(57)【要約】【課題】摩擦滑りがある動力伝達の過渡期、ジャダー振動の発生そのものを抑制すること。【解決手段】摩擦伝動変速機ＲＴと、摩擦伝動変速機ＲＴの実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力をフィードバック制御するローラ押付け力フィードバック制御系７と、を備えている。この摩擦伝動変速機ＲＴの制御装置において、ローラ押付け力フィードバック制御系７に、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計されたジャダー制御器７４を有する。【選択図】図３
2014062593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦により動力を伝達する摩擦動力伝達機構と、
前記摩擦動力伝達機構の実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力をフィードバック制御する押付け力制御手段と、
を備えた摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記押付け力制御手段に、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計されたジャダー制御器を有する
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記押付け力制御手段は、前記摩擦動力伝達機構の実滑り速度と目標滑り速度の差分を演算する差分器を有し、
前記ジャダー制御器を、前記差分器の下流位置に配置した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記ジャダー制御器は、フィードバック制御系における入力から出力までの伝達関数のノルムが１未満になるように設計した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記ジャダー制御器は、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数のうち、分母の特性多項式を零にする解である極を負に設定した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記ジャダー制御器は、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数の分母と分子の次数を一致させることで相対次数を零に設定した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項６】
請求項３から５までの何れか１項に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記ジャダー制御器は、フィードバック制御系が不安定になるまでの位相余裕を所定値以上に設定した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか１項に記載された摩擦動力伝達機構の制御装置において、
前記摩擦動力伝達機構は、駆動源から駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、摩擦伝動要素の架け替えにより変速する摩擦伝動変速機であり、
前記押付け力制御手段は、前記摩擦伝動要素の架け替え変速により生じるフェーズの一つであり、変速機入力回転数が変化するイナーシャフェーズ領域を判定し、イナーシャフェーズ領域との判定時、前記ジャダー制御器を挿入してフィードバック制御系を構成した
ことを特徴とする摩擦動力伝達機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦による動力伝達時に発生するジャダー振動（自励振動）を抑制する摩擦動力伝達機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変速時、イナーシャフェーズ時間比を算出し、その値が変速により締結される摩擦締結要素のμ−ｖ特性が負勾配であるに起因する値を示すとき、ジャダー振動が発生したと判定する自動変速機の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６００３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自動変速機の制御装置にあっては、変速時にジャダー振動の発生を判定すると、同じ変速モードを経験する次回から、変速時間を短縮するジャダー低減制御を実行していた。このように、ジャダー対応制御として、ジャダー振動の発生判定を前提とし、判定に基づき事後的に判定された同じ変速モードでのジャダー振動の発生を低減する制御を行うため、必ずジャダー振動が発生してしまう、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、摩擦滑りがある動力伝達の過渡期、ジャダー振動の発生そのものを抑制することができる摩擦動力伝達機構の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の摩擦動力伝達機構の制御装置は、摩擦により動力を伝達する摩擦動力伝達機構と、摩擦動力伝達機構の実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力をフィードバック制御する押付け力制御手段と、を備える。
