JPH10252879A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードバック制御とフィードフォワード制
御の併用制御と、フィードフォワード制御の単独制御の
切り替えを円滑に行なうこと。 【解決手段】 入力または出力回転数が所定の第一回転
数より高い回転数であって、かつフィードバック制御装
置が発する指令値を用いない制御を行っている場合は、
フィードバック制御装置が用いる積分器の値を一旦０と
した後に、フィードフォワード制御装置による指令値に
フィードバック制御装置による指令値を合成した値を用
いる制御に切り替え、入力または出力回転数が前記第一
回転数未満の値である所定の第二回転数より低い回転数
であって、かつフィードフォワード制御装置による指令
値にフィードバック制御装置による指令値を合成した値
を用いる制御を行っている場合は、フィードフォワード
制御の指令値のみを用いる制御に切り替えるよう構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、トロイダル型無
段変速機やＶベルト式無段変速機に代表される自動車用
無段変速機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 無段変速機をトロイダル型無段変速機
について説明するに、このトロイダル型無段変速機は通
常、例えば特開昭５８−５４２６２号公報や、特開平３
−２８８０６２号公報に記載の如くに、また図１０、図
１１に略図するように構成する。この図１０、図１１に
おけるトロイダル型無段変速機は、同軸配置した入力コ
ーンディスク１、出力コーンディスク２と、これら入出
力コーンディスク１、２間で摩擦係合により動力の受け
渡しを行うパワーローラ３とよりなるトロイダル伝動ユ
ニット、および後述の如き変速制御装置を備える。パワ
ーローラ３は、変速機入力トルクに応じたスラストで入
出力コーンディスク１、２間に挟圧され、パワーローラ
３と、入出力コーンディスク１、２との間の油膜のせん
断によって、パワーローラ３と、入出カコーンディスク
１、２での動力伝達を行う。つまり、入力コーンディス
ク１の回転は上記油膜のせん断によってパワーローラ３
に伝達され、次いでパワーローラ３の回転が上記油膜の
せん断によって出力コーンディスク２に伝達され、逆に
出力コーンディスク２から入力コーンディスク１への動
力伝達もパワーローラ３を介して同様になされる。

【０００３】ここで変速制御装置を説明するに、これは
アクチエータ（以下、ステップモータと言う）４を有
し、該ステップモータ４は、目標変速比に対応した変速
指令値（ステップ数）を与えられて対応位置に駆動さ
れ、変速制御弁５の内外弁体５ａ、５ｂのうち、外弁体
５ｂを内弁体５ａに対し相対的に中立位置から変位され
て変速制御弁５を開く。これにより、変速制御弁５への
入力油圧がピストン６の一側における室に供給され、他
例の室がドレンされることから、ピストン６はパワーロ
ーラ３を流体圧で図中上下方向へ変位させる。これによ
りパワーローラ３は入出力コーンディスク１、２からの
分力で自己の回転軸線Ｏ₁ と交差する図示位置から対応
方向にオフセットされ、該オフセットｙによりパワーロ
ーラ３は入出力コーンディスク１、２からの分力で自己
の回転軸Ｏ₁ と直交する首振り軸Ｏ₃の周りに傾転φさ
れ、入出力コーンディスク１、２に対するパワーローラ
３の摩擦接触円弧半形が連続的に変化することで無段変
速を行うことができる。

【０００４】かかる無段変速により上記の変速指令値
（目標変速比）に対応したパワーローラ目標傾転角度が
達成される時、パワーローラ３のオフセットｙおよび傾
転φをプリセスカム７および変速リンク８を介してフィ
ードバックされる変速制御弁５の内弁体５ａは、外弁体
５ｂに対し相対的に追従変位ｘして初期の中立位置に復
帰し、同時に、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
位置に戻ることで、上記変速指令値（目標変速比）に対
応したパワーローラ目標傾転角の達成状態を維持するこ
とができる。

【０００５】パワーローラオフセットｙおよび傾転φの
関係は以下の式により近似的に与えられることが知られ
ている。

【数１】 従って、トロイダル型無段変速機のパワーローラ３は、
上記オフセット量ｙを与えられることで傾転φを生起
し、またオフセットｙを与えるための機構に傾転角度φ
をフィードバックすれば、上記の変速制御がなされるこ
とがわかる。ここで、オフセットｙを与える機構が、実
際にオフセットｙを生起せしめるまでに微分方程式で表
される遅れを伴う場合には、数１の特性より、傾転角度
φおよびオフセットｙを共にフィードバックすること
が、ハンチングを生じない安定的な変速制御を行うため
に必要である。違って、微分方程式で表される遅れを伴
う油圧動作によりオフセットｙを生起せしめる機構で構
成される図１１においては、プリセスカム７および変速
リンク８を用い、傾転角度φおよびオフセットｙをフィ
ードバックする機械的フィードバック系を備えるもので
ある。

