(57)【要約】【課題】無段変速機の耐久性の向上を図りつつ、後進時においても安定した変速制御が可能な無段変速機の変速制御装置を提供すること。【解決手段】トロイダル伝導ユニットと、変速制御油圧系とを備えた無段変速機の変速制御装置において、前後進検出手段と、変速アクチュエータの最大駆動速度を推定する駆動速度推定手段と、変速アクチュエータの駆動指令値を演算する通常時制御手段と、目標変速比と変速比との偏差の補償が、通常時制御手段により補償可能かどうかを判断する補償判断手段と、変速アクチュエータの駆動指令値を、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオン変位がトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とする異常時制御手段とを設け、補償判断手段は、後進が検出され、かつ、変速アクチュエータの最大駆動速度が所定値以下の時は、異常時制御手段で演算する変速アクチュエータの駆動指令値は、後進時に、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオンがトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とした。【選択図】　　　　図４
2004084759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸配置した入出力ディスク間で油の剪断力により動力伝達を行うパワーローラを背面支持するトラニオンを備え、該トラニオンを油圧アクチュエータによりトラニオンの傾転軸方向へオフセットさせることでトラニオンを傾転させ、パワーローラと入出力ディスクとの接点を移動させることにより無段変速を行うトロイダル伝導ユニットと、
前記オフセットに対して前進時と後進時とにおける傾転方向の違いを補正して、前進時において変速アクチュエータに対する変速比の特性が安定となるように、前記油圧アクチュエータへ油を供給する変速制御油圧系と、
を備えた無段変速機の変速制御装置において、
目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
変速比を検出または推定する変速比検出手段と、
車両の前後進を検出または推定する前後進検出手段と、
前記変速アクチュエータの最大駆動速度を推定する駆動速度推定手段と、
検出された変速比を電子的にフィードバックして、前記目標変速比と前記変速比との偏差に応じて、該偏差を補償するように変速アクチュエータの駆動指令値を演算する通常時制御手段と、
前記目標変速比と前記変速比との偏差の補償が、前記通常時制御手段により補償可能かどうかを判断する補償判断手段と、
該補償判断手段により前記偏差の補償ができないと判断したときは、変速アクチュエータの駆動指令値を、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオン変位がトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とする異常時制御手段と、
を設け、
前記補償判断手段は、後進が検出され、かつ、変速アクチュエータの最大駆動速度が所定値以下の時は、目標変速比と変速比との偏差が補償できないと判断し、前記異常時制御手段で演算する変速アクチュエータの駆動指令値は、後進時に、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオンがトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とすることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機構の変速制御装置において、
前記前後進検出手段は、運転者の操作するセレクトレバーのシフト位置で前後進を判断し、変速比が、目標変速比より増速比側の所定値となったときに、前進していると判断している場合は後進と判断を切り換え、後進していると判断している場合は前進と判断を切り換えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記前後進検出手段は、無条件に後進していると判断し、変速比が、目標変速比より増速比側の所定値となったときに、前進していると判断している場合は後進と判断を切り換え、後進していると判断している場合は前進と判断を切り換えることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記トロイダル伝導ユニットの油温を検出又は推定する油温検出手段を設け、
前記駆動速度推定手段は、油温に応じて前記変速アクチュエータの最大駆動速度を推定することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項５】
請求項２ないし４に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記前後進検出手段における変速比の判断基準である前記所定値を、通常制御時に取り得る目標変速比に対する増速比側の変速比のずれ量（以下、正常時偏差と記載する）最大値より増速比側としたことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の無段変速機の変速制御装置において、