この摩擦動力伝達機構の制御装置において、押付け力制御手段に、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計されたジャダー制御器を有する。
【発明の効果】
【０００７】
まず、μ−ｖ特性が負勾配になるシステムを周波数解析した結果、位相進みを原因としてジャダー振動が発生することを知見した。
これに対し、押付け力制御手段において、摩擦動力伝達機構の実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力がフィードバック制御されているとき、押付け力制御手段に有するジャダー制御器にて、フィードバック制御での位相進みを無くすように制御される。
したがって、μ−ｖ特性が負勾配であり、正勾配にできないような高い滑り領域であっても、ジャダー振動の発生原因となっている位相進みが、ジャダー振動の発生に先行するタイミングにて小さく抑えられる。
このように、押付け力のフィードバック制御系に、ジャダー振動の発生原因を取り除く機能を持たせた構成としたことで、摩擦滑りがある動力伝達の過渡期、ジャダー振動の発生そのものを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系に有する摩擦伝動変速機を示す断面図(a)及び側面図(b)である。
【図３】実施例１の自動変速機コントロールユニット（ATCU）に有するローラ押付け力フィードバック制御系を示す制御ブロック図である。
【図４】実施例１のローラ押付け力フィードバック制御系に有するＨ∞制御器の制御設計を示すラプラス変換特性例(a)及びナイキスト軌跡図(b)である。
【図５】実施例１のローラ押付け力フィードバック制御系に有するジャダー発生域判定部での判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例１のローラ押付け力フィードバック制御系に有するジャダー発生域判定部での判定処理で用いられる判定情報を示す押付け力−クランク角度関係特性図(a)及びμ−ｖ特性図(b)である。
【図７】ジャダー振動の発生メカニズムを説明するために用いるμ−ｖ特性図(a)及び振動系モデル図(b)である。
【図８】ジャダー振動の発生原因を説明するために用いるジャダー振動発生域でのゲインと位相の周波数特性を示すボード線図である。
【図９】ジャダー振動の発生領域を説明するために用いる１速→２速アップ変速時におけるクランク角・押付け力・モータ回転数・摩擦係数（μ）の各特性を示すタイムチャートである。
【図１０】実施例１のローラ押付け力のフィードバック制御系に有するジャダー制御器を使用したときに位相進みを無くすジャダー抑制作用を示す位相ボード線図である。
【図１１】実施例１のローラ押付け力のフィードバック制御系に有するジャダー制御器を使用したときのジャダー振動の抑制作用を説明するために用いる１速→２速アップ変速過渡期の出力トルク・摩擦係数（μ）・押付け力・入力回転数の各特性を示すタイムチャートである。
【図１２】実施例１でのジャダー振動の抑制効果を説明するためにジャダー制御有無により比較した出力トルク比較特性図及び滑り速度比較特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の摩擦動力伝達機構の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１における摩擦伝動変速機（摩擦動力伝達機構の一例）の制御装置の構成を、［全体システム構成］、［摩擦伝動変速機構成］、［ローラ押付け力フィードバック制御構成］、［ジャダー制御構成］に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。
【００１２】
実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系は、図１に示すように、走行用モータ５１（駆動源）と、変速機入力軸３１と、摩擦伝動変速機ＲＴ（摩擦動力伝達機構）と、変速アクチュエータ４１と、クランク軸３５と、出力ギア列５２，５３と、ドライブシャフト５４と、駆動タイヤ５５（駆動輪）と、を備えている。
【００１３】
