JP2008038969A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速比を連続的に変化させることができる無段変速機において、運転者のアップダウン操作に従って無段変速機の変速比が、変速段毎に定められた所定の変速比になるように段階的に変化させられる手動変速モードを有する車両用無段変速機の変速制御装置であって、運転者が要望する変速性能を実現する無段変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】運転者が任意に設定する上限車速を入力することが可能な上限車速入力手段８６と、前記入力された上限車速に基づいて、前記複数の変速段のそれぞれに対応する変速比であるシーケンシャルギヤ比を決定する変速比設定手段９８とを有することから、運転者により決定された上限車速に基づいて、変速比設定手段９８により各変速段に対応する固定変速比が決定されることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、車両用無段変速機の制御装置に係り、特に運転者の操作に応じて段階的に変化させる手動変速モードを有する変速制御装置に関するものである。

走行用の動力源と駆動輪との間に配設され、変速比を連続的に変化させることができる無段変速機と、運転者のシフト操作に従って前記無段変速機の変速比を、予め段階的に設定された複数の変速比の間で変化させる手動変速制御手段を有する車両用無段変速機の変速制御装置が知られている。そして、このような変速制御装置において、前記手動変速操作に応答して、前記無段変速機の変速比は、予め定められた複数の変速比のいずれかとなるように段階的に変化させられることとなる。

かかる場合において、手動変速操作で選択される前記複数の変速比のうち、最上段に対応する変速比は前記車両の設計上許容し得る最大の車速および動力源の最大出力回転速度をもとに設計されることが多く、この許容し得る最大の車速は通常の走行においてはその速度に至ることはないものであるため、通常の走行においては最上段の変速段を使用する頻度がきわめて少ないものとなっている。また、上述のように最上段の変速比は最大の車速および最大出力回転速度をもとに設計されることから、非常に小さい値に設定されるため、結果として、各変速段に対応する変速比間の差が大きくなってしまい、変速ショックが生じやすいなどの問題がある。

かかる問題を解消するため、特許文献１においては、手動変速操作において用いる変速段の数をオプションとして変更可能であるとしている。すなわち、手動変速操作で選択可能な変速段の数を適宜増加させることによって、無段変速機の変速比の選択可能な数を運転者の個人的な要求に合わせることができるとしている。
特開２００２−１４７５８９号公報

しかしながら、手動変速操作により選択される変速段の数を変更するのみでは、運転者の使用環境や運転感覚に充分に合わせることができない場合もある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたもので、その目的とすることは、運転者により設定された上限車速を考慮することにより、使用環境や運転感覚に適合した変速比で走行可能な無段変速機の変速制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するために、請求項１に係る無段変速機の制御装置は、走行用の動力源と駆動輪との間に配設され、変速比を連続的に変化させることができる無段変速機と、運転者のアップダウン操作に従って、前記無段変速機の変速比を予め段階的に設定された複数の変速比の間で変化させる手動変速制御手段と、を有する車両用無段変速機の変速制御装置において、（ａ）運転者が任意に設定する上限車速を入力することが可能な上限車速入力装置と、（ｂ）前記入力された上限車速に基づいて、前記複数の変速比の少なくとも１つを設定する変速比設定手段とを有することを特徴とする。

このようにすれば、前記無段変速機の制御装置は、前記上限車速入力手段により運転者により入力された上限車速に基づいて、変速比設定手段により複数の変速比の少なくとも１つが設定されることから、運転者が要望する使用環境や運転感覚に適合した変速性能を実現することができる。

好適には、前記変速比設定手段は、前記段階的に設定された一連の複数の変速比のうち、最上段となる変速段に対応する変速比を、前記上限車速入力装置によって入力された上限車速において前記動力源の予め設定された最大回転速度である上限パワー回転速度となるように決定されるものであることを特徴とする。

このようにすれば、前記変速比設定手段においては、最上段となる変速段に対応する変速比は、前記上限車速入力装置により入力された上限車速において該無段変速機の入力を行う前記動力源の最大回転速度である上限パワー回転速度となるように決定されることから、運転者が要望する車速において、全ての変速段を使い切ることができる。

好適には前記変速制御装置は、該無段変速機の変速比を車両の運転状態に応じて連続的に変化させる自動変速制御手段と、前記自動変速制御手段によって変速制御される自動変速モードと前記手動変速制御手段によって変速制御される手動変速モードとを切り換えるモード切換装置とを有することを特徴とする。

このようにすれば、前記モード切換装置により自動変速モードと手動変速モードが切り換えられることから、運転者の運転感覚に応じ、適宜前記モード切換装置を操作することにより、前記自動変速機の変速機を無段階に変化させる自動変速モードと、前記無段変速機の変速比を予め段階的に設定された複数の間で変化させる手動変速モードとを切り換えることができる。

また、好適には、前記変速比設定手段は、前記シーケンシャルギヤ比のうち、最上段となる変速段に対応する変速比を、前記上限車速入力装置によって入力された上限車速において該無段変速機の入力を行う前記動力源の最大回転速度である上限パワー回転速度よりも所定の割合をまたは所定の回転速度だけ低い値となるように決定するものであることを特徴とする。

