JP4590343B2 - 車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両にそなえられベルトをプーリに押し付けてトルク伝達を行なう車両用ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）の油圧制御装置に関する。

ベルト式無段変速機では、プライマリプーリ及びセカンダリプーリにベルトを巻回し、両プーリにベルトを押し付け、この押し付け力によって生じる摩擦力を用いることで、ベルトと各プーリ間の動力伝達を行っている。このときプーリとベルトとの間の摩擦力は、プーリに押し付け力、即ち、プーリ推力（油圧推力、又は、単に、推力ともいう）を、油圧を用いて与えること達成している。

この場合、所定のプーリ推力が得られるような目標油圧を設定し、目標油圧と実際の油圧（実油圧）との偏差に基づくフィードバック制御により、油圧が制御される。このフィードバック制御の態様として、ＰＩ制御或いはＰＩＤ制御が広く用いられている。
こうしたＰＩ制御やＰＩＤ制御では、Ｉ制御（積分制御）項が含まれるため、過去の偏差の影響が与えられて制御を安定させることができる反面、作動油量の収支から速やかに作動油を供給できないこと等に起因して実油圧が目標油圧に到達せずに偏差が累積されていった後に、ようやく実油圧が目標油圧に到達した場合には、油圧のオーバーシュートやアンダーシュートが生じてしまう。

例えば、図７は、変速比ｉｐを低速側に変更する場合における、プライマリ圧指示値Ｐ_pri ^*，セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*，目標変速比ｉｐ^*に対して、実プライマリ圧Ｐ_pri，実セカンダリ圧Ｐ_sec，実変速比ｉｐの応答例を示す図である。目標変速比ｉｐ^*を図７（ｂ）中に点線で示すような特性で増大させていくには、プライマリ圧指示値Ｐ_pri ^*及びセカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*を図７（ａ）中に点線で示すような特性で増減させていくことになる。

つまり、セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*を増加させてセカンダリプーリのプーリ推力を増大させるとともに、プライマリ圧指示値Ｐ_pri ^*を減少させてプライマリプーリのプーリ推力を減少させることにより、プライマリプーリ及びセカンダリプーリを移動させる。そして、プライマリプーリ及びセカンダリプーリが所定の変速比位置に接近したところで、セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*を減少させてセカンダリプーリのプーリ推力を減少させることにより、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの移動を減速させていき、プライマリプーリ及びセカンダリプーリが所定の変速比位置に到達したところで、セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*を、プライマリプーリ及びセカンダリプーリが所定の変速比位置を保持する値に設定する。

しかしながら、例えば油圧ポンプの出力限界などによる物理的な油圧の限界値以上のセカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*が設定されると、実セカンダリ圧Ｐ_secは実線で示すように指示値Ｐ_sec ^*に達することができず、この間、フィードバック制御の積分項が累積的に増大していくため、その後、セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*が減少しても、実セカンダリ圧Ｐ_secは積分項の影響を受けて、圧力の減少が遅れることになり、いわゆる、油圧のオーバーシュートが生じることになる。また、実プライマリ圧Ｐ_priも、実線で示すように、実セカンダリ圧Ｐ_secに対応してつれ上がり、プライマリ圧指示値Ｐ_pri ^*の減少に対して応答遅れを生じて、フィードバック制御の積分項が累積的に増大していくことから、いわゆる、油圧のアンダーシュートが生じることになる。この結果、実変速比ｉｐは、実線で示すように、目標変速比ｉｐ^*に対して応答遅れを生じた後にオーバーシュートを生じることになる。

このように、実変速比ｉｐがオーバーシュートを生じると、変速フィーリングが著しく低下するので好ましくない。
このように、積分制御が含まれる油圧フィードバックコントローラにおいては、油圧のオーバーシュートを防止することが必要であるが、これに関する従来技術としては、現在の油圧に対し所定値以上離れた油圧が指示された場合には1次遅れのフィルタを通して目標値をなまし、油圧のオーバーシュートを防止するという技術（特許文献１）や、フィードフォワードとフィードバックを含む２自由度制御系において、一定時間遅らせた目標値に対してフィードバック制御を行なうという技術（特許文献２）がある。

これらの技術は油圧フィードバックコントローラに対して目標油圧を変更し、目標油圧と実油圧の偏差が過大になるのを防ぐことにより油圧フィードバックコントローラの積分器に蓄積する誤差を小さくし、油圧のオーバーシュートを防止するものである。
特開２００４−１２５０１５号公報 特開平６−２０７６５７号公報

しかしながら、このような油圧フィードバックコントローラにおいて、以下のような課題がある。
・第１の課題
変速時において油量収支等の物理的な限界で目標とする油圧が出ない場合の油圧限界値や油圧変化量の限界値を知ることが難しいため、油量収支から求めた油圧限界の設定が難しく、上述の従来技術では油圧目標値に対する1次遅れフィルタの時定数及び一定時間遅らせるための遅れ時間等の設定が難しい。
・第２の課題
また、変速時、プライマリ側及びセカンダリ側のうち、一方の油圧が大きくなった時には他方の低圧側の油圧がつれ上がり、油圧が上昇する現象が起こる。このような場合に低圧側で積分器の含まれる油圧フィードバック制御を行なえば、変速終了等でつれ上がりの現象が無くなると実油圧はアンダーシュートを起こし、ベルト滑りが発生するおそれがあるが、上述の従来技術では、このような課題の解決は困難である。

