(57)【要約】【課題】トロイダル型無段変速機における変速制御で必要とする制御ゲインの数を少なくする。【解決手段】入力ディスク１と出力ディスク１との間にパワーローラ２が配置され、そのパワーローラ２を油圧サーボピストン５，６によって移動させてパワーローラ２を傾転させることにより変速を生じさせ、かつ油圧サーボピストン５，６に給排する油量を電流値に応じて制御する流量制御弁９，１０を備え、パワーローラ２の目標位置と実際位置との偏差と制御ゲインに基づいて電流値を制御する変速制御装置において、入力回転数に応じて予め定められている制御ゲインＫｘを使用して流量指令値を求める流量指令値算出手段１４と、前記油量と前記電流値との予め求められた関係を利用し、かつ前記流量指令値算出手段１４によって求められた流量指令値に基づいて電流値を求める電流値算出手段１８とを備えている。【選択図】  図１
2010121685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向させて配置された入力ディスクと出力ディスクとの間に、これらのディスクの回転中心軸線を通る平面内で前記回転中心軸線と交差する方向の軸線を中心に回転するパワーローラが配置され、そのパワーローラを前記平面に対して平行な方向に油圧サーボピストンによって移動させてパワーローラを傾転させることにより変速を生じさせるように構成され、かつ前記油圧サーボピストンに給排する油量を電流値に応じて制御する流量制御弁を備え、前記パワーローラの目標位置と実際位置との偏差と制御ゲインに基づいて前記電流値を制御するトロイダル型無段変速機の変速制御装置において、
前記入力ディスクの回転数に応じて予め定められている制御ゲインを使用して流量指令値を求める流量指令値算出手段と、
前記油量と前記電流値との予め求められた関係を利用し、かつ前記流量指令値算出手段によって求められた前記流量指令値に基づいて前記電流値を求める電流値算出手段と
を備えていることを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記油圧サーボピストンに対して供給される油圧の元圧と前記油圧サーボピストンに作用する負荷圧との少なくともいずれか一方の値に基づいて前記流量指令値を補正する補正手段を更に備え、
前記電流値算出手段は、その補正手段で補正された前記流量指令値に基づいて前記電流値を求める手段を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記元圧を示す値として、前記元圧の目標値をなまし処理した値を使用して前記流量指令値を補正する手段を含む
ことを特徴とする請求項２に記載のトロイダル型無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トロイダル型無段変速機の変速比を制御する装置に関し、特に入力ディスクもしくは出力ディスクのトロイダル面上でその接線方向にパワーローラを平行移動させる制御を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として図４に示す構成のものが知られている。図４において符号１は入力ディスクもしくは出力ディスクを示し、これらのディスク１の対向面はトロイダル面として構成されており、そのトロイダル面の間に、伝動部材であるパワーローラ２が挟み込まれている。図４では対称位置のそれぞれにパワーローラ２を配置した例を示してあり、これらのパワーローラ２は、その回転中心軸線が、各ディスク１の回転中心軸線を通る平面内で、ディスク１の回転中心軸線と交差する方向に向くようにトラニオン３によって回転自在に保持されている。
【０００３】
そのトラニオン３と一体のトラニオン軸４はそれぞれ油圧サーボピストン５，６に連結されている。これらの油圧サーボピストン５，６は、ピストン７，８を挟んだ両側に油室が形成されるとともに、そのピストンロッドに前記トラニオン軸４が連結されており、いずれか一方の油室に圧油が供給されることによりピストン７，８が前進してトラニオン３およびこれに保持されているパワーローラ２を前記ディスク１の回転方向で前方側に移動させ、またこれとは反対に他方の油室に圧油が供給されることによりピストン８，７が後退してトラニオン３およびこれに保持されているパワーローラ２を前記ディスク１の回転方向で後方側に移動させるように構成されている。なお、各パワーローラ２がディスク１の回転中心軸線を挟んで互いに反対側に配置されているので、各油圧サーボピストン５，６は図４で互いに反対方向に移動するように油路が構成されている。すなわち、図４において、いずれか一方の油圧サーボピストン５，６における上側の油室が他方の油圧サーボピストン６，５における下側の油室に連通されている。
