JP2008180392A - 路面状態検出装置および無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状態を正確に判定して実際の路面状態に適した無段変速機の挟圧力の制御を可能にする。
【解決手段】トルク伝達部材を挟み付ける挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が、動力源と駆動輪との間に配置され、前記無段変速機の出力回転数もしくは無段変速機の出力側に連結されている駆動輪を含む回転部材の回転数の路面状態に応じた変化に基づいて前記無段変速機を制御する路面状態の検出および無段変速機の制御をおこなう装置であって、前記回転数の検出値をバンドパスフィルタ処理する処理手段（ステップＳ２）と、そのバンドパスフィルタ処理して得た値を時間窓積分する積分手段（ステップＳ４）と、その時間窓積分値に基づいて路面状態を判定する路面状態判定手段（ステップＳ１１）とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、路面の状態を検出する装置、およびベルト式あるいはトラクション式（トロイダル型）の無段変速機を制御する装置に関するものである。

この種の変速機は、車両に搭載されることにより、エンジン回転数を走行状態に応じた最適回転数に設定するように制御され、車両の動力性能を維持しつつ燃費を向上させる有効な手段となっている。したがって無段変速機にはエンジンなどの動力源からトルクが入力されるが、車両の走行中には、駆動輪と路面との間に作用するトルクが多様に変化するので、そのようなトルクに起因する慣性トルクを含めて、無段変速機には出力側からもトルクが作用するとともにそのトルクが多様に変化する。

無段変速機は上述のように摩擦力やトラクションオイルのせん断力などを介してトルクを伝達する変速機であって、噛み合い機構によってトルクを伝達するものではないので、トルク容量を超えたトルクが入力側もしくは出力側から作用した場合、あるいは何らかの外乱要因でトルクが一時的に増大した場合には、滑りが生じる。このような滑りが過剰であれば、無段変速機が損傷する可能性がある。また反対に滑りを回避するべく挟圧力を高くすると、動力の伝達効率が低下し、車両の燃費が悪化することがある。

したがって出力側のトルクの変動要因である路面の状態を検出することは、無段変速機における挟圧力の制御にとって必要なことであり、路面の状態を正確に検出もしくは判定することができれば、滑りを回避しつつ挟圧力を低下させる機会が増大して、車両の燃費を向上させることができる。

一方、従来では、路面の細かな突起（凹凸）を検出する装置として、車輪速度信号をバンドパスフィルタ処理する装置が特許文献１に記載されている。この公報に記載された装置は、車輪の回転を検出するセンサーの出力信号をバンドパスフィルタ処理して車輪速度の変動分を取り出し、その変動分によって路面の細かな凹凸を判定し、その判定の結果に基づいてサスペンション装置の特性を変更するように構成されている。

特開平６−１４３９６４号公報

上記の公報に記載された装置は、センサーで得られた信号には、ノイズや車両の加速度などの信号が含まれているので、これを除去して車輪速度のうちの路面の状態に応じた変動分を取り出すように構成した装置である。そしてこの装置では、バンドパスフィルタ処理した信号を所定のしきい値と比較して路面の凹凸を判定することになる。

そのしきい値は、信号処理装置の精度に応じた値とすることになり、しきい値を小さくすれば、路面の状態に依らない回転速度の僅かな変動をも路面の凹凸と判定するなどの誤判定の可能性が高くなる。このような誤判定を避けるためにしきい値を大きくした場合には、大きい回転変動のみをもって路面の状態を判定することになるので、石畳路のように微小な凹凸が連続する路面を判定することができない。あるいはその判定に時間を要し、その間に無段変速機に作用するトルクが大きく変動することがあり、その際に、滑りが生じる可能性がある。

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り、路面の状態を正確に検出もしくは判定することのできる装置、および路面の状態に応じて無段変速機の挟圧力を制御することのできる装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、車輪速度あるいはこれと一定の関係にある回転速度をフィルタ処理した値を更に積算した値に基づいて路面の状態を検出するようにしたことを特徴とし、さらにそのようにして検出もしくは判定された路面の状態に基づいて無段変速機を制御するように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、車輪の回転速度もしくはその車輪と一定の関係を持って回転する所定の回転部材の回転速度の検出値をフィルタ処理し、そのフィルタ処理した値に基づいて路面の状態を検出する路面状態検出装置において、前記フィルタ処理した値を積算する積算手段と、その積算値に基づいて路面状態を判定する路面状態判定手段とを備えていることを特徴とする装置である。

その積算手段は、請求項２の記載してあるように、前記フィルタ処理した値を時間窓積分する手段とすることができる。

また、前記路面状態判定手段は、請求項３に記載してあるように、前記積算値が予め定めた所定値以上の時に前記路面を非良路と判定し、前記積算値が予め定めた所定値未満の時に前記路面を良路と判定する手段とすることができる。

