スライディングモード制御を用いた制御装置及び制御方法
【課題】 車両用の無段変速機等の制御に好適な、スライディングモード制御を用いた制御に関し、制御のハンチングをより確実に防止することができるようにする。
【解決手段】 無段変速機の目標変速比に応じた可動プーリの第１目標ストロークｘ1*を設定し、第１目標ストロークｘ1*に、可動プーリの実ストロークｘとこの第１目標ストロークｘ1*との偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標ストロークｘ2*を用いてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計し、この切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力ｕ´nlを演算し、演算した非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により可動プーリの位置を制御し、目標変速比状態とする。
【解決手段】 無段変速機の目標変速比に応じた可動プーリの第１目標ストロークｘ1*を設定し、第１目標ストロークｘ1*に、可動プーリの実ストロークｘとこの第１目標ストロークｘ1*との偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標ストロークｘ2*を用いてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計し、この切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力ｕ´nlを演算し、演算した非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により可動プーリの位置を制御し、目標変速比状態とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の無段変速機として、ベルト式無段変速機が知られているが、このベルト式無段変速機を制御するための制御装置は、プーリ位置やプライマリ回転数（駆動プーリの回転数）を制御対象として、無段変速機の変速比を、車両の運転状態に適合する変速比となるように制御していた。
この変速比の調整のために、一般に、ベルト式無段変速機においては、入力トルクに応じてセカンダリ油圧（従動プーリのベルト挟持力調整のための油圧）を設定するセカンダリ油圧制御系と、入力トルクおよびセカンダリ油圧に応じて、所定の変速比を得るのに必要なプライマリ油圧（駆動プーリのプーリ位置調整のための油圧）を設定する変速比制御系とを備えていた。
【０００３】
ここで、変速比制御系では目標変速比を実現するために、対応する目標プーリ位置、或いは、目標プライマリ回転数が演算され、これらプーリ位置或いはプライマリ回転数の実値との偏差に基づくフィードバック制御によってプライマリ油圧の目標値が演算され、このプライマリ油圧の目標値となるように実油圧が調整されていた。
このようなフィードバック制御を行なうにあたっては、各種走行モード（発進、定常、キックダウン、手動変速、ブレーキなど）に応じて制御ゲインの調整、或いは、目標値の補正を行なうことにより、変速比のハンチングを防止して、変速制御の応答性、収束性の適正化が図られていた。
【０００４】
この種の無段変速機において、制御ゲインを調整する技術として、例えば、特許文献１には、急ブレーキ時には通常の走行モードより制御ゲインを大きくして変速比が大側に移動する速度を上げ、それ以外の場合は制御ゲインを小さく維持する技術が開示されている。
また、目標値の補正を行なう技術として、例えば、特許文献２には、スロットルが急閉された場合など、目標のプライマリ回転数が急減したときに、ＰＩＤ制御器の過剰な積分制御により、実プライマリ回転数がアンダーシュートすることで変速比のハンチングが生じるのを防止するために、目標のプライマリ回転数の減少速度にリミッタをかける技術が開示されている。
【０００５】
しかし、上記先行技術においては、基本的にはＰＩＤ制御であることからロバスト性が低いとともに、以下の様な不具合がある。すなわち、（１）各種走行モード毎に、制御ゲインを調整、あるいは、目標値の補正を行なうために、制御ソフトウエアが複雑化する。（２）各種走行モード毎に、最適な制御ゲインや目標値の補正量を設定する必要があるために制御ソフトウエアの開発に時間がかかる。
【０００６】
このような、ＰＩＤ制御の欠点を補うフィードバック制御として、ロバスト性が高く、前記（１）、（２）の問題が少ない、スライディングモード制御が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６等参照。）。
これらの技術は、基本的にはフィードフォワード演算にて得られた目標値に基づいて、スライディングモード制御器にてサーボ機構に対するフィードバック制御を行っている。
【０００７】
しかし、スライディングモード制御では、その性質上、制御のハンチングが生じ易く、運転条件が限られているロボットのような分野では大きな問題とならないものの、他の多くの分野での各種装置の制御、例えば、車両用の無段変速機等の制御に適用すると、そのハンチングが無視できず、車両の乗り心地の低下につながるなどのおそれがあった。
そこで、例えば無段変速機をスライディングモード制御するに際して、このようなハンチングを抑制するようにした技術も提案されている（特許文献７参照）。
【０００８】
この技術では、スライディングモード制御部により演算したスライディングモード制御量と、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部にて演算したフィードフォワード制御量とを加算し、この加算した制御量（目標プライマリ油圧）によりプライマリ油圧制御アクチュエータを調整するようにしている。これにより、目標プライマリ油圧は、その全てがスライディングモード制御による制御量に基づくのではなく、フィードフォワード制御による制御量分が含まれることになり、フィードフォワード制御による制御量分が含まれている分だけ、そうでない場合に比べ、小さくなる。したがって、スライディングモード制御における非線形フィードバック項ゲインを小さくとれることになり、応答性を満足しつつ、ハンチングの防止ができる。
【０００９】
さらに具体的には、以下の技術が記載されている。
スライディングモード制御量の演算において、該制御量の内の非線形フィードバック項の演算については、少なくともスライディングモード制御の位相空間上の切換え面に設けられた境界層内では、位相空間上の被制御システム（無段変速機の制御系）の状態点ｓと切換え面（切り換え関数で表される面）との距離で比例計算して得られる値よりも、絶対値として小さい値を与える非線形関数ｆ(ｓ)で状態点ｓを写像した値に基づいて、非線形フィードバック項の値を求めるようにしている（請求項４）。また、この場合の状態点ｓは、前記偏差に基づいて式ｆのごとく定義される（請求項５）。
ｓ＝ｋ１・ｅｒｒ´＋ｋ２・ｅｒｒ＋ｋ３・ｉｅｒｒ ［式ｆ］
そして、前記位相空間上の被制御システムの状態点ｓと前記切換え面との距離が、予め設定された値より大きい場合には、前記式（ｆ）における偏差の積分演算を停止するとともに、該積分演算の停止までの積分量を保持する（請求項６）。
【００１０】
したがって、例えば、無段変速機においてプライマリ油圧を制御する場合、その油圧制御にかかる状態点（ＰＩＤ制御量）ｓが切換え面（基準の状態）から一定以上離れたら、偏差の積分演算（ＰＩＤ制御量の内の積分制御量の項の演算）を停止し、積分制御量については、この積分演算の停止までの積分量を保持することになる。
【特許文献１】特許第２５０５４２０号公報
【特許文献２】特開平７−１６７２３４号公報
【特許文献３】特開平８−２４９０６７号公報
【特許文献４】特開昭６１−２７１５０９号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７１５１０号公報
【特許文献６】特開平２−２９７６０２号公報
【特許文献７】特開平１１−１９４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献７の技術では、スライディングモード制御における非線形フィードバック項のうち積分制御項の増大が防止されるため、制御ハンチングの防止に有効ではあるが、状態点が切換え面から一定以上離れない場合には、スライディングモード制御における非線形フィードバック項に対する制御ハンチング対策等はなされないため、設定によっては制御ハンチングを十分に防止できないおそれがある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、スライディングモード制御における制御のハンチングをより確実に防止することができるようにして、例えば車両用の無段変速機等の制御に適用すれば、制御ハンチングの防止により、車両の乗り心地や運転フィーリングを向上させることができるようにした、スライディングモード制御を用いた制御装置及び制御方法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】
【００１３】
上記目標を達成するため、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定手段と、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成手段とをそなえていることを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが大きいほど大きく、前記第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定されることが好ましい（請求項２）。
また、前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲内の場合には一定値とされ、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲よりも大きい場合には、前記第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定されることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
さらに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることが好ましい（請求項４）。
もう一つの本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえるとともに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることを特徴としている（請求項５）。
【００１６】
前記積分ゲイン変更手段は、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差の大きさが第２の所定範囲内の場合には最大値に設定し、前記第１偏差の大きさが前記第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲内の場合には、前記第１偏差の大きさが小さいほど大きく、前記第１偏差の大きさが大きいほど小さく設定し、前記第１偏差の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合には最小値に設定することが好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、前記切り換え関数設計手段により設計する前記切り換え関数σの積分項を０にリセット指令するリセット指令手段をさらにそなえ、前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい（請求項７）。なお、制御中であるか、又は、定常状態からの制御開始であるかは、実値と第１目標値との偏差、又は、遅れフィルタの時定数（請求項２，３）の大きさによって判断することができる。
【００１８】
例えば、前記制御対象を、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）とし、前記特定のパラメータを前記可動部材（可動プーリ）の位置として制御する場合（請求項９）において、変速時には、定常状態から変速指令があると可動部材の第１目標変位が急変して実変位と第１目標変位との第１偏差が大きくなるが、その後は、第１偏差は小さくなっていくので、実変位と第１目標変位との偏差が所定値も小さい場合（遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも小さい場合）には、変速完了前の変速途中であると判断して、実変位と第１目標変位との偏差が大きい場合（遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも大きい場合）には、定常状態から変速を開始すると判断することができる。
【００１９】
また、前記制御対象の数学モデルに基づいてスライディングモード制御の線形入力である等価制御入力を演算する線形入力演算手段をさらにそなえ、前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することが好ましい（請求項８）。
【００２０】
さらに、前記制御対象は車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）であって、前記特定のパラメータは前記可動部材（可動プーリ）の位置であることが好ましい（請求項９）。
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定ステップと、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成ステップとをそなえていることを特徴としている（請求項１０）。
【００２１】
前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差に応じて変更することが好ましい（請求項１１）。
もう一つの本発明のスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差に応じて変更することを特徴としている（請求項１２）。
【００２２】
上記の各制御方法において、前記切り換え関数設計ステップにより設計する前記切り換え関数σの積分項を０にリセット指令するリセット指令ステップをさらにそなえ、前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい（請求項１３）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項１）及び制御方法（請求項１０）によれば、制御対象の目的状態に応じた第１目標値に対して、実値とこの第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標値を目標値とするので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、かかる無段変速機を備えた車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。
【００２４】
