(57)【要約】【課題】リングの軸方向位置をセンサに検知して変速制御する場合、センサの誤差やバラツキにより正確な変速制御ができないことがある。【解決手段】センサによる測定リング位置ｘを、速度比から算出したリング位置で補正して実リング位置を決定する。入力トルクが０付近では、リングのスリップは原則なく、速度比によるリング位置が実際のリング位置に近似し、これにより測定リング位置を補正することにより、正確な実リング位置を決定することができる。【選択図】図２
2012163180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な軸線上に大径側と小径側とが逆になるように配置された円錐形状の入力側摩擦車及び出力側摩擦車と、これら両摩擦車の一方を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリングと、該リングの前記軸線に対するステア角を操作する変速操作機構と、該変速操作機構を作動するアクチュエータと、を備え、
前記リングが、前記ステア角にて前記両摩擦車に接触することにより軸方向に移動して変速してなる、円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置において、
前記リングの軸方向位置を検知するセンサを備え、
前記センサにより検知した測定リング位置を、前記入力側摩擦車及び出力側摩擦車の回転数に基づく速度比により算出される前記リングの軸方向位置により補正して、実リング位置を決定してなる、
ことを特徴とする円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置。
【請求項２】
入力トルクが０付近にある状態での前記変速比に算出されるリングの軸方向位置により、前記測定リング位置を補正してなる、
請求項１記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置。
【請求項３】
目標変速比から算出した前記リングの軸方向位置に、前記実リング位置が一致するようにフィードバック制御してなる、
請求項１又は２記載の円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）において、リングを傾斜することにより変速する変速制御装置に係り、エンジン（内燃エンジン）若しくは電気モータ（電気自動車）、又はエンジン及び電気モータ（ハイブリッド車輌）を駆動源とする自動車に搭載して好適なコーンリング式ＣＶＴの変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーンリング式ＣＶＴは、互いに平行な軸線上に、大径側と小径側とが逆になるように配置された円錐形状の入力側摩擦車及び出力側摩擦車と、これら両摩擦車の一方（例えば入力側摩擦車）を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリングと、を備えており、上記リングを軸方向に移動して両摩擦車の接触位置を変更することにより無段に変速される。
【０００３】
従来、上記リングの回転平面を上記軸線に対して揺動（ステア）することにより、該角度（ステア角）に基づきリングが軸方向に移動して変速する変速制御装置が提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１及び２のコーンリング式ＣＶＴの変速操作部材は、リングを一方外側を略々１８０度に亘って取り囲む調節ブリッジを有しており、該調節ブリッジの両端部に配置された案内ローラに上記リングが挟持されて、上記リングは、回転方向移動自在に支持される。上記調節ブリッジは、前記円錐摩擦車（入力側摩擦車）の円錐傾斜角に沿って延びる１対のガイド棒に移動自在に支持されており、上記ガイド棒を有する保持器が、前記入力側及び出力側の両摩擦車の軸線を通り、かつ該軸線に直交する線上に配置された枢支軸に揺動自在に支持され、電気モータ等のアクチュエータが上記保持器を所定角度揺動（ステア角）することにより、上記リングの回転平面が、前記摩擦車の軸線に対して上記ステア角となって、該リングが、入力側及び出力側の両摩擦車との間で上記ステア角にて接触して、該ステア角平面でのリングの回転により該リングは自動的に軸方向に移動して、両摩擦車との接触位置を変更することにより変速する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３１９３５号公報
