KR102103816B1 - 무단 변속기의 제어 장치 및 무단 변속기의 제어 방법 - Google Patents

무단 변속기의 제어 장치 및 무단 변속기의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

컨트롤러는, 실변속비가 목표 변속비가 되도록 변속기의 피드백 변속 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 장치를 구성한다. 컨트롤러는, 피드백 프라이머리 지시압의 위상 진행 보상을 행하는 제1 위상 진행 보상기 및 제2 위상 진행 보상기와, 변속비에 따라 피크값 주파수를 변화시키는 피크값 주파수 결정부를 갖는다.

Description

무단 변속기의 제어 장치 및 무단 변속기의 제어 방법
본 발명은 무단 변속기의 제어 장치 및 무단 변속기의 제어 방법에 관한 것이다.
무단 변속기의 변속 제어에 관한 것이며, JP2002-106700A에서는 목표 변속비에 대한 실변속비의 응답 지연분만큼 목표 변속비를 진행 보상하는 기술이 개시되어 있다.
무단 변속기에서는, 파워 트레인의 공진 주파수에서 전후 방향의 흔들림을 일으키는 전후 진동이 발생하는 경우가 있다. 전후 진동은, 파워 트레인의 토크 변동에 대하여 무단 변속기의 변속비의 안정성이 부족한 경우에, 토크 변동과 무단 변속기의 변속이 연결되어 발생한다고 생각된다. 이로 인해, 진행 보상을 행하여 무단 변속기의 변속비의 안정성, 즉 제진성을 높임으로써, 전후 진동을 억제하는 것을 생각할 수 있다.
그런데, 진행 보상에서는, 주파수에 따른 진행량이 피크를 나타내는 피크값 주파수가 존재하고, 주파수가 피크값 주파수로부터 이격될수록, 진행량이 감소되어 제진 효과는 감소된다. 이로 인해, 차량의 주행 상태에 따라서는, 파워 트레인의 공진 주파수의 변화에 따라 공진 주파수 및 피크값 주파수 사이의 주파수 어긋남이 커지는 결과, 제진 효과가 감소될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 파워 트레인의 공진 주파수의 변화에 따라 진행 보상에 의한 제진 효과가 감소되는 것을 개선 가능한 무단 변속기의 제어 장치 및 무단 변속기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 양태의 무단 변속기 제어 장치는, 무단 변속기의 상태를 나타내는 실값에 기초하여 피드백 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 장치이며, 상기 피드백 제어의 진행 보상을 행하는 진행 보상부와, 상기 무단 변속기의 변속비에 따라, 상기 진행 보상의 피크값 주파수를 변화시키는 피크값 주파수 결정부를 가진다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 무단 변속기의 상태를 나타내는 실값에 기초하여 피드백 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 방법이며, 상기 피드백 제어의 진행 보상을 행하는 것과, 상기 무단 변속기의 변속비에 따라, 상기 진행 보상의 피크값 주파수를 변화시키는 것을 포함하는 무단 변속기의 제어 방법이 제공된다.
이들 양태에 의하면, 무단 변속기의 변속비가 변화되어 파워 트레인의 공진 주파수가 변화되어도, 무단 변속기의 변속비에 따라 진행 보상의 피크값 주파수를 변화시킴으로써, 공진 주파수 및 피크값 주파수 사이의 주파수 어긋남을 억제할 수 있다. 이로 인해, 파워 트레인의 공진 주파수의 변화에 따라 진행 보상에 의한 제진 효과가 감소되는 것을 개선할 수 있다.
도 1은 변속기 컨트롤러를 포함하는 차량의 개략 구성도이다.
도 2는 변속기 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 3은 위상 진행 보상기의 보드 선도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 변속기 컨트롤러의 기능 블록도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 변속기 컨트롤러가 행하는 제어의 일례를 흐름도로 도시하는 도면이다.
도 6은 변속비에 따른 공진 주파수의 변화를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 변속기 컨트롤러(12)를 포함하는 차량의 개략 구성도이다. 차량은 동력원으로서 엔진(1)을 구비한다. 엔진(1)의 동력은, 파워 트레인 PT를 구성하는 토크 컨버터(2), 제1 기어열(3), 변속기(4), 제2 기어열(5) 및 차동 장치(6)를 통하여, 구동륜(7)으로 전달된다. 제2 기어열(5)에는 주차 시에 변속기(4)의 출력축을 기계적으로 회전 불능으로 로크하는 파킹 기구(8)가 설치된다.
토크 컨버터(2)는, 로크업 클러치(2a)를 구비한다. 로크업 클러치(2a)가 체결되면, 토크 컨버터(2)에 있어서의 미끄럼이 없어져, 토크 컨버터(2)의 전달 효율이 향상된다. 이하에서는, 로크업 클러치(2a)를 LU 클러치(2a)라고 칭한다.
변속기(4)는, 배리에이터(20)를 구비하는 무단 변속기이다. 배리에이터(20)는, 프라이머리 풀리인 풀리(21)와, 세컨더리 풀리인 풀리(22)와, 풀리(21, 22) 사이에 걸쳐 감기는 벨트(23)를 구비하는 무단 변속 기구이다. 풀리(21)는 주동측 회전 요소를 구성하고, 풀리(22)는 종동측 회전 요소를 구성한다.
풀리(21, 22) 각각은, 고정 원뿔판과, 고정 원뿔판에 대하여 시브면을 대향시킨 상태에서 배치되고 고정 원뿔판 사이에 V 홈을 형성하는 가동 원뿔판과, 가동 원뿔판의 배면에 설치되고 가동 원뿔판을 축방향으로 변위시키는 유압 실린더를 구비한다. 풀리(21)는 유압 실린더로서 유압 실린더(23a)를 구비하고, 풀리(22)는 유압 실린더로서 유압 실린더(23b)를 구비한다.
