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(図示せず)を介して、動力源11に連結されている。動力源11は駆動輪(車輪)36に伝達するトルクを出力する機能を備えた動力装置であり、動力源11としては、エンジンやモータ・ジェネレータなどを用いることが可能である。さらに、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る。また、油圧室31の圧油量が略一定に制御された場合は、変速比が略一定となる。
上記の変速制御では、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。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、実際の入力回転数や変速比などの実際値を制御することである。これに対して、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、実入力回転数や実変速比が、目標入力回転数や目標変速比となるように、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、目標とする変速制御を達成するための制御指令信号であって、具体的にはソレノイドバルブ14,19に出力するデューティ比(%)に対応させた信号である。
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、基本目標入力回転数NINCおよびフィードフォワード(FF)制御用の目標入力回転数NINTSTAが算出される(ステップS100)。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。
これに対して、目標入力回転数NINTSTAは、例えば次式により算出可能である。
NINTSTA(i)=NINTSTA(i−1)+K3×{NINC(i)− NINTSTA(i−1)}+K4 ・・・(1)
この実施例で説明する各式において、「(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、式(1)において、「K3」はなまし定数であり、「K4」はフィードバック係数である。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)制御用の目標入力回転数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 ・・・(2)
上記の式(2)において、「K1」は、無駄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。さらに、上記の目標入力回転数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、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と制御量DQSCFBとが加算されて、最終制御量、つまり、ソレノイドバルブ14,19のデューティ比に対応する信号が算出される(ステップS110)。
この実施例においては、各制御量は、正の値または負の値、正の値と負の値との境界である零を選択可能である。これらの正、負、零については後述する。そして、油圧室31から圧油を排出させて駆動プーリ2の溝幅を拡大し、ダウンシフトを実行する場合は、ステップS108またはステップS109において、フィードフォワード制御またはフィードバック制御の制御量が正の値に設定される。これに対して、油圧室31に圧油を供給して駆動プーリ2の溝幅を狭め、アップシフトを実行する場合は、ステップS108またはステップS109において、フィードフォワード制御またはフィードバック制御の制御量が負の値に設定される。
そして、ステップS110において、最終制御量として正の値が設定され、その正の値に対応する制御信号がソレノイドバルブ14,19に対して出力された場合は、油圧室31から圧油が排出されて駆動プーリ2の溝幅が拡大し、ダウンシフトが実行されるように構成されている。これとは逆に、ステップS110において、最終制御量として負の値が設定され、その負の値に対応する制御信号がソレノイドバルブ14,19に対して出力された場合は、油圧室31に圧油が供給されて駆動プーリ2の溝幅が狭められ、アップシフトが実行されるように構成されている。なお、最終制御量が零%に設定された場合は、油圧室31の圧油が略一定量に制御されて、変速比が略一定に制御される。このように、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせ、かつ、並行して実行することが可能である。