前記摩擦伝動変速機ＲＴは、変速機入力軸３１とクランク軸３５との間に、１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２が平行に配置され、１速ローラ対１１，２１を選択することで第１速段が得られ、２速ローラ対１２，２２を選択することで第２速段が得られる。変速機入力軸３１には、走行用モータ５１が連結される。クランク軸３５には、出力ギア列５２，５３及びドライブシャフト５４を介して駆動タイヤ５５が連結される。１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２を選択する変速動作は、クランク軸３５の回転角を制御する電動モータによる変速アクチュエータ４１によりなされる。
【００１４】
前記走行用モータ５１と変速アクチュエータ４１の制御系として、図１に示すように、自動変速機コントロールユニット６１（ATCU）と、インバータ６２と、クランク開度センサ６３と、入力回転数/トルクセンサ６４と、出力回転数/トルクセンサ６５と、油温センサ６６と、を備えている。
【００１５】
前記自動変速機コントロールユニット６１は、クランク開度センサ６３、入力回転数/トルクセンサ６４、出力回転数/トルクセンサ６５、油温センサ６６からのセンサ信号を入力すると共に、インバータ６２からのモータ回転数情報を入力する。そして、変速アクチュエータ４１に対し、クランク角位置制御指令を出力する。インバータ６２は、自動変速機コントロールユニット６１からの回転/トルク指令と、走行用モータ５１からの回転数情報を入力し、走行用モータ５１に対し、トルク指令を出力する。
【００１６】
［摩擦伝動変速機構成］
図２は、実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系に有する摩擦伝動変速機ＲＴを示す。以下、図２に基づき、摩擦伝動変速機ＲＴの構成を説明する。
【００１７】
前記摩擦伝動変速機ＲＴは、図２(a)に示すように、駆動ローラ群１および従動ローラ群２を備える。駆動ローラ群１は、順次直径が大きくなる１速駆動ローラ１１と、２速駆動ローラ１２とで構成する。従動ローラ群２は、順次直径が小さくなる１速従動ローラ２１と、２速従動ローラ２２とで構成する。
【００１８】
前記１速駆動ローラ１１及び２速駆動ローラ１２は、図２(a)の左側から順次この順番に配列して同軸とし、共通な変速機入力軸３１に一体成形して設ける。変速機入力軸３１は、両端３１ａ，３１ｂを軸受３２，３３によりケース３４に対し回転自在に支承して、軸線Ｏ1の周りに回転可能とする。
【００１９】
前記１速従動ローラ２１及び２速従動ローラ２２は、それぞれ１速駆動ローラ１１及び２速駆動ローラ１２に適宜、後述するごとく径方向に押圧接触されて動力伝達を行う。１速従動ローラ２１及び１速駆動ローラ１１で１速ローラ対（摩擦伝動要素）を構成し、２速従動ローラ２２及び２速駆動ローラ１２で２速ローラ対（摩擦伝動要素）を構成する。そのため、１速従動ローラ２１及び２速従動ローラ２２はそれぞれ、１速駆動ローラ１１及び２速駆動ローラ１２に対し、ほぼ同じ軸直角面内に配置する。
【００２０】
前記１速従動ローラ２１及び２速従動ローラ２２は、それぞれ偏心したクランク軸３５の偏心部３５-1,３５-2上にボールベアリング３６，３７を介して回転自在に支持する。クランク軸３５は、両端３５ａ，３５ｂを軸受３８，３９によりケース３４に対し回転自在に支承して、軸線Ｏ2の周りに回転可能となす。そして、偏心部３５-1,３５-2の軸心（１速従動ローラ２１及び２速従動ローラ２２の回転中心２１ａ，２２ａ）を、クランク軸３５の回転位置制御により第１速および第２速間で変速が可能となるような位相ずれのもと、クランク軸３５の回転中心Ｏ2から所定量εだけオフセットさせる。
【００２１】
前記クランク３５は、その一端３５ａにサーボモータによる変速アクチュエータ４１を結合することで、この変速アクチュエータ４１によりクランク軸３５の回転位置（クランク角度）を制御可能にする。かかるクランク軸３５のクランク角度制御により、従動ローラ群２をなす従動ローラ２１，２２のうち一の従動ローラが、駆動ローラ群１をなす駆動ローラ１１，１２のうち対応する駆動ローラに対し径方向に押圧接触される。このとき、相互に接触する一のローラ対（駆動ローラ及び従動ローラ）は、これらローラの接触部に生じる摩擦力によって、図２(a)に実線矢印で示す変速機入力軸３１への動力を、対応する変速比（第１速、第２速の変速段）で伝達することができる。なお、相互に接触する一のローラ対により伝達されて、対応する従動ローラに達した動力は、隣り合う従動ローラ２１，２２間を図２(a)のごとくドグギヤ４２で径方向相対変位可能に回転係合させておくことにより、２速従動ローラ２２から図２(a)に一点鎖線矢印で示す方向に取り出すことができる。
【００２２】
前記摩擦伝動変速機ＲＴによる変速制御を説明する。
変速アクチュエータ４１によりクランク軸３５を軸線Ｏ2の周りで図２(b)の矢印αと反対方向へ回転させると、図２(a)に示すようにクランク軸３５の偏心部３５-1（１速従動ローラ２１の回転中心２１ａ）が変速機入力軸３１に接近する。
