| 【発明の名称】 |
無段変速機の制御装置及び記録媒体 |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 良文
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| 【要約】 |
【課題】各種走行モードに応じて、頻繁に制御ゲインを調整する必要のない無段変速機の制御装置及び記録媒体を提供すること。
【解決手段】ステッフ゜100では、目標変速比ＴＲｔを演算し、目標プーリ位置ｘｔを求める。ステッフ゜110では、実変速比ＴＲｒを演算し、実プーリ位置ｘｒを求める。ステッフ゜120では、目標プライマリ油圧Ｆ／Ｆ項ＰＰ1を演算する。ステッフ゜130では、プライマリ油圧Ｆ／Ｂ項ＰＰ21を演算する。ステッフ゜140では、目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22を演算する。ステッフ゜150では、主補償器５４によるプライマリ油圧Ｆ／Ｂ項ＰＰ21に、プライマリ油圧Ｆ／Ｆ項演算部５２による目標プライマリ油圧Ｆ／Ｆ項ＰＰ1と、副補償器６２による目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22を加えて、目標プライマリ圧ＰＰ0を演算する。ステッフ゜160では、目標プライマリ圧ＰＰ0が発生する様に、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６を制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 無段変速機の変速比が、所定の目標値となるように、該無段変速機のプライマリ油圧とセカンダリ油圧の一方または両方を変化させてフィードバック制御を行う無段変速機の制御装置において、目標変速比に実変速比がほぼ追従している定常状態において、系に加わる外乱に対する応答を指定する主補償器と、該主補償器とは独立に、前記目標変速比が変化する場合に、該目標変速比に対する実変速比の過渡的な応答を指定する副補償器と、を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】 前記主補償器は、前記無段変速機の変速比ハンチング周波数に対応する周波数帯のゲインが低減していること特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項３】 前記主補償器におけるゲインを低減する周波数帯が、３〜５Ｈｚであること特徴とする請求項２に記載の無段変速機の制御装置。
【請求項４】 前記変速比に代えて、プーリ位置を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
【請求項５】 前記請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速機の制御装置による制御を実行させる手段を記憶していることを特徴とする記録媒体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用のベルト式無段変速機の変速等を電子的に制御する制御装置に関し、詳しくは、無段変速機のプーリ位置やプライマリ回転数を制御する無段変速機の制御装置及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の無段変速機においては、入力トルクに応じてセカンダリ油圧を設定するセカンダリ油圧制御系と、入力トルク及びセカンダリ油圧に応じて、所定の変速比を得るのに必要なプライマリ油圧を設定する変速比制御系とを有している。
【０００３】ここで、変速比制御系では、目標変速比を実現するために、対応する目標プーリ位置、あるいは目標プライマリ回転数が演算され、実値との偏差に基づいてフィードバック制御によるプライマリ油圧が演算される。また、一般には、無段変速機は、高ゲインのフィードバックをかけると、定常状態において、変速比がハンチングを起こし易くなるため、制御ゲインを小さくせざるを得なかった。
【０００４】このような状況のもとで、十分な応答性を得るために、キックダウン時や、急ブレーキ時等、目標変速比が急激に変化する場合には、制御ゲインを過渡的に増大させ、応答性を改善することが行われる。例えば、特許２５０５４２０号公報においては、急ブレーキ時には、通常の走行モードより制御ゲインを大きくし、変速比が大側に移動する速度を上げる手法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した先行技術においては、以下の様な不具合がある。
(１)各種走行モードごとに、制御ゲインを調整するために、制御ソフトウエアが複雑化する。
