JP4661270B2 - ベルト式無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速制御装置に関し、特に、その変速制御をフィードバック制御とフィードフォワード制御とによって実行するように構成された変速制御装置に関するものである。

車両用の無段変速機は、変速比を連続的に変化させることができるので、車速やエンジン回転数、アクセルペダルの踏み込み量に代表される駆動要求量などの車両の状態に基づいて目標入力回転数もしくは目標変速比などの目標値を求め、実際の入力回転数あるいは実際の変速比などの実際値が、その目標値に一致するように変速比が制御される。このような変速比制御は、目標値と実際値との偏差に基づくフィードバック制御によって通常実行される。フィードバック制御は、目標値と実際値との偏差に所定のゲインを掛けて制御量を求める制御であるから、目標値と実際値との偏差が生じることによって実行され、偏差の発生を前提とするので、不可避的な制御の遅れがある。これを是正するためにゲインを大きくすると、ハンチングが生じたり、あるいは収束性が悪くなるなどの不都合が生じる。そこで、従来では、フィードフォワード制御を併用することがおこなわれている。フィードフォワード制御は、目標値に基づいて制御量を算出する制御であるから、偏差の検出を待つことなく制御を実行でき、応答性の点ではフィードバック制御よりも優れている。

そのために特許文献１に記載された発明は、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを選択的に切り替えて変速制御を行うように構成されている。この特許文献１においては、実プライマリ回転数と定常目標回転数との偏差の絶対値が求められ、その絶対値が所定値以上であるか否かが比較・判定される。そして、その絶対値が所定値未満であると判定された場合は、プライマリ回転数のフィードバック制御がおこなわれる。これに対して、その絶対値が所定値以上であると判定された場合は、基本的にはフィードフォワード制御がおこなわれる。
特開平６−１０９１１３号公報

ところで、ベルト式無段変速機の変速制御にあたり、フィードバック制御の他に、一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量から制御量を求めて変速比を制御するフィードフォワード制御を組み合わせて実行することが考えられる。また、目標入力回転数を求めるにあたり、フィードフォワード制御の実行が禁止されている場合は、基本目標入力回転数をなまし処理して求められる第１の目標入力回転数を、目標入力回転数として選択する一方、フィードフォワード制御の実行が許可されている場合は、第１の目標入力回転数に対する実入力回転数の遅れを考慮して求められる第２の目標入力回転数を、目標入力回転数として選択することが考えられる。一方、車両が停止している場合は、車両の発進に備えてベルト式無段変速機の変速比が最大変速比に制御されており、したがって、車両の発進直後における実入力回転数は、第１の目標入力回転数に追従（略一致）する。このような状況において、フィードフォワード制御が禁止から許可に変更されて、目標入力回転数が第１の目標入力回転数から第２の目標入力回転数に変更され、その第２の目標入力回転数に基づいてベルト式無段変速機の変速比を制御するとすれば、第１の目標入力回転数と第２の目標入力回転数との偏差が大きいために、変速比が継続的に、もしくは頻繁に変更される現象、すなわちハンチングが発生し、ショックとして体感される恐れがあった。

