JP2000002322A

JP2000002322A - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP2000002322A
Application number: JP16853098A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kidokoro; 仁城所; Itsuro Muramoto; 逸朗村本; Yasushi Narita; 靖史成田; Kazuhiro Takeda; 和宏竹田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】オーバーシュートなどの不具合防ぎながら、
変速制御の精度を向上させる。【解決手段】ステップモータ４に駆動される油圧制御
機構を介して制御される変速機構とを備えて変速比を連
続的に変更する無段変速機１０と、運転状態に応じた目
標変速比に実際の変速比が一致するようにステップモー
タ４を駆動するフィードバックループの伝達関数が、所
定の規範モデルに一致ないし近似する前置補償器８０を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機の変速
制御装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に用いられる無段変速機としては、
Ｖベルト式やトロイダル型等の無段変速機が従来から知
られており、これら無段変速機の変速制御としては、例
えば、本願出願人が提案した特願平９−３１２０４８号
等がある。

【０００３】これは、油圧制御機構を備えた無段変速機
の変速制御を、ＰＩＤ（比例、積分、微分）制御などの
電子的フィードバックによって行う場合に、無段変速機
の運転状態、すなわち、変速比に加えて、油圧制御機構
に加わる作動油の油圧と油温等を加味してフィードバッ
クゲインを決定することで、無段変速機の状態変化に応
じた変速特性を補償するものである。

【０００４】このフィードバックループは、図１８に示
すような、電子的フィードバック系からの指令値ｕに応
動するステップモータが、油圧制御装置を介してトラニ
オンを駆動して変速を行うと、トラニオンの軸方向変位
ｙとパワーローラの傾転角φ（＝変速比ＲＡＴＩＯ）
が、プリセスカムを主体とするメカニカルフィードバッ
ク機構によって変速制御弁へフィードバックされる構成
となっているトロイダル型無段変速機に上記ＰＩＤ制御
を適用した場合、このときのフィードバック制御の閉ル
ープは、図１６（Ａ）のように表すことができ、閉ルー
プの伝達関数Ｗ（ｓ）は、図１６（Ｂ）にも示すよう
に、

【０００５】

【数１】

【０００６】として表すことができる。

【０００７】ただし、λ₁、λ₂、λ₃は、上記伝達関数
の極を表す所定の定数である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、上記図１６（Ｂ）に示した閉ループの伝達関
数を、外乱抑制特性が向上するように設定した場合、図
１７に示すように、目標値ｒ２＝目標変速比ＲｅｆＲＡ
ＴＯに対して実際の変速比ＲＡＴＩＯがオーバーシュー
トする場合があるなど、好ましい特性が得られない場合
があった。

【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、オーバーシュートなどの不具合を防ぎなが
らも、制御精度を向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、アクチュ
エータに駆動される油圧制御機構を介して制御される変
速機構とを備えて変速比を連続的に変更する無段変速機
と、運転状態に応じて前記無段変速機の目標変速比を演
算するとともに、実際の変速比と目標変速比の偏差に基
づいて、実際の変速比が目標変速比に一致するように前
記アクチュエータを駆動するフィードバック制御手段と
を備えた無段変速機の変速制御装置において、前記フィ
ードバック制御手段は、目標変速比から実変速比までの
伝達関数が、所定の規範モデルに一致ないし近似する前
置補償器を備える。

【００１１】また、第２の発明は、アクチュエータに駆
動される油圧制御機構を介して制御される変速機構とを
備えて変速比を連続的に変更する無段変速機と、運転状
態に応じて前記無段変速機の目標変速比を演算するとと
もに、実際の変速比と目標変速比の偏差に基づいて、実
際の変速比が目標変速比に一致するように前記アクチュ
エータを駆動するフィードバック制御手段と、運転状態
に応じてフィードフォワードによる目標変速比に基づい
て前記アクチュエータを駆動するフィードフォワード制
御手段と、所定の運転状態に応じて前記フィードバック
制御手段とフィードフォワード制御手段を制御ゲインの
変更により切り換える切換手段とを備えた無段変速機の
変速制御装置において、前記フィードバック制御手段
は、目標変速比から実変速比までの伝達関数が、所定の
規範モデルに一致ないし近似する前置補償器と、前記切
換手段がフィードフォワード制御手段を選択したときに
は前置補償器を無効化する無効化手段とを備える。

