JP5895553B2 - 無段変速機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機制御装置であって、特に無段変速機に備えられるトルクカム装置の作動状態を推定し、その作動状態に応じた制御を行う無段変速機制御装置に関する。

従来、トルクカム装置を介してエンジンなどの駆動力源からの動力を駆動輪へ伝達する無段変速機として、例えば特許文献１に記載の無段変速機がある。特許文献１に記載されている無段変速機はベルト式無段変速機であって、駆動力源（例えばエンジンや電動機）からベルト式無段変速機へ伝達された動力は、ベルト式無段変速機における出力側プーリであるセカンダリプーリから出力され、セカンダリプーリと最終減速機であるリダクションギアとの間に備えられたトルクカム装置を介して駆動輪へ伝達されている。

このベルト式無段変速機は、例えば車両が高速定常走行状態にあって、大きなトルクを必要としない場合、ベルト式無段変速機における入力側プーリであるプライマリプーリにおいて、プライマリプーリを構成する可動シーブと固定シーブとが接近し、プライマリプーリの溝幅が狭くなる。これにより、プライマリプーリにおけるベルトの巻きかかり半径は大きく、変速比は増速側になる。

また、例えば車両発進時などで大きなトルクが必要となる場合、可動シーブと固定シーブとは離間し、プライマリプーリの溝幅が広くなる。これにより、プライマリプーリにおけるベルトの巻きかかり半径は小さくなり、変速比は減速側になる。

一方、セカンダリプーリにおいては、ベルト挟圧力を発生させるために、セカンダリプーリにおける可動シーブ油圧室に供給する油圧を制御する。このとき、挟圧力の調整には、セカンダリプーリにおける可動シーブ油圧室に供給された油圧のみならず、トルクカム装置がセカンダリプーリ軸と同軸方向に移動することで発生するスラスト力を加えることもできる。
特開２００９−２４１４

上記のように、トルクカム装置が発生するスラスト力によりベルト挟圧力を増大させることができるが、この機能を十分に発揮させるためには、トルクカム装置を適宜初期位置へ戻すことが必要となる。トルクカム装置を初期位置へ戻すには、セカンダリプーリの可動シーブ油圧室に対して、セカンダリプーリで必要とするベルト挟圧力を発生する油圧に、トルクカム装置を初期位置へ戻すための油圧を加えた油圧（以下、初期化油圧とも記す）を供給する必要がある。

トルクカム装置を初期位置へ戻すための油圧は、トルクカム装置の諸元から求めることができるが、トルクカム装置を初期位置へ戻し始めるときの位置に応じて油圧を供給する時間が増減する。トルクカム装置によるベルト挟圧力増大分の多くを使用しトルクカム装置が初期位置から大きく移動している場合、上記油圧の供給時間はより長くなり、そうでなければより短くなる。

しかし、特許文献１に記載されている無段変速機に備えられるトルクカム装置では、その作動状態（トルクカムの位置）を把握することができないため、トルクカム装置を初期位置へ戻す際、直前の作動状態に合わせて油圧を供給する時間を調整することができない。よって、初期化油圧の供給時間が過剰に長くなり、オイルポンプ損失が増大し、燃費が悪化する虞がある。また、初期化油圧の供給時間が不足して、トルクカム装置を完全に初期位置へ戻すことができず、トルクカム装置によるベルと挟圧力増大分を十分に使用できない虞がある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無段変速機制御装置は、回転軸に一体化された固定シーブと、前記固定シーブに対向して配置されかつ前記回転軸の軸線方向に前後動される可動シーブと、前記可動シーブにおける前記固定シーブとは反対側に設けられかつ前記可動シーブを前記軸線方向に前後動させるための油圧が供給される油圧室とをそれぞれ備えた駆動プーリと従動プーリと、各プーリにおける前記可動シーブと前記固定シーブとによって形成される溝に巻き掛けられるベルトと、伝達トルクが増大することにより作動して前記従動プーリの油圧室の油圧を増大させるトルクカムとを備える無段変速機を制御する無段変速機制御装置において、前記従動プーリの油圧室への油圧の供給が遮断されている状態であってかつ前記トルクカムが作動して前記従動プーリの油圧室の油圧を前記伝達トルクに応じたベルト挟圧力を発生する必要油圧としている状況で、前記必要油圧に前記トルクカムの位置を初期位置へ戻すために必要な油圧を加えた初期化油圧を前記従動プーリの油圧室へ供給する初期化手段を備えることを特徴とする。

また、トルクカムが所定位置まで移動した場合、初期化手段による前記初期化油圧の供給を開始させてもよいし、初期化油圧が供給されている時に前記トルクカムの移動量がゼロになった場合、初期化油圧の供給を停止させてもよい。

また、初期化油圧の供給が停止された時点におけるトルクカムの位置が、初期位置であると学習させ、初期化油圧の供給が停止される都度、トルクカムの初期位置を更新する学習手段を備えてもよい。

本発明に係る無段変速機制御装置は、可動シーブ油圧室に、本来必要なベルト挟圧力の発生に必要な油圧に、トルクカムの位置を初期位置に戻すために必要な油圧を加えた油圧（初期化油圧）を供給することで、トルクカムを初期位置へ戻すことができる。これにより、トルクカムによるベルト挟圧力の増分を最大限使用することができる。

また、可動シーブ油圧室に初期化油圧を供給している際に、トルクカムの移動量がゼロになった場合、トルクカムは初期位置に戻ったと判断できるので、そこで初期化油圧の供給を終了し、不必要な油圧の供給を抑えることもできる。

