無段変速機
【課題】ベルト滑りの発生時のベルトの回転方向を精度高く判定する。
【解決手段】無段変速機は、プライマリプーリ５００と、セカンダリプーリ６００と、複数のエレメントを環状に並べて形成され、プライマリプーリ５００の溝およびセカンダリプーリ６００の溝に巻き掛けられるベルト７００と、ベルト７００の外周側に設けられ、複数のエレメントの各々を検出するためのギャップセンサ７０２とを含む。複数のエレメントは、複数のエレメント（１）７０４と、ギャップセンサ７０２による検出結果が複数のエレメント（１）７０４の各々の場合と異なる複数のエレメント（２）７０８とを含む。複数のエレメント（２）７０８は、ベルト７００の移動方向に沿ってベルト７００上に不等間隔に配置される。
【解決手段】無段変速機は、プライマリプーリ５００と、セカンダリプーリ６００と、複数のエレメントを環状に並べて形成され、プライマリプーリ５００の溝およびセカンダリプーリ６００の溝に巻き掛けられるベルト７００と、ベルト７００の外周側に設けられ、複数のエレメントの各々を検出するためのギャップセンサ７０２とを含む。複数のエレメントは、複数のエレメント（１）７０４と、ギャップセンサ７０２による検出結果が複数のエレメント（１）７０４の各々の場合と異なる複数のエレメント（２）７０８とを含む。複数のエレメント（２）７０８は、ベルト７００の移動方向に沿ってベルト７００上に不等間隔に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に関し、特に、ベルト滑り発生時のベルトの回転方向を精度高く判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成される。このような変速機構としては、たとえば、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）がある。このベルト式無段変速機は、Ｖ溝状のプーリ溝を備えた駆動側プーリ（入力軸プーリ、プライマリプーリ）と従動側プーリ（出力軸プーリ、セカンダリプーリ）とにベルトを巻掛け、一方のプーリの溝幅を拡大すると同時に他方のプーリの溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルトの巻き掛け半径（有効径）を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。各プーリを固定シーブと可動シーブとによって構成し、可動シーブをその背面側に設けた油圧アクチュエータにより軸線方向に前後動させることにより変速を行なうように構成されている。
【０００３】
このように構成されるベルト式無段変速機として、たとえば、特開２００３−２２２２３４号公報（特許文献１）は、無段変速機において、ベルトスリップの判定が精度良く行え、ポンプロスの低減、燃費の向上を図る無段変速機の制御装置を開示する。この無段変速機の制御装置は、一対のプーリと、一対のプーリ間に巻き掛けられた駆動ベルトとを有する無段変速機の制御装置において、駆動ベルトにおいて、駆動ベルトの変位方向に対して所定の間隔で設けられた複数の検出ポイントと、駆動ベルトと離間して配置されており、駆動ベルトに設けられた検出ポイントの通過を検出する非接触変位センサと、非接触変位センサにより検出された検出ポイントの検出間隔に基づいて、駆動ベルトのベルト速度を算出する第１の算出手段と、プーリの回転数とプーリのベルト巻掛け径とに基づいて、プーリのプーリ周速を算出する第２の算出手段と、ベルト速度とプーリ周速とに基づいて、駆動ベルトのスリップ状態を判定するとともに、判定結果に応じて、プーリによる駆動ベルトのクランプ力を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００４】
上述した公報に開示された無段変速機の制御装置によると、ベルトスリップの有無を常に監視でき、常に状況に応じた必要油圧が精度良く察知できる。これにより、必要油圧が低減可能になるため、最小油圧にて運転が行える。その結果、余分な油圧の消費が効率良く低減されるため、ポンプロスが低減化されるとともに、燃費の向上が図れる。
【特許文献１】特開２００３−２２２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した公報に開示された無段変速機の制御装置においては、検出ポイントが所定の間隔で駆動ベルトに設けられているため、ベルト滑りが発生した際にベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ベルト滑りの発生時のベルトの回転方向を精度高く判定する無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る無段変速機は、駆動側プーリと、従動側プーリと、複数のエレメントを環状に並べて形成され、駆動側プーリの溝および従動側プーリの溝に巻き掛けられるベルトと、ベルトの外周側に設けられ、複数のエレメントの各々を検出するための検出手段とを含む。複数のエレメントは、複数の第１のエレメントと、検出手段による検出結果が複数の第１のエレメントの各々の場合と異なる複数の第２のエレメントとを含む。複数の第２のエレメントは、ベルトの移動方向に沿ってベルト上に不等間隔に配置される。
【０００８】
第１の発明によると、複数の第１のエレメントの検出手段による検出結果と、複数の第２のエレメントの検出手段による検出結果とが異なるため、ベルトが駆動している場合に、検出手段により検出されたエレメントが複数の第１のエレメント各々であるか複数の第２のエレメントの各々であるかを特定することができる。そのため、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、複数の第２のエレメントをベルト上に不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。したがって、ベルト滑り発生時のベルトの移動方向を精度高く判定する無段変速機を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る無段変速機においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、駆動側プーリと従動側プーリとの中間位置に設けられ、ベルトの外周側に突出する部分から検出手段までの距離の変化を検出する。複数の第２のエレメントの各々と、複数の第１のエレメントの各々とは、ベルトの外周側に突出する部分の長さが異なる。
【００１０】
第２の発明によると、複数の第１のエレメントの各々とベルトの外周側の部分の長さの異なる複数の第２のエレメントの各々がベルトに含まれるため、第２のエレメントが検出される時間間隔に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、複数の第２のエレメントを不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１１】
第３の発明に係る無段変速機においては、第１または２の発明の構成に加えて、無段変速機は、検出手段の結果に基づいてベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定するための回転方向判定手段をさらに含む。
【００１２】
第３の発明によると、たとえば、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１３】
第４の発明に係る無段変速機においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、ベルトは、複数の第２のエレメントの各々が、第１の間隔で配置される部分と、第１の間隔と異なる第２の間隔で配置される部分と、第１、第２の間隔と異なる第３の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第１の区間を含む。ベルトは、正回転時と逆回転時とで検出手段によって複数の第２のエレメントの各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される。
【００１４】
第４の発明によると、ベルトは、第１、第２および第３の間隔で配置される部分が正回転方向に沿って連続する第１の区間を含み、さらに、正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成されるため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１５】
第５の発明に係る無段変速機においては、第４の発明の構成に加えて、ベルトは、第２のエレメントが、第３の間隔で配置される部分と、第２の間隔で配置される部分と、第１の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第２の区間が第１の区間に隣接も重複もしないように形成される。
【００１６】
第５の発明によると、第１の区間に第２の区間が隣接も重複もしないようにベルトを形成することにより、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔が変化する順序を異なるようにすることができる。そのため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１７】
第６の発明に係る無段変速機においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、無段変速機は、作動油の給排により生じる第１の油圧を用いて駆動側プーリの溝幅を変更する第１のアクチュエータと、作動油の給排により生じる第２の油圧を用いて従動側プーリの溝幅を変更する第２のアクチュエータと、駆動側プーリの回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、従動側プーリの回転数を検出するための第２の回転数検出手段と、駆動側プーリの回転数と従動側プーリの回転数とに基づいて無段変速機の変速比を算出するための第１の算出手段と、駆動側プーリの回転数と、従動側プーリの回転数と、変速比とに基づいてベルトの推定移動速度を算出するための第２の算出手段と、推定移動速度と検出手段の検出結果に基づくベルトの実移動速度とに基づいて、ベルトの滑りが発生したか否かを判定するための判定手段と、ベルトの滑りが発生した場合に、ベルトの張力が増加するように第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータのうちの少なくともいずれか一方を制御するための制御手段とを含む。
【００１８】
第６の発明によると、推定移動速度と実移動速度とが乖離するなどした場合に、ベルト滑りが発生したと判定してベルトの張力が増加するようにすることにより、ベルト滑りを抑制することができる。
【００１９】
第７の発明に係る無段変速機においては、第６の発明の構成に加えて、制御手段は、ベルトの回転方向に応じてベルトの張力の増加の度合を変更する。
【００２０】
第７の発明によると、ベルトの回転方向に応じてベルトの張力の増加の度合を変更することにより、ベルトの回転方向に応じて適切なベルトの張力の発生を実現することができるため、安全率の向上のために過度にベルトの張力を増加させる必要がない。すなわち、ベルト滑りの発生を抑制しつつ、ベルトへの負荷を低減し、伝達効率および燃費の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本実施の形態に係る無段変速機が搭載される車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る無段変速機は、ベルト式無段変速機である。
【００２３】
図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、無段変速機３５０と、ディファレンシャルギヤ８００とを含む。
【００２４】
無段変速機３５０は、トルクコンバータ２００と、前後進切換え装置２９０と、ベルト式無段変速機構３００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００と、油圧制御部１１００とを含む。
【００２５】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４３２により検出されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００２６】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４００により検出される。
【００２７】
トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００との間には、オイルポンプ２６０が設けられる。オイルポンプ２６０は、たとえば、ギヤポンプであって、入力軸側のポンプ羽根車２２０が回転するとともに作動する。オイルポンプ２６０は、ライン圧制御部１１３０に油圧を供給する。
【００２８】
ベルト式無段変速機構３００は、前後進切換え装置２９０を介在させてトルクコンバータ２００に接続される。ベルト式無段変速機構３００は、入力側のプライマリプーリ５００と、出力側のセカンダリプーリ６００と、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とに巻き掛けられた金属製の円環状のベルト７００とを含む。
【００２９】
ベルト７００は、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面を有する複数のエレメントを環状に並べて形成される。
【００３０】
