JPH0979369A

JPH0979369A - 無段変速機搭載車の変速異常対策装置

Info

Publication number: JPH0979369A
Application number: JP23871195A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Minagawa; 裕介皆川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】無段変速機の変速異常は発生原因をつかみに
くく、発生原因ごとの対策を行ったのでは時間的に間に
合わず、弊害を生ずる。【解決手段】フェールフラグＦＬＧ_fが１の変速異常
時は、変速速度を決める変速指令値変化量ＤＳＴＰを正
常時のＤＳＴＰ_nより小さなＤＳＴＰ_fにする。また、
ステップ１３３で基準操作量ＦＳＴＰ、トルクシフト補
償操作量ＴＳ１、フィードバック操作量ＦＢＳＴＰの合
算により目標変速指令値ＤＳＲＳＴＰを決定するに際し
て、基準操作量ＦＳＴＰを変速異常時は、固定変速比１
に対応した固定値にする。よって変速異常時は、変速比
が固定変速比１に保持され、又これへの変速速度が低下
されることから、異常の発生原因ごとの対策が一時にな
され、対策が時間的に間に合わないといった弊害をなく
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖベルト式無段変
速機や、トロイダル型無段変速機等の無段変速機を搭載
した車両に関し、特に、該無段変速機が変速異常を発生
した時における対策装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機は、目標変速状態に応じ決定
した変速指令値に変速アクチュエータを応動させ、この
アクチュエータで変速制御弁を操作することにより、実
変速状態を上記の目標変速状態に持ち来す。

【０００３】ここで、トロイダル型無段変速機について
更に詳述するに、この種無段変速機は通常、例えば特開
平７−４５０８号公報に記載の如く、同軸配置した入出
力コーンディスクと、これら入出力コーンディスク間で
摩擦係合により動力の受渡しを行うパワーローラとで伝
動系を構成され、後述の如き変速制御装置を具える。

【０００４】パワーローラは入出力コーンディスク間に
挟圧され、パワーローラと、入出力コーンディスクとの
間の油膜の剪断によって、パワーローラは入出力コーン
ディスク間での動力伝達を行う。つまり、入力コーンデ
ィスクの回転は上記油膜の剪断によってパワーローラに
伝達され、次いでパワーローラの回転が上記油膜の剪断
によって出力コーンディスクに伝達され、逆に出力コー
ンディスクから入力コーンディスクへの動力伝達もパワ
ーローラを介して同様になされる。

【０００５】ここでトロイダル型無段変速機における一
般的な変速制御装置を説明するに、これは変速アクチュ
エータを有し、該アクチュエータは、目標変速比に対応
したアクチュエータ操作量を与えられて対応位置に回転
し、変速制御弁の内外弁体のうち、外弁体を内弁体に対
し相対的に中立位置から変位させる。これにより両パワ
ーローラは、流体圧でピストンを介して、パワーローラ
回転軸線が入出力コーンディスクの回転軸線と交差する
非変速位置から、相互逆向きに変位される。これにより
両パワーローラは対応方向にオフセットされ、入出力コ
ーンディスクからの分力でパワーローラ回転軸線と直交
する首振り軸線周りに傾転され、入出力コーンディスク
に対するパワーローラの摩擦接触円弧径が連続的に変化
することで無段変速を行わせることができる。

【０００６】かかる無段変速により上記の目標変速比が
達成される時、パワーローラのオフセット量および傾転
角をフィードバックされる変速制御弁の内弁体は、外弁
体に対し相対的に初期の中立位置に復帰し、同時に、両
パワーローラは、その回転軸線が入出力コーンディスク
の回転軸線と交差する非変速位置に戻ることで、上記目
標変速比の達成状態を維持することができる。

【０００７】ところで、無段変速機、特に上記のトロイ
ダル型無段変速機においては、変速制御系に故障を生
じ、異常な変速を行うようになると、有段変速機の場合
よりも、不都合が大きく、変速異常時の対策が望まれ
る。しかし従来は、かかる変速異常対策が積極的に提案
されていないのが実情であると、本願出願人は認識して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、無段変速機の
変速異常を考察するに、原因としては、前記変速アクチ
ュエータのトルク不足等による該アクチュエータおよび
変速制御弁の動作不良と、変速制御油圧回路を含む無段
変速機自身の故障とが考えられる。そして、前者が原因
の変速異常に対しては、変速速度を低下させるのが安全
上有用であり、後者が原因の変速異常に対しては、変速
比を不都合が最小限に抑えられる値に固定するのが安全
上有用である、というように異常の発生原因によって異
常対策が異なる。

【０００９】しかし無段変速機にあっては、変速制御装
置の機構上およびシステム上、変速異常の原因をつきと
めることが困難であり、加えて、つきとめることができ
たとしても、原因を判別し、その後に原因ごとの対策を
行っていたのでは、時間的に間に合わず不都合が発生し
てしまう懸念がある。

【００１０】また、いずれにしても変速異常時は、無段
変速機の前段におけるエンジンの出力トルクを低下させ
た方が安全上好ましい。

【００１１】本発明は、上述の観点から変速異常時、そ
の原因に関係なく変速異常に対して有用な上記の対策を
全て実行するようにした異常対策装置を提案し、もって
上述の問題を解消することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的のため第１発明
による無段変速機搭載車の変速異常対策装置は、目標変
速状態に応じた変速指令値に応動する変速アクチュエー
タで変速制御弁を操作することにより、実変速状態が前
記目標変速状態に向けて変化するよう構成した無段変速
機を搭載し、この無段変速機を経てエンジン動力を車輪
に伝達される車両において、無段変速機が異常な変速を
行うようになったのを検出する変速異常検出手段と、該
手段からの信号にそれぞれ応答して変速異常検出時に、
前記エンジンの出力トルクを減ずるトルクダウン手段
と、前記変速指令値を設定変速比対応の値に固定する変
速比固定手段と、変速指令値を設定変速比対応の値にす
る速度を低下させる変速速度低下手段とを設けたことを
特徴とするものである。