【０００６】しかし、上記のトロイダル型無段変速機を
始めとする無段変速機においては、構成部品が、上記の
機械的フィードバック系の経路長変化を伴う変形を生じ
ることがあり、所望の変速比とは異なる変速比に制御さ
れることがある。図１０、図１１のトロイダル型無段変
速機においては、パワーローラ３を回転自在に支持する
部材が入出力コーンディスク１、２間に動力を伝達する
ときに発生するＯ₃ 軸方向に加わる加重により生じる変
形などがある。

【０００７】パワーローラ３支持部材の変形はプリセス
カム７のｙ軸方向における変位を伴い、上記機械的フィ
ードバック系の経路長変化をもたらす。この機械的フィ
ードバック系の経路長変化は、変速リンク８を介して変
速制御弁５の内弁体５ａに伝達され、変速制御弁５が中
立位置に戻って変速が終了した時のパワーローラ３傾転
角（実変速状態）が変速指令値に対応した目標傾転角
（目標変速状態）に対し誤差を持ったものとなり、変速
制御精度の低下を招く。このように、無段変速機の伝達
トルクに応じた構成部品の変形で、機械的フィードバッ
ク系が実変速状態を目標変速状態に一致させることがで
きなくなる現象は、トルクシフトと俗称される。この問
題は、目標変速状態に対する実変速状態の偏差に基づく
ＰＩ（Ｐ：比例、Ｉ：積分）制御および、機械的フィー
ドバック機構の変形を見越した所定のフィードフォワー
ド制御によりステップモータ４への変速指令値を決定す
ることにより解決できることを、本出願入は特願平７−
１３７８８５号として出願済みである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、図１
２に従来例として示す特願平７−１３７８８５号として
出願した発明を電子的手段により実施する場合には、以
下の問題点があることが判明した。実変速状態をフィー
ドバックするためには実変速状態を検知することが必要
である。実変速状態は、入力コーンディスク１の回転数
および出力コーンディスク２の回転数の比を用いて検知
することが簡便であるが、回転数を検知する手段として
一般に用いられる単位時間あたりの発生パルスの個数を
計数する周波数計測の手法では、特願平７−２０４３０
９号に本出願人が記載したごとく、低回転において検出
精度が著しく低下するなどの問題がある。

【０００９】また、発生パルスの時間間隔を計測する周
期計測の手法では、制御に必要な所定の時間以内にパル
スが発生しないという問題により低回転での回転計測が
不正となることは本出願人が特願平７−１１０６０９号
などとして指摘したものである。そのため本出願人は、
特願平７−２０４３０９号として、特に回転数検知の精
度が低下し、周期計測の手法を用いた場合には計測が不
正となる低回転状態においては、予め定められた所定の
ステップモータ４への変速指令値を発するフィードフォ
ワード制御を用い、回転数検知精度が向上する回転数に
なった場合には、フィードバック制御を行い、さらに両
者の切り替えを円滑にするために、フィードフォワード
指令値の学習を行うとの発明を行ったものである。特願
平７−１３７８８５号の発明の問題点であると指摘した
低回転における計測精度の低下もまた、特願平７−２０
４３０９号の発明を適用し、フィードバック制御からフ
ィードフォワード制御への切り替えを行い解決されるこ
とが期待されるが、特願平７−１３７８８５号はフィー
ドフォワード制御とフィードバック制御を併用し、かつ
積分器を使用するものであるから、積分器を含まない単
純フィードバック制御からフィードフォワード制御へ切
り替える場合のフィードフォワード指令値の学習を行う
特願平７−２０４３０９号の発明を適用しても問題は解
決されないのである。すなわち、目標変速状態と実変速
状態が正確に一致することが保証されないフィードフォ
ワード制御を適用している間は、自ずと偏差が生じるも
のであるが、フィードバック制御に用いる積分器は、目
標変速状態と実変速状態の偏差を積分するものであるか
ら、例え僅かな偏差であれこれを一定時間積分すると無
視できない値となり円滑な切り替えを行うことができな
い。従って、積分器を構成に含まない特願平７−２０４
３０９号の発明では、積分器を含む特願平７−１３７８
８５号の発明の問題を解決するものではないのである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本発明はかかる問題を
解決することを目的とするものである。すなわち、回転
数計測精度が低下する低回転においては、フィードフォ
ワード制御を適用し、十分な回転数計測精度が得られる
回転領域においては積分器を用いたフィードバック制御
と機械的フィードバック機構の変形を見越したフィード
フォワード制御を併用することで、高精度な変速制御性
能を達成する制御手法において、積分器を使用するフィ
ードバック制御およびフィードフォワード制御の併用か
らフィードフォワード制御単独に切り替える場合、およ
びその逆の切り替えにおいて円滑に切り替えを行うため
に、請求項１記載の無段変速機の制御装置は、目標変速
状態に対応した予定の値を用いるフィードフォワード制
御装置と、目標変速状態および実変速状態間における変
速状態偏差、および変速状態偏差を積分する積分器の値
に応じた指令値を発するフィードバック制御装置を備
え、該フィードフォワード制御装置と該フィードバック
制御装置が発する指令値によりアクチエータを駆動し無
段変速機の変速動作を行う無段変速機の制御装置におい
て、入力または出力回転数が所定の第一回転数より高い
回転数であって、かつ該フィードバック制御装置が発す
る指令値を用いない制御を行っている場合は、該フィー
ドバック制御装置が用いる積分器の値を一旦０とした後
に、該フィードフォワード制御装置による指令値に該フ
ィードバック制御装置による指令値を合成した値を用い
る制御に切り替え、入力または出力回転数が前記第一回
転数未満の値である所定の第二回転数より低い回転数で
あって、かつ該フィードフォワード制御装置による指令
値に該フィードバック制御装置による指令値を合成した
値を用いる制御を行っている場合は、該フィードフォワ
ード制御の指令値のみを用いる制御に切り替えることを
特徴とするものである。フィードフォワード単独制御
（以下にこれを単独制御と呼ぶ）を適用している場合に
おいては、フィードバック制御およびフィードフォワー
ド制御併用（以下にこれを併用制御と呼ぶ）に用いる積
分器の値を０とすることで円滑に切り替えを行える事を
以下に説明する。特願平７−１３７８８５号に記載した
フィードフォワード制御の指令値をフィードバック制御
の指令値により学習する併用制御では、フィードフォワ
ード制御の学習が正しくなされているならば、目標変速
状態と実変速状態が一致し、かつ積分器の出力が０とな
るのである。すなわちフィードバック制御の出力値が無
くなり、フィードフォワード制御の出力値のみがステッ
プモータ４に与えられるることを意味するのであるか
ら、逆に単独制御から併用制御へ切り替える場合に積分
器の出力が０であれば、その切り替えにおいて指令値の
変動は無く、従ってフィードフォワード単独制御からフ
ィーバック併用制御への円滑な切り替えが実現されるの
である。以上の作用は、単独制御から併用制御に切り替
える第一回転数において用いられる変速状態を達成する
フィードフォワード制御値が正しく学習されていること
が前提となる。ここで、第一回転数は併用制御から単独
制御に切り替える第二回転数より高い回転数である。従
って第一回転数においては併用制御が用いられる状態も
発生し、この時に学習が行われるのである。また、第一
回転数と第二回転数を用いることにより切り替え時のチ
ャタリング現象を回避するという作用も得られる。

