JP2014088907A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載され、動力源（エンジン１）からの入力回転を無段階に変速して出力可能な無段変速機構４を制御対象として、この無段変速機構４が段階変速モードに切り替わるときに、運転者が違和感を覚え難くする。
【解決手段】無段変速機構４は変速比γの変更速度を調整可能に構成する。無断変速機構４を、入力回転を段階的に変速する段階変速モードと、該段階変速モードよりも変速比の変更速度が低い無段階変速モード（例えば通常変速モード）とに切り替えるとともに、当該無段階変速モードから段階変速モードに切り替えたとき（ステップＳＴ２）、所定期間は変速比γの変更速度を低下させる（ステップＳＴ４，ＳＴ５）。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンなどの動力源から入力する回転を無段階に変速して出力可能な無段変速機の制御に関し、特に入力回転を段階的に変更する変速モードを有するものに係る。

従来より自動車などの車両において、動力源であるエンジンの出力を駆動輪に伝達するための変速機として、エンジンからの入力回転を無段階に変速可能な無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が実用化されている。このような無段変速機の変速比は、例えばスロットル開度や車速、エンジン回転数などに応じて、できるだけ燃費率の低い運転状態を維持するように自動的にかつ連続的に変更される。

また、例えば特許文献１に記載の無段変速機では、従来一般的な多段式の自動変速機のように段階的に変速比を変更する段階変速モードも設定されている。これは、１速段、２速段、３速段、…と段階的に設定された目標変速比に素早く変速比を変化させ、暫く一定の変速比に維持した後に、次の目標変速比まで再び素早く変速比を変化させるというものであり、メリハリのある走行フィールが得られる。

特開２００６−０４６３８３号公報

しかしながら、前記従来例の無段変速機が搭載された車両においては、無段階の変速モードから段階変速モードに切り替わったときに、併せてエンジンの電子制御スロットルの制御特性が切り替えられたり、また、目標とする変速比が遷移したりすることに起因して、運転者の意図しない段階変速動作（変速比の変更）の起きることがある。

そして、前記したように段階変速モードでは変速比の変更速度が高いことから、運転者は予期せぬ急な段階変速動作に変速ショックを感じることがあり、また、変速比の急変によるエンジン回転数の急変、例えばダウンシフトによってエンジン回転が急に吹け上がることに違和感を覚えることもある。

これに対し、変速モードの切り替えを運転者がアクセルオフするまで遅延させることも考えられるが、例えば運転者のスイッチ操作などに応じて変速モードを切り替える場合には、その後、速やかに変速モードが切り替わらないと運転者は期待する走行フィールや駆動力感を得られず、このことに違和感を覚える虞がある。

本発明は、かかる実情を考慮してなされたもので、無段変速機が段階変速モードに切り替わるときに、運転者が違和感を覚え難くすることを目的とする。

前記の目的を達成すべく本発明は、車両に搭載され、動力源からの入力回転を無段階に変速して出力可能な無段変速機の制御装置を対象として、その無段変速機が変速比の変更速度を調整可能に構成されている場合に、当該無断変速機を、入力回転を段階的に変速する段階変速モードと、該段階変速モードよりも変速比の変更速度が低い無段階変速モードとに切り替えるとともに、この無段階変速モードから段階変速モードに切り替えたとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を低下させるモード切替制御部を備えたものである。

前記の特定事項により無段変速機は、無段階変速モードでは連続的にかつ比較的緩やかに変速比が変化することで、運転者に違和感を与えることなく例えばエンジン（動力源）を燃費率の低い所定の運転状態に維持することができる。一方、段階変速モードでは従来一般的な多段式の自動変速機のように段階的に変速比が変化することによって、運転者はメリハリのある走行フィールを得ることができる。

そして、無段階変速モードから段階変速モードに切り替わったとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を低下させることで、運転者の意図しない変速比の変更が行われた場合にも、変速ショックやエンジン等の回転数の急変を抑制でき、運転者が違和感を覚え難くなる。しかも、走行モードの切り替え自体を遅延するわけではないので、運転者の期待する走行フィールや駆動力感が得られるようになる。

ここで前記無段階変速モードが車両の前進走行時の通常変速モードである場合に、前記モード切替制御部は、前記通常変速モードから段階変速モードに切り替えたとき所定期間は、段階変速の変速比変更速度を前記通常変速モードよりも高くかつ前記段階変速モードよりも低い目標変更速度に制御することが好ましい。

