(57)【要約】  少なくとも一対のプーリにベルトが巻き掛けられ、それらのプーリにおけるベルトが巻き掛けられる溝の幅もしくはそのベルトをプーリによって挟み付ける圧力を、前記プーリに設けられた油圧室の油圧によって制御するように構成された自動変速機の油圧制御装置において、前記油圧室への油圧の供給もしくは前記油圧室からの油圧の排出を制御する制御バルブと、その制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相に対してずれる周波数に設定する駆動周波数設定手段とを備えている。
2013088504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のプーリにベルトが巻き掛けられ、それらのプーリにおけるベルトが巻き掛けられる溝の幅もしくはそのベルトをプーリによって挟み付ける圧力を、前記プーリに設けられた油圧室の油圧によって制御するように構成された自動変速機の油圧制御装置において、
前記油圧室への油圧の供給もしくは前記油圧室からの油圧の排出を制御する制御バルブと、
その制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相に対してずれる周波数に設定する駆動周波数設定手段と
を備えていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数に対して素の関係にある周波数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数の５倍以下の整数倍の周波数に対して素の関係にある周波数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数の整数倍の周波数に一致しない振動数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項５】
前記プーリの回転に伴う振動の周波数は、前記プーリの１秒間当たりの回転数を補正して求めた周波数を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項６】
前記油圧室の油圧を検出する油圧センサを更に備え、
前記プーリの回転に伴う振動の周波数は、前記油圧センサで検出された油圧の振動の周波数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項７】
前記一対のプーリは、駆動プーリと従動プーリとを含み、
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記駆動プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相および前記従動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段を含む
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項８】
前記駆動周波数設定手段は、前記従動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記従動プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相および前記駆動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項９】
前記油圧室の実際の油圧と目標油圧との偏差と、所定の制御ゲインとに基づいて前記制御バルブの制御量を求めて出力する制御器と、
前記駆動周波数が変更された場合に、駆動周波数の変更前と変更後との前記制御バルブの制御性が変化しないように前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項１０】
前記制御ゲイン変更手段は、前記駆動周波数が高周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを小さくし、かつ前記駆動周波数が低周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを大きくするように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト式無段変速機における駆動プーリや従動プーリに供給し、またこれらのプーリから排出する油圧を制御する油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、駆動側のプーリおよび従動側のプーリにおける溝にベルトを巻き掛け、そのベルト巻き掛け溝の幅を油圧によって変化させることにより変速比を変化させるように構成されている。また、ベルト式無段変速機は、ベルト巻き掛け溝に巻き掛けられたベルトを挟み付ける荷重（挟圧力）を油圧によって所定値に設定することにより、伝達トルク容量を入力トルクに応じた容量に設定するように構成されている。そして、車両に搭載されたベルト式無段変速機の変速比は、例えば駆動力源であるエンジンの回転数が最小燃料消費率になる回転数となるように制御されており、また挟圧力はアクセル開度などから推定されるエンジントルクもしくは変速機入力トルクを必要十分に伝達できる圧力となるように制御されている。【０００３】
ところで、ベルト式無段変速機における駆動側と従動側とのプーリの間でトルクを伝達しているベルトは、ブロックあるいはエレメントなどと称される多数の金属片をフープもしくはリングなどと称される結束帯で環状に結束して構成されている。したがって、それらの金属片が各プーリのベルト巻き掛け溝に順次挟み込まれ、かつベルト巻き掛け溝から順次抜け出るうえに、プーリに巻き掛かっているベルトの内周縁は、各ブロックの内周端を繋いだ多角形状になるから、ベルトからプーリに作用する荷重は間欠的に増減する。これが要因となってプーリあるいはその油圧室が不可避的に振動し、そのために、ベルトを挟み付ける荷重に対する反力が振動し、その反力によって油圧室の変形や油圧室内の油圧の脈動が生じる。特開２００６ー７０９５６号公報には、駆動側のプーリの油圧室と従動側のプーリの油圧室とが連通されていることにより、一方の油圧室の油圧に振動が生じた場合に、各油圧室での油圧が共振しないように構成した装置が記載されている。すなわち、この特開２００６ー７０９５６号公報に記載された装置では、チェーンが巻き掛けられる一対のプーリのそれぞれが、固定シーブと、その固定シーブに対して接近および離隔するように移動する可動シーブとによって構成され、またそれぞれのプーリには可動シーブを固定シーブ側に押圧する油圧が供給される油室が設けられ、またそれぞれの油室の内部には、可動シーブを固定シーブ側に押圧するばねが配置されている。そして、共振の発生を抑制するために、各ばねのばね定数が異なっている。【０００４】