さらに、請求項４の発明は、請求項２もしくは３の構成において、前記時間窓積分値をなまし処理するなまし処理手段を更に備え、かつ前記路面状態判定手段は、前記なまし処理手段によってなまし処理された前記時間窓積分値に基づいて路面状態を判定するように構成されていることを特徴とする装置である。

一方、請求項５の発明は、トルク伝達部材を挟み付ける挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が、動力源と駆動輪との間に配置され、前記無段変速機の出力回転数もしくは無段変速機の出力側に連結されている駆動輪を含む回転部材の回転数の路面状態に応じた変化に基づいて前記無段変速機を制御する路面状態に基づく無段変速機の制御装置において、前記回転数の検出値をフィルタ処理する処理手段と、そのフィルタ処理して得た値を時間窓積分する積分手段と、その時間窓積分値に基づいて路面状態を判定する路面状態判定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記路面状態判定手段によって路面状態が非良路と判定された場合には、良路と判定された場合よりも前記挟圧力を高くする挟圧力制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項７の発明は、請求項５もしくは請求項６の発明において、前記時間窓積分値をなまし処理するなまし処理手段を更に備え、かつ前記路面状態判定手段が、前記なまし処理手段によってなまし処理された前記時間窓積分値に基づいて路面状態を判定するように構成されていることを特徴とする制御装置である。

請求項１ないし請求項３の各発明によれば、車輪速度もしくはこれに相当する回転速度の検出値をフィルタ処理し、そのフィルタ処理値を積算もしくは積分した値に基づいて路面状態を判定するので、微小な路面の変化をも路面状態として判定できるとともに、そのような微小な変動のみでは路面の判定がおこなわれないので、路面状態の誤判定を回避もしくは抑制でき、全体として路面の判定を正確におこなうことができる。言い換えれば、ノイズによる影響を除去もしくは抑制して、路面状態を正確に検出もしくは判定することができる。

また、請求項４の発明によれば、なまし処理によって、時間窓積分値に含まれる振動成分が除去されるので、なまし処理された時間窓積分値が、路面状態をより良く反映した値となり、路面状態の判定の精度を向上させることができる。

さらに、請求項５の発明によれば、バンドパスフィルタ処理した時間窓積分値には、微小な回転変動分が取り込まれるので、微小な路面の変化をも路面状態として判定できるとともに、そのような微小な変動のみでは路面の判定がおこなわれないので、誤判定を回避もしくは抑制でき、全体として路面状態の判定を正確におこなうことができ、しかも無段変速機の挟圧力をその路面状態に基づいて正確におこなうことができ、ひいては無段変速機の滑りを防止しつつ車両の燃費を向上させることができる。

またさらに、請求項６の発明によれば、良路判定がなされた場合には、その判定がおこなわれない場合に比較して挟圧力が低下させられるため、いわゆる外乱によるトルク変動の可能性が低い場合には、無段変速機の挟圧力を低下させてその動力の伝達効率を向上し、ひいては車両の燃費を向上させることができる。

そして、請求項７の発明によれば、なまし処理によって、時間窓積分値に含まれる振動成分が除去されるので、なまし処理された時間窓積分値が、路面状態をより良く反映した値となり、その結果、路面状態の判定およびそれに基づく挟圧力制御の精度を向上させ、ひいては無段変速機の滑りを防止し、また車両の燃費を向上させることができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする車両の駆動系統およびその制御系統について説明すると、図７は、ベルト式無段変速機１を変速機として含む駆動系統を模式的に示しており、その無段変速機１は、前後進切換機構２およびロックアップクラッチ３付きの流体伝動機構４を介して動力源５に連結されている。

その動力源５は、内燃機関、あるいは内燃機関と電動機、もしくは電動機などによって構成され、要は、走行のための動力を発生する駆動部材である。なお、以下の説明では、動力源５をエンジン５と記す。また、流体伝動機構４は、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン５によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナーと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナーに供給することよりタービンランナーを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。

このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナーとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となるので、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ３が設けられている。なお、このロックアップクラッチ３は、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。

前後進切換機構２は、エンジン５の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されている機構であって、入力されたトルクをそのまま出力し、また反転して出力するように構成されている。図７に示す例では、前後進切換機構２としてダブルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。すなわち、サンギヤ６と同心円上にリングギヤ７が配置され、これらのサンギヤ６とリングギヤ７との間に、サンギヤ６に噛合したピニオンギヤ８とそのピニオンギヤ８およびリングギヤ７に噛合した他のピニオンギヤ９とが配置され、これらのピニオンギヤ８，９がキャリヤ１０によって自転かつ公転自在に保持されている。

そして、二つの回転要素（具体的にはサンギヤ６とキャリヤ１０と）を一体的に連結する前進用クラッチ１１が設けられている。またリングギヤ７を選択的に固定することにより、出力されるトルクの方向を反転する後進用ブレーキ１２が設けられている。