【００１１】請求項２記載の無段変速機の制御装置は、
請求項１記載の無段変速機の制御装置の構成および作用
に加え、請求項１記載の無段変速機の制御装置の条件に
より該フィードフォワード制御装置が発する指令値のみ
を用いる制御から、該フィードフォワード制御装置によ
る指令値および該フィードバック制御装置による指令値
を合成した値を用いる制御に切り替えるにあたり、指令
値に前記フィードフォワード指令値を、前記フィードバ
ック制御が発する指令値を用いた値に修正するフィード
フォワード学習を行うことを特徴とするものである。第
一回転数においては前述のごとくフィードフォワード値
が学習されるため、円滑な切り替えが行えるが、第二回
転数においてはフィードフォワード値が学習されていな
いため、切り替えの瞬間にこれを行うものである。

【００１２】請求項３記載の無段変速機の制御装置は、
請求項１または請求項２記載の無段変速機の制御装置の
構成および作用に加え、単独制御と併用制御の切り替え
を行うにあたり、フィードフォワード指令値にローパス
フィルタを適用した値を該アクチエータに指令値として
与えることを特徴とするものである。一般に自動車用変
速機では、速度が低い場合においてはローギアとするこ
とが普通であり、第二回転数において無段変速機が最も
ローギアとなる位置に制御されるのであれば、請求項２
記載の無段変速機の制御装置の構成によりその切り替え
は円滑に行われるのであるが、第二回転数においもてフ
ィードフォワード制御装置により最ローギア以外の変速
比に制御が行われる場合は、切り替えが円滑にいくとは
限らないためにフィードフォワード時の指令値にローパ
スフィルタを適用し、そのような場合であっても切り替
えを円滑にするものである。なお、指令値にローパスフ
ィルタを適用しても、切り替え前後の指令値の差異が大
きい場合は、円滑な切り替えを実現するためにはよりカ
ットオフ周波数の低いローパスフィルタを用いざるを得
ず、その結果制御性能を大幅に悪化せしめるため、単に
ローパスフィルタを適用するだけでなく、切り替え時に
おいてのみ特にカットオフ周波数の低いフィルターに切
り替えるなどの処置が必要である。