これにより遂には、１速従動ローラ２１が外周面を１速駆動ローラ１１の外周面に押圧接触されてこれらローラ間で動力伝達を行い得るようになり、変速機入力軸３１への動力を１駆動ローラ１１及び１速従動ローラ２１から、１速変速段で図２(a)の一点鎖線矢印方向へ取り出すことができる。なお、この時におけるローラ１１，２１間の押付け力は、伝達トルク最大値をスリップ無しに伝達し得る大きさとする。
【００２３】
変速アクチュエータ４１によりクランク軸３５を軸線Ｏ2の周りで図２(b)の矢印αの方向へ回転させると、図２(b)に示すようにクランク軸３５の偏心部３５-2（２速従動ローラ２２の回転中心２２ａ）が変速機入力軸３１に接近する。
これにより遂には、２速従動ローラ２２が、外周面を図２(b)に矢印βで示すように２速駆動ローラ１２の外周面に押圧接触されてこれらローラ間で動力伝達を行い得るようになり、変速機入力軸３１への動力を２速駆動ローラ１２及び２速従動ローラ２２から、２速変速段で図２(a)の一点鎖線矢印方向へ取り出すことができる。なお、この時におけるローラ１２，２２間の押付け力は、伝達トルク最大値をスリップ無しに伝達し得る大きさとする。
【００２４】
［ローラ押付け力フィードバック制御構成］
図３は、自動変速機コントロールユニット６１（ATCU）に有するローラ押付け力フィードバック制御系を示す。以下、図３に基づき、ローラ押付け力フィードバック制御構成を説明する。
【００２５】
前記ローラ押付け力フィードバック制御系７（押付け力制御手段）は、図３に示すように、差分器７１と、ＦＢ制御器７２と、Ｈ∞制御部７３と、ジャダー制御器７４と、ジャダー発生域判定部７５と、クランク角度変換部７６と、摩擦伝動変速機ＲＴと、実滑り速度演算器７７と、を備えている。
【００２６】
前記差分器７１は、実滑り速度演算器７７により演算された摩擦伝動変速機ＲＴでの実滑り速度と、目標滑り速度の差分を演算する。
ここで、目標滑り速度は、例えば、１速→２速のアップ変速時及び２速→１速のダウン変速時における変速機入力軸３１の目標入力回転数変化に基づき設定される。
【００２７】
前記ＦＢ制御器７２は、差分器７１から滑り速度差分を入力し、滑り速度差分を無くすフィードバック制御（ＰＩ制御やＰＩＤ制御等）を実施し、押付け力を算出する。
【００２８】
前記Ｈ∞制御部７３は、摩擦伝動変速機ＲＴでの実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力をフィードバック制御するとき、線形近似によるＨ∞制御理論を用い、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計された制御部である。
ここで、「Ｈ∞制御」とは、ロバスト制御の一つであり、モデル化誤差によるバラツキや無駄時間に対するロバスト性が最も高く、周波数伝達関数の最大ゲインが１以下となれば安定である制御をいう。
【００２９】
前記ジャダー制御器７４は、ＦＢ制御器７２とＨ∞制御部７３の組み合わせにより構成されている。このジャダー制御器７４は、ジャダー発生域判定部７５からの判定結果に基づき、ＦＢ制御器７２のみを用いる通常制御モードと、Ｈ∞制御部７３とＦＢ制御器７２を組み合わせたジャダー制御器７４を用いるジャダー制御モードと、が切り替えられる。
【００３０】
前記ジャダー発生域判定部７５は、クランク角度と実滑り速度に基づき、ジャダー発生域（イナーシャフェーズ領域）であるか否かを判定し、その判定結果をジャダー制御器７４に出力する。
【００３１】
前記クランク角度変換部７６は、押付け力をクランク角度に変換するマップを用い、ＦＢ制御器７２から出力された押付け力を、クランク角度に変換する。
【００３２】
前記実滑り速度演算器７７は、摩擦伝動変速機ＲＴのTM入力回転数ＮinとTM出力回転数Ｎoutと入力ローラ径ｒiと出力ローラ径ｒoを用いた（ｒi・Ｎin−ｒo・Ｎout）の式により実滑り速度ｖを演算し、差分器７１へ出力する。
ここで、TM入力回転数ＮinとTM出力回転数Ｎoutは、クランク角度変換部７６で変換されたクランク角度にするクランク角位置制御指令を、変速アクチュエータ４１に出力すること、つまり、制御量をクランク角度で与えることで得られたセンサ信号により取得される。
【００３３】
［ジャダー制御構成］
図４は、ローラ押付け力フィードバック制御系に有するＨ∞制御部を示し、図５は、ジャダー発生域判定部での判定処理の流れを示し、図６は、ジャダー発生域判定処理で用いられる判定情報を示す。以下、図４〜図６に基づき、ジャダー制御構成を説明する。
【００３４】
前記ローラ押付け力フィードバック制御系７には、ジャダー制御構成として、図３に示すように、ＦＢ制御器７２と、Ｈ∞制御部７３と、ジャダー制御器７４と、ジャダー発生域判定部７５と、を備えている。
【００３５】