無段変速機１は、従来知られているベルト式無段変速機と同じ構成であって、互いに平行に配置された駆動プーリ１３と従動プーリ１４とのそれぞれが、固定シーブと、油圧式のアクチュエータ１５，１６によって軸線方向に前後動させられる可動シーブとによって構成されている。したがって各プーリ１３，１４の溝幅が、可動シーブを軸線方向に移動させることにより変化し、それに伴って各プーリ１３，１４に巻掛けたベルト１７の巻掛け半径（プーリ１３，１４の有効径）が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するようになっている。そして、上記の駆動プーリ１３が前後進切換機構２における出力要素であるキャリヤ１０に連結されている。

なお、従動プーリ１４における油圧アクチュエータ１６には、無段変速機１に入力されるトルクに応じた油圧（ライン圧もしくはその補正圧）が、図示しない油圧ポンプおよび油圧制御装置を介して供給されている。したがって、従動プーリ１４における各シーブがベルト１７を挟み付けることにより、ベルト１７に張力が付与され、各プーリ１３，１４とベルト１７との挟圧力（接触圧力）が確保されるようになっている。これに対して駆動プーリ１３における油圧アクチュエータ１５には、設定するべき変速比に応じた圧油が供給され、目標とする変速比に応じた溝幅（有効径）に設定するようになっている。

上記の従動プーリ１４が、ギヤ対１８を介してディファレンシャル１９に連結され、このディファレンシャル１９から駆動輪２０にトルクを出力するようになっている。したがって上記の駆動系統では、エンジン５と駆動輪２０との間に、ロックアップクラッチ３と無段変速機１とが直列に配列されている。

上記の無段変速機１およびエンジン５を搭載した車両の動作状態（走行状態）を検出するために各種のセンサーが設けられている。すなわち、無段変速機１に対する入力回転数（前記タービンランナーの回転数）を検出して信号を出力するタービン回転数センサー２１、駆動プーリ１３の回転数を検出して信号を出力する入力回転数センサー２２、従動プーリ１４の回転数を検出して信号を出力する出力回転数センサー２３、駆動輪２０の回転数を検出して信号を出力する車輪速センサー２４が設けられている。また、特には図示しないが、アクセルペダルの踏み込み量を検出して信号を出力するアクセル開度センサー、スロットルバルブの開度を検出して信号を出力するスロットル開度センサー、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に信号を出力するブレーキセンサーなどが設けられている。

上記の前進用クラッチ１１および後進用ブレーキ１２の係合・解放の制御、および前記ベルト１７の挟圧力の制御、ならびに変速比の制御、さらにはロックアップクラッチ３の制御をおこなうために、変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）２５が設けられている。この電子制御装置２５は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算をおこない、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される挟圧力の設定、ならびに変速比の設定、ロックアップクラッチ３の係合・解放ならびにスリップ回転数などの制御を実行するように構成されている。

ここで、変速機用電子制御装置２５に入力されているデータ（信号）の例を示すと、無段変速機１の入力回転数Ｎinの信号、無段変速機１の出力回転数Ｎoの信号が、それぞれに対応するセンサ（図示せず）から入力されている。また、エンジン５を制御するエンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）２６からは、エンジン回転数Ｎeの信号、エンジン（Ｅ／Ｇ）負荷の信号、スロットル開度信号、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度信号などが入力されている。

無段変速機１によれば、入力回転数であるエンジン回転数を無段階に（言い換えれば、連続的に）制御できるので、これを搭載した車両の燃費を向上できる。例えば、アクセル開度などによって表される要求駆動量と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、その目標駆動力を得るために必要な目標出力が目標駆動力と車速とに基づいて求められ、その目標出力を最適燃費で得るためのエンジン回転数が予め用意したマップに基づいて求められ、そして、そのエンジン回転数となるように変速比が制御される。

そのような燃費向上の利点を損なわないために、無段変速機１における動力の伝達効率が良好な状態に制御される。具体的には、無段変速機１のトルク容量すなわちベルト挟圧力が、エンジントルクに基づいて決まる目標トルクを伝達でき、かつベルト１７の滑りが生じない範囲で可及的に低いベルト挟圧力に制御される。

これに対して、急制動や急加速、あるいは落下物や段差などに乗り上げたタイヤの空転時、あるいはタイヤがスリップした場合など、無段変速機１を含む駆動系統に掛かるトルクが急変する場合には、無段変速機１のトルク容量が相対的に不足してベルト１７の滑りが生じる可能性が高くなる。前述したように無段変速機１に滑りが生じて部分的な摩耗などが生じると、これが無段変速機１の損傷になる場合がある。そこで、この発明の装置は、無段変速機１の挟圧力などの制御に対して外乱となる路面状態を検出し、また路面状態に基づいて挟圧力を高くする制御を実行する。