【００１２】また、第３の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記無効化手段は、前置補償器と並列的に配設し
た規範モデルを備え、前記切換手段がフィードフォワー
ド制御手段を選択したときには規範モデルからの目標値
をフィードバックループへ送出する一方、前記切換手段
がフィードバック制御手段を選択したときには前置補償
器からの目標値を前記フィードバックループへ送出す
る。

【００１３】また、第４の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記無効化手段は、前記切換手段がフィードフォ
ワード制御手段を選択したときには、前記前置補償器の
定常ゲインを１または１に近似した値に設定する。

【００１４】また、第５の発明は、前記第２の発明にお
いて、前記無効化手段は、前置補償器と並列的に配設し
た規範モデルを備え、前記切換手段がフィードフォワー
ド制御手段を選択したときには、切換手段が変更した制
御ゲインに応じて前記前置補償器を無効化する。

【００１５】

【発明の効果】したがって、油圧制御機構を備えた無段
変速機の変速制御を、電子的フィードバックによって行
う場合、目標変速比から実変速比までの伝達関数が、所
定の規範モデルに一致ないし近似する前置補償器を設け
ることによって、無段変速機の変速比がオーバーシュー
トするのを確実に防止しながら、目標とする動特性に一
致させることができ、変速制御の精度を向上させること
ができる。

【００１６】また、第２の発明は、制御ゲインの変更に
よりフィードバック制御手段とフィードフォワード制御
を切り換える場合、フィードフォワードのときには前置
補償器を無効化しておくことで、目標動特性がずれるの
を防いで、制御精度を確保することができる。

【００１７】また、第３の発明は、前置補償器と規範モ
デルを並列的に配設し、フィードフォワードのときには
規範モデルからの目標値で、前置補償器を無効にして変
速制御を行う一方、フィードバックのときには前置補償
器からの目標値でフィードバックループの伝達関数を所
定の規範モデルに一致ないし近似させて変速制御を行
い、フィードフォワードの際に目標動特性がずれるのを
防いで、制御精度を確保することができる。

【００１８】また、第４の発明は、フィードフォワード
の際には、前置補償器の定常ゲインを１または１に近似
した値に設定することで無効化しておき、目標動特性が
ずれるのを防いで、フィードフォワード時の制御精度を
確保することができる。

【００１９】また、第５の発明は、前置補償器と規範モ
デルを並列的に配設しておき、フィードフォワード制御
時には、変更した制御ゲインに応じて前置補償器を無効
化することで、フィードフォワードの際に目標動特性が
ずれるのを防いで、制御精度を確保することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００２１】図１はトロイダル型無段変速機１０とし
て、前記従来例と同様のシングルキャビティ型式のトロ
イダル型を採用するとともに、無段変速機１０の変速制
御コントローラ６１に本発明を適用した一例を示す。

【００２２】無段変速機１０は、入力軸２０側にロック
アップ機構Ｌ／Ｕを備えたトルクコンバータ１２を介し
てエンジン１１に連結される一方、出力軸側（出力コー
ンディスク側）を図示しない駆動輪に連結しており、ト
ロイダル型の無段変速機１０の変速機構及びメカニカル
フィードバック機構は前記従来例と同様に構成され、変
速制御コントローラ６１の指令に応じてステップモータ
４（アクチュエータ）が変速制御弁を駆動することで変
速が行われるものである。

【００２３】前記従来例で示したごとく、トロイダル型
無段変速機は傾転角度の変化によって変速比を変化させ
るものである。よって、以降、傾転角度と変速比は同義
であるとする。