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って、車両の発進時にフィードフォワード制御が禁止から許可に変更されて、第１の目標入力回転数から第２の目標入力回転数に変更する場合に、ショックが生じることを抑制することの可能なベルト式無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、入力側プーリおよび出力側プーリに無端状のベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機が設けられており、前記入力側プーリまたは前記出力側プーリのうち、いずれか一方のプーリの溝幅を調整することにより、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御することが可能であり、前記変速比の制御にあたり、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいて実入力回転数を制御するフィードバック制御をおこなうとともに、前記一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量から求められる制御量に基づいて前記目標入力回転数を制御するフィードフォワード制御が可能なベルト式無段変速機の変速制御装置において、前記フィードフォワード制御が禁止されている場合は、基本目標入力回転数をなまし処理して求められる第１の目標入力回転数を前記目標入力回転数として選択する一方、前記フィードフォワード制御が許可されている場合は、前記第１の目標入力回転数に対する前記実入力回転数の遅れを加味して前記フィードフォワード制御で求められる第２の目標入力回転数を前記目標入力回転数として選択する目標入力回転数算出手段と、前記ベルト式無段変速機を有する車両の発進後、前記フィードフォワード制御が禁止されており前記目標入力回転数として前記第１の目標入力回転数を選択して前記フィードバック制御がおこなわれているときに、前記フィードフォワード制御が禁止から許可に変更されても、前記第１の目標入力回転数と前記第２の目標入力回転数との差が、前記目標入力回転数を前記第１の目標入力回転数から前記第２の目標入力回転数に変更して変速比の制御をおこなってもショックが生じないものとして予め定めた所定値を超えているときは、前記目標入力回転数として前記第１の目標入力回転数を選択して前記フィードバック制御を継続し、その後、前記第１の目標入力回転数と前記第２の目標入力回転数との差が前記所定値以下になったことにより、前記目標入力回転数を前記第１の目標入力回転数から前記第２の目標入力回転数に変更する目標入力回転数変更手段とを有していることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御する場合に、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を実行可能である。ここで、フィードフォワード制御では、一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量から制御量が求められ、その制御量に基づいて目標入力回転数が制御される。また、目標変速比に応じた目標入力回転数を選択するにあたり、フィードフォワード制御が禁止されている場合は、基本目標入力回転数をなまし処理して求められる第１の目標入力回転数を目標入力回転数として選択する。これに対して、フィードフォワード制御が許可されている場合は、第１の目標入力回転数に対する実入力回転数の遅れを加味してフィードフォワード制御で求められる第２の目標入力回転数を、目標入力回転数として選択する。そして、車両の発進後に、フィードフォワード制御が禁止されており、第１の目標入力回転数が選択されてフィードバック制御をおこなっているときに、フィードフォワード制御が禁止から許可になった場合でも、第１の目標入力回転数と第２の目標入力回転数との差が所定値を越えていると、目標入力回転数として第１の目標入力回転数が選択されてフィードバック制御が継続される。その後、第１の目標入力回転数と第２の目標入力回転数との差が所定値以下になったことにより、目標入力回転数を第１の目標入力回転数から第２の目標入力回転数に変更する。このため、「第１の目標入力回転数と第２の目標入力回転数との差が大きい状況で目標入力回転数が第１の目標入力回転数から第２の目標入力回転数に変更され、その第２の目標入力回転数に基づいてベルト式無段変速機の変速比が制御されること」を回避できる。したがって、ベルト式無段変速機の変速比が頻繁に変更されるハンチング現象およびショックを抑制できる。

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を介して、エンジンやモータ・ジェネレータなどの動力源（原動機）１１に連結されている。ここで、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。

以下、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、ベルト式無段変速機１の変速比を制御するように構成されているものとして説明する。このベルト式無段変速機１の変速比を制御する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、エンジン１１の冷却水温、油圧制御装置３４の油温、アイドルスイッチ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、いずれかのソレノイドバルブ１４，１９を制御する信号が、電子制御装置２４から出力され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。

上記のアップシフトおよびダウンシフトの変速制御に際しては、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、目標とする変速を達成するための制御指令信号であって、具体的には前記いずれかのソレノイドバルブ１４，１９に出力するデューティ比（％）である。

図３は、その変速制御の基本的な処理を説明するためのフローチャートであって、先ず、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）。この目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡは、例えば、基本目標入力回転数ＮＩＮＣを１次なまし処理して算出する。この基本目標入力回転数ＮＩＮＣは、エンジン１１の燃費を向上させることを目的として、エンジン１１とベルト式無段変速機１とを協調制御する目標入力回転数であり、車両Ｖｅの運転状態、例えば、アクセル開度および車速に基づいて算出することが可能である。基本目標入力回転数ＮＩＮＣの算出例を具体的に説明すると、まず、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。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）。このステップＳ１０１においては、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に対する制御の応答遅れを考慮した目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦのいずれかを、選択的に用いることが可能である。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

上記の式において、「（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、「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、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとを切り替える判断は、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。ここで、一方の目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが選択され、かつ、その目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡによる制御が実行される場合も、他方の目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦの算出自体は実行される。これとは逆に、他方の目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが選択され、かつ、その目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦによる制御が実行される場合も、他方の目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡの算出自体は実行される。なお、フィードフォワード制御の許可・禁止条件については後述する。

