(57)【要約】【課題】  バックラッシを詰めることにより変速時の応答性を向上させる無段変速機の制御装置を提供する。【解決手段】  変速用のモータから出力された動力が動力伝達経路を介して伝達されることにより変速比を変化させるように構成された無段変速機の制御装置において、変速比が最小もしくは最大の変速比になってから、次回の変速指示を受け付けるまでの間に、最小もしくは最大の変速比に変速させた回転方向とは逆方向にモータを回転させる指令を行う回転制御手段（ステップＳ２）を備えている。【選択図】図１
2014055629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速用のモータから出力された動力が動力伝達経路を介して伝達されることにより変速比を変化させるように構成された無段変速機の制御装置において、
変速比が最小もしくは最大の変速比になってから、次回の変速指示を受け付けるまでの間に、最小もしくは最大の前記変速比に変速させた回転方向とは逆方向に前記モータを回転させる指令を行う回転制御手段を備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】
変速方向が逆転する場合、前記モータの回転方向を逆転させてから変速比が変化し始めるまでの当該モータの回転量を学習する学習手段をさらに備え、
前記回転制御手段は、前記学習手段により学習された前記回転量に応じて前記逆方向に前記モータを回転させるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項３】
前記動力伝達経路は、樹脂製ギヤにより構成されたギヤ対を含み、
前記動力伝達経路における温度と湿度との少なくともいずれか一方に基づいて前記回転制御手段において前記モータを回転させる回転量を補正する補正手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項４】
前記回転制御手段が前記モータを回転させる回転量は、前記逆方向の回転方向における前記動力伝達経路のバックラッシ量以下である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
【請求項５】
前記回転制御手段は、最小変速比もしくは最大変速比から変速比を変化させる前に、前記逆方向に回転させている前記モータの回転動作を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無段変速機に関し、特に変速比を変化させる機構におけるバックラッシが変速比制御に影響を及ぼすことがある無段変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源から出力された回転力を歯車などの回転伝達部材を含むように構成された減速機構を介して、出力対象もしくは制御対象となる部材に伝達させる動力伝達系統が周知である。この場合、歯車同士の間には、いわゆるバックラッシがあり、そのバックラッシが原因となる現象や誤差などを解消するための様々な制御装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ドライバがスイッチ操作することによる電気信号に基づいて所定のアクチュエータを動作させ、そのアクチュエータによって変速機のシフトポジションを切り替えるように構成された変速制御装置において、そのアクチュエータに連なる機構におけるバックラッシを、シフトポジションを実際に切り替える前に、アクチュエータを動作させて詰めておくように構成された装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、樹脂製のギヤを含む回転伝達ギヤ部と、送りねじを含む軸方向変換ギヤ部とを備えた巻径制御機構と無段変速機とを備えているパワーユニットにおいて、電動モータから出力された回転力をその巻径制御機構を介して可動シーブの軸方向移動力に変換するように構成された装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９５８３６号公報
【特許文献２】特開２００７−１０１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
相対的に移動もしくは回転する部材の間に不可避的に生じるバックラッシは制御誤差や制御遅れの要因となるので、上記の各特許文献に記載されているように、バックラッシに着目した構成が種々検討されている。バックラッシが生じる箇所は、負荷もしくは荷重の掛かる方向によって異なるから、その方向を知ることができれば、バックラッシを事前に詰めておく対策を採ることができる。しかしながら、車両などに搭載される無段変速機では、アクセル操作や路面の状態によって駆動状態と被駆動状態とに頻繁に切り替わるだけでなく、アップシフトとダウンシフトとが頻繁に生じる。そのため、無段変速機に作用する負荷もしくは荷重の状態を正確に予測したり、その予測に基づいてバックラッシを低減させることは困難であるから、無段変速機での変速の際にバックラッシが影響して制御誤差や制御遅れが生じる可能性がある。
【０００７】
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って、変速方向が確実に切り替わる場合に、変速動作させる前に切替後の回転方向にあるバックラッシを詰めておくように構成された無段変速機の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】