このようにすれば、前記上限車速は動力源の最高回転速度より小さい回転速度によって達成されることから、運転者の好みによって運転時の車両の静粛性を高めることができる。

また、好適には、前記変速比設定手段は、前記上限車速入力装置によって入力された上限車速において前記動力源の予め設定された最大回転速度である上限パワー回転速度、もしくはそれに所定の割合を乗じた値となる変速比を、前記シーケンシャルギヤ比のうち、最上段でない変速段の変速比とするように決定するものであることを特徴とする。

このようにすれば、前記上限パワー回転速度において前記上限車速は最上段よりも下の変速段で達成され、さらに１段以上の変速段を余らせていることから、一旦入力した上限車速を超えて車両を走行させる場合であっても、余らせていた最上段を含む１段以上の変速段を使用して走行することができ、再度の変速比の設定を行う必要がない。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された車両用駆動装置１０の骨子図である。この車両用駆動装置１０は横置き型で、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に採用されるものであり、走行用の動力源として用いられる内燃機関であるエンジン１２を備えている。エンジン１２の出力は、トルクコンバータ１４から前後進切換装置１６、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）１８、減速歯車２０を介して差動歯車装置２２に伝達され、左右の駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ分配される。

トルクコンバータ１４は、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐ、およびタービン軸３４を介して前後進切換装置１６に連結されたタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行う流体継手である。また、それ等のポンプ翼車１４ｐおよびタービン翼車１４ｔの間にはロックアップクラッチ２６が設けられ、それ等を一体的に連結して一体回転させることができるようになっている。上記ポンプ翼車１４ｐには、無段変速機１８を変速制御したりベルト挟圧力を発生させたり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ２８が設けられている。

前後進切換装置１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、トルクコンバータ１４のタービン軸３４はサンギヤ１６ｓに連結され、無段変速機１８の入力軸３６はキャリア１６ｃに連結されている。そして、キャリア１６ｃとサンギヤ１６ｓとの間に配設された直結クラッチ３８が係合させられると、前後進切換装置１６は一体回転させられてタービン軸３４が入力軸３６に直結され、前進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。リングギヤ１６ｒとハウジングとの間に配設された反力ブレーキ４０が係合させられるとともに上記直結クラッチ３８が解放されると、入力軸３６はタービン軸３４に対して逆回転させられ、後進方向の駆動力が駆動輪２４Ｒ、２４Ｌに伝達される。また、直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０が共に解放されると、エンジン１２と無段変速機１８との間の動力伝達が遮断される。直結クラッチ３８および反力ブレーキ４０は何れも油圧式摩擦係合装置である。

無段変速機１８は、上記入力軸３６に設けられたＶ溝幅が可変の入力側可変プーリ４２と、出力軸４４に設けられたＶ溝幅が可変の出力側可変プーリ４６と、それ等の可変プーリ４２、４６に巻き掛けられた伝動ベルト４８とを備えており、可変プーリ４２、４６と伝動ベルト４８との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。可変プーリ４２、４６は、Ｖ溝幅を変更する油圧シリンダを備えて構成されており、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダの油圧が変速制御回路５０（図２参照）によって制御されることにより、両可変プーリ４２、４６のＶ溝幅が変化して伝動ベルト４８の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が連続的に変化させられる。出力側可変プーリ４６の油圧シリンダの油圧は、伝動ベルト４８が滑りを生じないように、挟圧力制御回路５２（図２参照）により入力トルクおよび変速比γに応じて調圧制御される。

図２のＣＶＴコントローラ６０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェースを有するいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、上記無段変速機１８の変速制御や挟圧力制御を行う。ＣＶＴコントローラ６０には、レバーポジションセンサ６２、アクセル操作量センサ６４、エンジン回転速度センサ６６、出力軸回転速度センサ６８、入力軸回転速度センサ７０、タービン回転速度センサ７２などから、それぞれシフト操作装置７５におけるシフトレバー７４のレバーポジションＰＬ、アクセルペダルの操作量θACC （％）、エンジン回転速度ＮＥ（ｒｐｍ）、出力軸回転速度ＮＯＵＴ（ｒｐｍ）（車速Ｖに対応）、入力軸回転速度ＮＩＮ（ｒｐｍ）、タービン回転速度ＮＴ（ｒｐｍ）などを表す信号が供給されるとともに、モード切換スイッチ７６から手動変速モード選択信号ＳＭＮ、アップシフトスイッチ７８および１１０からそれぞれアップシフト信号ＳＵＰおよびＳＳＵＰ、ダウンシフトスイッチ８０および１１２からダウンシフト信号ＳＤＷＮおよびＳＳＤＷＮが、それぞれ供給される。アクセル操作量θACC は運転者の出力要求量に相当する。また、上限車速入力装置８６からは、運転者によって入力された、運転者の想定する車速の上限値である上限車速Ｖｓｕｐ（ｋｍ／ｈ）の値が供給される。尚、上限車速入力装置８６は、例えば、車両に設けられた図示しないカーナビゲーションシステムにおけるタッチパネルディスプレイ装置上に、ソフトウェアにより設けられたテンキー等である。