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。また、このステップＳ１０７においては、目標変速比と実際の変速比との偏差から変速速度を求め、その変速速度に応じた流量で、変速に必要な油圧室３１の油圧が求められる。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、および変速に必要な油圧室３１の油圧に基づいて、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および制御量ＤＱＳＣＦＢに基づいて、変速出力制御量（具体的には前記ソレノイドバルブ１４，１９のデューティ比）が算出される（ステップＳ１１０）。

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。ところで、フィードフォワード制御の制御量、つまり、ソレノイドバルブ１４，１９のデューティ比は、基本的には図３のようにして求めることが可能であるとともに、図３のステップＳ１０１で述べたように、フィードフォワード制御が許可されている場合と、フィードフォワード制御が禁止されている場合とでは、選択される目標入力回転数の特性が異なる。

つぎに、図３のステップＳ１００，Ｓ１０１の処理を、図１のフローチャートに基づいて一層具体的に説明する。まず、ステップＳ１の処理は、図３のステップＳ１００の処理と同じである。このステップＳ１についで、ステップＳ２ないしステップＳ１２の処理が実行される。このステップＳ２ないしステップＳ１２の処理が、図３におけるステップＳ１０１の具体的な内容例である。このステップＳ２の処理は、ステップＳ１０１で述べた目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦの算出処理である。このステップＳ２についで、車両Ｖｅが発進し、かつ、実車速が、所定車速Ｖ１未満であるか否かが判断される（ステップＳ３）。ここで、所定車速Ｖ１は、車速信号の精度に応じて決定される値である。ここで、所定車速Ｖ１未満である場合は、その検知信号の精度が低いと考えられる。このため、ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、フィードフォワード制御が禁止されるとともに、フラグＸＣＨＧＮＩＮＴがオフされ（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。このフラグＸＣＨＧＮＩＮＴは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更する場合に、基本的には、徐変制御をおこなわないことを示すフラグである。より具体的には、車両Ｖｅの発進後にフィードバック制御をおこなった後、フィードフォワード制御の禁止から、フィードフォワード制御の許可に変更されて、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更する場合に、徐変制御をおこなわないことを示す。なお、徐変制御については後述する。

ステップＳ５においては、フラグＸＣＨＧＮＩＮＴがオンされているか否かが判断され、ステップＳ５で否定的に判断された場合は、実車速が所定車速未満であるために、車速の検知精度が低く、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更することが適当ではないと考えられるため、目標入力回転数ＮＩＮＴとして目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡを選択し（ステップＳ６）、この制御ルーチンを終了する。このようにして、ステップＳ６を経由して制御ルーチンを終了した後、次回の制御ルーチン実行時にステップＳ３で否定的に判断された場合は、車速の検知信号の精度が高くなり、フィードフォワード制御が禁止から許可に変更される。このように、ステップＳ３で否定的に判断された場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとの差の絶対値が、所定値以下であるか否かが判断される（ステップＳ７）。このステップＳ７で用いる所定値は、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更し、かつ、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦと実ＮＩＮとの偏差に基づいて、フィードバック制御しても、ショックが生じないか否かを判断する基準である。そして、ステップＳ７で否定的に判断される場合、つまり、ショックが生じる可能性がある場合は、ステップＳ５に進む。

これに対して、ステップＳ７で肯定的に判断された場合、つまりショックがないと判断された場合は、ステップＳ８に進み、フラグＸＣＨＧＮＩＮＴがオンされる。このフラグＸＣＨＧＮＩＮＴは、ステップＳ３で否定され、かつ、ステップＳ７で肯定的に判断される条件では、常時オンされる。そして、ステップＳ８についで、ステップＳ５に進む。このように、ステップＳ８を経由してステップＳ５に進んだ場合は、このステップＳ５で肯定的に判断されて、ステップＳ９に進む、このステップＳ９においては、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更する途中で、目標入力回転数ＮＩＮＴの徐変中であるか否かが判断される。

