特許 6639324 ベルト効率最大点検出装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6639324

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】ベルト効率最大点検出装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F16H 9/12 20060101AFI20200127BHJP

   F16H 59/42 20060101ALI20200127BHJP

   F16H 61/02 20060101ALI20200127BHJP

   F16H 61/662 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   F16H9/12 B

   F16H59/42

   F16H61/02

   F16H61/662

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-97962(P2016-97962)

(22)【出願日】2016年5月16日

(65)【公開番号】特開2017-207093(P2017-207093A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2018年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】山口 裕之

(72)【発明者】

【氏名】長沢 裕二

(72)【発明者】

【氏名】服部 治博

(72)【発明者】

【氏名】二宮 啓輔

(72)【発明者】

【氏名】播磨 和典

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１０４９５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２４３６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３３２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２１４０５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ９／１２

Ｆ１６Ｈ ５９／４２

Ｆ１６Ｈ ６１／０２

Ｆ１６Ｈ ６１／６６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力側プーリと、出力側プーリと、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトとを有する無段変速機のベルト効率の最大点を検出するために前記ベルトの挟圧力を低減させるベルト効率最大点検出装置であって、
前記入力側プーリの回転速度である入力回転速度を検出する入力回転速度検出手段と、
予め求められた着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定するベルトμ飽和判定手段と、
を含むベルト効率最大点検出装置。

【請求項2】

前記出力側プーリの回転速度である出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段を更に含み、
前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度と前記出力回転速度検出手段で検出された出力回転速度とに基づいて減速比を算出し、前記算出した減速比に基づいて、ドライブシャフト捩じれ振動周波数を着目周波数として算出し、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定する請求項１に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項3】

前記ベルトμ飽和判定手段は、前記着目周波数に対応する周波数において、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の振動周期を計測周期ごとに記録し、計測周期ごとに、前記記録された振動周期の統計値を算出し、前記算出された振動周期の統計値と、前記入力回転速度の振動成分の振動周期とを比較して、前記算出された振動周期の統計値に対して、前記入力回転速度の振動成分の振動周期が大きくなった場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定する請求項１又は請求項２に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項4】

前記ベルトμ飽和判定手段は、前記着目周波数に対応する周波数において、前記入力回転速度の振動成分の振動周期と、前記出力回転速度の振動成分の振動周期とを計測して、前記出力回転速度の振動成分の振動周期より、前記入力回転速度の振動成分の振動周期が大きい場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定する請求項２に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項5】

前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果に基づいて、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数を計測周期ごとに記録し、計測周期ごとに、前記記録された前記ピークとなる周波数の統計値を算出し、前記算出された前記ピークとなる周波数の統計値と、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数とを比較して、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数が、前記算出された前記ピークとなる周波数の統計値より低い場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定する請求項２に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項6】

前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果と前記出力回転速度検出手段で検出された出力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果とに基づいて、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数と、前記出力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数とを比較して、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数が、前記出力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数より低い場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定する請求項２に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項7】

前記ベルトの狭圧力を漸近的に低減させ、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定された場合に、前記ベルトの狭圧力の低減を停止するように制御する狭圧力制御手段を更に含む、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のベルト効率最大点検出装置。

【請求項8】

入力側プーリと、出力側プーリと、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトとを有する無段変速機のベルト効率の最大点を検出するために前記ベルトの挟圧力を低減させるベルト効率最大点検出装置を制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、前記入力側プーリの回転速度である入力回転速度を検出する入力回転速度検出手段、及び
予め求められた着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定するベルトμ飽和判定手段、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルト効率最大点検出装置に係り、特に、無段変速機（ＣＶＴ）のベルト効率最大点を検出するためのベルト効率最大点検出装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ベルト−プーリ間のベルト滑り速度に対する摩擦係数μが飽和する点に着目し、滑り速度に対するベルト摩擦係数μ（以下ベルトμと記載する）の接線勾配（ベルトμ勾配）を検出し、そのμ勾配が０近傍となった時にベルト効率最大点を検出する技術が知られている。

【0003】

また、エンジン（以下ＥＧと記載する）駆動トルクについて、入力軸要素が有する任意の変動成分（振動成分）に基づいてトルク比を算出することにより、μ勾配を検出する技術が提案されている（特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１には、駆動源の駆動力が入力される入力軸要素と、駆動力が変速して出力される出力軸要素と、入力軸要素が有する任意の振動成分の出力軸要素への伝達特性に基づきμ勾配の最大点を検出する装置が記載されている。特許文献１の装置における検出は変動成分の振幅差あるいは入出力回転速度振動の位相差に基づいて行うことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１１／１０４９５４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の技術では、入出力回転速度振動の位相差に着目してμ勾配の最大点を検出しているものの、入回転速度振動及び出力回転振動の周波数がベルトμに対応して変化する点には着目していなかった。

