JP3572612B2 - 変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力経路が機械的に結合した状態で減速比＝∞、すなわち出力を中立状態にできる変速比無限大無段変速機（以下、ＩＶＴ：Ｉｎｆｉｎｉｔｅｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎの略称）が搭載された車両でＩＶＴの変速比変化に伴う運転性の低下を防止するイナーシャトルク補償制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、Ｖベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機に代表される無段変速機は、スロットル開度と車速から目標変速比を求め、実変速比が目標変速比になるように変速制御される。このような変速は、変速比が変わることに伴ってエンジン回転数（エンジン回転イナーシャ）の変化を生じさせ、エンジン回転数を上昇させるダウンシフト時には、エンジントルクが負のイナーシャトルク分だけ低下されることによるトルクの引き込み感を生じ、また、エンジン回転数を低下させるアップシフト時には、逆に正のイナーシャトルクが放出されることによって、トルクの突き出し感を生じる。
【０００３】
このようなエンジントルクの変化に対し変速に伴うイナーシャトルクを考慮してエンジン出力トルクを制御することで、様々な変速速度による変速比変化に伴うエンジントルクの変動を軽減する装置としては、特開平１１−２０５１２号公報に記載のものが知られている。すなわち、この公報には、無段変速機の変速時におけるエンジントルクの変動を抑えることを目的とし、変速比変化速度とセカンダリ回転数から変速時のイナーシャトルクを演算し、このイナーシャトルクを相殺するためのエンジントルク換算値（エンジンの補正トルク）を演算し、スロットルバルブを補正トルクに対応した開度だけ増減し、イナーシャトルクを相殺してエンジントルクの変動を抑制する技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとで変速機内部での動力伝達経路が切り換わるＩＶＴ（変速比無限大無段変速機）に上記従来の制御を適用したとき、イナーシャトルクを演算する演算式を一つだけ設定したのでは、精度良くイナーシャトルクを演算することができないという問題点がある。
【０００５】
すなわち、動力循環モードとＣＶＴ直結モードでは、変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なり、一方のモードで精度良くイナーシャトルクを演算できる演算式を設定しても、他方のモードではイナーシャトルクの演算精度が出ない。
【０００６】
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、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算を確保することで、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、変速比を無段階に変化させることができるＣＶＴと、該ＣＶＴの入出力軸間に介装された遊星歯車機構と、クラッチ締結により変速比無限大を含む変速比範囲で動力を伝達する動力循環モードを実現することができる動力循環モードクラッチと、クラッチ締結によりＣＶＴのみで動力を伝達する直結モードを実現することができるＣＶＴ直結モードクラッチとからなるＩＶＴと、
前記ＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算手段と、
該イナーシャトルクが相殺されるようにエンジンの出力トルクを修正するイナーシャトルク補償手段と、
を備えた変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、前記ＩＶＴの動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを検出する動力伝達モード検出手段を設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、検出された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式を切り換える手段としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記ＣＶＴの入力軸回転速度を演算するＣＶＴ入力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴの出力軸回転速度を演算するＣＶＴ出力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比を演算するＣＶＴ速度比演算手段と、
前記ＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度を演算するＣＶＴ速度比変化速度演算手段とを設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクを演算する手段としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記イナーシャトルク演算手段を、動力伝達モード検出手段によりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量をゼロとする手段としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、動力伝達モード検出手段において、ＩＶＴの動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかが検出され、イナーシャトルク演算手段において、検出された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式が切り換えられ、動力伝達モードに対応する演算式を用い、ＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクが演算され、イナーシャトルク補償手段において、演算されたイナーシャトルクが相殺されるようにエンジンの出力トルクが修正される。
【００１１】
すなわち、ＩＶＴでは、走行条件により後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとが切り換えられ、各モードでは変速機内部での動力伝達経路も切り換わり、それにより変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なる場合にも、それぞれのモードに応じたイナーシャトルクを演算することができる。
【００１２】
よって、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算が確保されることになり、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明にあっては、ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段において、ＣＶＴの入力軸回転速度が演算され、ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段において、ＣＶＴの出力軸回転速度が演算され、ＣＶＴ速度比演算手段において、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比が演算され、ＣＶＴ速度比変化速度演算手段において、ＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度が演算される。そして、イナーシャトルク演算手段において、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクが演算される。
