JP4770709B2 - 動力伝達機構の振動抑制装置、振動抑制方法およびその方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達機構の振動を抑制する技術に関し、特に、２つのプーリとベルトにより動力が伝達される動力伝達機構において生じる振動に対して逆位相の振動を発生させて、振動を抑制する技術に関する。

車両には、動力伝達機構として、たとえば、トランスミッションの変速比を車両の走行状況に応じて調整する自動変速機が搭載される。このような自動変速機の１つに、変速比を無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が搭載されることがある。

このＣＶＴは、エンジン出力を効率的に引き出すことが可能であり、燃費および走行性能の向上に優れる。実用化されたＣＶＴの１つとして、無端金属ベルトと一対のプーリとを用いて、油圧によってプーリの有効径を変化させることで連続的に無段の変速を実現するものがある。

この無端金属ベルトは、たとえば、多数のエレメントが組み合わされて構成される。無端金属ベルトは、入力軸に取付けられた入力側プーリおよび出力軸に取付けられた出力側プーリに巻き掛けられて使用される。入力側プーリおよび出力側プーリは、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブをそれぞれ備え、溝幅を変えることで、無端金属ベルトの入力側プーリおよび出力側プーリに対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸と出力軸との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。

このように動力伝達の手段としてベルトが用いられる場合においては、作動時に発生する振動が問題となる。このような振動は、ベルトとプーリとの接触状態の変化により発生し、振動が回転軸、軸受けおよび筐体へと伝達し、共振によりケースが振動して発生する。

このような動力伝達機構における振動を抑制する技術として、たとえば、特開２００５−３５１３９０号公報（特許文献１）は、振動波の合成によりプーリやベルトの振動を抑制し、騒音を低減するベルト式無段変速機を開示する。このベルト式無段変速機は、２つのプーリに無端ベルトを巻き掛けたベルト式無段変速機である。ベルト式無段変速機は、無端ベルトに、プーリへのベルトの巻き込みによりプーリの対向する壁面間に順次挟み込まれて、プーリと無端ベルト間でトルクを伝達する係合手段を備える。係合手段は、プーリに挟み込まれるときの衝撃により、変速機にプーリの回転に対する一定周期の振動を生じさせる第１群の係合部材と、一定周期の振動を打ち消すべく同じ周期の位相のずれた振動を生じさせる第２群の係合部材とを混在させてなることを特徴とする。

このベルト式無段変速機によると、同じ周波数で逆位相の振動を加えることで、逆位相同士の振動は互いに打ち消しあうのでベルトとプーリの振動が抑制できることになる。
特開２００５−３５１３９０号公報

しかしながら、ベルト式無段変速機において、加速時等の回転変動時には、ベルトに滑り（以下の説明においては、スリップともいう）が生じることとなる。また、ベルト式無段変速機の作動が定常状態であるときにおいても微小のベルト滑りが生じる。ベルトに滑りが生じると、ベルト滑りが生じない場合と比較して、発生する振動の態様（たとえば、位相または周波数）が変化する可能性がある。

上述した公報においては、ベルトの滑りについて何ら考慮されていないため、ベルト滑りが生じた場合には、ベルトの駆動に起因して発生する振動を打ち消すことはできない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ベルトの滑り量を考慮して、動力伝達機構において発生する振動を効果的に抑制する動力伝達機構の振動抑制装置、振動抑制方法およびその方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置は、車両に搭載され、少なくとも２つのプーリと、プーリに巻き掛けられるベルトとを備えた動力伝達機構の振動抑制装置である。プーリは、入力側の第１のプーリと出力側の第２のプーリとを含む。この振動抑制装置は、ベルトの駆動に起因して生じる振動に関連した物理量を検出するための検出手段と、検出された物理量に基づいて、ベルト駆動時の振動の位相と逆位相になる振動の波形を生成するための生成手段と、第１のプーリと第２のプーリとにおける、回転時のスリップ量を検出するためのスリップ量検出手段と、検出されたスリップ量に基づいて、生成された逆位相の振動の波形を補正するための補正手段と、補正された振動を発生すための振動発生手段とを含む。第６の発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法は、第１の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置と同様の構成を有する。

