JP5794479B2 - 無段変速機における異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、トロイダル変速機構を備えた無段変速機における異常判定装置に関する。

入力ディスクおよび出力ディスク間に挟持したパワーローラを傾転させることで変速比を無段階に変化させるトロイダル型無段変速機において、パワーローラを支持するトラニオンに設けたピストンの両側に一対の油室を形成し、それらの油室の一方の油圧を増加させて他方の油圧を減少させることでトラニオンを軸方向に駆動して変速比を変化させるとともに、パワーローラからトラニオンに加わる反力荷重を前記油室の油圧によって支持するものが、下記特許文献１により公知である。

またエンジンに接続されたメインシャフト上にトロイダル変速機構を設け、メインシャフトに一定変速比を有する一定変速機を介して接続されたカウンタシャフト上に遊星歯車機構を設け、トロイダル変速機構の出力部とカウンタシャフトとを直結モードクラッチ（高速モードクラッチ）を介して接続するとともに、遊星歯車機構のサンギヤをトロイダル変速機構の出力部に接続し、リングギヤをカウンタシャフトに接続し、キャリヤを動力循環モードクラッチ（低速モードクラッチ）を介して一定変速機に接続したものが、下記特許文献２により公知である。

特許文献２の無段変速機によれば、動力循環モードクラッチを締結してトロイダル変速機構の変速比を変更することで、前進側および後進側の両方で無限大を含む変速比を得ることができ、また直結モードクラッチを締結することで、トロイダル変速機構の変速比に応じた変速比を得ることができる。

特開平７−１９８０１５号公報 特開平１１−２２３２５７号公報

ところで上記特許文献２に記載された無段変速機は、動力循環モードにおいて変速比が無限大になる状態（ギヤードニュートラル状態）を挟んで前進状態および後進状態が存在し、トロイダル変速機構の変速比を変更するだけで前進状態、ニュートラル状態および後進状態が切り換わるため、何らかの異常によってトロイダル変速機構の変速比が運転者の意図する変速比と異なっていると、車両が意図せぬ方向に走行する可能性がある。

これを防止するにはトロイダル変速機構の異常を検出する必要があるが、そのために例えばドライブシャフトに加わるトルクの方向を検出するセンサを設けたりすると、コストの増加を招く問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トロイダル変速機構を備えた無段変速機の異常を特別のセンサ類を追加することなく判定可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源に接続されたメインシャフト上に設けられた第１変速部と、駆動輪に接続されたカウンタシャフト上に設けられた第２変速部とから成り、前記第１変速部は、前記メインシャフトと共に回転する入力ディスクと、前記メインシャフトに相対回転自在に支持されて前記カウンタシャフトに接続された出力ディスクと、前記入力ディスクおよび前記出力ディスク間に挟持された一対のパワーローラと、前記一対のパワーローラを支持する一対のトラニオンと、各々が第１、第２油室を有して前記一対のトラニオンを駆動する一対の油圧アクチュエータとを備え、前記一対の油圧アクチュエータで前記一対のトラニオンを相互に逆方向に駆動し、前記一対のパワーローラを揺動させて前記入力ディスクおよび前記出力ディスクとの接触点の位置を変化させることで変速比を変更するトロイダル変速機構であり、前記第２変速部は、前記カウンタシャフトに相対回転自在に支持されて前記駆動輪に接続された出力部材と；前記出力部材を前記カウンタシャフトに結合可能な高速モードクラッチと；前記メインシャフトに接続された第１要素と、前記カウンタシャフトに接続された第２要素と、前記第１要素および前記第２要素に接続された第３要素とからなる遊星歯車機構と；前記第３要素を前記出力部材に結合可能な低速モードクラッチとを備え、前記高速モードクラッチが係合して前記低速モードクラッチが係合解除した高速モードでは、前記出力ディスクの回転が前記出力部材に直接伝達され、前記高速モードクラッチが係合解除して前記低速モードクラッチが係合した低速モードでは、前記第１変速部から前記第２変速部に伝達されたトルクの一部が該第１変速部に循環し、前記第１変速部の変速比を変更すると変速機全体の変速比の符号が正負間で変化する無段変速機において、少なくとも一つの前記油圧アクチュエータの第１、第２油室の油圧をそれぞれ検出する第１、第２油圧検出手段と、前記第１、第２油圧検出手段で検出した油圧の差圧を算出する差圧算出手段と、前記駆動源のトルクを算出する駆動源トルク算出手段と、車両が高速モードおよび低速モードの何れで走行しているかを判定するモード判定手段と、前記駆動源トルク算出手段で算出したトルクに基づいて前記第１変速部に入力されるトルクを算出する第１変速部入力トルク算出手段と、前記車両のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段と、前記第１変速部入力トルク算出手段で算出したトルク、前記シフトレンジ検出手段で検出したシフトレンジおよび前記モード判定手段で判定した走行モードに基づいて前記差圧の正負を推定する正常時差圧推定手段と、前記正常時差圧推定手段で推定した差圧と前記差圧算出手段で算出した差圧とを比較して異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする、無段変速機における異常判定装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記正常時差圧推定手段は、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが低速モードの場合には、前記第１変速部の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは正常時の差圧を正値とし、前記第１変速部の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは、正常時の差圧を負値とすることを特徴とする、無段変速機における異常判定装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記正常時差圧推定手段は、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが高速モードの場合、あるいはシフトレンジが後進走行レンジの場合には、前記第１変速部の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは正常時の差圧を正値とし、前記第１変速部の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは、正常時の差圧を負値とすることを特徴とする、無段変速機における異常判定装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項３に記載の構成に加えて、前記第１変速部の入力トルクが前記第１所定値以上であって前記第２所定値以下である場合に該第１変速部が無負荷状態にあると判定する無負荷判定手段を備え、前記無負荷判定手段が前記負荷状態を判定したときに前記差圧算出手段により算出された差圧の絶対値が第３所定値以上であれば、前記異常判定手段は異常を判定することを特徴とする、無段変速機における異常判定装置が提案される。

