JP5152040B2 - 変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるトロイダル式無段変速機の変速制御装置に関し、特に変速制御を設定された目標変速比に基づいて行う変速制御装置に関する。

車両に搭載されるトロイダル式無段変速機は、設定された目標変速比に基づいて変速制御が行われる。従来の変速制御は、設定された目標変速比に基づいて目標傾転角と傾転角センサにより検出されたパワーローラの傾転角との偏差である傾転角偏差に基づいて設定された目標オフセット量とストロークセンサにより検出されたパワーローラの中立位置からのオフセット量との偏差であるオフセット量偏差に基づいて行われる。

また、従来の変速制御は、例えば特許文献１に示すように、設定された目標オフセット量と、傾転角センサにより検出されたパワーローラの傾転角の微分値である実傾転角速度と傾転運動方程式とから推定されたオフセット量との偏差であるオフセット量偏差に基づいて行われるものもある。

特開２００５−２５７０５３号公報

ところで、パワーローラの中立位置は、パワーローラを揺動自在に支持するトラニオンの変形や、トロイダル式無段変速機が収納されているトランスミッションケースの変形などにより、トロイダル式無段変速機の制御装置により伝達されるトルクやトロイダル式無段変速機に用いられるオイルの温度によって基準中立位置に対してずれる場合がある。そこで、従来の変速制御においては、オフセット量偏差を目標オフセット量と、検出されたパワーローラのオフセット量から基準中立位置からのずれ量である中立位置偏差を引いた値である実オフセット量との偏差をオフセット偏差とし、オフセット偏差に基づいて変速制御を行っていた。ここで、中立位置偏差は、トロイダル式無段変速機に入力される入力トルク（出力トルクに基づいたトルク）と、入力回転数と、実変速比と、油温センサにより検出されたトロイダル式無段変速機で用いられるオイル、例えばトラクションオイルの油温に基づいて推定され、設定される。

したがって、入力トルクや油温センサに異常がある場合、パワーローラの実際の中立位置偏差に対する推定された中立位置偏差の精度が低下するため、中立位置偏差に基づいた変速制御では、変速時の制御性が低下する虞がある。また、入力トルクや油温センサに異常がある場合、検出されたオフセット量および検出された傾転角に基づいて中立位置偏差を演算し設定することで、中立位置偏差に基づいた変速制御を行うことはできるが、変速速度によってパワーローラの実際の中立位置偏差に対する演算された中立位置偏差の精度が低下し、変速時の制御性が低下する虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力トルクの異常時または油温センサの異常時において、制御性の高い変速制御を行うことができる変速制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載されるトロイダル式無段変速機の変速制御を設定された目標変速比に基づいて行う変速制御装置において、パワーローラの実際の傾転角を実傾転角として設定する実傾転角設定手段と、前記パワーローラの基準中立位置からのオフセット量を検出するオフセット量検出手段と、前記目標変速比に基づいて目標傾転角を設定し、前記目標傾転角と前記設定された傾転角との偏差である傾転角偏差に基づいて目標オフセット量を設定する目標オフセット量設定手段と、前記トロイダル式無段変速機に入力される入力トルクを設定する入力トルク設定手段と、前記トロイダル式無段変速機に用いられるオイルの油温を検出する油温検出手段と、少なくとも前記入力トルクおよび前記油温に基づいて前記基準中立位置と前記パワーローラの実中立位置との偏差である中立位置偏差を推定する推定中立位置偏差設定手段と、前記設定された実傾転角および前記検出されたオフセット量に基づいて前記中立位置偏差を演算する演算中立位置偏差設定手段と、前記検出されたオフセット量と、前記推定された中立位置偏差あるいは前記演算された中立位置偏差のいずれか一方との偏差である実偏差オフセット量を設定する実偏差オフセット量設定手段と、前記目標オフセット量と、前記実偏差オフセット量との偏差であるオフセット量偏差に基づいて目標オフセット指令値を設定し、前記目標オフセット指令値を当該目標オフセット指令値に基づいてパワーローラを油圧により移動させる油圧制御装置に出力するオフセット指令値設定手段と、前記トロイダル式無段変速機の変速速度を抑制する変速速度抑制手段と、前記トロイダル式無段変速機の変速範囲を制限する変速範囲制限手段と、を備え、前記入力トルクまたは前記油温検出手段が異常である場合に、前記実偏差オフセット量設定手段が前記検出されたオフセット量と前記演算された中立位置偏差との偏差を実偏差オフセット量に設定し、前記変速速度抑制手段が前記トロイダル式無段変速機の変速速度を抑制し、前記変速範囲制限手段が前記トロイダル式無段変速機の変速範囲を制限することを特徴とする。