また、特開２００５−２９１２１８号公報には、ベルト式無段変速機における振動を抑制することを目的として構成された装置であって、ベルトを構成している金属片がプーリに噛み込まれることによる振動の周波数すなわち噛み込み周波数と、プーリの間に張られているベルトの直線部分（すなわち弦部）の共振周波数との共振を判断し、その共振が生じないように、変速比を変更するなど、運転状態を変更するように構成されている。【０００５】
さらに、実開昭６３ー４８６３７号公報に記載された装置は、金属ベルトがプーリに巻き付く際のいわゆる衝突による振動もしくは騒音を抑制するために、その振動レベルが高くならない変速比となるように、変速比を微小量、修正するように構成されている。【０００６】
また一方、圧力制御をＰＷＭ制御によって行った場合の技術的課題を解決するための装置が、特開２０００ー２９１４７４号公報に記載されている。この特開２０００ー２９１４７４号公報に記載された装置は、燃料圧力調整弁をＰＷＭ制御によって制御する場合、その駆動周波数と、燃料圧力調整弁の機械的な固有振動周波数とが一致すると、高圧燃料の脈動が大きくなってしまうので、この不都合を解消するために、上記の駆動周波数を、高圧燃料ポンプの吐出流量変動周波数より高くするように構成されている。【０００７】
車両に搭載されているベルト式無段変速機は、要求駆動力や車速などに応じて変速比を迅速に変化させ、またベルト挟圧力をエンジントルクあるいはアクセル開度に応じて迅速に変化させる必要があるので、各プーリに対する油圧の供給や排出をＰＷＭ制御される制御バルブによって行うことがある。このような場合、油圧室に対する油圧の供給あるいは排出に伴って油圧室の油圧が変動する。また、プーリが回転してトルクを伝達することに起因して油圧室に作用する荷重もしくは油圧に対する反力が変化するので、これが油圧室の油圧の脈動の要因となることもある。前述した特開２００６ー７０９５６号公報に記載された装置では、駆動側のプーリと従動側のプーリとのそれぞれの油圧室の油圧が共振しないようにそれぞれのばね定数を異ならせているが、ばね定数の異なるそれぞれの油圧室の油圧の振動周波数と、それぞれの油圧室に供給もしくは排出される油圧の振動周波数とが一致するなどの場合には、共振によって油圧が大きく変化してしまう可能性がある。【０００８】
また、前掲の特開２０００ー２９１４７４号公報に記載された装置では、変速比などを変化させて共振によるベルトの振動を抑制することができるとしても、変速比や挟圧力を設定する油圧の共振やそれに起因する変速比や挟圧力の変動を抑制することはできない。これと同様に、実開昭６３ー４８６３７号公報に記載された装置では、油圧の脈動による変速比の変化を抑制することは困難であり、しかも変速比を微小量であっても変化させてしまうので、エンジン回転数が目標値からずれて燃費が悪化する可能性がある。【０００９】
さらに、特開２０００ー２９１４７４号公報に記載された装置は、供給圧が振動し、かつ吐出することに伴って振動が生じる燃料の脈動を抑制するように構成されたものであり、これとは異なり、供給と吐出とが時間的に大きくずれて行われ、供給と吐出とによる圧力の変動が相互に影響しない場合には、油圧の脈動を抑制することは困難である。
【発明の概要】
【００１０】
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、変速比やベルト挟圧力が大きく変化しないように、ベルトが巻き掛けられているプーリにおける油圧の脈動を抑制することのできる自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
この目的を達成するために、この発明は、少なくとも一対のプーリにベルトが巻き掛けられ、それらのプーリにおけるベルトが巻き掛けられる溝の幅もしくはそのベルトをプーリによって挟み付ける圧力を、前記プーリに設けられた油圧室の油圧によって制御するように構成された自動変速機の油圧制御装置において、前記油圧室への油圧の供給もしくは前記油圧室からの油圧の排出を制御する制御バルブと、その制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相に対してずれる周波数に設定する駆動周波数設定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数に対して素の関係にある周波数に設定するように構成されていてよい。
【００１３】
また、この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数の５倍以下の整数倍の周波数に対して素の関係にある周波数に設定するように構成されていてよい。
【００１４】
さらに、この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う振動の周波数の整数倍の周波数に一致しない振動数に設定するように構成されていてもよい。
【００１５】
一方、この発明において、前記プーリの回転に伴う振動の周波数は、前記プーリの１秒間当たりの回転数を補正して求めた周波数を採用することができる。
【００１６】
あるいはこの発明は、前記油圧室の油圧を検出する油圧センサを更に備えることができ、その場合には、前記プーリの回転に伴う振動の周波数は、前記油圧センサで検出された油圧の振動の周波数を採用することができる。
【００１７】
また、この発明における前記一対のプーリは、駆動プーリと従動プーリとを含むことができ、その場合、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記駆動プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相および前記従動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段であってよい。