また、初期化油圧の供給が終了した時点におけるトルクカムの推定位置がトルクカムの（真の）初期位置であると学習することで、固定シーブと可動シーブとのねじれ等の外乱によって生じた推定位置の誤差をリセットすることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る無段変速機制御装置を、図１〜図７に基づいて説明する。

まず、図１から図２を参照して、本発明の一実施形態にかかる無段変速機制御装置の構成を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る無段変速機制御装置を搭載する車両の要部を示し、図２は本発明の一実施形態に係る無段変速機制御装置の要部を示す。

図１に示すように車両は、エンジン１、トルクコンバータ２、無段変速機３、出力ギア４、ギア機構５、差動機構６、駆動軸７、および駆動輪８を備える。本実施形態に係る移動状態推定装置１０（図２参照）は、供給用制御弁ＤＳ１（図２参照）、排出用制御弁ＤＳ２（図２参照）、およびトルクカム４４を有する無段変速機３に設けられ、更に第１パルス検出機５１、第２パルス検出機５２、およびＥＣＵ５０を備える。

エンジン１は既知の内燃機関であって、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換し、動力として出力する。このエンジン１は、トルクコンバータ２を介して無段変速機３と接続されている。トルクコンバータ２は、作動流体を介して動力を伝達することができる。トルクコンバータ２は、作動流体を介さずに入力側から出力側へ動力を直接伝達するロックアップ機構を有していてもよい。

無段変速機３は、ベルト式無段変速機である。無段変速機３は、クラッチ３１、プライマリプーリ３２、セカンダリプーリ３３、およびベルト３４を有する。プライマリプーリ３２は、セカンダリプーリ３３よりもエンジン側に設けられており、クラッチ３１を介してトルクコンバータ２と接続されている。クラッチ３１は、無段変速機３とトルクコンバータ２との断接および前後進の切り替えを行うことができる。

プライマリプーリ３２は、プライマリプーリ軸３２ａ、プライマリ固定シーブ３２ｂ、プライマリ可動シーブ３２ｃ、およびプライマリ油圧室３２ｄを有する。プライマリ固定シーブ３２ｂは、プライマリプーリ軸３２ａに対して軸方向に移動不能に固定されており、プライマリプーリ軸３２ａと一体回転する。プライマリ可動シーブ３２ｃ、プライマリプーリ軸３２ａに対して軸方向に相対移動可能かつ周方向には相対回転不能に配置されている。プライマリ油圧室３２ｄの油圧により、プライマリ固定シーブ３２ｂとプライマリ可動シーブ３２ｃとで形成されるプライマリプーリ３２の溝幅（プーリ幅）が調節され、変速比が制御される。

プライマリプーリ３２とセカンダリプーリ３３には無端のベルト３４が巻き掛けられている。ベルト３４を介してプライマリプーリ３２とセカンダリプーリ３３との間で動力伝達がなされている。クラッチ３１を介して伝達されるエンジン１の動力は、プライマリプーリ３２、ベルト３４、セカンダリプーリ３３を介してセカンダリプーリ軸の出力ギア４から出力される。出力ギア４は、ギア機構５、差動機構６、および駆動軸７を介して駆動輪８と接続されている。

図２に示すように、セカンダリプーリ３３は、セカンダリプーリ軸３５、セカンダリ固定シーブ３６、セカンダリ可動シーブ３７、ピストン３８、およびセカンダリ油圧室３９を有する。セカンダリプーリ軸３５は、両端部においてそれぞれ軸受によって回転自在に支持されている。

セカンダリ固定シーブ３６は、セカンダリプーリ軸３５に対して軸方向に移動不能に固定されており、セカンダリプーリ軸３５と一体回転する。セカンダリ可動シーブ３７は、セカンダリプーリ軸３５に対して軸方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不能に配置されている。本実施形態では、セカンダリ可動シーブ３７は、軸方向に設けられた図示しないスプラインによって、セカンダリプーリ軸３５とスプライン嵌合している。

ベルト３４は、セカンダリ固定シーブ３６とセカンダリ可動シーブ３７とで形成されるセカンダリ溝４０に巻き掛けられている。セカンダリ油圧室３９は、セカンダリ可動シーブ３７に対してセカンダリ固定シーブ３６側と反対側に位置している。セカンダリ油圧室３９の油圧は、セカンダリ固定シーブ３６とセカンダリ可動シーブ３７とによってベルト３４を挟むベルト挟圧力を発生させることができる。ベルト３４が伝達するトルクの大きさに応じた適切な挟圧力を発生させることにより、ベルト３４の滑りを抑制することができる。

ピストン３８は、セカンダリ可動シーブ３７に対して軸方向のセカンダリ固定シーブ３６側と反対側に配置されている。ピストン３８は、セカンダリプーリ軸３５に対して軸方向に相対移動可能かつ周方向に相対回転不能に配置されている。本実施形態では、ピストン３８は、軸方向に設けられた図示しないスプラインによってセカンダリプーリ軸３５とスプライン嵌合している。

セカンダリ可動シーブ３７は、ピストン３８側にむけて開口する凹部３７ａを有し、ピストン３８はこの凹部３７ａと嵌合している。ピストン３８とセカンダリ可動シーブ３７と、セカンダリプーリ軸３５とによってセカンダリ油圧室３９が形成されている。セカンダリ油圧室３９は、内部の作動油（作動流体）の圧力によって、セカンダリ可動シーブ３７をセカンダリ固定シーブ３６に向けて押圧する押圧力を発生させる圧力室である。

