(57)【要約】【課題】コストを抑えつつ、無段階変速機のベルトが実際に滑る前にベルト滑りを予測する。【解決手段】バンドパスフィルタ２５は、シーブ圧Ｐｃ２からピーク周波数ｆｃの帯域を抽出する。閾値比較回路２６は、フィルタリングされたシーブ圧Ｐｃ２が閾値を超えたときにマクロスリップ前兆を検出して、ベルト滑りを予測する。挟圧力制御回路２７は、フィルタリングされたシーブ圧Ｐｃ２が閾値付近の値を維持するように、圧力制御弁１４を制御する。この結果、ＣＶＴのベルトμを最大値付近に維持する。【選択図】        図９
2005003065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側プーリ、出力側プーリ、及びベルトを備えた無段階変速機のベルト滑り予測装置であって、
シーブ圧を検出するシーブ圧検出手段と、
前記シーブ圧検出手段により検出されたシーブ圧の変動に基づいてベルト滑りの発生を予測するベルト滑り予測手段と、
を備えたベルト滑り予測装置。
【請求項２】
前記ベルト滑り予測手段は、前記シーブ圧の変動振幅に基づいてベルト滑りの発生を予測する
請求項１に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項３】
前記ベルト滑り予測手段は、前記シーブ圧検出手段により検出されたシーブ圧から所定帯域のシーブ圧の変動を抽出し、前記所定帯域のシーブ圧の変動に基づいてベルト滑りの発生を予測する
請求項１に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項４】
出力側プーリ回転数を検出する出力側プーリ回転数検出手段と、
前記出力側プーリ回転数検出手段により検出された出力側プーリ回転数、前記無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、前記所定帯域を演算する帯域演算手段と、
を更に備えた請求項３に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項５】
前記出力側プーリ回転数を検出する出力側プーリ回転数検出手段を更に備え、
前記ベルト滑り予測手段は、前記出力側プーリ回転数に対する前記シーブ圧の伝達特性のピーク周波数における値に基づいてベルト滑りの発生を予測する
請求項１に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項６】
前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性の前記ピーク周波数における値が閾値を超えたときにベルト滑りの発生を予測する
請求項５に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項７】
前記出力側プーリ回転数検出手段により検出された出力側プーリ回転数、前記無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、前記伝達特性の前記ピーク周波数を演算する周波数演算手段を更に備えた
請求項５または６に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項８】
前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性を表す関数式の所定の係数を同定し、前記所定の係数が閾値を超えたときに、ベルト滑りの発生を予測する
請求項５から７のいずれか１項に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項９】
前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性を表す関数式のピーク周波数における伝達ゲインを決定するための伝達ゲイン係数を同定し、前記伝達ゲイン係数が閾値を超えたときに、ベルト滑りの発生を予測する
請求項８に記載のベルト滑り予測装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のベルト滑り予測装置と、
前記ベルト滑り予測装置の予測結果に基づいて、ベルト滑りが予測される前後の状態を保持するように前記無段階変速機のベルト挟圧力を制御するベルト挟圧力制御手段と、
を備えたベルト挟圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト滑り予測装置及びベルト挟圧力制御装置に係り、特に、無段階変速機において実際にベルト滑りが生じる前にベルト滑りを予測するベルト滑り予測装置、及びそれを用いてベルト挟圧力を制御するベルト挟圧力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン負荷を低減すると共にベルトスリップを防止した無段変速機の油圧制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載された仮想変速比演算部２８は、同公報の図１に示すように、ＣＶＴ変速比検出部２２により検出される実際の変速比γに対して１次遅れフィルタ処理を施し、仮想減速比γｅを算出する。ここで、フィルタ時定数は、ベルト滑り時のγの変化に追従しないように十分大きな値に設定されている。
【０００４】
ベルトスリップ検出部２７は、変速比ＧＲと仮想変速比ＧＲｅとの比較に基づいて、Ｖベルト５ｃのスリップ状態を検出した場合にスリップ検出信号ＤＳを生成する。
【０００５】