【００１８】
また、その場合、前記駆動周波数設定手段は、前記従動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記従動プーリの回転に伴う振動における振幅の極大値の位相および前記駆動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段であってよい。
【００１９】
さらにまた、この発明は、前記油圧室の実際の油圧と目標油圧との偏差と、所定の制御ゲインとに基づいて前記制御バルブの制御量を求めて出力する制御器と、前記駆動周波数が変更された場合に、駆動周波数の変更前と変更後との前記制御バルブの制御性が変化しないように前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段とを更に備えることができる。
【００２０】
その制御ゲイン変更手段は、前記駆動周波数が高周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを小さくし、かつ前記駆動周波数が低周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを大きくするように構成されていてよい。
【００２１】
この発明においては、ベルトが巻き掛けられているプーリの油圧室に油圧が供給されて、ベルトが巻き掛けられている溝の幅やベルトを挟み付ける挟圧力が制御される。この状態で一方のプーリにトルクを伝達すると、そのプーリが回転するとともにベルトが走行して他方のプーリにトルクが伝達される。こうして各プーリが回転すると、プーリがベルトを挟み付ける圧力に対する反力が不可避的に繰り返し変化し、その結果、油圧室の油圧に脈動が生じる。一方、油圧室の圧力は、制御バルブが開閉して油圧の供給もしくは排出することにより制御される。その場合、制御バルブの駆動信号がＰＷＭ制御されるなどのことによって繰り返し変化することにより、油圧室に供給される圧力あるいは排出される圧力が脈動する。そして、その制御バルブの駆動信号の周波数は、その振幅の極大値の位相が、プーリの回転に伴う油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれる振動数に設定される。そのため、駆動信号に起因する油圧の脈動とプーリの回転に起因する油圧の脈動とが共振することがなく、その結果、油圧室の油圧の変化を抑制でき、併せて変速比が変化したり、ベルト挟圧力が不足したりするなどの事態が生じることを防止もしくは抑制することができる。
【００２２】
なお、上述したプーリの回転に起因する脈動と、駆動信号に起因する油圧の脈動との周波数を上記の関係に設定する場合、各脈動の振動数が互いに素となるように、駆動信号の周波数（すなわち駆動周波数）を設定することとすれば、駆動周波数を簡単な演算処理によって設定することができる。
【００２３】
さらに、プーリの回転に起因する油圧の脈動の周波数を、プーリの回転数あるいは油圧センサの検出信号から求めることとすれば、全体としての制御が容易なものとなる。
【００２４】
この発明で対象とする自動変速機の駆動プーリと従動プーリとは、ベルトによって連結されて所定の変速比に応じた回転数で回転する。したがって、駆動プーリについての制御バルブの駆動周波数を、駆動プーリの回転に伴って油圧が脈動する周波数および従動プーリの油圧室の脈動の周波数に対して上述した関係となるように設定し、あるいは従動プーリの油圧室に連通されている制御バルブについての駆動周波数を、従動プーリの回転に伴って油圧が脈動する周波数および駆動プーリの油圧室の脈動の周波数に対して上述した関係となるように設定すれば、それぞれのプーリの油圧室における油圧の変動をより効果的に抑制することができる。
【００２５】
そして、制御バルブをフィードバック制御する場合、駆動周波数に応じて制御ゲインを変更することにより、制御応答性や制御の安定性を良好な状態に維持でき、あるいはこれらの制御性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明で対象とすることのできるベルト式無段変速機およびその制御油圧回路の一例を模式的に示す図である。
【図２】その油圧室の油圧をＰＩＤ制御するように構成された制御器の一例を模式的に示すブロック図である。
【図３】その駆動周波数と電流との関係を示す説明図である。
【図４】Ｉ−Ｑ特性の駆動周波数に応じた変化を説明するための図である。
【図５】駆動周波数に応じた制御ゲインのマップの一例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明で対象とする自動変速機の一例は、ベルト式無段変速機であり、その構成を簡単に説明すると、図１に示すようにベルト式無段変速機１は、駆動プーリであるプライマリプーリ２と、従動プーリであるセカンダリプーリ３とを備え、これらのプーリ２，３にベルト４が巻き掛けられている。そのプライマリプーリ２は、回転軸（図示せず）と一体の固定シーブ２Ａと、その回転軸上を固定シーブ２Ａに対して接近し、また離隔するように軸線方向に前後動する可動シーブ２Ｂとを備え、これらのシーブ２Ａ，２Ｂの互いに対向する面がテーパ状に形成され、これらのテーパ面によってベルト巻き掛け溝が形成されている。また、可動シーブ２Ｂの背面側（固定シーブ２Ａを向く面とは反対側）に油圧室２Ｃが形成され、その油圧室２Ｃの内部の油圧によって可動シーブ２Ｂを固定シーブ２Ａ側に押圧するように構成されている。
【００２８】
セカンダリプーリ３は、プライマリプーリ２とほぼ同様に構成されており、互いに対向する面がテーパ状をなし、これらのテーパ面によってベルト巻き掛け溝を形成する固定シーブ３Ａと可動シーブ３Ｂとを有し、その可動シーブ３Ｂを固定シーブ３Ａ側に押圧する油圧が供給される油圧室３Ｃが、可動シーブ３Ｂの背面側に設けられている。そして、いずれか一方のプーリ（例えばプライマリプーリ２）の油圧室２Ｃに供給する油圧あるいは圧油の量を制御して、その溝幅を広狭に変化させると、ベルト４が巻き掛かる半径が大小に変化するので、変速比が変化し、適宜な変速比を設定できるように構成されている。また、他方のプーリ（例えばセカンダリプーリ３）の油圧室３Ｃに供給する油圧に応じてその可動シーブ３Ｂが固定シーブ３Ａ側に押圧され、その結果、これらのシーブ３Ａ，３Ｂの間にベルト４が挟み付けられる。すなわち、セカンダリプーリ３における油圧室３Ｃに油圧を供給することによりベルト４を挟み付ける挟圧力を発生させ、その挟圧力に応じた伝達トルク容量を設定するように構成されている。