【００１４】
よって、車両の停車中を含めてエンジン回転中は常時回転しているＣＶＴの入出力軸回転速度を検出する構成としたので、車速ゼロ近傍でＩＶＴの出力軸回転速度（ゼロ近傍）の検出精度が悪化し、これによりＩＶＴの速度比演算精度が悪化する領域においても、その影響を受けることなく、精度良くイナーシャトルクを演算することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明にあっては、イナーシャトルク演算手段において、動力伝達モード検出手段によりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量がゼロとされる。
【００１６】
すなわち、モード切り換え制御中にイナーシャトルク補償制御が行われると、エンジン出力トルクを変動させるイナーシャトルク補償制御がモード切り換え制御に対し外乱になる。
【００１７】
これに対し、モード切り換え中はイナーシャトルク補償量をゼロにする構成としたので、モード切り換え制御に対する外乱を低減し、モード切り換え制御の精度を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、請求項１，２，３に対応する例であり、まず、構成を説明する。
【００１９】
図１は変速比無限大無段変速機（ＩＶＴ）の機械的構成を示す骨子図であり、このＩＶＴ１０は、エンジン１の出力軸２にトーショナルダンパ３を介して連結されたインプットシャフト１１と、該シャフト１１の外側に遊嵌合された中空のプライマリシャフト１２と、これらのシャフト１１，１２に平行に配置されたセカンダリシャフト１３とを有し、これらのシャフト１１，１２，１３が、いずれも当該車両の横方向に延びるように配置されている。
【００２０】
また、このＩＶＴ１０における上記インプットシャフト１１及びプライマリシャフト１２の軸線上には、トロイダル式の第１無段変速機構（以下、第１トロイダルＣＶＴ）２０及び第２無段変速機構（以下、第２トロイダルＣＶＴ）３０と、ローディングカム４０とが配設されていると共に、セカンダリシャフト１３の軸線上には、動力循環モードクラッチ６０及びＣＶＴ直結モードクラッチ７０とが配設されている。そして、インプットシャフト１１及びプライマリシャフト１２の軸線と、セカンダリシャフト１３の軸線との間に、動力循環ギア列８０と、直結ギア列９０とが介設されている。
【００２１】
上記第１，第２トロイダルＣＶＴ２０，３０は、ほぼ同一の構成であり、いずれも、対向面がトロイダル面とされた入力ディスク２１，３１と出力ディスク２２，３２とを有し、これらの対向面間に、両ディスク２１，２２間と両ディスク３１，３２間でそれぞれ動力を伝達するパワーローラ２３，３３が２つづつ介設されている。
【００２２】
そして、エンジン１から遠い方に配置された第１トロイダルＣＶＴ２０は、入力ディスクが反エンジン側に、出力ディスクがエンジン側に配置され、また、エンジンに近い方に配置された第２トロイダルＣＶＴ３０は、入力ディスク３１がエンジン側に、出力ディスク３２が反エンジン側に配置されており、かつ、両トロイダルＣＶＴ２０，３０の入力ディスク２１，３１はプライマリシャフト１２の両端部にそれぞれ結合され、また、出力ディスク２２，３２（以下、「一体化出力ディスク３４」と記す）は一体化されて、該プライマリシャフト１２の中間部に回転自在に支持されている。
【００２３】
また、インプットシャフト１１の反エンジン側の端部には、上記動力循環ギア列８０を構成する第１ギア８１が結合されていると共に、該第１ギア８１と上記第１トロイダルＣＶＴ２０の入力ディスク２１との間にローディングカム４０が介設されており、さらに、第１，第２トロイダルＣＶＴ２０，３０の一体化出力ディスク３４の外周に、上記直結ギア列９０を構成する第１ギア９１が設けられている。
【００２４】
一方、セカンダリシャフト１３の反エンジン側の端部には、上記動力循環ギア列８０を構成する第２ギア８２が回転自在に支持されていて、アイドルギア８３を介して上記第１ギア８１に噛み合わされていると共に、該セカンダリシャフト１３の中間部には、上記遊星歯車機構５０が配設されている。
【００２５】
そして、該遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１と、上記動力循環ギア列８０の第２ギア８２との間に、これらを連結もしくは切断する動力循環モードクラッチ６０が介設されている。
【００２６】
また、遊星歯車機構５０のエンジン側には、一体化出力ディスク３４の外周に設けられた直結ギア列９０の第１ギア９１に噛み合う第２ギア９２が回転自在に支持され、該第２ギア９２と遊星歯車機構５０のサンギア５２とが連結されていると共に、該遊星歯車機構５０のリングギア５３がセカンダリシャフト１３に結合されており、また、該遊星歯車機構５０のエンジン側に、上記直結ギア列９０の第２ギア９２とセカンダリシャフト１３を連結もしくは切断するＣＶＴ直結モードクラッチ７０が介設されている。
【００２７】
そして、上記セカンダリシャフト１３のエンジン側の端部に、第１，第２ギア４ａ，４ｂとアイドルギア４ｃにより構成された出力ギア列４を介してディファレンシャル装置５が連結されており、このディファレンシャル装置５から左右に延びる駆動軸６ａ，６ｂを介して左右の駆動輪に動力を伝達するようになっている。
【００２８】
図２はＩＶＴの電子制御構成を示すブロック図であり、入力情報に基づいて制御指令を出力するＩＶＴコントローラ１４と、エンジン制御コントローラ１５を備えている。
【００２９】
前記ＩＶＴコントローラ１４には、入力軸回転速度センサ１６からのセンサ信号に基づいてトロイダルＣＶＴ２０，３０の入力軸回転速度を演算するＣＶＴ入力軸回転速度演算部１４ａ（ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段）と、出力軸回転速度センサ１７からのセンサ信号に基づいてトロイダルＣＶＴ２０，３０の出力軸回転速度を演算するＣＶＴ出力軸回転速度演算部１４ｂ（ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段）と、演算されたＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比を演算するＣＶＴ速度比演算部１４ｃ（ＣＶＴ速度比演算手段）と、演算されたＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度を演算するＣＶＴ速度比変化速度演算部１４ｄ（ＣＶＴ速度比変化速度演算手段）と、ＩＶＴ１０の動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを判定する動力伝達モード判定部１４ｅ（動力伝達モード検出手段）と、動力伝達モード判定結果により、イナーシャトルク演算式を切り換え、選択されたイナーシャトルク演算式とＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度に基づいて変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算部１４ｆ（イナーシャトルク演算手段）とを備えている。
