(57)【要約】【課題】無段変速機への供給油圧への指令値に対する実値のむだ時間が大きい場合であっても、油圧振動を減衰させることが可能な無段変速機の制御方法及び無段変速機を提供する。【解決手段】変速機４の制御方法は、油圧Ｐｐｒｉの実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａに基づいて補正量αを算出し、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍを補正量αで補正する変速機４の制御方法であって、補正量αとして、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに対する実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａのむだ時間を補正要素として含む補正量αを算出すること、を含む。【選択図】図１
2018071561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機への供給油圧の実値に基づいて補正量を算出し、前記補正量で前記供給油圧の指令値を補正する無段変速機の制御方法であって、
前記補正量として、前記指令値に対する前記実値のむだ時間を補正要素として含む補正量を算出すること、
を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機の制御方法であって、
前記むだ時間として、前記供給油圧の油圧振動の振動周波数であって、前記供給油圧のヒステリシス特性に起因して発生する油圧振動の振動周波数を考慮してモデル化されたむだ時間、を用いて前記補正量を算出する、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無段変速機の制御方法であって、
前記補正量を算出するにあたり、
前記供給油圧の油圧振動の振動周波数域であって、前記供給油圧のヒステリシス特性に起因して発生する油圧振動の振動周波数域における進み補償量を９０°から２７０°の範囲内とし、
前記振動周波数域以外の周波数域では、前記振動周波数域における最大ゲインよりもゲインを低くする、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の無段変速機の制御方法であって、
前記補正量を算出するにあたり、
前記振動周波数域よりも高周波数側の高周波数域では、前記振動周波数域の高周波数側境界におけるゲインよりもゲインを低くする、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項に記載の無段変速機の制御方法であって、
前記むだ時間を考慮してフィードバック補償器を設定し、
前記フィードバック補償器により、前記補正量を算出する、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の無段変速機の制御方法であって、
前記供給油圧をソレノイドで制御する、
ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項７】
供給される油圧である供給油圧の実値に基づいて補正量を算出し、前記補正量で前記供給油圧の指令値を補正する無段変速機であって、
前記補正量として、前記指令値に対する前記実値のむだ時間を補正要素として含む補正量を算出する油圧制御部、
を備えることを特徴とする無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機の制御方法及び無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、クラッチ油圧の変化率を算出し、算出された変化率に基づきクラッチ係合力の補正量を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無段変速機への供給油圧を制御するアクチュエータには、コスト上の理由や生産のばらつきにより、ヒステリシスが大きいアクチュエータが用いられることがある。この場合、むだ時間が大きくなることに起因して、油圧振動が大きくなる傾向がある。このため、変化率で補正量を算出する場合には、制御系が不安定になる結果、油圧振動を減衰できない虞がある。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、無段変速機への供給油圧の指令値に対する実値のむだ時間が大きい場合であっても、油圧振動を減衰させることが可能な無段変速機の制御方法及び無段変速機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】