ここで、ベルトスリップ検出部２７は、目標ライン圧Ｐｏ２とライン圧Ｐ２（第２の実油圧）とのライン圧偏差ΔＰ２が所定量β以上を示す場合に、スリップ状態の検出処理を有効化する。また、ベルトスリップ検出部２７は、目標プライマリ圧Ｐｏ１と、実際に検出されたプライマリ圧Ｐ１（第１の実油圧）とのプライマリ圧偏差ΔＰ１が所定量α以上を示す場合に、スリップ状態の検出処理を有効化する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−３４９４１８号公報（図１、第５８及び第５９段落）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された技術は、ベルトが実際に滑ってプーリの回転数の変化が生じたときにベルト滑りを検出するため、ベルト滑りの検出タイミングが遅く、ベルト損傷を避けられないという問題があった。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載された技術は、上記公報の図７に示すように、高価な２つのセンサ、すなわちプライマリ圧センサ１１及びライン圧センサ１２を必要とするため、コストがかかってしまうという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、コストを抑えつつ、無段階変速機のベルトが実際に滑る前にベルト滑りを予測するベルト滑り予測装置、及びそれを用いてベルト挟圧力を制御するベルト挟圧力制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、入力側プーリ、出力側プーリ、及びベルトを備えた無段階変速機のベルト滑り予測装置であって、シーブ圧を検出するシーブ圧検出手段と、前記シーブ圧検出手段により検出されたシーブ圧の変動に基づいてベルト滑りの発生を予測するベルト滑り予測手段と、を備えている。
【００１１】
シーブ圧検出手段は、固定シーブ及び可動シーブで構成された出力側プーリに対して、可動シーブを固定シーブに向けて付勢するための油圧であるシーブ圧を検出する。ここで、シーブ圧は、無段階変速機のマクロスリップ直前になると変動する特性がある。その理由としては、ベルトブロックのスティックスリップによりプーリが加振されるためと考えられる。そこで、ベルト滑り予測手段は、シーブ圧の変動に基づいてベルト滑りを予測する。
【００１２】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、入力側シーブ圧を用いることなく、シーブ圧の変動に基づいてマクロスリップ前兆を検出するので、低コストでベルト滑りを予測することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項１に記載の発明であって、前記ベルト滑り予測手段は、前記シーブ圧の変動振幅に基づいてベルト滑りの発生を予測する。これは、シーブ圧は、無段階変速機のマクロスリップ直前になると、振動が増大する特性を有しているためである。
【００１４】
請求項３に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項１に記載の発明であって、前記ベルト滑り予測手段は、前記シーブ圧検出手段により検出されたシーブ圧から所定帯域のシーブ圧の変動を抽出し、前記所定帯域のシーブ圧の変動に基づいてベルト滑りの発生を予測する。
【００１５】
シーブ圧は、マクロスリップ直前になると、所定帯域において変動が大きくなる。したがって、請求項３に記載の発明によれば、シーブ圧から所定帯域のシーブ圧を抽出し、所定帯域のシーブ圧からマクロスリップ前兆を検出できるので、ベルト滑りの発生を予測することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項３に記載の発明であって、出力側プーリ回転数を検出する出力側プーリ回転数検出手段と、前記出力側プーリ回転数検出手段により検出された出力側プーリ回転数、前記無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、前記所定帯域を演算する帯域演算手段と、を更に備えている。
【００１７】
無段階変速機の動作状態、例えば、出力側プーリ回転数、前記無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つが変化すると、マクロスリップの前兆として、シーブ圧の変動が生じる帯域が変化する。
【００１８】
したがって、請求項４に記載の発明によれば、出力側プーリ回転数、無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、前記所定帯域を演算することにより、無段階変速機の動作状態が変化しても、確実にベルト滑りを予測することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項１に記載の発明であって、前記出力側プーリ回転数を検出する出力側プーリ回転数検出手段を更に備え、前記ベルト滑り予測手段は、前記出力側プーリ回転数に対する前記シーブ圧の伝達特性のピーク周波数における値に基づいてベルト滑りの発生を予測する。
【００２０】
出力側プーリ回転数に対するシーブ圧の伝達特性は、所定周波数でピークをもつ。そして、マクロスリップ前兆時になると、伝達特性のピーク周波数における値（ピーク値）は大きくなる性質がある。
【００２１】
したがって、請求項５に記載の発明によれば、出力側プーリ回転数に対するシーブ圧の伝達特性のピーク周波数における値に基づいて、マクロスリップを検出することができ、これによりベルト滑りの発生を予測することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項５に記載の発明であって、前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性の前記ピーク周波数における値が閾値を超えたときにベルト滑りの発生を予測する。
【００２３】
請求項７に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項５または６に記載の発明であって、前記出力側プーリ回転数検出手段により検出された出力側プーリ回転数、前記無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、前記伝達特性の前記ピーク周波数を演算する周波数演算手段を更に備えている。