セカンダリプーリ軸３５には、出力ギア４が配置されている。出力ギア４はセカンダリプーリ軸３５における軸方向のエンジン側の端部、言い換えるとピストン３８に対してセカンダリ固定シーブ３６およびセカンダリ可動シーブ３７側と反対側の端部に配置されている。出力ギア４は、軸受４ａを介してセカンダリプーリ軸３５によって回転自在に支持されている。軸受４ａの軸方向の移動は、ロックナット９によって規制されている。

ロックナット９は、軸受４ａに対してピストン３８側と反対側に配置されており、セカンダリプーリ軸３５と螺着している。これにより、ロックナット９は、軸受４ａおよび出力ギア４がピストン３８から離間する方向の軸方向の移動を規制する。

セカンダリプーリ軸３５には、ピストン３８の軸方向の移動を規制する段差部３５ａが形成されている。段差部３５ａは、ピストンを挟んで軸方向の出力ギア４側と反対側に位置している。また、段差部３５ａは、セカンダリ可動シーブ３７よりも出力ギア４側に位置している。そして、段差部３５ａは、軸方向のセカンダリ可動シーブ３７側の外径が出力ギア４側の外径よりも大きい段差となっている。従って、ピストン３８は、セカンダリプーリ軸３５における段差部３５ａよりも出力ギア４側の小径部に嵌合しており、セカンダリ可動シーブ３７はセカンダリプーリ軸３５における段差部３５ａよりもセカンダリ固定シーブ３６側の大径部に嵌合している。

ピストン３８が軸方向のセカンダリ可動シーブ３７側へ向かう場合、その移動は段差部３５ａによって規制される。段差部３５ａの段差面３５ｂは、ピストン３８と当接することでピストン３８の移動を規制するストッパとして機能する。

車両は、セカンダリ油圧室３９に油圧を供給するオイルポンプ４１を備える。オイルポンプ４１は、例えばエンジン１の回転軸の回転によって駆動される既知の機械式オイルポンプであってもよいし、図示しないバッテリから供給される電力によって駆動される、既知の電動式オイルポンプであってもよい。本実施例では、オイルポンプ４１はエンジン１の回転軸の回転によって駆動される機械式オイルポンプであるものとする。オイルポンプ４１は、供給油路４２を介してセカンダリ油圧室３９と接続されている。また、供給油路４２には、供給油路４２の作動油を排出する排出油路４３が接続されている。

供給油路４２には、供給用制御弁ＤＳ１が設けられている。供給用制御弁ＤＳ１は、供給油路４２におけるオイルポンプ４１の設置位置と排出油路４３との接続部との間に配置されている。

供給用制御弁ＤＳ１は、少なくとも供給油路４２を開放してオイルポンプ４１からセカンダリ油圧室３９に対して油圧を供給できる開放状態と、供給油路４２を閉塞してオイルポンプ４１とセカンダリ油圧室３９との作動油の流通を遮断する閉塞状態とに切り替え可能である。供給用制御弁ＤＳ１は、オイルポンプ４１からセカンダリ油圧室３９に対して供給する作動油の油圧や流量を制御する調圧バルブとしての機能を有する。

排出油路４３には、排出用制御弁ＤＳ２が設けられている。排出用制御弁ＤＳ２は、少なくとも排出油路４３を開放して供給油路４２の油圧を排出できる開放状態と、排出油路４３を閉塞して排出油路４３を介した作動油の流通を遮断する閉塞状態とに切り替え可能である。排出用制御弁ＤＳ２は、セカンダリ油圧室３９から排出油路４３を介して排出される作動油の流量を制御する調圧バルブとしての機能を有する。

供給制御弁ＤＳ１および排出用制御弁ＤＳ２は、それぞれ閉塞状態において油圧の漏れが生じないように構成されており、例えば、既知のポペット弁や逆止弁等によって構成される。つまり、供給用制御弁ＤＳ１および排出用制御弁ＤＳ２は、セカンダリ可動シーブ３７に対する押圧力を発生させるセカンダリ油圧室３９に対する作動油の給排を遮断可能な制御弁である。このように、油圧の漏れや給排を遮断し、セカンダリ油圧室３９の油圧を制御する油圧回路を、ゼロリーク回路ともよぶ。

本実施形態における無段変速機３では、供給用制御弁ＤＳ１および排出用制御弁ＤＳ２をそれぞれ閉塞状態として供給油路４２、排出油路４３、およびセカンダリ油圧室３９に油圧を封入することで、ゼロリーク状態でセカンダリ油圧室３９の油圧を維持することができる。

油圧を封入することにより、オイルポンプ４１による油圧の供給によらずにベルト挟圧力を維持できるため、オイルポンプ４１の運転を停止することが可能となる。例えば、オイルポンプ４１がエンジン１の回転によって駆動されるものである場合、走行中にエンジン１を停止して燃費向上を図ることが可能となる。また、オイルポンプ４１が電動式オイルポンプである場合、オイルポンプ４１の運転時間を短縮し、電力消費量の削減を図ることができる。

本実施例では、供給用制御弁ＤＳ１と排出用制御弁ＤＳ２をそれぞれ閉塞状態にして、セカンダリ油圧室３９、供給油路４２、および排出油路４３に油圧を封入した状態を、「遮断状態」と記載する。遮断状態は、供給用制御弁ＤＳ１および排出用制御弁ＤＳ２に対する作動油の給排が遮断される状態である。

