JP6670620B2 - 車両用無段変速機の異常判定装置及び異常時対応装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用無段変速機の異常、特に、車両を急減速させる異常を判定する、車両用無段変速機の異常判定装置及びこれを用いた異常時対応装置に関するものである。

無段変速機の故障を判定するために種々の技術が開発されている。
例えば特許文献１には、車両用のベルト式無段変速機において、変速比異常が継続したら、プーリに供給する作動油の油圧を制御するソレノイドバルブが異常状態であると判定する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両用の無段変速機において変速制御系が故障すると、変速比をいきなり最Ｌｏｗ近辺の大きな変速比に向けてダウンシフト変速指令が出されることもあり得る点に着目し、これを回避するための技術が提案されている。この技術では、無段変速機の変速制御に供されるライン圧が、無段変速機の変速比毎のライン圧設定値を越えている場合、変速制御のメイン制御系が異常な状態であるとサブ制御系が判断し、ライン圧がライン圧設定値を越えた時の変速比を維持するように制御する。

特開２０１３−２１７４４３号公報 特開平１１−３０３２７号公報

特許文献２に記載されているように、変速比がいきなり最Ｌｏｗ近辺に変化すると、強いエンジンブレーキ状態になって車両が急減速する。このため、車両の走行安定性の低下を招くおそれがあり、このとき、ブレーキスイッチがオフでブレーキランプが点灯しない状況であると、後続車のドライバはこの急減速を速やかに認識できないおそれがある。

特許文献２の技術は、このような点に着目したものであるが、無段変速機の変速制御に供されるライン圧情報が得られないと、具体的には、メイン制御系がライン圧ソレノイドへ指示するライン圧ソレノイド駆動デューティが得られないと、異常を判定することができない。
そこで、メイン制御系以外の制御系統からの情報や、無段変速機に装備されたセンサ類の情報を用いて、変速制御のメイン制御系の異常等に起因して、ブレーキ操作を行なわないにも関わらず車両が急減速するような異常な状況を速やかに判定できるようにしたい。

本発明は、このような課題を解決するために創案されたもので、車両用無段変速機において異常が生じて、ブレーキ操作を行なわないにも関わらず車両が急減速する場合に、これを速やかに確実に判定して異常に対応することができるようにした、車両用無段変速機の異常判定装置及びこれを用いた異常時対応装置を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明の車両用無段変速機の異常判定装置は、車両の駆動源に接続され、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、これらのプーリに掛け回された無端状の動力伝達部材とを有するバリエータと、外部制御手段の指令に基づいて前記バリエータの変速比を制御する変速制御手段と、を有し、前記変速比の変化速度を予め設定された上限値を超えないように前記変速比を制御する無段変速機において、この無段変速機の急減速異常を判定する無段変速機の異常判定装置であって、前記無段変速機の選択レンジを検出するレンジ検出手段と、前記プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転検出手段と、前記セカンダリプーリの回転速度を検出するセカンダリプーリ回転検出手段と、前記駆動源への出力要求操作を検出する出力要求操作検出手段と、前記車両のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度及び前記セカンダリプーリ回転検出手段により検出された前記セカンダリプーリの回転速度から変速比を算出する変速比算出手段と、前記レンジ検出手段，前記セカンダリプーリ回転検出手段，前記出力要求操作検出手段及び前記ブレーキ操作検出手段からの情報に基づいて、前進走行レンジが選択されていること、前記セカンダリプーリの回転速度が第１の所定値以上であること、及び、出力要求操作もブレーキ操作もされていないこと、の全てが成立したら、許可条件が成立したと判定する許可条件判定手段と、前記許可条件判定手段により許可条件が成立したと判定されたら、前記変速比算出手段により検出された変速比の変化速度が前記上限値を超えたことである第１仮判定条件と前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度の変化速度が第２の所定値を超えたことである第２仮判定条件との少なくとも何れかを含む異常仮判定条件が成立したか否かを判定する異常仮判定手段と、前記異常仮判定手段により異常仮判定条件が成立したと判定されたら、前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度が前記外部制御手段から指令された前記プライマリプーリの目標回転速度から高速側に所定差以上乖離したことである異常確定条件が成立したか否かを判定し、異常確定条件が成立したら前記急減速異常の状態であると確定する異常確定手段とを有することを特徴としている。
なお、前記異常仮判定条件は、前記第１仮判定条件と前記第２仮判定条件との少なくとも何れかを含むものであり、前記第１仮判定条件と前記第２仮判定条件との何れか一方を含むものであればよいが、前記第１仮判定条件と前記第２仮判定条件との両方を含むものであれば、より好ましい。

（２）前記異常確定手段は、異常確定条件が成立したか否かを前記異常仮判定成立後の所定時間内に実行することが好ましい。
（３）前記異常仮判定手段は、前記第１仮判定条件及び前記第２仮判定条件が共に成立したら前記異常仮判定条件が成立したと判定することが好ましい。
（４）前記第１仮判定条件は、前記変速比の変化速度が前記上限値を超えている状態が第１設定時間以上継続したことであり、前記第２仮判定条件は、前記プライマリプーリの回転速度の変化速度が第２の所定値を超えている状態が第２設定時間以上継続したことであり、前記異常確定条件は、前記プライマリプーリの回転速度が前記プライマリプーリの目標回転速度から高速側に所定差以上乖離した状態が前記所定時間よりも短い設定時間以上継続したことであることが好ましい。