プライマリプーリ５００は、プライマリシャフト５０２に固定された固定シーブおよびプライマリシャフト５０２に摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。セカンダリプーリ６００は、セカンダリシャフト６０２に固定されている固定シーブおよびセカンダリシャフト６０２に摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。
【００３１】
プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０には、作動油が給排されている。また、セカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）には、作動油が給排されている。変速は、各プーリ５００，６００の固定シーブと可動シーブとの間の溝幅を連続的に変化させることにより、ベルトの巻き掛け半径が大小に変化して行なわれる。
【００３２】
油圧制御部１１００は、プライマリプーリ５００の回転数を目標回転数に一致させる変速比となるように、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０に供給される油圧（以下、プライマリ油圧と記載する）を制御する。さらに、油圧制御部１１００は、セカンダリプーリ６００の可動シーブを固定シーブ側に押圧してベルトを挟みつけてトルクを伝達するのに必要な張力が発現するようにセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧（以下、セカンダリ油圧と記載する）を制御する。
【００３３】
ベルト式無段変速機構３００のプライマリプーリ５００の回転数ＮＩＮ（以下、プライマリプーリ回転数ＮＩＮと記載する）は、プライマリプーリ回転数センサ４１０により検出され、セカンダリプーリ６００の回転数ＮＯＵＴ（以下、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと記載する）は、セカンダリプーリ回転数センサ４２０により検出される。
【００３４】
これら回転数センサは、プライマリプーリ５００やセカンダリプーリ６００の回転軸やこれに繋がるドライブシャフトに取付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、ベルト式無段変速機構３００の、入力軸であるプライマリプーリ５００や出力軸であるセカンダリプーリ６００の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。
【００３５】
さらに、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００のエレメントとの距離の変化を検出する。ギャップセンサ７０２は、ベルト７００のエレメントとの距離の変化を示す信号をＥＣＵ１０００に送信する。
【００３６】
前後進切換え装置２９０は、ダブルピニオンプラネタリギヤ、リバース（後進用）ブレーキＢ１および入力クラッチＣ１を有している。プラネタリギヤは、そのサンギヤが入力軸に連結されており、第１および第２のピニオンＰ１，Ｐ２を支持するキャリヤＣＲがプライマリ側固定シーブに連結されており、そしてリングギヤＲが後進用摩擦係合要素となるリバースブレーキＢ１に連結されており、またキャリヤＣＲとリングギヤＲとの間に入力クラッチＣ１が介在している。この入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、パーキング（Ｐ）ポジション、Ｒポジション、Ｎポジション以外の車両が前進するときに必ず係合状態で使用される。
【００３７】
無段変速機３５０を制御するＥＣＵ１０００および油圧制御部１１００について説明する。ＥＣＵ１０００には、タービン回転数センサ４００からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、プライマリプーリ回転数センサ４１０からプライマリプーリ回転数ＮＩＮを表わす信号が、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを表わす信号が、それぞれ入力される。ＥＣＵ１０００は、変速比＝プライマリプーリ回転数ＮＩＮ／セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴより変速比を演算する。
【００３８】
油圧制御部１１００は、変速速度制御部１１１０と、ベルト挟圧力制御部１１２０と、ライン圧制御部１１３０と、ロックアップ係合圧制御部１１３２と、クラッチ圧制御部１１４０と、マニュアルバルブ１１５０とを含む。ＥＣＵ１０００は、油圧制御部１１００の変速制御用デューティソレノイド（１）１２００と、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０と、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０と、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０と、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０に対して制御信号を出力する。
【００３９】
変速速度制御部１１１０は、車輪速に基づく車速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータへの作動油の流入量を制御することにより増速側の変速速度を制御する。さらに、変速速度制御部１１１０は、車輪速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０からの作動油の流出量を制御して減速側の変速速度を制御する。変速速度制御部１１１０によりプライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０に対する作動油の流入量と流出量とを制御することにより変速制御が行なわれる。
【００４０】
ベルト挟圧力制御部１１２０は、プライマリプーリ５００の入力トルクと変速比とに応じてベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０により、セカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧を制御して、ベルト挟圧力を制御する。入力トルクは、たとえば、アクセルペダルの踏み込み量、スロットル開度、エンジン１００の回転数または吸入空気量等に基づくエンジン１００の出力トルクとトルクコンバータ２００におけるトルク比とから推定されてもよいし、直接的に検出されてもよい。
【００４１】
ライン圧制御部１１３０は、ベルト挟圧力に対応するベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に対する指示値とプライマリ油圧（推定値または実測値）とからライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりライン圧を制御する。
【００４２】
本実施の形態において「ライン圧」とは、油圧アクチュエータ（１）５５０に供給される油圧および油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧の元圧であって、オイルポンプ２６０により供給された油圧がレギュレータバルブ（図示せず）およびライン圧制御用リニアソレノイド１２３０により調圧された油圧である。
【００４３】
ライン圧制御部１１３０において制御されたライン圧は、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０およびベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に供給される。供給されたライン圧を用いてプライマリ油圧およびセカンダリ油圧が制御される。
【００４４】
ロックアップ係合圧制御部１１３２は、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０によりロックアップクラッチ２１０の係合と解放の切換え、および、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の漸増および漸減を制御する。
【００４５】
マニュアルバルブ１１５０は、運転者のシフトレバーの操作に連動して作動して、油路を切換える。クラッチ圧制御部１１４０は、入力クラッチＣ１またはリバースブレーキＢ１の係合時に、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりマニュアルバルブ１１５０を経由して供給される油圧を制御する。
【００４６】
ＥＣＵ１０００には、さらに車輪速センサ４４０からの車速を表す信号と、アクセルポジションセンサ４４２からのアクセルペダルの踏み込み量を表す信号と、エンジン回転数センサ４３２から、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を表わす信号が、それぞれ入力される。ＥＣＵ１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）とメモリ１００２とを含む。メモリ１００２には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じてＣＰＵによってデータが読み出されたり、格納されたりする。
【００４７】
車輪速センサ４４０は、車輪（図示せず）の回転数を検出する。車輪速センサ４４０は、検出された車輪の回転数を示す車輪速信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、本実施の形態においては、車速が検出できれば、特に車輪の回転数を検出することに限定されるものではなく、たとえば、セカンダリプーリ回転数と無段変速機から駆動輪までの減速比とに基づいて車速を演算するようにしてもよい。
【００４８】
以上のような構成を有する無段変速機３５０が搭載された車両において、本発明は、ベルト７００が複数のエレメント（１）と、ギャップセンサ７０２による検出結果が複数のエレメント（１）の各々の場合と異なる複数のエレメント（２）とを含み、複数のエレメント（２）がベルト７００の移動方向に沿ってベルト上に不等間隔で配置される点に特徴を有する。
【００４９】
図２に示すように、ギャップセンサ７０２は、プライマリシャフト５０２とセカンダリシャフト６０２との中間位置であって、かつ、ベルト７００の外周側に設けられる。本実施の形態において、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００の外周側に突出する部分との距離の変化を検出する。
【００５０】
好ましくは、ギャップセンサ７０２は、無段変速機３５０の変速によりベルト７００のプライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００の巻き掛け半径が変化した場合に、ベルト７００に接触しない位置であって、かつ、ギャップセンサ７０２とベルト７００との最短距離の変化が小さい位置に設けられることが望ましい。
【００５１】
上述したような位置にギャップセンサ７０２が設けられることにより、ベルト７００とギャップセンサ７０２との間隔を、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００へのベルト７００の巻き掛け半径に関係なく一定に保つことができる。
【００５２】
また、ベルト７００は、リング７１０と、エレメント（１）７０４と、エレメント（２）７０８とを含む。
【００５３】
リング７１０は、ベルト７００の周回方向に沿って環状に形成される板部材である。ベルト７００は、２組のリング７１０が、プライマリシャフト５０２またはセカンダリシャフト６０２の回転軸に平行な方向から複数のエレメント（１）７０４と、複数のエレメント（２）７０８とを挟み込んで形成される。
【００５４】
エレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８は、それぞれ予め定められた形状に形成された板部材であって、ベルト７００の周回方向に沿って複数枚並べられる。
【００５５】
本実施の形態において、エレメント（２）７０８は、ベルト７００の外周側に突出する部分の長さがエレメント（１）の長さと異なるように形成されるため、ギャップセンサ７０２による検出結果がエレメント（１）の場合と異なる。
【００５６】
具体的には、図３に示すように、エレメント（２）７０８は、エレメント（１）７０４の形状と比較してエレメント（１）７０４に有する部分であるベルト７００の外周側に突出する突出部７０６が欠けた形状に形成される。
【００５７】
さらに、エレメント（２）７０８には、２組のリング７１０が嵌合される切り欠き部７２０，７２２と、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面７２４，７２６とが形成される。なお、エレメント（１）７０４についても、同様に、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面と、２組のリング７１０が嵌合される切り欠き部とが形成される。
【００５８】
ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、間隔（１）で配置される部分と、間隔（１）と異なる間隔（２）で配置される部分と、間隔（１）および間隔（２）と異なる間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（１）を含む。さらに、ベルト７００は、正回転時と逆回転時とでギャップセンサ７０２によって複数のエレメント（２）７０８の各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される。