第１または６の発明によると、検出された物理量（たとえば、第１のプーリの回転数および第２のプーリの回転数）に基づいて生成された、ベルト駆動時の振動の位相と逆位相になる振動の波形を、検出されたスリップ量に基づいて補正することにより、ベルト滑りにより生じる、振動の態様の変化（たとえば、振動の周波数または位相の変化）に対応させた逆位相の振動を発生させることができる。そのため、ベルトの駆動に起因して生じる振動を精度よく抑制することができる。したがって、ベルトの滑り量を考慮して、動力伝達機構において発生する振動を効果的に抑制する動力伝達機構の振動抑制装置を提供することができる。

第２の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、第１のプーリの第１の回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、第２のプーリの第２の回転数を検出するための第２の回転数検出手段とを含む。スリップ量検出手段は、第１の回転数と第２の回転数との差からスリップ量を検出するための手段をさらに含む。第７の発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法は、第２の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置と同様の構成を有する。

第２または７の発明によると、ベルトの駆動に起因して発生する振動は、入出力側のプーリの回転数および変速比に依存する傾向にある。したがって、第１の回転数および第２の回転数を検出することにより、ベルトの駆動に起因して発生する振動を検出することができる。また、第１の回転数と第２の回転数との差からスリップ量を検出することができる。検出されたスリップ量に基づいて生成された逆位相の振動波形を補正することにより、ベルト滑りにより生じる、振動の態様の変化（たとえば、振動の周波数または位相の変化）対応させた逆位相の振動を発生させることができる。

第３の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置においては、第２の発明の構成に加えて、ベルトは、複数のエレメントから構成される。振動抑制装置は、エレメントの移動状態を検出するための移動検出手段をさらに含む。生成手段は、第１の回転数と第２の回転数とのうちのいずれか一方の回転数および第１の回転数と第２の回転数との比に基づいて、ベルトの駆動に起因して生じる振動の波形を推定するための手段と、検出された移動状態に基づいて、推定された振動波形の位相と逆位相となる振動の波形を生成するための手段とを含む。第８の発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法は、第３の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置と同様の構成を有する。

第３または８の発明によると、ベルトの駆動に起因して発生する振動は、入出力側のプーリの回転数および変速比に依存する傾向にある。したがって、第１の回転数と第２の回転数とのうちのいずれか一方の回転数および第１の回転数と第２の回転数との比に基づいて、ベルトの駆動に起因して生じる振動の波形を推定することにより、新たに振動を検出するための装置を設けることなく、ベルトの駆動に起因して発生する振動を検出することができる。また、エレメントの移動状態を検出することにより、ベルトの駆動に起因して生じる振動の位相を精度よく検出することができる。

第４の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、補正手段は、スリップ量に加えて、動力伝達機構の構成部品の、仕様、伝達感度および動剛性を含む特性に基づいて、生成された逆位相の振動の波形を補正するための手段を含む。第９の発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法は、第４の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置と同様の構成を有する。

第４または９の発明によると、動力伝達機構の構成部品（たとえば、ベルト）の、仕様、伝達感度および動剛性を含む特性に基づいて、生成された逆位相の振動の波形を補正することにより、ベルトの駆動に起因して発生する振動に対応した逆位相の振動波形を精度よく生成することができる。したがって、ベルト駆動時に発生する振動を精度よく抑制することができる。

第５の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、動力伝達機構は、ベルト式無段変速機構である。第１０の発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法は、第５の発明に係る動力伝達機構の振動抑制装置と同様の構成を有する。

第５または１０の発明によると、ベルト式無段変速機構のベルト駆動時の振動を逆位相の振動を発生させて相殺することにより、ベルト駆動時に発生する振動を抑制することができる。

第１１の発明に係るプログラムは、第６〜１０のいずれかの発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法をコンピュータで実現されるプログラムであって、第１２の発明に係る記録媒体は、第６〜１０のいずれかの発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した媒体である。