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、変速時において油量収支等の物理的な限界で目標とする油圧が出ない場合にも油圧のオーバーシュートが生じることがなく、低圧側の油圧が高圧側の油圧につれ上がりを生じても油圧のアンダーシュートが生じることがないようにして、変速フィーリングを良好にすると共にベルト滑りを防止することができるようにした、車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置は、駆動側プーリと従動側プーリとをベルトで連結し、前記両プーリに与える油圧（油圧に対応するパラメータを含む）を調整することにより前記両プーリにおける前記ベルトの回転半径を変化させ、変速比を調整する車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置であって、前記油圧に応じて前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリの前記回転半径を変化させる油圧式アクチュエータと、車両情報を検出する車両情報検出手段と、前記車両情報検出手段により検出された車両情報に基づいて、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、前記油圧の実値を検出する油圧検出手段と、前記目標変速比設定手段により設定された目標変速比に基づいて、前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリに対する目標油圧を演算し、該目標油圧と前記油圧検出手段により検出された実油圧とに基づく比例制御及び積分制御を含むフィードバック制御によって前記油圧式アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有するコントロールユニットとを備えるとともに、前記変速比の実値を検出する変速比検出手段をそなえ、前記アクチュエータ制御手段は、変速比の切り換え時には、前記積分制御の制御ゲインを、前記目標変速比設定手段により設定された目標変速比と前記変速比検出手段により検出された実変速比との偏差に応じて可変に設定する制御ゲイン設定手段をそなえていることを特徴としている。

前記積分制御の制御ゲインは、前記目標変速比と前記実変速比との偏差が大きい第１領域では、該偏差が小さい第２領域よりも小さく設定されることが好ましい。
あるいは、前記積分制御の制御ゲインは、前記目標変速比と前記実変速比との偏差が大きいほど小さく、該偏差が小さいほど大きく設定されることが好ましい。
さらに、前記目標変速比設定手段は、車両情報検出手段により検出された車両情報に基づいて、前記目標変速比である変速完了後の第１目標変速比を設定するとともに、予め設定された変化率以下で該第１目標変速比に漸近する第２目標変速比を設定し、前記アクチュエータ制御手段は、該第２目標変速比と前記油圧検出手段により検出された実油圧とに基づいて前記フィードバック制御を行なうことが好ましい。

本発明の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置によれば、駆動側プーリと従動側プーリとに与える油圧を、比例制御及び積分制御を含むフィードバック制御によって制御する際に、積分制御の制御ゲインを目標変速比と実変速比の偏差により可変としているので、油圧のオーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑制することができ、変速フィーリングを良好にすると共にベルト滑りを防止することができるようになる。

例えば、積分制御の制御ゲインを、目標変速比と実変速比との偏差が大きい第１領域では、この偏差が小さい第２領域よりも小さく設定したり、或いは、積分制御の制御ゲインを、目標変速比と実変速比との偏差が大きいほど小さく、該偏差が小さいほど大きく設定したりすることで、変速時において油量収支等の物理的な限界で目標とする油圧が出ない場合にも油圧のオーバーシュートが生じることがなく、低圧側の油圧が高圧側の油圧につれ上がりを生じても油圧のアンダーシュートが生じることがないようにして、変速フィーリングを良好にすると共にベルト滑りを防止することができるようになる。

また、車両情報検出手段により検出された車両情報に基づいて、目標変速比である変速完了後の第１目標変速比を設定するとともに、予め設定された変化率以下で第１目標変速比に漸近する第２目標変速比を設定し、この第２目標変速比と油圧検出手段により検出された実油圧とに基づいてフィードバック制御を行なうようにすれば、上記のオーバーシュートやアンダーシュートの抑制により一層効果がある。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［実施形態］
図１〜図６は、本発明の一実施形態を説明するもので、図１はそのＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図、図２〜図４はその制御系の構成図、図５はその油圧制御部で用いる積分ゲイン設定マップを示す図、図６はそのＣＶＴ油圧制御による各目標値と実際値とを対比して示す図である。

［ＣＶＴ油圧制御装置搭載車両のシステム構成］
図１は、ＣＶＴ油圧制御装置（車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置）を搭載した車両（自動車）のシステム構成図である。エンジン１０の動力はトルクコンバータ２０及び前後進クラッチ３０を介してＣＶＴ（変速部）３００に伝達される。ＣＶＴ３００は駆動側のプライマリプーリ３１０及び従動側のセカンダリプーリ３２０からなり、両者の間に介在されたベルト３３０により動力伝達を行なう。