【0007】

また特許文献１の技術では、ＥＧ駆動トルクにおける入力軸要素が有する任意の変動成分という上記記述より、ＥＧ爆発変動周波数を対象としていると推察される。ＥＧ爆発変動周波数は、例えば４気筒ＥＧ、Ｎｅ＝１０００ｒｐｍで３３Ｈｚとなる。この場合、同従来法を実現するためには、信号サンプリング周波数はナイキスト周波数で６６Ｈｚ、十分な精度で波形再現性を考慮すると１０倍の３３０Ｈｚが必要となり、高サンプリング周期が要求される。この場合、サンプリング周期は３ｍｓとなり、１／３３０秒程度でサンプリングする必要が生じる。また、ＥＧ高回転時には、さらに高サンプリング周期が要求されることとなり現状の市販車では、サンプリングが実現困難であるという問題があった。

【0008】

本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであり、ベルト摩擦係数μの飽和を精度よく判定して、ベルト効率を向上させることができるベルト効率最大点検出装置、及びプログラム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】

【0009】

上記目的を達成するために、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置は、入力側プーリと、出力側プーリと、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトとを有する無段変速機のベルト伝達効率を最大化するために前記ベルトの挟圧力を低減させるベルト効率最大点検出装置であって、前記入力側プーリの回転速度である入力回転速度を検出する入力回転速度検出手段と、予め求められた着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定するベルトμ飽和判定手段と、を含んで構成されている。

【0010】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記出力側プーリの回転速度である出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段を更に含み、前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度と前記出力回転速度検出手段で検出された出力回転速度とに基づいて減速比を算出し、前記算出した減速比に基づいて、ドライブシャフト捩じれ振動周波数を着目周波数として算出し、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定するようにしてもよい。

【0011】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記ベルトμ飽和判定手段は、前記着目周波数に対応する周波数において、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の振動周期を計測周期ごとに記録し、計測周期ごとに、前記記録された振動周期の統計値を算出し、前記算出された振動周期の統計値と、前記入力回転速度の振動成分の振動周期とを比較して、前記算出された振動周期の統計値に対して、前記入力回転速度の振動成分の振動周期が大きくなった場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0012】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記ベルトμ飽和判定手段は、前記着目周波数に対応する周波数において、前記入力回転速度の振動成分の振動周期と、前記出力回転速度の振動成分の振動周期とを計測して、前記出力回転速度の振動成分の振動周期より、前記入力回転速度の振動成分の振動周期が大きい場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0013】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果に基づいて、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数を計測周期ごとに記録し、計測周期ごとに、前記記録された前記ピークとなる周波数の統計値を算出し、前記算出された前記ピークとなる周波数の統計値と、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数とを比較して、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数が、前記算出された前記ピークとなる周波数の統計値より低い場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0014】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記ベルトμ飽和判定手段は、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果と前記出力回転速度検出手段で検出された出力回転速度の振動成分に対してフーリエ変換を行った結果とに基づいて、前記着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数と、前記出力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数とを比較して、前記入力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数が、前記出力回転速度の振動成分の周波数成分がピークとなる周波数より低い場合に、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0015】

また、第１の発明に係るベルト効率最大点検出装置において、前記ベルトの狭圧力を漸近的に低減させ、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和していると判定された場合に、前記ベルトの狭圧力の低減を停止するように制御する狭圧力制御手段を更に含むようにしてもよい。

【0016】

また、第２の発明に係るプログラムは、入力側プーリと、出力側プーリと、前記入力側プーリ及び前記出力側プーリに掛けられたベルトとを有する無段変速機のベルト伝達効率を最大化するために前記ベルトの挟圧力を低減させるベルト効率最大点検出装置を制御するためのプログラムであって、コンピュータを、前記入力側プーリの回転速度である入力回転速度を検出する入力回転速度検出手段、及び予め求められた着目周波数に対応する周波数における、前記入力回転速度検出手段で検出された入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、前記ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定するベルトμ飽和判定手段、として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0017】

本発明のベルト効率最大点検出装置によれば、入力側プーリの回転速度である入力回転速度を検出し、予め求められた着目周波数に対応する周波数における、入力回転速度の振動成分の周波数シフトに応じて、ベルトのベルト摩擦係数μが飽和しているか否かを判定することにより、ベルト摩擦係数μの飽和を精度よく判定して、ベルト効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ベルトμ特性の一例を表す図である。

【図2】ドライブライン系の動力の流れの一例を表す図である。

【図3】ベルトμとベルト滑り速度との関係の一例を表す図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置におけるベルト効率最大化処理を示すフローチャートである。

【図6】ベルトμ、μ勾配、及び回転速度振動の検出結果の一例を示す図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置におけるベルト効率最大化処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【0020】

