JP2016183760A - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動トルクの周期的な変動に起因して回転要素に上下変動が発生した場合にこの上下変動の自動変速機の制御への影響を抑制する。
【解決手段】車速検出手段と、アクセル開度検出手段９１と、変速制御手段８Ｄとを備え、車速検出手段は、変速機出力軸の回転数を検出する回転数検出手段９０と、検出された回転数情報から車速を演算する演算手段８Ｂとから構成され、回転数情報から特定の周波数域を除去するノッチフィルタ９０ａが装備され、特定の周波数域には、駆動輪６に入力される駆動トルクの周期的な変動に起因して発生する回転数の上下変動にかかる周波数成分の周波数域が含まれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機構を用いた車両用自動変速機に用いて好適の車両用自動変速機の制御装置に関するものである。

車両（自動車）の駆動系には、エンジン（内燃機関）やモータ（電動機）といった駆動源の出力トルクを、変速機構や減速機構によって変速して駆動輪に伝達する動力伝達系が装備される。変速機構や減速機構には、歯車が用いられているため、歯車のバックラッシュに起因して振動や騒音が発生し、運転者等に違和感を与える場合がある。
例えば、駆動軸（駆動輪）に作用する駆動トルクに正負の反転があると、これに伴って歯車のバックラッシュに起因する振動や騒音やショックを招く場合がある。

特許文献１には、この駆動トルクの正負の反転に伴う上記のショックの発生を抑制すると共に、エネルギ効率の低下を抑制する技術が開示されている。この技術は、走行中にブレーキオンされたとき、駆動軸に作用している駆動トルクを推定し、この駆動トルクが、その正負の反転時に対応する所定のトルク範囲内（値０を含む）のときには、予め定められた通常レートよりも小さい変化レートのモータ目標制動トルクでモータの出力トルクを制御している。

特開２０１３−１８７９５９号公報

ところで、特許文献１のショックの発生状況とは異なるが、車両試験の結果、車両が前後加速度ゼロ近傍の一定速度状態で走行している際に、車両の駆動系から所謂ラトル音と呼ばれる異音が発生する場合があることが判明した。また、このようなラトル音が発生する状況下で、車両の駆動系に回転数（回転速度）の上下変動（振動）が発生する場合があることも判明した。このようにラトル音や回転数変動が発生する現象は、後に詳述する駆動トルクの正負の繰り返し反転、即ち、駆動トルクの周期的な変動の結果、これに伴って回転数変動や歯車のバックラッシュに起因するラトル音が発生するものと考えられる。

例えば、変速機の出力軸は駆動輪と終減速機構等の歯車機構を介して駆動輪に接続されるため、変速機の出力軸の回転数は駆動輪の回転数（車輪速）と対応する。車輪速と車速とは対応し、車輪速を車速に換算することもしばしば行われるが、同様に、変速機出力軸の回転数を車速に換算することも行われる。しかし、車両が前後加速度ゼロ近傍で走行していると、上述のように、駆動トルクの周期的な変動により変速機出力軸回転数の上下変動が発生し、これに伴ってラトル音も発生する。

このため、例えば、変速機出力軸回転数を検出してこれを車速に換算して車両の制御に用いると、回転数の上下変動によって実際の車速とは異なる車速値が車両の制御に使用されることになり、車両制御を適切に行なえなくなる場合がある。自動変速機の変速制御は、車速情報とエンジン負荷情報とに基づいて行なうが、車速情報が上記のような回転数上下変動の影響を受けると変速制御を適切に行なうことができない。

特に、自動変速機が無段変速機の場合、車速情報が回転数上下変動の影響を受けると車両の前後Ｇ振動として車両挙動に現れることが判明した。無段変速機の場合、僅かな車速の上下変動であっても変速比の指示値に反映され変速比の上下変動を招くことになる。

変速比が上下変動するとエンジン回転数が上下変動し、エンジン回転数が上下変動するとプライマリ軸への入力トルクやプライマリ軸のイナーシャトルクが上下変動することになり、ドライブシャフトトルクも上下変動し、最終的には車両の前後Ｇ振動として車両挙動に現れることになると考えられる。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、駆動系の回転要素の検出回転数を車速情報として用いて自動変速機の制御を行なうものにおいて、車両が前後加速度ゼロ近傍で走行している状態で、当該回転要素に上下変動が発生した場合にこの上下変動の自動変速機の制御への影響を抑制することができるようにした、車両用自動変速機の制御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に、本発明の車両用自動変速機の制御装置は、車両の駆動源と駆動輪との間の動力伝達系に装備された自動変速機の制御装置であって、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記車速検出手段により検出された車速及び前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度に基づいて前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段とを備え、前記車速検出手段は、前記自動変速機の出力軸以降の回転要素の回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数情報から車速を演算する演算手段と、から構成され、前記演算手段に入力される前記回転数情報から特定の周波数域を除去するノッチフィルタが装備され、前記特定の周波数域には、前記駆動輪に入力される駆動トルクの周期的な変動に起因して発生する前記回転数の上下変動にかかる周波数成分の周波数域が含まれていることを特徴としている。

（２）前記演算手段は、前記回転数検出手段により検出され前記ノッチフィルタで処理されたフィルタ処理回転数に基づいて車速を演算する第１演算手段と、前記回転数検出手段により検出されたままの回転数に基づいて車速を演算する第２演算手段と、前記回転数の前記上下変動が発生する条件として予め設定された所定条件が成立したら、前記第１演算手段により演算された車速を検出車速に選定し、上記所定条件が成立しなければ、前記第２演算手段により演算された車速を検出車速に選定する検出車速選定手段と、を備えていることが好ましい。

