JP6034505B2 - 副変速機付き無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、副変速機構の変速を伴う変速判定があると、副変速機構とバリエータとの協調変速を行う副変速機付き無段変速機の制御装置に関する。

従来、バリエータと有段変速機構とを同時に変速させる協調制御を行う副変速機付き無段変速機の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、「協調制御」とは、副変速機構の変速段を変更する際、副変速機構の変速比変化方向と逆の方向にバリエータの変速比を変化させる変速をいう。この協調制御による変速を行えば、変速機全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）の急激な変化が抑制され、副変速機構による変速前後での変速ショックを小さくする等、運転者への違和感を抑制することができる。

上記従来装置にあっては、無段変速機への入力トルクが相対的に小さい領域（低車速、低開度）における、副変速機構の変速を伴う協調制御では、入力トルクが相対的に大きい領域（高車速、高開度）に比べ、変速前後のエンジン回転数の変化が少なく、フィードバック制御が狙い通りに機能しない場合がある。この対策として、変速機全体の協調変速イナーシャフェーズ時間を設定し、協調変速イナーシャフェーズ時間にて２つの変速が完了するように協調制御を実行する。

しかし、協調変速イナーシャフェーズ時間を設定した場合であっても、油圧のバラツキ等によってスルー変速比に実変速比が追従せず、協調制御が崩れてしまうことがある。特に、バリエータのイナーシャ進行速度が遅く、副変速機構のイナーシャ進行速度が速いアップ変速の場合には、副変速機構のクラッチ容量が過多となり、変速機入力回転数（＝エンジン回転数等の駆動源回転数）が低下してしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、副変速機構の変速を伴う協調制御時、変速機入力回転数の変化を抑制し、運転性の向上を図ることができる副変速機付き無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

特開平５−７９５５４号公報

上記目的を達成するため、本発明は、車両に搭載される無段変速機であって、バリエータと、副変速機構と、協調制御手段と、踏み込みアップ変速制御手段と、を備える。
前記バリエータは、変速比を無段階に変化させることができる。
前記副変速機構は、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する。
前記協調制御手段は、前記副変速機構の変速段を変更する場合、前記副変速機構を変速させつつ前記バリエータを前記副変速機構の変速方向と逆方向に変速させる協調制御を行う。
この副変速機付き無段変速機の制御装置において、
前記協調制御手段は、変速機全体の協調変速イナーシャフェーズ時間である第１イナーシャフェーズ時間と、前記第１イナーシャフェーズ時間よりも短い時間による第２イナーシャフェーズ時間を設定するイナーシャフェーズ時間設定制御部を有する。
前記協調制御手段は、前記無段変速機への入力トルクが所定値以下の協調制御であると判定されたとき、前記副変速機構を前記第１イナーシャフェーズ時間にて変速させつつ、前記バリエータを前記第２イナーシャフェーズ時間にて変速させる。

よって、無段変速機への入力トルクが所定値以下の協調制御であると判定されたとき、副変速機構の変速は、第１イナーシャフェーズ時間にて行われ、バリエータの変速は、第１イナーシャフェーズ時間よりも短い第２イナーシャフェーズ時間にて行われる。
すなわち、無段変速機への入力トルクが所定値以下の変速時には、変速前後の変速機入力回転数の変化が小さく、フィードバック制御が狙い通りに機能しない場合がある。特に、踏み込みアップ変速時であって、副変速機構のイナーシャ進行速度に対し、バリエータのイナーシャ進行速度が遅くなった場合、副変速機構のクラッチ容量が過多となり、変速機入力回転数が低下してしまう。
これに対し、協調変速イナーシャフェーズ時間である第１イナーシャフェーズ時間とは別に、第１イナーシャフェーズ時間よりも短い第２イナーシャフェーズ時間を設定することで、イナーシャフェーズ所要時間は、副変速機構の所要時間に対し、バリエータの所要時間が短縮される。このため、協調変速のイナーシャフェーズにおいて、副変速機構のクラッチ容量が過多になることがなく、変速機入力回転数の変化が抑制される。
この結果、副変速機構の変速を伴う協調制御時、変速機入力回転数の変化を抑制し、運転性の向上を図ることができる。

実施例１の制御装置が適用された副変速機付き無段変速機が搭載された車両の概略構成を示す全体図である。 実施例１の変速機コントローラの内部構成を示すブロック図である。 実施例１の変速機コントローラの記憶装置に格納されている変速マップの一例を示す変速マップ図である。 実施例１の変速機コントローラで実行されるスルー変速比を一定に保つ協調制御を説明するためのタイムチャートである。 実施例１の変速機コントローラで実行される踏み込みアップ変速協調制御処理の流れを示すフローチャートである。 比較例の変速機コントローラで実行される１→２踏み込みアップ変速協調制御動作をあらわす目標副変速機変速比・実副変速機変速比・目標バリエータ変速比・実バリエータ変速比・実スルー変速比・エンジン回転数・開放側油圧（Ｌｏｗブレーキ）・締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ）の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の変速機コントローラで実行される１→２踏み込みアップ変速協調制御動作をあらわす目標副変速機変速比・実副変速機変速比・目標バリエータ変速比・実バリエータ変速比・実スルー変速比・エンジン回転数・開放側油圧（Ｌｏｗブレーキ）・締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ）の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の変速機コントローラで実行される１→２踏み込みアップ変速協調制御中にエンジン回転数に吹き上がりが生じたときの目標副変速機変速比・実副変速機変速比・目標バリエータ変速比・実バリエータ変速比・実スルー変速比・エンジン回転数・開放側油圧（Ｌｏｗブレーキ）・締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ）の各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明の副変速機付き無段変速機の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における副変速機付き無段変速機の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速マップによる変速制御構成」、「副変速機構とバリエータの協調制御構成」、「踏み込みアップ変速協調制御構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用された副変速機付き無段変速機が搭載された車両の概略構成を示し、図２は、変速機コントローラの内部構成を示す。以下、図１及び図２に基づき、全体システム構成を説明する。
なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値である。また、「最Ｌｏｗ変速比」は当該変速機構の最大変速比を意味し、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比を意味する。