本発明の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置は、入力軸側のプライマリプーリ（以下「プライマリ」と省略する。）、出力軸側のセカンダリプーリ（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との間に掛けられたベルトを備えた無段変速機（ＣＶＴ）において、このベルトの滑りを制御することによりベルト効率を向上させるものである。なお、各プーリは、固定シーブと、この固定シーブに向けてシーブ圧に応じて付勢されている可動シーブで構成されている。

【0021】

＜本発明の実施の形態に係る原理＞

【0022】

最初に本発明の実施の形態に係る原理について説明し、次に第１及び第２の実施形態について説明する。

【0023】

１．ベルト摩擦係数μの特性

【0024】

まず、図１を参照して、ＣＶＴベルトの滑り率に対するベルト摩擦係数μ（ベルトμ）の特性を説明する。通常、ＣＶＴベルトは、図１の領域Ａ（ベルトμ正勾配域）で使用されるが、伝達効率最大化のためには領域Ｂにおける使用が必要である。そのためにはベルト挟圧力を低減し、領域Ｂに収まるよう挟圧力を制御する必要がある。そこで、本発明の実施の形態では、狭圧力を漸近的に低減して領域Ｂのベルトμが飽和の近傍となったこと判定し、ベルトμが飽和に到達したと判定された時に挟圧力の低減を停止してベルト伝達効率最大点を維持するものである。

【0025】

２．ベルトμ飽和時の回転速度振動の周波数変化

【0026】

次に、ベルトμ飽和時の回転速度振動の周波数変化について説明する。図２は、ドライブライン系の動力の流れを表したものである。図２のドライブライン系に基づけば、ベルトμが飽和に達した前後の常体であるベルトμ飽和近傍においてプライマリ回転速度振動が、低周波数側へシフトする現象が発生する。このプライマリ回転速度振動の低周波数側へのシフトに関して、図３に示すベルトμ勾配の変化に基づいて説明する。図３は、縦軸をベルトμとし、横軸をベルト滑り速度としたグラフ図であり、ベルトμとベルト滑り速度との変化によって生じるベルトμ勾配を表している。ここで、ベルトμは、μ＝μ_ｋ・（Ｖ−ω・Ｒ）＋μ_０で計算され、ベルト滑り速度は、｜ω・Ｒ−Ｖ｜で表される。なお、ここでは、ＥＧの駆動時の場合について説明するが、回生時も原理は同様に説明できる。

【0027】

まず、プライマリ側の回転に関する運動方程式を次の（１）式に示す。

【0028】

【数1】

【0029】

ここで、Ｊ_ＩＮは入力側慣性(Ｊ_ｅ＋Ｊ_ｍ＋Ｊ_ｐ)を表す。Ｔ_ｅはＥＧトルクであり、μ_ｐはプライマリ側のベルト摩擦係数、Ｆ_ｐはプライマリ側の挟圧力、Ｒ_ｐはプライマリ側の掛かり径である。

【0030】

次に、セカンダリ側の回転に関する運動方程式を次の（２）式に示す。

【0031】

【数2】

【0032】

ここで、Ｊ_ｏｕｔは出力側慣性（Ｊ_ｓ＋Ｊ_ｄｆ／ｄｆ^２）を表す。μ_ｓはセカンダリ側のベルト摩擦係数、Ｆ_ｓはセカンダリ側の挟圧力、Ｒ_ｓはセカンダリ側の掛かり径である。また、θ_ｓ／ＤＦ−θ_ｒはドライブシャフト捩じれ角であり、ＤＦはデフギヤ比を表す。ｋはドライブシャフト捩じりばねに係る定数である。

【0033】

プライマリ側、及びセカンダリ側のベルトμは、上記図３のμ勾配におけるμ_ｋを用いて次の（３）〜（６）式により表現することができる。

【0034】

【数3】

【0035】

ただし、プライマリ回転角速度ω_ｐ及びセカンダリ回転角速度ω_ｓは、

【数4】

である。また、Ｖはベルト速度である。

【0036】

次に、ベルトμ飽和近傍におけるプライマリ側、及びセカンダリ側の周波数変化を表すための伝達関数について説明する。

【0037】

（ａ）プライマリ側のμ飽和近傍における周波数変化

【0038】

まず、プライマリ側について、μ飽和近傍において生じる入力回転速度振動の周波数変化について説明する。上記（３）式を上記（１）式に代入し、上記（５）式を用いて表現すると、次の（７）式のように表すことができる。