【００５９】
具体的には、ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、間隔（３）で配置される部分と、間隔（２）で配置される部分と、間隔（１）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（２）が区間（１）に隣接も重複もしないように形成される。
【００６０】
たとえば、図４に示すように、ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、紙面左側から２枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（１）で配置される部分と、１枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（２）で配置される部分と、３枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（１）を含むように形成される。
【００６１】
なお、ベルト７００は、は、図４に示すようなエレメント（２）７０８の配置に特に限定されるものではない。たとえば、ベルト７００は、図５に示すように、エレメント（２）７０８が、紙面左側から１枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（１）で配置される部分と、２枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（２）で配置される部分と、３枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間を含むようにしてもよい。なお、図４および図５に示すエレメント（２）７０８の配置は、一例であって、図４および図４に示す配置に限定されるものではない。
【００６２】
上述したような構造を有するベルト７００の実移動速度の検出および回転方向の判定は、ギャップセンサ７０２の検出結果に基づいて行なわれる。なお、本実施の形態においては、ギャップセンサ７０２によりエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８とギャップセンサ７０２との距離の変化を検出するとして説明するが、少なくともエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８を検出できればよく、特に、ギャップセンサを用いることに限定されるものではない。
【００６３】
本実施の形態において、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置におけるベルト７００のエレメントとの距離に対応した信号を出力する。本実施の形態においては、たとえば、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置にエレメント（１）７０４が通過する場合に、Ｈｉ信号を出力し、ギャップセンサ７０２と対向する位置にエレメント（２）７０８が通過する場合およびエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８の通過の前後において、Ｌｏ信号を出力するものとする。
【００６４】
図６に示すように、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置においてエレメント（１）７０４が通過するときにＨｉ信号を出力し、エレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８の通過の前後およびギャップセンサ７０２と対向する位置においてエレメント（２）７０８が通過するときにＬｏ信号を出力する。
【００６５】
そのため、車両が前進状態である場合（すなわち、ベルト７００が正回転している場合）、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２に対向する位置において、ベルト７００の区間（１）の部分が通過すると、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力し、２枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を２回出力する。さらに、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後、１枚のエレメント（１）７０４の通過に対応してＨｉ信号を１回出力する。その後、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後に、３枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を３回出力する。
【００６６】
一方、車両が後進状態である場合（すなわち、ベルト７００が逆回転している場合）、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２に対向する位置において、ベルト７００の区間（１）の部分が通過すると、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力し、３枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を３回出力する。さらに、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後、１枚のエレメント（１）７０４の通過に対応してＨｉ信号を１回出力する。その後、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後に、２枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を２回出力する。
【００６７】
したがって、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２から受信するＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の間隔が変化する順序が、ベルト７００の正回転に対応する順序に合致すればベルト７００が正回転している（すなわち、車両が前進状態である）と判定することができる。さらに、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２から受信するＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の感覚が変化する順序が、ベルト７００の逆回転に対応する順序に合致すれば、ベルト７００が逆回転している（すなわち、車両が後進状態である）と判定することができる。
【００６８】
本実施の形態においては、説明の便宜上、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００との距離に比例した出力値（すなわち、アナログ信号）をしきい値と比較してＨｉ信号またはＬｏ信号（すなわち、デジタル信号）に変換する信号処理回路（たとえば、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路）を含み、ギャップセンサ７０２からはＨｉ信号またはＬｏ信号を出力するものとして説明したが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、ギャップセンサ７０２がベルト７００との距離に比例した出力値（アナログ信号）をＥＣＵ１０００に送信し、ＥＣＵ１０００が、受信した出力値をＨｉ信号またはＬｏ信号（デジタル信号）に変換する信号処理回路を有するようにしてもよい。
【００６９】
また、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２の検出結果に基づいてベルト７００の実移動速度を算出する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、Ｆ／Ｖ（Frequency to Voltage）コンバータにより、図６に示すＨｉ信号とＬｏ信号とを含むパルス信号の周波数を電圧に変換し、変換された電圧値に予め定められた係数を乗じてベルト７００の実移動速度を検出するようにしてもよい。なお、図６に示す出力信号の変化は、一例であって、特にこれに限定されるものではない。
【００７０】
図７に、本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵ１０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ１０００は、変速比算出部１０１０と、推定移動速度算出部１０１２と、実移動速度算出部１０１４と、ベルト滑り判定部１０１６と、ベルト回転方向判定部１０１８と、ベルト挟圧力制御部１０２０とを含む。
【００７１】
変速比算出部１０１０は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮとセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴとに基づいて変速比を算出する。変速比算出部１０１０は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮをセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴで除算することにより変速比を算出する。
【００７２】
推定移動速度算出部１０１２は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮと、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと、算出された変速比とに基づいてベルト７００の推定移動速度を算出する。推定移動速度算出部１０１２は、たとえば、算出された変速比に基づいて、プライマリプーリ５００におけるベルト７００の巻き掛け半径と、セカンダリプーリ６００におけるベルト７００の巻き掛け半径とを算出する。推定移動速度算出部１０１２は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮに基づいて算出されたプライマリプーリ５００におけるベルト７００の巻き掛け半径における周速を推定移動速度として算出する。あるいは、推定移動速度算出部１０１２は、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴに基づいて算出されたセカンダリプーリ６００におけるベルト７００の巻き掛け半径における周速を推定移動速度として算出するようにしてもよい。
【００７３】
実移動速度算出部１０１４は、ギャップセンサ７０２からの出力信号に基づいて実移動速度を算出する。
【００７４】
ベルト滑り判定部１０１６は、推定移動速度算出部１０１２において算出された推定移動速度と実移動速度算出部１０１４において算出された実移動速度とに基づいてベルト滑りが発生したか否かを判定する。ベルト滑り判定部１０１６は、推定移動速度と実移動速度とが無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値以上異なる場合に、ベルト滑りが発生したと判定する。なお、無段変速機３５０の変速状態とは、たとえば、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とのベルト７００の巻き掛け半径の比（すなわち、プーリ比）であるが特にこれに限定されるものではない。無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値は、実験等により適合すればよく、予め定められた値であってもよい。
【００７５】
また、ベルト滑り判定部１０１６は、スリップ率に基づいてプライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００のそれぞれにおいてベルト滑りの発生の有無を判定するようにしてもよい。
【００７６】
すなわち、ベルト滑り判定部１０１６は、ベルト７００の実移動速度と、プライマリプーリ５００のベルト巻き掛け半径におけるプーリ周速との相対速度差の絶対値を、ベルト７００の推定移動速度で除算することにより、プライマリプーリ５００におけるスリップ率（１）を算出する。
【００７７】
さらに、ベルト滑り判定部１０１６は、ベルト００の実移動速度と、セカンダリプーリ６００のベルト巻き掛け半径におけるプーリ周速との相対速度差の絶対値を、ベルト７００の推定移動速度で除算することにより、セカンダリプーリ６００におけるスリップ率（２）を算出する。
【００７８】
ベルト滑り判定部１０１６は、算出されたスリップ率（１）および（２）と、予め定められたしきい値とを比較することにより、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００のそれぞれにおいてベルト滑りの発生の有無を判定するようにしてもよい。予め定められたしきい値は、実験等により適合すればよい。また、スリップ率（１）とスリップ率（２）とで異なるしきい値を用いるようにしてもよい。ベルト滑り判定部１０１６は、スリップ率（１）および（２）のうちのいずれかが、予め定められたしきい値以上であると、ベルト滑りが発生したと判定する。
【００７９】