例えば運転席の横に配設されて運転者により切換操作される前記シフトレバー７４を有するシフト操作装置７５には、例えば図３に示すようにレバーポジションＰＬとして駐車用のＰポジション、後進走行用のＲポジション、動力伝達を遮断するＮポジション、前記無段変速機１８の全変速領域を使って自動変速しながら前進走行するＤポジションが、車両の前後方向に備えられており、更にＤポジションの横には、手動変速モード選択用のＭポジションが備えられ、そして、Ｍポジションの前後に、アップシフト用の「＋」位置、およびダウンシフト用の「−」位置が設けられている。シフトレバー７４は、Ｍポジションから上記「＋」位置および「−」位置へ傾動操作できるようにするとともに、スプリング等で自動的にＭポジションへ復帰するようにされている。また、シフトレバー７４がＭポジションへ操作されたことはレバーポジションセンサ６２によって検出され、手動変速モードへ切り換えられ、また、「＋」位置および「−」位置への傾動操作はそれぞれアップシフト検出スイッチ１１０およびダウンシフト検出スイッチ１１２により検出され、変速段をアップおよびダウンさせる。

ここで、前記Ｄポジションは、前記無段変速機１８の変速比γを自動的に連続的に変化させる前記自動変速モードを選択するポジションであり、前記Ｍポジションは運転者のアップダウン操作に従って段階的に変化させる手動変速モードを選択するポジションである。レバーポジションセンサ６２が、シフトレバー７４がＤポジションからＭポジションに移動させられたことを検出し、ＣＶＴコントローラ６０にレバーポジション信号ＰＬが送られた場合には、ＣＶＴコントローラ６０は、手動モードに切り替える。また、シフトレバー７４が「＋」位置へ傾動させられたことがアップシフト検出スイッチ１１０により検出された場合には、前記アップシフト信号ＳＳＵＰが出力され、変速段が一段上に変化させられ、シフトレバー７４が「−」位置へ傾動させられたことがダウンシフト検出スイッチ１１２により検出された場合には、前記ダウンシフト信号ＳＳＤＷＮが出力され、変速段が一段下に変化させられる。前記Ｍポジションを有するシフトレバー７４はモード切換装置に相当する。

また、前記モード切換スイッチ７６、アップシフトスイッチ７８、ダウンシフトスイッチ８０は、図４に示すように運転席のステアリングホイール８２に配設されている。モード切換スイッチ７６は、前記無段変速機１８の変速比γを自動的に連続的に変化させる自動変速モードと、運転者のアップダウン操作に従って段階的に変化させる手動変速モードとを切り換えるためのもので、押込み操作される毎にＯＮ、ＯＦＦが切り換わり、ＯＮ状態で前記手動変速モード選択信号ＳＭＮが出力される。アップシフトスイッチ７８およびダウンシフトスイッチ８０は、手動変速モード時に変速段をアップダウン操作するためのもので、ステアリングホイール８２の左右に一対ずつ設けられており、アップシフトスイッチ７８はステアリングホイール８２の表側（運転者側）に配設され、ダウンシフトスイッチ８０はステアリングホイール８２の裏側に配設されている。これらのアップシフトスイッチ７８およびダウンシフトスイッチ８０は自動復帰型のスイッチで、押込み操作される毎に前記アップシフト信号ＳＵＰ、ダウンシフト信号ＳＤＷＮが出力され、変速段が１段ずつ上下変化させられる。モード切換スイッチ７６はモード切換装置に相当する。

ＣＶＴコントローラ６０は、図５に示すように機能的に変速制御手段９０、挟圧力制御手段１００が備えている。変速制御手段９０は、入力側可変プーリ４２の油圧を制御して無段変速機１８の変速比γを変化させるもので、変速モード判定手段９１、自動変速制御手段９２、手動変速制御手段９４、初期変速段判定手段９６、および変速比設定手段９８を備えている。変速モード判定手段９１は、前記自動変速機１８が自動変速モードまたは手動変速モードのいずれにあるかについて、レバーポジションセンサ６２およびモード切換スイッチ７６から供給される信号に基づいて判断する。

シフトレバー７４が前記Ｄポジションへ操作されたことによって変速モード判定手段９１により自動変速モードであると判定されると、自動変速制御手段９２は、無段変速機１８の変速比γを車両の運転状態に応じて自動的に連続的に変化させる。自動変速制御手段９２はたとえば、図６に示す自動変速マップから運転者の出力要求量を表すアクセル操作量θACC および車速Ｖ（出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応）に基づいて入力側の目標回転速度ＮＩＮＴを算出し、実際の入力軸回転速度ＮＩＮが目標回転速度ＮＩＮＴと一致するように、それ等の偏差に応じて無段変速機１８の変速制御、具体的には変速制御回路５０の電磁開閉弁などをフィードバック制御して、入力側可変プーリ４２の油圧シリンダに対する作動油の供給、排出を制御する。図６のマップは変速条件に相当するもので、車速Ｖが低くアクセル操作量θACC が大きい程大きな変速比γになる目標回転速度ＮＩＮＴが設定されるようになっている。また、車速Ｖは出力軸回転速度ＮＯＵＴに対応するため、入力軸回転速度ＮＩＮの目標値である目標回転速度ＮＩＮＴは目標変速比に対応し、無段変速機１８の最小変速比γmin と最大変速比γmax の範囲内で定められている。上記自動変速マップは、ＣＶＴコントローラ６０のマップ記憶装置（ＲＯＭなど）８４に予め記憶されている。上記アクセル操作量θACC および車速Ｖは車両の運転状態を示すパラメータに相当する。