第１１または第１２の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第６〜１０のいずれかの発明に係る動力伝達機構の振動抑制方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置が搭載された車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態において、動力伝達機構は、ベルト式無段変速機として説明するが、プーリとベルトとを有する動力伝達機構であれば、特にこれに限定されるものではない。たとえば、エンジンを動力源として、ウォータポンプ、エアコンコンプレッサおよびオルタネータ等の補機をベルトとプーリにより駆動させる動力伝達機構に設けられるようにしてもよい。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、前後進切換装置２９０と、ベルト式無段変速機構（以下、単に変速機構と記載する）３００と、ディファレンシャルギヤ８００と、ＥＣＵ１０００と、油圧制御部１１００とから構成される。ベルト式無段変速機は、トルクコンバータ２００と、前後進切換装置２９０と、変速機構３００と、油圧制御部１１００とから構成される。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサにより検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００と変速機構３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４００により検知される。

変速機構３００は、前後進切換装置２９０を介してトルクコンバータ２００に接続される。変速機構３００は、入力側のプライマリプーリ５００と、出力側のセカンダリプーリ６００と、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とに巻き掛けられた金属製のベルト７００とから構成される。

本実施の形態において、金属ベルト７００は、金属平板から予め定められた形状に形成されたエレメント（図示せず）が、輪状に形成されたリングに沿って複数枚積層されて構成される無端ベルトである。各エレメントには、両側にプーリのシーブと接する傾斜面が形成される。

プライマリプーリ５００は、プライマリシャフトに固定された固定シーブおよびプライマリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。セカンダリプーリ６００は、セカンダリシャフトに固定されている固定シーブおよびセカンダリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。変速機構３００の、プライマリプーリの回転数ＮＩＮ（以下の説明においては、単に回転数ＮＩＮと記載する）は、プライマリプーリ回転数センサ４１０により、セカンダリプーリの回転数ＮＯＵＴ（以下の説明においては、単に回転数ＮＯＵＴと記載する）は、セカンダリプーリ回転数センサ４２０により、検知される。

これら回転数センサは、プライマリプーリやセカンダリプーリの回転軸やこれに繋がるドライブシャフトに取付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、変速機構３００の、入力軸であるプライマリプーリや出力軸であるセカンダリプーリの僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。

さらに、ベルト７００の外周側であって、ベルト７００のエレメントに対向するようにギャップセンサ４３０が設けられる。ギャップセンサ４３０は、コイル等から構成され、対向するエレメントとの距離に応じた起電力に基づく信号を出力する。すなわち、ギャップセンサ４３０は、対向するベルト７００におけるエレメントが通過する毎に信号をＥＣＵ１０００に出力する。なお、ギャップセンサ４３０は、エレメントの移動状態が検出できれば、特に上述した構成に限定されるものではない。また、好ましくはギャップセンサ４３０は、可能な限り変速に応じたベルト７００の移動の影響の少ない位置に設けられることが望ましい。ベルト７００の移動の影響の少ない位置は、たとえば、実験等により適合すればよい。

前後進切換装置２９０は、ダブルピニオンプラネタリギヤ、リバース（後進用）ブレーキおよび入力クラッチ３１０を有している。プラネタリギヤは、そのサンギヤが入力軸に連結されており、第１および第２のピニオンを支持するキャリヤがプライマリ側固定シーブに連結されており、そしてリングギヤが後進用摩擦係合要素となるリバースブレーキに連結されており、またキャリヤとリングギヤとの間に入力クラッチ３１０が介在している。この入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、パーキング（Ｐ）ポジション、Ｒポジション、Ｎポジション以外の車両が前進するときに必ず係合状態で使用される。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００および油圧制御部１１００について説明する。

ＥＣＵ１０００には、タービン回転数センサ４００からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、プライマリプーリ回転数センサ４１０から回転数ＮＩＮを表わす信号が、セカンダリプーリ回転数センサ４２０から回転数ＮＯＵＴを表わす信号が、それぞれ入力される。