【００２９】
車両に搭載されたベルト式無段変速機１を制御する油圧は、エンジンあるいはモータ（それぞれ図示せず）によって駆動されるオイルポンプ５で発生させられる。オイルポンプ５で発生した油圧は、ライン圧に調圧される。ライン圧は、油圧制御装置の全体の元圧となるものであり、車両においてはアクセル開度などの要求駆動量に応じた油圧である。ライン圧に調圧するための手段は、車両用自動変速機の油圧制御装置で従来一般に採用されている調圧手段であってよく、例えば駆動要求量に基づいて出力された信号圧とオイルポンプ５の吐出圧とをバランスさせるように調圧を行ってライン圧油路６にライン圧を生じさせる調圧バルブ７が設けられている。
【００３０】
各プーリ２，３の油圧室２Ｃ，３Ｃにライン圧油路６から油圧を供給し、またオイルパンなどの所定のドレイン箇所８に排圧することにより、変速比や挟圧力を制御するように構成されている。すなわち、ライン圧油路６から分岐してプライマリプーリ２の油圧室２Ｃに連通している油路９に増圧バルブＳLP1 が接続されている。この増圧バルブＳLP1 は、駆動信号がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される電磁弁によって構成されており、通電されることにより開弁してプライマリプーリ２の油圧室２Ｃに油圧を供給するように構成されている。なお、この増圧バルブＳLP1 は、閉状態でポートを完全に閉じて、油圧をいわゆる閉じ込めることのできるように構成されていることが好ましい。
【００３１】
また、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃには、減圧バルブＳLP2 が連通されている。この減圧バルブＳLP2 は、開弁することにより、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃからドレイン箇所８に油圧を排出するためのものであり、上記の増圧バルブＳLP1 と同様に、駆動信号がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される電磁弁によって構成されている。そして、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃの油圧を検出して信号を出力する油圧センサ１０が設けられている。
【００３２】
セカンダリプーリ３における油圧を制御するための回路は、上記のプライマリプーリ２の油圧を制御するための回路とほぼ同様に構成されている。すなわち、ライン圧油路６から分岐してセカンダリプーリ３の油圧室３Ｃに連通している油路１１に増圧バルブＳLS1 が接続されている。この増圧バルブＳLS1 は、駆動信号がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される電磁弁によって構成されており、通電されることにより開弁してセカンダリプーリ３の油圧室３Ｃに油圧を供給するように構成されている。なお、この増圧バルブＳLS1 は、閉状態でポートを完全に閉じて、油圧をいわゆる閉じ込めることのできるように構成されていることが好ましい。
【００３３】
また、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃには、減圧バルブＳLS2 が連通されている。この減圧バルブＳLS2 は、開弁することにより、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃからドレイン箇所８に油圧を排出するためのものであり、上記の増圧バルブＳLS1 と同様に、駆動信号がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される電磁弁によって構成されている。そして、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃの油圧を検出して信号を出力する油圧センサ１２が設けられている。
【００３４】
上述した各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 には、圧力を調整する機能はないので、各プーリ２，３の油圧は、フィードバック制御によって各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 を適宜に開閉させて制御される。そのためのフィードバック制御は、ＰＩ制御やＰＤ制御などの従来知られているいずれの制御であってもよく、図２にはＰＩＤ制御を行う制御器１３の一例を模式的に示してある。なお、図２で「ｓ」はラプラス演算子である。目標圧Ｐref は、目標とする変速比やアクセル開度などに基づいて求められ、実際の油圧に相当する出力圧Ｐout は、以下に説明するようにして演算され、これら目標圧Ｐref と出力圧Ｐout との差（Ｐref −Ｐout ）が演算される。このようにして求められた差（制御偏差）に基づいて比例動作、積分動作、微分動作が実行される。すなわち、制御偏差を比例ゲインｋＰで処理（乗算）することにより比例成分が求められる。また、制御偏差に基づく積分処理が行われ、その積分値を積分ゲインｋＩで処理することにより積分成分が求められる。さらに、制御偏差を使用した微分処理が行われ、その微分値を微分ゲインｋＤで処理して微分成分が求められる。
【００３５】