本実施形態の無段変速機３は、伝達トルクに応じて作動し、セカンダリ油圧室３９内の作動油を押圧するトルクカム４４を備える。これにより、以下に説明するように、遮断状態おいて無段変速機３の伝達トルクが増大する場合に、トルクカム４４によってセカンダリ油圧室３９の油圧を上昇させてベルト挟圧力を増加させることができる。図３は、本実施形態に係るトルクカムの断面図であって、その一例としてシザーズトルクカムを図示している。

トルクカム４４は、第１カム４５および第２カム４６を有する。第１カム４５はピストン３８における出力ギア４側の端部に設けられている。第２カム４６は、出力ギア４におけるピストン３８側の端部に設けられている。第１カム４５、第２カム４６は、軸方向において互いに対向するカム面４５ａ、４６ａを有する。

第１カム４５は、カム面４５ａに対して出力ギア４側に突出する突出部４５ｂを有する。突出部４５ｂは、軸方向の出力ギア４側へ向かうに従い周方向の幅が縮小するテーパ形状である。突出部４５ｂの断面形状は、例えば三角形状とすることができる。
第２カム４６は、カム面４６ａに対してピストン３８側に突出する突出部４６ｂを有する。突出部４６ｂは、軸方向のピストン３８側へ向かうに従い周方向の幅が縮小するテーパ形状である。突出部４６ｂの断面形状は、例えば三角形状とすることができる。

第１カム４５の突出部４５ｂの傾斜面４５ｃと、第２カム４６の突出部４６ｂの傾斜面４６ｃとが当接して第１カム４５と第２カム４６とが係合することにより、第１カム４５と第２カム４６との動力伝達がなされる。無段変速機３のベルト３４と出力ギア４とは、セカンダリ固定シーブ３６、セカンダリプーリ軸３５、ピストン３８、トルクカム４４を介して動力を伝達する。なお、各傾斜面４５ｃ、４６ｃの各カム面４５ａ、４６ａに対する傾斜角γは、出力ギア４の捩れ角σよりも小さく設定される。

トルクカム４４は、伝達するトルクの大きさに応じて、セカンダリプーリ軸３５と同軸方向に移動し、セカンダリ油圧室３９内の作動油を押圧する。トルクカム４４がトルクを伝達するときには、第１カム４５の傾斜面４５ｃと、第２カム４６の傾斜面４６ｃとが互いに押圧し合うことで、第１カム４５および第２カム４６には軸方向に互いに離間する方向の反力が作用する。つまり、ピストン３８には、伝達トルクに対する軸方向の反力によって、セカンダリ可動シーブ３７に向かうスラスト力Ｆ１が作用する。一方、ピストン３８にはセカンダリ油圧室３９の油圧によって、出力ギア４に向かうスラスト力Ｆ２が作用する。

トルクカム４４の伝達トルクの大きさが小さい場合、トルク反力によるスラスト力Ｆ１の大きさが、遮断状態としたときの直後の油圧によるスラスト力Ｆ２の大きさよりも小さくなる。この場合、トルクカム４４は、図３に示すようにカム面４５ａとカム面４６ａとが最も接近した状態となる。

このように、カム面４５ａとカム面４６ａとが軸方向において最も接近した状態を「初期位置」（あるいは「非作動状態」）とよぶ。初期位置では、第１カム４５の突出部４５ｂの先端が第２カム４６のカム面４６ａと接触し、第２カム４６の突出部４６ｂの先端が第１カム４５のカム面４５ａと接触する。

遮断状態において、トルクカム４４の伝達トルクが増大し、トルク反力によるスラスト力Ｆ１が油圧によるスラスト力Ｆ２を上回ると、第１カム４５は、第２カム４６から離間する方向に移動する。これにより、ピストン３８はセカンダリ可動シーブ３７に向けて軸方向に移動し、セカンダリ油圧室３９内の作動油を押圧する。つまり、トルクカム４４は、ピストン３８を介してセカンダリ油圧室３９内の作動油を押圧する。ピストン３８が作動油を押圧することによって、セカンダリ油圧室３９内の油圧が上昇し、セカンダリシーブ３３のベルト挟圧力が増加する。

ピストン３８による押圧力は、トルクカム４４の伝達トルクの大きさ、言い換えるとベルト３４の伝達トルクの大きさに応じた値である。従って、トルクカム４４は、無段変速機３のベルト３４が伝達するトルクの大きさに応じて移動し、伝達トルクの大きさに応じた圧力でセカンダリ油圧室３９内の作動油を押圧することができる。また、ピストン３８は、伝達トルクの大きさに応じてトルク反力によるスラスト力Ｆ１と油圧によるスラスト力Ｆ２とが釣り合う位置まで移動する。

従って、トルクカム４４は、（トルクカム４４を構成する要素である第１カム４５が）伝達トルクの大きさに応じて移動し、その移動量が伝達トルクの大きさに応じて変化するトルクセンサとして機能することができる。また、トルクカム４４は、伝達トルクの大きさに応じてピストン３８をセカンダリプーリ軸３５方向に移動させることで、セカンダリ油圧室３９内の油圧を調節するアクチュエータとしての機能も有している。

このように、無段変速機３は、遮断状態において伝達トルクの増大に応じてセカンダリプーリ３３のベルト挟圧力を増加させることができる。これにより、走行時に伝達トルクが増大した場合、例えば段差を乗り越えた場合や路面μ（摩擦係数）の急な変化によってタイヤの回転が急に減少した場合などの過大トルクの入力に対して、トルクカム４４による挟圧力増幅機能が作用する。トルクカム４４がセカンダリ油圧室３９の圧力を増加させることによって、ベルト挟圧力を必要分増加させ、ベルト３４の滑りの発生を抑制することができる。