前記トロイダル伝導ユニットに入力軸トルクが作用することによる変速比のずれ（以下、トルクシフトと記載する）と、変速比検出誤差の最大値とに応じて、前記正常時偏差の最大値を設定することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機の変速制御装置、特に後進時における変速比制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前進時と後進時とで、異なる変速制御油圧系を有するトロイダル型無段変速機（以下、ＴＣＶＴと記載する）の後進時制御技術として、特開平８−９３８７３号に記載のものが知られている。この公報には、後進時の変速制御油圧系の故障時や、後進時に間違って前進側の変速制御油圧系を用いた場合に用いられる。このとき、前進時の変速制御を用いて、変速比が増速側に変速するように算出した駆動指令値を、変速アクチュエータに指令する。ＴＣＶＴは、前進時と後進時とにおいて、トラニオンのオフセットに対する変速方向が異なるため、このときＴＣＶＴは減速側に変速する。これにより、減速側の変速比による発進が確保できる。
【０００３】
ここで、前後進で異なる変速制御油圧系を用いる理由を述べる。トラニオンのオフセットに対する傾転角度（変速比）の特性は不安定である。このため、ＴＣＶＴは、変速アクチュエータ変位に応じて前記油圧アクチュエータへ油を供給する変速制御弁と機械的に連結したプリセスカムを備え、傾転角度とトラニオン変位を、プリセスカムを介して変速制御弁にフィードバックして、変速アクチュエータ変位に対する傾転角度の特性を機械的に安定化する変速制御油圧系を有する。但し、前進時と後進時とでは、入出力ディスクの回転方向が異なるため、トラニオンの上下方向オフセットに対する傾転方向も異なる。これに応じて、前進時と後進時とで、極性の異なる変速制御油圧系を設け、前後進で切り換えて用いる。
【０００４】
また、変速アクチュエータの大型化を防ぎながら、変速アクチュエータを安定に駆動する従来技術として、特開平８−１７８０４２号公報に記載の技術が知られている。ＴＣＶＴでは、運転状態に適応した好適な目標変速比を演算し、これに対応した変速指令により、モータなどの変速アクチュエータを変位させて、変速制御弁を目標変速比に対応したストローク位置に操作するよう構成する。この操作により該変速制御弁は目標変速比に対応した変速制御圧を作り出し、ＴＣＶＴは当該変速制御圧に応動して目標変速比に向け無段階に変速される。しかし、無段変速機の作動油は温度に応じて粘度が変化し、低温で高粘度になる。加えて、通常はアルミニウムで造る変速制御弁のバルブボディと、通常は鉄で造る変速制御弁のスプールとの間のクリアランスが、低温時ほど小さくなる。これらの理由から、作動油温が低温である時、変速制御弁をストロークさせる時の粘性抵抗が大きくなり、変速制御弁をストロークさせる変速アクチュエータの要求駆動力が低温時は大きくなり、変速制御弁をストロークさせる変速アクチュエータの要求駆動力が低温時は大きくなる。ここで、同じ作動油温（変速制御弁の粘性抵抗が同じ状態）のもとでも、変速アクチュエータ駆動速度を遅くすれば変速アクチュエータの要求駆動力が小さくなるとの観点から、このモータ駆動速度を変速機作動油温に応じて制御することで、変速アクチュエータの要求駆動力が低温時も大きくなることのないようにし、もって変速アクチュエータの大型化を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−９３８７３号公報には、駆動指令値を増速側に大きくすると（後進時、ユニットは減速側に変速する）、これに応じてトラニオンのオフセットも大きくなる。このため、駆動指令値を増速側に大きくしすぎると、トラニオンがオフセット方向のストッパ（具体的には、トラニオンの軸方向変位アクチュエータであるサーボピストンのピストンシリンダ）に接触する可能性がある。これによる影響の１つとして、トラニオンがストッパに強い力で押しつけられながら傾転することにより、トラニオンとストッパとの接触部分（具体的にはピストンやシリンダ）が摩耗する可能性がある。また、複数個のパワーローラを有する場合、オフセットのストッパ位置は、加工精度のバラツキにより一定ではない。このバラツキのため、ストッパに接触している状態では、それぞれのトラニオンのオフセット量が異なり、傾転速度がそれぞれ異なる。これにより、トラニオンが傾転角度のストッパに接触するまでの過渡時において、それぞれの傾転角度が一緒にならず、それぞれのパワーローラ接触点におけるディスクとパワーローラとの滑りが大きくなる。この滑りが、摩耗や発熱を発生させる可能性がある。以上の摩耗や発熱が、トロイダル伝導ユニットの耐久性を落とす可能性がある。
【０００６】
また、後進側の変速制御油圧系を持たず、前進側の変速制御油圧系を後進側でも兼用するＴＣＶＴの後進時において、フィードバック制御で目標変速比と変速比との偏差が補償できないときも、特開平８−９３８７３号の技術は適用できる。この場合も上記と同様の問題が発生する虞がある。
【０００７】
