JP2006275172A - ベルト式無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィードフォワード制御の禁止と許可とが切り替わる場合に、変速制御量が急激に変化することを抑制できるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】 動力源の出力側にベルト式無段変速機が設けられており、変速比の制御にあたり、一方のプーリの溝幅を制御する油圧室のオイルと変速比との関係に基づいてオイル量を制御するフィードフォワード制御と、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいてオイル量を制御するフィードバック制御とを実行可能なベルト式無段変速機の変速制御装置において、フィードフォワード制御の禁止と許可との切替を判断する切替判断手段（ステップＳ３）と、フィードフォワード制御の禁止と許可との切替をおこなう場合は、フィードフォワード制御用の制御項と、フィードバック制御用の積分項とを加算または減算して、切り替え後におけるフィードバック制御用の積分項の初期値を設定する積分項設定手段（ステップＳ４，Ｓ５）とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速制御装置に関し、特に、その変速制御をフィードバック制御とフィードフォワード制御とによって実行するように構成された変速制御装置に関するものである。

車両用の無段変速機は、変速比を連続的に変化させることができるので、車速やエンジン回転数、アクセルペダルの踏み込み量に代表される駆動要求量などの車両の状態に基づいて目標入力回転数もしくは目標変速比などの目標値を求め、実際の入力回転数あるいは実際の変速比などの実際値がその目標値に一致するように変速比が制御される。このような変速比制御は、目標値と実際値との偏差に基づくフィードバック制御によって通常実行される。フィードバック制御は、偏差に所定のゲインを掛けて制御量を求める制御であるから、偏差が生じることによって実行され、偏差の発生を前提とするので、不可避的な制御の遅れがある。これを是正するためにゲインを大きくすると、ハンチングが生じたり、あるいは収束性が悪くなるなどの不都合が生じる。そこで、従来では、フィードフォワード制御を併用することがおこなわれている。フィードフォワード制御は、目標値に基づいて制御量を算出する制御であるから、偏差の検出を待つことなく制御を実行でき、応答性の点ではフィードバック制御よりも優れている。そのために特許文献１に記載された発明は、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを選択的に切り替えて変速制御を行うように構成されている。

この特許文献１においては、実プライマリ回転数と定常目標回転数との偏差の絶対値が求められ、その絶対値が所定値以上であるか否かが比較・判定される。そして、その絶対値が所定値未満であると判定された場合は、プライマリ回転数のフィードバック制御がおこなわれる。これに対して、その絶対値が所定値以上であると判定された場合は、基本的にはフィードフォワード制御がおこなわれる。なお、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を含む無段変速機の変速制御装置は、特許文献２にも記載されている。
特開平６−１０９１１３号公報 特開２０００−３９０６０号公報