【0039】

【数5】

【0040】

次に上記（７）式を変形し、ラプラス演算子ｓを用いて以下（８）式のように表す。

【0041】

【数6】

【0042】

上記（８）式を変形すると、次の（９）式のように１次遅れ系の伝達関数として表される。

【0043】

【数7】

【0044】

ただし、ゲインＡは、

【数8】

である。また、時定数Ｔは、

【数9】

である。

【0045】

プライマリ側でμ飽和近傍に至った場合、μ_ｋｐ≒０となり、上記（９）式の１次遅れ系の伝達関数において、次の第１及び第２の性質をもつ。第１の性質は、上記（１０）式においてゲインＡが大きくなるという特性をもつことである。また、第２の性質は、上記（１１）式において時定数Ｔが大きくなり、ｃｕｔ ｏｆｆが下がることである。すなわち強いローパス特性となる。

【0046】

上記の第１及び第２の性質によって、μ飽和近傍におけるプライマリ側の回転速度振動は低周波振動が強く表れることとなる。

【0047】

（ｂ）セカンダリ側のμ飽和近傍における周波数変化

【0048】

次に、セカンダリ側について、μ飽和近傍において生じる出力回転速度振動の周波数変化について説明する。上記（４）式を上記（２）式に代入し、上記（６）式を用いて表現すると、次の（１２）式のように表すことができる。

【0049】

【数10】

【0050】

ただし、セカンダリの回転角θ_ｓは、

【数11】

である。

【0051】

次に上記（１２）式を変形し、ラプラス演算子ｓを用いて以下（１４）式のように表す。

【0052】

【数12】

【0053】

上記（１４）式を変形し、分母項のラプラス演算子ｓを整理すると次の（１５）式となる。

【0054】

【数13】

【0055】

そして、上記（１５）式を変形し、以下（１６）式の伝達関数を求める。

【0056】

【数14】

【0057】

セカンダリ側でμ飽和近傍に至った場合μ_ｋＳ≒０となり、上記（１６）式は概ね次の（１７）式のように表せる。

【0058】

【数15】

【0059】

ただし、セカンダリ回転角速度ω_ｓは、

【数16】

である。

【0060】

上記（１７）式より、セカンダリ側の伝達関数は減衰のない２次系となり、μ飽和近傍でドライブシャフト振動周波数の出力回転速度振動が持続することとなる。このようにセカンダリ側の伝達関数が減衰のない２次系となることは、上記図２に示す、セカンダリとタイヤとを結ぶドライブシャフトばねが可とう性をもった素材であることに基づくものである。

【0061】

以上の原理により、次の（１）又は（２）のいずれかの手法によりベルトμ飽和の近傍が検出できる。

【0062】

（１）入力回転速度の振動周波数が、出力回転速度の振動周波数に対して低周波数側へシフトしたことを検出する。
（２）入力回転速度振動が低周波数側へシフトしたことを検出する。

【0063】

以上の原理に従って、本発明の実施の形態を構成する。

【0064】

以下、本発明の第１及び第２の実施の形態の構成について説明する。本発明の第１及び第２の実施の形態では、上記図２におけるＣＶＴ１０のＣＶＴベルト１３（以下、ベルト１３と記載する）のベルト効率を最大化するために、ベルト１３の挟圧力を漸近的に低減させていく過程において、入出力回転速度振動の周波数の違いに着目したベルトμの飽和の検出を実用的な信号サンプリング周期で行う。そして、ベルトμの飽和の検出時は挟圧力の低減を停止する。

【0065】

＜本発明の第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の構成＞

【0066】

図４は、本発明の第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置１００の構成を示すブロック図である。

【0067】

ベルト効率最大点検出装置１００は、回転速度検出回路２１と、減速比算出回路２２と、ドライブシャフト振動周期算出回路２３と、回転速度振動抽出回路２４と、回転速度振動周期計測回路２５と、μ飽和判定回路２６と、狭圧力制御回路２７と、を備えている。

【0068】

回転速度検出回路２１は、上記図２のプライマリプーリ１１の回転速度である入力回転速度Ｎｉｎ、及び上記図２のセカンダリプーリ１２の回転速度である出力回転速度Ｎｏｕｔを検出する回路である。ここで、入力回転速度Ｎｉｎは、Ｎｉｎ＝６０／（２_Π）・ω_ｐで算出される。また、出力回転速度Ｎｏｕｔは、Ｎｏｕｔ＝６０／（２_Π）・ω_ｓで算出される。なお、回転速度検出回路２１のＮｉｎを検出する回路が入力回転速度検出手段の一例である。回転速度検出回路２１のＮｏｕｔを検出する回路が出力回転速度検出手段の一例である。

【0069】

減速比算出回路２２は、回転速度検出回路２１で検出された入力回転速度Ｎｉｎ、及び出力回転速度Ｎｏｕｔの各々の一定時間の計測値に基づき、Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔの平均値として減速比γを算出する回路である。

【0070】

ドライブシャフト振動周期算出回路２３は、減速比算出回路２２で算出された減速比γと、予め求められた動力伝達系の物理定数とに基づいて、以下（１９）式に従って、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓを算出し、回転速度振動抽出回路２４へ出力する回路である。