尚、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応し、実施の形態の第１減速ギヤ１６は本発明の出力部材に対応し、実施の形態のサンギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリヤ３３はそれぞれ本発明の第２要素、第３要素および第１要素に対応する。

請求項１の構成によれば、一対のパワーローラを揺動させて入力ディスクおよび出力ディスクとの接触点の位置を変化させると、第１変速部を構成するトロイダル変速機構の変速比が変更される。また第２変速部の低速モードクラッチを係合すると無段変速機の変速比がニュートラルを挟んでＲＶＳとＬＯＷとの間で変化し、第２変速部の高速モードクラッチを係合すると無段変速機の変速比がＬＯＷとＯＤとの間で変化する。

第１変速部入力トルク算出手段で算出した第１変速部入力トルクと、シフトレンジ検出手段で検出したシフトレンジと、モード判定手段で判定した走行モードとに基づいて推定した第１、第２油室の油圧の推定差圧の符号は、車両の走行状態に応じて一義的に変化する。従って、その推定差圧の符号と、第１、第２油圧検出手段で検出した第１、第２油室の油圧の実差圧の符号とを比較し、前記実差圧の符号に異常が生じている場合に、無段変速機の異常を判定することができる。しかも無段変速機に実際に流れるトルクの状態を検出するトルク検出手段とを必要とせず、既存の第１、第２油圧検出手段やシフトレンジ検出手段の検出結果に基づいて無段変速機の異常を判定することができるので、部品点数の増加やコストの増加を最小限に抑えることができる。

また請求項２の構成によれば、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが低速モードの場合には、第１変速部の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは正常時の差圧を正値とし、第１変速部の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは、正常時の差圧を負値とするので、入力トルクの絶対値が極端に小さくなって正常時の差圧の推定精度が低下する場合を除外し、正常時の差圧を精度良く推定することができる。

また請求項３の構成によれば、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが高速モードの場合、あるいはシフトレンジが後進走行レンジの場合には、第１変速部の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは正常時の差圧を正値とし、第１変速部の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは、正常時の差圧を負値とするので、入力トルクの絶対値が極端に小さくなって正常時の差圧の推定精度が低下する場合を除外し、正常時の差圧を精度良く推定することができる。

また請求項４の構成によれば、第１変速部の入力トルクが第１所定値以上であって第２所定値以下となる無負荷状態では実差圧が殆ど発生しないため、推定差圧と実差圧とを比較して異常判定を行うことが困難であるが、このとき殆ど発生しないはずの実差圧の絶対値が第３所定値以上であれば、無段変速機に異常が発生したと判定することができる。

無段変速機のスケルトン図。 図１における第１変速部の拡大図。 第２の３−３線断面図。 異常判定装置の電子制御ユニットのブロック図。 高速モードおよび低速モードのトルクフローの説明図。 第１変速部の変速比と無段変速機全体の変速比との関係を示す図。 低速モードおよび高速モードでの各走行状態に応じた差圧の状態を示す表。 低速モードでの走行中における差圧の変化の一例を示すタイムチャート。 低速モードでの走行中における正常時および異常時の差圧を比較する図。 異常判定の作用を説明するフローチャート。

以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車用の無段変速機Ｔは、エンジンＥから駆動輪Ｗ，Ｗに至る動力伝達経路の上流側に配置された第１変速部Ｔ１と、第１変速部Ｔ１の下流側に配置された第２変速部Ｔ２と、第２変速部Ｔ２の下流側に配置された減速部Ｔ３とを備えており、第１変速部Ｔ１はメインシャフト１１上に配置され、第２変速部はカウンタシャフト１２上に配置され、減速部Ｔ３は減速シャフト１３を備える。

