(57)【要約】【課題】車両の走行状態が非定常状態の場合においても、無段変速機での滑り検出精度の良好な滑り検出装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】動力源に連結された無段変速機の滑り検出装置において、前記動力源に対する出力増大要求に伴う前記無段変速機の変速指令値もしくはその変速指令値の微分値がダウンシフト側の所定値以上で、かつ変速速度がダウンシフト側の基準値以下もしくはアップシフト側の他の基準値以上の場合に滑り発生を判定する滑り判定手段（ステップＳ７０〜Ｓ９０）を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源に連結された無段変速機の滑り検出装置において、
前記動力源に対する出力増大要求に伴う前記無段変速機の変速指令値もしくはその変速指令値の微分値がダウンシフト側の所定値以上で、かつ変速速度がダウンシフト側の基準値以下もしくはアップシフト側の他の基準値以上の場合に滑り発生を判定する滑り判定手段を備えていることを特徴とする無段変速機の滑り検出装置。
【請求項２】
前記基準値もしくは他の基準値は、現在時点より前の変速速度に基づいて設定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滑り検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、摩擦力やトラクションオイルのせん断力などを利用してトルクを伝達する無段変速機の滑りを検出するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベルト式無段変速機あるいはトラクション式（トロイダル型）無段変速機などの変速機は、噛み合いに依らないでトルクを伝達するから、その伝達トルク（もしくはトルク容量）を超えてトルクが作用することにより、過剰な滑りが生じることがある。そのような過剰な滑りが生じると、動力の伝達効率が低下したり、あるいは耐久性が損なわれたりする場合が考えられる。
【０００３】
従来、無段変速機の故障を車両の走行に不具合が生じる前に検出するための装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された発明は、入出力回転数から求まる変速比が最大値や最小値を超えた場合や、その変速比の変化速度が設定値以上になった場合に、故障の判定をおこない、その頻度が高くなった場合にユーザーに警報を発するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−５８１１０号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に記載された発明によれば、無段変速機での滑りを検出することができる。しかしながら、それは、無段変速機の故障の結果としての滑りもしくは故障の要因となっている滑りであり、そのために、変速比が上下限のいずれかの限界値を超え、あるいは変速速度が過大になることにより、故障の判定をおこなうようにしている。したがって上記従来の装置では、変速比や変速速度がそのように極端な値になるまでは、ベルトなどの滑りを検出することができない。
【０００６】
無段変速機では、トルクの伝達を媒介するベルトやパワーローラを挟み付ける挟圧力が高ければ、滑りが生じにくくなるが、その反面、動力の伝達効率が低下する。したがって挟圧力は、滑りが生じない範囲で可及的に低く設定することが望まれるが、無段変速機に作用するトルクが急激に変化した場合には、それに伴う滑りを事前にもしくは直ちに検出する必要がある。そのためにはいわゆるミクロスリップからマクロスリップへの変化を検出するなど、僅かな挙動の変化を滑りとして検出する必要があるが、上記の特許文献１に記載された発明では、このような技術的課題に着目していないのみならず、故障とは言い得ない一時的な、あるいは微妙な滑りを検出することができない。
【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り、無段変速機での滑りを迅速かつ正確に検出することのできる装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源に連結された無段変速機の滑り検出装置において、前記動力源に対する出力増大要求に伴う前記無段変速機の変速指令値もしくはその変速指令値の微分値がダウンシフト側の所定値以上で、かつ変速速度がダウンシフト側の基準値以下もしくはアップシフト側の他の基準値以上の場合に滑り発生を判定する滑り判定手段を備えていることを特徴とする滑り検出装置である。
【０００９】
したがって請求項１の発明では、出力増大要求に伴う前記無段変速機の変速指令値もしくはその微分値がダウンシフト側の予め定められた所定値以上の時、変速速度と、予め定められた所定の基準値とに基づいて滑りが判定される。そのため、出力増大要求により運転状態が非定常状態に移行した場合であっても、初期の段階での滑りが正確に判定される。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記基準値もしくは他の基準値は、現在時点より前の変速速度に基づいて設定されていることを特徴とする無段変速機の滑り検出装置である。
【００１１】
したがって請求項２の発明では、変速速度に基づいて滑りを判定する基準値が、所定時間前の変速速度に基づいて設定され、その判定基準値に基づいて滑りが判定される。そのため、出力増大要求により運転状態が非定常状態に移行した場合であっても、滑りの誤判定が回避され、初期の段階での滑りが正確に判定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする無段変速機を含む駆動系統の一例を説明すると、図３は、ベルト式無段変速機１を含む駆動機構を模式的に示しており、その無段変速機１は、前後進切換機構２およびロックアップクラッチ３付きの流体伝動機構４を介して動力源５に連結されている。
