車両用無段変速機
【課題】故障したセンサの検出値から求められた車速が変速制御に用いられることを未然に回避し、燃費や走行性の改善が図られた車両用無段変速機を提供する。
【解決手段】車速Ｖに応じて無段変速機構２０の変速制御を行う変速制御装置５０が、無段変速機構の出力部材２６の回転速度ＮDRから求められた第１車速Ｖ1、及び車輪ＤＲＷの回転速度ＮABSから求められた第２車速Ｖ2を比較し、第１及び第２車速Ｖ1，Ｖ2のうち低速側の車速を代替車速Ｖsubとして選択する第１車速選択手段Ｓ５と、クラッチ機構５の出力側回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3、及び代替車速Ｖsubを比較し、第３車速Ｖ3及び代替車速Ｖsubのうち高速側の車速を制御車速Ｖcとして選択する第２車速選択手段Ｓ６とを有して構成され、制御車速Ｖcを車速Ｖとして用いて変速制御を行う。
【解決手段】車速Ｖに応じて無段変速機構２０の変速制御を行う変速制御装置５０が、無段変速機構の出力部材２６の回転速度ＮDRから求められた第１車速Ｖ1、及び車輪ＤＲＷの回転速度ＮABSから求められた第２車速Ｖ2を比較し、第１及び第２車速Ｖ1，Ｖ2のうち低速側の車速を代替車速Ｖsubとして選択する第１車速選択手段Ｓ５と、クラッチ機構５の出力側回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3、及び代替車速Ｖsubを比較し、第３車速Ｖ3及び代替車速Ｖsubのうち高速側の車速を制御車速Ｖcとして選択する第２車速選択手段Ｓ６とを有して構成され、制御車速Ｖcを車速Ｖとして用いて変速制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、車両の車速およびエンジンのスロットルやアクセルペダルの開度に応じて変速機構の変速制御を行う変速制御装置とを有して構成される車両用無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用無段変速機の変速制御については従来から種々提案されており、例えば車両の車速に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を目標値と一致させるように変速比を変更する制御を行うものや、同様に車両の車速に応じて無段変速機構の変速比の目標値を設定し、実変速比を目標値と一致させるように変速比を変更する制御を行うものが知られている。無段変速機には、車両の運転状態に応じた変速制御やその他の制御を行うため、エンジンから車輪に至る動力伝達経路を構成する回転部材の回転速度を検出するための多数のセンサが備えられている。
【０００３】
なお、変速制御装置においては、動力伝達経路を構成する回転部材の回転速度から車両の車速を求め、求めた車速が変速制御で目標値を設定するために入力パラメータとして用いられており、一般には、無段変速機構の出力側であって発進制御等に用いられるクラッチ機構の出力側の回転部材の回転速度、すなわち車輪に伝達される直前の回転速度から車速が求められている。従来、車速を求めるための検出値を出力するセンサの故障を検知し、故障を検知すると他の回転部材の回転速度を検出するセンサの検出値から代替的に車速を求め、この車速を用いて変速制御を継続して行わせるバックアップ制御（フェールセーフ制御）を行う制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７４７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の形態によると、故障の発生後その故障が検知され、バックアップ制御が開始されてその作用が働くまでの間は、故障したセンサが検出値に基づいた運転状態に見合わない変速制御が行われる。このように、運転状態に見合わない変速比が設定されて車両が走行駆動されることにより、燃費の悪化や走行性の悪化を招くおそれがあった。特に、車輪の回転速度を検出するセンサは、変速機構の回転部材を用いて故障検知を行わないため、その時間が長く続く傾向にあった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、故障した車輪の回転速度を検出するセンサの検出値から求められた車速が変速制御に用いられることを未然に回避することにより、燃費や走行性の改善が図られた車両用無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明に係る車両用無段変速機は、車両に搭載されてエンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、変速機構から車輪に至る動力伝達経路中に配設されて動力伝達経路を介した動力伝達を断接するクラッチ機構と、車両の車速およびエンジンのスロットル又はアクセルペダルの開度に応じて変速機構の変速制御を行う変速制御装置と、を有して構成される車両用無段変速機において、変速制御装置が、車輪の回転速度から求められた第１車速、および変速機構の出力部材の回転速度から求められた第２車速を比較し、第１および第２車速のうち低速側の車速を代替車速として選択する第１車速選択手段と、クラッチ機構の出力側回転速度から求められた第３車速、および代替車速を比較し、第３車速および代替車速のうち高速側の車速を制御車速として選択する第２車速選択手段と、を有して構成されており、制御車速を車両の車速として用いて変速制御を行うように構成されている。
【０００８】
また、車輪の回転速度に応じて車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成されることが好ましい。また、変速機構を、エンジンの出力を無段階に変速する無段変速機構とすることが好ましい。このとき、変速制御装置を、車両の車速およびエンジンのスロットル開度に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を目標値に一致させるように無段変速機構の変速比を変更する変速制御を行うように構成してもよい。また、変速制御装置を、車両の車速及びエンジンのスロットル開度に応じて無段変速機構の変速比の目標値を設定し、無段変速機構の入力部材および出力部材の回転速度から求められる実変速比を目標値に一致させるように無段変速機構の変速制御を行うように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両用無段変速機によると、無段変速機構の出力部材の回転速度を検出する検出器、車輪の回転速度を検出する検出器、無段変速機構と車輪の間に配設されたクラッチ機構の出力側部材の回転速度を検出する検出器に故障が発生しても、第１および第２車速選択手段を通じて異常値が制御車速として設定されることがなくなる。特に、第１および第２車速のうち低速側を代替車速として選択し、代替車速と第３車速のうち高速側を制御速度して選択しているため、無段変速機構の出力部材の回転速度を検出する検出器、車輪の回転速度を検出する検出器が正常値に対して高速側又は低速側の異常値を検出している場合や、クラッチ機構の出力側部材の回転速度を検出する検出器が正常値に対して高速側又は低速側の異常値を検出している場合に、異常値に基づいた変速制御が行われることが未然に回避される。このように、運転状態に見合わない変速比が設定されることがなくなるため、燃費や走行性の悪化が防止される。
【００１０】
また、車輪の回転速度に応じて車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成されることにより、車輪の回転速度を検出する検出器を変速制御と制動力の制御に共用することができるため、検出器の部品点数を増加させずコストの上昇を抑えた上で上記の効果を有した車両用無段変速機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に本発明に係る制御装置が搭載された四輪車両のパワーユニットＰＵの構成図を示している。この車両は、左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２が駆動輪ＤＲＷとされた二輪駆動車両であり、パワーユニットＰＵが、エンジンＥおよび電気モータ・ジェネレータＭを有したハイブリッド型の駆動源ＰＷと、駆動源ＰＷの出力を無段階に変速して駆動輪ＤＲＷに伝達する無段変速機ＴＭとを有して構成されている。
【００１２】