本発明のある態様の無段変速機の制御方法は、無段変速機への供給油圧の実値に基づいて補正量を算出し、前記補正量で前記供給油圧の指令値を補正する無段変速機の制御方法であって、前記補正量として、前記指令値に対する前記実値のむだ時間を補正要素として含む補正量を算出すること、を含む。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、供給される油圧である供給油圧の実値に基づいて補正量を算出し、前記補正量で前記供給油圧の指令値を補正する無段変速機であって、前記補正量として、前記指令値に対する前記実値のむだ時間を補正要素として含む補正量を算出する油圧制御部、を備える無段変速機が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
この態様によれば、大きなむだ時間に相応する進み補償が可能になる。このため、むだ時間が大きい場合であっても、油圧振動を減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】変速機コントローラを含む車両の概略構成図である。
【図２】油圧制御回路の概略構成図である。
【図３】変速機コントローラの概略構成図である。
【図４】変速機コントローラが行う制御の一例をフローチャートで示す図である。
【図５】フィードバック補償器の設定方法の説明図である。
【図６】ヒステリシス特性の説明図である。
【図７】フィードバック補償器の周波数特性の一例を示す図である。
【図８Ａ】むだ時間が小さいシステムでの油圧応答の一例を示す図である。
【図８Ｂ】むだ時間が大きいシステムでの油圧応答の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、変速機コントローラ１２を含む車両の概略構成図である。車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の動力は、パワートレインＰＴを構成するトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、変速機４、第２ギヤ列５（ファイナルギヤ）及び差動装置６を介して、駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられる。
【００１２】
トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを備える。ロックアップクラッチ２ａが締結されると、トルクコンバータ２における滑りがなくなり、トルクコンバータ２の伝達効率が向上する。以下では、ロックアップクラッチ２ａをＬＵクラッチ２ａと称す。
【００１３】
変速機４は、バリエータ２０を備える無段変速機である。バリエータ２０は、プライマリプーリであるプーリ２１と、セカンダリプーリであるプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるベルト２３とを備える無段変速機構である。プーリ２１は主動側回転要素を構成し、プーリ２２は従動側回転要素を構成する。
【００１４】
プーリ２１、２２それぞれは、固定円錐板と、固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油室とを備える。プーリ２１は油室として油室２３ａを備え、プーリ２２は油室として油室２３ｂを備える。
【００１５】
油室２３ａ、２３ｂの油圧Ｐｐｒｉ、Ｐｓｅｃを調整すると、Ｖ溝の幅が変化してベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比が無段階に変化する。バリエータ２０は、トロイダル型の無段変速機構であってもよい。
【００１６】
車両にはさらに、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０がオイル供給によって発生させる油圧を調整して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１と、油圧制御回路１１を制御する変速機コントローラ１２とが設けられる。
【００１７】
油圧制御回路１１は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、変速機コントローラ１２からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧供給経路を切り換える。また、油圧制御回路１１は、オイルポンプ１０がオイル供給によって発生させる油圧から必要な油圧を調整し、調整した油圧を変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速、ＬＵクラッチ２ａの締結・解放が行われる。
【００１８】