【００１３】請求項４記載の無段変速機の制御装置は、
請求項１〜３いずれか一項記載の無段変速装置の制御装
置の構成および作用に加え、第一回転数より高い回転数
である所定の第三回転数より高い回転数であって、かつ
該フィードバック制御装置が発する指令値を用いる制御
を行っている場合は、該フィードフォワード制御の指令
値のみを用いる制御に切り替え、第一回転数より高く第
三回転数未満の値である第四回転数より低い回転数であ
って、かつ該フィードフォワード制御装置が発する指令
値のみを用いる制御を行っている場合は、該フィードバ
ック制御装置が用いる積分器の値を０とした後に、該フ
ィイードフォワード制御装置が発する指令値に該ィード
バック制御装置が発する指令値を合成した値を用いる制
御に切り替えることを特徴とするものである。回転数の
計測に対し、回転数に応じて発生されるパルスの時間間
隔を計測する周期計測の手法を適合した場合、回転数が
低い場合は上記した回転数計測不正の問題が生じると同
時に回転数が高い場合もまた回転数の計測精度が低下す
るという問題が生じるのである。すなわち、パルスの時
間間隔の計測に使用するシステムクロックは一定の周波
数の信号であるが、パルスの時間間隔が短い高回転の場
合は、パルス時間間隔に対しシステムクロックの周期が
相対的に大きくなり計測精度が低下する事が特開平３−
７５５６７号公報などとして一般に知られている。従っ
て、本発明においては図１に示すごとく、単独制御から
併用制御に切り替える第一回転数より高く計測精度が問
題となる第三回転数において、併用制御から再び単独制
御とし、同じく第一回転数より高いものの第三回転数よ
り低い第四回転数において、単独制御から併用制御とす
るものである。ここで、第三回転数と第四回転数が異な
る回転数であるのは、第一回転数と第二回転数が異なる
ものと同様な理由によるものである。

【００１４】

【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。まず、図１０、図１１を用
いてトロイダル伝動ユニットを説明するに、これは図示
せざるエンジンからの回転をこれも図示せざる逆転ギア
機構を通し、さらに後述するローディングカム機構から
伝達される入力軸２０を備え、この入力軸は、エンジン
から遠い端部を変速機ケース２１に内に軸受け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内に軸受け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上には入力コーンディ
スク１および出力コーンディスク２をそれぞれ回転自在
に支持し、これら入出力コーンディスク１、２を、トロ
イド曲面が相互に対向するように配置する。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２０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３を入出力
コーンディスク１、２間に挟圧する為に、以下の構成を
採用する。

【００１５】即ち、入力軸２０の軸受け端部にローディ
ングナット２６を結合し、該ローディングナット２６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２８を介して入力軸２０からカム
ディスク２７への回転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。出力コーンディスク２は出力軸２５に
接合され、この軸上に出力歯車２９を一体に回転するよ
うに結合し、出力歯車２９の出力は出力軸に伝達され
る。各パワーローラ３は、トラニオン４１に回転自在に
支持し、該トラニオン４１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。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
う変速制御機構を次に説明する。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の両側にそれぞれピス
トン室５１、５２およびピストン室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、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５
ｂとを相互に摺動自在に嵌合して備え、外弁体５ｂを弁
外筐５ｃに摺動自在に嵌合して構成する。

【００１６】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およびピストン室５２に、他方の連絡ポート５ｆ
をピストン室５３およびピストン室５４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
端に固着したカム７のカム面に、軸により一方を変速比
ケースに回転自在に保持されたリンク８を介し共働さ
せ、外弁体５ｂをステップモータ４にラックアンドピニ
オン型式で駆動係合させる。

【００１７】変速制御弁５の繰作指令は、変速指令値Ｕ
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が内弁体５ａに対し相対的に中立位置か
ら変位される時、圧力源５５からの流対庄がピストン室
５２、５３に供給される一方、他のピストン室５１、５
４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からの流対庄がピストン室５１、５４に
供給される一方、他のピストン室５２、５３がドレンさ
れ、両トラニオン４１が流対圧でピストン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、回転軸線Ｏ₁ が
入力コーンディスク１、２の回転軸線Ｏ₂ と交差する図
示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。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の傾転角φを変速制御弁５の内弁体５ａ
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Ｕが達成される時、上
記プリセスカム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５ｂ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。

【００１８】ここで、オフセットｙを与える機構が、実
際にオフセットｙを生起せしめるまでに微分方程式で表
される遅れを伴う場合には、数１の特性より、傾転角度
φおよびオフセットｙを共にフィ ードバックすること
が、ハンチングを生じない安定的な変速制御を行うため
に必要である。違って、微分方程式で表される遅れを伴
う油圧動作によりオフセットｙを生起せしめる機構で構
成される図１０、図１１の構成においては、プリセスカ
ム７および変速リンク８を用い、傾転角度φおよびオフ
セットｙをフィードバックする機械的フィードバック系
を備えるものである。