トルクカム４４による挟圧力増幅機構は、コンピュータ等の制御を介さない機械的なものであるため、応答良くベルト挟圧力を増加させることができる。トルクカム４４による挟圧力増幅機構があることで、挟圧力増幅機構を備えない場合よりも、遮断状態においてセカンダリ油圧室３９内に油圧を封入する際のセカンダリ油圧室３９内の油圧（初期油圧）を低減することができる。

ベルト挟圧力を適切に維持するには、トルクカム４４の位置を把握することが望ましい。図４は、トルクカム４４の作動状態説明図である。図４において、横軸は時間を、縦軸は挟圧力の大きさを示す。実線１０１はトルクカム４４が発生させるベルト挟圧力、実線１０２は伝達トルクの大きさに応じて必要とされるベルト挟圧力（以下、必要ベルト挟圧力）、破線１０３はトルクカム４４の非作動状態（トルクカム４４が初期位置にある状態）で初期油圧によって発生させているベルト挟圧力（以下、初期ベルト挟圧力）である。

時刻ｔ１において、駆動輪８からのトルク入力等によって必要ベルト挟圧力１０２が初期ベルト挟圧力１０３を上回ったとしても、トルクカム４４が発生させるベルト挟圧力１０１によってベルト３４の滑りが抑制される。また、車両が上り坂を走行する場合、勾配の大きさに応じて必要ベルト挟圧力１０２が増加する（１０２ａ参照）。初期ベルト挟圧力１０３だけでは必要ベルト挟圧力１０２を満たすことができなくても、符号１０１ａに示すように、トルクカム４４が発生させるベルト挟圧力１０１が、伝達トルクに応じて増加することで、ベルト３４の滑りが抑制される。

しかしながら、トルクカム４４が発生させるベルト挟圧力１０１には、上限がある。破線１０４はトルクカム４４が発生させることのできるベルト挟圧力の上限である。ベルト挟圧力の上限１０４は、第１カム４５および第２カム４６のカム山の高さ、摩擦係数等の諸元に応じて決まる。上り坂を走行することで伝達トルクが増大し、これに応じてトルクカム４４が移動している際に、符号１０２ｂで示すように更に駆動輪８からのトルク入力等によって必要ベルト挟圧力１０２が増加した場合、トルクカム４４が発生させるベルト挟圧力１０１を加えても必要ベルト挟圧力１０２に達しない可能性がある。この場合、ベルト３４の滑りが発生し、動力損失が生じる虞がある。

これに対し、本実施形態に係る移動状態推定装置１０は、トルクカム４４の位置を推定することができる。また、推定した位置に基づいて、セカンダリ油圧室３９内に供給する油圧を調整することで、トルクカム４４を初期位置に戻すことができる。以下では、まず移動状態推定装置１０が実行する、セカンダリ油圧室３９内の油圧に基づくトルクカム４４の位置ＴＳの推定方法について説明する。

ＥＣＵ５０は、各制御弁ＤＳ１、ＤＳ２の閉動作時のセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ、トルクカム４４の移動後のセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´との差圧に基づいてトルクカムの位置を推定する。以下では、各制御弁ＤＳ１、ＤＳ２が閉動作し、遮断状態が開始されたときのセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄを「初期油圧」とする。また、初期油圧Ｐｄと、遮断状態が開始された後のセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´との油圧変動量（Ｐｄ−Ｐｄ´）を「油圧変動量ΔＰｄ」とする。

ＥＣＵ５０は、圧力検出装置５３に接続されている。圧力検出装置５３はセカンダリ油圧室３９内の油圧を検出する装置であって、その検出結果を示す信号はＥＣＵ５０へ入力される。ＥＣＵ５０は、例えば図５のように油圧変動量ΔＰｄと、トルクカム４４の移動量ΔＴＳを対応させたマップに基づいて、トルクカム４４の移動量ΔＴＳを推定する。

なお、移動量ΔＴＳは、遮断状態が開始されたときのトルクカム４４の位置ＴＳと、遮断状態が開始された後の位置ＴＳとの差分である。以下では、位置ＴＳの差分である移動量ΔＴＳを、相対移動量ΔＴＳとする。遮断状態が開始されたときにトルクカム４４が初期位置にあれば、トルクカム４４は相対移動ΔＴＳ分だけ移動することになるから、トルクカム４４の位置ＴＳと相対移動量ΔＴＳが一致する。以降、遮断状態が開始されたときのトルクカム４４の位置ＴＳに対し、油圧変動量ΔＰｄに基づき推定される相対移動量ΔＴＳを加えたものが、最新の位置ＴＳとなる。その後、再度遮断状態が開始され、油圧変動量ΔＰｄが発生した場合、前回の位置ＴＳに相対移動量ΔＴＳを加えることで、都度、位置ＴＳを更新してゆく。

図５は、油圧変動量ΔＰｄの大きさとトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳの大きさとの対応関係をマップにして示したものである。油圧変動量ΔＰｄの大きさが大きい場合のトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳの大きさは、油圧変動量ΔＰｄの大きさが小さい場合のトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳの大きさよりも大きい。ここで、油圧変動量ΔＰｄが負の値の場合、つまり、初期油圧Ｐｄに対してその後の検出油圧Ｐｄ´が増加している場合は、第１カム４５と第２カム４６とが軸方向に離間する相対移動量ΔＴＳが生じているものと推定される。