図２は、油圧制御回路１１の概略構成図である。油圧制御回路１１は、ライン圧制御弁１１１と、低圧用制御弁１１２と、ライン圧ＳＯＬ１１３と、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４と、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５と、ＰＲＩ圧制御弁１１６と、ＳＥＣ圧制御弁１１７と、を備える。ＰＲＩはプライマリ、ＳＥＣはセカンダリ、ＳＯＬはソレノイドバルブの略である。
【００１９】
ライン圧制御弁１１１は、オイルポンプ１０が吐出する油の圧力を調整する。ライン圧制御弁１１１が調整した油圧はライン圧ＰＬとされて、低圧用制御弁１１２、ＰＲＩ圧制御弁１１６、ＳＥＣ圧制御弁１１７に供給される。低圧用制御弁１１２は、ライン圧ＰＬからライン圧ＰＬよりも低圧の油圧を生成及び調整する。低圧用制御弁１１２が生成及び調整した油圧は、ライン圧ＳＯＬ１１３、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５に供給される。
【００２０】
ライン圧ＳＯＬ１１３、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５それぞれでは、励磁状態に応じたパイロット圧が生成及び調整される。ライン圧ＳＯＬ１１３が生成及び調整したパイロット圧はライン圧制御弁１１１に、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４が生成及び調整したパイロット圧はＰＲＩ圧制御弁１１６に、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５が生成及び調整したパイロット圧はＳＥＣ圧制御弁１１７に、それぞれ供給される。
【００２１】
ＰＲＩ圧制御弁１１６は、供給されたパイロット圧に応じて、油室２３ａへの供給油圧つまり油圧Ｐｐｒｉをライン圧ＰＬから生成及び調整する。ＳＥＣ圧制御弁１１７は、供給されたパイロット圧に応じて、油室２３ｂへの供給油圧つまり油圧Ｐｓｅｃをライン圧ＰＬから生成及び調整する。
【００２２】
このため、変速機コントローラ１２は、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５を制御することで、油圧Ｐｐｒｉ、油圧Ｐｓｅｃを調整することができる。ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４は、油圧Ｐｐｒｉを制御するアクチュエータの一例であり、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５は、油圧Ｐｓｅｃを制御するアクチュエータの一例である。油圧Ｐｐｒｉを制御するアクチュエータは、ソレノイドバルブであるＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４のソレノイドとされてもよい。ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５についても同様である。
【００２３】
図３は、変速機コントローラ１２の概略構成図である。変速機コントローラ１２は、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入出力インターフェース１２３と、これらを相互に接続するバス１２４とを有して構成される。
【００２４】
入出力インターフェース１２３には例えば、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ４１の出力信号、変速機４の入力側回転速度を検出する回転速度センサ４２の出力信号、プーリ２２の回転速度Ｎｓｅｃを検出する回転速度センサ４３の出力信号、変速機４の出力側回転速度を検出する回転速度センサ４４の出力信号が入力される。
【００２５】
変速機４の入力側回転速度は具体的には、変速機４の入力軸の回転速度、したがってプーリ２１の回転速度Ｎｐｒｉである。変速機４の出力側回転速度は具体的には、変速機４の出力軸の回転速度である。変速機４の入力側回転速度は、例えばトルクコンバータ２のタービン回転速度など、変速機４との間にギヤ列等を挟んだ位置の回転速度であってもよい。変速機４の出力側回転速度についても同様である。
【００２６】
入出力インターフェース１２３にはさらに、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４５の出力信号、変速機４の油温ＴＭＰを検出する油温センサ４６の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４７の出力信号、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ４８の出力信号、変速機４の変速範囲を１よりも小さい変速比に拡大するためのＯＤスイッチ４９の出力信号が入力される。