【００２４】変速制御コントローラ６１は、マイクロコ
ンピュータを主体に構成されており、スロットル開度セ
ンサ６２が検出したスロットル開度ＴＶＯ、無段変速機
１０の出力軸側に配設された車速センサ６３からの車速
ＶＳＰ及び入力軸回転センサ６４が検出した無段変速機
１０の入力軸２０の回転数Ｎｉに基づいて車両の運転状
態に応じた到達目標変速比を演算するとともに、油温セ
ンサ６５が検出した無段変速機１０の油温Ｔempと、油
圧センサが検出した無段変速機１０のライン圧ＰＬに基
づいて、ＰＩＤ制御（比例、積分、微分制御）の各ゲイ
ンｃ₀、ｃ₁、ｃ₂を求め、無段変速機１０の実際の変速
比が目標変速比と一致するような変速指令値ｕ（すなわ
ち、ステップ数ＳＴＰ）を演算し、ステップモータ４へ
指令する。

【００２５】なお、車速センサ６３は無段変速機１０の
出力軸回転数Ｎｏに所定の定数を乗じたものを車速ＶＳ
Ｐとして出力するものである。

【００２６】この変速制御コントローラ６１の変速制御
の概要は、図２に示すように、実際の変速比、すなわ
ち、パワーローラの傾転角を求める傾転角度算出部７１
と、スロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳＰに応じて目標変
速比を演算する目標傾転角算出部（図示せず）と、パワ
ーローラのオフセット量ｙを演算するｙ変位推定部７２
と、ゲイン算出部７３、積分器７４、ステップ変換部７
５を主体に構成されて、各種ゲインや各種信号の演算を
行っている。

【００２７】まず、傾転角度算出部７１は、車速ＶＳＰ
（∝出力軸回転数Ｎｏ）と入力軸回転数Ｎｉの比をと
り、車速ＶＳＰと出力コーンディスクの関係を定める所
定の定数を乗じることで、実際の変速比ＲＡＴＩＯ、す
なわち、パワーローラの実際の傾転角度φを求める。

【００２８】図示しない到達目標変速比算出部は、スロ
ットル開度ＴＶＯと車速ＶＳＰから、予め設定したマッ
プ（図示せず）に基づいて到達目標変速比ＤＲＡＴＩＯ
（到達目標傾転角度）、すなわち、最終的に到達すべき
目標変速比を演算する。

【００２９】なお、ｙ変位推定部７２は、本願出願人が
提案した特願平７−７１４９５号と同様にして、パワー
ローラのオフセット量ｙを推定する。なお、このオフセ
ット量ｙは、パワーローラの傾転角度φの微分値から求
めても良い。

【００３０】ゲイン算出部７３では、ＰＩＤ制御の各ゲ
イン、すなわち、積分ゲインｃ₀、比例ゲインｃ₁、微分
ゲインｃ₂を次式によって決定する。

【００３１】

【数２】

【００３２】すなわち、トロイダル型無段変速機１０の
特性を、図１８のように表現した場合、伝達関数Ｗ
（ｓ）は前記（１）式と同様に、

【００３３】

【数３】

【００３４】として表される。

【００３５】したがって、上記（３）式は線形システム
として近似することができ、これが、前記（１）式で表
される特性を持つように、上記積分ゲインｃ₀、比例ゲ
インｃ₁、微分ゲインｃ₂を決定した結果が上記（２）式
である。

【００３６】ただし、上記伝達関数Ｗ（ｓ）の極を表す
定数λ₁、λ₂、λ₃は、正の実数でなければならない。

【００３７】すなわち、定数λ₁、λ₂、λ₃の何れかが
負であれば、系は不安定となって到達目標変速比へ制御
することは不可能となり、また、定数λ₁、λ₂、λ₃の
何れかが虚数であれば、フィードバック特性が振動的と
なって、運転性に悪影響をもたらすハンチングを生じる
ことになる。

【００３８】変速制御コントローラ６１を図２のように
構成した場合のゲイン、すなわち上記（２）式の算出過
程を以下に説明する。

【００３９】変速制御コントローラ６１を図２のように
構成した場合、前記従来例と同じくメカニカルフィード
バック系のプリセスカムの作用を指令値ｕに加算するカ
ム相殺フィードバック７０を設けることにより、上記
（３）式に示した伝達関数Ｗ（ｓ）の特性は、次の
（４）式に示す特性と等価になる。