【００３０】
前記エンジン制御コントローラ１５では、イナーシャトルク演算部１４ｆからのイナーシャ補償トルク指令値に基づき、該イナーシャトルクを相殺するようにエンジン１の出力トルクを修正するバルブ駆動指令が電子制御スロットルバルブ１８に出力される（イナーシャトルク補償手段）。
【００３１】
次に、図３に示すＩＶＴ変速比特性（縦軸を１／ＩＶＴ変速比＝出力軸回転数／入力軸回転数とし、横軸をＣＶＴ変速比とする。）について説明する。
【００３２】
前記ＩＶＴコントローラ１４では、イナーシャトルク補償制御以外に、動力循環モードクラッチ６０の締結によりＩＶＴ変速比が無限大のＧＮＰを含んで動力を伝達する動力循環モードと、ＣＶＴ直結モードクラッチ７０の締結によりトロイダルＣＶＴ２０，３０の出力に応じて動力を伝達するＣＶＴ直結モードとを、ＩＶＴ変速比が一致する回転同期点（ＲＳＰ；モード切換点ともいう）等で切り換えるモード切り換え制御が行われると共に、車速とスロットル開度により決まる目標ＩＶＴ入力回転数と検出される出力回転数（実ＩＶＴ出力回転数）により目標ＩＶＴ変速比を決め、それを実現するようにトロイダルＣＶＴ２０，３０の変速比を制御する変速比制御が行われる。
【００３３】
上記動力循環モードの場合、遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１は動力循環モードクラッチ６０の締結により入力回転数が動力循環ギア列８０により減速された一定回転数で回り、サンギア５２はＣＶＴ変速比の変化に応じて回転数が変わり、リングギア５３の回転はＩＶＴの出力軸回転となる。
よって、図３に示すように、動力循環モードでは、ＣＶＴ変速比がハイからローへ変化するのに応じて、ＩＶＴの出力軸回転は、後退→中立→前進となる。
【００３４】
また、ＣＶＴ直結モードの場合、遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１は動力循環モードクラッチ６０の解放により自由に回転でき、リングギア５３はＣＶＴ直結モードクラッチ７０の締結によりサンギア５２と結合し、同一の回転数で回転する。
よって、図３に示すように、ＣＶＴ直結モードでは、ＣＶＴ変速比がローからハイへ変化するのに応じて、ＩＶＴ変速比は、前進方向のロー→ハイとなる。
【００３５】
次に、作用を説明する。
【００３６】
［イナーシャトルク補償制御処理］
図４はＩＶＴコントローラ１４で行われるイナーシャトルク補償制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップ１００では、ＩＶＴ１０を構成するトロイダルＣＶＴ２０，３０の入力軸回転速度：ωｉｎ、出力軸回転速度：ω２、動力伝達モード：ｍｏｄｅが読み込まれる。
【００３８】
ステップ１０１では、ＣＶＴ速度比：ｅＣＶＴが、
ｅＣＶＴ＝ω２／ωｉｎ
の式により演算される。
【００３９】
ステップ１０２では、ＣＶＴ速度比変化速度：ｅ’ＣＶＴが、
ｅ’ＣＶＴ＝（ｅＣＶＴ−ｅＣＶＴｚ）／ｄＴ
ここで、ｅＣＶＴｚ：前回演算時のＣＶＴ速度比、ｄＴ：演算周期
の式により演算される。
【００４０】
ステップ１０３では、現在の動力伝達モードが何であるかを判断し、動力循環モードである場合はステップ１０４へ進み、ＣＶＴ直結モードである場合はステップ１０５へ進み、モード切り換え中である場合はステップ１０６へ進む。
【００４１】
ステップ１０４では、下記に詳述する演算式により動力循環モードのイナーシャトルクが演算される。
【００４２】
ステップ１０５では、下記に詳述する演算式によりＣＶＴ直結モードのイナーシャトルクが演算される。
【００４３】
ステップ１０６では、モード切り換え中であるため、イナーシャトルクがゼロとされる。
【００４４】
ステップ１０７では、ステップ１０４〜ステップ１０６のいずれかで演算・設定されたイナーシャトルクの符号を反転したイナーシャ補償トルクがエンジン制御コントローラ１５に出力される。
【００４５】
［動力循環モードのイナーシャトルク演算］
動力循環モードのイナーシャトルクの演算式を説明する。ここで、ＩＶＴのスケルトンを図５に示すような構成で考える。
【００４６】
各部のイナーシャを入力軸に等価変換し、ＩＶＴ入力軸周りの運動方程式を解く。動力循環モードでは、動力循環モードクラッチ６０は締結され、一方、直結モードクラッチ７０は解放されているので、各部の運動式は以下となる。
【００４７】
Ｔｉｎ＝Ｉｉｎ・ω’ｉｎ＋Ｔ１＋Ｔ２ （１）
ｔＣＶＴ・Ｔ１＝Ｉ２・ω’２＋Ｔ３ （２）
ｉｇ・Ｔ２＝Ｉｇ・ω’ｇ＋Ｉｃ・ω’ｃ＋Ｔｃ （３）
ｉｄ・Ｔ３＝Ｉｓ・ω’ｓ−Ｔｓ （４）
Ｔｒ＝Ｉｒ・ω’ｒ＋Ｔｏ （５）
また、遊星歯車の特性より、
Ｔｃ＝Ｔｒ＋Ｔｓ （６）
ωｃ＝｛１／（１＋α）｝・（ωｒ＋α・ωｓ） （７）
ただし、αはリングギアに対するサンギアのギア比である。
【００４８】
ここで、
ωｓ＝ωｉｎ／Ｇ・ｉｄ （８）
従って、
ｅＣＶＴ＝１／Ｇ
とおくと、
同様に、
（４）式と（９）式より、
（２）式、（１０）式、（１１）式より、
となる。
【００４９】
次に、
ωｓ＝ω２／ｉｄ＝（ｅＣＶＴ・ωｉｎ）／ｉｄ （１３）
また、動力循環モードでは、
ωｃ＝ωｇ＝ωｉｎ／ｉｇ （１４）
（７）式、（１３）式、（１４）式より、
従って、（３），（１４），（６），（５），（１６）式より、
ここで、
Ａ＝Ｉ２／（Ｇ・ｔＣＶＴ）＋Ｉｓ／（Ｇ・ｔＣＶＴ・ｉｄ ２）
Ｂ＝Ｉ２／ｔＣＶＴ＋Ｉｓ／（ｔＣＶＴ・ｉｄ ２）
Ｃ＝｛Ｉｇ＋Ｉｃ＋（１＋α）・Ｉｒ｝／ｉｇ ２−（α・Ｉｒ・ｅＣＶＴ）／（ｉｇ・ｉｄ）
Ｄ＝（α・Ｉｒ）／（ｉｇ・ｉｄ）
とおくと、（１）式、（１２）式、（１６）式より、
となる。
【００５０】
右辺第２項がＩＶＴを構成するトロイダルＣＶＴの速度比の微分、すなわち、速度比変化速度に比例するトルク項、つまり、ＩＶＴ入力軸上に生じるＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクである。
ＣＶＴのトルク比：ｔＣＶＴは、例えば、次式で計算する。
【００５１】
ｔＣＶＴ＝η・Ｇ
ここで、ηは伝達効率で、例えば、０．９５である。
【００５２】
［ＣＶＴ直結モードのイナーシャトルク演算］
ＣＶＴ直結モードのイナーシャトルクの演算式を説明する。ここで、動力循環モードの場合と同様に、ＩＶＴのスケルトンを図５に示すような構成で考える。
【００５３】
各部のイナーシャを入力軸に等価変換し、ＩＶＴ入力軸周りの運動方程式を解く。ＣＶＴ直結モードでは、動力循環モードクラッチ６０は解放され、一方、直結モードクラッチ７０は締結されているので、各部の運動式は以下となる。
【００５４】
Ｔｉｎ＝Ｉｉｎ・ω’ｉｎ＋Ｔ１＋Ｔ２ １）
ｉｇ・Ｔ２＝Ｉｇ・ω’ｇ ２）
ｔＣＶＴ・Ｔ１＝Ｉ２・ω’２＋Ｔ３ ３）
ｉｄ・Ｔ３＝（Ｉｓ＋Ｉｃ＋Ｉｒ）・ω’ｒ＋Ｔｏ ４）
２）式より、
また、
４）式と６）式より、
Ｔ３＝｛（Ｉｓ＋Ｉｃ＋Ｉｒ）（ｅＣＶＴ・ω’ｉｎ＋ｅ’ＣＶＴ・ωｉｎ）＋Ｔｏ｝／ｉｄ ２ ７）
３）式、７）式より、
となる。
【００５５】
従って、
となる。
【００５６】
右辺第２項がＩＶＴを構成するトロイダルＣＶＴの速度比の微分、すなわち、速度比変化速度に比例するトルク項、つまり、ＩＶＴ入力軸上に生じるＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクである。
ＣＶＴのトルク比：ｔＣＶＴは、動力循環モードの場合と同様に計算する。
