JP2012057698A - 無段変速機及びパワーｏｎ／ｏｆｆ判定方法 - Google Patents

無段変速機及びパワーｏｎ／ｏｆｆ判定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】マニュアルモードにおけるパワーＯＮ／ＯＦＦ判定の精度を向上させる。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、マニュアルモードが選択されている場合は副変速機構３０への入力トルクに基づき副変速機構３０への入力トルクの正負を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機構と副変速機構を備えた無段変速機に関し、特に、副変速機構への入力トルクの正負を判定する技術（パワーＯＮ／ＯＦＦ判定）に関する。
無段変速機構（バリエータ）と副変速機構とを組み合わせた無段変速機（以下、「副変速機構付きＣＶＴ」という。）では、通常の無段変速機に比べて変速領域を拡大することができ、燃費向上を図ることができる。
この副変速機構付きＣＶＴで副変速機構を変速させる場合には、バリエータの変速比を副変速機構の変速方向と逆の方向に変速させる協調変速を行うことで、変速機全体の変速比であるスルー変速比が変速前後で変化するのを抑制し、変速ショックを抑制することができる（特許文献１）。
また、無段変速機において、マニュアルモードを備え、運転者によって選択される変速段に対応する変速比に無段変速機の変速比を制御する技術は公知である（特許文献２）。
特開平５−７９５５４号公報 特開平２００２−２４３０３１号公報
副変速機構付きＣＶＴにマニュアルモードを備えることも可能である。マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいては、スルー変速比が、運転者のシフト操作又はパドル操作によって選択された変速段に対応する変速比となるようにバリエータ及び副変速機構が制御される。選択された変速段によっては副変速機構の変速段が変更されるが、上記協調変速が行われれば変速ショックを抑制することができる。
ところで、副変速機構を変速させる場合、副変速機構への入力トルクの正負を判定（以下、「パワーＯＮ/ＯＦＦ判定」という。）する必要がある。これは、入力トルクが正の時に行われるアップシフト及び入力トルクが負の時に行われるダウンシフトでは、変速のフェーズがトルクフェーズ（トルク伝達を受け持つ摩擦締結要素が切り替わるフェーズ）、イナーシャフェーズ（副変速機構の変速比が実際に変化するフェーズ）の順に起こるのに対し、入力トルクが負の時に行われるアップシフト及び入力トルクが正の時に行われるダウンシフトではこの順が逆になり、必要とされる油圧制御が異なるからである。
パワーＯＮ／ＯＦＦ判定は、エンジントルクに基づき行うことが可能である。しかしながら、マニュアルモードにおいては、運転者のシフト操作又はパドル操作を受けて、アクセル開度が小さくエンジントルクが小さい状態で副変速機構の変速が行われる場合があり、この場合、エンジントルクに基づく判定では、誤った判定がなされる可能性がある。これは、アクセル開度が小さくエンジントルクが小さい状態では、エンジントルクが正であってもベルトフリクション、バリエータの変速に伴うイナーシャ変化等により副変速機構への入力トルクが負になる場合があるからである。
誤った判定がなされると油圧制御を正常に行えず、トルクフェーズ中に回転速度変化が生じて協調変速が崩れたり、イナーシャフェーズなのに回転速度がなかなか変化せず回転停滞が発生する、といった問題が生じる。
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、マニュアルモードにおけるパワーＯＮ／ＯＦＦ判定の精度を向上させることを目的とする。
本発明のある態様によれば、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達す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る有段の副変速機構と、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、前記マニュアルモードが選択されている場合は前記副変速機構への入力トルクに基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定するパワーＯＮ／ＯＦＦ判定手段と、を備えたことを特徴とする無段変速機が提供される。
本発明の別の態様によれば、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る有段の副変速機構とを備え、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機において、前記副変速機構への入力トルクの正負を判定するパワーＯＮ／ＯＦＦ判定方法であって、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、前記マニュアルモードが選択されている場合は前記副変速機構への入力トルクに基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定する、ことを特徴とするパワーＯＮ／ＯＦＦ判定方法が提供される。
これらの態様によれば、マニュアルモードにおいて、通常の走行レンジでは副変速機構とバリエータとの協調変速が発生しない領域である、アクセル開度が小さくエンジントルクが小さい状態での協調制御中において、副変速機構への入力トルクの正負の判定（パワーＯＮ／ＯＦＦ判定）を高い精度で行うことができる。
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。 オートモードで使用する変速マップの一例を示した図である。 マニュアルモードで使用する変速マップの一例を示した図である。 パワーＯＮ／ＯＦＦ判定の制御内容を示したフローチャートである。 ダウンシフトでのパワーＯＮ／ＯＦＦ判定で用いるしきい値を説明するための図である。 アップシフトでのパワーＯＮ／ＯＦＦ判定で用いるしきい値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。