【０００８】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、変速用のモータから出力された動力が動力伝達経路を介して伝達されることにより変速比を変化させるように構成された無段変速機の制御装置において、変速比が最小もしくは最大の変速比になってから、次回の変速指示を受け付けるまでの間に、最小もしくは最大の前記変速比に変速させた回転方向とは逆方向に前記モータを回転させる指令を行う回転制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、変速方向が逆転する場合、前記モータの回転方向を逆転させてから変速比が変化し始めるまでの当該モータの回転量を学習する学習手段をさらに備え、前記回転制御手段は、前記学習手段により学習された前記回転量に応じて前記逆方向に前記モータを回転させるように構成されていることを特徴とする無段変速機の制御装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１の発明において、前記動力伝達経路は、樹脂製ギヤにより構成されたギヤ対を含み、前記動力伝達経路における温度と湿度との少なくともいずれか一方に基づいて前記回転制御手段において前記モータを回転させる回転量を補正する補正手段をさらに備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかの発明において、前記回転制御手段が前記モータを回転させる回転量は、前記逆方向の回転方向における前記動力伝達経路のバックラッシ量以下であることを特徴とする無段変速機の制御装置である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかの発明において、前記回転制御手段は、前記最小変速比もしくは最大変速比から変速比を変化させる前に、前記逆方向に回転させている前記モータの回転動作を停止させるように構成されていることを特徴とする無段変速機の制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、変速比が最小もしくは最大の変速比である場合、次回の変速方向を確実に特定できるので、変速指示を受け付けるまでの間に逆方向にモータを回転させてバックラッシを確実に低減させておくことができる。したがって、変速方向が逆転した際のドラビリを悪化させていたバックラッシを低減させることができる。これにより、実際に変速指示を受け付けた場合、予めその変速方向におけるバックラッシが詰められており、変速動作の応答性を向上させることができ、かつドラビリを向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、変速方向が逆転した場合、実際にモータが逆方向に回転した量を学習することができる。さらに、その学習すべき回転量は、モータの回転方向を逆転させてから変速比が変化し始めるまでにモータが回転した量である。言い換えれば、動力伝達経路で実際に生じているバックラッシ量を学習することができる。したがって、実際のバックラッシ量に応じた回転量に応じてモータを回転させることができるので、意図しない変速動作を防止でき、かつ精度良くバックラッシを低減させることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、温度と湿度との少なくともいずれか一方に基づいて樹脂製ギヤの端部の大きさが変化することによりバックラッシ量が変化する場合であっても、その変化量に応じてモータの回転量を補正することができるように構成されているので、精度良くバックラッシを詰めることができるようになる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、回転制御されるモータの回転量が、動力伝達経路にあるバックラッシ量以下であるので、意図しない変速動作を防止でき、確実にバックラッシを低減させることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、変速指示を受け付ける前に回転制御手段によるバックラッシを詰める動作を完了させているので、変速動作の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態における無段変速機の制御装置により実施される制御フローの一例を示した図ある。
【図２】最小変速比時にバックラッシを詰めるように制御した場合のタイムチャートの一例を示した図である。
【図３】この実施形態における無段変速機の制御装置を搭載した車両の動力伝達経路を模式的に示したスケルトン図である。
【図４】他の具体例における無段変速機の制御装置により実施される制御フローの一例を示した図である。
【図５】さらに他の具体例における無段変速機の制御装置により実施される制御フローの一例を示した図である。