ベルト回転方向判定部１０１８は、ギャップセンサ７０２からの出力信号に含まれるＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の間隔が変化する順序に基づいて、ベルト７００が正回転であるか逆回転であるかを判定する。ベルト７００の回転方向とＨｉ信号またはＬｏ信号の出力時間の間隔が変化する順序との関係は、図６を用いて説明した通りであるため、その詳細な説明は繰返さない。
【００８０】
ベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト滑り判定部１０１６にてベルト滑りが発生したと判定された場合、ベルト滑りが発生したと判定されなかった場合よりもベルト７００の張力が増加するように油圧アクチュエータ（１）５５０および油圧アクチュエータ（２）６５０のうちの少なくともいずれか一方を制御する。
【００８１】
本実施の形態においてベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト滑りが発生したと判定された場合、油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧を増加させて、セカンダリプーリ６００によるベルト７００に対する挟圧力を増加させることにより、ベルト７００の張力を増加させる。
【００８２】
また、ベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト７００の回転方向に応じてベルト７００の張力の増加の度合を変更する。たとえば、車両の前進時のベルト挟圧力の増加分および車両の後進時のベルト挟圧力の増加分を予め設定しておき、ベルト７００の回転方向の判定結果に応じて適切なベルト挟圧力の増加分を選択するようにしてもよい。なお、車両の前進時または後進時のベルト挟圧力の増加分は、たとえば、前進時または後進時のエンジン１００から駆動輪までのギヤ比に基づいて設定すればよく、実験等により適合される。このようにすると、ベルト７００にかかる負荷に応じて張力を適切に増加させることができる。そのため、安全率を向上するために過度の増加分によりベルト挟圧力を増加させる必要がなくなるため、ベルト７００への負荷を低減し、伝達効率（燃費）の低下を抑制することができる。
【００８３】
また、本実施の形態において、変速比算出部１０１０と、推定移動速度算出部１０１２と、実移動速度算出部１０１４と、ベルト滑り判定部１０１６と、ベルト回転方向判定部１０１８と、ベルト挟圧力制御部１０２０とは、いずれもＥＣＵ１０００のＣＰＵがメモリ１００２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
【００８４】
図８を参照して、本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００８５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを検出する。
【００８６】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴとに基づいて変速比を算出する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮまたはセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと、変速比とに基づいて推定移動速度を算出する。
【００８７】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２の出力信号に基づいて実移動速度を算出する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きいか否かを判定する。「α」は、無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値である。推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きいと（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。
【００８８】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト滑りが発生したと判定する。Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト７００の回転方向を判定する。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト７００の回転方向に応じてセカンダリプーリ６００のベルト７００に対する挟圧力を増加させるように油圧制御部１１００を制御する。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１０００は、無段変速機３５０において通常の変速制御が実施されるように油圧制御部１１００を制御する。通常の変速制御において、ＥＣＵ１０００は、少なくともＳ１１２にて制御されるベルト挟圧力よりも低いベルト挟圧力になるように油圧制御部１１００を制御する。
【００８９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る無段変速機の動作について説明する。
【００９０】
車両が予め定められた速度よりも低く、かつ、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴの検出精度の度合が予め定められた度合よりも低くなる低速領域で走行している場合を想定する。このとき、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴが検出された後に（Ｓ１００）、変速比が算出される（Ｓ１０２）。そして、プライマリプーリ回転数ＮＩＮまたはセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと変速比とに基づいて推定移動速度が算出される（Ｓ１０４）。
【００９１】
さらに、ギャップセンサ７０２の出力信号に基づいて実移動速度が算出され（Ｓ１０６）、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ベルト滑りが発生したと判定される（Ｓ１１０）。このとき、ギャップセンサ７０２の出力信号に含まれるＨｉ信号およびＬｏ信号の出力時間の間隔が変化する順序に基づいてベルト７００の回転方向が判定され（Ｓ１１２）、ベルト７００の回転方向に応じてベルト挟圧力が制御される（Ｓ１１４）。また、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がα以下である場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、通常の油圧制御が実施される（Ｓ１１６）。
【００９２】
以上のようにして本実施の形態に係る無段変速機によると、エレメント（１）のギャップセンサによる検出結果と、エレメント（２）のギャップセンサによる検出結果とが異なるため、ベルトが駆動している場合に、ギャップセンサにより検出されるエレメントがエレメント（１）であるかエレメント（２）であるかを特定することができる。そのため、エレメント（２）が検出される時間間隔の変化に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、エレメント（２）をベルト上に不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数のエレメント（２）が検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすることができる。そのため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。したがって、ベルト滑り発生時のベルトの移動方向を精度高く判定する無段変速機を提供することができる。
【００９３】
また、推定移動速度と実移動速度とが乖離するなどした場合に、ベルト滑りが発生したと判定してベルトの張力を増加させることにより、ベルト滑りを抑制することができる。
【００９４】
さらに、車両の前進時または後進時であって、かつ、車両の停止状態を含む、車両の速度が予め定められた速度以下の低速領域において、セカンダリプーリ回転数またはプライマリプーリ回転数の検出精度の度合が低い場合においても、ベルトの推定移動速度と実移動速度とに基づいてベルト滑りの発生の有無およびベルトの回転方向を精度よく判定することができる。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】無段変速機の制御ブロック図である。
【図２】無段変速機のベルト駆動部分を回転軸方向から視た図である。
【図３】ベルトを形成するエレメントの外観図である。
【図４】エレメント（１）およびエレメント（２）の配置を示す図（その１）である。
【図５】エレメント（１）およびエレメント（２）の配置を示す図（その２）である。
【図６】ギャップセンサの信号出力の変化を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵの機能ブロック図である。
【図８】本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２６０ オイルポンプ、２９０ 前後進切換え装置、３００ ベルト式無段変速機構、３１０ 入力クラッチ、３５０ 無段変速機、４００ タービン回転数センサ、４１０ プライマリプーリ回転数センサ、４２０ セカンダリプーリ回転数センサ、４３２ エンジン回転数センサ、４４０ 車輪速センサ、４４２ アクセルポジションセンサ、５００ プライマリプーリ、５０２ プライマリシャフト、６００ セカンダリプーリ、６０２ セカンダリシャフト、７００ ベルト、７０２ ギャップセンサ、７０４，７０８ エレメント、７０６ 突出部、７１０ リング、７２０，７２２ 切り欠き部、８００ ディファレンシャルギヤ、１００２ メモリ、１０１０ 変速比算出部、１０１２ 推定移動速度算出部、１０１４ 実移動速度算出部、１０１６ ベルト滑り判定部、１０１８ ベルト回転方向判定部、１０２０ ベルト挟圧力制御部、１１００ 油圧制御部、１１１０ 変速速度制御部、１１２０ ベルト挟圧力制御部、１１３０ ライン圧制御部、１１３２ ロックアップ係合圧制御部、１１４０ クラッチ圧制御部、１１５０ マニュアルバルブ、１２２０ ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド、１２３０ ライン圧制御用リニアソレノイド、１２４０ ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機に関し、特に、ベルト滑り発生時のベルトの回転方向を精度高く判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成される。このような変速機構としては、たとえば、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）がある。このベルト式無段変速機は、Ｖ溝状のプーリ溝を備えた駆動側プーリ（入力軸プーリ、プライマリプーリ）と従動側プーリ（出力軸プーリ、セカンダリプーリ）とにベルトを巻掛け、一方のプーリの溝幅を拡大すると同時に他方のプーリの溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルトの巻き掛け半径（有効径）を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。各プーリを固定シーブと可動シーブとによって構成し、可動シーブをその背面側に設けた油圧アクチュエータにより軸線方向に前後動させることにより変速を行なうように構成されている。
【０００３】
このように構成されるベルト式無段変速機として、たとえば、特開２００３−２２２２３４号公報（特許文献１）は、無段変速機において、ベルトスリップの判定が精度良く行え、ポンプロスの低減、燃費の向上を図る無段変速機の制御装置を開示する。この無段変速機の制御装置は、一対のプーリと、一対のプーリ間に巻き掛けられた駆動ベルトとを有する無段変速機の制御装置において、駆動ベルトにおいて、駆動ベルトの変位方向に対して所定の間隔で設けられた複数の検出ポイントと、駆動ベルトと離間して配置されており、駆動ベルトに設けられた検出ポイントの通過を検出する非接触変位センサと、非接触変位センサにより検出された検出ポイントの検出間隔に基づいて、駆動ベルトのベルト速度を算出する第１の算出手段と、プーリの回転数とプーリのベルト巻掛け径とに基づいて、プーリのプーリ周速を算出する第２の算出手段と、ベルト速度とプーリ周速とに基づいて、駆動ベルトのスリップ状態を判定するとともに、判定結果に応じて、プーリによる駆動ベルトのクランプ力を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００４】
上述した公報に開示された無段変速機の制御装置によると、ベルトスリップの有無を常に監視でき、常に状況に応じた必要油圧が精度良く察知できる。これにより、必要油圧が低減可能になるため、最小油圧にて運転が行える。その結果、余分な油圧の消費が効率良く低減されるため、ポンプロスが低減化されるとともに、燃費の向上が図れる。