油圧制御部１１００は、変速速度制御部１１１０と、ベルト挟圧力制御部１１２０と、ロックアップ係合圧制御部１１３０と、クラッチ圧力制御部１１４０と、マニュアルバルブ１１５０とを含む。ＥＣＵ１０００から、油圧制御部１１００の変速制御用デューティソレノイド（１）１２００と、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０と、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０と、ロックアップソレノイド１２３０と、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０に制御信号が出力される。

アンプ１００２は、ＥＣＵ１０００から送信される逆位相音信号を増幅する。アンプ１００２は、増幅された逆位相音信号をスピーカ１００４に出力する。スピーカ１００４は、アンプ１００２から出力された逆位相音信号に応じて音を発生する。

スピーカ１００４は、車両の室内に設けられるオーディオスピーカを用いてもよい。また、スピーカ１００４は、オーディオスピーカとは別に室内に設けられるようにしてもよいし、エンジンルーム内に設けられてもよいし、変速機構３００に設けられるようにしてもよく、ベルト７００の駆動に起因して生じる振動が車両の室内において相殺されれば、特にスピーカ１００４の位置は限定されるものではない。なお、振動が発生すればよく、スピーカ１００４に限定されるものではない。たとえば、スピーカ１００４に代えて加振器等の振動を発生する装置を用いてもよい。

以上のような構成を有するパワートレーンにおいて、本発明は、ＥＣＵ１０００がベルト７００の駆動に起因して生じる振動に関連した物理量に基づいてベルト駆動時に発生する振動の位相と逆位相となる振動の波形を生成して、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴに基づくスリップ量に基づいて生成された逆位相の振動の波形を補正して、補正された逆位相の振動あるいは振動の波形に基づく音を発生するようにアンプ１００２に逆位相信号を送信する点に特徴を有する。

「ベルト７００の駆動に起因して生じる振動に関連した物理量」とは、本実施の形態においては、プライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数であるとして説明するが、特にプライマリプーリ回転数およびセカンダリプーリ回転数に限定されるものではなく、プライマリプーリまたはセカンダリプーリの回転に連動して回転する回転体の回転数であってもよい。

ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴとの比から変速比を算出する。ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴのうちのいずれか一方の回転数と変速比とに基づいて、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の波形を推定する。ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ４３０により検出されたエレメントの移動状態に基づいて、推定された振動波形の位相と逆位相となる振動の波形を生成する。本実施の形態においては、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮと変速比とに基づいて、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の波形を推定するものとする。

また、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮと回転数ＮＯＵＴとの差からスリップ量を検出する。ＥＣＵ１０００は、検出されたスリップ量に基づいて、生成された逆位相の振動の波形を補正する。

ＥＣＵ１０００は、補正された振動の波形に基づく逆位相音信号をアンプ１００２を介してスピーカ１００４から出力する。

なお、ＥＣＵ１０００は、スリップ量に基づいて生成された振動を補正した後、逆位相の振動を生成してもよい。あるいは、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮと変速比とスリップ量とに基づいて、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の位相と逆位相となる振動の波形を生成するようにしてもよい。

図２に、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置に含まれるＥＣＵ１０００の機能ブロック図を示す。

ＥＣＵ１０００は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）１０１０と、演算処理部１０２０と、記憶部１０５０と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）１０４０とを含む。

入力Ｉ／Ｆ１０１０は、プライマリプーリ回転数センサ４１０からのプライマリプーリ回転数信号と、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からのセカンダリ回転数信号と、ギャップセンサ４３０からのギャップ信号を受信して、演算処理部１０２０に送信する。

演算処理部１０２０は、変速比算出部１０２２と、振動波形算出部１０２４と、スリップ量検出部１０２６と、スリップ量補正処理部１０２８と、振動特性補正処理部１０３０と、逆位相音発生制御部１０３２とを含む。