【００２４】
伝達特性のピーク周波数は、減速比に応じて変化する。減速比は、出力側プーリ回転数や出力側プーリ上でのベルト掛かり径の変化によっても変化する。
【００２５】
したがって、請求項７に記載の発明によれば、出力側プーリ回転数、無段階変速機の減速比、減速比指令値、出力側プーリ上でのベルト掛かり径の少なくとも１つを用いて、伝達特性のピーク周波数を演算することにより、無段階変速機の動作状態が変化しても、確実にベルト滑りを予測することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項５から７のいずれか１項に記載の発明であって、前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性を表す関数式の所定の係数を同定し、前記所定の係数が閾値を超えたときに、ベルト滑りの発生を予測する。
【００２７】
ベルト滑り予測手段は、ピーク周波数を有する伝達特性を表す関数式を用いる。この関数式は、係数を同定する際の演算規模をできるだけ小さくすることができる一方、演算精度を確保できる式であるのが好ましい。伝達特性を表す関数式の様々な係数のうち所定の係数は、ピーク周波数におけるゲインを大きくすると、それに従って変化する。
【００２８】
したがって、請求項８に記載の発明によれば、伝達特性を表す関数式の所定の係数を同定し、所定の係数が閾値を超えたときにピーク周波数におけるゲインが大きくなるので、ベルト滑りの発生を予測することができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明であるベルト滑り予測装置は、請求項８に記載の発明であって、前記ベルト滑り予測手段は、前記伝達特性を表す関数式のピーク周波数における伝達ゲインを決定するための伝達ゲイン係数を同定し、前記伝達ゲイン係数が閾値を超えたときに、ベルト滑りの発生を予測する。
【００３０】
伝達ゲイン係数は、伝達特性を表す関数式のピーク周波数における伝達ゲインを決定する係数である。例えば、伝達ゲイン係数が大きくなるに従って伝達ゲインも大きくなり、伝達ゲイン係数が小さくなるに従って伝達ゲインも小さくなる。
【００３１】
したがって、請求項９に記載の発明によれば、伝達ゲイン係数を同定し、前記伝達ゲイン係数が閾値を超えたときにピーク周波数における伝達ゲインが大きくなるので、ベルト滑りの発生を予測することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明であるベルト挟圧力制御装置は、請求項１から９のいずれか１項に記載のベルト滑り予測装置と、前記ベルト滑り予測装置の予測結果に基づいて、ベルト滑りが予測される前後の状態を保持するように前記無段階変速機のベルト挟圧力を制御するベルト挟圧力制御手段と、を備えている。
【００３３】
ベルト滑り予測装置によって予測されるベルト滑りの前後の状態になると、ベルト摩擦力係数は最大値付近になる。この状態では、無段階変速装置のベルト伝達効率は最もよくなる。
【００３４】
したがって、請求項１０に記載の発明によれば、ベルト滑り予測装置の予測結果に基づいて、ベルト滑りが予測される前後の状態を保持するように前記無段階変速機のベルト挟圧力を制御することにより、無段階変速装置のベルト伝達効率を向上させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。最初に、無段階変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）のベルト滑りの予測原理を説明し、次に具体的な実施形態について説明する。
【００３６】
［予測原理］
ＣＶＴ試験データを解析した結果、マクロスリップが発生する前に、セカンダリプーリ（以下「セカンダリ」と省略する。）のシーブ圧の振動が大きくなることが分かった。
【００３７】
セカンダリ回転数からセカンダリシーブ圧までの伝達特性を求めたところ、共振ピークを持ち、マクロスリップ発生に近づくほどピーク周波数における伝達ゲインが大きくなる特性が得られた。なお、プライマリ側についても同様のことが言える。
【００３８】
本発明は、この伝達ゲイン特性を用いることでマクロスリップ前兆を検出して、ベルト滑りを予測するものである。以降の説明は、セカンダリ側について示しているが、プライマリ側についても全く同様のことが言える。
【００３９】
１．実験データの解析
図１は、ＣＶＴの（ａ）定常試験及び（ｂ）マクロスリップ試験を行ったときの波形図である（プライマリ回転数Ｎｉｎ＝１０００ｒｐｍ，減速比γ＝０．６５）。図２は、図１の試験条件及びマクロスリップ発生方法を示す表図である。
【００４０】
図１に示すように、マクロスリップ直前（ベルトμの最大値付近）でセカンダリシーブ圧の振幅が増大した。セカンダリシーブ圧の振幅の増大は、ベルトブロックのスティックスリップによりプーリが加振されたためと考えられる。
【００４１】
２．セカンダリ回転数に対するセカンダリシーブ圧の伝達特性
図３は、減速比γ＝０．６５でマクロスリップを発生させたときの（ａ）実験波形及び（ｂ）伝達ゲイン周波数特性を示す図である。図４は、減速比γ＝１．０でマクロスリップを発生させたときの（ａ）実験波形及び（ｂ）伝達ゲイン周波数特性を示す図である。ここにいう伝達ゲインとは、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔからセカンダリシーブ圧Ｐｃ２までの伝達特性である。
【００４２】
マクロスリップ前兆時の伝達ゲインは、図３及び図４中のそれぞれのＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理範囲（２．５秒間）におけるデータをＦＦＴ処理によって求められたものである。なお、定常時の伝達ゲインも、２．５秒間のデータをＦＦＴ処理によって求められたものである。図３及び図４において、入力トルクとは、ＦＦＴ処理範囲内における入力トルクの平均値である。