シフトレバー７４が前記ＤポジションからＭポジションへ操作されたことをレバーポジションセンサ６２が検出したこと、あるいはモード切換スイッチ７６が押し下げられ、モード切換信号ＳＭＮが供給されたことによって、変速モード判定手段９１により手動変速モードが判定されると、手動変速制御手段９４は、運転者のアップダウン操作に従って無段変速機１８の変速比γが、変速段毎に定められた所定の変速比になるように複数の変速段の間で段階的に変化させる。例えば、図７の手動変速マップに示すように、第１変速段「１ｓｔ」〜第７変速段「７ｔｈ」の７つの変速段を備えられているとともに、それ等の変速段毎に車速Ｖをパラメータとして入力側の目標回転速度ＮＩＮＴの変速段線が設定されている。目標回転速度ＮＩＮＴは目標変速比に対応するもので、本実施例では有段変速機のように各変速段に対応する一連の複数の変速比が段階的に設定されており、それらがそれぞれ一定の変速比になるように、車速Ｖに対して目標回転速度ＮＩＮＴが略直線的に定められている。手動変速制御手段９４は、シフトレバー７４が「＋」位置または「−」位置へ操作され、あるいはアップシフトスイッチ７８またはダウンシフトスイッチ８０が押圧操作されてアップシフト信号ＳＳＵＰもしくはＳＵＰ、またはダウンシフト信号ＳＳＤＷＮもしくはＳＤＷＮが供給されると、変速段をアップシフトまたはダウンシフトし、その変速段に応じて図７の手動変速マップに従って目標回転速度ＮＩＮＴ、すなわち変速比γを段階的に変化させる。上記手動変速マップは、少なくとも１つが事前に作成され、基本変速マップとして前記マップ記憶装置８４に予め記憶されている。なお、基本変速マップとして、走行性能を重視した手動変速マップや、燃費を重視した手動変速マップ、エンジンブレーキ用の手動変速マップなど、複数種類のマップを記憶しておいたりすることも可能である。

初期変速段判定手段９６は、シフトレバー７４がＤポジションに保持されて前記自動変速手段９２による自動変速モードでの走行中に、シフトレバー７４がＭポジションに操作されて手動変速モードへ切り換えられ、変速モード判定手段９１が手動変速モードであると判定した場合に、複数の変速段「１ｓｔ」〜「７ｔｈ」の中から最初に成立させる初期変速段を、例えば図８の初期変速段判定マップに従って判定する。図８の破線が初期変速段判定マップで、何れもモード切換前の変速比γに対応する目標回転速度ＮＩＮＴおよび車速Ｖをパラメータとして、無段変速機１８の複数の変速段線（実線）に対応して複数の判定線Ｌ2 〜Ｌ７が定められている。たとえば、手動変速モードに切り換えられる直前の車速Ｖおよびアクセル操作量θACC に基づいて図６の自動変速マップから目標回転速度ＮＩＮＴを算出し、算出した目標回転速度ＮＩＮＴが図８における判定線Ｌ７よりも小さい（図８の判定線Ｌ７の下である）場合には第７変速段「７ｔｈ」を選択し、判定線Ｌ６よりも小さくＬ７以上である（図８の判定線Ｌ６とＬ７に囲まれた部分である、またはＬ７上である）場合には第６変速段「６ｔｈ」を選択し、判定線Ｌ５よりも小さくＬ６以上である（図８の判定線Ｌ５とＬ６に囲まれた部分である、またはＬ６上である）場合には第５変速段「５ｔｈ」を選択し、判定線Ｌ４よりも小さくＬ５以上である（図８の判定線Ｌ４とＬ５に囲まれた部分である、またはＬ５上である）場合には第４変速段「４ｔｈ」を選択し、判定線Ｌ３よりも小さくＬ４以上である（図８の判定線Ｌ３とＬ４に囲まれた部分である、またはＬ４上である）場合には第３変速段「３ｒｄ」を選択し、判定線Ｌ２よりも小さくＬ３以上である（図８の判定線Ｌ２とＬ３に囲まれた部分である、またはＬ３上である）場合には第２変速段「２ｎｄ」を選択し、Ｌ２以上である（図８の判定線Ｌ２の上である、またはＬ２上である）場合には第１変速段「１ｓｔ」を選択する。この初期変速段判定マップは初期変速段判定条件に相当するもので、車両の性格や手動変速の目的などに応じて任意の一つが予め前記マップ記憶装置８４に記憶されている。

挟圧力制御手段１００は、伝動ベルト４８が滑りを生じないように出力側可変プーリ４６の油圧を制御してベルト挟圧力を変化させるもので、例えば図９に示すように伝達トルクに対応するアクセル操作量θACC および変速比γをパラメータとしてベルト滑りが生じないように予め定められた必要油圧（ベルト挟圧力に相当）のマップに従って、挟圧力制御回路５２のリニアソレノイド弁などを制御することにより、無段変速機１８のベルト挟圧力、具体的には出力側可変プーリ４６の油圧シリンダの油圧を調圧制御する。図９の必要油圧マップは、前記マップ記憶装置８４に予め記憶されている。

一方、変速制御手段９０の変速比設定手段９８は、前記手動変速手段９４が手動変速モードを実施する際に用いられる各変速段における変速比、例えば図７で表されるような手動変速マップにおける、各変速段毎の車速Ｖをパラメータとした入力側の目標回転速度ＮＩＮＴを表す直線の傾きを、前記上限車速入力装置８６によって入力された上限車速Ｖｓｕｐを考慮して設定し、その上限車速Ｖｓｕｐに応じて変更する。