前記ジャダー制御器７４は、μ−ｖ勾配の誤差や無駄時間を考慮し、一巡伝達関数を描いた際、システムの位相進みを無くすように設計された制御器である。
ここで、ジャダー制御器７４に要求される制御特性は、主に、下記の４つの特性である。
(a) 系が安定であること。
(b) 制御器が安定であること。
(c) 相対次数が零であること。
(d) 位相余裕が所定値以上あること。
(a)の要求に対しては、Ｈ∞制御理論で伝達関数を評価するＨ∞ノルムを、Ｈ∞ノルム＜１に設定した。
(b)の要求に対しては、図４(a)に示すように、系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数のうち、分母の特性多項式を零にする解である極を負に設定した。
(c)の要求に対しては、図４(a)に示すように、系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数の分母と分子の次数を一致（分母次数＝７次、分子次数＝７次）させることで相対次数を零に設定した。
(d)この要求に対しては、一巡伝達関数を、ナイキスト軌跡（ベクトル軌跡）であらわすと、図４(b)に示すようになり、系が不安定になるまでのゲイン余裕や位相余裕を十分に設定した。
以上のように、ジャダー制御器７４として、最もロバスト性が高いＨ∞制御を採用することで、要求特性(a)〜(d)を全て満足する。
【００３６】
前記ジャダー発生域判定部７５は、摩擦伝動変速機ＲＴの１速ローラ対１１，２１と２速ローラ対１２，２２の架け替え変速により生じるフェーズの一つであり、変速機入力回転数が変化するイナーシャフェーズ領域を判定する。
【００３７】
すなわち、図５に示すように、ステップＳ１では、クランク角度変換部７６からのクランク角度と、実滑り速度演算器７７からの実滑り速度と、が読み込まれる。次のステップＳ２では、ジャダー発生領域（＝イナーシャフェーズ領域）であるか否かが判定される。このジャダー発生領域判定は、クランク角度が、図６(a)に示すように、第１速と第２速の過渡領域にあり、かつ、実滑り速度が、図６(b)に示すように、負の勾配領域にあることによりなされる。そして、ステップＳ２においてジャダー発生領域であると判定されると、ステップＳ３へ進み、ジャダー制御器７４（ＦＢ制御器７２＋Ｈ∞制御部７３）を使用し、リターンへ進む。一方、ステップＳ２においてジャダー発生領域でないと判定されると、ステップＳ４へ進み、ＦＢ制御器７２のみを使用し、ジャダーを抑制する制御処理を行わず、リターンへ進む。すなわち、イナーシャフェーズ領域でないとの判定時には、Ｈ∞制御部７３を外して通常のフィードバック制御系を構成し、イナーシャフェーズ領域であるとの判定時には、Ｈ∞制御部７３を挿入してジャダー対応のフィードバック制御系を構成する。
【００３８】
次に、作用を説明する。
まず、［ジャダー振動の発生メカニズム］の説明を行う。続いて、実施例１の摩擦伝動変速機ＲＴの制御装置における作用を、［ジャダー振動抑制作用］、［制御系と制御器の安定化作用］に分けて説明する。
【００３９】
［ジャダー振動の発生メカニズム］
ジャダー振動とは、μ−ｖ特性の負勾配が起因となり、変速過渡期に発生する自励振動をいう。
まず、図７(a)に示すように、μ−ｖ特性の負勾配の近似式は、
μ(Δｖ1)≒α(ｒi・dθi−ｒo・dθo)＋β      …(1)
になり、αは負勾配をあらわし、(ｒi・dθi−ｒo・dθo)は滑り速度をあらわす。
一方、図７(b)に示す１自由度振動系を式にあらわすと、
Ｍd2ｘ(t)＋Ｃdx(t)＋Ｋx(t)＝ｆ(t)      …(2)
になる。
そして、(1)式での負勾配αは、(2)式での減衰項Ｃに相当する。
よって、伝達関数を、
１／(Ｍ・ｓ2＋Ｃ・ｓ＋Ｋ)              …(3)
の式であらわした場合、(3)式の分母項に負であるＣが入ってしまうので不安定になり、ジャダー振動の発生起因となる。
【００４０】
このジャダー振動は、μ−ｖ特性が負勾配になるシステムを周波数解析した結果、μ−ｖ負勾配である条件下で、位相進みが加わったときに大きく振れるジャダー振動が発生することを知見した。すなわち、ジャダー振動は、μ−ｖ特性の負勾配が起因となるが、図８に示すように、μ−ｖ負勾配による不安定さを、位相進みがさらに助長することで、自励振動の振幅を拡大する現象であることが解った。
【００４１】
このように、ジャダー振動は、位相進みによる不安定現象であることが特徴であり、不安定な周波数域が２πHz以上である。これに対し、ＰＩＤ制御で位相進みを無くすようにしようとしても、ＰＩＤ制御は、２πHz以上の周波数領域で不安定になるため、２πHz以上の位相を変えることは困難である。言い換えると、通常のＰＩＤ制御では、ジャダー振動を抑制することができない。
【００４２】