【００５７】
次に、効果を説明する。
（１） ＩＶＴ１０が動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを判定する動力伝達モード判定部１４ｅと、判定された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式を切り換え、動力伝達モードに対応する演算式を用いてＩＶＴ１０の変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算部１４ｆと、演算されたイナーシャトルクが相殺されるようにエンジン１の出力トルクを修正する電子制御スロットル１８を設けた構成としたため、ＩＶＴでは、走行条件により後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとが切り換えられ、各モードでは変速機内部での動力伝達経路も切り換わり、それにより変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なる場合にも、それぞれのモードに応じたイナーシャトルクを演算することができ、この結果、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算が確保されることになり、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる。
【００５８】
ちなみに、図６はアクセル踏み込みによるダウンシフト時であって、エンジントルクが負のイナーシャトルク分だけ低下される場合のイナーシャ補償適用とイナーシャ補償非適用のタイムチャートを示すが、イナーシャ補償適用の場合、エンジントルクにイナーシャトルク演算値が加算されることで、エンジントルクの引き込みが抑えられ、アクセル操作に呼応して車両駆動力を立ち上げることができる。
（２）イナーシャトルク演算部１４ｆを、ＩＶＴ１０の変速比変化速度等に基づく演算に代え、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクを演算する演算部としたため、ＩＶＴ１０の速度比演算精度が悪化する領域においても、その影響を受けることなく、精度良くイナーシャトルクを演算することができる。
【００５９】
すなわち、車両の停車中を含めてエンジン回転中は常時回転しているトロイダルＣＶＴ２０，３０の入出力軸回転速度を検出する構成としたので、ＩＶＴ１０の変速比変化速度等に基づく演算の場合のように、車速ゼロ近傍でＩＶＴ１０の出力軸回転速度（ゼロ近傍）の検出精度が悪化する領域による影響を避けることができる。
（３）イナーシャトルク演算部１４ｆを、動力伝達モード判定部１４ｅによりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量をゼロとする演算部としたため、モード切り換え中はイナーシャトルク補償量をゼロにする構成としたので、モード切り換え制御に対する外乱を低減し、モード切り換え制御の精度を向上させることができる。
【００６０】
すなわち、モード切り換え制御中にイナーシャトルク補償制御が行われると、エンジン出力トルクを変動させるイナーシャトルク補償制御がモード切り換え制御に対し外乱になる。
【００６１】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態１により説明してきたが、具体的な構成は、この実施の形態１に限られるものではなく、例えば、イナーシャトルク補償手段として、実施の形態１では、電子制御スロットルを用いた例を示したが、イナーシャトルクをモータトルクで補償するべく、エンジンにモータを付加し、このモータに対し補償トルクを得る指令を出力するような例としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のイナーシャトルク補償制御装置が適用された変速比無限大無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。
【図２】実施の形態１の変速比無限大無段変速機におけるイナーシャトルク補償制御システムを示す制御ブロック図である。
【図３】実施の形態１の変速比無限大無段変速機におけるＩＶＴ変速比特性を示す図である。
【図４】実施の形態１のＩＶＴコントローラで行われるイナーシャトルク補償制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】イナーシャトルクの演算式を説明するために用いるＩＶＴ搭載車両のパワートレイン系を示すスケルトン図である。
【図６】イナーシャ補償適用時とイナーシャ補償非適用時とでのアクセル操作量、ＩＶＴ減速比、イナーシャトルク演算値、エンジントルク、車両駆動力の各特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 出力軸
３ トーショナルダンパ
４ 出力ギア列
４ａ 第１ギア
４ｂ 第２ギア
４ｃ アイドルギア
５ ディファレンシャル装置
６ａ，６ｂ 駆動軸
１０ 変速比無限大無段変速機（ＩＶＴ）
１１ インプットシャフト
１２ プライマリシャフト
１３ セカンダリシャフト
１４ ＩＶＴコントローラ
１４ａ ＣＶＴ入力軸回転速度演算部（ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段）
１４ｂ ＣＶＴ出力軸回転速度演算部（ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段）
１４ｃ ＣＶＴ速度比演算部（ＣＶＴ速度比演算手段）
１４ｄ ＣＶＴ速度比変化速度演算部（ＣＶＴ速度比変化速度演算手段）
１４ｅ 動力伝達モード判定部（動力伝達モード検出手段）
１４ｆ イナーシャトルク演算部（イナーシャトルク演算手段）
１５ エンジン制御コントローラ
１６ 入力軸回転速度センサ
１７ 出力軸回転速度センサ
１８ 電子制御スロットルバルブ
２０ 第１無段変速機構（第１トロイダルＣＶＴ）
２１ 入力ディスク
２２ 出力ディスク
２３ パワーローラ
３０ 第２無段変速機構（第２トロイダルＣＶＴ）
３１ 入力ディスク
３２ 出力ディスク
３３ パワーローラ
３４ 一体化出力ディスク
４０ ローディングカム
５０ 遊星歯車機構
５１ ピニオンキャリヤ
５２ サンギア
５３ リングギア
６０ 動力循環モードクラッチ
７０ ＣＶＴ直結モードクラッチ
８０ 動力循環ギア列
８１ 第１ギア
８２ 第２ギア
８３ アイドルギア
９０ 直結ギア列
９１ 第１ギア
９２ 第２ギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力経路が機械的に結合した状態で減速比＝∞、すなわち出力を中立状態にできる変速比無限大無段変速機（以下、ＩＶＴ：Ｉｎｆｉｎｉｔｅｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎの略称）が搭載された車両でＩＶＴの変速比変化に伴う運転性の低下を防止するイナーシャトルク補償制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、Ｖベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機に代表される無段変速機は、スロットル開度と車速から目標変速比を求め、実変速比が目標変速比になるように変速制御される。このような変速は、変速比が変わることに伴ってエンジン回転数（エンジン回転イナーシャ）の変化を生じさせ、エンジン回転数を上昇させるダウンシフト時には、エンジントルクが負のイナーシャトルク分だけ低下されることによるトルクの引き込み感を生じ、また、エンジン回転数を低下させるアップシフト時には、逆に正のイナーシャトルクが放出されることによって、トルクの突き出し感を生じる。