なおここで、挟圧力を高くする制御とは、その時点の走行状態もしくは駆動系統の駆動状態に基づいて、ある程度の安全率をもって通常設定される挟圧力よりも高い圧力（安全率を大きくした圧力）に上昇増加させる制御である。

図１にこの発明の路面状態検出装置による路面状態の検出および制御装置で実施される挟圧制御の一例をフローチャートで示してある。ここに示す例では、先ず、出力回転数Ｎoが読み込まれる（ステップＳ１）。この出力回転数Ｎoは、具体的には、従動プーリ１４もしくはこれと一体の従動軸などの回転部材の回転数であり、あるいはこれと一定の関係にある出力側の回転部材の回転数もしくは駆動輪２０の回転数である。この回転数は、車速の変化によって変化しており、また凹凸などの路面の状態に応じて変化しており、さらにはノイズなどの成分を含んでいるので、例えば図２の（Ａ）に示すような信号となる。

ついで、検出された回転数についてバンドパスフィルタ処理が施される（ステップＳ２）。これは、例えば車速の変化による回転数の変化成分を除去する処理であり、その結果得られる信号は、例えば図２の（Ｂ）に示すようになる。このようにして処理した信号の絶対値（図２の（Ｃ））を取り（ステップＳ３）、現在時点から遡るｎ個のデータが積算される（ステップＳ４）。このステップＳ４での積算は、ｎ個のデータ相当する時間での時間窓積分である。また一方、検出された回転数Ｎoの変化量もしくは回転加速度ΔＮoが計算される（ステップＳ５）。

上記の演算をおこなった後に、フラグＦについて判断される（ステップＳ６）。このフラグＦは、いわゆる外乱が判定されて挟圧力が高レベルに設定されている場合に“１”にセットされる。またいわゆる外乱が収束し、あるいは外乱が判定されないことにより挟圧力が低レベルに設定されている場合に“０”にセットされるフラグである。

ステップＳ６で“Ｆ＝０”の判断がおこなわれた場合、挟圧力が通常レベルに設定されていて、タイヤスリップ後の再グリップ時の慣性トルクや急制動による負トルクに対応できない状態となっているので、タイヤスリップや急制動などの外乱の有無が判断される（ステップＳ７）。すなわち、出力回転数Ｎoの変化率（加速度）ΔＮoが比較的大きい値である第１のしきい値ΔＮo1以上か否かが判断される。

駆動輪２０がスリップした場合には、駆動輪２０の回転数および駆動輪２０が連結されている無段変速機１の従動プーリ１４の回転数が急激に増大し、これが出力回転数Ｎoの加速度ΔＮoの増大となって現れる。また急制動をおこなった場合には、駆動輪２０の回転数および駆動輪２０が連結されている無段変速機１の従動プーリ１４の回転数が急激に低下するから、これが出力回転数Ｎoの加速度ΔＮoの絶対値の増大となって現れる。さらに路面上の落下物への乗り上げや凹凸部の通過などでも同様の状況が生じ、これらのいわゆる外乱を前記回転加速度に基づいて判定することができる。

したがってステップＳ７で肯定的に判断された場合には、外乱によって出力側の回転数が急激に変化していることになるので、フラグＦを“１”にセットし（ステップＳ８）、ついでエンジントルクを低下（ダウン）させる（ステップＳ９）。無段変速機１にその入力側から作用するトルクを低下させるためである。この制御は、例えばエンジン５の点火時期の遅角制御によって実行することができる。

そして、挟圧力を高レベルに設定する指示が出力される（ステップＳ１０）。この高レベルの挟圧力は、要は、上記のような外乱によって出力側のトルクもしくは無段変速機１に作用するトルクが大きく変化した場合であっても、無段変速機１でのベルト１７の滑りが生じない挟圧力である。具体的には、例えば無段変速機１における元圧であるライン圧が従動プーリ１４におけるアクチュエータ１６に供給される。

すなわちステップＳ９およびステップＳ１０の制御は、外乱が検出された場合の対応制御であり、無段変速機１に作用するトルクを低下させ、かつ無段変速機１のトルク容量もしくは滑りが生じない範囲で最低の伝達トルクに対する伝達トルクの超過量（伝達トルクの余裕幅）を可及的に増大させる。

一方、外乱が検出されないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、上記のステップＳ４で積算された積算値（回転数の時間窓積分値）が予め定めた所定値を超えたか否かが判断される（ステップＳ１１）。この積算値は、前述したように、従動プーリ１４もしくはこれと一定の関係で回転する部材の回転数の検出値をバンドパスフィルタ処理し、時間窓積分したものであるから、僅かな回転変動分をも含んだ値となっている。言い換えれば、路面の僅かな凹凸をも反映した値となっている。そして、その値は、時間窓毎に増減し、結局、現在時点から所定時間前までの間に走行した路面の状態を反映したものとなっている。