エンジンＥは、シリンダブロック１０に形成された各シリンダ室１１，１１，…内にピストンが配設されて構成されたレシプロエンジンであり、各シリンダ室１１，１１，…に対して吸排気を行わせる吸排気装置１２と、各シリンダ室１１，１１，…に対する燃料を供給する燃料供給装置と１３と、各シリンダ室１１，１１，…に供給された燃料を点火する点火装置（図示略）とを有して構成されている。電気モータ・ジェネレータＭは、エンジン出力軸Ｅｓ上に配設され、車両に搭載されたバッテリ（図示略）から電力供給されて駆動され、発進時や加速時にエンジンＥの駆動力をアシストする。また、減速時には、駆動輪ＤＲＷからの回転駆動力により発電（エネルギー回生）を行い、バッテリの充電を行うように構成されている。
【００１３】
無段変速機ＴＭは、カップリング機構ＣＰを介してエンジン出力軸Ｅｓに連結された入力軸１と、それぞれ入力軸１と平行に配設されたカウンタ軸２およびセカンダリ軸３と、入力軸１上に配設された前後進切換機構３０と、入力軸１およびカウンタ軸２の間に配設された金属Ｖベルト機構２０と、カウンタ軸２上に配設された発進クラッチ５と、カウンタ軸２およびセカンダリ軸３の間に配設された第１ギヤ列６と、セカンダリ軸３および差動機構８の間に配設された第２ギヤ列７とを有して構成されている。このように、入力軸１、前後進切換機構３０、金属Ｖベルト機構２０、カウンタ軸２、第１ギヤ列６、セカンダリ軸３および第２ギヤ列７から動力伝達経路が構成されている。
【００１４】
金属Ｖベルト機構２０は、入力軸１上に配設されたプーリ幅可変の駆動側プーリ２１と、カウンタ軸２上に配設されたプーリ幅可変の従動側プーリ２６と、両プーリ２１，２６の間に巻き掛けられた金属Ｖベルト２５とを有して構成されている。駆動側プーリ２１は、入力軸１に対して相対回転自在に設けられるとともに軸方向に固定された固定プーリ半体２２と、固定プーリ半体２２に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２３とを有して構成されている。可動プーリ半体２３の側方にはシリンダ壁２３ａにより囲まれて駆動側シリンダ室２４が形成されており、可動プーリ半体２３は、駆動側シリンダ室２４に供給される作動油の油圧に応じて軸方向に移動する。また、従動側プーリ２６は、カウンタ軸２上に固定された固定プーリ半体２７と、固定プーリ半体２７に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２８とを有して構成されている。可動プーリ半体２８の側方にはシリンダ壁２８ａにより囲まれて従動側シリンダ室２９が形成されており、可動プーリ半体２８は、従動側シリンダ室２９に供給される作動油の油圧に応じて軸方向に移動する。両シリンダ室２４，２９に供給される作動油の油圧（変速制御油圧）を制御することにより、両プーリ２１，２６のプーリ溝幅が変化して金属Ｖベルト２５の巻掛半径が変化し、変速比を無段階に変化させることができる。
【００１５】
前後進切換機構３０は、入力軸１に結合されたサンギヤ３１と、固定プーリ半体２２に結合されたリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２とともにシングルピニオン型の遊星歯車機構を構成するキャリア３３と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２を連結可能な前進クラッチ３５と、キャリア３３を固定保持可能な後進ブレーキ３７とを有して構成されている。前進クラッチ３５が係合されると、サンギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリア３３が入力軸１と一体に回転し、駆動源ＰＷの駆動によって駆動側プーリ２１が入力軸１と同じ方向（前進方向）に回転駆動される。一方、後進ブレーキ３７が係合されると、キャリア３３が固定保持されてリングギヤ３２がサンギヤ３１と逆方向に回転し、駆動源ＰＷの駆動によって駆動側プーリ２１が入力軸１と逆方向（後進方向）に回転駆動される。
【００１６】
発進クラッチ５は、油圧作動式の多板クラッチであり、カウンタ軸２に結合された入力側部材５ａと、カウンタ軸２上を相対回転自在に設けられて入力側部材５ａと係合可能な出力側部材５ｂとを有して構成されている。第１ギヤ列６は、カウンタ軸５上を相対回転自在に設けられて発進クラッチ５の出力側部材５ｂに連結された第１駆動ギヤ６ａと、セカンダリ軸３上に固定された第１従動ギヤ６ｂとが噛合されて構成されている。第２ギヤ列７は、セカンダリ軸３上に固定された第２駆動ギヤ７ａと、差動機構８に連結された第２従動ギヤ７ｂとが噛合されて構成されている。発進クラッチ５は、動力伝達経路を介した動力伝達をカウンタ軸２および第１ギヤ列６の間で断接し、金属Ｖベルト機構２０により変速されてカウンタ軸２に発生したエンジンＥからの出力を、第１ギヤ列６の駆動ギヤ６ａに伝達する。発進クラッチ５が係合されると、カウンタ軸２の出力が、第１ギヤ列６および第２ギヤ列７を介し、係合状態に応じた伝達率（滑り率）で差動機構８に伝達される。発進クラッチ５が解放されると、カウンタ軸２および第１ギヤ列６の間で動力伝達が行われず、無段変速機ＴＭが中立状態になる。
【００１７】
差動機構８は、伝達された出力を左右に分割し、左右のアクスルシャフト９ａ，９ｂを介して駆動輪ＤＲＷに伝達する。
【００１８】
無段変速機ＴＭには、無段変速機ＴＭを構成する各油圧アクチュエータ（すなわち、両プーリ２１，２６、前進クラッチ３５、後進ブレーキ３７および発進クラッチ５）に作動油圧を供給するための油圧供給装置が備えられている。油圧供給装置は、オイルパン（図示略）に溜められた作動油を吐出する油圧ポンプ（図示略）と、油圧ポンプから吐出された作動油の油圧や供給方向を制御する制御弁ＣＶとを有して構成されている。電磁弁である制御弁ＣＶからは、油路４１，４２を介して両プーリ２１，２６のシリンダ室２４，２９に変速制御油圧ＰDR，ＰDNが供給され、油路４３ａ，４３ｂを介して前進クラッチ３５や後進ブレーキ３７に前後進制御油圧ＰFBが供給され、油路４４を介して発進クラッチ５の油室に発進制御油圧ＰCLが供給される。
【００１９】
車両には、車速Ｖやスロットルバルブの開度θTHに応じてエンジン回転速度Ｎeの目標値を設定し、エンジン回転速度Ｎeの実際値を目標値と一致させるように電磁制御弁ＣＶを駆動制御して無段変速機ＴＭ（金属Ｖベルト機構２０）の変速比を変更する変速制御を行う変速制御部５２と、車速や車輪の回転速度に応じて車輪がスリップしていると判断されるときに、車輪のロックを回避させるように車輪の制動力を制御するＡＢＳ制御部５３とを有して構成された制御ユニット５０が備えられている。このエンジン回転速度Ｎeを目標値にするため、前後進切換機構３０を介して入力軸１に連結された駆動側プーリ２１の回転速度ＮDRの目標値が設定される。
【００２０】
この車両には、車輪がスリップしている状態になると、車輪のロックが回避されるように制動装置ＢＫから車輪に作用する制動力の制御を行うＡＢＳ制御部５１と、車両の車速Ｖや、運転者の加減速要求に応じて無段変速機ＴＭ（金属Ｖベルト機構２０）の変速比を変更する変速制御を行う変速制御部５２とを有して構成された制御ユニット５０が搭載されている。
【００２１】
また、車両には、各種の運転状態を検出して制御ユニット５０に検出値を出力する複数のセンサが配設されている。例えば図１に示すように、駆動側プーリ２１の回転速度ＮDRを検出する駆動側プーリ回転速度センサ６１と、従動側プーリ２６の回転速度ＮDNを検出する従動側プーリ回転速度センサ６２と、金属Ｖベルト機構２０および発進クラッチ５の出力側となるセカンダリ軸３の回転速度ＮELを検出するセカンダリ軸回転速度センサ６３と、駆動輪ＤＲＷである左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２の回転速度ＮFW1，ＮFW2を検出する第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５と、エンジンＥの吸排気装置１２に設けられて各シリンダ室１１，１１，…に対する吸気量を制御するスロットルバルブの開度θTHを検出する開度センサ６６とが配設されている。このように、車両には、動力伝達経路を構成する回転部材や車輪の回転速度を検出するためのセンサが複数配設されているが、これらのセンサの検出値から、変速比や発進クラッチ５の滑り率を考慮して、車速Ｖや、動力伝達経路を構成する他の回転部材の回転速度に換算することができる。
【００２２】