유압 실린더(23a, 23b)에 공급되는 유압을 조정하면, V 홈의 폭이 변화되어 벨트(23)와 각 풀리(21, 22)의 접촉 반경이 변화되어, 배리에이터(20)의 변속비가 무단계로 변화된다. 배리에이터(20)는, 토로이달형의 무단 변속 기구여도 된다.
변속기(4)는, 부변속 기구(30)를 더 구비한다. 부변속 기구(30)는, 전진 2단·후진 1단의 변속 기구이며, 전진용 변속단으로서, 1속과, 1속보다도 변속비가 작은 2속을 갖는다. 부변속 기구(30)는, 엔진(1)으로부터 구동륜(7)에 이르기까지의 동력 전달 경로에 있어서, 배리에이터(20)와 직렬로 설치된다.
부변속 기구(30)는, 이 예와 같이 배리에이터(20)의 출력축에 직접 접속되어 있어도 되고, 그 밖의 변속 내지 기어열 등의 동력 전달 기구를 통하여 접속되어 있어도 된다. 혹은, 부변속 기구(30)는 배리에이터(20)의 입력축측에 접속되어 있어도 된다.
차량에는 또한 엔진(1)의 동력의 일부를 이용하여 구동되는 오일 펌프(10)와, 오일 펌프(10)가 오일 공급에 의해 발생시키는 유압을 조정하여 변속기(4)의 각 부위에 공급하는 유압 제어 회로(11)와, 유압 제어 회로(11)를 제어하는 변속기 컨트롤러(12)가 설치된다.
유압 제어 회로(11)는 복수의 유로, 복수의 유압 제어 밸브로 구성된다. 유압 제어 회로(11)는, 변속기 컨트롤러(12)로부터의 변속 제어 신호에 기초하여, 복수의 유압 제어 밸브를 제어하여 유압 공급 경로를 전환한다. 또한, 유압 제어 회로(11)는, 오일 펌프(10)가 오일 공급에 의해 발생시키는 유압으로부터 필요한 유압을 조정하고, 조정된 유압을 변속기(4)의 각 부위에 공급한다. 이에 의해, 배리에이터(20)의 변속, 부변속 기구(30)의 변속단 변경, LU 클러치(2a)의 체결·해방이 행하여진다.
도 2는 변속기 컨트롤러(12)의 개략 구성도이다. 변속기 컨트롤러(12)는, CPU(121)와, RAM·ROM을 포함하는 기억 장치(122)와, 입력 인터페이스(123)와, 출력 인터페이스(124)와, 이들을 서로 접속하는 버스(125)를 갖고 구성된다.
입력 인터페이스(123)에는 예를 들어, 액셀러레이터 페달의 조작량을 나타내는 액셀러레이터 개방도 APO를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(41)의 출력 신호, 변속기(4)의 입력측 회전 속도를 검출하는 회전 속도 센서(42)의 출력 신호, 풀리(22)의 회전 속도 Nsec를 검출하는 회전 속도 센서(43)의 출력 신호, 변속기(4)의 출력측 회전 속도를 검출하는 회전 속도 센서(44)의 출력 신호가 입력된다.
변속기(4)의 입력측 회전 속도는, 구체적으로는 변속기(4)의 입력축 회전 속도, 따라서 풀리(21)의 회전 속도 Npri이다. 변속기(4)의 출력측 회전 속도는 구체적으로는, 변속기(4)의 출력축 회전 속도, 따라서 부변속 기구(30)의 출력축 회전 속도이다. 변속기(4)의 입력측 회전 속도는, 예를 들어 토크 컨버터(2)의 터빈 회전 속도 등, 변속기(4)와의 사이에 기어열 등을 끼운 위치의 회전 속도여도 된다. 변속기(4)의 출력측 회전 속도에 대해서도 마찬가지이다.
입력 인터페이스(123)에는 또한, 차속 VSP를 검출하는 차속 센서(45)의 출력 신호, 변속기(4)의 유온 TMP를 검출하는 유온 센서(46)의 출력 신호, 셀렉트 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(47)의 출력 신호, 엔진(1)의 회전 속도 Ne를 검출하는 회전 속도 센서(48)의 출력 신호, 변속기(4)의 변속 범위를 1보다도 작은 변속비로 확대하기 위한 OD 스위치(49)의 출력 신호, LU 클러치(2a)에 대한 공급 유압을 검출하는 유압 센서(50)의 출력 신호 등이 입력된다. 입력 인터페이스(123)에는, 엔진(1)이 구비하는 엔진 컨트롤러(51)로부터, 엔진 토크 Te의 토크 신호도 입력된다.
기억 장치(122)에는, 변속기(4)의 변속 제어 프로그램, 변속 제어 프로그램에서 사용하는 각종 맵 등이 저장되어 있다. CPU(121)는, 기억 장치(122)에 저장되어 있는 변속 제어 프로그램을 판독하여 실행하고, 입력 인터페이스(123)를 통하여 입력되는 각종 신호에 기초하여 변속 제어 신호를 생성한다. 또한, CPU(121)는, 생성된 변속 제어 신호를 출력 인터페이스(124)를 통하여 유압 제어 회로(11)에 출력한다. CPU(121)가 연산 처리에서 사용하는 각종 값, CPU(121)의 연산 결과는 기억 장치(122)에 적절히 저장된다.
