弁３２の排油取入れポート５６とが油圧室２２と接続され、油流制御弁３０の排油取入れポート４０と油流制御弁３２の給油取出しポート５４とが油圧室２０と接続される。切換弁９４の切換えは制御弁制御手段９２により行われるようになっている。

図６は、図５に示す油圧制御装置により油流制御弁３０または３２に開閉不良傷害が生じたことに対処する本発明による油圧制御装置の作動態様の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートに於いて、図３に示すステップに対応するステップは図３に於けると同じステップ番号により示されている。

この場合、油流制御弁３０に開閉不良傷害が生じたと判定されると、ステップ１０１に於いて切換弁９４がｂ位置へ切り換えられ、ステップ１１０に於いてフラグＦ１が１にセットされる。また、ステップ５０の次にはフラグＦ１が１であるか否かの判断ステップ５１が加入されており、これによって油流制御弁３０に開閉不良傷害が生じたと判定されると、その時点より電流比ｒfによる油流制御弁の開作動は、即座に油流制御弁３２による作動に切り換えられる。そして、制御が続けられ、ステップ５０の答がノーになると、ステップ１１２にてなされる切換弁９４の切換え状態の判断に基づいてステップ１２０または１２１にて油流制御弁３０または３２が閉弁される。

また実変速比γrが要求変速比γreqとなり、ステップ３０の答がイエスになったときには、ステップ１４０にて再び切換弁９４の切換え状態が判断され、それに基づいて、切換弁９４がａ位置に切り換えられていれば、そのまま、また切換弁９４がｂ位置に切り換えられていたときには、ステップ１４１にて切換弁９４をａ位置に戻してから、制御はステップ１５０へ進み、ローラを中立位置へ戻す操作が行われる。

図６に示すフローチャートに於いて、変速比を増大さるダウンシフト制御に於ける各ステップの制御は、変速比を減小させるダウンシフト制御に於ける各ステップの制御に類似であり、ただ上下の方向あるいは油流制御弁３０または３２の違いであるので、そのことをフローチャートの各ステップの表示に於いて明らかにし、更なる重複的説明は明細書の冗長化をさけるため省略する。

以上に於いては本発明をいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明をトロイダル型無段変速機の変速制御用油圧制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図。（Ａ）は油流制御弁への供給電流ＩuまたかＩdに対し油圧取り出しポート３８または５４に現れる油圧ＰuまたはＰdの変化を示すグラフ、（Ｂ）は油圧室２０または２２への油供給の流量Ｑが図ＡのＰsuまたはＰsdであるＰsと、駆動側ディスクよりローラに及ぼされる下向きの力に相当する油圧Ｐfと、油流制御弁への電流供給に於ける電流比ｒfとに基づいて変化する態様を例示するマップ。図１の油圧制御装置に於いて、油流制御弁３０または３２に開閉不良障害が生じた場合の油圧制御装置の作動態様の一例を示すフローチャート。油流制御弁３０または３２の一方に開閉不良障害が生じた場合の他方の油流制御弁に対する流量Ｑの座標値の修正を図２のＢと同様のマップに於いて示す図。本発明をトロイダル型無段変速機の変速制御用油圧制御装置に適用した他の一つの実施の形態を示す概略図。図５の油圧制御装置に於いて、油流制御弁３０または３２に開閉不良障害が生じた場合の油圧制御装置の作動態様の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０…パワーローラ、１２…トラニオン、１４…偏心軸、１６…油圧アクチュエータ、１８…ピストン、２０，２２…油圧室、２４，２６…ポート、２８…圧油源、３０，３２…油流制御弁、３４…排油溜、３６…給油取入れポート、３８…給油取出しポート、４０…排油取入れポート、４２…排油取出しポート、４４…弁ハウジング、４６…弁スプール、４８…圧縮コイルばね、５０…電磁駆動装置、５２…給油取入れポート、５４…給油取出しポート、５６…排油取入れポート、５８…排油取出しポート、６０…弁ハウジング、６２…弁スプール、６４…圧縮コイルばね、６６…電磁駆動装置、６８〜９０…油路、９２…制御弁作動制御手段、９４…切換弁

Claims

第一のポートから油が供給され第二のポートから油が排出されるとき一つの方向に作動状態を変える油圧サーボ装置のための油圧制御装置にして、圧油源から前記第一のポートへの油の供給を制御する油供給制御部と前記第二のポートから排油通路への油の排出を制御する油排出制御部とを有する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する制御弁作動制御手段と、前記圧油源の油圧と前記油流制御弁の開度と前記油圧サーボ装置に作用する外力とに基づいて前記油圧サーボ装置の作動状態の前記一つの方向への変化を推定し、該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき該油圧制御装置にその正常な作動を阻害する障害があると判定する障害判定手段とを有し、前記油流制御弁は、前記第一のポートを前記圧油源に接続すると共に前記第二のポートを前記排油通路へ接続する開位置と前記第一のポートを前記圧油源より遮断すると共に前記第二のポートを前記排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第一の油流制御弁と、前記第二のポートを前記圧油源に接続すると共に前記第一のポートを前記排油通路へ接続する開位置と前記第二のポートを前記圧油源より遮断すると共に前記第一のポートを前記排油通路より遮断する閉位置との間に切り換えられる第二の油流制御弁とを含み、前記第一の油流制御弁が開位置とされると共に前記第二の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第一の方向に変え、前記第二の油流制御弁が開位置とされると共に前記第一の油流制御弁が閉位置とされることにより前記油圧サーボ装置は前記作動状態を第二の方向に変えるようになっており、前記油圧サーボ装置の作動状態を前記第一の方向に変化させる過程で該変化の推定値と実測値との間に所定の限界値を越える偏差があるとき、前記障害判定手段は前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定するようになっていることを特徴とする油圧制御装置。
前記障害判定手段は前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記障害の度合を推定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記第一の油流制御弁による前記圧油源から前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから前記排油通路への油の排出の少なくとも一部を前記第二の油流制御弁の開作動の変更により打ち消すようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御装置。
前記障害判定手段は前記作動状態の変化の推定値と実測値との間に前記所定の限界値を越える偏差が生じたときの該作動状態から前記開閉不良障害の度合を推定し、該推定された開閉不良障害の度合に応じて前記第二の油流制御弁の開作動を変更するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の油圧制御装置。
前記第一および第二のポートに対する前記第一および第二の油流制御弁の接続を相互に反転する切換弁を有し、前記第一の油流制御弁に開閉不良障害があると判定されたとき、前記切換弁を反転し、前記第一の油流制御弁の開作動により行われる筈の前記圧油源からの前記第一のポートへの油の供給と前記第二のポートから前記排油通路への油の排出を前記第二の油流制御弁により行うようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御装置。
前記油圧サーボ装置はトロイダル型無段変速機の変速制御装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油圧制御装置。
前記油圧サーボ装置は車輛の駆動系に於けるトロイダル型無断変速機の変速制御装置であり、前記油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第一の方向に変えるのは変速比を減小させるときであり、前記油圧サーボ装置が前記作動状態を前記第二の方向に変えるのは変速比を増大させるときであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油圧制御装置。