【特許文献２】特表２００７−５１５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記コーンリング式ＣＶＴの変速制御装置は、前記リングが目標速度比（要求レシオ）に向うようにアクチュエータに要求ステア角が出力され、アクチュエータは、該要求ステア角になるように保持器、即ちリングの回転平面を所定揺動角に操作して、変速制御される。
【０００７】
この際、前記リングの軸方向位置を検知するセンサを備えると、上記リングが目標速度比になるように前記センサによる測定リング位置でフィードバック制御することが可能となる。
【０００８】
上記リングの軸方向を検知するセンサの誤差やバラツキがあると、目標変速比（レシオ）を追従することができず、例えば車輌制御にあっては、目標とする最適なエンジン回転数を狙えずに、燃費が最良となる特性ポイントに沿う走行制御を行うことができない。
【０００９】
また、上記測定リング位置が０となる基準値にバラツキがあると、要求通りの変速速度が実現できず、例えばキックダウン操作時に引き込み感を生ずる等のドライバビリティを悪くしたり、停止時前に上記リングをアンダドライブ（Ｕ／Ｄ）位置に戻しきれない状況になる場合を生ずる等、フェールセーフにも影響が出る虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、センサにより検知される測定リング位置を速度比から算出されるリング位置により補正し、もって上述した課題を解決したコーンリング式ＣＶＴ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】
【００１１】
本発明は、互いに平行な軸線上に大径側と小径側とが逆になるように配置された円錐形状の入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（３）と、これら両摩擦車の一方を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリング（５）と、該リングの前記軸線に対するステア角を操作する変速操作機構（１２）と、該変速操作機構を作動するアクチュエータ（６）と、を備え、
前記リング（５）が、前記ステア角にて前記両摩擦車に接触することにより軸方向に移動して変速してなる、円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置において、
前記リング（５）の軸方向位置を検知するセンサ（１３）を備え、
前記センサにより検知した測定リング位置（ｘ）を、前記入力側摩擦車（２）及び出力側摩擦車（３）の回転数に基づく速度比により算出される前記リングの軸方向位置により補正して、実リング位置を決定してなる、
ことを特徴とする円錐摩擦車リング式無段変速装置の変速制御装置にある。
【００１２】
なお、実リング位置とは、実際のリング位置に近い補正されたリング位置を意味し、該実リング位置を実際のリング位置とみなして、フィードバック等の制御が行われる。
【００１３】
入力トルクが０付近にある状態での前記変速比に算出されるリングの軸方向位置により、前記測定リング位置（ｘ）を補正してなる。
【００１４】
目標変速比から算出した前記リングの軸方向位置に、前記実リング位置が一致するようにフィードバック制御してなる。
【００１５】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る本発明によると、センサにより検知されたリングの軸方向位置（測定リング位置）を、速度比により算出されるリング軸方向位置に補正して実リング位置として変速制御するので、正確なコーンリング式ＣＶＴの変速制御を行うことができる。例えば、該コーンリング式ＣＶＴを車輌に搭載した場合、目標とする適正なエンジン回転数に制御することが可能となり、燃費特性を向上すると共に、ドライバビリティを向上することができる。
【００１７】