（５）また、本発明の車両用無段変速機の異常時対応装置は、上記の無段変速機の異常判定装置と、前記異常判定装置により、前記無段変速機が前記急減速異常の状態であることが判定されたら、前記バリエータの変速比のロー側へのシフトを抑制する又は前記無段変速機をニュートラル状態にする異常時対応制御を実施する対応制御手段と、を有することを特徴としている。

（６）前記対応制御手段は、前記異常判定装置により、前記無段変速機が前記急減速異常の状態であることが判定されたら、ブレーキランプを点灯させることが好ましい。

本発明によれば、前記変速比の変化速度が上限値を超えたこと、プライマリプーリの回転速度の変化速度が第２の所定値を超えたこと、の少なくとも何れか（好ましくは両方）を含む異常仮判定条件が成立したら、プライマリプーリの回転速度が外部制御手段から指令された目標回転速度から高速側に所定差よりも大きく乖離したことである異常確定条件が成立したか否かを所定時間内に判定し、異常確定条件が成立したら急減速異常の状態であると確定する。したがって、確実かつ速やかに急減速異常の状態を判定することができ、この急減速異常に速やかに対応することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置及び異常時対応装置を説明する車両のパワートレイン及びその制御系統を示す模式的構成図である。 本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置の判定手法を説明する変速線図である。 本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置の判定手法を説明するタイムチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置及び異常時対応装置の手順を説明するフローチャートであり、（ａ）はメインルーチンを示し、（ｂ），（ｃ）はサブルーチンフローを示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することや適宜組み合わせることが可能である。
また、以下の説明では、回転速度について、回転数と表記するが、これらはいずれも単位時間当たりの回転数であるので、回転速度と同等である。

［１．パワートレインの構成］
図１は本実施形態にかかる車両用無段変速機が装備された電動車両のパワートレイン及びその制御系統を示す模式的構成図である。図１に示すように、本車両は、エンジン（内燃機関）１と、モータジェネレータ（発電機能付き電動モータ、以下、略してＭＧともいう）２と、前後進切替機構４とバリエータ（無段変速機構）５とを有する自動変速機としての無段変速機（以下、ＣＶＴともいう）３と、第１クラッチ（ＣＬ１）６と、第２クラッチ（ＣＬ２）７と、ディファレンシャルギア８と、駆動輪９，９と、を備えた、ハイブリッド車両として構成されている。

つまり、このハイブリッド車両は、エンジン１とＭＧ２との間に第１クラッチ６を備えており、走行モードとして、第１クラッチ６の締結によるＨＥＶモードと、第１クラッチ６の解放によるＥＶモードと、を有している。ＨＥＶモードには、エンジン１のみを動力源として走行するエンジン単独走行モードと、エンジン１のトルクに加えてＭＧ２のトルクを付加する併用走行モードとを有している。
また、第２クラッチ７は、ＭＧ２とＣＶＴ３内のバリエータ５との間に設けられている。

エンジン１の出力軸とＭＧ２の入力軸とは、トルク容量可変の第１クラッチ６を介して連結されている。また、ＭＧ２の出力軸と無段変速機３の入力軸とが前後進切替機構４（第２クラッチ７）を介して連結されている。ＣＶＴ３の出力軸はディファレンシャルギア８を介して駆動輪９，９と連結されている。

ＨＥＶモードにおいては、第１クラッチ６が係合され、ＣＶＴ３では、第１クラッチ６を介して入力されるエンジン１の動力と、ＭＧ２から入力される動力を合成してクラッチ７を介して入力されて、これを変速して駆動輪９，９へ出力する。また、ＥＶモードにおいては、第１クラッチ６が解放され、無段変速機３では、クラッチ７を介してモータジェネレータ２から入力される動力を変速して駆動輪９，９へ出力する。

［２．パワートレインの制御系の構成］
次に、このようなパワートレインの制御系を説明する。
図１に示すように、本車両には、制御系統として、パワートレイン全体を制御する統合制御装置（ＨＣＭ，Hybrid Control Module）１０と、ＨＣＭ１０の制御下でＣＶＴ５を制御する自動変速機制御装置（ＡＴＣＵ，Automatic transmission Control Unit）３０と、ＡＴＣＵ３０を監視する監視装置４０とが備えられている。なお、ＨＣＭ１０，ＡＴＣＵ３０，監視装置４０は、いずれも中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等を備えたマイクロコンピュータで構成される。

ＨＣＭ１０は、車両の種々の制御を行なう機能を有し、特に、エンジン１を制御する機能（エンジン制御部）１１と、モータジェネレータ２を制御する機能（モータ制御部）１２と、を有し、エンジン１とモータジェネレータ２とを統合制御する。また、ＨＣＭ１０は、ＡＴＣＵ３０に、例えばＣＶＴ３の目標変速比ＲＡＴＩＯｔや目標プライマリ回転数Ｎpri_t等の変速に係る指令情報を出力する。