ところで、ベルト式無段変速機の変速制御に際して、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を共に実行する第１の制御と、フィードフォワード制御が禁止され、かつ、フィードバック制御を実行する第２の制御とを選択的に切り替えることが考えられる。しかしながら、第１の制御と第２の制御とを切り替えると、フィードフォワード制御の許可と禁止とが生じるため、フィードフォワード制御の制御量とフィードバック制御の制御量とから最終的に求められる変速制御量が急激に変化して、ショックとして体感される恐れがあった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を共に実行する第１の制御と、フィードフォワード制御が禁止され、かつ、フィードバック制御を実行する第２の制御とを選択的に切り替える場合に、最終的に求められる変速制御量が急激に変化することを抑制することの可能なベルト式無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源の出力側にベルト式無段変速機が設けられており、このベルト式無段変速機の入力側プーリまたは出力側プーリのうち、いずれか一方のプーリの溝幅を調整することにより、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御することが可能であり、前記変速比を制御する場合に、前記一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量と変速比との対応関係に基づいて、前記油圧室のオイル量を制御するフィードフォワード制御と、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいて前記油圧室のオイル量を制御するフィードバック制御とを実行可能なベルト式無段変速機の変速制御装置において、前記フィードフォワード制御および前記フィードバック制御を共に実行する第１の制御と、前記フィードフォワード制御を禁止し、かつ、前記フィードバック制御を実行する第２の制御とが切り替えられるか否かを判断する切替判断手段と、前記第１の制御と前記第２の制御とが切り替えられる場合は、前記フィードフォワード制御用の制御項と、前記フィードバック制御用の積分項とを加算または減算して、切り替え後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する積分項設定手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記積分項設定手段は、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えられる場合に、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替える前における前記フィードフォワード制御の制御項と、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替える時点における前記フィードバック制御の制御項とを加算して、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えた後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記積分項設定手段は、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える場合に、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える前における前記フィードバック制御の積分項から、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える時点における前記フィードフォワード制御の制御項を減算して、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替えた後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する手段を含むことを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、車速および加速要求および前記動力源の運転効率に基づいて、前記ベルト式無段変速機の第１の目標入力回転数を求める第１の算出手段と、前記第１の目標入力回転数をなまし処理することにより、前記フィードフォワード制御で用いる第２の目標入力回転数を求める第２の算出手段と、前記第２の入力回転数に対する実入力回転数の制御の遅れを加味することにより、前記フィードバック制御で用いる第３の入力回転数を求める第３の算出手段とを更に有していることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御する場合に、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を実行可能である。具体的には、フィードフォワード制御では、一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量と変速比との対応関係に基づいて、油圧室のオイル量が制御される。また、フィードバック制御では、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいて、実入力回転数が制御される。そして、フィードフォワード制御およびフィードバック制御を共に実行する第１の制御と、フィードフォワード制御を禁止し、かつ、フィードバック制御を実行する第２の制御とを選択的に切り替えることが可能であり、第１の制御と第２の制御との切り替えをおこなう場合は、フィードフォワード制御用の制御項と、フィードバック制御用の積分項とを加算または減算して、切り替え後におけるフィードバック制御用の積分項の初期値が設定される。したがって、第１の制御と第２の制御との切り替え後において、「フィードフォワード制御の制御項およびフィードバック制御の制御項から求められる最終的な変速制御量が急激に変化すること」を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の制御から第２の制御に切り替える場合は、第１の制御から第２の制御に切り替える前におけるフィードフォワード制御の制御項と、第１の制御から前記第２の制御に切り替える時点におけるフィードバック制御の制御項とを加算して、第１の制御から第２の制御に切り替えた後におけるフィードバック制御用の積分項の初期値が設定される。したがって、第１の制御から第２の制御に切り替え後に、「フィードフォワード制御の制御項が零になり、最終的な制御量が急激に変化すること」を抑制できる。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第２の制御から第１の制御に切り替える場合に、第２の制御から第１の制御に切り替える前におけるフィードバック制御の積分項から、第２の制御から第１の制御に切り替える時点におけるフィードフォワード制御の制御項を減算して、第２の制御から第１の制御に切り替えた後におけるフィードバック制御用の積分項の初期値が設定される。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、車速および加速要求および前記動力源の運転効率に基づいて、ベルト式無段変速機の第１の入力回転数が求められ、第１の入力回転数をなまし処理することにより、フィードフォワード制御で用いる第２の入力回転数が求められ、第２の入力回転数に対する実入力回転数の制御の遅れを加味することにより、フィードバック制御で用いる第３の入力回転数が設定される。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。まず、この発明を適用できる車両の構成例を、図２に基づいて説明する。この図２には、ベルト式無段変速機１を搭載した車両Ｖｅが示されているとともに、車両Ｖｅの制御系統が示されている。ベルト式無段変速機１においては、駆動プーリ（プライマリプーリ）２と従動プーリ（セカンダリプーリ）３とが、それぞれの中心軸線を互いに平行にして所定の間隔を空けて配置されている。その駆動プーリ２は、無端状のベルト４を巻き掛けるいわゆるＶ溝の幅を変更できるようになっており、駆動プーリ２は、プライマリシャフト３０と一体回転し、かつ、軸線方向には固定された固定プーリ片５と、プライマリシャフト３０と一体回転し、かつ、軸線方向に動作可能に構成された可動プーリ片６とを有している。その可動プーリ片６の背面側に、可動プーリ片６を軸線方向に動作させるための油圧アクチュエータ７が設けられている。油圧アクチュエータ７は、可動プーリ片６に軸線方向の推力を与える油圧室３１を有している。そして、これら固定プーリ片５と可動プーリ片６との対向面が、テーパ角の一定なテーパ面となっていて、これらのテーパ面によって前記Ｖ溝が形成されている。

前記従動プーリ３は、セカンダリシャフト３２と一体回転し、かつ、軸線方向には固定された固定プーリ片８と、セカンダリシャフト３２と一体回転し、かつ、軸線方向に動作可能な可動プーリ片９とを有している。そして、これら固定プーリ片８と可動プーリ片９との対向面が、テーパ角の一定なテーパ面となっていて、これらのテーパ面によってＶ溝が形成されている。さらに、可動プーリ片９の背面側に、可動プーリ片９を軸線方向に動作させるための油圧アクチュエータ１０が設けられている。油圧アクチュエータ１０は、可動プーリ片９に軸線方向の推力を与える油圧室３３を有している。

このベルト式無段変速機１の駆動プーリ２が、発進クラッチやトルクコンバータなどを介して、エンジンやモータ・ジェネレータなどの動力源１１に連結されている。ここで、エンジンとしては、内燃機関および外燃機関が挙げられるが、この実施例では、内燃機関、具体的には、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられている場合について説明する。以下、動力源１１に代えてエンジン１１と記す。また、セカンダリシャフト３２が、デファレンシャル（図示せず）あるいはプロペラシャフト（図示せず）などを介して駆動輪３６に連結されている。

上記のベルト４は、各プーリ２，３のＶ溝に挟み込まれる形状の多数の金属片を環状に配列し、それらの金属片をフープと称される環状の金属バンドによって結束して構成されている。したがって、ベルト４の全長はフープによって制限されるから、各プーリ２，３によってベルト４を挟み付けると、Ｖ溝の傾斜面（テーパ面）によってベルト４を半径方向で外側に押し出す向きの力が作用し、その結果、ベルト４に張力が加えられるとともに、ベルト４と各プーリ２，３との接触圧力が発生し、その接触圧力と摩擦係数とで決まる摩擦力によって、ベルト４と各プーリ２，３との間でトルクが伝達される。このようにベルト４を挟み付ける圧力が挟圧力であって、例えば、従動プーリ３側の油圧アクチュエータ１０の油圧室３３の油圧に応じて挟圧力が制御される。