【００４０】

【数４】

【００４１】なお、上記カム相殺フィードバック７０
は、傾転角度φをフィードバックするメカニカルフィー
ドバック量を相殺するものである。

【００４２】これに、図２に示したように、目標傾転角
度と傾転角度算出部７１で算出された実傾転角度との偏
差ｅ、及び積分器７４で算出される偏差ｅの積分値にそ
れぞれ比例ゲインｃ₁と積分ゲインｃ₀を乗じた後に加算
したものから、ｙ変位推定部７２で求めたオフセット量
ｙの値にゲインｃ₂を乗じたものを減算する。そして、
この値に、上記カム相殺フィードバック７０からの値を
加算すると、目標傾転角度から実傾転角度までの伝達関
数は、次の（５）式で表現されることは、制御理論で広
く知られているものである。

【００４３】

【数５】

【００４４】この式（５）が上記（１）式と一致するた
めには、上記（２）式に示すように、各ゲインｃ₀、
ｃ₁、ｃ₂を決定しなければならない。なお、カム相殺フ
ィードバック７０を用いない場合には、上記（２）式に
代わって、次の（６）式を用い、メカニカルフィードバ
ックを相殺する効果を比例ゲインｃ₁に持たせることで
等価となる。

【００４５】

【数６】

【００４６】ここで、図３に示したように、トロイダル
型無段変速機１０は線形システムとしたが、実際には定
数としたｇ及びｆが、様々な要因によって変化する非線
形システムであるが、非線形システムであっても、特定
の動作条件において線形近似した制御系を、条件の変化
に応じて切り換えることで良好な制御を行うことができ
ることは、制御論において、ゲインスケジュール法とし
て広く知られたところである。

【００４７】すなわち、それぞれの動作条件において
ｇ、ｆを求めておき、上記（２）式ないし（６）式によ
って、各ゲインｃ₀、ｃ₁、ｃ₂をそれぞれの条件毎に予
め計算しておき、動作条件の変化に応じて予め求めてお
いた各ゲインｃ₀、ｃ₁、ｃ₂を切り換えるのである。

【００４８】上記（２）式以降で用いられるｇは、変速
制御弁のバルブ開口量ｘ（図示しないスリーブとスプー
ルの隙間量ｘ）からパワーローラのオフセット量ｙまで
のゲインであるから、油圧システム（変速機構及びメカ
ニカルフィードバック系）に影響を与える条件に応じて
変化する。

【００４９】また、上記（２）式以降で用いられるｆ
は、ｆ＝ｄφ／ｄｔで、上記（１）式に対して、トロイ
ダル型無段変速機１０の構造から決定される定数（θ、
η、Ｒ）と、傾転角度φ及び出力コーンディスク回転数
Ｎｏを代入して得られる値である。

【００５０】したがって、図２のゲイン算出部７３に
は、油圧システムに影響を与える油温センサ６５が検出
した油温Ｔempと、油圧センサ６６が検出したライン圧
ＰＬと、傾転角度算出部７１が求めた実傾転角度φに対
応する実変速比Ｒatioと、出力コーンディスクの回転数
Ｎｏと等価である車速センサ６３が検出した車速ＶＳＰ
の各信号が入力され、各ゲイン毎に予め実験などによっ
て設定された４次元配列を、これら各信号に基づいて参
照することで、ゲインｃ₀、ｃ₁、ｃ₂を決定するのであ
る。

【００５１】これら各ゲインのテーブルを、ｃ₀_Tabl
e、ｃ₁_Table、ｃ₂_Tableとすると、ｃ₀＝ｃ₀_Table（VSP,Ratio,Temp,PL）ｃ₁＝ｃ₁_Table（VSP,Ratio,Temp,PL）ｃ₂＝ｃ₂_Table（VSP,Ratio,Temp,PL）のように、３つの４次元配列を参照することで、動作状
態（すなわち、運転状態）に応じた各ゲインを求めるこ
とができる。なお、これらゲインの決定は前記従来例と
同様である。

