JP2010230117A - 無段変速機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】副変速機構の変速条件を適正化し、副変速機構の変速が繰り返し行われるのを防止する。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、アクセルペダルが所定開度以上まで踏み込まれたときのみ、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更する２−１変速を許可し、実スルー変速比が前記モード切換変速比をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、副変速機構３０の２−１変速が許可されているときのみ、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機及びその制御方法に関し、特に、無段変速機がベルト式無段変速機構と副変速機構を備えるものに関する。

特許文献１は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）に対して前進２段の副変速機構を直列に設け、車両の運転状態に応じてこの副変速機構の変速段を変更するように構成することで、バリエータを大型化させることなく、とりうる変速比範囲を拡大した無段変速機を開示している。

特開昭６０−３７４５５号公報

このような副変速機構付き無段変速機においては、副変速機構の変速を、無段変速機全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）が特定のスルー変速比を跨いで変化したときに行うことが考えられる。例えば、副変速機構がバリエータの出力側に接続される構成では、バリエータの変速比が最Ｈｉｇｈ変速比のときに副変速機構の変速を行うようにすれば、変速時に副変速機構に入力されるトルクが小さくなり、変速ショックを小さくすることができる。

しかしながら、特定のスルー変速比を跨いだことを条件に副変速機構を変速させる構成では、スルー変速比が特定のスルー変速比近傍で変化する場合に副変速機構の変速が頻繁に行われ、変速ショックが繰り返し発生することにより運転性が低下したり、副変速機構を構成する摩擦締結要素の耐久性が低下する可能性がある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、副変速機構の変速条件を適正化し、副変速機構の変速が繰り返し行われるのを防止することを目的とする。

本発明のある態様によれば、車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）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、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が所定の過渡応答で前記到達スルー変速比に追従するように、前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、前記エンジンのアクセルペダルが所定開度以上まで踏み込まれたときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する２−１変速を許可する副変速機構２−１変速許可手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の変速段を前記第１変速段から前記第２変速段に変更し、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の２−１変速が許可されているときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する、ことを特徴とする無段変速機が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、車両に搭載され、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）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、を備え、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機の制御方法であって、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が所定の過渡応答で前記到達スルー変速比に追従するように、前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、前記エンジンのアクセルペダルが所定開度以上まで踏み込まれたときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する２−１変速を許可する副変速機構２−１変速許可ステップと、を含み、前記変速制御ステップは、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の変速段を前記第１変速段から前記第２変速段に変更し、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の２−１変速が許可されているときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する、ことを特徴とする無段変速機の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、副変速機構の２−１変速は大きな駆動力が必要とされる状況でのみ許可されるので、１−２変速に続いて２−１変速が行われる頻度が小さくなる。これにより、副変速機構の変速が繰り返されることによる不具合、すなわち、変速ショックが繰り返し発生することによる運転性の低下や、副変速機構を構成する摩擦締結要素の耐久性の低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係る無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。 変速機コントローラの内部構成を示した図である。 変速マップの一例を示した図である。 変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムの内容を示したフローチャートである。 副変速機構の２−１変速許可領域を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。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、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比である。

図１は本発明の実施形態に係る無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。この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、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。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを備える。ロックアップクラッチ２ａが締結されると、トルクコンバータ２における滑りがなくなり、トルクコンバータ２の伝達効率が向上する。

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。

変速機４は、ベルト式無段変速機構（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」とはエンジン１から駆動輪７に至るまでの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。あるいは、副変速機構３０はバリエータ２０の前段（入力軸側）に接続されていてもよい。

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。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の変速比が無段階に変化する。

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・解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を解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を解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を解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。

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。

入力インターフェース１２３には、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度ＡＰＯ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、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温ＴＭＰ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の出力信号などが入力される。

記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム（図４）、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。

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、副変速機構３０の変速段の変更、ロックアップクラッチ２ａの締結・解放が行われる。

図３は記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。変速機コントローラ１２は、この変速マップを参照しながら、車両の運転状態（この実施形態では車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ）に応じて、バリエータ２０、副変速機構３０、及び、ロックアップクラッチ２ａを制御する。

この変速マップでは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとにより定義される。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の変速比に副変速機構３０の変速比を掛けて得られる全体の変速比、以下、「スルー変速比」という。）に対応する。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＝０／８のときの変速線）のみが示されている。

変速機４が低速モードのときは、変速機４はバリエータ２０の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比にして得られる低速モード最Ｈｉｇｈ線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は、変速機４はバリエータ２０の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比にして得られる高速モード最Ｈｉｇｈ線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。