つまり、制御対象の目的状態を大きく変化させる場合には、第１目標値を大きく変化させることになるが、制御対象の目的状態への変化速度には限界があり、制御対象の状態（実値）と第１目標値との偏差（第１偏差）が大きい状態が継続してしまうことになる。このため、この第１偏差に基づいて切り換え関数を設計すると、切り換え関数に含まれる偏差の積分項がこの大きな第１偏差を累積的に加算して過剰な値になっていくため、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまう。これに対して、第１目標値に対して、第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標値に基づいて切り換え関数を設計すると、第１目標値が大きく変化しても、第２偏差の大きさは抑制されるため、切り換え関数に含まれる偏差の積分項の過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。
【００２５】
特に、第２目標値を生成するための遅れフィルタの時定数を、第１偏差の大きさが大きいほど大きく、第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定する（請求項２）、或いは、第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定する（請求項３）ことにより、制御対象に対する本来の目標値（第１目標値）への追従性を確保しながら、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制する効果を得ることができる。また、第１偏差の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内の）場合には、遅れフィルタの時定数を一定値とすることにより（請求項３）、第２目標値を第１目標値に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。
【００２６】
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項４，５）及び制御方法（請求項１１，１２）によれば、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差に応じて変更するので、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差が大きいほど小さくなるように第１偏差に応じて変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。
【００２７】
つまり、制御対象の状態（実値）と目標値（第１目標値）との偏差（第１偏差）が大きいと切り換え関数に含まれる偏差の積分項が過剰な値になって、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまうが、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差が大きいほど小さくなるように変更するので、偏差の積分項が過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。
【００２８】
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項７）及び制御方法（請求項１３）によれば、制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる状態のときには切り換え関数σの積分項を０にするリセット指令は行なわず、制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる状態のときには前記リセット指令を行なうことにより、切り換え関数σの積分項に適切な値を与えることができ、制御精度を高めることができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、変速比の応答遅れを抑制して変速性能を高め車両の燃費向上を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態を説明するもので、これらの図に基づいて説明する。
図１はその制御装置の構成を示すブロック図、図２はその制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図、図３はその制御の特性を示すグラフ、図４はその制御方法を説明するフローチャートである。
【００３０】
［本制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置搭載車両のシステム構成］
図２は、本制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両（自動車）のシステム構成図である。図２に示すように、エンジン１０の動力はトルクコンバータ２０及び前後進クラッチ２５を介してＣＶＴ３０に伝達される。ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）３０は駆動側のプライマリプーリ３１及び従動側のセカンダリプーリ３２からなり、両者の間に介在されたベルト３３により動力伝達を行なう。
【００３１】
かかるＣＶＴ３０ではこれらの駆動側及び従動側双方のプーリ３１，３２にかかる油圧を独立して制御することで変速が行われ、プライマリプーリ（駆動側プーリ，可動プーリ）３１及びセカンダリプーリ（従動側プーリ）３２はそれぞれプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａを備えている。このプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａを油圧によりスライドさせることで、プライマリプーリ３１ａ及びセカンダリプーリ３２ａにおけるベルト回転半径を独立に変化させて変速を行なう。
【００３２】
オイルポンプ４０は、第１調圧弁５１を介してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に油を供給し、第２調圧弁５２を介してプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２に油を供給する油圧源である。また、プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２はＣＶＴコントロールユニット（制御装置）１００により制御されるソレノイドバルブであり、それぞれプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２と接続して信号圧を送ることで制御を行なう。
【００３３】
（ＣＶＴプーリの油圧制御）
オイルポンプ４０により発生した油圧は第１調圧弁５１によりライン圧に調整され、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給される。また、第２調圧弁５２によりパイロット圧とされてプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２に供給される。ＣＶＴコントロールユニット１００はプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２を制御し、供給されたパイロット圧を所望の信号圧に調整してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給する。
【００３４】
プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２は、供給された信号圧に基づいてライン圧を調圧し、それぞれプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａに油圧を供給してスライドさせる。以上示されるように、ＣＶＴコントロールユニット１００によってプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２を制御することで、ＣＶＴ３０の変速を達成する。
【００３５】
［ＣＶＴコントロールユニットの制御構成］
図１は、ＣＶＴコントロールユニット１００による制御ブロック図である。図１に示すように、ＣＶＴコントロールユニット１００は、外部入力取得部１０１と、推力，差推力演算部１１０と、スライディングモード制御部（スライディングモード制御器）１２０と、加算部１０２，１０３と、油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０と、実変速比演算部１５０とをそなえ、油圧弁ソレノイド１４０（プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２）を制御し、ＣＶＴ３０の変速部（プーリ＆ベルト）の状態を制御する。
【００３６】
このうち、外部入力取得部１０１では、ＣＶＴ３０が接続されたエンジンのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジンから変速機への入力トルク（エンジン負荷）Ｔｅなどの情報や、車速センサ（図示略）からの車速ＶＳＰ，プライマリ回転センサ（図示略）からのプライマリプーリ回転数Ｎpri，スロットル開度センサ（図示略）からのスロットル開度［入力トルク（エンジン負荷）Ｔｅの関連する情報］ＴＶ０などの情報を収集するとともに、変速指令（目標変速比）ｉｐ＊を算出する。なお、目標変速比ｉｐ＊は、車速ＶＳＰ，プライマリプーリ回転数Ｎpri及びスロットル開度ＴＶ０に基づき変速線により算出される。
【００３７】
推力演算部１１０は、目標変速比ｉｐ＊が維持できるようにベルトプーリに与えるべきバランス推力Ｆ＊を演算するバランス推力演算部１１１と、実験結果から予め求めた変速時の変速速度を左右する（即ち、所定変速速度を出すための）差推力ΔＦを演算する差推力演算部１１２とをそなえている。これらのバランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦは加算部１０２において加算され、これにより得られたバランス推力Ｆ＊と差推力ΔＦとの和Ｕｆｆは、無段変速機のプーリ制御のフィードフォワード量としてベルトプーリに加えるべく出力される。
【００３８】
また、実変速比演算部１５０では、プライマリ回転センサ（図示略）から入力されたプライマリ回転数Ｎpri及びセカンダリ回転センサ（図示略）から入力されたセカンダリ回転数Ｎsecから実変速比ｒｉｐ（＝Ｎpri／Ｎsec）を算出する。
スライディングモード制御器１２０では、目標変速比ｉｐ＊と実変速比ｒｉｐとに基づいて実変速比が目標変速比へある程度の外乱などがあっても定常誤差なく安定に収束するように制御量を算出してベルトプーリに加えるべく出力する。
【００３９】
このスライディングモード制御器１２０は、変速比−ストローク変換部（第１目標値設定手段）１２１ａと、変速比−ストローク変換部１２１ｂと、補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）１２２と、偏差演算部１２３と、切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）１２４と、切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）１２５と、積分リセット司令部（リセット司令手段）１２６と、線形入力演算部（線形入力演算手段）１２７と、非線形入力演算部（非線形入力演算手段）１２８と、加算部１２９とをそなえる。なお、変速比−ストローク変換部１２１ａと補正目標変位生成部１２２とから目標値設定手段が構成される。
【００４０】
変速比−ストローク変換部１２１ａでは、外部入力取得部１０１から入力された目標変速比ｉｐ＊からプーリの目標変位（目標ストローク量、第１目標値に相当する）ｘ1*を求める。また、変速比−ストローク変換部１２１ｂでは、実変速比演算部１５０から入力された実変速比ｒｉｐからプーリの実変位（実ストローク量、実値に相当する）ｘを求める。変速比とプーリストロークとの間には相関関係があるので、これらの変換部１２１ａ，１２１ｂでは、この相関関係を例えばマップ化又はテーブル化しておき、これらに基づいて上記変換を行なう。
【００４１】
偏差演算部１２３では、プーリの実変位ｘと目標変位ｘ1*との偏差（第１偏差）ｅ´（ｅ´＝ｘ−ｘ1*、図中及び数式中ではｅ上にバーを付して表記する）を演算する。また、偏差演算部１２３では、プーリの実変位ｘと後述の補正目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）についても演算する。
補正目標変位生成部１２２には、遅れフィルタが備えられ、変換部１２１ａで変換された目標変位ｘ1*に対して遅れを与えて、補正目標変位（補正目標ストローク量、第２目標値に相当する）ｘ2*として出力する。この遅れフィルタは、遅れにかかる時定数Ｔｃを偏差演算部１２３で演算された第１偏差ｅ´の大きさに応じて与えられる。
【００４２】
つまり、図３に太線で示すように、第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど時定数Ｔｃが大きくなるように設定される。ただし、ここでは、第１偏差ｅ´の大きさが所定範囲（第１の所定範囲）内の場合は、時定数Ｔｃを最小値に固定し、第１偏差ｅ´の大きさが所定範囲（第１の所定範囲）よりも大きい場合に、時定数Ｔｃは、第１偏差ｅ´の大きさの増加に応じて線形に比例して増大する。
【００４３】
このように、目標変位ｘ1*に対して、第１偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位ｘ2*を生成することにより、図１に変位ｘ，ｘ1*，ｘ2*の時間変化を示すが、変速開始時に、プーリの目標変位ｘ1*が一気に立ち上がって、実変位ｘと目標変位ｘ1*との偏差ｅ´が急増するのに対して、この偏差ｅ´に応じて偏差ｅ´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位ｘ2*が変化するので、実変位ｘと目標変位ｘ2*との偏差ｅは過剰に増大することがない。
【００４４】
また、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内、即ち、図３に示すｅ1´〜ｅ4´の間）場合には、遅れフィルタの時定数を一定値（最小値）とすることにより、目標変位ｘ1*に対して一定の遅れをもって補正目標変位ｘ2*が出力されるため、補正目標変位ｘ2*を目標変位ｘ1*に滑らかに収束させることができるようになっている。
切り換え関数用積分ゲイン設定部１２４では、スライディングモード制御の非線形入力の計算に用いる切り換え関数σの積分ゲインＳ1を第１偏差ｅ´に基づいて設定する［Ｓ1＝ｆ（ｅ´）］。つまり、図３に示すように、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第２の所定範囲内、即ち、図３に示すｅ2´〜ｅ3´の間）場合には、積分ゲインＳ1を最大値に設定し、第１偏差ｅ´の大きさが第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲（即ち、図３に示すｅ1´〜ｅ4´の間）内の場合には、積分ゲインＳ1を第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど小さくなるような特性で設定し、第１偏差ｅ´の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合（即ち、第１偏差ｅ´が図３に示すｅ1´よりも小さい場合及びｅ4´よりも大きい場合）には、積分ゲインＳ1を最小の一定値（最小値）に設定する。