【００１３】かかる第１構成において変速アクチュエー
タは、目標変速状態に応じた変速指令値に応動して変速
制御弁を操作する。かかる変速制御弁の操作に呼応して
無段変速機は、実変速状態を目標変速状態に向けて変化
され、車両は、かように変速制御される無段変速機を経
てエンジン動力を車輪に伝達される。

【００１４】ここで、無段変速機が異常な変速を行うよ
うになったのを変速異常検出手段が検出すると、該手段
からの信号にそれぞれ応答して、トルクダウン手段はエ
ンジンの出力トルクを減じ、変速比固定手段は上記変速
指令値を設定変速比対応の値に固定し、変速速度低下手
段は変速指令値を設定変速比対応の値にする速度を低下
させる。よって変速異常時は、当該変速異常の発生原因
にかかわらず、全ての異常対策が同時になされることと
なり、確実且つ速やかに変速異常に対処することができ
るし、原因を究明してから原因ごとの対策をする場合に
懸念される、対策遅れに伴う不都合の発生も回避するこ
とができる。

【００１５】また第２発明による無段変速機搭載車の変
速異常対策装置は、前記目標変速状態と実変速状態との
間の変速状態偏差を演算する変速状態偏差演算手段を付
加して具え、前記変速異常検出手段は、該演算した変速
状態偏差が正常時はあり得ないような設定値以上の大き
さになった時をもって、前記変速異常が発生したと判別
するよう構成したことを特徴とするものである。

【００１６】かかる第２発明の構成においては、変速状
態偏差演算手段が上記目標変速状態と実変速状態との間
の変速状態偏差を演算し、変速異常検出手段は、かかる
演算した変速状態偏差が正常時はあり得ないような設定
値以上の大きさになった時をもって、前記変速異常が発
生したと判別する。この場合、目標変速状態と実変速状
態との間の変速状態偏差のみから異常を判別することと
なり、異常検出が容易である。

【００１７】更に第３発明による無段変速機搭載車の変
速異常対策装置は、前記目標変速状態と実変速状態との
間の変速状態偏差を演算する変速状態偏差演算手段、お
よび変速比の変化速度を検出する変速速度検出手段を付
加して具え、これら手段からの信号に応答して前記変速
異常検出手段は、変速状態偏差が小さな領域において該
領域では正常ならあり得ないような高速で変速比が変化
する時をもって、前記変速異常が発生したと判別するよ
う構成したことを特徴とするものである。

【００１８】かかる第３発明の構成においては、変速状
態偏差が小さな領域において該領域では正常ならあり得
ないような高速で変速比が変化する時をもって、前記変
速異常が発生したと判別することから、変速状態偏差が
小さな領域において異常判別を完了することとなり、実
変速状態が目標変速状態から大きくずれてしまってから
異常と判別する場合に較べ、異常の検出を速やかに行っ
て、変速異常対策を迅速なものにすることができる。

【００１９】また第４発明による無段変速機搭載車の変
速異常対策装置は、前記設定変速比を１にしたことを特
徴とするものである。

【００２０】かかる第４発明においては、変速異常対策
の１つである、変速比の固定に際し、変速比が設定変速
比１に固定されることとなり、当該設定変速比によれ
ば、発進も可能であるし、高速走行も可能であり、異常
対策による走行への弊害を最小限にすることができる

【００２１】更に第５発明による無段変速機搭載車の変
速異常対策装置は、前記エンジンの回転数が、高速変速
比側への変速異常を示す低エンジンの回転数域であるの
を検出する高速変速比側変速異常検出手段と、該手段が
高速変速比側への変速異常を検出する時、前記トルクダ
ウン手段によるエンジン出力トルクの低減を中止するト
ルクダウン中止手段とを付加して設けたことを特徴とす
るものである。

【００２２】かかる第５発明の構成においては、エンジ
ンの回転数が、高速変速比側への変速異常を示す低エン
ジンの回転数域であるのを、高速変速比側変速異常検出
手段によって検出される時、トルクダウン中止手段が前
記トルクダウン手段によるエンジン出力トルクの低減を
中止する。

【００２３】よって、高速変速比側変速異常時にトルク
ダウンが行われることがなくなり、高速変速比側変速異
常で車輪駆動トルクが不足している状態にもかかわら
ず、トルクダウンが行われれて走行不能になってしまう
ような事態に至るのを回避することができる。その反
面、逆に低速変速比側への変速異常時は、トルクダウン
手段によるエンジン出力トルクの低減を実行させること
から、当該変速異常時においてエンジンが吹け上がるよ
うな不都合を回避することができる。

【００２４】また第６発明による無段変速機搭載車の変
速異常対策装置は、上記高速変速比側変速異常検出手段
からの信号に応答し、該手段が高速変速比側への変速異
常を検出する時、エンジンおよび無段変速機間における
流体伝動手段を、入出力要素間が直結されたロックアッ
プ状態にするのを禁止するロックアップ禁止手段を付加
して設けたことを特徴とするものである。

【００２５】かかる第６発明の構成では、高速変速比側
への変速異常時においてロックアップ禁止手段が、エン
ジンおよび無段変速機間における流体伝動手段のロック
アップを禁止する。よって、当該変速異常時は車輪駆動
トルクの不足を惹起するが、これを流体伝動手段のトル
ク増大作用により補償し得ることとなり、当該変速異常
時に走行不能になるのを回避することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明一
実施の態様になる変速異常対策装置を具えた車両用のト
ロイダル型無段変速機を例示し、図１は同トロイダル型
無段変速機の縦断側面図、図２は同じくその縦断正面図
である。