例えば、キックダウン操作がおこなわれた（アクセルペダルの踏み込み量が急激にした）場合のように、ベルト式無段変速機１の変速比を急激に変更する要求があるときは、ステップＳ９で否定的に判断される。このステップＳ９で否定的に判断された場合は、フィードフォワード制御が許可されているか否かが、更に別の条件で判断される（ステップＳ１０）。例えば、アクセルペダルが全閉となっている場合、あるいは、アクセルペダルが戻され、かつ、車速が低下しながら緩やかにダウンシフトする場合などにおいては、フィードフォワード制御が禁止されるため、ステップＳ１０で否定的に判断されて、ステップＳ６に進む。これに対して、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更され（ステップＳ１１）、この制御ルーチンを終了する。このように、ステップＳ１０からステップＳ１１に進んだ場合は、目標入力回転数ＮＩＮＴを徐変する制御はおこなわれない。

一方、前述のキックダウン操作がおこなわれていなければ、ステップＳ９で肯定的に判断されて、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとの間で相互に変更するために、変更途中における目標入力回転数ＮＩＮＴが求められ（ステップＳ１２）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１２においては、下記の式が用いられる。
ＮＩＮＴ＝ＮＩＮＴＳＴＡ−（ＮＩＮＴＳＴＡ−ＮＩＮＴＮＦＦ）×ＳＷＰＲＡＴＥ ・・・（１）
上記の式（１）において、ＳＷＰＲＡＴＥは、目標入力回転数ＮＩＮＴを徐々に変更する制御（徐変制御）の割合、つまり徐変割合であり、徐変割合ＳＷＰＲＡＴＥは、例えば、下記の式（２）または式（３）により算出可能である。
ＳＷＰＲＡＴＥ＝ＤＳＦＴＮＦＦ／ＤＱＳＣＦＦＴ ・・・（２）
ＳＷＰＲＡＴＥ＝ＤＳＦＴＮＦＦ／ＤＱＳＣＦＦＴ（０） ・・・（３）

すなわち、フィードフォワード制御の禁止から許可に変更される場合は式（２）が用いられ、フィードフォワード制御の許可から禁止に変更される場合は式（３）が用いられる。この実施例では、目標入力回転数ＮＩＮＴの徐変割合ＳＷＰＲＡＴＥは、零ないし１の範囲に設定される。また、徐変制御の途中で、式（２）が、
ＤＱＳＣＦＦＴ＝０
になった場合は、
ＳＷＰＲＡＴＥ＝１
に設定される。これは、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとが略一致して目標制御量ＤＱＳＣＦＦＴが零になり、徐変制御をおこなう必要がなくなったことを意味する。

また、式（３）において、
ＤＱＳＣＦＦＴ（０）＝０
の場合は、
ＳＷＰＲＡＴＥ＝０
に設定される。

つぎに、図１のフローチャート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。まず、時刻ｔ１以前においては、車両Ｖｅが停止しており、前後加速度（前後Ｇ）は零となっているとともに、フィードフォワード制御項（ＦＦ項）およびフィードバック制御項（ＦＢ項）および変速出力制御量（出力項）は、全て零％になっている。時刻ｔ１で車両Ｖｅが発進して前後加速度が正（＋）側に増加する。この時点では、フィードフォワード制御が禁止されており、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡおよび実入力回転数ＮＩＮＴが、略一致した状態で実線で示すように上昇する。時刻ｔ２で実車速がＶ１以上になると、フィードフォワード制御が禁止から許可に変更されるとともに、破線で示す基本目標入力回転数ＮＩＮＣが上昇を開始し、前後加速度が正側で緩やかに低下する。

また、時刻ｔ２以降、一点鎖線で示す目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが上昇を開始する。ここで、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦは目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡよりも低回転数であるとともに、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦおよび目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが、車速の上昇に応じて、ほぼ同じ勾配で上昇する。時刻ｔ２以降も、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとの差の絶対値が所定値を越えている場合は、フラグＸＣＨＧＮＩＮＴがオフされており（“零”）、目標入力回転数ＮＩＮＴとして目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが選択される。なお、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡおよび実入力回転数ＮＩＮは、基本目標入力回転数ＮＩＮＣと略一致した状態で上昇を継続する。このため、時刻ｔ２以降もフィードバック制御項および変速出力制御量は、共に零％に制御されている。つまり、ベルト式無段変速機１で変速比が略一定に制御される。