前記副変速機付き無段変速機が搭載された車両は、動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、第２ギヤ列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。
また、車両には、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０からの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１と、油圧制御回路１１を制御する変速機コントローラ１２とが設けられている。以下、各構成について説明する。

前記変速機４は、無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０に対して直列に設けられる副変速機構３０とを備える。「直列に設けられる」とは同動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０が直列に設けられるという意味である。副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されていてもよい。

前記バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備えるベルト式無段変速機構である。プーリ２１、２２は、それぞれ固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、この可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂとを備える。油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比vRatioが無段階に変化する。

前記副変速機構３０は、前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・開放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。例えば、Ｌｏｗブレーキ３２を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ３３とＲｅｖブレーキ３４を開放すれば副変速機構３０の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４を開放すれば副変速機構３０の変速段は１速よりも変速比が小さな２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３を開放すれば副変速機構３０の変速段は後進となる。なお、以下の説明では、副変速機構３０の変速段が１速であるとき「変速機４が低速モードである」と表現し、２速であるとき「変速機４が高速モードである」と表現する。

前記変速機コントローラ１２は、図２に示すように、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とから構成される。

前記入力インターフェース１２３には、アクセルペダルの踏み込み開度（以下、「アクセル開度APO」という。）を検出するアクセル開度センサ４１の出力信号、変速機４の入力回転速度（＝プライマリプーリ２１の回転速度、以下、「プライマリ回転速度Npri」という。）を検出する回転速度センサ４２の出力信号、車両の走行速度（以下、「車速VSP」という。）を検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温を検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号、エンジン１の出力トルクの信号であるトルク信号T-ENG、などが入力される。

前記記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図３）が格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されている変速制御プログラムを読み出して実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して変速制御信号を生成し、生成した変速制御信号を、出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

前記油圧制御回路１１は、複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、変速機コントローラ１２からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプ１０で発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速比vRatio、副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

［変速マップによる変速制御構成］
図３は、変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示す。以下、図３に基づき、変速マップによる変速制御構成を説明する。

前記変速機４の動作点は、図３に示す変速マップ上で車速VSPとプライマリ回転速度Npriに基づき決定される。変速機４の動作点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが変速機４の変速比（バリエータ２０の変速比vRatioに、副変速機構３０の変速比subRatioを掛けて得られる全体の変速比、以下、「スルー変速比Ratio」という。）を表している。
この変速マップには、従来のベルト式無段変速機の変速マップと同様に、アクセル開度APO毎に変速線が設定されており、変速機４の変速はアクセル開度APOに応じて選択される変速線に従って行われる。なお、図３には簡単のため、全負荷線（アクセル開度APO＝8/8のときの変速線）、パーシャル線（アクセル開度APO＝4/8のときの変速線）、コースト線（アクセル開度APO＝０のときの変速線）のみが示されている。

前記変速機４が低速モードのとき、変速機４はバリエータ２０の変速比vRatioを最大にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線と、バリエータ２０の変速比vRatioを最小にして得られる低速モード最Ｈｉｇｈ線と、の間で変速することができる。このとき、変速機４の動作点はＡ領域とＢ領域内を移動する。一方、変速機４が高速モードのとき、変速機４はバリエータ２０の変速比vRatioを最大にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線と、バリエータ２０の変速比vRatioを最小にして得られる高速モード最Ｈｉｇｈ線と、の間で変速することができる。このとき、変速機４の動作点はＢ領域とＣ領域内を移動する。

前記副変速機構３０の各変速段の変速比は、低速モード最Ｈｉｇｈ線に対応する変速比（低速モード最Ｈｉｇｈ変速比）が高速モード最Ｌｏｗ線に対応する変速比（高速モード最Ｌｏｗ変速比）よりも小さくなるように設定される。これにより、低速モードでとり得る変速機４のスルー変速比Ratioの範囲である低速モードレシオ範囲と、高速モードでとり得る変速機４のスルー変速比Ratioの範囲である高速モードレシオ範囲と、が部分的に重複する。変速機４の動作点が高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線で挟まれるＢ領域（重複領域）にあるときは、変速機４は低速モード、高速モードのいずれのモードも選択可能になっている。