【００２７】先ず、トロイダル伝動ユニットを説明する
に、これは原動機であるエンジンＥからの回転を、流体
伝動手段であるトルクコンバータＴ／Ｃを経由して伝達
される入力軸２０を具え、この入力軸は図１に明示する
ように、エンジンＥから遠い端部を変速機ケース２１内
に軸受２２を介して回転自在に支持し、中央部を変速機
ケース２１の中間壁２３内に軸受２４および中空出力軸
２５を介して回転自在に支持する。入力軸２０上には入
出力コーンディスク１，２をそれぞれ回転自在に支持
し、これらコーンディスクを、トロイド曲面１ａ，２ａ
が相互に対向するよう配置する。そして入出力コーンデ
ィスク１，２の対向するトロイド曲面間には、入力軸２
０を挟んでその両側に配置した一対のパワーローラ３を
介在させ、これらパワーローラを入出力コーンディスク
１，２間に挟圧するために、以下の構成を採用する。

【００２８】即ち、入力軸２０の軸受け端部にローディ
ングナット２６を螺合し、該ローディングナットにより
抜け止めして入力軸２０上に回転係合させたカムディス
ク２７と、入力コーンディスク１のトロイド曲面１ａか
ら遠い端面との間にローディングカム２８を介在させ、
このローディングカムを介して入力軸２０からカムディ
スク２７への回転が入力コーンディスク１に伝達される
ようになす。ここで、入力コーンディスク１の回転はパ
ワーローラ３の回転を介して出力コーンディスク２に伝
わり、この伝動中ローディングカム２８は伝達トルクに
比例したスラストを発生して、パワーローラ３を入出力
コーンディスク１，２間に挟圧し、上記の動力伝達を可
能ならしめる。

【００２９】出力コーンディスク２は中空出力軸２５に
楔着し、この軸上に出力歯車２９を一体回転するよう嵌
着することで、出力コーンディスク２の回転を出力歯車
２９およびディファレンシャルギヤ装置Ｄ／Ｇを介して
左右駆動車輪Ｗ_L，Ｗ_Rに伝達可能とする。出力軸２５
は更に、ラジアル兼スラスト軸受３０を介して変速機ケ
ース２１の端蓋３１内に回転自在に支持し、この端蓋３
１内には別にラジアル兼スラスト軸受３２を介して入力
軸２０を回転自在に支持する。ここで、ラジアル兼スラ
スト軸受３０，３２はスペーサ３３を介して相互に接近
し得ないよう突き合わせ、また相互に遠去かる方向へも
相対変位不能になるよう、対応する出力歯車２９および
入力軸２０に対し軸線方向に衝接させる。かくて、ロー
ディングカム２８によって入出力コーンディスク１，２
間に作用するスラストは、スペーサ３３を挟むような内
力となり、変速機ケース２１に作用することがない。

【００３０】各パワーローラ３は図２にも示すように、
トラニオン４１に回転自在に支持し、該トラニオンは各
々、上端を球面継手４２によりアッパリンク４３の両端
に回転自在および揺動自在に、また下端を球面継手４４
によりロアリンク４５の両端に回転自在および揺動自在
に連結する。そして、アッパリンク４３およびロアリン
ク４５は中央を球面継手４６，４７により変速機ケース
２１に上下方向揺動可能に支持し、両トラニオン４１を
相互逆向きに同期して上下動させ得るようにする。

【００３１】かように両トラニオン４１を相互逆向きに
同期して上下動させることにより変速を行う変速制御装
置を、図２に基づき次に説明する。各トラニオン４１に
は、これらを個々に上下方向へストロークさせるための
ピストン６を設け、両ピストン６の両側にそれぞれ上方
室５１，５２および下方室５３，５４を画成する。そし
て両ピストン６を相互逆向きにストローク制御するため
に、変速制御弁５を設置する。ここで、変速制御弁５は
スプール型の内弁体５ａとスリーブ型の外弁体５ｂとを
相互に摺動自在に嵌合して具え、外弁体５ｂを弁外筐５
ｃに摺動自在に嵌合して構成する。

【００３２】上記の変速制御弁５は、入力ポート５ｄを
圧力源５５に接続し、一方の連絡ポート５ｅをピストン
室５１，５４に、また他方の連絡ポート５ｆをピストン
室５２，５３にそれぞれ接続する。そして内弁体５ａ
を、一方のトラニオン４１の下端に固着したプリセスカ
ム７のカム面に、ベルクランク型の変速レバー８を介し
て共働させ、外弁体５ｂを変速アクチュエータとしての
ステップモータ４にラックアンドピニオン型式で駆動係
合させる。

【００３３】変速制御弁５への操作指令は、変速指令値
（アクチュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）に応動
するステップモータ４がラックアンドピニオンを介し外
弁体５ｂにストロークとして与えることとする。この操
作指令で変速制御弁５の外弁体５ｂが内弁体５ａに対し
相対的に中立位置から例えば図２の位置に変位される
時、圧力源５５からの流体圧が室５２，５３に供給され
る一方、他の室５１，５４がドレンされ、また変速制御
弁５の外弁体５ｂが内弁体５ａに対し相対的に中立位置
から逆方向に変位される時、圧力源５５からの流体圧が
室５１，５４に供給される一方、他の室５２，５３がド
レンされ、両トラニオン４１が流体圧でピストン６を介
して図中、対応した上下方向へ相互逆向きに変位される
ものとする。これにより両パワーローラ３は、その回転
軸線Ｏ₁が入出力コーンディスク１，２の回転軸線Ｏ₂
と交差する図示の非変速位置からオフセット（オフセッ
ト量ｙ）されることになり、該オフセットによりパワー
ローラ３は入出力コーンディスク１，２からの首振り分
力で、自己の回転軸線Ｏ₁と直交する首振り軸線Ｏ₃の
周りに傾転（傾転角φ）されて無段変速を行うことがで
きる。