図１０は、前記ＣＶＴコントローラ６０の制御作動の要部、すなわち前記変速比設定手段９８が各変速段における変速比を設定する作動を示すフローチャートである。以下、本フローチャートにおいての変速比設定手段９８が手動変速マップを作成する手順を各ステップごとに説明する。

ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、運転者により上限車速入力装置８６に対応する上限車速入力手段を介して入力された上限車速Ｖｓｕｐの値、すなわち、運転者が手動変速モードにおいて最上段（最高速）変速段で走行しようと予定する車両の最高速度が読み込まれる。

運転者が、たとえば最高で９０ｋｍ／ｈの車速で運転をしようとする場合には、上限車速入力手段に相当する上限車速入力装置８６により該上限車速を入力することにより、該上限車速の値が読み込まれ、Ｖｓｕｐに９０ｋｍ／ｈが設定される。

ＳＡ２においては、無段変速機１８が手動変速モードでとり得る変速段のうち最上段の変速段における変速比、例えば無段変速機１８が手動変速モードにおいて変化し得る変速段が「１ｓｔ」〜「７ｔｈ」の７段の変速段である場合には、第７速段（「７ｔｈ」）の変速段における変速比が決定される。この最上段の変速段における変速比は、例えば、図７の手動変速マップのように、横軸に車速Ｖ、縦軸にエンジン１２の回転速度ＮＩＮを取った座標平面上において、エンジン１２の最高回転速度である上限パワー回転速度β（たとえば６０００ｒｐｍ）および、ＳＡ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐ（例えば９０ｋｍ／ｈ）を表す点Ａと、座標原点Ｏとを結んだ直線の傾きによって算出される。これを表したのが図１１である。

ＳＡ３においては、最上段および第１速段以外の変速段、すなわち第２速段「２ｎｄ」〜第６速段「６ｔｈ」における変速比が決定される。尚、最上段である第７速段における変速比はＳＡ２において決定される一方、第１速段における変速比は、第１速段においてはできるだけ大きい駆動力を出力する必要があることから、変速比設定手段９８によって値が変化させられることなく、たとえば無段変速機１８のとり得る最大の変速比γｍａｘが採用される（図１２参照）。第２速段〜第６速段における変速比は、例えば、次のように算出される。すなわち、前記第１速段および最上段である第７速段における変速比を表す直線が記載された変速マップにおいて、両直線によってなされる角度を６等分するような５本の直線を描き、それら５本の直線のうち、第１速段における変速比を表す直線に近い方から順に第２速段における変速比を表す直線、第３速段における変速比を表す直線、第４速段における変速比を表す直線、第５速段における変速比を表す直線、第６速段における変速比を表す直線とすることができる。これを表したのが図１３である。そして、これらの直線の傾きが、それぞれ第２速段〜第６速段における変速比に対応する。

ＳＡ４においては、ＳＡ２およびＳＡ３において算出された変速比および、例えば図１３のような手動変速マップがマップ記憶装置８４に記憶されるとともに、それまで用いられてきた予め用意されマップ記憶装置８４に記憶されている基本変速マップに代えて用いられる。

ここで、基本変速マップである図７と、本フローチャートにおける手順によって作成された変速マップである図１３とを比較すると、その最高段である第７速段の変速比は、基本変速マップでは、エンジン１２が最大の回転速度βとなったときに車両の速度が許容される最も高い速度Ｖｍａｘ（例えば１８０ｋｍ／ｈ）となるよう、自動変速機１８の変速比のとり得る最も小さい値であるγｍｉｎにできるだけ近づけて設定されており、その直線の傾きは緩やかである。一方、本フローチャートによる変速マップでは、エンジン１２がその最大の回転速度βとなったときに、運転者により上限車速入力装置８６により入力された上限車速Ｖｓｕｐ（例えば９０ｋｍ／ｈ）となるように最上段である第７速段の変速比が設定されるが、この上限車速Ｖｓｕｐは、前記車両において許容される最も高い速度Ｖｍａｘよりも低いものであるから、その変速比は基本変速マップにおける第７速段の変速比よりも大きいものとなり、また、変速比を表す変速マップ上の直線は基本変速マップのそれよりも傾きが大きいものとなる。このことはすなわち、運転者が例えば最大でも９０ｋｍ／ｈの速度で車両を運転する場合において、基本変速マップを用いた手動変速モードでは、設定された最上段の変速段を用いる必要がない一方、本フローチャートによって作成された変速マップを用いた手動変速モードでは設定された最上段の変速段までを有効に用いることとなることを意味している。

さらに、図７の基本変速マップと本フローチャートによって作成された図１３の変速マップにおいて、第１速段の変速段における変速比は、無段変速機１８のとり得る最大の変速比である点において共通し、また、７段の変速段が設けられていることも共通する。一方、最上段である第７速段の変速段における変速比は、本フローチャートによって作成された変速マップにおける第７速段の変速比の方が、基本変速マップにおける第７速段の変速比よりも大きくなっている。そして、第２速段から第５速段までの変速段の変速比は、上述のように、例えば変速マップにおいて第１速段の変速比を表す直線と第７速段の変速比を表す直線のなす角を均等にするような直線がその変速比を表すように決定される。したがって、本フローチャートによって作成された図１３の変速マップにおける第１速段乃至第７速段の各変速段の変速比の差のそれぞれは、図７の基本変速マップにおけるそれぞれよりも小さくなる、すなわち、クロスレシオの状態となることから、登降坂走行に適した変速比が選択できるとともに、変速時の変速ショックを緩和することができる。