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、低速モードでとりうる変速機４のスルー変速比の範囲（図中、「低速モードレシオ範囲」）と高速モードでとりうる変速機４のスルー変速比の範囲（図中、「高速モードレシオ範囲」）とが部分的に重複し、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。

また、この変速マップ上には副変速機構３０の変速を行うモード切換変速線が低速モード最Ｈｉｇｈ線上に重なるように設定されている。モード切換変速線に対応するスルー変速比（以下、「モード切換変速比ｍＲａｔｉｏ」という。）は低速モード最Ｈｉｇｈ変速比と等しい値に設定される。モード切換変速線をこのように設定するのは、バリエータ２０の変速比が小さいほど副変速機構３０への入力トルクが小さくなり、副変速機構３０を変速させる際の変速ショックを抑えられるからである。

そして、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切った場合、すなわち、スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）がモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化した場合は、変速機コントローラ１２はモード切換え変速を行う。

このモード切換え変速では、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の変速比を副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する。モード切換え変速時、バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによる入力回転の変化が運転者に違和感を与えないようにするためである。

具体的には、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を１速から２速に変更（１−２変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側に変更する。

逆に、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更（２−１変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＨｉｇｈ側に変更する。

ただし、単にモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをしきい値としてモード切換え変速を行う構成では、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏの近傍で変化する場合に副変速機構３０の変速が頻繁に行われ、変速ショックが繰り返し発生することによる運転性の低下や、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）の耐久性の低下を招く可能性がある。

そこで、変速機コントローラ１２は、アクセルペダルが大きく踏み込まれる等、大きな駆動力、例えば、副変速機構３０の変速段が２速のままでは達成できないような駆動力が必要とされる状況でのみ、副変速機構３０の２−１変速を許可するようにし、副変速機構３０の変速頻度を下げるようにする。

また、副変速機構３０の２−１変速が許可されないと、バリエータ２０の変速のみで変速機４の変速が行われることになる。この場合、バリエータ２０の変速比が最Ｌｏｗ変速比に到達すると、変速機４をさらにダウンシフトさせることができなくなり、駆動力が不足する可能性がでてくる。このため、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の変速比が最Ｌｏｗ変速比となっている状態が所定時間以上継続した場合には、ロックアップクラッチ２ａを解放し、トルクコンバータ２のトルク増幅作用を利用して駆動力を増大させるようにする。

図４は変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納される変速制御プログラムの一例を示している。これを参照しながら、変速機コントローラ１２が実行する変速制御の具体的内容について説明する。

Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、図３に示した変速マップから、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯに対応する値を検索し、これを到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶとして設定する。到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯにおいて達成すべきプライマリ回転速度であり、プライマリ回転速度の定常的な目標値である。

Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを車速ＶＳＰ、終減速装置６の終減速比ｆＲａｔｉｏで割って、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを演算する。到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯで達成すべきスルー変速比であり、スルー変速比の定常的な目標値である。

Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速がダウンシフトであるか、また、副変速機構３０の２−１変速が許可されているかを判定する。

変速機４の変速がダウンシフトであるかは、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏと実スルー変速比Ｒａｔｉｏとを比較することで判定することができる。実スルー変速比Ｒａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉに基づき、必要に応じてその都度演算される（以下、同じ）。到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが実スルー変速比Ｒａｔｉｏよりも大きくなっているときは、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速がダウンシフトであると判定し、そうでない場合は、アップシフトであると判定する。

また、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の２−１変速が許可されているかをアクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ、及び、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに基づき判定する。変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段が２速のままでは達成できないような大きな駆動力が必要とされている場合のみ、副変速機構３０の２−１変速を許可する。

具体的には、例えば、図５に示すように、変速マップ上に副変速機構３０の２−１変速を許可する領域（以下、「２−１変速許可領域」という。）が予め設定されている。そして、変速機コントローラ１２は、アクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰで決まる変速機４の運転点が２−１変速許可領域にあり、かつ、アクセル開度ＡＰＯの変化速度が所定の急踏込み判定値を超えている場合に、副変速機構３０の２−１変速を許可する。なお、ここでの運転点は、実際の運転点ではなく、変速機４の変速完了後に到達する運転点である。また、この運転点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに対応する。

図５に示す例では、２−１変速許可領域は、所定の高負荷変速線と全負荷線と間（例えば、ＡＰＯ＝７／８〜７／８の高負荷域）で、かつ、車速ＶＳＰが所定範囲内（例えば、３０ｋｍ／ｈ〜４５ｋｍ／ｈの中車速域）の領域として設定される。