本発明にかかる変速制御装置は、入力トルクの異常時または油温検出手段の異常時において、制御性の高い変速制御を行うことができるという効果を奏する。

図１は、トロイダル式無段変速機の概略構成例を示す図である。 図２は、トランスミッションＥＣＵによる変速制御フローを示す図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施の形態では、本発明にかかるトロイダル式無段変速機を介して駆動輪にトルクを伝達することで、車両に駆動力を作用させる動力源として内燃機関（ガソリン内燃機関、ディーゼル内燃機関、ＬＰＧ内燃機関など）を用いるが、これに限定されるものではなく、モータトルクを発生するモータなどの電動機などを用いても良い。また、動力源として内燃機関および電動機を併用しても良い。

図１は、トロイダル式無段変速機の概略構成例を示す図である。図２は、トランスミッションＥＣＵによる変速制御フローを示す図である。車両（以下、単に「車両ＣＡ」と称する）には、図１に示すように、内燃機関１００と車輪１６０との間に、トルクコンバータ１１０と、前後進切換機構１２０と、トロイダル式無段変速機１と、動力伝達機構１３０と、ディファレンシャルギヤ１４０とにより構成される動力伝達経路であるトランスミッションが配置されている。なお、１５０は、車輪１６０とディファレンシャルギヤ１４０とを連結するドライブシャフトである。また、１７０は、内燃機関１００の運転制御を行うエンジンＥＣＵである。

内燃機関１００は、動力源であり、内燃機関１００が搭載された車両ＣＡに駆動力を作用させるためにトルクを発生するものである。また、内燃機関１００は、エンジンＥＣＵ１７０と接続されており、エンジンＥＣＵ１７０により運転制御されることで、発生するトルクである出力トルクが制御される。内燃機関１００が発生した出力トルクは、クランクシャフト１０１を介してトルクコンバータ１１０に伝達される。

トルクコンバータ１１０は、発進機構であり、流体伝達装置である。トルクコンバータ１１０は、前後進切換機構１２０を介してトロイダル式無段変速機１に内燃機関１００が発生した出力トルクを伝達するものである。トルクコンバータ１１０は、ポンプ１１１と、タービン１１２と、ロックアップクラッチ１１３とにより構成されている。トルクコンバータ１１０は、ポンプ１１１とタービン１１２との間に介在するオイルを介して、クランクシャフト１０１を介してポンプ１１１に伝達された出力トルクを前後進切換機構１２０に連結されたタービン１１２に伝達するものである。また、トルクコンバータ１１０は、タービン１１２に連結されたロックアップクラッチ１１３をポンプ１１１に係合することで、オイルを介さずに、ポンプ１１１に伝達された駆動力を直接タービン１１２に伝達するものでもある。なお、トルクコンバータ１１０と前後進切換機構１２０との間には、出力トルクによりトルクコンバータ１１０が回転することで駆動するオイルポンプが設けられ、オイルポンプにより加圧されたオイルが油圧制御装置５０に供給される。

前後進切換機構１２０は、出力トルクをトロイダル式無段変速機１の入力ディスク１０に伝達するものである。前後進切換機構１２０は、例えば遊星歯車機構であり、出力トルクを直接あるいは反転して、入力軸１１を介して、入力ディスク１０に伝達するものである。つまり、入力ディスク１０には、入力ディスク１０を正回転させる方向に作用する正回転駆動力として、あるいは入力ディスク１０を逆回転させる方向に作用する逆回転駆動力として伝達される。ここで、前後進切換機構１２０による駆動力の伝達方向の切換制御は、油圧制御装置５０から供給されるオイルにより行われる。従って、前後進切換機構１２０の切換制御は、トランスミッションＥＣＵ６０により行われる。

なお、２０１は、パワーローラ３０の傾転角θを検出する傾転角センサであり、傾転角検出手段である。傾転角センサ２０１は、トランスミッションＥＣＵ６０に接続されている。従って、傾転角センサ２０１により検出された傾転角である検出傾転角θｒは、トランスミッションＥＣＵ６０に出力される。また、２０２は、パワーローラ３０の基準中立位置Ｏｂからのオフセット量Ｘを検出するストロークセンサであり、オフセット量検出手段である。ストロークセンサ２０２は、トランスミッションＥＣＵ６０に接続されている。従って、ストロークセンサ２０２により検出されたオフセット量である検出オフセット量Ｘｒは、トランスミッションＥＣＵ６０に出力される。また、２０３は、入力ディスク１０の回転数を入力回転数Ｎｉｎとして検出する入力回転数センサであり、トランスミッションＥＣＵ６０に接続されている。従って、入力回転数センサ２０３により検出された入力回転数Ｎｉｎは、トランスミッションＥＣＵ６０に出力される。また、２０４は、出力ディスク２０の回転数を出力回転数Ｎｏｕｔとして検出する出力回転数センサであり、トランスミッションＥＣＵ６０に接続されている。従って、出力回転数センサ２０４により検出された出力回転数Ｎｏｕｔは、トランスミッションＥＣＵ６０に出力される。また、２０５は、トロイダル式無段変速機１に用いられるオイル、例えば後述する油圧制御装置５０から油圧サーボ機構に供給されるオイルの油温Ｔｒを検出する油温センサであり、油温検出手段である。油温センサ２０５は、トランスミッションＥＣＵ６０に接続されている。従って、油温センサ２０５により検出された油温Ｔｒは、トランスミッションＥＣＵ６０に出力される。