【００３４】かかる変速中、一方のトラニオン４１の下
端に結合したプリセスカム７は、変速リンク８を介し
て、トラニオン４１およびパワーローラ３の上述した上
下動（オフセット量ｙ）および傾転角φを変速制御弁５
の内弁体５ａに機械的にフィードバックされる。そして
上記の無段変速によりステップモータ４への変速指令値
（アクチュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）が達成
される時、上記のプリセスカム７を介した機械的フィー
ドバックが変速制御弁５の内弁体５ａをして、外弁体５
ｂに対し相対的に初期の中立位置に復帰させ、同時に、
両パワーローラ３は、回転軸線Ｏ₁が入出力コーンディ
スク１，２の回転軸線Ｏ₂と交差する図示の非変速位置
に戻ることで、上記変速指令値の達成状態を維持するこ
とができる。

【００３５】なお、パワーローラ傾転角φを目標変速比
に対応した値にすることが制御の狙いであるから、基本
的にプリセスカム７はパワーローラ傾転角φのみをフィ
ードバックすればよいことになるが、ここでパワーロー
ラオフセット量ｙをもフィードバックする理由は、変速
制御が振動的になるのを防止するダンピング効果を与え
て、変速制御のハンチング現象を回避するためである。

【００３６】ステップモータ４への変速指令値（アクチ
ュエータ操作量＝ステップ数ＡＳＴＰ）は変速機コント
ローラ６１によりこれを決定し、これがためコントロー
ラ６１には、エンジンスロットル開度ＴＶＯを検出する
スロットル開度センサ６２からの信号、変速機出力軸２
５の回転数Ｎ_oを検出する出力回転センサ６３からの信
号、変速機入力軸２０の回転数Ｎ_tを検出する入力回転
センサ６４からの信号、およびエンジン回転数Ｎ_eを検
出するエンジン回転センサ６５からの信号をそれぞれ入
力する。コントローラ６１は、これら入力情報をもとに
以下の演算によりステップモータ４への変速指令値（ス
テップ数ＡＳＴＰ）を決定するが、その外にトルクコン
バータＴ／Ｃ（図１参照）の入出力要素間における直結
（ロックアップ）を制御するロックアップ信号Ｌ／Ｕを
適宜出力し、更にエンジン１（図１参照）を運転制御す
るエンジンコントローラ６７へ後述のトルクダウン信号
ＦＬＧ_eを適宜出力するものとする。

【００３７】図３（ａ）〜（ｃ）は、変速機コントロー
ラ６１が例えば１０msec毎の定時割り込みにより実行す
るもので、先ずステップ７１においてスロットル開度Ｔ
ＶＯ、エンジン回転数Ｎ_e、入力軸回転数Ｎ_t、および
出力軸回転数Ｎ_oを読み込み、次のステップ７２で、出
力軸回転数Ｎ_oに定数Ａを掛けて車速ＶＳＰを演算す
る。

【００３８】更にステップ７３〜７９のうち、ステップ
７３，７４，７５，７８においては、上記の読み込み情
報および演算結果をもとに後述の如くに、ステップモー
タ４への変速指令値（指令ステップ数ＡＳＴＰ）を演算
し、本発明における変速異常検出手段を構成するステッ
プ７６では、変速機の変速制御に係わる異常を判別し、
ステップ７９では、当該異常時であるか否かに応じてト
ルクコンバータＴ／Ｃのロックアップ制御を行うものと
する。

【００３９】最後にステップ８０では、ステップ７３，
７４，７５，７８において求めたステップ数ＡＳＴＰを
ステップモータ４に出力することにより、前記の変速制
御を生起させると同時に、ステップ７６での判定結果か
ら得られた、詳しくは後述する信号ＦＬＧ_eおよびＦＬ
Ｇ_fのうち、ＦＬＧ_eをエンジンコントローラ６７およ
びステップ７９でのロックアップ制御部に出力し、ＦＬ
Ｇ_fをステップ７３での基準操作量計算部およびステッ
プ７７でのステップモータ制御部に出力する。

【００４０】以後ステップ７３〜７９を順次詳述する
に、ステップ７３は、トルクシフトを考慮しないステッ
プモータ４の基準操作量（基準ステップ数）ＦＳＴＰ
を、図４の制御プログラムにより算出するものである。
ここで、トルクシフトはトロイダル型無段変速機に特有
の外乱で、パワーローラ３を支持するトラニオン４１の
変形を主たる原因として、更にガタが加わって生じた、
パワーローラ３とトラニオン４１との間におけるオフセ
ット方向相対変位に起因して、変速制御弁５が中立位置
に復帰した変速終了時も、実変速比が目標値からずれる
現象のことである。

【００４１】このトルクシフトを考慮しないステップモ
ータ４の基準操作量（基準ステップ数）ＦＳＴＰを求め
るに際しては、先ず図４におけるステップ８１で、図５
に例示する予定の変速マップを基に、車速ＶＳＰおよび
スロットル開度ＴＶＯから目標とすべき入力軸回転数Ｎ
_t ^*を検索し、これを変数ＤＳＲＲＥＶにセットする。
ここで目標とすべき入力軸回転数Ｎ_t ^*は、本発明にお
ける目標変速状態に相当する。次いでステップ８２にお
いて、詳しくは図１２および図１３につき後述するフェ
ールフラグＦＬＧ_fから、これが１の変速異常時か、０
の正常時かを判定する。

【００４２】正常時ならステップ８３において、ステッ
プ８１における目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶを出力軸回
転数Ｎ_oで除算し、目標変速比ＲＴＯを求める。そして
ステップ８４で、図６に例示した特性に対応するテーブ
ルデータを基に、上記目標変速比ＲＴＯに対応するステ
ップモータ４の基準操作量（基準ステップ数）ＦＳＴＰ
を検索して求める。