一方、油圧変動量ΔＰｄが正の値の場合、すなわち初期油圧Ｐｄに対してその後の検出油圧Ｐｄ´が減少している場合は、第１カム４５と第２カム４６とが軸方向に接近する相対移動量ΔＴＳが生じていると推定される。

また、相対移動量ΔＴＳの大きさが最大値εとなる油圧変動量ΔＰｄが定められている。この最大値εは、例えばトルクカム４４の係合が開放されない位置ＴＳの範囲で予め定められた許容最大移動量である。これにより、ＥＣＵ５０は、検出されたセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´に基づいて、トルクカム４４の移動量ＴＳが許容最大移動量εに対しどの程度の余裕があるか、言い換えると、あとどれだけ挟圧力増幅分を発揮することができるか、を算出することができる。

図６は、本実施形態の動作を示すフローチャートであって、ＥＣＵ５０は、図６に示す制御フローに基づいてトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳを推定する。ＥＣＵ５０は、この制御フローを例えば４ｍｓｅｃ毎に実行する。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０により、各制御弁ＤＳ１、ＤＳ２の閉動作がなされる。調圧バルブとしての供給用制御弁ＤＳ１および排出用制御弁ＤＳ２がそれぞれ閉塞状態とされることで、セカンダリ油圧室３９に対する作動油の給排が遮断される遮断状態が開始される。ステップＳ１０１が実行されると、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０により、初期油圧Ｐｄが取得される。ＥＣＵ５０は、圧力検出装置５３の検出結果に基づいてセカンダリ油圧室３９内の油圧を取得する。ここで取得されるセカンダリ油圧室３９内の油圧は、各制御弁ＤＳ１、ＤＳ２の閉動作を実行した直後のセカンダリ油圧室３９内の油圧である。ステップＳ１０２が実行されると、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０により、セカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´が取得される。ＥＣＵ５０は、所定の間隔で繰り返しセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´を取得し、セカンダリ油圧室３９内の油圧をモニタする。ステップＳ１０３が実行されると、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０により、ステップＳ１０３で取得した油圧Ｐｄ´と初期油圧Ｐｄとが異なるか否かが判定される。ステップＳ１０４では、初期油圧Ｐｄに対してセカンダリ油圧室３９内の油圧が変動したか否かが判定される。セカンダリ油圧室３９内の油圧が初期油圧Ｐｄに対して変動している場合、トルクカム４４の相対移動量ΔＴＳが変化したと推定される。ステップＳ１０４の判定の結果、ステップＳ１０３で取得した油圧Ｐｄ´と初期油圧Ｐｄとが異なると判定された場合（ステップＳ１０４において「Ｙｅｓ」と判定された場合）ステップＳ１０５へ進み、そうでない場合（ステップＳ１０４において「Ｎｏ」と判定された場合）本制御フローは終了する。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０により、トルクカム４４の相対移動量ΔＴＳが判定される。ＥＣＵ５０は、例えば図５を参照して説明したように、油圧変動量ΔＰｄに基づいて相対移動量ΔＴＳを推定することができる。ステップＳ１０５が実行されると、本制御フローは終了する。このようにして推定された相対移動量ΔＴＳを、遮断状態開始時の位置ＴＳに加えることで、トルクカム４４の現在の位置ＴＳを推定することができる。

次に、移動状態推定装置１０により、トルクカム４４を初期位置へ戻す方法について説明する。図７は、本実施形態の動作を示すフローチャートであって、ＥＣＵ５０は、図７に示す制御フローに基づいて、トルクカム４４を初期状態へ戻す初期化制御を実行する。ＥＣＵ５０は、この制御フローを例えば８ｍｓｅｃ毎に実行する。

まず、ステップＳ２０１では、現在の位置ＴＳが、所定位置ＴＳ´を越えているか否かが判定される。所定位置ＴＳ´は、トルクカム４４が移動し得る最大位置ＴＳｍａｘ（つまり、第１カム４５と第２カム４６とが最も離間した状態）よりも小さい値であって、所定位置ＴＳ´を越えるまではトルクカム４４に過大トルクが入力された場合でも、その挟圧力増幅分によってベルト３４の滑りを抑えることができる。言い換えると、トルクカム４４は、所定位置ＴＳ´から最大位置ＴＳｍａｘまで移動し切るまでに発揮することのできる挟圧力増幅分によって、想定され得る大きさの過大トルクが入力された場合でもベルト３４の滑りを抑えることができる。ステップＳ２０１で現在の位置ＴＳが所定位置ＴＳ´を越えたと判定された場合（ステップＳ２０１において「Ｙｅｓ」と判定された場合）ステップＳ２０２へ進み、そうでない場合（ステップＳ２０１で「Ｎｏ」と判定された場合）本制御フローを終了する。