これに対していずれか一方のプーリにおいてベルト４を挟み付ける圧力が相対的に増大し、あるいは低下すると、ベルト４の張力に抗してベルト４が当該一方のプーリで半径方向で外側に押し出され、あるいは反対に半径方向で内側に入り込み、同時に他方のプーリではベルト４が半径方向で内側に入り込み、あるいは半径方向で外側に押し出される。このような巻き掛け半径の変更が変速の実行であり、例えば、駆動プーリ２側の油圧アクチュエータ７の油圧室３１に供給される圧油の流量を制御することにより、変速比が制御される。

上記のベルト式無段変速機１における変速は、駆動プーリ２の溝幅を変化させて、ベルト４の各プーリ２，３に対する巻き掛け半径を変更することにより実行するように構成されている。そのための油圧制御回路３４について説明すると、駆動プーリ２側の油圧アクチュエータ７の油圧室３１には、油路３５を介在させて、アップシフト制御弁１２およびダウンシフト制御弁１３が並列に接続されている。

そのアップシフト制御弁１２は、駆動プーリ２側の油圧アクチュエータ７の油圧室３１に対する圧油の供給を制御するバルブであって、ソレノイドバルブ１４から出力される信号圧によって動作するように構成されている。具体的に説明すると、アップシフト制御弁１２は、装置の全体の元圧であるライン圧ＰＬ、もしくは、ライン圧ＰＬの補正圧が供給される入力ポート１５と、前記油路３５に接続され、かつ、入力ポート１５に選択的に連通される出力ポート１６と、デューティ比に応じた信号圧がソレノイドバルブ１４から加えられることにより、図示しない弁体を動作させる信号圧ポート１７とを備えている。なお、符号１８はスプリングであって、信号圧に対抗する方向に弾性力を、弁体に対して付与するように配置されている。したがって、ソレノイドバルブ１４におけるデューティ比に応じて、油圧アクチュエータ７の油圧室３１に圧油が供給されるようになっている。

また、ダウンシフト制御弁１３は、油圧アクチュエータ７の油圧室３１から圧油を排出する制御を実行するためのバルブであって、ソレノイドバルブ１９から出力される信号圧によって動作するように構成されている。具体的に説明すると、ダウンシフト制御弁１３は、油路３５に接続された入力ポート２０と、その入力ポート２０に選択的に連通されるドレインポート２１と、デューティ比に応じた信号圧がソレノイドバルブ１９から加えられることにより、図示しない弁体を動作させる信号圧ポート２２とを備えている。なお、符号２３はスプリングであって、信号圧に対抗する方向の弾性力を弁体に対して付与するように配置されている。したがって、ソレノイドバルブ１９におけるデューティ比に応じて、油圧アクチュエータ７の油圧室３１から圧油が排出されるようになっている。なお、油圧制御回路３４は、油圧室３３の油圧を制御する油路（図示せず）およびソレノイドバルブ（図示せず）などを有している。

そして、変速を制御する機能を有する電子制御装置（ＥＣＵ）２４が設けられている。この電子制御装置２４は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、電子制御装置２４には、アクセル開度、車速、ベルト式無段変速機１の入力回転数および出力回転数、エンジン回転数などの信号が入力される。そして、電子制御装置２４においては、アクセル開度や車速、エンジン回転数などの入力データと、予め記憶しているデータなどとに基づいて演算を行って変速を判断するとともに、その変速判断に基づいて、ソレノイドバルブ１４，１９の通電状態を制御するためのデューティ比などを演算し、そのデューティ比に応じた制御信号を出力するように構成されている。また、この電子制御装置２４は、油圧室３３の油圧を制御するソレノイドバルブなどを制御することにより、前記従動プーリ３がベルト４を挟み付けてベルト式無段変速機１における伝達トルク容量を設定する挟圧力を制御するように構成されている。

したがって、上記のベルト式無段変速機１は、アクセル開度や車速などの車両の走行状態に基づいて目標変速比あるいは目標入力回転数（エンジン１１もしくは駆動プーリ２の目標回転数）が設定され、実変速比や実入力回転数がその目標値に一致するように、電子制御装置２４が制御信号をいずれかのソレノイドバルブ１４，１９に出力するように構成されている。そして、いずれかのソレノイドバルブ１４，１９が、入力されたデューティ比に応じた信号圧を出力することにより、アップシフト制御弁１２から駆動プーリ２側の油圧アクチュエータ７に圧油が供給されてアップシフトが実行され、あるいはその油圧アクチュエータ７からダウンシフト制御弁１３を介して圧油が排出させられてダウンシフトが実行され、あるいは変速比が略一定に制御される。