エンジンＥのクランクシャフト１４は発進クラッチ１５を介してメインシャフト１１に接続される。カウンタシャフト１２に相対回転自在に支持した第１減速ギヤ１６は、減速シャフト１３に固設した第２減速ギヤ１７に噛合し、減速シャフト１３に固設したファイナルドライブギヤ１８はディファレンシャルギヤＤのケースに固設したファイナルドリブンギヤ１９に噛合する。減速シャフト１３、第１減速ギヤ１６、第２減速ギヤ１７、ファイナルドライブギヤ１８およびファイナルドリブンギヤ１９は前記減速部Ｔ３を構成する。ディファレンシャルギヤＤから左右に延びる車軸２０，２０に駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。

第１変速部Ｔ１は、実質的に同一構造の構造を有してバリエータとして機能する第１トロイダル変速機構２１Ｆおよび第２トロイダル変速機構２１Ｒを備える。第１トロイダル変速機構２１Ｆは、メインシャフト１１に固定された概略コーン状の入力ディスク２２と、メインシャフト１１に相対回転自在に支持された概略コーン状の出力ディスク２３と、ローラ軸２４まわりに回転自在に支持されるとともにトラニオン軸２５，２５まわりに傾転自在に支持されて前記入力ディスク２２および出力ディスク２３に当接可能な一対のパワーローラ２６，２６とを備える。入力ディスク２２および出力ディスク２３の対向面はトロイダル曲面から構成されており、パワーローラ２６，２６がトラニオン軸２５，２５まわりに傾転すると、入力ディスク２２および出力ディスク２３に対するパワーローラ２６，２６の接触点が変化する。

第２トロイダル変速機構２１Ｒは、メインシャフト１１に相対回転自在に支持した第１ドライブギヤ２７を挟んで、前記第１トロイダル変速機構２１Ｌと実質的に面対称な構造を備える。第１ドライブギヤ２７は、第１、第２トロイダル変速機構２１Ｌ，２１Ｒの出力ディスク２３，２３に一体に結合される。

第２変速部Ｔ２は、シングルピニオン型の遊星歯車機構Ｐと、高速モードクラッチＣ１と、低速モードクラッチＣ２とを備える。第１、第２トロイダル変速機構２１Ｌ，２１Ｒの出力ディスク２３，２３に一体に結合された第１ドライブギヤ２７はカウンタシャフト１２に固設した第１ドリブンギヤ２８に噛合し、第１ドリブンギヤ２８は高速モードクラッチＣ１を介して第１減速ギヤ１６に結合可能である。

遊星歯車機構Ｐは、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、キャリヤ３３と、キャリヤ３３に回転自在に支持されてサンギヤ３１およびリングギヤ３２に同時に噛合する複数のピニオン３４…とを備える。メインシャフト１１に固設した第２ドライブギヤ３５と、カウンタシャフト１２に相対回転自在に支持した第２ドリブンギヤ３６とが共通のアイドルギヤ３７に噛合する。遊星歯車機構Ｐのサンギヤ３１はカウンタシャフト１２に固設され、リングギヤ３２は低速モードクラッチＣ２を介して第１減速ギヤ１６に結合可能であり、キャリヤ３３は第２ドリブンギヤ３６と一体に形成される。尚、符号３８は、カウンタシャフト１２固設されたパーキングギヤである。

次に、図２および図３を参照しながら第１変速部Ｔ１の構造を更に説明する。

第２トロイダル変速機構２１Ｒ（あるいは第１トロイダル変速機構２１Ｆ）は、メインシャフト１１を挟むように配置された左右一対のトラニオン３９，３９を備えており、各トラニオン３９の下部は下部支持板４０にローラベアリング４１を介して回転自在、かつ上下摺動自在に支持される。また各トラニオン３９にクランク状の屈曲したピボットシャフト４２の一端が回転自在に支持されるとともに、ピボットシャフト４２の他端にパワーローラ２６が回転自在に支持される。

油圧制御ブロック４３，４４に設けた一対の油圧アクチュエータ４５，４５のピストンロッド４６，４６がトラニオン３９，３９の下端にそれぞれ一体に形成される。各油圧アクチュエータ４５は、油圧制御ブロック４３に形成されたシリンダ４７と、このシリンダ４７に摺動自在に嵌合するピストン４９と、このピストン４９と一体に形成されてピストンロッド４６の外周に同軸に嵌合し、ナット４８でピストンロッド４６に連結された筒状部５２と、ピストン４９の上側に区画された第１油室５０と、ピストン４９の下側に区画された第２油室５１とから構成される。

従って、第１油室５０に高圧のＰＨ圧が供給されて第２油室５１に低圧のＰＬ圧が供給されるとピストン４９および筒状部５２が下降し、逆に第２油室５１に高圧のＰＨ圧が供給されて第１油室５０に低圧のＰＬ圧が供給されるとピストン４９および筒状部５２が上昇する。このとき、ピストンロッド４６を筒状部５２に回転自在に支持されたトラニオン３６は、トラニオン軸２５に沿って昇降しながらトラニオン軸２５まわりに回転することができる。