【００４３】ところで変速異常時なら、本発明における
変速比固定手段に対応したステップ８５で、目標変速比
ＲＴＯに当該変速異常時用の固定値ＲＴＯ₁をセットす
る。ここで変速異常時用の固定値ＲＴＯ₁は、慎重な発
進操作を行えば車両の発進も可能であるし、且つ高速道
路上での走行も可能な変速比とするのが良く、本例では
変速機入出力軸回転数が同じになる１とした。

【００４４】図３（ｂ）におけるステップ７４は、前記
のトルクシフトに起因した変速制御への影響をなくすた
めのステップモータ４のトルクシフト補償操作量（トル
クシフト補償ステップ数）ＴＳ１を図７の制御プログラ
ムにより算出するものである。図７におけるステップ８
６では、スロットル開度ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎ
_eから、図８に例示するエンジン性能線図に対応したマ
ップを基に、エンジントルクＴ_eを検索して求める。次
のステップ８７では、図９に例示するトルクコンバータ
の性能線図を基に、エンジン回転数（トルクコンバータ
入力回転数）Ｎ _eに対する変速機入力軸回転数（トルク
コンバータ出力回転数）Ｎ_tの比で表されるトルクコン
バータ速度比ｅから、トルクコンバータのトルク比ｔｒ
ｔｏを検索して、これをＴＲＴＯにセットする。

【００４５】そして次のステップ８８では、上記トルク
コンバータトルク比ＴＲＴＯに、ステップ８５で求めた
エンジントルクＴ_eを掛けて求め得る変速機入力軸トル
ク（トルクコンバータ出力トルク）Ｔ_tと、前記目標変
速比ＲＴＯとから、図１０に例示するトルクシフト（Ｔ
Ｓ）発生特性に対応したマップをもとに、トルクシフト
ＴＳを検索すると共に、該トルクシフトを補償するため
に必要なステップモータ４のトルクシフト補償ステップ
数ＴＳ1 を検索により求める。

【００４６】図３（ｂ）におけるステップ７５は、前記
目標入力軸回転数Ｎ_t ^*と実入力軸回転数Ｎ_tとの間の
入力回転偏差、つまり目標変速状態と実変速状態との間
の変速状態偏差に基づき、該偏差をなくすのに必要なス
テップモータ４のフィードバック操作量ＦＢＳＴＰを、
図１１の制御プログラムにより算出するものである。図
１１のステップ９１は、本発明における変速状態偏差演
算手段を成し、このステップ９１では、目標入力軸回転
数Ｎ_t ^*と実入力軸回転数Ｎ_tとの間の入力回転偏差Ｎ
_errを演算する。そして次のステップ９２では、当該入
力回転偏差Ｎ_er _rの積分値Ｎ_iを求める。

【００４７】そしてステップ９３で、スロットル開度Ｔ
ＶＯおよび車速ＶＳＰから決定した比例制御定数Ｋ_pを
上記の入力回転偏差Ｎ_errに掛けて、比例制御分のステ
ップモータフィードバック操作量ＦＢ_pを求め、次のス
テップ９４で、スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰ
から決定した積分制御定数Ｋ_iを上記の入力回転偏差積
分値Ｎ_iに掛けて、積分制御分のステップモータフィー
ドバック操作量ＦＢ_iを求める。次いでステップ９５に
おいて、上記の操作量ＦＢ_pおよびＦＢ_iを加算し、ス
テップモータ４のフィードバック操作量ＦＢＳＴＰを求
める。

【００４８】図３（ｂ）におけるステップ７６は、本発
明における変速異常検出手段に相当し、トロイダル型無
段変速機が変速制御に関する故障を生じた場合、図１２
の制御プログラムによりこれを変速異常と判別するもの
である。つまり、先ずステップ１１１において入力回転
偏差Ｎ_errの絶対値｜Ｎ_err｜が、正常な変速制御がな
されていればあり得ないような設定値Ｎ_f以上である時
をもって、故障が発生した異常時と判別する。ステップ
１１１で、｜Ｎ_err｜＜Ｎ_fの正常時であると判別した
場合、このことを示すようにステップ１１２でフェール
フラグＦＬＧ_fを０にリセットし、｜Ｎ_err｜≧Ｎ_fの
異常時であると判別した場合、このことを示すようにス
テップ１１３でフェールフラグＦＬＧ_fを１にセットす
る。

【００４９】異常時であると判別している間は更に、ス
テップ１１４〜１１７で以下の処理を行う。ステップ１
１４では、エンジン回転数Ｎ_e（入力軸回転数Ｎ_tでも
よい）がヒステリシスを越えて上方設定値Ｎ_FH以上にな
った変速異常か否か、つまり低速変速比側への変速異常
であるか否かを判定し、低速変速比側への変速異常であ
るとき、本発明におけるトルクダウン手段を成すステッ
プ１１６でエンジントルク制御フラグＦＬＧ_eを１にセ
ットする。本発明における高速変速比側変速異常検出手
段に対応したステップ１１５では、エンジン回転数Ｎ_e
がヒステリシスを越えて下方設定値Ｎ_FL未満になった異
常であると判別するときは、つまり高速変速比側への変
速異常であると判別するときは、本発明におけるトルク
ダウン中止手段を成すステップ１１７でエンジントルク
制御フラグＦＬＧ_eを０にリセットする。