그런데, 변속기(4)에서는, 파워 트레인 PT의 공진 주파수인 PT 공진 주파수 Fpt에서 전후 진동이 발생하는 경우가 있다. 전후 진동은, 파워 트레인 PT의 토크 변동에 대하여, 변속기(4)의 변속비의 안정성이 부족한 경우에, 토크 변동과 변속기(4)의 변속이 연결되어 발생한다고 생각된다. 이로 인해, 진행 보상을 행하여 변속기(4)의 변속비의 안정성, 즉 제진성을 높임으로써, 전후 진동을 억제하는 것을 생각할 수 있다.
그런데, 차량의 주행 상태에 따라서는, 다음에 설명한 바와 같이 진행 보상에 의한 제진 효과가 감소되는 것이 우려된다.
도 3은 위상 진행 보상기의 보드 선도의 일례를 도시하는 도면이다. 보드 선도의 횡축은, 주파수를 대수로 나타낸다. 도 3에서는, 2차의 위상 진행 보상을 행하는 경우를 나타낸다. 피크값 주파수 Fpk는, 주파수에 따른 진행량 A가 피크를 나타내는 주파수이며, 위상 진행 보상으로 목적하는 주파수에 따라 설정된다. 목적하는 주파수는 구체적으로는, PT 공진 주파수 Fpt다. 이로 인해, 피크값 주파수 Fpk는 예를 들어, PT 공진 주파수 Fpt로 설정된다. 진행량 Apk는, 피크값 주파수 Fpk에 따른 진행량 A를 나타낸다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 주파수가 피크값 주파수 Fpk로부터 이격될 수록 진행량 A는 감소된다. 따라서, 제진 효과가 감소된다. 이로 인해, 차량의 주행 상태에 따라서는, PT 공진 주파수 Fpt의 변화에 따라 PT 공진 주파수 Fpt 및 피크값 주파수 Fpk 사이의 주파수 어긋남이 커지는 결과, 제진 효과가 감소되는 것이 우려된다. 주파수가 어긋난 경우는, 진행량 A는, 1차의 경우보다도 2차의 경우가 더 감소되기 쉽지만, 1차의 경우도 마찬가지이다.
이러한 사정을 감안하여, 컨트롤러(12)는, 이하에서 설명한 바와 같이 변속 제어를 행한다. 이하에서는, 변속기(4)의 변속비로서 배리에이터(20)의 변속비 Ratio를 사용하여 설명한다. 변속비 Ratio는, 후술하는 실변속비 Ratio_A, 목표 변속비 Ratio_D 및 도달 변속비 Ratio_T를 포함하는 배리에이터(20)의 변속비의 총칭이며, 이들 중 적어도 어느 것인 것을 포함한다. 풀리(21)에 대한 공급 유압인 프라이머리압 Ppri에 대해서도 마찬가지이다. 변속기(4)의 변속비는, 배리에이터(20) 및 부변속 기구(30) 전체의 변속비인 스루 변속비로 되어도 된다. 이하에서는, 변속기 컨트롤러(12)를 간단히 컨트롤러(12)라고 칭한다.
도 4는 변속 제어의 주요부를 나타내는 컨트롤러(12)의 피드백 기능 블록도의 일례를 도시하는 도면이다. 컨트롤러(12)는, 목표값 생성부(131)와, FB 보상기(132)와, 진행 보상 온/오프 결정부(133)와, 진행량 결정부(134)와, 진행량 필터부(135)와, 제1 위상 진행 보상기(136)와, 제2 위상 진행 보상기(137)와, 스위치부(138)와, 온/오프 명령 필터부(139)와, 센서값 필터부(140)와, 피크값 주파수 결정부(141)를 갖는다. FB는 피드백의 약칭이다.
목표값 생성부(131)는, 변속 제어의 목표값을 생성한다. 목표값은 구체적으로는, 변속비 Ratio를 변속 제어값으로 한 최종 목표 변속 제어값인 도달 변속비 Ratio_T에 기초하는 목표 변속비 Ratio_D로 된다. 변속 제어값은 예를 들어, 제어 파라미터로서의 프라이머리압 Ppri로 되어도 된다.
도달 변속비 Ratio_T는, 변속 맵에서 차량의 운전 상태에 따라 미리 설정되어 있다. 이로 인해, 목표값 생성부(131)는, 검출된 운전 상태에 기초하여, 대응하는 도달 변속비 Ratio_T를 변속 맵으로부터 판독한다. 차량의 운전 상태는 구체적으로는, 차속 VSP 및 액셀러레이터 개방도 APO로 된다.
목표값 생성부(131)는, 도달 변속비 Ratio_T에 기초하여, 목표 변속비 Ratio_D를 산출한다. 목표 변속비 Ratio_D는, 도달 변속비 Ratio_T가 될 때까지 동안의 과도적인 목표 변속비이며, 목표 변속 제어값을 구성한다. 산출된 목표 변속비 Ratio_D는, FB 보상기(132)에 입력된다.
FB 보상기(132)는, 변속비 Ratio의 실값인 실변속비 Ratio_A, 목표 변속비 Ratio_D에 기초하여, 피드백 명령값을 산출한다. 피드백 명령값은, 예를 들어 실변속비 Ratio_A와 목표 변속비 Ratio_D의 오차를 메우기 위한 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB이다. 산출된 피드백 명령값(피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB)은, 진행량 결정부(134)와, 제1 위상 진행 보상기(136)에 입력된다.