【００４５】
特に、第１偏差ｅ´が第２の所定範囲外で且つ第３の所定範囲内（即ち、ｅ1´〜ｅ2´又はｅ3´〜ｅ4´の間）にある場合、補正目標変位生成部１２２で用いる遅れフィルタの時定数Ｔｃを利用し、次式（Ａ）の関係により、積分ゲインＳ1を設定する。
【００４６】
【数１】
切り換え関数設計部１２５では、偏差演算部１２３で求めたプーリの実変位ｘと補正目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）と、切り換え関数用積分ゲイン設定部１２４で求めた積分ゲインＳ1を用いて次式（Ｂ）によりスライディングモード制御の切り換え関数σを計算する。
【００４７】
【数２】
積分リセット司令部１２６では、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）のリセット（積分項を０にすること）の要否に応じて、切り換え関数設計部１２５に積分リセット司令を出力する。つまり、本実施形態の場合、制御中において積分器をリセットすべき状態は変速開始時であり、逆に、変速中（変速が開始されたが完了していない場合）には積分器を有効に効かせなければ制御を滑らかに行なえないのでリセットすべきではない。ただし、このような積分リセット司令については、変速開始時と判断した時のみに行なうこととする。
【００４８】
変速開始時には、プーリ実変位ｘに対して第１目標変位ｘ1*が大きく離れるため第１偏差ｅ´が大きくなるが、その後の変速中には第１偏差ｅ´は次第に小さくなるので、第１偏差ｅ´から変速開始時か変速中であるかを判定することができる。また、ここでは、第１偏差ｅ´がある程度以上大きい領域（第１の所定範囲外）の場合、第１偏差ｅ´と遅れフィルタの時定数Ｔｃとが比例的な関係になるので、積分リセット司令部１２６では、第１偏差ｅ´が小さい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Ｔｃが所定の時定数Ｔｃminよりも小さい場合には、変速制御の変速途中だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）をリセットしない。これにより、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
【００４９】
また、第１偏差ｅ´が大きい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Ｔｃが所定の時定数Ｔｃminよりも大きい場合、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする。これにより、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
また、線形入力演算部１２７では、スライディングモード制御論理のもとで、制御対象の数学モデルに最も近い等価制御入力ｕeq´（数式中では、ｕ上にハットマークを付して表記する）を次式（Ｃ）により計算する。
【００５０】
【数３】
非線形入力演算部１２８では、切り換え関数設計部１２５で求めたスライディングモード制御の切り換え関数σと線形入力演算部１２７で求めた等価制御入力ｕeq´（状態フィードバック制御入力）に基づいて、制御対象の数式モデルの不確かさや外乱などがあってもスライディング条件を満たすようなスライディングモード制御の非線形入力ｕnl´を次式（Ｄ）により計算する。
【００５１】
【数４】
加算部１２９では、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´とを加算（＝Ｕscm）する。
【００５２】
そして、加算部１０３では、加算部１０２からのフィードフォワード制御入力Ｕffと加算部１２９からのスライディングモード制御入力Ｕscmとを加算する。
油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０では、このように加算部１０３により算出された最終制御入力の推力を、各運転状態を考慮して各プーリに必要とする油圧に変換し、油圧指令を行ない、油圧指令に実油圧が追従するフィードバック制御を行なう。ただし、油圧フィードバック制御部１３０では、具体的には、油圧弁の駆動源となるソレノイドの電流制御を通じて油圧を制御するので、油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド１４０の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド１４０を制御する。
【００５３】
このように、油圧弁のソレノイド１４０が制御されることにより、無段変速機３０では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれるようになっている。
［数学モデルからのスライディングモード制御の入力設計］
ここで、ベルト式無段変速機を数式モデルで表し、上記の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´との導出について説明する。
【００５４】
ベルト式無段変速機は次式（１）のような数式モデルで表すことができる。
無段変速機の数式モデル
【００５５】
【数５】
定常誤差を無くすため、サーボ系スライディングモード制御の切り換え関数σを次式（２）のように定義する［次式（２）は前式（Ｂ）と同じもの］。
【００５６】
【数６】
スライディングモード制御をサーボ系に適用するため、式（２）に基づいて、次式（３）のように積分値を付加した拡大形を用いる。
【００５７】
【数７】
安定なスライディングモード制御システムを設計するためには、前記に定義された切り換え関数σがゼロに収束するような制御を考える。
【００５８】
そのため、次式（４）のように、Lyapunov関数V＝（１／２）σTσを導入する。
【００５９】
【数８】
ここで、明らかにＶ≧０である。
したがって、Lyapunov関数が常に単調減少する（Ｖ＜０）ならば、σは有限の時間でゼロになる。つまり、σが有限の時間でゼロになるには、Ｖ＝σ・σ＜０となればよい。
【００６０】
前記のLyapunov安定条件からスライディングモードの制御入力である等価制御入力（状態フィードバック制御）ｕeq´と非線形入力ｕnl´とを求める。
まず、次式（５）のように、数学モデル式（３）に最も近い等価制御入力ｕeq´をσ＝０から求める。
【００６１】
【数９】
また、外乱やシステムの不確かさに対してもスライディング条件を満たすために、次式（６）のように、切り換え平面（σ＝０）で不連続な項（−Ｋsgn（σ））の非線形入力ｕnl´を導入する。
【００６２】
【数１０】
ここで、前記の式（３）は、拡大系の無段変速機の数学モデルであるが、これを、不確かさをもつ実プラントモデルとすると次式（７）のように表すことができる。
【００６３】
【数１１】
ここで、安定条件Ｖ＝σ・σ＜０を満たす十分に大きなＫを次式（８）のように求める。
【００６４】
【数１２】
ここで、上式のうちのα，β，ε，ηは、不確かさや外乱などに応じて決める設計パラメータである。
【００６５】
非線形入力ｕnl´は等価制御入力ｕeq´と似ている形なので、非線形入力ｕnl´を次式（９）のように表すこともできる。
【００６６】
【数１３】
−Ｋsgn（σ）の切り換え関数sgn（σ）についての不連続チャタリングを防ぐため、飽和（saturation）関数を用いて次式（１０）のように連続化する［式（１０）は前記の式（Ｄ）と同じもの］。
【００６７】
【数１４】
ここで、上式のΦは、切り換え面の境界層の幅を決める設計パラメータ、即ち、不連続のsgn関数を連続化する区間を決める設計パラメータである。
【００６８】
サーボ系のスライディングモード制御の最終制御入力は、非線形入力ｕnl´と等価制御入力（状態フィードバック制御）ｕeq´との加算値として次式（１１）のように纏められる［式（１１）は前記の式（Ｃ）と式（Ｄ）とを合わせたもの］。
【００６９】
【数１５】
［ＣＶＴコントロールユニット（制御装置）による制御方法］
本発明の一実施形態にかかるＣＶＴコントロールユニット（制御装置）１００は、上述のように構成されているので、例えば図４に示すように変速制御が行なわれる。なお、図４のフローは所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００７０】
つまり、まず、外部入力取得部１０１及び実変速比演算部１５０において、各検出手段から種々のデータ、例えば、エンジン回転数Ｎｅ，入力エンジントルクＴｅ，車速ＶＳＰ，プライマリプーリ回転数Ｎpri，セカンダリプーリ回転数Ｎsec，スロットル開度ＴＶ０などを読み出す（ステップＳ１０：実値取得ステップ）。そして、外部入力取得部１０１及び実変速比演算部１５０では、目標ｉｐ（目標変速比）ｉｐ＊及び実ｉｐ（実変速比）ｒｉｐを算出する（ステップＳ２０：目標値取得ステップ）。
【００７１】
これらの目標変速比ｉｐ＊，実変速比ｒｉｐは、スライディングモード制御器１２０の変速比−ストローク変換部１２１ａ，においてそれぞれストローク（変位）に変換され、第１目標変位ｘ1*，実変位ｘが算出される（ステップＳ３０：目標値取得ステップの第１目標値取得ステップ，実値取得ステップ）。そして、偏差演算部１２３において実変位ｘと第１目標変位ｘ1*との偏差（第１偏差）ｅ´（ｅ´＝ｘ−ｘ1*）が演算され（ステップＳ４０）、この偏差ｅ´が、閾値ｅ1´,ｅ4´と比較される（ステップＳ５０）。
【００７２】
ここで、偏差ｅ´の大きさが閾値ｅ1´,ｅ4´以下、つまり、偏差ｅ´が閾値ｅ1´,ｅ4´の間（第１の所定範囲内）にあれば、遅れフィルタの時定数Ｔｃを最小値とし（ステップＳ６０）、偏差ｅ´の大きさが閾値−ｅ1´,ｅ4´よりも大、つまり、偏差ｅ´が閾値ｅ1´,ｅ4´の外（第１の所定範囲外）にあれば、遅れフィルタの時定数Ｔｃを偏差ｅ´に比例して大きくする（ステップＳ７０）。
【００７３】
このように、目標変位ｘ1*に対して、第１偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位ｘ2*を生成することにより、偏差ｅ´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位ｘ2*が変化するので、実変位ｘと目標変位ｘ2*との偏差ｅは過剰に増大することがない。
補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）１２２では、このように時定数Ｔｃを設定された遅れフィルタによって第１目標変位ｘ1*を第２目標変位ｘ2*に変換する（ステップＳ８０：第２目標値取得ステップ）。そして、偏差演算部１２３において実変位ｘと第２目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）が演算される（ステップＳ９０）。この偏差ｅが、閾値ｅ2´,ｅ3´と比較される（ステップＳ１００）。
【００７４】
切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）１２４では、偏差ｅの大きさが閾値−ｅ2´,ｅ3´以下、つまり、偏差ｅが閾値ｅ2´,ｅ3´の間（第２の所定範囲内）にあれば、切り換え関数σの積分ゲインＳ1を最大値ｓ1とし（ステップＳ１１０）、偏差ｅの大きさが閾値−ｅ2´,ｅ3´よりも大、つまり、偏差ｅが閾値ｅ2´,ｅ3´の外（第２の所定範囲外）にあれば、切り換え関数σの積分ゲインＳ1を前記の式（Ａ）の関係により、第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど小さくなるように設定する（ステップＳ１２０：積分ゲイン変更ステップ）。
【００７５】
切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）１２５ではこのように設定された積分ゲインＳ1を用いて、前記の式（Ｂ）のように、切り換え関数σを設計する（ステップＳ１３０：切り換え関数設計ステップ）。
そして、時定数Ｔｃを所定時定数Ｔｃminと比較して（ステップＳ１４０）、ここで、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上ならば、第１偏差ｅ´の大きさが一定以上に大きい場合であり、ステップＳ１４０からステップＳ１４４に進んで、積分リセットフラグＦｒが０か否かを判断する。積分リセットフラグＦｒが０なら、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする（ステップＳ１６０）。これにより、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
【００７６】
その後、積分リセットフラグＦｒを１にセットする（ステップＳ１６２）。
なお、積分リセットフラグＦｒは、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器を０にリセットする処理が複数回行なわれないようにするためのフラグであり、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら１とされ（ステップＳ１６２）、その後、次回の変速開始時に備えて、所定条件（下記のステップＳ１４１）を満たす場合、再び０に戻される（下記のステップＳ１４２）。
【００７７】
一方、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さければ、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい場合であり、変速制御の変速途中（即ち、変速開始時ではない）と判断して、この場合には、さらに、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間にある（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）か否かを判定し（ステップＳ１４１）、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間にあれば、ステップＳ１４２に進んで積分リセットフラグＦｒを０にクリアして、ステップＳ１５０に進み、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間で減少しなければ、ステップＳ１４２を経ずにステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）をリセットしない。
【００７８】
ステップＳ１５０の処理により、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