前記変速機コントローラ１２は、この変速マップを参照して、車速VSP及びアクセル開度APO（車両の運転状態）に対応するスルー変速比Ratioを到達スルー変速比ＤRatioとして設定する。この到達スルー変速比ＤRatioは、当該運転状態でスルー変速比Ratioが最終的に到達すべき目標値である。そして、変速機コントローラ１２は、スルー変速比Ratioを所望の応答特性で到達スルー変速比ＤRatioに追従させるための過渡的な目標値である目標スルー変速比ｔRatioを設定し、スルー変速比Ratioが目標スルー変速比ｔRatioに一致するようにバリエータ２０及び副変速機構３０を制御する。

前記変速マップ上には、副変速機構３０のアップ変速を行うモード切換アップ変速線（副変速機構３０の１→２アップ変速線）が、低速モード最Ｈｉｇｈ線上に略重なるように設定されている。モード切換アップ変速線に対応するスルー変速比Ratioは、低速モード最Ｈｉｇｈ変速比に略等しい。また、変速マップ上には、副変速機構３０のダウン変速を行うモード切換ダウン変速線（副変速機構３０の２→１ダウン変速線）が、高速モード最Ｌｏｗ線上に略重なるように設定されている。モード切換ダウン変速線に対応するスルー変速比Ratioは、高速モード最Ｌｏｗ変速比に略等しい。

そして、変速機４の動作点がモード切換アップ変速線、又は、モード切換ダウン変速線を横切った場合、すなわち、変速機４の目標スルー変速比ｔRatioがモード切換変速比mRatioを跨いで変化した場合やモード切換変速比mRatioと一致した場合には、変速機コントローラ１２はモード切換変速制御を行う。このモード切換変速制御では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速を行うとともに、バリエータ２０の変速比vRatioを副変速機構３０の変速比subRatioが変化する方向と逆の方向に変化させるというように２つの変速を協調させる協調制御を行う。

前記協調制御では、変速機４の目標スルー変速比ｔRatioがモード切換アップ変速線を横切ったときやモード切換アップ線と一致した場合に、変速機コントローラ１２は、１→２アップ変速判定を出し、副変速機構３０の変速段を１速から２速に変更するとともに、バリエータ２０の変速比vRatioを最Ｈｉｇｈ変速比からＬｏｗ変速比に変化させる。逆に、変速機４の目標スルー変速比ｔRatioがモード切換ダウン変速線を横切ったときやモード切換ダウン変速線と一致した場合、変速機コントローラ１２は、２→１ダウン変速判定を出し、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更するとともに、バリエータ２０の変速比vRatioを最Ｌｏｗ変速比からＨｉｇｈ変速比側に変化させる。

前記モード切換アップ変速時又はモード切換ダウン変速時、バリエータ２０の変速比vRatioを変化させる協調制御を行うのは、変速機４のスルー変速比Ratioの段差により生じる入力回転の変化に伴う運転者の違和感を抑えるとともに、副変速機構３０の変速ショックを緩和することができるからである。

［副変速機構とバリエータの協調制御構成］
図４は、上記協調制御が行われる様子を示したタイムチャートである。副変速機構３０の協調変速は、準備フェーズ、トルクフェーズ、イナーシャフェーズ、終了フェーズの４つのフェーズで構成される。

前記準備フェーズは、締結側摩擦締結要素への油圧のプリチャージを行い、締結側摩擦締結要素を締結直前の状態で待機させるフェーズである。締結側摩擦締結要素とは、変速後の変速段で締結される摩擦締結要素であり、１→２アップ変速ではＨｉｇｈクラッチ３３、２→１ダウン変速ではＬｏｗブレーキ３２である。

前記トルクフェーズは、開放側摩擦締結要素への供給油圧を低下させるとともに締結側摩擦締結要素への供給油圧を上昇させ、トルクの伝達を受け持つ変速段が開放側摩擦締結要素の変速段から締結側摩擦締結要素の変速段に移行するフェーズである。開放側摩擦締結要素とは、１→２アップ変速ではＬｏｗブレーキ３２、２→１ダウン変速ではＨｉｇｈクラッチ３３である。

前記イナーシャフェーズは、副変速機構３０の変速比subRatioが変速前変速段の変速比から変速後変速段の変速比まで変化するフェーズである。イナーシャフェーズでの変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速前変速段の変速比から変速後変速段の変速比まで滑らかに、かつ、バリエータ２０の変速速度と同程度の変速速度で移り変わる副変速機構３０の目標変速比ｔsubRatioを生成するとともに、目標スルー変速比ｔRatioを副変速機構３０の目標変速比ｔsubRatioで割ってバリエータ２０の目標変速比ｔvRatioを算出する。そして、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の変速比vRatioが目標変速比ｔvRatioに一致するように、バリエータ２０を制御し、副変速機構３０の変速比subRatioが目標変速比ｔsubRatioに一致するように、Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３への供給油圧をフィードバック制御する。これにより、目標スルー変速比ｔRatioを実現しつつ、バリエータ２０と副変速機構３０の変速比が逆方向に制御される。

前記終了フェーズは、開放側摩擦締結要素への供給油圧をゼロとして開放側摩擦締結要素を完全開放させるとともに締結側摩擦締結要素への供給油圧を上昇させて締結側摩擦締結要素を完全締結させるフェーズである。