（３）さらに、前記演算手段は、前記検出車速を、前記第１演算手段により演算された車速と、前記第２演算手段により演算された車速とで切り替える際に、切替を滑らかにするレート処理を行なうレート処理手段を備えていることが好ましい。

（４）前記所定条件には、前記駆動源への出力トルク要求が検出されていること、前記駆動源の検出駆動トルクがトルク判定閾値以下の微小状態であること、前記車両の加速度が加速度判定閾値以下の微小状態であること、が何れも成立していることが含まれていることが好ましい。

（５）また、前記自動変速機は、無段変速機であることが好ましい。

（６）前記特定の周波数域には、前記駆動源の固有振動にかかる前記変速比に応じた回転要素の振動の周波数域が含まれていることが好ましい。

（７）前記回転要素は、前記自動変速機の出力軸であることが好ましい。

例えば、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行しているときなどに、駆動輪に入力される駆動トルクが周期的な変動を繰り返す場合があり、これに起因して自動変速機の出力軸以降の回転要素の回転数に上下変動が生じる場合があって、当該回転要素の回転数を検出しこれに基づく車速に応じて自動変速機の変速制御を行なうと、回転数の上下変動が変速制御に影響する。これに対し、本発明によれば、当該回転要素の回転数の上下変動にかかる周波数成分の周波数域がノッチフィルタで除去処理されたものに基づいて演算手段が車速を演算するので、自動変速機の変速比を制御するための車速には、前記回転数の上下変動の影響が抑制され、この車速を用いて変速比を適正に制御できるようになる。

本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置が適用された車両の駆動系及び制御系を示す全体構成図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置の制御対象の車両の運転領域を説明する図である。 本発明の課題にかかる事象の発生のメカニズムを説明する模式図である。 本発明の課題にかかる状況を説明する速度線図である。 本発明の課題にかかる事象とその要因との関係を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置に適用されるノッチフィルタを説明するフィルタ特性図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置による制御を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置による制御の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施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。
また、以下の説明で記載する「回転数」は、「単位時間当たり（例えば、１分当たり）の回転数」であり「回転速度」に相当する。

まず、本実施形態にかかる車両の駆動系及び制御系の構成を説明する。なお、車両の駆動系には、駆動源と、この駆動源の駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達系が備えられるが、本実施形態では、駆動源としてエンジン（内燃機関）が装備され、動力伝達系には自動変速機が装備されている。本実施形態では、自動変速機に、ベルト式無段変速機（以下、ベルト式ＣＶＴ、又は、単に、ＣＶＴとも記す）が適用されたものを例示するが、自動変速機としては、トロイダルＣＶＴなどその他の無段変速機や、有段変速機を適用することもできる。

［全体システム構成］
図１は、本実施形態にかかる車両の駆動系及び制御系を示す構成図である。
図１に示すように、車両の駆動系は、駆動源であるエンジン１と、動力伝達系を構成するトルクコンバータ２，前後進切替機構３，ベルト式無段変速機構（以下、バリエータとも呼ぶ）４，及び終減速機構５と、駆動輪６，６と、を備えている。なお、トルクコンバータ２と前後進切替機構３とバリエータ４とをトランスミッションケース内に収納することによりＣＶＴ１００が構成される。

エンジン１には、スロットルバルブ開閉動作や燃料カット動作等により出力トルク制御を行なう出力トルク制御アクチュエータ１０が装備される。これによって、エンジン１は、ドライバによるアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号による出力トルクの制御も可能になっている。なお、エンジン１の出力トルクについては、単にエンジントルクとも言う。

トルクコンバータ２は、トルク増大機能を有する発進要素であり、トルク増大機能を必要としないときに、エンジン出力軸１１（＝トルクコンバータ入力軸）とトルクコンバータ出力軸２１とを直結可能なロックアップクラッチ２０を有する。このトルクコンバータ２は、エンジン出力軸１１にコンバータハウジング２２を介して連結されたポンプインペラ２３と、トルクコンバータ出力軸２１に連結されたタービンランナ２４と、ケースにワンウェイクラッチ２５を介して設けられたステータ２６と、を構成要素とする。

また、ロックアップクラッチ２０は、車両の状態や運転状態に応じてロックアップ状態（クラッチ完全係合（締結）状態）と、アンロックアップ状態（クラッチ完全解放状態）と、スリップロックアップ状態（クラッチ滑り係合状態、つまり、ロックアップクラッチの入力側の回転部材の回転数と、出力側の回転部材に差回転があるが、入力側から出力側へトルクが伝達されている状態）との何れかに、切り替え制御される。

前後進切替機構３は、バリエータ４への入力回転方向を前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向とで切り替える機構である。この前後進切替機構３は、ダブルピニオン式遊星歯車３０と、複数のクラッチプレートから成る前進クラッチ３１（前進側摩擦係合要素）と、複数のブレーキプレートから成る後退ブレーキ３２（後退側摩擦係合要素）と、を有する。

前進クラッチ３１は、Ｄレンジ（ドライブレンジ）等の前進走行レンジの選択時に前進クラッチ圧Ｐfcにより係合される。後退ブレーキ３２は、後退走行レンジであるＲレンジ（後退レンジ）の選択時に後退ブレーキ圧Ｐrbにより係合される。なお、前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２は、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ、非走行レンジ）の選択時、前進クラッチ圧Ｐfcと後退ブレーキ圧Ｐrbとをドレーンすることで、いずれも解放される。

バリエータ４は、プーリに対するベルトの接触径の変更により変速機入力回転数と変速機出力回転数との比である変速比を無段階に変化させる無段変速機能を備え、プライマリプーリ４２と、セカンダリプーリ４３と、ベルト４４と、を有する。プライマリプーリ４２は、固定プーリ４２ａ及びスライドプーリ４２ｂにより構成され、スライドプーリ４２ｂは、プライマリ圧室４５に導かれるプライマリ圧Ｐpriにより軸方向に移動する。セカンダリプーリ４３は、固定プーリ４３ａ及びスライドプーリ４３ｂにより構成され、スライドプーリ４３ｂは、セカンダリ圧室４６に導かれるセカンダリ圧Ｐsecにより軸方向に移動する。