ＨＣＭ１０は、シフトレバー（図示略）のシフトポジションを検知しシフトポジションに応じたシフトレンジ信号を出力するインヒビタスイッチ（ＩＨＳＷ）９１、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）９２、後述のバリエータ５のプライマリプーリ５１の実回転数（実プライマリ回転数）Ｎpri_ｒを検出するプライマリプーリ回転センサ９３、後述のバリエータ５のセカンダリプーリ５２の実回転数（実セカンダリ回転数）Ｎsec_ｒを検出するセカンダリプーリ回転センサ９４、スロットルバルブの開度（スロットル開度）ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ９５、ブレーキペダル（図示略）の操作の有無（オンオフ）を検出するブレーキスイッチ９６等が接続され、これらのセンサ類から検出情報が入力される。また、ＡＴＣＵ３０及び監視装置４０にも、これらの検出情報が適宜入力される。

ＨＣＭ１０では、目標プライマリ回転数Ｎpri_tを、例えば、アクセル開度ＡＰＯ、車速Ｖsp及びブレーキ信号などの情報に基づいて設定する。なお、車速Ｖspはセカンダリプーリ回転数Ｎsecから算出できる。また、ＨＣＭ１０では、運転者がシフトレバーなどを操作することによりダウンシフト又はアップシフトを要求すると、車速Ｖspに応じて目標プライマリ回転数Ｎpri_tを増大又は減少するように設定する。

第１クラッチ６は、エンジン１をモータジェネレータ２に連結或いはモータジェネレータ２から切り離すものであり、例えば湿式多板摩擦クラッチ或いは乾式クラッチが適用される。第１クラッチ６は、図示しない油圧ユニットにより生成される第１クラッチ油圧によって、係合，解放が制御される。また、油圧ユニットは、ＨＣＭ１０からの走行モードに応じた制御指令に基づきＡＴＣＵ３０により制御される。

ＨＣＭ１０は、車速Ｖsp、加減速度、運転者のアクセルペダル操作、車両駆動用バッテリ２０の充電状態などに基づいて、エンジン１の車両駆動力が必要か否かを判定し、走行モードを選定して、第１クラッチ６の状態を設定する。エンジン１の車両駆動力が必要であれば、第１クラッチ６を係合させＨＥＶモードとし、エンジン１の車両駆動力が必要でなければ、第１クラッチ６を解放させＥＶモードとする。

第２クラッチ７は、遊星ギヤ４Ａによる前後進切替機構４に設けられた前進クラッチ７ａと後退ブレーキ７ｂとが適用されている。つまり、前進走行時には、前進クラッチ７ａが第２クラッチ７とされ、後退走行時には、後退ブレーキ７ｂが第２クラッチ７とされる。これらの前進クラッチ７ａ，後退ブレーキ７ｂにも、例えば湿式多板摩擦クラッチが適用される。前進クラッチ７ａ，後退ブレーキ７ｂも、図示しない油圧ユニットにより生成される第２クラッチ油圧によって、完全係合，スリップ係合（スリップ状態），解放が制御される。

［３．ＣＶＴ及びその制御系の構成］
ＣＶＴ３は、上記の前後進切替機構４とバリエータ５とを備え、バリエータ５は、プライマリプーリ５１と、セカンダリプーリ５２と、これらのプーリ５１，５２に掛け回されたベルト又はチェーンといった無端状の動力伝達部材（以下、ベルトと称する）５３とを備えている。

ＡＴＣＵ３０は、前記第１クラッチ６の油圧と、前後進切替機構４の前進クラッチ７ａ，後退ブレーキ７ｂの油圧と、バリエータ５のプライマリプーリ５１の油圧（プライマリプーリ圧）及びセカンダリプーリ５２の油圧（セカンダリプーリ圧）とを、それぞれ設定し、油圧ユニットの電磁弁のソレノイド（プライマリプーリ圧に関してはプライマリソレノイド、セカンダリプーリ圧に関してはセカンダリソレノイド）の制御により、設定した各油圧を生成し供給する。

ＡＴＣＵ３０は、第２クラッチ７（前進クラッチ７ａ，後退ブレーキ７ｂ）については、完全係合状態（締結状態）と完全解放状態（開放状態）とを切り替える遷移時には、スリップ係合を用い、複数の摩擦板を滑らせながら完全係合状態と完全解放状態とを円滑に切り替える。また、特に急発進や再加速等の高負荷で発進や加速をする場合を想定して、第２クラッチ７をスリップ係合させる第３の走行モード〔以下、ＷＳＣ（Wet Start Clutch）走行モードという〕を備え、ＷＳＣ走行モードが選択されたら、ＡＴＣＵ３０は第２クラッチ７をスリップ係合制御する。

また、ＡＴＣＵ３０は、プライマリプーリ圧及びセカンダリプーリ圧に関しては、バリエータ５の目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔを設定して、ベルト５３に滑りが発生せずに且つ目標変速比を達成するように、プライマリプーリ圧及びセカンダリプーリ圧を制御する。このときの目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔは、ＨＣＭ１０からの目標プライマリ回転数Ｎpri_tを達成できるように設定される。

また、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒを急変させるとベルト５３に滑りが発生するおそれがあるので、ＡＴＣＵ３０は、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急変しないように、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒを目標プライマリ回転数Ｎpri_tが急変した場合にも、変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｔが予め設定された上限値を超えないように緩やかに変化させていく。この場合の上限値は、アクセル開度ＡＰＯやスロットル開度ＴＶＯ等のバリエータ５の伝達トルクに相関する量に基づいて設定される。