なお、積分リセットフラグＦｒは、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら１とされるので（ステップＳ１６２）、次回の変速開始時に備えて０に戻す必要があるが、変速開始後に早期に積分リセットフラグＦｒを０に戻すと、積分器のリセットを複数回行なってしまうおそれがある。ステップＳ１４１の積分リセットフラグＦｒを０に戻す条件は、このような事態を回避するためである。つまり、偏差ｅが閾値ｅ1´又は閾値ｅ4´の前後でふらつく場合を想定すると、ｅ＜ｅ1´又はｅ4´＜ｅの状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態）からｅ1´≦ｅ≦ｅ4´の状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さい状態）に変化しても、その後すぐに、ｅ＜ｅ1´又はｅ4´＜ｅの状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態）に戻ってしまうことが考えられ、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さくなって直に積分リセットフラグＦｒを０に戻すと再び積分器のリセットすることが考えられる。そこで、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態から所定時定数Ｔｃminよりも小さい状態に変化してもすぐには積分リセットフラグＦｒを０に戻さずに、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間の大きさまで十分に小さくなった（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）ところで、積分リセットフラグＦｒを０にクリアする（ステップＳ１４２）ようにしているのである。
【００７９】
これにより、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上であっても、ステップＳ１４４の判定でステップＳ１５０に進むため、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器のリセットは行なわれない。そして、変速動作の進行により、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin未満の状態を確実に保持するようになった（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）時点で、上記のように、ステップＳ１４０，Ｓ１４１からステップＳ１４２を経るようになって、積分リセットフラグＦｒは０にリセットされることになる。
【００８０】
このように、変速制御の定常状態からの変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器がリセットされ、そうでなければ、このリセットは行なわれずに、その後、線形入力演算部１２７で、等価制御入力ｕeq´（数式中では、ｕ上にハットマークを付して表記する）を前記の式（Ｃ）により計算する（ステップＳ１７０：線形入力演算ステップ）。
【００８１】
さらに、非線形入力演算部１２８で、切り換え関数σと等価制御入力ｕeq´（状態フィードバック制御入力）とに基づいて、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´を前記の式（Ｄ）により計算する（ステップＳ１８０：非線形入力演算ステップ）。
そして、加算部１２９で、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´とを加算（＝Ｕscm）する（ステップＳ１９０）。
【００８２】
この一方で、推力演算部１１０で、バランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦが演算され、これらのバランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦは加算部１０２において加算されフィードフォワード制御入力Ｕffが求められる（ステップＳ２００）。
加算部１０３で、加算部１０２からのフィードフォワード制御入力Ｕffと加算部１２９からのスライディングモード制御入力Ｕscmとを加算する（ステップＳ２１０）。
【００８３】
油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０では、算出された最終制御入力の推力を、各プーリに必要とする油圧に変換し（ステップＳ２２０）、この油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド１４０の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド１４０を制御する（ステップＳ２３０：制御ステップ）。
このように、油圧弁のソレノイド１４０が制御され、無段変速機３０では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれる。
【００８４】
本制御によれば、制御対象であるプーリ位置の本来の目標変位（第１目標変位）ｘ1*に対して、遅れを与えた第２目標変位ｘ2*を用いてスライディングモード制御を行なうので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を安定して行なうことができ、車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。
【００８５】
特に、第２目標変位ｘ2*を生成するための遅れフィルタの時定数を、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内の）場合には、最小値とし、第１偏差ｅ´の大きさが大きい（第１の所定範囲外の）場合には、第１偏差ｅ´の大きさの増加と比例して増大するように設定するので、第２目標変位ｘ2*を本来の目標値である第１目標変位ｘ1*に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。
【００８６】
また、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差ｅ´が大きいほど小さくなるように変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を適切に行なえ、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。
【００８７】
また、時定数に基づいて、変速制御の完了前の制御中であるか、或いは、変速制御前の定常状態から変速制御開始となった状態であるかを判断し、変速制御の完了前の制御中には、切り換え関数σの積分項を０にするリセット指令は行なわず、変速開始時には、かかるリセット指令を行なうので、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させることができ、変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットして、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
（その他）
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００８８】
例えば、上記の実施形態では、ベルト式無段変速機の変速制御に関して説明したが、本発明の制御装置及び制御方法は、他の無段変速機の変速制御や、そのほか、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に広く適用することができる。
また、遅れフィルタの時定数の設定や、切り換え関数σ積分ゲインの設定や、積分器のリセット判定についても、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる制御の特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態にかかる制御方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１０ エンジン
２０ トルクコンバータ
２５ 前後進クラッチ
３０ ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）
３１ 駆動側のプライマリプーリ
３１ａ プライマリスライドプーリ
３２ 従動側のセカンダリプーリ
３２ａ セカンダリスライドプーリ
３３ ベルト
４０ オイルポンプ
５１ 第１調圧弁
５２ 第２調圧弁
６１ プライマリソレノイド
６２ セカンダリソレノイド
７１ プライマリ調圧弁
７２ セカンダリ調圧弁
１００ ＣＶＴコントロールユニット（制御装置）
１０１ 外部入力取得部
１０２，１０３ 加算部
１１０ 推力，差推力演算部
１１１ バランス推力演算部
１１２ 差推力演算部
１２０ スライディングモード制御部（スライディングモード制御器）
１２１ａ 変速比−ストローク変換部（第１目標値設定手段）
１２１ｂ 変速比−ストローク変換部
１２２ 補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）
１２３ 偏差演算部
１２４ 切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）
１２５ 切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）
１２６ 積分リセット司令部（リセット司令手段）
１２７ 線形入力演算部（線形入力演算手段）
１２８ 非線形入力演算部（非線形入力演算手段）
１２９ 加算部
１３０ 油圧フィードバック制御部（制御手段）
１４０ 油圧弁ソレノイド（プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２）
１５０ 実変速比演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の無段変速機として、ベルト式無段変速機が知られているが、このベルト式無段変速機を制御するための制御装置は、プーリ位置やプライマリ回転数（駆動プーリの回転数）を制御対象として、無段変速機の変速比を、車両の運転状態に適合する変速比となるように制御していた。
この変速比の調整のために、一般に、ベルト式無段変速機においては、入力トルクに応じてセカンダリ油圧（従動プーリのベルト挟持力調整のための油圧）を設定するセカンダリ油圧制御系と、入力トルクおよびセカンダリ油圧に応じて、所定の変速比を得るのに必要なプライマリ油圧（駆動プーリのプーリ位置調整のための油圧）を設定する変速比制御系とを備えていた。
【０００３】
ここで、変速比制御系では目標変速比を実現するために、対応する目標プーリ位置、或いは、目標プライマリ回転数が演算され、これらプーリ位置或いはプライマリ回転数の実値との偏差に基づくフィードバック制御によってプライマリ油圧の目標値が演算され、このプライマリ油圧の目標値となるように実油圧が調整されていた。
このようなフィードバック制御を行なうにあたっては、各種走行モード（発進、定常、キックダウン、手動変速、ブレーキなど）に応じて制御ゲインの調整、或いは、目標値の補正を行なうことにより、変速比のハンチングを防止して、変速制御の応答性、収束性の適正化が図られていた。
【０００４】
この種の無段変速機において、制御ゲインを調整する技術として、例えば、特許文献１には、急ブレーキ時には通常の走行モードより制御ゲインを大きくして変速比が大側に移動する速度を上げ、それ以外の場合は制御ゲインを小さく維持する技術が開示されている。
また、目標値の補正を行なう技術として、例えば、特許文献２には、スロットルが急閉された場合など、目標のプライマリ回転数が急減したときに、ＰＩＤ制御器の過剰な積分制御により、実プライマリ回転数がアンダーシュートすることで変速比のハンチングが生じるのを防止するために、目標のプライマリ回転数の減少速度にリミッタをかける技術が開示されている。
【０００５】
しかし、上記先行技術においては、基本的にはＰＩＤ制御であることからロバスト性が低いとともに、以下の様な不具合がある。すなわち、（１）各種走行モード毎に、制御ゲインを調整、あるいは、目標値の補正を行なうために、制御ソフトウエアが複雑化する。（２）各種走行モード毎に、最適な制御ゲインや目標値の補正量を設定する必要があるために制御ソフトウエアの開発に時間がかかる。
【０００６】
このような、ＰＩＤ制御の欠点を補うフィードバック制御として、ロバスト性が高く、前記（１）、（２）の問題が少ない、スライディングモード制御が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６等参照。）。
これらの技術は、基本的にはフィードフォワード演算にて得られた目標値に基づいて、スライディングモード制御器にてサーボ機構に対するフィードバック制御を行っている。
【０００７】
しかし、スライディングモード制御では、その性質上、制御のハンチングが生じ易く、運転条件が限られているロボットのような分野では大きな問題とならないものの、他の多くの分野での各種装置の制御、例えば、車両用の無段変速機等の制御に適用すると、そのハンチングが無視できず、車両の乗り心地の低下につながるなどのおそれがあった。
そこで、例えば無段変速機をスライディングモード制御するに際して、このようなハンチングを抑制するようにした技術も提案されている（特許文献７参照）。
【０００８】
この技術では、スライディングモード制御部により演算したスライディングモード制御量と、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部にて演算したフィードフォワード制御量とを加算し、この加算した制御量（目標プライマリ油圧）によりプライマリ油圧制御アクチュエータを調整するようにしている。これにより、目標プライマリ油圧は、その全てがスライディングモード制御による制御量に基づくのではなく、フィードフォワード制御による制御量分が含まれることになり、フィードフォワード制御による制御量分が含まれている分だけ、そうでない場合に比べ、小さくなる。したがって、スライディングモード制御における非線形フィードバック項ゲインを小さくとれることになり、応答性を満足しつつ、ハンチングの防止ができる。
【０００９】
さらに具体的には、以下の技術が記載されている。
スライディングモード制御量の演算において、該制御量の内の非線形フィードバック項の演算については、少なくともスライディングモード制御の位相空間上の切換え面に設けられた境界層内では、位相空間上の被制御システム（無段変速機の制御系）の状態点ｓと切換え面（切り換え関数で表される面）との距離で比例計算して得られる値よりも、絶対値として小さい値を与える非線形関数ｆ(ｓ)で状態点ｓを写像した値に基づいて、非線形フィードバック項の値を求めるようにしている（請求項４）。また、この場合の状態点ｓは、前記偏差に基づいて式ｆのごとく定義される（請求項５）。
ｓ＝ｋ１・ｅｒｒ´＋ｋ２・ｅｒｒ＋ｋ３・ｉｅｒｒ ［式ｆ］
そして、前記位相空間上の被制御システムの状態点ｓと前記切換え面との距離が、予め設定された値より大きい場合には、前記式（ｆ）における偏差の積分演算を停止するとともに、該積分演算の停止までの積分量を保持する（請求項６）。
【００１０】
したがって、例えば、無段変速機においてプライマリ油圧を制御する場合、その油圧制御にかかる状態点（ＰＩＤ制御量）ｓが切換え面（基準の状態）から一定以上離れたら、偏差の積分演算（ＰＩＤ制御量の内の積分制御量の項の演算）を停止し、積分制御量については、この積分演算の停止までの積分量を保持することになる。