【０００６】(２)各モードごとに最適な制御ゲインを設定する必要があるために、制御ソフトウエアの開発に時間がかかる。つまり、従来では、変速制御の応答性及び安定性を共に確保するために、各種走行モード（発進、定常、キックダウン、手動変速、ブレーキなど）に応じて、頻繁に制御ゲインを切り換えなければならないという問題があった。
【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、各種走行モードに応じて、頻繁に制御ゲインを調整する必要のない無段変速機の制御装置及び記録媒体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】前記課題を解決するために、請求項１においては、無段変速機の変速比が、所定の目標値となるように、無段変速機のプライマリ油圧とセカンダリ油圧の一方または両方を変化させてフィードバック制御を行う無段変速機の制御装置において、目標変速比に実変速比がほぼ追従している定常状態において、系に加わる外乱に対する応答を指定する主補償器と、主補償器とは独立に、目標変速比が変化する場合に、目標変速比に対する実変速比の過渡的な応答を指定する副補償器と、を備えることを特徴とする無段変速機の制御装置を要旨とする。
【０００９】本発明では、例えば図１に示す様に、無段変速機（ＣＶＴ）の制御装置として、主補償器と（主補償器とは別に）副補償器とを備えており、主補償器では、系に加わる外乱に対する応答を指定し、副補償器では、目標変速比が変化する場合に、目標変速比に対する実変速比の過渡的な応答を指定する。
【００１０】例えば、目標変速比が一定の定常状態では、例えばアクセルペダルの瞬間的な操作があった場合には、それが外乱となって、例えば図２（ａ），（ｂ）に示す様に、実変速比が変動することが考えられる。そこで、本発明では、図２（ａ）に示す様に、実変速比の変動が速やかに定常状態に落ち着く様に、即ち十分な安定性が確保できる様に、主補償器を設計しておく。
【００１１】また、目標変速比がある定常状態から他の定常状態に変化する過渡状態の場合、即ち目標変速比が変化する場合には、例えば図２（ｃ），（ｄ）に示す様に、実変速比が変化することが考えられる。そこで、本発明では、図２（ｃ）に示す様に、実変速比の変動が速やかに新たな定常状態に落ち着く様に、即ち十分な応答性が確保できる様に、副補償器を設計しておく。
【００１２】これにより、外乱に対する応答特性（安定性）と目標変速比に対する応答特性（応答性）とを、従来の様に制御ゲインを切り換えることなく、独立に設定できる。つまり、本発明では、補償器を２自由度化することで、定常状態での安定性と、過渡状態での応答性とを共に確保することができる。
【００１３】従って、本発明では、各種走行モードごとに、制御ゲインを調整する必要がないために、制御ソフトウエアを簡易化することができる。また、各モードごとに最適な制御ゲインを設定する必要がないために、制御ソフトウエアの開発に時間がかからないという利点がある。
【００１４】請求項２の発明は、主補償器は、無段変速機の変速比ハンチング周波数に対応する周波数帯のゲインが低減していること特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置を要旨とする。本発明においては、特に、主補償器における、無段変速機の変速比ハンチング周波数に対応する周波数帯のゲインを低減し、定常状態における変速比のハンチングを防止するとともに、副補償器により、変速比が大きく変化するキックダウンや急ブレーキ時の変速応答性を、制御ゲインを切り換えること無く、共に向上することができる。
【００１５】つまり、無段変速機においては、例えば変速比が１．０〜１．５の低トルクの定常状態にて、フィードバック制御を行うと、実変速比が振動するハンチングが発生することが知られている。このハンチングは、制御系設計時に用いた（例えば１次の伝達関数で示される）モデルの誤差に起因するのではないかと考えられるが、例えばキックバック時などにおいて、フィードバック制御を行う際の周波数が、例えば４Ｈｚ（変速比ハンチング周波数）近傍で多く発生することが分かってきている。
【００１６】よって、本発明では、この変速比ハンチング周波数にて、変速比にハンチングが生じない様に、主補償器においては、例えば図１５に示す様に、その周波数帯のゲインを小さく設定している。それにより、定常状態においてフィードバク制御を行う際の変速比のハンチングを防止することができる。
【００１７】また、この様にゲインを小さく設定することで、その周波数帯における過渡状態の際の応答性が低下するが、本発明では、この応答性の低下を防止するために、副補償器を、過渡状態の際に十分な応答性を確保できる様に設定している。つまり、本発明では、ハンチングを、制御系設計時に用いたモデルの誤差に起因するととらえ、主補償器のゲインの周波数整形を行い、ハンチング周波数のモードを励起しなくすることで、定常状態での安定性を実現できる。また、副補償器の作用により、目標変速比が大きく変化するときの応答性を確保できる。