こうすれば、変速モードの切り替えに伴い運転者の意図しない段階変速動作が行われるときに、これによる変速比の変更速度が通常変速モードよりも適度に高くなるため、エンジン等の回転数や駆動力感の適度な変化によって運転者が、違和感を覚えることなく変速モードの切り替えを認知することができる。

より好ましくは前記モード切替制御部は、前記通常変速モードから段階変速モードに切り替えたときの所定期間における変速比の目標変更速度を、車両の走行状態に応じて設定するようにしてもよい。こうすれば、予期しない段階変速動作によって生じるエンジン等の回転数や駆動力感の変化を、車両の走行状態に応じて適切なものとすることができる。

また、前記無段階変速モードが、車両の前進走行時の通常変速モード、前進走行時の車速を維持するクルーズコントロール変速モード、車両の後進走行時の変速モード、および車両の停止時の変速モードのうちの少なくとも２つを含んでいる場合に、前記モード切替制御部は以下のように構成するのが好ましい。

すなわち、前記モード切替制御部を、前記少なくとも２つの変速モードのいずれか１つから段階変速モードに切り替えられたとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を当該いずれか１つの変速モードよりも高くかつ前記段階変速モードよりも低い目標変更速度に制御するとともに、前記変速モードのいずれから段階変速モードに切り替えられたかによって、目標変更速度を異なる値に設定するようにする。

こうすれば、予期しない段階変速動作によって生じるエンジン等の回転数や駆動力感の変化を、変速モード切り替え前の車両の状態、即ち通常走行状態か、クルーズコントロールの使用中か、後進走行中か或いは停車中か、などに応じて適切なものとすることができる。

また、前記モード切替制御部は、例えば車両の走行状態、エンジン等の運転状態などに応じて前記のような変速モードの切り替えを自動的に行うものであってもよいが、例えば運転者のアクセル操作、シフト操作、およびモード切替スイッチの操作などの所定の操作に応じて、変速モードを切り替えるようにしてもよい。

以上、説明したように本発明に係る無段変速機の制御装置によると、無段階変速モードから段階変速モードに切り替えるときに、所定期間は段階変速の変速比変更速度を低下させるようにしたので、そのモード切り替えに伴い運転者の意図しない段階変速動作（変速比の変更）が行われた場合にも、変速ショックやエンジン回転数の急変を抑制して、運転者が違和感を覚え難くすることができる。

しかも、走行モードの切り替わりを遅延するわけではないので、運転者が期待する走行フィールや駆動力を得られるようになり、また、変速モードの切り替わったことを運転者に適度に認知させることも可能になる。

本発明を適用する車両のパワートレインの一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成の一例を示すブロック図である。 無段変速機の変速制御マップの一例を示す図であって、(a)は無段階変速の通常変速モードを示し、(b)は段階変速モードを示す。 同ベルト挟圧力の制御マップの一例を示す図である。 変速モードの切り替えに伴う段階変速動作を模式的に示す図３(b)相当図である。 変速モード切替制御の一例を示すフローチャートである。 変速モード切替制御の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。一例として本実施形態では、図１に概略を示すように車両に横置きに搭載されたパワートレインに本発明を適用した場合について説明する。なお、本実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定するものではない。

−パワートレインの概略構成−
図１には概略的に示すように、本実施形態のパワートレインは、走行用の動力源であるエンジン１、トルクコンバータ２、前後進切換機構３、無段変速機構４、減速歯車機構５、差動歯車機構６、およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）８などを備えている。すなわち、エンジン１のクランクシャフト１１がトルクコンバータ２に連結されており、その出力がトルクコンバータ２から前後進切換機構３、無段変速機構４および減速歯車機構５を介して差動歯車機構６に伝達され、左右の駆動輪７へ分配される。

エンジン１は例えば多気筒ガソリンエンジンであって、クランクシャフト１１の回転数を検出するためのエンジン回転数センサ１０１を備えている。エンジン１の吸気量を調整するスロットルバルブ１２は、運転者によるアクセル操作とは独立して開度（スロットル開度Ｔｈ）を調整可能な電子制御式のものであり、その実際の開度はスロットル開度センサ１０２によって検出される。