【００４３】
図３及び図４より、各々異なる周波数（減速比γ＝０．６５では１０Ｈｚ付近、減速比γ＝１．０では８Ｈｚ付近）で伝達ゲインがピークを持ち、マクロスリップ前兆時に伝達ゲインが大きくなったことが分かる。
【００４４】
３．伝達ゲインのピーク周波数
ピーク周波数ｆｃは、図３及び図４に示すように、減速比γに応じて変化する。そこで、ピーク周波数ｆｃとして、（１）式を仮定する。
【００４５】
【数１】
2005003065.tif 000003
【００４６】
α：調整係数
Ｎｓ：１秒当たりのセカンダリ回転数［Ｈｚ］
φ：セカンダリプーリ上でのベルト掛かり角［ｒａｄ］（減速比γに応じて変化）
（１）式は、ブロックのスティックスリップによるベルト振動がベルトかかり部分全域で伝達され、セカンダリ回転数に応じた周波数で油圧振動を起こしていることを表している。
【００４７】
図５は、各減速比におけるピーク周波数の（１）式による計算値と実験値との比較図である。実験値は、マクロスリップ前兆時の実験データをＦＦＴ解析することで得られた周波数である。図５より、計算値と実験値はほぼ一致し、（１）式が妥当であることを確認することができた。
【００４８】
４．マクロスリップ前兆の検出
本発明は、上述した伝達ゲイン特性に着目することによって、マクロスリップの前兆を検出し、ベルト滑りを予測するものである。マクロスリップ前兆の検出は、以下の手順（１）から手順（４）によって行われる。
【００４９】
手順（１）：セカンダリ回転数に対するセカンダリシーブ圧の伝達ゲインは、図３及び図４に示すように、マクロスリップ発生に近づくほど大きくなる。
【００５０】
手順（２）：伝達ゲイン特性を伝達関数で模擬し、伝達ゲインの変化と伝達関数の係数との関連性を調べる。
【００５１】
手順（３）：セカンダリ回転数とセカンダリシーブ圧とを用いて、伝達関数の係数を最小自乗法によりマッチングさせる。
【００５２】
手順（４）：マッチングした係数と手順（２）の検討結果とを参照して、マクロスリップ前兆を検出する。
【００５３】
ここで、手順（１）については既に説明し、手順（３）及び（４）については後述の具体的な実施形態で説明するので、手順（２）について説明する。
【００５４】
図３及び図４に示す伝達ゲイン特性を（２）式の伝達関数で模擬する。
【００５５】
【数２】
2005003065.tif 000004
【００５６】
Ｋ：伝達ゲイン係数（Ｋが大きいほどピーク大）
ｆｃ：ピーク周波数［Ｈｚ］
ｓ：ラプラス演算子
（２）式を２次式とした理由は、係数を同定する際の演算規模をできる限り小さくすると共に、演算精度を確保するためである。
【００５７】
図６は、ピーク周波数ｆｃ＝８Ｈｚとし、伝達ゲイン係数Ｋをパラメータとしたときの（２）式の伝達ゲイン周波数特性を示す図である。図６より、伝達ゲイン係数Ｋが大きくなると共にピークが現れた。つまり、（２）式の伝達ゲイン特性は、図３及び図４に示した１次のピーク周波数における伝達ゲイン特性に類似している。
【００５８】
（２）式は連続系である。後述のオンライン同定の計算が容易なように、（２）式を離散系で表現すると、（３）式になる。
【００５９】
【数３】
2005003065.tif 000005
【００６０】
（３）式のｚはｚ変換の演算子である。係数Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ未知係数であり、セカンダリ回転数とセカンダリシーブ圧とによってオンライン同定される。なお、マクロスリップ前兆は、係数Ａ１の値に基づいて検出される。
【００６１】
５．係数Ａ１と伝達ゲイン係数Ｋの関係
（５−１）係数Ａ１に基づくマクロスリップ前兆の検出
係数Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、サンプリング周期ｄｔを用いると、それぞれ（４）式から（７）式で表される。
【００６２】
【数４】
2005003065.tif 000006
【００６３】
図７は、サンプリング周期ｄｔ＝４ｍｓで（４）式を用いたときの伝達ゲイン係数Ｋ及びピーク周波数ｆｃに対する係数Ａ１の変化を示す図である。図７より、伝達ゲイン係数Ｋが大きくなるに従って係数Ａ１の値が小さくなった。一方、マクロスリップ前兆になると、ピークが現れて、伝達ゲイン係数Ｋが大きくなる。
【００６４】
したがって、係数Ａ１が閾値を超えた（下回った）場合に、マクロスリップ前兆を検出できる。ただし、ピーク周波数ｆｃによって係数Ａ１の値が変化するため、減速比やセカンダリ回転数に応じて閾値を変更する必要がある。
【００６５】
（５−２）伝達ゲイン係数Ｋに基づくマクロスリップ前兆の検出
伝達関数の係数Ａ１は、図７に示すように、伝達ゲイン係数Ｋ及びピーク周波数ｆｃに応じて変化する。このため、減速比やセカンダリ回転数に応じて閾値を変更しなければならない。そこで、閾値を固定するために、マクロスリップ前兆検出のためのパラメータを、係数Ａ１から伝達ゲイン係数Ｋに変更する。（１）式及び（４）式を用いると、伝達ゲイン係数Ｋは（８）式となる。
【００６６】
【数５】
2005003065.tif 000007
【００６７】
マクロスリップ前兆になると、ピークが現れて、伝達ゲイン係数Ｋが大きくなる。したがって、伝達ゲイン係数Ｋが一定の閾値を超えた（上回った）場合に、マクロスリップ前兆を検出できる。
【００６８】
［具体的な実施形態］
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６９】
（第１の実施形態）