【００１８】請求項３の発明は、主補償器におけるゲインを低減する周波数帯が、３〜５Ｈｚであること特徴とする請求項２に記載の無段変速機の制御装置を要旨とする。本発明は、前記請求項２の発明を例示したものであり、例えばバンドストップフィルタを用いて、この周波数帯における主補償器のゲインを低減することにより、変速比のハンチングを効果的に防止することができる。
【００１９】尚、この周波数帯にてハンチングが発生する変速比（プライマリ回転数ＮＰ／セカンダリ回転数ＮＳ）としては、０．７〜２．０の範囲が挙げられるが、１．０〜１．５の場合に、その発生の可能性が高い。請求項４の発明は、変速比に代えて、プーリ位置を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機の制御装置を要旨とする。
【００２０】本発明では、前記請求項１〜３のいずれかにおいて、変速比をプーリ位置に置き換えたものである。つまり、後に実施例にて示す様に、通常は、目標変速比を目標プーリ位置に置き換え、実変速比を実プーリ位置に置き換えて制御を行なっているので、ここでは、より具体的に示したものである。
【００２１】この変速比に代えてプーリ位置を採用した場合でも、対応する各請求項の発明の効果を奏する。請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速機の制御装置による制御を実行させる手段を記憶している記録媒体である。
【００２２】例えば記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した無段変速機の制御装置の制御を実行させることができる例えばプログラム等の手段を記憶したものであれば、特に限定はない。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の無段変速機の制御装置の好適な実施の形態を、例（実施例）を挙げて図面に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）
ａ）まず、本実施例の無段変速機の制御装置を、図３の無段変速機ユニットの概略構成図に基づいて説明する。
【００２４】本実施例の無段変速機の制御装置を備えた車両は、図３に示す様に、エンジンＥを動力源とし、この駆動力を、発進デバイス２（トルクコンバータ、電磁クラッチ、湿式多板クラッチ等）、前後進切り替え機構（図示しない）、プライマリプーリ４、金属ベルト６、セカンダリプーリ８を介して駆動輪に伝達している。
【００２５】詳しくは、無段変速機１０は、可動円錐盤１２と固定円錐盤１４とからなる駆動側のプライマリプーリ４（駆動プーリに相当する。）、可動円錐盤１６と固定円錐盤１８とからなる従動側のセカンダリプーリ８（従動プーリに相当する。）、駆動側のプライマリプーリシリンダ２０、従動側のセカンダリプーリシリンダ２２、およびプライマリプーリ４とセカンダリプーリ８との間に掛け渡された金属ベルト６、エンジンＥにより駆動されるオイルポンプ２４、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８、エンジンＥからのトルクの伝達を調整するトルクコンバータ等の発進デバイス２を備えている。
【００２６】制御装置３０は、電子制御回路から成るコントロールユニット３２、プライマリプーリ４の回転数を検出するプライマリ回転センサ３４、セカンダリプーリ８の回転数を検出するセカンダリ回転センサ３６、エンジンＥへの吸入空気量を調整するスロットル開度を検出するスロットル開度センサ３８、およびエンジンＥの回転数を検出するエンジン回転センサ４０を備えている。
【００２７】コントロールユニット３２は、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成され、前記プライマリ回転センサ３４、セカンダリ回転センサ３６、スロットル開度センサ３８、およびエンジン回転センサ４０の検出データに基づいて目標変速比を設定し、この目標変速比となるように、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６を調整して、オイルポンプ２４にて発生しプライマリプーリシリンダ２０に供給される油圧を制御している。
