JP3770025B2 - 無段変速機を備えた車両の加速度制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機を備えた車両の加速度を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクセルペダルの踏み込み量に応じた目標加速度を設定するとともに、車速を微分して車両の加速度を推定し、加速度推定値が目標加速度に一致するようにフィードバック制御し、変速したり道路勾配や積載荷重が変化してもアクセルペダルの踏み込み量に応じた一定の加速度が得られるようにした加速度制御装置が知られている（例えば、特開平０６−０１７６８４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車速検出値にバンドパスフィルター処理を施し、車速検出値の低周波数成分を微分して加速度推定値を求めるとともに、車速検出値の高周波数成分をカットして計測ノイズを削除することが考えられる。
【０００４】
しかし、バンドパスフィルターから出力される加速度推定値をフィードバックして加速度制御を行うと、実際の車両加速度に対する位相遅れや必要な周波数帯の情報が欠落するために、加速度フィードバック制御系の安定性が低下して目標加速度への追従性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１） 一実施の形態の構成を示す図１３に対応づけて請求項１の発明を説明すると、
請求項１の発明は、車速を検出する車速検出手段と、車両の目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、車速Ｖwを入力とし車両の加速度推定値αwfを出力とするバンドパスフィルター２３の伝達関数を状態ベクトル表現に変換したバンドパスフィルターモデル２３と、車両モデル２２とを結合して拡大系プラントモデル２１を形成し、目標加速度αw*に対して加速度推定値αwfをフィードバックするとともに、バンドパスフィルター２３の動的特性を表す内部状態変数ｘf1、ｘf2を加速度補償器へフィードバックする加速度フィードバック制御系を構築し、加速度推定値αwfを目標加速度αw*に一致させるための無段変速機の目標変速比Ｉp*と入力側回転部材の目標入力トルクＴp*とを演算する演算手段と、無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクＴp*にしたがってエンジントルクを制御するエンジントルク制御手段と、無段変速機の目標変速比Ｉp*にしたがって無段変速機を制御する変速比制御手段とを備える。
（２） 一実施の形態の構成を示す図６に対応づけて請求項２の発明を説明すると、請求項２に発明は、無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクＴp*に応じた入力側回転部材の目標回転速度ωp*を設定する目標回転速度設定手段と、無段変速機の入力側回転部材の回転速度ωpを検出する回転速度検出手段と、無段変速機の入力側回転部材の目標回転速度ωp*と回転速度検出値ωpとの偏差の積分値Ｚを演算する回転速度偏差積分手段２５，２６とを備え、演算手段によって、回転速度偏差積分手段から得られる回転速度偏差積分モデル２４〜２６とバンドパスフィルターモデル２３と車両モデル２２とを結合して拡大系プラントモデル２１を形成し、加速度推定値αwfとバンドパスフィルター２３の内部状態変数ｘf1、ｘf2のフィードバックに加え、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差積分値Ｚをフィードバックするようにしたものである。
【０００７】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明によれば、車速を入力とし車両の加速度推定値を出力とするバンドパスフィルターの伝達関数を状態ベクトル表現に変換したバンドパスフィルターモデルと、車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、目標加速度に対して加速度推定値をフィードバックするとともに、バンドパスフィルターの動的特性を表す内部状態変数を加速度補償器へ状態フィードバックする加速度フィードバック制御系を構築し、加速度推定値を目標加速度に一致させるための無段変速機の目標変速比と入力側回転部材の目標入力トルクとを演算するようにしたので、バンドパスフィルターの特性を加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映でき、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
（２） 請求項２の発明によれば、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差を積分するモデルと、バンドパスフィルターモデルと、車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、加速度推定値とバンドパスフィルターの内部状態変数のフィードバックに加え、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差積分値をフィードバックするようにしたので、エンジントルクＴeとエンジン回転速度ωeのゲインｋa（＝ωe／Ｔe）を、加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映でき、無段変速機の入力側回転部材の回転速度を安定させることができる。そして、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性をさらに向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は一実施の形態の構成を示す図である。
一実施の形態の車両のパワートレインはエンジン１、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター２および無段変速機（ＣＶＴ）３から構成される。エンジン１は、電子制御式スロットルバルブアクチュエーター（不図示）による吸入空気量制御と、インジェクター（不図示）による燃料噴射制御と、点火装置（不図示）による点火時期制御とにより、エンジントルクが制御される。
【００１０】
ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター２のロックアップクラッチは、極低速域でのみ開放して停車と発進とを可能にし、さらに振動をダンピングする。一方、中高速域ではロックアップクラッチを締結して伝達効率を向上させる。無段変速機３は、ベルトを張るプライマリープーリーとセカンダリープーリーの有効半径を油圧機構（不図示）で調節して変速比を可変にする。なお、無段変速機３はベルト式に限定されず、例えばトロイダル式でもよい。
【００１１】