実施の形態にかかるトロイダル式無段変速機１は、図１に示すように、入力ディスク１０と、出力ディスク２０と、パワーローラ３０と、図示しないトラニオンと、図示しない油圧サーボ機構と、ローラ押圧機構４０と、油圧制御装置５０と、トランスミッションＥＣＵ６０とにより構成されている。ここで、トロイダル式無段変速機１は、実施の形態では、対向する１対の入力ディスク１０と出力ディスク２０との間に構成されるキャビティーを２つ備え、各キャビティーＣ１，Ｃ２に、２つのパワーローラ３０がそれぞれ配置された構造である。つまり、トロイダル式無段変速機１は、２つの入力ディスク１０と、１つの出力ディスク２０と、４つのパワーローラ３０と、４つのトラニオンを備える。

各入力ディスク１０は、前後進切換機構１２０の出力軸である入力軸１１と連結されている。つまり、各入力ディスク１０には、出力トルクが伝達される。各入力ディスク１０は、入力軸１１により回転自在に支持されている。各入力ディスク１０は、円板形状であり、出力ディスク２０を挟んで軸方向において対向して配置されている。各入力ディスク１０の出力ディスク２０と対向する面には、各キャビティーＣ１，Ｃ２の各パワーローラ３０にそれぞれ接触する接触面１２が形成されている。ここで、前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０は、入力軸１１に対して軸方向に移動可能である。

出力ディスク２０は、動力伝達機構１３０と連結されている。出力ディスク２０は、パワーローラ３０を介して入力ディスク１０に伝達された出力が伝達される。従って、出力ディスク２０は、動力伝達機構１３０、ディファレンシャルギヤ１４０、ドライブシャフト１５０を介して車輪１６０に出力トルクを伝達するものである。出力ディスク２０は、円板形状であり、入力軸１１と同軸上に入力軸１１に対して回転自在に支持され、各入力ディスク１０の間に配置されている。出力ディスク２０の各入力ディスク１０と対向する面、すなわち出力ディスク２０の軸方向において対向する面には、各キャビティーＣ１，Ｃ２の各パワーローラ３０にそれぞれ接触する接触面２１が形成されている。ここで、出力ディスク２０は、入力軸１１に対して軸方向に移動可能である。

パワーローラ３０は、ローラ押圧機構４０により、各入力ディスク１０および出力ディスク２０に押圧され、転動することで、各入力ディスク１０から出力ディスク２０に出力トルクを伝達するものである。パワーローラ３０は、トロイダル式無段変速機１に供給されるトラクションオイルによりパワーローラ３０と入力ディスク１０の接触面１２および出力ディスク２０の接触面２１との間に形成される油膜のせん断力を用いて出力トルクを伝達するものである。パワーローラ３０は、トラニオンに対して公転可能でかつ自転可能に設けられている。

トラニオンは、入力ディスク１０および出力ディスク２０に対してパワーローラ３０を支持するものである。ここで、各キャビティーＣ１，Ｃ２にそれぞれ２つのパワーローラ３０が配置される場合は、入力ディスク１０および出力ディスク２０を挟んで、２つのパワーローラ３０が向かい合うように、各パワーローラ３０をそれぞれ支持する２つのトラニオンが対向して配置されている。つまり、各キャビティーＣ１、Ｃ２には、それぞれ２つのトラニオンが配置される。トラニオンは、パワーローラ３０を回転自在に支持することで、接触した入力ディスク１０および出力ディスク２０に対してパワーローラ３０を回転可能とし、入力ディスク１０および出力ディスク２０に対してパワーローラ３０を入力軸１１と直交する方向に移動可能とし、入力ディスク１０および出力ディスク２０に対してパワーローラ３０を傾転可能とするものである。

油圧サーボ機構は、油圧制御装置５０からオイルが供給され、油圧によりパワーローラ３０を中立位置から移動、すなわち中立位置からオフセットさせるものである。パワーローラ３０は、回転する入力ディスク１０あるいは回転する出力ディスク２０に接触する状態で、油圧サーボ機構により中立位置からオフセットすることで、傾転力が作用し、傾転する。

ローラ押圧機構４０は、ローラ押圧手段であり、パワーローラ３０を入力ディスク１０および出力ディスク２０に押圧するローラ押圧力Ｆｏを発生するものである。ローラ押圧機構４０は、実施の形態では、油圧制御装置５０からオイルが供給され、油圧によりパワーローラ３０を入力ディスク１０および出力ディスク２０に押圧する。ローラ押圧機構４０は、チャンバー構成部材４１と前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０との間に形成される油圧チャンバー４２を有する。従って、ローラ押圧機構４０は、前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０と対向するように設けられ、油圧チャンバー４２の油圧により前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０を前後進切換機構１２０側に移動させる方向、すなわち出力ディスク２０側に向かって前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０を押圧する。ローラ押圧機構４０により前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０が出力ディスク２０側に向かって押圧されると、前後進切換機構１２０側と反対側の入力ディスク１０と前後進切換機構１２０側の入力ディスク１０とにより、パワーローラ３０および出力ディスク２０を挟み込み、パワーローラ３０を入力ディスク１０および出力ディスク２０に押圧するローラ押圧力Ｆｏが発生する。