前記４つのフェーズは、運転者がアクセルペダルを踏み込んでおり車速が増大することで起こるアップ変速（オートアップ変速）、運転者がアクセルペダルを離しており車速が減少することで起こるダウン変速（コーストダウン変速）ではこの順で起こる。しかしながら、運転者がアクセルペダルから足を離したときに起こるアップ変速（足離しアップ変速）や運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに起こるダウン変速（キックダウン変速含む踏み込みダウン変速）ではトルクフェーズとイナーシャフェーズの順序が逆になる。

なお、図４では協調変速前後でスルー変速比Ratioが変化していないが、これは協調変速前後で目標スルー変速比ｔRatioを一定値としているからである。本明細書における協調制御は、このような変速態様に限定されず、副変速機構３０の変速段を変更する際に、副変速機構３０の変速比変化方向と逆の方向にバリエータ２０の変速比を変化させてスルー変速比Ratioを目標スルー変速比ｔRatioに制御するもの全般を指す（協調制御手段）。

［踏み込みアップ変速協調制御構成］
図５は、実施例１の変速機コントローラ１２にて実行される踏み込みアップ変速協調制御処理流れを示す（協調制御手段）。以下、踏み込みアップ変速協調制御処理構成をあらわす図５の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、協調制御判定であるか否かを判断する。Yes（協調制御判定）の場合はステップＳ２へ進み、No（非協調制御判定）の場合はエンドへ進む。
ここで、非協調制御とは、副変速機構３０の変速を伴う踏み込みアップ変速時、バリエータ２０の協調変速を行わない制御をいう。

ステップＳ２では、ステップＳ１での協調制御判定であるとの判断に続き、副変速機構３０での１→２アップ変速判定か否かを判断する。Yes（１→２アップ変速判定）の場合はステップＳ３へ進み、No（１→２アップ変速判定以外）の場合はエンドへ進む。
ここで、副変速機構３０での１→２アップ変速判定は、車速VSPとアクセル開度APOとプライマリ回転速度Npriにより決まる動作点が、図３に示す変速マップにおけるモード切換アップ変速線を横切ることで判定する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での１→２アップ変速判定であるとの判断に続き、副変速機構３０のアップ変速とバリエータ２０のダウン変速を行うとき、変速機全体としての協調変速イナーシャフェーズ時間（第１イナーシャフェーズ時間）を設定し、ステップＳ４へ進む（イナーシャフェーズ時間設定制御部）。
ここで、協調変速イナーシャフェーズ時間は、副変速機構３０でのアップ変速とバリエータ２０でのダウン変速による協調変速におけるイナーシャフェーズ目標所要時間として設定される。

ステップＳ４では、ステップＳ３での協調変速イナーシャフェーズ時間の設定に続き、パワーON判定であるか否かを判断する。Yes（パワーON判定）の場合はステップＳ５へ進み、No（パワーOFF判定）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、パワーON判定は、アクセル開度APOが、０＜APO≦APO1（APO1は、低開度判定値）であることか、エンジンから変速機コントローラへ入力される入力トルク信号T-ENGが、0＜T-ENG＜T-ENG1（T-ENG1は、低トルク判定値）により判定する。つまり、変速機４への入力トルクが相対的に小さい領域のときパワーONと判定をする。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのパワーON判定であるとの判断に続き、車両状態が回転落ち対策領域（車速VSPにより判定）にあるか否かを判断する。Yes（回転落ち対策領域に有り）の場合はステップＳ７へ進み、No（回転落ち対策領域に無し）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、回転落ち対策領域は、イナーシャフェーズにおいて、副変速機構３０の実変速進行速度に対し、バリエータ２０の実変速進行速度が遅く、副変速機構３０のクラッチ容量が過多となり、変速機入力回転数であるエンジン回転数が低下してしまうと推定される運転領域にあるとき、回転落ち対策領域に有りと判断する。具体的には、車速判定により行うもので、車速VSPが低車速判定値以下の低車速域を、バリエータ２０の実変速進行速度が遅くなる回転落ち対策領域とする。

ステップＳ６では、ステップＳ４でのパワーOFF判定、或いは、ステップＳ５での回転落ち対策領域に無しとの判断に続き、ステップＳ３にて設定された協調変速イナーシャフェーズ時間にて協調制御を実行し、ステップＳ１２へ進む。
すなわち、ステップＳ６へ進むと、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を同じ協調変速イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる協調制御が行われる。

ステップＳ７では、ステップＳ５での回転落ち対策領域に有りとの判断に続き、協調変速イナーシャフェーズ時間より短い時間による回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間（第２イナーシャフェーズ時間）を設定し、ステップＳ８へ進む（イナーシャフェーズ時間設定制御部）。
ここで、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間は、バリエータ２０をダウン変速させるときのイナーシャフェーズの目標時間として設定されたものである。この回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間は、バリエータ２０をダウン変速させたときのイナーシャフェーズ所要時間が、協調変速イナーシャフェーズ時間を目標時間として副変速機構３０をアップ変速させたときのイナーシャフェーズ所要時間以下になるように設定される。