【００１３】
その動力源５は、内燃機関、あるいは内燃機関と電動機、もしくは電動機などによって構成されている。なお、以下の説明では、動力源５をエンジン５と記す。また、流体伝動機構４は、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン５によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナーと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナーに供給することよりタービンランナーを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。
【００１４】
このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナーとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となるので、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ３が設けられている。このロックアップクラッチ３は、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。
【００１５】
前後進切換機構２は、エンジン５の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図３に示す例では、前後進切換機構２としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、サンギヤ６と同心円上にリングギヤ７が配置され、これらのサンギヤ６とリングギヤ７との間に、サンギヤ６に噛合したピニオンギヤ８とそのピニオンギヤ８およびリングギヤ７に噛合した他のピニオンギヤ９とが配置され、これらのピニオンギヤ８，９がキャリヤ１０によって自転かつ公転自在に保持されている。そして、二つの回転要素（具体的にはサンギヤ６とキャリヤ１０と）を一体的に連結する前進用クラッチ１１が設けられ、またリングギヤ７を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ１２が設けられている。
【００１６】
無段変速機１は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリ１３と従動プーリ１４とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ１５，１６によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリ１３，１４の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ１３，１４に巻掛けたベルト１７の巻掛け半径（プーリ１３，１４の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリ１３が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１０に連結されている。
【００１７】
なお、従動プーリ１４における油圧アクチュエータ１６には、無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリ１４における各シーブがベルト１７を挟み付けることにより、ベルト１７に張力が付与され、各プーリ１３，１４とベルト１７との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。これに対して駆動プーリ１３における油圧アクチュエータ１５には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径もしくは巻掛け径）に設定するようになっている。
【００１８】
上記の従動プーリ１４が、ギヤ対１８を介してディファレンシャル１９に連結され、このディファレンシャル１９から駆動輪２０にトルクを出力するようになっている。したがって上記の駆動機構では、エンジン５と駆動輪２０との間に、ロックアップクラッチ３と無段変速機１とが直列に配列されている。
【００１９】
上記の無段変速機１およびエンジン５を搭載した車両の動作状態（走行状態）を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、無段変速機１に対する入力回転数（前記タービンランナーの回転数）を検出して信号を出力するタービン回転数センサー２１、駆動プーリ１３の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー２２、従動プーリ１４の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー２３、ベルト挟圧力を設定するための従動プーリ１４側の油圧アクチュエータ１６の圧力を検出する油圧センサー２４が設けられている。また、特には図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレーキセンサーなどが設けられている。
【００２０】
上記の前進用クラッチ１１および後進用ブレーキ１２の係合・解放の制御、および前記ベルト１７の挟圧力の制御、ならびに変速比の制御、さらにはロックアップクラッチ３の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）２５が設けられている。この電子制御装置２５は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定、ロックアップクラッチ３の係合・解放ならびにスリップ回転数などの制御を実行するように構成されている。
【００２１】