図１は第１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、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を制御するエンジンコントローラ１３と、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、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。
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。
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。）を検出するプライマリ回転速度センサ４２ｐの出力信号、変速機４の出力回転速度（＝セカンダリプーリ２２の回転速度、以下、「セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃ」という。）を検出するセカンダリ回転速度センサ４２ｓ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４５の位置を検出するインヒビタスイッチ４６の出力信号、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ４７の出力信号、後述するマニュアルモードで変速段を選択するパドルスイッチ４８の出力信号、エンジンコントローラ１３からのエンジントルク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、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図３、図４）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。
なお、Ｌｏｗブレーキ３２の手前には、これらの摩擦締結要素が急締結することによるショックを防止するためのアキュムレータが設けられている。
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している。この変速マップは、セレクトレバー４５がＤレンジにあり、アクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰに基づき変速機４の変速、すなわちバリエータ２０及び副変速機構３０の変速が自動的に行われるモード（以下、「オートモード」という。）で使用されるマップである。
この変速マップ上では変速機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。
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うる変速機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。
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。
また、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変速比に等しい。
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、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化した場合は、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協調変速を行う。
協調変速では、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏよりも大きい状態から小さい状態になったときは、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速にアップシフト（１−２変速）させるとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変化させる。逆に、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏよりも小さい状態から大きい状態になったときは、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速にダウンシフト（２−１変速）させるとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変化させる。
モード切換変速時、協調変速を行うのは、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ためである。また、モード切換変速をバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが最Ｈｉｇｈ変速比のときに行うのは、この状態では副変速機構３０に入力されるトルクがそのときにバリエータ２０に入力されるトルクのもとでは最小になっており、この状態で副変速機構３０を変速すれば副変速機構３０の変速ショックを緩和することができるからである。
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）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、副変速機構３０のダウンシフトについては、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。