【特許文献１】特許第２５０５４２０号公報
【特許文献２】特開平７−１６７２３４号公報
【特許文献３】特開平８−２４９０６７号公報
【特許文献４】特開昭６１−２７１５０９号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７１５１０号公報
【特許文献６】特開平２−２９７６０２号公報
【特許文献７】特開平１１−１９４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献７の技術では、スライディングモード制御における非線形フィードバック項のうち積分制御項の増大が防止されるため、制御ハンチングの防止に有効ではあるが、状態点が切換え面から一定以上離れない場合には、スライディングモード制御における非線形フィードバック項に対する制御ハンチング対策等はなされないため、設定によっては制御ハンチングを十分に防止できないおそれがある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、スライディングモード制御における制御のハンチングをより確実に防止することができるようにして、例えば車両用の無段変速機等の制御に適用すれば、制御ハンチングの防止により、車両の乗り心地や運転フィーリングを向上させることができるようにした、スライディングモード制御を用いた制御装置及び制御方法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】
【００１３】
上記目標を達成するため、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定手段と、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成手段とをそなえていることを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが大きいほど大きく、前記第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定されることが好ましい（請求項２）。
また、前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲内の場合には一定値とされ、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲よりも大きい場合には、前記第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定されることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
さらに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることが好ましい（請求項４）。
もう一つの本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえるとともに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることを特徴としている（請求項５）。
【００１６】
前記積分ゲイン変更手段は、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差の大きさが第２の所定範囲内の場合には最大値に設定し、前記第１偏差の大きさが前記第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲内の場合には、前記第１偏差の大きさが小さいほど大きく、前記第１偏差の大きさが大きいほど小さく設定し、前記第１偏差の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合には最小値に設定することが好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、前記切り換え関数設計手段により設計する前記切り換え関数σの積分項を０にリセット指令するリセット指令手段をさらにそなえ、前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい（請求項７）。なお、制御中であるか、又は、定常状態からの制御開始であるかは、実値と第１目標値との偏差、又は、遅れフィルタの時定数（請求項２，３）の大きさによって判断することができる。
【００１８】
例えば、前記制御対象を、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）とし、前記特定のパラメータを前記可動部材（可動プーリ）の位置として制御する場合（請求項９）において、変速時には、定常状態から変速指令があると可動部材の第１目標変位が急変して実変位と第１目標変位との第１偏差が大きくなるが、その後は、第１偏差は小さくなっていくので、実変位と第１目標変位との偏差が所定値も小さい場合（遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも小さい場合）には、変速完了前の変速途中であると判断して、実変位と第１目標変位との偏差が大きい場合（遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも大きい場合）には、定常状態から変速を開始すると判断することができる。
【００１９】
また、前記制御対象の数学モデルに基づいてスライディングモード制御の線形入力である等価制御入力を演算する線形入力演算手段をさらにそなえ、前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することが好ましい（請求項８）。
【００２０】
さらに、前記制御対象は車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）であって、前記特定のパラメータは前記可動部材（可動プーリ）の位置であることが好ましい（請求項９）。
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定ステップと、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成ステップとをそなえていることを特徴としている（請求項１０）。
【００２１】
前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第１偏差に応じて変更することが好ましい（請求項１１）。
もう一つの本発明のスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差に応じて変更することを特徴としている（請求項１２）。
【００２２】
上記の各制御方法において、前記切り換え関数設計ステップにより設計する前記切り換え関数σの積分項を０にリセット指令するリセット指令ステップをさらにそなえ、前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい（請求項１３）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項１）及び制御方法（請求項１０）によれば、制御対象の目的状態に応じた第１目標値に対して、実値とこの第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標値を目標値とするので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、かかる無段変速機を備えた車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。
【００２４】
つまり、制御対象の目的状態を大きく変化させる場合には、第１目標値を大きく変化させることになるが、制御対象の目的状態への変化速度には限界があり、制御対象の状態（実値）と第１目標値との偏差（第１偏差）が大きい状態が継続してしまうことになる。このため、この第１偏差に基づいて切り換え関数を設計すると、切り換え関数に含まれる偏差の積分項がこの大きな第１偏差を累積的に加算して過剰な値になっていくため、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまう。これに対して、第１目標値に対して、第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第２目標値に基づいて切り換え関数を設計すると、第１目標値が大きく変化しても、第２偏差の大きさは抑制されるため、切り換え関数に含まれる偏差の積分項の過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。
【００２５】
特に、第２目標値を生成するための遅れフィルタの時定数を、第１偏差の大きさが大きいほど大きく、第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定する（請求項２）、或いは、第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定する（請求項３）ことにより、制御対象に対する本来の目標値（第１目標値）への追従性を確保しながら、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制する効果を得ることができる。また、第１偏差の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内の）場合には、遅れフィルタの時定数を一定値とすることにより（請求項３）、第２目標値を第１目標値に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。
【００２６】
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項４，５）及び制御方法（請求項１１，１２）によれば、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差に応じて変更するので、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差が大きいほど小さくなるように第１偏差に応じて変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。
【００２７】
つまり、制御対象の状態（実値）と目標値（第１目標値）との偏差（第１偏差）が大きいと切り換え関数に含まれる偏差の積分項が過剰な値になって、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまうが、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差が大きいほど小さくなるように変更するので、偏差の積分項が過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。
【００２８】
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置（請求項７）及び制御方法（請求項１３）によれば、制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる状態のときには切り換え関数σの積分項を０にするリセット指令は行なわず、制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる状態のときには前記リセット指令を行なうことにより、切り換え関数σの積分項に適切な値を与えることができ、制御精度を高めることができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材（可動プーリ）を制御対象として、前記可動部材（可動プーリ）の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合（請求項９）、変速比の応答遅れを抑制して変速性能を高め車両の燃費向上を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態を説明するもので、これらの図に基づいて説明する。
図１はその制御装置の構成を示すブロック図、図２はその制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図、図３はその制御の特性を示すグラフ、図４はその制御方法を説明するフローチャートである。
【００３０】
［本制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置搭載車両のシステム構成］
図２は、本制御にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両（自動車）のシステム構成図である。図２に示すように、エンジン１０の動力はトルクコンバータ２０及び前後進クラッチ２５を介してＣＶＴ３０に伝達される。ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）３０は駆動側のプライマリプーリ３１及び従動側のセカンダリプーリ３２からなり、両者の間に介在されたベルト３３により動力伝達を行なう。
【００３１】
かかるＣＶＴ３０ではこれらの駆動側及び従動側双方のプーリ３１，３２にかかる油圧を独立して制御することで変速が行われ、プライマリプーリ（駆動側プーリ，可動プーリ）３１及びセカンダリプーリ（従動側プーリ）３２はそれぞれプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａを備えている。このプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａを油圧によりスライドさせることで、プライマリプーリ３１ａ及びセカンダリプーリ３２ａにおけるベルト回転半径を独立に変化させて変速を行なう。
【００３２】
オイルポンプ４０は、第１調圧弁５１を介してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に油を供給し、第２調圧弁５２を介してプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２に油を供給する油圧源である。また、プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２はＣＶＴコントロールユニット（制御装置）１００により制御されるソレノイドバルブであり、それぞれプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２と接続して信号圧を送ることで制御を行なう。
【００３３】
（ＣＶＴプーリの油圧制御）
オイルポンプ４０により発生した油圧は第１調圧弁５１によりライン圧に調整され、プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給される。また、第２調圧弁５２によりパイロット圧とされてプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２に供給される。ＣＶＴコントロールユニット１００はプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２を制御し、供給されたパイロット圧を所望の信号圧に調整してプライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２に供給する。