진행 보상 온/오프 결정부(133)는, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상 진행 보상의 온/오프를 결정한다. 진행 보상 온/오프 결정부(133)는, 풀리 상태값 M에 따라, 위상 진행 보상의 온/오프를 결정한다. 풀리 상태값 M은, 풀리(21, 22)가, 전후 진동이 발생하는 상태인지 여부를 판정하기 위한 값이며, 회전 속도 Npri, 풀리(22)에 대한 입력 토크 Tsec, 변속비 Ratio 및 변속비 Ratio의 변화율 α를 포함한다.
입력 토크 Tsec는 예를 들어, 엔진(1) 및 풀리(22) 사이에 설정된 변속비, 따라서 본 실시 형태에서는 제1 기어열(3)의 기어비 및 배리에이터(20)의 변속비를 엔진 토크 Te에 곱한 값으로서 산출할 수 있다. 변속비 Ratio에는, 실변속비 Ratio_A 및 목표 변속비 Ratio_D를 적용할 수 있다. 변속비 Ratio는, 실변속비 Ratio_A 또는 목표 변속비 Ratio_D로 되어도 된다.
진행 보상 온/오프 결정부(133)는 구체적으로는, 회전 속도 Npri, 입력 토크 Tsec, 변속비 Ratio 및 변화율 α의 4개의 파라미터 모두에 따라, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상 진행 보상의 온/오프를 결정한다. 진행 보상 온/오프 결정부(133)는, 입력 토크 Tsec, 변속비 Ratio 및 변화율 α 중 적어도 어느 파라미터에 따라, 위상 진행 보상의 온/오프를 결정하도록 구성되어도 된다.
진행 보상 온/오프 결정부(133)는, 풀리 상태값 M 외에도 추가로, LU 클러치(2a)의 체결 상태와, 변속기(4)에 대한 드라이버 조작의 상태와, 페일의 유무에 따라, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상 진행 보상의 온/오프를 결정한다.
도 5는 컨트롤러(12)가 행하는 처리의 일례를 흐름도로 도시하는 도면이다. 본 흐름도의 처리는 구체적으로는, 진행 보상 온/오프 결정부(133)에 의해 행하여진다.
스텝 S1부터 스텝 S5까지의 처리는, 파워 트레인 PT의 공진이 일어날지 여부를 판정하는 처리이며, 바꾸어 말하면, 변속기(4)의 전후 진동이 발생할지 여부를 판정하는 처리이다. 이하에서는, 파워 트레인 PT의 공진을 PT 공진이라고 칭한다.
스텝 S1에서, 컨트롤러(12)는, 풀리 상태값 M이, 전후 진동이 발생하는 값인지 여부를 판정한다. 즉, 스텝 S1에서는, 풀리(21, 22)의 상태가, 전후 진동이 발생하는 상태인지 여부가 판정된다. 스텝 S1에서, 컨트롤러(12)는 구체적으로는, 풀리 상태값 M인 회전 속도 Npri, 입력 토크 Tsec, 변속비 Ratio 및 변속비 Ratio의 변화율 α각각에 대하여, 다음과 같은 판정을 행한다.
회전 속도 Npri 및 입력 토크 Tsec에 대하여, 컨트롤러(12)는, 회전 속도 Npri 및 입력 토크 Tsec에 따른 동작점이 이들에 따라 규정된 판정 영역에 있는지 여부를 판정한다. 컨트롤러(12)는, 동작점이 판정 영역에 있는 경우에, 회전 속도 Npri 및 입력 토크 Tsec가 모두, 전후 진동 발생값이라고 판정한다. 동작점이 판정 영역에 있는 경우는, 바꾸어 말하면, 풀리(21, 22)가 외란에 약한 상태, 즉 변속비 Ratio의 안정성이 부족한 경우이다. 판정 영역은 실험 등에 의해 미리 설정할 수 있다.
변속비 Ratio에 대하여, 컨트롤러(12)는, 변속비 Ratio가 소정 변속비 Ratio1보다도 큰 경우, 바꾸어 말하면 소정 변속비 Ratio1보다도 Low인 경우에, 변속비 Ratio가 전후 진동 발생값이라고 판정한다. 소정 변속비 Ratio1은, 전후 진동이 발생하는 변속비를 규정하기 위한 값이며, 예를 들어 1이다. 소정 변속비 Ratio1은, 실험 등에 의해 미리 설정할 수 있다.
변화율 α에 대하여, 컨트롤러(12)는, 변속비 Ratio의 변화율 α가 소정값 α1보다도 작은 경우에, 변화율 α가 전후 진동 발생값이라고 판정한다. 소정값 α1은, 전후 진동이 발생하는 변화율 α를 규정하기 위한 값이며, 변화율 α가 소정값 α1보다도 작은 경우는, 변속비 Ratio가 정상 상태인 경우에 대응한다. 소정값 α1은, 실험 등에 의해 미리 설정할 수 있다.
스텝 S1에서, 컨트롤러(12)는, 이들 풀리 상태값 M 모두가 전후 진동 발생값이라고 판정한 경우에 긍정 판정하고, 이들 풀리 상태값 M의 어느 것이 전후 진동 발생값이 아니라고 판정한 경우에 부정 판정한다.
스텝 S1에서 부정 판정인 경우, 처리는 스텝 S5로 진행하여, 컨트롤러(12)는, PT 공진은 일어나지 않는다고 판정한다. 따라서, 전후 진동은 발생하지 않는다고 판정된다. 이 경우, 처리는 스텝 S10으로 진행하여, 컨트롤러(12)는, 위상 진행 보상을 오프로 한다. 스텝 S10 후에는, 본 흐름도의 처리는 종료된다.