したがってその積算値が所定値を超えることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、路面の状態に基づく回転変動がある程度大きく、かつ継続していることになる。その結果、路面がいわゆる非良路（あるいは悪路）であることが判定される。したがってこの場合には、前述したステップＳ１０に進んで、挟圧力を高レベルに設定する指示が出力される。すなわち、非良路を走行することによる駆動輪の回転変動およびそれに伴う負トルクの増大の可能性があるので、トルクの増大によっても無段変速機１に滑りが生じないようにするために、挟圧力を高くする。

なお、無段変速機１での滑りが生じてはおらず、また走行を継続しているので、エンジントルクを低下させる制御は実行しない。また、良路と非良路との判定の基準となるステップＳ１１の所定値（しきい値）にヒステリシスを設定することは任意である。しきい値にヒステリシスを設定すれば、挟圧力を高レベルと通常レベルとに切替制御する際のハンチングを防止することができる。

これに対してステップＳ１１で否定的に判断された場合には、路面に凹凸がなく、あるいは凹凸の少ないいわゆる良路であることが判定されるので、挟圧力を通常レベルに設定する指示が出力される（ステップＳ１２）。この通常レベルの挟圧力は、前述した高レベルの挟圧力より低い圧力として予め設定された挟圧力である。したがって無段変速機１に作用するトルクに対して挟圧力が過剰になることがなく、言い換えれば、挟圧力を可及的に低圧に設定することができるので、無段変速機１での動力伝達効率が向上して燃費を改善することができる。

また、前述したステップＳ６で“Ｆ＝１”の判断が成立した場合、その時点では、外乱に備えて挟圧力が高レベルに設定されていることになる。したがってこの高レベル状態を継続するべきか否かが判断される。具体的には、前記回転加速度ΔＮoが当初は正の値であり、これが負の値を経由して所定値ΔＮo0以上になったか否か、もしくはその回転加速度ΔＮoが当初負の値で、その後所定値ΔＮo0以上になったか否かが判断される（ステップＳ１３）。

前者の例は、加速中に駆動輪２０がスリップもしくは空転してその回転数が増大し、その後にグリップ力を回復して回転数が低下し、そして所定の回転数に復帰した場合である。また、後者の例は、走行中に急制動されて車輪の回転数が低下し、その後、制動が解除され、もしくは制動力が緩和されて所定の回転数に復帰した場合である。

したがってこのステップＳ１３で否定的に判断された場合には、外乱による回転数変化もしくはそれに伴う慣性トルクの作用が終了していないことになるので、特に制御をおこなうことなくリターンする。すなわち挟圧力が高レベルに維持される。

これに対してステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、外乱による回転数やトルクの変動状態が収束したことになるので、低下させられているエンジントルクがその低下制御の以前のトルクに復帰させられる（ステップＳ１４）。また、昇圧してある挟圧力を通常レベルに復帰させる制御が実行される（ステップＳ１５）。そして、フラグＦが“０”に設定される（ステップＳ１６）。

したがって上記の図１に示す制御をおこなうこの発明の制御装置によれば、無段変速機１のいわゆる出力側のいずれかの回転部材の回転加速度による検出信号をバンドパスフィルタ処理するのみに留まらず、その処理値を積算し、その積算値に基づいて路面状態を判定し、さらにその判定の結果に応じて挟圧力を通常より高くし、あるいは通常の圧力に設定する。したがって、路面状態を従来になく正確に検出もしくは判定できるとともに、実際の路面状態に適した挟圧力を設定することができる。そのため、無段変速機１での滑りを未然に回避することができると同時に、挟圧力を可及的に低くして車両の燃費を向上させることができる。

つぎに、この発明の制御装置で実行される他の制御例を図３に示すフローチャートを参照して説明する。この図３に示す制御例は、前述した図１に示す制御例を一部変更したものであって、外乱のない場合および良路が判定されている場合に設定する挟圧力を、前記通常レベルとそれより更に低圧の低レベルとに分けて設定するように構成した例である。したがって図３に示す制御例は、図１に示すステップＳ１１およびステップＳ１２が変更され、他のステップは図１と同様であるから、図１とは異なる部分のみ説明し、他の制御ステップについては、図３に図１と同様の符号を付してその説明を省略する。

回転加速度ΔＮoの絶対値が第１の基準値となる所定値ΔＮo1より小さいことによりステップＳ７で否定的に判断された場合、回転加速度ΔＮoの絶対値が上記の所定値ΔＮo1未満でかつ第２の基準値である所定値ΔＮo2以上か否かが判断される（ステップＳ１１１）。このステップＳ１１１で肯定的に判断された場合には、外乱による回転変動が生じていないものの、回転加速度ΔＮoが幾分大きいことになるので、エンジントルクを低下させることなく挟圧力を高レベルに設定する。すなわちステップＳ１０に進んで、高レベルの挟圧力を設定する指令が出力される。なお、このステップＳ１１１は、前述した図１に示すステップＳ１１に置き換えても良い。