油圧制御装置５０は、上記油圧サーボ機構の油圧およびローラ押圧機構４０の油圧を制御するものである。油圧制御装置５０は、図示しないトランスミッションの各部に作動油を供給するものでもある。

トランスミッションＥＣＵ６０は、トロイダル式無段変速機１の変速制御装置である。トランスミッションＥＣＵ６０は、トランスミッション、特にトロイダル式無段変速機１の変速比γの変速制御を行うものである。トランスミッションＥＣＵ６０は、油圧制御装置５０から油圧サーボ機構に供給されるオイルの圧力、すなわち油圧サーボ機構の油圧を制御することで変速制御を行う。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、設定された目標変速比γｏに基づいて設定されたパワーローラ３０の目標傾転角θｏと実傾転角θｙとの偏差である傾転角偏差Δθに基づいて目標オフセット量Ｘｏを設定し、設定された目標オフセット量Ｘｏと実偏差オフセット量Ｘｙとの偏差であるオフセット量偏差ΔＸに基づいて目標オフセット指令値Ｉｘを設定し、設定された目標オフセット指令値Ｉｘに基づいて変速比γをフィードバック制御するものである。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標オフセット量設定手段、オフセット指令値設定手段として機能する。ここで、実偏差オフセット量Ｘｙは、検出オフセット量Ｘｒと中立位置偏差ΔＯとの偏差である。また、中立位置偏差ΔＯは、後述する推定中立位置偏差ΔＯｍａｐあるいは演算中立位置偏差ΔＯｓのいずれかである。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、実傾転角設定手段として機能し、パワーローラ３０の実際の傾転角を実傾転角θｙとして設定するものである。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、傾転角センサ２０１により出力された検出傾転角θｒを実傾転角θｙとして設定する。なお、実傾転角θｙは、検出傾転角θｒに基づいて設定されるのみではなく、入力回転数センサ２０３により検出された入力回転数Ｎｉｎと出力回転数センサ２０４により検出された出力回転数Ｎｏｕｔとの比である実変速比γｒに基づいて設定されるパワーローラ３０の傾転角θである設定傾転角θｓに基づいて設定されても良い。また、実傾転角θｙは、検出傾転角θｒと設定傾転角θｓとに基づいて設定されても良い。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルク設定手段としても機能し、トロイダル式無段変速機１に入力されるトルクを入力トルクＴｉｎとして設定するものである。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、エンジンＥＣＵ１７０により出力されたエンジントルクＴｅに基づいて入力トルクＴｉｎを設定する。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、推定中立位置偏差設定手段としても機能し、基準中立位置Ｏｂとパワーローラ３０の実際の中立位置である実中立位置Ｏｒとの偏差である中立位置偏差ΔＯを少なくとも入力トルクＴｉｎまたは油温Ｔｒに基づいて推定し、推定された中立位置偏差ΔＯを推定中立位置偏差ΔＯｍａｐとして設定するものでもある。また、トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、入力トルクＴｉｎが正常、かつ油温センサ２０５が正常である場合に、推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを中立位置偏差ΔＯとして設定する（ΔＯ＝ΔＯｍａｐ）。ここで、中立位置偏差ΔＯは、上述のように、図示しないトラニオンの変形や、トロイダル式無段変速機１が収納されている図示しないトランスミッションケースの変形などにより発生するものである。つまり、中立位置偏差ΔＯは、入力トルクＴｉｎの変化によって変化し、油温Ｔｒの変化（ストロークセンサ２０２が取り付けられているトランスミッションケースの熱変形による変化）によって変化する。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、入力トルクＴｉｎと、入力回転数Ｎｉｎと、実変速比γｒと、油温Ｔｒに基づいて推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを設定する。トランスミッションＥＣＵ６０は、予め設定されている中立位置偏差ΔＯマップ（入力トルクＴｉｎと、入力回転数Ｎｉｎと、実変速比γｒと、油温Ｔｒと、推定中立位置偏差ΔＯｍａｐとの関係を設定したもの）に基づいて推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを設定する。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、演算中立位置偏差設定手段としても機能し、中立位置偏差ΔＯを設定された実傾転角θｙおよび検出オフセット量Ｘｒに基づいて中立位置偏差ΔＯを演算し、演算された中立位置偏差ΔＯを演算中立位置偏差ΔＯｓとして設定するものでもある。また、トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、演算中立位置偏差ΔＯｓを中立位置偏差ΔＯとして設定する（ΔＯ＝ΔＯｓ）。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、まず、傾転角センサ２０１により出力された検出傾転角θｒの微分値を実傾転角速度δθｒとして算出し、算出された実傾転角速度δθｒと、下記の式（１）とに基づいて、なまし実傾転角速度δθｒｎを算出する。ここで、Ｋθｎは、なまし定数である。また、δθｒｎ(ｉ)は、今回の制御周期において算出されたなまし実傾転角速度δθｒｎである。また、δθｒ(ｉ)は、今回の制御周期において算出された実傾転角速度δθｒである。また、δθｒｎ(ｉ−１)は、前回の制御周期において算出されたなまし実傾転角速度δθｒｎである。