【0071】

【数17】

【0072】

ただし上記（１９）式において減速比γはγ＝ω_ｐ／ω_ｓである。

【0073】

回転速度振動抽出回路２４は、回転速度検出回路２１で検出された入力回転速度Ｎｉｎ、及び出力回転速度ＮｏｕｔのＤＣ成分を除去し、入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔを抽出する回路である。なお、回転速度振動が、回転速度の振動成分の一例である。

【0074】

回転速度振動抽出回路２４では、入出力回転速度の各々の回転速度振動を抽出するため、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ（例えば、２、３Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度）までのバンドパスフィルタ処理を施す。バンドパスフィルタ通過域の中心周波数は、本実施の形態では、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓとするが、他の周波数（例えば、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓに対応する近傍の周波数）としてもよい。なお、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓが着目周波数の一例である。また、着目周波数はどのような周波数であってもよく、算出が可能な周波数であれば、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓ以外の周波数を着目周波数としてもよい。

【0075】

回転速度振動周期計測回路２５は、計測周期ごとに、回転速度振動抽出回路２４で抽出された入力回転速度振動ΔＮｉｎの振動周期ΔＮｉｎ_Ｔ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔの振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔを計測する回路である。回転速度振動周期計測回路２５は、入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔを計測する入力周期計測回路３０と、出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔを計測する出力周期計測回路３１とからなる。

【0076】

μ飽和判定回路２６は、以下に説明するμ飽和判定回路２６を構成する各回路によって、予め求めたドライブシャフト捩じれ振動周波数に対応する周波数における、回転速度振動周期計測回路２５により計測された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの周波数シフトに応じて、ベルト１３のベルトμが飽和しているか否かを判定する回路である。μ飽和判定回路２６は、振動周期記憶回路４０と、記憶値比較回路４１と、振動周期比較回路４２とからなる。なお、μ飽和判定回路２６が、μ飽和判定手段の一例である。

【0077】

振動周期記憶回路４０は、計測周期ごとの入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔを時系列順に記憶する回路である。本実施の形態では後述する記憶値比較回路４１で平均値を算出するため、少なくとも２点以上の入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔを記憶するものとする。

【0078】

記憶値比較回路４１は、まず、振動周期記憶回路４０に計測周期ごとに記憶された、入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの平均値を算出する。そして、算出された振動周期の平均値と、入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔとを比較して、算出された振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの平均値に対して、現時点の入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが、大きくなった場合に、ベルト１３のベルトμが飽和していると判定する。なお、平均値が統計値の一例である。また、予め定めた閾値以上の振動周期で、現時点の入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが、算出された振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの平均値よりも、低周波数側に所定値以上周波数シフトしている場合にベルト１３のベルトμが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0079】

振動周期比較回路４２は、入力周期計測回路３０で計測された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔと、出力周期計測回路３１で計測された出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔとを計測して、出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔより、入力回転速度の振動成分の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが大きい場合に、ベルトのベルトμが飽和していると判定する。なお、入力回転速度の振動成分の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが、出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔよりも、予め定めた閾値以上の振動周期で、低周波数側に所定値以上周波数シフトしている場合に、ベルト１３のベルトμが飽和していると判定するようにしてもよい。

【0080】

μ飽和判定回路２６は、上記の記憶値比較回路４１又は振動周期比較回路４２のいずれかでベルトμが飽和していると判定された場合に、狭圧力制御回路２７に対してベルト１３の狭圧力の低減を停止する指令を出力する。

【0081】

狭圧力制御回路２７は、ベルトμ飽和判定回路２６によってベルトμが飽和していると判定されるまで、ベルト１３の狭圧力を漸近的に低減させるように制御する。そして、ベルトμ飽和判定回路２６で、ベルトμが飽和していると判定された場合に、ベルトμ飽和判定回路２６からの指令を受け付け、ベルト１３の狭圧力を低減させることを停止するように制御する。

【0082】

＜第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の作用＞

【0083】

次に、第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置１００の作用について説明する。ＣＶＴ１０の効率最大点検出を開始すると、ベルト効率最大点検出装置１００は、図５に示すベルト効率最大化検出処理フローによってベルト伝達効率を最大化する。

【0084】

まず、ステップＳ１００では、狭圧力制御回路２７は、ベルト１３の狭圧力を漸近的に低減させるように制御する。

【0085】

次に、ステップＳ１０２では、回転速度検出回路２１により、プライマリプーリ１１の回転速度である入力回転速度Ｎｉｎ、及びセカンダリプーリ１２の回転速度である出力回転速度Ｎｏｕｔを検出する。

【0086】

ステップＳ１０４では、減速比算出回路２２は、ステップＳ１０２で検出した入力回転速度Ｎｉｎ、及び出力回転速度Ｎｏｕｔの各々の一定時間の計測値に基づき、Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔの平均値として減速比γを算出する。