【００２７】
このほか、入出力インターフェース１２３には、油室２３ａの油圧Ｐｐｒｉを検出する油圧センサ５０の出力信号、油室２３ｂの油圧Ｐｓｅｃを検出する油圧センサ５１の出力信号、ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４の電流Ｉｐｒｉを検出する電流センサ５２の出力信号、ＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５の電流Ｉｓｅｃを検出する電流センサ５３の出力信号、電流Ｉｐｒｉ、電流Ｉｓｅｃ等のリニアソレノイド駆動電流用の駆動電圧ＶBを検出する電圧センサ５４の出力信号などが入力される。入出力インターフェース１２３には、エンジン１が備えるエンジンコントローラ５５から、エンジントルクＴｅのトルク信号も入力される。以下では、実値としての油圧Ｐｐｒｉを実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａとも称す。油圧Ｐｓｅｃ、電流Ｉｐｒｉ、電流Ｉｓｅｃについても同様である。
【００２８】
記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム、変速制御プログラムで用いる各種マップ等が格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されている変速制御プログラムを読み出して実行し、入出力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に基づき変速制御信号を生成する。また、ＣＰＵ１２１は、生成した変速制御信号を入出力インターフェース１２３を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、ＣＰＵ１２１の演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。
【００２９】
次に、変速機コントローラ１２の処理内容について図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、一部割り込み処理を含むが基本的には一定のサンプリング周期で実行される。以下では、変速機コントローラ１２を単にコントローラ１２と称す。
【００３０】
ステップＳ１で、コントローラ１２は、各種入力信号の読込、換言すれば計測を行う。例えばコントローラ１２は、アクセル開度ＡＰＯ、電流Ｉｐｒｉ、電流Ｉｓｅｃを含む油圧制御回路１１の電流、駆動電圧ＶBをアナログ信号で計測する。また、コントローラ１２は、ホールセンサ等を用いた回転速度センサ４２、回転速度センサ４３、回転速度センサ４８、車速センサ４５に対し、インプットキャプチャ機能を用いた周期計測値等から回転速度Ｎｐｒｉ、回転速度Ｎｓｅｃ、回転速度Ｎｅ、車速ＶＳＰを算出する。
【００３１】
ステップＳ２で、コントローラ１２は、変速比指令値Ｒａｔｉｏ＿ｃｏｍを算出する。変速比指令値Ｒａｔｉｏ＿ｃｏｍは、変速マップで車両の運転状態に応じて予め設定されている。車両の運転状態は具体的には、車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯである。
【００３２】
ステップＳ３で、コントローラ１２は、ステップＳ２で算出した変速比指令値Ｒａｔｉｏ＿ｃｏｍに対し、所望の応答特性を持たせた規範応答値Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆを算出する。規範応答値Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆは、次の数１で表される。
［数１］
Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆ＝１／（Ｔref×ｓ＋１）×Ｒａｉｔｏ＿ｃｏｍ
ここで、「ｓ」はラプラス演算子であり、「Ｔref」は規範応答の時定数である。
【００３３】
ステップＳ４で、コントローラ１２は、ステップＳ１で算出した回転速度Ｎｐｒｉ及び回転速度Ｎｓｅｃに基づき変速比Ｒａｔｉｏを算出する。変速比Ｒａｔｉｏは、回転速度Ｎｐｒｉを回転速度Ｎｓｅｃで除算することで算出される。回転速度Ｎｓｅｃが極めて低い値になる場合には演算を停止し、変速比Ｒａｔｉｏを所定値に保持する。
【００３４】
ステップＳ５で、コントローラ１２は、バリエータ２０に入力されるトルク（エンジントルクＴｅ）をベルト２３を介して出力端に伝達するために必要なＳＥＣ圧指令値Ｐｓｅｃ＿ｃｏｍを算出する。コントローラ１２は具体的には、エンジントルクＴｅに基づき、当該マップデータから対応するＳＥＣ圧指令値Ｐｓｅｃ＿ｃｏｍを読み込むことで、ＳＥＣ圧指令値Ｐｓｅｃ＿ｃｏｍを算出する。ＳＥＣ圧指令値Ｐｓｅｃ＿ｃｏｍは、エンジントルクＴｅに応じて予めマップデータで設定されている。