次に、変速時のジャダー発生域を検証すると、図９に示すように、時刻t1〜t2及び時刻t3〜t4のトルクフェーズでは、システムとしてのμ−ｖ特性が正勾配であるため、ジャダー振動は発生しない。ここで、「トルクフェーズ」とは、変速時、変速進行の途中で発生するフェーズの一つであり、変速機入力回転数は変化しないで、出力トルクのみが変化する相をいう。
【００４３】
しかし、図９に示すように、時刻t2〜t3のイナーシャフェーズでは、システムとしてのμ−ｖ特性が負勾配であるため、ジャダー振動が発生する可能性がある。ここで、「イナーシャフェーズ」とは、変速時、変速進行の途中で発生するフェーズの一つであり、変速機入力回転数が変化する相である。例えば、１速→２速のアップ変速時における変速機入力回転数の変化は、図９の時刻t2〜t3におけるモータ回転数特性に示すように、モータ回転数が時刻t2から時刻t3に向かって徐々に低下していることからわかる。
【００４４】
［ジャダー振動抑制作用］
上記のように、ジャダー振動は、“μ−ｖ負勾配”と“位相進み”による不安定現象であるといえる。このうち、μ−ｖ負勾配になることは回避できない現象であるため、ジャダー振動を抑制するには、位相進みを無くすようにすることが好ましい。以下、図１０〜図１２に基づき、これを反映するジャダー振動抑制作用を説明する。
【００４５】
例えば、１速→２速アップ変速が開始されると、トルクフェーズの間は、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→リターンへと進む流れが繰り返される。したがって、ＦＢ制御器７２のみを使用するフィードバック制御により滑り速度差分から押付け力を求め、これをクランク角度に変換して出力する変速制御が行われる。
【００４６】
そして、トルクフェーズからイナーシャフェーズに突入すると、イナーシャフェーズを終了するまでの間、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→リターンへと進む流れが繰り返される。したがって、ジャダー制御器７４（ＦＢ制御器７２＋Ｈ∞制御部７３）を使用するジャダー対応フィードバック制御により滑り速度差分から押付け力を求め、これをクランク角度に変換して出力する変速制御が行われる。
【００４７】
このジャダー制御器７４を使用するジャダー対応フィードバック制御においては、図１０の実線特性に示すように、システムの位相進み（点線特性）を無くし、位相進みを無くすようにジャダー制御が実行される。より詳しく説明すると、図１１の時刻t2〜t3のイナーシャフェーズ領域では、μ特性及び押付け力特性に示すように、イナーシャフェーズの開始域でμを立ち上がり変化させるために押付け力を少し高め、その後、μの立ち上がり変化に合わせて、押付け力を下げる制御が行われる。そして、時刻t2〜t3のイナーシャフェーズ領域では、μの急激な変化を抑制するため、変速機入力回転数（＝モータ回転数）を緩やかに下げる。この結果、図１１の出力トルク特性に示すように、ジャダー制御無しのときは、ジャダー振動の発生が認められるが、ジャダー制御有りのときは、ジャダー振動の発生が抑えられる。
【００４８】
図１２は、ジャダー制御の有無による実験結果を示す。出力トルクＴoutについては、ジャダー制御無しの場合、出力トルクの変動が激しく、ジャダー振動が発生していることが明らかである。これに対し、ジャダー制御有りの場合、出力トルクの変動が抑えられ、ジャダー振動が抑制できていることがわかる。なお、滑り速度差分Δｖについても、ジャダー制御有りとすることで、変動が小さく抑えられていることがわかる。
【００４９】
上記のように、実施例１では、ローラ押付け力フィードバック制御系７に、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計されたジャダー制御器７４を有する構成を採用した（図３）。
この構成により、μ−ｖ特性が負勾配であり、正勾配にできないような高い滑り領域であっても、ジャダー振動の発生原因となっている位相進みが、ジャダー振動の発生に先行するタイミングにて小さく抑えられる。
このように、ローラ押付け力フィードバック制御系７に、ジャダー振動の発生原因を取り除く機能を持たせた構成としたことで、摩擦滑りがある動力伝達の過渡期、ジャダー振動の発生そのものが抑制される。
【００５０】
実施例１では、ローラ押付け力フィードバック制御系７に、摩擦伝動変速機ＲＴの実滑り速度と目標滑り速度の差分を演算する差分器７１を有し、ジャダー制御器７４を、差分器７１の下流位置に配置する構成を採用した（図３）。
例えば、ローラ押付け力フィードバック制御系７の実滑り速度演算器７７と差分器７１との間にＨ∞制御部７３を挿入することが可能である。しかし、この場合、系の安定性は確保できても、滑り速度差分の演算が遅れることで、系の速応性が低下する。
これに対し、差分器７１の下流位置にＨ∞制御部７３を有するジャダー制御器７４を配置することで、系の安定性と速応性の両立が図られる。
【００５１】