ここで、変速機用電子制御装置２５に入力されているデータ（信号）の例を示すと、無段変速機１の入力回転数（入力回転速度）Ｎｉｎの信号、無段変速機１の出力回転数（出力回転速度）Ｎｏ  の信号が、それぞれに対応するセンサから入力されている。また、エンジン５を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）２６からは、エンジン回転数Ｎｅ  の信号、エンジン（Ｅ／Ｇ）負荷の信号、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度信号などが入力されている。
【００２２】
無段変速機１によれば、入力回転数であるエンジン回転数を無段階に（言い換えれば、連続的に）制御できるので、これを搭載した車両の燃費を向上できる。例えば、アクセル開度などによって表される要求駆動量と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、その目標駆動力を得るために必要な目標出力が目標駆動力と車速とに基づいて求められ、その目標出力を最適燃費で得るためのエンジン回転数が予め用意したマップに基づいて求められ、そして、そのエンジン回転数となるように変速比が制御される。
【００２３】
そのような燃費向上の利点を損なわないために、無段変速機１における動力の伝達効率が良好な状態に制御される。具体的には、無段変速機１のトルク容量すなわちベルト挟圧力が、エンジントルクに基づいて決まる目標トルクを伝達でき、かつベルト１７の滑りが生じない範囲で可及的に低いベルト挟圧力に制御される。その制御は、挟圧力を低下させて無段変速機１に微少滑りを生じさせ、その際の挟圧力を滑り限界圧力とし、その滑り限界圧力に所定の安全率を見込んだ油圧もしくは路面からの入力に対応する圧力を加えた圧力に設定することにより実行される。
【００２４】
この発明に係る滑り検出装置は、無段変速機での滑りの検出、ならびにその後の挟圧力の設定をおこなうように構成されている。図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、所定時間毎に繰り返し実行される。また、図２は図１に示す制御を実行した場合の挟圧力や変速比などの変化を示すタイムチャートである。
【００２５】
図１において、先ず、変速比γの微分値Δγの移動平均処理を実行する（ステップＳ１０）。この処理をおこなうことによって、Δγの時系列上の傾向線が求まり、後述するステップＳ６０において基準値Δγ１を設定する際に使用される。なお、この処理は基準値Δγ１を設定する際に基準とする傾向線が求まればよく、移動平均処理に変えて、例えば所定期間の平均値をもって基準とする傾向線としてもよい。
【００２６】
ついで、フラグＦが“１”であるか否かが判断される（ステップＳ２０）。このフラグＦは、車両の走行状態と時間の経過状態に応じて“０”ないし“１”にセットされるようになっており、当初は“０”に設定されている。したがってフラグＦが“０”であることによってこのステップＳ２０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３０へ進み非定常状態化判定が成立しているか否かが判断される。すなわち、走行状態が定常または準定常状態から非定常状態に変化したことの判定が成立しているか否かの判断がおこなわれる。その判断は、例えばアクセル開度の変化量によって判断できる。
【００２７】
ここで非定常状態とは、定常状態および準定常状態以外の場合で、例えば準定常状態、すなわち中高速巡航時のような従動プーリ１４の出力トルクが所定範囲内でアクセル開度あるいはエンジントルクほぼ一定な状態から、アクセル踏み込みなどによる出力増大要求がなされ、ダウンシフト側への変速がおこなわれる場合などである。この時の加速状態では、出力増大要求の指令やエンジントルクなどに対して実挟圧力の応答が遅れる過渡応答性の影響により、挟圧力についての安全率ＳＦが低下し、ベルト滑りが生じる可能性がある。
【００２８】
その具体例を図２のタイムチャートによって説明する。先ずＡ点以前の準定常状態から、Ａ点からＤ点にかけてアクセル踏み込みにより出力増大要求が指令されると、アクセル開度と連動してエンジントルクが増大する。また、変速指令値Ｄも、通常アクセル踏み込みに対しほとんど遅れずにダウンシフト側へ移行する。一方、実挟圧力は不可避的な制御遅れであるＡ、Ｂ点間の無駄時間ｔｄを経てから増大を開始する。この時、エンジントルクの増大に対して実挟圧力の増大が遅れるため、安全率ＳＦが低下し始め、Ｂ点以降でＳＦ≦１となってベルトが滑り始める。またこの時、変速比γは図２の（ａ）のＢ、Ｃ点間のように、変速比γはそれまでの変化傾向とは異なった変化を示す。そしてその後、ＳＦ＝１となるＣ点の時点からベルト滑りが収束に向かうと、変速比γはＣ点からＤ点へ向けて変化して、それまでの変化傾向にもどる。
【００２９】
車両の走行状態が非定常状態に変化しない場合には、ステップＳ３０で否定的に判断され、この場合は、この制御例は実行されず一旦、終了する。一方、非定常状態判定条件が成立していることによりステップＳ３０で肯定的に判断された場合には、非定常状態判定時を起点として所定時間ｔ１が経過したか否かが判断される。この所定時間ｔ１は、図２の（ａ）のＡ点から所定の時間経過したＦ点の間として表される時間であって、いわゆるガードタイマー的な役目を果たすものである。
【００３０】
アクセル踏み込みなどによる出力増大要求により、非定常状態化してダウンシフト側への変速がおこなわれる際、その変速が開始されるまでの過渡的な期間は、ベルト滑りの生じる可能性が高い。但し、この過渡的な期間を経過して、変速が完全に開始される所定時間ｔ１以上の時間が経過すると、イナーシャトルクによって駆動プーリ１３への入力トルクが低下するため、ベルト滑りが発生する可能性はほとんど無くなる。
【００３１】
したがって、非定常状態化が判定された後、所定時間ｔ１以上の時間が経過していることによってステップＳ４０で肯定的に判断された場合は、次のステップＳ５０からステップＳ９０までの、ベルト滑りを判定するためのルーチンをおこなわずにステップＳ１００まで進み、フラグＦおよびストア値をクリアしてこの制御を一旦、終了する。