ＡＢＳ制御部５１は、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５により検出された左右の駆動輪ＤＲＷの回転速度ＮFW1，ＮFW2の差や比に応じて駆動輪がスリップしている状態であるか否かを判断し、判断結果に基づいて制動装置ＢＫに対する供給油圧を調圧して車輪に作用する制動力の制御を行う。また、制御ユニット５０は、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された発進クラッチ５の入力側回転速度と、セカンダリ軸回転速度センサ６３の検出値から求められたクラッチ５の出力側回転速度とに基づいて発進クラッチ５の入出力回転速度比（滑り率）の実際値を求め、この実際値を運転状態に応じて設定される目標値に一致させるように制御弁ＣＶを駆動してクラッチ制御油圧ＰCLを調整し、発進クラッチ５の滑り率を適切に設定する制御を行うように構成されている。
【００２３】
変速制御部５２は、車両の車速Ｖやスロットル開度θTHに応じてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を求め、エンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の実際値をこの目標値に一致させるように制御弁ＣＶを駆動して変速制御油圧ＰDR，ＰDNを調整し、金属Ｖベルト機構２０の変速比を変更する制御を行う。
【００２４】
以降では、図２を参照して、これら複数のセンサの検出値から求められた各車速の中から、変速制御の入力パラメータである車両の車速Ｖとして用いる制御車速Ｖcを選択する処理の内容について説明する。本構成例では、セカンダリ軸回転速度センサ６３と、従動側プーリ回転速度センサ６２と、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５との３種のセンサの検出値から求められた３つの車速Ｖ1〜Ｖ3から選択される。上記のように、これらのセンサ６２〜６５は、ＡＢＳ制御部５１により行われる制動力の制御や、発進クラッチ５の係合制御においてもその検出値が用いられている。
【００２５】
図２に示すように、まず、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５が正常であるか否かの判断が行われる（ステップＳ１）。ここで、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５が両方とも正常であると判断されると、第２駆動輪回転速度センサ６５により検出された右前輪ＦＷ２の回転速度ＮFW2の平均が車輪速ＮABSとして設定される（ステップＳ２）。なお、駆動輪回転速度センサ６４，６５の故障が検知されたときには、制御ユニット５０には回転速度が０であることを示す信号が出力されるようになっており、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５のいずれかが故障していると判断されると、左前輪ＦＷ１の回転速度ＮFW1と右前輪ＦＷ２の回転速度ＮFW2の和が車輪速ＮABSとして設定される（ステップＳ３）。
【００２６】
次に、設定された車輪速ＮABSから車両の車速（第１車速）Ｖ1が換算され、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された従動側プーリ回転速度ＮDNから車両の車速（第２車速）Ｖ2が換算され、セカンダリ軸回転速度センサ６３により検出されたセカンダリ軸３の回転速度ＮELから車両の車速（第３車速）Ｖ3が換算される（ステップＳ４）。なお、第１〜第３車速Ｖ1〜Ｖ3を求めるための各係数ｋ1〜ｋ3は、次元を変換するための係数や、第１および第２ギヤ列のギヤ比、発進クラッチ５の滑り率等に応じて設定される。
【００２７】
そして、第１車速Ｖ1と第２車速Ｖ2とが比較されて低速側の車速が代替車速Ｖsubとして選択される（ステップＳ５）。さらに、選択された代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3とが比較されて高速側の車速が制御車速Ｖcとして選択される（ステップＳ６）。このようにして選択された制御車速Ｖcが変速制御においてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を設定するための入力パラメータとして用いられる。
【００２８】
図３に上記処理を通じて選択される制御車速Ｖcを示している。なお、図３において、○は、対応するセンサが正常値を示す信号を出力している状態を示し、＋は、正常値に対して高速側の異常値を示す信号を出力している状態を示し、−は、正常値に対して低速側の異常値を示す信号を出力している状態を示している。
【００２９】
ａ欄に示すように、各センサ６２〜６５から正常値を示す信号が出力されているときには、代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3のうち高速側が制御車速Ｖcとして選択され、この制御車速Ｖcが車速Ｖとして用いられて変速制御が行われる。ここで、ステップＳ６において低速側の車速が制御車速Ｖcとして選択されるとすると、変速比がより低速段側に設定されるため、そのときの車速Ｖによってはアクセルペダルの操作に対する加減速が過敏になり、走行性に影響を与えるおそれがある。本構成例のように、ステップＳ６で高速側を制御車速Ｖcとして選択し、この制御車速Ｖcを車両の車速Ｖとして用いることにより、アクセルペダルの操作に対して加減速度が急変するおそれがなくなり、走行性の安定化が図られる。
【００３０】
ｂ欄に示すように、従動側プーリ回転速度ＮDNが正常値に対して高速側の異常値を示しているときには、正常値である車輪速ＮABSから求められた第１車速Ｖ1が代替車速Ｖsubとして選択され、制御車速Ｖcは、この代替車速Ｖsubと正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3とから選択される。したがって、異常値を示している従動側プーリ回転速度ＮDNに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがなくなり、燃費の悪化が防止される。ｃ欄に示すように、車輪速ＮABSが正常値に対して高速側の異常値を示しているときにも同様にして、正常値である従動側プーリ回転速度ＮDNから求められた第１車速Ｖ1と、正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3とから制御車速Ｖcが選択される。
【００３１】
ｄ欄に示すように、従動側プーリ回転速度ＮDNが正常値に対して低速側の異常値を示しているときには、異常値から求められた第２車速Ｖ2が代替車速Ｖsubとして選択されるが、ステップＳ６で正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択されるため、異常値を示している従動側プーリ回転速度ＮDNに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがない。なお、ｅ欄に示すように、車輪側ＮABSが正常値に対して低速側の異常値を示しているときにも、同様にして第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択される。
【００３２】
また、ｆ欄に示すように、セカンダリ軸回転速度ＮELが正常値に対して低速側の異常値を示しているときには、正常値に基づく代替車速Ｖsub（Ｖ1あるいはＶ2）が制御車速Ｖcとして選択されるため、異常値を示しているセカンダリ軸回転速度ＮELに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがない。
【００３３】
なお、ｇ欄に示すように、セカンダリ軸回転速度ＮELが正常値に対して高速側の異常値を示しているときには、この異常値から求められた第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択される。
【００３４】
ここで、従動側プーリ回転速度センサ６２、駆動輪回転速度センサ６４，６５、セカンダリ軸回転速度センサ６３はそれぞれ、制御ユニット５０に搭載された図示しない故障検知装置により、故障が発生して異常値を示す信号を出力している状態になっているか否かが検知される。故障検知装置は、故障を検知したときに、所定のフェールセーフ作動を行い、故障したセンサからの検出信号に基づいた制御が行われることによって運転状態が悪化することを防止する。例えば、上記のように２つのセンサが同時に故障して異常値に基づいて変速比が設定されたときには、故障検知装置により２つのセンサの故障が検知された後、車両の車速Ｖやスロットル開度θTHに関わらず金属Ｖベルト機構２０の変速比を所定値（例えばロー）に固定するフェールセーフ作動を行う制御が行われる。