ステップＳ１１１で否定的に判断された場合には、回転加速度ΔＮoが第３の基準値である所定値ΔＮo3以上（＜ΔＮo2）か否かが判断される（ステップＳ１１２）。このステップＳ１１２は、走行状態が外乱のない定常走行状態もしくは準定常走行状態か否かを判断するためのものである。

例えば図４に示してあるように、ロードロードを中心とした所定の入力トルクの幅もしくはエンジン負荷の幅の領域を準定常状態走行領域として予め定めておき、その領域内でエンジン負荷が変化した場合に生じる最大回転加速度もしくはこれに基づいて定めた値が、所定値ΔＮo3である。なお、図４において、エンジン負荷が低い領域としてハッチングを施してある領域は、エンジン負荷あるいは入力トルクを所定の一定値として挟圧力を決定し設定する領域である。

したがってステップＳ１１２で肯定的に判断された場合には、エンジン負荷が相対的に大きいか、あるいは反対に相対的に過小であって、準定常的な走行状態ではないので、挟圧力を通常レベルに設定する（ステップＳ１１３）。これに対してステップＳ１１２で否定的に判断された場合には、回転加速度が所定値ΔＮo3より小さく、定常走行状態もしくは準定常走行状態であるから、前記積算値が所定値を超えているか否かが判断される（ステップＳ１１４）。これは、図１に示すステップＳ１１と同様の判断ステップである。

このステップＳ１１４で否定的に判断されれば、路面の凹凸が少ない滑らかな良路を走行していると判断され、しかもその時点の走行状態が定常状態もしくは準定常状態であるから、挟圧力を低レベルに設定する指示が出力される（ステップＳ１１５）。この低レベルは、無段変速機１に滑りを生じさせない範囲で前述した通常レベルより低い圧力である。言い換えれば、滑りが生じない最低の挟圧力に対する挟圧力の超過量（余裕幅）を小さくした圧力である。したがってこの場合は、無段変速機１での動力の伝達効率および車両の燃費が向上する。

また一方、ステップＳ１１４で肯定的に判断された場合には、路面の影響で前記回転数の変動が生じており、路面が非良路であることになる。したがってこの場合は、回転加速度ΔＮoが更に小さい値である第４の基準値ΔＮo4以上か否かが判断される（ステップＳ１１６）。ここで、回転加速度ΔＮoの判断の各基準値の大小関係を示せば、
ΔＮo1＞ΔＮo2＞ΔＮo3＞ΔＮo4
である。

したがってステップＳ１１６では非良路を走行しているにも拘わらず出力回転数もしくはこれと一定の関係にある出力側の回転数の変化がかなり小さいか否か、言い換えれば回転変動が殆どないか否かを判断していることになる。そのため、ステップＳ１１６で否定的に判断されれば、非良路の走行であっても無段変速機１に作用するトルクが大きく変化する可能性が少ないので、ステップＳ１１５に進んで挟圧力が低レベルに設定される。これとは反対にステップＳ１１６で肯定的に判断された場合には、準定常的な走行状態であっても路面状態が非良路の状態であって、回転変動がある程度生じていることになるので、路面状態に基づいて挟圧力が通常レベルに設定される（ステップＳ１１３）。

したがって図３に示す制御を実行するように構成した場合には、路面の状態に応じた挟圧力の制御を正確におこなうことができるうえに、良路でかつ準定常状態で走行している場合には、挟圧力を更に低下させることができるので、燃費が更に向上する。

さらに、この発明の制御装置で実行される他の制御例について説明する。図５に示す制御例は、ノイズとなる振動成分を除去して路面状態の判定精度を向上させるように構成した例であり、出力側の回転数Ｎoの読み込み（ステップＳ２０１）、およびそのバンドパスフィルタ処理（ステップＳ２０２）が、図１および図３に示す各制御例と同様に実行される。

ついで、そのバンドパスフィルタ処理値の累積（積算）が可能か否かが判断される（ステップＳ２０３）。積算できないことによりステップＳ２０３で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。これに対してステップＳ２０３で肯定的に判断された場合には、バンドパス処理値の絶対値を取り、かつそのｎ個のデータを積算する（ステップＳ２０４）。すなわち時間窓積分をおこなう。

その積算値の振動成分を除去するために、なまし処理が施される（ステップＳ２０５）。これは、一例としてローパスフィルタ処理である。そして、そのローパスフィルタ処理後の積算値Ｓnout_lo(i)が、基準値として予め定めた所定値Ｓnout1より大きいか否かが判断される（ステップＳ２０６）。