δθｒｎ(ｉ)＝δθｒｎ(ｉ−１)＋（δθｒ(ｉ)−δθｒｎ(ｉ−１)）×Ｋθｎ…（１）

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、上記算出されたなまし実傾転角速度δθｒｎ(ｉ)と、下記の式（２）とに基づいて、演算オフセット量Ｘｓを算出する。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、実傾転角速度δθｒに基づいたなまし実傾転角速度δθｒｎに基づいて演算オフセット量Ｘｓを算出する。ここで、また、ωｏは、出力ディスク２０の角速度であり出力回転数Ｎｏｕｔに基づいて設定される。また、Θは、パワーローラ３０の半頂角であり、予め設定されている。また、Ｒ０は、キャビティーＣ１，Ｃ２の半径であり、予め設定されている。また、１＋Ｋ０は、入力ディスク１０の回転中心からパワーローラ３０の揺動中心までの距離をＲ０で除算した値である。

Ｘｓ＝（（１＋Ｋ０）×Ｒ０）／（（１＋Ｋ０−ｃｏｓ（２Θ−θｒ））×ωｏ）×δθｒｎ…（２）

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、ストロークセンサ２０２により出力された検出オフセット量Ｘｒと、下記の式（３）とに基づいて、なまし実オフセット量Ｘｒｎを算出する。ここで、ＫＸｎは、なまし定数である。また、Ｘｒｎ(ｉ)は、今回の制御周期において算出されたなまし実オフセット量Ｘｒｎである。また、Ｘｒ(ｉ)は、今回の制御周期における検出オフセット量Ｘｒである。また、Ｘｒ(ｉ−１)は、前回の制御周期における検出オフセット量Ｘｒである。

Ｘｒｎ(ｉ)＝Ｘｒ(ｉ−１)＋（Ｘｒ(ｉ)−Ｘｒ(ｉ−１)）×ＫＸｎ…（３）

そして、トランスミッションＥＣＵ６０は、上記算出された演算オフセット量Ｘｓと算出されたなまし実オフセット量Ｘｒｎとに基づいて演算中立位置偏差ΔＯｓを算出し、算出された演算中立位置偏差ΔＯｓを設定する（ΔＯｓ＝Ｘｓ−Ｘｒｎ）。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、実偏差オフセット量設定手段として機能し、ストロークセンサ２０２により出力された検出オフセット量Ｘｒと、設定された中立位置偏差ΔＯ、すなわち推定中立位置偏差ΔＯｍａｐあるいは演算中立位置偏差ΔＯｓのいずれか一方との偏差である実偏差オフセット量を設定するものである（Ｘｙ＝Ｘｒ−ΔＯ）。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、変速速度抑制手段としても機能し、入力トルクＴｉｎが異常、かつ油温センサ２０５が異常である場合に、トロイダル式無段変速機１の変速速度を抑制するものでもある。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、入力トルクＴｉｎが異常、かつ油温センサ２０５が異常である場合に、変速速度抑制を実行、すなわち変速制御においてフィードフォワード制御（以下、単に「ＦＦ制御」と称する。）を行うことができる場合はＦＦ制御を禁止し、変速制御において急変速制御を行うことができる場合は急変速制御を禁止し、変速制御における変速速度を制限する変速速度制限制御を実行し、後述するゲインＣθを低下するゲインＣθ低下制御を実行する。