合計４本のトラニオン３９…の上端が、各々球面継手５３…を介して上部支持板５４の四隅に枢支されており、２本のトラニオン３９，３９が上動して他の２本のトラニオン３９，３９が下動するときに、その動きが同期するようになっている。

図４に示すように、無段変速機Ｔの異常を判定する異常判定装置の電子制御ユニットＵは、差圧算出手段Ｍ１と、駆動源トルク算出手段Ｍ２と、モード判定手段Ｍ３と、第１変速部入力トルク算出手段Ｍ４と、正常時差圧推定手段Ｍ５と、異常判定手段Ｍ６と、無負荷判定手段Ｍ７とを備える。差圧算出手段Ｍ１には、第１変速部Ｔ１の複数の第１油室５０…の少なくとも一つの油圧を検出する第１油圧検出手段Ｓａと、第１変速部Ｔ１の複数の第２油室５１…の少なくとも一つの油圧を検出する第２油圧検出手段Ｓｂとが接続される。正常時差圧推定手段Ｍ５には、無段変速機Ｔのシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段Ｓｃが接続される。また駆動源トルク算出手段Ｍ２には、エンジンＥの作動を制御するエンジンＥＣＵが接続され、モード判定手段Ｍ３には、無段変速機Ｔの作動を制御する変速機ＥＣＵが接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、図１に基づいて、第１変速部Ｔ１の第１トロイダル変速機構２１Ｆおよび第２トロイダル変速機構２１Ｒの作用を説明する。一対のトラニオン３９，３９を油圧アクチュエータ４５，４５で相互に逆方向に駆動するとパワーローラ２６，２６が図１の矢印ａ方向に傾転し、入力ディスク２２との接触点がメインシャフト１１に対して半径方向外側に移動するとともに、出力ディスク２３との接触点がメインシャフト１１に対して半径方向内側に移動するため、入力ディスク２２の回転が増速して出力ディスク２３に伝達され、第１変速部Ｔ１の変速比が連続的に減少する。一方、パワーローラ２６，２６が図１の矢印ｂ方向に傾転すると、入力ディスク２２との接触点がメインシャフト１１に対して半径方向内側に移動するとともに、出力ディスク２３との接触点がメインシャフト１１に対して半径方向外側に移動するため、入力ディスク２２の回転が減速して出力ディスク２３に伝達され、第１変速部Ｔ１の変速比が連続的に増加する。

従って、エンジンＥのクランクシャフト１４からメインシャフト１１に入力された駆動力は、第１変速部Ｔ１の変速比のレンジ内の任意の変速比で無段階に変速され、第１ドライブギヤ２７から第１ドリブンギヤ２８を経てカウンタシャフト１２に伝達される。

次に、図１、図５および図６に基づいて、第２変速部Ｔ２の作用を説明する。高速モードクラッチＣ１が係合して低速モードクラッチＣ２が係合解除した高速モードでは、第１変速部Ｔ１の第１ドライブギヤ２７から第１ドリブンギヤ２８に伝達された回転が高速モードクラッチＣ１を介して第１減速ギヤ１６に伝達され、そこから第２減速ギヤ１７→減速シャフト１３→ファイナルドライブギヤ１８→ファイナルドリブンギヤ１９→ディファレンシャルギヤＤ→車軸２０，２０の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。従って、高速モードクラッチＣ１が係合した高速モードでは、第１変速部Ｔ１の変速比の変化に応じて、無段変速機Ｔ全体の変速比がＬＯＷ⇔ＯＤ間で連続的に変化する。

また高速モードクラッチＣ１が係合解除して低速モードクラッチＣ２が係合した低速モードでは、メインシャフト１１の回転が第２ドライブギヤ３５→アイドルギヤ３７→第２ドリブンギヤ３６の経路で遊星歯車機構Ｐのキャリヤ３３に伝達される。このとき遊星歯車機構のサンギヤ３１には第１変速部Ｔ１の出力ディスク２３の回転が第１ドライブギヤ２７、第１ドリブンギヤ２８およびカウンタシャフト１２を介して伝達されるため、差動回転する遊星歯車機構Ｐのリングギヤ３２の回転が低速モードクラッチＣ２から第１減速ギヤ１６に伝達され、そこから第２減速ギヤ１７→減速シャフト１３→ファイナルドライブギヤ１８→ファイナルドリブンギヤ１９→ディファレンシャルギヤＤ→車軸２０，２０の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

この低速モードでは、第１変速部Ｔ１が出力するトルクが第２変速部Ｔ２を経由して第１変速部Ｔ１に循環し、無段変速機Ｔ全体の変速比は、第１変速部Ｔ１の変速比の変化に応じてＬＯＷ⇔Ｎ⇔ＲＶＳ間で連続的に変化する。従って、低速モードでは第１変速部Ｔ１の変速比を変更するだけで、車両の前進および後進を切り換えるとともに、ギヤードニュートラル位置において車両を停止させることができる。