【０００３】
このようなエンジントルクの変化に対し変速に伴うイナーシャトルクを考慮してエンジン出力トルクを制御することで、様々な変速速度による変速比変化に伴うエンジントルクの変動を軽減する装置としては、特開平１１−２０５１２号公報に記載のものが知られている。すなわち、この公報には、無段変速機の変速時におけるエンジントルクの変動を抑えることを目的とし、変速比変化速度とセカンダリ回転数から変速時のイナーシャトルクを演算し、このイナーシャトルクを相殺するためのエンジントルク換算値（エンジンの補正トルク）を演算し、スロットルバルブを補正トルクに対応した開度だけ増減し、イナーシャトルクを相殺してエンジントルクの変動を抑制する技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとで変速機内部での動力伝達経路が切り換わるＩＶＴ（変速比無限大無段変速機）に上記従来の制御を適用したとき、イナーシャトルクを演算する演算式を一つだけ設定したのでは、精度良くイナーシャトルクを演算することができないという問題点がある。
【０００５】
すなわち、動力循環モードとＣＶＴ直結モードでは、変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なり、一方のモードで精度良くイナーシャトルクを演算できる演算式を設定しても、他方のモードではイナーシャトルクの演算精度が出ない。
【０００６】
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、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算を確保することで、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、変速比を無段階に変化させることができるＣＶＴと、該ＣＶＴの入出力軸間に介装された遊星歯車機構と、クラッチ締結により変速比無限大を含む変速比範囲で動力を伝達する動力循環モードを実現することができる動力循環モードクラッチと、クラッチ締結によりＣＶＴのみで動力を伝達する直結モードを実現することができるＣＶＴ直結モードクラッチとからなるＩＶＴと、
前記ＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算手段と、
該イナーシャトルクが相殺されるようにエンジンの出力トルクを修正するイナーシャトルク補償手段と、
を備えた変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、前記ＩＶＴの動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを検出する動力伝達モード検出手段を設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、検出された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式を切り換える手段としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記ＣＶＴの入力軸回転速度を演算するＣＶＴ入力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴの出力軸回転速度を演算するＣＶＴ出力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比を演算するＣＶＴ速度比演算手段と、
前記ＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度を演算するＣＶＴ速度比変化速度演算手段とを設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクを演算する手段としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記イナーシャトルク演算手段を、動力伝達モード検出手段によりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量をゼロとする手段としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、動力伝達モード検出手段において、ＩＶＴの動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかが検出され、イナーシャトルク演算手段において、検出された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式が切り換えられ、動力伝達モードに対応する演算式を用い、ＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクが演算され、イナーシャトルク補償手段において、演算されたイナーシャトルクが相殺されるようにエンジンの出力トルクが修正される。
【００１１】
すなわち、ＩＶＴでは、走行条件により後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとが切り換えられ、各モードでは変速機内部での動力伝達経路も切り換わり、それにより変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なる場合にも、それぞれのモードに応じたイナーシャトルクを演算することができる。
【００１２】
よって、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算が確保されることになり、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明にあっては、ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段において、ＣＶＴの入力軸回転速度が演算され、ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段において、ＣＶＴの出力軸回転速度が演算され、ＣＶＴ速度比演算手段において、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比が演算され、ＣＶＴ速度比変化速度演算手段において、ＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度が演算される。そして、イナーシャトルク演算手段において、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクが演算される。
【００１４】
よって、車両の停車中を含めてエンジン回転中は常時回転しているＣＶＴの入出力軸回転速度を検出する構成としたので、車速ゼロ近傍でＩＶＴの出力軸回転速度（ゼロ近傍）の検出精度が悪化し、これによりＩＶＴの速度比演算精度が悪化する領域においても、その影響を受けることなく、精度良くイナーシャトルクを演算することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明にあっては、イナーシャトルク演算手段において、動力伝達モード検出手段によりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量がゼロとされる。