実施例１では、摩擦伝動変速機ＲＴを備えた駆動システムにおいて、ローラ押付け力フィードバック制御系７に、ジャダー発生域判定部７５を有し、イナーシャフェーズ領域との判定時、ジャダー制御器７４を挿入してフィードバック制御系を構成した（図５）。
例えば、ジャダー発生域かジャダー非発生域かにかかわらず、ジャダー制御器７４を挿入してジャダー対応フィードバック制御系を構成すると、ジャダー非発生域において、ジャダー制御器７４が有する位相の進みを無くす機能が、ローラ押付け力制御性能を低下させるような影響を及ぼすことがある。
これに対し、ジャダー制御器７４を挿入するタイミングを、ジャダー振動の発生が予測される変速時のイナーシャフェーズ領域に限ることで、ジャダー非発生域におけるローラ押付け力制御性を確保しながら、ジャダー発生域にて確実にジャダー振動が抑制される。
【００５２】
［制御系と制御器の安定化作用］
上記のように、変速過渡期に位相進みを無くすジャダー抑制制御を実行するには、システムとして安定であっても、制御系と制御器を安定に保つのが好ましい。以下、これを反映する制御系と制御器の安定化作用を説明する。
【００５３】
実施例１では、ジャダー制御器７４を、フィードバック制御系における入力から出力までの伝達関数のＨ∞ノルムが１未満になるように設計する構成を採用した（図４）。
この構成により、周波数の高低にかかわらず、ジャダー制御器７４を挿入したフィードバック制御系の安定性が確保される。
【００５４】
実施例１では、ジャダー制御器７４を、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数のうち、分母の特性多項式を零にする解である極を負に設定する構成を採用した（図４）。
例えば、システムとフィードバック制御系が安定であっても、ジャダー制御器７４そのものが不安定であると、ジャダー振動を誘発してしまうことを新たに知見した。
これに対し、ジャダー制御器７４の極を負に設定したことで、制御量が安定化し、制御量によるジャダー振動の誘発が抑制される。
【００５５】
実施例１では、ジャダー制御器７４を、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数の分母と分子の次数を一致させることで相対次数を零に設定した構成を採用した（図４）。
ジャダー振動は物の固有振動数で振動するが、ジャダー振動の原因になる位相進みの周波数は、これ異なる点に存在することを知見した。そのため、ジャダー制御器の相対次数が１以上の場合、制御器がローパスフィルタの役割となり、周波数の異なる点を同時に考慮して制御することができなくなる。
これに対し、ジャダー制御器７４の相対次数を零に設定することで、ジャダー制御器７４により位相進みを無くす作用が確保される周波数域が拡大する。
したがって、ジャダー振動の固有振動周波数と位相進みの周波数域が異なっている場合であっても、ジャダー振動の原因となっている位相進みを無くしつつ、ジャダー振動が抑制される。
【００５６】
実施例１では、ジャダー制御器７４を、フィードバック制御系が不安定になるまでの位相余裕を所定値以上に設定した構成を採用した（図４）。
例えば、ジャダー制御器の位相余裕が小さい場合、位相進みを無くす位相抑制代が限られ、ジャダー振動の原因となっている位相進みを無くすことができなくなる。
これに対し、ジャダー制御器７４の位相余裕を所定値以上に設定しておくことで、位相進みを無くす位相抑制代が確保され、ジャダー振動の原因となっている位相進みを無くすることが可能になる。
【００５７】
次に、効果を説明する。
実施例１の摩擦伝動変速機ＲＴ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。
【００５８】
(1) 摩擦により動力を伝達する摩擦動力伝達機構（摩擦伝動変速機ＲＴ）と、
前記摩擦動力伝達機構（摩擦伝動変速機ＲＴ）の実滑り速度が目標滑り速度になるように押付け力をフィードバック制御する押付け力制御手段（ローラ押付け力フィードバック制御系７）と、
を備えた摩擦動力伝達機構（摩擦伝動変速機ＲＴ）の制御装置において、
前記押付け力制御手段（ローラ押付け力フィードバック制御系７）に、フィードバック制御での位相進みを無くすように設計されたジャダー制御器７４を有する（図３）。
このように、押付け力制御手段（押付け力フィードバック制御系７）に、ジャダー振動の発生原因を取り除く機能を持たせた構成としたことで、摩擦滑りがある動力伝達の過渡期、ジャダー振動の発生そのものを抑制することができる。
【００５９】
(2) 前記押付け力制御手段（ローラ押付け力フィードバック制御系７）は、前記摩擦動力伝達機構（摩擦伝動変速機ＲＴ）の実滑り速度と目標滑り速度の差分を演算する差分器７１を有し、
前記ジャダー制御器７４を、前記差分器７１の下流位置に配置した（図３）。
このため、(1)の効果に加え、ジャダー制御器７４をフィードバック制御系に挿入しても、系の安定性と速応性の両立を図ることができる。
【００６０】