プライマリプーリ４２の固定プーリ４２ａ及びスライドプーリ４２ｂの各対向面であるシーブ面、及び、セカンダリプーリ４３の固定プーリ４３ａ及びスライドプーリ４３ｂの各対向面であるシーブ面は、何れもＶ字形状をなし、ベルト４４の両側のフランク面は、これらの各シーブ面と接触する。スライドプーリ４２ｂ，４３ｂの移動に応じて、プライマリプーリ４２及びセカンダリプーリ４３へのベルト４４の巻付き半径が変更されることにより、変速比が変更される。

終減速機構５は、バリエータ４の変速機出力軸４１からの変速機出力回転を減速するとともに差動機能を与えて左右の駆動輪６，６に伝達する機構である。この終減速機構５は、変速機出力軸４１と左右のドライブシャフト５１，５１との間に介装され、変速機出力軸４１に設けられた第１ギヤ５２，アイドラ軸５０に設けられた第２ギヤ５３及び第３ギヤ５４と、最終減速ギヤ５５と、差動機能を持つディファレンシャルギヤ５６とを有する。

車両の制御系のうち、特にＣＶＴ１００の制御系は、図１に示すように、油圧コントロールユニット７と、変速機制御手段としてのＣＶＴ電子コントロールユニット（ＣＶＴＥＣＵ）８と、を備えている。また、このＣＶＴ電子コントロールユニット８と情報を授受する駆動源制御手段としてのエンジン電子コントロールユニット（エンジンＥＣＵ）９が装備されている。

なお、各電子コントロールユニット（ＥＣＵ：Electric Control Unit）８，９は、入出力装置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ），タイマカウンタ等を備えて構成される。本発明にかかる制御手段は、これらのＣＶＴＥＣＵ（変速機制御手段）８及びエンジンＥＣＵ（駆動源制御手段）９を含んで構成される。

油圧コントロールユニット７は、プライマリ圧室４５に導かれるプライマリ圧Ｐpriと、セカンダリ圧室４６に導かれるセカンダリ圧Ｐsecと、前進クラッチ３１への前進クラッチ圧Ｐfcと、後退ブレーキ３２への後退ブレーキ圧Ｐrbと、ロックアップコントロールバルブ７８へのソレノイド圧Ｐsolとを作り出す制御ユニットである。この油圧コントロールユニット７は、オイルポンプ７０と、油圧制御回路７１と、を備え、油圧制御回路７１は、ライン圧ソレノイド７２と、プライマリ圧ソレノイド７３と、セカンダリ圧ソレノイド７４と、前進クラッチ圧ソレノイド７５と、後退ブレーキ圧ソレノイド７６と、ロックアップソレノイド７７とを有する。

ライン圧ソレノイド７２は、ＣＶＴＥＣＵ８から出力されるライン圧指示に応じ、オイルポンプ７０から圧送される作動油を、指示されたライン圧ＰLに調圧する。
プライマリ圧ソレノイド７３は、ＣＶＴＥＣＵ８から出力されるプライマリ圧指示に応じ、ライン圧ＰLを元圧として指示されたプライマリ圧Ｐpriに減圧調整する。
セカンダリ圧ソレノイド７４は、ＣＶＴＥＣＵ８から出力されるセカンダリ圧指示に応じ、ライン圧ＰLを元圧として指示されたセカンダリ圧Ｐsecに減圧調整する。

前進クラッチ圧ソレノイド７５は、ＣＶＴＥＣＵ８から出力される前進クラッチ圧指示に応じ、ライン圧ＰLを元圧として指示された前進クラッチ圧Ｐfcに減圧調整する。
後退ブレーキ圧ソレノイド７６は、ＣＶＴＥＣＵ８から出力される後退ブレーキ圧指示に応じ、ライン圧ＰLを元圧として指示された後退ブレーキ圧Ｐrbに減圧調整する。

ロックアップソレノイド７７は、ＣＶＴＥＣＵ８からの指示により、ロックアップコントロールバルブ７８への指示信号圧としてのソレノイド圧Ｐsolを作り出す。ロックアップコントロールバルブ７８は、ソレノイド圧Ｐsolを作動信号圧として、ロックアップクラッチ２０のクラッチ前後油室の差圧であるロックアップ差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐａ−Ｐｒ）がＣＶＴＥＣＵ８からの指示に基づく値となるようにロックアップクラッチ係合圧とロックアップクラッチ解放圧とを作り出す。

ＣＶＴＥＣＵ８は、スロットル開度等に応じた目標ライン圧を得る指示をライン圧ソレノイド７２に出力するライン圧制御、車速やスロットル開度等に応じて目標変速比を得る指示をプライマリ圧ソレノイド７３及びセカンダリ圧ソレノイド７４に出力する変速油圧制御、前進クラッチ３１と後退ブレーキ３２の係合／解放を制御する指示を前進クラッチ圧ソレノイド７５及び後退ブレーキ圧ソレノイド７６に出力する前後進切替制御を行なうとともに、ロックアップソレノイド７７に指示を出力してロックアップクラッチ２０の係合（完全係合），解放，スリップ係合（クラッチ滑り係合）等の制御を行なう。