このフィードバック制御で目標変速比と変速比との偏差が補償できない状況は、後進時、変速比を検出するセンサの異常などで、変速比の検出ができなくなった場合や、特開平８−１７８０４２号公報で記載されているように、油温に応じて変速アクチュエータの速度を小さくした場合などに起こりえる可能性がある。このように、フィードバック制御で前記偏差が補償できないとき、変速比は減速側もしくは増速側に変速する。減速側に変速する場合、一般的に後進時の目標変速比が最減速比付近であることと、駆動力が増える方向であるため問題は少ない。一方、増速側に変速する場合、駆動力が減る方向であり発進時に希望の加速感が得られなくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、無段変速機の耐久性の向上を図りつつ、後進時においても安定した変速制御が可能な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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、トロイダル伝導ユニットと、変速制御油圧系と、を備えた無段変速機の変速制御装置において、車両の前後進を検出または推定する前後進検出手段と、前記変速アクチュエータの最大駆動速度を推定する駆動速度推定手段と、検出された変速比を電子的にフィードバックして、前記目標変速比と前記変速比との偏差に応じて、該偏差を補償するように変速アクチュエータの駆動指令値を演算する通常時制御手段と、前記目標変速比と前記変速比との偏差の補償が、前記通常時制御手段により補償可能かどうかを判断する補償判断手段と、該補償判断手段により前記偏差の補償ができないと判断したときは、変速アクチュエータの駆動指令値を、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオン変位がトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とする異常時制御手段とを設け、前記補償判断手段は、後進が検出され、かつ、変速アクチュエータの最大駆動速度が所定値以下の時は、目標変速比と変速比との偏差が補償できないと判断し、前記異常時制御手段で演算する変速アクチュエータの駆動指令値は、後進時に、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオンがトラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とすることで上記課題を解決した。
【００１０】
【発明の効果】
本発明では、走行環境の変化によってステップモータの駆動速度が保証できない場合であっても、ロー変速比によるリバース発進が可能となると共に、トラニオンやパワーローラ及び入出力ディスクの摩耗や発熱を抑制することが可能となり、無段変速機の耐久性の向上を図ると共に、安定した変速制御を達成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
【００１２】
図１は本発明の実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機１０（以下ＴＣＶＴと記載する）のスケルトン図を示し、図２はＴＣＶＴ１０の断面、および変速制御系の構成を示すものである。
【００１３】
図１中左側に設けられる動力源としての図外のエンジン回転が、トルクコンバータ１２を介してＴＣＶＴ１０に入力される。このトルクコンバータ１２は、一般によく知られるように、ポンプインペラ１２ａ、タービンランナ１２ｂおよびステータ１２ｃを備え、特に本実施の形態１のトルクコンバータ１２ではロックアップクラッチ１２ｄが設けられている。また、トルクコンバータ１２の出力回転軸１４と同軸上に配置されるトルク伝達軸１６が設けられ、該トルク伝達軸１６に第１トロイダル変速部１８と第２トロイダル変速部２０とがタンデム配置されている。
【００１４】
これら第１，第２トロイダル変速部１８，２０は、それぞれの対向面がトロイド曲面に形成される一対の第１入力ディスク１８ａ，第１出力ディスク１８ｂおよび第２入力ディスク２０ａ，第２出力ディスク２０ｂと、これら第１入出力ディスク１８ａ，１８ｂおよび第２入出力ディスク２０ａ，２０ｂのそれぞれの対向面間に摩擦接触されるパワーローラ１８ｃ，１８ｄおよび２０ｃ，２０ｄとによって構成される。
【００１５】
第１トロイダル変速部１８は、トルク伝達軸１６の図中左方に配置されると共に、第２トロイダル変速部２０は、トルク伝達軸１６の図中右方に配置され、かつ、それぞれの第１入力ディスク１８ａおよび第２入力ディスク２０ｂは互いに内側に配置されている。
【００１６】
一方、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合された出力ギア２８にスプライン嵌合され、第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達された回転力は、この出力ギア２８及びこれに噛合される入力ギア３０ａを介してカウンターシャフト３０に伝達され、更に、回転力出力経路を介して図外の出力軸に伝達される。
【００１７】