【００３５】
本構成例においては、図３のｇ欄に示す状況を除くと、センサが異常値を示す信号を出力している状態であっても、その異常値が制御車速Ｖcとして選択されず、異常値を用いた変速制御が行われることがないため、センサの故障に応じたフェールセーフ作動を行わなくても、運転状態に見合った変速制御が継続して行われる。これにより、異常値を用いた制御によって車両の挙動の急変を招くようなことがなくなり、走行性が損なわれない。
【００３６】
特に、第１および第２車速Ｖ1，Ｖ2のうち低速側を代替車速Ｖsubとして選択し、この代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3のうち高速側を制御車速Ｖcとして選択しており、このように高速側の車速を制御車速Ｖcとして選択することによって走行性の安定が図られている。本構成例によると、３種のセンサのうち駆動輪回転速度センサ６４，６５と従動側プーリ回転速度６２が高速側に異常値を示す信号を出力している状態であっても、その異常値に基づいた変速制御が行われなくなるため、走行性の安定が図られた変速制御が継続して行うことができる。
【００３７】
また、車速を求めるために利用された３種のセンサは、それぞれ変速制御だけでなく、車輪に対する制動力の制御や、発進クラッチの係合制御にも利用されている。このように、車速を求めるために設けられた複数のセンサがいずれも、車速を求めるために専用のセンサではなく、部品点数を増加させずコストの上昇を抑えた上で上記の効果を有する無段変速機ＴＭや制御ユニット５０を提供することができる。
【００３８】
これまで、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記の構成に限られない。例えば、図２に示す処理は、複数のセンサの検出値を予め車速に換算して比較するものであったが、これらの検出値を、動力伝達部材を構成する所定の回転部材の回転速度に換算して比較し、比較結果の回転速度を車速に換算する処理を行っても、同じ結果が得られ、上記構成例と同様の効果が得られる。
【００３９】
図４に上記変更例の処理内容を示している。まず、図２に示すステップＳ１〜Ｓ３と同様にして車輪速ＮABSを設定する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。次に、設定された車輪速ＮABSが、比較基準の回転部材となるカウンタ軸２の回転速度（第１回転速度）Ｎ1に換算され、従動側プーリ回転速度ＮDNが、同じく比較基準の回転部材となるカウンタ軸２の回転速度（第２回転速度）Ｎ2に換算される（ステップＳ１０４）。そして、第１回転速度Ｎ1と第２回転速度Ｎ2とが大小比較され（ステップＳ１０５）、低速側の回転速度が代替回転速度Ｎsubとして選択設定される（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。
【００４０】
次いで、選択された代替回転速度Ｎsubが、比較基準の回転部材となるセカンダリ軸３の回転速度（換算代替回転速度）Ｎsub′に換算され、セカンダリ軸回転速度ＮELが、同じく比較基準の回転部材となるセカンダリ軸３の回転速度（第３回転速度）Ｎ3に換算される（ステップＳ１０８）。そして、第３回転速度Ｎ3と換算代替回転速度Ｎsub′とが大小比較され（ステップＳ１０９）、高速側の回転速度が制御回転速度Ｎcとして選択設定され（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）、このように選択された制御回転速度Ｎcから制御車速Ｖcが求められる（ステップＳ１１２）。
【００４１】
ここで、ステップＳ１０５での比較基準となる回転部材をカウンタ軸２とし、ステップＳ１０９での比較基準となる回転部材をセカンダリ軸３とした場合は、車輪速ＮABSから第１回転速度Ｎ1を換算するための係数ｋ1が、第１および第２ギヤ列６，７のギヤ比および発進クラッチ５の滑り率に応じて設定され、従動側プーリ回転速度ＮDNから第２回転速度Ｎ2を換算するための係数ｋ2が、従動側プーリ２６がカウンタ軸２と一体回転する構成であるため１に設定され、代替回転速度Ｎsubから換算代替回転速度Ｎsub′を換算するための係数ｋsubが、発進クラッチ５の滑り率および第１ギヤ列のギヤ比に応じて設定され、セカンダリ軸回転速度ＮELから第３回転速度Ｎ3を換算するための係数ｋ3が１に設定される。ただし、この変更例は一例を示すものであって、比較基準となる回転部材の設定は適宜選択可能であり、選択された回転部材に応じて係数ｋ1〜ｋ3，ｋsubも適宜設定変更される。
【００４２】
また、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１０５，Ｓ１０９における比較は、単純な大小比較に限られず、回転速度差や回転速度比が所定値を超えているか否かを判断するように構成してもよい。
【００４３】
なお、上記の変速制御は、車両の車速Ｖおよびスロットル開度θTHに応じてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の実際値をこの目標値に一致させるように金属Ｖベルト機構２０の変速比を変更する制御を行うように構成されていたが、車両の車速Ｖおよびスロットル開度θTHに応じて金属Ｖベルト機構２０の変速比の目標値を設定し、実変速比をこの目標値に一致させるように変速比を変更する制御を行うように構成してもよい。このとき、実変速比は、駆動側プーリ回転速度センサ６１により検出された駆動側プーリ回転速度ＮDRと、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された従動側プーリ回転速度ＮDNとから求めることができる。また、Ｖベルトを用いた無段変速機構に限られず、他の構成の無段変速機構に対しても同様に本発明を適用できる。さらに、必ずしもエンジンを出力を無段階に変速する変速機構に限らず、所定の変速段を段階的に設定する形態の変速機構に対しても同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る無段変速機が設けられた車両のパワーユニットを示す構成図である。
【図２】制御速度を選択する処理を示すフローチャートである。
【図３】各センサの状態に応じて選択される制御回転速度を示す説明図である。
【図４】制御速度を選択する処理の変更例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
ＰＷ 駆動源
Ｅ エンジン
Ｍ 電気モータ・ジェネレータ
ＴＭ 無段変速機
ＤＲＷ 駆動輪
１ 入力軸
２ カウンタ軸
３ セカンダリ軸
５ 発進クラッチ（クラッチ機構）
２０ 金属Ｖベルト機構（無段変速機構）
２１ 駆動側プーリ
２６ 従動側プーリ
５０ 制御ユニット
５１ ＡＢＳ制御部
５２ 変速制御部
６２ 従動側プーリ回転速度センサ
６３ セカンダリ軸回転速度センサ
６４，６５ 駆動輪回転速度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、車両の車速およびエンジンのスロットルやアクセルペダルの開度に応じて変速機構の変速制御を行う変速制御装置とを有して構成される車両用無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用無段変速機の変速制御については従来から種々提案されており、例えば車両の車速に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を目標値と一致させるように変速比を変更する制御を行うものや、同様に車両の車速に応じて無段変速機構の変速比の目標値を設定し、実変速比を目標値と一致させるように変速比を変更する制御を行うものが知られている。無段変速機には、車両の運転状態に応じた変速制御やその他の制御を行うため、エンジンから車輪に至る動力伝達経路を構成する回転部材の回転速度を検出するための多数のセンサが備えられている。
【０００３】