【図６】樹脂製ギヤの端部における変位量とバックラッシ量との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする無段変速機は、一対のプーリにより動力の伝達およびトルクの増減を行うベルト式無段変速機であって、プーリの溝幅を変化させて変速比を変化させるように構成されたものである。すなわち、この発明に係る無段変速機の制御装置は、プーリの溝幅を変化させるトルクを出力する電動モータと、ギヤなどの回転伝達部材によって構成され、その電動モータからプーリに到る動力伝達経路とを含む変速制御機構の動作を制御するように構成されたものである。
【００２０】
まず、図３を参照して、この発明の一実施形態における無段変速機の制御装置を備えた車両について説明する。動力源１から駆動輪８に到る動力伝達経路中にベルト式無段変速機５が配置され、そのベルト式無段変速機５が、変速比を連続的に変化させてトルクを増減し、かつ動力を出力側の部材に伝達する。その動力伝達経路の起点となる動力源１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータを主体とするものであって、アクセル操作などの出力操作に基づいて出力が制御されるように構成されている。
【００２１】
動力源１から出力された動力は、動力源１の出力軸２を介して、トルクコンバータや前後進切換機構などの伝動機構３に伝達される。例えば、伝動機構３が前後進切換機構である場合には、前後進切換機構を構成する回転要素の回転方向を正逆に切り換えることにより、動力の回転方向の正逆を切り換える。伝動機構３の出力側には、ベルト式無段変速機５における入力側の回転軸であるプライマリシャフト４が連結されており、伝動機構３からプライマリシャフト４を介してベルト式無段変速機５に動力が伝達される。
【００２２】
ベルト式無段変速機５は、互いに平行な一対の回転軸であるプライマリシャフト４およびセカンダリシャフト６を備えるとともに、プライマリシャフト４に設けられたプライマリプーリ１０と、セカンダリシャフト６に設けられたセカンダリプーリ２０とからなる一対のプーリを備え、そのプライマリプーリ１０およびセカンダリプーリ２０に無端状のベルト５０を巻き掛けられている。
【００２３】
そのプライマリプーリ１０は、プライマリシャフト４と一体化され半径方向に突出するように形成された固定シーブ１１と、プライマリシャフト４に嵌合された円筒部から半径方向に突出するように形成され、かつ固定シーブ１１と接近もしくは離隔するように軸線方向で摺動可能な可動シーブ１２とを備えている。また、固定シーブ１１の傾斜面と可動シーブ１２の傾斜面とが互いに対向するようにして形成された断面Ｖ字状の溝（Ｖ溝）に動力を伝達するベルト５０が巻き掛けられている。
【００２４】
さらに、プライマリプーリ１０には、軸線方向で固定シーブ１１へ向かう推力を可動シーブ１２に付与する変速制御機構３０が設けられ、その変速制御機構３０が可動シーブ１２を背面側から固定シーブ１１側へ向けて押すように構成されている。したがって、変速制御機構３０から推力を付与された可動シーブ１２が軸線方向で前後動することよりプライマリプーリ１０の溝幅が変化し、プライマリプーリ１０のベルト巻き掛かり径が変化する。
【００２５】
一方、セカンダリプーリ２０は、セカンダリシャフト６とスプライン嵌合し、かつ一体的に回転する可動シーブ２２が、セカンダリシャフト６と一体化された固定シーブ２１に接近もしくは離隔するように軸線方向で摺動可能に構成されている。その固定シーブ２１の傾斜面とは反対の背面側に、可動シーブ２２を固定シーブ２１側へ移動させる推力を付与する推力付与機構４０が設けられている。また、セカンダリプーリ２０は、プライマリプーリ１０と同様に、固定シーブ２１と可動シーブ２２とが対向する傾斜面により形成されたＶ溝にベルト５０が巻き掛けられている。すなわち、推力付与機構４０が可動シーブ２２を可動シーブ２１側へ移動させる推力が増大すると、その可動シーブ２２は固定シーブ２１側に押されて、セカンダリプーリ２０のベルト５０を挟み付ける力（ベルト挟圧力）を増大させる。
【００２６】
したがって、ベルト式無段変速機５は、プライマリプーリ１０のベルト巻き掛かり径を変化させて、そのベルト巻き掛かり径とセカンダリプーリ２０のベルト巻き掛かり径との比を変化させることにより変速比を連続的に変化させる。
【００２７】
そのプライマリシャフト４から動力を伝達されたベルト式無段変速機５は、トルクの増減を行い、その増減したトルクを出力側の回転軸であるセカンダリシャフト６に伝達する。そのセカンダリシャフト６は、図示しないディファレンシャルギアを介して、ドライブシャフト７に連結されるとともに駆動輪８に連結されている。すなわち、ベルト式無段変速機５から出力された伝達トルクは、セカンダリシャフト６およびドライブシャフト７を介して駆動輪８に伝達され、その駆動輪８において駆動力を発生させる。
【００２８】
つぎに、図４を参照して、変速制御機構３０について具体的に説明する。変速制御機構３０は、プライマリプーリ１０の溝幅を変化させるためのモータ３１と、そのモータ３１が出力したトルクに基づいて回転運動し、かつ軸線方向で直線運動する回転推進部材３４とを備えている。すなわち、回転推進部材３４は、可動シーブ１２の傾斜面とは反対側に設けられているとともに、伝達されたトルクに基づいて回転運動するとともにそのトルクを軸線方向の推力に変換して軸線方向で直線運動し、かつその推力を可動シーブ１２に付与するように構成されている。また、モータ３１は、変速用モータであって、プライマリシャフト４の軸中心とは異なる軸中心に設けられているとともに、図示しないバッテリから電力を供給され、電子制御装置（ＥＣＵ）１００により駆動制御される。