そして、時刻ｔ４以降は基本目標入力回転数ＮＩＮＣが略一定になるとともに、フィードフォワード制御項が負側に増加している。また、実入力回転数ＮＩＮが、二点鎖線で示す目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡよりも若干高くなり、フィードバック制御項が負側に増加している。このようなフィードフォワード制御項およびフィードバック制御項の変化により、時刻ｔ４以降、変速出力制御量も負側に増加している。つまり、ベルト式無段変速機１で、変速比が小さくなる変速、つまりアップシフトが生じる。また、時刻ｔ４以降も目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦは、時刻ｔ４以前と同じ勾配で上昇するとともに、時刻ｔ５以降は、フィードフォワード制御項が負側で略一定に制御され、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦの上昇勾配が緩やかとなっている。また、実入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡに近づくことにともない、フィードバック制御項が負側で減少し、零％となる。したがって、変速出力制御量は負側で減少し、負側の所定値で略一定となる。つまり、ベルト式無段変速機１でアップシフトが継続される。

そして、時刻ｔ６において、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとの差の絶対値が所定値以下になると、フラグＸＣＨＧＮＩＮＴがオンされ（“１”）、目標入力回転数ＮＩＮＴが、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに変更される。このように、図１の制御例において、ステップＳ８，Ｓ５，Ｓ１０を経由してステップＳ１１に進んだ場合は、変速出力制御項量の変動を抑制できる。より具体的には、ベルト式無段変速機１ではアップシフトが発生するが、ダウンシフトは生じない。したがって、車両Ｖｅの前後加速度が急激に変化することが抑制され、ショックとして体感されることを回避できる。

つぎに、ステップＳ９からステップＳ１２に進んだ場合のタイムチャート例を、図４に基づいて説明する。この場合は、フィードフォワード制御が禁止から許可に変更された時点、つまり時刻ｔ２以降、目標入力回転数ＮＩＮＴを、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡから目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦに、実線で示すように徐変する制御が実行される。具体的には、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡおよび目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦよりも緩やかな勾配で、徐変割合を零から１に増加するために、ステップＳ１２で説明した処理で、目標入力回転数ＮＩＮＴの徐変割合が求められる。また、目標入力回転数ＮＩＮＴの徐変割合に基づいて、フィードフォワード制御項が破線で示すように負側に増加される。さらに、徐変制御される目標入力回転数ＮＩＮＴに対して、実入力回転数ＮＩＮを追従させるため、フィードバック制御項も破線で示すように負側に増加する。このような制御により、変速出力制御量が、負側で増加する傾向となる。つまり、ベルト式無段変速機１でアップシフトが発生し、車両の前後加速度が破線で示すように急激に低下する。

そして、時刻ｔ３で、破線で示す目標入力回転数ＮＩＮＴが目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦと一致して、徐変割合が零となり、かつ、フィードフォワード制御項も零％に制御される。このとき、実入力回転数ＮＩＮと目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦとに差があるため、その差に応じてフィードバック制御項は負側で減少する。このため、時刻ｔ３で変速出力制御量が負側で急激に減少し、その後は、フィードバック制御項の変化に応じた勾配で零％に近づく。このような変速出力制御量の変化に応じて、車両の前後加速度は、破線で示すように正側で上昇する傾向となる。

さらに、実入力回転数ＮＩＮが目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦよりも低回転数になると、フィードバック制御項が負側から正側に変化して、正側で増加する傾向となり、変速出力制御量も、負側から正側に切り換わり、その正側で増加する。つまり、ベルト式無段変速機１の変速制御が、アップシフトからダウンシフトに変更される。このような制御に応じて、車両の前後加速度も正側で更に上昇する。ついで、時刻ｔ４以降は、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦと実入力回転数ＮＩＮとの差が減少すると、フィードバック制御項も正側で減少する。したがって、車両前後加速度も正側で低下する。さらに、時刻ｔ５以降、実入力回転数ＮＩＮが再び目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦよりも高回転数になると、フィードバック制御項および変速出力制御量は、再度、負側に変化する。つまり、ベルト式無段変速機１の変速制御が、ダウンシフトからアップシフトに変更される。そして、時刻ｔ７で、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦと実入力回転数ＮＩＮとが略一致し、フィードバック制御項および変速出力制御量が、零％に制御される。このように、ステップＳ９からステップＳ１２に進んだ場合は、フィードバック制御項および変速出力制御量が、零％を境として、正側と負側とで交互に、かつ、急激に変動する。つまり、ベルト式無段変速機１でアップシフトとダウンシフトとが交互に繰り返されるハンチングが生じる。その結果、車両Ｖｅの前後加速度が正側で上昇および低下を繰り返し、ショックとして体感される可能性がある。