このＣＶＴＥＣＵ８には、プライマリ回転センサ８０，セカンダリ回転センサ８１，セカンダリ圧センサ８２，油温センサ８３，エンジン回転数センサ８４，ブレーキスイッチ８５，スロットル開度センサ８６，プライマリ圧センサ８７，ライン圧センサ８９，変速機出力軸回転数センサ（車速センサ）９０，アクセル開度センサ９１，アイドルスイッチ９２等からのセンサ情報やスイッチ情報が入力される。また、エンジンＥＣＵ９からはトルク情報が入力され、エンジン１へはトルクリクエストを出力する。ここで、図示しないインヒビタースイッチは、運転者のシフトレバーの操作によって選択されているレンジ位置（Ｄレンジ，Ｎレンジ，Ｒレンジ等）を検出し、レンジ位置に応じたレンジ位置信号を出力する。

［発明の課題にかかる異音や回転数の上下変動の発生メカニズム］
本実施形態の車両用自動変速機の制御装置は、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行している際に、ラトル音と呼ばれる異音や、動力伝達系の回転要素の回転数の上下変動（回転数振動、或いは、単に振動とも呼ぶ）が発生することがあり、特に、回転要素の回転数から求められる車速を変速比の制御に用いるため、回転数振動の変速制御への影響を抑制することができるようにするものである。本願発明者は、図１に示す構成を有する車両による実験を実施し、この実験結果から、かかる異音や回転数振動といった事象の発生する理由について分析した。

まず、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行していて上記事象が発生する際の車両の駆動トルクに着目して分析した。これによれば、こうした事象が発生する状況は、ロックアップクラッチ２０が係合された直結状態であって、ドライバがエンジン１に出力トルク要求をしている状況下で、車両の前後加速度Ｇvが所定加速度Ｇv₀以下の微小状態（ゼロ近傍の状態）であることに加えて、駆動輪６に加えられる駆動トルクである駆動系の正味駆動トルクＴdnが所定トルクＴ₀以下の微小状態（軽負荷走行状態）であること、の条件が揃った場合であることが判明した。

なお、正味駆動トルクＴdnは、エンジンＥＣＵ９からトルク情報として入手できるが、例えばエンジン１への指令トルクに対してエンジントルクのバラツキを考慮した補正と、フリクション分の減算をして得ることができる正味トルクＴnを変速比等で補正して得ることができる。

また、前後加速度Ｇｖがゼロ近傍の状態とは、いわゆるロードロード（Road Load）走行の状態であり、例えば正味駆動トルクＴｎ及び駆動輪回転数Ｎｄから得られる駆動系の正味駆動力Ｆnから、車速，勾配，車重，路面μ等に応じた走行抵抗ｒｒを減算して得られる車両の加速に用いられる駆動力が微小である状態に対応する。

図２（ａ），（ｂ）は、実験結果のデータを、こうした異音や振動等の事象が発生した条件で整理して示す図である。図２（ａ）には、上記事象が発生した時のエンジントルク指令値（駆動系の正味駆動トルクＴdn）に関するデータ（丸形マークのトルク関連データ）と、上記事象が発生した時の駆動輪加速度（車両の前後加速度Ｇｖ）に関するデータ（ひし形マークの加速度関連データ）とを示している。

なお、トルク関連データ（丸形マーク）は、上記事象が発生した時の変速比及びエンジントルク指令の各値についてプロットしたもので、加速度関連データ（ひし形マーク）は、上記事象が発生した時の変速比及び駆動輪加速度（前後加速度Ｇｖ）の各値についてプロットしたものである。

トルク関連データ（丸形マーク）から、変速比及びエンジントルク指令に関しては曲線Ｌ１以下の領域で上記事象が発生するものと推定できる。また、加速度関連データ（ひし形マーク）から、加速度０を中心とした一定の加減速範囲（直線Ｌ２とＬ３との間の範囲）内で上記事象が発生するものと推定できる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す事象が発生したトルク関連特性の領域（曲線Ｌ１以下の領域）と、図２（ａ）に示す事象が発生した加速度関連特性の領域（直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の領域）とを、車速及び駆動系の正味駆動トルクＴdnに関して示す図である。図２（ｂ）に示すように、上記事象が発生するのは、正味駆動トルクＴdnが所定トルクＴ_０以下（直線ＬＬ１以下）の領域で、且つ、車両の前後加速度Ｇｖがゼロ近傍となるロードロード線（Ｒ／Ｌ線）付近の領域（曲線ＬＬ２と曲線ＬＬ３との間の領域）であると言える。

図３（ａ）〜（ｄ）はこの事象の発生のメカニズムを説明する図であり、動力伝達系の例えばＣＶＴ１００内や終減速機構５に装備される動力伝達用の歯車対Ｇ_１，Ｇ_２による動力伝達時の状況を示すものである。入力側歯車Ｇ_１は入力側軸Ｓ_１に結合され、出力側歯車Ｇ_２は出力側軸Ｓ_２に結合され、入力側歯車Ｇ_１と出力側歯車Ｇ_２とが噛合している。出力側軸Ｓ_２の側には直接または間接的に駆動輪６が接続されている。

図３（ａ）〜（ｄ）において、Ｔinは入力側軸Ｓ_１からの入力トルクを、Ｔoutは出力側軸Ｓ₂から駆動輪６側への出力トルクを、Ｒ₁は入力側軸Ｓ₁及び入力側歯車Ｇ₁の回転状態を、Ｒ₂は出力側軸Ｓ_２及び出力側歯車Ｇ_２の回転状態を、それぞれ示している。また、入力側軸Ｓ₁からの入力トルクを、図３（ａ）〜（ｄ）では歯車対Ｇ₁，Ｇ₂のバックラッシュを明確に表現するため、各歯車Ｇ₁，Ｇ₂の歯と歯の間隔を誇張して描いている。