つぎに、前述したステップS109の算出例を、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用の目標入力回転数NINTSTAが算出される(ステップS1)。ステップS1における目標入力回転数NINTSTAの算出方法は、ステップS100で説明した算出方法と同じである。このステップS1についで、目標入力回転数NINTNFFが算出される(ステップS2)。目標入力回転数NINTNFFの算出方法は、ステップS101で説明した算出方法と同じである。このステップS2についで、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが算出される(ステップS3)。このステップS3の処理は、ステップS108の処理と同じである。
このステップS3以降でおこなわれる処理が、ステップS109の具体的な内容である。すなわち、ステップS3についで、
NINC−NIN>N1
であるか否かが判断される(ステップS4)。ここで、NINは実入力回転数であり、N1は正の値である。つまり、基本目標入力回転数NINCよりも実入力回転数NINの方が所定回転数以上低い場合は、ステップS4で肯定的に判断され、ついで、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零を越えている(正)か否か、つまり、ダウンシフト要求があるか否かが判断される(ステップS5)。このステップS5で肯定的に判断された場合は、ダウンシフトを実行するフラグXDWがオンされ(ステップS6)、ステップS7に進む。一方、ステップS4の判断時点で、基本目標入力回転数NINCよりも実入力回転数NINの方が高回転数である場合は、ステップS4で否定的に判断されてステップS7に進む。また、ステップS5で否定的に判断された場合も、そのままステップS7に進む。
このステップS7においては、
NINC−NIN<N2
であるか否かが判断される。ここで、N2は負の値である。そして、基本目標入力回転数NINCよりも実入力回転数NINの方が所定回転数以上高い場合は、ステップS7で肯定的に判断される。ついで、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零未満である(負)か否か、つまり、アップシフト要求があるか否かが判断される(ステップS8)。このステップS8で肯定的に判断された場合は、ダウンシフトを実行するフラグXDWがオフされ(ステップS9)、ステップS10に進む。一方、ステップS7の判断時点で、基本目標入力回転数NINCよりも実入力回転数NINの方が低回転数である場合は、ステップS7で否定的に判断されてステップS10に進む。また、ステップS8で否定的に判断された場合も、そのままステップS10に進む。
そして、ステップS10においては、フィードフォワード制御の実行を許可するフラグXNFFEXがオンされているか否かが判断される。フィードフォワード制御の実行が許可されるか否かは、例えば、ステップS101で述べた条件により判断される。このステップS10で否定的に判断された場合は、図1の制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップS10で肯定的に判断された場合は、フラグXNFFEXMがオフされているか否かが判断される(ステップS11)。フラグXNFFEXMは、前回のルーチン実行時における「フラグXNFFEX」の状態を意味する。つまり、このステップS11は、今回のルーチン実行により、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か否かを判断するステップである。このステップS11で肯定的に判断された場合は、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零を越えている(正)か否かが判断される(ステップS12)。ダウンシフト要求があり、ステップS12で肯定的に判断された場合は、フィードバック制御における積分項が零未満である(負)か否かが判断される(ステップS13)。このステップS13で肯定的に判断された場合は、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を加算して最終制御量を算出する前に、フィードバック制御における積分項の絶対値を小さくする、例えば、零にする処理を実行し(ステップS14)、この制御ルーチンを終了する。
一方、前記ステップS11で否定的に判断された場合、またはステップS12で否定的に判断された場合は、フラグXDWNがオフであったか否かが判断される(ステップS15)。フラグXDWNは、前回のルーチン実行時における「フラグXDW」の状態を意味する。つまり、このステップS15は、前回のルーチン実行時に、「ダウンシフト要求なし」であったか否を判断するステップである。このステップS15で肯定的に判断された場合は、現時点で、ダウンシフトを実行するフラグXDWがオンされているか否かが判断される(ステップS16)。すなわち、前述したステップS6(ダウンシフト要求フラグオン)またはステップS9(アップシフト要求フラグオン)のいずれかを経由してステップS15に至り、このステップS15で肯定的に判断された場合において、ステップS6またはステップS9のいずれを経由したかにより、以後の処理が異なる。このステップS16で肯定的に判断された場合は、前記ステップS13に進む。