かかるＣＶＴ３００ではこれらの駆動側及び従動側双方のプーリ３１０，３２０にかかる油圧を独立して制御することで変速が行われ、プライマリプーリ（駆動側プーリ）３１０及びセカンダリプーリ（従動側プーリ）３２０はそれぞれプライマリスライドプーリ３１１及びセカンダリスライドプーリ３２１を備えている。このプライマリスライドプーリ３１１及びセカンダリスライドプーリ３２１を油圧によりスライドさせることで、プライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０におけるベルト回転半径を独立に変化させて変速を行なう。なお、プライマリスライドプーリ３１１及びセカンダリスライドプーリ３２１を油圧によりスライドさせる機構については詳細には示さないが、この機構を油圧アクチュエータと称する。

オイルポンプ４０は、第１調圧弁５１を介してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に油を供給し、第２調圧弁５２を介してプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９に油を供給する油圧源である。また、プライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９はＣＶＴコントロールユニット１００により制御されるソレノイドバルブであり、それぞれプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２と接続して信号圧を送ることで制御を行なう。なお、コントロールユニット１００による各スライドプーリ３１１，３２１の油圧アクチュエータを制御する機能を、アクチュエータ制御手段とする。

[ＣＶＴプーリの油圧制御]
オイルポンプ４０により発生した油圧は第１調圧弁５１によりライン圧に調整され、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給される。また、第２調圧弁５２によりパイロット圧とされてプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９に供給される。ＣＶＴコントロールユニット１００はプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９を制御し、供給されたパイロット圧を所望の信号圧に調整してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給する。

プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２は、供給された信号圧に基づいてライン圧を調圧し、それぞれプライマリスライドプーリ３１１及びセカンダリスライドプーリ３２１に油圧を供給してスライドさせる。以上示されるように、ＣＶＴコントロールユニット１００によってプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９を制御することで、ＣＶＴ３００の変速を達成する。

［ＣＶＴコントロールユニットの制御構成］
図２は、ＣＶＴコントロールユニット１００の概略制御ブロック図である。ＣＶＴコントロールユニット１００は、目標変速比演算部１０１，実変速比演算部１０２，入力トルク演算部１０３，変速制御部２００，推力油圧換算部２２０，油圧制御部２３０，油圧電流換算部２５０，電流制御部２６０の各機能要素を備えている。

また、本ベルト式無段変速機の油圧制御装置を搭載した車両には、車速センサ，エンジン回転センサ，スロットル開度センサ，プライマリプーリ３１０の回転数を検出するプライマリ回転センサ，セカンダリプーリ３２０の回転数を検出するセカンダリ回転センサが設けられ、これらの各センサの検出信号はＣＶＴコントロールユニット１００へ出力される。

目標変速比演算部１０１は、車速センサから入力された車速ＶＳＰ，プライマリ回転センサから入力されたプライマリプーリ回転数Ｎpri及びスロットル開度センサから入力されたスロットル開度ＴＶ０に基づき目標変速比ｉｐ^*を演算し、変速制御部２００へ出力する。
実変速比演算部１０２は、プライマリ回転センサ及びセカンダリ回転センサから入力されたプライマリプーリ回転数Ｎpri及びセカンダリプーリ回転数Ｎsecに基づき実変速比ｉｐを演算し、変速制御部２００へ出力する。

入力トルク演算部１０３は、車両情報検出手段としてのエンジン回転センサ，プライマリ回転センサ，スロットル開度センサから、車両情報としてのエンジン回転数Ｎｅ，プライマリプーリ回転数Ｎpri，スロットル開度ＴＶ０の入力を受け、プライマリプーリ回転数ＮPri及びエンジン回転数Ｎｅに基づき速度比ＶＳを演算し、スロットル開度ＴＶ０及びエンジン回転数Ｎｅに基づきエンジントルクＴｅを演算する。この速度比ＶＳ，エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅよりプライマリプーリ３１０への入力トルクＴinを算出し、変速制御部２００へ出力する。

変速制御部２００は、目標変速比演算部１０１により演算された目標変速比ｉｐ^*と、実変速比演算部１０２により演算された実変速比ｉｐと、入力トルク演算部１０３により演算された入力トルクＴinと基づいて、プライマリプーリ３１０に与えるべきプライマリ推力（目標推力）Ｆpri及びセカンダリプーリ３２０に与えるべきセカンダリプーリ推力（目標推力）Ｆsecを演算する。この変速制御部２００についての詳細は後述する。

推力油圧換算部２２０は各推力Ｆpri，Ｆsecの値をそれぞれ油圧値に変換する。つまり、プライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０にそれぞれ目標推力Ｆpri，Ｆsecを発生させるためには、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２を通じて各プーリ３１０，３２０に与える油圧Ｐpri，Ｐsecを制御すればよく、予め把握されている推力と油圧と対応関係に基づいて、プライマリプーリ推力Ｆpri及びセカンダリプーリ推力Ｆsecの値をそれぞれプライマリプーリ油圧（目標油圧）Ｐpri及びセカンダリプーリ油圧（目標油圧）Ｐsecに変換する。