これに対し、セレクトレバー操作又はパドル操作により運転者が任意の変速段を選択でき、選択された変速段（以下、「セレクト変速段」という。）に対応した変速比が実現されるよう変速機４の変速、すなわち、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速が行われるモード（以下、「マニュアルモード」という。）では、図４に示される変速マップが使用される。なお、以下の説明では、マニュアルモードにおける変速機４の変速段と副変速機構３０の変速段とを区別するために、マニュアルモードにおける変速機４の変速段をそれぞれＭ１速〜Ｍ７速と称する。
この例ではＭ１速からＭ７速の中から一つを選択することが可能になっている。副変速機構３０の１−２アップ線、２−１ダウン線は、オートモードにおけるモード切換変速線とは異なる位置に設定されており、１−２アップ線は低速モード最Ｈｉｇｈ線よりもＬｏｗ側かつＭ４速変速線とＭ５速変速線との間、２−１ダウン線は高速モード最Ｌｏｗ線よりもＨｉｇｈ側かつＭ３速変速線とＭ４速変速線との間に設定される。
変速段の選択は、セレクトレバー４５を操作することによって行うことができ（例えば、セレクトレバー４５を＋ゲートに操作するとシフトアップ、−ゲートに操作するとシフトダウン）、また、ステアリングに設けられたパドルスイッチ４８を操作することによっても行うことができる。
マニュアルモードにおいては、セレクト変速段が実現されるようバリエータ２０及び副変速機構３０が制御され、現変速段とセレクト変速段との組み合わせによっては副変速機構３０の変速を伴う。具体的には、変速前後で１−２アップ線又は２−１ダウン線を横切る場合に副変速機構３０の変速が行われる。また、変速先がＭ１速又はＭ２速の場合は副変速機構３０の変速段が１速でないとこれら変速段に対応するスルー変速比を実現できず、変速先がＭ６速又はＭ７速の場合は副変速機構３０の変速段が２速でないとこれら変速段のスルー変速比を実現できないため、副変速機構３０の変速段が必要とされる変速段になっていないと副変速機構３０の変速が必ず行われる。
また、マニュアルモードでは、上記副変速機構３０の変速を伴う変速を行う場合、変速応答性を向上させるために、変速が開始されたら、まずバリエータ２０のみを変速させてスルー変速比Ｒａｔｉｏをセレクト変速段に対応するスルー変速比に向けて変化させ、その後、バリエータ２０と副変速機構３０との協調変速を行う。
具体的には、バリエータ２０のみの変速でセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現できる場合は、バリエータ２０のみを変速させてセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現し、その後、協調変速を行う。バリエータ２０のみの変速でセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現できない場合は、バリエータ２０を最Ｌｏｗ変速比または最Ｈｉｇｈ変速比まで変速させた後、協調変速を行い、その後、バリエータ２０をさらに変速させてセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現する。
ところで、副変速機構３０を変速させる場合、副変速機構３０への入力トルクの正負を判定（以下、「パワーＯＮ/ＯＦＦ判定」という。）する必要がある。これは、入力トルクが正の時に行われるアップシフト及び入力トルクが負の時に行われるダウンシフトでは、変速のフェーズがトルクフェーズ（トルク伝達を受け持つ摩擦締結要素が切り替わるフェーズ）、イナーシャフェーズ（副変速機構３０の変速比が実際に変化するフェーズ）の順に起こるのに対し、入力トルクが負の時に行われるアップシフト及び入力トルクが正の時に行われるダウンシフトではこの順が逆になり、必要とされる油圧制御が異なるからである。
具体的には、トルクフェーズ及びイナーシャフェーズがこの順で起こる場合は、これらフェーズ中の副変速機構３０の入力回転速度が締結側摩擦締結要素のトルク容量によって制御されるのに対し、逆の順で起こる場合は、イナーシャフェーズ中の副変速機構３０の入力回転速度が解放側摩擦締結のトルク容量によって制御され、トルクフェーズ中の副変速機構３０の入力回転速度が締結側摩擦締結要素のトルク容量によって制御される。したがって、この制御が逆に行われてしまうと、到達スルー変速比を達成できなかったり、回転停滞が生じる原因となる。
パワーＯＮ／ＯＦＦ判定は、例えば、エンジントルクに基づき行うことができる。しかしながら、マニュアルモードにおいて、運転者のシフト操作又はパドル操作を受けてアクセル開度が小さくエンジントルクが小さい状態で副変速機構３０の変速が行われると、エンジントルクに基づく判断では、パワーＯＮ／ＯＦＦの判定が誤ってなされる可能性がある。これは、このような状態では、エンジントルクが正であってもベルトフリクション、バリエータ２０の変速に伴うイナーシャ変化等により副変速機構３０への入力トルクが負になる場合があるからである。
そこで本実施形態では、変速機コントローラ１２は、オートモードでは、エンジントルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行うが、マニュアルモードでは、副変速機構３０への入力トルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行うようにする。
図５は、変速機コントローラ１２が行うパワーＯＮ／ＯＦＦ判定の制御内容を示したフローチャートであり、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、マニュアルモードか判断する。変速機コントローラ１２は、例えば、セレクトレバー４５がＭレンジにある場合又はパドルスイッチ４８が操作された場合にマニュアルモードであると判断する。マニュアルモードと判断された場合は処理がＳ１２に進み、マニュアルモードでない、すなわちオートモードと判断された場合は処理がＳ１４に進む。
Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速が行われるか判断する。副変速機構３０の変速が行われると判断された場合は処理がＳ１３に進み、そうでない場合は処理が終了する。
Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０への入力トルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行う。