ステップＳ８では、ステップＳ７での回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間の設定に続き、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間（＜協調変速イナーシャフェーズ時間）にてダウン変速させる協調制御を行い、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、ステップＳ８での副変速機構３０とバリエータ２０で目標イナーシャフェーズ時間を異ならせた協調制御、或いは、ステップＳ１２での協調制御変速未完了であるとの判断に続き、エンジン回転数の吹け上がりを検知したか否かを判断する。Yes（エンジン回転数吹け上がり検知）の場合はステップＳ１０へ進み、No（エンジン回転数吹け上がり非検知）の場合はステップＳ１１へ進む。
ここで、エンジン回転数の吹け上がりは、例えば、イナーシャフェーズに入る前のエンジン回転数からの回転数上昇量が、予め設定した吹け上がり判定値以上になると、エンジン回転数の吹け上がりであると検知する。

ステップＳ１０では、ステップＳ９でのエンジン回転数吹け上がり検知であるとの判断に続き、副変速機構３０とバリエータ２０の協調制御を継続しつつ、副変速機構３０の締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ油圧）を上昇させる制御を行い、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１１では、ステップＳ９でのエンジン回転数吹け上がり非検知であるとの判断に続き、ステップＳ８での副変速機構３０とバリエータ２０で目標イナーシャフェーズ時間を異ならせた協調制御を継続し、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ６，Ｓ１０，Ｓ１１で実行されるそれぞれの協調制御に続き、協調制御変速が完了したか否かを判断する。Yes（協調制御変速完了）の場合はエンドへ進み、No（協調制御変速未完了）の場合はステップＳ９へ戻る。

次に、作用を説明する。
実施例１の副変速機付き無段変速機の制御装置における作用を、［比較例の課題］、［踏み込みアップ変速協調制御でのエンジン回転数低下防止作用］、［踏み込みアップ変速協調制御でのエンジン回転数吹け上がり防止作用］に分けて説明する。

［比較例の課題］
まず、前提を説明すると、副変速機付き無段変速機において、副変速機構の変速を伴う踏み込みアップ変速判定を行うと、副変速機構とバリエータとの協調制御を行う。
具体的には、副変速機構における変速前後での変速ショックの発生等の運転者への違和感を抑制するために、変速機全体のスルー変速比の急激な変化を抑制する。このために、副変速機構の１→２アップ変速を実行しつつ、副変速機構の変速に合わせてバリエータを副変速機構の変速比変化とは逆方向にダウン変速させる。

副変速機付き無段変速機を搭載した車両において、協調制御を行う場合、バリエータ及び副変速機構のそれぞれで目標変速比を設定し、フィードバック制御を実施する。このフィードバック制御は、バリエータのプーリ油圧及び副変速機構の各変速段を構成するクラッチ油圧をそれぞれコントロールすることで、それぞれの目標変速比に実変速比を追従させるようにする。

ただし、無段変速機への入力トルクが相対的に小さい領域（低車速、低開度）における副変速機構のアップ変速を伴う協調制御では、入力トルクが相対的に大きい領域（高車速、高開度）に比べ、変速前後の変速機入力回転数（＝エンジン回転数）の変化が少なく、フィードバック制御が狙い通りに機能しない場合がある。
この対策として、入力トルクが相対的に小さい領域にあるとき、変速機全体の目標イナーシャフェーズ時間として、協調変速イナーシャフェーズ時間を設定し、協調変速イナーシャフェーズ時間内に２つの変速が完了するように制御を実行する。

しかし、副変速機構の摩擦要素に関する油圧感度（油圧と摩擦要素のトルク容量との関係）のバラつきや、実油圧と指示油圧との偏差であるヒステリシス等によって、副変速機構の実変速の変化は、副変速機構の目標イナーシャ変化に対して速く変化したりすることがある。また、バリエータ実変速の変化は、バリエータの目標変速比に対する追従性に所定の遅れが発生したりすることがある。このとき、協調変速イナーシャフェーズ時間を設定した場合であっても、油圧のバラツキ等によってスルー変速比に実変速比が追従せず、協調制御が崩れてしまうことがある。

特に、バリエータの実変速進行速度が目標変速比に対して遅く、副変速機構の実イナーシャ進行が速い場合には、副変速機構のクラッチ容量が過多となり、エンジン回転数が低下してしまう。このエンジン回転数の低下によって、エンジン回転数がロックアップクラッチの解除回転数まで低下してしまうことがあり、その場合にはエンスト防止のために、ロックアップクラッチが開放される。

上記協調制御を行う副変速機付き無段変速機において、副変速機構のアップ変速とバリエータのダウン変速による踏み込みアップ変速判定時、変速機全体の協調変速イナーシャフェーズ時間のみを設定したものを比較例とする。この比較例における副変速機構の変速を伴う踏み込みアップ変速制御作用を、図６に示すタイムチャートに基づき説明する。

図６の時刻t1から時刻t2までを協調変速イナーシャフェーズ時間Δtとする。この協調変速イナーシャフェーズ時間Δtを目標時間としてバリエータをダウン変速したとき、バリエータの実変速比の進行速度が目標変速比の進行速度に対して遅いと、バリエータでのイナーシャフェーズ所要時間Δt1（＞Δt）となる。一方、協調変速イナーシャフェーズ時間Δtを目標時間として副変速機構をアップ変速したとき、副変速機構の実イナーシャ進行が速いと、副変速機構でのイナーシャフェーズ所要時間Δt2（＜Δt）となる。このように、バリエータと副変速機構の協調制御が崩れてしまった場合には、副変速機構の締結側油圧によるＨｉｇｈクラッチ容量が過多となり、図６のＥ部に示すように、実スルー変速比及びエンジン回転数が低下してしまう。
このエンジン回転数の低下を防止するために、協調制御そのものを禁止する方法が考えられるが、協調制御を禁止すると、踏み込みアップ変速時に、変速機全体のスルー変速比が変化するため、運転性の低下につながってしまう。