こうして求められた各成分が合算され、その合算値が制御量である電流値Ｉに変換されて前述した各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 に適宜、出力される。ここで説明しているこの発明の具体例では、前述したようにＰＷＭ制御するように構成されているので、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 には、一定電圧で、所定の周波数のパルス信号が出力され、その周波数に応じた電流Ｉが流れることになる。その電流Ｉと圧油の流量Ｑとは、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 の特性（Ｉ−Ｑ特性）として予め決まっており、したがってその特性に応じた係数Ｇv によって電流Ｉを流量Ｑに変換することができる。こうして求められる流量Ｑを積分すれば、プーリ２，３に供給された圧油もしくはプーリ２，３から排出した圧油の体積Ｖが求められる。ベルト式無段変速機１の油圧制御装置で使用されている圧油は、完全には非圧縮性ではなく、また各油圧室２Ｃ，３Ｃは完全には剛体ではないので、各油圧室２Ｃ，３Ｃの内部の圧油の体積と圧力とには、いわゆる油圧剛性に基づいた一定の関係があり、これは、Ｖ−Ｐ特性として予め求められている。この特性を示す係数Ｇa を使用して体積Ｖから圧力Ｐが求められる。これが出力圧Ｐout であり、各プーリ２，３の油圧室２Ｃ，３Ｃに設定される油圧になる。
【００３６】
上述したように各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 に対する実際の制御指令信号は、所定の周波数のパルス信号であり、したがって電流Ｉはその周波数に基づいて振動する。その状態を図３に模式的に示してあり、前述した制御器１３を含む電子制御装置（ＥＣＵ）１４から各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 に出力される駆動信号は、一定電圧のパルス信号であり、それに伴って流れる電流は、駆動信号の振動に応じて高低に変化し（振動し）、かつ周波数が高い程、電流量が大きくなる。そのため、各油圧室２Ｃ，３Ｃに油圧を供給し、あるいは排出する場合、油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧が、上記のパルス信号の周波数（駆動周波数）に応じて脈動（振動）する。
【００３７】
一方、上記のベルト式無段変速機１に使用されているベルト４は、ブロックあるいはエレメントと称される多数の金属片を、それぞれの姿勢を揃えて環状に配列し、これをフープもしくはリングによって結束して構成されている。したがって、プーリ２，３の回転に伴ってベルト４が走行すると、プーリ２，３が金属片を噛み込み、また金属片がプーリ２，３から離脱することに伴って間欠的な応力の変化が生じ、これが主な要因となって油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧が脈動する。
【００３８】
そこで、この発明に係る油圧制御装置は、プーリ２，３の回転数あるいはその油圧室２Ｃ，３Ｃにおける油圧の脈動の周波数に応じて、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 を動作させる駆動信号の周波数を異ならせるように構成されている。これは、上記の駆動周波数に基づいた油圧の脈動と、プーリ２，３が回転してベルト４が走行することが主な要因となる油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧の脈動とが共振することを防止もしくは抑制するためである。したがって、駆動周波数はプーリ２，３の回転数やその油圧の脈動の周波数に基づいて決められる。その一例を挙げれば、駆動周波数は、その振動の振幅の極値（極大値もしくは極小値）の位相が、プーリ２，３の回転に伴う油圧の脈動における振幅の極値からずれる振動数に設定される。その典型的な例は、プーリ２，３の回転が要因となる油圧の脈動の周波数に対して、素の関係になる周波数である。ここで「素の関係」とは、「１」以外に自然数である公約数が存在しない二つの数の関係である。また、その関係を式で表せば、駆動周波数をｆsol とし、プーリ２，３の回転周波数をｆp とすると、
ｆsol ≠ｎ・ｆp       （ｎ＝１，２，３…）
である。
【００３９】
このような駆動周波数の設定制御は、より具体的には、プーリ２，３の回転数やその油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧を検出し、その検出結果に基づいて行うことができる。例えばプライマリプーリ２の回転数Ｎin（ｒｐm）を１秒間当たりの回転数（Ｎin／６０）に換算し、これをプライマリプーリ２の回転に伴う脈動の振動数ｆinとし、その増圧バルブＳLP1 および減圧バルブＳLP2 の駆動周波数ｆslp を
ｆslp ≠ｎ・ｆin      （ｎ＝１，２，３…）
の関係が成立する周波数に設定する。同様に、セカンダリプーリ３の回転数Ｎout （ｒｐm）を１秒間当たりの回転数（Ｎout ／６０）に換算し、これをセカンダリプーリ３の回転に伴う脈動の振動数ｆout とし、その増圧バルブＳLS1 および減圧バルブＳLS2 の駆動周波数ｆsls を
ｆsls ≠ｎ・ｆout       （ｎ＝１，２，３…）
の関係が成立する周波数に設定する。
【００４０】
なお、各プーリ２，３が回転することが要因となってそれぞれの油圧室２Ｃ，３Ｃに生じる油圧の脈動の周波数は、変速比や巻き掛かっているエレメント（もしくはブロック）の数、アクセルオン・オフの状態、油圧、もしくは油温などの影響を受けて変化することがあり、したがって各プーリ２，３が回転することに起因する油圧の脈動の周波数ｆin，ｆout は、上記の１秒間当たりの回転数を補正した周波数であってもよい。その補正は、変速比や巻き掛かっているエレメント（もしくはブロック）の数、アクセルオン・オフの状態、油圧、もしくは油温などに応じて補正係数を実験などによって予め求めておき、変速機の実際の動作状態に応じてその補正係数を読み出して、上記の１秒間当たりの回転数に掛け合わせて行えばよい。また、各プーリ２，３の油圧室２Ｃ，３Ｃにおける油圧の脈動は、前述した油圧センサ１０，１２によって検出できるので、その検出値に基づいて油圧の振動周波数を求めることができ、これを上述したプーリ２，３の回転に伴う振動数に置き換えて、前記駆動周波数を求めることができる。
【００４１】