【００２９】
また、変速制御機構３０におけるモータ３１から回転推進部材３４に到る動力伝達経路には、モータ３１の出力トルクを増大させ、かつ回転数を減少させるように伝達部材が設けられている。すなわち、ギヤなどの伝達部材を含むように構成された変速制御機構３０は、減速ギヤ機構を構成し、その伝達部材を介してモータ３１の出力を減速させて回転推進部材３４に伝達する。例えば、その伝達部材として、モータ３１の出力軸３１ａおよびプライマリシャフト４と平行になるようにして一または複数の中間軸が設けられているとともに、同一の中間軸ではそれぞれ異なる半径に形成されかつ中間軸と一体回転する複数の入出力要素が設けられている。
【００３０】
具体的には、その動力伝達経路におけるモータ３１側に設けられている第１伝達部材３２は第１中間軸３２ａを備え、回転推進部材３４側に設けられている第２伝達部材３３は第２中間軸３３ａを備えている。それら中間軸３２ａ，３３ａは、互いに平行に設けられているとともに、ベルト式無段変速機５もしくはモータ３１を収納するハウジングに連結されている軸受７１，７２，７３，７４によりそれぞれ回転自在に保持されている。
【００３１】
その第１中間軸３２ａには、モータ３１の出力軸３１ａと一体回転するように連結されている駆動ギヤ３１ｂと噛合する従動ギヤ３２ｂと、その従動ギヤ３２ｂより小径に形成されかつ第２中間軸３３ａの従動ギヤ３３ｂと噛合する駆動ギヤ３２ｃとが一体回転するように連結されている。
【００３２】
また、第２中間軸３３ａには、第１中間軸３２ａの駆動ギヤ３２ｃと噛合する従動ギヤ３３ｂと、その従動ギヤ３３ｂよりも小径に形成されかつ回転推進部材３４の従動ギヤ３４ａと噛合する駆動ギヤ３３ｃとが一体回転するように連結されている。その駆動ギヤ３３ｃと従動ギヤ３４ａとは、軸線方向で摺動可能に構成されている。それらギヤ３３ｃ，３４ａのどちらかの軸線方向長さは、回転推進部材３４が軸線方向に摺動する距離以上の長さに形成されている。
【００３３】
その従動ギヤ３４ａは、回転推進部材３４が備える中空の円筒部３４ｂから半径方向で外周側に突出するように形成されている。また、円筒部３４ｂは、ネジ溝もしくはネジ山が形成されたネジ部３４ｃを備えている。すなわち、回転推進部材３４の従動ギヤ３４ａの半径は、円筒部３４ｂに形成されたネジ部の半径よりも大径に形成されている。
【００３４】
さらに、可動シーブ１２の背面側には、プライマリプーリ１０を収容しているハウジングに固定されている固定部材３５が設けられている。その固定部材３５には、中空に形成され、軸線方向に突出するように設けられた円筒部３５ａと、その円筒部３５ａの外周面に形成され、回転推進部材３４のネジ部３４ｃと螺合するネジ部３５ｂとが設けられている。なお、回転推進部材３４のネジ部３４ｃと固定部材３５のネジ部３５ｂとは、どちらが雄ネジまたは雌ネジであってもよい。
【００３５】
このように回転推進部材３４と固定部材３５とが送りねじ機構を構成しているので、伝達トルクに基づく回転推進部材３４の回転運動は、その固定部材３５によって軸線方向の直線運動に変換される。すなわち、変速制御機構３０は、送りねじ機構を含み、トルクが軸線方向の推力に変換されるように構成されている。そして、可動シーブ１２の背面へ向けて軸線方向で摺動する回転推進部材３４の推力は、可動シーブ１２に伝達されてプライマリプーリ１０の溝幅を変化させる。よって、プライマリプーリ１０の溝幅が変速比を設定するべく変化させられるように構成されている。
【００３６】
さらに、上述した減速ギヤ機構として、駆動ギヤ３１ｂと従動ギヤ３２ｂとからなるギヤ対と、駆動ギヤ３２ｃと従動ギヤ３３ｂとからなるギヤ対と、駆動ギヤ３３ｃと従動ギヤ４２ａとからなるギヤ対と、ネジ部３４ｃとネジ部３５ｂとからなる送りねじとが含まれる。
【００３７】
また、可動シーブ１２の円筒部１２ｂの外周面に設けられている軸受６２により回転推進部材３４は保持されており、その可動シーブ１２と回転推進部材３４とが相対回転可能に構成されている。その軸受６２の内輪は、可動シーブ１２の円筒部１２ｂの外周面に設けられ、かつ固定部材３５側に配置されている環状のストッパー６４により軸線方向で摺動できないように係止されている。そのため、その軸受６２は可動シーブ１２と一体的に軸線方向で前後動する。
【００３８】
一方、その軸受６２の外輪は、回転推進部材３４の円筒部３４ｂの内周面に設けられ、かつ可動シーブ１２側に配置されている環状のストッパー６３により軸線方向の摺動を規制するように係止されている。そのため、軸受６２は回転推進部材３４と一体的に軸線方向で前後動する。したがって、回転推進部材３４の推力が軸受６２を介して可動シーブ１２に伝達されるように構成されている。さらに、固定部材３５に設けられている軸受６１によりプライマリシャフト４は支持され、プライマリシャフト４と固定部材３５とが相対回転可能に構成されている。
【００３９】
また、図３に例示するように、ベルト式無段変速機５の変速動作を制御するコントローラとして電子制御装置（ＥＣＵ）１００が設けられている。すなわち、電子制御装置１００は、変速制御機構３０のモータ３１の動作を制御するように構成されている。その電子制御装置１００は、演算処理装置（ＣＰＵ）と、記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）と、入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータとを含むように構成されている。