なお、変速制御装置においては、動力伝達経路を構成する回転部材の回転速度から車両の車速を求め、求めた車速が変速制御で目標値を設定するために入力パラメータとして用いられており、一般には、無段変速機構の出力側であって発進制御等に用いられるクラッチ機構の出力側の回転部材の回転速度、すなわち車輪に伝達される直前の回転速度から車速が求められている。従来、車速を求めるための検出値を出力するセンサの故障を検知し、故障を検知すると他の回転部材の回転速度を検出するセンサの検出値から代替的に車速を求め、この車速を用いて変速制御を継続して行わせるバックアップ制御（フェールセーフ制御）を行う制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７４７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の形態によると、故障の発生後その故障が検知され、バックアップ制御が開始されてその作用が働くまでの間は、故障したセンサが検出値に基づいた運転状態に見合わない変速制御が行われる。このように、運転状態に見合わない変速比が設定されて車両が走行駆動されることにより、燃費の悪化や走行性の悪化を招くおそれがあった。特に、車輪の回転速度を検出するセンサは、変速機構の回転部材を用いて故障検知を行わないため、その時間が長く続く傾向にあった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、故障した車輪の回転速度を検出するセンサの検出値から求められた車速が変速制御に用いられることを未然に回避することにより、燃費や走行性の改善が図られた車両用無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明に係る車両用無段変速機は、車両に搭載されてエンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、変速機構から車輪に至る動力伝達経路中に配設されて動力伝達経路を介した動力伝達を断接するクラッチ機構と、車両の車速およびエンジンのスロットル又はアクセルペダルの開度に応じて変速機構の変速制御を行う変速制御装置と、を有して構成される車両用無段変速機において、変速制御装置が、車輪の回転速度から求められた第１車速、および変速機構の出力部材の回転速度から求められた第２車速を比較し、第１および第２車速のうち低速側の車速を代替車速として選択する第１車速選択手段と、クラッチ機構の出力側回転速度から求められた第３車速、および代替車速を比較し、第３車速および代替車速のうち高速側の車速を制御車速として選択する第２車速選択手段と、を有して構成されており、制御車速を車両の車速として用いて変速制御を行うように構成されている。
【０００８】
また、車輪の回転速度に応じて車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成されることが好ましい。また、変速機構を、エンジンの出力を無段階に変速する無段変速機構とすることが好ましい。このとき、変速制御装置を、車両の車速およびエンジンのスロットル開度に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を目標値に一致させるように無段変速機構の変速比を変更する変速制御を行うように構成してもよい。また、変速制御装置を、車両の車速及びエンジンのスロットル開度に応じて無段変速機構の変速比の目標値を設定し、無段変速機構の入力部材および出力部材の回転速度から求められる実変速比を目標値に一致させるように無段変速機構の変速制御を行うように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両用無段変速機によると、無段変速機構の出力部材の回転速度を検出する検出器、車輪の回転速度を検出する検出器、無段変速機構と車輪の間に配設されたクラッチ機構の出力側部材の回転速度を検出する検出器に故障が発生しても、第１および第２車速選択手段を通じて異常値が制御車速として設定されることがなくなる。特に、第１および第２車速のうち低速側を代替車速として選択し、代替車速と第３車速のうち高速側を制御速度して選択しているため、無段変速機構の出力部材の回転速度を検出する検出器、車輪の回転速度を検出する検出器が正常値に対して高速側又は低速側の異常値を検出している場合や、クラッチ機構の出力側部材の回転速度を検出する検出器が正常値に対して高速側又は低速側の異常値を検出している場合に、異常値に基づいた変速制御が行われることが未然に回避される。このように、運転状態に見合わない変速比が設定されることがなくなるため、燃費や走行性の悪化が防止される。
【００１０】
また、車輪の回転速度に応じて車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成されることにより、車輪の回転速度を検出する検出器を変速制御と制動力の制御に共用することができるため、検出器の部品点数を増加させずコストの上昇を抑えた上で上記の効果を有した車両用無段変速機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に本発明に係る制御装置が搭載された四輪車両のパワーユニットＰＵの構成図を示している。この車両は、左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２が駆動輪ＤＲＷとされた二輪駆動車両であり、パワーユニットＰＵが、エンジンＥおよび電気モータ・ジェネレータＭを有したハイブリッド型の駆動源ＰＷと、駆動源ＰＷの出力を無段階に変速して駆動輪ＤＲＷに伝達する無段変速機ＴＭとを有して構成されている。
【００１２】
エンジンＥは、シリンダブロック１０に形成された各シリンダ室１１，１１，…内にピストンが配設されて構成されたレシプロエンジンであり、各シリンダ室１１，１１，…に対して吸排気を行わせる吸排気装置１２と、各シリンダ室１１，１１，…に対する燃料を供給する燃料供給装置と１３と、各シリンダ室１１，１１，…に供給された燃料を点火する点火装置（図示略）とを有して構成されている。電気モータ・ジェネレータＭは、エンジン出力軸Ｅｓ上に配設され、車両に搭載されたバッテリ（図示略）から電力供給されて駆動され、発進時や加速時にエンジンＥの駆動力をアシストする。また、減速時には、駆動輪ＤＲＷからの回転駆動力により発電（エネルギー回生）を行い、バッテリの充電を行うように構成されている。
【００１３】
無段変速機ＴＭは、カップリング機構ＣＰを介してエンジン出力軸Ｅｓに連結された入力軸１と、それぞれ入力軸１と平行に配設されたカウンタ軸２およびセカンダリ軸３と、入力軸１上に配設された前後進切換機構３０と、入力軸１およびカウンタ軸２の間に配設された金属Ｖベルト機構２０と、カウンタ軸２上に配設された発進クラッチ５と、カウンタ軸２およびセカンダリ軸３の間に配設された第１ギヤ列６と、セカンダリ軸３および差動機構８の間に配設された第２ギヤ列７とを有して構成されている。このように、入力軸１、前後進切換機構３０、金属Ｖベルト機構２０、カウンタ軸２、第１ギヤ列６、セカンダリ軸３および第２ギヤ列７から動力伝達経路が構成されている。
【００１４】
金属Ｖベルト機構２０は、入力軸１上に配設されたプーリ幅可変の駆動側プーリ２１と、カウンタ軸２上に配設されたプーリ幅可変の従動側プーリ２６と、両プーリ２１，２６の間に巻き掛けられた金属Ｖベルト２５とを有して構成されている。駆動側プーリ２１は、入力軸１に対して相対回転自在に設けられるとともに軸方向に固定された固定プーリ半体２２と、固定プーリ半体２２に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２３とを有して構成されている。可動プーリ半体２３の側方にはシリンダ壁２３ａにより囲まれて駆動側シリンダ室２４が形成されており、可動プーリ半体２３は、駆動側シリンダ室２４に供給される作動油の油圧に応じて軸方向に移動する。また、従動側プーリ２６は、カウンタ軸２上に固定された固定プーリ半体２７と、固定プーリ半体２７に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体２８とを有して構成されている。可動プーリ半体２８の側方にはシリンダ壁２８ａにより囲まれて従動側シリンダ室２９が形成されており、可動プーリ半体２８は、従動側シリンダ室２９に供給される作動油の油圧に応じて軸方向に移動する。両シリンダ室２４，２９に供給される作動油の油圧（変速制御油圧）を制御することにより、両プーリ２１，２６のプーリ溝幅が変化して金属Ｖベルト２５の巻掛半径が変化し、変速比を無段階に変化させることができる。
【００１５】