【００１６】
すなわち、モード切り換え制御中にイナーシャトルク補償制御が行われると、エンジン出力トルクを変動させるイナーシャトルク補償制御がモード切り換え制御に対し外乱になる。
【００１７】
これに対し、モード切り換え中はイナーシャトルク補償量をゼロにする構成としたので、モード切り換え制御に対する外乱を低減し、モード切り換え制御の精度を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、請求項１，２，３に対応する例であり、まず、構成を説明する。
【００１９】
図１は変速比無限大無段変速機（ＩＶＴ）の機械的構成を示す骨子図であり、このＩＶＴ１０は、エンジン１の出力軸２にトーショナルダンパ３を介して連結されたインプットシャフト１１と、該シャフト１１の外側に遊嵌合された中空のプライマリシャフト１２と、これらのシャフト１１，１２に平行に配置されたセカンダリシャフト１３とを有し、これらのシャフト１１，１２，１３が、いずれも当該車両の横方向に延びるように配置されている。
【００２０】
また、このＩＶＴ１０における上記インプットシャフト１１及びプライマリシャフト１２の軸線上には、トロイダル式の第１無段変速機構（以下、第１トロイダルＣＶＴ）２０及び第２無段変速機構（以下、第２トロイダルＣＶＴ）３０と、ローディングカム４０とが配設されていると共に、セカンダリシャフト１３の軸線上には、動力循環モードクラッチ６０及びＣＶＴ直結モードクラッチ７０とが配設されている。そして、インプットシャフト１１及びプライマリシャフト１２の軸線と、セカンダリシャフト１３の軸線との間に、動力循環ギア列８０と、直結ギア列９０とが介設されている。
【００２１】
上記第１，第２トロイダルＣＶＴ２０，３０は、ほぼ同一の構成であり、いずれも、対向面がトロイダル面とされた入力ディスク２１，３１と出力ディスク２２，３２とを有し、これらの対向面間に、両ディスク２１，２２間と両ディスク３１，３２間でそれぞれ動力を伝達するパワーローラ２３，３３が２つづつ介設されている。
【００２２】
そして、エンジン１から遠い方に配置された第１トロイダルＣＶＴ２０は、入力ディスクが反エンジン側に、出力ディスクがエンジン側に配置され、また、エンジンに近い方に配置された第２トロイダルＣＶＴ３０は、入力ディスク３１がエンジン側に、出力ディスク３２が反エンジン側に配置されており、かつ、両トロイダルＣＶＴ２０，３０の入力ディスク２１，３１はプライマリシャフト１２の両端部にそれぞれ結合され、また、出力ディスク２２，３２（以下、「一体化出力ディスク３４」と記す）は一体化されて、該プライマリシャフト１２の中間部に回転自在に支持されている。
【００２３】
また、インプットシャフト１１の反エンジン側の端部には、上記動力循環ギア列８０を構成する第１ギア８１が結合されていると共に、該第１ギア８１と上記第１トロイダルＣＶＴ２０の入力ディスク２１との間にローディングカム４０が介設されており、さらに、第１，第２トロイダルＣＶＴ２０，３０の一体化出力ディスク３４の外周に、上記直結ギア列９０を構成する第１ギア９１が設けられている。
【００２４】
一方、セカンダリシャフト１３の反エンジン側の端部には、上記動力循環ギア列８０を構成する第２ギア８２が回転自在に支持されていて、アイドルギア８３を介して上記第１ギア８１に噛み合わされていると共に、該セカンダリシャフト１３の中間部には、上記遊星歯車機構５０が配設されている。
【００２５】
そして、該遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１と、上記動力循環ギア列８０の第２ギア８２との間に、これらを連結もしくは切断する動力循環モードクラッチ６０が介設されている。
【００２６】
また、遊星歯車機構５０のエンジン側には、一体化出力ディスク３４の外周に設けられた直結ギア列９０の第１ギア９１に噛み合う第２ギア９２が回転自在に支持され、該第２ギア９２と遊星歯車機構５０のサンギア５２とが連結されていると共に、該遊星歯車機構５０のリングギア５３がセカンダリシャフト１３に結合されており、また、該遊星歯車機構５０のエンジン側に、上記直結ギア列９０の第２ギア９２とセカンダリシャフト１３を連結もしくは切断するＣＶＴ直結モードクラッチ７０が介設されている。
【００２７】
そして、上記セカンダリシャフト１３のエンジン側の端部に、第１，第２ギア４ａ，４ｂとアイドルギア４ｃにより構成された出力ギア列４を介してディファレンシャル装置５が連結されており、このディファレンシャル装置５から左右に延びる駆動軸６ａ，６ｂを介して左右の駆動輪に動力を伝達するようになっている。
【００２８】
図２はＩＶＴの電子制御構成を示すブロック図であり、入力情報に基づいて制御指令を出力するＩＶＴコントローラ１４と、エンジン制御コントローラ１５を備えている。
【００２９】
前記ＩＶＴコントローラ１４には、入力軸回転速度センサ１６からのセンサ信号に基づいてトロイダルＣＶＴ２０，３０の入力軸回転速度を演算するＣＶＴ入力軸回転速度演算部１４ａ（ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段）と、出力軸回転速度センサ１７からのセンサ信号に基づいてトロイダルＣＶＴ２０，３０の出力軸回転速度を演算するＣＶＴ出力軸回転速度演算部１４ｂ（ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段）と、演算されたＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比を演算するＣＶＴ速度比演算部１４ｃ（ＣＶＴ速度比演算手段）と、演算されたＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度を演算するＣＶＴ速度比変化速度演算部１４ｄ（ＣＶＴ速度比変化速度演算手段）と、ＩＶＴ１０の動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを判定する動力伝達モード判定部１４ｅ（動力伝達モード検出手段）と、動力伝達モード判定結果により、イナーシャトルク演算式を切り換え、選択されたイナーシャトルク演算式とＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度に基づいて変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算部１４ｆ（イナーシャトルク演算手段）とを備えている。
【００３０】
前記エンジン制御コントローラ１５では、イナーシャトルク演算部１４ｆからのイナーシャ補償トルク指令値に基づき、該イナーシャトルクを相殺するようにエンジン１の出力トルクを修正するバルブ駆動指令が電子制御スロットルバルブ１８に出力される（イナーシャトルク補償手段）。
【００３１】
次に、図３に示すＩＶＴ変速比特性（縦軸を１／ＩＶＴ変速比＝出力軸回転数／入力軸回転数とし、横軸をＣＶＴ変速比とする。）について説明する。
【００３２】
前記ＩＶＴコントローラ１４では、イナーシャトルク補償制御以外に、動力循環モードクラッチ６０の締結によりＩＶＴ変速比が無限大のＧＮＰを含んで動力を伝達する動力循環モードと、ＣＶＴ直結モードクラッチ７０の締結によりトロイダルＣＶＴ２０，３０の出力に応じて動力を伝達するＣＶＴ直結モードとを、ＩＶＴ変速比が一致する回転同期点（ＲＳＰ；モード切換点ともいう）等で切り換えるモード切り換え制御が行われると共に、車速とスロットル開度により決まる目標ＩＶＴ入力回転数と検出される出力回転数（実ＩＶＴ出力回転数）により目標ＩＶＴ変速比を決め、それを実現するようにトロイダルＣＶＴ２０，３０の変速比を制御する変速比制御が行われる。