上記のアップシフトおよびダウンシフトの変速制御では、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を組み合わせて実行可能である。まず、フィードフォワード制御は、油圧室３１におけるオイルの供給量・排出量と、入力回転数や変速比との対応関係をモデルベースに基づいてデータ化しておき、そのモデルベース化されたオイル量と、変速比もしくは入力回転数との関係に基づいて、目標入力回転数および目標変速比に応じて、油圧室３１におけるオイルの供給・排出量を制御することである。これに対して、フィードバック制御は、目標入力回転数や目標変速比などの目標値と、実際の入力回転数や変速比などの実際値との偏差を求め、その偏差を小さく（少なく）するように、油圧室３１のオイル量を制御することである。このフィードフォワード制御およびフィードバック制御に用いる制御量は、目標とする変速を達成するための制御指令信号であって、具体的には前記いずれかのソレノイドバルブ１４，１９に出力するデューティ比（％）である。

図３は、その変速制御の基本的な内容を説明するためのフローチャートであって、先ず、フィードフォワード（ＦＦ）制御で用いる目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが算出される（ステップＳ１００）。この目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡは、例えば、基本目標入力回転数ＮＩＮＣを一次なまし処理して算出する。この基本目標入力回転数ＮＩＮＣは、エンジン１１とベルト式無段変速機１とを協調制御する際に、アクセル開度と車速とに基づいて算出することが可能である。より具体的には、アクセル開度とその時点の車速とに基づいて要求駆動力が求められる。これは、例えば予め用意したマップから求められる。その要求駆動力と車速とからエンジン１１の要求出力が算出され、その要求出力を最小の燃費で出力するエンジン回転数が、マップを使用して求められる。こうして求められたエンジン回転数に対応するベルト式無段変速機１の入力回転数が、基本目標入力回転数ＮＩＮＣである。なお、エンジン１１の負荷は、上記の目標出力とエンジン回転数とに基づいて算出され、その目標出力を達成するようにエンジン１１のスロットル開度が制御される。

このステップＳ１００についで、フィードバック（ＦＢ）制御で用いる目標入力回転数ＮＩＮＴを算出する（ステップＳ１０１）。ここで、目標入力回転数ＮＩＮＴとして、前述の目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡまたは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡに対する制御の応答遅れを考慮した目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦのいずれかが選択される。ここで、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦは、例えば、次式により算出される。
ＮＩＮＴＮＦＦ（ｉ）＝ＮＩＮＴＮＦＦ（ｉ−１）＋｛ＮＩＮＴＳＴＡ（ｉ−Ｋ１）−
ＮＩＮＴＮＦＦ（ｉ−１）｝×Ｋ２

この実施例で説明する全ての数式およびフローチャートにおいて、「（ｉ）」は、制御ルーチンの実行周期における（ｉ）番目の周期、つまり「今回」を意味し、「（ｉ−１）」は前回を意味する。また、上記の式において、「Ｋ１」は、むだ時間に相当する係数もしくは補正値であり、「Ｋ２」は、なまし量を決定する時定数もしくは補正値である。つまり、この目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦは、油圧制御回路３４の構成や油圧アクチュエータ７の構成において、圧油の供給・排出作用、油圧室３１を構成するピストンの動作などで不可避的に生じる制御の応答遅れを考慮した目標入力回転数である。言い換えれば、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡに対して、システムの構成上で実現可能な値として、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが設定される。

さらに、ステップＳ１０１において、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡまたは目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦのいずれかを選択する場合の判断は、フィードフォワード制御が禁止されているか否かによりおこなわれる。具体的には、フィードフォワード制御が禁止されている場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが選択され、フィードフォワード制御が許可されている場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが選択される。なお、フィードフォワード制御が禁止される条件としては、急激な加速要求により、ベルト式無段変速機１でダウンシフトが生じる場合、車両が低摩擦係数路を走行して駆動輪３６がスリップする場合などが挙げられる。

上記のステップＳ１０１についで、実出力回転数ＮＯＵＴのなまし補正回転数（遅れ補正なまし値）ＮＯＵＴＨＯが算出される（ステップＳ１０２）。実出力回転数ＮＯＵＴは、適宜のセンサによって検出されており、これをフィルタ処理することによりなまし補正回転数ＮＯＵＴＨＯが求められる。なお、このなまし処理（フィルタ処理）は、検出信号に含まれるノイズ（外乱成分）を除去するための処理であるが、そのノイズの要因や程度は必ずしも一律ではないので、なまし係数（フィルタ処理の係数）はノイズあるいは外乱の要因や程度に応じて変更することが好ましい。

ついで、そのなまし補正回転数ＮＯＵＴＨＯを利用して目標変速比ＲＡＴＩＯＴが算出される（ステップＳ１０３）。すなわち、変速比は駆動プーリ２の回転数と従動プーリ３の回転数との比であるから、目標変速比ＲＡＴＩＯＴが、上述した目標入力回転数ＮＩＮＴと実出力回転数ＮＯＵＴのなまし補正回転数ＮＯＵＴＨＯとの比として算出される。