【００３５】
ステップＳ６で、コントローラ１２は変速比制御についての演算を行う。具体的にはコントローラ１２は、ステップＳ３で算出した規範応答値Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆと、ステップＳ４で算出した変速比Ｒａｔｉｏとが一致するように、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍを算出する。
【００３６】
ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍは、操作量としての指令値であり、コントローラ１２は例えば、規範応答値Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆと変速比Ｒａｔｉｏとの差分に対し、次の数２で示すようなＰＩ制御を適用することで、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍを算出する。
［数２］
Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍ＝（Ｋp＋Ｋｉ／ｓ）×（Ｒａｔｉｏ＿ｒｅｆ−Ｒａｔｉｏ）
ここで、「Ｋp」は比例ゲインであり、「Ｋｉ」は積分ゲインである。「Ｋp」、「Ｋ
ｉ」は、フィードバックループの安定性を考慮して決定される。
【００３７】
ステップＳ７で、コントローラ１２は油圧制御についての演算を行う。具体的にはコントローラ１２は、実油圧Ｐｐｒｉ＿ＡがＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍと一致するように電流指令値Ｉｐｒｉ＿ｃｏｍを算出する。また、コントローラ１２は、実油圧Ｐｓｅｃ＿ＡがＳＥＣ圧指令値Ｐｓｅｃ＿ｃｏｍと一致するように電流指令値Ｉｓｅｃ＿ｃｏｍを算出する。ステップＳ７の演算は、コントローラ１２に特徴的なものであり、詳細については後述する。
【００３８】
ステップＳ８で、コントローラ１２は電流制御についての演算を行う。具体的にはコントローラ１２は、実電流Ｉｐｒｉが電流指令値Ｉｐｒｉ＿ｃｏｍと一致するようにＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４の電圧指令値Ｖｐｒｉ＿ｃｏｍを算出する。また、コントローラ１２は、実電流Ｉｓｅｃが電流指令値Ｉｓｅｃ＿ｃｏｍと一致するようにＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５の電圧指令値Ｖｓｅｃ＿ｃｏｍを算出する。電圧指令値Ｖｐｒｉ＿ｃｏｍ、電圧指令値Ｖｓｅｃ＿ｃｏｍは、次の数３、数４で示すように、ＰＩ制御により算出することができる。
［数３］
Ｖｐｒｉ＿ｃｏｍ＝（Ｋp_cur＋Ｋｉ_cur／ｓ）×（Ｉｐｒｉ＿ｃｏｍ−Ｉｐｒｉ）
［数４］
Ｖｓｅｃ＿ｃｏｍ＝（Ｋp_cur＋Ｋｉ_cur／ｓ）×（Ｉｓｅｃ＿ｃｏｍ−Ｉｓｅｃ）
ここで、「Ｋp_cur」は比例ゲインであり、「Ｋｉ_cur」は積分ゲインである。「Ｋp_
cur」、「Ｋｉ_cur」は、フィードバックループの安定性や電流応答性能を考慮して決定
される。
【００３９】
ステップＳ９で、コントローラ１２は、ＰＷＭ（Ｐａｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｉｎ）出力を行う。具体的にはコントローラ１２はまず、電圧指令値Ｖｐｒｉ＿ｃｏｍに応じたＤｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｐｒｉ＿ｃｏｍをＰＷＭ出力として算出するとともに、電圧指令値Ｖｓｅｃ＿ｃｏｍに応じたＤｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｓｅｃ＿ｃｏｍをＰＷＭ出力として算出する。Ｄｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｐｒｉ＿ｃｏｍは次の数５により、Ｄｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｓｅｃ＿ｃｏｍは次の数６により、それぞれ算出することができる。
［数５］
Ｄｕｔｙ＿ｐｒｉ＿ｃｏｍ＝Ｖｐｒｉ＿ｃｏｍ／ＶB×１００
［数６］
Ｄｕｔｙ＿ｓｅｃ＿ｃｏｍ＝Ｖｓｅｃ＿ｃｏｍ／ＶB×１００