【００３３】
上記動力循環モードの場合、遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１は動力循環モードクラッチ６０の締結により入力回転数が動力循環ギア列８０により減速された一定回転数で回り、サンギア５２はＣＶＴ変速比の変化に応じて回転数が変わり、リングギア５３の回転はＩＶＴの出力軸回転となる。
よって、図３に示すように、動力循環モードでは、ＣＶＴ変速比がハイからローへ変化するのに応じて、ＩＶＴの出力軸回転は、後退→中立→前進となる。
【００３４】
また、ＣＶＴ直結モードの場合、遊星歯車機構５０のピニオンキャリヤ５１は動力循環モードクラッチ６０の解放により自由に回転でき、リングギア５３はＣＶＴ直結モードクラッチ７０の締結によりサンギア５２と結合し、同一の回転数で回転する。
よって、図３に示すように、ＣＶＴ直結モードでは、ＣＶＴ変速比がローからハイへ変化するのに応じて、ＩＶＴ変速比は、前進方向のロー→ハイとなる。
【００３５】
次に、作用を説明する。
【００３６】
［イナーシャトルク補償制御処理］
図４はＩＶＴコントローラ１４で行われるイナーシャトルク補償制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
ステップ１００では、ＩＶＴ１０を構成するトロイダルＣＶＴ２０，３０の入力軸回転速度：ωｉｎ、出力軸回転速度：ω２、動力伝達モード：ｍｏｄｅが読み込まれる。
【００３８】
ステップ１０１では、ＣＶＴ速度比：ｅＣＶＴが、
ｅＣＶＴ＝ω２／ωｉｎ
の式により演算される。
【００３９】
ステップ１０２では、ＣＶＴ速度比変化速度：ｅ’ＣＶＴが、
ｅ’ＣＶＴ＝（ｅＣＶＴ−ｅＣＶＴｚ）／ｄＴ
ここで、ｅＣＶＴｚ：前回演算時のＣＶＴ速度比、ｄＴ：演算周期
の式により演算される。
【００４０】
ステップ１０３では、現在の動力伝達モードが何であるかを判断し、動力循環モードである場合はステップ１０４へ進み、ＣＶＴ直結モードである場合はステップ１０５へ進み、モード切り換え中である場合はステップ１０６へ進む。
【００４１】
ステップ１０４では、下記に詳述する演算式により動力循環モードのイナーシャトルクが演算される。
【００４２】
ステップ１０５では、下記に詳述する演算式によりＣＶＴ直結モードのイナーシャトルクが演算される。
【００４３】
ステップ１０６では、モード切り換え中であるため、イナーシャトルクがゼロとされる。
【００４４】
ステップ１０７では、ステップ１０４〜ステップ１０６のいずれかで演算・設定されたイナーシャトルクの符号を反転したイナーシャ補償トルクがエンジン制御コントローラ１５に出力される。
【００４５】
［動力循環モードのイナーシャトルク演算］
動力循環モードのイナーシャトルクの演算式を説明する。ここで、ＩＶＴのスケルトンを図５に示すような構成で考える。
【００４６】
各部のイナーシャを入力軸に等価変換し、ＩＶＴ入力軸周りの運動方程式を解く。動力循環モードでは、動力循環モードクラッチ６０は締結され、一方、直結モードクラッチ７０は解放されているので、各部の運動式は以下となる。
【００４７】
Ｔｉｎ＝Ｉｉｎ・ω’ｉｎ＋Ｔ１＋Ｔ２ （１）
ｔＣＶＴ・Ｔ１＝Ｉ２・ω’２＋Ｔ３ （２）
ｉｇ・Ｔ２＝Ｉｇ・ω’ｇ＋Ｉｃ・ω’ｃ＋Ｔｃ （３）
ｉｄ・Ｔ３＝Ｉｓ・ω’ｓ−Ｔｓ （４）
Ｔｒ＝Ｉｒ・ω’ｒ＋Ｔｏ （５）
また、遊星歯車の特性より、
Ｔｃ＝Ｔｒ＋Ｔｓ （６）
ωｃ＝｛１／（１＋α）｝・（ωｒ＋α・ωｓ） （７）
ただし、αはリングギアに対するサンギアのギア比である。
【００４８】
ここで、
ωｓ＝ωｉｎ／Ｇ・ｉｄ （８）
従って、
ｅＣＶＴ＝１／Ｇ
とおくと、
【００４９】
次に、
ωｓ＝ω２／ｉｄ＝（ｅＣＶＴ・ωｉｎ）／ｉｄ （１３）
また、動力循環モードでは、
ωｃ＝ωｇ＝ωｉｎ／ｉｇ （１４）
（７）式、（１３）式、（１４）式より、
Ａ＝Ｉ２／（Ｇ・ｔＣＶＴ）＋Ｉｓ／（Ｇ・ｔＣＶＴ・ｉｄ ２）
Ｂ＝Ｉ２／ｔＣＶＴ＋Ｉｓ／（ｔＣＶＴ・ｉｄ ２）
Ｃ＝｛Ｉｇ＋Ｉｃ＋（１＋α）・Ｉｒ｝／ｉｇ ２−（α・Ｉｒ・ｅＣＶＴ）／（ｉｇ・ｉｄ）
Ｄ＝（α・Ｉｒ）／（ｉｇ・ｉｄ）
とおくと、（１）式、（１２）式、（１６）式より、
【００５０】
右辺第２項がＩＶＴを構成するトロイダルＣＶＴの速度比の微分、すなわち、速度比変化速度に比例するトルク項、つまり、ＩＶＴ入力軸上に生じるＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクである。
ＣＶＴのトルク比：ｔＣＶＴは、例えば、次式で計算する。
【００５１】
ｔＣＶＴ＝η・Ｇ
ここで、ηは伝達効率で、例えば、０．９５である。
【００５２】
［ＣＶＴ直結モードのイナーシャトルク演算］
ＣＶＴ直結モードのイナーシャトルクの演算式を説明する。ここで、動力循環モードの場合と同様に、ＩＶＴのスケルトンを図５に示すような構成で考える。
【００５３】
各部のイナーシャを入力軸に等価変換し、ＩＶＴ入力軸周りの運動方程式を解く。ＣＶＴ直結モードでは、動力循環モードクラッチ６０は解放され、一方、直結モードクラッチ７０は締結されているので、各部の運動式は以下となる。
【００５４】
Ｔｉｎ＝Ｉｉｎ・ω’ｉｎ＋Ｔ１＋Ｔ２ １）
ｉｇ・Ｔ２＝Ｉｇ・ω’ｇ ２）
ｔＣＶＴ・Ｔ１＝Ｉ２・ω’２＋Ｔ３ ３）
ｉｄ・Ｔ３＝（Ｉｓ＋Ｉｃ＋Ｉｒ）・ω’ｒ＋Ｔｏ ４）
２）式より、
Ｔ３＝｛（Ｉｓ＋Ｉｃ＋Ｉｒ）（ｅＣＶＴ・ω’ｉｎ＋ｅ’ＣＶＴ・ωｉｎ）＋Ｔｏ｝／ｉｄ ２ ７）
３）式、７）式より、
【００５５】
従って、
【００５６】
右辺第２項がＩＶＴを構成するトロイダルＣＶＴの速度比の微分、すなわち、速度比変化速度に比例するトルク項、つまり、ＩＶＴ入力軸上に生じるＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクである。
ＣＶＴのトルク比：ｔＣＶＴは、動力循環モードの場合と同様に計算する。
【００５７】
次に、効果を説明する。
（１） ＩＶＴ１０が動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを判定する動力伝達モード判定部１４ｅと、判定された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式を切り換え、動力伝達モードに対応する演算式を用いてＩＶＴ１０の変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算部１４ｆと、演算されたイナーシャトルクが相殺されるようにエンジン１の出力トルクを修正する電子制御スロットル１８を設けた構成としたため、ＩＶＴでは、走行条件により後退〜停止〜低速前進の動力循環モードと、高速前進のＣＶＴ直結モードとが切り換えられ、各モードでは変速機内部での動力伝達経路も切り換わり、それにより変速機入力軸周りの等価イナーシャが異なる場合にも、それぞれのモードに応じたイナーシャトルクを演算することができ、この結果、動力伝達モードに対応して精度の良いイナーシャトルクの演算が確保されることになり、変速時に選択されている動力伝達モードにかかわらず変速比が変化する場合の運転性を向上させることができる。
【００５８】