油圧制御部２３０は、プライマリプーリ油圧Ｐpri及びセカンダリプーリ油圧Ｐsecの各目標油圧に基づいてプライマリプーリ３１０の油圧指示値Ｐpri^*及びセカンダリプーリ３２０の油圧指示値Ｐsec^*を設定する。この油圧制御部２３０についての詳細は後述する。
推力電流換算部２５０は、各油圧指示値Ｐpri^*，Ｐsec^*の値をそれぞれ電流値に変換する。つまり、各プーリ３１０，３２０に与える油圧を制御するには、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２のソレノイド１０８，１０９への供給電流を制御すればよく、予め把握されている油圧と電流と対応関係に基づいて、プライマリプーリ油圧指示値Ｐpri^*及びセカンダリプーリ油圧指示値Ｐsec^*の値をそれぞれプライマリソレノイド１０８への供給電流値Ｉpri及びセカンダリソレノイド１０９への供給電流値Ｉsecに変換する。

電流制御部２６０では、入力された供給電流値Ｉpri，Ｉsecに基づいてプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９へ電流供給を行なう。
ＣＶＴ（変速部）３００に接続された油圧回路２７０は、プライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９が電流供給に応じて作動して、油圧弁、即ち、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２の開度を調整し、これにより、ＣＶＴ（変速部）３００では、プライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０の推力が制御されて、変速比が調整されるようになっている。

［変速制御部の構成]
変速制御部２００は、図３に示すように、滑り下限推力演算部２０４，推力比演算部２０５，基礎バランス推力演算部２０６，差推力演算部２０７，変速フィードバック制御部（変速フィードバック量演算部）２０９，滑り防止及び油圧最小推力配分演算部（以下、推力配分演算部）２１０を有している。
滑り下限推力演算部２０４は、実変速比演算部１０２により演算された実変速比ｉｐと、入力トルク演算部１０３により演算された入力トルクＴinとに基づきプライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０における滑り下限推力Ｆlp，Ｆlsを演算し、基礎バランス推力演算部２０６へ出力する。
ここで、滑り下限推力Ｆlp，Ｆlsとは、ベルトスリップが発生せずに各プーリとベルトのトルク伝達が可能な各プーリの推力である。具体的には、プライマリプーリ３１０における伝達トルク及びベルト回転半径をＴpri，Ｒpri、プーリの狭角をθ、プーリとベルトとの動摩擦係数をμとすれば、プライマリプーリ３１０の伝達トルクＴpriは、
Ｔpri＝Ｒpri×２μ×Ｆpri／ｃｏｓθ
即ち、
Ｆpri＝Ｔpri×ｃｏｓθ／（２μ×Ｒpri）
であり、プライマリプーリ３１０においてベルトスリップが発生しない条件は、
プーリとベルト間の摩擦力≧伝達トルク
であるから、安全率をεpriとすれば、プライマリプーリ３１０における滑り下限推力Ｆlpは、
Ｆlp＝εpri×Ｔpri×ｃｏｓθ／（２μ×Ｒpri）
一方、セカンダリプーリ３２０における滑り下限推力Ｆlsについても、プライマリプーリ３１０の場合と同様に求められ、
Ｆls＝εsec×Ｔsec×ｃｏｓθ／（２μ×Ｒsec）
ここで、プライマリプーリ３１０とセカンダリプーリ３２０におけるベルト張力Ｔは同一であるため、
Ｔ＝Ｔpri／Ｒpri＝Ｔsec／Ｒsec
したがって、
Ｔsec＝Ｔpri×Ｒsec／Ｒpri
よって
Ｆls＝εsec×（Ｔpri×Ｒsec／Ｒpri）×ｃｏｓθ／（２μ×Ｒsec）
＝εsec×Ｔpri×ｃｏｓθ／（２μ×Ｒpri）
＝（εsec／εpri）Ｆlp
プライマリ側とセカンダリ側の安全率を同一値とすれば
Ｆlp＝Ｆls＝Ｆ
となり、プライマリプーリ３１０の滑り下限推力Ｆlpとセカンダリプーリ３２０の滑り下限推力Ｆlsとは同一値Ｆとなる。

推力比演算部２０５では、実変速比演算部１０２により演算された実変速比ｉｐと入力トルク演算部１０３により演算された入力トルクＴinとに基づいて、所定の変速比を維持できる推力比ＲＦ（＝Ｆｐ／Ｆｓ，Ｆｐ：プライマリ推力，Ｆｓ：セカンダリ推力）を演算し、演算部２０６，推力配分演算部２１０に出力する。
基礎バランス推力演算部２０６は、滑り下限推力演算部２０４から入力された滑り下限推力Ｆlp，Ｆlsと、推力比演算部２０５から入力された推力比ＲＦとに基づいて、プライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０の基礎バランス推力Ｆｐ^*，Ｆｓ^*を演算し、推力配分演算部２１０に出力する。