ステップＳ２０２では、セカンダリプーリ３３で必要となるベルト挟圧力を発生するために、セカンダリ油圧室３９内に必要となる必要油圧Ｐｄ１を取得する。必要油圧Ｐｄ１は、例えば現在のエンジン１の運転状態と、それに応じて必要となるベルト挟圧力とを対応させたマップを予めＥＣＵ５０に記憶させておき、このマップから必要となるベルト挟圧力を読み込み、必要油圧を算出することで取得される。必要油圧Ｐｄ１を取得したら、ステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で取得した必要油圧Ｐｄ１に、トルクカム４４を初期位置へ戻すために必要な押圧力を発生するために、セカンダリ油圧室３９内に必要となる油圧増圧分σを加えた初期化油圧Ｐｄ０（Ｐｄ０＝Ｐｄ１＋σ）を算出する。トルクカム４４の初期位置とは、第１カム４５の突出部４５ｂの先端が第２カム４６のカム面４６ａと接触し、第２カム４６の突出部４６ｂの先端が第１カム４５のカム面４５ａと接触している状態である。油圧増圧分σは、第１カム４５および第２カム４６のカム高さ、各カム４５、４６における傾斜角γ、および摩擦係数等の各カム諸元に応じて決定する。初期化油圧Ｐｄ０を算出したら、ステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４では、制御弁ＤＳ１およびＤＳ２を開動作させ、セカンダリ油圧室３９内の油圧をＰｄ０へ上昇させるよう指示する。油圧上昇指示後、ステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５では、予め図６に示す制御フローに基づいて算出されたトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳを逐次取得、更新し、相対移動量ΔＴＳがゼロになったか否かを判定する。ΔＴＳがゼロでない場合（ステップＳ２０５で「Ｎｏ」と判定された場合）、再度移動量ΔＴＳを取得する。ΔＴＳがゼロとなった場合（ステップＳ２０５で「Ｙｅｓ」と判定された場合）、ステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６では、初期化油圧Ｐｄ０の供給を停止し、セカンダリ油圧室３９内に供給する油圧を必要油圧Ｐｄ１へ戻す。セカンダリ油圧室３９内へ初期化油圧Ｐｄ０を供給していても、トルクカム４４の相対移動量ΔＴＳがゼロである場合、トルクカム４４の位置ＴＳが完全に初期位置まで戻ったことを意味するからである。セカンダリ油圧室３９内に供給する油圧を必要油圧Ｐｄ１へ戻したら、ステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０が、現在のトルクカム４４の位置が初期位置である（ＴＳ＝０）と学習する。学習が終了したら、本制御フローは終了する。

以上に説明される本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。セカンダリ油圧室３９内に初期化油圧Ｐｄ０を供給することで、トルクカム４４の位置ＴＳを初期位置へ戻すことができるので、トルクカム４４によるベルト挟圧力の増大分を最大限使用することができる。

すなわち、トルクカム４４の位置ＴＳが所定位置ＴＳ´を越えた場合、トルクカム４４の位置ＴＳを初期位置に戻す。これにより、トルクカム４４が移動可能である残り量を常に一定値（ＴＳｍａｘ−ＴＳ´）以上保つことができ、過大トルクが入力された場合でもトルクカム４４の挟圧力増幅分によってベルト３４の滑りを抑えることができる。その結果、無段変速機３で生じる動力損失を抑えることができ、ベルト３４の耐久性も向上させることができる。

また、初期化油圧Ｐｄ０を供給している最中にトルクカム４４の相対移動量ΔＴＳがゼロになった場合、既にトルクカム４４の位置ＴＳは初期位置に戻ったと判断できるので、その時点で初期化油圧Ｐｄ０の供給を停止し、セカンダリ油圧室３９内の油圧をＰｄ１まで低下させることができる。これにより、高油圧を不必要に供給することを抑え、燃費を向上させることができる。

また、初期化油圧Ｐｄ０の供給が停止した時点におけるトルクカム４４の位置ＴＳが、トルクカム４４の初期位置であると学習することで、トルクカム４４の作動中に、例えば悪路走行時に発生するショック等による予期せぬ外乱が加わり、セカンダリ固定シーブ３６とセカンダリ可動シーブ３７との間に捩れが生じると推定される位置ＴＳに誤差が含まれる虞があるが、所定位置ＴＳ´を越えた場合は初期位置まで強制的に戻すので、上記のような誤差を一定期間ごとにリセットすることができる。

なお、ステップＳ２０５における判定方法は、相対移動量ΔＴＳに基づくものではなく、セカンダリ油圧室３９内の油圧増加傾向に基づいて判定する方法でもよい。具体的には、ステップＳ２０４にて油圧の上昇を指示した後、ステップＳ２０５では、圧力検出装置５３によってセカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´を常時検出すればよい。油圧上昇の指示後、しばらくは、図８に示すようにトルクカム４４の位置ＴＳは初期位置へ向けて減少し続ける。この間、セカンダリ油圧室３９内に供給される油圧は、トルクカム４４への押圧力としてトルクカム４４を初期位置へ戻すために消費されるため、セカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´はゆっくりと上昇する。

やがて、トルクカム４４の位置ＴＳが完全に初期位置まで戻ると、セカンダリ油圧室３９内に供給される油圧はトルクカム４４への押圧力として消費されることは無くなり、全てセカンダリ油圧室３９内の油圧上昇分となるため、セカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄ´が急激に上昇する（ｔ２）。つまり、油圧Ｐｄ´の急激な上昇が検出された時点で、トルクカム４４の移動量ＴＳが完全に初期位置まで戻ったと判断できる。

よって、セカンダリ油圧室３９内の油圧増加傾向に基づいて判定する場合、油圧Ｐｄ´が急激に上昇するまで初期化油圧Ｐｄ０への上昇指示を継続し、油圧Ｐｄ´が急激に上昇したら初期化油圧Ｐｄ０への上昇指示を停止すればよい。以降、ステップＳ２０７以降は同様である。このように、セカンダリ油圧室３９内の油圧増加傾向に基づいて判定した場合であっても、トルクカム４４の相対移動量ΔＴＳに基づいて判定する場合と同様に、トルクカム４４の位置ＴＳを初期位置まで戻すことができる。