変速比算出部１０２２は、受信した回転数ＮＩＮと回転数ＮＯＵＴとの比から変速比を算出する。

振動波形算出部１０２４は、受信した回転数ＮＩＮと算出された変速比とに基づいてベルト７００の駆動に起因して発生する振動の位相と逆位相となる振動の波形を算出する。

ベルト７００の駆動に起因して発生する振動は純音であるため、正弦波の式で記述することができる。そのため、振動波形算出部１０２４は、回転数ＮＩＮと変速比とに基づいて、周波数と振幅と位相をそれぞれ推定する。これにより、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動を推定することができる。

振動の推定方法としては、周知の技術を用いればよく特に限定されるものではないが、たとえば、回転数ＮＩＮおよび変速比から実験により予め計測されたマップ、表、数式を用いて周波数と振幅と位相をそれぞれ推定するようにすればよい。

より具体的には、振動波形算出部１０２４は、たとえば、回転数ＮＩＮの回転数に基づいて、回転数と周波数との関係を示すマップ、表または数式を用いて発生している振動の周波数を推定するようにしてもよい。あるいは、振動波形算出部１０２４は、たとえば、ギャップセンサ４３０からの信号に基づいて、振動の周波数を推定するようにしてもよい。すなわち、振動波形算出部１０２４は、ギャップセンサ４３０から出力される信号の周波数を振動の周波数としてもよい。

さらに、振動波形算出部１０２４は、回転数ＮＩＮまたは回転数ＮＯＵＴおよび変速比に基づいて、回転数と変速比と振幅との関係を示すマップ、表または数式を用いて発生している振動の振幅を推定するようにしてもよい。なお、回転数と変速比と振幅との関係を示すマップ、表または数式は、ベルト７００に対する挟圧力またはベルト７００およびプーリ５００，６００などの変速機構３００の構成部品の剛性、伝達感度等に基づく数値解析あるいは実験的に設定すればよい。

さらに、振動波形算出部１０２４は、たとえば、ギャップセンサ４３０からの信号に基づいて、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の位相を推定するようにしてもよい。すなわち、振動波形算出部１０２４は、ギャップセンサ４３０から出力される信号の位相を振動の位相としてもよい。なお、好ましくは、起振源（ベルト７００）から車両の室内の乗員までの距離とスピーカ１００４から車両の室内の乗員までの距離とに対応させて振動の位相を推定することが望ましい。

振動波形算出部１０２４は、推定された振動の位相と逆位相となる振動の波形を算出する。すなわち、振動波形算出部１０２４は、推定された振動の位相に対して、振幅および周波数は変更せずに、位相を１８０度ずらした振動の波形を算出する。なお、振動波形算出部１０２４は、ギャップセンサ４３０から出力される信号に基づいて、直接的に逆位相となる振動の位相を推定するようにしてもよい。

スリップ量検出部１０２６は、回転数ＮＩＮと回転数ＮＯＵＴとの差分からスリップ量を算出する。

スリップ量補正処理部１０２８は、スリップ量検出部１０２６において検出されたスリップ量に基づいて、振動波形算出部１０２４において算出された逆位相の振動の波形を補正する。

具体的には、スリップ量補正処理部１０２８は、検出されたスリップ量に基づいて、算出された逆位相の振動の波形の位相および周波数のうちの少なくともいずれか一方を補正する。

たとえば、スリップ量と位相の補正値との関係を示すマップ、表あるいは数式を記憶部１０５０に予め記憶しておき、スリップ量補正処理部１０２８は、検出されたスリップ量に基づいて位相の補正値を算出するようにしてもよい。スリップ量補正処理部１０２８は、算出された位相の補正値を用いて、振動波形算出部１０２４において算出された逆位相の振動の波形の位相を補正する。

あるいは、たとえば、スリップ量と周波数の補正値との関係を示すマップ、表あるいは数式を記憶部１０５０に予め記憶しておき、スリップ量補正処理部１０２８は、検出されたスリップ量に基づいて周波数の補正値を算出するようにしてもよい。スリップ量補正処理部１０２８は、算出された周波数の補正値を用いて、振動波形算出部１０２４において算出された逆位相の振動の波形の周波数を補正する。