第１入力ディスク１８ａの外側にはローディングカム装置３４が設けられている。このローディングカム装置３４には、前後進切換装置４０を介してトルクコンバータ１２の出力回転が入力され、この入力トルクに応じた押付力がローディングカム装置３４によって発生されるようになっている。尚、ローディングカム装置３４のローディングカム３４ａは、トルク伝達軸１６に相対回転可能に嵌合されると共に、スラストベアリング３６を介してトルク伝達軸１６に係止される。
【００１８】
また、第２入力ディスク２０ａとトルク伝達軸１６の図中右方端部との間に皿ばね３８が設けられている。従って、ローディングカム装置３４で発生される押圧力は、第１入力ディスク１８ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６及び皿ばね３８を介して第２入力ディスク２０ａにも作用し、かつ、皿ばね３８によって発生される予圧力は、第２入力ディスク２０ａに作用すると共に、トルク伝達軸１６およびローディングカム装置３４を介して第１入力ディスク１８ａにも作用するようになっている。
【００１９】
前後進切換装置４０は、ダブルピニオン方式の遊星歯車機構４２と、この遊星歯車機構４２のキャリア４２ａを出力回転軸１４に締結可能なフォワードクラッチ４４と、遊星歯車機構４２のリングギア４２ｂをハウジング２２に締結可能なリバースブレーキ４６とによって構成されている。
【００２０】
前後進切換装置４０では、フォワードクラッチ４４を締結すると共に、リバースブレーキ４６を解放することにより、エンジン回転と同方向の回転がＴＣＶＴ１０に入力され、かつ、フォワードクラッチ４４を解放してリバースブレーキ４６を締結することにより、逆方向の回転が入力されるようになっている。
【００２１】
第１トロイダル変速部１８および第２トロイダル変速部２０に設けられたパワーローラ１８ｃ，１８ｄ及び２０ｃ，２０ｄは、中心軸Ｃに対称に配置されている。そして、それぞれのパワーローラは変速制御装置としての変速制御弁５６及び油圧アクチュエータ５０を介して、車両運転条件に応じて傾転され、これにより第１，第２入力ディスク１８ａ，２０ａの回転を無段階に変速して第１，第２出力ディスク１８ｂ，２０ｂに伝達する。
【００２２】
図２はＴＣＶＴ１０の変速制御を行う油圧系の機械的構成図である。パワーローラ２０ｃはトラニオン２３により背面から支持されている。トラニオン２３は油圧サーボ５０のサーボピストン５１と連結しており、油圧サーボ５０内のシリンダ５０ａ内の油と５０ｂ内の油の差圧により軸方向に変位する。
【００２３】
シリンダ５０ａ，５０ｂは、それぞれシフトコントロールバルブ５６のＨｉ側ポート５６ＨｉとＬｏｗ側ポート５６Ｌｏｗに接続されている。このシフトコントロールバルブ５６はバルブ内のスプール５６Ｓが変位することにより、ライン圧をＨｉ側ポート５６Ｈｉ又はＬｏｗ側ポート５６Ｌｏｗに流し、他方のポートからドレーン５６Ｄへ油を流出させることで油圧サーボ内の差圧を変化させる。スプール５６Ｓは、ステップモータ５２及び後述するプリセスカム５５とリンク構造で連結している。
【００２４】
プリセスカム５５は、４体のトラニオンのうち１体に取り付けられており、パワーローラ２０ａの上下方向変位とパワーローラの傾転角度をリンクの変位に変換する。スプール５６Ｓの変位は、ステップモータ変位とプリセスカム５５で伝えられる（フィードバックされる）変位により決定される。
【００２５】
ＴＣＶＴ１０は、トラニオン２３を平衡点から上下に変位させることにより、パワーローラ２０ｃと入出力ディスク２０ａ，２０ｂの回転方向ベクトルに差異が発生し、このベクトル差によって傾転することで変速する。変速の定常時には、パワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の変位は平衡点に戻り、スプール５６Ｓの変位も中立点でバルブが閉じた状態となっている。また、複数のトラニオン２３には、それぞれ傾転角を規制する傾転ストッパ２４が設けられている。これにより、パワーローラの過度の傾転を防止している。
【００２６】
前進時において、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に負帰還し、傾転角度の目標値とのズレを補償する。また、同時にパワーローラ２０ｃ及びトラニオン２３の平衡点からの変位もスプール５６Ｓの変位に負帰還する。これにより、変速過渡状態においてダンピングの効果を与え、変速のハンチングを抑制している。
【００２７】
ここで、変速の到達点はステップモータ５２の変位で決まるものであり、その一連の変速過程を以下に示す。ステップモータ変位を変化させることでスプール５６Ｓが変位してバルブが開く。これによりサーボピストン５１の差圧が変化することでトラニオン２３が平衡点から軸方向に変位することでパワーローラが傾転する。パワーローラの傾転角度がステップモータ変位に対応した時点でスプール５６Ｓは中立点に戻り変速が終了する。
【００２８】
一方、後進時においては、パワーローラの上下方向変位に対する傾転方向が、前進時とは異なる。これにより、プリセスカム５５は、パワーローラ２０ｃの傾転角度をスプール５６Ｓの変位に正帰還することによるので、後進時において、傾転角度がステップモータ変位に対応した点で平衡せず、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。