図２に示すベルト式無段変速機１は、各プーリ２，３に対するベルト４の巻き掛け半径に応じて変速比が設定されるから、目標変速比ＲＡＴＩＯＴを達成するための可動プーリ片６の位置ＷＤＸが算出される（ステップＳ１０４）。ここで、位置ＷＤＸとは軸線方向における位置を意味する。すなわち変速比と可動プーリ片６の位置ＷＤＸとは、プーリの形状に基づいて幾何学的に定まるので、目標変速比ＲＡＴＩＯＴと可動プーリ片６の位置ＷＤＸとの関係を予めマップとして用意しておき、そのマップと目標変速比ＲＡＴＩＯＴとから可動プーリ片６の位置ＷＤＸが求められる。

前述した目標入力回転数ＮＩＮＴは、最終的に到達するべき回転数として設定されるのではなく、時々刻々の目標値として設定されるから、それに基づく前記目標変速比ＲＡＴＩＯＴも時々刻々変化する値として算出される。したがって可動プーリ片６の位置ＷＤＸは時間毎の位置として求められる。したがって次のステップＳ１０５では、所定時間の可動プーリ片６の移動量ＤＸＴが算出される。これは、可動プーリ片６の位置ＷＤＸの移動平均として求めることができる。

次に、目標変速比ＲＡＴＩＯＴの変化量を達成するための上記の所定時間の可動プーリ片６の移動量ＤＸＴを実現するのに要する駆動プーリ２の油圧アクチュエータ７に対する圧油の流量値ＱＩＮが算出される（ステップＳ１０６）。要は、その油圧アクチュエータ７におけるピストン（図示せず）の受圧面積と可動プーリ片６の移動量ＤＸＴとの積である。

駆動プーリ２側の油圧アクチュエータ７の油圧室３１に対する圧油の給排の制御は、図２に示すソレノイドバルブ１４，１９をデューティ制御することによって行われるが、そのデューティ比に応じた圧油の流量は、その流入口と流出口との差圧に関係するので、先ず、その差圧（駆動プーリ２におけるオイルの流入出差圧）ＳＡＡＴＵが算出される（ステップＳ１０７）。これは、所定のモデルに基づく制御で得られたデータを用いればよい。そして、この差圧ＳＡＡＴＵと前記流量値ＱＩＮとの関係を示すマップに基づいて、フィードフォワード制御での制御量（ＦＦ制御量）ＤＱＳＣＦＦＴが算出される（ステップＳ１０８）。

なお、軸線方向における駆動プーリ２の目標位置と、実際の位置との偏差を解消するためのフィードバック制御も併せて実行されるので、その偏差とフィードバックゲインとに基づくいわゆるフィードバック制御量（ＦＢ制御量）ＤＱＳＣＦＢが算出される（ステップＳ１０９）。そして、これらの算出された制御量ＤＱＳＣＦＦＴおよび制御量ＤＱＳＣＦＢに基づいて、変速出力制御量（具体的には前記ソレノイドバルブ１４，１９のデューティ比）が算出される（ステップＳ１１０）。このように、ベルト式無段変速機１の変速比を制御する場合、実質的には各種の目標入力回転数を設定し、その目標入力回転数に基づいて実入力回転数を制御することで、結果的に変速比が制御されていることになる。

前述した各種の目標入力回転数の一例を、図４のタイムチャートに基づいて説明する。図４においては、基本目標入力回転数ＮＩＮＣが実線で示され、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが一点鎖線で示され、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが破線で示されている。この図４は、ダウンシフト要求が生じて各目標入力回転数が上昇する場合を示している。すなわち、時刻ｔ１以前においては、各目標入力回転数が略一致し、かつ、略一定となっている。時刻ｔ１でアクセルペダルの踏み込み量が増加して、ダウンシフト要求が生じると、基本目標入力回転数ＮＩＮＣがステップ的に急上昇し、時刻ｔ１以降は基本目標入力回転数ＮＩＮＣが略一定になっている。

これに対して、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡは時刻ｔ１から所定の勾配で上昇し、時刻ｔ３以降は、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが基本目標入力回転数ＮＩＮＣと一致している。時刻ｔ１から時刻ｔ３の間は、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡは基本目標入力回転数ＮＩＮＣよりも低回転数となっている。目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡの上昇勾配は、基本目標入力回転数ＮＩＮＣの上昇勾配よりも緩やかである。さらに、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦは時刻ｔ１以降も略一定に推移しており、時刻ｔ１から所定のむだ時間が経過した時刻ｔ２から、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが上昇を開始し、時刻ｔ４以降、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが基本目標入力回転数ＮＩＮＣと略一致している。時刻ｔ１から時刻ｔ４の間、実入力回転数ＮＩＮは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡおよび基本目標入力回転数ＮＩＮＣよりも低回転数となっている。なお、図４においては、実入力回転数ＮＩＮが、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦと略一致して推移している。

