JP6153358B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
前記油圧装置は、前記チェーンベルトを前記プーリに挟圧するために前記プーリに油圧を供給する。
前記振動検知手段は、加振制御条件が成立すると、そのときのチェーン加振力周波数と弦共振周波数の周波数成分を算出し、前記弦共振周波数のうち特定の周波数成分が前記チェーン加振力周波数に近接しているとの判断により弦振動の発生を予測検知する。
前記逆位相振動算出手段は、弦振動の発生が予測検知されると、前記チェーンベルトの時系列振動波形を取得し、時系列振動波形の周波数分析を行って近接していると判断された特定の周波数成分による時系列振動波形に再変換し、再変換した時系列振動波形と同振幅で逆位相の振動を算出する。
前記加振手段は、前記油圧装置の油圧を制御する油圧制御手段であり、前記逆位相振動算出手段により算出した逆位相の油圧振動成分を前記プーリに供給する油圧に重畳する。
すなわち、検知したチェーンベルトの振動に対して、逆位相の振動によりプーリを加振するため、チェーンベルトの弦振動がプーリに与えられた振動により相殺され、一対のプーリに掛け渡されるチェーンベルトの弦振動が抑制される。そして、プーリ加振による弦振動低減手法は、チェーンベルトへの押圧部材の押し付け力を高くする手法ではないため、チェーンベルトと押圧部材との間でのフリクション(摩擦)による動力伝達損失を増大させることもない。
この結果、フリクションによる動力伝達損失を増大させることなく、一対のプーリに掛け渡されるチェーンベルトの弦振動を抑制することができる。加振手段は、油圧装置の油圧を制御する油圧制御手段であるため、油圧装置の油圧を加振することで、プーリを加振するための加振装置を新たに設ける必要がなく、コスト低減を図ることができる。
加えて、弦共振周波数のうち、車両状態に応じて弦振動の原因となる周波数成分を特定し、時系列振動波形から特定された周波数成分による振動を除去することで、弦振動の発生を抑制することができる。
実施例1のチェーンベルト式無段変速機(無段変速機の一例)の制御装置の構成を、「チェーンベルト式無段変速機のシステム構成」、「チェーンベルト式無段変速機の弦振動低減制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の制御装置が適用されたチェーンベルト式無段変速機を示す。以下、図1に基づき、チェーンベルト式無段変速機CVTのシステム構成を説明する。
図2は、CVTコントローラ8にて実行される弦振動低減制御処理の流れを示す。以下、図2〜図5に基づき、チェーンベルト式無段変速機CVTの弦振動低減制御処理構成を説明する。
ここで、「車両の停止寸前」は、例えば、車速センサ81により検出される車速検出値が設定車速(15km/h)以下の低車速域であるとき、あるいは、チェーンベルト式無段変速機CVTの変速比ipが設定変速比以下の最ロー変速比域であるとき、あるいは、低車速域で且つ最ロー変速比域のときに判断される。
ここで、チェーン加振力周波数fchainの算出は、図3に示すように、CVT入力回転数センサ83からのCVT入力回転数Ninと、変速比ip(=Nout/Nin)と、バリエータ諸元(例えば、プライマリプーリ1のプーリ軸とセカンダリプーリ2のプーリ軸の軸間距離Lやチェーンベルト3の周長など)と、によりチェーン回転数Nchain(rpm)を算出する。このチェーン回転数Nchainとピン個数Zを用いた、
fchain=Nchain*Z/60 …(1)
の式により、チェーン加振力周波数fchainを算出する。
ここで、n次の弦共振周波数fstringは、図4に示すように、セカンダリ圧Psecによりチェーンベルト張力Tを算出する。そして、次数nと、チェーンベルト3の直線部の長さL´(プライマリプーリ1とセカンダリプーリ2に掛け渡されたチェーンベルト3の2つの直線部のうち一方の長さ)と、チェーンベルト張力Tと、チェーン線密度ρと、を用いた、
fstring=n/2/L´*√(T/ρ) …(2)
の式により、n次の弦共振周波数fstringを算出する。
ここで、2つの周波数の近接判断は、例えば、周波数比(fchain/fstring)の値が、
0.7<(fchain/fstring)<1.4
という近接範囲条件が成立するとき、2つの周波数が近接していると判断する。この近接範囲条件は、例えば、2つの周波数を徐々に近接させる実験を行うことにより、弦振動が開始する閾値を決めることで設定する。そして、(fchain/fstring)≦0.7であるとき、あるいは、(fchain/fstring)≧1.4であるとき、2つの周波数は近接していなく、弦振動の発生原因にならないと判断する。
すなわち、ステップS5での2つの周波数の近接判断を、弦振動によるチェーンノイズが問題となる弦共振周波数fstringの一次成分と二次成分と三次成分について行う。