図３（ａ）に示すように、噛み合うべき歯車Ｇ₁の歯Ｃ₁と歯車Ｇ₂の歯Ｃ₂とが離隔していると、歯車Ｇ₁，Ｇ₂間は空転状態となっており、入力側軸Ｓ₁からの入力トルクＴinは歯車Ｇ₁の回転Ｒ₁の速度（回転数）の上昇のみに使われ、出力側軸Ｓ₂にはトルクは伝達されず、歯車Ｇ₂の回転Ｒ₂の速度（回転数）の上昇には寄与しない。このため、駆動輪６側への出力トルクＴoutは略０（Ｎｍ）となる。

図３（ｂ）に示すように、歯車Ｇ₁，Ｇ₂の相互のガタがつまって歯車Ｇ₁の歯Ｃ₁と歯車Ｇ₂の歯Ｃ₂の各対向面が接触すると、歯Ｃ₁，歯Ｃ₂を通じて、入力側軸Ｓ₁からの入力トルクＴinが出力側軸Ｓ₂に伝達され始め、歯車Ｇ₂の回転Ｒ₂の速度（回転数）の上昇に寄与し始める。

こうして、出力側軸Ｓ₂等を通じて駆動輪６側へ入力トルクＴinに応じた出力トルクＴoutが伝達されるが、このとき、車両イナーシャが大きいので（当然ながら、駆動輪６はスリップせずに路面をグリップしていることが前提）、駆動輪６の回転数はほとんど変化しない。そして、歯車対Ｇ₁，Ｇ₂により伝達される入力トルクＴinは、駆動輪６に至る動力伝達系の軸（出力側軸Ｓ₂やドライブシャフト５１等、ここでは出力側軸Ｓ₂とする）に捩れを与えるように作用する。

ドライブシャフト５１等の動力伝達系の出力側軸Ｓ_２に捩れが生じてこの捩れによる出力側軸Ｓ_２の入力側と出力側との位相差がピークに達すると、この捩れが開放するため、出力側軸Ｓ_２の入力側（即ち、歯車Ｇ_２側）は入力トルクＴinと逆方向に捩れ解放トルクＴtrを受けて、出力側軸Ｓ_２の入力側及び歯車Ｇ_２は逆転方向Ｒ_２´への回転力成分を受けて回転数が引き下げられる。

また、捩れ解放トルクＴtrは、歯車Ｇ₁の歯Ｃ₁と歯車Ｇ₂の歯Ｃ₂との接触部を介して歯車Ｇ₁及び入力側軸Ｓ₁に作用する。これにより、歯車Ｇ₁及び入力側軸Ｓ₁の出力側も逆転方向Ｒ₂´への回転力成分を受けて回転数が引き下げられ、入力側軸Ｓ₁には捩れ解放トルクＴtrに応じた逆転方向へのトルクＴtr´が加えられる。入力トルクＴinが小さいと、このような逆向きのトルク伝達の影響を受けて、歯車Ｇ₁，Ｇ₂間は再び空転状態となって、次に噛み合うべき歯車Ｇ₁の歯Ｃ₁と歯車Ｇ₂の歯Ｃ₂とが離隔する（図３（ｃ），（ｄ）参照）。

このようにして、歯車Ｇ₁と歯車Ｇ₂との間で、トルク伝達方向が周期的に逆転する状況（即ち、駆動輪６に入力される駆動トルクの周期的な変動、換言すれば、駆動トルクの正負の繰り返し反転）が続くとバックラッシュに起因する衝撃（ラトルショック）によってラトル音が発生し、同時に、歯車Ｇ₁及びその回転軸や、歯車Ｇ₂及びその回転軸において、回転数の上下変動が発生するものと考えられる。

トルク伝達方向が周期的に逆転する状況（駆動輪６に入力される駆動トルクの周期的な変動）とは、入力側軸Ｓ₁（歯車Ｇ₁）と出力側軸Ｓ₂（歯車Ｇ₂）とが略同期した回転を継続し、且つ、エンジン１側から駆動輪６側に入力される駆動トルク（正味駆動トルクＴdn）の大きさが小さくて上記捩れ解放トルクＴtrの影響を受ける状況である。

入力側軸Ｓ₁と出力側軸Ｓ₂とが略同期した回転を継続するのは、通常、入力側軸Ｓ₁と出力側軸Ｓ₂とが速度変化しない状態であり、換言すれば、車両の前後加速度Ｇvがゼロ近傍の状態（加速度ゼロ条件）である。これは、車両の走行状態が、図２（ｂ）に示す、いわゆるロードロード（Road Load）走行（軽負荷走行）の状態の場合である。
また、駆動トルク（正味駆動トルクＴdn）の大きさが小さいとは、正味駆動トルクＴdnが図２（ｂ）に示す所定トルクＴ₀以下（直線ＬＬ１以下）の状況である。

したがって、以下の３つの条件が揃うと、ラトル音の発生や回転要素の回転数の上下変動の発生といった事象が発生しうるものと考えることができる。
（Ａ）ドライバがエンジン１に出力トルクを要求していること。
（Ｂ）エンジン１から駆動輪６へ出力される駆動トルクが所定トルクＴ₀以下の微小状態であること。
（Ｃ）車両の前後加速度Ｇvがゼロ近傍の状態（すなわち、前後加速度Ｇvが所定加速度Ｇv₀以下の状態）であること。

［車両用自動変速機の制御装置の構成］
図１に示すように、ＣＶＴ１００を制御するＣＶＴＥＣＵ８には、バリエータ４の変速比Ｒを制御する変速制御部（変速制御手段）８Ｄが機能要素として設けられている。本実施形態にかかる車両用自動変速機の制御装置は、車速ＶＳを検出する車速検出手段と、アクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ（アクセル開度手段）９１と、検出された車速ＶＳとアクセル開度ＡＰＯとに基づいて、自動変速機１００の変速比、即ち、バリエータ４の変速比Ｒを制御する変速制御部８Ｄとを備えて構成される。