加減速度コントローラー４、エンジントルクコントローラー５およびＣＶＴ＆クラッチコントローラー６はそれぞれ、マイクロコンピューターとＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーター、各種タイマーなどの周辺回路や、通信回路、各種アクチュエーターの駆動回路などを備え、互いに高速通信線１３を介して通信を行う。
【００１２】
加減速度コントローラー４は、車速検出値にバンドパスフィルター処理を施して車両の加速度を推定し、加速度推定値をフィードバックして加速度フィードバック制御を行う。加減速度コントローラー４には、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度と呼ぶ）Ａpoを検出するアクセルセンサー７と、駆動輪１４の周速（以下、車輪速と呼ぶ）Ｖwを検出するための車輪速センサー８とが接続される。
【００１３】
エンジントルクコントローラー５は、吸入空気量制御、燃料噴射制御および点火時期制御によりエンジン１のトルクを制御する。エンジントルクコントローラー５には、エンジン１の回転速度ωeを検出するためのクランク角センサー９が接続される。ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６は、油圧機構（不図示）を制御して無段変速機３の変速比を制御する。ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６には無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωpを検出するためのプライマリー速度センサー１１と、セカンダリープーリーの回転速度ωsを検出するためのセカンダリー速度センサー１２とが接続される。
【００１４】
図２は、一実施の形態の加速度制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。
加減速度コントローラー４のマイクロコンピューターは、所定の時間間隔、例えば１０msecごとにこの制御プログラムを実行する。ステップ１において、アクセルセンサー７からアクセル開度Ａpoを読み込む。
【００１５】
ステップ２では、車輪速センサー８からのパルス信号を計測してタイヤの有効半径Ｒに対する駆動輪１４の車輪速Ｖwを検出する。この実施の形態では、駆動輪１４の車輪速Ｖwが車速に等しいとする。続くステップ３で、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６から高速通信線１３を介して無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωp、セカンダリープーリーの回転速度ωsおよび変速比Ｉp（＝ωp／ωs）を読み込むとともに、エンジントルクコントローラー５から高速通信線１３を介してエンジン１の回転速度ωeを読み込む。
【００１６】
ステップ４において、アクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwとに基づいて駆動輪１４の目標加速度αw*を演算する。この実施の形態では、駆動輪１４の目標加速度αw*が車両の目標加速度に等しいとする。具体的には、図３に示すようなアクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに対する目標加速度αw*のマップを設定しておき、検出したアクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに対する目標加速度αw*を表引き演算する。なお、目標加速度αw*の設定方法はこの実施の形態の設定方法に限定されず、例えばアクセル開度Ａpoのみに応じて目標加速度αw*を設定するようにしてもよい。
【００１７】
ステップ５では、車輪速Ｖwにバンドパスフィルター処理を施して加速度推定値αwfを演算する。以下、加速度推定値αwfの演算方法を説明する。
【００１８】
まず、車輪速Ｖwを入力とし加速度推定値αwfを出力とする連続時間系の伝達関数Ｇbp(s)を次のように記述する。
【数１】
数式１において、ｓはラプラス演算子、ωnは固有角周波数、ζnは減衰率であり、ωnとζnは車輪速検出値Ｖwに含まれるノイズレベルに応じて決定する。
【００１９】
次に、この伝達関数Ｇbp(s)を状態ベクトルによる表現に変換すると、図４に示すブロック線図で表され、状態変数ベクトルＸfを用いた状態方程式と出力方程式は次のように記述される。
【数２】
d(Ｘf)/dt＝Ａf・Ｘf＋Ｂf・Ｖw，
αwf＝Ｃf・Ｘf＋Ｄf・Ｖw ・・・（２）
数式２において、Ａf、Ｂf、Ｃf、Ｄfは固有角周波数ωnや減衰率ζnから決まる定数行列である。状態変数ベクトルＸfはバンドパスフィルターの特性を表す変数であり、この実施の形態ではバンドパスフィルターを数式１に示す二次式の伝達関数としているので、状態変数ベクトルＸfは２個の要素ｘf1、ｘf2を有している。
【００２０】
バンドパスフィルターの出力である加速度推定値αwf以外に、バンドパスフィルターの内部状態変数ベクトルＸfを算出する場合に、加速度制御用状態フィードバック補償器の設計を連続時間系で行うため、連続時間系の状態方程式と出力方程式の形で演算を行う。積分演算をオイラー積分とすると、上記数式２の状態方程式と出力方程式を、実際にマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式として次のように表すことができる。
【数３】
Ｘf(k)＝Ｘf(k-1)＋Ｔsmp｛Ａf・Ｘf(k-1)＋Ｂf・Ｖw(k)｝，
αwf(k)＝Ｃf・Ｘf(k)＋Ｄf・Ｖw(k) ・・・（３）
数式３において、Ｔsmpはサンプリング周期であり、この実施の形態では１０msecである。また、（ｋ）は現在値、（ｋ−ｎ）はｎサンプリング前の値を示す。この数式３を実行して加速度推定値αwfを求める。
【００２１】
ステップ６では、目標エンジントルクＴe*から実際のエンジントルクＴeまでを簡易な一次遅れモデルとし、目標エンジントルクＴe*に対するエンジントルクＴeを推定する。まず、目標エンジントルクＴe*からエンジントルクＴeまでの連続時間系の伝達関数Ｇengを次のように記述する。
【数４】
数式４において、Ｔengは時定数である。
【００２２】
数式４をタスティン近似などで離散化し、実際にマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて実行する。
【数５】
Ｔe(k)＝TEN０・Ｔe*(k)＋TEN１・Ｔe*(k-1)＋TED１・Ｔe(k-1)・・・（５）
数式５において、TEN０、TEN１、TED１は、時定数Ｔengおよびサンプリング周期Ｔsmpから決まる定数である。なお、後述するステップ８において目標エンジントルクＴe*を演算して更新するまでは、前回このプログラムを実行したときに演算した値をＴe*に代入する。
【００２３】
ステップ７では、予め設定したエンジン運転点拘束線マップ（図５参照）からエンジントルク推定値Ｔeに対応するエンジン回転速度ωeを表引き演算する。エンジン運転点拘束線マップ図５において、正のトルク域ではエンジン最適燃費（効率）運転線を拘束線として用い、負のトルク域ではエンジンブレーキ特性線を拘束線として用いる。なお、エンジン最適燃費運転線はエンジン等出力線上の最も燃料消費量が少ないエンジン運転点を連ねた特性線である。また、エンジンブレーキ特性線はスロットルバルブ全閉で、且つ燃料カット時のエンジン運転点であり、このエンジンブレーキ特性線に沿って制御することにより、無段変速機３のダウンシフト時のエンジンブレーキ制御を可能にする。