【０００４】
これらの油圧サーボピストン５，６における各油室に対する圧油の供給・排出を制御する二つの変速制御弁９，１０が設けられている。これらの変速制御弁９，１０は、上記の油圧サーボピストン５，６における図４での上下いずれかの油室に対して油圧を供給し、またその排出する制御を行うためのものであり、それぞれのソレノイドに流す電流に応じて流量を制御するスプールタイプのバルブである。そして、これらの変速制御弁９，１０には元圧であるライン圧Ｐlineを供給する油路１１が接続されるとともに、ドレーンポートが設けられている。さらに、いずれか一方のトラニオン３には、少なくともその軸線方向での位置を検出して信号を出力する位置センサ１２が設けられている。
【０００５】
上記のパワーローラ２の位置の制御あるいはストロークの制御は、前記位置センサ１２の検出値に基づくフィードバック制御によって行うように構成されており、アクセル開度やその時点の車速などに基づいて指令ストローク値ＸTGTが求められる一方、パワーローラ２の実際の位置Ｘが前記位置センサ１２によって検出される。この指令ストローク値ＸTGTと実際位置Ｘとの偏差が減算器１３によって求められ、その偏差に制御ゲイン（例えば比例ゲイン）Ｋｘが掛け合わされて、油圧サーボピストン５に対する電流値ｉ（Ａ）が演算器１４によって求められる。その場合、油圧サーボピストン５に対して供給される圧油の量に影響する要因は多様であって入力ディスク１の回転数、変速比、トルク、ライン圧などが影響し、しかも電流値と圧油の流量との関係は非線形となる。そこで従来では、例えば入力回転数および変速比ならびにトルクをパラメータとして制御ゲインＫｘを求める多次元マップ１５を、ライン圧毎に用意し、これらのマップから制御ゲインＫｘを求めている。なお、この種の制御の例が下記の特許文献３に記載されている。
【０００６】
このようなトロイダル型無段変速機を対象とした発明として、特許文献１にはパワーローラの傾転角速度に応じた圧油の流量を発生するフィードバックピストンを備えたトロイダル型無段変速機が記載されている。また、特許文献２には、パワーローラの目標ストロークと実際のストロークとの差を制御偏差とし、その制御偏差と制御ゲインとに基づいて変速制御弁の電流値を求めるように構成された装置が記載されている。さらに、特許文献３には、電流値に応じた油量となる制御弁によってパワーローラの位置もしくはストロークを制御するように構成された装置が記載されている。またさらに、特許文献４には、トロイダル型無段変速機における変速制御弁を制御するためのゲインを、ライン圧に基づいて補正するように構成された装置が記載されている。なお、特許文献５に記載された発明は、変速機のクラッチの油圧を制御するものであり、クラッチの油圧を制御する指令値をなまし演算を行うことによって求めるように構成された発明が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１５０６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４４８８１号公報
【特許文献３】特開２００５−３６９３６号公報
【特許文献４】特開２００２−３４９６９１号公報
【特許文献５】特開２００５−３１５０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したようにトロイダル型無段変速機では変速比制御もしくは変速速度の制御をパワーローラの位置に基づいてフィードバック制御することにより行っており、その際のゲインを特許文献４の発明ではライン圧で補正するようにしている。しかしながら、変速制御弁に供給する電流値とパワーローラの位置もしくは制御量あるいは圧油の流量との関係は非線形であり、そればかりかライン圧以外にトルクや変速比などの多様な要因が影響する。そのため、特許文献４に記載されているようにライン圧によって制御ゲインを補正したとしても、得られる制御量は必ずしも十分なものとはならず、結局は、図４を参照して説明したように、多数のマップを予め用意せざるを得ず、そのため、制御システムでのメモリ量が多くなったり、またそのマップを用意するための工数が多くなってコストが嵩むなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、必要とする制御ゲインの数を少なくできるなど、制御性あるいは製造の容易性に優れたトロイダル型無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに対向させて配置された入力ディスクと出力ディスクとの間に、これらのディスクの回転中心軸線を通る平面内で前記回転中心