스텝 S1에서 긍정 판정인 경우, 처리는 스텝 S2로 진행하여, 컨트롤러(12)는, LU 클러치(2a)가 체결되어 있는지 여부를 판정한다. 이에 의해, LU 클러치(2a)의 체결 상태에 따라, 위상 진행 보상의 온/오프가 결정되게 된다.
스텝 S2에서 부정 판정이면, LU 클러치(2a)가 체결되어 있지 않으므로, 전후 진동은 발생하지 않는다고 판단된다. 이 경우, 처리는 스텝 S5로 진행한다. 스텝 S2에서 긍정 판정이면, LU 클러치(2a)의 상태는, 전후 진동이 발생하는 상태라고 판단된다. 이 경우, 처리는 스텝 S3으로 진행한다.
스텝 S3에서, 컨트롤러(12)는, 변속기(4)에 대한 드라이버 조작의 상태가 소정 상태인지 여부를 판정한다. 소정 상태는, 변속비 Ratio가 소정 변속비 Ratio1보다도 커지는 제1 조작 상태와, 변속비 Ratio가 정상 상태가 되는 제2 조작 상태 중 적어도 어느 것을 포함한다.
제1 조작 상태는 예를 들어, OD 스위치(49)가 OFF인 상태이다. 제2 조작 상태는, 셀렉트 레버에 의해 매뉴얼 레인지가 선택되어 있는 상태나, 스포츠 모드 등의 매뉴얼 모드가 선택되어 있는 상태 등, 드라이버 조작에 의해 변속비 Ratio가 고정되는 상태이다.
드라이버 조작의 상태가 소정 상태인지 여부를 판정함으로써, 변속비 Ratio가 소정 변속비 Ratio1보다도 계속적으로 커지는 것이나, 변속비 Ratio가 계속적으로 정상 상태가 됨을 판정할 수 있다. 따라서, 변속비 Ratio가, 전후 진동이 발생하는 상태임을 보다 확실하게 판정할 수 있다.
스텝 S3에서 부정 판정이면, 드라이버 조작의 상태가 소정 상태가 아니므로, 전후 진동은 발생하지 않는다고 판단된다. 이 경우, 처리는 스텝 S5로 진행한다. 스텝 S3에서 긍정 판정이면, 처리는 스텝 S4로 진행한다.
스텝 S4에서, 컨트롤러(12)는, PT 공진이 일어난다고 판정한다. 따라서, 전후 진동이 발생한다고 판정된다. 스텝 S4 후에는, 처리는 스텝 S6으로 진행한다.
스텝 S6 내지 스텝 S8에서는, 위상 진행 보상을 온으로 할 수 있는 상태인지 여부의 판정이 행하여진다. 바꾸어 말하면, 위상 진행 보상의 실행의 가부가 판정된다.
스텝 S6에서, 컨트롤러(12)는, 페일(fail)이 있는지 여부를 판정한다. 페일은 예를 들어, 변속기(4)의 변속 제어에 사용되는 유압 제어 회로(11)나 센서·스위치류의 페일을 포함하는 변속기(4)에 관한 페일로 할 수 있다. 페일은, 변속기(4)에 관한 페일을 포함하는 차량의 페일이어도 된다.
스텝 S6에서 긍정 판정(페일이 없는 경우)이면, 처리는 스텝 S8로 진행하여, 컨트롤러(12)는, 위상 진행 보상을 온으로 해서는 안된다고 판정한다. 즉, 위상 진행 보상의 실행 금지 판정이 내려진다. 스텝 S8 후에는, 처리는 스텝 S10으로 진행한다.
스텝 S6에서 부정 판정(페일이 있는 경우)이면, 처리는 스텝 S7로 진행하여, 컨트롤러(12)는, 위상 진행 보상을 온으로 해도 된다고 판정한다. 즉, 위상 진행 보상의 실행 허가 판정이 내려진다. 이 경우, 처리는 스텝 S9로 진행하여, 컨트롤러(12)는, 위상 진행 보상을 온으로 한다. 스텝 S9 후에는, 본 흐름도의 처리는 종료된다.
도 4로 되돌아가, 진행 보상 온/오프 결정부(133)는, 위상 진행 보상의 온을 결정한 경우에는 온 명령을 출력하고, 위상 진행 보상의 오프를 결정한 경우에는 오프 명령을 출력한다. 온/오프 명령은, 진행 보상 온/오프 결정부(133)로부터, 진행량 결정부(134)와, 온/오프 명령 필터부(139)에 입력된다.
진행량 결정부(134)는 진행량 Apk를 결정한다. 진행량 결정부(134)는, 진행 보상 온/오프 결정부(133)의 후류에 설치된다. 진행량 결정부(134)는, 신호 경로에 있어서의 배치 상, 이렇게 설치된다. 진행량 결정부(134)는, 온/오프 명령에 따라, 환언하면, 위상 진행 보상의 온/오프 결정에 따라 진행량 Apk를 결정한다. 진행량 결정부(134)는, 오프 명령이 입력된 경우에 진행량 Apk를 제로로 결정한다. 진행량 결정부(134)는, 온 명령이 입력된 경우에 진행량 Apk를 제1 진행량 Apk1 또는 제2 진행량 Apk2로 결정한다.
제1 진행량 Apk1은, 후술하는 1차의 위상 진행 보상을 행하는 경우에 대응시켜 설정되고, 제2 진행량 Apk2는, 후술하는 2차의 위상 진행 보상을 행하는 경우에 대응시켜 설정된다. 제2 진행량 Apk2는, 제1 진행량 Apk1의 1/2로 된다. 제1 진행량 Apk1은 예를 들어, 80deg이며 일정값으로 할 수 있다. 제1 진행량 Apk1은, 실험 등에 의해 미리 설정할 수 있다. 진행량 Apk는, 진행량 결정부(134)로부터 진행량 필터부(135)에 입력된다.