図８は、第１の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置の構成を示すブロック図である。ベルト挟圧力制御装置は、入力軸側であるプライマリプーリ（以下「プライマリ」と省略する。）、出力軸側であるセカンダリプーリ（以下「セカンダリ」と省略する。）、及びプライマリとセカンダリの間に掛けられたベルトからなる無段階変速機のベルト滑りを予測して、ベルト挟圧力を最適な状態に制御するものである。
【００７０】
ベルト挟圧力制御装置は、プライマリの回転パルス信号を生成するプライマリ回転センサ１１と、セカンダリの回転パルス信号を生成するセカンダリ回転センサ１２と、セカンダリを制御するための油圧であるセカンダリシーブ圧に応じたセンサ信号を生成するシーブ圧センサ１３と、セカンダリシーブ圧を調整する圧力制御弁１４と、各センサからの信号に基づいて、圧力制御弁１４を調整してベルト挟圧力を制御する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）２０とを備えている。
【００７１】
プライマリ回転センサ１１は、プライマリの回転数に応じた回転パルス信号を生成し、この回転パルス信号をＥＣＵ２０に供給する。セカンダリ回転センサ１２は、セカンダリの回転数に応じた回転パルス信号を生成し、この回転パルス信号をＥＣＵ２０に供給する。
【００７２】
シーブ圧センサ１３は、固定シーブ及び可動シーブで構成されたセカンダリに対して、可動シーブを固定シーブに向けて付勢するための油圧であるセカンダリシーブ圧に応じてセンサ信号を生成して、ＥＣＵ２０に供給する。
【００７３】
図９は、ＥＣＵ２０の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２０は、プライマリ回転数を検出するプライマリ回転数検出回路２１と、セカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数検出回路２２と、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２を検出するシーブ圧検出回路２３と、ピーク周波数ｆｃを演算するピーク周波数演算回路２４と、バンドパスフィルタ２５と、閾値と後述する係数Ａ１とを比較する閾値比較回路２６と、ベルト挟圧力を制御する挟圧力制御回路２７と、備えている。
【００７４】
プライマリ回転数検出回路２１は、プライマリ回転センサ１１からの回転パルス信号に基づいてプライマリ回転数Ｎｉｎ［ｒｐｍ］を検出し、プライマリ回転数Ｎｉｎをピーク周波数演算回路２４に供給する。
【００７５】
セカンダリ回転数検出回路２２は、セカンダリ回転センサ１２からの回転パルス信号に基づいてセカンダリ回転数Ｎｏｕｔ［ｒｐｍ］を検出し、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔをピーク周波数演算回路２４に供給する。
【００７６】
シーブ圧検出回路２３は、シーブ圧センサ１３からのセンサ信号に基づいてセカンダリシーブ圧Ｐｃ２を検出し、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２をバンドパスフィルタ２５に供給する。
【００７７】
ピーク周波数演算回路２４は、プライマリ回転数Ｎｉｎ及びセカンダリ回転数Ｎｏｕｔに基づいて減速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）を演算し、減速比γを用いてセカンダリプーリ上でのベルト掛かり角φ［ｒａｄ］を計算する。そして、予め設定された調整係数α、１秒当たりのセカンダリ回転数Ｎｓ［Ｈｚ］（＝Ｎｏｕｔ／６０）を用いて、（９）式に従ってピーク周波数ｆｃを演算する。
【００７８】
【数６】
2005003065.tif 000008
【００７９】
バンドパスフィルタ２５は、（１０）式のバンドパス特性を有している。なお、ｆｃはピーク周波数、ｓはラプラス演算子である。
【００８０】
【数７】
2005003065.tif 000009
【００８１】
バンドパスフィルタ２５は、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２からピーク周波数ｆｃの帯域を抽出して、フィルタリングされたセカンダリシーブ圧Ｐｃ２をベルト挟圧力制御回路２６に供給する。
【００８２】
閾値比較回路２６は、フィルタリングされたセカンダリシーブ圧Ｐｃ２と閾値とを比較して、フィルタリングされたセカンダリシーブ圧Ｐｃ２が閾値を超えたときにマクロスリップ前兆を検出し、ベルト滑りを予測する。すなわち、閾値比較回路２６は、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２の振幅が所定値より増大したときを検出して、ベルト滑りを予測することができる。なお、閾値は、ＣＶＴ状態量に応じて学習により設定された値でもよいし、予め設定された定数値でもよく、特に限定されるものではない。
【００８３】
挟圧力制御回路２７は、閾値比較回路２６によるベルト滑り予測結果に基づいて、圧力制御弁１４を調整する。具体的には、フィルタリングされたセカンダリシーブ圧Ｐｃ２が閾値付近の値を維持するように、圧力制御弁１４を制御する。この結果、ＣＶＴのベルトμを最大値付近に維持することができる。
【００８４】
以上のように、第１の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２の振幅増大を検出してマクロスリップ前兆をとらえることによって、ベルト滑りを予測することができる。また、ベルト挟圧力制御装置は、プライマリプーリの油圧（プライマリ側でベルト滑り予測をする場合には、セカンダリプーリの油圧）を検出するセンサを用いることなく、ベルト滑りを予測できるので、従来に比べてコストを抑制することもできる。
【００８５】
さらに、ベルト挟圧力制御装置は、ベルト滑り予測結果を用いてベルト挟圧力を制御することで、ＣＶＴのベルトμを最大値付近に維持することができ、その結果、ＣＶＴのベルト伝達効率を向上させることができる。
【００８６】