前後進切換機構３０は、入力軸１に結合されたサンギヤ３１と、固定プーリ半体２２に結合されたリングギヤ３２と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２とともにシングルピニオン型の遊星歯車機構を構成するキャリア３３と、サンギヤ３１およびリングギヤ３２を連結可能な前進クラッチ３５と、キャリア３３を固定保持可能な後進ブレーキ３７とを有して構成されている。前進クラッチ３５が係合されると、サンギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリア３３が入力軸１と一体に回転し、駆動源ＰＷの駆動によって駆動側プーリ２１が入力軸１と同じ方向（前進方向）に回転駆動される。一方、後進ブレーキ３７が係合されると、キャリア３３が固定保持されてリングギヤ３２がサンギヤ３１と逆方向に回転し、駆動源ＰＷの駆動によって駆動側プーリ２１が入力軸１と逆方向（後進方向）に回転駆動される。
【００１６】
発進クラッチ５は、油圧作動式の多板クラッチであり、カウンタ軸２に結合された入力側部材５ａと、カウンタ軸２上を相対回転自在に設けられて入力側部材５ａと係合可能な出力側部材５ｂとを有して構成されている。第１ギヤ列６は、カウンタ軸５上を相対回転自在に設けられて発進クラッチ５の出力側部材５ｂに連結された第１駆動ギヤ６ａと、セカンダリ軸３上に固定された第１従動ギヤ６ｂとが噛合されて構成されている。第２ギヤ列７は、セカンダリ軸３上に固定された第２駆動ギヤ７ａと、差動機構８に連結された第２従動ギヤ７ｂとが噛合されて構成されている。発進クラッチ５は、動力伝達経路を介した動力伝達をカウンタ軸２および第１ギヤ列６の間で断接し、金属Ｖベルト機構２０により変速されてカウンタ軸２に発生したエンジンＥからの出力を、第１ギヤ列６の駆動ギヤ６ａに伝達する。発進クラッチ５が係合されると、カウンタ軸２の出力が、第１ギヤ列６および第２ギヤ列７を介し、係合状態に応じた伝達率（滑り率）で差動機構８に伝達される。発進クラッチ５が解放されると、カウンタ軸２および第１ギヤ列６の間で動力伝達が行われず、無段変速機ＴＭが中立状態になる。
【００１７】
差動機構８は、伝達された出力を左右に分割し、左右のアクスルシャフト９ａ，９ｂを介して駆動輪ＤＲＷに伝達する。
【００１８】
無段変速機ＴＭには、無段変速機ＴＭを構成する各油圧アクチュエータ（すなわち、両プーリ２１，２６、前進クラッチ３５、後進ブレーキ３７および発進クラッチ５）に作動油圧を供給するための油圧供給装置が備えられている。油圧供給装置は、オイルパン（図示略）に溜められた作動油を吐出する油圧ポンプ（図示略）と、油圧ポンプから吐出された作動油の油圧や供給方向を制御する制御弁ＣＶとを有して構成されている。電磁弁である制御弁ＣＶからは、油路４１，４２を介して両プーリ２１，２６のシリンダ室２４，２９に変速制御油圧ＰDR，ＰDNが供給され、油路４３ａ，４３ｂを介して前進クラッチ３５や後進ブレーキ３７に前後進制御油圧ＰFBが供給され、油路４４を介して発進クラッチ５の油室に発進制御油圧ＰCLが供給される。
【００１９】
車両には、車速Ｖやスロットルバルブの開度θTHに応じてエンジン回転速度Ｎeの目標値を設定し、エンジン回転速度Ｎeの実際値を目標値と一致させるように電磁制御弁ＣＶを駆動制御して無段変速機ＴＭ（金属Ｖベルト機構２０）の変速比を変更する変速制御を行う変速制御部５２と、車速や車輪の回転速度に応じて車輪がスリップしていると判断されるときに、車輪のロックを回避させるように車輪の制動力を制御するＡＢＳ制御部５３とを有して構成された制御ユニット５０が備えられている。このエンジン回転速度Ｎeを目標値にするため、前後進切換機構３０を介して入力軸１に連結された駆動側プーリ２１の回転速度ＮDRの目標値が設定される。
【００２０】
この車両には、車輪がスリップしている状態になると、車輪のロックが回避されるように制動装置ＢＫから車輪に作用する制動力の制御を行うＡＢＳ制御部５１と、車両の車速Ｖや、運転者の加減速要求に応じて無段変速機ＴＭ（金属Ｖベルト機構２０）の変速比を変更する変速制御を行う変速制御部５２とを有して構成された制御ユニット５０が搭載されている。
【００２１】
また、車両には、各種の運転状態を検出して制御ユニット５０に検出値を出力する複数のセンサが配設されている。例えば図１に示すように、駆動側プーリ２１の回転速度ＮDRを検出する駆動側プーリ回転速度センサ６１と、従動側プーリ２６の回転速度ＮDNを検出する従動側プーリ回転速度センサ６２と、金属Ｖベルト機構２０および発進クラッチ５の出力側となるセカンダリ軸３の回転速度ＮELを検出するセカンダリ軸回転速度センサ６３と、駆動輪ＤＲＷである左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２の回転速度ＮFW1，ＮFW2を検出する第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５と、エンジンＥの吸排気装置１２に設けられて各シリンダ室１１，１１，…に対する吸気量を制御するスロットルバルブの開度θTHを検出する開度センサ６６とが配設されている。このように、車両には、動力伝達経路を構成する回転部材や車輪の回転速度を検出するためのセンサが複数配設されているが、これらのセンサの検出値から、変速比や発進クラッチ５の滑り率を考慮して、車速Ｖや、動力伝達経路を構成する他の回転部材の回転速度に換算することができる。
【００２２】
ＡＢＳ制御部５１は、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５により検出された左右の駆動輪ＤＲＷの回転速度ＮFW1，ＮFW2の差や比に応じて駆動輪がスリップしている状態であるか否かを判断し、判断結果に基づいて制動装置ＢＫに対する供給油圧を調圧して車輪に作用する制動力の制御を行う。また、制御ユニット５０は、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された発進クラッチ５の入力側回転速度と、セカンダリ軸回転速度センサ６３の検出値から求められたクラッチ５の出力側回転速度とに基づいて発進クラッチ５の入出力回転速度比（滑り率）の実際値を求め、この実際値を運転状態に応じて設定される目標値に一致させるように制御弁ＣＶを駆動してクラッチ制御油圧ＰCLを調整し、発進クラッチ５の滑り率を適切に設定する制御を行うように構成されている。
【００２３】
変速制御部５２は、車両の車速Ｖやスロットル開度θTHに応じてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を求め、エンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の実際値をこの目標値に一致させるように制御弁ＣＶを駆動して変速制御油圧ＰDR，ＰDNを調整し、金属Ｖベルト機構２０の変速比を変更する制御を行う。
【００２４】
以降では、図２を参照して、これら複数のセンサの検出値から求められた各車速の中から、変速制御の入力パラメータである車両の車速Ｖとして用いる制御車速Ｖcを選択する処理の内容について説明する。本構成例では、セカンダリ軸回転速度センサ６３と、従動側プーリ回転速度センサ６２と、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５との３種のセンサの検出値から求められた３つの車速Ｖ1〜Ｖ3から選択される。上記のように、これらのセンサ６２〜６５は、ＡＢＳ制御部５１により行われる制動力の制御や、発進クラッチ５の係合制御においてもその検出値が用いられている。
【００２５】
図２に示すように、まず、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５が正常であるか否かの判断が行われる（ステップＳ１）。ここで、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５が両方とも正常であると判断されると、第２駆動輪回転速度センサ６５により検出された右前輪ＦＷ２の回転速度ＮFW2の平均が車輪速ＮABSとして設定される（ステップＳ２）。なお、駆動輪回転速度センサ６４，６５の故障が検知されたときには、制御ユニット５０には回転速度が０であることを示す信号が出力されるようになっており、第１および第２駆動輪回転速度センサ６４，６５のいずれかが故障していると判断されると、左前輪ＦＷ１の回転速度ＮFW1と右前輪ＦＷ２の回転速度ＮFW2の和が車輪速ＮABSとして設定される（ステップＳ３）。
【００２６】
次に、設定された車輪速ＮABSから車両の車速（第１車速）Ｖ1が換算され、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された従動側プーリ回転速度ＮDNから車両の車速（第２車速）Ｖ2が換算され、セカンダリ軸回転速度センサ６３により検出されたセカンダリ軸３の回転速度ＮELから車両の車速（第３車速）Ｖ3が換算される（ステップＳ４）。なお、第１〜第３車速Ｖ1〜Ｖ3を求めるための各係数ｋ1〜ｋ3は、次元を変換するための係数や、第１および第２ギヤ列のギヤ比、発進クラッチ５の滑り率等に応じて設定される。