したがって、上述したように構成されたこの発明に係る油圧制御装置によれば、各プーリ２，３の油圧室２Ｃ，３Ｃに油圧を供給し、あるいは排出するための各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 がＰＷＭ制御され、それが要因となって油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧に脈動が生じるとしても、その駆動周波数が、各プーリ２，３の回転に起因してそれぞれの油圧室２Ｃ，３Ｃで生じる油圧の脈動に対して共振しない振動数（より具体的には実用される振動数の範囲で共振しない振動数）に設定される。そのため、各油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧が脈動するとしても、その変動幅が特に大きくなることはないので、変速比が変化してしまったり、あるいはベルト挟圧力が低下してしまうなどの事態を未然に回避もしくは抑制することができる。
【００４２】
ところで、ベルト式無段変速機１におけるプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３とはベルト４によって連結されて相互にトルクを伝達しており、またそれぞれの油圧室２Ｃ，３Ｃには同一のライン圧を元圧として油圧が供給されている。そのため、一方のプーリ２，３の挙動が他方のプーリ３，２の挙動に影響を及ぼすことがある。このような相互の挙動の影響は油圧の脈動にも現れることがある。例えば、プライマリプーリ２における油圧の脈動がセカンダリプーリ３の油圧の脈動の要因になり、また反対にセカンダリプーリ３における油圧の脈動がプライマリプーリ２の油圧の脈動の要因になることがある。そこで、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 についての駆動周波数を設定する場合、いずれか一方のプーリ２，３の回転に起因する油圧の脈動だけでなく、他方のプーリ３，２における油圧の脈動をも考慮した制御を行うことが好ましい。
【００４３】
具体的には、プライマリプーリ２についてのバルブＳLP1 ，ＳLP2 の駆動周波数ｆslp を、プライマリプーリ２の回転周波数ｆinおよびセカンダリプーリ３における油圧の検出値から求まる周波数ｆpoutのいずれに対しても素の関係になる周波数に設定する。また、セカンダリプーリ３についてのバルブＳLS1 ，ＳLS2 の駆動周波数ｆsls を、セカンダリプーリ３の回転周波数ｆout およびプライマリプーリ２における油圧の検出値から求まる周波数ｆpin のいずれに対しても素の関係になる周波数に設定する。
【００４４】
このようにすれば、プライマリプーリ２についての各バルブＳLP1 ，ＳLP2 の駆動周波数に応じた油圧の脈動と、プライマリプーリ２の油圧の脈動に含まれる回転に起因する脈動およびセカンダリプーリ３の油圧の脈動の影響を受けた脈動とが共振することを回避もしくは抑制することができる。同様に、セカンダリプーリ３についての各バルブＳLS1 ，ＳLS2 の駆動周波数に応じた油圧の脈動と、セカンダリプーリ３の油圧の脈動に含まれる回転に起因する脈動およびプライマリプーリ２の油圧の脈動の影響を受けた脈動とが共振することを回避もしくは抑制することができる。
【００４５】
なお、一方のプーリ２，３の油圧に影響を及ぼす他方のプーリ３，２の油圧の脈動の周波数は、当該他方のプーリ３，２の油圧室３Ｃ，２Ｃの油圧を油圧センサ１２，１０で検出し、その検出値から求めたものであってよい。また、油圧センサ１２，１０の検出値を利用する替わりに、油圧を脈動させる要因のうち影響力の大きいものを利用することができる。すなわち、各プーリ２，３の油圧は、前述したように、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 についての駆動信号の振動、およびプーリ２，３の回転に起因する振動の影響を受けて脈動するが、その脈動を生じさせるいわゆる起振力あるいは影響力は、駆動信号の振動と回転に起因する振動とでは異なっている。したがって、このような起振力あるいは影響力の大きい脈動に対して共振しないように駆動周波数を設定すれば、各油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧が大きく変化することを回避もしくは抑制することができる。
【００４６】
このような制御は、具体的には、プライマリプーリ２についてのバルブＰSL1 ，ＰSL2 の駆動周波数を、プライマリプーリ２の回転に伴う油圧の脈動周波数と、セカンダリプーリ３における回転に伴う脈動およびセカンダリプーリ３についてのバルブＳLS1 ，ＳLS2 の駆動周波数に起因する脈動のうちの起振力あるいは影響力の大きいほうの脈動の周波数とに対して素の関係になる周波数に設定する制御である。あるいは上記の制御は、セカンダリプーリ３についてのバルブＳLS1 ，ＳLS2 の駆動周波数を、セカンダリプーリ３の回転に伴う油圧の脈動周波数と、プライマリプーリ２における回転に伴う脈動およびプライマリプーリ２についてのバルブＳLP1 ，ＳLP2 の駆動周波数に起因する脈動のうちの起振力あるいは影響力の大きいほうの脈動の周波数とに対して素の関係になる周波数に設定する制御である。
【００４７】
この発明で対象とする自動変速機の油圧、特にベルト式無段変速機における各プーリ２，３の油圧を制御する制御バルブはフィードバック制御される。その制御バルブである上記の各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 のＩ−Ｑ特性は、駆動周波数によって異なる。駆動周波数に基づくＩ−Ｑ特性の変化は、油圧の漏れが生じないようにポートを密閉するポペットタイプのバルブにおいて顕著である。その状況の概略を図４に示してあり、駆動周波数が高くなるほど、電流Ｉが増大するが、電流Ｉに対する圧油の流量Ｑは、電流Ｉが多い場合には少ない場合に対して減少する。言い換えれば、電流Ｉに対する流量Ｑの変化勾配が、駆動周波数が高いほど急になり高周波数の場合には、電流Ｉの変化に対する流量Ｑの変化量が大きくなる。これは、制御の点ではゲインが大きくなった場合の制御量の変化と同様であり、したがって前述したフィードバック制御における制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤを従前の値に維持して駆動周波数を高くすると、制御の応答性が向上するものの、安定性が低下することになる。
【００４８】