ステップＳ９で、コントローラ１２はさらに、算出したＤｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｐｒｉ＿ｃｏｍをＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４に出力するとともに、算出したＤｕｔｙ指令値Ｄｕｔｙ＿ｓｅｃ＿ｃｏｍをＳＥＣ圧ＳＯＬ１１５に出力する。ステップＳ９の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【００４０】
次に、ステップＳ７で行われる油圧制御演算について説明する。コントローラ１２は、ステップＳ７の処理を実行する油圧制御部を有した構成とされる。ステップＳ７の処理は、油圧Ｐｐｒｉを対象とする場合でも、油圧Ｐｓｅｃを対象とする場合でも同様である。このため、以下では油圧Ｐｐｒｉを例にして説明を行う。
【００４１】
電流指令値Ｉｐｒｉ＿ｃｏｍを算出するにあたり、油圧制御部は具体的には、実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａに基づいて補正量αを算出し、算出した補正量αでＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍを補正する。さらに具体的には油圧制御部は、補正量αによって油圧Ｐｐｒｉの減衰性能が向上するように補正量αを算出し、算出した補正量αをＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍから減算する。
【００４２】
このような補正量αは、実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａに対し、フィルタであるフィードバック補償器ＦＢでフィルタ処理を行うことで算出できる。フィードバック補償器ＦＢは、制御対象とフィードバック補償器ＦＢとで構成される閉ループが所望の減衰特性を有するように設定される。フィードバック補償器ＦＢの設定方法は具体的には、次の通りである。
【００４３】
図５は、フィードバック補償器ＦＢの設定方法の説明図である。伝達関数Ｐ（ｓ）は、制御対象の油圧応答モデルを示す。伝達関数Ｋ（ｓ）は、補正量αを算出するフィードバック補償器ＦＢの伝達関数である。制御対象は具体的には油圧Ｐｐｒｉであり、入力ｕ（ｓ）はＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍ、出力ｙ（ｓ）は実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａである。
【００４４】
制御対象の油圧応答モデルは、電流Ｉｐｒｉの応答モデルと、油圧振動系を示す２次振動系モデルと、油圧Ｐｐｒｉの制御系のむだ時間モデルと、を有して構成される。そして、このように油圧応答モデルにむだ時間を考慮すること、換言すればむだ時間を油圧応答の要素として含むことが、本実施形態において特徴的となっている。
【００４５】
具体的には、むだ時間は、伝達関数Ｐ（ｓ）で示される油圧応答モデルにおいて、次の数７に示されるようにＰａｄｅ近似でモデル化される。数７において、近似次数は所望の制御周波数帯域Ｆで十分な精度を確保できるように選択される。制御周波数帯域Ｆについては後述する。数７では、２次近似の場合のむだ時間モデルの例を示す。
［数７］
ＧL（ｓ）＝Ｌ2・ｓ2−ａ1・Ｌ・ｓ＋ａ2／（Ｌ2・ｓ2−ｂ1・Ｌ・ｓ＋ｂ2）
ここで、「Ｌ」はむだ時間であり、「ａ1」、「ａ2」、「ｂ1」、「ｂ2」はＰａｄｅ近似の次数によって決まってくる係数である。
【００４６】
このようにモデル化されたむだ時間を有して構成される油圧応答モデルに対し、フィードバック補償器ＦＢの伝達関数Ｋ（ｓ）は極配置により算出される。例えば、伝達関数Ｋ（ｓ）を伝達関数Ｐ（ｓ）と同じ次数（ここでは５次）とすると、伝達関数Ｋ（ｓ）は、次の数８で示される。
［数８］
Ｋ（ｓ）＝ｃ5・ｓ5＋ｃ4・ｓ4＋ｃ3・ｓ3＋ｃ2・ｓ2＋ｃ1・ｓ＋ｃ0／（ｄ5・ｓ5＋ｄ4・ｓ4＋ｄ3・ｓ3＋ｄ2・ｓ2＋ｄ1・ｓ＋ｄ0）
ここで、「ｃ0」から「ｃ5」、「ｄ0」から「ｄ5」は係数である。
【００４７】
数８における各係数は次のようにして求めることができる。ここで、制御対象とフィードバック補償器ＦＢとで構成される閉ループの伝達関数の次数は、伝達関数Ｐ（ｓ）の次数と伝達関数Ｋ（ｓ）の次数との和になる。そして、この次数の和と同じ次数で所望の減衰特性を示す油圧規範応答を設計する。このようにすれば、閉ループの伝達関数及び油圧規範応答それぞれの分母多項式の係数比較により上記各係数を求めることができる。結果、むだ時間が考慮された補正量α、換言すれば、むだ時間を補正要素として含む補正量αを算出するフィードバック補償器ＦＢを設定することができる。むだ時間を補正要素として含むことで、むだ時間に応じて補正量αの大きさやフィードバック補償の位相特性を変更することができる。