【特許文献１】特開２００３−２２２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した公報に開示された無段変速機の制御装置においては、検出ポイントが所定の間隔で駆動ベルトに設けられているため、ベルト滑りが発生した際にベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ベルト滑りの発生時のベルトの回転方向を精度高く判定する無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る無段変速機は、駆動側プーリと、従動側プーリと、複数のエレメントを環状に並べて形成され、駆動側プーリの溝および従動側プーリの溝に巻き掛けられるベルトと、ベルトの外周側に設けられ、複数のエレメントの各々を検出するための検出手段とを含む。複数のエレメントは、複数の第１のエレメントと、検出手段による検出結果が複数の第１のエレメントの各々の場合と異なる複数の第２のエレメントとを含む。複数の第２のエレメントは、ベルトの移動方向に沿ってベルト上に不等間隔に配置される。
【０００８】
第１の発明によると、複数の第１のエレメントの検出手段による検出結果と、複数の第２のエレメントの検出手段による検出結果とが異なるため、ベルトが駆動している場合に、検出手段により検出されたエレメントが複数の第１のエレメント各々であるか複数の第２のエレメントの各々であるかを特定することができる。そのため、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、複数の第２のエレメントをベルト上に不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。したがって、ベルト滑り発生時のベルトの移動方向を精度高く判定する無段変速機を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る無段変速機においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、駆動側プーリと従動側プーリとの中間位置に設けられ、ベルトの外周側に突出する部分から検出手段までの距離の変化を検出する。複数の第２のエレメントの各々と、複数の第１のエレメントの各々とは、ベルトの外周側に突出する部分の長さが異なる。
【００１０】
第２の発明によると、複数の第１のエレメントの各々とベルトの外周側の部分の長さの異なる複数の第２のエレメントの各々がベルトに含まれるため、第２のエレメントが検出される時間間隔に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、複数の第２のエレメントを不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１１】
第３の発明に係る無段変速機においては、第１または２の発明の構成に加えて、無段変速機は、検出手段の結果に基づいてベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定するための回転方向判定手段をさらに含む。
【００１２】
第３の発明によると、たとえば、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすると、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１３】
第４の発明に係る無段変速機においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、ベルトは、複数の第２のエレメントの各々が、第１の間隔で配置される部分と、第１の間隔と異なる第２の間隔で配置される部分と、第１、第２の間隔と異なる第３の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第１の区間を含む。ベルトは、正回転時と逆回転時とで検出手段によって複数の第２のエレメントの各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される。
【００１４】
第４の発明によると、ベルトは、第１、第２および第３の間隔で配置される部分が正回転方向に沿って連続する第１の区間を含み、さらに、正回転時と逆回転時とで、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成されるため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１５】
第５の発明に係る無段変速機においては、第４の発明の構成に加えて、ベルトは、第２のエレメントが、第３の間隔で配置される部分と、第２の間隔で配置される部分と、第１の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第２の区間が第１の区間に隣接も重複もしないように形成される。
【００１６】
第５の発明によると、第１の区間に第２の区間が隣接も重複もしないようにベルトを形成することにより、複数の第２のエレメントが検出される時間間隔が変化する順序を異なるようにすることができる。そのため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。
【００１７】
第６の発明に係る無段変速機においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、無段変速機は、作動油の給排により生じる第１の油圧を用いて駆動側プーリの溝幅を変更する第１のアクチュエータと、作動油の給排により生じる第２の油圧を用いて従動側プーリの溝幅を変更する第２のアクチュエータと、駆動側プーリの回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、従動側プーリの回転数を検出するための第２の回転数検出手段と、駆動側プーリの回転数と従動側プーリの回転数とに基づいて無段変速機の変速比を算出するための第１の算出手段と、駆動側プーリの回転数と、従動側プーリの回転数と、変速比とに基づいてベルトの推定移動速度を算出するための第２の算出手段と、推定移動速度と検出手段の検出結果に基づくベルトの実移動速度とに基づいて、ベルトの滑りが発生したか否かを判定するための判定手段と、ベルトの滑りが発生した場合に、ベルトの張力が増加するように第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータのうちの少なくともいずれか一方を制御するための制御手段とを含む。
【００１８】
第６の発明によると、推定移動速度と実移動速度とが乖離するなどした場合に、ベルト滑りが発生したと判定してベルトの張力が増加するようにすることにより、ベルト滑りを抑制することができる。
【００１９】
第７の発明に係る無段変速機においては、第６の発明の構成に加えて、制御手段は、ベルトの回転方向に応じてベルトの張力の増加の度合を変更する。
【００２０】
第７の発明によると、ベルトの回転方向に応じてベルトの張力の増加の度合を変更することにより、ベルトの回転方向に応じて適切なベルトの張力の発生を実現することができるため、安全率の向上のために過度にベルトの張力を増加させる必要がない。すなわち、ベルト滑りの発生を抑制しつつ、ベルトへの負荷を低減し、伝達効率および燃費の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本実施の形態に係る無段変速機が搭載される車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る無段変速機は、ベルト式無段変速機である。
【００２３】
図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、無段変速機３５０と、ディファレンシャルギヤ８００とを含む。
【００２４】
無段変速機３５０は、トルクコンバータ２００と、前後進切換え装置２９０と、ベルト式無段変速機構３００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００と、油圧制御部１１００とを含む。
【００２５】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４３２により検出されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００２６】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４００により検出される。
【００２７】
トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００との間には、オイルポンプ２６０が設けられる。オイルポンプ２６０は、たとえば、ギヤポンプであって、入力軸側のポンプ羽根車２２０が回転するとともに作動する。オイルポンプ２６０は、ライン圧制御部１１３０に油圧を供給する。
【００２８】
ベルト式無段変速機構３００は、前後進切換え装置２９０を介在させてトルクコンバータ２００に接続される。ベルト式無段変速機構３００は、入力側のプライマリプーリ５００と、出力側のセカンダリプーリ６００と、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とに巻き掛けられた金属製の円環状のベルト７００とを含む。
【００２９】
ベルト７００は、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面を有する複数のエレメントを環状に並べて形成される。
【００３０】
プライマリプーリ５００は、プライマリシャフト５０２に固定された固定シーブおよびプライマリシャフト５０２に摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。セカンダリプーリ６００は、セカンダリシャフト６０２に固定されている固定シーブおよびセカンダリシャフト６０２に摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。
【００３１】
プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０には、作動油が給排されている。また、セカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）には、作動油が給排されている。変速は、各プーリ５００，６００の固定シーブと可動シーブとの間の溝幅を連続的に変化させることにより、ベルトの巻き掛け半径が大小に変化して行なわれる。
【００３２】
油圧制御部１１００は、プライマリプーリ５００の回転数を目標回転数に一致させる変速比となるように、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０に供給される油圧（以下、プライマリ油圧と記載する）を制御する。さらに、油圧制御部１１００は、セカンダリプーリ６００の可動シーブを固定シーブ側に押圧してベルトを挟みつけてトルクを伝達するのに必要な張力が発現するようにセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧（以下、セカンダリ油圧と記載する）を制御する。
【００３３】
ベルト式無段変速機構３００のプライマリプーリ５００の回転数ＮＩＮ（以下、プライマリプーリ回転数ＮＩＮと記載する）は、プライマリプーリ回転数センサ４１０により検出され、セカンダリプーリ６００の回転数ＮＯＵＴ（以下、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと記載する）は、セカンダリプーリ回転数センサ４２０により検出される。
【００３４】
これら回転数センサは、プライマリプーリ５００やセカンダリプーリ６００の回転軸やこれに繋がるドライブシャフトに取付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、ベルト式無段変速機構３００の、入力軸であるプライマリプーリ５００や出力軸であるセカンダリプーリ６００の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。
【００３５】
さらに、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００のエレメントとの距離の変化を検出する。ギャップセンサ７０２は、ベルト７００のエレメントとの距離の変化を示す信号をＥＣＵ１０００に送信する。
【００３６】
前後進切換え装置２９０は、ダブルピニオンプラネタリギヤ、リバース（後進用）ブレーキＢ１および入力クラッチＣ１を有している。プラネタリギヤは、そのサンギヤが入力軸に連結されており、第１および第２のピニオンＰ１，Ｐ２を支持するキャリヤＣＲがプライマリ側固定シーブに連結されており、そしてリングギヤＲが後進用摩擦係合要素となるリバースブレーキＢ１に連結されており、またキャリヤＣＲとリングギヤＲとの間に入力クラッチＣ１が介在している。この入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、パーキング（Ｐ）ポジション、Ｒポジション、Ｎポジション以外の車両が前進するときに必ず係合状態で使用される。
【００３７】
無段変速機３５０を制御するＥＣＵ１０００および油圧制御部１１００について説明する。ＥＣＵ１０００には、タービン回転数センサ４００からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、プライマリプーリ回転数センサ４１０からプライマリプーリ回転数ＮＩＮを表わす信号が、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを表わす信号が、それぞれ入力される。ＥＣＵ１０００は、変速比＝プライマリプーリ回転数ＮＩＮ／セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴより変速比を演算する。
【００３８】