振動特性補正処理部１０３０は、予め記憶部１０５０に記憶された変速機構３００の構成部品の諸元、負荷特性および振動特性に基づいて、振動波形算出部１０２４において算出された逆位相の振動の波形の振幅を補正する。

変速機構３００の構成部品とは、たとえば、ベルト７００であって、振動特性補正処理部１０３０は、ベルト７００のエレメントの数や長さ等の諸元、トルク伝達感度等の負荷特性および変速機構３００における動剛性、伝達感度等の振動特性に基づいて、振動の振幅の補正値を算出するようにしてもよい。振動特性補正処理部１０３０は、算出された振幅の補正値を用いて、振動波形算出部１０２４において算出された逆位相の振動の波形の振幅を補正する。

逆位相音発生制御部１０３２は、補正された逆位相の振動の波形を示す逆位相音信号を生成して、生成された逆位相音信号を出力Ｉ／Ｆ１０４０を介してアンプ１００２に出力する。

なお、本実施の形態において、変速比算出部１０２２、振動波形算出部１０２４、スリップ量検出部１０２６、スリップ量補正処理部１０２８、振動特性補正処理部１０３０および逆位相音発生制御部１０３２は、いずれも演算処理部１０２０であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部１０５０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部１０５０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部１０２０からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図３を参照して、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置に含まれるＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮ、回転数ＮＯＵＴを検出する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、検出された回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴの比から変速比を検出する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮと回転数ＮＯＵＴの差分からスリップ量を検出する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、メモリから振動特性を読み出す。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、スリップ量に基づく位相および周波数の補正値を算出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、振動特性に基づく振幅の補正値を算出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１０００は、逆位相音信号を生成する。具体的には、ＥＣＵ１０００は、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴのうちのいずれか一方の回転数と変速比とに基づいて、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の波形を生成する。ＥＣＵ１０００は、ギャップセンサ４３０からの信号に基づいて、生成された振動の波形の位相と逆位相となる振動の波形を生成する。ＥＣＵ１０００は、生成された逆位相の振動波形に対して、Ｓ１０８およびＳ１１０にて算出された補正値を加算する。ＥＣＵ１０００は、補正された逆位相の振動の波形を示す逆位相音信号を生成する。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１０００は、逆位相音信号をアンプ１００２に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置の動作について図４を参照しつつ説明する。

たとえば、車両が停車状態である場合を想定する。運転者がシフトレバーをドライブポジションに移動させるなどすると、変速機構３００が前進走行状態となる。車両の発進時において、変速機構３００は最減速状態である。

運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、エンジン１００の出力および回転数が上昇する。エンジン１００の回転数の上昇に伴って、変速機構３００における回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴは上昇を開始する。

このとき、以下のような段階を経てベルト７００の駆動に起因した振動が発生することとなる。

（１）ベルト７００はプーリ５００，６００からの挟圧力により、プライマリプーリ５００の回転にしたがって回転し、セカンダリプーリ６００を回転させる。

（２）ベルト７００の回転により発生した振動はトランスミッションケース等の変速機構３００の構成部品に伝達される。

（３）伝達した振動により変速機構３００の構成部品が共振する。
（４）変速機構３００の構成部品の共振に起因した振動が発生する。

一方、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置は以下のように動作する。
プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００の回転に応じて、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴが検出される（Ｓ１００）。また、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴの比から変速比が検出される（Ｓ１０２）。さらに、回転数ＮＩＮおよび回転数ＮＯＵＴの差分からスリップ量が検出される（Ｓ１０４）。さらに、メモリに記憶された振動抑制が読み出される（Ｓ１０６）。

検出されたスリップ量に基づいて振動の周波数および位相の補正値が算出される（Ｓ１０８）。さらに、読み出された振動特性に基づいて、振動の振幅の補正値が算出される（Ｓ１１０）。

回転数ＮＩＮまたは回転数ＮＯＵＴと変速比と振動の周波数および位相の補正値と振動の振幅の補正値とから、ベルト７００の駆動に起因して発生する振動の位相と逆位相の振動の波形が算出され、算出された振動の波形を示す逆位相音信号がアンプ１００２に送信される（Ｓ１１２，Ｓ１１４）。アンプ１００２において逆位相音信号が増幅され、スピーカ１００４から生成された逆位相音信号に基づく音が発生する。