図７に示すように、車両の走行状態に応じて第１変速部Ｔ１（バリエータ）を流れるトルクの方向は変化する。即ち、高速モードで車両が前進加速走行している駆動時には、エンジンＥのトルクが第１変速部Ｔ１から第２変速部Ｔ２を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される状態になり、第１変速部Ｔ１の油圧アクチュエータ４５の差圧は正値になる。しかしながら、高速モードであっても、車両が減速してエンジンブレーキが作用するような被駆動時には、駆動輪Ｗ，Ｗからのトルクが第２変速部Ｔ２から第１変速部Ｔ１を介してエンジンＥに逆伝達される状態になり、第１変速部Ｔ１の油圧アクチュエータ４５の差圧は負値になる。

一方、低速モードでの前進走行中は高速モード時とは逆になり、加速中の駆動時には差圧が負値になり、減速中の被駆動時には差圧が正値になる。また低速モードでの後進走行中は前進走行中と逆になり、加速中の駆動時には差圧が正値になり、減速中の被駆動時には差圧が負値になる。また低速モードで車両が停止した状態にあっても、クリープ力や路面の傾斜で車両が前進あるいは後進しようとすると、それに応じた正負の差圧が油圧アクチュエータ４５に発生する。

図８は、車両が低速モードで走行する場合の差圧の変化の一例を示すタイムチャートである。車両がＮレンジで停車した状態からＤレンジに操作すると低速モードが確立し、先ず無段変速機Ｔに前進クリープ力が発生し、このときの差圧は負値である。ブレーキを解除して車両が前進発進加速した後も差圧は負値であるが、アクセルペダルを離してブレーキを操作すると車両は減速状態に移行し、差圧は正値に変化する。車両が停止する直前に発進クラッチ１５を係合解除して第１変速部Ｔ１をギヤードニュートラル状態にすると、差圧はゼロになる。但し、外乱が存在するために差圧は完全にゼロにはならず、ゼロの近傍で正負両方向に変動する。車両が完全に停止し、次の発進に備えて発進クラッチ１５が係合すると、前進クリープ力が発生して差圧は負値になる。

ＤレンジからＮレンジに操作すると、発進クラッチ１５が係合解除して第１変速部Ｔ１がギヤードニュートラル状態になり、差圧はゼロになる。

ＮレンジからＲレンジに操作すると、無段変速機Ｔに後進クリープ力が発生し、このときの差圧は正値である。ブレーキを解除して車両が後進発進加速した後も差圧は正値であるが、アクセルペダルを離してブレーキを操作すると車両は減速状態に移行し、差圧は負値に変化する。車両が完全に停止すると、後進クリープ力が発生して差圧は正値に変化する。

ＲレンジからＮレンジに操作すると、発進クラッチ１５が係合解除して第１変速部Ｔ１がギヤードニュートラル状態になり、差圧はゼロになる。

以上のように、車両の走行状態に応じて第１変速部Ｔ１の油圧アクチュエータ４５の差圧は正負は推定可能であるため、実際に検出した差圧の符号と推定した差圧の符号とが不一致であれば、無段変速機Ｔに何らかの異常が発生したと判定することができる。

次に、無段変速機Ｔの異常判定の作用を、図４のブロック図に基づいて説明する。

差圧算出手段Ｍ１は、第１、第２油圧検出手段Ｓａ，Ｓｂで検出した第１変速部Ｔ１のトラニオン３９を駆動する油圧アクチュエータ４５の第１、第２油室５０，５１の油圧の差圧を算出する。第１トロイダル変速機構２１Ｆおよび第２トロイダル変速機構２１Ｒは合計４個の油圧アクチュエータ４５…を備えているが、それら４個の油圧アクチュエータ４５…に高圧および低圧の油圧を供給する２本の油路の差圧を算出することで、第１、第２油室５０，５１の油圧の差圧を得ることができる。

駆動源トルク算出手段Ｍ２は、エンジンＥの作動を制御するエンジンＥＣＵからＣＡＮ通信により得られる吸気負圧やアクセルペダル開度等の信号から、エンジンＥの出力トルクを算出する。第１変速部入力トルク算出手段Ｍ４は、エンジンＥの出力トルクのうち、第１変速部Ｔ１に入力されるトルクを算出する。高速モードではエンジンＥの出力トルクの全てが第１変速部Ｔ１に入力されるが、低速モードではエンジンＥの出力トルクの一部が第２ドライブギヤ３５、アイドルギヤ３７および第２ドリブンギヤ３６を介して第２変速部Ｔ２に配分されるため、エンジンＥの出力トルクの残部が第１変速部Ｔ１に配分される。