監視装置４０は、ＡＴＣＵ３０の制御機能（演算機能）に異常が生じるなど、ＣＶＴ３に異常が生じて、ブレーキ操作を行なわないにも関わらず車両が急減速し、何らかの対策が必要となるような異常な状況を判定するために、ＡＴＣＵ３０への入力情報と、ＡＴＣＵ３０からの出力情報とを監視する。つまり、図２に示すように、監視装置４０は、ＨＣＭ１０からＡＴＣＵ３０に入力される目標プライマリ回転数Ｎpri_tを取得し、ＡＴＣＵ３０による制御結果（出力情報）である実プライマリ回転数Ｎpri_r及び実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒをプライマリプーリ回転センサ９３及びセカンダリプーリ回転センサ９４からの情報に基づいて取得する。そして、これらの目標プライマリ回転数Ｎpri_t及び実プライマリ回転数Ｎpri_r，実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒに基づいて、異常判定を行なう。

監視装置４０では、この異常判定を行なうにあたり、予め設定された許可条件が成立したか否かを判定し、許可条件が成立したら異常判定を行なう。また、異常判定では、異常仮判定条件が成立したか否かを判定し、この異常仮判定条件が成立したら、異常確定条件が成立したか否かを判定する、２段階での異常判定を行なう。また、異常を判定したら、これに対応する制御を行なう。
このため、監視装置４０には、機能要素として、許可条件判定部（許可条件判定手段）４１、異常仮判定部（異常仮判定手段）４２、異常確定部（異常確定手段）４３、対応制御部（対応制御手段）４４がそれぞれ設けられている。

ここで、許可条件判定部４１が判定を行なう許可条件を説明する。
この許可条件は、ブレーキ操作を行なわないにも関わらず車両が急減速するようなＡＴＣＵ３０の異常が発生する前提条件に相当し、許可条件には以下の（ａ）〜（ｄ）の各条件が設けられている。これらの（ａ）〜（ｄ）の各条件が何れも成立したら許可条件が成立する。
（ａ）前進走行レンジが選択されていること
（ｂ）セカンダリプーリの回転数Ｎsecが所定値以上であること
（ｃ）出力要求操作がされていないこと
（ｄ）ブレーキ操作がされていないこと

条件（ａ）はＩＨＳＷ９１から出力されるシフトレンジ信号に基づき判定することができ、シフトレンジ信号がＰ，Ｎ，Ｒレンジ以外（例えばＤレンジ）であれば条件が成立する。
条件（ｂ）はセカンダリプーリ回転センサ９４から出力される検出信号に基づき判定することができる。セカンダリプーリ回転数Ｎsecは車速Ｖspに対応するものであり、条件（ｂ）は車速が第１の所定値以上あることに相当する。
条件（ｃ）はアクセルポジションセンサ９２から出力される検出信号に基づき判定することができる。条件（ｃ）は車両がコースト走行状態であることに相当する。
条件（ｄ）はブレーキスイッチ９６から出力される信号に基づき判定することができる。条件（ｄ）はドライバがブレーキによる減速を意図しておらず車両のブレーキランプも点灯していないことに相当する。

つまり、この許可条件は、図３の変速線図に示すように、最Ｈｉｇｈの変速線上で変速比が制御されるコースト走行中（図中、太線で記載したコースト線に沿った走行）、即ち、条件（ａ）〜（ｄ）を満たす前進コースト走行中であることに相当する。

異常仮判定部４２は、許可条件が成立したら、異常仮判定条件が成立したか否かを判定する。この異常仮判定条件には、以下の第１仮判定条件〔条件（１）〕及び第２仮判定条件〔条件（２）〕が設けられ、これら２つの仮判定条件が何れも成立すれば異常仮判定条件が成立する。
（１）実変速比の変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓを超えた状態が第１設定時間以上継続したこと
（２）プライマリプーリの回転数Ｎpri_ｒの変化速度が閾値〔第２の所定値（正の値）〕Ｎpri_ｄを超えた状態が第２設定時間以上継続したこと

異常確定部４３は、異常仮判定条件が成立したら、異常確定条件が成立したか否かを異常仮判定条件の成立後の所定時間内に判定する。所定時間内に限定して判定するのは、条件（１）及び条件（２）の異常仮判定と条件（３）の異常確定とをリンクさせるためである。つまり、異常仮判定の状況下で異常確定を行なうことを狙ったものである。

この異常確定条件には以下の条件（３）が設けられている。
（３）実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差よりも大きく乖離した状態が予め設定された設定時間以上継続したこと、つまり、次式（Ａ）のように、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒから目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔを減算した値が正の所定値（所定差）Ｎpri_DSよりも大きいこと
Ｎpri_ｒ−Ｎpri_ｔ＞Ｎpri_DS・・・（Ａ）

ここで、条件（１）〜（３）について、図２〜図４を参照して説明する。
図２に示すように、ＡＴＣＵ３０では、ＨＣＭ１０から目標プライマリ回転数Ｎpri_tが入力されると、これに基づいて、目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔを設定し、プライマリソレノイドへの指示（ＰＲＩＳＯＬ指示）及びセカンダリソレノイドへの指示（ＳＥＣＳＯＬ指示）を行なう。この結果として、実プライマリ回転数Ｎpri_rが得られる。