このステップＳ２０６は、前述した図１に示すステップＳ１１および図３に示すステップＳ１１４に準ずる判断ステップである。したがってこのステップＳ２０６で肯定的に判断された場合には、非良路（悪路）を走行していることになり、悪路判定がおこなわれる。すなわちフラグＦbが“１”にセットされる（ステップＳ２０７）。ついで、非良路が終了したことを判定するためのカウンタＣdがゼロリセットされ、その後にリターンする。

これに対してステップＳ２０６で否定的に判断された場合には、良路を走行していることになるので、この場合は、上記の悪路判定フラグＦbが“１”か否かが判断される（ステップＳ２０９）。すなわち直前の路面状態が非良路であったか否かが判断される。直前の路面状態が悪路でなく良路であったことによりステップＳ２０９で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。

これとは反対に直前の路面状態が非良路であったことによりステップＳ２０９で肯定的に判断された場合には、上記の悪路終了判定のためのカウンタ（悪路終了カウンタ）Ｃdをインクリメントする（ステップＳ２１０）。そして、そのカウント値が予め定めた所定値Ｃd0を超えたか否かが判断され（ステップＳ２１１）、超えていない場合には、リターンする。また反対に悪路終了カウンタＣdのカウント値が所定値Ｃd0を超えたことによりステップＳ２１１で肯定的に判断された場合には、悪路終了の判定がおこなわれる（ステップＳ２１２）。すなわち悪路終了カウンタＣdおよび悪路判定フラグＦbがゼロリセットされる。したがってローパスフィルタ処理後の積算値Ｓnout_lo(i)が、複数回連続して所定値Ｓnout1より大きくなることによって悪路の終了が判定される。

なお、悪路の判定が成立した場合に、無段変速機１の挟圧力を高レベルに設定し、また悪路の判定が成立しない場合および悪路の終了が判定された場合に、挟圧力を通常レベルに設定するなどの挟圧力についての制御は、図１に示す制御例や図３に示す制御例と同様に実行すればよい。また、上記の各所定値Ｓnout1，Ｃd0は、それぞれ一定値であってもよいが、加減速度やアクセル開度、車速などの車両の走行状態に応じて変化する値としてもよい。

したがって上記の図５に示す制御を実行するように構成した場合には、バンドパスフィルタ処理した出力側の回転数の積算値を更になまし処理（例えばローパスフィルタ処理）し、その結果得られた値に基づいて路面状態を判定するので、路面状態を正確に判定することができる。そして、それに基づいて無段変速機１の挟圧力を高低に制御するので、無段変速機１での滑りを有効に防止することができるとともに、挟圧力が過剰になることを回避して燃費を向上させることができる。

なお、この発明では、上述したバンドパスフィルタ処理した積算値もしくはこれをなまし処理した値に基づいて路面状態を判定することに替え、その積算値もしくはなまし処理値と無段変速機１の出力側の回転加速度とに基づいて路面状態を判定することとしてもよい。例えば図６に示すように、先ず、出力側の回転数Ｎoを読み込む（ステップＳ４０１）とともに、その回転加速度ΔＮoを算出する（ステップＳ４０２）。

ついで、その回転加速度ΔＮoが所定値α以上か否かが判断される（ステップＳ４０３）。このステップＳ４０３で肯定的に判断された場合には、例えば路面に生じている窪みを通過して駆動輪２０が一時的に空転したり、あるいは落下物や突起を乗り越えて駆動輪２０が一時的に空転するなどのことによってその回転加速度ΔＮoが増大したものと考えられ、したがって悪路判定が成立し、フラグＦdが“０”にセットされる（ステップＳ４０４）。これとは反対にステップＳ４０３で否定的に判断された場合には、悪路の終了が判定され、フラグＦdがゼロリセットされる（ステップＳ４０５）。

このようにして設定されるフラグＦdと、図５の制御例で使用される悪路判定フラグＦbとに基づいて挟圧力を肯定に制御することとしてもよい。具体的には、これらのフラグＦd，Ｆbが共に“１”にセットされている場合に、挟圧力を高レベルに設定し、これとは反対にいずれかのフラグＦd，Ｆbが“０”にセットされている場合に、挟圧力を通常レベルに設定すればよい。

なお、図３を参照して説明したように、この発明では、準定常走行状態の場合に、挟圧力を通常レベルより更に低圧に設定してもよく、その場合、無段変速機１と直列に連結されている前記ロックアップクラッチ３などのクラッチを、無段変速機１に対するいわゆるトルクヒューズとして機能させることができる。これは、クラッチの滑りが生じない範囲での最低の係合圧に対する係合圧の超過量（余裕幅）を、無段変速機１での滑りが生じない範囲での最低の挟圧力に対する挟圧力の超過量（余裕幅）より小さく設定しておき、駆動系統に作用するトルクが増大した場合には、無段変速機１よりも先にクラッチに滑りを生じさせて、それ以上に無段変速機１にトルクが作用しないようにする機能である。