【００４０】
その電子制御装置１００に対して、図示しない各種センサから信号が入力されるように構成されている。例えば、モータ３１の回転速度、モータ３１の回転位置、モータ３１の回転角度、モータ３１の回転数、変速制御機構３０の動力伝達機構における温度および湿度、軸受に作用する荷重、プライマリプーリ１０の溝幅、セカンダリプーリ２０の溝幅、減速ギヤの端部における変位、アクセルペダル操作、ブレーキペダル操作などの検出信号が入力される。
【００４１】
また、電子制御装置１００の記憶装置には各種の制御プログラムとともに各種データが記憶されている。そのため、電子制御装置１００は、各種の演算処理を実行するように構成されている。さらに、電子制御装置１００に入力される信号および記憶されているデータや、各種の演算処理の結果に基づいて、電子制御装置１００からベルト式無段変速機５の変速動作を制御する信号が出力される。例えば、モータ３１の回転動作を制御する指示信号を出力するように構成されている。
【００４２】
つぎに、図１を参照して、変速制御機構３０におけるバックラッシを詰める制御フローについて説明する。この実施形態における無段変速機の制御装置は、変速制御機構３０における動力源であるモータ３１の回転動作を制御するように構成されている。まず、電子制御装置１００は、ベルト式無段変速機５の変速比γが最小変速比γｍｉｎであるか否かを判別する（ステップＳ１）。例えば、電子制御装置１００がプーリの溝幅を検知するセンサから入力される検出信号により、プライマリプーリ１０の溝幅が最も狭い状態であるか否かを判別するように構成されている。この判別の結果、変速比γが最小変速比γｍｉｎでないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合、図１に例示するルーチンを繰り返すように構成されている。
【００４３】
一方、変速比γが最小変速比γｍｉｎであることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合、変速制御機構３０で生じているバックラッシを詰めるようにモータ３１の回転させるトルク指令を行う（ステップＳ２）。この変速制御機構３０は減速ギヤ対を含むように構成され、変速比γを変化させる変速動作では、減速ギヤの片側の歯面のみを用いて動力伝達するように構成されている。そのため、その歯面とは反対側の歯面と、ギヤ対を構成する他方の減速ギヤとの間にバックラッシが生じている。すなわち、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、その変速制御機構３０では減速方向にバックラッシが生じている。したがって、このステップＳ２における回転制御では、そのバックラッシを詰めるようにモータ３１を減速方向に回転させるように構成されている。
【００４４】
なお、減速方向とは、変速比γを増大させることをいう。すなわち、減速方向とは、減速ギヤの回転方向であって、変速比γを増大させる変速動作で用いられる減速ギヤの歯面（減速面）をギヤ対の他方の減速ギヤに接触させて動力伝達させる回転方向のことをいう。言い換えれば、このように減速面同士を接触させるような動力を出力させる際のモータ３１における回転方向のことを減速方向という。一方、増速方向は、上述した減速方向とは逆方向のことをいう。その一例として、変速比γを減少される変速動作で用いられる歯面（増速面）同士を接触させて減速ギヤ対が回転する方向のことを増速方向という。このように、減速ギヤの増速面同士を接触させて動力伝達させるように出力する際のモータ３１の回転方向のことを増速方向という。
【００４５】
ここで、図２を参照して、この実施形態における回転制御の一例を説明する。図２には、変速比γが増減する状態を示したタイムチャートと、モータ３１の回転角度が変化する状態を示したタイムチャートとを例示している。電子制御装置１００が、増速方向に変速させる旨の変速指示に基づいてモータ３１を増速方向に回転させることにより、変速比γが減少して時刻ｔ１において最小変速比γｍｉｎとなる。この時刻ｔ１以前の走行状態では、変速方向が増速方向のままであり、モータ３１の回転角度が減少することに伴い変速比γが減少している。また、変速比γが最小変速比γｍｉｎとなることは、モータ３１が増速方向にはこれ以上回転することができないことを意味している。
【００４６】
この変速比γが最小変速比γｍｉｎである状態で、変速制御機構３０における減速方向に生じているバックラッシを詰めるようにモータ３１の回転制御が実施される。具体的には、時刻ｔ１以前のような変速比γを減少させる回転方向とは逆方向にモータ３１を回転させ始める（時刻ｔ２）。すなわち、時刻ｔ２において電子制御装置１００はモータ３１を減速方向に回転させ始める。また、モータ３１を所定の回転角度（回転量）だけ回転させてから、その回転動作を停止させる（時刻ｔ３）。言い換えれば、最小変速比γｍｉｎから変速比γを増大させる旨の変速指示を受け付ける前に、モータ３１の回転制御を開始し、かつその回転制御を完了させるように構成されている。また、時刻ｔ２において回転角度を増加させる回転方向にモータ３１を回転させ始め、時刻ｔ３において所定の回転角度分だけ増加させられるとモータ３１の回転動作を停止させるように構成されているともいえる。