軸線と交差する方向の軸線を中心に回転するパワーローラが配置され、そのパワーローラを前記平面に対して平行な方向に油圧サーボピストンによって移動させてパワーローラを傾転させることにより変速を生じさせるように構成され、かつ前記油圧サーボピストンに給排する油量を電流値に応じて制御する流量制御弁を備え、前記パワーローラの目標位置と実際位置との偏差と制御ゲインに基づいて前記電流値を制御するトロイダル型無段変速機の変速制御装置において、前記入力ディスクの回転数に応じて予め定められている制御ゲインを使用して流量指令値を求める流量指令値算出手段と、前記油量と前記電流値との予め求められた関係を利用し、かつ前記流量指令値算出手段によって求められた前記流量指令値に基づいて前記電流値を求める電流値算出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記油圧サーボピストンに対して供給される油圧の元圧と前記油圧サーボピストンに作用する負荷圧との少なくともいずれか一方の値に基づいて前記流量指令値を補正する補正手段を更に備え、前記電流値算出手段は、その補正手段で補正された前記流量指令値に基づいて前記電流値を求める手段を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記補正手段は、前記元圧を示す値として、前記元圧の目標値をなまし処理した値を使用して前記流量指令値を補正する手段を含むことを特徴とするトロイダル型無段変速機の変速制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、入力回転数に基づいて流量指令値が求められ、その際に制御ゲインが使用されるが、その流量指令値に対応する電流値は、両者の関係を予め求めておき、その関係に基づいて求められるので特に制御ゲインを用いることがなく、したがって全体としての制御ゲインの数を少なくでき、それに伴って制御システムでのメモリ量を削減できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、元圧や負荷圧に基づいて前記流量指令値を補正するので、前記制御ゲイン自体を元圧や負荷圧毎に用意する必要がなくなり、したがって全体としての制御ゲインの数を少なくでき、それに伴って制御システムでのメモリ量を削減できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、元圧を変化させる場合、その目標値によらずに、その目標値をなまし処理した値を使用して補正を行うので、圧力センサを備えていない場合であっても、実際の元圧に近い圧力で補正でき、その結果、変速制御性あるいは変速応答性が良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明の構成を説明するためのブロック図であって、トロイダル型無段変速機の構成およびそのパワーローラの位置を制御するための油圧機構の構成は、前述した図４に示す従来のものと同様である。したがって、これらの構成については、図１に図４と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
図１に示すトロイダル型無段変速機においてもパワーローラ２の位置あるいはストロークをフィードバック制御するように構成されている。したがって、指令ストローク値ＸTGTと位置センサ１２による検出値Ｘとの偏差が減算器１３によって算出される。演算器１４は、その偏差に制御ゲイン（比例ゲイン）Ｋｘを掛け合わせて指令流量ＱTGT（ｃｃ／ｓｅｃ）を算出するように構成されている。この指令流量ＱTGTは、アクセル開度などで表される変速要求を満たすために油圧サーボピストン５に供給すべき圧油の量である。また、制御ゲインＫｘは、図１に示す例では、マップ化されて一種類用意されており、そのマップ１６から読み出されて演算に使用される。そのマップは、例えば図１に示すように入力回転数（入力ディスク１の回転数）Ｎinに応じて制御ゲインＫｘを定めたものであり、理論値あるいはこれを補正した値もしくは実験値である。
【００１８】
その指令流量ＱTGTを補正する補正器１７が設けられている。変速制御弁９，１０を通る圧油にはオリフィス効果が作用するので、変速制御弁９，１０を操作して得られる実際の流量は元圧Ｐlineや油圧サーボピストン５，６におけるピストン７，８に作用している負荷圧の影響を受ける。補正器１７はこれらの影響を考慮して指令流量ＱTGTを補正するためのものであり、具体的には、補正係数（１／（Ｐline＋Ｐload））1/2を指令流量ＱTGTに掛けて基準指令流量ＱTGTHを算出するように構成されている。ここで、Ｐloadは油圧サーボピストン５，６におけるピストン７，８の負荷圧である。また基準指令流量ＱTGTHは元圧が１ＭＰａで無負荷時の指令流量である。