【００５２】こうして、ゲイン算出部７３で求めた各ゲ
インｃ₀、ｃ₁、ｃ₂を乗じた、偏差ｅ、偏差ｅの積分値
及びオフセット量ｙは、図２に示すように、加算または
減算されてからステップ変換部７５へ入力され、ステッ
プ変換部７５では、目標変速比ＲｅｆＲＡＴＩＯと実変
速比ＲＡＴＩＯの偏差ｅ、すなわち、目標傾転角度と実
傾転角度の偏差を解消する変速制御弁のバルブ変位量
（開口量）を求めるとともに、このバルブ変位量に対応
するステップ数ＳＴＰをステップモータ４へ指令する。

【００５３】なお、図示しない目標傾転角算出部では、
車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯに基づいて到達目標
傾転角を求めており、車速ＶＳＰの変化に応じて到達目
標変速比ＤＲＡＴＩＯも変化するが、前記従来例でもの
示したように、傾転角度の変化によるｆ＝ｄφ／ｄｔの
変化は比較的小さなものであるから、これを省略するこ
とで、上記４次元配列を３次元配列とすることができ、
実験による配列のデータ取得を簡略化することができる
のである。

【００５４】次に、上記変速制御コントローラ６１に配
設された前置補償器８０は、閉ループ伝達関数Ｗ（ｓ）
の極とゼロを相殺して、図４に示すように、次数の制約
が許す範囲で、次の（７）式に示す任意の規範モデルに
一致させることができる。

【００５５】

【数７】

【００５６】次に、閉ループの前段に配置された前置補
償器８０は、図３〜図６に示すように、閉ループ伝達関
数Ｗ（ｓ）の極とゼロを相殺する前置補償器Ａ２の前段
に、目標動特性より進んだ位相を持つ前置補償器Ａ１を
連結することで構成され、まず、閉ループ伝達関数Ｗ
（ｓ）の極とゼロを相殺する前置補償器Ａ２が、

【００５７】

【数８】

【００５８】のように設定されて、目標値からの特性
は、分子がゼロ点を持たず、図７のグラフに示すよう
に、補償器出力Ａ２は、前記従来例のような、実変速比
ＲＡＴＩＯのオーバーシュートを抑制できる。

【００５９】さらに、目標動特性の位相を進ませる前置
補償器Ａ１が、次式のように設定されて、

【００６０】

【数９】

【００６１】閉ループ伝達関数Ｗ（ｓ）の特性（変速特
性）を、上記（７）式の規範モデルへ一致させること
が可能となって、図８のグラフに示すように、実変速比
ＲＡＴＩＯを到達目標変速比ＤＲＡＴＩＯに基づく目標
変速比ＲｅｆＲＡＴＩＯに一致させることができるので
ある。

【００６２】しかし、上記（９）式の場合、理論的には
変速特性を上記（７）式の規範モデルへ一致させること
ができるが、実際には、相対次数が０となる直達項が生
じてしまい、ステップモータ４の応答速度が遅いため、
ステップ状の目標値変化が発生した場合には追従でき
ず、ステップモータ４の駆動速度限界値を超えた部分
で、積分分が不正に蓄積されてしまう。この積分分の不
正な蓄積を防ぐためには、前段の前置補償器Ａ１を、

【００６３】

【数１０】

【００６４】または、

【００６５】

【数１１】

【００６６】とすることで、ステップモータ４の駆動速
度限界値を超えないようにするのが望ましい。

【００６７】ここで、上記図５の前置補償器Ａ１を、図
９に示すように表現した場合、変速制御コントローラ６
１のマイクロコンピュータでは、図９の積分器を、図１
０（Ａ）のように、離散系のオイラー積分で近似するこ
とで処理を行えばよく、離散系の前置補償器Ａ１は、図
１０（Ｂ）のように表されるとともに、図１１のフロー
チャートに基づいて演算する。