このトルクヒューズとしてクラッチを機能させる制御を、併用する場合には、挟圧力を前述したように高くする際にクラッチの係合力の増大を、挟圧力の昇圧に対して遅延させ、また反対に挟圧力を低下させる際にクラッチの係合圧を先行して低下させる。過渡状態においてもクラッチのトルクヒューズとしての機能を確保するためである。

なおここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２およびステップＳ２０２の機能的手段が、この発明の処理手段に相当し、ステップＳ４およびステップＳ２０４の機能的手段が、この発明の積分手段に相当し、ステップＳ１１およびステップＳ１１４ならびにステップＳ２０６の機能的手段が、この発明の路面状態判定手段に相当する。また、ステップＳ１０およびステップＳ１２ならびにステップＳ１１３、ステップＳ１１５の機能的手段が、この発明の挟圧力制御手段に相当する。そして、ステップＳ２０５の機能的手段が、この発明のなまし手段に相当する。

なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであり、路面状態の判定は、良路および非良路の二つの種類の判定以外に、三種類以上に分けて判定することとしてもよい。また、この発明で対象とする無段変速機は、ベルト式のものに限られず、トラクション式のものであってよい。また、上記の具体例では、フィルタ処理としてバンドパスフィルタ処理をおこなう例を示したが、この発明では、これに替えてハイパスフィルタ処理をおこなうように構成してもよい。その場合、フィルタ処理した信号に高周波成分が含まれることになるが、そのような信号によっても路面状態の判定をおこなうことができる。

この発明の装置による路面状態の検出および制御の一例を説明するためのフローチャートを示す図である。 検出された信号、バンドパスフィルタ処理した信号、その絶対値をそれぞれ模式的に示す波形図である。 この発明の装置による路面状態検出および制御の他の例を説明するためのフローチャートを示す図である。 図３に示す制御における定常走行状態および準定常走行状態の領域を説明するための図である。 この発明に係る装置による他の路面状態の判定のためのフローチャートを示す図である。 出力側の回転数の加速度に基づいて路面状態を判定するためのフローチャートの一例を示す図である。 この発明に係る無段変速機を搭載した車両の駆動系統および制御系統を模式的に示す図である。

符号の説明

１…無段変速機、 ３…ロックアップクラッチ、 ５…エンジン（動力源）、 １３…駆動プーリ、 １４…従動プーリ、 １５，１６…アクチュエータ、 １７…ベルト、 ２０…駆動輪、 ２５…変速機用電子制御装置（ＣＶＴ−ＥＣＵ）。

Claims (7)

1. 車輪の回転速度もしくはその車輪と一定の関係を持って回転する所定の回転部材の回転速度の検出値をフィルタ処理し、そのフィルタ処理した値に基づいて路面の状態を検出する路面状態検出装置において、
   前記フィルタ処理した値を積算する積算手段と、
   その積算値に基づいて路面状態を判定する路面状態判定手段と
   を備えていることを特徴とする路面状態検出装置。
2. 前記積算手段は、前記フィルタ処理した値を時間窓積分する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の路面状態検出装置。
3. 前記路面状態判定手段は、前記積算値が予め定めた所定値以上の時に前記路面を非良路と判定し、前記積算値が予め定めた所定値未満の時に前記路面を良路と判定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の路面状態検出装置。
4. 前記時間窓積分値をなまし処理するなまし処理手段を更に備え、かつ
   前記路面状態判定手段は、前記なまし処理手段によってなまし処理された前記時間窓積分値に基づいて路面状態を判定するように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の路面状態検出装置。
5. トルク伝達部材を挟み付ける挟圧力に応じてトルク容量が変化する無段変速機が、動力源と駆動輪との間に配置され、前記無段変速機の出力回転数もしくは無段変速機の出力側に連結されている駆動輪を含む回転部材の回転数の路面状態に応じた変化に基づいて前記無段変速機を制御する無段変速機の制御装置において、
   前記回転数の検出値をフィルタ処理する処理手段と、
   そのフィルタ処理して得た値を時間窓積分する積分手段と、
   その時間窓積分値に基づいて路面状態を判定する路面状態判定手段と
   を備えていることを特徴とする無段変速機の制御装置。
6. 前記路面状態判定手段によって路面状態が非良路と判定された場合には、良路と判定された場合よりも前記挟圧力を高くする挟圧力制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の無段変速機の制御装置。
7. 前記時間窓積分値をなまし処理するなまし処理手段を更に備え、かつ
   前記路面状態判定手段は、前記なまし処理手段によってなまし処理された前記時間窓積分値に基づいて路面状態を判定するように構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の無段変速機の制御装置。

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