【００２４】
この実施の形態では、トルクコンバーター２のロックアップクラッチが締結された状態のみを考えるので、エンジン回転速度ωeは無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωpに等しい。そこで、図５のマップから表引き演算して求めたエンジン回転速度ωeを目標プライマリー回転速度ωp*とする。そして、目標プライマリー回転速度ωp*と実際のプライマリープーリーの回転速度ωpとの偏差を積分した値Ｚを算出する。
【数６】
Ｚ(k)＝Ｚ(k-1)＋Ｔsmp｛ωp*(k)−ωp(k)｝ ・・・（６）
【００２５】
ステップ８では、加減速制御用フィードバック補償器の演算を行う。この実施の形態では、実用的な線形制御手法の一つであるモデルフォローイング制御手法を用いる。以下にその制御系設計手法を説明する。
【００２６】
まず、制御系設計用のプラントモデルの導出を行う。この実施の形態では、図６に示すように、実際の車両モデル２２に、上述したバンドパスフィルターモデル２３と、上述した無段変速機３のプライマリープーリー回転速度の偏差積分モデル（状態変数Ｚ）２４〜２６とを結合して拡大系モデルを形成し、これを制御系設計用プラントモデル２１とする。なお、図７に車両モデル２２の制御ブロック図を示す。
【００２７】
図６において、車両モデル２２（図７参照）の内部状態変数である無段変速機プライマリープーリーの入力トルクＴp、無段変速機３の変速比Ｉpおよび車輪速Ｖwと、プライマリープーリーの回転速度偏差積分値Ｚと、バンドパスフィルター２３の内部状態変数ｘf1、ｘf2を後述する加速度補償器へフィードバックする。なお、ロックアップクラッチ締結時には、無段変速機３のプライマリープーリー入力トルクＴpはエンジントルクＴeに等しい。また、図７において、Ｔineはイナーシャトルク、Ｍは車両質量、Ｒはタイヤの有効半径、Ｉfはファイナルギア比、Ｔ1はエンジントルク系時定数、Ｔ2は変速比系時定数、Ｊ1はエンジン１から無段変速機３のプライマリープーリーまでのイナーシャである。
【００２８】
なお、無段変速機プライマリープーリーの回転速度偏差積分モデルは、図５に示すエンジン運転点拘束線特性マップ２４を特定点で線形近似した次式を用いる。
【数７】
dＺ/dt＝ｋa・Ｔp−ωp ・・・（７）
数式７において、Ｔpは無段変速機３の入力トルクであり、ｋaは図５に示すエンジン運転点拘束線の傾き、すなわちｋa＝ωe／Ｔeである。
【００２９】
拡大系モデルを、図８に示す状態ベクトルを用いたブロック線図で表し、連続時間系の状態方程式および出力方程式の形で次のように記述する。ただし、この実施の形態ではトルクコンバーター２のロックアップクラッチの締結状態のみを考えるので、無段変速機３の入力トルクＴpはエンジントルクＴeに等しいとする。
【数８】
数式８において、入力数２、出力数１、状態数６であり、Ａp、Ｂp、Ｃp、Ｄpは定数行列である。また、Ｔp*は無段変速機３の目標入力トルク、Ｉp*は無段変速機３の目標変速比である。さらに、ｘf1、ｘf2は、数式１に示す二次式で表したバンドパスフィルターの内部状態変数ベクトルＸfの要素である。
【００３０】
目標加速度αw*に対する推定加速度αwfの望ましい応答性を示す規範モデルを一次遅れとし、その伝達関数、状態方程式および出力方程式を次のように表す。
【数９】
Ｇm(s)＝αref(s)／αw*(s)＝１／（Ｔαw・ｓ＋１），
d(ｘm)/dt＝Ａm・ｘm＋Ｂm・αw*，
αref＝Ｃm・ｘm＋Ｄm・αw* ・・・（９）
数式９において、Ｔαwは時定数である。
【００３１】
以上の拡大系モデルと規範モデルに、状態フィードバックを用いたモデルフォローイング制御手法を用いて加速度フィードバック制御系を構築した場合の制御ブロック図を図９に示す。なお、図９において太線はベクトルを表し、細線はスカラーを表す。
【００３２】
このような加速度フィードバック補償器を構築することによって、規範モデル加速度αrefに推定加速度αwfが定常偏差なく追従する。また同時に、状態フィードバックによってすべての状態変数が安定化される。つまり、状態変数の一つであるプライマリープーリーの回転速度偏差積分値Ｚも安定化されるため、結果として無段変速機３のプライマリープーリーの目標回転速度ωp*に実回転速度ωpが定常偏差なく追従する。
【００３３】
図９に示す状態フィードバックゲインＫ（定数行列）は、拡大系プラントモデルと規範モデルをさらに結合した下記結合モデルに対して、一般的な最適レギュレーター手法などを用いて求める。ただし、規範モデル加速度αrefと推定加速度αwfの偏差積分量をＸiとする。
【数１０】
【００３４】
次に、実際の処理をマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式の形に表す。まず、規範モデルの演算は次の差分方程式により実行する。
【数１１】
αref(k)＝MAN０・αw*(k)＋MAN１・αw*(k-1)＋MAD１・αref(k-1)
・・・（１１）
数式１１において、MAN０、MAN１、MAD１は上記数式９をタスティン近似などで離散化して得られた定数である。次に、加速度の偏差積分演算は次の差分方程式により実行する。
【数１２】
Ｘi(k)＝Ｘi(k-1)＋Ｔsmp｛αref(k)−αwf(k)｝ ・・・（１２）
さらに、状態フィードバック演算は次の差分方程式により実行する。
【数１３】
また、目標エンジントルクＴe*の決定は、トルクコンバーター２のロックアップクラッチが締結されている状態で、
【数１４】
Ｔe*＝Ｔp* ・・・（１４）
とする。
【００３５】
ステップ９において、加速度制御用モデルフォローイング補償器で演算された目標エンジントルクＴe*、目標変速比Ｉp*に上下限リミッター処理を施し、エンジントルクコントローラー５およびＣＶＴ＆クラッチコントローラー６で達成可能な値にそれぞれ制限し、最終的なエンジントルク指令値Ｔe*および変速比指令値Ｉp*とする。続くステップ１０では、エンジントルク指令値Ｔe*をエンジントルクコントローラー５へ、変速比指令値Ｉp*をＣＶＴ＆クラッチコントローラー６へそれぞれ高速通信線１３を介して出力する。エンジントルクコントローラー５はエンジントルクＴeが指令値Ｔe*となるように制御し、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６は無段変速機３の変速比Ｉpが目標値Ｉp*となるように制御する。
【００３６】
この実施の形態では、ステップ５で説明したように、車速Ｖwにバンドパスフィルター処理を施して加速度推定値αwfを演算する際に、車速Ｖwを入力とし加速度推定値αwfを出力とする連続時間系の伝達関数Ｇbp(s)（数式１）を、図４に示すような状態ベクトルによる表現に変換して、数式２に示す内部状態変数ベクトルＸfを用いた状態方程式と出力方程式で表し、加速度推定値αwfを算出するだけでなく、内部状態変数ベクトルＸfも併せて算出する。