つぎに、図３のフローチャートにおけるステップＳ１０９の処理の具体例（実施例１）を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、フィードフォワード制御およびフィードバック制御が共に実行されている場合に、ＦＢ制御量の比例項（Ｐ項）、より具体的にはＰ項（ｉ）が算出される（ステップＳ１）。この比例項は、図４のタイムチャートに示された目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとの偏差の絶対値と、制御ゲインとに基づいて算出される。このステップＳ１についで、ＦＢ制御量の積分項（Ｉ項）、具体的には、Ｉ項（ｉ）が求められる（ステップＳ２）。この積分項（Ｉ項）は、前記偏差の絶対値の積分と、時間とにより求められる。ついで、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わったか否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、ＦＢ制御量における積分項（Ｉ）項が更新される（ステップＳ４）。このステップＳ４の処理においては、次式が用いられる。

Ｉ項（ｉ）＝Ｉ項（ｉ）＋ＤＱＳＣＦＦＴ（ｉ−１）
つまり、ステップＳ４では、前回の制御周期で求められたＦＦ制御量ＤＱＳＣＦＦＴ（ｉ−１）と、今回の制御周期で求められたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））とを加算することにより、フィードフォワード制御の禁止後におけるＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））の初期値が求められる。

上記のステップＳ４についで、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）が求められ（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ５の処理では、次式が用いられる。
ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）＝Ｐ項（ｉ）＋Ｉ項（ｉ）
つまり、ステップＳ４を経由してステップＳ５に進んだ場合は、ステップＳ１で求められたＦＢ制御量の比例項（Ｐ項（ｉ））と、ステップＳ４で求められたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））とが加算されて、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢが求められる。

一方、前記ステップＳ３で否定的に判断された場合は、フィードフォワード制御の許可が継続されていることとなり、この場合は、ステップＳ４の処理をおこなうことなく、ステップＳ５に進む。つまり、ステップＳ３から、ステップＳ４を迂回してステップＳ５に進んだ場合は、ステップＳ１で求められたＦＢ制御量のＰ項（ｉ）と、ステップＳ２で求められたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））とが加算されて、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）が求められる。

つぎに、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わる場合のタイムチャートの一例を、図５に基づいて説明する。図５では、時刻ｔ５でフィードフォワード制御が許可から禁止に切り替えられている。時刻ｔ５以前においては、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが上昇しており、実入力回転数ＮＩＮＴも上昇している。また、実入力回転数ＮＩＮＴは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡよりも低回転数となっているとともに、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと実入力回転数ＮＩＮＴとの偏差は時間の経過にともない減少している。

まず、比較例の制御に対応するタイムチャートを説明する。比較例とは、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わった場合に、切り替わる前のＦＦ制御量を考慮せずに、ＦＢ制御の積分項を設定する制御である。前述した時刻ｔ５以前において、変速の出力制御量は、ＦＦ制御量およびＦＢ制御量から成り立っている。そして、時刻ｔ５でフィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わった場合、比較例においては、ＦＦ制御量が零（％）になるとともに、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わった時点の比例項および積分項により、ＦＢ制御量が構成されている。つまり、時刻ｔ５において、ＦＦ制御量が零を越える所定値から零まで減少した差分だけ、変速の出力制御量が急激に低下し、ショックを招く恐れがあった。

これに対して、実施例１に対応するタイムチャートを説明する。時刻ｔ５以前における変速の出力制御量は、比較例と同じである。つまり、図１のフローチャートのステップＳ３で否定的に判断されてステップＳ５に進み、そのステップＳ５で求められたＦＢ制御量を有している。ついで、時刻ｔ５でフィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わると、ＦＦ制御量は零となり、時刻ｔ５以前におけるＦＦ制御量と、時刻ｔ５以前におけるＦＢ制御量の積分項Ｉ項とを加算した値が、時刻ｔ５におけるＦＢ制御量の積分項Ｉ項の初期値として用いられている。そして、時刻ｔ５以降は、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が減少することにともない、ＦＢ制御量も減少している。このように、図１の制御例を実行することにより、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わった場合において、「変速の出力制御量が急激に減少もしくは低下すること」を抑制でき、フィードフォワード制御が禁止されることにともなうショックを回避できる。

つぎに、図３のフローチャートにおけるステップＳ１０９の処理の他の具体例（実施例２）を、図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、フィードフォワード制御が禁止され、かつ、フィードバック制御が実行されている場合に、ＦＢ制御量の比例項（Ｐ項）、より具体的にはＰ項（ｉ）が算出される（ステップＳ２０１）。このＰ項（ｉ）の算出方法は、ステップＳ１の場合と同じである。このステップＳ２０１についで、ＦＢ制御量の積分項（Ｉ項）、具体的には、Ｉ項（ｉ）が求められる（ステップＳ２０２）。ついで、フィードフォワード制御が禁止から許可に切り替わったか否かが判断される（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３で肯定的に判断された場合は、ＦＢ制御量における積分項（Ｉ）項が更新される（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４の処理においては、次式が用いられる。

Ｉ項（ｉ）＝Ｉ項（ｉ−１）−ＤＱＳＣＦＦＴ（ｉ）
つまり、ステップＳ２０４では、前回の制御周期で用いられていたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））から、今回の制御周期におけるＦＦ制御量ＤＱＳＣＦＦＴ（ｉ）を減算することにより、フィードフォワード制御の許可後におけるＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））の初期値が求められる。