【００４８】
このような設定において、油圧規範応答は例えば、油圧応答モデルの減衰率のみを所望の減衰率とした伝達特性に、必要な次数分のフィルタを追加することで設計することができる。追加するフィルタは、制御周波数帯域Ｆや演算のサンプリング周期、閉ループの安定性を考慮して決定することができる。追加するフィルタは、制御周波数帯域Ｆを広く確保するために、一般に知られているバタワースフィルタの設計手法を用いて決定されてもよい。
【００４９】
図６は、油圧Ｐｐｒｉのヒステリシス特性の説明図である。図６では、油圧Ｐｐｒｉのヒステリシス特性として、電流Ｉｐｒｉに対する油圧Ｐｐｒｉのヒステリシス特性を示す。
【００５０】
ＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４では、油圧Ｐｐｒｉを上昇させる場合と油圧Ｐｐｒｉを低下させる場合とで、油圧Ｐｐｒｉの変化態様が異なってくる。具体的には、油圧Ｐｐｒｉを最大値及び最小値の中間値に制御する場合に、油圧Ｐｐｒｉを上昇させるときには、油圧Ｐｐｒｉを低下させるときよりも、同じ大きさの油圧Ｐｐｒｉに対応する電流Ｉｐｒｉが大きくなる。
【００５１】
このため、中間値で油圧Ｐｐｒｉの制御方向が上昇方向、低下方向の間で変化した場合には、同じ大きさの油圧Ｐｐｒｉに対応する２つの大きさの電流Ｉｐｒｉのうち一方から他方に電流Ｉｐｒｉを変化させる必要がある。そして、この間に大きなむだ時間が発生する結果、油圧Ｐｐｒｉの油圧振動が発生し得る。
【００５２】
数７の説明で前述した制御周波数帯域Ｆは、このようなヒステリシス特性に起因して発生する油圧Ｐｐｒｉの油圧振動の振動周波数を含むものとされる。当該振動周波数は、実験等により予め把握することができる。数７でむだ時間をモデル化するにあたっては、近似次数の設定によってこのような制御周波数帯域Ｆが考慮される。
【００５３】
図７は、フィードバック補償器ＦＢの周波数特性を示す図である。図７では、位相進み方向の補償量を正としている。フィードバック補償器ＦＢでは、制御周波数帯域Ｆにおける位相進み補償量が９０°から２７０°の範囲内に設定される。また、制御周波数帯域Ｆ以外の周波数域では、制御周波数帯域Ｆにおける最大ゲインＧMAXよりもゲインＧが低く設定される。
【００５４】
具体的には、制御周波数帯域Ｆよりも高周波数側の高周波数域ＦHIGHでは、制御周波数帯域Ｆの高周波数側境界におけるゲインＧ１よりもゲインＧが低く設定される。また、制御周波数帯域Ｆよりも低周波数側の低周波数域ＦLOWでは、制御周波数帯域Ｆの低周波数側境界におけるゲインＧ２よりもゲインＧが低く設定される。
【００５５】
フィードバック補償器ＦＢは、このように設定された周波数特性を有することで、むだ時間に応じた位相補償特性、つまり、むだ時間が大きいために制御周波数帯域Ｆで位相が大きく遅れるような制御対象に対し、予め位相を大きく進める特性を有している。
【００５６】
図８Ａ、図８Ｂは、油圧応答を示す図である。図８Ａは、むだ時間が小さいシステムでの油圧応答を示す。図８Ｂは、むだ時間が大きいシステムでの油圧応答を示す。図８Ａ、図８Ｂでは、油圧Ｐｐｒｉを例にして油圧応答を示す。細線は、フィードバック制御を行わない場合の油圧Ｐｐｒｉの変化を比較例として示す。破線は、むだ時間を考慮していないフィードバック補償器ＦＢ´を用いた場合の油圧Ｐｐｒｉの変化を比較例として示す。
【００５７】
図８Ａ、図８Ｂに示す場合ともに、タイミングｔ１でＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍが変更されると、油圧Ｐｐｒｉは、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍになるように制御される。
【００５８】
図８Ａに示すように、むだ時間が小さいシステムの場合は、破線で示すフィードバック補償器ＦＢ´を設けた場合でも、油圧振動を減衰させることができる。またこれにより、細線で示すフィードバック制御を行わない場合よりも、油圧ＰｐｒｉをＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに素早く収束させることができる。ところが、むだ時間が大きいシステムの場合、フィードバック補償器ＦＢ´では、図８Ｂに示すように、油圧振動を減衰させることができず、油圧ＰｐｒｉはＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに収束しない。
【００５９】