さらに、２−１変速許可領域は、高速モード最Ｌｏｗ線よりもＬｏｗ側（図中左上側）に配置される。すなわち、副変速機構３０の２−１変速が許可されるのは、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが高速モード最Ｌｏｗ変速比よりも大きくなるときである。これは、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが高速モード最Ｌｏｗ変速比よりも小さければ、副変速機構３０を２−１変速させなくても、バリエータ２０の変速のみで到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを達成できる、すなわち、要求される駆動力を発生させることができるからである。

なお、ここで示した２−１変速許可条件はあくまでも一例であり、これに限定されるわけではない。例えば、変速機４の油温が低いときは、副変速機構３０の２−１変速を許可して２−１変速を積極的に行わせ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉを高めに維持することで油温ＴＭＰの上昇を促進するようにしてもよい。

これに対し、アクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰで決まる変速機４の運転点が当該領域外にあるときや、アクセル開度ＡＰＯの変化速度が所定の急踏込み判定値を超えていない場合は、大きな駆動力が必要とされていないので、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の２−１変速を許可しない。

Ｓ１３で、変速機４の変速がダウンシフトであり、かつ、副変速機構３０の２−１変速が許可されていないと判定されたときのみ、処理がＳ２０に進み、それ以外の場合は処理がＳ１４に進む。

Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを、変速開始時の値から到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで所定の過渡応答で変化させるための目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定する。目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は、スルー変速比の過渡的な目標値である。所定の過渡応答は、例えば、一次遅れ応答であり、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに漸近するように設定される。

Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する。具体的には、変速機コントローラ１２は、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を副変速機構３０の変速比で割ってバリエータ２０の目標変速比ｖＲａｔｉｏ０を演算し、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏが目標変速比ｖＲａｔｉｏ０になるようバリエータ２０を制御する。これにより、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは所定の過渡応答で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従する。

Ｓ１６では、変速機コントローラ１２は、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ったか、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したか判定する。肯定的な判定がなされたときは処理がＳ１７に進み、そうでない場合は処理がＳ１８に進む。

Ｓ１７では、変速機コントローラ１２は、モード切換え変速を行う。モード切換え変速では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速（現在の変速段が１速であれば１−２変速、２速であれば２−１変速）を行うとともに、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更し、モード切換え変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じないようにする。

Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、変速が完了したか判定する。具体的には、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏと到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの偏差が所定値よりも小さくなったら変速完了と判定する。変速が完了したと判定されたら処理が終了し、そうでない場合は変速が完了したと判定されるまでＳ１４〜Ｓ１８の処理が繰り返される。

一方、Ｓ２０に進んだ場合は、Ｓ２０、Ｓ２１でＳ１４、Ｓ１５と同様に、変速機コントローラ１２は、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに基づき目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を演算し、これに基づきバリエータ２０を制御する。しかしながら、副変速機構３０の２−１変速が許可されていないので、変速機コントローラ１２は、Ｓ１６のような変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ったかの判定は行わず、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ってもバリエータ２０の変速のみを行う。

到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが高速モードレシオ範囲外に設定されていると、副変速機構３０の２−１変速が許可されていないため、変速機４の変速は、バリエータ２０の変速比が最Ｌｏｗ変速比に到達したところで停止する。この場合、変速機４をさらにダウンシフトさせることができないため、駆動力が不足する可能性がある。

このため、Ｓ２２では、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏが最Ｌｏｗ変速比となっている状態が所定時間以上継続しているか判定する。そして、変速機コントローラ１２は、この状態が所定時間以上継続しているときと判定したときはＳ２４でロックアップクラッチ２ａを解放し、トルクコンバータ２のトルク増幅作用により、駆動力を増大させる。

Ｓ２３では、Ｓ１８と同様に、変速機コントローラ１２は、変速が完了したか判定し、変速が完了したと判定されたら処理が終了し、そうでなければＳ２０〜Ｓ２２の処理が繰り返される。

続いて、上記変速制御を行うことによる作用効果について説明する。

上記変速制御によれば、副変速機構３０の１−２変速、２−１変速いずれも実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したときに実行される（Ｓ１７）。

しかしながら、副変速機構３０の２−１変速は、アクセルペダルが大きく踏み込まれる等、大きな駆動力が必要とされる状況でのみ許可されるので（図５）、１−２変速に続いて２−１変速が行われる頻度が小さくなる。これにより、副変速機構３０の変速が繰り返されることによる不具合、すなわち、変速ショックが繰り返し発生することによる運転性の低下や、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）の耐久性の低下を防止することができる（請求項１、７に対応する作用効果）。