【００３４】
プライマリ調圧弁７１及びセカンダリ調圧弁７２は、供給された信号圧に基づいてライン圧を調圧し、それぞれプライマリスライドプーリ３１ａ及びセカンダリスライドプーリ３２ａに油圧を供給してスライドさせる。以上示されるように、ＣＶＴコントロールユニット１００によってプライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２を制御することで、ＣＶＴ３０の変速を達成する。
【００３５】
［ＣＶＴコントロールユニットの制御構成］
図１は、ＣＶＴコントロールユニット１００による制御ブロック図である。図１に示すように、ＣＶＴコントロールユニット１００は、外部入力取得部１０１と、推力，差推力演算部１１０と、スライディングモード制御部（スライディングモード制御器）１２０と、加算部１０２，１０３と、油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０と、実変速比演算部１５０とをそなえ、油圧弁ソレノイド１４０（プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２）を制御し、ＣＶＴ３０の変速部（プーリ＆ベルト）の状態を制御する。
【００３６】
このうち、外部入力取得部１０１では、ＣＶＴ３０が接続されたエンジンのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジンから変速機への入力トルク（エンジン負荷）Ｔｅなどの情報や、車速センサ（図示略）からの車速ＶＳＰ，プライマリ回転センサ（図示略）からのプライマリプーリ回転数Ｎpri，スロットル開度センサ（図示略）からのスロットル開度［入力トルク（エンジン負荷）Ｔｅの関連する情報］ＴＶ０などの情報を収集するとともに、変速指令（目標変速比）ｉｐ＊を算出する。なお、目標変速比ｉｐ＊は、車速ＶＳＰ，プライマリプーリ回転数Ｎpri及びスロットル開度ＴＶ０に基づき変速線により算出される。
【００３７】
推力演算部１１０は、目標変速比ｉｐ＊が維持できるようにベルトプーリに与えるべきバランス推力Ｆ＊を演算するバランス推力演算部１１１と、実験結果から予め求めた変速時の変速速度を左右する（即ち、所定変速速度を出すための）差推力ΔＦを演算する差推力演算部１１２とをそなえている。これらのバランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦは加算部１０２において加算され、これにより得られたバランス推力Ｆ＊と差推力ΔＦとの和Ｕｆｆは、無段変速機のプーリ制御のフィードフォワード量としてベルトプーリに加えるべく出力される。
【００３８】
また、実変速比演算部１５０では、プライマリ回転センサ（図示略）から入力されたプライマリ回転数Ｎpri及びセカンダリ回転センサ（図示略）から入力されたセカンダリ回転数Ｎsecから実変速比ｒｉｐ（＝Ｎpri／Ｎsec）を算出する。
スライディングモード制御器１２０では、目標変速比ｉｐ＊と実変速比ｒｉｐとに基づいて実変速比が目標変速比へある程度の外乱などがあっても定常誤差なく安定に収束するように制御量を算出してベルトプーリに加えるべく出力する。
【００３９】
このスライディングモード制御器１２０は、変速比−ストローク変換部（第１目標値設定手段）１２１ａと、変速比−ストローク変換部１２１ｂと、補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）１２２と、偏差演算部１２３と、切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）１２４と、切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）１２５と、積分リセット司令部（リセット司令手段）１２６と、線形入力演算部（線形入力演算手段）１２７と、非線形入力演算部（非線形入力演算手段）１２８と、加算部１２９とをそなえる。なお、変速比−ストローク変換部１２１ａと補正目標変位生成部１２２とから目標値設定手段が構成される。
【００４０】
変速比−ストローク変換部１２１ａでは、外部入力取得部１０１から入力された目標変速比ｉｐ＊からプーリの目標変位（目標ストローク量、第１目標値に相当する）ｘ1*を求める。また、変速比−ストローク変換部１２１ｂでは、実変速比演算部１５０から入力された実変速比ｒｉｐからプーリの実変位（実ストローク量、実値に相当する）ｘを求める。変速比とプーリストロークとの間には相関関係があるので、これらの変換部１２１ａ，１２１ｂでは、この相関関係を例えばマップ化又はテーブル化しておき、これらに基づいて上記変換を行なう。
【００４１】
偏差演算部１２３では、プーリの実変位ｘと目標変位ｘ1*との偏差（第１偏差）ｅ´（ｅ´＝ｘ−ｘ1*、図中及び数式中ではｅ上にバーを付して表記する）を演算する。また、偏差演算部１２３では、プーリの実変位ｘと後述の補正目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）についても演算する。
補正目標変位生成部１２２には、遅れフィルタが備えられ、変換部１２１ａで変換された目標変位ｘ1*に対して遅れを与えて、補正目標変位（補正目標ストローク量、第２目標値に相当する）ｘ2*として出力する。この遅れフィルタは、遅れにかかる時定数Ｔｃを偏差演算部１２３で演算された第１偏差ｅ´の大きさに応じて与えられる。
【００４２】
つまり、図３に太線で示すように、第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど時定数Ｔｃが大きくなるように設定される。ただし、ここでは、第１偏差ｅ´の大きさが所定範囲（第１の所定範囲）内の場合は、時定数Ｔｃを最小値に固定し、第１偏差ｅ´の大きさが所定範囲（第１の所定範囲）よりも大きい場合に、時定数Ｔｃは、第１偏差ｅ´の大きさの増加に応じて線形に比例して増大する。
【００４３】
このように、目標変位ｘ1*に対して、第１偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位ｘ2*を生成することにより、図１に変位ｘ，ｘ1*，ｘ2*の時間変化を示すが、変速開始時に、プーリの目標変位ｘ1*が一気に立ち上がって、実変位ｘと目標変位ｘ1*との偏差ｅ´が急増するのに対して、この偏差ｅ´に応じて偏差ｅ´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位ｘ2*が変化するので、実変位ｘと目標変位ｘ2*との偏差ｅは過剰に増大することがない。
【００４４】
また、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内、即ち、図３に示すｅ1´〜ｅ4´の間）場合には、遅れフィルタの時定数を一定値（最小値）とすることにより、目標変位ｘ1*に対して一定の遅れをもって補正目標変位ｘ2*が出力されるため、補正目標変位ｘ2*を目標変位ｘ1*に滑らかに収束させることができるようになっている。
切り換え関数用積分ゲイン設定部１２４では、スライディングモード制御の非線形入力の計算に用いる切り換え関数σの積分ゲインＳ1を第１偏差ｅ´に基づいて設定する［Ｓ1＝ｆ（ｅ´）］。つまり、図３に示すように、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第２の所定範囲内、即ち、図３に示すｅ2´〜ｅ3´の間）場合には、積分ゲインＳ1を最大値に設定し、第１偏差ｅ´の大きさが第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲（即ち、図３に示すｅ1´〜ｅ4´の間）内の場合には、積分ゲインＳ1を第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど小さくなるような特性で設定し、第１偏差ｅ´の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合（即ち、第１偏差ｅ´が図３に示すｅ1´よりも小さい場合及びｅ4´よりも大きい場合）には、積分ゲインＳ1を最小の一定値（最小値）に設定する。
【００４５】
特に、第１偏差ｅ´が第２の所定範囲外で且つ第３の所定範囲内（即ち、ｅ1´〜ｅ2´又はｅ3´〜ｅ4´の間）にある場合、補正目標変位生成部１２２で用いる遅れフィルタの時定数Ｔｃを利用し、次式（Ａ）の関係により、積分ゲインＳ1を設定する。
【００４６】
【数１】
切り換え関数設計部１２５では、偏差演算部１２３で求めたプーリの実変位ｘと補正目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）と、切り換え関数用積分ゲイン設定部１２４で求めた積分ゲインＳ1を用いて次式（Ｂ）によりスライディングモード制御の切り換え関数σを計算する。
【００４７】
【数２】
積分リセット司令部１２６では、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）のリセット（積分項を０にすること）の要否に応じて、切り換え関数設計部１２５に積分リセット司令を出力する。つまり、本実施形態の場合、制御中において積分器をリセットすべき状態は変速開始時であり、逆に、変速中（変速が開始されたが完了していない場合）には積分器を有効に効かせなければ制御を滑らかに行なえないのでリセットすべきではない。ただし、このような積分リセット司令については、変速開始時と判断した時のみに行なうこととする。
【００４８】
変速開始時には、プーリ実変位ｘに対して第１目標変位ｘ1*が大きく離れるため第１偏差ｅ´が大きくなるが、その後の変速中には第１偏差ｅ´は次第に小さくなるので、第１偏差ｅ´から変速開始時か変速中であるかを判定することができる。また、ここでは、第１偏差ｅ´がある程度以上大きい領域（第１の所定範囲外）の場合、第１偏差ｅ´と遅れフィルタの時定数Ｔｃとが比例的な関係になるので、積分リセット司令部１２６では、第１偏差ｅ´が小さい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Ｔｃが所定の時定数Ｔｃminよりも小さい場合には、変速制御の変速途中だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）をリセットしない。これにより、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
【００４９】
また、第１偏差ｅ´が大きい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Ｔｃが所定の時定数Ｔｃminよりも大きい場合、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする。これにより、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
また、線形入力演算部１２７では、スライディングモード制御論理のもとで、制御対象の数学モデルに最も近い等価制御入力ｕeq´（数式中では、ｕ上にハットマークを付して表記する）を次式（Ｃ）により計算する。
【００５０】
【数３】
非線形入力演算部１２８では、切り換え関数設計部１２５で求めたスライディングモード制御の切り換え関数σと線形入力演算部１２７で求めた等価制御入力ｕeq´（状態フィードバック制御入力）に基づいて、制御対象の数式モデルの不確かさや外乱などがあってもスライディング条件を満たすようなスライディングモード制御の非線形入力ｕnl´を次式（Ｄ）により計算する。
【００５１】
【数４】
加算部１２９では、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´とを加算（＝Ｕscm）する。
【００５２】
そして、加算部１０３では、加算部１０２からのフィードフォワード制御入力Ｕffと加算部１２９からのスライディングモード制御入力Ｕscmとを加算する。
油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０では、このように加算部１０３により算出された最終制御入力の推力を、各運転状態を考慮して各プーリに必要とする油圧に変換し、油圧指令を行ない、油圧指令に実油圧が追従するフィードバック制御を行なう。ただし、油圧フィードバック制御部１３０では、具体的には、油圧弁の駆動源となるソレノイドの電流制御を通じて油圧を制御するので、油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド１４０の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド１４０を制御する。
【００５３】
このように、油圧弁のソレノイド１４０が制御されることにより、無段変速機３０では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれるようになっている。
［数学モデルからのスライディングモード制御の入力設計］
ここで、ベルト式無段変速機を数式モデルで表し、上記の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´との導出について説明する。
【００５４】
ベルト式無段変速機は次式（１）のような数式モデルで表すことができる。
無段変速機の数式モデル
【００５５】
【数５】
定常誤差を無くすため、サーボ系スライディングモード制御の切り換え関数σを次式（２）のように定義する［次式（２）は前式（Ｂ）と同じもの］。
【００５６】
【数６】
スライディングモード制御をサーボ系に適用するため、式（２）に基づいて、次式（３）のように積分値を付加した拡大形を用いる。
【００５７】
【数７】
安定なスライディングモード制御システムを設計するためには、前記に定義された切り換え関数σがゼロに収束するような制御を考える。
【００５８】
そのため、次式（４）のように、Lyapunov関数V＝（１／２）σTσを導入する。
【００５９】
【数８】
ここで、明らかにＶ≧０である。
したがって、Lyapunov関数が常に単調減少する（Ｖ＜０）ならば、σは有限の時間でゼロになる。つまり、σが有限の時間でゼロになるには、Ｖ＝σ・σ＜０となればよい。
【００６０】
前記のLyapunov安定条件からスライディングモードの制御入力である等価制御入力（状態フィードバック制御）ｕeq´と非線形入力ｕnl´とを求める。
まず、次式（５）のように、数学モデル式（３）に最も近い等価制御入力ｕeq´をσ＝０から求める。
【００６１】
【数９】
また、外乱やシステムの不確かさに対してもスライディング条件を満たすために、次式（６）のように、切り換え平面（σ＝０）で不連続な項（−Ｋsgn（σ））の非線形入力ｕnl´を導入する。
【００６２】
【数１０】
ここで、前記の式（３）は、拡大系の無段変速機の数学モデルであるが、これを、不確かさをもつ実プラントモデルとすると次式（７）のように表すことができる。
【００６３】
【数１１】
ここで、安定条件Ｖ＝σ・σ＜０を満たす十分に大きなＫを次式（８）のように求める。
【００６４】
【数１２】
ここで、上式のうちのα，β，ε，ηは、不確かさや外乱などに応じて決める設計パラメータである。