【００３７】
また、ステップ８で説明したように、加速度制御系を構成する際に、バンドパスフィルターの出力すなわち加速度推定値αwfをフィードバックするだけでなく、図６に示すようにバンドパスフィルター２３も制御系設計用プラントモデル２１に組み込み、バンドパスフィルター２３の内部状態変数Ｘf1，Ｘf2もフィードバックする構成とした。
【００３８】
これにより、バンドパスフィルターの特性を加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映できるので、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
【００３９】
また、この実施の形態では、ステップ７、８で説明したように、バンドパスフィルターの内部状態変数ｘf1、ｘf2のフィードバックに加え、プライマリープーリーの目標回転速度ωp*とプライマリープーリーの回転速度検出値ωpとの偏差積分値Ｚを、新たな状態変数として制御系設計用プラントモデルに組み込んだ。
【００４０】
これにより、エンジントルクＴeとエンジン回転速度ωeのゲインｋa（＝ωe／Ｔe）を、加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映できるので、無段変速機プライマリープーリーの回転速度を安定させることができ、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
【００４１】
図１０は、図１１に示すバンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。また、図１２は、図６に示す一実施の形態の加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度制御系では、図１０から明らかなように制御結果の加速度αwf、プライマリープーリーの回転速度ωp、エンジントルクＴp（＝Ｔe）が振動的である。これに対し一実施の形態の加速度フィードバック制御系では、図１２に示すように制御結果の加速度αwf、プライマリー回転速度ωp、エンジントルクＴp（＝Ｔe）が安定してそれぞれの目標値αw*、ωp*、Ｔp*へ追従している。
【００４２】
上述した一実施の形態では、図６に示すように、バンドパスフィルターとプライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2とプライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚとをフィードバックする例を示したが、図１３に示すように、バンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2のみをフィードバックする加速度制御系としてもよい。
【００４３】
図１４は、図１３に示すバンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2のみをフィードバックする加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す。
上述した一実施の形態のシュミレーション結果（図１２）と比較すると、プライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚをフィードバックしていないために、プライマリープーリーの回転速度ωpが振動的である。
【００４４】
以上の実施の形態の構成において、車輪速センサー８が車速検出手段を、アクセルセンサー７、車輪速センサー８および加減速度コントローラー４が目標加速度設定手段を、加減速度コントローラー４が演算手段、目標回転速度設定手段および回転速度偏差積分手段を、無段変速機３のプライマリープーリーが入力側回転部材を、エンジントルクコントローラー５がエンジントルク制御手段を、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６が変速比制御手段を、プライマリー速度センサー１１が回転速度検出手段をそれぞれ構成する。
【００４５】
なお、上述した一実施の形態ではベルト式無段変速機を例に上げて説明したが、トロイダル式無段変速機に対しても本発明を適用することができる。その場合は、トロイダル式無段変速機の入力ディスクが上述した入力側回転部材に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態の加速度制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】 目標加減速度を設定するためのマップ例を示す図である。
【図４】 車輪速を入力とし加速度推定値を出力とする連続時間系の伝達関数を状態ベクトルにより表現したブロック図である。
【図５】 エンジン運転点拘束線マップを示す図である。
【図６】 一実施の形態のプラントモデルを示すブロック図である。
【図７】 車両モデルを示すブロック図である。
【図８】 一実施の形態の制御系設計用拡大モデルを状態ベクトルにより表現したブロック図である。
【図９】 一実施の形態のモデルフォローイング制御手法を用いた加速度フィードバック制御系を示すブロック図である。
【図１０】 バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
【図１１】 バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系を示すブロック図である。
【図１２】 一実施の形態の加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
【図１３】 バンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数のみをフィードバックした加速度フィードバック制御系を示す図である。
【図１４】 図１３に示す加速度フィードバックのシュミレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター
３ 無段変速機
４ 加減速度コントローラー
５ エンジントルクコントローラー
６ ＣＶＴ＆クラッチコントローラー
７ アクセルセンサー
８ 車輪速センサー
９ クランク角センサー
１１ プライマリー速度センサー
１２ セカンダリー速度センサー
１３ 高速通信線
１４ 駆動輪
２１ プラントモデル
２２ 車両モデル
２３ バンドパスフィルター
２４ エンジン運転点拘束線特性マップ
２５ 減算器
２６ 積分器
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機を備えた車両の加速度を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクセルペダルの踏み込み量に応じた目標加速度を設定するとともに、車速を微分して車両の加速度を推定し、加速度推定値が目標加速度に一致するようにフィードバック制御し、変速したり道路勾配や積載荷重が変化してもアクセルペダルの踏み込み量に応じた一定の加速度が得られるようにした加速度制御装置が知られている（例えば、特開平０６−０１７６８４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車速検出値にバンドパスフィルター処理を施し、車速検出値の低周波数成分を微分して加速度推定値を求めるとともに、車速検出値の高周波数成分をカットして計測ノイズを削除することが考えられる。