また、上記変速制御によれば、駆動力が必要されているかどうかの判定が、アクセル開度ＡＰＯの大きさだけでなく、その変化速度、車速ＶＳＰ、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを考慮に入れて行われる。これにより、駆動力が必要されているかどうかより適切に判定することができる（請求項２〜４に対応する作用効果）。

また、副変速機構３０の２−１変速が許可されていないときは、バリエータ２０の変速のみで変速機４のダウンシフトが行われるため、バリエータ２０の変速比が最Ｌｏｗ変速比に到達してしまうとそれ以上のダウンシフトが不能になり、駆動力が不足する可能性がある。これについては、上記変速制御によれば、このような状態が所定時間継続すると、ロックアップクラッチ２ａが解放されるので（Ｓ２２→Ｓ２４）、トルクコンバータ２のトルク増幅作用により駆動力を増大させることができ、駆動力が不足するのを防止できる（請求項５に対応する作用効果）。

なお、所定時間継続したことを条件とするのは、ダウンシフト不能の状態が継続しているときは駆動力が不足している可能性が高いからである。このような条件でロックアップクラッチ２ａを解放することで、より適切なタイミングで駆動力を増大させることができる（請求項６に対応する作用効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、モード切換変速線が低速モード最Ｈｉｇｈ線上に重なるように設定されているが、モード切換変速線は、高速モード最Ｌｏｗ線上に重なるように、あるいは、高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線の間に設定されていてもよい。

また、上記実施形態では、副変速機構３０は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としたが、副変速機構３０を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。

また、副変速機構３０をラビニョウ型遊星歯車機構を用いて構成したが、このような構成に限定されない。例えば、副変速機構３０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。

また、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を備えているが、アクチュエータ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。

４…無段変速機
１１…油圧制御回路
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
２１…プライマリプーリ
２２…セカンダリプーリ
２３…Ｖベルト
３０…副変速機構

Claims (7)

1. 車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、
   変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）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、
   前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、
   前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が所定の過渡応答で前記到達スルー変速比に追従するように、前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、
   前記エンジンのアクセルペダルが所定開度以上まで踏み込まれたときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する２−１変速を許可する副変速機構２−１変速許可手段と、
   を備え、
   前記変速制御手段は、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の変速段を前記第１変速段から前記第２変速段に変更し、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の２−１変速が許可されているときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記副変速機構２−１変速許可手段は、
   前記アクセルペダルの開度の変化速度が所定速度以上のときにのみ、前記副変速機構の２−１変速を許可する、
   ことを特徴とする無段変速機。
3. 請求項１または２に記載の無段変速機であって、
   前記副変速機構２−１変速許可手段は、
   車速が所定範囲内のときのみ、前記副変速機構の２−１変速を許可する、
   ことを特徴とする無段変速機。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
   前記副変速機構２−１変速許可手段は、
   前記到達スルー変速比が、前記バリエータの変速比が最Ｌｏｗ変速比で前記副変速機構の変速段が前記第２変速段であるときの前記スルー変速比である高速モード最Ｌｏｗ変速比よりも大きいときのみ、前記副変速機構の２−１変速を許可する、
   ことを特徴とする無段変速機。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
   前記無段変速機の入力側にロックアップクラッチ付きトルクコンバータを備え、
   前記変速制御手段は、前記副変速機構の２−１変速が許可されず、前記バリエータの変速比が最Ｌｏｗ変速比に到達した場合は、前記ロックアップクラッチを解放する、
   ことを特徴とする無段変速機。
6. 請求項５に記載の無段変速機であって、
   前記変速制御手段は、前記副変速機構の２−１変速が許可されず、前記バリエータの変速比が最Ｌｏｗ変速比に到達した状態が所定時間継続した場合に、前記ロックアップクラッチを解放する、
   ことを特徴とする無段変速機。
7. 車両に搭載され、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）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、を備え、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機の制御方法であって、
   前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、
   前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が所定の過渡応答で前記到達スルー変速比に追従するように、前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、
   前記エンジンのアクセルペダルが所定開度以上まで踏み込まれたときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する２−１変速を許可する副変速機構２−１変速許可ステップと、
   を含み、
   前記変速制御ステップは、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の変速段を前記第１変速段から前記第２変速段に変更し、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、前記副変速機構の２−１変速が許可されているときのみ、前記副変速機構の変速段を前記第２変速段から前記第１変速段に変更する、
   ことを特徴とする無段変速機の制御方法。

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