なお、この実施例においては、図２の従動プーリ３の油圧室３３に供給されるオイル量、油圧室３３から排出されるオイル量を制御することにより、ベルト式無段変速機１の変速比を制御することが可能に構成されているとともに、油圧室３１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、前記駆動プーリ２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車両についても、図１および図３の制御例を実行可能である。この場合は、油圧室３３のオイル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１および図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り、駆動プーリ２の油圧室３１のオイル量を制御する場合と同様の効果を得られる。

ここで、図１および図３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のステップＳ１，Ｓ２および図３のステップＳ１００，Ｓ１０１が、この発明の目標入力回転数算出手段に相当し、図１のステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１１および図３のステップＳ１０１が、この発明の目標入力回転数変更手段に相当する。特に、基本目標入力回転数ＮＩＮＣを算出するステップＳ１００は、基本目標入力回転数算出手段と把握することも可能である。また、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、駆動プーリ２が、この発明の入力側プーリに相当し、従動プーリ３が、この発明の出力側プーリに相当し、油圧室３１，３３が、この発明の油圧室に相当し、目標入力回転数ＮＩＮＴが、この発明の目標入力回転数に相当し、基本目標入力回転数ＮＩＮＣが、この発明の基本目標入力回転数に相当し、目標入力回転数ＮＩＮＴＳＴＡが、この発明の第１の目標入力回転数に相当し、目標入力回転数ＮＩＮＴＮＦＦが、この発明の第２の目標入力回転数に相当する。

この発明のベルト式無段変速機の変速制御装置で実行可能な制御例を示すフローチャートである。 この発明で対象とするベルト式無段変速機を有する車両の概念図である。 図２のベルト式無段変速機でフィードバック制御とフィードフォワード制御とを実行するためのフローチャートである。 図１の制御例に対応するタイムチャートである。

符号の説明

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…エンジン、 ３１，３３…油圧室、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. 入力側プーリおよび出力側プーリに無端状のベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機が設けられており、前記入力側プーリまたは前記出力側プーリのうち、いずれか一方のプーリの溝幅を調整することにより、入力回転数と出力回転数との間の変速比を制御することが可能であり、前記変速比の制御にあたり、目標入力回転数と実入力回転数との偏差に基づいて実入力回転数を制御するフィードバック制御をおこなうとともに、前記一方のプーリの溝幅を制御する油圧室へのオイルの流入・流出量から求められる制御量に基づいて前記目標入力回転数を制御するフィードフォワード制御が可能なベルト式無段変速機の変速制御装置において、
   前記フィードフォワード制御が禁止されている場合は、基本目標入力回転数をなまし処理して求められる第１の目標入力回転数を前記目標入力回転数として選択する一方、前記フィードフォワード制御が許可されている場合は、前記第１の目標入力回転数に対する前記実入力回転数の遅れを加味して前記フィードフォワード制御で求められる第２の目標入力回転数を前記目標入力回転数として選択する目標入力回転数算出手段と、
   前記ベルト式無段変速機を有する車両の発進後、前記フィードフォワード制御が禁止されており前記目標入力回転数として前記第１の目標入力回転数を選択して前記フィードバック制御がおこなわれているときに、前記フィードフォワード制御が禁止から許可に変更された場合でも、前記第１の目標入力回転数と前記第２の目標入力回転数との差が、前記目標入力回転数を前記第１の目標入力回転数から前記第２の目標入力回転数に変更して変速比の制御をおこなってもショックが生じないものとして予め定めた所定値を超えているときは、前記目標入力回転数として前記第１の目標入力回転数を選択して前記フィードバック制御を継続し、その後、前記第１の目標入力回転数と前記第２の目標入力回転数との差が前記所定値以下になったことにより、前記目標入力回転数を前記第１の目標入力回転数から前記第２の目標入力回転数に変更する目標入力回転数変更手段と
   を有していることを特徴とするベルト式無段変速機の変速制御装置。

Images