通常、実プライマリ回転数Ｎpri_rは目標プライマリ回転数Ｎpri_tに追従するため、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離した状態となることはない。したがって、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離したら〔式（Ａ）が成立したら〕、ＡＴＣＵ３０の演算部が故障している可能性がある。

しかし、前記のように、ＡＴＣＵ３０は、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急変しないように、目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｔが予め設定された上限値を超えないように変化させていくので、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒを目標プライマリ回転数Ｎpri_ｔが急激に減少した場合には、式（Ａ）が成立し、条件（３）が成立しうる。

つまり、アクセルペダルが踏み戻しされアクセル開度ＡＰＯが急激に０に低下すると、許可条件が成立すると共に、目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔが急減速するのに対して、ＡＴＣＵ３０は、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急変しないように、目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔを与えるため、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの低下は緩やかになり、式（Ａ）が成立する状態になりうる。

例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速要求していて実プライマリ回転数Ｎpri_ｒが高い状態からアクセル離しをする状況では、目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔ及び実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが高い状態から、目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔが一気に低下するのに対して、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒは緩やかに低下することになる。

このため、条件（３）のみによって、ＡＴＣＵ３０の故障を含むＣＶＴ３系の異常を確定するには、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの急変抑制制御による実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔへの追従の遅れと、異常とを切り分けるために、式（Ａ）が成立する状態が上記の追従遅れの時間以上継続することを確認しなければならず時間がかかる。

また、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に乖離を始めた直後には、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSまで大きくは乖離しないので、式（Ａ）が成立するまでにも時間がかかる。したがって、式（Ａ）が成立するまでの時間及びその後追従遅れの時間以上継続することを確認するまでの時間がかかることになる。

一方、条件（１）について説明すると、ＡＴＣＵ３０による目標変速比ＲＡＴＩＯ_ｔの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｔを上限値以内に抑える制御が実施されていれば、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒは上限値付近以内に抑えられる。したがって、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが上限値付近の閾値ＲＡＴＩＯ_Ｓを超えたらＡＴＣＵ３０の故障を含むＣＶＴ３の異常の可能性が考えられる。

実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓを超えたことを判定する場合、プライマリプーリ回転センサ９３及びセカンダリプーリ回転センサ９４で検出された実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒ及び実セカンダリプーリ回転数Ｎsec_ｒを用いて実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒを算出し更に変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒを算出する。ただし、両リプーリ回転センサ９３，９４の何れか一方でも読み取り精度が粗いと瞬間的に実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが大きくなる場合が考えられる。そこで、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ＲＡＴＩＯ_Ｓを超えた状態が第１設定時間以上継続したことを条件としている。なお、センサ９３，９４の読み取り精度の影響を排除して検出値の信頼性を確保するだけなので、第１設定時間は短時間で十分である。

また、条件（２）について説明すると、図３に示すように、コースト走行中には最Ｈｉｇｈの変速線に沿うコースト線上で変速比が制御されるので、車速Ｖspの低下と共に実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが低下し、低車速領域では、車速Ｖspの低下と共に実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒは緩やかに低下するか或いは略一定を保持する。

実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの変化速度が閾値Ｎpri_ｄを超えたことを判定する場合、正の増加閾値Ｎpri_ｄを設定し、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの単位時間の増加量ΔＮpri_ｒがこの増加閾値Ｎpri_ｄを超えたかを判定する。この場合も、プライマリプーリ回転センサ９３で検出された実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒを用いる。上記のように、プライマリプーリ回転センサ９３の読み取り精度が粗いと瞬間的に実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが増加する場合が考えられる。そこで、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの増加量ΔＮpri_ｒが増加閾値Ｎpri_ｄを超えた状態が第２設定時間以上継続したことを条件としている。ただし、センサ９３の読み取り精度の影響を排除して検出値の信頼性を確保するだけなので、第２設定時間は短時間で十分である。

なお、上述のように、異常確定条件が成立したか否かを異常仮判定条件の成立後の所定時間内に判定するように設定しているが、異常確定が判定されるまで、即ち、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが大きく変化するまでには一定の時間を要するので、第１設定時間や第２設定時間が短いと、異常仮判定が成立してからも異常確定が判定されるまでに時間を要することになり、上記所定時間も長くとることになる。そこで、第１設定時間や第２設定時間を、この異常確定が判定されるまでに要する時間を考慮して、検出値の信頼性を確保する最小限度の時間よりも長く設定し、検出値の信頼性を高めると共に、上記所定時間を短くして、確実に異常仮判定の状況下で異常確定を行なうようにしても良い。

コースト走行中に、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急激に最Ｌｏｗ近辺に変化し、エンジンブレーキ状態になって車両が急減速する状況では、変速比は、例えば図３に太破線で示すように急激に変化する。この場合、直ぐに、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓを超えて条件（１）が成立し、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの変化速度（単位時間当たりの増加量ΔＮpri_ｒ）が第２の所定値（増加閾値）Ｎpri_ｄを超えて条件（２）が成立するようになる。