ここで、近接している次数成分の振幅と位相の算出は、図5(a)に示すように、セカンダリ圧センサ85によりセカンダリ圧Psecの時系列振動波形を取得する。そして、図5(b)に示すように、セカンダリ圧Psecの時系列振動波形を、周波数の大きさ毎の周波数成分に分ける周波数分析(高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)によるFFT分析)を行う。そして、図5(c)に示すように、近接していると判断されたn次周波数成分(図5では二次周波数成分)による時系列振動波形に再変換する。この再変換したn次周波数成分による時系列振動波形の振幅と位相を算出する。
ここで、同振幅で逆位相の指示油圧は、図5(d)に示すように、図5(c)に示す再変換したn次周波数成分による時系列振動波形に対し、振幅が同じで、位相を反転させた逆位相の時系列振動波形による指示油圧として作成する。
実施例1のチェーンベルト式無段変速機CVTの制御装置の作用を、「背景技術」、「チェーンベルト式無段変速機の弦振動低減制御処理作用」、「ユニット振動抑制作用」に分けて説明する。
チェーンベルト式無段変速機を搭載した車両の場合、暗騒音が低い停止寸前(例えば、15km/h以下)で弦振動によるチェーンノイズが問題となっている。
ここで、「暗騒音」とは、ある場所で、特定の音を対象として考える場合に、対象の音が無い時の、その場所における対象に対する騒音を言う。
上記背景技術に対し、弦振動が起きるときに油圧振動が発生することに着目し、発生する油圧振動に逆位相の油圧振動をぶつけることにより、油圧振動を抑制し、これに伴い弦振動を抑制するようにした。以下、図2のフローチャートに基づき、チェーンベルト式無段変速機CVTの弦振動低減制御処理作用を説明する。
上記弦振動低減制御処理により、弦振動が抑制されると、ガイドレールシステムを無くす、あるいは、ガイドレールの個数低減やガイドレール構造の簡素化が可能になり、コスト低減及び組み立て性の改善が見込まれる。以下、図6及び図7に基づき、これを反映するユニット振動抑制作用を説明する。
実施例1のチェーンベルト式無段変速機CVTの制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記環状帯体(チェーンベルト3)の振動を検知する振動検知手段(図2のステップS2〜ステップS5)と、
前記振動検知手段によって検知した振動の逆位相を算出する逆位相振動算出手段(図2のステップS8,ステップS9)と、
算出された逆位相振動に応じて、前記プーリ(セカンダリプーリ2)を加振する加振手段(図2のステップS10)と、
を備えた。
このため、フリクションによる動力伝達損失を増大させることなく、一対のプーリ(プライマリプーリ1、セカンダリプーリ2)に掛け渡される環状帯体(チェーンベルト3)の弦振動を抑制することができる。
前記振動検知手段(図2のステップS2〜ステップS5)は、前記油圧装置が供給する油圧(セカンダリ圧Psec)の振動を検知する。
このため、(1)の効果に加え、弦振動が発生するとき油圧が振動することに着目し、油圧(セカンダリ圧Psec)の振動を検知することで、弦振動を検知するための装置を新たに設ける必要がなく、コスト低減を図ることができる。
前記加振手段(図2のステップS10)は、前記油圧装置の油圧(セカンダリ圧Psec)を制御する油圧制御手段である。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、油圧装置の油圧(セカンダリ圧Psec)を加振することで、プーリを加振するための加振装置を新たに設ける必要がなく、コスト低減を図ることができる。
前記加振手段(図2のステップS10)は、前記一対のプーリ1,2のうち、セカンダリプーリ2を加振する。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、一対のプーリ1,2のうち、セカンダリプーリ2を加振するだけで、効果的に弦振動を抑制することができる。すなわち、ノイズが問題となる停止寸前においては、環状帯体(チェーンベルト3)からセカンダリプーリ2に加わる張力(テンション)がプライマリプーリ1に加わる張力より高く、弦振動が大きく出るので、加振により弦振動を抑制する制御性が高い。
前記加振手段(図2のステップS10)は、車速検出値が設定車速以下の低車速域の場合(ステップS1でYES)に加振する。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、変速比を変更することなく、最ロー変速比域からハイ側への変速比変更による再発進性を確保しながら、弦振動を抑制することができる。ちなみに、停止寸前の低車速域では、変速比が最ロー変速比域になっている。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、変速比を変更することなく、最ロー変速比域からハイ側への変速比変更による再発進性を確保しながら、弦振動を抑制することができる。
前記振動検知手段(図2のステップS2〜ステップS5)は、加振制御条件が成立すると(ステップS1でYES)、そのときのチェーン加振力周波数fchainと弦共振周波数fstringの周波数成分を算出し(ステップS3、ステップS4)、前記弦共振周波数fstringのうち特定の周波数成分が前記チェーン加振力周波数fchainに近接しているとの判断により弦振動の発生を予測検知し(ステップS5でYES)、