油圧制御部１１００は、変速速度制御部１１１０と、ベルト挟圧力制御部１１２０と、ライン圧制御部１１３０と、ロックアップ係合圧制御部１１３２と、クラッチ圧制御部１１４０と、マニュアルバルブ１１５０とを含む。ＥＣＵ１０００は、油圧制御部１１００の変速制御用デューティソレノイド（１）１２００と、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０と、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０と、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０と、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０に対して制御信号を出力する。
【００３９】
変速速度制御部１１１０は、車輪速に基づく車速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータへの作動油の流入量を制御することにより増速側の変速速度を制御する。さらに、変速速度制御部１１１０は、車輪速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０からの作動油の流出量を制御して減速側の変速速度を制御する。変速速度制御部１１１０によりプライマリプーリ５００の油圧アクチュエータ（１）５５０に対する作動油の流入量と流出量とを制御することにより変速制御が行なわれる。
【００４０】
ベルト挟圧力制御部１１２０は、プライマリプーリ５００の入力トルクと変速比とに応じてベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０により、セカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧を制御して、ベルト挟圧力を制御する。入力トルクは、たとえば、アクセルペダルの踏み込み量、スロットル開度、エンジン１００の回転数または吸入空気量等に基づくエンジン１００の出力トルクとトルクコンバータ２００におけるトルク比とから推定されてもよいし、直接的に検出されてもよい。
【００４１】
ライン圧制御部１１３０は、ベルト挟圧力に対応するベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に対する指示値とプライマリ油圧（推定値または実測値）とからライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりライン圧を制御する。
【００４２】
本実施の形態において「ライン圧」とは、油圧アクチュエータ（１）５５０に供給される油圧および油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧の元圧であって、オイルポンプ２６０により供給された油圧がレギュレータバルブ（図示せず）およびライン圧制御用リニアソレノイド１２３０により調圧された油圧である。
【００４３】
ライン圧制御部１１３０において制御されたライン圧は、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０およびベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に供給される。供給されたライン圧を用いてプライマリ油圧およびセカンダリ油圧が制御される。
【００４４】
ロックアップ係合圧制御部１１３２は、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０によりロックアップクラッチ２１０の係合と解放の切換え、および、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の漸増および漸減を制御する。
【００４５】
マニュアルバルブ１１５０は、運転者のシフトレバーの操作に連動して作動して、油路を切換える。クラッチ圧制御部１１４０は、入力クラッチＣ１またはリバースブレーキＢ１の係合時に、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりマニュアルバルブ１１５０を経由して供給される油圧を制御する。
【００４６】
ＥＣＵ１０００には、さらに車輪速センサ４４０からの車速を表す信号と、アクセルポジションセンサ４４２からのアクセルペダルの踏み込み量を表す信号と、エンジン回転数センサ４３２から、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を表わす信号が、それぞれ入力される。ＥＣＵ１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）とメモリ１００２とを含む。メモリ１００２には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じてＣＰＵによってデータが読み出されたり、格納されたりする。
【００４７】
車輪速センサ４４０は、車輪（図示せず）の回転数を検出する。車輪速センサ４４０は、検出された車輪の回転数を示す車輪速信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、本実施の形態においては、車速が検出できれば、特に車輪の回転数を検出することに限定されるものではなく、たとえば、セカンダリプーリ回転数と無段変速機から駆動輪までの減速比とに基づいて車速を演算するようにしてもよい。
【００４８】
以上のような構成を有する無段変速機３５０が搭載された車両において、本発明は、ベルト７００が複数のエレメント（１）と、ギャップセンサ７０２による検出結果が複数のエレメント（１）の各々の場合と異なる複数のエレメント（２）とを含み、複数のエレメント（２）がベルト７００の移動方向に沿ってベルト上に不等間隔で配置される点に特徴を有する。
【００４９】
図２に示すように、ギャップセンサ７０２は、プライマリシャフト５０２とセカンダリシャフト６０２との中間位置であって、かつ、ベルト７００の外周側に設けられる。本実施の形態において、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００の外周側に突出する部分との距離の変化を検出する。
【００５０】
好ましくは、ギャップセンサ７０２は、無段変速機３５０の変速によりベルト７００のプライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００の巻き掛け半径が変化した場合に、ベルト７００に接触しない位置であって、かつ、ギャップセンサ７０２とベルト７００との最短距離の変化が小さい位置に設けられることが望ましい。
【００５１】
上述したような位置にギャップセンサ７０２が設けられることにより、ベルト７００とギャップセンサ７０２との間隔を、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００へのベルト７００の巻き掛け半径に関係なく一定に保つことができる。
【００５２】
また、ベルト７００は、リング７１０と、エレメント（１）７０４と、エレメント（２）７０８とを含む。
【００５３】
リング７１０は、ベルト７００の周回方向に沿って環状に形成される板部材である。ベルト７００は、２組のリング７１０が、プライマリシャフト５０２またはセカンダリシャフト６０２の回転軸に平行な方向から複数のエレメント（１）７０４と、複数のエレメント（２）７０８とを挟み込んで形成される。
【００５４】
エレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８は、それぞれ予め定められた形状に形成された板部材であって、ベルト７００の周回方向に沿って複数枚並べられる。
【００５５】
本実施の形態において、エレメント（２）７０８は、ベルト７００の外周側に突出する部分の長さがエレメント（１）の長さと異なるように形成されるため、ギャップセンサ７０２による検出結果がエレメント（１）の場合と異なる。
【００５６】
具体的には、図３に示すように、エレメント（２）７０８は、エレメント（１）７０４の形状と比較してエレメント（１）７０４に有する部分であるベルト７００の外周側に突出する突出部７０６が欠けた形状に形成される。
【００５７】
さらに、エレメント（２）７０８には、２組のリング７１０が嵌合される切り欠き部７２０，７２２と、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面７２４，７２６とが形成される。なお、エレメント（１）７０４についても、同様に、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００との接触面と、２組のリング７１０が嵌合される切り欠き部とが形成される。
【００５８】
ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、間隔（１）で配置される部分と、間隔（１）と異なる間隔（２）で配置される部分と、間隔（１）および間隔（２）と異なる間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（１）を含む。さらに、ベルト７００は、正回転時と逆回転時とでギャップセンサ７０２によって複数のエレメント（２）７０８の各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される。
【００５９】
具体的には、ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、間隔（３）で配置される部分と、間隔（２）で配置される部分と、間隔（１）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（２）が区間（１）に隣接も重複もしないように形成される。
【００６０】
たとえば、図４に示すように、ベルト７００は、エレメント（２）７０８が、紙面左側から２枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（１）で配置される部分と、１枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（２）で配置される部分と、３枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間（１）を含むように形成される。
【００６１】
なお、ベルト７００は、は、図４に示すようなエレメント（２）７０８の配置に特に限定されるものではない。たとえば、ベルト７００は、図５に示すように、エレメント（２）７０８が、紙面左側から１枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（１）で配置される部分と、２枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（２）で配置される部分と、３枚のエレメント（１）７０４を挟み込む間隔（３）で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する区間を含むようにしてもよい。なお、図４および図５に示すエレメント（２）７０８の配置は、一例であって、図４および図４に示す配置に限定されるものではない。
【００６２】
上述したような構造を有するベルト７００の実移動速度の検出および回転方向の判定は、ギャップセンサ７０２の検出結果に基づいて行なわれる。なお、本実施の形態においては、ギャップセンサ７０２によりエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８とギャップセンサ７０２との距離の変化を検出するとして説明するが、少なくともエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８を検出できればよく、特に、ギャップセンサを用いることに限定されるものではない。
【００６３】
本実施の形態において、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置におけるベルト７００のエレメントとの距離に対応した信号を出力する。本実施の形態においては、たとえば、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置にエレメント（１）７０４が通過する場合に、Ｈｉ信号を出力し、ギャップセンサ７０２と対向する位置にエレメント（２）７０８が通過する場合およびエレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８の通過の前後において、Ｌｏ信号を出力するものとする。
【００６４】
図６に示すように、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２と対向する位置においてエレメント（１）７０４が通過するときにＨｉ信号を出力し、エレメント（１）７０４およびエレメント（２）７０８の通過の前後およびギャップセンサ７０２と対向する位置においてエレメント（２）７０８が通過するときにＬｏ信号を出力する。
【００６５】
そのため、車両が前進状態である場合（すなわち、ベルト７００が正回転している場合）、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２に対向する位置において、ベルト７００の区間（１）の部分が通過すると、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力し、２枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を２回出力する。さらに、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後、１枚のエレメント（１）７０４の通過に対応してＨｉ信号を１回出力する。その後、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後に、３枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を３回出力する。