【００１９】ステップモータ４への変速指令値Ｕは、制
御装置６１によりこれを決定し、これがため制御装置６
１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、図示されていない出
力軸に設置され出力軸の回転角度に応じたパルス信号を
発し車速ＶＳＰを検出ならしめる入力回転センサ６３か
らの信号、および入力軸２０に設置され入力軸２０の回
転角度に応じたパルス信号を発し変速機入力回転数Ｎｉ
（エンジン回転数Ｎｅであってもよい）を検出ならしめ
る出力回転センサ６４からの信号をそれぞれ入力する。

【００２０】制御装置６１は、これらの情報をもとに、
図２および以下に説明する構成および作用によりステッ
プモータ４への変速指令値Ｕを決定するものとする。制
御装置６１は回転数計算手段６７、回転数計算手段６
８、変速比計算手段６９、制御切り替え手段７０、切り
替え器７１、フィードバック制御装置７６、目標変速比
生成手段７５、エンジントルク推定手段７４、構成部品
変形量推定手段７３、フィ ードフォワード制御装置７
２、から構成される。回転数計算手段６７は入力回転セ
ンサ６３からの信号の時間間隔を計測し入力回転数を算
出し、回転数計算手段６８は出力回転センサ６４からの
信号の時間間隔により出力回転数を計算し、それぞれ変
速比計算手段６９に送る。変速比計算手段６９は入力回
転数と出力回転数の比をとり変速比を算出し、これをフ
ィードバック制御装置７６に送る。一方目標変速比生成
手段７５はスロットル開度センサ６２よりスロットル開
度、回転数計算手段６８より出力軸回転数を得、これよ
り車速を算出し、スロットル開度および車速より最適な
運転特性が得られる変速比をあらかじめ決定された変速
マップデータより得、これを出力する。フィードバック
制御装置７６は変速比計算手段６９と目標変速比生成手
段７５の変速比との差をとり、これに所定のゲインを乗
じたものと、変速比の差を積分した値に所定のゲインを
乗じたものを加算して出力することで、所謂ＰＩ制御を
実行する。またフィードバック制御装置７６は制御切り
替え手段７０から信号を受け、積分器の値を０とするこ
とができる。エンジントルク推定手段７４はスロットル
開度センサ６２および回転数計算手段６７から得られる
入力回転数からエンジン回転数を得、これよりあらかじ
め実験により設定されたトルクマップデータよりエンジ
ンが発生しているトルクを推定する。構成部品変形量推
定手段７３は、上記エンジン発生トルクより、あらかじ
め実験によって求められた構成部品変形量を推定し、こ
れをフィードフォワード制御装置７２に送る。

【００２１】フィードフォワード制御装置７２は図３に
示す動作を行う。以下に図３を用いてフィードフォワー
ド制御装置７２の動作を説明する。先ずステップ（Ｓ）
８７において、一時的に使用する２次元配列Ｔｅｍｐを
０に初期化する。ステップ８８においては一定周期で発
信される同期信号を待ち、動作が正しく周期的に行われ
るようにする。ステップ８９ではフィードフォワード制
御装置７２に入力される目標変速比を変数Ｒｉ１へ、構
成部品変形量を変数Ｔ１へ、フィードバック制御値を変
数Ｓ１へ代入する。

【００２２】ステップ９０において、制御切り替え手段
７０がＦＢ信号を出力しているかを調べ、出力していな
いならばステップ９１へ進み、ステップ９１において予
め設定されたフィードフォワード量が収容された２次元
配列ＦＦＴａｂｌｅのＲｉ１とＴ１の値に対応した値を
フィードフォワードとして出力し、ステップ８８へ戻
る。ステップ９１においてＦＢ信号が出力されているな
らばステップ９２に進み、変数Ｓ１とＳ２との差の絶対
値が予め決められた所定の定数ＳＣｏｎｓｔより小さい
かが調べられる。ステップ９３においては変数Ｔ１とＴ
２の差が、ステップ９４においてはＲｉ１とＲｉ２との
差が調べられ、すべての条件が満たされたならば、ステ
ップ９５において、２次元配列Ｔｅｍｐの変数Ｒｉ１、
Ｔ１に対応する値がＳ１を所定の定数ＬＣｏｎｓｔで割
った値とされ、そうでなければステップ９６において、
Ｔｅｍｐの変数Ｒｉ１、Ｔ１に対応する値は０とされ
る。ステップ９７において予め設定されたフィードフォ
ワード量が収容された２次元配列ＦＦＴａｂｌｅのＲｉ
１とＴ１の値に対応した値をフィードフォワード量とし
て出力し、ステップ９８において、変数Ｒｉ２にＲｉ１
の値を、変数Ｔ２にＴ１の値を、変数Ｓ２にＳ１の値を
代入し、ステップ８８に戻る。