진행량 필터부(135)는, 진행량 결정부(134)의 후류에 설치되고, 진행량 Apk의 필터 처리를 행한다. 진행량 필터부(135)는, 신호 경로에 있어서의 배치 상, 이렇게 설치된다. 진행량 필터부(135)는 구체적으로는, 저역 통과 필터부로 되는데, 예를 들어 1차의 저역 통과 필터로 구성된다.
진행량 필터부(135)는, 진행량 Apk의 필터 처리를 행함으로써, 진행 보상의 온/오프가 전환되었을 때에, 위상 진행 보상의 온/오프 결정에 따른 위상 진행 보상의 게인 G의 변화의 조정을 행하는 게인 조정부를 구성한다. 게인 G의 변화의 조정을 행함으로써, 위상 진행 보상의 온/오프의 전환에 수반하는 게인 G의 변화량의 억제가 도모된다.
제1 위상 진행 보상기(136)와, 제2 위상 진행 보상기(137)와, 스위치부(138)에는, 진행량 필터부(135)로부터 진행량 Apk가 입력된다. 제1 위상 진행 보상기(136)와 제2 위상 진행 보상기(137)에는, 피크값 주파수 결정부(141)로부터 피크값 주파수 Fpk도 입력된다.
제1 위상 진행 보상기(136)와 제2 위상 진행 보상기(137)는 모두, 입력된 진행량 Apk, 나아가 입력된 피크값 주파수 Fpk에 기초하여, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 1차의 위상 진행 보상을 행한다. 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상 진행 보상을 행함으로써, 변속기(4)의 피드백 변속 제어의 위상 진행 보상이 행하여진다. 제1 위상 진행 보상기(136)와 제2 위상 진행 보상기(137)는 구체적으로는, 1차의 저역 통과 필터로 구성되고, 입력된 진행량 Apk, 나아가 입력된 피크값 주파수 Fpk에 따른 필터 처리를 행함으로써, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 1차의 위상 진행 보상을 행한다.
제2 위상 진행 보상기(137)는, 제1 위상 진행 보상기(136)와 직렬로 설치된다. 제2 위상 진행 보상기(137)는, 신호 경로에 있어서의 배치 상, 이렇게 설치된다. 제2 위상 진행 보상기(137)에는, 제1 위상 진행 보상기(136)에 의해 1차의 위상 진행 보상이 행하여진 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB가 입력된다.
따라서, 제2 위상 진행 보상기(137)는, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 1차의 위상 진행 보상을 행하는 경우에, 1차의 위상 진행 보상을 또한 재차 행한다. 이에 의해, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 2차의 위상 진행 보상이 행하여진다. 제2 위상 진행 보상기(137)는, 제1 위상 진행 보상기(136)와 함께 진행 보상부를 구성한다.
스위치부(138)는, 입력된 진행량 Apk에 따라, 제1 위상 진행 보상기(136)와 제2 위상 진행 보상기(137)에서 위상 진행 보상을 행하는 경우, 즉 2차의 위상 진행 보상을 행하는 경우와, 제1 위상 진행 보상기(136)에서만 위상 진행 보상을 행하는 경우, 즉 1차의 위상 진행 보상을 행하는 경우를 전환한다.
2차의 위상 진행 보상을 행함으로써, 1차의 위상 진행 보상을 행하는 경우와 비교하여 게인 G의 증대를 억제하여 변속 제어의 불안정화를 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB에 따른 1차의 위상 진행 보상의 진행량 A가 소정값 A1보다도 작은 경우에는, 게인 억제 효과를 바랄 수 없는 한편, 1차의 위상 진행 보상을 행함으로써, 주파수 어긋남에 의해 게인 G가 저하되어 제진 효과가 감소되기 쉬워지는 사태를 피할 수 있기 때문이다. 소정값 A1은, 위상 진행 보상의 2차화에 의한 게인 억제 효과가 얻어지는 범위 내에서, 바람직하게는 최소값으로 설정할 수 있다.
이렇게 위상 진행 보상을 행하는 데 있어서, 진행량 결정부(134)와 스위치부(138)는 구체적으로는 다음과 같이 구성된다.
즉, 진행량 결정부(134)는, 입력된 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB에 기초하여 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 1차의 위상 진행 보상의 진행량 A를 산출한다. 진행량 결정부(134)는, 진행량 A가 소정값 A1보다도 작은 경우에 1차의 위상 진행 보상을 행한다고 판단하여, 진행량 Apk를 제1 진행량 Apk1로 결정한다. 또한, 진행량 결정부(134)는, 진행량 A가 소정값 A1 이상인 경우에 2차의 위상 진행 보상을 행한다고 판단하여, 진행량 Apk를 제2 진행량 Apk2로 결정한다. 진행량 A는, 맵 데이터 등으로 미리 설정할 수 있다.
스위치부(138)는, 제1 진행량 Apk1이 입력된 경우에, 제1 위상 진행 보상기(136)에서만 위상 진행 보상을 행하도록 전환을 행한다. 또한, 스위치부(138)는, 제2 진행량 Apk2가 입력된 경우에, 제1 위상 진행 보상기(136)와 제2 위상 진행 보상기(137)에서 위상 진행 보상을 행하도록 전환을 행한다.
이렇게 구성함으로써, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)는, 진행량 A에 따라 제1 위상 진행 보상기(136)에서만 위상 진행 보상을 행하도록 구성된다. 또한, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)는, 진행량 A가 소정값 A1보다도 작은 경우에, 제1 위상 진행 보상기(136)에서만 위상 진행 보상을 행하도록 구성된다.