図４は、コースト走行中に、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急激に最Ｌｏｗに向けて変化し、エンジンブレーキ状態になって車両が急減速する状況を示すタイムチャートであり、コースト走行中の時点ｔ１で、ＡＴＣＵ３０に異常が生じて、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急激に最Ｌｏｗに向けて変化し、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが急激に増加する。そして、時点ｔ２で、条件（１）及び条件（２）が成立し、この時点ｔ２から所定時間が経過する時点ｔ５までの所定時間の範囲で条件（３）の判定を実施する。ここでは、その後の時点ｔ３で実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離した状態となって、時点ｔ４で条件（３）が成立する。

このように、ＡＴＣＵ３０の異常等により、対策が必要な異常（即ち、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒが急激に最Ｌｏｗ近辺に変化し、エンジンブレーキ状態になって車両が急減速し、何らかの対策が必要となる異常）が発生したら、条件（１），（２）については速やかに判定を完了できるが、条件（３）については、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSまで大きく乖離しなければ判定することはできない。

また、この条件（３）の場合も、プライマリプーリ回転センサ９３で検出された実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒを用いる。上記のように、プライマリプーリ回転センサ９３の読み取り精度が粗いと瞬間的に実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に大きく乖離する場合が考えられる。そこで、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離した状態が設定時間以上継続したことを条件としている。ただし、この設定時間は、車輪のスリップや路面凹凸等の外乱による一時的な回転数変化の影響を排除して検出値の信頼性を確保する必要があるので、設定時間はこれ応じた時間とする。

したがって、条件（１），（２）が何れも成立したら、異常が発生したと仮判定し、その後、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に乖離して、この乖離が所定差Ｎpri_DSを上回るまで大きくなって、条件（３）が何れも成立したら、上記の対策が必要な異常が発生したと確定する。

上記のアクセル離しに起因して実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に乖離する場合には、ＡＴＣＵ３０が正常であれば条件（１），（２）が何れも成立しない。このため、条件（１），（２）が何れも成立し、異常が発生したと仮判定したら、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きくなったら速やかに異常を確定することができる。

逆に、条件（１）及び（２）が成立したとしても、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離しない場合は、異常判定はしない。これは、条件（１）及び（２）が成立して異常を仮判定しても、これだけでは「対策の必要な異常」とは言えず、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒが目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔから高速側に所定差Ｎpri_DSよりも大きく乖離してはじめて「対策の必要な異常」と判定できるからである。

対応制御部４４では、異常確定部４３で異常確定の判定がされたら、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒのロー側へのシフトを抑制する制御又はＣＶＴ３をニュートラル状態にする対応制御を実施し、車両の急減速を抑制する。また、対応制御部４４は、異常確定の判定がされたら、ブレーキランプを点灯させ、後続車に減速を認識さえるようにしてもよい。

〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態に係る車両用無段変速機の異常判定装置及び異常時対応装置は、上述のように構成されているので、例えば、図５（ａ）〜（ｃ）のフローチャートに示すように、異常判定を実施し、異常時対応制御を実施することができる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）のフローチャートは、車両のキースイッチが入れられると、異常確定が判定されるまで或いはキースイッチが切られるまで、所定の制御周期で実施される。

図５（ａ）に示すように、まず、条件（ａ）〜（ｄ）の許可条件の判定処理を実施する（ステップＳ１０）。そして、許可条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ２０）、許可条件が成立しなければリターンし、許可条件が成立したら、条件（１），（２）の異常仮判定条件の判定処理を実施する（ステップＳ３０）。この異常仮判定条件の判定処理については後述する。

次に、異常仮判定条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ４０）、異常仮判定条件が成立しなければリターンし、異常仮判定条件が成立したら、条件（３）の異常確定条件の判定処理を実施する（ステップＳ５０）。この異常確定条件の判定処理については後述する。そして、異常確定条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ６０）、異常確定条件が成立しなければリターンし、異常確定条件が成立したら、異常確定とし（ステップＳ８０）、異常時対応制御を実施する（ステップＳ８０）。

異常時対応制御は、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒのロー側へのシフトを抑制する制御又はＣＶＴ３をニュートラル状態にする対応制御を実施する。また、ブレーキランプを点灯させ、後続車に減速を認識させるようにしてもよい。

ステップＳ３０の異常仮判定条件の判定処理は、図５（ｂ）に示すように行うことができる。なお、図５（ｂ）中に、Ｆ１，Ｆ２は制御フラグであり、フラグＦ１は条件（１）が成立すると１になり成立しないと０になり、フラグＦ２は条件（２）が成立すると１になり成立しないと０になる。また、ＴＭ１，ＴＭ２はタイマ値であり、タイマ値ＴＭ１は条件（１）の第１設定時間のカウントに対応し、タイマ値ＴＭ２は条件（２）の第２設定時間のカウントに対応する。

異常仮判定条件の判定では、まず、フラグＦ１が０か否か、即ち、条件（１）が成立していないか否かを判定する（ステップＳ３０２）。フラグＦ１が０であれば、条件（１）を判定する。

まず、実変速比の変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。実変速比の変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓよりも大きければ、タイマ値ＴＭ１をカウントアップし（ステップＳ３０６）、タイマ値ＴＭ１が第１設定時間に対応する閾値ＴＭ１_Ｓ以上になったか否かを判定する（ステップＳ３１０）。
タイマ値ＴＭ１が閾値ＴＭ１_Ｓ以上であれば、フラグＦ１を１にセットし（ステップＳ３１２）、ステップＳ３１４以降の条件（２）の判定に移行する。