上記のステップＳ２０４についで、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）が求められ（ステップＳ２０５）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ２０５の処理では、次式が用いられる。
ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）＝Ｐ項（ｉ）＋Ｉ項（ｉ）
つまり、ステップＳ２０４を経由してステップＳ２０５に進んだ場合は、ステップＳ２０１で求められたＦＢ制御量の比例項（Ｐ項（ｉ））と、ステップＳ２０４で求められたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））とが加算されて、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）が求められる。

一方、前記ステップＳ２０３で否定的に判断された場合は、フィードフォワード制御の禁止が継続されており、この場合は、ステップＳ２０４の処理をおこなうことなく、ステップＳ２０５に進む。つまり、ステップＳ２０３から、ステップＳ２０４を迂回してステップＳ２０５に進んだ場合は、ステップＳ２０１で求められたＦＢ制御量のＰ項（ｉ）と、ステップＳ２０２で求められたＦＢ制御量の積分項（Ｉ項（ｉ））とが加算されて、ＦＢ制御量ＤＱＳＣＦＢ（ｉ）が求められる。

つぎに、フィードフォワード制御が禁止から許可に切り替わる場合のタイムチャートの一例を、図７に基づいて説明する。図７では、時刻ｔ６でフィードフォワード制御が禁止から許可に切り替えられている。時刻ｔ６以前においては、目標入力回転数ＮＩＮＴが上昇しており、実入力回転数ＮＩＮも上昇している。また、実入力回転数ＮＩＮは、目標入力回転数ＮＩＮＴよりも低回転数となっているとともに、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差は時間の経過にともない減少している。

まず、比較例の制御に対応するタイムチャートを説明する。比較例とは、フィードフォワード制御が禁止から許可に切り替わった場合に、切り替わった後のＦＦ制御量を考慮せずに、切り替わった時点のＦＢ制御の積分項を設定する制御である。前述した時刻ｔ６以前においてはＦＦ制御量が零（％）であり、変速の出力制御量は、実質的にＦＢ制御量と同等である。そして、時刻ｔ６でフィードフォワード制御が禁止から許可に切り替わった場合、比較例においては、ＦＦ制御量が零を越えた所定値に設定されるとともに、フィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わった時点のＦＢ制御量の積分項が、ＦＢ制御量の初期値としてそのまま用いられている。このため、時刻ｔ６において、ＦＦ制御量が零から、零を越える所定値まで増加した分だけ、変速の出力制御量が急激に増加（上昇）することになり、ショックを招く恐れがあった。

これに対して、実施例２に対応するタイムチャートを説明する。時刻ｔ６以前における変速の出力制御量は、比較例と同じである。つまり、図６のフローチャートのステップＳ２０３で否定的に判断されてステップＳ２０５に進み、そのステップＳ２０５で求められたＦＢ制御量を有している。ついで、時刻ｔ６でフィードフォワード制御が許可から禁止に切り替わると、ＦＦ制御量が零（％）から、零を越える所定値に増加され、時刻ｔ６以前におけるＦＢ制御量における積分項から、時刻ｔ６時点におけるＦＦ制御量が減算されて、時刻ｔ６以降におけるＦＢ制御量の積分項の初期値が求められている。そして、時刻ｔ６以降は、目標入力回転数ＮＩＮＴと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が減少することにともない、ＦＢ制御量も減少している。このように、図６の制御例を実行することにより、フィードフォワード制御が禁止から許可に切り替わった場合において、変速の出力制御量が急激に増加もしくは上昇することを抑制でき、フィードフォワード制御が許可されることにともなうショックを回避できる。

なお、従動プーリ３の油圧室３３に供給・排出されるオイル量を制御することにより、ベルト式無段変速機１の変速比を制御することが可能に構成されているとともに、油圧室３１の油圧を制御するソレノイドバルブなどを制御することにより、前記駆動プーリ２がベルト４を挟み付けてベルト式無段変速機１における伝達トルク容量を設定する挟圧力を制御するように構成されている車両についても、この実施例を適用可能である。また、この実施例において、フィードフォワード制御の禁止とは、ＦＦ制御の制御量が零％に設定されるという意味である。

この場合は、油圧室３３のオイル量を制御するソレノイドバルブ（図示せず）のデューティ比を、図３の制御によりフィードバック制御およびフィードフォワード制御することが可能であるとともに、図１および図６の制御例を実行することにより、フィードフォワード制御の禁止と許可との切り替えにともなう変速の出力制御量の急激な変化を抑制でき、前述と同様の効果を得られる。なお、前述したソレノイドバルブの形式が、ノーマルクローズ形式またはノーマルオープン形式のいずれを選択するか、フィードバック制御の制御量およびフィードフォワード制御の制御量の算出式などの条件は任意に変更可能であり、これらの条件に合わせて、ソレノイドバルブの制御量（％）の増減（大小）関係などを逆に設定することも可能である。