스위치부(138)는, 1차의 위상 진행 보상을 행하는 경우에, 제2 위상 진행 보상기(137)에서만 위상 진행 보상을 행하도록 구성되어도 된다. 진행량 결정부(134)는, 진행량 Apk 대신 진행량 A를 스위치부(138)에 입력해도 되고, 스위치부(138)는, 이와 같이 하여 입력된 진행량 A에 기초하여 전환을 행해도 된다. 이에 의해, 제1 진행량 Apk1이나 제2 진행량 Apk2에 조정이 실시되어 있어도, 1차, 2차의 위상 진행 보상을 적절하게 행할 수 있다.
스위치부(138)는, 진행 보상 온/오프 결정부(133)와 함께, 풀리 상태값 M에 따라, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)의 적어도 어느 것에 의해 진행 보상이 행하여진 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB를 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB로서 설정하는 설정부를 구성한다. 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)의 적어도 어느 것은, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 진행 보상을 행하는 진행 보상부를 구성한다. 진행 보상이 행하여진 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB는, 보상 후의 피드백 프라이머리 지시압값_FB를 구성한다.
액추에이터(111)에는, 스위치부(138)로부터 선택된 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB와 목표 변속비 Ratio_D에 기초하여 설정된 도시하지 않은 프라이머리 지시압 Ppri_FF(밸런스 추력이나 변속비를 결정하는 목표 프라이머리 지시압)가 입력된다. 액추에이터(111)는 예를 들어, 유압 제어 회로(11)에 설치된 프라이머리압 Ppri를 제어하는 프라이머리압 제어 밸브이며, 프라이머리압 Ppri의 실압 Ppri_A가 목표 변속비 Ratio_D에 따른 지시압 Ppri_D가 되도록 프라이머리압 Ppri를 제어한다. 이에 의해, 실변속비 Ratio_A가 목표 변속비 Ratio_D가 되도록 변속비 Ratio가 제어된다.
센서부(40)는, 배리에이터(20)의 실변속비 Ratio_A를 검출한다. 센서부(40)는 구체적으로는, 회전 속도 센서(42) 및 회전 속도 센서(43)로 구성되어 있다. 센서부(40)가 검출한 변속비의 실값(센서값)인 실변속비 Ratio_A는, 센서값 필터부(140)에 입력된다. 센서값 필터부(140)에는, 온/오프 명령 필터부(139)를 통하여 온/오프 명령도 입력된다. 온/오프 명령 필터부(139)는 생략되어도 된다.
센서값 필터부(140)는, 실변속비 Ratio_A의 필터 처리를 행한다. 센서값 필터부(140)에서는, 온/오프 명령에 따라 필터 처리의 양태가 변경된다. 구체적으로는 센서값 필터부(140)에서는, 온/오프 명령에 따라 필터 처리의 차수 또는 실행·정지가 전환된다. 센서값 필터부(140)는, 오프 명령이 입력된 경우에 1차의 저역 통과 필터가 되고, 온 명령이 입력된 경우에 고차의 저역 통과 필터로 되거나, 혹은 필터 처리를 정지한다.
이렇게 센서값 필터부(140)를 구성함으로써, 1차의 저역 통과 필터를 사용하면 제거하고 싶은 주파수 이하의 영역에서 약간의 지연이 발생하는 것에 대하여, 온 명령이 입력된 경우에는, 지연이 개선된다. 그 결과, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상을 더욱 진행시킬 수 있다. 센서값 필터부(140)는 예를 들어, 필터 처리의 실행·정지 또는 차수를 전환 가능하게 설치된 하나 또는 복수의 1차의 저역 통과 필터를 가진 구성으로 할 수 있다. 센서값 필터부(140)로부터의 실변속비 Ratio_A는, FB 보상기(132)에 입력된다.
피크값 주파수 결정부(141)는, 위상 진행 보상의 피크값 주파수 Fpk를 결정한다. 피크값 주파수 결정부(141)는, 변속비 Ratio에 따라 피크값 주파수 Fpk를 결정함으로써, 피크값 주파수 Fpk를 변화시킨다. 변속비 Ratio는 구체적으로는, 목표 변속비 Ratio_D로 된다. 이로 인해, 피크값 주파수 결정부(141)에는, 목표 변속비 Ratio_D가 목표값 생성부(131)로부터 입력된다.
피크값 주파수 결정부(141)가 결정한 피크값 주파수 Fpk는, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137) 각각에 입력된다. 이에 의해, 피크값 주파수 결정부(141)는, 변속비 Ratio에 기초하여, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)가 행하는 위상 진행 보상 각각의 피크값 주파수 Fpk를 설정하도록 구성된다. 피크값 주파수 결정부(141)는 구체적으로는, 다음에 설명하는 바와 같이 변속비 Ratio에 따라 피크값 주파수 Fpk를 변화시킨다.
도 6은 변속비 Ratio에 따른 PT 공진 주파수 Fpt의 변화를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, PT 공진 주파수 Fpt는, 변속비 Ratio가 클수록 작아진다. 이로 인해, 피크값 주파수 결정부(141)는, 변속비 Ratio가 클수록 피크값 주파수 Fpk를 작게 한다. 이에 의해, 변속비 Ratio에 따라 PT 공진 주파수 Fpt가 변화해도, PT 공진 주파수 Fpt 및 피크값 주파수 Fpk 사이의 주파수 어긋남을 적절하게 억제할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(12)의 주된 작용 효과에 대하여 설명한다.