一方、ステップS16で否定的に判断された場合、またはステップS15で否定的に判断された場合、またはステップS13で否定的に判断された場合は、ステップS17に進み、フラグXNFFEXMがオフされているか否かが判断される。ステップS17の判断内容は、ステップS11の判断内容と同じである。このステップS17で肯定的に判断された場合は、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零未満(負)か否かが判断される(ステップS18)。アップシフト要求があり、ステップS18で肯定的に判断された場合は、フィードバック制御における積分項が零を越えている(正)か否かが判断される(ステップS19)。このステップS19で肯定的に判断された場合はステップS14に進み、ステップS19で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。
一方、前記ステップS17で否定的に判断された場合、またはステップS18で否定的に判断された場合は、フラグXDWMがオンであったか否かが判断される(ステップS20)。フラグXDWMは、前回のルーチン実行時における「フラグXDW」の状態を意味する。つまり、このステップS20は、前回のルーチン実行時に、「ダウンシフト要求あり」であったか否を判断するステップである。このステップS20で肯定的に判断された場合は、現時点で、ダウンシフトを実行するフラグXDWがオフされているか否かが判断される(ステップS21)。すなわち、前述したステップS6(ダウンシフトフラグオン)またはステップS9(アップシフトフラグオン)のいずれかを経由してステップS20に至り、このステップS20で肯定的に判断された場合において、ステップS6またはステップS9のいずれを経由したかにより、以後の処理を異ならせるために、ステップS21の判断が実行される。このステップS21で肯定的に判断された場合は前記ステップS19に進み、ステップS21またはステップS20で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。
つぎに、図1の制御例に対応するタイムチャートの一例を図4に基づいて説明する。図4のタイムチャートは、各種の入力回転数、フィードフォワード制御を許可するフラグXNFFEX、ダウンシフトを実行するフラグXDW、フィードフォワード制御用の制御量(FF出力)、フィードバック制御用の制御量(FB出力)、フィードバック制御における積分項などの経時変化を示すものである。ここで、フィードフォワード制御用の制御量およびフィードバック制御用の制御量は、ソレノイドバルブ14,19のデューティ比を制御するために出力される信号である。
この図4においては、フィードフォワード制御の実行を許可するフラグXNFFEXが常時オンされている場合が示されている。時刻t1以前において、実線で示す基本目標入力回転数NINCが略一定に推移している。ここで、基本目標入力回転数NINCと、破線で示す目標入力回転数NINTSTAとが一致しているため、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFT(出力)が零%に設定されている。また、一点鎖線で示す目標入力回転数NINTNFFも、目標入力回転数NINTSTAと一致している。さらに、時刻t1以前においては、ダウンシフト要求がなく、ダウンシフトを実行するフラグXDWがオフされている。この時刻t1以前において、二点鎖線で示す実入力回転数NINが、目標入力回転数NINTNFFよりも高回転数であるため、その偏差に応じて設定されるフィードバック制御用の制御量(FB出力)および積分項は、共に負の値となり、かつ、時間の経過にともないその絶対値が増加している。つまり、フィードバック制御に限定した場合、アップシフトに相当する制御量が設定される。
ついで、時刻t1で変速要求、具体的にはダウンシフト要求が発生すると、フラグXDWがオフからオンに切り替えられ、かつ、基本目標入力回転数NINCがステップ的に上昇する。これに対して、時刻t1以降、目標入力回転数NINTSTAは、基本目標入力回転数NINCの上昇勾配よりも緩やかな勾配で上昇している。ここで、勾配とは、図4のタイムチャートにおける横軸の線分(図示せず)と、各回転数を示す線分とのなす鋭角側の角度を意味する。そして、時刻t4で基本NINCと目標入力回転数NINTSTAとが一致する。この時刻t1から時刻t4までの間、目標入力回転数NINTSTAは基本目標入力回転数NINCよりも低回転数で推移する。このため、時刻t1でフィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが、ダウンシフトを想定して零から正側に向けてステップ的に増加し、その後、目標入力回転数NINTSTAの勾配(傾き)に応じた勾配で、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが減少し、時刻t4以降は、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零に設定されている。