【００６８】すなわち、図１０（Ｂ）のように、各乗算
器の定数をＡ１ａ０〜Ａ１ｂ２に設定する一方、オイラ
ー積分回路をａ１Ｄｌｙ１、Ａ１Ｄｌｙ２とすると、ま
ず、図１１のステップＳ１では、到達目標変速比ＤＲＡ
ＴＩＯから変数ａｄｄｔｍｐの値を、 addtmp＝Dratio×A1a0−a1Dly1×A1a1−a1Dly2×A1a0 ………（１２）より演算する。

【００６９】次に、ステップＳ２、Ｓ３では、乗算器の
出力Ａ１ｂ１、Ａ１ｂ２を、 A1dv2＝addtmp×A1b2 ………（１３） A1dv1＝a1Dly1×A1b1 ………（１４）より演算する。

【００７０】そして、ステップＳ４では前置補償器Ａ１
の出力Ａ１Ｏｕｔを、 A1Out＝A1dv2＋A1dv1＋A1Dly2 ………（１５）より演算する。

【００７１】ステップＳ５では、ＲｅｆＲＡＴＩＯ＝a1Dly2 から、後段のオイラー積分回路の出力を、規範モデルの
出力である目標変速機ＲｅｆＲＡＴＩＯとする。

【００７２】次に、ステップＳ６、Ｓ７では、次回の積
分値を求めるために、 alDly2＝alDly2＋alDly1 ………（１６） alDly1＝alDly1＋addtmp ………（１７）として、オイラー積分回路の値を求め、ステップＳ８で
所定時間（例えば、１０msecなど所定の制御周期）が経
過するのを待ってから、上記ステップＳ１へ復帰するの
である。

【００７３】こうして求めた前置補償器Ａ１の出力Ａ１
Ｏｕｔを前置補償器Ａ２へ入力すれば、上記図７のよう
に、閉ループの伝達関数Ｗ（ｓ）の極とゼロを相殺する
ため、前置補償器８０の出力ｒ１を、フィードバックル
ープの目標値とすることによって、前記従来例のような
実変速比ＲＡＴＩＯのオーバーシュートを確実に防ぐこ
とができるのである。

【００７４】図１２は第２の実施形態を示し、前記第１
実施形態の前置補償器８０を、フィードバック状態での
み有効にする一方、無段変速機１０の低車速時や低油温
時等に行われるフィードフォワード制御のときには、前
置補償器８０を無効にするものである。

【００７５】前記第１実施形態の前置補償器８０を、本
願出願人が提案した特願平１０−９５７０号のように、
所定の運転条件（例えば、変速比等）に応じてゲインを
変更し、フィードバック制御とフィードフォワード制御
を切り換えて行うものに適用した場合、フィードフォワ
ード状態のときには、前置補償器８０の影響により、図
１３に示すように、目標動特性が本来の動特性（図中規
範モデル応答）からずれてしまうため、変速制御の精度
が低下してしまう。

【００７６】そこで、図１２に示すように、フィードフ
ォワード時には、前置補償器８０と並列に配置したフィ
ードフォワード用規範モデル８１に切り換えることで、
本来の動特性となるようフィードフォワード制御を行う
ことができるのである。

【００７７】また、フィードバック制御とフィードフォ
ワード制御の切換時の段差を吸収するため、前置補償器
８０及びフィードフォワード用規範モデル８１の後段に
は、フィルタ８２を配置する。なお、その他は前記第１
実施形態と同様である。

【００７８】あるいは、前記第１実施形態の前置補償器
８０のＡ１を、

【００７９】

【数１２】

【００８０】と構成すれば、定常ゲインは１となる。

【００８１】この状態で、

【００８２】

【数１３】

【００８３】とすると、前置補償器Ａ１が上記（７）式
に示した規範モデルに一致する。

【００８４】同様に、前置補償器Ａ２を、次式及び図１
４に示すように構成すると、

【００８５】

【数１４】

【００８６】定常ゲインは同じく１となる。

【００８７】この状態で、

【００８８】

【数１５】

【００８９】とすれば、前置補償器Ａ２の伝達関数が１
となって、前置補償器８０を無効化することが可能とな
り、フィードバック制御とフィードフォワード制御の切
り換えを行うことができる。なお、制御の切り換え時に
は、段差を抑制するため前記従来例と同様にゲインにフ
ィルタを適用する必要がある。