【０００４】
しかし、バンドパスフィルターから出力される加速度推定値をフィードバックして加速度制御を行うと、実際の車両加速度に対する位相遅れや必要な周波数帯の情報が欠落するために、加速度フィードバック制御系の安定性が低下して目標加速度への追従性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１） 一実施の形態の構成を示す図１３に対応づけて請求項１の発明を説明すると、
請求項１の発明は、車速を検出する車速検出手段と、車両の目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、車速Ｖwを入力とし車両の加速度推定値αwfを出力とするバンドパスフィルター２３の伝達関数を状態ベクトル表現に変換したバンドパスフィルターモデル２３と、車両モデル２２とを結合して拡大系プラントモデル２１を形成し、目標加速度αw*に対して加速度推定値αwfをフィードバックするとともに、バンドパスフィルター２３の動的特性を表す内部状態変数ｘf1、ｘf2を加速度補償器へフィードバックする加速度フィードバック制御系を構築し、加速度推定値αwfを目標加速度αw*に一致させるための無段変速機の目標変速比Ｉp*と入力側回転部材の目標入力トルクＴp*とを演算する演算手段と、無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクＴp*にしたがってエンジントルクを制御するエンジントルク制御手段と、無段変速機の目標変速比Ｉp*にしたがって無段変速機を制御する変速比制御手段とを備える。
（２） 一実施の形態の構成を示す図６に対応づけて請求項２の発明を説明すると、請求項２に発明は、無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクＴp*に応じた入力側回転部材の目標回転速度ωp*を設定する目標回転速度設定手段と、無段変速機の入力側回転部材の回転速度ωpを検出する回転速度検出手段と、無段変速機の入力側回転部材の目標回転速度ωp*と回転速度検出値ωpとの偏差の積分値Ｚを演算する回転速度偏差積分手段２５，２６とを備え、演算手段によって、回転速度偏差積分手段から得られる回転速度偏差積分モデル２４〜２６とバンドパスフィルターモデル２３と車両モデル２２とを結合して拡大系プラントモデル２１を形成し、加速度推定値αwfとバンドパスフィルター２３の内部状態変数ｘf1、ｘf2のフィードバックに加え、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差積分値Ｚをフィードバックするようにしたものである。
【０００７】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明によれば、車速を入力とし車両の加速度推定値を出力とするバンドパスフィルターの伝達関数を状態ベクトル表現に変換したバンドパスフィルターモデルと、車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、目標加速度に対して加速度推定値をフィードバックするとともに、バンドパスフィルターの動的特性を表す内部状態変数を加速度補償器へ状態フィードバックする加速度フィードバック制御系を構築し、加速度推定値を目標加速度に一致させるための無段変速機の目標変速比と入力側回転部材の目標入力トルクとを演算するようにしたので、バンドパスフィルターの特性を加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映でき、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
（２） 請求項２の発明によれば、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差を積分するモデルと、バンドパスフィルターモデルと、車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、加速度推定値とバンドパスフィルターの内部状態変数のフィードバックに加え、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差積分値をフィードバックするようにしたので、エンジントルクＴeとエンジン回転速度ωeのゲインｋa（＝ωe／Ｔe）を、加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映でき、無段変速機の入力側回転部材の回転速度を安定させることができる。そして、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性をさらに向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は一実施の形態の構成を示す図である。
一実施の形態の車両のパワートレインはエンジン１、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター２および無段変速機（ＣＶＴ）３から構成される。エンジン１は、電子制御式スロットルバルブアクチュエーター（不図示）による吸入空気量制御と、インジェクター（不図示）による燃料噴射制御と、点火装置（不図示）による点火時期制御とにより、エンジントルクが制御される。
【００１０】
ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター２のロックアップクラッチは、極低速域でのみ開放して停車と発進とを可能にし、さらに振動をダンピングする。一方、中高速域ではロックアップクラッチを締結して伝達効率を向上させる。無段変速機３は、ベルトを張るプライマリープーリーとセカンダリープーリーの有効半径を油圧機構（不図示）で調節して変速比を可変にする。なお、無段変速機３はベルト式に限定されず、例えばトロイダル式でもよい。
【００１１】
加減速度コントローラー４、エンジントルクコントローラー５およびＣＶＴ＆クラッチコントローラー６はそれぞれ、マイクロコンピューターとＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーター、各種タイマーなどの周辺回路や、通信回路、各種アクチュエーターの駆動回路などを備え、互いに高速通信線１３を介して通信を行う。
【００１２】
加減速度コントローラー４は、車速検出値にバンドパスフィルター処理を施して車両の加速度を推定し、加速度推定値をフィードバックして加速度フィードバック制御を行う。加減速度コントローラー４には、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度と呼ぶ）Ａpoを検出するアクセルセンサー７と、駆動輪１４の周速（以下、車輪速と呼ぶ）Ｖwを検出するための車輪速センサー８とが接続される。