この基礎バランス推力Ｆｐ^*，Ｆｓ^*の演算について説明する。推力Ｆは、変速比ｉｐが高いほど（ロー側ほど）高くなり、入力トルクＴinが高いほど高くなる傾向にあり、ある入力トルクＴinに対して滑り下限推力Ｆlimの特性線（図３中の滑り下限推力演算部２０４のブロック内の線を参照）を設定することができる。また、推力比ＲＦは、変速比ｉｐが高いほど（ロー側ほど）低くなり、伝達トルクが高いほど高くなる傾向にあり（図３中の推力比演算部２０５のブロック内の線を参照）、伝達トルクが０の場合（無負荷時）には、変速比＝１において推力比＝１となるが、伝達トルクが正となるドライブ走行時には、変速比＞１において推力比＝１となり、伝達トルクが負となる下り坂走行時やコースト走行時には、変速比＜１において推力比＝１となる。

基礎バランス推力は、推力比ＲＦがＲＦ＜１の領域では、プライマリプーリの基礎バランス推力Ｆｐ^*は滑り下限推力Ｆlimの値に設定し、セカンダリプーリの基礎バランス推力Ｆｓ^*はプライマリプーリの基礎バランス推力Ｆｐ^*、即ち、滑り下限推力Ｆlimよりも推力比ＲＦの逆数（１／ＲＦ）相当だけ高い推力の値に設定する。推力比＞１の領域では、セカンダリプーリの基礎バランス推力Ｆｓ^*は滑り下限推力Ｆlimの値に設定し、プライマリプーリの基礎バランス推力Ｆｐ^*はセカンダリプーリの基礎バランス推力Ｆｓ^*、即ち、滑り下限推力Ｆlimよりも推力比ＲＦ相当高い推力の値に設定する。

このような基礎バランス推力を変速比ｉｐに対応して示せば、伝達トルクが負となるクリープ走行時やコースト走行時には、変速比＜１の推力比＝１を中心に、推力比＜１と推力比＞１と領域が区分され、基礎バランス推力Ｆｐ^*１，Ｆｓ^*１が決まり、伝達トルクが０の場合（無負荷時）には、変速比＝１の推力比＝１を中心に、推力比＜１と推力比＞１と領域が区分され、基礎バランス推力Ｆｐ^*２，Ｆｓ^*２が決まり、伝達トルクが正となるドライブ走行時には、変速比＞１の推力比＝１を中心に、推力比＜１と推力比＞１と領域が区分され、基礎バランス推力Ｆｐ^*３，Ｆｓ^*３が決まる。

このように、無負荷時には、変速比＝１において推力比＝１となり、変速比＝１を境に、基礎バランス推力Ｆｐ^*，Ｆｓ^*を設定することができるが、有負荷時には、変速比＞１において、推力比＝１となるか、或いは、変速比＜１において推力比＝１となるので、基礎バランス推力Ｆｐ^*，Ｆｓ^*を算出するには、推力比ＲＦに着目することが重要である。

そして、推力比＝１を境に、これよりも変速比の大きい領域である推力比＜１の領域では、プライマリプーリの基礎バランス推力Ｆｐ^*は滑り下限推力Ｆlimとして、要求される推力比に応じてセカンダリプーリの基礎バランス推力Ｆｓ^*を設定するセカンダリ制御領域とし、推力比＝１よりも変速比の小さい領域である推力比＞１の領域では、セカンダリプーリの基礎バランス推力Ｆｐ^*は滑り下限推力Ｆlimとして、要求される推力比に応じてプライマリプーリの基礎バランス推力Ｆｓ^*を設定するプライマリ制御領域とする。

差推力演算部２０７は、差推力と変速速度（又はストローク速度）との関係から、目標変速比に到達するまでの目標変速速度を得るための差推力ｄＦを演算する。この差推力ｄＦは、目標変速比ｉｐ^*と実変速比ｉｐとの差分から差推力ｄＦを演算する。
変速フィードバック制御部２０９は、実変速比が目標変速に確実に追従するようにフィードバック制御量Ｕfbを設定する。このフィードバック制御量Ｕfbは、次式から求める。

Ｕfb＝Ｋ_P・ｅ＋Ｋ_I∫ｅｄｔ＋Ｋ_D・ｄｅ／ｄｔ
ｅ＝ｘ_SA−ｘ_SR
ただし、ｅ：ストロークエラー，ｘ_SA：目標セカンダリストローク，ｘ_SR：実セカンダリストローク，Ｋ_P：比例ゲイン，Ｋ_I：積分ゲイン，Ｋ_D：微分ゲイン
推力配分演算部２１０は、基礎バランス推力演算部２０６，差推力演算部２０７，変速フィードバック制御部２０９からそれぞれ入力された基礎バランス推力Ｆｐ^*，Ｆｓ^*，差推力ｄＦ，フィードバック制御量Ｕfbに基づいて、プライマリ推力指令値Ｆpri，セカンダリ推力指令値Ｆsecを演算し、油圧換算部１０６へ出力する。