【００６６】
一方、車両が後進状態である場合（すなわち、ベルト７００が逆回転している場合）、ギャップセンサ７０２は、ギャップセンサ７０２に対向する位置において、ベルト７００の区間（１）の部分が通過すると、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力し、３枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を３回出力する。さらに、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後、１枚のエレメント（１）７０４の通過に対応してＨｉ信号を１回出力する。その後、ギャップセンサ７０２は、エレメント（２）７０８の通過に対応してＬｏ信号を出力した後に、２枚のエレメント（１）７０４の通過に対応して間にＬｏ信号の出力を介在してＨｉ信号を２回出力する。
【００６７】
したがって、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２から受信するＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の間隔が変化する順序が、ベルト７００の正回転に対応する順序に合致すればベルト７００が正回転している（すなわち、車両が前進状態である）と判定することができる。さらに、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２から受信するＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の感覚が変化する順序が、ベルト７００の逆回転に対応する順序に合致すれば、ベルト７００が逆回転している（すなわち、車両が後進状態である）と判定することができる。
【００６８】
本実施の形態においては、説明の便宜上、ギャップセンサ７０２は、ベルト７００との距離に比例した出力値（すなわち、アナログ信号）をしきい値と比較してＨｉ信号またはＬｏ信号（すなわち、デジタル信号）に変換する信号処理回路（たとえば、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路）を含み、ギャップセンサ７０２からはＨｉ信号またはＬｏ信号を出力するものとして説明したが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、ギャップセンサ７０２がベルト７００との距離に比例した出力値（アナログ信号）をＥＣＵ１０００に送信し、ＥＣＵ１０００が、受信した出力値をＨｉ信号またはＬｏ信号（デジタル信号）に変換する信号処理回路を有するようにしてもよい。
【００６９】
また、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２の検出結果に基づいてベルト７００の実移動速度を算出する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、Ｆ／Ｖ（Frequency to Voltage）コンバータにより、図６に示すＨｉ信号とＬｏ信号とを含むパルス信号の周波数を電圧に変換し、変換された電圧値に予め定められた係数を乗じてベルト７００の実移動速度を検出するようにしてもよい。なお、図６に示す出力信号の変化は、一例であって、特にこれに限定されるものではない。
【００７０】
図７に、本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵ１０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ１０００は、変速比算出部１０１０と、推定移動速度算出部１０１２と、実移動速度算出部１０１４と、ベルト滑り判定部１０１６と、ベルト回転方向判定部１０１８と、ベルト挟圧力制御部１０２０とを含む。
【００７１】
変速比算出部１０１０は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮとセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴとに基づいて変速比を算出する。変速比算出部１０１０は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮをセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴで除算することにより変速比を算出する。
【００７２】
推定移動速度算出部１０１２は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮと、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと、算出された変速比とに基づいてベルト７００の推定移動速度を算出する。推定移動速度算出部１０１２は、たとえば、算出された変速比に基づいて、プライマリプーリ５００におけるベルト７００の巻き掛け半径と、セカンダリプーリ６００におけるベルト７００の巻き掛け半径とを算出する。推定移動速度算出部１０１２は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮに基づいて算出されたプライマリプーリ５００におけるベルト７００の巻き掛け半径における周速を推定移動速度として算出する。あるいは、推定移動速度算出部１０１２は、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴに基づいて算出されたセカンダリプーリ６００におけるベルト７００の巻き掛け半径における周速を推定移動速度として算出するようにしてもよい。
【００７３】
実移動速度算出部１０１４は、ギャップセンサ７０２からの出力信号に基づいて実移動速度を算出する。
【００７４】
ベルト滑り判定部１０１６は、推定移動速度算出部１０１２において算出された推定移動速度と実移動速度算出部１０１４において算出された実移動速度とに基づいてベルト滑りが発生したか否かを判定する。ベルト滑り判定部１０１６は、推定移動速度と実移動速度とが無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値以上異なる場合に、ベルト滑りが発生したと判定する。なお、無段変速機３５０の変速状態とは、たとえば、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とのベルト７００の巻き掛け半径の比（すなわち、プーリ比）であるが特にこれに限定されるものではない。無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値は、実験等により適合すればよく、予め定められた値であってもよい。
【００７５】
また、ベルト滑り判定部１０１６は、スリップ率に基づいてプライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００のそれぞれにおいてベルト滑りの発生の有無を判定するようにしてもよい。
【００７６】
すなわち、ベルト滑り判定部１０１６は、ベルト７００の実移動速度と、プライマリプーリ５００のベルト巻き掛け半径におけるプーリ周速との相対速度差の絶対値を、ベルト７００の推定移動速度で除算することにより、プライマリプーリ５００におけるスリップ率（１）を算出する。
【００７７】
さらに、ベルト滑り判定部１０１６は、ベルト００の実移動速度と、セカンダリプーリ６００のベルト巻き掛け半径におけるプーリ周速との相対速度差の絶対値を、ベルト７００の推定移動速度で除算することにより、セカンダリプーリ６００におけるスリップ率（２）を算出する。
【００７８】
ベルト滑り判定部１０１６は、算出されたスリップ率（１）および（２）と、予め定められたしきい値とを比較することにより、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００のそれぞれにおいてベルト滑りの発生の有無を判定するようにしてもよい。予め定められたしきい値は、実験等により適合すればよい。また、スリップ率（１）とスリップ率（２）とで異なるしきい値を用いるようにしてもよい。ベルト滑り判定部１０１６は、スリップ率（１）および（２）のうちのいずれかが、予め定められたしきい値以上であると、ベルト滑りが発生したと判定する。
【００７９】
ベルト回転方向判定部１０１８は、ギャップセンサ７０２からの出力信号に含まれるＨｉ信号およびＬｏ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号の出力時間の間隔が変化する順序に基づいて、ベルト７００が正回転であるか逆回転であるかを判定する。ベルト７００の回転方向とＨｉ信号またはＬｏ信号の出力時間の間隔が変化する順序との関係は、図６を用いて説明した通りであるため、その詳細な説明は繰返さない。
【００８０】
ベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト滑り判定部１０１６にてベルト滑りが発生したと判定された場合、ベルト滑りが発生したと判定されなかった場合よりもベルト７００の張力が増加するように油圧アクチュエータ（１）５５０および油圧アクチュエータ（２）６５０のうちの少なくともいずれか一方を制御する。
【００８１】
本実施の形態においてベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト滑りが発生したと判定された場合、油圧アクチュエータ（２）６５０に供給される油圧を増加させて、セカンダリプーリ６００によるベルト７００に対する挟圧力を増加させることにより、ベルト７００の張力を増加させる。
【００８２】
また、ベルト挟圧力制御部１０２０は、ベルト７００の回転方向に応じてベルト７００の張力の増加の度合を変更する。たとえば、車両の前進時のベルト挟圧力の増加分および車両の後進時のベルト挟圧力の増加分を予め設定しておき、ベルト７００の回転方向の判定結果に応じて適切なベルト挟圧力の増加分を選択するようにしてもよい。なお、車両の前進時または後進時のベルト挟圧力の増加分は、たとえば、前進時または後進時のエンジン１００から駆動輪までのギヤ比に基づいて設定すればよく、実験等により適合される。このようにすると、ベルト７００にかかる負荷に応じて張力を適切に増加させることができる。そのため、安全率を向上するために過度の増加分によりベルト挟圧力を増加させる必要がなくなるため、ベルト７００への負荷を低減し、伝達効率（燃費）の低下を抑制することができる。
【００８３】
また、本実施の形態において、変速比算出部１０１０と、推定移動速度算出部１０１２と、実移動速度算出部１０１４と、ベルト滑り判定部１０１６と、ベルト回転方向判定部１０１８と、ベルト挟圧力制御部１０２０とは、いずれもＥＣＵ１０００のＣＰＵがメモリ１００２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
【００８４】
図８を参照して、本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００８５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを検出する。
【００８６】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴとに基づいて変速比を算出する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、プライマリプーリ回転数ＮＩＮまたはセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと、変速比とに基づいて推定移動速度を算出する。
【００８７】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ７０２の出力信号に基づいて実移動速度を算出する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きいか否かを判定する。「α」は、無段変速機３５０の変速状態に応じて設定される値である。推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きいと（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。
【００８８】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト滑りが発生したと判定する。Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト７００の回転方向を判定する。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト７００の回転方向に応じてセカンダリプーリ６００のベルト７００に対する挟圧力を増加させるように油圧制御部１１００を制御する。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１０００は、無段変速機３５０において通常の変速制御が実施されるように油圧制御部１１００を制御する。通常の変速制御において、ＥＣＵ１０００は、少なくともＳ１１２にて制御されるベルト挟圧力よりも低いベルト挟圧力になるように油圧制御部１１００を制御する。