【００２９】
図３は、変速制御装置を備えたＴＣＶＴ１０の構成図である。上述したように、実施の形態１の機械的構成では、後進時、ステップモータ変位に対する傾転角度の特性は不安定となる。このため、変速比の電子的フィードバック制御を用いて、変速比を制御する。入力ディスク回転数センサ８４は、入力ディスク１８ａ，２１ａの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して入力ディスク回転数を検出する。出力ディスク回転数センサ８３は、出力ディスク１８ｂ，２１ｂの何れか１つの回転に同期して発生するパルス信号を、周期計測もしくは周波数計測して出力ディスク回転数を検出する。
【００３０】
アクセル踏み込み量センサ８１は、ロータリエンコーダ等を用いてアクセル踏み込み量を検出する。入力軸トルクセンサ８７は、トルクセンサを用いて入力軸トルクを検出する。油温センサ８９は、温度センサを用いて油温を検出する。
【００３１】
マイクロコンピュータを主体に構成された変速制御装置８０は、入力ディスク回転数と、出力ディスク回転数と、アクセル踏み込み量と、入力軸トルクと、油温とを入力して、ステップモータ５２の指令値を演算する。
【００３２】
図４は変速制御装置８０において実行される変速制御を表すブロック図である。目標変速比設定手段１００では、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから目標変速比Ｇ＊を演算する。まず、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳとから、図５に示すマップを用いて、到達エンジン回転数ωｔｅを求める。ここで、車速ＶＳＰは、出力ディスク回転数ωｏｄと車速ＶＳＰとの関係を示す下記の式１を用いて、出力ディスク回転数ωｏｄから算出する。
（式１）
2004084759.tif 000003
ここで、ｋｖはファイナルギア比やタイヤ半径から決まる定数である。
【００３３】
次に、到達エンジン回転数ωｔｅと出力ディスク回転数ωｏｄとから、式（２）に示す関係を用いて到達ＣＶＴ変速比Ｇｔを算出する。
（式２）
2004084759.tif 000004
【００３４】
最後に、到達ＣＶＴ変速比Ｇｔから、例えば式（３）に示すローパスフィルタを用いて目標変速比Ｇ＊を算出する。
（式３）
2004084759.tif 000005
ここで、Ｃｒは変速感等を考慮して決める時定数に相当する定数である。
【００３５】
変速比検出手段１０１では、例えば入力ディスク回転数ωｉｄの検出値と出力ディスク回転数ωｏｄの検出値とから式（４）に示す関係を用いて変速比検出値を算出する。
（式４）
2004084759.tif 000006
【００３６】
通常制御手段１０３では、目標変速比Ｇ＊と変速比Ｇとを入力し、変速比が検出または推定可能なときのステップモータ５２の駆動指令値を出力する。ステップモータ５２の変位ｕを入力とし、トラニオン変位ｙと傾転角度φとを状態量として、ＴＣＶＴ１０の動特性は、式（５）と式（６）とで表される。
（式５）
2004084759.tif 000007
（式６）
2004084759.tif 000008
ここで、ｆはφとωｃｏとの非線形関数、ａ１，ａ２，ｂはＴＣＶＴ１０の機械的諸元で決まる定数、ｇは変速制御弁のバルブゲイン，φｏは傾転角度の基準角度，ｕｏはステップモータの基準変位，ｙｔｓｖ，ｙｔｓｂはトラニオンとパワーローラとのガタや，変形によるトラニオン変位のずれであり、入力トルクに基づいて図１０及び図１１に示す関係から算出する。（ｙ−ｙｔｓｖ）はパワーローラのオフセット量である。ｆは次式で表される。
（式７）
2004084759.tif 000009
ここで、ｆｄはＴＣＶＴ１０の形状で決まる定数である。
【００３７】
式（５）と式（６）とで表されるＴＣＶＴシステムの出力を傾転角度φとすると、このシステムは可制御可観測系である。このため、状態量のフィードバック制御で傾転角度（変速比）を安定化できる。例えば、次式で表されるＰＩＤ制御器を用いて、目標変速比に対する変速比の特性を安定化する。
（式８）
2004084759.tif 000010
ここで、ｋＰ，ｋＤ，ｋＩはＰＩＤ制御器の制御ゲイン、ｓはラプラス演算子である。前後進でステップモータ変位に対する変速比の特性が異なるため、ＰＩＤ制御器の制御ゲインは、前進用ゲインと後進用ゲインとを、後述する前後進検出手段１０５の出力により切り換えると良い。
【００３８】
前後進検出手段１０５では、車両の前後進を検出する。例えば、入力ディスク回転センサ８４もしくは出力ディスク回転センサ８３からの２相のパルス信号による回転方向の検出結果から前後進を直接検出する。
【００３９】
駆動速度推定手段１０６では、図６に示す油温に応じたステップモータ保証駆動速度のスペックを用いて、油温からステップモータ５２の保証駆動速度を推定する（請求項１及び請求項４に対応）。
【００４０】