図１４乃至図１６は、本発明の別の実施例の変速比設定手段９８によって手動変速マップを求める過程を表した図であり、図１１乃至図１３に対応する図である。本実施例において、各変速段における変速比を求める手順は図１０に示すフローチャートに基づく点において共通するが、以下の点において異なる。すなわち、先の実施例においては、図１０のフローチャートのＳＡ２において最上段の変速段（第７速段）における変速比を算出する際に、横軸に車速Ｖ、縦軸にエンジン１２の回転速度ＮＩＮを取った座標平面上において、エンジン１２の上限パワー回転速度βおよびＳＡ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐを表す点Ａと、原点Ｏを結んだ直線の傾きにより算出されている。しかし、本実施例のＳＡ４においては、図１４に示すように、同様の座標平面上において、エンジン１２の上限パワー回転速度βに所定の割合（例えば０．９）を乗じた回転速度（０．９×β）およびＳＡ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐを表す点Ａ’と、原点Ｏを結んだ直線の傾きにより算出される。

このように、最上段の変速段における変速比を算出するにあたり、必ずしも上限パワー回転速度βによって上限車速Ｖｓｕｐとなるような変速比とすることにかぎられない。そして、このようにすれば、上限車速Ｖｓｕｐはエンジン１２の最高回転速度より小さい回転速度によって達成されることから、運転時の車両の静粛性を高めることができるなどのメリットがある。

図１７は、本発明の更に別の実施例のＣＶＴコントローラ６０の制御作動の要部であって、変速比設定手段９８によって手動変速マップを求める手順を示すフローチャートであり、図１０に対応する図である。また図１８乃至図２０は、このときの手動変速マップを求める過程を表した図であり、図１１乃至図１３に対応する図である。図１７のＳＢ１においては、図１０のＳＡ１同様、運転者により上限車速入力装置８６に対応する上限車速入力手段を介して入力された上限車速Ｖｓｕｐの値、すなわち、運転者が手動変速モードにおいて最上段変速段で走行しようとする車両の最高速度が読み込まれる。たとえば、運転者が最高で９０ｋｍ／ｈの車速で運転をしようとする場合には、上限車速入力手段に相当する上限車速入力装置８６により該上限車速を入力することにより、該上限車速の値が読み込まれ、Ｖｓｕｐに９０ｋｍ／ｈが設定される。

ＳＢ２においては、無段変速機１８が手動変速モードでとり得る変速段のうち最上段よりも１段下の変速段における変速比、例えば無段変速機１８が手動変速モードにおいて変化し得る変速段が「１ｓｔ」〜「７ｔｈ」の７段の変速段である場合には、第６速段（「６ｔｈ」）の変速段における変速比が決定される。この最上段よりも１段下の変速段における変速比は、例えば、図７の手動変速マップのように、横軸に車速Ｖ、縦軸にエンジン１２の回転速度ＮＩＮを取った座標平面上において、エンジン１２の最高回転速度である上限パワー回転速度β（たとえば６０００ｒｐｍ）および、ＳＡ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐ（例えば９０ｋｍ／ｈ）を表す点Ａと、座標原点Ｏとを結んだ直線の傾きによって算出される。一方、最上段の変速段である第７速段における変速比は、事前に作成され、予めマップ記憶装置８４に記憶された基本変速マップにおける最上段の変速段における変速比が引き続き用いられる。これを表したのが図１８である。

ＳＢ３においては、最上段、最上段よりも１段下の変速段、および第１速段以外の変速段、すなわち第２速段「２ｎｄ」〜第５速段「５ｔｈ」における変速比が決定される。尚、第１速段における変速比は、第１速段においてはできるだけ大きい駆動力を出力する必要があることから、変速比設定手段９８によって値が変化することなく、たとえば無段変速機のとり得る最大の変速比γｍａｘが採用される（図１９参照）。第２速段〜第５速段における変速比は、例えば、次のように算出される。すなわち、前記第１速段および最上段の１段下の変速段である第６速段における変速比を表す直線が記載された変速マップにおいて、両直線によってなされる角度を５等分するような４本の直線を描き、それら４本の直線のうち、第１速段における変速比を表す直線に近い方から順に第２速段における変速比を表す直線、第３速段における変速比を表す直線、第４速段における変速比を表す直線、第５速段における変速比を表す直線とすることができる。これを表したのが図２０である。そして、これらの直線の傾きが、それぞれ第２速段〜第５速段における変速比に対応している。

ＳＢ４においては、ＳＢ２およびＳＢ３において算出された変速比および、例えば図２０のような手動変速マップがマップ記憶装置８４に記憶されるとともに、それまで用いられてきた予め用意されマップ記憶装置８４に記憶されている基本変速マップに代えて用いられることとなる。

このように、上限パワー回転速度βおよび上限車速Ｖｓｕｐの関係によって求められる変速比が適用される変速段は、必ずしも最上段の変速段における変速比には限られない。そして、このようにすれば、上限パワー回転速度β時において上限車速Ｖｓｕｐを達成する変速段は最上段よりも１段下の変速段であり、さらにもう１段の変速段を余らせていることから、一旦設定した上限車速Ｖｓｕｐを超えて車両を走行させる場合であっても、余らせていた最上段の変速段を使用して走行することができ、再度の変速比の設定を行う必要がないなどのメリットがある。