【0087】

ステップＳ１０６では、ドライブシャフト振動周期算出回路２３は、上記ステップＳ１０４で算出した減速比γに基づいて、上記（１９）式に従って、ドライブシャフト捩じれ振動周波数を算出し、回転速度振動抽出回路２４のバンドパスフィルタ通過域を設定する。

【0088】

ステップＳ１０８では、回転速度振動抽出回路２４は、ステップＳ１０２で回転速度検出回路２１により検出された入力回転速度ｉｎ、及び出力回転速度Ｎｏｕｔに対して、ステップＳ１０６で設定されたバンドパスフィルタ通過域でバンドパス処理を行い、入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔを抽出する。

【0089】

ステップＳ１１０では、回転速度振動周期計測回路２５は、ステップＳ１０８で抽出された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔ、及び出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔを計測する。

【0090】

ステップＳ１１２では、振動周期記憶回路４０は、ステップＳ１１０で計測された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔを時系列順に記憶する。

【0091】

ステップＳ１１４では、記憶値比較回路４１は、ステップＳ１１２で振動周期記憶回路４０に記憶された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの平均値を算出する。

【0092】

ステップＳ１１６では、記憶値比較回路４１は、ステップＳ１１４で算出された振動周期の平均値と、入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔとを比較して、算出された振動周期ΔＮｉｎ_Ｔの平均値に対して、現時点の入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが大きくなっているか否かを判定し、大きくなっていると判定された場合には、ベルトμが飽和しているとしてステップＳ１２０へ移行し、大きくなっていないと判定された場合にはステップＳ１１８へ移行する。

【0093】

ステップＳ１１８では、振動周期比較回路４２は、ステップＳ１１０で計測された入力回転速度振動の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔと、出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔとを計測して、出力回転速度振動の振動周期ΔＮｏｕｔ_Ｔより、入力回転速度の振動成分の振動周期ΔＮｉｎ_Ｔが大きいか否かを判定し、大きいと判定された場合には、ベルトμが飽和しているとしてステップＳ１２０へ移行し、大きくないと判定された場合にはステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。

【0094】

ステップＳ１２０では、μ飽和判定回路２６は、狭圧力制御回路２７に対してベルト１３の狭圧力の低減を停止する指令を出力する。

【0095】

ステップＳ１２２では、狭圧力制御回路２７は、ステップＳ１２０において出力された指令により、ベルト１３の狭圧力を低減させることを停止するように制御して、ベルト効率最大化処理ルーチンを終了する。

【0096】

図６に、ベルトμ、μ勾配、及び回転速度振動の検出結果の一例を示す。図６では、ベルト１３の狭圧力を漸近的に低減させ、μ飽和検出を開始し、入力回転速度振動の振動周期が出力回転速度振動の振動周期よりもが大きくなると、μ飽和が検出され、ベルト１３の狭圧力の低減が停止されている。なお、図６の回転速度振動は、ドライブシャフト捩じれ振動周波数を含むバンドパスフィルタ通過域におけるプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２の回転速度振動である。

【0097】

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置によれば、回転速度検出回路２１が、プライマリプーリ１１の回転速度である入力回転速度Ｎｉｎを検出し、μ飽和判定回路２６が、予め求められたドライブシャフト捩じれ振動周波数に対応する周波数における、入力回転速度振動の振動周期の周波数シフトに応じて、ベルト１３のベルトμが飽和しているか否かを判定することで、ベルト効率を向上させることができる。

【0098】

＜本発明の第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の構成＞

【0099】

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置２００の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態の構成と同様となる箇所については同一符号を付して説明を省略する。

【0100】

ベルト効率最大点検出装置２００は、回転速度検出回路２１と、減速比算出回路２２と、ドライブシャフト振動周期算出回路２３と、回転速度振動抽出回路２４と、回転速度振動時系列記憶回路２５０と、ＦＦＴ処理回路２５１と、μ飽和判定回路２２６と、狭圧力制御回路２７と、を備えている。

【0101】

第２の実施の形態の回転速度振動抽出回路２４では、入出力回転速度の各々の回転速度振動を抽出するため、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ（例えば、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度）までのバンドパスフィルタ処理を施す。バンドパスフィルタ通過域の中心周波数は、第１の実施の形態と同様に、ドライブシャフト捩じれ振動周波数ｆ_ｄｓとする。また、ドライブシャフト捩じれ振動周波数よりも低い低周波数も通過域とする。

【0102】

回転速度振動時系列記憶回路２５０は、回転速度振動抽出回路２４で抽出された入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔを、計測周期ごとに時系列順に記憶する回路である。回転速度振動時系列記憶回路２５０では、計測周期ごとの入出力回転速度振動の時系列データを、ドライブシャフト捩じれ振動周波数の振動周期Ｔの数倍以上の期間に渡り記憶する。また、回転速度振動時系列記憶回路２５０は、入力回転速度振動ΔＮｉｎを時系列順に記憶する入力時系列記憶回路２６０と、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔを時系列順に記憶する出力時系列記憶回路２６１とからなる。