請求項２に係る本発明によると、入力トルクが０付近にある状態での速度比によるリング軸方向位置にて補正するので、該入力トルク０付近にあっては、原理的にはリングのスリップがなく、速度比によるリング軸方向位置が実際の正確なリング位置となって、これにより測定リング位置を補正することにより、測定リング位置の誤差は、大幅に減少し、特に例えばリングのＵ／Ｄ端の基準位置のバラツキを減少して、測定リング位置から正確なリング位置を決定することができる。
【００１８】
請求項３に係る本発明によると、上記補正した実リング位置が、目標速度比から算出した目標リング位置になるようにフィードバック制御するので、コーンリング式ＣＶＴを、素早くかつ正確に変速制御することができると共に、リングが該リングの移動端を規制するストッパに貼付くような不具合を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】コーンリング式ＣＶＴの変速制御装置を示す概略図。
【図２】上記変速制御装置のモデル全体図。
【図３】リングの軸方向位置を推定した変速制御を示すタイムチャート及びフローチャート。
【図４】一部変更した実施の形態を示す図。
【図５】リングのステア角を求める理論式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。図１において、１は、車輌用の変速機構を構成する円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）であって、ケースに支持された互いに平行な２本の軸線に回転自在に配置されかつ大径側と小径側とが逆になるように配置された円錐形状の入力側摩擦車２及び出力側摩擦車３と、これら両摩擦車の一方（本実施の形態にあっては入力側摩擦車２）を囲むようにして両摩擦車の対向する傾斜面に挟持されるリング５と、を有する。リング５は、変速操作機構１２（詳しくは前述した特許文献１又は２参照）により、前記２本の軸線を含む平面においてこれら軸線を直交する軸線上の枢支軸により揺動（ステア）するように制御され、該変速操作機構は、変速制御用アクチュエータ６により上記ステア角が制御される。該アクチュエータは、電動リニアアクチュエータ，油圧シリンダ，回転モータでもよく、かつステッピングモータのように入力信号により回転角が制御できるものでもよい。また、前記リング５の軸方向位置を実測するセンサ１３が配置されている。該センサ１３は、前記変速操作機構１２においてガイド棒に沿って配置され、調節ブリッジの位置を検知するリニアセンサ等からなる。
【００２１】
上記入力側摩擦車２は、クラッチ７を介して駆動源であるエンジン９に連結しており、上記出力側摩擦車３は駆動車輪１０に連結している。なお、駆動源は、上記エンジンに限らず、電気モータでも、エンジンと電気モータとのハイブリッドシステムでもよく、また変速機構は、上述したコーンリング式ＣＶＴ１のみからなるものに限らず、歯車等のギヤ機構を組合せたものでもよい。また、上記コーンリング式ＣＶＴ１は、上記ケース内にトラクションオイルが封入されていると共に、出力軸と出力側摩擦車３との間に負荷トルクに応じた軸力を発生する軸力発生機構が介在しており、前記リング５は、上記トラクションオイルを介在した状態で上記軸力に基づく大きな極圧作用下により入力側及び出力側摩擦車２，３に接触して動力伝達する。
【００２２】
上記変速制御用アクチュエータ６を駆動制御する変速制御部（モデル）１１には、車輌の制御部（ＥＣＵ）又は試験装置からの要求レシオ（目標変速比）Ｒｒ，入力側摩擦車（入力コーン）２の入力回転数Ｎｉ，出力側摩擦車３（出力コーン）の出力回転数Ｎｏが入力されており、更に前記センサ１３からリング５の軸方向位置（測定リング位置）ｘが入力されている。前記変速制御部１１において、前記入力コーン回転数Ｎｉ及び出力コーン回転数Ｎｏからコーンリング式ＣＶＴ１の実際の速度比（実レシオ）が算出される。本発明にあっては、該速度比からリングの軸方向位置を算出すると共に、該速度比からのリング軸方向位置と前記センサ１３からのリング軸方向位置（測定リング位置）ｘとを比較して、各運転状況に対応してその差を算出して保存（格納）しておき、これにより実際のリング位置に近いリング位置を決定し、該リング位置から要求ステア角（角度）を設定して、アクチュエータ６に出力する。
【００２３】