一方、実施例におけるフィードバック制御用の制御量および積分項が実線で示されている。時刻t1でダウンシフト要求が生じた時点において、フィードバック制御用の制御量および積分項は、共に負側に設定されている。つまり、時刻t1において、フィードフォワード制御の制御量DQSCFFTは、ダウンシフトに相当する正の値に設定され、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共にアップシフトに相当する負側に設定されており、変速比を変化させる方向が異なる(逆である)。そこで、積分項の絶対値を小さくする、具体的には零にする(クリアする)ことにより、フィードバック制御用の制御量(絶対値)DQSCFBを低減している。
ところで、時刻t1以降も、目標入力回転数NINTNFFは略一定で推移し、時刻t1から所定の無駄時間を経過した時刻t2以降、目標入力回転数NINTNFFが上昇を開始する。目標入力回転数NINTSTAと目標入力回転数NINTNFFとの偏差が、制御の遅れである。この時刻t1から時刻t2の間も、実入力回転数NINは目標入力回転数NINTNFFよりも高回転数で推移しており、したがって、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に負側で増加する。時刻t2以降も、実入力回転数NINは目標入力回転数NINTNFFよりも高回転数で推移しているが、その偏差が徐々に減少しているため、時刻t2以降は、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に負側で減少する傾向となる。そして、時刻t3を境界として、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に負側から正側に切り替わり、時刻t3以降は、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に正側で増加している。これは、時刻t3以降は、実入力回転数NINが、目標入力回転数NINTNFFよりも低回転数で推移していることを意味する。
上記のようにして、目標入力回転数NINTNFFが目標入力回転数NINTSTAよりも低回転数で推移するとともに、時刻t4以降で、目標入力回転数NINTNFFと目標入力回転数NINTSTAとが一致している。そして、時刻t5でアップシフト要求が発生すると、フラグXDWがオンからオフに切り替わり、かつ、基本目標入力回転数NINCがステップ的に低下される。これに対して、時刻t5以降、目標入力回転数NINTSTAは、基本目標入力回転数NINCの低下勾配よりも緩やかな勾配で低下する。そして、時刻t8で基本目標入力回転数NINCと目標入力回転数NINTSTAとが一致している。この時刻t5から時刻t8までの間、目標入力回転数NINTSTAは基本目標入力回転数NINCよりも高回転数で推移する。このため、時刻t5でフィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが、ダウンシフトを想定して零から負側に向けてステップ的に増加し、その後、目標入力回転数NINTSTAの勾配(傾き)に応じた勾配で、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが減少し、時刻t8以降は、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTが零に設定されている。
一方、時刻t5でアップシフト要求が生じた時点において、フィードバック制御用の制御量および積分項は、共に正側に設定されている。つまり、時刻t5において、フィードフォワード制御の制御量DQSCFFTは、アップシフトに相当する負の値に設定され、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共にダウンシフトに相当する正の値に設定されており、変速比を変化させる方向が異なる(逆である)。そこで、積分項の絶対値を小さくする、具体的には零にする(クリアする)ことにより、フィードバック制御用の制御量DQSCFBの絶対値を低減している。