実変速比の変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓよりも大きくなければ、フラグＦ２を０にし、タイマ値ＴＭ１，ＴＭ２を何れも０にリセットし（ステップＳ３０８）、リターンする。このステップＳ３０８において、フラグＦ２を０にするのは、条件（１），（２）が同時的に（時間的に一部でも重複して）成立することを条件とする処理である。つまり、フラグＦ２が１、即ち、条件（２）が成立した時に、フラグＦ１が１でもなく、実変速比の変化速度ΔＲＡＴＩＯ_ｒが閾値ΔＲＡＴＩＯ_Ｓより大きくもなければ、条件（１），（２）が同時的には成立し得ないので、異常仮条件の判定は初期状態に戻すのである。

ステップＳ３１４では、フラグＦ２が０か否か、即ち、条件（２）が成立していないか否かを判定する。フラグＦ２が０であれば、条件（２）を判定する。フラグＦ２が１であれば、異常仮判定条件成立とする（ステップＳ３２６）。

まず、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの変化速度（単位時間当たりの増加量）ΔＮpri_ｒが第２の所定値（増加閾値）Ｎpri_Sよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１６）。増加量ΔＮpri_ｒが増加閾値Ｎpri_Sよりも大きければ、タイマ値ＴＭ２をカウントアップし（ステップＳ３１８）、タイマ値ＴＭ２が第２設定時間に対応する閾値ＴＭ２_Ｓ以上になったか否かを判定する（ステップＳ３２２）。
タイマ値ＴＭ２が閾値ＴＭ２_Ｓ以上であれば、フラグＦ２を１にセットし（ステップＳ３２４）、異常仮判定条件成立とする（ステップＳ３２６）。

一方、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの増加量ΔＮpri_ｒが増加閾値Ｎpri_ｄよりも大きくなければ、フラグＦ１を０にし、タイマ値ＴＭ１，ＴＭ２を何れも０にリセットし（ステップＳ３２０）、リターンする。このステップＳ３２０において、フラグＦ１を０にするのは、ステップＳ３０８と同様に、条件（１），（２）が同時的に（時間的に一部でも重複して）成立することを条件とする処理である。つまり、フラグＦ１が１、即ち、条件（２）が成立した時に、フラグＦ２が１でもなく、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの増加量ΔＮpri_ｒが増加閾値Ｎpri_Sより大きくもなければ、条件（１），（２）が同時的には成立し得ないので、異常仮条件の判定は初期状態に戻すのである。

ステップＳ５０の異常確定条件の判定処理は、図５（ｃ）に示すように行うことができる。なお、ＴＭはタイマ値であり、タイマ値ＴＭは条件（３）の設定時間のカウントに対応する。

まず、実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒから目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔを減算した値（Ｎpri_ｒ−Ｎpri_ｔ）が正の所定値Ｎpri_DSよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５０２）。減算値（Ｎpri_ｒ−Ｎpri_ｔ）が所定値Ｎpri_DSよりも大きくなければ、タイマ値ＴＭを０にリセットし（ステップＳ５０６）、リターンする。

減算値（Ｎpri_ｒ−Ｎpri_ｔ）が所定値Ｎpri_DSよりも大きければ、タイマ値ＴＭをカウントアップし（ステップＳ５０４）、タイマ値ＴＭが設定時間に対応する閾値ＴＭ_Ｓ以上になったか否かを判定する（ステップＳ５０８）。タイマ値ＴＭが閾値ＴＭ_Ｓ以上にならなければリターンし、タイマ値ＴＭが閾値ＴＭ_Ｓ以上になったら異常を確定する（ステップＳ５１０）。

したがって、本実施形態の車両用無段変速機の異常判定装置によれば、異常発生直後から判定可能な異常仮判定条件（１），（２）から異常を仮判定し、これにより異常の仮判定がされたら、異常発生から判定開始可能になるまでにタイムラグはあるが、対応が必要な異常を確実に判定できる異常確定条件（３）から異常を確定し、特に、異常確定条件（３）による異常確定のための時間（設定時間）は、検出値の信頼性を確保するための時間のみにできるので、異常発生から異常確定までの時間を短縮することができる。

つまり、条件（３）のみによって、ＡＴＣＵ３０の故障を含むＣＶＴ３の異常を確定するには、実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒの急変抑制制御による実プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｒの目標プライマリプーリ回転数Ｎpri_ｔへの追従の遅れと、異常とを切り分けるために、減算値（Ｎpri_ｒ−Ｎpri_ｔ）が所定値Ｎpri_DSよりも大きい状態が上記の追従遅れの時間以上継続することを確認しなければならず時間がかかる。
本装置では、このような確認時間が不要となるので、異常が発生したら速やかに異常を確定することができる。

そして、異常が発生したら、速やかに、異常時対応制御、例えば、バリエータ５の実変速比ＲＡＴＩＯ_ｒのロー側へのシフトを抑制する制御又はＣＶＴ３をニュートラル状態にする制御を実施し、車両の急減速を抑制することができ、車両の走行性能を確保することができる。また、速やかに、ブレーキランプを点灯させ、後続車に減速を認識さえるようにすることもできる。

〔５．その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態を本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、異常仮判定条件の条件（１），（２）の何れも成立したら異常仮判定条件が成立したとしており、異常仮判定をより確実に行なうようにしているが、条件（１），（２）の何れかが成立したら異常仮判定条件が成立したと設定することもできる。