컨트롤러(12)는, 실변속비 Ratio_A가 목표 변속비 Ratio_D가 되도록 변속기(4)의 피드백 변속 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 장치를 구성한다. 컨트롤러(12)는, 피드백 프라이머리 지시압 Ppri_FB의 위상 진행 보상을 행하는 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)와, 변속비 Ratio에 따라 피크값 주파수 Fpk를 변화시키는 피크값 주파수 결정부(141)를 갖는다.
이와 같은 구성의 컨트롤러(12)에 의하면, 변속비 Ratio가 변화되어 PT 공진 주파수 Fpt가 변화되어도, 변속비 Ratio에 따라 피크값 주파수 Fpk를 변화시킴으로써, PT 공진 주파수 Fpt 및 피크값 주파수 Fpk 사이의 주파수 어긋남를 억제할 수 있다. 이로 인해, PT 공진 주파수 Fpt의 변화에 따라 위상 진행 보상에 의한 제진 효과가 감소되는 것을 개선할 수 있다.
컨트롤러(12)에서는, 피크값 주파수 결정부(141)는, 변속비 Ratio가 클수록 피크값 주파수 Fpk를 작게 한다. 이와 같은 구성의 컨트롤러(12)에 의하면, 주파수 어긋남를 적절하게 억제할 수 있다.
컨트롤러(12)에서는, 피크값 주파수 결정부(141)는, 변속비 Ratio에 기초하여, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)가 행하는 위상 진행 보상 각각의 피크값 주파수 Fpk를 설정하도록 구성된다.
이와 같은 구성의 컨트롤러(12)에 의하면, 1차의 위상 진행 보상을 행하는 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137) 각각을 사용하여 2차의 위상 진행 보상을 행하는 경우에도, 주파수 어긋남을 억제할 수 있다.
컨트롤러(12)에서는, 피크값 주파수 결정부(141)는, 목표 변속비 Ratio_D에 기초하여 피크값 주파수 Fpk를 결정하고 있다. 이와 같은 구성의 컨트롤러(12)에 의하면, 실변속비 Ratio_A가 변동되는 경우라도 피크값 주파수 Fpk를 안정시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
상술한 실시 형태에서는, 제1 위상 진행 보상기(136) 및 제2 위상 진행 보상기(137)가 진행 보상부를 구성하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나 예를 들어, 제1 위상 진행 보상기(136) 또는 제2 위상 진행 보상기(137) 등, 단일의 위상 진행 보상기로 1차의 위상 진행 보상기를 구성해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 피크값 주파수 결정부(141)는, 목표 변속비 Ratio_D에 따라 피크값 주파수 Fpk를 결정하고 있지만, 실변속비 Ratio_A에 따라 피크값 주파수 Fpk를 결정해도 된다. 이와 같이 하면, 목표 변속비 Ratio_D와 실변속비 Ratio_A가 괴리된 경우에도 피크값 주파수 Fpk를 보다 목적으로 한 주파수에 접근할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 목표 변속비 Ratio_D와 실변속비 Ratio_A에 기초하여 피드백 제어를 행하는, 소위, 서보계의 피드백 제어를 행하는 FB 보상기를 사용하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 서보계의 피드백 제어에 한하지 않고, 예를 들어 입력 토크의 변동에 따라 피드백 제어를 행하는 FB 보상기를 사용하는 구성으로 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 컨트롤러(12)가 무단 변속기의 제어 장치로서 구성되는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 무단 변속기의 제어 장치는 예를 들어, 복수의 컨트롤러로 실현되어도 된다.
본원은 2016년 3월 17일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2016-53389호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (6)

  1. 무단 변속기의 상태를 나타내는 실값에 기초하여 피드백 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 장치이며,
    전후 진동이 발생하는 상태인지의 여부의 판정에 의해, 전후 진동이 발생하는 상태라고 판정되면, 상기 피드백 제어의 진행 보상을 행하는 진행 보상부와,
    상기 무단 변속기의 변속비에 따라, 상기 진행 보상의 피크값 주파수를 변화시키는 피크값 주파수 결정부
    를 갖는, 무단 변속기의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피크값 주파수 결정부는, 상기 변속비가 클수록 상기 피크값 주파수를 작게 하는,
    무단 변속기의 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진행 보상부는,
    상기 피드백 제어의 1차의 진행 보상을 행하는 제1 진행 보상부와,
    상기 제1 진행 보상부와 직렬로 설치되고, 상기 제1 진행 보상부에 의해 진행 보상이 행하여진 상기 피드백 제어의 1차의 진행 보상을 행하는 제2 진행 보상부
    를 갖고 구성되고,
    상기 피크값 주파수 결정부는, 상기 변속비에 기초하여, 상기 제1 진행 보상부 및 상기 제2 진행 보상부 각각이 행하는 진행 보상의 피크값 주파수를 설정하는,
    무단 변속기의 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변속비는 차속과 액셀러레이터 개방도에 기초하여 설정되는 목표 변속비인,
    무단 변속기의 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변속비는 검출된 실변속비인,
    무단 변속기의 제어 장치.
  6. 무단 변속기의 상태를 나타내는 실값에 기초하여 피드백 제어를 행하는 무단 변속기의 제어 방법이며,
    전후 진동이 발생하는 상태인지의 여부를 판정하여, 전후 진동이 발생하는 상태라고 판정하면, 상기 피드백 제어의 진행 보상을 행하는 것과,
    상기 무단 변속기의 변속비에 따라, 상기 진행 보상의 피크값 주파수를 변화시키는 것
    을 포함하는, 무단 변속기의 제어 방법.
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