車速検出手段は、変速機出力軸４１の回転数を検出する変速機出力軸回転数センサ（回転数検出手段）９０と、ＣＶＴＥＣＵ８に機能要素として設けられ、変速機出力軸回転数センサ９０により検出された回転数情報から車速を演算する車速演算部（演算手段）８Ｂとから構成される。なお、本実施形態では、変速機出力軸４１の回転数はセカンダリプーリ４３の回転数と一致するので、変速機出力軸回転数センサ９０にはセカンダリ回転センサ８１を流用することができる。

車速演算部８Ｂでは、変速機出力軸回転数センサ９０の検出信号をパルス信号に変換し、単位時間当たりのパルス数に基づいて得られる変速機出力軸４１の回転数を、変速機出力軸４１から駆動輪６に至る間の終減速機構５等の減速比や駆動輪６のタイヤ径等に基づいて車速ＶＳに換算する。

変速制御部８Ｄによる変速制御は、例えば図４の変速線図に示すように、アクセル開度ＡＰＯに応じて車速ＶＳとプライマリプーリ４２の回転数Ｎpri（ロックアップクラッチ２０が完全係合されていれば、エンジン回転数Ｎｅと同一）とを対応させる変速線を設定し、車速ＶＳとアクセル開度ＡＰＯとに応じてプライマリプーリ４２の回転数Ｎpriを制御する。これにより、変速比Ｒが制御される。

上述のように、ラトル音と共に回転要素の回転数の上下変動の発生する場合があるが、この場合の回転要素には変速機出力軸４１も含まれ、変速機出力軸４１の回転数の上下変動も発生する。変速機出力軸回転数センサ９０により検出された回転数情報から車速ＶＳを演算すると、回転数情報は回転数の上下変動を含むものなら演算された車速ＶＳも上下変動することになる。
図４の変速線図に示すように、演算された車速ＶＳが上下変動すると、アクセル開度ＡＰＯが一定であっても変速比Ｒが変動することになる。

ところで、正味駆動トルクＴdnであるドライブシャフト５１の回転トルクＴ_DSFTは、次式のように演算できる。
（数１）
Ｔ_DSFT＝（Ｔ_in−Ｉ＊ｄω_P／ｄｔ-Ｔ_Fric）＊Ｉp＊Ｉf
Ｔ_DSFT：ドライブシャフトトルク［Ｎｍ］
Ｔ_in：プライマリ軸入力トルク［Ｎｍ］
Ｉ：プライマリ軸イナーシャ［ｋｇｍ２］
ω_P:PRI角加速度［ｒａｄ／Ｓ２］
Ｔ_Fric:変速機のトータルフリクション［Ｎｍ］
Ｉp：バリエータ変速比
Ｉf：ファイナルギヤ比

また、図５（ａ）はドライブシャフト５１の回転トルクＴ_DSFTが上下変動する要因を、その右側に示し、更にその要因の事象が発生する要因を、その右側に示すようにした図である。ドライブシャフトトルクＴ_DSFTが上下変動する要因には、ＣＶＴ１００に入力されるプライマリ入力トルク（＝エンジントルク）Ｔ_inの上下変動や、プライマリ軸のイナーシャトルクＩの上下変動や、変速機のトータルフリクションＴ_Fricの上下変動が挙げられる。

また、入力トルク（＝エンジントルク）Ｔ_inの上下変動の要因には、アクセル開度ＡＰＯの上下変動や、エンジン回転数Ｎｅの上下変動がある。イナーシャトルクＩの上下変動の要因には、エンジン回転数Ｎｅの上下変動がある。フリクションＴ_Fricの上下変動の要因には、油圧の上下変動や、変速比Ｒの上下変動がある。さらに、エンジン回転数Ｎｅの上下変動の要因には、変速比Ｒの上下変動がある。油圧の上下変動の要因には、変速比Ｒのフィードバックによる油圧指令の上下変動や、入力トルクＴ_inの上下変動がある。

図５（ｂ）は変速比Ｒの上下変動の要因を、その右側に示し、更にその要因の事象が発生する要因を、その右側に示すようにしている。変速比Ｒの上下変動の要因には、油圧指令の上下変動や、変速比フィードバックの安定性不足がある。油圧指令の上下変動の要因には、アクセル開度ＡＰＯの上下変動や、車速ＶＳの上下変動がある。車速ＶＳの上下変動の要因には、ドライブシャフトトルクＴ_DSFTの上下変動や、その他の路面外乱がある。

図５に示すように、変速比Ｒが上下変動すると、ドライブシャフトトルクＴ_DSFTが上下変動し、ドライブシャフトトルクＴ_DSFTが上下変動すると車速ＶＳが上下変動して、変速比Ｒが上下変動するといった無限ループに陥る。ここで、車速ＶＳに着目すると、実際の車速が変動していなくても、変速制御に用いる車速ＶＳが上下変動すれば、変速比Ｒが上下変動し、変速比Ｒが上下変動するとドライブシャフトトルクＴ_DSFTが上下変動し、ドライブシャフトトルクＴ_DSFTが上下変動すると変速比Ｒが上下変動するというように、やはり無限ループに陥る。

このように、変速制御に用いる車速ＶＳの上下変動は、変速比Ｒの上下変動やドライブシャフトトルクＴ_DSFTの上下変動を増幅することになり、変速ハンチングレベルを増大させ、ラトルショックも増幅させることになるので、車速ＶＳの上下変動を抑制することが重要になる。