なお、本実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、バンドパスフィルタ２５及び閾値比較回路２６を用いているが、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２の変動振幅の増大を検出することができれば上記構成に限定されるものではない。
【００８７】
また、ピーク周波数演算回路２４は、（９）式に従ってピーク周波数ｆｃを演算したが、ピーク周波数ｆｃを演算することができれば（９）式に限定されるものではない。例えば、ピーク周波数演算回路２４は、セカンダリ回転数や減速比の他に、これらに相関関係のある１つ以上の任意のＣＶＴ状態量（例えば、減速比指令値、セカンダリ上でのベルト掛かり径など）を用いてもよい。
【００８８】
（第２の実施形態）
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の回路については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
図１０は、第２の実施の形態に係るＥＣＵ２０Ａの構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、第１の実施形態で説明したＥＣＵ２０の代わりに、図１０に示すＥＣＵ２０Ａを適用したものである。
【００９０】
ＥＣＵ２０Ａは、プライマリ回転数検出回路２１、セカンダリ回転数検出回路２２、シーブ圧検出回路２３、ピーク周波数演算回路２４、減速比γを演算する減速比演算回路３１、閾値を生成する閾値生成回路３２、バンドパスフィルタ３３，３４、伝達関数の係数を同定する伝達関数同定回路３５、閾値と所定の係数とを比較する閾値比較回路３６、ベルト挟圧力を制御する挟圧力制御回路３７を備えている。
【００９１】
プライマリ回転数検出回路２１は、プライマリ回転数Ｎｉｎを検出して、このプライマリ回転数Ｎｉｎをピーク周波数演算回路２４及び減速比演算回路３１に供給する。セカンダリ回転数検出回路２２は、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔを検出して、このセカンダリ回転数Ｎｏｕｔをピーク周波数演算回路２４、減速比演算回路３１、閾値生成回路３２及びバンドパスフィルタ３３に供給する。シーブ圧検出回路２３は、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２を検出し、このセカンダリシーブ圧Ｐｃ２をバンドパスフィルタ３４に供給する。
【００９２】
ピーク周波数演算回路２４は、プライマリ回転数Ｎｉｎ及びセカンダリ回転数Ｎｏｕｔに基づいて減速比γ（＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ）を演算し、減速比γを用いてセカンダリプーリ上でのベルト掛かり角φ［ｒａｄ］を計算する。そして、予め設定された調整係数α、１秒当たりのセカンダリ回転数Ｎｓ［Ｈｚ］（＝Ｎｏｕｔ／６０）を用いて、（１１）式に従ってピーク周波数ｆｃを演算する。
【００９３】
【数８】
2005003065.tif 000010
【００９４】
そして、ピーク周波数演算回路２４は、演算したピーク周波数ｆｃをバンドパスフィルタ３３及び３４に供給する。
【００９５】
一方、減速比演算回路３１は、プライマリ回転数Ｎｉｎ及びセカンダリ回転数Ｎｏｕｔに基づいて減速比γを演算し、減速比γを閾値生成回路３２に供給する。
【００９６】
閾値生成回路３２は、マクロスリップ前兆を検出するための閾値、つまり伝達関数の係数Ａ１と比較するための閾値を生成する。ここで、閾値生成回路３２は、減速比γ、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔ、閾値のそれぞれの関係を表した閾値マップを記憶している。そして、閾値生成回路３２は、閾値マップを参照して、現在の減速比γ及びセカンダリ回転数Ｎｏｕｔに対応する閾値を生成する。
【００９７】
また、閾値生成回路３２は、ＣＶＴの定常状態における各信号（例えば、プライマリ回転数、出力トルクなどの信号）を学習し、各信号が最大となるときの閾値を生成してもよい。
【００９８】
バンドパスフィルタ３３及び３４は、上述した（１０）式のバンドパス特性を有している。バンドパスフィルタ３３は、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔからピーク周波数ｆｃの帯域を抽出して、フィルタリングされたセカンダリ回転数Ｎｏｕｔを伝達関数同定回路３５に供給する。また、バンドパスフィルタ３４は、セカンダリシーブ圧Ｐｃ２からピーク周波数ｆｃの帯域を抽出して、フィルタリングされたセカンダリシーブ圧Ｐｃ２を伝達関数同定回路３５に供給する。
【００９９】
伝達関数同定回路３５は、フィルタリングされたセカンダリ回転数Ｎｏｕｔ及びセカンダリシーブ圧Ｐｃ２を用いて、上述した（３）式で表された伝達関数の未知係数Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を同定する。
【０１００】
ここで、オンライン同定をするために、サンプリング刻みｉを用いて、（３）式を（１２）式のように書き換える。
【０１０１】
【数９】
2005003065.tif 000011
【０１０２】
（１２）式において、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔ及びセカンダリシーブ圧Ｐｃ２は、それぞれバンドパスフィルタでフィルタリングされた後の値である。
【０１０３】
（１２）式の係数Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を最小自乗法でオンライン同定するため、（１２）式を次の（１３）式で表す。
【０１０４】
【数１０】
2005003065.tif 000012