図２１乃至図２３は、本発明の更に別の実施例の変速比設定手段９８によって手動変速マップを求める過程を表した図であり、図１１乃至図１３に対応する。本実施例においては、手動変速マップを求める手順は、図１７に示すフローチャートに従う。さらに、最上段（第７速段）の一段下の変速段（例えば第６速段）における変速比を算出するＳＢ２においては、実施例２と同様に、横軸に車速Ｖ、縦軸にエンジン１２の回転速度ＮＩＮを取った座標平面上において、エンジン１２の上限パワー回転速度βおよびＳＢ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐを表す点Ａと、原点Ｏを結んだ直線の傾きにより算出のに代えて、上限パワー回転速度βに所定の割合（例えば０．９）を乗じた回転速度（０．９×β）およびＳＢ１において入力された上限車速Ｖｓｕｐを表す点Ａ’と、原点Ｏを結んだ直線の傾きにより算出される。

このように、入力された上限車速に基づいて、複数の変速段における変速比を算出する場合において、必ずしも上限パワー回転速度βによって上限車速Ｖｓｕｐとなるような変速比とすることにかぎられず、また、最上段の変速段における変速比が算出されるとは限られない。そして、このようにすれば、上限車速Ｖｓｕｐは、最上段の一段下の変速段においてエンジン１２の最高回転速度より小さい回転速度によって達成されることから、運転時の車両の静粛性を高めることができるなどのメリットがあり、かつ、上限パワー回転速度β時において上限車速Ｖｓｕｐを達成する変速段は最上段よりも１段下変速段であり、さらにもう１段の変速段を余らせていることから、一旦設定した上限車速Ｖｓｕｐを超えて車両を走行させる場合であっても、余らせていた最上段の変速段を使用して走行することができ、再度の変速比の設定を行う必要がないなどのメリットがある。

これらの実施例によれば、前記無段変速機の制御装置は、上限車速入力手段に対応する上限車速入力装置８６により運転者により入力された上限車速Ｖｓｕｐに基づいて、変速比設定手段に対応する手動変速マップ作成手段９８により各変速段における変速比が決定されることから、運転者が要望する変速性能を実現することができる。

また、変速比設定手段に対応する手動変速マップ作成手段９８においては、最上段となる変速段における変速比は、上限車速設定手段に対応する上限車速入力装置８６により入力された上限車速Ｖｓｕｐにおいて該無段変速機の入力を行う前記エンジン１２の最大回転速度である上限パワー回転速度βとなるように決定されることから、運転者が要望する車速において、全ての変速段を使い切ることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、変速比設定手段９８の動作のうち、図１０のＳＡ３において第２速段〜第６速段の変速比を算出する際において、変速マップ上で第１速段と第７速段の変速比を表す直線のなす角度を６等分するような線を引き、それらの直線の傾きを第２速段〜第６速段の変速比としたが、これに限られず、例えば、第１速段の変速比から第７速段の変速比までが等比数列的に変化するように、すなわち、第１速段の変速比と第２速段の変速比の比と、第２速段の変速比と第３速段の変速比の比と、第３速段の変速比と第４速段の変速比の比と、第４速段の変速比と第５速段の変速比の比と、第５速段の変速比と第６速段の変速比の比とがそれぞれ等しくなるような関係にあるとして算出してもよい。また、その他当業者の知識に基づいて一般的な変速比の算出方法に基づいてもよい。図１７のＳＢ３においても同様である。

また、上述の実施例においては、各変速段の変速比γは一定値であり、図７のような変速線図において各変速段線は直線で表されたが、変速比γは必ずしも一定である必要はなく、車速Ｖ等をパラメータとして変速比γが連続的に変化する変速段、例えば図７において原点を通らない直線や曲線などで表される変速段が定められても良い。

また、上述の実施例においては、手動変速制御手段９４は、手動モードにおいて無段変速機１８を、第１速段〜第７速段の全７段の変速段を有するように制御したが、これに限られず、全６段や全８段など適宜変更してもよい。

また、上述の実施例においては、変速比設定手段９８は、全ての変速段の変速比、もしくは最上段の変速段を除く全ての変速段の変速比を変更するよう設定したがこれに限られず、例えば、最上段である第７速段の変速比のみを変更するよう設定したり、最上段から２段だけ、すなわち第７速段および第６速段の変速比のみを変更するよう設定するといったように、一部の変速段の変速比を変更するように設定することもできる。このようにしても一定の効果が得られる。

また、上述の実施例においては、上限車速入力装置８６は、車両に設けられたナビゲーションシステムのタッチパネルディスプレイ上に設けられたテンキーが用いられたが、これに限られず、例えば音声認識システム等が用いられても良い。

また、上述の実施例においては、シフトレバー７４は、図３（ａ）に示すシフトパターンを有するものとされたが、これに限られず、例えば図１１（ａ）に示すようなシフトパターンを有するものであってもよい。すなわち、レバーポジションＰＬとして駐車用のＰポジション、後進走行用のＲポジション、動力伝達を遮断するＮポジション、前記無段変速機１８の全変速領域を使って自動変速しながら前進走行するＤポジション、手動変速モードを実行するためのＭポジションに加え、変速比γが小さい高速側変速領域が制限された前進走行用の３ポジション、３ポジションよりも変速比γが大きい低速側の変速領域だけで自動変速する２ポジション、２ポジションよりも更に低速側の変速領域だけで自動変速するＬポジションを、車両の前後方向に備えている。したがって、Ｄポジションから３ポジション、２ポジション、Ｌポジションへ操作されると、変速比γが大きい低速側へ変速領域が段階的に移動し、入力軸回転速度ＮＩＮやエンジン回転速度ＮＥが増大させられるとともに、大きなエンジンブレーキ力が得られるようになる。