図２は、本発明に係る自動変速装置を示す図（モデル全体図）である。本コーンリング式ＣＶＴ１を車輌に搭載した場合は、車輌の制御部（ＥＣＵ）から、また試験装置にあっては該試験装置から、目標とする要求速度比（要求レシオ）Ｒｒが変速制御部１１に送られる。該変速制御部１１において、上記要求レシオをリング５の軸方向位置に変換（位置換算）し、要求（目標）リング位置とし、更に該要求（リング）位置からリングのステア角に変換し、要求ステア角としてアクチュエータ６に出力する。
【００２４】
前記要求位置の設定に際して、本発明に係る補正データが加えられる。即ち、センサ１３による実測リング軸方向位置（測定リング位置）ｘは、センサの誤差、特にコーンリング式ＣＶＴ１の入力トルクが０（Ｎｍ）においても、バラツキがあり、実際のリング位置とは誤差がある。また上記軸力発生機構によるトラクションオイル介在下の極圧状態でリング５と両摩擦車２，３は接触して動力伝達するが、該接触部においてトラクションオイルの剪断力によりトルクが伝達される関係上、上記リング５と両摩擦車２，３との間にはスリップを生ずる。従って、入力コーン回転数Ｎｉ及び出力コーン回転数Ｎｏによる実レシオ（速度比）から算定されるリング５の軸方向位置は、上記スリップ分だけＯ／Ｄ側にズレた位置となる。
【００２５】
そこで、本実施の形態にあっては、センサ１３による測定リング位置ｘと上記速度比から算出されたリング位置とが比較され、これらは安定状態で平均化処理される。特に、入力トルクが０又は０付近にあっては、リング５と両摩擦車２，３との間にスリップは原理的には存在しないので、変速比から算出したリング位置は、実際のリング位置と大きな差はない。従って、該入力トルク位置０付近での変速比から算出されたリング位置に対するセンサ１３による測定リング位置ｘとの差は、センサ誤差として表われ、これらが、静的補正マップとして各測定リング位置に対比して速度比（レシオ）ごとに保存される。そして、上記補正マップは、線形補間されると共に、実リング位置データとしてメモリに格納される。上記補正マップは、コーンリング式ＣＶＴ１の運転状態において、入力トルクが０付近で安定状態になる毎に学習され、各速度比毎に蓄積されるように学習する。なお、上記平均化処理されるデータは、入力トルク０付近に限らず、実験値による入力トルク０付近以外のデータを含んでもよい。
【００２６】
前記実リング位置の各補正データは、変速制御部１１の端子２０に接続される。該変速制御部１１において、前記補正された実リング位置と前記要求変速比に基づく要求リング位置から、要求ステア角が算出され、該要求ステア角が変速制御用アクチュエータ６に出力される。該アクチュエータ９は、例えばステッピングモータからなり、上記要求ステア角に対応するパルス数によりリング５を上記ステア角になるように作動し、コーンリング式ＣＶＴ１（変速機構）のリング５は、前記円錐摩擦車（コーン）の軸線に対して上記ステア角傾斜し、両摩擦車２，３との接触により回転しつつ、上記ステア角に基づき軸方向に移動して、前記実速度比が目標（要求）速度比になるように変速する。該変速機構１の変速により、エンジン回転数が目標回転数となり、エンジンが、例えば変速マップの最適燃費特性上に沿うようにコーンリング式ＣＶＴ１が変速制御される。上記変速機構１のリング位置から計算したレシオ（変速比）は、上記実リング位置のデータにより補正されて、変速制御部１１にフィードバックされて、実リング（軸方向）位置を介在して、実レシオ（変速比）が要求レシオになるようにフィードバック制御される。
【００２７】
図３のフローチャートにおいて、車輌制御又はベンチ試験装置からレシオ要求（要求速度比）が自動変速制御部に送られる（Ｓ１）。自動変速制御部において、要求レシオ（速度比）がリング軸方向位置に変換される（Ｓ２）。そして、前述したように各データにより、速度比から算出されたリング位置と、センサ１３による測定リング位置により、該測定リング位置の補正値を算出して実リング位置を決定する（Ｓ３）。そして、上記要求レシオから変換された要求リング位置と上記実リング位置から要求ステア角が計算される（Ｓ４）。該要求ステア角に基づくアクチュエータの作動により、リングが要求ステア角揺動し、これによりコーンリング式ＣＶＴが変速する（Ｓ５）。該ＣＶＴの変速による実変速比（実レシオ）が前記車輌等からの要求速度比（レシオ）になるようにフィードバック制御することにより、目標レシオ（速度比）に到達する（Ｓ６）。
【００２８】