【００２８】また、コントロールユニット３２は、金属ベルト６がスリップを生じないように、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８を調整して、オイルポンプ２４にて発生しセカンダリプーリシリンダ２０に供給される油圧を制御している。つまり、コントロールユニット３２は、各種センサ信号をもとに、目標変速比を演算し、金属ベルト６がスリップすることなく、実変速比が目標変速比に一致するように、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８及びプライマリ油圧制御アクチュエータ２６を駆動し、変速制御を行う。
【００２９】ｂ）次に、コントロールユニット３２により実行される詳細な制御を、図４，図５の制御ブロック図により説明する。
■まず、セカンダリ油圧制御系を図４に基づいて説明する。ここでは、セカンダリプーリシリンダ２２のセカンダリ油圧制御アクチュエータ２８の調整を実行して、セカンダリプーリ８に対して金属ベルト６が滑らないように、可動円錐盤１６と固定円錐盤１８との挟持力を十分に発生させるための制御処理を示している。
【００３０】この内、入力トルク推定部４２および目標セカンダリ油圧演算部４４はコントロールユニット３２のＣＰＵが実行するプログラムとして実現されている。また、セカンダリ油圧制御器４６は、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８を駆動するための駆動回路である。
【００３１】制御が開始されると、入力トルク推定部４２は、スロットル開度センサ３８から検出されたスロットル開度θとエンジン回転センサ４０から検出されたエンジン回転数ＮＥとに基づいて、図６に示すエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度θと入力トルクＴｉｎとの関係を表すマップから入力トルクＴｉｎを推定する。この入力トルクＴｉｎは、エンジンＥで発生し、エンジンＥから発進デバイス２を介して無段変速機１０へ入力されるトルクである。
【００３２】次に、目標セカンダリ油圧演算部４４が、入力トルク推定部４２にて求められた入力トルクＴｉｎと、後述する目標変速比設定部４８にて求められた目標変速比ＴＲｔとに基づいて、目標セカンダリ油圧ＰＳｔを演算する。この目標セカンダリ油圧ＰＳｔは、金属ベルト６がセカンダリプーリ８に対してスリップすること無くトルクを伝達できる油圧であり、図７に示す３次元マップから求められる。
【００３３】こうして求められた目標セカンダリ油圧ＰＳｔの信号に基づいて、セカンダリ油圧制御器４６にて、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８が駆動制御され、ベルトスリップしないセカンダリ油圧ＰＳが実現する。つまり、入力トルク推定部４２は、センサ信号に基づき、無段変速機１０に入力されるトルクを推定し、目標セカンダリ油圧演算部４４は、推定入力トルクＴｉｎ及び目標変速比ＴＲｔに基づき、ベルトスリツプすることなくトルク伝達できるための目標セカンダリ油圧ＰＳｔを演算し、セカンダリ油圧制御器４６は、目標セカンダリ油圧ＰＳｔが発生されるように、セカンダリ油圧制御アクチュエータ２８を駆動する。
【００３４】■次に、プライマリ油圧制御系を図５に基づいて説明する。ここでは、駆動側のプライマリプーリシリンダ２０のプライマリ油圧制御アクチュエータ２６の調整を実行して、プライマリプーリ４に対して、セカンダリプーリ８との間で金属ベルト６を介して行われる変速を、目標変速比ＴＲｔにする制御処理を示している。
【００３５】この内、目標変速比設定部４８、変速比−プーリ位置変換部５０、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部５２、主補償器５４、実変速比検出部５８、変速比−プーリ位置変換部６０、および副補償器６２は、コントロールユニット３２のＣＰＵが実行するプログラムとして実現されいる。また、プライマリ油圧制御器５６は、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６を駆動するための駆動回路である。尚、以下では、フィードフォワードをＦ／Ｆ、フィードバックをＦ／Ｂと記すことがある。
【００３６】制御が開始されると、目標変速比設定部４８は、スロットル開度センサ３８から検出されるスロットル開度θ、およびセカンダリ回転センサ３６から検出されるセカンダリ回転数ＮＳ等の、各種センサから得られる無段変速機１０および無段変速機１０を駆動するエンジンＥの状態に基づいて、所定のマップ（図示せず）から目標変速比ＴＲｔを求める。
【００３７】次に、この目標変速比ＴＲｔ、目標セカンダリ油圧ＰＳｔ、および入力トルクＴｉｎとに基づいて、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部５２は、目標プライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1の演算を行う。この演算は、まず、目標セカンダリ油圧ＰＳｔに基づいて、図８に示す、予め測定されているセカンダリ油圧ＰＳと入力トルクＴｉｎとの関係を表すテーブルにより、セカンダリプーリ１６にて金属ベルト２２がスリップせずに伝達可能な最大トルクＴｍａｘが求められる。次に入力トルクＴｉｎと最大トルクＴｍａｘとの比から、トルク比Ｔｉｎ／Ｔｍａｘが演算される。