また、トルクカム４４の位置ＴＳの推定方法は、セカンダリ油圧室３９内の油圧Ｐｄに基づいて推定する方法に限らず、例えば、トルクカム４４の回転位相差に基づいて推定する方法でもよい。

具体的に説明すると、トルクカム４４の回転位相差に基づいて推定する場合、車両に、第１パルス検出機５１および第２パルス検出機５２を更に設ける。第１パルス検出機５１は、トルクカム４４よりもエンジン１側の回転体の回転位相を検出し、対応する信号をＥＣＵ５０に入力するもので、第２パルス検出器５２は、トルクカム４４よりも駆動輪８側の回転体の回転位相を検出し、対応する信号をＥＣＵ５０に入力するものである。

トルクカム４４に回転位相差が生じると、第１カム４５と第２カム４６は、周方向に相対回転しつつ、互いに離間する。このときの回転位相差θに対応した位置ＴＳ（θ）までトルクカム４４が移動したことになる。

位置ＴＳ（θ）を推定するには、第１パルス検出器５１の信号と第２パルス検出器５２の信号との位相差に応じたトルクカム４４の位置ＴＳ（θ）をマップとして予めＥＣＵ５０に記憶させておき、第１パルス検出器５１の信号と第２パルス検出器５２の信号との位相差を算出後、このマップによって対応する位置ＴＳ（θ）を推定すればよい。このように、トルクカム４４の回転位相差に基づく推定方法であっても、トルクカム４４の位置ＴＳ（θ）（＝位置ＴＳ）を推定することができる。

また、本実施例では、トルクカム４４の位置ＴＳが所定位置ＴＳ´を越えてから初期化油圧を供給するように構成しているが、トルクカムの位置ＴＳに関わらず所定時間（例えば１ｍ）毎に初期化油圧を供給するようにしてもよい。この場合、より簡単な構成でトルクカム４４の位置ＴＳを初期位置まで戻すことができるため、ＥＣＵ５０における処理負担を抑えることができる。

図１は、本実施形態に係る無段変速機制御装置の概略構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係る無段変速機制御装置の概略構成を示す図であって、その要部を拡大したものである。 図３は、本実施形態に係る無段変速機制御装置に用いられるトルクカムの断面図である。 図４は、トルクカムの動作説明図である。 図５は、油圧変動量の大きさとトルクカムの位置との大きさの対応関係を示す図である。 図６は、本実施形態に係る無段変速機制御装置が実行するフローチャートであって、トルクカムの相対移動量を判定するフローチャートである。 図７は、本実施形態に係る無段変速機制御装置が実行するフローチャートであって、初期化制御実行時の制御を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係る無段変速機制御装置が初期化油圧供給中の油圧室内の油圧変動と、トルクカムの位置の変動とを対応づけたタイムチャートである。

１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…無段変速機、４…出力ギア、４ａ…軸受、５…ギア機構、６…差動機構、７…駆動軸、８…駆動輪、９…ロックナット、１０…作動状態推定装置、３１…クラッチ、３２…プライマリプーリ、３２ａ…プライマリプーリ軸、３２ｂ…プライマリ固定シーブ、３２ｃ…プライマリ可動シーブ、３３…セカンダリプーリ、３４…ベルト、３５…セカンダリプーリ軸、３６…セカンダリ固定シーブ、３７…セカンダリ可動シーブ、３８…ピストン、３９…セカンダリ油圧室、４０…セカンダリ溝、４１…オイルポンプ、４２…給油油路、４３…排出油路、４４…トルクカム、４５…第１カム、４５ａ…カム面、４５ｂ…突出部、４５ｃ…傾斜面、４６…第２カム、４６ａ…カム面、４６ｂ…突出部、４６ｃ…傾斜面、５０…ＥＣＵ

Claims (4)

1. 回転軸に一体化された固定シーブと、前記固定シーブに対向して配置されかつ前記回転軸の軸線方向に前後動される可動シーブと、前記可動シーブにおける前記固定シーブとは反対側に設けられかつ前記可動シーブを前記軸線方向に前後動させるための油圧が供給される油圧室とをそれぞれ備えた駆動プーリと従動プーリと、各プーリにおける前記可動シーブと前記固定シーブとによって形成される溝に巻き掛けられるベルトと、伝達トルクが増大することにより作動して前記従動プーリの油圧室の油圧を増大させるトルクカムとを備える無段変速機を制御する無段変速機制御装置において、
   前記従動プーリの油圧室への油圧の供給が遮断されている状態であってかつ前記トルクカムが作動して前記従動プーリの油圧室の油圧を前記伝達トルクに応じたベルト挟圧力を発生する必要油圧としている状況で、前記必要油圧に前記トルクカムの位置を初期位置へ戻すために必要な油圧を加えた初期化油圧を前記従動プーリの油圧室へ供給する初期化手段を備える
   ことを特徴とする無段変速機制御装置。
2. 前記トルクカムが所定位置まで移動した場合、前記初期化手段による前記初期化油圧の供給を開始させることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機制御装置。
3. 前記初期化油圧が供給されている時に前記トルクカムの移動量がゼロになった場合、前記初期化油圧の供給を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機制御装置。
4. 前記初期化油圧の供給が停止された時点における前記トルクカムの位置が、前記初期位置であると学習する学習手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の無段変速機制御装置。

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