(57)【要約】【課題】  トロイダル式変速機の如き変速機の変速制御に於いて、変速比を目標変速比に追従させる制御がトラニオンの変位検出に於ける如きセンサ検出誤差により乱されることを防止する。【解決手段】  トロイダル式変速機の例では、目標変速比と実変速比の差に対応するディスク中心軸線とローラ中心軸線の差の目標値を該差の変位センサによる実測値と比較するに当たって、変位センサの検出値を変位センサの定常誤差により補正する。変位センサの定常誤差は学習により求める。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の変速比を目標変速比に制御する変速制御装置にして、目標変速比と実現された変速比の差に対応して一つの中間制御量の目標値を定める手段と、前記中間制御量についての目標値とセンサによる実測値の差に対応して変速機を制御する手段とを有し、前記中間制御量についてその目標値と前記センサによる実測値と比較するとき前記センサによる実測値を該センサの定常誤差により補正するようになっていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記変速機は軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、前記一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた複数のローラとを有し、前記複数のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、その際前記一対のディスクの中心軸線に対し前記各ローラの中心軸線を変位させることにより前記各ローラに前記一対のディスクに対する傾動を起こさせて前記一対のディスク間に伝達される回転力の変速比を変えるよう構成されたディスク／ローラ型無段変速機であり、前記中間制御量は前記ディスク中心軸線に対する前記ローラ中心軸線の変位量であることを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
【請求項３】
前記センサの定常誤差を随時学習するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
【請求項４】
前記実変速比が前記目標変速比に所定の偏差内にて近づいたとき前記センサが検出する変位を該センサの前記定常誤差とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変速制御装置。
【請求項５】
前記センサについて新たに検出された前記定常誤差とそれまで採用されていた前記定常誤差との差の絶対値が所定の限界値を越えたとき、前記定常誤差を新たに検出された値に置き換えることを特徴とする請求項３または４に記載の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の変速制御装置に係り、特にその制御の過程にセンサを組み込んだ変速制御装置の作動特性を改善することに係わる。
【背景技術】
【０００２】
車輌用変速装置等に適した変速機の一つとして、軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、これら一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた複数のローラとを有し、これら複数のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、その際一対のディスクに対する各ローラの角度を変化させることにより一対のディスク間に伝達される回転力の変速比を無段に変えるよう構成されたディスク／ローラ型無段変速機が知られている。かかるディスク／ローラ型無段変速機のディスクの作動面は一般にトロイド面の一部として形成されるので、かかる無段変速機は通常トロイダル型無段変速機と称されている。
【０００３】
上記の如きトロイダル型無段変速機に於いて、変速制御に当たっての複数のトラニオンの各々に対する油圧アクチュエータの作動の同期性を高めるため、各トラニオンに対して上記の変速制御弁１１２の如き変速制御弁を個別に設けることが、下記の特許文献１に記載されている。また変速比の制御に当って、目標変速比を演算し、目標変速比と実際の変速比との偏差を検出する一方で、入力トルクを演算し、入力トルクが所定のしきい値を越えたか否かを判断し、入力トルクが前記しきい値を越えたと判断されたとき、その偏差を学習し、この学習値に応じて変速比を補正することが、下記の特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２５７６８６号公報