この発明に係る油圧制御装置では、前述したように、プーリ２，３の回転数が増大した場合にはそのプーリ２，３の油圧を制御するバルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 の駆動周波数を増大させることになる。この発明に係る油圧制御装置は、このような駆動周波数の変更に伴って、油圧制御の応答性を損なわない範囲で制御安定性を維持するために、制御ゲインを変更するように構成されている。前述した図２に示すフィードバック制御を行う場合を例に採って説明すると、比例動作および積分動作ならびに微分動作における制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤが、各バルブＳLP1 ，ＳLP2 ，ＳLS1 ，ＳLS2 に対する駆動信号の周波数に応じて設定されている。図５はその制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤのマップの一例であり、各制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤは、駆動周波数ｆn が高くなるほど小さい値になるように定められている。なお、それらの値は、実験やシミュレーションなどを予め行って求めておき、これをマップとして電子制御装置１４に記憶させておくことができる。また、それらの値は、図５に示すように、ステップ的に変化するものとせずに、駆動周波数の連続的な変化に合わせて連続的に変化する値としてもよい。
【００４９】
制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤを上記のように駆動周波数に応じて変更するように構成した場合には、駆動周波数が高くなった場合には、制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤが低下し、また駆動周波数が低くなった場合には、制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤが増大するので、駆動周波数の変化に起因する応答性あるいは安定性の変化を制御ゲインｋＰ，ｋＩ，ｋＤが変化することにより補うので、結果的には、油圧制御装置の全体としての制御応答性や制御安定性を従前と同様に維持することができ、少なくとも過度な変化を抑制することができる。
【００５０】
なお、この発明で、駆動周波数を、プーリの回転に起因する脈動の周波数に対して素の関係になる周波数に設定する場合、プーリの回転に起因する脈動の周波数の５倍以下の整数倍の周波数に対して素の関係になるように設定してもよい。また、周波数をこのように素の関係に設定する制御は、要は、駆動周波数に応じた脈動の極大値の位相と、プーリの回転に起因する脈動あるいは他方のプーリの影響による脈動の極大値の位相とを相互にずらすための制御であり、したがって周波数を素の関係になるように設定する制御に変えて、各脈動の極大値の位相が一致しないように駆動周波数を設定する制御を行うこともできる。
【００５１】
上述した駆動周波数の設定は、上記の具体例では電子制御装置１４で行われ、したがってこのような機能を備えた電子制御装置１４がこの発明における駆動周波数設定手段に相当する。
【図１】
2013088504.tif 000003
【図２】
2013088504.tif 000004
【図３】
2013088504.tif 000005
【図４】
2013088504.tif 000006
【図５】
2013088504.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月20日(2012.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のプーリにベルトが巻き掛けられ、それらのプーリにおけるベルトが巻き掛けられる溝の幅もしくはそのベルトをプーリによって挟み付ける圧力を、前記プーリに設けられた油圧室の油圧によって制御するように構成された自動変速機の油圧制御装置において、
前記油圧室への油圧の供給もしくは前記油圧室からの油圧の排出を制御する制御バルブと、
その制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相に対してずれる周波数に設定する駆動周波数設定手段と
を備えていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数に対して素の関係にある周波数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数の５倍以下の整数倍の周波数に対して素の関係にある周波数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数の整数倍の周波数に一致しない振動数に設定する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項５】
前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数は、前記プーリの１秒間当たりの回転数を補正して求めた周波数を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項６】
前記油圧室の油圧を検出する油圧センサを更に備え、
前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数は、前記油圧センサで検出された油圧の振動の周波数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項７】
前記一対のプーリは、駆動プーリと従動プーリとを含み、
前記駆動周波数設定手段は、前記駆動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記駆動プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相および前記従動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段を含む
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項８】