なお、上記の説明では、ベルト式無段変速機６の変速比を制御する場合に、主として入力回転数に基づく制御をおこなっているが、入力回転数と等価のパラメータである入力回転速度に基づいて、ベルト式無段変速機６の変速比を制御することも可能である。また、ベルト式無段変速機６の変速比自体を目標変速比として設定し、目標変速比と実変速比との偏差に基づいて、フィードバック制御をおこなう制御も、この発明の実施例に含まれる。さらに、動力源としてモータ・ジェネレータが設けられている車両において、図１，図３，図６の制御を実行することも可能である。この場合は、図３のステップＳ１００において、モータ・ジェネレータを制御する場合における電力の消費状態などの条件に基づいて、ベルト式無段変速機６の基本目標入力回転数ＮＩＮＣを求めることも可能である。また、この実施例は、各種の入力回転数が略一定である場合、各種の入力回転数が上昇する場合、各種の入力回転数が下降する場合のいずれにおいても実行可能である。また、変速比が略一定である場合、変速比が大きくなる場合（ダウンシフトの場合）、変速比が小さくなる場合（アップシフトの場合）のいずれにおいても、実行可能である。

ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ３が、この発明の切替判断手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ５が、この発明の積分項設定手段に相当する。また、図６のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２０３が、この発明の切替判断手段に相当し、ステップＳ２０４，Ｓ２０５が、この発明の積分項設定手段に相当する。また、図３のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１００が、この発明の第１の算出手段および第２の算出手段に相当し、ステップＳ１０１が、この発明の第３の算出手段に相当する。

また、エンジン１１およびモータ・ジェネレータが、この発明の動力源に相当し、駆動プーリ２が、この発明の入力側プーリに相当し、従動プーリ３が、この発明の出力側プーリに相当し、油圧室３１，３３が、この発明の油圧室に相当し、フィードフォワード制御およびフィードバック制御を共に実行することが、「この発明の「第１の制御」に相当し、フィードフォワード制御を禁止し、かつ、フィードバック制御を実行することが、この発明の「第２の制御」に相当する。また、この実施例では、ベルト式無段変速機６の変速比を制御するにあたり、入力回転数をその制御対象としており、基本目標入力回転数ＮＩＮＣが、この発明の「第１の目標入力回転数」に相当し、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが、この発明の「第２の目標入力回転数」に相当し、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが、この発明の「第３の目標入力回転数」に相当する。

この発明のベルト式無段変速機の変速制御装置で実行可能な制御の実施例１を示すフローチャートである。 この発明で対象とするベルト式無段変速機を有する車両の概念図である。 図２のベルト式無段変速機で実行される制御であり、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を含む制御のフローチャートである。 図３のフローチャートで設定される各種の入力回転数の一例を示すタイムチャートである。 図１のフローチャートに対応するタイムチャートである。 この発明のベルト式無段変速機の変速制御装置で実行可能な制御の実施例２を示すフローチャートである。 図６のフローチャートに対応するタイムチャートである。

符号の説明

１…ベルト式無段変速機、 ２…駆動プーリ、 ３…従動プーリ、 ４…ベルト、 １１…エンジンおよびモータ・ジェネレータ（動力源）、 ３１，３３…油圧室。

Claims (4)

1. 動力源の出力側にベルト式無段変速機が設けられており、このベルト式無段変速機の入力側プーリまたは出力側プーリのうち、いずれか一方のプーリの溝幅を調整することにより、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御することが可能であり、前記変速比を制御する場合に、前記一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量と変速比との対応関係に基づいて、前記油圧室のオイル量を制御するフィードフォワード制御と、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいて前記油圧室のオイル量を制御するフィードバック制御とを実行可能なベルト式無段変速機の変速制御装置において、
   前記フィードフォワード制御および前記フィードバック制御を共に実行する第１の制御と、前記フィードフォワード制御を禁止し、かつ、前記フィードバック制御を実行する第２の制御とが切り替えられるか否かを判断する切替判断手段と、
   前記第１の制御と前記第２の制御とが切り替えられる場合は、前記フィードフォワード制御用の制御項と、前記フィードバック制御用の積分項とを加算または減算して、切り替え後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する積分項設定手段と
   を備えていることを特徴とするベルト式無段変速機の変速制御装置。
2. 前記積分項設定手段は、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えられる場合に、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替える前における前記フィードフォワード制御の制御項と、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替える時点における前記フィードバック制御の制御項とを加算して、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えた後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機の変速制御装置。
3. 前記積分項設定手段は、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える場合に、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える前における前記フィードバック制御の積分項から、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える時点における前記フィードフォワード制御の制御項を減算して、前記第２の制御から前記第１の制御に切り替えた後における前記フィードバック制御用の積分項の初期値を設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機の変速制御装置。
4. 車速および加速要求および前記動力源の運転効率に基づいて、前記ベルト式無段変速機の第１の目標入力回転数を求める第１の算出手段と、
   前記第１の目標入力回転数をなまし処理することにより、前記フィードフォワード制御で用いる第２の目標入力回転数を求める第２の算出手段と、
   前記第２の入力回転数に対する実入力回転数の制御の遅れを加味することにより、前記フィードバック制御で用いる第３の入力回転数を求める第３の算出手段と
   を更に有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のベルト式無段変速機の変速制御装置。

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