副変速機構３０への入力トルクに基づいたパワーＯＮ／ＯＦＦ判定は、具体的には、協調変速（副変速機構３０の変速）に先行して実行されるバリエータ２０のみの変速が終了した時点、すなわち副変速機構３０の変速直前の推定トルクに基づく判定と、演算トルクに基づく判定とから構成され、アクセル開度ＡＰＯが変速開始時から変化していない間は前者の判定、アクセル開度ＡＰＯが変速開始時から変化した場合は後者の判定が行われる。アクセル開度が変速開始時から変化した場合とは、変速開始時からのアクセル開度ＡＰＯが所定量を超えた場合、又は、アクセル開度ＡＰＯがゼロになった場合である。
まず、バリエータ２０のみの変速が終了した時点の推定トルクに基づく判定について説明する。バリエータ２０のみの変速が終了した時点の副変速機構３０への入力トルクを推定するには、まず、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０のみの変速が終了した時点のバリエータ２０の変速比である変速比ｖＲａｔｉｏｍを算出する。バリエータ２０のみの変速でセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現できる場合は、変速比ｖＲａｔｉｏｍはセレクト変速段に対応するスルー変速比を副変速機構３０の変速前変速段に対応する変速比で割って得られる値である。バリエータ２０のみの変速でセレクト変速段に対応するスルー変速比を実現できない場合は、変速比ｖＲａｔｉｏｍはバリエータ２０の最Ｌｏｗ変速比または最Ｈｉｇｈ変速比となる。
次に、変速機コントローラ１２は、アクセル開度ＡＰＯ及びバリエータ２０のみの変速が終了した時点のエンジン回転速度に基づき図示しないエンジントルクマップを参照してバリエータ２０のみの変速が終了した時点のエンジントルクを算出する。バリエータ２０のみの変速が終了した時点の副変速機構３０への入力トルクの推定値は、バリエータ２０のみの変速が終了した時点のエンジントルクに第１ギヤ列３のギヤ比、変速比ｖＲａｔｉｏｍを掛けて得られる値からベルトフリクショントルクの絶対値を減じることにより得られる。
変速が開始されると、変速機コントローラ１２は、まず、この推定トルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行う。推定トルクがＯＮ／ＯＦＦ判定しきい値よりも大きい場合は副変速機構３０に入力されるトルクが正と判定され（ＯＮ判定）、ＯＮ／ＯＦＦ判定しきい値よりも小さい場合は副変速機構３０に入力されるトルクが負と判定される（ＯＦＦ判定）。
ＯＮ／ＯＦＦ判定しきい値は、ダウンシフトではゼロよりも大きな値、例えば１０Ｎに設定され、アップシフトでは０Ｎに設定される。ダウンシフトでＯＮ／ＯＦＦ判定しきい値をゼロよりも大きな値を設定しているのは、副変速機構３０に入力されるトルクがゼロ近傍ではなるべくＯＦＦ判定がなされるようにし、ダウンシフト時の変速応答性を向上させるためである。
なお、ここでは推定にバリエータ２０のみの変速が終了した時点のエンジントルクを用いているが、変速開始時点のエンジントルクを用いるようにしてもよい。
次に、演算トルクに基づく判定について説明する。副変速機構３０への入力トルクを演算するには、変速機コントローラ１２は、エンジンコントローラ１３からのエンジントルク信号をもとにエンジントルクを算出する。そして、変速機コントローラ１２は、エンジントルクにバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを掛けて得られる値から、ベルトフリクショントルクの絶対値、バリエータ２０の変速に伴うイナーシャトルクの絶対値を減じて副変速機構３０への入力トルクを演算する。
そして、変速機コントローラ１２は、演算された副変速機構３０への入力トルクを、ＯＮ判定しきい値及びＯＦＦ判定しきい値と比較し、演算された副変速機構３０への入力トルクがＯＮ判定しきい値よりも大きい場合は副変速機構３０に入力されるトルクが正と判定され（ＯＮ判定）、ＯＦＦ判定しきい値よりも小さい場合は副変速機構３０に入力されるトルクが負と判定される（ＯＦＦ判定）。
ＯＮ判定しきい値、ＯＦＦ判定しきい値は、それぞれ、副変速機構３０への入力トルクが明らかに正、明らかに負と判定できる値に設定され、例えば、ダウンシフトではＯＮ判定しきい値は２０Ｎ、ＯＦＦ判定しきい値は−１５Ｎ、アップシフトでは、ＯＮ判定しきい値は２０Ｎ、ＯＦＦ判定しきい値は−１０Ｎに設定される。
上記２つの判定方法によるＯＮ／ＯＦＦ判定しきい値を図示すると、ダウンシフト時は図６、アップシフト時は図７に示すようになる。演算トルクに基づく判定においてＯＮ判定しきい値、ＯＦＦ判定しきい値の絶対値がそれぞれ十分に大きな値に設定されていることにより、バリエータ２０の変速に伴うイナーシャトルクの変化により演算トルクがゼロ近傍で変動しても、誤判定を防止することができる。
なお、この実施形態では、アクセル操作がなされた場合にＯＮ／ＯＦＦ判定を推定トルクに基づく判定から演算トルクに基づく判定に切り換えているが、いずれの判定も並行して行い、演算トルクに基づく判定がＯＮでもＯＦＦでもないときに推定トルクに基づく判定結果を用い、演算トルクに基づく判定によりＯＮ又はＯＦＦと判定された場合に演算トルクに基づく判定結果を用いるようにしてもよい。
Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速が行われるか判断する。副変速機構３０の変速が行われると判断された場合は処理がＳ１５に進み、そうでない場合は処理が終了する。
Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、エンジントルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行う。具体的には、変速機コントローラ１２は、エンジンコントローラ１３からのエンジントルク信号をもとにエンジントルクを算出し、算出したエンジントルクの正負に基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定が行われ、エンジントルクが正の場合は副変速機構３０に入力されるトルクが正、負の場合は副変速機構３０に入力されるトルクが負と判定される。