補償判断手段１０３では、目標変速比Ｇ＊と変速比Ｇとの偏差が補償可能かどうかを判断し、補償可能な場合は通常制御手段１０２で演算した駆動指令値を出力し、補償できない場合は、後述する異常時制御手段１０４で演算した駆動指令値をステップモータ５２に指令する（請求項１に対応）。例えば、前後進検出手段１０５で後進と判断され、かつ、駆動速度推定手段１０６で推定したステップモータ５２の保証速度が、車両が後進時に通常制御手段１０２によって目標変速比と変速比との偏差を補償できない速度域であるときに補償不可能と判断する。
【００４１】
異常時制御手段１０４では、目標変速比と変速比との偏差が補償できないときに、減速側にＴＣＶＴ１０を変速させ、かつ、トラニオンがオフセット方向のストッパに接触しないように、ステップモータ５２の駆動指令値を出力する（請求項１に対応）。ＴＣＶＴ１０において、前進と後進とでωｃｏの符号が変わる。これに応じて、式（７）に示すように、ｆの符号も前進と後進とで変わる。また、前進側に変速しているか、後進側に変速しているかで、式（５）におけるｄφ／ｄｔの符号も変わる。これらと式（５）とから、変速する方向に応じた（ｙ−ｙｔｓｖ）の符号が決まる。例えば、後進時、減速側に変速するとき、
（式９）
2004084759.tif 000011
（式１０）
2004084759.tif 000012
であるとすると、
（式１１）
2004084759.tif 000013
となる。
【００４２】
また、式（６）からトラニオン変位ｙの定常値ｙｓ（ｄｙ／ｄｔ＝０となるときのｙの値）は次式で表される。
（式１２）
2004084759.tif 000014
このｙｓが式（１１）のｙを満たすようにステップモータ変位ｕの領域を求めると次式を得る。
（式１３）
2004084759.tif 000015
また、トラニオンがオフセット方向のストッパに接触しない条件は次式で表される。
（式１４）
2004084759.tif 000016
尚、Δｙは図２に示すように、サーボピストン５１のストローク量である。
【００４３】
式（１２）に示すｙｓが、式（１４）のｙを満たすようにステップモータ変位ｕの領域を求めると、次式を得る。
（式１５）
2004084759.tif 000017
この式（１５）で表される領域がトラニオンオフセット方向のストッパに接触しないステップモータ変位の領域である。
以上から、ステップモータの駆動指令値の領域は、次式で表される。
（式１６）
2004084759.tif 000018
この式（１６）を満たすステップモータ駆動指令値を出力する。ここで、傾転角度φは、次式で表される傾転角度φと変速比Ｇとの関係を用いて、変速比から演算すると良い。
（式１７）
2004084759.tif 000019
【００４４】
以下において、変速制御装置で演算する変速制御演算の一例を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。この変速制御演算は、ある所定の制御周期（例えば２０ｍｓ毎）に実行される。
【００４５】
ステップＳ１では、入力ディスク回転センサ８４により入力ディスク回転数ωｉｄを検出する。
【００４６】
ステップＳ２では、出力ディスク回転センサ８３により出力ディスク回転数ωｏｄを検出する。
【００４７】
ステップＳ３では、入力ディスク回転数ωｉｄと出力ディスク回転数ωｏｄとから、式（４）を用いて、変速比Ｇを演算する。
【００４８】
ステップＳ４では、アクセル踏み込み量センサでアクセル踏み込み量ＡＰＳを読み込む。
【００４９】
ステップＳ５では、出力ディスク回転数ωｉｄから、式（１）を用いて、車速ＶＳＰを演算する。
【００５０】
ステップＳ６では、まず、アクセル踏み込み量ＡＰＳと車速ＶＳＰとから、図５の変速マップを用いて、到達エンジン回転数ωｔｅを求める。次に、到達エンジン回転数ωｔｅと出力ディスク回転数ωｏｄとから、式（２）を用いて到達ＣＶＴ変速比Ｇｔを算出する。そして、到達ＣＶＴ変速比Ｇｔから、式（３）に示すローパスフィルタを用いて目標変速比Ｇ＊を算出する。
【００５１】
ステップＳ７では、入力ディスク回転センサ８４もしくは出力ディスク回転センサ８３からの２層のパルス信号で、進行方向を判断する。
【００５２】
ステップＳ８では、油温センサ８９により油温を検出する。
【００５３】
ステップＳ９では、図６に示す油温とステップモータ保証速度との関係を用いて、油温からステップモータ保証速度を算出する。
【００５４】
ステップＳ１０では、ステップモータ保証速度が、後進時、目標変速比と変速比との偏差が保証可能な速度より大きいかどうかを判断し、大きいときはステップＳ１２へ進み、小さいときはステップＳ１３へ進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、ステップＳ７で判断した進行方向が前進ならばステップＳ１２へ進み、後進ならばステップＳ１３へ進む。
【００５６】
ステップＳ１２では、目標変速比Ｇ＊と変速比Ｇとから、式（８）で表すＰＩＤ制御器を用いて、ステップモータ変位の駆動指令値ｕを演算する。
【００５７】
ステップＳ１３では、式（１６）で表される範囲内となるようにステップモータ変位の駆動指令値ｕを設定する。
【００５８】