ちなみに、図６はアクセル踏み込みによるダウンシフト時であって、エンジントルクが負のイナーシャトルク分だけ低下される場合のイナーシャ補償適用とイナーシャ補償非適用のタイムチャートを示すが、イナーシャ補償適用の場合、エンジントルクにイナーシャトルク演算値が加算されることで、エンジントルクの引き込みが抑えられ、アクセル操作に呼応して車両駆動力を立ち上げることができる。
（２）イナーシャトルク演算部１４ｆを、ＩＶＴ１０の変速比変化速度等に基づく演算に代え、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクを演算する演算部としたため、ＩＶＴ１０の速度比演算精度が悪化する領域においても、その影響を受けることなく、精度良くイナーシャトルクを演算することができる。
【００５９】
すなわち、車両の停車中を含めてエンジン回転中は常時回転しているトロイダルＣＶＴ２０，３０の入出力軸回転速度を検出する構成としたので、ＩＶＴ１０の変速比変化速度等に基づく演算の場合のように、車速ゼロ近傍でＩＶＴ１０の出力軸回転速度（ゼロ近傍）の検出精度が悪化する領域による影響を避けることができる。
（３）イナーシャトルク演算部１４ｆを、動力伝達モード判定部１４ｅによりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量をゼロとする演算部としたため、モード切り換え中はイナーシャトルク補償量をゼロにする構成としたので、モード切り換え制御に対する外乱を低減し、モード切り換え制御の精度を向上させることができる。
【００６０】
すなわち、モード切り換え制御中にイナーシャトルク補償制御が行われると、エンジン出力トルクを変動させるイナーシャトルク補償制御がモード切り換え制御に対し外乱になる。
【００６１】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態１により説明してきたが、具体的な構成は、この実施の形態１に限られるものではなく、例えば、イナーシャトルク補償手段として、実施の形態１では、電子制御スロットルを用いた例を示したが、イナーシャトルクをモータトルクで補償するべく、エンジンにモータを付加し、このモータに対し補償トルクを得る指令を出力するような例としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のイナーシャトルク補償制御装置が適用された変速比無限大無段変速機の機械的構成を示す骨子図である。
【図２】実施の形態１の変速比無限大無段変速機におけるイナーシャトルク補償制御システムを示す制御ブロック図である。
【図３】実施の形態１の変速比無限大無段変速機におけるＩＶＴ変速比特性を示す図である。
【図４】実施の形態１のＩＶＴコントローラで行われるイナーシャトルク補償制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】イナーシャトルクの演算式を説明するために用いるＩＶＴ搭載車両のパワートレイン系を示すスケルトン図である。
【図６】イナーシャ補償適用時とイナーシャ補償非適用時とでのアクセル操作量、ＩＶＴ減速比、イナーシャトルク演算値、エンジントルク、車両駆動力の各特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 出力軸
３ トーショナルダンパ
４ 出力ギア列
４ａ 第１ギア
４ｂ 第２ギア
４ｃ アイドルギア
５ ディファレンシャル装置
６ａ，６ｂ 駆動軸
１０ 変速比無限大無段変速機（ＩＶＴ）
１１ インプットシャフト
１２ プライマリシャフト
１３ セカンダリシャフト
１４ ＩＶＴコントローラ
１４ａ ＣＶＴ入力軸回転速度演算部（ＣＶＴ入力軸回転速度演算手段）
１４ｂ ＣＶＴ出力軸回転速度演算部（ＣＶＴ出力軸回転速度演算手段）
１４ｃ ＣＶＴ速度比演算部（ＣＶＴ速度比演算手段）
１４ｄ ＣＶＴ速度比変化速度演算部（ＣＶＴ速度比変化速度演算手段）
１４ｅ 動力伝達モード判定部（動力伝達モード検出手段）
１４ｆ イナーシャトルク演算部（イナーシャトルク演算手段）
１５ エンジン制御コントローラ
１６ 入力軸回転速度センサ
１７ 出力軸回転速度センサ
１８ 電子制御スロットルバルブ
２０ 第１無段変速機構（第１トロイダルＣＶＴ）
２１ 入力ディスク
２２ 出力ディスク
２３ パワーローラ
３０ 第２無段変速機構（第２トロイダルＣＶＴ）
３１ 入力ディスク
３２ 出力ディスク
３３ パワーローラ
３４ 一体化出力ディスク
４０ ローディングカム
５０ 遊星歯車機構
５１ ピニオンキャリヤ
５２ サンギア
５３ リングギア
６０ 動力循環モードクラッチ
７０ ＣＶＴ直結モードクラッチ
８０ 動力循環ギア列
８１ 第１ギア
８２ 第２ギア
８３ アイドルギア
９０ 直結ギア列
９１ 第１ギア
９２ 第２ギア
Claims (3)
- 変速比を無段階に変化させることができる無段変速機構（以下、ＣＶＴと記す）と、該ＣＶＴの入出力軸間に介装された遊星歯車機構と、クラッチ締結により変速比無限大を含む変速比範囲で動力を伝達する動力循環モードを実現することができる動力循環モードクラッチと、クラッチ締結によりＣＶＴのみで動力を伝達する直結モードを実現することができるＣＶＴ直結モードクラッチとからなる変速比無限大無段変速機（以下、ＩＶＴと記す）と、
前記ＩＶＴの変速に伴うイナーシャトルクを演算するイナーシャトルク演算手段と、
該イナーシャトルクが相殺されるようにエンジンの出力トルクを修正するイナーシャトルク補償手段と、
を備えた変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、前記ＩＶＴの動力伝達モードが、動力循環モードかＣＶＴ直結モードかを検出する動力伝達モード検出手段を設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、検出された動力伝達モードに応じてイナーシャトルク演算式を切り換える手段としたことを特徴とする変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置。 - 請求項１に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記ＣＶＴの入力軸回転速度を演算するＣＶＴ入力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴの出力軸回転速度を演算するＣＶＴ出力軸回転速度演算手段と、
前記ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ出力軸回転速度からＣＶＴ速度比を演算するＣＶＴ速度比演算手段と、
前記ＣＶＴ速度比からＣＶＴ速度比変化速度を演算するＣＶＴ速度比変化速度演算手段とを設け、
前記イナーシャトルク演算手段を、ＣＶＴ入力軸回転速度とＣＶＴ速度比とＣＶＴ速度比変化速度とからイナーシャトルクを演算する手段としたことを特徴とする変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置。 - 請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置において、
前記イナーシャトルク演算手段を、動力伝達モード検出手段によりモード切り換え中であると検出されたときは、イナーシャトルクの補償量をゼロとする手段としたことを特徴とする変速比無限大無段変速機のイナーシャトルク補償制御装置。
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