ところで、時刻t5以降も、目標入力回転数NINTNFFは略一定で推移し、時刻t5から所定の無駄時間を経過した時刻t6以降、目標入力回転数NINTNFFが下降を開始する。この時刻t5から時刻t6の間も、実入力回転数NINは目標入力回転数NINTNFFよりも低回転数で推移しており、したがって、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に正側で増加する。時刻t6以降も、実入力回転数NINは目標入力回転数NINTNFFよりも低回転数で推移しているが、その偏差が徐々に減少しているため、時刻t6以降は、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に正側で減少する傾向となる。そして、時刻t7を境界として、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に正側から負側に切り替わり、時刻t7以降、フィードバック制御用の制御量DQSCFBおよび積分項は、共に負側で増加している。これは、時刻t7以降は、実入力回転数NINが、目標入力回転数NINTNFFよりも高回転数で推移していることを意味する。
なお、図4のタイムチャートにおいて、時刻t1以前から時刻t2の間で実行される制御は、図1のフローチャートにおいて、ステップS4で否定的に判断され、かつ、ステップS7を経由してステップS8に進み、このステップS8で否定的に判断され、ついでステップS11で否定的に判断され、さらに、ステップS15,S16を経由してステップS13に進み、ステップS13で肯定的に判断されてステップS14に進んだ場合に対応するものである。また、図1のフローチャートにおいては、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している状態で、ダウンシフト要求が発生した場合におけるフィードバック制御用の制御量DQSCFBの算出方法が説明されているとともに、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している状態で、アップシフト要求が発生した場合にフィードバック制御用の制御量DQSCFBの算出する場合に、フィードフォワード制御用の制御量に対応する変速の方向と、フィードバック制御用の積分項に対応する変速の方向とが異なる(逆である)時は、積分項の絶対値を小さく、例えば零として、フィードバック制御用の制御量DQSCFBを算出する方法が説明されている。
また、タイムチャートの例示はしていないが、図1のステップS11で肯定的に判断され、かつ、ステップS13で肯定的に判断される場合、または、図1のステップS17で肯定的に判断され、かつ、ステップS19で肯定的に判断される場合のように、ベルト式無段変速機1のアップシフトまたはダウンシフト要求が発生していなくても、フィードフォワード制御の禁止から許可に切り替わる時点において、フィードフォワード制御用の制御量に対応する変速の方向と、フィードバック制御の積分項に対応する変速の方向とが異なる(逆である)場合にも、ステップS14に進んでフィードバック制御の積分項の絶対値を小さく、具体的には零に設定することが可能である。このように、図1のフローチャートおよび図4のタイムチャートに示すようにしてフィードバック制御用の制御量DQSCFBを求め、そのフィードバック制御用の制御量DQSCFBと、フィードフォワード制御用の制御量DQSCFFTとを加算して、最終制御量を算出すれば、ステップS110で算出される最終制御量の絶対値の低下を抑制することができる。したがって、目標入力回転数NINTSTAに対する実入力回転数NINの追従性および収束性を向上することができる。
ところで、前述した図4のタイムチャートには、フィードバック制御の制御量および積分値の比較例が、破線で示されている。比較例の場合は、ダウンシフト要求が発生する時刻t1において、フィードバック制御の積分項がアップシフトに相当する負側に蓄積されており、フィードフォワード制御におけるダウンシフトとは逆方向に蓄積している。このためフィードフォワード制御用の制御量と、フィードバック制御用の制御量とを加算して最終制御量を求める場合、ダウンシフトに対応するフィードフォワード制御用の制御量の絶対値が、アップシフトに対応するフィードバック制御用の制御量の絶対値の分少なくなる。したがって、最終制御量によって実行されるダウンシフトにおいて、目標入力回転数NINTSTAに対する実入力回転数の追従性および収束性が悪化することを抑制できる。
また、アップシフト要求が発生する時刻t5において、フィードバック制御の積分項がダウンシフトに相当する負側に蓄積されており、フィードフォワード制御におけるアップシフトとは逆方向に蓄積している。このためフィードフォワード制御用の制御量と、フィードバック制御用の制御量とを加算して最終制御量を求める場合、アップシフトに対応するフィードフォワード制御用の制御量の絶対値が、ダウンシフトに対応するフィードバック制御用の制御量の絶対値の分少なくなる。したがって、最終制御量によって実行されるダウンシフトにおいて、目標入力回転数NINTSTAに対する実入力回転数の追従性および収束性が悪化することを抑制できる。
なお、この実施例は、ベルト式無段変速機1を変速比を制御する場合に、油圧室33における圧油の供給量・排出量を制御するように構成された車両においても、図3のフローチャートを実行可能である。この場合は、アップシフト制御弁12およびダウンシフト制御弁13およびソレノイドバルブ14,19と同様の構成を、油圧室33に対応させて設け、油圧室31の圧油を供給・排出する場合と同様の制御および原理により、油圧室33における圧油の供給・排出をおこなえばよい。そして、油圧室33の圧油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の制御例を実行することも可能である。