変速機構３００の構成部品の共振に起因した振動と、スピーカ１００４から出力された振動とが重なり合う。このとき、いずれの振動も同じ振幅であって、位相が逆位相の関係となるため、共振により発生振動とスピーカ１００４から出力された振動とは図４中の２つの振動が重なり合った太線に示すように、相殺される。

変速機構３００の構成部品の共振に起因した振動が抑制されるため、運転者が聞くベルト７００の駆動に起因した振動による音は静かになる。

以上のようにして、本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置によると、検出された回転数ＮＩＮおよびＮＯＵＴに基づいて生成された、ベルト駆動時の振動の位相と逆位相になる振動の波形を、検出されたスリップ量に基づいて補正することにより、ベルト滑りにより生じる、振動の周波数または位相の変化に対応させた逆位相の振動波形を生成することができる。そのため、ベルトの駆動に起因して生じる振動を精度よく抑制することができる。したがって、ベルトの滑り量を考慮して、動力伝達機構において発生する振動を効果的に抑制する動力伝達機構の振動抑制装置を提供することができる。

さらに、ベルトの駆動に起因して発生する振動は、入出力側のプーリの回転数および変速比に依存する傾向にある。したがって、回転数ＮＩＮと回転数ＮＯＵＴとのうちのいずれか一方の回転数および変速比に基づいて、ベルトの駆動に起因して生じる振動の波形を推定することにより、新たに振動を検出するための装置を設けることなく、ベルトの駆動に起因して発生する振動を検出することができる。また、エレメントの移動状態を検出することにより、ベルトの駆動に起因して生じる振動の位相を精度よく検出することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態におけるベルト式無段変速機の構成を説明するための図である。 本実施の形態におけるＥＣＵの構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態におけるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る動力伝達機構の振動抑制装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２９０ 前後進切換装置、３００ ベルト式無段変速機構、３１０ 入力クラッチ、４００ タービン回転数センサ、４１０ プライマリプーリ回転数センサ、４２０ セカンダリプーリ回転数センサ、４３０ ギャップセンサ、５００ プライマリプーリ、６００ セカンダリプーリ、７００ ベルト、８００ ディファレンシャルギヤ、１０００ ＥＣＵ、１００２ アンプ、１００４ スピーカ、１０１０ 入力Ｉ／Ｆ、１０２０ 演算処理部、１０２２ 変速比算出部、１０２４ 振動波形算出部、１０２６ スリップ量検出部、１０２８ スリップ量補正処理部、１０３０ 振動特性補正処理部、１０３２ 逆位相音発生制御部、１０４０ 出力Ｉ／Ｆ、１０５０ 記憶部、１１００ 油圧制御部、１１１０ 変速速度制御部、１１２０ ベルト挟圧力制御部、１１３０ ロックアップ係合圧制御部、１１４０ クラッチ圧力制御部、１１５０ マニュアルバルブ、１２００，１２１０ 変速制御用デューティソレノイド、１２２０ ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド、１２３０ ロックアップソレノイド、１２４０ ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド。

Claims (12)