【００１９】
このようにして算出された基準指令流量ＱTGTHを、前記変速制御弁９，１０を制御する電流値ｉに変換する流量／電流変換器１８が設けられている。この流量／電流変換器１８は、予め用意した実測マップによって電流値ｉを算出するように構成されている。その実測マップの一例を図２に示してある。前述したように、補正器１７によって基準指令流量ＱTGTHが求められており、その基準指令流量ＱTGTHは、指令流量ＱTGTを、元圧Ｐlineが１ＭＰａで、負荷圧Ｐloadがゼロの状態での流量に変換したものであるから、実測マップは元圧Ｐlineが１ＭＰａで無負荷の状態で電流値ｉと各変速制御弁９，１０での流量の実測値との関係を定めたものである。したがって、負荷圧がゼロであるから変速比の影響を受けていないマップとなっている。
【００２０】
図２に示す実測マップにおける実測量Ｑに基準指令流量ＱTGTHを採り、その流量での指令電流値を読み取ることにより電流値ｉを求めることができる。その基準指令流量ＱTGTHは、前述したように、指令流量ＱTGTを元圧Ｐlineおよび負荷圧Ｐloadで補正したものであるから、図２に示す実測マップから得られた電流値ｉは、制御偏差に対応する指令流量ＱTGTを出力できる値となる。このように、この発明に係る制御装置では、制御ゲインＫｘは一種類でよく、また実測マップもいわゆる基準状態で実測したものであればよいから、予め用意して記憶させておくデータ量が少なくなり、電子的に制御を行う装置における必要メモリ量を少なくすることができる。また、予め用意するデータ量が少なくてよいので、事前の工数を少なくして装置の低廉化を図ることができる。
【００２１】
上述した制御における補正器１７による補正は、元圧Ｐlineを含んだ補正となるが、アクセルペダルが踏み込まれるなどのことによってその元圧が変化する場合、元圧の目標値をなまし処理した値を補正器１７による補正に使用することが好ましい。すなわち、元圧Ｐlineの実値はその目標値に対して遅れて変化し、例えば目標値がステップ的に増大した場合の元圧Ｐlineの変化状態を図３に鎖線で示してある。これに対して、補正器１７による補正は、元圧Ｐlineの逆数を使用するので、目標値を使用すると、実際の元圧Ｐlineより大きい値で補正を行うことになるので、基準指令流量ＱTGTHや電流値ｉが相対的に小さい値となる。その状態を図３に細い実線で示してある。
【００２２】
一方、元圧Ｐlineの目標値をなまし処理したなまし値は、図３に太い実線で示してあるように元圧Ｐlineの実値に近い値になる。この場合のなまし処理は一次なましあるいは二次なましなどの適宜のなまし処理であればよく、要は、実値に近い値を得ることのできるなまし処理あるいは遅れ処理であればよい。このようにして得られた演算用の元圧Ｐlineの値を使用すれば、元圧Ｐlineが変化する過渡時における前記基準指令流量ＱTGTHや電流値ｉが不必要に小さい値になることがない。その状態を図３に太い実線で示してある。したがって、油圧センサを設けていないなどのことにより元圧Ｐlineの実測値を得られない場合には、上記のようになまし処理あるいは遅れ処理を行うことにより、変速制御弁９，１０に供給される圧油の流量の不足を回避し、応答性のよい変速が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係るトロイダル型無段変速機およびその変速制御のための油圧系統を模式的に示す図である。
【図２】圧油の流量の実測値と電流値との関係を定めた実測マップの一例を示す図である。
【図３】基準指令流量を求めるための補正に使用する元圧の値として目標値を使用した場合とそのなまし値を使用した場合とにおける基準指令流量および電流値の変化を概略的に示すタイムチャートである。
【図４】トロイダル型無段変速機における変速制御のための従来の油圧系統を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…ディスク、  ２…パワーローラ、  ３…トラニオン、  ４…トラニオン軸、  ５，６…油圧サーボピストン、  ７，８…ピストン、  ９，１０…変速制御弁、  １１…油路、  １２…位置センサ、  １３…減算器、  １４…演算器、  １５…多次元マップ、  １６…マップ、  １７…補正器、  １８…流量／電流変換器。
【図１】
2010121685.tif 000003
【図２】
2010121685.tif 000004
【図３】
2010121685.tif 000005
【図４】
2010121685.tif 000006