［踏み込みアップ変速協調制御でのエンジン回転数低下防止作用］
実施例１における副変速機構の変速を伴う踏み込みアップ変速協調制御でのエンジン回転数低下防止作用を、図５に示すフローチャート及び図７に示すタイムチャートに基づき説明する。

まず、協調制御判定条件と踏み込１→２アップ変速判定条件とが成立するが、パワーON判定条件と回転落ち対策領域条件の少なくとも一方が不成立であると、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４（→ステップＳ５）→ステップＳ６へと進む。ステップＳ３では、協調変速イナーシャフェーズ時間が設定され、ステップＳ６では、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を同じ協調変速イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる協調制御が行われる。

そして、エンジン回転数吹け上がり非検知である限り、ステップＳ６からステップＳ１２→ステップＳ９→ステップＳ１１へと進み、協調制御変速が完了するまで、ステップＳ１２→ステップＳ９→ステップＳ１１へと進む流れが繰り返される。すなわち、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を同じ協調変速イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる協調制御が継続される。

一方、協調制御判定条件と踏み込１→２アップ変速判定条件とパワーON判定条件と回転落ち対策領域条件が共に成立すると、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ７→ステップＳ８へと進む。ステップＳ３では、協調変速イナーシャフェーズ時間が設定され、ステップＳ７では、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間が設定される。そして、ステップＳ８では、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間（＜協調変速イナーシャフェーズ時間）にてダウン変速させる協調制御が行われる。

そして、エンジン回転数吹け上がり非検知である限り、ステップＳ８からステップＳ９→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進み、協調制御変速が完了するまで、ステップＳ９→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れが繰り返される。すなわち、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる協調制御が継続される。以下、実施例１における副変速機構の変速を伴う踏み込みアップ変速制御でのエンジン回転数低下防止作用を、図７に示すタイムチャートに基づき説明する。

図７の時刻t1から時刻t2までを協調変速イナーシャフェーズ時間Δtとする。この協調変速イナーシャフェーズ時間Δtより短い時間である回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間Δt3（＜Δt）を目標時間としてバリエータ２０をダウン変速すると、変速制御ゲインを高めて変速進行速度を上昇させることにより、バリエータ２０でのイナーシャフェーズ所要時間がほぼ回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間Δt3に一致する。
一方、協調変速イナーシャフェーズ時間Δtを目標時間として副変速機構３０をアップ変速したとき、副変速機構３０の実イナーシャ進行が速くなったとしても、ほぼ回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間Δt3（＜Δt）となる。このように、バリエータ２０と副変速機構３０の協調制御が目標イナーシャフェーズ時間を異ならせることで、時刻t1からほぼ同時のタイミングで２つの変速が完了した場合には、副変速機構３０の締結側油圧によるＨｉｇｈクラッチ容量が過多になったり過少になったりすることなく、図７のＦ部に示すように、実スルー変速比及びエンジン回転数がイナーシャフェーズの前後で変動することなく、一定の値に維持される。

上記のように、実施例１では、変速機４への入力トルクが所定値以下の踏み込みアップ変速であると判定されたとき、副変速機構３０を、協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を、協調変速イナーシャフェーズ時間よりも短い回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる構成を採用した。
すなわち、変速機４への入力トルクが所定値以下の踏み込みアップ変速時には、変速前後の変速機入力回転数の変化が小さく、フィードバック制御が狙い通りに機能しない場合がある。特に、副変速機構３０のイナーシャ進行速度に対し、バリエータ２０のイナーシャ進行速度が遅くなった場合、副変速機構３０のクラッチ容量が過多となり、変速機入力回転数が低下してしまう。
これに対し、協調変速イナーシャフェーズ時間とは別に、協調変速イナーシャフェーズ時間よりも短い回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間を設定することで、イナーシャフェーズ所要時間は、副変速機構３０の所要時間に対し、バリエータ２０の所要時間が短縮される。このため、踏み込みアップ協調変速のイナーシャフェーズにおいて、副変速機構３０のクラッチ容量が過多になることがなく、変速機入力回転数の低下が抑制される。
さらに、協調制御を禁止しないため、踏み込みアップ変速時に、変速機全体のスルー変速比の変化が抑えられ、運転性が向上される。
この結果、副変速機構３０の変速を伴う踏み込みアップ協調変速時、変速機入力回転数の低下を抑制し、運転性の向上を図ることができる。特に、エンジン車においては、エンジン回転数の低下が抑制されることで、エンスト防止のためのロックアップクラッチ開放を要さない。