前記駆動周波数設定手段は、前記従動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記従動プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相および前記駆動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項９】
前記油圧室の実際の油圧と目標油圧との偏差と、所定の制御ゲインとに基づいて前記制御バルブの制御量を求めて出力する制御器と、
前記駆動周波数が変更された場合に、駆動周波数の変更前と変更後との前記制御バルブの制御性が変化しないように前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項１０】
前記制御ゲイン変更手段は、前記駆動周波数が高周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを小さくし、かつ前記駆動周波数が低周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを大きくするように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の自動変速機の油圧制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
提供することを目的とするものである。
［００１１］
この目的を達成するために、この発明は、少なくとも一対のプーリにベルトが巻き掛けられ、それらのプーリにおけるベルトが巻き掛けられる溝の幅もしくはそのベルトをプーリによって挟み付ける圧力を、前記プーリに設けられた油圧室の油圧によって制御するように構成された自動変速機の油圧制御装置において、前記油圧室への油圧の供給もしくは前記油圧室からの油圧の排出を制御する制御バルブと、その制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相に対してずれる周波数に設定する駆動周波数設定手段とを備えていることを特徴とするものである。
［００１２］
この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数に対して素の関係にある周波数に設定するように構成されていてよい。
［００１３］
また、この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数の５倍以下の整数倍の周波数に対して素の関係にある周波数に設定するように構成されていてよい。
［００１４］
さらに、この発明において、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動周波数を、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数の整数倍の周波数に一致しない振動数に設定するように構成されていてもよい。
［００１５］
一方、この発明において、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数は、前記プーリの１秒間当たりの回転数を補正して求めた周波数を採用することができる。
［００１６］
あるいはこの発明は、前記油圧室の油圧を検出する油圧センサを更に備えることができ、その場合には、前記プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動の周波数は、前記油圧センサで検出された油圧の振動の周波数を採用することができる。
［００１７］
また、この発明における前記一対のプーリは、駆動プーリと従動プーリとを含むことができ、その場合、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記駆動プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相および前記従動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段であってよい。
［００１８］
また、その場合、前記駆動周波数設定手段は、前記従動プーリの油圧室に連通されている制御バルブを動作させる駆動信号の駆動周波数を、その駆動信号の振幅の極大値の位相が、前記従動プーリの回転に伴う前記油圧室の油圧の振動における振幅の極大値の位相および前記駆動プーリの油圧室の油圧の脈動における振幅の極大値の位相に対してずれている周波数に設定する手段であってよい。
［００１９］
さらにまた、この発明は、前記油圧室の実際の油圧と目標油圧との偏差と、所定の制御ゲインとに基づいて前記制御バルブの制御量を求めて出力する制御器と、前記駆動周波数が変更された場合に、駆動周波数の変更前と変更後との前記制御バルブの制御性が変化しないように前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段とを更に備えることができる。
［００２０］
その制御ゲイン変更手段は、前記駆動周波数が高周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを小さくし、かつ前記駆動周波数が低周波数側に変更された場合に前記制御ゲインを大きくするように構成されていてよい。
［００２１］
この発明においては、ベルトが巻き掛けられているプーリの油圧室に油圧が供給されて、ベルトが巻き掛けられている溝の幅やベルトを挟み付ける挟圧力が制御される。この状態で一方のプーリにトルクを伝達すると、そのプーリが回転するとともにベルトが走行して他方のプーリにトルクが伝達される。こうして各プーリが回転すると、プーリがベルトを挟み付ける圧力に対する反力が不可避的に繰り返し変化し、その結果、油圧室の油圧に脈動が生じる。一方、油圧室の圧力は、制御バルブが開閉して油圧の供給もしくは排出することにより制御される。その場合、制御バルブの駆動信号がＰＷＭ制御されるなどのことによって繰り返し変化することにより、油圧室に供給される圧力あるいは排出される圧力が脈動する。そして、その制御バルブの駆動信号の周波数は、その振幅の極大値の位相が、プーリの回転に伴う油圧の
【国際調査報告】
2013088504.tif 000008
2013088504.tif 000009
2013088504.tif 000010
2013088504.tif 000011