エンジンＥから第１変速部Ｔ１に入力されるトルクＱ１は、メインシャフト１１から第１変速部Ｔ１およびカウンタシャフト１２を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ３１に至る動力伝達経路のレシオをｉｖとし、メインシャフト１１から第２ドライブギヤ３５、アイドルギヤ３７および第２ドリブンギヤ３６を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ３２に至る動力伝達経路のレシオをｉｇとし、遊星歯車機構Ｐのレシオ、つまり（リングギヤ３２の歯数）／（サンギヤ３２の歯数）をλとし、駆動源トルク算出手段Ｍ２で算出したエンジンＥの出力トルクをＱとしたとき、
Ｑ１＝｛ｉｇ／（ｉｇ−λ×ｉｖ）｝×Ｑ
により与えられる。

モード判定手段Ｍ３は、無段変速機Ｔの作動を制御する変速機ＥＣＵからＣＡＮ通信で得られる変速比指令等の信号から、無段変速機Ｔの走行モード、つまり高速モードあるいは低速モードにおける前進、ニュートラル、後進の別を判定する。

正常時差圧推定手段Ｍ５は、シフトレンジ検出手段Ｓｃで検出したシフトレンジ、つまり前進走行レンジン、ニュートラルレンジ、後進レンジの別と、モード判定手段Ｍ３で判定した走行モードと、第１変速部入力トルク算出手段Ｍ４で算出した第１変速部入力トルクとに基づいて、無段変速機Ｔの正常時における第１、第２油室５０，５１の油圧の差圧の正負を推定する。差圧の正負とは、第１油室５０の油圧が第２油室５１の油圧よりも大きいときが正であり、第１油室５０の油圧が第２油室５１の油圧よりも小さいときが負である。

異常判定手段Ｍ６は、差圧算出手段Ｍ１で算出した第１、第２油室５０，５１の油圧の実差圧の符号（正負）と、正常時差圧推定手段Ｍ５で推定した差圧の符号（正負）とを比較し、両者が不一致である場合に実差圧の正負が正常ではないと判断し、無段変速機Ｔの異常を判定して異常判定信号を出力する。

尚、第１変速部入力トルクの絶対値が小さいときには実差圧も小さくなるため、その符号が外乱によって変化して誤判定を招く可能性がある。そこで本実施の形態では、第１変速部入力トルクが負値であるときには、その第１変速部入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときに限って異常判定を実行し、第１変速部入力トルクが正値であるときには、その第１変速部入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときに限って異常判定を実行する。

言い換えると、第１変速部入力トルクが第１所定値以上で第２所定値以下であり、第１変速部入力トルクの絶対値が小さいとき（無負荷状態）には、通常の異常判定を禁止することで誤判定を防止する。このような無負荷状態は、低速モードから高速モードに移行するとき、あるいは高速モードから低速モードに移行するときに、差圧の符号の正負が反転して差圧がゼロの状態を通過するような場合に発生する。

無負荷判定手段Ｍ７は、第１変速部入力トルク算出手段Ｍ４で算出した第１変速部入力トルクが第１所定値以上で第２所定値以下である無負荷状態を判定する。この無負荷状態では実差圧および推定差圧が共に小さくなって符号の比較が困難になるため、通常とは別の手法で異常を判定する。即ち、無負荷状態では、差圧算出手段Ｍ１で算出した実差圧の絶対値を第３所定値と比較し、実差圧が第３所定値以上であれば無段変速機Ｔの異常を判定することができる。その理由は、第１変速部入力トルクの絶対値が小さい無負荷状態では実差圧は殆ど発生しない筈であるが、このとき大きな実差圧が発生していれば何らかの異常があると判断されるからである。

図９は、車両が低速モードで走行する場合の具体例を示すものである。車両が低速モードで前進走行しているとき、第１変速部Ｔ１のパワーローラ２６は入力ディスク２２および出力ディスク２３から下向きの反力を受け、この反力に対抗する油圧が下側の第２油室５１に立ち上がるために差圧は負値になる。車両が減速状態に移行すると第１変速部Ｔ１を流れるトルクの方向が逆転するため、パワーローラ２６は上向きの反力を受けて差圧は正値に変化する。この状態で第１、第２油室５０，５１への油圧の供給を制御する四方弁が固着故障したと仮定する。

続いて車両が登り坂の途中でブレーキを作動させて停車し、第１変速部Ｔ１がギヤードニュートラルになってクリープ力を発生している状態では、差圧は負値になる筈である。それにも関わらず、第１、第２油室５０，５１への油圧の供給を制御する四方弁が固着故障して実差圧は正値のままであるため、推定差圧と実差圧とが不一致になり、異常が発生したと判定される。続いてブレーキを解除して車両が発進するとき、正常であれば車両は前進発進すべきところ、四方弁が固着故障して実差圧の正負が逆転していると車両は後進発進することになる。しかしながら、本実施の形態によれば、車両の発進前に異常を判定して警報を発することで、車両の予期せぬ異走を未然に防止することができる。