【００３８】次に、このトルク比Ｔｉｎ／Ｔｍａｘから、図９に示すプライマリ油圧フィードフォワード項演算マップに基づいて、該当する変速比ＴＲのラインから油圧比（プライマリ油圧ＰＰ／セカンダリ油圧ＰＳ）を求め、この油圧比と目標セカンダリ油圧ＰＳｔとの積を計算し、その値をプライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1とする。
【００３９】具体的には、例えばトルク比Ｔｉｎ／Ｔｍａｘ＝０．２５、目標変速比ＴＲｔ＝２．０であった場合には、図９に示すごとく、油圧比（ＰＰ／ＰＳ）＝０．４１が求まり、ＰＰ1＝０．４１・ＰＳｔにて、プライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1が求まる。なお、図９は一例であり、無段変速機１０の種類により異なるマップとなる。
【００４０】一方、目標変速比設定部４８で得られた目標変速比ＴＲｔは、変速比−プーリ位置変換部５０により目標プーリ位置ｘｔ、すなわちプライマリプーリ１０の可動円錐盤１２の目標位置ｘｔに変換される。次に、実変速比検出部５８が、実際に無段変速機１０のプライマリ回転センサ３４とセカンダリ回転センサ３６との検出から得られるプライマリ回転数ＮＰおよびセカンダリ回転数ＮＳの比（ＮＰ／ＮＳ）から実変速比ＴＲｒを得、変速比−プーリ位置変換部６０が、この実変速比ＴＲｒを実プーリ位置ｘｒ、すなわち、プライマリプーリ４の可動円錐盤１２の実位置ｘｒに変換する。
【００４１】変速比−プーリ位置変換部５０からの目標プーリ位置ｘｔと変速比−プーリ位置変換部６０からの実プーリ位置ｘｒとの偏差ｅｒｒが演算されて、この偏差ｅｒｒが主補償器５４に入力する。主補償器５４では、この偏差ｅｒｒに基づいて、偏差ｅｒｒが０となるように、プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21を演算して出力する。つまり、この主補償器５４は、速やかに偏差を０として、定常状態における安定性を確保することができるように、後述する様にして設計してある。
【００４２】また、副補償器６２は、目標変速比ＴＲｔが大きく変化する過渡状態の場合の実変速比ＴＲｒの応答を改善するための目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22を演算する。つまり、副補償器６２は、過渡状態の場合に、新たな目標変速比ＴＲｔに速やかに収束するように、後述する様にして設計してある。
【００４３】尚、目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22については、ここではフィードフォワード項として記載されているが、等価変換により、フィードバック項として記載することも可能である。そして、主補償器５４にて求められたプライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21と、副補償器６２にて求められた目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22とが加算されて、目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ2が求まる。
【００４４】更に、この目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ2に、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部５２にて求められたプライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1が加算され、目標プライマリ油圧ＰＰ0とされる。従って、この目標プライマリ油圧ＰＰ0の信号に基づいて、プライマリ油圧制御器５６にて、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６が駆動制御され、ベルトスリップしないプライマリ油圧ＰＰが実現するとともに、無段変速機１０の実変速比ＴＲｒが目標変速比ＴＲｔへ向けて調整される。
【００４５】ｃ）以下、上述した制御系の設計手順について、図１０〜図１３に基づいて説明する。
■まず、図１０に示す様な制御系を構成する。主補償器（Ｃ１）１０は、目標プーリ位置ｘｔと実プーリ位置ｘｒの偏差ｅｒｒに基づいて、目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21を、下記式(１)の様に演算する。