【００２７】
そして、第１車速Ｖ1と第２車速Ｖ2とが比較されて低速側の車速が代替車速Ｖsubとして選択される（ステップＳ５）。さらに、選択された代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3とが比較されて高速側の車速が制御車速Ｖcとして選択される（ステップＳ６）。このようにして選択された制御車速Ｖcが変速制御においてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を設定するための入力パラメータとして用いられる。
【００２８】
図３に上記処理を通じて選択される制御車速Ｖcを示している。なお、図３において、○は、対応するセンサが正常値を示す信号を出力している状態を示し、＋は、正常値に対して高速側の異常値を示す信号を出力している状態を示し、−は、正常値に対して低速側の異常値を示す信号を出力している状態を示している。
【００２９】
ａ欄に示すように、各センサ６２〜６５から正常値を示す信号が出力されているときには、代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3のうち高速側が制御車速Ｖcとして選択され、この制御車速Ｖcが車速Ｖとして用いられて変速制御が行われる。ここで、ステップＳ６において低速側の車速が制御車速Ｖcとして選択されるとすると、変速比がより低速段側に設定されるため、そのときの車速Ｖによってはアクセルペダルの操作に対する加減速が過敏になり、走行性に影響を与えるおそれがある。本構成例のように、ステップＳ６で高速側を制御車速Ｖcとして選択し、この制御車速Ｖcを車両の車速Ｖとして用いることにより、アクセルペダルの操作に対して加減速度が急変するおそれがなくなり、走行性の安定化が図られる。
【００３０】
ｂ欄に示すように、従動側プーリ回転速度ＮDNが正常値に対して高速側の異常値を示しているときには、正常値である車輪速ＮABSから求められた第１車速Ｖ1が代替車速Ｖsubとして選択され、制御車速Ｖcは、この代替車速Ｖsubと正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3とから選択される。したがって、異常値を示している従動側プーリ回転速度ＮDNに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがなくなり、燃費の悪化が防止される。ｃ欄に示すように、車輪速ＮABSが正常値に対して高速側の異常値を示しているときにも同様にして、正常値である従動側プーリ回転速度ＮDNから求められた第１車速Ｖ1と、正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3とから制御車速Ｖcが選択される。
【００３１】
ｄ欄に示すように、従動側プーリ回転速度ＮDNが正常値に対して低速側の異常値を示しているときには、異常値から求められた第２車速Ｖ2が代替車速Ｖsubとして選択されるが、ステップＳ６で正常値であるセカンダリ軸回転速度ＮELから求められた第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択されるため、異常値を示している従動側プーリ回転速度ＮDNに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがない。なお、ｅ欄に示すように、車輪側ＮABSが正常値に対して低速側の異常値を示しているときにも、同様にして第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択される。
【００３２】
また、ｆ欄に示すように、セカンダリ軸回転速度ＮELが正常値に対して低速側の異常値を示しているときには、正常値に基づく代替車速Ｖsub（Ｖ1あるいはＶ2）が制御車速Ｖcとして選択されるため、異常値を示しているセカンダリ軸回転速度ＮELに基づいて運転状態に見合わない変速比が設定されることがない。
【００３３】
なお、ｇ欄に示すように、セカンダリ軸回転速度ＮELが正常値に対して高速側の異常値を示しているときには、この異常値から求められた第３車速Ｖ3が制御車速Ｖcとして選択される。
【００３４】
ここで、従動側プーリ回転速度センサ６２、駆動輪回転速度センサ６４，６５、セカンダリ軸回転速度センサ６３はそれぞれ、制御ユニット５０に搭載された図示しない故障検知装置により、故障が発生して異常値を示す信号を出力している状態になっているか否かが検知される。故障検知装置は、故障を検知したときに、所定のフェールセーフ作動を行い、故障したセンサからの検出信号に基づいた制御が行われることによって運転状態が悪化することを防止する。例えば、上記のように２つのセンサが同時に故障して異常値に基づいて変速比が設定されたときには、故障検知装置により２つのセンサの故障が検知された後、車両の車速Ｖやスロットル開度θTHに関わらず金属Ｖベルト機構２０の変速比を所定値（例えばロー）に固定するフェールセーフ作動を行う制御が行われる。
【００３５】
本構成例においては、図３のｇ欄に示す状況を除くと、センサが異常値を示す信号を出力している状態であっても、その異常値が制御車速Ｖcとして選択されず、異常値を用いた変速制御が行われることがないため、センサの故障に応じたフェールセーフ作動を行わなくても、運転状態に見合った変速制御が継続して行われる。これにより、異常値を用いた制御によって車両の挙動の急変を招くようなことがなくなり、走行性が損なわれない。
【００３６】
特に、第１および第２車速Ｖ1，Ｖ2のうち低速側を代替車速Ｖsubとして選択し、この代替車速Ｖsubと第３車速Ｖ3のうち高速側を制御車速Ｖcとして選択しており、このように高速側の車速を制御車速Ｖcとして選択することによって走行性の安定が図られている。本構成例によると、３種のセンサのうち駆動輪回転速度センサ６４，６５と従動側プーリ回転速度６２が高速側に異常値を示す信号を出力している状態であっても、その異常値に基づいた変速制御が行われなくなるため、走行性の安定が図られた変速制御が継続して行うことができる。
【００３７】
また、車速を求めるために利用された３種のセンサは、それぞれ変速制御だけでなく、車輪に対する制動力の制御や、発進クラッチの係合制御にも利用されている。このように、車速を求めるために設けられた複数のセンサがいずれも、車速を求めるために専用のセンサではなく、部品点数を増加させずコストの上昇を抑えた上で上記の効果を有する無段変速機ＴＭや制御ユニット５０を提供することができる。
【００３８】
これまで、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記の構成に限られない。例えば、図２に示す処理は、複数のセンサの検出値を予め車速に換算して比較するものであったが、これらの検出値を、動力伝達部材を構成する所定の回転部材の回転速度に換算して比較し、比較結果の回転速度を車速に換算する処理を行っても、同じ結果が得られ、上記構成例と同様の効果が得られる。
【００３９】
図４に上記変更例の処理内容を示している。まず、図２に示すステップＳ１〜Ｓ３と同様にして車輪速ＮABSを設定する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。次に、設定された車輪速ＮABSが、比較基準の回転部材となるカウンタ軸２の回転速度（第１回転速度）Ｎ1に換算され、従動側プーリ回転速度ＮDNが、同じく比較基準の回転部材となるカウンタ軸２の回転速度（第２回転速度）Ｎ2に換算される（ステップＳ１０４）。そして、第１回転速度Ｎ1と第２回転速度Ｎ2とが大小比較され（ステップＳ１０５）、低速側の回転速度が代替回転速度Ｎsubとして選択設定される（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。
【００４０】
次いで、選択された代替回転速度Ｎsubが、比較基準の回転部材となるセカンダリ軸３の回転速度（換算代替回転速度）Ｎsub′に換算され、セカンダリ軸回転速度ＮELが、同じく比較基準の回転部材となるセカンダリ軸３の回転速度（第３回転速度）Ｎ3に換算される（ステップＳ１０８）。そして、第３回転速度Ｎ3と換算代替回転速度Ｎsub′とが大小比較され（ステップＳ１０９）、高速側の回転速度が制御回転速度Ｎcとして選択設定され（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）、このように選択された制御回転速度Ｎcから制御車速Ｖcが求められる（ステップＳ１１２）。