【特許文献２】特開平８−３３８４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如きディスク／ローラ型無段変速機は、それが任意の変速比に一定に維持されるときには、複数のローラはその中心軸線を一対のディスクの中心軸線に交差させた状態にあり、変速比を変更すべきときには、その変更の間だけ、複数のローラは、その中心軸線を一対のディスクの中心軸線との交差から増速か減速に応じていずれか一方の側へ外すように変位される。この場合、変速機が任意の変速比にて安定して作動するためには、変位センサによる変位０の検出は正確に行われる必要があり、さもなくば、変速機はいかなる変速比にても安定して作動できなくなる恐れがある。
【０００５】
しかし、実際の車輌等に用いられるディスク／ローラ型無段変速機に於けるトラニオンの変位は、通常高々１ｍｍ程度のものであり、その検出精度を上げるにはそれに対応して変位センサに高いコストを要する。しかもトラニオンは常時高い機械的負荷の作用の下に作動する装置であり、その作動中に変速機の各部に作用する機械的応力の大きさに鑑みて、変位センサの精度を初期設定のまま長期間に亙って維持することにはかなりの困難がある。
【０００６】
本発明は、変速機、特にディスク／ローラ型無段変速機の変速制御に於ける如く、その途中のローラの変位検出に於ける誤差が制御の安定性を大きく左右する場合に対処し、かかる問題を解決することのできる変速制御装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するのとして、本発明は、変速機の変速比を目標変速比に制御する変速制御装置にして、目標変速比と実現された変速比の差に対応して一つの中間制御量の目標値を定める手段と、前記中間制御量についての目標値とセンサによる実測値の差に対応して変速機を制御する手段とを有し、前記中間制御量についてその目標値と前記センサによる実測値と比較するとき前記センサによる実測値を該センサの定常誤差により補正するようになっていることを特徴とする制御装置を提案するものである。
【０００８】
前記変速機は軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、前記一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた複数のローラとを有し、前記複数のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、その際前記一対のディスクの中心軸線に対し前記各ローラの中心軸線を変位させることにより前記各ローラに前記一対のディスクに対する傾動を起こさせて前記一対のディスク間に伝達される回転力の変速比を変えるよう構成されたディスク／ローラ型無段変速機であり、前記中間制御量は前記ディスク中心軸線に対する前記ローラ中心軸線の変位量であっていてよい。
【０００９】
また、上記の如き変速制御装置は、前記センサの定常誤差を随時学習するようになっていてよい。その場合、前記実変速比が前記目標変速比に所定の偏差内にて近づいたとき前記センサが検出する変位を該センサの前記定常誤差とするようになっていてよい。
【００１０】
また、変速制御装置は、前記変位センサについて新たに検出された前記定常誤差とそれまで採用されていた前記定常誤差との差の絶対値が所定の限界値を越えたとき、前記定常誤差を新たに検出された値に置き換えるようになっていてよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記の如く、変速機の変速比を目標変速比に制御する変速制御装置が、目標変速比と実現された変速比の差に対応して一つの中間制御量の目標値を定める手段と、前記中間制御量についての目標値とセンサによる実測値の差に対応して変速機を制御する手段とを有している場合、前記中間制御量についてその目標値と前記センサによる実測値と比較するとき前記センサによる実測値を該センサの定常誤差により補正するようになっていれば、センサの定常誤差に起因する制御誤差を制御の早い段階にて効果的に排除することができ、変速制御の迅速化と安定性の向上が得られる。
【００１２】
上記の如きセンサ定常誤差の中間制御段階での補正は、特に、変速機が軸線に沿って半径が変化する作動面を備えた一対のディスクと、前記一対のディスクの作動面を同軸に対向させた間に押し挟まれた複数のローラとを有し、前記複数のローラを介して前記一対のディスク間に回転力を伝達し、その際前記一対のディスクの中心軸線に対し前記各ローラの中心軸線を変位させることにより前記各ローラに前記一対のディスクに対する傾動を起こさせて前記一対のディスク間に伝達される回転力の変速比を変えるよう構成されたディスク／ローラ型無段変速機であり、前記中間制御量が前記ディスク中心軸線に対する前記ローラ中心軸線の変位量であるときには、直接物理的に作用し合って変速機の変速挙動を左右するディスク中心軸線とローラ中心軸線の間の偏差に関する目標値と実際値の対比を変位センサの測定誤差に惑わされることなく行うことができ、目標変速比への変速比のフィードバック制御の収斂度を格段の高めることができる。
【００１３】