【００２３】次に、制御切り替え手段７０の動作を図４
を用いて説明する。先ずステップ８０において変数ＦＢ
Ｓｔａｔｅに０を代入する。ステップ８１において変数
Ｒｅｖに回転数計測手段６８より得られる出力回転数を
代入する。ここで精度上の問題が出力回転数より入力回
転数に発生するならば、Ｒｅｖに代入される値は入力回
転数であってもかまわない。ステップ８２ではＦＢＳｔ
ａｔｅが０であり、かつ変数Ｒｅｖの値が所定の第一回
転数より高いことが調べられ、条件が成立するならばス
テップ８４に進み、そうでなければステップ８３に進
む。ステップ８４では積分器の出力を０とする信号をフ
ィードバック制御装置７６に送り、ステップ８５におい
てＦＢ出力信号を切り変え器７１およびフィードフォワ
ード制御装置７２に送り、ステップ８１に戻る。ステッ
プ８３では変数ＦＢＳｔａｔｅの値が１でありかつ変数
Ｒｅｖの値が所定の第二回転数より低いことが調べら
れ、条件が成立すればステップ８６に進みＦＢ停止信号
が切り変え器７１およびフィードフォワード制御装置７
２に送られ、変数ＦＢＳｔａｔｅの値が０とされる。切
り替え器７１ではＦＢ出力信号が送られたならばフィー
ドバック制御装置７６とフィードフォワード制御装置７
２の値を加算してステップモータ４に出力し、ＦＢ停止
信号が送られたならフィードフォワード制御装置７２の
値のみをステップモータ４に出力する。

【００２４】図５は実施の形態２の動作を説明するフロ
ーチャートである。制御装置６１の構成は図２に示す実
施の形態１と同等であるが、フィードフォワード制御装
置７２の動作が図５に示すものとなる。以下にフィード
フォワード制御装置７２の動作を図５により説明する。

【００２５】図３との相違は、ステップ９９に変わりス
テップ１００となり、変数ＦＢＦｌａｇに１を代入する
動作が追加されたことである。さらに、ステップ９０に
より条件判断されたならば、ステップ１０１においてＦ
ＢＦｌａｇの値が調べられ、ＦＢＦｌａｇが１であれ
ば、ＦＦＴａｂｌｅのＲｉ１、Ｔ１に対応する値をＳ２
の値とし、ステップ１０３においてＦＢＦｌａｇの値を
０とする。第二回転数以下においては目標変速比すなわ
ちＲｉ１の値が変化せず、構成部品変形量が変化しない
のであれば、ステップ９１において出力されるＦＦＴａ
ｂｌｅの値は以後一定となるため、以上の処置によりフ
ィードフォワード値の学習が行われ、円滑な切り替えが
行われるのである。なお、一般に自動車用変速器では低
速回転においては最ローギアに固定することが普通であ
るから目標変速比Ｒｉ１は一定であり、また変速比の微
小な変化が運転者に感知されるような状況では急激なス
ロットル操作はおこなわれていないため、上記の構成部
品の変形量が急激に変化することは無い。

【００２６】図６は実施の形態３を示す図である。本実
施の形態においては、制御装置６１がローパスフィルタ
ー７７、フィルター切り替え器７８を有する構成であ
り、制御切り替え手段７０が図７に示す作用を行うもの
である。すなわち制御切り替え手段７０はステップ１０
４において変数ＦＢＳｔａｔｅＬａｓｔを０に初期化
し、ステップ１０５において変数ＦＢＳｔａｔｅＬａｓ
ｔと変数ＦＢＳｔａｔｅの値が異なっていた場合はステ
ップ１０６においてフィルター切り替え信号を出力し、
ステップ１０７において変数ＦＢＳｔａｔｅＬａｓｔに
変数ＢＦＳｔａｔｅの値を代入するのである。フィルタ
ー切り替え器７８はフィルター切り替え信号を受けたな
ら、一定時間ローパスフィルター７７の出力をステップ
モータ４に送り、一定時間経過後は切り替え器７１の出
力をステップモータ４に送るものである。

【００２７】一般に自動車用変速器では低速回転におい
ては最ローギアに固定することが普通であるが、第二回
転数が比較的高い場合、あるいはスリップコントロール
などの応用において変速比制御を行う場合には、最ロー
ギアに固定しない場合もありえ、その場合には本発明が
有効となるものである。また図６は図８に示す特性の異
なる複数のローパスフィルター７７を用いる形態であっ
てもよい。この場合は、併用制御と単独制御との切り替
え時点だけでなく、併用制御および単独制御を行ってい
る場合であってもこれに適したローパスフィルター７７
を用いることが可能となり、スロットル開度センサ６２
に混入するノイズなどによりステップモータ４に対して
不正な動作が指令されることを防ぐことができる。

【００２８】スロットル開度センサ６２に混入するノイ
ズがステップモータ４に与える影響は単独制御を適用す
る場合と併用制御を適用する場合は異なるため、これに
対しそれぞれ最適な特性を持つローパスフィルター７７
を用いる事が良好な制御特性を得るためには必要であ
る。すなわち、単独制御を適用している場合はローパス
フィルター７７ａが併用制御を適用している場合はロー
パスフィルター７７ｃが、そして切り替え時にはローパ
スフィルター７７ｂが用いられるのである。