また、上記実施形態では、車両としてハイブリッド車両を例示したが、ＡＴＣＵ３０にバリエータ５の変速比を制御するための指令をする、ＨＣＭ１０に相当する外部制御手段があれば、エンジンのみで走行する車両や、電動モータのみで走行する車両にも適用しうる。

１ エンジン（内燃機関）
２ モータジェネレータ（ＭＧ）
３ 無段変速機（ＣＶＴ）
４ 前後進切替機構
５ バリエータ（無段変速機構）
６ 第１クラッチ
７ 第２クラッチ
７ａ 第２クラッチとしての前進クラッチ
７ｂ 第２クラッチとしての後退ブレーキ
８ ディファレンシャルギア
９ 駆動輪
１０ 統合制御装置（ＨＣＭ，Hybrid Control Module）
３０ 自動変速機制御装置（ＡＴＣＵ，Automatic transmission Control Unit）
４０ 監視装置
４１ 許可条件判定部（許可条件判定手段）
４２ 異常仮判定部（異常仮判定手段）
４３ 異常確定部（異常確定手段）
４４ 対応制御部（対応制御手段）
５１ プライマリプーリ
５２ セカンダリプーリ
５３ 無端状の動力伝達部材（ベルト）
９１ インヒビタスイッチ（ＩＨＳＷ）
９２ アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）
９３ プライマリプーリ回転センサ
９４ セカンダリプーリ回転センサ
９５ スロットル開度センサ
９６ ブレーキスイッチ

Claims (6)

1. 車両の駆動源に接続され、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、これらのプーリに掛け回された無端状の動力伝達部材とを有するバリエータと、外部制御手段の指令に基づいて前記バリエータの変速比を制御する変速制御手段と、を有し、前記変速比の変化速度を予め設定された上限値を超えないように前記変速比を制御する無段変速機において、
   この無段変速機の急減速異常を判定する無段変速機の異常判定装置であって、
   前記無段変速機の選択レンジを検出するレンジ検出手段と、
   前記プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリプーリ回転検出手段と、
   前記セカンダリプーリの回転速度を検出するセカンダリプーリ回転検出手段と、
   前記駆動源への出力要求操作を検出する出力要求操作検出手段と、
   前記車両のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度及び前記セカンダリプーリ回転検出手段により検出された前記セカンダリプーリの回転速度から変速比を算出する変速比算出手段と、
   前記レンジ検出手段，前記セカンダリプーリ回転検出手段，前記出力要求操作検出手段及び前記ブレーキ操作検出手段からの情報に基づいて、前進走行レンジが選択されていること、前記セカンダリプーリの回転速度が第１の所定値以上であること、及び、出力要求操作もブレーキ操作もされていないこと、の全てが成立したら、許可条件が成立したと判定する許可条件判定手段と、
   前記許可条件判定手段により許可条件が成立したと判定されたら、前記変速比算出手段により検出された変速比の変化速度が前記上限値を超えたことである第１仮判定条件と前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度の変化速度が第２の所定値を超えたことである第２仮判定条件との少なくとも何れかを含む異常仮判定条件が成立したか否かを判定する異常仮判定手段と、
   前記異常仮判定手段により異常仮判定条件が成立したと判定されたら、前記プライマリプーリ回転検出手段により検出された前記プライマリプーリの回転速度が前記外部制御手段から指令された前記プライマリプーリの目標回転速度から高速側に所定差以上乖離したことである異常確定条件が成立したか否かを判定し、異常確定条件が成立したら前記急減速異常の状態であると確定する異常確定手段とを有する
   ことを特徴とする、車両用無段変速機の異常判定装置。
2. 前記異常確定手段は、異常確定条件が成立したか否かを前記異常仮判定成立後の所定時間内に実行する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用無段変速機の異常判定装置。
3. 前記異常仮判定手段は、前記第１仮判定条件及び前記第２仮判定条件が共に成立したら前記異常仮判定条件が成立したと判定する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用無段変速機の異常判定装置。
4. 前記第１仮判定条件は、前記変速比の変化速度が前記上限値を超えている状態が第１設定時間以上継続したことであり、
   前記第２仮判定条件は、前記プライマリプーリの回転速度の変化速度が第２の所定値を超えている状態が第２設定時間以上継続したことであり、
   前記異常確定条件は、前記プライマリプーリの回転速度が前記プライマリプーリの目標回転速度から高速側に所定差以上乖離した状態が前記所定時間よりも短い設定時間以上継続したことである
   ことを特徴とする、請求項２又は請求項２を引用する請求項３に記載の車両用無段変速機の異常判定装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の無段変速機の異常判定装置と、
   前記異常判定装置により、前記無段変速機が前記急減速異常の状態であることが判定されたら、前記バリエータの変速比のロー側へのシフトを抑制する又は前記無段変速機をニュートラル状態にする対応制御手段と、を有する
   ことを特徴とする、車両用無段変速機の異常時対応装置。
6. 前記対応制御手段は、前記異常判定装置により、前記無段変速機が前記急減速異常の状態であることが判定されたら、ブレーキランプを点灯させる
   ことを特徴とする、請求項５記載の車両用無段変速機の異常時対応装置。

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