【００４１】
ここで、ステップＳ１０５での比較基準となる回転部材をカウンタ軸２とし、ステップＳ１０９での比較基準となる回転部材をセカンダリ軸３とした場合は、車輪速ＮABSから第１回転速度Ｎ1を換算するための係数ｋ1が、第１および第２ギヤ列６，７のギヤ比および発進クラッチ５の滑り率に応じて設定され、従動側プーリ回転速度ＮDNから第２回転速度Ｎ2を換算するための係数ｋ2が、従動側プーリ２６がカウンタ軸２と一体回転する構成であるため１に設定され、代替回転速度Ｎsubから換算代替回転速度Ｎsub′を換算するための係数ｋsubが、発進クラッチ５の滑り率および第１ギヤ列のギヤ比に応じて設定され、セカンダリ軸回転速度ＮELから第３回転速度Ｎ3を換算するための係数ｋ3が１に設定される。ただし、この変更例は一例を示すものであって、比較基準となる回転部材の設定は適宜選択可能であり、選択された回転部材に応じて係数ｋ1〜ｋ3，ｋsubも適宜設定変更される。
【００４２】
また、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１０５，Ｓ１０９における比較は、単純な大小比較に限られず、回転速度差や回転速度比が所定値を超えているか否かを判断するように構成してもよい。
【００４３】
なお、上記の変速制御は、車両の車速Ｖおよびスロットル開度θTHに応じてエンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度や駆動側プーリ２１の回転速度の実際値をこの目標値に一致させるように金属Ｖベルト機構２０の変速比を変更する制御を行うように構成されていたが、車両の車速Ｖおよびスロットル開度θTHに応じて金属Ｖベルト機構２０の変速比の目標値を設定し、実変速比をこの目標値に一致させるように変速比を変更する制御を行うように構成してもよい。このとき、実変速比は、駆動側プーリ回転速度センサ６１により検出された駆動側プーリ回転速度ＮDRと、従動側プーリ回転速度センサ６２により検出された従動側プーリ回転速度ＮDNとから求めることができる。また、Ｖベルトを用いた無段変速機構に限られず、他の構成の無段変速機構に対しても同様に本発明を適用できる。さらに、必ずしもエンジンを出力を無段階に変速する変速機構に限らず、所定の変速段を段階的に設定する形態の変速機構に対しても同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る無段変速機が設けられた車両のパワーユニットを示す構成図である。
【図２】制御速度を選択する処理を示すフローチャートである。
【図３】各センサの状態に応じて選択される制御回転速度を示す説明図である。
【図４】制御速度を選択する処理の変更例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
ＰＷ 駆動源
Ｅ エンジン
Ｍ 電気モータ・ジェネレータ
ＴＭ 無段変速機
ＤＲＷ 駆動輪
１ 入力軸
２ カウンタ軸
３ セカンダリ軸
５ 発進クラッチ（クラッチ機構）
２０ 金属Ｖベルト機構（無段変速機構）
２１ 駆動側プーリ
２６ 従動側プーリ
５０ 制御ユニット
５１ ＡＢＳ制御部
５２ 変速制御部
６２ 従動側プーリ回転速度センサ
６３ セカンダリ軸回転速度センサ
６４，６５ 駆動輪回転速度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されてエンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、
前記変速機構から前記車輪に至る動力伝達経路中に配設されて前記動力伝達経路を介した動力伝達を断接するクラッチ機構と、
前記車両の車速および前記エンジンのスロットル又はアクセルペダルの開度に応じて前記変速機構の変速制御を行う変速制御装置と、を有して構成される車両用無段変速機において、
前記変速制御装置は、
前記車輪の回転速度から求められた第１車速、および前記変速機構の出力部材の回転速度から求められた第２車速を比較し、前記第１および第２車速のうち低速側の車速を代替車速として選択する第１車速選択手段と、
前記クラッチ機構の出力側回転速度から求められた第３車速、および前記代替車速を比較し、前記第３車速および前記代替車速のうち高速側の車速を制御車速として選択する第２車速選択手段と、を有して構成されており、
前記制御車速を前記車両の車速として用いて変速制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用無段変速機。
【請求項２】
前記車輪の回転速度に応じて前記車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成される請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項３】
前記変速機構が、エンジンの出力を無段階に変速する無段変速機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用無段変速機。
【請求項４】
前記変速制御装置は、前記車両の車速および前記エンジンのスロットル開度に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を前記目標値に一致させるように前記無段変速機構の変速比を変更する変速制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用無段変速機。
【請求項５】
前記変速制御装置は、前記車両の車速および前記エンジンのスロットル開度に応じて前記無段変速機構の変速比の目標値を設定し、前記無段変速機構の入力部材および出力部材の回転速度から求められる実変速比を前記目標値に一致させるように前記無段変速機構の変速制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用無段変速機。
【請求項１】
車両に搭載されてエンジンの出力を変速して車輪側に伝達する変速機構と、
前記変速機構から前記車輪に至る動力伝達経路中に配設されて前記動力伝達経路を介した動力伝達を断接するクラッチ機構と、
前記車両の車速および前記エンジンのスロットル又はアクセルペダルの開度に応じて前記変速機構の変速制御を行う変速制御装置と、を有して構成される車両用無段変速機において、
前記変速制御装置は、
前記車輪の回転速度から求められた第１車速、および前記変速機構の出力部材の回転速度から求められた第２車速を比較し、前記第１および第２車速のうち低速側の車速を代替車速として選択する第１車速選択手段と、
前記クラッチ機構の出力側回転速度から求められた第３車速、および前記代替車速を比較し、前記第３車速および前記代替車速のうち高速側の車速を制御車速として選択する第２車速選択手段と、を有して構成されており、
前記制御車速を前記車両の車速として用いて変速制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用無段変速機。
【請求項２】
前記車輪の回転速度に応じて前記車輪に対する制動力を制御する制動制御装置を有して構成される請求項１に記載の車両用無段変速機。
【請求項３】
前記変速機構が、エンジンの出力を無段階に変速する無段変速機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用無段変速機。
【請求項４】
前記変速制御装置は、前記車両の車速および前記エンジンのスロットル開度に応じてエンジン回転速度の目標値を設定し、実エンジン回転速度を前記目標値に一致させるように前記無段変速機構の変速比を変更する変速制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用無段変速機。
【請求項５】
前記変速制御装置は、前記車両の車速および前記エンジンのスロットル開度に応じて前記無段変速機構の変速比の目標値を設定し、前記無段変速機構の入力部材および出力部材の回転速度から求められる実変速比を前記目標値に一致させるように前記無段変速機構の変速制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−７５７２９（Ｐ２００８−７５７２９Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５４６８３（Ｐ２００６−２５４６８３）
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]