【００２９】図９は実施の形態４の動作を説明するフロ
ーチャートである。制御装置６１の構成は図２、図６ま
たは図８に示すものであり、制御切り替え手段７０の作
用が図９に示すものとなる。すなわち本実施の形態にお
いては、図１に示すごとく高速回転においてもフィード
フォワード単独制御となる動作を行うものである。

【００３０】前記説明したように、パルスの時間間隔を
計測する手法を用いた場合、高速回転においてはパルス
の時間間隔が短くなり、計測に用いるシステムクロック
が計測パルス時間間隔に対して相対的に長くなるため精
度が低下するという問題があり、このような場合におい
てもフィードバック制御を停止するのである。一般に自
動車用変速機の場合、高速においては最ハイギアに固定
され、また走行抵抗に打ち勝つため、ある一定のエンジ
ン出力を必要とし、その結果構成部品の変形量が一定の
範囲に収まるため、フィードフォワード単独であっても
変速比制御に問題を生じることは無い。

【００３１】

【発明の効果】 以上説明してきたとおり、請求項１記
載の無段変速機の制御装置は、目標変速状態に対応した
予定の値を用いるフィードフォワード制御装置と、目標
変速状態および実変速状態間における変速状態偏差、お
よび変速状態偏差を積分する積分器の値に応じた指令値
を発するフィードバック制御装置を備え、該フィードフ
ォワード制御装置と該フィードバック制御装置が発する
指令値によりアクチエータを駆動し無段変速機の変速動
作を行う無段変速機の制御装置において、入力または出
力回転数が所定の第一回転数より高い回転数であって、
かつ該フィードバック制御装置が発する指令値を用いな
い制御を行っている場合は、該フィードバック制御装置
が用いる積分器の値を一旦０とした後に、該フィードフ
ォワード制御装置による指令値に該フィードバック制御
装置による指令値を合成した値を用いる制御に切り替
え、入力または出力回転数が前記第一回転数未満の値で
ある所定の第二回転数より低い回転数であって、かつ該
フィードフォワード制御装置による指令値に該フィード
バック制御装置による指令値を合成した値を用いる制御
を行っている場合は、該フィードフォワード制御の指令
値のみを用いる制御に切り替えることにより、フィード
フォワード制御とフィードバック制御を併用して所望の
変速比に無段変速機の変速比を制御することが可能とな
ると同時に、変速比を正しく計測できない状態において
はフィードフォワード単独制御とすることで変速比制御
が困難になることを防止し、フィードバック制御からフ
ィードバック制御を併用する制御への切り替えが円滑に
行われるものである。また、第一回転数と第二回転数を
用いることにより切り替え時のチャタリング現象を回避
するという効果も得られる。

【００３２】請求項２記載の無段変速機の制御装置は、
請求項１記載の無段変速機の制御装置における条件によ
り該フィードフォワード制御装置が発する指令値のみを
用いる制御から、該フィードフォワード制御装置による
指令値および該フィードバック制御装置による指令値を
合成した値を用いる制御に切り替えるにあたり、指令値
に前記フィードフォワード指令値を、前記フィードバッ
ク制御が発する指令値を用いた値に修正するフィードフ
ォワード学習装置を有することを特徴とすることによ
り、フィードバック制御とフィードフォワード制御の併
用からフィードバック単独制御への切り替えを円滑に行
うものである。

【００３３】請求項３記載の無投変速機の制御装置は、
請求項１または請求項２記載の無段変速機の制御装置に
おける構成および作用に加え、単独制御と併用制御の切
り替えを行うにあたり、フィードフォワード指令値にロ
ーパスフィルタを適用した値を該アクチエータに指令値
として与えることにより、第二回転数以下の状態で任意
の変速比にフィードフォワード制御により制御する必要
が生じた場合において、上記切り替えを円滑に行うもの
である。

【００３４】請求項４記載の無段変速機の制御装置は、
請求項１〜３いずれか一項記載の無段変速機の制御装置
の構成および作用に加え、第一回転数より高い回転数で
ある所定の第三回転数より高い回転数であって、かつ該
フィードバック制御装置が発する指令値を用いる制御を
行っている場合は、該フィードフォワード制御の指令値
のみを用いる制御に切り替え、第一回転数より高く第三
回転数未満の値である第四回転数より低い回転数であっ
て、かつ該フィードフォワード制御装置が発する指令値
のみを用いる制御を行っている場合は、該フィードバッ
ク制御装置が用いる積分器の値を０とした後に、該フィ
ードフォワード制御装置が発する指令値に該フィードバ
ック制御装置が発する指令値を合成した値を用いること
により、高回転状態において回転数計測精度が不足した
状態において、フィードフォワード単独制御として良好
な変速比制御を行うものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の概要を説明する図である。