【００４７】
さらに、時刻ｔ２〜ｔ３間で逆方向にモータ３１を回転させる制御を実施しても、変速比γは最小変速比γｍｉｎに保たれるように構成されている。すなわち、バックラッシを詰める制御では、モータ３１を回転させる回転量が、その逆方向の回転方向における変速制御機構３０に含まれる動力伝達機構のバックラッシ量以下となるように構成されている。
【００４８】
そして、最小変速比γｍｉｎにおける走行状態で、時刻ｔ４において減速方向に変速させる旨の変速指示を受け付けると、モータ３１を減速方向に回転させることにより、その回転動作に伴い変速比γが変化し始め最小変速比γｍｉｎから増加し始める。すなわち、時刻ｔ４以降では、モータ３１の回転角度が増加することに伴い変速比γが増加するように構成されている。なお、図２に例示する時刻ｔ１以前の変速比γが減少する状態から時刻ｔ４以降の変速比γが増加する状態へ移行するように、変速比γの増減が逆転することを変速方向が逆転するという。したがって、変速方向の逆転は、図２に例示する時刻ｔ１〜ｔ４間のように、変速比γが一定に保たれている状態を介してから変速比γの減少状態と増加状態とが逆転する場合を含んでもよい。
【００４９】
したがって、図１のステップＳ２における回転制御により、変速制御機構３０に含まれる減速ギヤ機構のなかから、少なくともギヤ対における減速面同士を接触させておくように構成されている。なお、ステップＳ２の制御により、それらギヤ対における減速面に加えて、送りねじにおける減速面同士を接触させるように構成されていてもよい。
【００５０】
このように、この実施形態における無段変速機の制御装置によれば、最小変速比γｍｉｎでの走行状態において、変速指示を受け付けることなくバックラッシを詰めるように制御することができるようになる。このため、実際に変速指示を受け付けた場合、減速方向の変速動作を開始する際、すでに減速ギヤ機構における減速面同士が接触している、つまり減速方向のバックラッシは詰められているので、変速時の応答性を向上させることができる。例えば、モータ３１を逆方向に回転制御した時間、すなわち図２に例示する時刻ｔ２と時刻ｔ１との差分である時間Δｔ分のタイムラグを短縮できるように構成されている。
【００５１】
つぎに、図５を参照して、変速制御機構３０において実際に生じるバックラッシを学習する機能を備えた具体例について説明する。まず、電子制御装置１００は、変速方向が逆転したか否かを判別する（ステップＳ１１）。具体的には、増速方向の変速動作が終了し減速方向の変速動作が開始されたか否か、または減速方向の変速動作が終了し増速方向の変速動作が開始されたか否かを判別するように構成されている。
【００５２】
ここでは、変速方向が増速方向から減速方向に逆転した場合について説明する。この場合、ステップＳ１１における判別処理の一例として、電子制御装置１００が、増速方向の変速である旨の変速指示をベルト式無段変速機５に出力していた状態から、減速方向の変速である旨の変速指示を出力する状態へ移行したか否かを判別するように構成されている。他の例としては、モータ３１の回転方向が増速方向から減速方向へ切り替わったか否かを判別し、もしくは変速比が減少状態から増大状態に移行したか否かを判別するように構成されている。
【００５３】
また、このステップＳ１１の判別処理は、変速比γが一定に保たれた状態を介して変速方向が逆転した場合であっても判別できるように構成されている。例えば、変速比γが、減少状態から所定の時間一定に保たれた状態を経て増大状態に遷移した場合であっても、変速方向が逆転したか否かを判別できるように構成されている。
【００５４】
変速方向が逆転したことによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合、変速方向を逆転させる際の変速動作の開始時におけるモータ３１の回転速度ωｍと、変速方向を逆転させる旨の変速指示から逆転後の変速方向に変速比γが変化し始めるまでの時間ＴＬとを計測する（ステップＳ１２）。例えば、減速方向の変速動作の開始時、減速方向に回転させたモータ３１の回転速度ωｍと、電子制御装置１００から減速方向の変速指示をする旨の信号が出力されてからプライマリプーリ１０の溝幅が変化し始めるまでの時間ＴＬとを計測するように構成されている。
【００５５】
また、ステップＳ１２における計測処理によりそれら回転速度ωｍと時間ＴＬとが計測されると、これらの値を用いてバックラッシを算出する（ステップＳ１３）。例えば、モータ３１の回転速度ωｍと、変速指示から変速比γが反応するまでの時間ＴＬとを積算させ、その逆転後の回転方向において変速制御機構３０で実際に生じているバックラッシの値を算出するように構成されている。
【００５６】
また、上述したステップＳ１３における算出処理は、モータ３１の回転量を算出するための処理構成ともいえる。すなわち、ステップＳ１３における算出処理は、その逆転後の回転方向におけるバックラッシを詰めるためのモータ３１の回転量を算出するように構成されている。したがって、この算出処理により算出される値は、回転制御すべきモータ回転量である。
【００５７】