【００５０】エンジン回転数Ｎ_eが上方設定値Ｎ_FH以上
になるということは、上記の異常が低速側変速比になる
変速異常であるから、このことを示すように上記の通り
１にセットされたエンジントルク制御フラグＦＬＧ
_eを、図２に示すごとくエンジンコントローラ６７に伝
送し、該エンジンコントローラ６７を介してエンジンＥ
のトルクを低下させ、これにより、車輪駆動トルクが上
記の変速異常で過大になって、エンジンが吹け上がると
いった弊害を回避する。逆に、エンジン回転数Ｎ_eが下
方設定値Ｎ_FL未満になるということは、上記の異常が高
速側変速比になる変速異常であるから、このことを示す
ように上記の通りエンジントルク制御フラグＦＬＧ_eを
０にリセットすることで、エンジンコントローラ６７に
対するエンジントルク制御フラグＦＬＧ_eの伝送、つま
りエンジンＥのトルクダウンを中止し、これにより、上
記の変速異常で車輪駆動トルクが不足するのに、更にエ
ンジンＥのトルクダウンがなされて、走行不能になると
いった弊害を回避する。

【００５１】なお、異常判別は上記に代えて図１３に示
すプログラムにより、入力軸回転数偏差Ｎ_errが小さい
にもかかわらず、変速比の変化速度が速い時をもって故
障が発生した変速異常時と判別することもできる。但し
図１３において、図１２におけると同様の処理を行うス
テップは同一符号にて示すにとどめ、重複説明を省略し
た。

【００５２】図１３のステップ１１８では、入力軸回転
数偏差Ｎ_errが、目標入力軸回転数Ｎ_t ^*に応じて定め
た設定値Ｎ_f1未満か否かを判定し、Ｎ_err＜Ｎ_f1と判定
する時、本発明における変速速度検出手段に相当するス
テップ１１９において、入出力軸回転数Ｎ_i，Ｎ_oの比
で表される変速比ｉ＝Ｎ_i／Ｎ_oを演算すると共に、該
演算の１周期間における変速比ｉの変化量から変速比変
化速度（ｄ／ｄｔ）ｉを求めた後、ステップ１２０で、
この変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉが変速比ｉおよび入
力軸回転数Ｎ_tを基に決定した設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ
_S以上の高速である時をもって異常時と判別する。な
お、上記変速比ｉおよび変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ
の代わりに、パワーローラ傾転角φおよびその変化速度
（ｄ／ｄｔ）φを同様の考え方によりモニタしてもよい
ことは言うまでもない。

【００５３】ここで、ステップ１１８における設定入力
軸回転数偏差Ｎ_f1は、変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉか
ら異常の発生を検知し得なくなる入力軸回転数偏差域の
下限値とし、また設定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S
は、変速異常時に現れる変速比変化速度の下限値とす
る。ところで設定変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_Sを上
記のように、変速比ｉおよび入力軸回転数Ｎ_tを基に決
定する理由を次に説明する。

【００５４】変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉを表すパワ
ーローラ傾転角φの変化速度（ｄ／ｄｔ）φは、本願出
願人の発行になる「公開技報ＹＰ０−９１００１７」に
も記載されているが、前記パワーローラオフセット量ｙ
と、パワーローラ傾転角φ（変速比ｉ）と、パワーロー
ラ回転速度（入力軸回転数Ｎ_t）との関数で近似的に表
されることが知られている。従って当該近似式におい
て、パワーローラオフセット量ｙが所定値となる時の傾
転角変化速度（ｄ／ｄｔ）φ、つまり変速比変化速度
（ｄ／ｄｔ）ｉを、変速比ｉおよび入力軸回転数Ｎ_tか
ら求めて、これを上記の設定変速比変化速度（ｄ／ｄ
ｔ）ｉ_Sにすればよいことが判る。これが、設定変速比
変化速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_Sを変速比ｉおよび入力軸回転
数Ｎ_tを基に決定する理由である。

【００５５】図１４のタイムチャートにより、入力軸回
転数偏差Ｎ_errが小さいにもかかわらず、変速比の変化
速度（ｄ／ｄｔ）ｉが速い時をもって故障が発生した異
常時と判別し得ることを次に説明する。図１４は、瞬時
ｔ₀にスロットル開度ＴＶＯを０／８開度から４／８開
度へとステップ状に変化させた結果、目標入力軸回転数
Ｎ_t ^*も同図（ａ），（ｂ）に実線で示すごとくステッ
プ状に変化した場合における変速比ｉの時系列変化状況
を示す。

【００５６】図１４（ａ）は、変速が正常に行われてい
る場合のタイムチャートで、変速比ｉの正常な時系列変
化に呼応して入力軸回転数Ｎ_tは１点鎖線で示すように
目標入力軸回転数Ｎ_t ^*に一致する。ここで、入力回転
偏差Ｎ_errが設定偏差Ｎ_f1（図１３のステップ１１８参
照）未満になった瞬時ｔ₂における変速比ｉの演算周期
Δｔ₁中の変化量、つまり変速比変化速度（ｄ／ｄｔ）
ｉ_Cは設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S未満である。ところ
で、変速が正常に行われない場合は同図（ｂ）に示すよ
うに、（ａ）における１点鎖線で示す入力軸回転変化お
よび変速比変化を移記した２点鎖線との比較から明らか
な如く、入力軸回転数Ｎ_tが１点鎖線で示すように目標
入力軸回転数Ｎ_t ^*を横切るような変速比ｉの時系列変
化を惹起する。かかる異常時において、入力回転偏差Ｎ
_errが設定偏差Ｎ_f1未満になった瞬時ｔ₁における変速
比ｉの演算周期Δｔ₁中の変化量、つまり変速比変化速
度（ｄ／ｄｔ）ｉ_fは設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S以上と
なる。よって、入力軸回転数偏差Ｎ_errが設定偏差Ｎ_f1
より小さいにもかかわらず、変速比の変化速度（ｄ／ｄ
ｔ）ｉが設定速度（ｄ／ｄｔ）ｉ_S以上となる時をもっ
て故障が発生した異常時と判別することができる。