本制御装置では、このような車速ＶＳの上下変動を抑制するために、ノッチフィルタ９０ａを用いて、変速機出力軸回転数センサ９０により検出された回転数情報から特定の周波数域を除去した回転数情報から、車速演算部８Ｂによる車速ＶＳの演算を行なっている。

ただし、ノッチフィルタ９０ａを用いてフィルタ処理すると、回転数情報から特定の周波数域を除去することはできるが、回転数情報に応答遅れが生じる。このため、車速ＶＳの上下変動を抑制することが必要な場合には、フィルタ処理した回転数情報を用いて演算した車速ＶＳを制御用に選定し、車速ＶＳの上下変動を抑制することが不要な場合には変速機出力軸回転数センサ９０により検出された回転数情報をフィルタ処理せずにそのまま用いて演算した車速ＶＳを制御用に選定するようにしている。

そこで、図６に示すように、車速演算部８Ｂは、制御条件判定部（制御条件判定手段）８Ａの判定結果に基づいて、変速機出力軸回転数センサ９０により検出されノッチフィルタ９０ａで処理されたフィルタ処理回転数に基づいて車速ＶＳを演算する第１演算部（第１演算手段）８ｅと、変速機出力軸回転数センサ９０により検出されたままの回転数に基づいて車速ＶＳを演算する第２演算部（第２演算手段）８ｆと、制御許可条件（所定条件）が成立したら、第１演算部８ｅにより演算された車速ＶＳを制御用車速（検出車速）に選定し、制御許可条件が成立しなければ、第２演算部８ｆにより演算された車速ＶＳを制御用車速に選定する車速選定部（車速選定手段）８ｇと、を備えている。

制御条件判定部８Ａの制御許可条件には、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の４つの条件が設定され、これらが何れも成立したら制御許可条件が成立したとする。
（Ａ）ドライバがエンジン１に出力トルクを要求していること。
（Ｂ）エンジン１から駆動輪６へ出力される駆動トルクが所定トルクＴ₀以下の微小状態であること。
（Ｃ）車両の前後加速度Ｇｖがゼロ近傍の状態（すなわち、前後加速度Ｇｖが所定加速度Ｇｖ_０以下の状態）であること。
（Ｄ）駆動輪６がスリップしていないこと。

なお、（Ａ）〜（Ｃ）の条件は、前記のラトル音や回転要素の回転数の上下変動が発生する条件（Ａ）〜（Ｃ）である。
（Ｄ）の「駆動輪６がスリップしていないこと」の条件は動力伝達系の回転要素の回転数から車速ＶＳを演算する場合の必須要件である。

また、車速演算部８Ｂは、車速選定部８ｇにおいて、第１演算部８ｅにより演算された車速と、第２演算部８ｆにより演算された車速とで切り替える際に、この切替を滑らかにするレート処理を行なうレート処理部（レート処理手段）８Ｃを備えている。このレート処理部８Ｃでは、車速を切り替える際に、車速の変化を所定のレート内に制限し、切替を滑らかにする。

なお、第１演算部８ｅ及び第２演算部８ｆによる車速の演算は、何れも周期的に入力される回転数情報（パルス信号）の時間間隔から車速を演算するため、連続的な演算が必要であり、第１演算部８ｅ及び第２演算部８ｆによる車速の演算は、常時並行して行なわれる。

ノッチフィルタ９０ａは、図７に示すように、所望の周波数ｆにおいて所望の幅Ｗでノッチ状に入力振幅を減衰させる。ここでは、ラトル音や変速機出力軸回転数センサ９０の検出回転数の上下変動が発生する状況における上下変動周波数ｆ_１と、エンジン（パワートレイン）１の固有振動が変速機出力軸４１に伝達された際の周波数ｆ_２とにおいて所望の幅Ｗ１，Ｗ２でノッチ状に入力振幅を減衰させるように設計されている。

つまり、ノッチフィルタ９０ａにより減衰させる特定の周波数域には、変速機出力軸回転数センサ９０により検出される回転数の上下変動にかかる周波数成分の周波数域が含まれ、エンジン（駆動源）１の固有振動が変速比に応じて変速機出力軸４１に伝達される振動の周波数域が含まれている。

［作用及び効果］
本実施形態にかかる自動変速機の制御装置は、上述のように構成されているので、例えば、図８のフローチャートに示すようにして、車速演算部８Ｂにより車速を選定して、変速制御部８Ｄにおける変速制御に用いる。

図８に示すように、車速演算部８Ｂでは、制御許可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。つまり、上記の（Ａ）〜（Ｄ）の４つの条件が何れも成立しているか否かを判定する。（Ａ）〜（Ｄ）の４つの条件が何れも成立していれば、制御許可条件が成立し、この場合は、第１演算部８ｅにおいてノッチフィルタ９０ａで処理されたフィルタ処理回転数に基づいて演算された車速ＶＳを制御用車速に選定する（ステップＳ２０）。一方、制御許可条件が成立していなければ、第２演算部８ｆにおいて変速機出力軸回転数センサ９０により検出されたままの回転数に基づいて演算された車速ＶＳを制御用車速に選定する（ステップＳ３０）。

車速演算部８Ｂでは、こうして、選定された車速ＶＳに対して、適宜レート処理を施して出力する。つまり、車速選定部８ｇにおいて、第１演算部８ｅにより演算された車速と、第２演算部８ｆにより演算された車速とで切り替える際には、レート処理部８Ｃによってレート処理を行ない、切替を滑らかにする。

例えば図９は、この制御状態の一例を示すタイムチャートである。（ａ）は制御許可状況を示し、（ｂ）は変速制御に用いられる車速状況を示し、（ｃ）は変速制御にによる目標変速比の状況を示す。（ｂ），（ｃ）において、実線は本制御装置による制御を行なった場合を示し、破線は本制御装置による制御を行なわなかった場合を示し、二点鎖線は制御を行なわない場合にも演算されるノッチフィルタ９０ａで処理されたフィルタ処理回転数に基づく車速ＶＳを示す。