【0103】

ＦＦＴ処理回路２５１は、回転速度振動時系列記憶回路２５０に記憶された計測周期ごとの入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔに基づいて、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行う回路である。ＦＦＴ処理により各周波数における入出力回転速度振動ΔＮｉｎ、ΔＮｏｕｔの周波数成分としてスペクトル成分を得る。ＦＦＴ処理回路２５１は、入力回転速度振動ΔＮｉｎをＦＦＴ処理する入力時系列ＦＦＴ処理回路２６２と、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔをＦＦＴ処理する出力時系列ＦＦＴ処理回路２６３とからなる。

【0104】

μ飽和判定回路２２６は、以下に説明するμ飽和判定回路２２６を構成する各回路によって、予め求めたドライブシャフト捩じれ振動周波数に対応する周波数において、ＦＦＴ処理回路２５１により得られた入力回転速度振動ΔＮｉｎの周波数成分の振幅のスペクトルピークとなる周波数における周波数シフトに応じて、ベルトμが飽和しているか否かを判定する回路である。μ飽和判定回路２２６は、入力ピーク周波数記憶回路２７０と、入力ピーク周波数比較回路２７１と、入出力ピーク周波数比較回路２７２とからなる。なお、μ飽和判定回路２２６が、μ飽和判定手段の一例である。

【0105】

入力ピーク周波数記憶回路２７０は、ＦＦＴ処理回路２５１によって得られた各周波数のうち、低周波数からドライブシャフト捩じれ振動周波数までの周波数帯域において、入力回転速度振動ΔＮｉｎについて、周波数成分の振幅がスペクトルピークとなる周波数（以下、スペクトルピーク周波数と記載する）を計測周期ごとに時系列順に記憶する回路である。

【0106】

入力ピーク周波数比較回路２７１では、まず、低周波数からドライブシャフト捩じれ振動周波数までの周波数帯域を着目周波数帯域として、入力ピーク周波数比較回路２７１は、着目周波数帯域において、入力ピーク周波数記憶回路２７０に計測周期ごとに記憶された入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数の平均値を算出する。そして、算出されたスペクトルピーク周波数の平均値と、現時点の入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数とを比較して、現時点の入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数が、算出されたスペクトルピーク周波数の平均値より低い場合に、ベルト１３のベルトμが飽和していると判定する。なお、本実施の形態では、最大となる入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数の平均値を算出して比較したが、スペクトルピーク全体の平均値を算出して、算出したスペクトルピークの平均値と比較するようにしてもよい。

【0107】

入出力ピーク周波数比較回路２７２では、ＦＦＴ処理回路２５１によって得られた各周波数のうち、低周波数からドライブシャフト捩じれ振動周波数までの周波数帯域を着目周波数帯域とする。そして、着目周波数帯域において、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数と出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数がある場合に、ベルトグリップ状態であると判定する。そして、ベルトグリップ状態であるときに、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数と、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数とを比較して、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数が、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数より低い場合に、ベルト１３のベルトμが飽和していると判定する。

【0108】

μ飽和判定回路２２６は、上記の入力ピーク周波数比較回路２７１又は入出力ピーク周波数比較回路２７２のいずれかでベルトμが飽和していると判定された場合に、狭圧力制御回路２７に対してベルト１３の狭圧力の低減を停止する指令を出力する。

【0109】

なお、第２の実施の形態の他の構成については第１の実施の形態と同様となるため説明を省略する。

【0110】

＜第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置の作用＞

【0111】

次に、第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置２００の作用について説明する。ＥＧが駆動し、ＣＶＴ１０の効率最大点検出を開始すると、ベルト効率最大点検出装置２００は、図８に示すベルト効率最大化処理フローによってベルト伝達効率を最大化する。なお、第１の実施の形態と同様の作用となる箇所は同一符号を付して説明を省略する。

【0112】

まず、ステップＳ２００では、回転速度振動時系列記憶回路２５０は、ステップＳ１０８で抽出された入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔを時系列順に記憶する。

【0113】

次に、ステップＳ２０２では、ＦＦＴ処理回路２５１は、ステップＳ２００で記憶された入力回転速度振動ΔＮｉｎ、及び出力回転速度振動ΔＮｏｕｔに基づいて、ＦＦＴ処理を行い、各周波数における入出力回転速度振動ΔＮｉｎ、ΔＮｏｕｔの周波成分としてスペクトル成分を得る。