登り傾斜が強いと、無段変速機Ｔが正常に機能していてもクリープ力による前進発進時に車両が後ずさりする場合があるが、本実施の形態によれば、車両が登り傾斜によって後ずさりしたのか、無段変速機Ｔの異常によって後ずさりしたのかを的確に区別することができる。

図１０のフローチャートは異常判定の作用を纏めたものであり、先ずステップＳ１で駆動源トルク差圧算出手段Ｍ２によりエンジントルクを推定する。続くステップＳ２で第１変速部入力トルク算出手段Ｍ４により第１変速部入力トルクを算出する。低速モードにおける第１変速部入力トルクは、上述したようにエンジントルクと既知の定数とから算出可能であり、高速モードにおける第１変速部入力トルクはエンジントルクに一致する。

続くステップＳ３でシフトレンジ検出手段Ｓｃで検出したシフトレンジがＰレンジかＮレンジであれば本ルーチンを終了し、ＤレンジであればステップＳ４に移行する。ステップＳ４でモード判定手段Ｍ３により走行モードを判定し、低速モードの前進走行状態であれば、ステップＳ５で第１変速部入力トルクを参照し、第１変速部Ｔ１が駆動状態であって推定差圧が負値であるとき、ステップＳ６で第１、第２油圧検出手段Ｓａ，Ｓｂで検出した実差圧が負値であれば本ルーチンを終了し、正値であって推定差圧と不一致であれば、ステップＳ１０で警報を出力する。また前記ステップＳ５で第１変速部Ｔ１が被駆動状態であって推定差圧が正値であるとき、ステップＳ７で実差圧が正値であれば本ルーチンを終了し、負値であって推定差圧と不一致であれば、前記ステップＳ１０で警報を出力する。

また前記ステップＳ４で高速モードあるいは低速モードの後進走行状態であれば、ステップＳ８で第１変速部入力トルクを参照し、第１変速部Ｔ１が被駆動状態であって推定差圧が負値であるとき、前記ステップＳ６で実差圧が負値であれば本ルーチンを終了し、正値であって推定差圧と不一致であれば、前記ステップＳ１０で警報を出力する。また前記ステップＳ８で第１変速部Ｔ１が駆動状態であって推定差圧が正値であるとき、前記ステップＳ７で実差圧が正値であれば本ルーチンを終了し、負値であって推定差圧と不一致であれば、前記ステップＳ１０で警報を出力する。

また前記ステップＳ５あるいは前記ステップＳ８で第１変速部Ｔ１が無負荷状態であってトルク伝達していなければ、ステップＳ９で実差圧を参照し、実差圧の絶対値が第３所定値未満であれば本ルーチンを終了し、第３所定値以上であれば前記ステップＳ１０で警報を出力する。

以上のように、本実施の形態によれば、第１変速部Ｔ１におけるトルクの流れを検出するトルク検出手段のような特別のセンサを必要とせず、油圧アクチュエータ４５の第１、第２油圧検出手段Ｓａ，Ｓｂやシフトレンジ検出手段Ｓｃのような既存のセンサを利用して無段変速機Ｔの異常を判定することができるので、コストの削減に寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態のトロイダル変速機構はダブルキャビティ型のものであるが、シングルキャビティ型のものであっても良い。

また本発明の駆動源は実施の形態のエンジンＥに限定されず、モータ・ジェネレータやエンジンおよびモータ・ジェネレータの両方であっても良い。

１１ メインシャフト
１２ カウンタシャフト
１６ 第１減速ギヤ（出力部材）
２２ 入力ディスク
２３ 出力ディスク
２６ パワーローラ
３１ サンギヤ（第２要素）
３２ リングギヤ（第３要素）
３３ キャリヤ（第１要素）
３９ トラニオン
４５ 油圧アクチュエータ
５０ 第１油室
５１ 第２油室
Ｃ１ 高速モードクラッチ
Ｃ２ 低速モードクラッチ
Ｅ エンジン（駆動源）
Ｍ１ 差圧算出手段
Ｍ２ 駆動源トルク算出手段
Ｍ３ モード判定手段
Ｍ４ 第１変速部入力トルク算出手段
Ｍ５ 正常時差圧推定手段
Ｍ６ 異常判定手段
Ｍ７ 無負荷判定手段
Ｐ 遊星歯車機構
Ｓａ 第１油圧検出手段
Ｓｂ 第２油圧検出手段
Ｓｃ シフトレンジ検出手段
Ｔ１ 第１変速部
Ｔ２ 第２変速部
Ｗ 駆動輪

Claims (4)