1. 車両に搭載され、少なくとも２つのプーリと、前記プーリに巻き掛けられるベルトとを備えた動力伝達機構の振動抑制装置であって、前記プーリは、入力側の第１のプーリと出力側の第２のプーリとを含み、
   ベルトの駆動に起因して生じる振動に関連した物理量を検出するための検出手段と、
   前記検出された物理量に基づいて、前記ベルト駆動時の振動の位相と逆位相になる振動の波形を生成するための生成手段と、
   前記第１のプーリと前記第２のプーリとにおける、回転時のスリップ量を検出するためのスリップ量検出手段と、
   前記検出されたスリップ量に基づいて、前記逆位相になる振動によって前記ベルト駆動時の振動が打ち消されるように前記生成された逆位相の振動の波形を補正するための補正手段と、
   前記補正された振動を発生するための振動発生手段とを含む、動力伝達機構の振動抑制装置。
2. 前記検出手段は、
   前記第１のプーリの第１の回転数を検出するための第１の回転数検出手段と、
   前記第２のプーリの第２の回転数を検出するための第２の回転数検出手段とを含み、
   前記スリップ量検出手段は、前記第１の回転数と前記第２の回転数との差からスリップ量を検出するための手段をさらに含む、請求項１に記載の動力伝達機構の振動抑制装置。
3. 前記ベルトは、複数のエレメントから構成され、
   前記振動抑制装置は、前記エレメントの移動状態を検出するための移動検出手段をさらに含み、
   前記生成手段は、
   前記第１の回転数と前記第２の回転数とのうちのいずれか一方の回転数および前記第１の回転数と前記第２の回転数との比に基づいて、前記ベルトの駆動に起因して生じる振動の波形を推定するための手段と、
   前記検出された移動状態に基づいて、前記推定された振動波形の位相と逆位相となる振動の波形を生成するための手段とを含む、請求項２に記載の動力伝達機構の振動抑制装置。
4. 前記補正手段は、前記スリップ量に加えて、前記動力伝達機構の構成部品の、仕様、伝達感度および動剛性を含む特性に基づいて、前記生成された逆位相の振動の波形を補正するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の動力伝達機構の振動抑制装置。
5. 前記動力伝達機構は、ベルト式無段変速機構である、請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝達機構の振動抑制装置。
6. 車両に搭載され、少なくとも２つのプーリと、前記プーリに巻き掛けられるベルトとを備えた動力伝達機構の振動抑制方法であって、前記プーリは、入力側の第１のプーリと出力側の第２のプーリとを含み、
   ベルトの駆動に起因して生じる振動に関連した物理量を検出する検出ステップと、
   前記検出された物理量に基づいて、前記ベルト駆動時の振動の位相と逆位相になる振動の波形を生成する生成ステップと、
   前記第１のプーリと前記第２のプーリとにおける、回転時のスリップ量を検出するスリップ量検出ステップと、
   前記逆位相になる振動によって前記ベルト駆動時の振動が打ち消されるように前記検出されたスリップ量に基づいて、前記生成された逆位相の振動の波形を補正する補正ステップと、
   前記補正された振動を発生するステップとを含む、動力伝達機構の振動抑制方法。
7. 前記検出ステップは、
   前記第１のプーリの第１の回転数を検出するステップと、
   前記第２のプーリの第２の回転数を検出するステップとを含み、
   前記スリップ量検出ステップは、前記第１の回転数と前記第２の回転数との差からスリップ量を算出するステップをさらに含む、請求項６に記載の動力伝達機構の振動抑制方法。
8. 前記ベルトは、複数のエレメントから構成され、
   前記振動抑制方法は、前記エレメントの移動状態を検出するステップをさらに含み、
   前記生成ステップは、
   前記第１の回転数と前記第２の回転数とのうちのいずれか一方の回転数および前記第１の回転数と前記第２の回転数との比に基づいて、前記ベルトの駆動に起因して生じる振動の波形を推定するステップと、
   前記検出された移動状態に基づいて、前記推定された振動波形の位相と逆位相となる振動の波形を生成するステップとを含む、請求項７に記載の動力伝達機構の振動抑制方法。
9. 前記補正ステップは、前記スリップ量に加えて、前記動力伝達機構の構成部品の、仕様伝達感度および動剛性を含む特性に基づいて、前記生成された逆位相の振動の波形を補正するステップを含む、請求項６〜８のいずれかに記載の動力伝達機構の振動抑制方法。
10. 前記動力伝達機構は、ベルト式無段変速機構である、請求項６〜９のいずれかに記載の動力伝達機構の振動抑制方法。
11. 請求項６〜１０のいずれかに記載の振動抑制方法をコンピュータに実現させるプログラム。
12. 請求項６〜１０のいずれかに記載の振動抑制方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。

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