そして、電子制御装置１００は、ステップＳ１３の算出処理により算出されたバックラッシの値（モータの回転量）を学習する（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ１４の処理により、ステップＳ１３で算出されたモータ３１の回転方向が逆転してから変速比γが反応するまでのモータの回転量が学習値として電子制御装置１００の記憶装置に記憶されるように構成されている。
【００５８】
さらに、ステップＳ１３の算出処理により算出されたバックラッシの値（モータの回転量）を用いて、図１のステップＳ２における回転制御を実施させるように構成されている。具体的には、そのバックラッシの値に基づいて、モータ３１を回転させる回転量を決定し、ステップＳ２の回転制御において、その決定された回転量だけモータ３１を回転させるように構成されている。また、ステップＳ２の回転制御によりモータ３１を減速方向に回転させる場合には、その回転量を決定する際に用いられる値は、上述したステップＳ１１で増速方向から減速方向に変速方向が逆転したと判別されてステップＳ１３で算出されたバックラッシの値である。すなわち、ステップＳ１４における処理は、モータの回転量を学習するとともに、その学習値を用いてモータ３１を回転制御する場合のモータの回転量を決定するように構成されていてもよい。この場合、ステップＳ１３で算出される算出値が先回の算出値から変化することもあり、今回の算出値に基づくステップＳ１４における学習値により、その回転制御する際のモータの回転量を補正するように構成されている。
【００５９】
このように、変速方向が逆転する場合、変速制御機構３０の実際の変速動作に基づいて、その逆方向の回転方向に実際に生じているバックラッシ量を算出し、学習することができるようになる。これにより、変速制御機構３０の個体差、例えば、構成部材の製造時や変速制御機構３０の組み立て時に生じた個体差や、経年劣化により生じた個体差などに応じたバックラッシの値を取得することができる。
【００６０】
また、変速制御機構３０で実際に生じているバックラッシの値に基づいて、バックラッシを詰めるためのモータ３１の回転量を決定もしくは補正することができる。これにより、バックラッシを精度良く詰めることが可能になり、変速時の応答性を向上させることができる。
【００６１】
なお、上述したステップＳ１３における算出処理は、変速方向が逆転する際に算出されてもよく、変速方向が逆転した後に算出されてもよい。すなわち、上述した時間ＴＬが、タイマー手段により変速指示の信号が出力されてからプライマリプーリ１０の溝幅が変化することを検出するまでの時間として計測されるように構成されてもよい。または、電子制御装置１００によりその変速指示信号を出力した時刻とその溝幅が変化したことによる信号が入力された時刻とに基づいて時間ＴＬが算出されるように構成されていてもよい。
【００６２】
また、ここでは、変速方向が増速方向から減速方向に逆転する場合の具体例について説明したが、この発明に係る無段変速機の制御装置は、変速方向が減速方向から増速方向に逆転する場合についても適用することができる。この場合には、上述した説明を、減速方向を増速方向と読み替え、かつ増速方向を減速方向と読み替えればよく、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６３】
つぎに、図６を参照して、バックラッシ量を推定するように構成された具体例について説明する。この具体例では、変速制御機構３０に含まれる樹脂製の減速ギヤの端部が変位した量を測定するギャップセンサが設けられている。すなわち、その減速ギヤの端部の変位量に基づいてバックラッシの変化量を推定し、その変化量に基づいて変速用モータの回転量を補正するように構成されている。なお、以下の説明では、樹脂製の減速ギヤを単に樹脂製ギヤと記載して説明する。
【００６４】
その変速制御機構３０に含まれる樹脂製ギヤの端部は、その動力伝達経路における温度により膨張し、あるいは湿度により膨潤して変位する。言い換えれば、その温度と湿度の双方の影響を受けて、樹脂製ギヤの端部が変位する場合がある。したがって、ここでは、変速制御機構３０における温度と湿度との少なくともいずれか一方に基づいて減速ギヤの端部が変位する場合の具体例について説明する。この具体例では、そのようにして変位した樹脂製ギヤの端部をギャップセンサによりセンシングすることによって、その端部における変位量を測定するように構成されている。また、測定された変位量は、その変位量に応じたバックラッシ量に換算させるように構成されている。例えば、温度変化したことにより樹脂製ギヤの端部が膨張した場合には、バックラッシ量は小さくなる。
【００６５】
例えば、図６に例示するように、樹脂製ギヤの端部の変位量ΔＬに応じてバックラッシ量を推定するように構成されている。樹脂製ギヤの端部の変位量ΔＬが少ない場合には、その端部の変位前に比べてバックラッシ量が低減するものの、バックラッシの変化量は小さく、端部の変位量ΔＬが多い場合よりもバックラッシ量は大きいままとなる。一方、その変位量ΔＬが多い場合には、バックラッシの変化量は大きく、変位量ΔＬが少ない場合よりもバックラッシ量が小さくなる。したがって、温度や湿度に基づいて変位する樹脂製ギヤの変位量ΔＬを測定することで、その樹脂製ギヤを含む動力伝達経路のバックラッシ量を推定することができるように構成されている。
【００６６】