【０１０５】
ただし、（１３）式においては、次の（１４）式から（１６）式が成り立つ。
【０１０６】
【数１１】
2005003065.tif 000013
【０１０７】
さらに、次の（１７）式及び（１８）式による重み付け最小自乗法を用いる。
【０１０８】
【数１２】
2005003065.tif 000014
【０１０９】
（１７）式及び（１８）式において、Ｐは４×４の対象行列である。Ｐの初期値は対角行列とし、Ｐの各要素はパラメータ同定の収束を早めるために大きな値に設定しておく。λは重みである。
【０１１０】
伝達関数同定回路３５は、このような（１３）式から（１８）式に従って、サンプリング周期毎に、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔ（ｉ）及びセカンダリシーブ圧Ｐｃ２（ｉ）を用いてτ（ｉ）を同定する。そして、伝達関数同定回路３５は、同定されたτ（ｉ）の要素である係数Ａ１を閾値比較回路３６に供給する。
【０１１１】
閾値比較回路３６は、閾値生成回路３２で生成された閾値と、伝達関数同定回路３５で同定された係数Ａ１とを比較して、４サンプリング周期分連続して係数Ａ１が閾値を超えたとき（下回ったとき）にマクロスリップ前兆を検出する。なお、マクロスリップ前兆を確実に検出するため、「４サンプリング周期分連続」であることを条件としたが、これに限定されないのは勿論である。
【０１１２】
図１１から図１３は、（ａ）定常状態及び（ｂ）マクロスリップ時のプライマリ回転数、出力トルク、セカンダリシーブ圧（セカンダリシーブ圧）、係数Ａ１同定値を示す図である。プライマリ回転数Ｎｉｎ＝１０００ｒｐｍ、定常時の入力トルクＴｉｎ＝５０Ｎｍとした。なお、図１１は減速比γ＝０．６５、図１２は減速比γ＝１．０、図１３は減速比γ＝２．３７９である。しきい値は、ＣＶＴの定常状態における各信号が最大値になるときの値とした。
【０１１３】
挟圧力制御回路３７は、閾値比較回路３６によるベルト滑り予測結果に基づいて、圧力制御弁１４を調整する。具体的には、伝達関数の係数Ａ１が閾値付近の値を維持するように、圧力制御弁１４を制御する。
【０１１４】
以上のように、第２の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔに対するセカンダリシーブ圧Ｐｃ２の伝達ゲイン特性を模擬した伝達関数の係数Ａ１を同定し、係数Ａ１と閾値とを比較することで、マクロスリップ前兆をとらえ、ベルト滑りを予測することができる。
【０１１５】
また、ベルト挟圧力制御装置は、第１の実施形態と同様に、プライマリプーリの油圧（プライマリ側でベルト滑り予測をする場合には、セカンダリプーリの油圧）を検出するセンサを必要としないので従来に比べてコストを抑制することができ、さらに、ＣＶＴのベルトμを最大値付近に維持してＣＶＴのベルト伝達効率を向上させることができる。
【０１１６】
なお、ベルト挟圧力制御装置は、上述したバンドパスフィルタ３３，３４の代わりに、それぞれ同じ特性のローパスフィルタを備えてもよい。ローパスフィルタの伝達特性としては、例えば次の（１９）式が好ましい。
【０１１７】
【数１３】
2005003065.tif 000015
【０１１８】
Ｔ（＝２πｆ）：ローパスフィルタ時定数［ｓ］
ｆ：カットオフ周波数（＞ｆｃ）［Ｈｚ］
ｓ：ラプラス演算子
また、ピーク周波数演算回路２４は、（１１）式に従ってピーク周波数ｆｃを演算したが、ピーク周波数ｆｃを演算することができれば（１１）式に限定されるものではない。例えば、ピーク周波数演算回路２４は、セカンダリ回転数や減速比の他に、これらに相関関係のある任意の１つ以上のＣＶＴ状態量（例えば、減速比指令値、セカンダリ上でのベルト掛かり径など）を用いてもよい。なお、ピーク周波数演算回路２４については、第３の実施形態でも同様である。
【０１１９】
（第３の実施形態）
つぎに、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態と同一の回路については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２０】
上述した第２の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、伝達関数の係数Ａ１と閾値とを比較してベルト滑りを予測するものである。これに対して、第３の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、伝達関数の伝達ゲイン係数Ｋと閾値とを比較してベルト滑りを予測するものである。
【０１２１】
図１４は、第３の実施形態に係るＥＣＵ２０Ｂの構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２０Ｂは、第２の実施形態に係るＥＣＵ２０Ａから減速比演算回路３１及び閾値生成回路３２を除き、さらに伝達ゲイン係数演算回路３８を備えた構成になっている。
【０１２２】
伝達ゲイン係数演算回路３８は、伝達関数同定回路３５で同定された係数Ａ１、ピーク周波数演算回路２４で演算されたピーク周波数ｆｃ、そしてサンプリング周期ｄｔを用いて、（２０）式に従って伝達ゲイン係数Ｋを演算する。
【０１２３】
【数１４】
2005003065.tif 000016
【０１２４】
閾値比較回路３６は、予め設定された閾値と、伝達ゲイン係数演算回路３８で演算された伝達ゲイン係数Ｋとを比較して、４サンプリング周期分連続して伝達ゲイン係数Ｋが閾値を超えたとき（上回ったとき）にマクロスリップ前兆を検出する。なお、第２の実施形態と同様に、「４サンプリング周期分連続」に限定されるものではない。
【０１２５】