前記逆位相振動算出手段(図2のステップS8,ステップS9)は、弦振動の発生が予測検知されると、前記チェーンベルト3の時系列振動波形を取得し、時系列振動波形の周波数分析を行って近接していると判断された特定の周波数成分による時系列振動波形に再変換し、再変換した時系列振動波形と同振幅で逆位相の振動を算出する。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、弦共振周波数fstringのうち、車両状態に応じて弦振動の原因となる周波数成分を特定し、時系列振動波形から特定された周波数成分による振動を除去することで、弦振動の発生を抑制することができる。
このため、(7)の効果に加え、弦共振周波数fstringの一次周波数成分からn次周波数成分(三次周波数成分)まで各次数の周波数成分が、変速比ipにより変化するチェーン加振力周波数fchainに対して近接、あるいは、一致することで発生する複数の弦振動モードを抑制することができる。
1 プライマリプーリ(プーリ)
11 固定プーリ
11a シーブ面
12 駆動プーリ
12a シーブ面
13 プライマリ圧室
2 セカンダリプーリ(プーリ)
21 固定プーリ
21a シーブ面
22 駆動プーリ
22a シーブ面
23 セカンダリ圧室
3 チェーンベルト(環状帯体)
4 オイルポンプ(油圧装置)
5 プレッシャレギュレータ弁(油圧装置)
6 プライマリ圧変速弁(油圧装置)
7 セカンダリ圧変速弁(油圧装置)
8 CVTコントローラ
81 車速センサ
82 アクセル開度センサ
83 CVT入力回転数センサ
84 CVT出力回転数センサ
85 セカンダリ圧センサ
Claims (6)
- 一対のプーリに掛け渡されるチェーンベルトでトルクを伝達する無段変速機の制御装置であって、
前記チェーンベルトを前記プーリに挟圧するために前記プーリに油圧を供給する油圧装置と、
前記チェーンベルトの振動を検知する振動検知手段と、
前記振動検知手段によって検知した振動の逆位相を算出する逆位相振動算出手段と、
算出された逆位相振動に応じて、前記プーリを加振する加振手段と、を備え、
前記振動検知手段は、加振制御条件が成立すると、そのときのチェーン加振力周波数と弦共振周波数の周波数成分を算出し、前記弦共振周波数のうち特定の周波数成分が前記チェーン加振力周波数に近接しているとの判断により弦振動の発生を予測検知し、
前記逆位相振動算出手段は、弦振動の発生が予測検知されると、前記チェーンベルトの時系列振動波形を取得し、時系列振動波形の周波数分析を行って近接していると判断された特定の周波数成分による時系列振動波形に再変換し、再変換した時系列振動波形と同振幅で逆位相の振動を算出し、
前記加振手段は、前記油圧装置の油圧を制御する油圧制御手段であり、前記逆位相振動算出手段により算出した逆位相の油圧振動成分を前記プーリに供給する油圧に重畳する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1に記載された無段変速機の制御装置において、
前記チェーンベルトを前記プーリに挟圧するために前記プーリに油圧を供給する油圧装置を備え、
前記振動検知手段は、前記油圧装置が供給する油圧の振動を検知する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1又は2に記載された無段変速機の制御装置において、
前記一対のプーリは、プライマリプーリとセカンダリプーリにより構成され、
前記加振手段は、前記一対のプーリのうち、セカンダリプーリを加振する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1から3までのいずれか1項に記載された無段変速機の制御装置において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記加振手段は、車速検出値が設定車速以下の低車速域の場合に加振する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載された無段変速機の制御装置において、
前記加振手段は、前記無段変速機の変速比が設定変速比以下の最ロー変速比域の場合に加振する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1から5までのいずれか1項に記載された無段変速機の制御装置において、
前記振動検知手段は、前記チェーン加振力周波数及び前記弦共振周波数の周波数成分の算出と、前記弦共振周波数の周波数成分が前記チェーン加振力周波数に近接しているか否かの判断を、前記弦共振周波数の一次周波数成分からn次周波数成分まで次数を変え、各次数の周波数成分についてそれぞれ実行する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
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