エンジン回転数センサ１０１やスロットル開度センサ１０２からの信号はＥＣＵ８に入力され、これを受けたＥＣＵ８は、目標吸気量の得られるスロットル開度Ｔｈ（目標スロットル開度）になるようにスロットルモータ１３を動作させる。なお、目標吸気量は、エンジン回転数や運転者によるアクセル操作量（アクセル開度）等に応じて決定される。また、エンジン１には冷却水温を検出するためのエンジン水温センサ１０３が設けられている。

トルクコンバータ２は、入力側のポンプインペラ２１と、出力側のタービンランナ２２と、トルク増幅機能を発現するステータ２３と、ワンウェイクラッチ２４とを備えており、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間で流体を介して動力伝達を行う。タービンランナ２２にはタービンシャフト２５が連結されている。また、トルクコンバータ２には、その入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２６も設けられている。

前後進切換機構３は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構３０、前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１を備えている。遊星歯車機構３０のサンギヤ３１はトルクコンバータ２のタービンシャフト２５に連結されており、前進用クラッチＣ１の近傍にタービンシャフト２５の回転数を検出するタービン回転数センサ１０４が配置されている。一方、遊星歯車機構３０のキャリア３３は無段変速機構４の入力軸４０に連結されている。

そして、前記キャリア３３とサンギヤ３１とが前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結され、リングギヤ３２は後進用ブレーキＢ１を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。すなわち、前進用クラッチＣ１が係合され、後進用ブレーキＢ１が解放されることにより、前後進切換機構３が一体に回転するようになって前進用動力伝達経路が成立し、この状態で、前進方向の駆動力が無段変速機構４側へ伝達される。

一方、後進用ブレーキＢ１が係合され、前進用クラッチＣ１が解放されると、前後進切換機構３によって後進用動力伝達経路が成立する。この状態で、入力軸４０はタービンシャフト２５に対して逆方向へ回転し、この後進方向の駆動力が無段変速機構４側へ伝達される。なお、前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１がともに解放されると、前後進切換機構３は動力伝達を遮断するニュートラル状態になる。

−無段変速機構−
本実施形態では無段変速機構４は、前記のトルクコンバータ２および前後進切換機構３を介してエンジン１から入力する回転を、無段階に変速して出力可能なベルト式の無段変速機からなる。無段変速機構４は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、および、これらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２との間に巻き掛けられた金属製のベルト４３などを備えている。

プライマリプーリ４１の近傍にはプライマリプーリ回転数センサ１０５が配置されている。このプライマリプーリ回転数センサ１０５の出力信号から、無段変速機構４の入力軸回転数Ｎｉｎを算出することができる。また、セカンダリプーリ４２の近傍にセカンダリプーリ回転数センサ１０６が配置されている。このセカンダリプーリ回転数センサ１０６の出力信号から、無段変速機構４の出力軸回転数Ｎｏｕｔを算出することができる。さらに、セカンダリプーリ回転数センサ１０６の出力信号に基づいて車速ｓｐｄを算出することもできる。

詳しくはプライマリプーリ４１は、入力軸４０に固定された固定シーブ４１１と、入力軸４０に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４１２とを備えている。そして、可動シーブ４１２側に配設された油圧アクチュエータ４１３によって、固定シーブ４１１と可動シーブ４１２との間のＶ溝幅を変更することで、ベルト４３の巻き掛け径（有効径）が変更される。

同様にセカンダリプーリ４２も、出力軸４４に固定された固定シーブ４２１と、出力軸４４に軸方向に摺動可能に配設された可動シーブ４２２とを備えており、可動シーブ４２２側に配設された油圧アクチュエータ４２３によって固定シーブ４２１と可動シーブ４２２との間のＶ溝幅を変更することで、ベルト４３の巻き掛け径（有効径）が変更される。

そして、前記プライマリプーリ４１の油圧アクチュエータ４１３を制御することにより、プライマリプーリ４１およびセカンダリプーリ４２の各Ｖ溝幅を変更して、両プーリ４１，４２の有効径を変化させることができる。この際、セカンダリプーリ４２の油圧アクチュエータ４２３は、ベルト４３が滑りを生じない所定の挟圧力で挟圧されるように制御する。