つまり、推力配分演算部２１０は、推力比が１以下か否かを判断し、推力比が１以下なら、プライマリ推力指令値Ｆpriをプライマリ推力下限値Ｆlpとし(Ｆpri＝Ｆｐ^*＝Ｆlp)、セカンダリ推力指令値Ｆsecを基礎バランス推力Ｆｓ^*に差推力ｄＦとＦ／Ｂ制御量を加えたものとする(Ｆsec＝Ｆｓ^*＋Ｕin，ただし、Ｕin＝ｄＦ+Ｕfb)。
さらに、推力比が１以下のもとに、セカンダリ推力がセカンダリ滑り下限値Ｆlsより小さいかを判断し、セカンダリ推力がセカンダリ滑り下限値Ｆlsより小さいなら、セカンダリ推力Ｆsecと滑り下限値Ｆlsとの差を計算し（ΔＦｓ＝Ｆls−Ｆsec)、プライマリ推力
をＦlp+ΔＦｓに変更し（Ｆpri＝Ｆlp＋ΔＦｓ）、セカンダリ推力をＦlsに変更する(Ｆsec＝Ｆls)。

一方、推力比が１よりも大きければ、プライマリ側に差推力とＦ／Ｂ制御量を加えたものをプライマリ推力指令値Ｆpri（Ｆpri＝Ｆｐ^*＋Ｕin，ただし、Ｕin＝ｄＦ+Ｕfb）とし、セカンダリ推力指令値Ｆsecをセカンダリ推力下限値Ｆlsとする(Ｆsec＝Ｆｓ^*＝Ｆls)。
また、推力比が１よりも大のもとに、プライマリ推力がプライマリ滑り下限値Ｆlpよりも小さいかを判断し、プライマリ推力がプライマリ滑り下限値Ｆlpよりも小さいなら、プライマリ推力Ｆpriと滑り下限値Ｆlpとの差を計算し(ΔＦp＝Ｆlp−Ｆpri)、プライマリ推力をプライマリ推力下限値Ｆlpに変更しＦpri＝Ｆlp)、セカンダリ推力をＦlp+ΔＦｓに変更する（Ｆsec＝Ｆls+ΔＦｐ）。

［油圧制御部の構成］
油圧制御部２３０は、図４に示すように、油圧フィードフォワード制御器２３１と、減算器２３２と、比例制御器２３３と、積分ゲイン算出部２３４と、積分制御器２３５と、加算器２３６と、油圧指示演算部２３７と、油圧指示クリップ部２３８とをそなえ、プライマリプーリ油圧Ｐpri及びセカンダリプーリ油圧Ｐsecの各目標油圧Ｐpri-t，Ｐsec-t（以下、プライマリとセカンダリとを区別しない場合、Ｐtで示す）に基づいてプライマリプーリ３１０の油圧指示値Ｐpri^*及びセカンダリプーリ３２０の油圧指示値Ｐsec^*（以下、プライマリとセカンダリとを区別しない場合、Ｐ^*で示す）を設定する。なお、減算器２３２と、比例制御器２３３と、積分ゲイン算出部２３４と、積分制御器２３５と、加算器２３６とから、油圧フィードバック制御部が構成される。

なお、図４は、プライマリ側及びセカンダリ側の油圧制御部２３０を示しており、図４中の各チャートＣ１〜Ｃ７は、目標油圧Ｐtを増加させる場合を例に記載している。
油圧フィードフォワード制御器２３１は、目標油圧Ｐtに基づいてフィードフォワード制御値を設定する。このフィードフォワード制御値は、例えば、図４に示すチャートＣ１のように目標油圧Ｐtがα₀からα₁に変化した際に、この到達目標圧（第１目標変速比に相当する油圧）α₁をそのまま目標油圧（第２目標変速比に相当する油圧）Ｐtとするのではなく、チャートＣ２に示すように、まず、到達目標圧α₁の半分程度の増加量に抑制した値（≒α₀＋（α₁＋α₀）／２）を目標油圧Ｐtとして、その後、目標油圧Ｐt一旦減少させた後、到達目標圧α₁まで増加するように設定される。

減算器２３２は、フィルタ２３２ａによりチャートＣ３に示すようにフィルタ処理をした目標油圧Ｐt_fと実油圧Ｐrとの差（油圧誤差）ΔＰを算出する。フィルタ２３２ａでは、フィルタ処理により、目標油圧Ｐtが予め設定された変化率以下で到達目標圧α₁に漸近するように、即ち、目標油圧Ｐtの急変を抑えるようにして、目標油圧（第２目標変速比に相当する油圧）Ｐt_fを設定する。したがって、フィルタ処理後の目標油圧Ｐt_fと実油圧Ｐrとの差ΔＰについては、チャートＣ４に示すように急激な変化が抑制される。

比例制御器２３３は、このような差ΔＰに基づいてフィードバック制御の比例項を算出する。
積分ゲイン算出部２３４は、フィードバック制御の積分項のゲインＧ_Iを算出する。この積分ゲインＧ_Iは、図５に示すように、変速比誤差Δｉｐ（目標変速比ｉｐ^*と実変速比ｉｐとの差，Δｉｐ＝ｉｐ^*−ｉｐ）が所定の範囲内であれば、最大値（例えば１）に、変速比誤差の大きさが所定の範囲を超えると、超えた量に応じて減少するように設定される。ここでは、線形に減少される。