図９に示すように、時点ｔ１で制御が許可（制御ＯＮ）されるまでは、第２演算部８ｆにおいて変速機出力軸回転数センサ９０により検出されたままの回転数に基づいて演算された車速ＶＳが制御用車速に選定される。このとき、ノッチフィルタ９０ａで処理されたフィルタ処理回転数に基づく車速ＶＳも並行して演算される。

時点ｔ_１で制御が許可（制御ＯＮ）されると、フィルタ処理回転数に基づく車速ＶＳが選定されるが、制御に入る過渡時には車速の急変を防止するレート処理が行われる。制御中は、フィルタ処理回転数に基づく車速ＶＳが変速制御に用いられる。この結果、ノッチフィルタ９０ａの効果で、演算された車速ＶＳが安定するので目標変速比（変速比Ｒの指令値）も安定し、変速サーボ系全体が安定する。このため、変速ハンチングレベルを低減しラトルショックを緩和することができる。

そして、時点ｔ_２で制御が不許可（制御ＯＦＦ）になったら、変速機出力軸回転数センサ９０により検出されたままの回転数に基づいて演算された車速ＶＳが制御用車速に選定されるようになるが、この制御を抜ける過渡時にも車速の急変を防止するレート処理が行われる。制御に入り及び制御抜けの過渡時のレート処理によって、車速ＶＳが円滑に切り替わり、目標変速比も安定する。

［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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形したり、一部を採用したりして実施することができる。

上記実施形態では、回転数検出手段として変速機出力軸回転数センサ９０を適用した例を説明したが、回転数検出手段は、自動変速機の出力軸４１以降の回転要素の回転数を検出する検出手段であればよく、ディファレンシャルギヤ５６までの回転部材であれば何れの回転要素の回転数を検出するものでもよい。

上記実施形態では、ノッチフィルタ９０ａをフィルタ回路といったハードウェアにより構成したが、ノッチフィルタをソフトウェアで構成してもよい。
また、レート処理手段をソフトウェアで構成したが、これをハードウェアにより構成してもよい。

また、本実施形態では、本発明を、無段変速機構を備えた自動変速機に適用したが、本発明は、有段変速機構を備えた自動変速機にも適用できる。

また、上記実施形態では、車両の駆動源をエンジン（内燃機関）にしているが、車両の駆動源はモータ（電動機）であってもよく、エンジン及びモータであってもよい。
変速機は手動変速機でもよい。

１ エンジン（駆動源である内燃機関）
２ トルクコンバータ
４ ベルト式無段変速機構（バリエータ）
６ 駆動輪
８ ＣＶＴＥＣＵ（変速機制御手段、制御手段）
８Ａ 制御条件判定部（制御条件判定手段）
８Ｂ 車速演算部（車速演算手段）
８Ｃ レート処理部（レート処理手段）
８Ｄ 変速制御部（変速制御手段）
８ｅ 第１演算部（第１演算手段）
８ｆ 第２演算部（第２演算手段）
８ｇ 車速選定部（車速選定手段）
９ エンジンＥＣＵ（駆動源制御手段、制御手段）
９０ 変速機出力軸回転数センサ（車速検出手段）
９０ａ ノッチフィルタ
９１ アクセル開度センサ（トルク要求量検出手段）

Claims (7)

1. 車両の駆動源と駆動輪との間の動力伝達系に装備された自動変速機の制御装置であって、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記車速検出手段により検出された車速及び前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度に基づいて前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段とを備え、
   前記車速検出手段は、
   前記自動変速機の出力軸以降の回転要素の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記回転数検出手段により検出された回転数情報から車速を演算する演算手段と、から構成され、
   前記演算手段に入力される前記回転数情報から特定の周波数域を除去するノッチフィルタが装備され、
   前記特定の周波数域には、前記駆動輪に入力される駆動トルクの周期的な変動に起因して発生する前記回転数の上下変動にかかる周波数成分の周波数域が含まれている
   ことを特徴とする、車両用自動変速機の制御装置。
2. 前記演算手段は、
   前記回転数検出手段により検出され前記ノッチフィルタで処理されたフィルタ処理回転数に基づいて車速を演算する第１演算手段と、
   前記回転数検出手段により検出されたままの回転数に基づいて車速を演算する第２演算手段と、
   前記回転数の前記上下変動が発生する条件として予め設定された所定条件が成立したら、前記第１演算手段により演算された車速を検出車速に選定し、上記所定条件が成立しなければ、前記第２演算手段により演算された車速を検出車速に選定する車速選定手段と、を備えている
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用自動変速機の制御装置。
3. 前記演算手段は、
   前記検出車速を、前記第１演算手段により演算された車速と、前記第２演算手段により演算された車速とで切り替える際に、切替を滑らかにするレート処理を行なうレート処理手段を備えている
   ことを特徴とする、請求項２記載の車両用自動変速機の制御装置。
4. 前記所定条件には、前記駆動源への出力トルク要求が検出されていること、前記駆動源の検出駆動トルクがトルク判定閾値以下の微小状態であること、前記車両の加速度が加速度判定閾値以下の微小状態であること、が何れも成立していることが含まれている
   ことを特徴とする、請求項２又は３記載の車両用自動変速機の制御装置。
5. 前記自動変速機は、無段変速機である
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用自動変速機の制御装置。
6. 前記特定の周波数域には、前記駆動源の固有振動にかかる前記変速比に応じた回転要素の振動の周波数域が含まれている
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用自動変速機の制御装置。
7. 前記回転要素は、前記自動変速機の出力軸である
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用自動変速機の制御装置。

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