さらに、その推定されたバックラッシ量に基づいて変速用モータであるモータ３１を回転させ、そのバックラッシを詰めるように構成されている。つまり、その推定されたバックラッシ量により回転制御させるモータ３１の回転量を補正し、その補正された回転量に応じてモータ３１が回転させられるように構成されている。言い換えれば、上述した図５のステップＳ１４の処理構成のように、推定されたバックラッシ量を学習するとともに、回転制御する際のモータの回転量をそのバックラッシ量の学習値に基づいて補正するように構成されている。したがって、温度変化と湿度変化との少なくともいずれか一方に応じてバックラッシ量が変化した場合であっても、モータ３１の回転量を補正することにより、精度良くバックラッシを詰めることができるようになる。これにより、例えば、その回転制御させる際にモータ３１を回転させ過ぎて意図しない変速比の変化が生じることを防止することができる。すなわち、変速制御機構３０のバックラッシ量以下の回転量となるようにモータ３１の回転動作を制御することができるように構成されている。
【００６７】
なお、上述した具体例では、ギャップセンサを用いる例について説明したが、この発明に係る無段変速機の制御装置はこれに限定されず、例えば、接触式のセンサにより樹脂製ギヤの端部の変位量を測定するように構成されていてもよい。また、減速ギヤの軸受などで荷重を測定し、その測定値により樹脂製ギヤの端部の変位量を推定するように構成されていてもよい。さらに、温度センサや湿度センサなどにより温度や湿度を直接的に測定し、その測定値を用いて樹脂製ギヤの端部の変位量を推定するように構成されていてもよい。例えば、高温もしくは高湿の場合には、減速ギヤの端部の変位量が、大きな変位量と推定されるように構成されている。すなわち、バックラッシ量が相対的に小さくなることを推定できるように構成されている。加えて、温度のみから変位量ΔＬを推定してもよく、あるいは湿度のみから変位量ΔＬを推定してもよく、または温度および湿度から変位量ΔＬを推定してもよい。
【００６８】
以上、説明してきた通り、この発明に係る無段変速機の制御装置によれば、変速指示を受ける前にバックラッシを詰めるように構成されているため、変速時の応答性を向上させることができる。また、変速制御機構のバックラッシ量に基づいて変速用モータの回転量を制御するように構成されているため、バックラッシを確実に低減させることができるとともに、意図しない変速動作が生じないようにすることができる。
【００６９】
なお、この発明に係る無段変速機の変速制御装置は、上述してきた実施形態に限定されるものではなく、この発明の目的を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能である。例えば、上述してきた実施形態では変速比γが最小変速比γｍｉｎの場合について説明をしたが、この発明に係る無段変速機の制御装置が実施できる制御はこれに限定されず、変速比γが最大変速比γｍａｘの場合についても適用可能である。
【００７０】
例えば、変速比γが最大変速比γｍａｘである場合、増速方向に生じているバックラッシ、すなわち増速面同士の隙間を詰めるようにモータ３１を増速方向に回転させる制御を実施するように構成されている。この場合、上述したステップＳ１の判別処理では、変速比γが最大変速比γｍａｘであるか否かを判別し、ステップＳ２の回転制御処理では、増速方向の回転方向におけるバックラッシを詰めるようにモータ３１を増速方向に回転させるように構成されている。
【００７１】
また、上述した実施形態では、バックラッシを詰めるための回転制御において、その変速用モータの回転量を、実際の変速動作に基づいて算出した値を用いる例について説明したが、この発明に係る無段変速機の制御装置はこれに限定されない。例えば、バックラッシの設計値が予め電子制御装置に記憶されており、この設計値を用いて回転制御する際の変速用モータの回転量を設定するように構成されてもよい。
【００７２】
さらに、上述した具体例では、バックラッシを詰めるためのトルク指令を行った結果、変速用モータが回転する場合について説明したが、この発明に係る無段変速機の制御装置によりそのトルク指令を行った結果、変速用モータが回転しなくてもよい場合がある。例えば、車両走行中の揺れや衝撃などにより上述した逆方向における変速制御機構のバックラッシが、その制御前に既に詰められている場合もある。このような詰めるべきバックラッシが生じていない場合には、トルク指令を行い発生トルクを制御しても、変速用モータが逆方向にそれ以上回転しないこともある。したがって、この発明に係る無段変速機の制御装置は、トルク指令を行い逆方向における減速ギヤの歯面同士を接触させておくように構成されていればよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…動力源、  ４…プライマリシャフト、  ５…ベルト式無段変速機、  ６…セカンダリシャフト、  １０…プライマリプーリ、  １１…固定シーブ、  １２…可動シーブ、  ２０…セカンダリプーリ、  ２１…固定シーブ、  ２２…可動シーブ、  ３０…変速制御機構、  ３１…モータ、  ３２，３３…伝達部材、  ３４…回転推進部材、  ３５…固定部材、  ５０…ベルト、  ６１，６２，７１，７２，７３，７４…軸受、  １００…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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