積分制御器２３５は、差Δｉｐ及び積分ゲインＧ_Iに基づいてフィードバック制御の積分項を算出する。上述のように、積分ゲインＧ_Iは変速比誤差Δｉｐに応じて設定されるので、フィードバック制御の積分項も変速比誤差に応じたものになる。つまり、変速比誤差Δｉｐが大きいと積分ゲインＧ_Iが小さくなるので、変速比誤差Δｉｐが大きくなってもフィードバック制御の積分項の増大が抑えられることになる。

加算器２３６では、比例制御器２３３で算出されたフィードバック制御の比例項と積分制御器２３５で算出されたフィードバック制御の積分項とを加算して、例えばチャートＣ５に示すように、フィードバック制御値を設定する。
油圧指示演算部２３７では、このようにして油圧フィードフォワード制御器２３１で設定されたフィードフォワード制御値と、減算器２３２，比例制御器２３３，積分制御器２３５，及び加算器２３６からなる油圧フィードバック制御部で設定されたフィードバック制御値とから、油圧指示値を設定する。この場合、フィードフォワード制御値とフィードバック制御値とを単純に加算するか、又は、それぞれにゲインをかけて加算をして、油圧指示値を設定する。

油圧指示クリップ部２３８では、例えばチャートＣ６に示すような変換特性で、油圧指示演算部２３７で設定された油圧指示値をプライマリ油圧又はセカンダリ油圧の供給範囲の限界値にクリップする。なお、チャートＣ６では、横軸が入力された油圧指示値、縦軸がクリップして出力する油圧指示値であり、入力された油圧指示値が過大又は過小になるとこれを限界値とする。そして、例えばチャートＣ７に示すように、油圧指示値を出力する。

［本実施形態の作用，効果］
本発明の一実施形態としての車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置は、上述のように構成されているので、図２に示すように、ＣＶＴコントロールユニット１００では、目標変速比演算部１０１によって、それぞれ検出された車速ＶＳＰ，プライマリプーリ回転数Ｎpri及びススロットル開度ＴＶ０に基づき目標変速比ｉｐ^*が演算され、実変速比演算部１０２によって、それぞれ検出されたプライマリ回転数Ｎpri及びセカンダリプーリ回転数Ｎsecに基づき実変速比ｉｐが演算される。また、入力トルク演算部１０３によって、入力トルクＴinが入力される。

さらに、変速制御部２００によって、演算された目標変速比ｉｐ^*，実変速比ｉｐ，入力トルクＴin基づいて、プライマリ推力（目標推力）Ｆpri及びセカンダリプーリ推力（目標推力）Ｆsecが演算され、推力油圧換算部２２０により各推力Ｆpri，Ｆsecの値がそれぞれ油圧値に変換され、油圧制御部２３０により、プライマリプーリ油圧Ｐpri及びセカンダリプーリ油圧Ｐsecの各目標油圧に基づいてプライマリプーリ３１０の油圧指示値Ｐpri^*及びセカンダリプーリ３２０の油圧指示値Ｐsec^*が設定される。

そして、推力電流換算部２５０により、各油圧指示値Ｐpri^*，Ｐsec^*の値がそれぞれ供給電流値Ｉpri，Ｉsecに変換され、電流制御部２６０により、これらの供給電流値Ｉpri，Ｉsecに基づいてプライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９へ電流供給が行なわれる。
これにより、油圧回路２７０では、プライマリソレノイド１０８及びセカンダリソレノイド１０９が電流供給に応じて作動して、各油圧弁７１，７２の開度を調整することで、ＣＶＴ（変速部）３００におけるプライマリプーリ３１０及びセカンダリプーリ３２０の推力が制御されて、変速比が調整される。

本装置では、油圧制御部２３０において、油圧指示値Ｐpri^*，Ｐsec^*の設定にあたり積分ゲイン算出部２３４が、図５に示すように、変速比誤差Δｉｐの大きさが所定の範囲を超えると、超えた量に応じて減少するように設定され、積分制御器２３５が、この積分ゲインＧ_Iと差Δｉｐとに基づいてフィードバック制御の積分項を算出するので、変速比誤差Δｉｐが大きい場合にも、フィードバック制御の積分項の増大は抑えられる。

したがって、変速時において油量収支等の物理的な限界で目標とする油圧が出ない場合であっても、油圧のオーバーシュートの発生を抑制することができ、低圧側の油圧が高圧側の油圧につれ上がりを生じても、アンダーシュートの発生を抑制することができ、変速フィーリングを良好にすると共にベルト滑りを防止することができるようになる。
また、油圧制御部２３０では、目標油圧Ｐtが変化した場合に、油圧フィードフォワード制御器２３１において、到達目標圧α₁よりも増加量を抑制した値に目標油圧Ｐtを設定し、油圧フィードバック部において、そのフィルタ２３２ａにより、目標油圧Ｐtが、予め設定された変化率以下で到達目標圧α₁に漸近するように、即ち、急変しないように設定される。このように目標油圧Ｐtの急変を抑制した上でフィードバック制御を行なうようにするため、これによっても、上記のオーバーシュートやアンダーシュートの抑制効果が得られる。