【００５７】なお、図１２の異常判別方式によれば、モ
ニタ対象が入力回転偏差Ｎ_errのみで、異常判別が容易
であり、図１３の異常判別によれば、入力回転偏差Ｎ
_errが小さいうちから異常を判別し得ることとなり、入
力回転偏差Ｎ_errが大きくなって初めて異常であると判
別する場合に較べ、異常対策を速やか、且つ的確に実施
することができる。

【００５８】図３（ｂ）におけるステップ７８は、ステ
ップモータ４の制御を図１５のプログラムに沿って行う
ものである。図１５のステップ１３０では、図１２およ
び図１３における変速異常判定結果であるフェールフラ
グＦＬＧ_fから、これが１の変速異常時か、０の正常時
かをチェックする。正常時ならステップ１３１で、ステ
ップ１３４，１３５における１演算サイクルのモータス
テップ数変更量（変速速度を決定する変速指令値変更
量）ＤＳＴＰを、正常時用の設定値ＤＳＴＰ_nに決定す
る。変速異常時なら、ステップ１３２で、１演算サイク
ルのモータステップ数変更量ＤＳＴＰを、異常時用の設
定値ＤＳＴＰ_fに決定する。ここで、異常時用の設定値
ＤＳＴＰ_fは正常時用の設定値ＤＳＴＰ_nよりも小さい
ものとし、これにより１演算サイクル当たりの変速指令
値変化量、つまり変速速度を、変速異常時は正常時に較
べて低下させる。よってステップ１３２は、本発明にお
ける変速速度低下手段を構成する。

【００５９】制御は、ステップ１３１または１３２から
ステップ１３３に進み、ここで前記基準操作量ＦＳＴＰ
と、トルクシフト補償操作量ＴＳ１と、フィードバック
操作量ＦＢＳＴＰとを合算し、ステップモータ４の目標
ステップ数ＤＳＲＳＴＰを求める。次いでステップ１３
４において、この目標ステップ数ＤＳＲＳＴＰに対して
現在のステップ数指令値ＡＳＴＰが大き過ぎるのか、不
足しているのかを判定する。

【００６０】ステップ数指令値ＡＳＴＰが大き過ぎてい
る間、ステップ１３５で、ステップ数指令値ＡＳＴＰ
を、ステップ１３１または１３２により上記のごとくに
決定した設定値ＤＳＴＰづつ低下させ、ステップ１３６
おいてステップ数指令値ＡＳＴＰが目標ステップ数ＤＳ
ＲＳＴＰに達したと判定するまで、当該ステップ数指令
値ＡＳＴＰの低下を継続する。逆にステップ１３４で、
ステップ数指令値ＡＳＴＰが小さ過ぎると判定する間、
ステップ１３７で、ステップ数指令値ＡＳＴＰを上記の
設定値ＤＳＴＰづつ増加させ、ステップ１３８において
ステップ数指令値ＡＳＴＰが目標ステップ数ＤＳＲＳＴ
Ｐに達したと判定するまで、当該ステップ数指令値ＡＳ
ＴＰの増加を継続する。以上によりステップ数指令値Ａ
ＳＴＰが目標ステップ数ＤＳＲＳＴＰに達したところ
で、制御はステップ１３６または１３８からステップ１
３９に進み、ここでステップ数指令値ＡＳＴＰを目標ス
テップ数ＤＳＲＳＴＰに一致させる。

【００６１】かくして、ステップモータ４は最終的に目
標ステップ数ＤＳＲＳＴＰだけ操作され、トロイダル型
無段変速機の変速比を前記の変速制御により、トルクシ
フトやその他の外乱に影響されることなく図５の変速マ
ップに沿った変速比に持ち来すことができる。

【００６２】ところで図４につき前述したように、フェ
ールフラグＦＬＧ_fが１であると判定する変速異常時
は、ステップ８５で目標変速比ＲＴＯを、入出力軸回転
数が同じになる１に固定する構成であるから、加えて図
１５につき前述したように、フェールフラグＦＬＧ_fが
１であると判定する変速異常時は、ステップ１３２で、
変速速度を決定する１演算サイクル当たりの変速指令値
変化量ＤＳＴＰを、正常時のＤＳＴＰ_nよりも小さなＤ
ＳＴＰ _fに決定し、変速速度を変速異常時に低下させる
構成であるから、更に、図１２および図１３につき前述
したように、変速異常が低速変速比側への変速異常であ
る時はステップ１１６で、エンジン出力トルクを低下さ
せる構成にしたこととも相俟って、変速異常時は、当該
変速異常の発生原因にかかわらず、全ての異常対策が同
時になされることとなり、確実且つ速やかに変速異常に
対処することができるし、原因を究明してから原因ごと
の対策をする場合に懸念される、対策遅れに伴う不都合
の発生も回避することができる。

【００６３】そして、変速異常時に上記のごとく変速比
を１に固定することで、慎重な操作であれば車両を発進
させることができるし、高速道路での走行も可能ならし
め、異常対策によっても走行への支承を最小限に止める
ことができる。

【００６４】更に、図１２および図１３につき前述した
ように、変速異常が高速変速比側への変速異常である時
はステップ１１７で、エンジン出力トルクを低下させる
上記の対策を行わないことにしたから、当該変速異常が
車輪駆動力を不足気味にするにもかかわらず、エンジン
出力トルクが低下されて走行不能に陥るといった弊害を
回避することができる。