ここで、フィードフォワード制御は、変速制御における応答性を向上するためのものであり、目標傾転角θｏを入力値として目標傾転角θｏの勾配に基づいた出力値に基づいて傾転角偏差Δθを補正するものである。つまり、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合においてＦＦ制御が行われると、トロイダル式無段変速機１の変速速度が増加する虞がある。従って、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、ＦＦ制御を禁止することで、変速速度を抑制することができる。また、急変速制御は、所謂キックダウン制御やマニュアルシフト制御時のダウンシフトなどの変速速度が増加する制御をいう。つまり、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合において急変速制御が行われると、トロイダル式無段変速機１の変速速度が増加する虞がある。従って、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、急変速制御を禁止することで、変速速度を抑制することができる。また、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、変速制御における変速速度（目標入力回転数変化勾配、目標変速比変化勾配、目標傾転角変化勾配など）を制限することで、変速速度を抑制することができる。従って、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、変速速度制限制御を実行することで、変速速度を抑制することができる。ゲインＣθは、目標オフセット量Ｘｏを設定される際に用いられるものであり、傾転角θをオフセット量Ｘに変換するものであり、増加に伴い目標オフセット量Ｘｏが増加する。つまり、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合においてゲインＣθが大きく変化すると、トロイダル式無段変速機１の変速速度が増加する虞がある。従って、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、ゲインＣθを入力トルクＴｉｎが正常、かつ油温センサ２０５が正常である場合に設定された通常ゲインＣθよりも低下させるゲインＣθ低下制御を実行することで、変速速度を抑制することができる。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、変速範囲制限手段としても機能し、入力トルクＴｉｎが異常、または油温センサ２０５が異常である場合に、トロイダル式無段変速機１の変速範囲を制限するものでもある。トランスミッションＥＣＵ６０は、実施の形態では、入力トルクＴｉｎが異常、または油温センサ２０５が異常である場合に、変速範囲制限を実行し、トロイダル式無段変速機１の変速比γが予め設定された所定範囲外とならないように目標変速比γｏを設定する。ここで、変速比γが最増速比γｍａｘ近傍では、パワーローラ３０を介して入力トルクＴｉｎを出力ディスク２０に伝達する際に要求されるローラ押圧機構４０によるローラ押圧力Ｆｏが高いため図示しないトラニオンの変形が大きくなる虞がある。また、変速比γが最減速比γｍｉｎ近傍では、最増速比γｍａｘよりもパワーローラ３０のディスクに対する接触半径が大きくなる場合があり、ディスクの変形が大きくなる虞がある。従って、変速比γを所定範囲内とすることで、トラニオンの変形やディスクの変形を抑制し、基準中立位置Ｏｂに対する実中立位置Ｏｒのずれ量、すなわち中立位置偏差ΔＯが大きくなることを抑制することができる。ここで、所定範囲は、トラニオンの変形やディスクの変形などを許容することができる、すなわち変速比γに基づいた中立位置偏差ΔＯを許容することができる範囲であり、トロイダル式無段変速機１の構造や最大ローラ押圧力Ｆｏなどに基づいて予め設定されるものである。

次に、実施の形態にかかるトロイダル式無段変速機１の動作について説明する。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０による変速制御フローについて説明する。なお、トランスミッションＥＣＵ６０は、所定の制御周期ごとに変速制御フローを実行する。

まず、トランスミッションＥＣＵ６０は、図２に示すように、検出傾転角θｒ、検出オフセット量Ｘｒ、入力回転数Ｎｉｎ、出力回転数Ｎｏｕｔ、エンジントルクＴｅ、油温Ｔｒを取得する（ステップＳＴ１）。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標傾転角θｏを設定する（ステップＳＴ２）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、例えば図示しないアクセルセンサにより検出された図示しないアクセルペダルの開度αと、車速Ｖと、図示しない回転数センサにより検出された内燃機関１００の機関回転数Ｎｅとに基づいて設定された目標入力回転数Ｎｉｎｏと出力回転数Ｎｏｕｔとに基づいて設定された目標変速比γｏに基づいて目標傾転角θｏを設定する。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが異常であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、正確に入力トルクＴｉｎを検出可能か否かを判定する。ここで、入力トルクＴｉｎの異常の判定は、例えばエンジントルクＴｅを取得できたか否かの判定や、設定された入力トルクＴｉｎが所定値（内燃機関１００の最大エンジントルクに基づいた値）以上であるか否かの判定などで行われる。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが正常であると判定する（ステップＳＴ３否定）と、油温センサが異常であるか否かを判定する（ステップＳＴ４）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、正確に油温Ｔｒを検出可能か否かを判定する。ここで、油温センサ２０５の異常の判定は、例えば油温センサ２０５からトランスミッションＥＣＵ６０に出力される出力値（油温Ｔｒ）が所定の範囲外であるか否かの判定などで行われる。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが異常であると判定する（ステップＳＴ３肯定）、あるいは油温センサが異常であると判定する（ステップＳＴ４肯定）と、フラグＸＦＬＡＧを１とする（ステップＳＴ５）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、フラグＸＦＬＡＧを１として記憶する。ここで、フラグＸＦＬＡＧは、トランスミッションＥＣＵ６０に記憶されるものであり、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に１となるものである。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、変速速度抑制を実行する（ステップＳＴ６）。ここでは、上述のように、ＦＦ制御を禁止、急変速制御を禁止し、変速速度制限制御を実行し、ゲインＣθ低下制御を実行する。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、変速速度を抑制する。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、変速範囲制限を実行する（ステップＳＴ７）。ここでは、上述のように、トロイダル式無段変速機１の変速比γが所定範囲外である場合は所定範囲内となるように目標変速比γｏを設定する。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、変速範囲を制限する。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが正常であると判定する（ステップＳＴ３否定）、かつ油温センサ２０５が正常であると判定する（ステップＳＴ４否定）と、フラグＸＦＬＡＧを０とする（ステップＳＴ１４）。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標オフセット量Ｘｏを設定する（ステップＳＴ８）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、設定された目標傾転角θｏと、設定された実傾転角θｙと、設定されたゲインＣθとに基づいて目標オフセット量Ｘｏを設定する（Ｘｏ＝（θｏ−θｙ）×ゲインＣθ）。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが異常であると判定（ステップＳＴ３肯定）、または油温センサ２０５が異常であると判定（ステップＳＴ４肯定）すると、入力トルクＴｉｎが正常、かつ油温センサ２０５が正常である場合に設定された通常ゲインＣθよりも低下した値に設定されたゲインＣθに基づいて目標オフセット量Ｘｏを設定する。なお、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎが正常であると判定する（ステップＳＴ３否定）、かつ油温センサ２０５が正常であると判定する（ステップＳＴ４否定）と、設定された通常のゲインＣθに基づいて目標オフセット量Ｘｏを設定する。ここで、ゲインＣθは、予め設定されているものであり、例えば、入力回転数Ｎｉｎと、傾転角θと、上記ローラ押圧機構によるローラ押圧力Ｆｏとに基づいて設定される。なお、ゲインＣθの算出方法は、既に公知技術であるため詳細な説明は省略する。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、ＸＦＬＡＧが１であるか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、フラグＸＦＬＡＧ＝１であるか否かを判定することで、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常であるか否かを判定する。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、ＸＦＬＡＧが１であると判定する（ステップＳＴ９肯定）と、設定された実傾転角θｙおよび検出オフセット量Ｘｒに基づいて演算中立位置偏差ΔＯｓを演算し、演算中立位置偏差ΔＯｓを中立位置偏差ΔＯとして設定する（ステップＳＴ１０）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、上述のように、算出された演算オフセット量Ｘｓと算出されたなまし実オフセット量Ｘｒｎとに基づいて算出された演算中立位置偏差ΔＯｓを中立位置偏差ΔＯとして設定する（ΔＯ＝ΔＯｓ）。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に、変速速度抑制および変速範囲制限を実行するとともに、演算中立位置偏差ΔＯｓを中立位置偏差ΔＯとする。