実施例１では、バリエータ２０のダウン変速進行速度が副変速機構３０のアップ変速進行速度より遅く、変速機４への入力回転数が低下すると推定される運転領域である回転落ち対策領域条件が成立するとき、目標イナーシャフェーズ時間を異ならせた協調制御を行う構成を採用した。
すなわち、図５のステップＳ４のパワーON判定条件と、ステップＳ５の回転落ち対策領域条件が共に成立するとき、ステップＳ７へ進み、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間が設定される。
したがって、協調変速イナーシャフェーズ時間を用いて協調制御すると変速機入力回転数が低下する可能性が高い回転落ち対策領域条件が成立するときに限り、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間が設定される。このため、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間の設定頻度を抑えながら、確実に変速機入力回転数の低下を抑制することができる。

［踏み込みアップ変速協調制御でのエンジン回転数吹け上がり防止作用］
上記のように、踏み込みアップ変速協調制御実行中は、回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間の設定有無にかかわらず、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ９→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れが繰り返され、ステップＳ９にてエンジン回転数吹け上がりが検知されると、ステップＳ９からステップＳ１０へと進む。このステップＳ１０では、副変速機構３０とバリエータ２０の協調制御を継続しつつ、副変速機構３０の締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ油圧）を上昇させる制御が行われる。締結側油圧の上昇でエンジン１に加わる負荷抵抗が増大することにより、エンジン回転数吹け上がりが抑えられる。以下、実施例１における副変速機構の変速を伴う踏み込みアップ変速制御でのエンジン回転数吹け上がり防止作用を、図８に示すタイムチャートに基づき説明する。

図８の時刻t1から時刻t2までを協調変速イナーシャフェーズ時間Δtとする。この協調変速イナーシャフェーズ時間Δtより短い時間である回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間Δt3（＜Δt）を目標時間としてバリエータ２０をダウン変速すると、フィードバックゲインを高めて変速進行速度を上昇させることにより、バリエータ２０でのイナーシャフェーズ所要時間がほぼ回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間Δt3に一致する。
一方、協調変速イナーシャフェーズ時間Δtを目標時間として副変速機構３０をアップ変速したとき、副変速機構３０の実イナーシャ進行が遅く停滞し、副変速機構３０のクラッチ容量が不足すると、エンジン１に加わる負荷抵抗が減少することにより、エンジン回転数の吹け上がりを開始する。そして、このエンジン回転数の吹け上がりが検知されると、図８のＧ部に示すように、副変速機構３０の締結側油圧（Ｈｉｇｈクラッチ油圧）を上昇させる制御が行われる。この締結油圧上昇制御により、副変速機構３０のクラッチ容量不足が解消され、エンジン１に加わる負荷抵抗が増大し、図８のＨ部に示すように、実スルー変速比の増大が抑えられるとともに、エンジン回転数の吹き上がりが抑えられる。

実施例１では、副変速機構３０を協調変速イナーシャフェーズ時間にてアップ変速させつつ、バリエータ２０を回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間にてダウン変速させる協調制御実行中、エンジン回転数の吹け上がりを検知すると、副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を高める制御を行う構成を採用した。
すなわち、副変速機構３０での実イナーシャ停滞は、目標イナーシャ時間を、バリエータ２０の回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間、副変速機構３０の協調変速イナーシャフェーズ時間というように、それぞれ設定することで懸念されることである。そして、副変速機構３０での実イナーシャ停滞によりエンジン回転数の吹け上がりを検知すると、副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を高める制御が行われる。つまり、エンジン回転数の吹け上がりを検知するまでは、副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧指令を変更しない。
したがって、副変速機構３０とバリエータ２０の目標イナーシャフェーズ時間を異ならせる協調制御を最大限保ちつつ、副変速機構３０での実イナーシャ停滞によりエンジン回転数が吹け上がってしまうことを抑制することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の副変速機付き無段変速機の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 車両に搭載される無段変速機（変速機４）であって、
変速比を無段階に変化させることができるバリエータ２０と、
前記バリエータ２０に対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構３０と、
前記副変速機構３０の変速段を変更する場合、前記副変速機構３０を変速させつつ前記バリエータ２０を前記副変速機構３０の変速方向と逆方向に変速させる協調制御を行う協調制御手段と、
を備えた副変速機付き無段変速機の制御装置において、
前記協調制御手段（図５）は、変速機全体の協調変速イナーシャフェーズ時間である第１イナーシャフェーズ時間と、前記第１イナーシャフェーズ時間よりも短い時間による第２イナーシャフェーズ時間（回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間）を設定するイナーシャフェーズ時間設定制御部（Ｓ３，Ｓ７）を有し、
前記協調制御手段（図５）は、前記無段変速機（変速機４）への入力トルクが所定値以下の協調制御であると判定されたとき、前記副変速機構３０を前記第１イナーシャフェーズ時間（協調変速イナーシャフェーズ時間）にて変速（アップ変速）させつつ、前記バリエータ２０を前記第２イナーシャフェーズ時間（回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間）にて変速（ダウン変速）させる（Ｓ８）。
このため、副変速機構３０の変速を伴う協調制御時、変速機入力回転数の変化を抑制し、運転性の向上を図ることができる。