【００４６】
ＰＰ21＝Ｋｐ1・ｅｒｒ＋Ｋｉ1・∫ｅｒｒ＋Ｋｄ1・ｄｅｒｒ …(１)但し、∫ｅｒｒは偏差の積分、ｄｅｒｒは偏差の微分を示す。ここで、Ｋｐ1，Ｋｉ1，Ｋｄ1は、図１０において、外乱ｄを故意に目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21に加算したときに、実プーリ位置ｘｒが目標プーリ位置ｘｔの値に速やかに復帰する様にチューニングする。
【００４７】この様子を図１１に示すが、本実施例では、外乱ｄが入力した場合に、図１１の実線で示す様な復帰となるように、Ｋｐ1，Ｋｉ1，Ｋｄ1の値を設定する。
■次に、図１２に示す様な制御系を構成する。主補償器５４は、前記■項にてチューニングされたパラメータ（Ｋｐ1，Ｋｉ1，Ｋｄ1）を用いる。
【００４８】副補償器（Ｃ２）６２は、目標プーリ位置ｘｔに基づき目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ22を、下記式(２)の様に演算する。
ＰＰ22＝Ｋｐ2・ｘｔ＋Ｋｄ2・(ｄ/ｄｔ)・ｘｔ …(２)ここで、Ｋｐ2，Ｋｄ2は、目標プーリ位置ｘｔがステップ状に変化した場合に、実プーリ位置ｘｒが速やかに追従する様にチューニングする。
【００４９】この様子を図１３に示すが、本実施例では、目標プーリ位置ｘｔがステップ状に変化した場合に、図１３の実線で示す様な復帰となるように、Ｋｐ2，Ｋｄ2の値を設定する。
ｄ）次に、本実施例における制御処理を、図１４のフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】ステップ１００では、スロットル開度信号θ、セカンダリ回転数ＮＳなどの車両の運転状況に応じた、望ましい変速比（目標変速比）ＴＲｔを演算し、これを対応するプーリ位置に変換し、目標プーリ位置ｘｔを求める。ステップ１１０では、プライマリ回転数ＮＰ、セカンダリ回転数ＮＳから、その比（ＮＰ／ＮＳ）である実変速比ＴＲｒを演算し、これを対応するプーリ位置に変換し、実プーリ位置ｘｒを求める。
【００５１】ステップ１２０では、各動作状態における目標セカンダリ油圧ＰＳｔ、入力トルクＴｉｎに対し、目標変速比ＴＲｔを定常的に実現するプライマリ油圧ＰＰを与えるマップ（図９参照）を検索し、目標プライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1を演算する。
【００５２】ステップ１３０では、以下に示す前記式(１)を用いて、プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21を演算する。
ＰＰ21＝Ｋｐ1・ｅｒｒ＋Ｋｉ1・∫ｅｒｒ＋Ｋｄ1・ｄｅｒｒ …（１）
ステップ１４０では、以下に示す前記式(２)を用いて、目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22を演算する。
【００５３】
ＰＰ22＝Ｋｐ2・ｘｔ＋Ｋｄ2・(ｄ/ｄｔ)・ｘｔ …（２）
ステップ１５０では、下記式(3)を用いて，目標プライマリ圧ＰＰ0を演算する。
ＰＰ0＝ＰＰ1＋ＰＰ21＋ＰＰ22 …(３)ステップ１６０では、目標プライマリ圧ＰＰ0が発生する様に、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６を制御する。
【００５４】この様に、本実施例では、外乱に対する安定性を確保するための主補償器５４とは独立に、例えば目標値がステップ状に変化する過渡時における応答性を確保するための副補償器６２を備えている。従って、本実施例では、主補償器５４によるプライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21に、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部５２による目標プライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1を加えるだけでなく、副補償器６２による目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22を加える。
【００５５】それにより、外乱に対する安定性を確保できるだけでなく、過渡状態における応答性をも確保することができる。従って、本実施例では、各種走行モードごとに、制御ゲインを調整する必要がないために、制御ソフトウエアを簡易化することができる。また、各モードごとに最適な制御ゲインを設定する必要がないために、制御ソフトウエアの開発に時間がかからないという利点がある。
（実施例２）次に、実施例２について説明する。