さらに、この実施例において、動力源としては、前述したエンジンに代えて、モータ・ジェネレータを用いることも可能である。エンジンは、燃料の燃焼による熱エネルギを運動エネルギに変換する装置であり、モータ・ジェネレータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する機能(力行)と、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能(回生)とを兼備している。すなわち、エンジンとモータ・ジェネレータとでは、動力の発生原理が異なる。このように、モータ・ジェネレータを動力源として搭載した車両において、図1および図3に示す制御を実行可能である。この場合、図3のステップS100において、モータ・ジェネレータの運転効率に基づいて、基本目標入力回転数が求められる。このモータ・ジェネレータの運転効率は、モータ・ジェネレータに対する電力の供給状態などにより判断可能である。また、動力源として、エンジンおよびモータ・ジェネレータの両方を有するハイブリッド車においても、この実施例を適用可能である。この場合は、エンジンおよびモータ・ジェネレータの総合的な運転効率が、図3のステップS100で求められる。
さらに、図4のタイムチャートでは、フィードフォワード制御およびフィードバック制御および積分項の信号において、ダウンシフトに対応する信号を「正」で表し、アップシフトに対応する信号を「負」で表し、変速比の維持を「零」で表しているが、これらは、変速比の制御特性に対応させて信号の性質を明確化(区別化)するために便宜的に用いているものである。したがって、ソレノイドバルブ14,19が、ノーマルクローズ形式のソレノイドバルブであるか、またはノーマルオープン形式のソレノイドバルブであるかにより、「正」と「負」とを逆に表してもよい。さらに、変速の方向(アップシフトかダウンシフトか)に対応して信号を区別するために、「正」および「負」に代えて。「正」および「逆」を用いることも可能である。すなわち、これらの信号の種類は、アップシフトに対応する信号か、ダウンシフトに対応する信号かを判断(識別)、言い換えれば、変速の方向がいずれであるかを判断(識別)可能であれば、他の記号を用いることも可能である。
ここで、図1および図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、図1に示されたステップS4ないしステップS21の処理、および図3に示されたステップS108ないしステップS110の処理が、この発明における最終制御量設定手段に相当する。また、基本目標入力回転数NINCが、この発明における第1の目標入力回転数に相当し、目標入力回転数NINTSTAが、この発明における第2の目標入力回転数に相当し、目標入力回転数NINTNFFが、この発明における第3の目標入力回転数(フィードバック制御用の目標入力回転数)に相当する。また、図3のステップS100が、この発明における第1の算出手段に相当し、図1のステップS1および図3のステップS100が、この発明における第2の算出手段に相当し、図1のステップS2および図3のステップS101が、この発明の第3の算出手段に相当する。
また、目標入力回転数NINTNFFが、この発明におけるフィードバック制御用の目標入力回転数に相当し、ソレノイドバルブ14,19のデューティ比の制御に用いる信号の絶対値が、この発明における「アクチュエータ用の制御量」に相当し、ベルト式無段変速機1の変速比を大きくすること(つまり、ダウンシフト)および変速比を小さくすること(つまり、アップシフト)が、この発明における「変速比の変更方向」の具体的な例であり、ソレノイドバルブ14,19のデューティ比を制御するために出力される信号の絶対値が、この発明における各種の「制御量」に相当し、ステップS100で算出される制御量が、この発明における「最終制御量」に相当する。
さらに図2に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジンおよびモータ・ジェネレータが、この発明における動力源に相当し、駆動プーリ2が、この発明における入力側プーリに相当し、従動プーリ3が、この発明における出力側プーリに相当し、油圧室31,33が、この発明における油圧室に相当し、ソレノイドバルブ14,19およびアップシフト制御弁12およびダウンシフト制御弁13が、この発明におけるアクチュエータに相当する。
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…動力源(エンジン、モータ・ジェネレータ)、 12…アップシフト制御弁、 13…ダウンシフト制御弁、 14,19…ソレノイドバルブ、 31,33…油圧室。