以上の処理によりパワーＯＮ／ＯＦＦ判定が行われ、この判定結果に基づき副変速機構３０の締結側摩擦締結要素及び解放側摩擦締結要素に供給される油圧が制御される。
続いて上記ＯＮ／ＯＦＦ判定を行うことによる作用効果について説明する。
マニュアルモードにおいては、運転者のシフト操作又はパドル操作を受けて、アクセル開度が小さくエンジントルクが小さい状態でも副変速機構３０の変速が行われる可能性があり、この場合、エンジントルクに基づく判断では、パワーＯＮ／ＯＦＦ判定が誤ってなされる可能性がある。
しかしながら、上記パワーＯＮ／ＯＦＦ判定によれば、マニュアルモードにおいては副変速機構３０への入力トルクに基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定が行われるので、パワーＯＮ／ＯＦＦ判定を精度よく行うことができる（請求項１、２、４に記載の発明に対応する効果）。判定に用いる副変速機構３０への入力トルクとしては副変速機構３０の変速直前の入力トルクを用いるのがよく、上記実施形態のように副変速機構３０の変速に先行してバリエータ２０を変速させる場合は、バリエータ２０のみの変速が終了した時点の推定トルクを用いる。
この結果、トルクフェーズ、イナーシャフェーズが起こる順番を正しく判断し、それに合わせて副変速機構３０の締結側摩擦締結要素、解放側摩擦締結要素に供給される油圧を制御することができるので、トルクフェーズ中に回転速度変化が生じてしまい協調変速が崩れる、又は、イナーシャフェーズなのに回転速度がなかなか変化せず回転停滞が発生するといった問題を回避することができる。
また、上記ＯＮ／ＯＦＦ判定によれば、マニュアルモードにおいて変速中にアクセル操作がなされた場合には、エンジントルク、バリエータ２０の変速比、バリエータ２０のベルトフリクショントルク、及び、バリエータ２０の変速に伴うイナーシャトルクに基づき副変速機構３０への入力トルクを演算し、この演算値に基づきパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を行うようにした。これにより、変速中にアクセル操作がなされた場合であっても引き続きパワーＯＮ／ＯＦＦ判定を高い精度で継続することができる（請求項３に記載の発明に対応する効果）。
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、バリエータ２０としてベルト式無段変速機構を備えているが、バリエータ２０は、Ｖベルト２３の代わりにチェーンベルトがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。
また、動力源としてエンジン１を備えているが、動力源はエンジン１にモータを組み合わせたもの、又は、モータ単体であってもよい。
４…無段変速機
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
３０…副変速機構
３２…Ｌｏｗブレーキ
３３…Ｈｉｇｈクラッチ

Claims (4)

  1. 車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達す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る有段の副変速機構と、
    前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、
    前記マニュアルモードが選択されている場合は前記副変速機構への入力トルクに基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定するパワーＯＮ／ＯＦＦ判定手段と、
    を備えた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、
    前記変速制御手段は、前記マニュアルモードにおいては前記副変速機構に先行して前記バリエータを変速させ、
    前記パワーＯＮ／ＯＦＦ判定手段は、前記マニュアルモードが選択されている場合は、前記バリエータのみの変速が終了した時点のトルクを前記副変速機構への入力トルクとして推定し、この推定値に基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定する、
    ことを特徴とする無段変速機。
  3. 請求項１又は２に記載の無段変速機であって、
    前記変速制御手段は、前記マニュアルモードにおいては前記副変速機構に先行して前記バリエータを変速させ、
    前記パワーＯＮ／ＯＦＦ判定手段は、前記マニュアルモードが選択されており、かつ、変速中に前記動力源のアクセル操作があった場合は、前記副変速機構への入力トルクを、前記動力源のトルク、前記バリエータの変速比、前記バリエータのベルトフリクショントルク、及び、前記バリエータの変速に伴うイナーシャトルクに基づき演算し、この演算値に基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定する、
    ことを特徴とする無段変速機。
  4. 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る有段の副変速機構とを備え、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機において、前記副変速機構への入力トルクの正負を判定するパワーＯＮ／ＯＦＦ判定方法であって、
    前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、
    前記マニュアルモードが選択されている場合は前記副変速機構への入力トルクに基づき前記副変速機構への入力トルクの正負を判定する、
    ことを特徴とするパワーＯＮ／ＯＦＦ判定方法。
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