【００５６】本実施例は、請求項２の発明にかかる実施例であり、前記実施例１と同様な部分の説明は省略する。本実施例においては、ハード構成は、前記実施例１と同様である。また、制御系の基本構成は、前記図５に示す構成と同様に、定常状態に対する外乱応答を指定する主補償器５４と、過渡状態に対する応答性を指定する副補償器６２とを備えている。
【００５７】ａ）まず、本実施例の制御系の設計手順について説明する。本実施例においては、特に無段変速機１０の変速比ハンチング現象を回避しつつ、十分な応答性を確保することを目的としている。つまり、本実施例では、ハンチングを、制御系設計時に用いたモデルに誤差に起因するととらえ、主補償器５４のゲインの周波数整形を行い、ハンチング周波数のモードを励起しなくすることで、定常状態での安定性をはかる。
【００５８】■具体的には、まず、前記図１０に示した様な制御系を構成する。主補償器（Ｃ１）５４は、目標プーリ位置ｘｔと実プーリ位置ｘｒの偏差ｅｒｒに基づいて、目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21を、下記式(４)の様に演算する。
【００５９】
ＰＰ21＝Ｇ1(ｓ)ｅｒｒ …(４)但し、Ｇ1(ｓ)は主補償器５４の伝達関数表現である。Ｇ1(ｓ)は、無段変速機１０のハンチング周波数ｆ0に対応する帯域でのゲインが、図１５に示すが如く低下する様に設計する。これにより、定常状態で、例えば変速比が０．７〜２．０（又は１．０〜１．５）変速比がハンチングする不具合を回避できる。
【００６０】この様な主補償器５４は、バンドストップフィルタを用いて、構成できるし、また後述する（実施例３参照）が如く、Ｈ∞制御の混合感度問題として、設計もできる。このＧ1(ｓ)の効果を、外乱応答を例に取って図１６に示すが、本実施例では、図１６の実線で示す様に、外乱があった場合でも、ハンチングを起こすことなく、速やかに目標プーリ位置に収束する。
【００６１】■次に、前記図１２に示した様な制御系を構成する。ここで、主補償器５４は、前記■項にてチューニングされたＧ1(ｓ)を用いる。Ｇ1(ｓ)は、無段変速機１０のハンチング周波数ｆ0に対応する帯域でのゲイン小さくなっているが、ハンチング周波数ｆ0は通常数Ｈｚオーダーの値（例えば４Ｈｚ近傍）であり、この帯域でのゲイン小さくなっていると、変速比が大きく変わるキックダウンなどの変速における実プーリ位置の応答性が不足する。
【００６２】つまり、ハインチング周波数ｆ0付近のゲインが小さい場合Ａとそうでない場合Ｂとを比較すると、入力信号が主補償器５４に入った場合、主補償器５４により、入力信号のｆ0付近の周波数成分が取り除かれるので、Ａでは、出力信号にはｆ0付近の周波数成分がなくなり、立ち上がりの遅い信号となる。これに対して、Ｂでは、そのようなことはないので、Ａの出力信号に比べて立ち上がりが遅い。よって、Ｂに比べてＡは応答性が悪いのである。
【００６３】そこで、副補償器（Ｃ２）６２を用いて、実プーリ位置の応答性を改善する。具体的には、副補償器６２は、目標プーリ位置ｘｔに基づき目標プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ22を、下記式(５)の様に演算する。
ＰＰ22=Ｋｐ2・ｘｒ＋Ｋｄ2・(ｄ/ｄｔ)・ｘｒ …(５)ここで、Ｋｐ2,Ｋｄ2は、目標プーリ位置ｘｔがステップ状に変化した場合に、実プーリ位置ｘｒが速やかに追従する様にチューニングする。
【００６４】この様子を図１７に示すが、本実施例では、図１７の実線で示す様に、目標プーリ位置ｘｔがステップ状に変化した場合でも、実プーリ位置ｘｒを速やかに目標プーリ位置ｘｔに収束させることができる。
ｂ）次に、本実施例における制御処理を説明するが、基本的には、前記図１４のフローチャートと同様であるので、図１４を参照して説明する。
【００６５】ステップ１００では、スロットル開度信号θ、セカンダリ回転数ＮＳなどの車両の運転状況に応じた、望ましい変速比（目標変速比）ＴＲｔを演算し、これを対応するプーリ位置に変換し、目標プーリ位置ｘｔを求める。ステップ１１０では、プライマリ回転数ＮＰ、セカンダリ回転数ＮＳから、実変速比ＴＲｒを演算し、これを対応するプーリ位置に変換し、実プーリ位置ｘｒを求める。
【００６６】ステップ１２０では、各動作状態における目標セカンダリ油圧ＰＳｔ、入力トルクＴｉｎに対し、目標変速比ＴＲｔを定常的に実現するプライマリ油圧ＰＰ与えるマップを検索し、目標プライマリ油圧フィードフォワード項ＰＰ1を演算する。
【００６７】ステップ１３０では、以下に示す前記(４)を用いて、プライマリ油圧フィードバック項ＰＰ21が演算される。
ＰＰ21＝Ｇ1(ｓ)ｅｒｒ …（４）
ステップ１４０では、以下に示す前記式(５)を用いて、目標プライマリ油圧過渡補償項ＰＰ22が演算される。