【００６５】図３（ｂ）における最後のステップ７９
は、図１２または図１３の異常判定結果に応じ、図１６
のごとくにトルクコンバータＴ／Ｃ（図１参照）のロッ
クアップ制御を行うものである。図１６のステップ１４
１では、高速変速比側への異常発生を判別して、エンジ
ントルク制御フラグＦＬＧ_eが０にされているか否かを
チェックする。このエンジントルク制御フラグＦＬＧ_e
が０であるとき、つまり前記したように高速側変速比に
なるような異常時は、本発明におけるロックアップ禁止
手段を成すステップ１４２において、ロックアップ信号
Ｌ／ＵをＯＦＦしてトルクコンバータを、入出力要素間
が直結されないコンバータ状態に保持し、これにより、
当該変速異常で車輪駆動トルクが不足気味になるにもか
かわらず、トルクコンバータＴ／Ｃのロックアップ状態
で更にトルク不足になって走行不能に至ることのないよ
うにする。そして、エンジントルク制御フラグＦＬＧ_e
が０以外であるときは、トルク不足の懸念はないから、
ステップ１４３で、トルクコンバータを通常通りにロッ
クアップ制御すべく、ロックアップ信号Ｌ／Ｕを決定す
ることとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態になる変速異常対策装置
を具えたトロイダル型無段変速機を例示する縦断側面図
である。

【図２】同トロイダル型無段変速機を、その変速制御シ
ステムと共に示す縦断正面図である。

【図３】同例におけるコントローラが実行する変速制御
プログラムで、（ａ）は、信号計測処理のフローチャー
ト、（ｂ）は、変速制御処理のフローチャート、（ｃ）
は、信号出力処理のフローチャートである。

【図４】図３（ｂ）におけるステップモータ基準操作量
の演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図５】トロイダル型無段変速機の変速マップを例示す
る線図である。

【図６】目標変速比に対するステップモータ基準操作量
の特性を示す線図である。

【図７】図３（ｂ）におけるトルクシフト補償操作量の
演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図８】エンジンの性能曲線を例示する特性線図であ
る。

【図９】トルクコンバータの性能曲線を例示する特性線
図である。

【図１０】トロイダル型無段変速機におけるトルクシフ
トの発生状況、および該トルクシフトによる変速制御へ
の影響をなくすのに必要なステップモータのトルクシフ
ト補償操作量を示す線図である。

【図１１】図３（ｂ）におけるフィードバック操作量の
演算処理ステップを具体的に示すフローチャートであ
る。

【図１２】図３（ｂ）における変速制御異常判定処理の
ステップを具体的に示すフローチャートである。

【図１３】同じく変速制御異常判定処理のステップに係
わる他の例を具体的に示すフローチャートである。

【図１４】図１３の動作説明に用いた、正常時と異常時
との間における変速比変化速度の違いを示す動作タイム
チャートで、（ａ）は、変速制御が正常である場合の動
作タイムチャート、（ｂ）は、変速制御が異常である場
合の動作タイムチャートである。

【図１５】図３（ｂ）におけるステップモータの制御処
理ステップを具体的に示すフローチャートである。

【図１６】図３（ｂ）におけるトルクコンバータのロッ
クアップ制御処理ステップを具体的に示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

Ｅエンジン T/C トルクコンバータ D/G ディファレンシャルギヤ装置Ｗ_L左駆動車輪Ｗ_R右駆動車輪１入力コーンディスク２出力コーンディスク３パワーローラ４ステップモータ（変速アクチュエータ）５変速制御弁６ピストン７プリセスカム８変速リンク 20 入力軸 28 ローディングカム 41 トラニオン 61 変速機コントローラ 62 スロットル開度センサ 63 出力回転センサ 64 入力回転センサ 65 エンジン回転センサ 67 エンジンコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｆ１６Ｈ 59:68

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標変速状態に応じた変速指令値に応動
する変速アクチュエータで変速制御弁を操作することに
より、実変速状態が前記目標変速状態に向けて変化する
よう構成した無段変速機を搭載し、この無段変速機を経
てエンジン動力を車輪に伝達される車両において、無段変速機が異常な変速を行うようになったのを検出す
る変速異常検出手段と、該手段からの信号にそれぞれ応答して変速異常検出時
に、前記エンジンの出力トルクを減ずるトルクダウン手段
と、前記変速指令値を設定変速比対応の値に固定する変速比
固定手段と、変速指令値を設定変速比対応の値にする速度を低下させ
る変速速度低下手段とを具備することを特徴とする無段
変速機搭載車の変速異常対策装置。
【請求項２】請求項１において、前記目標変速状態と
実変速状態との間の変速状態偏差を演算する変速状態偏
差演算手段を付加して具え、前記変速異常検出手段は、該演算した変速状態偏差が正
常時はあり得ないような設定値以上の大きさになった時
をもって、前記変速異常が発生したと判別するよう構成
したことを特徴とする無段変速機搭載車の変速異常対策
装置。
【請求項３】請求項１において、前記目標変速状態と
実変速状態との間の変速状態偏差を演算する変速状態偏
差演算手段、および変速比の変化速度を検出する変速速
度検出手段を付加して具え、これら手段からの信号に応答して前記変速異常検出手段
は、変速状態偏差が小さな領域において該領域では正常
ならあり得ないような高速で変速比が変化する時をもっ
て、前記変速異常が発生したと判別するよう構成したこ
とを特徴とする無段変速機搭載車の変速異常対策装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項におい
て、前記設定変速比が１であることを特徴とする無段変
速機搭載車の変速異常対策装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項におい
て、前記エンジンの回転数が、高速変速比側への変速異
常を示す低エンジンの回転数域であるのを検出する高速
変速比側変速異常検出手段と、該手段が高速変速比側へ
の変速異常を検出する時、前記トルクダウン手段による
エンジン出力トルクの低減を中止するトルクダウン中止
手段とを付加して設けたことを特徴とする無段変速機搭
載車の変速異常対策装置。
【請求項６】請求項５において、前記高速変速比側変
速異常検出手段からの信号に応答し、該手段が高速変速
比側への変速異常を検出する時、エンジンおよび無段変
速機間における流体伝動手段を、入出力要素間が直結さ
れたロックアップ状態にするのを禁止するロックアップ
禁止手段を付加して設けたことを特徴とする無段変速機
搭載車の変速異常対策装置。