図１５は、（ａ）減速比γ＝０．６５、（ｂ）減速比γ＝１．０、（ｃ）減速比γ＝２．３７９の場合に、伝達ゲイン係数Ｋ及び係数Ａ１を用いてそれぞれマクロスリップ前兆を検出した場合の比較結果を示す図である。伝達ゲイン係数Ｋの閾値は、定常状態における各々の減速比γの伝達ゲイン係数Ｋの中で最大値となったときの値である。図１５より、閾値を一定値に設定することができると共に、伝達ゲイン係数Ｋを用いてマクロスリップ前兆を検出できることが分かった。
【０１２６】
挟圧力制御回路３７は、閾値比較回路３６によるベルト滑り予測結果に基づいて、圧力制御弁１４を調整する。具体的には、伝達ゲイン係数Ｋが閾値付近の値を維持するように、圧力制御弁１４を制御する。
【０１２７】
以上のように、第３の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置は、セカンダリ回転数Ｎｏｕｔに対するセカンダリシーブ圧Ｐｃ２の伝達ゲイン特性を模擬した伝達関数の伝達ゲイン係数Ｋを同定し、伝達ゲイン係数Ｋと閾値とを比較することで、マクロスリップ前兆をとらえ、ベルト滑りを予測することができる。また、閾値を予め一定値に設定しておくことができるので、ＣＶＴの状態に応じて閾値を随時変更する手間を省くことができる。
【０１２８】
また、ベルト挟圧力制御装置は、第１及び第２の実施形態と同様に、プライマリプーリに供給される油圧（プライマリ側でベルト滑り予測をする場合には、セカンダリプーリの油圧）を検出するセンサを必要としないので従来に比べてコストを抑制することができ、さらに、ＣＶＴのベルトμを最大値付近に維持してＣＶＴのベルト伝達効率を向上させることができる。
【０１２９】
なお、本実施形態に係るベルト挟圧力制御装置も、第２の実施形態と同様に、バンドパスフィルタ３３，３４の代わりにそれぞれローパスフィルタを設けてもよい。また、伝達ゲイン係数Ｋと比較するための閾値は、図１５に示した値に限定されるものではないのは勿論である。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明に係るベルト滑り予測装置は、入力側、出力側２つのシーブ圧を用いることなく、いずれか一方の側のシーブ圧の変動に基づいて、低コストでベルト滑りを予測することができる。
【０１３１】
本発明に係るベルト挟圧力制御装置ば、ベルト滑り予測装置の予測結果に基づいて、ベルト滑りが予測される前後の状態を保持するように前記無段階変速機のベルト挟圧力を制御することにより、無段階変速装置のベルト伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＶＴの（ａ）定常試験及び（ｂ）マクロスリップ試験を行ったときの波形図である。
【図２】図１の試験条件及びマクロスリップ発生方法を示す表図である。
【図３】減速比γ＝０．６５でマクロスリップを発生させたときの（ａ）実験波形及び（ｂ）伝達ゲイン周波数特性を示す図である。
【図４】減速比γ＝１．０でマクロスリップを発生させたときの（ａ）実験波形及び（ｂ）伝達ゲイン周波数特性を示す図である。
【図５】各減速比におけるピーク周波数の計算値と実験値との比較図である。
【図６】ピーク周波数ｆｃ＝８Ｈｚとし、伝達ゲイン係数Ｋをパラメータとしたときの（２）式の伝達ゲイン周波数特性を示す図である。
【図７】サンプリング周期ｄｔ＝４ｍｓで（４）式を用いたときの伝達ゲイン係数Ｋ及びピーク周波数ｆｃに対する係数Ａ１の変化を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係るベルト挟圧力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１１】減速比γ＝０．６５において（ａ）定常状態及び（ｂ）マクロスリップ時のプライマリ回転数、出力トルク、セカンダリシーブ圧（セカンダリシーブ圧）、係数Ａ１同定値を示す図である。
【図１２】減速比γ＝１．０において（ａ）定常状態及び（ｂ）マクロスリップ時のプライマリ回転数、出力トルク、セカンダリシーブ圧（セカンダリシーブ圧）、係数Ａ１同定値を示す図である。
【図１３】減速比γ＝２．３７９において（ａ）定常状態及び（ｂ）マクロスリップ時のプライマリ回転数、出力トルク、セカンダリシーブ圧（セカンダリシーブ圧）、係数Ａ１同定値を示す図である。
【図１４】第３の実施形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１５】（ａ）減速比γ＝０．６５、（ｂ）減速比γ＝１．０、（ｃ）減速比γ＝２．３７９の場合に、伝達ゲイン係数Ｋ及び係数Ａ１を用いてそれぞれマクロスリップ前兆を検出した場合の比較結果を示す図である。
【符号の説明】
１１  プライマリ回転センサ
１２  セカンダリ回転センサ
１３  シーブ圧センサ
１４  圧力制御弁
２０，２０Ａ，２０Ｂ  ＥＣＵ
２１  プライマリ回転数検出回路
２２  セカンダリ回転数検出回路
２３  シーブ圧検出回路
２４  ピーク周波数演算回路
２５，３３，３４  バンドパスフィルタ
２６，３６  閾値比較回路
２７，３７  挟圧力制御回路
３１  減速比演算回路
３２  閾値生成回路
３５  伝達関数同定回路
３８  伝達ゲイン係数演算回路
【図１】
2005003065.tif 000017
【図２】
2005003065.tif 000018
【図３】
2005003065.tif 000019
【図４】
2005003065.tif 000020
【図５】
2005003065.tif 000021
【図６】
2005003065.tif 000022
【図７】
2005003065.tif 000023
【図８】
2005003065.tif 000024
【図９】
2005003065.tif 000025
【図１０】
2005003065.tif 000026
【図１１】
2005003065.tif 000027
【図１２】
2005003065.tif 000028
【図１３】
2005003065.tif 000029
【図１４】
2005003065.tif 000030
【図１５】
2005003065.tif 000031