【００６８】
ＰＰ22＝Ｋｐ2・ｘｒ＋Ｋｄ2・(ｄ/ｄｔ)・ｘｒ …（５）
ステップ１５０では、以下に示す前記式(３)を用いて目標プライマリ圧ＰＰ0が演算される。
ＰＰ0＝ＰＰ1＋ＰＰ21＋ＰＰ22 …（３）
ステップ１６０では、目標プライマリ圧ＰＰ0が発生する様に、プライマリ油圧制御アクチュエータ２６を制御する。
【００６９】本実施例では、特に、主補償器５４において、変速比ハンチングが生じ易い周波数帯におけるゲインを低減している。それにより、定常状態においてフィードバク制御を行う際の変速比のハンチングを防止することができる。また、この様にゲインを小さく設定することで、その周波数帯における過渡状態の際の応答性が低下するが、本実施例では、この応答性の低下を防止するために、副補償器６２を、過渡状態の際に十分な応答性を確保できる様に設定している。
【００７０】つまり、本実施例では、ハンチングを、制御系設計時に用いたモデルの誤差に起因するととらえ、主補償器５４のゲインの周波数整形を行い、ハンチング周波数のモードを励起しなくすることで、定常状態での安定性を実現できる。また、副補償器６２の作用により、目標変速比が大きく変化するときの応答性を確保できる。
【００７１】尚、ハンチングの生ずる変速比としては、変速比（ＮＰ／ＮＳ）が１．０〜１．５が考えられるが、０．７〜２．０の範囲でもハンチングが生ずる可能性がある。
（実施例３）次に、実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な箇所の説明は省略する。
【００７２】本実施例は、Ｈ∞制御の混合感度問題に基づく主補償器の構成例である。ここでは、文献「Ｈ∞制御の実プラントへの応用（計測自動制御学会編Ｐ１〜Ｐ２３）」の記載に基づいて、主補償器の構成例を述べる。無段変速機のプライマリ油圧から、変速比（あるいは対応するプーリ位置）までの伝達関数をＰ(ｓ)とすると、Ｐ(ｓ)は下記式(６)の様に書き直せる。
【００７３】
Ｐ(ｓ)＝(１＋Ｑ(ｓ))・Ｐｎ(ｓ) …(６)ここで、、Ｐ(ｎ)は、Ｐ(ｓ)の（振動的なモードを含まない）低次元近似伝達関数であり、Ｑ(ｓ)は、Ｐ(ｓ)の（振動的なモードを含む）高次元の残余伝達関数である。
【００７４】Ｑ(ｓ)は、一般に、図１８のボード線図に示す様に、Ｐ(ｓ)で無視された振動モードでピークを取る関数形を有する。ここで、図中に示す様に、下記式(７)で示す伝達関数ＷＴ(ｓ)を選ぶことができる。
【００７５】
【数１】
【００７６】但し、ωは周波数ここで、先出の文献によれば、Ｑ(ｓ)なる残余伝達関数が存在しても、図１９に示すフィードバック系が安定となるためには、下記式(８)が成立すればよい。
【００７７】
【数２】
【００７８】尚、Ｇ1は、主補償器５４の伝達関数表現である。また、低周波域においては、目標プーリ位置ｘｔに対する実プーリ位置ｘｒの追従性を良くするために、【００７９】
【数３】
【００８０】但し、ａは必要とする制御系の応答性が決まる値、ρは調整パラメータ【００８１】
【数４】
【００８２】として、下記式(９)が、なるべく大きなρに対して成立する様にすればよい。
【００８３】
【数５】
【００８４】以上をまとめると、Ｑ(ｓ)なる残余伝達関数が存在しても、図１９のフィードバック系が安定で、かつ目標プーリ位置ｘｔに対する実プーリ位置ｘｒの追従を、なくべく良くするためには、前記式(７)と式(９)が、なるべく大きなρに対して成立する様なＧ1(ｓ)を求めればよい。
【００８５】尚、このＧ1(ｓ)の計算は、例えばMathworks社製の制御系ＣＡＤ「Matlab、Robust Control tool box」を用いれば可能である。尚、本発明は上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。
【００８６】例えば前記実施例では、無段変速機の制御装置について述べたが、この装置による制御を実行させる手段を記憶している記録媒体も、本発明の範囲である。例えば記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。
【００８７】つまり、上述した無段変速機の制御装置の制御を実行させることができる例えばプログラム等の手段を記憶したものであれば、特に限定はない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】足立 勉
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１２６７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７０６０ |
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