【００６５】
非線形入力ｕnl´は等価制御入力ｕeq´と似ている形なので、非線形入力ｕnl´を次式（９）のように表すこともできる。
【００６６】
【数１３】
−Ｋsgn（σ）の切り換え関数sgn（σ）についての不連続チャタリングを防ぐため、飽和（saturation）関数を用いて次式（１０）のように連続化する［式（１０）は前記の式（Ｄ）と同じもの］。
【００６７】
【数１４】
ここで、上式のΦは、切り換え面の境界層の幅を決める設計パラメータ、即ち、不連続のsgn関数を連続化する区間を決める設計パラメータである。
【００６８】
サーボ系のスライディングモード制御の最終制御入力は、非線形入力ｕnl´と等価制御入力（状態フィードバック制御）ｕeq´との加算値として次式（１１）のように纏められる［式（１１）は前記の式（Ｃ）と式（Ｄ）とを合わせたもの］。
【００６９】
【数１５】
［ＣＶＴコントロールユニット（制御装置）による制御方法］
本発明の一実施形態にかかるＣＶＴコントロールユニット（制御装置）１００は、上述のように構成されているので、例えば図４に示すように変速制御が行なわれる。なお、図４のフローは所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００７０】
つまり、まず、外部入力取得部１０１及び実変速比演算部１５０において、各検出手段から種々のデータ、例えば、エンジン回転数Ｎｅ，入力エンジントルクＴｅ，車速ＶＳＰ，プライマリプーリ回転数Ｎpri，セカンダリプーリ回転数Ｎsec，スロットル開度ＴＶ０などを読み出す（ステップＳ１０：実値取得ステップ）。そして、外部入力取得部１０１及び実変速比演算部１５０では、目標ｉｐ（目標変速比）ｉｐ＊及び実ｉｐ（実変速比）ｒｉｐを算出する（ステップＳ２０：目標値取得ステップ）。
【００７１】
これらの目標変速比ｉｐ＊，実変速比ｒｉｐは、スライディングモード制御器１２０の変速比−ストローク変換部１２１ａ，においてそれぞれストローク（変位）に変換され、第１目標変位ｘ1*，実変位ｘが算出される（ステップＳ３０：目標値取得ステップの第１目標値取得ステップ，実値取得ステップ）。そして、偏差演算部１２３において実変位ｘと第１目標変位ｘ1*との偏差（第１偏差）ｅ´（ｅ´＝ｘ−ｘ1*）が演算され（ステップＳ４０）、この偏差ｅ´が、閾値ｅ1´,ｅ4´と比較される（ステップＳ５０）。
【００７２】
ここで、偏差ｅ´の大きさが閾値ｅ1´,ｅ4´以下、つまり、偏差ｅ´が閾値ｅ1´,ｅ4´の間（第１の所定範囲内）にあれば、遅れフィルタの時定数Ｔｃを最小値とし（ステップＳ６０）、偏差ｅ´の大きさが閾値−ｅ1´,ｅ4´よりも大、つまり、偏差ｅ´が閾値ｅ1´,ｅ4´の外（第１の所定範囲外）にあれば、遅れフィルタの時定数Ｔｃを偏差ｅ´に比例して大きくする（ステップＳ７０）。
【００７３】
このように、目標変位ｘ1*に対して、第１偏差ｅ´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位ｘ2*を生成することにより、偏差ｅ´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位ｘ2*が変化するので、実変位ｘと目標変位ｘ2*との偏差ｅは過剰に増大することがない。
補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）１２２では、このように時定数Ｔｃを設定された遅れフィルタによって第１目標変位ｘ1*を第２目標変位ｘ2*に変換する（ステップＳ８０：第２目標値取得ステップ）。そして、偏差演算部１２３において実変位ｘと第２目標変位ｘ2*との偏差（第２偏差）ｅ（ｅ＝ｘ−ｘ2*）が演算される（ステップＳ９０）。この偏差ｅが、閾値ｅ2´,ｅ3´と比較される（ステップＳ１００）。
【００７４】
切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）１２４では、偏差ｅの大きさが閾値−ｅ2´,ｅ3´以下、つまり、偏差ｅが閾値ｅ2´,ｅ3´の間（第２の所定範囲内）にあれば、切り換え関数σの積分ゲインＳ1を最大値ｓ1とし（ステップＳ１１０）、偏差ｅの大きさが閾値−ｅ2´,ｅ3´よりも大、つまり、偏差ｅが閾値ｅ2´,ｅ3´の外（第２の所定範囲外）にあれば、切り換え関数σの積分ゲインＳ1を前記の式（Ａ）の関係により、第１偏差ｅ´の大きさが大きくなるほど小さくなるように設定する（ステップＳ１２０：積分ゲイン変更ステップ）。
【００７５】
切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）１２５ではこのように設定された積分ゲインＳ1を用いて、前記の式（Ｂ）のように、切り換え関数σを設計する（ステップＳ１３０：切り換え関数設計ステップ）。
そして、時定数Ｔｃを所定時定数Ｔｃminと比較して（ステップＳ１４０）、ここで、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上ならば、第１偏差ｅ´の大きさが一定以上に大きい場合であり、ステップＳ１４０からステップＳ１４４に進んで、積分リセットフラグＦｒが０か否かを判断する。積分リセットフラグＦｒが０なら、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする（ステップＳ１６０）。これにより、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
【００７６】
その後、積分リセットフラグＦｒを１にセットする（ステップＳ１６２）。
なお、積分リセットフラグＦｒは、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器を０にリセットする処理が複数回行なわれないようにするためのフラグであり、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら１とされ（ステップＳ１６２）、その後、次回の変速開始時に備えて、所定条件（下記のステップＳ１４１）を満たす場合、再び０に戻される（下記のステップＳ１４２）。
【００７７】
一方、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さければ、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい場合であり、変速制御の変速途中（即ち、変速開始時ではない）と判断して、この場合には、さらに、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間にある（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）か否かを判定し（ステップＳ１４１）、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間にあれば、ステップＳ１４２に進んで積分リセットフラグＦｒを０にクリアして、ステップＳ１５０に進み、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間で減少しなければ、ステップＳ１４２を経ずにステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器（上記のＳ1∫ｅｄｔの項）をリセットしない。
【００７８】
ステップＳ１５０の処理により、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
なお、積分リセットフラグＦｒは、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら１とされるので（ステップＳ１６２）、次回の変速開始時に備えて０に戻す必要があるが、変速開始後に早期に積分リセットフラグＦｒを０に戻すと、積分器のリセットを複数回行なってしまうおそれがある。ステップＳ１４１の積分リセットフラグＦｒを０に戻す条件は、このような事態を回避するためである。つまり、偏差ｅが閾値ｅ1´又は閾値ｅ4´の前後でふらつく場合を想定すると、ｅ＜ｅ1´又はｅ4´＜ｅの状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態）からｅ1´≦ｅ≦ｅ4´の状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さい状態）に変化しても、その後すぐに、ｅ＜ｅ1´又はｅ4´＜ｅの状態（即ち、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態）に戻ってしまうことが考えられ、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃminよりも小さくなって直に積分リセットフラグＦｒを０に戻すと再び積分器のリセットすることが考えられる。そこで、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上の状態から所定時定数Ｔｃminよりも小さい状態に変化してもすぐには積分リセットフラグＦｒを０に戻さずに、偏差ｅが閾値ｅ2´と閾値ｅ3´との間の大きさまで十分に小さくなった（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）ところで、積分リセットフラグＦｒを０にクリアする（ステップＳ１４２）ようにしているのである。
【００７９】
これにより、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin以上であっても、ステップＳ１４４の判定でステップＳ１５０に進むため、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器のリセットは行なわれない。そして、変速動作の進行により、時定数Ｔｃが所定時定数Ｔｃmin未満の状態を確実に保持するようになった（ｅ2´≦ｅ≦ｅ3´）時点で、上記のように、ステップＳ１４０，Ｓ１４１からステップＳ１４２を経るようになって、積分リセットフラグＦｒは０にリセットされることになる。
【００８０】
このように、変速制御の定常状態からの変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器がリセットされ、そうでなければ、このリセットは行なわれずに、その後、線形入力演算部１２７で、等価制御入力ｕeq´（数式中では、ｕ上にハットマークを付して表記する）を前記の式（Ｃ）により計算する（ステップＳ１７０：線形入力演算ステップ）。
【００８１】
さらに、非線形入力演算部１２８で、切り換え関数σと等価制御入力ｕeq´（状態フィードバック制御入力）とに基づいて、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´を前記の式（Ｄ）により計算する（ステップＳ１８０：非線形入力演算ステップ）。
そして、加算部１２９で、スライディングモード制御の非線形入力ｕnl´と等価制御入力ｕeq´とを加算（＝Ｕscm）する（ステップＳ１９０）。
【００８２】
この一方で、推力演算部１１０で、バランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦが演算され、これらのバランス推力Ｆ＊及び差推力ΔＦは加算部１０２において加算されフィードフォワード制御入力Ｕffが求められる（ステップＳ２００）。
加算部１０３で、加算部１０２からのフィードフォワード制御入力Ｕffと加算部１２９からのスライディングモード制御入力Ｕscmとを加算する（ステップＳ２１０）。
【００８３】
油圧フィードバック制御部（制御手段）１３０では、算出された最終制御入力の推力を、各プーリに必要とする油圧に変換し（ステップＳ２２０）、この油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド１４０の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド１４０を制御する（ステップＳ２３０：制御ステップ）。
このように、油圧弁のソレノイド１４０が制御され、無段変速機３０では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれる。
【００８４】
本制御によれば、制御対象であるプーリ位置の本来の目標変位（第１目標変位）ｘ1*に対して、遅れを与えた第２目標変位ｘ2*を用いてスライディングモード制御を行なうので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を安定して行なうことができ、車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。
【００８５】
特に、第２目標変位ｘ2*を生成するための遅れフィルタの時定数を、第１偏差ｅ´の大きさが一定以内に小さい（第１の所定範囲内の）場合には、最小値とし、第１偏差ｅ´の大きさが大きい（第１の所定範囲外の）場合には、第１偏差ｅ´の大きさの増加と比例して増大するように設定するので、第２目標変位ｘ2*を本来の目標値である第１目標変位ｘ1*に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。
【００８６】
また、切り換え関数σの積分ゲインを、第１偏差ｅ´が大きいほど小さくなるように変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を適切に行なえ、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。
【００８７】
また、時定数に基づいて、変速制御の完了前の制御中であるか、或いは、変速制御前の定常状態から変速制御開始となった状態であるかを判断し、変速制御の完了前の制御中には、切り換え関数σの積分項を０にするリセット指令は行なわず、変速開始時には、かかるリセット指令を行なうので、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させることができ、変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットして、変速開始時の無駄時間，遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
（その他）
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００８８】
例えば、上記の実施形態では、ベルト式無段変速機の変速制御に関して説明したが、本発明の制御装置及び制御方法は、他の無段変速機の変速制御や、そのほか、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に広く適用することができる。
また、遅れフィルタの時定数の設定や、切り換え関数σ積分ゲインの設定や、積分器のリセット判定についても、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＣＶＴ油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる制御の特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態にかかる制御方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１０ エンジン