【００１３】
エンジントルクコントローラー５は、吸入空気量制御、燃料噴射制御および点火時期制御によりエンジン１のトルクを制御する。エンジントルクコントローラー５には、エンジン１の回転速度ωeを検出するためのクランク角センサー９が接続される。ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６は、油圧機構（不図示）を制御して無段変速機３の変速比を制御する。ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６には無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωpを検出するためのプライマリー速度センサー１１と、セカンダリープーリーの回転速度ωsを検出するためのセカンダリー速度センサー１２とが接続される。
【００１４】
図２は、一実施の形態の加速度制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。
加減速度コントローラー４のマイクロコンピューターは、所定の時間間隔、例えば１０msecごとにこの制御プログラムを実行する。ステップ１において、アクセルセンサー７からアクセル開度Ａpoを読み込む。
【００１５】
ステップ２では、車輪速センサー８からのパルス信号を計測してタイヤの有効半径Ｒに対する駆動輪１４の車輪速Ｖwを検出する。この実施の形態では、駆動輪１４の車輪速Ｖwが車速に等しいとする。続くステップ３で、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６から高速通信線１３を介して無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωp、セカンダリープーリーの回転速度ωsおよび変速比Ｉp（＝ωp／ωs）を読み込むとともに、エンジントルクコントローラー５から高速通信線１３を介してエンジン１の回転速度ωeを読み込む。
【００１６】
ステップ４において、アクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwとに基づいて駆動輪１４の目標加速度αw*を演算する。この実施の形態では、駆動輪１４の目標加速度αw*が車両の目標加速度に等しいとする。具体的には、図３に示すようなアクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに対する目標加速度αw*のマップを設定しておき、検出したアクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに対する目標加速度αw*を表引き演算する。なお、目標加速度αw*の設定方法はこの実施の形態の設定方法に限定されず、例えばアクセル開度Ａpoのみに応じて目標加速度αw*を設定するようにしてもよい。
【００１７】
ステップ５では、車輪速Ｖwにバンドパスフィルター処理を施して加速度推定値αwfを演算する。以下、加速度推定値αwfの演算方法を説明する。
【００１８】
まず、車輪速Ｖwを入力とし加速度推定値αwfを出力とする連続時間系の伝達関数Ｇbp(s)を次のように記述する。
【数１】
【００１９】
次に、この伝達関数Ｇbp(s)を状態ベクトルによる表現に変換すると、図４に示すブロック線図で表され、状態変数ベクトルＸfを用いた状態方程式と出力方程式は次のように記述される。
【数２】
d(Ｘf)/dt＝Ａf・Ｘf＋Ｂf・Ｖw，
αwf＝Ｃf・Ｘf＋Ｄf・Ｖw ・・・（２）
数式２において、Ａf、Ｂf、Ｃf、Ｄfは固有角周波数ωnや減衰率ζnから決まる定数行列である。状態変数ベクトルＸfはバンドパスフィルターの特性を表す変数であり、この実施の形態ではバンドパスフィルターを数式１に示す二次式の伝達関数としているので、状態変数ベクトルＸfは２個の要素ｘf1、ｘf2を有している。
【００２０】
バンドパスフィルターの出力である加速度推定値αwf以外に、バンドパスフィルターの内部状態変数ベクトルＸfを算出する場合に、加速度制御用状態フィードバック補償器の設計を連続時間系で行うため、連続時間系の状態方程式と出力方程式の形で演算を行う。積分演算をオイラー積分とすると、上記数式２の状態方程式と出力方程式を、実際にマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式として次のように表すことができる。
【数３】
Ｘf(k)＝Ｘf(k-1)＋Ｔsmp｛Ａf・Ｘf(k-1)＋Ｂf・Ｖw(k)｝，
αwf(k)＝Ｃf・Ｘf(k)＋Ｄf・Ｖw(k) ・・・（３）
数式３において、Ｔsmpはサンプリング周期であり、この実施の形態では１０msecである。また、（ｋ）は現在値、（ｋ−ｎ）はｎサンプリング前の値を示す。この数式３を実行して加速度推定値αwfを求める。
【００２１】
ステップ６では、目標エンジントルクＴe*から実際のエンジントルクＴeまでを簡易な一次遅れモデルとし、目標エンジントルクＴe*に対するエンジントルクＴeを推定する。まず、目標エンジントルクＴe*からエンジントルクＴeまでの連続時間系の伝達関数Ｇengを次のように記述する。
【数４】
【００２２】
数式４をタスティン近似などで離散化し、実際にマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて実行する。
【数５】
Ｔe(k)＝TEN０・Ｔe*(k)＋TEN１・Ｔe*(k-1)＋TED１・Ｔe(k-1)・・・（５）
数式５において、TEN０、TEN１、TED１は、時定数Ｔengおよびサンプリング周期Ｔsmpから決まる定数である。なお、後述するステップ８において目標エンジントルクＴe*を演算して更新するまでは、前回このプログラムを実行したときに演算した値をＴe*に代入する。
【００２３】
ステップ７では、予め設定したエンジン運転点拘束線マップ（図５参照）からエンジントルク推定値Ｔeに対応するエンジン回転速度ωeを表引き演算する。エンジン運転点拘束線マップ図５において、正のトルク域ではエンジン最適燃費（効率）運転線を拘束線として用い、負のトルク域ではエンジンブレーキ特性線を拘束線として用いる。なお、エンジン最適燃費運転線はエンジン等出力線上の最も燃料消費量が少ないエンジン運転点を連ねた特性線である。また、エンジンブレーキ特性線はスロットルバルブ全閉で、且つ燃料カット時のエンジン運転点であり、このエンジンブレーキ特性線に沿って制御することにより、無段変速機３のダウンシフト時のエンジンブレーキ制御を可能にする。
【００２４】
この実施の形態では、トルクコンバーター２のロックアップクラッチが締結された状態のみを考えるので、エンジン回転速度ωeは無段変速機３のプライマリープーリーの回転速度ωpに等しい。そこで、図５のマップから表引き演算して求めたエンジン回転速度ωeを目標プライマリー回転速度ωp*とする。そして、目標プライマリー回転速度ωp*と実際のプライマリープーリーの回転速度ωpとの偏差を積分した値Ｚを算出する。
【数６】