【0114】

ステップＳ２０４では、入力ピーク周波数記憶回路２７０は、ＦＦＴ処理回路２５１によって得られた各周波数のスペクトル成分に基づいて、低周波数からドライブシャフト捩じれ振動周波数までの周波数帯域を着目周波数帯域として、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数を記憶する。

【0115】

ステップＳ２０６では、入力ピーク周波数比較回路２７１は、ステップＳ２０４で記憶された入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数に基づいて、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数の平均値を算出する。

【0116】

ステップＳ２０７では、入力ピーク周波数比較回路２７１は、ステップＳ２０６で算出されたスペクトルピーク周波数の平均値と、現時点の入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数とを比較して、現時点の入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数が、算出されたスペクトルピーク周波数の平均値より低いか否かを判定し、低いと判定された場合には、ベルトμが飽和しているとしてステップＳ１２０へ移行し、低くないと判定された場合には、ステップＳ２０８へ移行する。

【0117】

ステップＳ２０８では、入出力ピーク周波数比較回路２７２は、ステップＳ２０２で得られた各周波数のスペクトル成分に基づいて、着目周波数帯域において、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数と出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数があるか否かを判定し、スペクトルピーク周波数があると判定された場合には、ベルトグリップ状態であるとしてステップＳ２１０へ移行し、スペクトルピーク周波数がないと判定された場合には、ステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。

【0118】

ステップＳ２１０では、入出力ピーク周波数比較回路２７２は、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数と、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数とを比較して、入力回転速度振動ΔＮｉｎのスペクトルピーク周波数が、出力回転速度振動ΔＮｏｕｔのスペクトルピーク周波数より低いか否かを判定し、低いと判定された場合には、ベルトμが飽和しているとしてステップＳ１２０へ移行し、低くないと判定された場合には、ステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。

【0119】

なお、第２の実施の形態の他の作用については第１の実施の形態と同様となるため説明を省略する。

【0120】

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係るベルト効率最大点検出装置によれば、回転速度検出回路２１が、プライマリプーリ１２の入力回転速度を検出し、ＦＦＴ処理回路２５１が、入出力回転速度振動に基づいてＦＦＴ処理を行い、μ飽和判定回路２２６が、予め求められたドライブシャフト捩じれ振動周波数に対応する周波数において、入力回転速度振動の振幅のスペクトルピークとなる周波数における周波数シフトに応じて、ベルトのベルトμが飽和しているか否かを判定することで、ベルト効率を向上させることができる。

【0121】

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

【0122】

例えば、上記第１及び第２の実施の形態のベルト効率最大点検出装置では、回転速度検出回路、減速比算出回路、ドライブシャフト振動周期算出回路、回転速度振動抽出回路、回転速度振動周期計測回路（又は、回転速度振動時系列記憶回路及びＦＦＴ処理回路）、μ飽和判定回路における各回路、及び狭圧力制御回路からなる各回路によってベルト伝達効率を最大化することを実現していたが、これに限定されるものではなく、コンピュータを、上記各回路に対応する各処理部として機能させるためのプログラムによってベルト伝達効率を最大化することを実現してもよい。

【0123】

また、μ飽和判定回路に減速比算出回路、及びドライブシャフト振動周期算出回路を設け、減速比の算出、及びドライブシャフト振動周波数の算出を行うようにしてもよい。

【0124】

また、上述した第１の実施の形態では、記憶値比較回路４１及び振動周期比較回路４２の両方の回路の処理によってベルトμが飽和しているか否かを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、記憶値比較回路４１又は振動周期比較回路４２のいずれか一方のみで、ベルトμが飽和しているか否かを判定するようにしてもよい。

【0125】

また、上述した第２の実施の形態では、入力ピーク周波数比較回路２７１及び入出力ピーク周波数比較回路２７２の両方の回路の処理によってベルトμが飽和しているか否かを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、入力ピーク周波数比較回路２７１又は入出力ピーク周波数比較回路２７２のいずれか一方のみで、ベルトμが飽和しているか否かを判定するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0126】

２１ 回転速度検出回路
２２ 減速比算出回路
２３ ドライブシャフト振動周期算出回路
２４ 回転速度振動抽出回路
２５ 回転速度振動周期計測回路
２６、２２６ μ飽和判定回路
２７ 狭圧力制御回路
３０ 入力周期計測回路
３１ 出力周期計測回路
４０ 振動周期記憶回路
４１ 記憶値比較回路
４２ 振動周期比較回路
１００、２００ ベルト効率最大点検出装置
２５０ 回転速度振動時系列記憶回路
２５１ ＦＦＴ処理回路
２６０ 入力時系列記憶回路
２６１ 出力時系列記憶回路
２６２ 入力時系列ＦＦＴ処理回路
２６３ 出力時系列ＦＦＴ処理回路
２７０ 入力ピーク周波数記憶回路
２７１ 入力ピーク周波数比較回路
２７２ 入出力ピーク周波数比較回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】