(2) 前記イナーシャフェーズ時間設定制御部（図５のＳ７）は、前記バリエータ２０のダウン変速進行速度が前記副変速機構３０のアップ変速進行速度より遅く、前記無段変速機（変速機４）への入力回転数が低下すると推定される運転領域にあるとき、前記第１イナーシャフェーズ時間（協調変速イナーシャフェーズ時間）よりも短い時間による第２イナーシャフェーズ時間（回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間）を設定する。
このため、(1)の効果に加え、第２イナーシャフェーズ時間（回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間）の設定頻度を抑えながら、確実に変速機入力回転数の変化を抑制することができる。

(3) 前記協調制御手段（図５）は、前記副変速機構３０を前記第１イナーシャフェーズ時間（協調変速イナーシャフェーズ時間）にて変速させつつ、前記バリエータ２０を前記第２イナーシャフェーズ時間（回転落ち対策用イナーシャフェーズ時間）にて変速させる協調制御実行中、前記無段変速機（変速機４）への入力回転数の上昇（エンジン回転数吹け上がり）を検知すると（Ｓ９でYes）、前記副変速機構３０の締結側摩擦締結要素（Ｈｉｇｈクラッチ３３）の締結力を高める入力回転数上昇抑制制御を行う（Ｓ１０）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、副変速機構３０とバリエータ２０の目標イナーシャフェーズ時間を異ならせる協調制御を最大限保ちつつ、副変速機構３０での実イナーシャ停滞によりエンジン回転数が吹け上がってしまうことを抑制することができる。

以上、本発明の副変速機付き無段変速機の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、協調制御手段として、踏み込みアップ変速協調制御の例を示した。しかし、協調制御手段としては、変速機への入力トルクが所定値以下の踏み込みダウン変速協調制御であっても良く、この場合、変速機入力回転数の上昇を抑制し、運転性の向上を図ることができる。

実施例１では、バリエータ２０として、ベルト式無段変速機構を備えたものを示した。しかし、バリエータ２０としては、Ｖベルト２３の代わりにチェーンがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。あるいは、バリエータ２０としては、入力ディスクと出力ディスクの間に傾転可能なパワーローラを配置するトロイダル式無段変速機構であってもよい。

実施例１では、副変速機構３０として、前進用の変速段として１速と２速の２段を有する変速機構を示した。しかし、副変速機構３０としては、前進用の変速段として３段以上の変速段を有する変速機構としても構わない。

実施例１では、副変速機構３０として、ラビニョウ型遊星歯車機構を用いて構成を示した。しかし、副変速機構３０としては、通常の遊星歯車機構と摩擦締結要素を組み合わせて構成してもよいし、あるいは、ギヤ比の異なる複数の歯車列で構成される複数の動力伝達経路と、これら動力伝達経路を切り換える摩擦締結要素とによって構成してもよい。

実施例１では、バリエータ２０のプーリ２１、２２の可動円錐板を軸方向に変位させるアクチュエータとして、油圧シリンダ２３ａ、２３ｂを備えたものを示した。しかし、バリエータのアクチュエータとしては、油圧で駆動されるものに限らず電気的に駆動されるものあってもよい。

実施例１では、本発明の副変速機付き無段変速機の制御装置をエンジン車両に適用する例を示した。しかし、本発明の副変速機付き無段変速機の制御装置は、駆動源にエンジンとモータを搭載したハイブリッド車両や駆動源にモータを搭載した電気自動車に対しても適用することができる。

Claims (3)

1. 車両に搭載される無段変速機であって、
   変速比を無段階に変化させることができるバリエータと、
   前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構と、
   前記副変速機構の変速段を変更する場合、前記副変速機構を変速させつつ前記バリエータを前記副変速機構の変速方向と逆方向に変速させる協調制御を行う協調制御手段と、
   を備えた副変速機付き無段変速機の制御装置において、
   前記協調制御手段は、変速機全体の協調変速イナーシャフェーズ時間である第１イナーシャフェーズ時間と、前記第１イナーシャフェーズ時間よりも短い時間による第２イナーシャフェーズ時間と、を設定するイナーシャフェーズ時間設定制御部を有し、
   前記協調制御手段は、前記無段変速機への入力トルクが所定値以下の協調制御であると判定されたときに、前記副変速機構を前記第１イナーシャフェーズ時間にて変速させつつ、前記バリエータを前記第２イナーシャフェーズ時間にて変速させ、前記無段変速機への入力トルクが所定値よりも大きい協調制御であると判定されたときに、前記副変速機構を前記第１イナーシャフェーズ時間にて変速させつつ、前記バリエータを前記第１イナーシャフェーズ時間にて変速させる、副変速機付き無段変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載された副変速機付き無段変速機の制御装置において、
   前記イナーシャフェーズ時間設定制御部は、前記バリエータの変速進行速度が前記副変速機構の変速進行速度より遅く、前記無段変速機への入力回転数が低下すると推定される運転領域にあるとき、前記第１イナーシャフェーズ時間よりも短い時間による第２イナーシャフェーズ時間を設定する、副変速機付き無段変速機の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載された副変速機付き無段変速機の制御装置において、
   前記協調制御手段は、前記副変速機構を前記第１イナーシャフェーズ時間にて変速させつつ、前記バリエータを前記第２イナーシャフェーズ時間にて変速させる協調制御実行中、前記無段変速機への入力回転数の上昇を検知すると、前記副変速機構の締結側摩擦締結要素の締結力を高める入力回転数上昇抑制制御を行う、副変速機付き無段変速機の制御装置。

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