２０ トルクコンバータ
２５ 前後進クラッチ
３０ ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）
３１ 駆動側のプライマリプーリ
３１ａ プライマリスライドプーリ
３２ 従動側のセカンダリプーリ
３２ａ セカンダリスライドプーリ
３３ ベルト
４０ オイルポンプ
５１ 第１調圧弁
５２ 第２調圧弁
６１ プライマリソレノイド
６２ セカンダリソレノイド
７１ プライマリ調圧弁
７２ セカンダリ調圧弁
１００ ＣＶＴコントロールユニット（制御装置）
１０１ 外部入力取得部
１０２，１０３ 加算部
１１０ 推力，差推力演算部
１１１ バランス推力演算部
１１２ 差推力演算部
１２０ スライディングモード制御部（スライディングモード制御器）
１２１ａ 変速比−ストローク変換部（第１目標値設定手段）
１２１ｂ 変速比−ストローク変換部
１２２ 補正目標変位生成部（第２目標値生成手段）
１２３ 偏差演算部
１２４ 切り換え関数用積分ゲイン設定部（積分ゲイン変更手段）
１２５ 切り換え関数設計部（切り換え関数設計手段）
１２６ 積分リセット司令部（リセット司令手段）
１２７ 線形入力演算部（線形入力演算手段）
１２８ 非線形入力演算部（非線形入力演算手段）
１２９ 加算部
１３０ 油圧フィードバック制御部（制御手段）
１４０ 油圧弁ソレノイド（プライマリソレノイド６１及びセカンダリソレノイド６２）
１５０ 実変速比演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計手段と、
前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、
前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、
前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定手段と、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成手段とをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項２】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが大きいほど大きく、前記第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定されることを特徴とする、請求項１記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項３】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲内の場合には一定値とされ、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲よりも大きい場合には、前記第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定されることを特徴とする、請求項１又は２記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項４】
前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項５】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計手段と、
前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、
前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえるとともに、
前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項６】
前記積分ゲイン変更手段は、前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差の大きさが第２の所定範囲内の場合には最大値に設定し、前記第１偏差の大きさが前記第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲内の場合には、前記第１偏差の大きさが小さいほど大きく、前記第１偏差の大きさが大きいほど小さく設定し、前記第１偏差の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合には最小値に設定することを特徴とする、請求項４又は５記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項７】
前記切り換え関数設計手段により設計する前記切り換え関数の積分項を０にリセット指令するリセット指令手段をさらにそなえ、
前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項８】
前記制御対象の数学モデルに基づいてスライディングモード制御の線形入力である等価制御入力を演算する線形入力演算手段をさらにそなえ、
前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項９】
前記制御対象は車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材であって、前記特定のパラメータは前記可動部材の位置であることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項１０】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、
前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計ステップと、
前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、
前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、
前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定ステップと、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成ステップとをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１１】
前記切り換え関数設計ステップで用いる前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更ステップをさらにそなえていることを特徴とする、請求項１０記載のスライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１２】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、
前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計ステップと、
前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、
前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえるとともに、
前記切り換え関数設計ステップで用いる前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更ステップをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１３】
前記切り換え関数設計ステップにより設計する前記切り換え関数の積分項を０にリセット指令するリセット指令ステップをさらにそなえ、
前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項１０〜１２の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計手段と、
前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、
前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、
前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定手段と、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成手段とをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項２】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが大きいほど大きく、前記第１偏差の大きさが小さいほど小さく設定されることを特徴とする、請求項１記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項３】
前記遅れフィルタの時定数は、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲内の場合には一定値とされ、前記第１偏差の大きさが第１の所定範囲よりも大きい場合には、前記第１偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定されることを特徴とする、請求項１又は２記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項４】
前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項５】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計手段と、
前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、
前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえるとともに、
前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項６】
前記積分ゲイン変更手段は、前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差の大きさが第２の所定範囲内の場合には最大値に設定し、前記第１偏差の大きさが前記第２の所定範囲よりも大きく第３の所定範囲内の場合には、前記第１偏差の大きさが小さいほど大きく、前記第１偏差の大きさが大きいほど小さく設定し、前記第１偏差の大きさが第３の所定範囲よりも大きい場合には最小値に設定することを特徴とする、請求項４又は５記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項７】
前記切り換え関数設計手段により設計する前記切り換え関数の積分項を０にリセット指令するリセット指令手段をさらにそなえ、
前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項８】
前記制御対象の数学モデルに基づいてスライディングモード制御の線形入力である等価制御入力を演算する線形入力演算手段をさらにそなえ、
前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項９】
前記制御対象は車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材であって、前記特定のパラメータは前記可動部材の位置であることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。
【請求項１０】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、
前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計ステップと、
前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、
前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、
前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第１目標値を設定する第１目標値設定ステップと、前記第１目標値に対して、前記実値と前記第１目標値との偏差である第１偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第２目標値を生成する第２目標値生成ステップとをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１１】
前記切り換え関数設計ステップで用いる前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更ステップをさらにそなえていることを特徴とする、請求項１０記載のスライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１２】
制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、
前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計ステップと、
前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、
前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえるとともに、
前記切り換え関数設計ステップで用いる前記切り換え関数の積分ゲインを、前記第１偏差が大きいほど小さくなるように前記第１偏差に応じて変更する積分ゲイン変更ステップをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御方法。
【請求項１３】
前記切り換え関数設計ステップにより設計する前記切り換え関数の積分項を０にリセット指令するリセット指令ステップをさらにそなえ、
前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第１状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第２状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項１０〜１２の何れか１項に記載のスライディングモード制御を用いた制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２３３５５８（Ｐ２００７−２３３５５８Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２６００（Ｐ２００６−５２６００）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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