本実施形態の場合、むだ時間を考慮したフィードバック補償器ＦＢを用いるので、むだ時間が大きいシステムでも、図８Ｂに示すように油圧振動を減衰させることができる。またこれにより、フィードバック制御を行わない場合よりも、油圧ＰｐｒｉをＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに素早く収束させることができる。本実施形態の場合、むだ時間を考慮したフィードバック補償器ＦＢを用いるので、むだ時間が小さいシステムにおいても、図８Ａに示すように減衰効果を維持できることがわかる。
【００６０】
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
【００６１】
変速機４の制御方法は、油圧Ｐｐｒｉの実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａに基づいて補正量αを算出し、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍを補正量αで補正する変速機４の制御方法であって、補正量αとして、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに対する実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａのむだ時間を補正要素として含む補正量αを算出すること、を含む。
【００６２】
このような方法によれば、大きなむだ時間に相応する位相進み補償が可能になる。このため、むだ時間が大きい場合であっても、油圧Ｐｐｒｉの油圧振動を減衰させることができる。また、変速機４を搭載した車両では、パワートレインＰＴの捻れ振動により発生した油圧変動に伴う車体振動が発生する場合もあるが、このような方法によれば、変化率で補正量を算出する場合とは異なり、発散を抑制し振動減衰効果を発揮することができる。これらのことは、このような方法を実行する油圧制御部を備える変速機４についても同様である。
【００６３】
変速機４の制御方法では、むだ時間として、数７でモデル化されたむだ時間を用いて補正量αを算出する。
【００６４】
このような方法によれば、制御周波数帯域Ｆで補償すべきむだ時間に相応する位相進み補償の精度を向上させることで、振動減衰性能をさらに向上させることができる。
【００６５】
変速機４の制御方法では、補正量αを算出するにあたり、制御周波数帯域Ｆにおける位相進み補償量を９０°から２７０°の範囲内とする。また、制御周波数帯域Ｆ以外の周波数域、つまり高周波数域ＦHIGH及び低周波数域ＦLOWでは、制御周波数帯域Ｆにおける最大ゲインＧMAXよりもゲインＧを低くする。
【００６６】
このような方法によれば、制御周波数帯域Ｆ以外の周波数域ではゲインＧを低下させることで、当該周波数域でシステムが不安定になることを抑制してシステムの安定性を高めることができる。
【００６７】
変速機４の制御方法では、補正量αを算出するにあたり、高周波数域ＦHIGHでは、ゲインＧ１よりもゲインＧを低くする。このような方法によれば、大きなむだ時間の影響によって制御周波数帯域Ｆで位相遅れが９０°を超えるようなシステムで大きな位相進み補償を行うにあたり、システムの安定性を適切に高めることができる。
【００６８】
変速機４の制御方法では、むだ時間を考慮してフィードバック補償器ＦＢを設定し、フィードバック補償器ＦＢにより、補正量αを算出する。このような方法によれば、大きなむだ時間に相応する位相進み補償を行うことが容易である。
【００６９】
変速機４の制御方法では、油圧ＰｐｒｉをＰＲＩ圧ＳＯＬ１１４で制御する。本実施形態の無段変速機の制御方法は、このような場合に発生する大きなむだ時間に対し、位相進み補償を適切に行うことができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７１】
例えば、ＰＲＩ圧指令値Ｐｐｒｉ＿ｃｏｍに対する実油圧Ｐｐｒｉ＿Ａのむだ時間を補正要素として含むことには、電流指令値Ｉｐｒｉ＿ｃｏｍや実電流Ｉｐｒｉに対する実油圧Ｐｐｒｉのむだ時間を補正要素として含むことが含まれる。つまり、後者は前者と実質的に同一なものとして前者に含まれる。
【００７２】
上述した実施形態では、無段変速機の制御方法である変速機４の制御方法がコントローラ１２で実現される場合について説明した。しかしながら、変速機４の制御方法は例えば、複数のコントローラで実現されてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１      エンジン
４      変速機（無段変速機）
１１    油圧制御回路
１２    コントローラ
２０    バリエータ
１１４  ＰＲＩ圧ＳＯＬ
１１５  ＳＥＣ圧ＳＯＬ
ＦＢ    フィードバック補償器
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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