【００９０】なお、ｃ₀／ｃ₁を所定の大きな数に設定し
て、Ａ２（ｓ）が１に近似した値となるようにしても、
前置補償器Ａ２の無効化を図ることができる。

【００９１】図１５は、第３の実施形態を示し、上記実
施形態のカム相殺フィードバック７０を廃止するととも
に、前記第２実施形態のように、フィードバック制御と
フィードフォワード制御の切り換えに対応したものであ
る。

【００９２】規範モデル８１は上記（７）式に示したよ
うに構成される一方、前置補償器８０’は、

【００９３】

【数１６】

【００９４】のように、カム相殺フィードバック７０の
廃止に対応してゲイン算出部７３の微分ゲインｃ₂を含
んで構成される。

【００９５】この場合では、フィードフォワード制御時
に、ゲイン算出部７３の各ゲインを、ｃ₀＝ｃ₁＝ｃ₂＝０とすることで、フィードフォワード制御とすることがで
き、上記（２２）式を、 ω²（Ｐ₂Ｓ²＋Ｐ₁ｓ＋Ｐ₀）／（Ｓ²＋２ζωｓ＋ω²）とした場合、Ｐ₂＝Ｐ₁＝０Ｐ₀＝１とすることで、前置補償器を規範モデルと一致させるこ
とができ、前記第２実施形態と同様に、フィードバック
制御とフィードフォワード制御を切り換えて使用する場
合であっても、目標動特性が本来の動特性（図中規範モ
デル応答）からずれるのを防いで制御精度を確保するこ
とができるのである。

【００９６】ここで、トロイダル型無段変速機１０の伝
達関数を上記（３）式とし、規範モデルを上記（７）
式、各ゲインｃ₀からｃ₂を上記（６）式として、これら
ゲインを前記従来例（特願平９−３１２０４８号）と同
様に設定した場合、前置補償器８０’の出力ｒ３からト
ロイダル型無段変速機１０の出力φまでの伝達関数は、
上記（１）式と同様となる。

【００９７】また、規範モデル８１の入力ｒ１１から同
じくトロイダル型無段変速機１０の出力φまでの伝達関
数Ｇ１１は、

【００９８】

【数１７】

【００９９】として表される。

【０１００】同様に、前置補償器８０’の入力ｒ１２か
ら同じくトロイダル型無段変速機１０の出力φまでの伝
達関数Ｇ１２は、

【０１０１】

【数１８】

【０１０２】として表される。

【０１０３】そして、これら伝達関数Ｇ１１、Ｇ１２
は、上記したように、線形システムとして扱うことがで
きるため、これらの和をとると、

【０１０４】

【数１９】

【０１０５】となって、上記（７）式の規範モデルに一
致し、前記従来例（特願平１０−９５７０号）のよう
に、フィードバック制御とフィードフォワード制御を切
り換えて行う場合であっても、フィードフォワード状態
のときに、前置補償器８０’を無効化することで、目標
動特性が本来の動特性（図中規範モデル応答）からずれ
るのを防止して、変速制御の精度を確保することができ
るのである。

【０１０６】なお、上記実施形態において、無段変速機
としてトロイダル型を採用した場合について述べたが、
Ｖベルト式等に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す無段変速機の変速制
御装置の概念図。