以上説明したように、後退時に、検出された油温に応じてステップモータの最大駆動速度を検出し、このステップモータの最大駆動速度が偏差の補償に必要な速度よりも小さいときは、変速比が減速側に変速すると共に、トラニオンオフセット方向のストッパに当たらない値とすることで、ステップモータ駆動速度が目標変速比と変速比との偏差を補償できない速度であっても、ハイ側変速による駆動力の減少を抑えることができ、かつ、トラニオンはオフセット方向のストッパに接触することがない。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明の無段変速機の変速制御装置における実施の形態２について説明する。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６０】
図８は実施の形態２における変速制御装置を備えたＴＣＶＴ１０の構成図である。実施の形態２では、運転者の操作するシフトレバーの位置を検出するシフト位置検出手段が設けられている（請求項２に対応）点が異なる。
【００６１】
次に、変速制御装置８０において実行される変速制御の異なる点について説明する。前後進検出手段１０５では、車両の前後進を検出する。例えば、先ず、セレクトレバーのシフト位置から、シフト位置がＤレンジならば前進、Ｒレンジならば後進と推定する。そして、目標変速比Ｇ＊に対し変速比Ｇが、ｙｎ＋ｙｔｓより増速側になった場合、前進と推定しているときは後進に切り換え、後進と推定しているときは前進に切り換える（請求項２，５，６に対応）。ここで、ｙｎは、変速比の増速側検出誤差最大値，ｙｔｓはトルクシフトによる目標変速比に対する変速比のずれの最大値である。このように切り換える理由を以下に述べる。
【００６２】
シフト位置から前後進を判断しているとき、急な坂道などではシフト位置と進行方向とが異なる状況になる可能性がある。補償判断手段１０３では、ステップモータの速度が遅く、目標変速比Ｇ＊と変速比Ｇとの偏差が補償できないと判断しているとき、前進を後進と誤判断すると、目標変速比Ｇ＊に対して変速比Ｇが増速側に発散する。一方、後進を前進と誤判断すると、目標変速比Ｇ＊に対して変速比が減速側もしくは増速側に発散する。後者の場合、減速側への発散は、後進と正しく判断している場合と結果的に同じとなるので許容する。しかしながら増速側への発散は、上述したように希望の加速感が得られない原因となる。そこで、この特性を利用して、目標変速比に対する増速側への変速比のずれをみて、進行方向の推定を切り換える。これにより、通常制御時に取りうる目標変速比に対する増速側への変速比のずれ量の最大値より増速側のときに切り換えるため、通常制御のときに対し大きく偏差が広がらないため、発進の違和感を抑制することができる（請求項５に対応）。
【００６３】
また、変速比の検出値はセンサのノイズの幅がずれる可能性があり、更にトルクシフトがある場合は、このトルクシフト幅分ずれる可能性がある。これらから、正常時偏差の最大値は、センサのノイズの幅とトルクシフトの幅との和（ｙｎ＋ｙｔｓ）となる。この正常時偏差の最大値を用いることで、より確実に進行方向と制御が一致しているか否かを判断することができ、違和感のない発進を確保することができる（請求項６に対応）。
【００６４】
次に実施の形態２における変速制御装置で演算する変速制御演算の一例を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。この変速制御演算は、ある所定の制御周期（例えば２０ｍｓ毎）に実行される。
【００６５】
ステップＳ１からＳ６及びステップＳ８からステップＳ１３は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００６６】
ステップＳ７では、最初は、セレクトレバーのシフト位置から、シフト位置がＤレンジであれば前進、Ｒレンジならば後進と推定する。そして、目標変速比Ｇ＊に対し変速比Ｇが、ｙｎ＋ｙｔｓより増速側になった場合、前進と推定している場合は後進へ推定を切り換え、後進と推定している場合は前進へ推定を切り換える。
【００６７】
以上の操作により、ステップモータの駆動速度が、目標変速比と変速比との偏差を補償できない速度であっても、ハイ側変速による駆動力の減少を抑えることができ、かつトラニオンはオフセット方向のストッパに接触しない。
【００６８】
（実施の形態３）
次に、本発明の無段変速機の変速制御装置における実施の形態３について説明する。基本的な構成は実施の形態１及び実施の形態２と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
次に、変速制御装置８０において実行される変速制御の異なる点について説明する。前後進検出手段１０５では、車両の前後進を検出する。例えば、先ず、後進と推定し、その後、目標変速比Ｇ＊に対し変速比Ｇが、ｙｎ＋ｙｔｓより増速側になった場合、前進と推定しているときは後進に切り換え、後進と推定しているときは前進に切り換える（請求項３，５，６に対応）。
【００７０】
後進時に減速側に発散させるためには、式（１６）を満たす位置にステップモータを駆動する必要がある。よって、より確実に減速側に発散させ、予め式（１６）を満たす位置にステップモータを駆動しておくために、先ず、前後進の推定は後進としておく。そして、実施の形態２で示したように、後進を推定しているときに前進すると、目標変速比に対して変速比が増速側に発散するので、これを検出して進行方向の推定を前進に切り換える。同様に、前進と推定しているときに後進した場合も、目標変速比に対して変速比が減速側もしくは増速側に発散するので、実施の形態２と同じ理由で、減速側への発散は許容し、増速側への発散を見て、推定を後進に切り換える。