図３のタイムチャートにおいて、現在、入力回転数（入力コーン回転数＝エンジン回転数）Ｎｉは、Ａｒｐｍにあるが、これを目標回転数Ｂｒｐｍになるように変速制御する。入出力回転数から算出される実レシオ（速度比）は、１．０にあるが、これにはセンサ１３による測定リング位置ｘの誤差が含まれており、実際のリング位置が、目標レシオ０．９になるように制御される。前記各データにより補正された実リング位置は、実際のリング位置に近い位置にあり、該実リング位置が目標レシオになるようにリングがステアして変速されて、入出力回転数から算出される実レシオが目標レシオに到達して、入力回転数（エンジン回転数）Ｎｉは、目標回転数Ｂｒｐｍになる。
【００２９】
図４は、一部変更した図２と同様な図である。図２の実施の形態では、変速制御用アクチュエータ６は、変速制御部１１からの要求ステア角に基づく出力信号に対応した作動量となるように制御されるのに対し、本実施の形態では、フィードバック制御される。即ち、変速操作機構１２に、リング５の傾斜角（ステア角）を検知するエンコーダ等のセンサを設けており、変速制御部１１においてリング位置が角度に変換された要求ステア角は、電流に変換される。そして、該電流がアクチュエータ６に出力されて該アクチュエータが作動するが、これによりセンサによるステア角が変速制御部１１にフィードバックされて、アクチュエータ６は、リング５がステア角になるように制御する。なお、本実施の形態にあっても、上述した端子２０に接続されるデータによる補正等は、図２と同じなので、説明を省略する。
【００３０】
上述した実施の形態は、リング５のステア角を検知するセンサを備えているが、これは、図４に示す理論式により算出してもよい。
【００３１】
図４において、出力側円錐摩擦車（アウトプットコーン）３にリング５が所定傾斜角（ステア角）θで接して、変速制御している状態を示す。リング５は、アウトプットコーン３に接触しており、該リング５の外径側表面の速度Ｖに単位時間Δｔを乗じた距離と、それによりステア角θによる単位時間Δｔによるリング５の軸方向移動量Δｘとの関係は、
（１／Ｖ）×（Δｘ／Δｔ）＝ｓｉｎθ
となる。ステア角θは、微小角であるので、ｓｉｎθ≒θであり、Δｘは、リング位置ｘと要求リング位置ｘｒｅｑとの差（ｘ−ｘｒｅｑ）となり、式１となる。リングの表面速度Ｖは、出力側での速度誤差率はゼロとして、インプット側のリングの表面速度ＶＲｉｎと同じになる。式２，式３のように展開して、上記リング表面速度ＶＲｉｎは、式４のようになる。
【００３２】
上記単位時間Δｔは、比例制御ゲインｋＰ及び積分制御ゲインｋＩにより式４となり、従って、式１，４，５により、リングステア角θは、式６となる。なお、リングの軸方向位置は、リング５のセンサにより直接求めた測定値でも、上記データにより補正した実リング位置でもよく、各コーン（摩擦車）のリング接触部での半径は、上記リング位置から求められる。
【００３３】
なお、上述実施の形態では、リング接触部の回転を出力側摩擦車３の回転数で計算したが、これを入力側摩擦車２の回転数で計算してもよい。
【００３４】
なお、上述実施の形態は、要求（目標）レシオ（速度比）をリングの軸方向位置に変換して、実リング位置と対比してリングステア角を算出し、該リング位置を介在した速度比によりフィードバック制御しているが、これは、要求（目標）レシオから直接ステア角を算出して、実レシオが目標レシオになるように直接フィードバック制御してもよい。この際、実リング位置を監視して、リングが正常可動範囲に納まるようにフィードバック制御すればよい。また、目標レシオ（速度比）が、実リング位置による該リングの正常可動範囲内に納まるように設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１      円錐摩擦車リング式無段変速装置（コーンリング式ＣＶＴ）
２      入力側摩擦車
３      出力側摩擦車
５      リング
６      アクチュエータ
１２      変速操作（リンク）機構
１３      センサ
【図１】
2012163180.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012163180.tif 000005
【図４】
2012163180.tif 000006
【図５】
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