【図２】 本発明実施の形態１を示す図である。

【図３】 本発明実施の形態１の動作を説明するフロー
チャートである。

【図４】 本発明実施の形態１の制御切り替え手段の動
作を示すフローチャートである。

【図５】 本発明実施の形態２の動作を説明するフロー
チャートである。

【図６】 本発明実施の形態３を示す図である。

【図７】 本発明実施の形態３の動作を説明するフロー
チャートである。

【図８】 実施の形態３において複数のローパスフィル
ターを用いた場合を示す図である。

【図９】 本発明実施の形態４の動作を説明するフロー
チャートである。

【図１０】 実施の形態により変速制御を行うトロイダ
ル型無段変速機を例示する縦断面図である。

【図１１】 実施の形態により変速制御を行うトロイダ
ル型無段変速機を例示する線図的縦断面図である。

【図１２】 従来例にかかる変速制御装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

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 ５ 変速制御弁 ５ａ 内弁体 ５ｂ 外弁体 ５ｃ 弁外筺 ５ｄ 入力ポート ５ｅ 連絡ポート ５ｆ 連絡ポート ６ ピストン ７ プリセスカム ８ 変速リンク ９ 逆転制御弁 ９ｂ 内弁体 ２０ 入力軸 ２１ 変速機ケース ２２ 軸受け ２３ 中間壁 ２４ 軸受け ２５ 出力軸 ２６ ローディングナット ２７ カムディスク ２８ ローディングカム ２９ 出力歯車 ３０ 出力軸 ４１ トラニオン ４２ 球面継手 ４３ アッパリンク ４４ 球面継手 ４５ ロアリンク ４６ 球面継手 ４７ 球面継手 ５１ ピストン室 ５２ ピストン室 ５３ ピストン室 ５４ ピストン室 ５５ 圧力源 ６１ 制御装置 ６２ スロットル開度センサ ６３ 入力回転センサ ６４ 出力回転センサ ６７ 回転数計算手段 ６８ 回転数計算手段 ６９ 変速比計算手段 ７０ 制御切り替え手段 ７１ 切り替え器 ７２ フィードフォワード制御装置 ７３ 構成部品変形量推定手段 ７４ エンジントルク推定手段 ７５ 目標変速比生成手段 ７６ フィードバック制御装置 ７７ ローパスフィルター ７８ フィルター切り替え器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標変速状態に対応した予定の値を用い
   るフィードフォワード制御装置と、目標変速状態および
   実変速状態間における変速状態偏差、および変速状態偏
   差を積分する積分器の値に応じた指令値を発するフィー
   ドバック制御装置を備え、該フィードフォワード制御装
   置と該フィードバック制御装置が発する指令値によりア
   クチエータを駆動し無段変速機の変速動作を行う無段変
   速機の制御装置において、 入力または出力回転数が所定の第一回転数より高い回転
   数であって、かつ該フィードバック制御装置が発する指
   令値を用いない制御を行っている場合は、該フィードバ
   ック制御装置が用いる積分器の値を一旦０とした後に、
   該フィードフォワード制御装置による指令値に該フィー
   ドバック制御装置による指令値を合成した値を用いる制
   御に切り替え、 入力または出力回転数が前記第一回転数未満の値である
   所定の第二回転数より低い回転数であって、かつ該フィ
   ードフォワード制御装置による指令値に該フィードバッ
   ク制御装置による指令値を合成した値を用いる制御を行
   っている場合は、 該フィードフォワード制御の指令値
   のみを用いる制御に切り替えることを特徴とする無段変
   速機の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無段変速機の制御装置に
   おいて、請求項１記載の条件によりフィードフォワード
   制御装置による指令値のみを用いる制御に切り替えるに
   あたり、前記フィードフォワード指令値を、前記フィー
   ドバック制御が発する指令値を用いた値に修正すること
   を特徴とする無段変速機の制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の無段変速機の制
   御装置において、請求項１記載の条件により切り替えを
   行うにあたり、フィードフォワード指令値にローパスフ
   ィルタを適用した値を該アクチエータに指令値として与
   えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜３いずれか一項記載の無
   段変速機の制御装置において、入力または出力回転数が
   請求項１記載の第一回転数より高い回転数である所定の
   第三回転数より高い回転数であって、かつ該フィードバ
   ック制御装置が発する指令値を用いる制御を行っている
   場合は、該フィードフォワード制御の指令値のみを用い
   る制御に切り替え、 第一回転数より高く第三回転数未満の値である第四回転
   数より低い回転数であって、かつ該フィードフォワード
   制御装置が発する指令値のみを用いる制御を行っている
   場合は、該フィードバック制御装置が用いる積分器の値
   を０とした後に、該フィードフォワード制御装置が発す
   る指令値に該フィードバック制御装置が発する指令値を
   合成した値を用いる制御に切り替えることを特徴とする
   無段変速機の制御装置。