Ｚ(k)＝Ｚ(k-1)＋Ｔsmp｛ωp*(k)−ωp(k)｝ ・・・（６）
【００２５】
ステップ８では、加減速制御用フィードバック補償器の演算を行う。この実施の形態では、実用的な線形制御手法の一つであるモデルフォローイング制御手法を用いる。以下にその制御系設計手法を説明する。
【００２６】
まず、制御系設計用のプラントモデルの導出を行う。この実施の形態では、図６に示すように、実際の車両モデル２２に、上述したバンドパスフィルターモデル２３と、上述した無段変速機３のプライマリープーリー回転速度の偏差積分モデル（状態変数Ｚ）２４〜２６とを結合して拡大系モデルを形成し、これを制御系設計用プラントモデル２１とする。なお、図７に車両モデル２２の制御ブロック図を示す。
【００２７】
図６において、車両モデル２２（図７参照）の内部状態変数である無段変速機プライマリープーリーの入力トルクＴp、無段変速機３の変速比Ｉpおよび車輪速Ｖwと、プライマリープーリーの回転速度偏差積分値Ｚと、バンドパスフィルター２３の内部状態変数ｘf1、ｘf2を後述する加速度補償器へフィードバックする。なお、ロックアップクラッチ締結時には、無段変速機３のプライマリープーリー入力トルクＴpはエンジントルクＴeに等しい。また、図７において、Ｔineはイナーシャトルク、Ｍは車両質量、Ｒはタイヤの有効半径、Ｉfはファイナルギア比、Ｔ1はエンジントルク系時定数、Ｔ2は変速比系時定数、Ｊ1はエンジン１から無段変速機３のプライマリープーリーまでのイナーシャである。
【００２８】
なお、無段変速機プライマリープーリーの回転速度偏差積分モデルは、図５に示すエンジン運転点拘束線特性マップ２４を特定点で線形近似した次式を用いる。
【数７】
dＺ/dt＝ｋa・Ｔp−ωp ・・・（７）
数式７において、Ｔpは無段変速機３の入力トルクであり、ｋaは図５に示すエンジン運転点拘束線の傾き、すなわちｋa＝ωe／Ｔeである。
【００２９】
拡大系モデルを、図８に示す状態ベクトルを用いたブロック線図で表し、連続時間系の状態方程式および出力方程式の形で次のように記述する。ただし、この実施の形態ではトルクコンバーター２のロックアップクラッチの締結状態のみを考えるので、無段変速機３の入力トルクＴpはエンジントルクＴeに等しいとする。
【数８】
【００３０】
目標加速度αw*に対する推定加速度αwfの望ましい応答性を示す規範モデルを一次遅れとし、その伝達関数、状態方程式および出力方程式を次のように表す。
【数９】
Ｇm(s)＝αref(s)／αw*(s)＝１／（Ｔαw・ｓ＋１），
d(ｘm)/dt＝Ａm・ｘm＋Ｂm・αw*，
αref＝Ｃm・ｘm＋Ｄm・αw* ・・・（９）
数式９において、Ｔαwは時定数である。
【００３１】
以上の拡大系モデルと規範モデルに、状態フィードバックを用いたモデルフォローイング制御手法を用いて加速度フィードバック制御系を構築した場合の制御ブロック図を図９に示す。なお、図９において太線はベクトルを表し、細線はスカラーを表す。
【００３２】
このような加速度フィードバック補償器を構築することによって、規範モデル加速度αrefに推定加速度αwfが定常偏差なく追従する。また同時に、状態フィードバックによってすべての状態変数が安定化される。つまり、状態変数の一つであるプライマリープーリーの回転速度偏差積分値Ｚも安定化されるため、結果として無段変速機３のプライマリープーリーの目標回転速度ωp*に実回転速度ωpが定常偏差なく追従する。
【００３３】
図９に示す状態フィードバックゲインＫ（定数行列）は、拡大系プラントモデルと規範モデルをさらに結合した下記結合モデルに対して、一般的な最適レギュレーター手法などを用いて求める。ただし、規範モデル加速度αrefと推定加速度αwfの偏差積分量をＸiとする。
【数１０】
次に、実際の処理をマイクロコンピューターのソフトウエアで実行可能な差分方程式の形に表す。まず、規範モデルの演算は次の差分方程式により実行する。
【数１１】
αref(k)＝MAN０・αw*(k)＋MAN１・αw*(k-1)＋MAD１・αref(k-1)
・・・（１１）
数式１１において、MAN０、MAN１、MAD１は上記数式９をタスティン近似などで離散化して得られた定数である。次に、加速度の偏差積分演算は次の差分方程式により実行する。
【数１２】
Ｘi(k)＝Ｘi(k-1)＋Ｔsmp｛αref(k)−αwf(k)｝ ・・・（１２）
さらに、状態フィードバック演算は次の差分方程式により実行する。
【数１３】
【数１４】
Ｔe*＝Ｔp* ・・・（１４）
とする。
【００３５】
ステップ９において、加速度制御用モデルフォローイング補償器で演算された目標エンジントルクＴe*、目標変速比Ｉp*に上下限リミッター処理を施し、エンジントルクコントローラー５およびＣＶＴ＆クラッチコントローラー６で達成可能な値にそれぞれ制限し、最終的なエンジントルク指令値Ｔe*および変速比指令値Ｉp*とする。続くステップ１０では、エンジントルク指令値Ｔe*をエンジントルクコントローラー５へ、変速比指令値Ｉp*をＣＶＴ＆クラッチコントローラー６へそれぞれ高速通信線１３を介して出力する。エンジントルクコントローラー５はエンジントルクＴeが指令値Ｔe*となるように制御し、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６は無段変速機３の変速比Ｉpが目標値Ｉp*となるように制御する。
【００３６】
この実施の形態では、ステップ５で説明したように、車速Ｖwにバンドパスフィルター処理を施して加速度推定値αwfを演算する際に、車速Ｖwを入力とし加速度推定値αwfを出力とする連続時間系の伝達関数Ｇbp(s)（数式１）を、図４に示すような状態ベクトルによる表現に変換して、数式２に示す内部状態変数ベクトルＸfを用いた状態方程式と出力方程式で表し、加速度推定値αwfを算出するだけでなく、内部状態変数ベクトルＸfも併せて算出する。
【００３７】
また、ステップ８で説明したように、加速度制御系を構成する際に、バンドパスフィルターの出力すなわち加速度推定値αwfをフィードバックするだけでなく、図６に示すようにバンドパスフィルター２３も制御系設計用プラントモデル２１に組み込み、バンドパスフィルター２３の内部状態変数Ｘf1，Ｘf2もフィードバックする構成とした。
【００３８】
これにより、バンドパスフィルターの特性を加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映できるので、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
【００３９】
また、この実施の形態では、ステップ７、８で説明したように、バンドパスフィルターの内部状態変数ｘf1、ｘf2のフィードバックに加え、プライマリープーリーの目標回転速度ωp*とプライマリープーリーの回転速度検出値ωpとの偏差積分値Ｚを、新たな状態変数として制御系設計用プラントモデルに組み込んだ。
【００４０】
これにより、エンジントルクＴeとエンジン回転速度ωeのゲインｋa（＝ωe／Ｔe）を、加減速制御用フィードバック補償器の設計に直接、反映できるので、無段変速機プライマリープーリーの回転速度を安定させることができ、加速度フィードバック制御系の安定性と目標追従性を向上させることができる。