また、変位センサの定常誤差が随時学習により求められるようになっていれば、センサ定常誤差の精度を高めることができる。
【００１４】
この場合、変速比を目標変速比に制御する過程に於いて、変速比が目標変速比に所定の偏差内にて近づいたとき、変位センサが検出する変位を変位センサの定常誤差とするようにすれば、変位センサの定常誤差を妥当な精度にて推定することができる。
【００１５】
またその際、変位センサについて新たに検出された定常誤差とそれまで採用されていた定常誤差との差の絶対値が所定の限界値を越えたとき、定常誤差を新たに検出された値に置き換えるようにすれば、変位センサの定常誤差がトルク入力による変速機構部の変形、温度変化、変速装置自身の経時変化等により変化しても、それに追従して定常誤差を修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付の図１は、本発明をディスク／ローラ型無段変速機による車輌の自動変速駆動系に於いて実施する場合の例を示す概略図である。ディスク／ローラ型無段変速機は、車輌用駆動装置の場合に一般に行われているように、ディスク／ローラ型無段変速機の２組が、第１の組の出力側ディスクと第２の組の出力側ディスクとを同軸に背中合わせにした状態に配列され、これら第１および第２の組の出力側ディスクの両側に第１および第２の組の入力側ディスクが同軸に配列され、第１および第２の組の入力側ディスクが第１および第２の組の出力側ディスクを貫通する連結軸により互いにトルク伝達関係に連結された構造に構成されている。
【００１７】
即ち、図１に於いて、１０a、１０b、１０c、１０dが軸線に沿って半径が変化する作動面を備えたディスクであり、それらの作動面１２a、１２b、１２c、１２dが凹状のトロイド面として形成されている。ディスク１０a、１０b、１０c、１０dは共通の中心軸線ｎに整合して配列されている。ディスク１０aと１０bは一対のローラ１４ａ、１４bと共に１組のディスク／ローラ型無段変速機を構成し、ディスク１０cと１０dとは他の一対のローラ１４c、１４dと共に他の１組のディスク／ローラ型無段変速機を構成している。ディスク１０a、１０bとローラ１４a、１４bとにより構成されたディスク／ローラ型無段変速機に於いては、ディスク１０aが入力側であり、ディスク１０bが出力側である。
【００１８】
一方、ディスク１０c、１０dとローラ１４c、１４dとにより構成されたディスク／ローラ型無段変速機に於いては、ディスク１０dが入力側であり、ディスク１０cが出力側である。これら各組の出力側ディスク１０bと１０cとは中心軸線ｎに沿って同軸に背中合わせに配列され、図には示されていないスプライン等により歯車１６とトルク伝達関係に連結され、歯車１６は更に歯車１８と噛み合い、これらの歯車がこのディスク／ローラ型無段変速機の出力部材を構成している。歯車１６および１８は図にて解図的に示されている軸受手段２０、２２により変速装置のハウジングより回転式に支持されている。
【００１９】
軸線ｎに沿って同軸に配列された入力側ディスク１０aおよび１０dは、出力側ディスク１０bおよび１０cを貫通する連結軸２４により互いにトルク伝達関係に連結され、且つローディングカム式の押圧手段２６により該連結軸を介して互いに中心軸線ｎに沿って引き寄せられる関係に組み合わされている。即ち、連結軸２４の図に於ける右端はスプライン２８およびナット３０等によりディスク１０aとトルク伝達関係に且つ軸線方向に相互に固定された関係に連結されているが、図で見て左端に於いては、ディスク１０dは軸受３２により連結軸２４上に回転自在に支持されている。連結軸２４は円板部材３４と剛固に連結されている。ディスク１０dと円板部材３４の向かい合った周縁部にはそれぞれに環状カム３６および３８が形成されており、それらの間に周方向に沿って隔置された複数個のローラ４０が設けられている。かかる構成により、連結軸２４およびこれと剛固に連結された円板部材３４とディスク１０dの間にトルクが作用して円板部材３４とディスク１０dの間に極僅かでも相対回転が生ずると、ローラ４０が環状カム３６および３８の斜面の間に噛み込まれ、ディスク１０dは連結軸２４とトルク伝達関係に連結されるとともに、連結軸２４を通って作用する反作用の下にディスク１０cとディスク１０dの間およびディスク１０aとディスク１０bの間にローラ１４c、１４dおよびローラ１４a、１４bを挾圧する作用がえられる。
【００２０】
回転入力は入力軸４２から円板部材４４へ導入され、該円板部材の周縁部に設けられた爪４６よりこれに噛み合う円板部材３４の環状カム３８とは反対の側に設けられた爪４８を経て円板部材３４へ伝わるようになっている。
【００２１】