例えば、図６は本装置による効果を説明する図であり、図７に対応するキックダウン等のシフトダウン時を示しており、変速比ｉｐを低速側にシフトダウンする場合、プライマリ圧指示値Ｐ_pri ^*，セカンダリ圧指示値Ｐ_sec ^*，目標変速比ｉｐ^*が、従来例に比して緩やかに変化するように与えられるため、実セカンダリ圧Ｐ_sec，実変速比ｉｐはオーバーシュートが抑制され、実プライマリ圧Ｐ_priはアンダーシュートが抑制される。

［その他］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、積分制御の制御ゲインは、目標変速比と実変速比との偏差の大きさが大きいほど小さく、この偏差の大きさが小さいほど大きく設定されるが、よりシンプルに、予め設定された基準の偏差に基づいて、偏差（の大きさ）が大きい領域（第１領域）では制御ゲインを相対的に小さい一定値に、偏差が小さい領域（第２領域）では制御ゲインを相対的に大きい一定値に設定するようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図である。 図１のＣＶＴ油圧制御装置のＣＶＴコントロールユニットの概略構成図である。 図２のＣＶＴコントロールユニットの変速制御部の構成図である。 図２のＣＶＴコントロールユニットの油圧制御部の構成図である。 図４の油圧制御部で用いる積分ゲイン設定マップを示す図である。 本発明の一実施形態のＣＶＴ油圧制御による各目標値と実際値とを対比して示す図であり、（ａ）は油圧に関し、（ｂ）は変速比に関する。 従来のＣＶＴ油圧制御による各目標値と実際値とを対比して示す図であり、（ａ）は油圧に関し、（ｂ）は変速比に関する。

符号の説明

１０ エンジン
２０ トルクコンバータ
３０ 前後進クラッチ
４０ オイルポンプ
５１ 第１調圧弁
５２ 第２調圧弁
７１ プライマリ調圧弁
７２ セカンダリ調圧弁
１００ コントロールユニット
１０１ 車速センサ
１０２ プライマリ回転センサ
１０３ セカンダリ回転センサ
１０４ エンジン回転センサ
１０５ スロットル開度センサ
１０８ プライマリソレノイド
１０９ セカンダリソレノイド
１０６ 油圧換算部
１０７ 電流変換部
２００ 変速比制御部
２０１ 目標変速比演算部
２０２ 実変速比演算部
２０３ 入力トルク演算部
２０４ 滑り下限推力演算部
２０５ 推力比演算部
２０６ 基礎バランス推力演算部
２０７ 差推力演算部
２０９ 変速フィードバック制御部（変速フィードバック量演算部）
２１０ 滑り防止及び油圧最小推力配分演算部（以下、推力配分演算部）
２３０ 油圧制御部
２３１ 油圧フィードフォワード制御器
２３２ 減算器
２３３ 比例制御器
２３４ 積分ゲイン算出部
２３５ 積分制御器
２３６ 加算器
２３７ 油圧指示演算部
２３８ 油圧指示クリップ部
３１０ プライマリプーリ
３１１ プライマリスライドプーリ
３２０ セカンダリプーリ
３２１ セカンダリスライドプーリ
３３０ ベルト

Claims (4)

1. 駆動側プーリと従動側プーリとをベルトで連結し、前記両プーリに与える油圧を調整することにより前記両プーリにおける前記ベルトの回転半径を変化させ、変速比を調整する車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置であって、
   前記油圧に応じて前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリの前記回転半径を変化させる油圧式アクチュエータと、
   車両情報を検出する車両情報検出手段と、
   前記車両情報検出手段により検出された車両情報に基づいて、目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
   前記油圧の実値を検出する油圧検出手段と、
   前記目標変速比設定手段により設定された目標変速比に基づいて、前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリに対する目標油圧を演算し、該目標油圧と前記油圧検出手段により検出された実油圧とに基づく比例制御及び積分制御を含むフィードバック制御によって前記油圧式アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを有するコントロールユニットとを備えるとともに、
   前記変速比の実値を検出する変速比検出手段をそなえ、
   前記アクチュエータ制御手段は、変速比の切り換え時には、前記積分制御の制御ゲインを、前記目標変速比設定手段により設定された目標変速比と前記変速比検出手段により検出された実変速比との偏差に応じて可変に設定する制御ゲイン設定手段をそなえている
   ことを特徴とする、車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
2. 前記積分制御の制御ゲインは、前記目標変速比と前記実変速比との偏差が大きい第１領域では、該偏差が小さい第２領域よりも小さく設定される
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
3. 前記積分制御の制御ゲインは、前記目標変速比と前記実変速比との偏差が大きいほど小さく、該偏差が小さいほど大きく設定される
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
4. 前記目標変速比設定手段は、車両情報検出手段により検出された車両情報に基づいて、前記目標変速比である変速完了後の第１目標変速比を設定するとともに、予め設定された変化率以下で該第１目標変速比に漸近する第２目標変速比を設定し、
   前記アクチュエータ制御手段は、該第２目標変速比と前記油圧検出手段により検出された実油圧とに基づいて前記フィードバック制御を行なう
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。

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