(3) 前記ジャダー制御器７４は、フィードバック制御系における入力から出力までの伝達関数のノルム（Ｈ∞ノルム）が１未満になるように設計した（図４）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、周波数の高低にかかわらず、ジャダー制御器７４を挿入したフィードバック制御系の安定性を確保することができる。
【００６１】
(4) 前記ジャダー制御器７４は、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数のうち、分母の特性多項式を零にする解である極を負に設定した（図４）。
このため、(3)の効果に加え、制御量が安定化し、制御量によるジャダー振動の誘発を抑制することができる。
【００６２】
(5) 前記ジャダー制御器７４は、フィードバック制御系の入出力をラプラス変換の比であらわした伝達関数の分母と分子の次数を一致させることで相対次数を零に設定した（図４）。
このため、(3)又は(4)の効果に加え、ジャダー振動の固有振動周波数と位相進みの周波数域が異なっている場合であっても、ジャダー振動の原因となっている位相進みを無くしつつ、ジャダー振動を抑制することができる。
【００６３】
(6) 前記ジャダー制御器７４は、フィードバック制御系が不安定になるまでの位相余裕を所定値以上に設定した（図４）。
このため、(3)〜(5)の効果に加え、位相進みを無くす位相抑制代を確保することで、ジャダー振動の原因となっている位相進みを無くし、ジャダー振動の発生を抑制することができる。
【００６４】
(7) 前記摩擦動力伝達機構は、駆動源から駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、摩擦伝動要素（１速ローラ対１１，２１、２速ローラ対１２，２２）の架け替えにより変速する摩擦伝動変速機ＲＴであり、
前記押付け力制御手段（ローラ押付け力フィードバック制御系７）は、前記摩擦伝動要素（１速ローラ対１１，２１、２速ローラ対１２，２２）の架け替え変速により生じるフェーズの一つであり、変速機入力回転数が変化するイナーシャフェーズ領域を判定し（ジャダー発生域判定部７５）、イナーシャフェーズ領域との判定時、前記ジャダー制御器７４を挿入してフィードバック制御系を構成した（図５）。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、摩擦伝動変速機ＲＴを備えた駆動系において、ジャダー非発生域において良好なローラ押付け力制御性能を確保しながら、ジャダー発生域にて確実にジャダー振動を抑制することができる。
【００６５】
以上、本発明の摩擦動力伝達機構の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６６】
実施例１では、ジャダー制御器７４として、Ｈ∞制御理論を用いたＦＢ制御器７２とＨ∞制御部７３の組み合わせによる例を示した。しかし、ジャダー制御器としては、Ｈ∞制御理論ではなく、他のロバスト制御を用いた制御器にする例であっても良い。また、ＦＢ制御器とジャダー制御器を別に設け、閉ループ上で、ＦＢ制御器とジャダー制御器を使い分けるような例としても良い。
【００６７】
実施例１では、本発明の制御装置を、ローラ対の架け替えによる摩擦伝動変速機ＲＴに適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、有段変速機の摩擦締結要素（クラッチ/ブレーキ）やロックアップクラッチ、また、無段変速機の前後進切替機構の摩擦締結要素（クラッチ/ブレーキ）、トラクション変速機、等の様々な変速機だけでなく、動力伝達系に設けられたブレーキやトランスファー等の摩擦伝動機構に対しても適用することができる。要するに、摩擦により動力を伝達する摩擦動力伝達機構であれば適用できる。
【００６８】
実施例１では、本発明の摩擦動力伝達機構の制御装置を、電気自動車に搭載する例を示した。しかし、本発明装置を搭載する車両としては、エンジン車やハイブリッド車等の他の車両であっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
ＲＴ  摩擦伝動変速機
１１，２１  １速ローラ対（摩擦伝動要素）
１２，２２  ２速ローラ対（摩擦伝動要素）
３１  変速機入力軸
３５  クランク軸
４１  変速アクチュエータ
５１  走行用モータ
５５  駆動タイヤ（駆動輪）
７  ローラ押付け力フィードバック制御系（押付け力制御手段）
７１  差分器
７２  ＦＢ制御器
７３  Ｈ∞制御部
７４  ジャダー制御器
７５  ジャダー発生域判定部
７６  クランク角度変換部
７７  実滑り速度演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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