【００４１】
図１０は、図１１に示すバンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。また、図１２は、図６に示す一実施の形態の加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度制御系では、図１０から明らかなように制御結果の加速度αwf、プライマリープーリーの回転速度ωp、エンジントルクＴp（＝Ｔe）が振動的である。これに対し一実施の形態の加速度フィードバック制御系では、図１２に示すように制御結果の加速度αwf、プライマリー回転速度ωp、エンジントルクＴp（＝Ｔe）が安定してそれぞれの目標値αw*、ωp*、Ｔp*へ追従している。
【００４２】
上述した一実施の形態では、図６に示すように、バンドパスフィルターとプライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2とプライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚとをフィードバックする例を示したが、図１３に示すように、バンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2のみをフィードバックする加速度制御系としてもよい。
【００４３】
図１４は、図１３に示すバンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数Ｘf1，Ｘf2のみをフィードバックする加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す。
上述した一実施の形態のシュミレーション結果（図１２）と比較すると、プライマリープーリー回転速度の偏差積分値Ｚをフィードバックしていないために、プライマリープーリーの回転速度ωpが振動的である。
【００４４】
以上の実施の形態の構成において、車輪速センサー８が車速検出手段を、アクセルセンサー７、車輪速センサー８および加減速度コントローラー４が目標加速度設定手段を、加減速度コントローラー４が演算手段、目標回転速度設定手段および回転速度偏差積分手段を、無段変速機３のプライマリープーリーが入力側回転部材を、エンジントルクコントローラー５がエンジントルク制御手段を、ＣＶＴ＆クラッチコントローラー６が変速比制御手段を、プライマリー速度センサー１１が回転速度検出手段をそれぞれ構成する。
【００４５】
なお、上述した一実施の形態ではベルト式無段変速機を例に上げて説明したが、トロイダル式無段変速機に対しても本発明を適用することができる。その場合は、トロイダル式無段変速機の入力ディスクが上述した入力側回転部材に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態の加速度制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】 目標加減速度を設定するためのマップ例を示す図である。
【図４】 車輪速を入力とし加速度推定値を出力とする連続時間系の伝達関数を状態ベクトルにより表現したブロック図である。
【図５】 エンジン運転点拘束線マップを示す図である。
【図６】 一実施の形態のプラントモデルを示すブロック図である。
【図７】 車両モデルを示すブロック図である。
【図８】 一実施の形態の制御系設計用拡大モデルを状態ベクトルにより表現したブロック図である。
【図９】 一実施の形態のモデルフォローイング制御手法を用いた加速度フィードバック制御系を示すブロック図である。
【図１０】 バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
【図１１】 バンドパスフィルターの出力（加速度推定値）αwfをフィードバックするだけの加速度フィードバック制御系を示すブロック図である。
【図１２】 一実施の形態の加速度フィードバック制御系のシュミレーション結果を示す図である。
【図１３】 バンドパスフィルターのみを制御系設計用プラントモデルに組み込み、バンドパスフィルターの内部状態変数のみをフィードバックした加速度フィードバック制御系を示す図である。
【図１４】 図１３に示す加速度フィードバックのシュミレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター
３ 無段変速機
４ 加減速度コントローラー
５ エンジントルクコントローラー
６ ＣＶＴ＆クラッチコントローラー
７ アクセルセンサー
８ 車輪速センサー
９ クランク角センサー
１１ プライマリー速度センサー
１２ セカンダリー速度センサー
１３ 高速通信線
１４ 駆動輪
２１ プラントモデル
２２ 車両モデル
２３ バンドパスフィルター
２４ エンジン運転点拘束線特性マップ
２５ 減算器
２６ 積分器
Claims (2)
- 車速を検出する車速検出手段と、
車両の目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、
車速を入力とし車両の加速度推定値を出力とするバンドパスフィルターの伝達関数を状態ベクトル表現に変換したバンドパスフィルターモデルと、車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、目標加速度に対して加速度推定値をフィードバックするとともに、バンドパスフィルターの動的特性を表す内部状態変数を加速度補償器へ状態フィードバックする加速度フィードバック制御系を構築し、加速度推定値を目標加速度に一致させるための無段変速機の目標変速比と入力側回転部材の目標入力トルクとを演算する演算手段と、
無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクにしたがってエンジントルクを制御するエンジントルク制御手段と、
無段変速機の目標変速比にしたがって無段変速機を制御する変速比制御手段とを備えることを特徴とする無段変速機を備えた車両の加速度制御装置。 - 請求項１に記載の無段変速機を備えた車両の加速度制御装置において、
無段変速機の入力側回転部材の目標入力トルクに応じた入力側回転部材の目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
無段変速機の入力側回転部材の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
無段変速機の入力側回転部材の目標回転速度と回転速度検出値との偏差の積分値を演算する回転速度偏差積分手段とを備え、
前記演算手段は、前記回転速度偏差積分手段から得られる回転速度偏差積分モデルと前記バンドパスフィルターモデルと前記車両モデルとを結合して拡大系プラントモデルを形成し、加速度推定値とバンドパスフィルターの内部状態変数のフィードバックに加え、無段変速機の入力側回転部材の回転速度偏差積分値をフィードバックすることを特徴とする無段変速機を備えた車両の加速度制御装置。
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