【００８９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る無段変速機の動作について説明する。
【００９０】
車両が予め定められた速度よりも低く、かつ、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴの検出精度の度合が予め定められた度合よりも低くなる低速領域で走行している場合を想定する。このとき、プライマリプーリ回転数ＮＩＮおよびセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴが検出された後に（Ｓ１００）、変速比が算出される（Ｓ１０２）。そして、プライマリプーリ回転数ＮＩＮまたはセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと変速比とに基づいて推定移動速度が算出される（Ｓ１０４）。
【００９１】
さらに、ギャップセンサ７０２の出力信号に基づいて実移動速度が算出され（Ｓ１０６）、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がαよりも大きい場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ベルト滑りが発生したと判定される（Ｓ１１０）。このとき、ギャップセンサ７０２の出力信号に含まれるＨｉ信号およびＬｏ信号の出力時間の間隔が変化する順序に基づいてベルト７００の回転方向が判定され（Ｓ１１２）、ベルト７００の回転方向に応じてベルト挟圧力が制御される（Ｓ１１４）。また、推定移動速度と実移動速度との差の絶対値がα以下である場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、通常の油圧制御が実施される（Ｓ１１６）。
【００９２】
以上のようにして本実施の形態に係る無段変速機によると、エレメント（１）のギャップセンサによる検出結果と、エレメント（２）のギャップセンサによる検出結果とが異なるため、ベルトが駆動している場合に、ギャップセンサにより検出されるエレメントがエレメント（１）であるかエレメント（２）であるかを特定することができる。そのため、エレメント（２）が検出される時間間隔の変化に基づいてベルトの実移動速度を精度高く検出することができる。そのため、ベルト滑りの発生の有無を精度高く判定することができる。さらに、エレメント（２）をベルト上に不等間隔で配置するため、ベルトの正回転時と逆回転時とで、複数のエレメント（２）が検出される時間間隔の変化の順序を異なるようにすることができる。そのため、順序の違いによりベルトが正回転しているか逆回転しているかを精度高く判定することができる。したがって、ベルト滑り発生時のベルトの移動方向を精度高く判定する無段変速機を提供することができる。
【００９３】
また、推定移動速度と実移動速度とが乖離するなどした場合に、ベルト滑りが発生したと判定してベルトの張力を増加させることにより、ベルト滑りを抑制することができる。
【００９４】
さらに、車両の前進時または後進時であって、かつ、車両の停止状態を含む、車両の速度が予め定められた速度以下の低速領域において、セカンダリプーリ回転数またはプライマリプーリ回転数の検出精度の度合が低い場合においても、ベルトの推定移動速度と実移動速度とに基づいてベルト滑りの発生の有無およびベルトの回転方向を精度よく判定することができる。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】無段変速機の制御ブロック図である。
【図２】無段変速機のベルト駆動部分を回転軸方向から視た図である。
【図３】ベルトを形成するエレメントの外観図である。
【図４】エレメント（１）およびエレメント（２）の配置を示す図（その１）である。
【図５】エレメント（１）およびエレメント（２）の配置を示す図（その２）である。
【図６】ギャップセンサの信号出力の変化を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵの機能ブロック図である。
【図８】本実施の形態に係る無段変速機に搭載されるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２６０ オイルポンプ、２９０ 前後進切換え装置、３００ ベルト式無段変速機構、３１０ 入力クラッチ、３５０ 無段変速機、４００ タービン回転数センサ、４１０ プライマリプーリ回転数センサ、４２０ セカンダリプーリ回転数センサ、４３２ エンジン回転数センサ、４４０ 車輪速センサ、４４２ アクセルポジションセンサ、５００ プライマリプーリ、５０２ プライマリシャフト、６００ セカンダリプーリ、６０２ セカンダリシャフト、７００ ベルト、７０２ ギャップセンサ、７０４，７０８ エレメント、７０６ 突出部、７１０ リング、７２０，７２２ 切り欠き部、８００ ディファレンシャルギヤ、１００２ メモリ、１０１０ 変速比算出部、１０１２ 推定移動速度算出部、１０１４ 実移動速度算出部、１０１６ ベルト滑り判定部、１０１８ ベルト回転方向判定部、１０２０ ベルト挟圧力制御部、１１００ 油圧制御部、１１１０ 変速速度制御部、１１２０ ベルト挟圧力制御部、１１３０ ライン圧制御部、１１３２ ロックアップ係合圧制御部、１１４０ クラッチ圧制御部、１１５０ マニュアルバルブ、１２２０ ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド、１２３０ ライン圧制御用リニアソレノイド、１２４０ ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側プーリと、
従動側プーリと、
複数のエレメントを環状に並べて形成され、前記駆動側プーリの溝および前記従動側プーリの溝に巻き掛けられるベルトと、
前記ベルトの外周側に設けられ、前記複数のエレメントの各々を検出するための検出手段とを含み、
前記複数のエレメントは、複数の第１のエレメントと、前記検出手段による検出結果が前記複数の第１のエレメントの各々の場合と異なる複数の第２のエレメントとを含み、
前記複数の第２のエレメントは、前記ベルトの移動方向に沿って前記ベルト上に不等間隔に配置される、無段変速機。
【請求項２】
前記検出手段は、前記駆動側プーリと前記従動側プーリとの中間位置に設けられ、前記ベルトの外周側に突出する部分から前記検出手段までの距離の変化を検出し、
前記複数の第２のエレメントの各々と、前記複数の第１のエレメントの各々とは、前記ベルトの外周側に突出する部分の長さが異なる、請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記無段変速機は、前記検出手段の結果に基づいて前記ベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定するための回転方向判定手段をさらに含む、請求項１または２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記ベルトは、前記複数の第２のエレメントの各々が、第１の間隔で配置される部分と、前記第１の間隔と異なる第２の間隔で配置される部分と、前記第１、第２の間隔と異なる第３の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第１の区間を含み、
前記ベルトは、正回転時と逆回転時とで前記検出手段によって前記複数の第２のエレメントの各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記ベルトは、前記第２のエレメントが、前記第３の間隔で配置される部分と、前記第２の間隔で配置される部分と、前記第１の間隔で配置される部分とが前記正回転方向に沿って連続する第２の区間が前記第１の区間に隣接も重複もしないように形成される、請求項４に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記無段変速機は、
作動油の給排により生じる第１の油圧を用いて前記駆動側プーリの溝幅を変更する第１のアクチュエータと、
作動油の給排により生じる第２の油圧を用いて前記従動側プーリの溝幅を変更する第２のアクチュエータと、
前記駆動側プーリの回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、
前記従動側プーリの回転数を検出するための第２の回転数検出手段と、
前記駆動側プーリの回転数と前記従動側プーリの回転数とに基づいて前記無段変速機の変速比を算出するための第１の算出手段と、
前記駆動側プーリの回転数と、前記従動側プーリの回転数と、前記変速比とに基づいてベルトの推定移動速度を算出するための第２の算出手段と、
前記推定移動速度と前記検出手段の検出結果に基づく前記ベルトの実移動速度とに基づいて、前記ベルトの滑りが発生したか否かを判定するための判定手段と、
前記ベルトの滑りが発生した場合に、前記ベルトの張力が増加するように前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータのうちの少なくともいずれか一方を制御するための制御手段とを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項７】
前記制御手段は、前記ベルトの回転方向に応じて前記ベルトの張力の増加の度合を変更する、請求項６に記載の無段変速機。
【請求項１】
駆動側プーリと、
従動側プーリと、
複数のエレメントを環状に並べて形成され、前記駆動側プーリの溝および前記従動側プーリの溝に巻き掛けられるベルトと、
前記ベルトの外周側に設けられ、前記複数のエレメントの各々を検出するための検出手段とを含み、
前記複数のエレメントは、複数の第１のエレメントと、前記検出手段による検出結果が前記複数の第１のエレメントの各々の場合と異なる複数の第２のエレメントとを含み、
前記複数の第２のエレメントは、前記ベルトの移動方向に沿って前記ベルト上に不等間隔に配置される、無段変速機。
【請求項２】
前記検出手段は、前記駆動側プーリと前記従動側プーリとの中間位置に設けられ、前記ベルトの外周側に突出する部分から前記検出手段までの距離の変化を検出し、
前記複数の第２のエレメントの各々と、前記複数の第１のエレメントの各々とは、前記ベルトの外周側に突出する部分の長さが異なる、請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記無段変速機は、前記検出手段の結果に基づいて前記ベルトが正回転であるか逆回転であるかを判定するための回転方向判定手段をさらに含む、請求項１または２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記ベルトは、前記複数の第２のエレメントの各々が、第１の間隔で配置される部分と、前記第１の間隔と異なる第２の間隔で配置される部分と、前記第１、第２の間隔と異なる第３の間隔で配置される部分とが正回転方向に沿って連続する第１の区間を含み、
前記ベルトは、正回転時と逆回転時とで前記検出手段によって前記複数の第２のエレメントの各々が検出される時間間隔が変化する順序が異なるように形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記ベルトは、前記第２のエレメントが、前記第３の間隔で配置される部分と、前記第２の間隔で配置される部分と、前記第１の間隔で配置される部分とが前記正回転方向に沿って連続する第２の区間が前記第１の区間に隣接も重複もしないように形成される、請求項４に記載の無段変速機。
【請求項６】
前記無段変速機は、
作動油の給排により生じる第１の油圧を用いて前記駆動側プーリの溝幅を変更する第１のアクチュエータと、
作動油の給排により生じる第２の油圧を用いて前記従動側プーリの溝幅を変更する第２のアクチュエータと、
前記駆動側プーリの回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、
前記従動側プーリの回転数を検出するための第２の回転数検出手段と、
前記駆動側プーリの回転数と前記従動側プーリの回転数とに基づいて前記無段変速機の変速比を算出するための第１の算出手段と、
前記駆動側プーリの回転数と、前記従動側プーリの回転数と、前記変速比とに基づいてベルトの推定移動速度を算出するための第２の算出手段と、
前記推定移動速度と前記検出手段の検出結果に基づく前記ベルトの実移動速度とに基づいて、前記ベルトの滑りが発生したか否かを判定するための判定手段と、
前記ベルトの滑りが発生した場合に、前記ベルトの張力が増加するように前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータのうちの少なくともいずれか一方を制御するための制御手段とを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の無段変速機。
【請求項７】
前記制御手段は、前記ベルトの回転方向に応じて前記ベルトの張力の増加の度合を変更する、請求項６に記載の無段変速機。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−６５８２４（Ｐ２０１０−６５８２４Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５３２２（Ｐ２００８−２３５３２２）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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