【００７１】
これにより、後退したときに減速側に変速比が発散するように、予め変速アクチュエータを駆動するので、確実に後退時における変速比の増速側への発散が防止できると共に、前進を検知して、通常時制御に戻すことができる。これは、前記異常時制御手段１０４で演算する変速アクチュエータ駆動指令値で変速アクチュエータを駆動しているときに前進すると、変速比は増速側へ変速する特性による（請求項３に対応）。
【００７２】
次に実施の形態３における変速制御装置で演算する変速制御演算の一例を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。この変速制御演算は、ある所定の制御周期（例えば２０ｍｓ毎）に実行される。
【００７３】
ステップＳ１からＳ６及びステップＳ８からステップＳ１３は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００７４】
ステップＳ７では、最初は、後進と推定する。そして、目標変速比Ｇ＊に対し変速比Ｇが、ｙｎ＋ｙｔｓより増速側になった場合、前進と推定している場合は後進へ推定を切り換え、後進と推定している場合は前進へ推定を切り換える。
【００７５】
以上の操作により、ステップモータの駆動速度が、目標変速比と変速比との偏差を補償できない速度であっても、ハイ側変速による駆動力の減少を抑えることができ、かつトラニオンはオフセット方向のストッパに接触しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機を表すスケルトン図である。
【図２】実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の断面、および変速制御系の構成を表す概略図である。
【図３】実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を備えた制御系を含む構成図である。
【図４】実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置の制御系を表すブロック図である。
【図５】実施の形態１におけるアクセル開度毎の車速と到達エンジン回転数の関係を表すマップである。
【図６】実施の形態１における油温に応じたステップモータ保証駆動速度を表すマップである。
【図７】実施の形態１におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置の制御内容を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態２におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を備えた制御系を含む構成図である。
【図９】実施の形態３におけるトロイダル型無段変速機の変速制御装置を備えた制御系を含む構成図である。
【図１０】実施の形態におけるトラニオン軸方向ズレｙｔｓｖ算出マップである。
【図１１】実施の形態におけるトラニオン軸方向ズレｙｔｓｂ算出マップである。
【符号の説明】
１０　　　　トロイダル型無段変速機（ＴＣＶＴ）
１２　　　　トルクコンバータ
１２ａ　　ポンプインペラ
１２ｂ　　タービンランナ
１２ｃ　　ステータ
１２ｄ　　ロックアップクラッチ
１４　　　　出力回転軸
１６　　　　トルク伝達軸
１８，２０　　トロイダル変速部
２２　　　　ハウジング
２３　　トラニオン
２４　　傾転ストッパ
２８　　　　出力ギア
３０　　　　カウンターシャフト
３０ａ　　入力ギア
３４　　　　ローディングカム装置
３６　　　　スラストベアリング
４０　　前後進切換装置
４２　　　　遊星歯車機構
４４　　フォワードクラッチ
４６　　リバースブレーキ
５０　　油圧サーボ
５１　　サーボピストン
５２　　ステップモータ
５３，５４　　リンク
５５　　プリセスカム
５６　　シフトコントロールバルブ
５６Ｓ　　スプール
５６Ｄ　　ドレーン
６０　　変速制御コントローラ
８０　　後進時制御装置
８１　　量センサ
８２　　パワーローラ回転数センサ
８３　　出力ディスク回転数センサ
８４　　入力ディスク回転数センサ
８５　　傾転角度センサ
８６　　トラニオン変位センサ
８７　　入力軸トルクセンサ
８９　　油温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004084759.tif 000022
【図４】
2004084759.tif 000023
【図５】
2004084759.tif 000024
【図６】
2004084759.tif 000025
【図７】
2004084759.tif 000026
【図８】
2004084759.tif 000027
【図９】
2004084759.tif 000028
【図１０】
2004084759.tif 000029
【図１１】
2004084759.tif 000030