1. 駆動源（Ｅ）に接続されたメインシャフト（１１）上に設けられた第１変速部（Ｔ１）と、駆動輪（Ｗ）に接続されたカウンタシャフト（１２）上に設けられた第２変速部（Ｔ２）とから成り、
   前記第１変速部（Ｔ１）は、
   前記メインシャフト（１１）と共に回転する入力ディスク（２２）と、前記メインシャフト（１１）に相対回転自在に支持されて前記カウンタシャフト（１２）に接続された出力ディスク（２３）と、前記入力ディスク（２２）および前記出力ディスク（２３）間に挟持された一対のパワーローラ（２６）と、前記一対のパワーローラ（２６）を支持する一対のトラニオン（３９）と、各々が第１、第２油室（５０，５１）を有して前記一対のトラニオン（３９）を駆動する一対の油圧アクチュエータ（４５）とを備え、前記一対の油圧アクチュエータ（４５）で前記一対のトラニオン（３９）を相互に逆方向に駆動し、前記一対のパワーローラ（２６）を揺動させて前記入力ディスク（２２）および前記出力ディスク（２３）との接触点の位置を変化させることで変速比を変更するトロイダル変速機構であり、
   前記第２変速部（Ｔ２）は、
   前記カウンタシャフト（１２）に相対回転自在に支持されて前記駆動輪（Ｗ）に接続された出力部材（１６）と；
   前記出力部材（１６）を前記カウンタシャフト（１２）に結合可能な高速モードクラッチ（Ｃ１）と；
   前記メインシャフト（１１）に接続された第１要素（３３）と、前記カウンタシャフト（１２）に接続された第２要素（３１）と、前記第１要素（３３）および前記第２要素（３１）に接続された第３要素（３２）とからなる遊星歯車機構（Ｐ）と；
   前記第３要素（３２リングギヤ）を前記出力部材（１６）に結合可能な低速モードクラッチ（Ｃ２）とを備え、
   前記高速モードクラッチ（Ｃ１）が係合して前記低速モードクラッチ（Ｃ２）が係合解除した高速モードでは、前記出力ディスク（２３）の回転が前記出力部材（１６）に直接伝達され、
   前記高速モードクラッチ（Ｃ１）が係合解除して前記低速モードクラッチ（Ｃ２）が係合した低速モードでは、前記第１変速部（Ｔ１）から前記第２変速部（Ｔ２）に伝達されたトルクの一部が該第１変速部（Ｔ１）に循環し、前記第１変速部（Ｔ１）の変速比を変更すると変速機全体の変速比の符号が正負間で変化する無段変速機において、
   少なくとも一つの前記油圧アクチュエータ（４５）の第１、第２油室（５０，５１）の油圧をそれぞれ検出する第１、第２油圧検出手段（Ｓａ，Ｓｂ）と、
   前記第１、第２油圧検出手段（Ｓａ，Ｓｂ）で検出した油圧の差圧を算出する差圧算出手段（Ｍ１）と、
   前記駆動源（Ｅ）のトルクを算出する駆動源トルク算出手段（Ｍ２）と、
   車両が高速モードおよび低速モードの何れで走行しているかを判定するモード判定手段（Ｍ３）と、
   前記駆動源トルク算出手段（Ｍ２）で算出したトルクに基づいて前記第１変速部（Ｔ１）に入力されるトルクを算出する第１変速部入力トルク算出手段（Ｍ４）と、
   前記車両のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段（Ｓｃ）と、
   前記第１変速部入力トルク算出手段（Ｍ４）で算出したトルク、前記シフトレンジ検出手段（Ｓｃ）で検出したシフトレンジおよび前記モード判定手段（Ｍ３）で判定した走行モードに基づいて前記差圧の正負を推定する正常時差圧推定手段（Ｍ５）と、
   前記正常時差圧推定手段（Ｍ５）で推定した差圧と前記差圧算出手段（Ｍ１）で算出した差圧とを比較して異常を判定する異常判定手段（Ｍ６）とを備えることを特徴とする、無段変速機における異常判定装置。
2. 前記正常時差圧推定手段（Ｍ５）は、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが低速モードの場合には、前記第１変速部（Ｔ１）の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは正常時の差圧を正値とし、前記第１変速部（Ｔ１）の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは、正常時の差圧を負値とすることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機における異常判定装置。
3. 前記正常時差圧推定手段（Ｍ５）は、シフトレンジが前進走行レンジで走行モードが高速モードの場合、あるいはシフトレンジが後進走行レンジの場合には、前記第１変速部（Ｔ１）の入力トルクが正の第２所定値よりも大きいときは正常時の差圧を正値とし、前記第１変速部（Ｔ１）の入力トルクが負の第１所定値よりも小さいときは、正常時の差圧を負値とすることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機における異常判定装置。
4. 前記第１変速部（Ｔ１）の入力トルクが前記第１所定値以上であって前記第２所定値以下である場合に該第１変速部（Ｔ１）が無負荷状態にあると判定する無負荷判定手段（Ｍ７）を備え、前記無負荷判定手段（Ｍ７）が前記負荷状態を判定したときに前記差圧算出手段（Ｍ１）により算出された差圧の絶対値が第３所定値以上であれば、前記異常判定手段（Ｍ６）は異常を判定することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の無段変速機における異常判定装置。

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