入力軸４２は遊星歯車装置５０のサンギヤ５２に連結されている。サンギヤ５２の周りには複数のプラネタリピニオン５４が噛み合わされており、それらはキャリア５６により担持されている。キャリア５６はブレーキ５８によりハウジング６０に対し選択的に固定されその回転を制動されるようになっている。プラネタリピニオン５４の周りにはリングギヤ６２が噛み合わされており、このリングギヤは回転フレーム６４によりトルクコンバータ６６の出力軸６８に連結されている。回転フレーム６４とサンギヤ５２とはクラッチ７０により選択的に連結されるようになっている。トルクコンバータ６６はポンプ７２、タービン７４、ステータ７６を有し、ポンプ７２は回転フレーム７８を介してエンジン８０のクランク軸８２と連結され、タービン７４は緩衝継手８４を経て出力軸６８と連結され、ステータ７６はワンウェイクラッチ８６を介してハウジング６０より支持されている。トルクコンバータ６６は直結クラッチ８８によりバイパスされるようになっている。
【００２２】
ローラ１４ａ〜１４ｄの各々は、ローラ１４ａについてＢ−Ｂ断面として示す如く、偏心軸９０およびラジアル／スラスト軸受９２を介してトラニオン９４により支持されている。トラニオン９４はローラ１４ａと１４ｂに対するものが一対とされ、またローラ１４ｃと１４ｄに対するものが一対とされて、ローラ支持部の上下の位置にてリンク９６および９８により相互に組み合わされており、これらのリンクとの係合部にて軸受１００および１０２により縦中心軸線ｓの回りに回動可能に支持されている。トラニオンの下端は油圧アクチュエータ１０４のピストン１０６に連結されており、該ピストンの下方および上方に形成された油圧室１０８および１１０に圧油が給排されることにより上下方向に変位されるようになっている。油圧アクチュエータ１０４によるトラニオン９４の上下の変位は、トラニオンの下端に連結された変位センサ１１１により検出されるようになっている。下方の油圧室１０８はおよび上方の油圧室１１０は、それぞれ油路ＵおよびＤを経て、変速制御弁１１２のポート１１４および１１６と連結されている。
【００２３】
変速制御弁１１２は、ソレノイド１１８および１２０への通電の状況に応じて、いずれのソレノイドにも通電が行われていないときａの状態であり、ソレノイド１１８にのみ通電が行われたときはｂの状態であり、ソレノイド１２０にのみ通電が行われたときにはｃの状態にあるよう制御される４ポートのリニア制御弁である。変速制御弁１１２のポート１２２には油圧ポンプの如き圧油源１２４より圧油が供給されるようになっており、またポート１２６は油溜１２８へ向かう排油ポートである。
【００２４】
変速制御弁１１２のソレノイド１１８および１２０は電子式車輌運転制御装置１３０からの指令により選択的に通電されるようになっている。電子式車輌運転制御装置１３０はマイクロコンピュータを備えたこの技術の分野に於いては周知のものであり、種々の入力情報Ｉおよび変位センサ１１１からのトラニオン変位に関する情報に基づいて制御計算を行い、変速制御弁１１２の外にエンジン８０、直結クラッチ８８、クラッチ７０、ブレーキ５８を制御するようになっている。
【００２５】
上記の如き構成を有するトロイダル型無段変速機は、図２に示す如き制御回路により変速制御される。即ち、今、変速比の目標値がφcとして指示されると、目標変速比φcと実際の変速比φの差Δφが、一方にて比例係数Ｋapにて比例処理されると同時に、他方にて積分処理され（１／s）、更に比例係数Ｋaiにて比例処理される所謂比例積分処理を施され、Δφに対応したトラニオンの目標オフセットｙcが算出される。次いで、この目標オフセットｙcは実際のオフセットｙと比較され、その間の偏差Δｙが適当な補正係数Ｋopにて比例処理され、更に伝達関数Ｇc(s)を有する油圧手段を経てトラニオンのオフセットｙとなる。トラニオンオフセットｙはトロイダル型無段変速機の伝達関数Ｇr(s)により変速比φに変換され、かくして生じた変速比φが目標変速比φcと比較され、その偏差を０向けて収斂させるというフィードバック制御が行なわれる。
【００２６】
更に、本発明によれば、トラニオンオフセットｙは、目標変速比φcと実変速比φとの差に基づいて計算された目標トラニオンオフセットｙcと比較される前に、トラニオンの変位を検出する変位センサに固有の定常誤差εscによって補正される。このように目標変速比φcと実変速比φとの差に基づいて計算された目標トラニオンオフセットｙcに対しトラニオンの変位センサにおるオフセット検出値が比較される前に、変位センサ自身に存在する定常誤差が補正されることにより、ディスク／ローラ型無段変速機のフィードバック変速制御に於いて、同誤差のために収斂遅れやハンチングが生ずることを防止することができる。また、変位センサの定常誤差は、トルク入力による変速機構の変形、温度変化、ディスク／ローラ型無段変速機のトラニオン支持構造に於ける経時変化に起因して経時的に変化する可能性があるが、この点に関し、上記の如く常時それを学習により修正することが行われば、そのような経時変化に拘わらず上記の補正機能が維持される。
【００２７】
図３は、図１および２について上に説明した本発明が実行される場合の一つの実施の形態をその作動態様の形にて示すフローチャートである。かかるフローチャートによる変速制御装置の作動は、電子式車輌運転制御装置１３０に制御プログラムをソフトウエア的に組み込むことにより行なわれる。この場合、センサの定常誤差に関する処理は、変位センサ１１１に係るものである。