【００３２】
一方、非定常状態が判定された後、所定時間ｔ１以上の時間が経過していない場合、すなわち変速が過渡的な状態にあってベルト滑りの生じる可能性が高い場合は、ステップＳ４０で否定的に判断され、フラグＦが“１”に設定される（ステップＳ５０）。ついで、現時点より所定時間ｔ２前の時点における変速速度Δγの移動平均値に基づいて、後述するステップＳ８０で滑りを判定する際に閾値となる基準値Δγ１を設定する（ステップＳ６０）。このように滑り判定閾値となる基準値Δγ１を、移動平均処理をおこなった過去の変速速度Δγ値を用いて設定することによって、ベルト滑りの判定精度を向上することができる。
【００３３】
基準値Δγ１を設定すると、変速指令値Ｄがダウンシフト側の所定値Ｄ１以上か否かが判断される（ステップＳ７０）。なお、この制御例では変速指令値Ｄを用いて判断するようにしているが、変速指令値Ｄの微分値ΔＤが所定値以上か否かによって判断を実行するようにしてもよい。
【００３４】
変速指令値Ｄがダウンシフト側の所定値Ｄ１以上であることにより、ステップＳ７０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ８０へ進み、変速速度Δγが前述のステップＳ６０で設定した基準値Δγ１より小さいか否かが判断される（ステップＳ８０）。図２の（ａ）のΔγ線図におけるＢ、Ｄ点間のように、ベルト滑りが発生した際に、変速速度Δγは短時間の内にダウンシフト側方向への上昇からアップシフト側方向へ下降し、再びダウンシフト側方向へ上昇する変動特性を示す。この特性を利用することによって、変速速度Δγがアップシフト側方向へ下降し再びダウンシフト側方向へ上昇する変動時に、先に設定した基準値Δγ１を閾値としてベルト滑りの判定をおこなうことができる。
【００３５】
なお、図２の（ｂ）の変速比γ線図および変速速度Δγ線図に示すように、準定常状態時の変速比γの変化勾配が大きい場合は、ベルト滑りが発生しその後滑りが収束してそれまでの変化傾向に戻った際、変速速度Δγが０を越えてアップシフト側にならない場合がある。その場合においても、この制御例のように閾値の設定をおこなうことによって、適切な基準値Δγ１を滑り判定閾値として設定することができる。
【００３６】
そして、変速速度Δγが基準値Δγ１より小さいことにより、ステップＳ８０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ９０に進み、ベルト滑りが生じていることの判定がおこなわれ、併せてこのベルト滑りを解消するための、所定の対応処理が実行される。そしてその後、この制御を一旦、終了する。
【００３７】
なお、変速指令値Ｄがダウンシフト側の所定値Ｄ１より小さく、ステップＳ７０で否定的に判断された場合、および変速速度Δγが基準値Δγ１以上であることにより、ステップＳ８０で否定的に判断された場合は、滑りの判定をおこなわず、この制御を一旦、終了する。
【００３８】
したがって、図１に示す制御を実行するように構成されたこの発明に係る滑り検出装置によれば、出力増大要求などによって車両の走行状態が非定常状態になる場合にいても、無段変速機１での滑りを精度よく判定することができる。すなわち、非定常状態に移行した後、所定時間ｔ１が経過する以前の変速過渡期間において、変速指令値Ｄもしくはその微分値ΔＤと変速速度Δγの変化に基づいて無段変速機１での滑りを判定するように構成したので、無段変速機１での滑りを正確に、また迅速に検出することができる。
【００３９】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ７０，Ｓ８０，Ｓ９０の各機能的手段が、この発明の滑り判定手段に相当する。
【００４０】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、図３に示す駆動系統に組み込まれた無段変速機１はベルト式に限らず、トロイダル型（トラクション式）の無段変速機であってもよい。また、上述した判断もしくは判定に使用する所定値は、予め定めた一定値であってもよいが、加減速度や例えばアクセル開度による出力増大要求量などの、車両の運転状態に応じて変化する変数（マップ値）としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、出力増大要求に伴う前記無段変速機の変速指令値もしくはその微分値がダウンシフト側の予め定められた所定値以上の時、変速速度と、予め定められた所定の値とに基づいて滑りが判定されので、出力増大要求により運転状態が非定常状態に移行した場合であっても、初期の段階での滑りを正確に判定することができる。
【００４２】
また、請求項２の発明によれば、変速速度に基づいて滑りを判定する基準値が、所定時間前の変速速度に基づいて設定され、その判定基準値に基づいて滑りが判定されるため、出力増大要求により運転状態が非定常状態に移行した場合であっても、滑りの誤判定を回避でき、滑りの検出精度を向上させることができ、初期の段階での滑りを正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の滑り検出装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図３】この発明で対象とする無段変速機を含む駆動装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…無段変速機、  ３…ロックアップクラッチ、  ５…エンジン（動力源）、１３…駆動プーリ、  １４…従動プーリ、  １５，１６…アクチュエータ、  １７…ベルト、  ２０…駆動輪、  ２５…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004324717.tif 000005