【図２】同じく変速制御コントローラのブロック図であ
る。

【図３】前置補償器のブロック図である。

【図４】同じく前置補償器の一例を示すモデルである。

【図５】同じく前置補償器Ａ１の一例を示すモデルであ
る。

【図６】同じく前置補償器Ａ２の一例を示すモデルであ
る。

【図７】同じく、前置補償器Ａ２の特性を示すグラフ
で、変速と時間の関係を示す。

【図８】同じく、前置補償器Ａ１及びＡ２の特性を示す
グラフで、変速と時間の関係を示す。

【図９】前置補償器Ａ１の他の一例を示すモデルであ
る。

【図１０】同じく、前置補償器Ａ１の他の一例を示し、
（Ａ）はオイラー積分回路、（Ｂ）は各定数を設定した
離散系のモデルである。

【図１１】変速制御コントローラで行われる前置補償器
の演算の一例を示すフローチャートである。

【図１２】第２の実施形態を示し、変速制御コントロー
ラのブロック図である。

【図１３】同じく、前置補償器とフィードフォワード制
御の関係を示す特性図。

【図１４】同じく、前置補償器Ａ２の他の一例を示すブ
ロック図。

【図１５】第３の実施形態を示し、変速制御コントロー
ラのブロック図である。

【図１６】フィードバックループの概念図で、（Ａ）は
制御モデル、（Ｂ）は伝達関数を示す。

【図１７】フィードバック系の一例を示す特性図で、変
速比と時間の関係を示す。

【図１８】トロイダル型無段変速機の特性モデルであ
る。

【符号の説明】

４ステップモータ１０無段変速機２０入力軸６１変速制御コントローラ６２スロットル開度センサ６３車速センサ６４入力軸回転センサ６５油温センサ６６油圧センサ７０カム相殺フィードバック部７１傾転角算出部７２ｙ変位推定部７３ゲイン算出部７４積分器７５ステップ変換部８０前置補償器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成田靖史神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者竹田和宏神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA05 BD02 BE05 CA05 CB01 DA09 EA08 EB01 ED17 FA01 3J052 AA20 CA21 CA31 FA06 FB31 FB46 GC03 GC34 GC35 GC44 GC46 GC72 HA11 HA13 LA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータに駆動される油圧制御機
構を介して制御される変速機構とを備えて変速比を連続
的に変更する無段変速機と、運転状態に応じて前記無段変速機の目標変速比を演算す
るとともに、実際の変速比と目標変速比の偏差に基づい
て、実際の変速比が目標変速比に一致するように前記ア
クチュエータを駆動するフィードバック制御手段とを備
えた無段変速機の変速制御装置において、前記フィードバック制御手段は、目標変速比から実変速
比までの伝達関数が、所定の規範モデルに一致ないし近
似する前置補償器を備えたことを特徴とする無段変速機
の変速制御装置。
【請求項２】アクチュエータに駆動される油圧制御機
構を介して制御される変速機構とを備えて変速比を連続
的に変更する無段変速機と、運転状態に応じて前記無段変速機の目標変速比を演算す
るとともに、実際の変速比と目標変速比の偏差に基づい
て、実際の変速比が目標変速比に一致するように前記ア
クチュエータを駆動するフィードバック制御手段と、運転状態に応じてフィードフォワードによる目標変速比
に基づいて前記アクチュエータを駆動するフィードフォ
ワード制御手段と、所定の運転状態に応じて前記フィードバック制御手段と
フィードフォワード制御手段を制御ゲインの変更により
切り換える切換手段とを備えた無段変速機の変速制御装
置において、前記フィードバック制御手段は目標変速比から実変速比
までの伝達関数が、所定の規範モデルに一致ないし近似
する前置補償器と、前記切換手段がフィードフォワード
制御手段を選択したときには前置補償器を無効化する無
効化手段とを備えたことを特徴とする無段変速機の変速
制御装置。
【請求項３】前記無効化手段は、前置補償器と並列的
に配設した規範モデルを備え、前記切換手段がフィード
フォワード制御手段を選択したときには規範モデルから
の目標値をフィードバックループへ送出する一方、前記
切換手段がフィードバック制御手段を選択したときには
前置補償器からの目標値を前記フィードバックループへ
送出することを特徴とする請求項２に記載の無段変速機
の変速制御装置。
【請求項４】前記無効化手段は、前記切換手段がフィ
ードフォワード制御手段を選択したときには、前記前置
補償器の定常ゲインを１または１に近似した値に設定す
ることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速
制御装置。
【請求項５】前記無効化手段は、前置補償器と並列的
に配設した規範モデルを備え、前記切換手段がフィード
フォワード制御手段を選択したときには、切換手段が変
更した制御ゲインに応じて前記前置補償器を無効化する
ことを特徴とする請求項２に記載の無段変速機の変速制
御装置。