【００２８】
本発明による変速制御装置の作動は、電子式車輌運転制御装置１３０による車輌の総合的運転制御の一環として行われる。制御が開始されると、ステップ１に於いて、本発明に関与するパラメータに関する信号の読込みが、その他全体の信号の読込みの一部として行われる。次いで、制御はステップ２へ進み、トラニオンの変位センサ１１１について、その定常偏差を学習により推定するための学習を行う条件が成立しているか否かが判断される。かかる学習条件としては、変速制御系に於ける油の温度、車速、アクセル開度、その変化率等が対象とされてよく、これらに関する条件がある所定の条件を満たすとき、学習条件が成立しているとされてよい。答がイエスとときには、制御はステップ３へ進む。尚、答がノーのときには、この回の制御はそのまま終了するが、その時には、変位センサの定常偏差はそれ以前に学習され採用されている値のままに維持される。また、このフローチャートによる制御は適当な周期にて繰り返し実行される。
【００２９】
ステップ３に於いては、目標変速比φcを暫時或る所定値φctに固定することが行われる。この所定値φctは、上記の学習条件が成立したと判断された時点に於ける変速比よりある適当な差だけ異なる変速比である。
【００３０】
次いで、制御はステップ４へ進み、変速比φctを目標変速比として、変速比差ΔφのＰＩ制御およびトラニオンオフセットΔｙのＰ制御による変速比制御が行われる。この場合、トラニオンオフセットｙはｙcと比較される前に、以下のステップ６にて算出される変位センサ１１１の定常誤差εscにより補正されてｙm（＝ｙ−εsc）とされる。（εscが未だ算出されない制御の初回に於いては、εscは０または適当な大きさの初期値とされてよい。）
【００３１】
次いで、制御はステップ５へ進み、変速比φが目標変速比φctに或る適当に小さな値に設定された差εr以内にて近づいたか否かが判断される。当初は、答は当然ノーである。ステップ５の答がノーである間、制御はステップ４へ戻り、変速比を目標変速比φctに変更する制御が続けられる。
【００３２】
変速比変更制御が進行すると、やがてステップ５の答はノーからイエスに転じる。ステップ５の答がイエスになると、制御はステップ６へ進み、そのときのｙcとｙの差であるεsがトラニオンの定常誤差として求められる。
【００３３】
次いで、制御はステップ７へ進み、今回算出されたトラニオンの定常誤差εsが現在使用されている定常誤差εscより或る所定の小さな値δεを越えて異なるか否かが判断される。答がノーのときには、トラニオンの定常誤差εscはそのままとされるが、答がイエスとときには、制御はステップ８へ進み、トラニオンの定常誤差εscが今回新たに計算されたεsの値に変更される。
【００３４】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施するためディスク／ローラ型無段変速機を車輌の自動変速駆動系に適用した一例を示す概略図。
【図２】図１に示すディスク／ローラ型無段変速機の制御回路図。
【図３】本発明による変速機の変速制御装置をディスク／ローラ型無段変速機の変速制御の場合の一つの実施の形態について作動態様にて示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３６】
１０a,１０b,１０c,１０d…ディスク、１２a,１２b,１２c,１２d…作動面、１４a,１４b,１４c,１４d…ローラ、１６,１８…歯車、２０,２２…軸受手段、２４…連結軸、２６…ローディングカム式の押圧手段、２８…スプライン、３０…ナット、３２…軸受、３４…円板部材、３６,３８…環状カム、４０…ローラ、４２…入力軸、４４…ディスク、４６,４８…爪、５０…遊星歯車装置、５２…サンギヤ、５４…プラネタリピニオン、５６…キャリア、５８…ブレーキ、６０…ハウジング、６２…リングギヤ、６４…回転フレーム、６６…トルクコンバータ、６８…出力軸、７０…クラッチ、７２…ポンプ、７４…タービン、７６…ステータ、７８…回転フレーム、８０…エンジン、８２…クランク軸、８４…緩衝継手、８６…ワンウェイクラッチ、８８…直結クラッチ、９０…偏心軸、９２…ラジアル／スラスト軸受、９４…トラニオン、９６,９８…リンク、１００,１０２…軸受、１０４…油圧アクチュエータ、１０６…ピストン、１０８,１１０…油圧室、１１１…変位センサ、１１２…変速制御弁、１１４,１１６…ポート、１１８,１２０…ソレノイド、１２２…ポート、１２４…圧油源、１２６…ポート、１２８…油溜、１３０…電子式車輌運転制御装置
【図１】
2005054864.tif 000003
【図２】
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【図３】
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