また、トランスミッションＥＣＵ６０は、ＸＦＬＡＧが１でないと判定する（ステップＳＴ９否定）と、少なくとも入力トルクＴｉｎと、油温Ｔｒとに基づいて推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを推定し、推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを中立位置偏差ΔＯとして設定する（ステップＳＴ１５）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、上述のように、入力トルクＴｉｎと、入力回転数Ｎｉｎと、実変速比γｒと、油温Ｔｒとに基づいて推定された推定中立位置偏差ΔＯｍａｐを中立位置偏差ΔＯとする。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、実偏差オフセット量Ｘｙを設定する（ステップＳＴ１１）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、検出オフセット量Ｘｒと中立位置偏差ΔＯとの偏差である実偏差オフセット量Ｘｙを設定する（Ｘｙ＝Ｘｒ−ΔＯ）。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標オフセット指令値Ｉｘを設定する（ステップＳＴ１２）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標オフセット量Ｘｏと、実オフセット量Ｘｙと、オフセット量を図示しない油圧サーボ機構の油圧を制御するための制御量であるオフセット指令値に変換するゲインＣｘとに基づいて目標オフセット指令値Ｉｘを設定する（Ｉｘ＝（Ｘｏ−Ｘｙ）×ゲインＣｘ）。つまり、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常である場合に演算中立位置偏差ΔＯｓに基づいて目標オフセット指令値Ｉｘを設定し、入力トルクＴｉｎが正常、かつ油温センサ２０５が正常である場合に推定中立位置偏差ΔＯｍａｐに基づいて目標オフセット指令値Ｉｘを設定する。ここで、ゲインＣｘは、予め設定されているものであり、例えば、入力回転数Ｎｉｎと、傾転角θと、上記ローラ押圧機構によりローラ押圧力Ｆｏとに基づいて設定される。なお、ゲインＣｘの算出方法は、既に公知技術であるため詳細な説明は省略する。

次に、トランスミッションＥＣＵ６０は、目標オフセット指令値Ｉｘに基づいて変速制御を行う（ステップＳＴ１３）。ここでは、トランスミッションＥＣＵ６０は、設定された目標オフセット指令値Ｉｘを油圧制御装置５０に出力し、油圧制御装置５０により図示しない油圧サーボ機構の油圧が目標オフセット指令値Ｉｘに基づいて制御されることで、パワーローラ３０のオフセット量が制御され、変速制御が行われる。