また、上述の実施例においては、モード切換装置として、モード切換スイッチ７６およびＭポジションを有するシフトレバー７４の２つが用いられたが、必ずしもそれらの両方が必要ではなく、何れか一方でよい。すなわち、例えば図３（ａ）や図１１（ａ）のようにレバーポジションとしてＭポジションおよび「＋」位置、「−」位置を有するシフトパターンであるシフトレバー７４であれば、手動変速モードへの切換に必要なモード切換装置が具備されるため、モード切換スイッチ７６、アップシフトスイッチ７８、およびダウンシフトスイッチ８０は必ずしも必要がない。同様の理由により、逆にモード切換スイッチ７６、アップシフトスイッチ７８、およびダウンシフトスイッチ８０がある場合、シフトレバー７４のレバーポジションにはＭポジションは必ずしも必要でなく、例えば図１１（ｂ）のようなシフトパターンであってもよい。

また、モード切換スイッチ７６、アップシフトスイッチ７８、およびダウンシフトスイッチ８０としては、押し込みスイッチがステアリングホイール８２に設けられたが、これに限られず、運転者が操作可能な位置、個数、スイッチの形状であればよく、たとえば、位置としてはインスゥルメントパネル内にあってもよいし、個数としてはモード切換スイッチ７６、アップシフトスイッチ７８、およびダウンシフトスイッチ８０がそれぞれ少なくとも１個ずつあればよく、スイッチの形状としてはパドル型スイッチであってもよい。

また、上述の実施例においては、無段変速機１８としてベルト式無段変速機が用いられたが、これに限られず、たとえばトロイダル型無段変速機でもよい。

本発明が適用された車両用駆動装置の骨子図である。 図１の車両用駆動装置における無段変速機の制御系統を説明するブロック線図である。 図２のシフトレバーのシフトパターンを示す図である。 ステアリングホイールに配設されたモード切換スイッチ等を説明する図である。 図２のＣＶＴコントローラが備えている機能を説明するブロック線図である。 図４の自動変速手段により自動変速制御が行われる際に、運転状態に応じて入力側の目標回転速度を求める自動変速マップの一例を示す図である。 図４の手動変速手段により手動変速制御が行われる際に、車速に応じて各変速段の目標回転速度を求める手動変速マップの一例を示す図である。 図５のフローチャートに従って初期変速段が設定される際に用いられる初期変速段判定マップの一例を示す図である。 図４の挟圧力制御手段によりベルト式無段変速機の挟圧力制御が行われる際に、変速比等に応じて必要油圧を求める必要油圧マップの一例を示す図である。 図４の変速比設定手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。 変速比設定手段が最上段である第７速段の変速比を設定する様子を示した図である。 変速比設定手段が第１速段の変速比を設定する様子を示した図である。 変速比設定手段が第２速段乃至第６速段の各変速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が最上段である第７速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第１速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第２速段乃至第６速段の各変速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例における図４の変速比設定手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートであって、図１０に対応する図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が最上段の一段下の段である第６速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第１速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第２速段乃至第５速段の各変速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が最上段の一段下の段である第６速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第１速段の変速比を設定する様子を示した図である。 本発明の別の実施例において、変速比設定手段が第２速段乃至第５速段の各変速段の変速比を設定する様子を示した図である。 シフトレバー７４の別のシフトパターンの例を示す図である。 シフトレバー７４の別のシフトパターンの例を示す図である。

符号の説明

１２：エンジン（動力源）
１８：無段変速機
２４：駆動輪
６０：ＣＶＴコントローラ（無段変速機の制御装置）
７６：モード切換スイッチ（モード切換装置）
８６：上限車速入力装置（上限車速入力手段）
９２：自動変速制御手段
９４：手動変速制御手段
９８：変速比設定手段
Ｖｓｕｐ：上限車速
β：上限パワー回転速度

Claims (3)

1. 走行用の動力源と駆動輪との間に配設され、変速比を連続的に変化させることができる無段変速機と、
   運転者のアップダウン操作に従って、前記無段変速機の変速比を予め段階的に設定された複数の変速比の間で変化させる手動変速制御手段と、
   を有する車両用無段変速機の変速制御装置において、
   運転者が任意に設定する上限車速を入力することが可能な上限車速入力装置と、
   前記入力された上限車速に基づいて、前記複数の変速比の少なくとも１つを設定する変速比設定手段とを
   有することを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 前記変速比設定手段は、前記複数の変速比のうち、最上段となる変速段に対応する変速比を、前記上限車速入力装置によって入力された上限車速において前記動力源の予め設定された最大出力回転速度である上限パワー回転速度となるように決定するものであること
   を特徴とする請求項１に記載の無段変速機の制御装置。
3. 前記変速制御装置は、該無段変速機の変速比を車両の運転状態に応じて連続的に変化させる自動変速制御手段と、
   前記自動変速制御手段によって変速制御される自動変速モードと前記手動変速制御手段によって変速制御される手動変速モードとを切り換えるモード切換装置とを有すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機の制御装置。
   

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