以上のように、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常であることで推定中立位置偏差ΔＯｍａｐの精度が低下し、推定中立位置偏差ΔＯｍａｐに基づいて変速制御を行うと制御性が低下する場合に、正常である傾転角センサ２０１およびストロークセンサ２０２の出力値（検出傾転角θｒ、検出オフセット量Ｘｒ）に基づいて算出される演算中立位置偏差ΔＯｓに基づいて変速制御を行うことで、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常であっても変速制御を行うことができる。ここで、演算中立位置偏差ΔＯｓを設定するために用いられるなまし実傾転角速度δθｒｎは、前回の実傾転角速度δθｒｎに基づいて算出されるため、今回の実傾転角速度δθｒｎが同じであっても変速速度の増加により増加することとなる。また、演算中立位置偏差ΔＯｓを設定するために用いられるなまし実オフセット量Ｘｒｎは、前回の実オフセット量Ｘｒに基づいて算出されるため、今回の実オフセット量Ｘｒが同じであっても変速速度の増加により増加することとなる。つまり、変速速度が増加するほど、算出された演算中立位置偏差ΔＯｓがパワーローラ３０の実際の中立位置偏差ΔＯに対して乖離するので、変速速度が増加するほど算出される演算中立位置偏差ΔＯｓの精度が低下し、演算中立位置偏差ΔＯｓに基づいて行われる変速制御の制御性が低下する虞があった。しかしながら、トランスミッションＥＣＵ６０は、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５が異常であり、演算中立位置偏差ΔＯｓに基づいて変速制御を行う場合に、変速速度抑制を実行し、変速速度の増加を抑制する。従って、算出される演算中立位置偏差ΔＯｓの精度の低下を抑制することができるので、演算中立位置偏差ΔＯｓに基づいて行われる変速制御の制御性の低下を抑制することができる。これらにより、入力トルクＴｉｎまたは油温センサ２０５の異常時において、制御性の高い変速制御を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる変速制御装置は、変速制御を設定された目標変速比に基づいて行う変速制御装置に有用であり、特に、入力トルクまたは油温検出手段の異常時において、制御性の高い変速制御を行うのに適している。

１ トロイダル式無段変速機
１０ 入力ディスク
１１ 入力軸
１２ 接触面
２０ 出力ディスク
２１ 接触面
３０ パワーローラ
４０ ローラ押圧機構
４１ チャンバー構成部材
４２ 油圧チャンバー
５０ 油圧制御装置
６０ トランスミッションＥＣＵ（制御装置）
１００ 内燃機関（動力源）
１０１ クランクシャフト
１１０ トルクコンバータ
１１１ ポンプ
１１２ タービン
１１３ ロックアップクラッチ
１２０ 前後進切換機構
１３０ 動力伝達機構
１４０ ディファレンシャルギヤ
１５０ ドライブシャフト
１６０ 車輪
１７０ エンジンＥＣＵ
２０１ 傾転角センサ
２０２ ストロークセンサ
２０３ 入力回転数センサ
２０４ 出力回転数センサ
２０５ 油温センサ
Ｃ１，Ｃ２ キャビティー

Claims (1)

1. 車両に搭載されるトロイダル式無段変速機の変速制御を設定された目標変速比に基づいて行う変速制御装置において、
   パワーローラの実際の傾転角を実傾転角として設定する実傾転角設定手段と、
   前記パワーローラの基準中立位置からのオフセット量を検出するオフセット量検出手段と、
   前記目標変速比に基づいて目標傾転角を設定し、前記目標傾転角と前記設定された傾転角との偏差である傾転角偏差に基づいて目標オフセット量を設定する目標オフセット量設定手段と、
   前記トロイダル式無段変速機に入力される入力トルクを設定する入力トルク設定手段と、
   前記トロイダル式無段変速機に用いられるオイルの油温を検出する油温検出手段と、
   少なくとも前記入力トルクおよび前記油温に基づいて前記基準中立位置と前記パワーローラの実中立位置との偏差である中立位置偏差を推定する推定中立位置偏差設定手段と、
   前記設定された実傾転角および前記検出されたオフセット量に基づいて前記中立位置偏差を演算する演算中立位置偏差設定手段と、
   前記検出されたオフセット量と、前記推定された中立位置偏差あるいは前記演算された中立位置偏差のいずれか一方との偏差である実偏差オフセット量を設定する実偏差オフセット量設定手段と、
   前記目標オフセット量と、前記実偏差オフセット量との偏差であるオフセット量偏差に基づいて目標オフセット指令値を設定し、前記目標オフセット指令値を当該目標オフセット指令値に基づいてパワーローラを油圧により移動させる油圧制御装置に出力するオフセット指令値設定手段と、
   前記トロイダル式無段変速機の変速速度を抑制する変速速度抑制手段と、
   前記トロイダル式無段変速機の変速範囲を制限する変速範囲制限手段と、
   を備え、
   前記入力トルクまたは前記油温検出手段が異常である場合に、前記実偏差オフセット量設定手段が前記検出されたオフセット量と前記演算された中立位置偏差との偏差を実偏差オフセット量に設定し、前記変速速度抑制手段が前記トロイダル式無段変速機の変速速度を抑制し、前記変速範囲制限手段が前記トロイダル式無段変速機の変速範囲を制限することを特徴とする変速制御装置。

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