ここで、変速比γを、γ＝入力軸回転数Ｎｉｎ／出力軸回転数Ｎｏｕｔと定義すると、プライマリプーリ４１の有効径が大きくなり、セカンダリプーリ４２の有効形が小さくなれば、変速比γは小さくなる。反対にプライマリプーリ４１の有効径が小さくなり、セカンダリプーリ４２の有効形が大きくなれば、変速比γは大きくなる。両プーリ４１，４２の有効径は連続的に変更可能であり、変速比γは連続的に変化させることができる。

そのような無段変速機構４の制御を行う油圧制御回路２０は、詳細は図示しないが、変速制御用のソレノイドバルブを有する変速制御部２０ａと、ベルト挟圧力制御用のリニアソレノイドバルブを有する挟圧力制御２０ｂとを備えている。また、油圧制御回路２０は、ライン圧制御用のリニアソレノイドバルブやロックアップ係合圧制御用のデューティソレノイドバルブなども備えている。

そして、それらのソレノイドバルブにＥＣＵ８からの制御信号が入力され、油圧制御回路２０の変速制御部２０ａおよび挟圧力制御２０ｂによって、前記のように無段変速機構４の油圧アクチュエータ４１３，４２３が制御されて、変速制御やベルト挟圧力の制御が実行される。また、同様にＥＣＵ８からの制御信号に応じてトルクコンバータ２のロックアップクラッチ２６や前後進切替装置３の作動制御も実行される。

−ＥＣＵ−
一例としてＥＣＵ８は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３およびバックアップＲＡＭ８４などを備えている。

ＲＯＭ８２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ８３はＣＰＵ８１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ８４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

これらＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、および、バックアップＲＡＭ８４はバス３０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース８５および出力インターフェース８６に接続されている。

入力インターフェース８５には、図１にも表れているエンジン回転数センサ１０１、スロットル開度センサ１０２、エンジン水温センサ１０３、タービン回転数センサ１０４、プライマリプーリ回転数センサ１０５、セカンダリプーリ回転数センサ１０６等が接続されている。また、図２にのみ示すアクセル開度センサ１０７、ブレーキセンサ１０８、油圧センサ１０９、および、シフトレバー９のレバーポジション（操作位置）を検出するレバーポジションセンサ１１０等も接続されている。

そして、前記各センサの出力信号、すなわちエンジン回転数、スロットル開度Ｔｈ、エンジン水温、タービン回転数、無段変速機構４への入力軸回転数Ｎｉｎ、同じく出力軸回転数Ｎｏｕｔ、アクセル開度、ブレーキ操作の有無、無段変速機構４の作動油圧、および、シフトレバー９のポジションなどを表す信号がＥＣＵ８に入力される。なお、タービン回転数は、前後進切換機構３の前進用クラッチＣ１が係合する前進走行時には、無段変速機構４への入力軸回転数Ｎｉｎと一致する。

ここで、シフトレバー９のポジションシとしては、一例として駐車のためのパーキング位置「Ｐ」、後進走行のためのリバース位置「Ｒ」、動力伝達を遮断するニュートラル位置「Ｎ」、前進走行時に無段変速機構４の変速比γを連続的に変化させる通常変速モードのドライブ位置「Ｄ」、同じく前進走行時に、後述の如く無段変速機構４の変速比γを段階的に変化させる段階変速モードのスポーツドライブ位置「Ｓ」などが設けられている。

そして、レバーポジションセンサ１１０は、前記パーキング位置「Ｐ」、リバース位置「Ｒ」、ニュートラル位置「Ｎ」、ドライブ位置「Ｄ」、スポーツドライブ位置「Ｓ」等にシフトレバー９があることを検出する。言い換えると、本実施形態ではシフトレバー９が、通常変速モードと段階変速モードとを切り替えるためのモード切替スイッチを兼用する。

一方、ＥＣＵ８の出力インターフェース８６には、スロットルモータ１３、燃料噴射装置１４、点火装置１５、油圧制御回路２０などが接続されており、ＥＣＵ８は、前記した各種のセンサの出力信号などに基づいて、エンジン１の制御、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２６の制御、無段変速機構４の制御等を実行する。例えばエンジン１の制御としてはスロットルモータ１３、燃料噴射装置１４、点火装置１５等に制御信号が出力されて、吸気量や燃料噴射量、点火時期などの制御が行われる。

また、無段変速機構４の制御としてＥＣＵ８は、一例として図３に示す変速制御マップを参照して目標回転数Ｎｉｎｔを算出し、実際の入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎｔと一致するように変速比γの制御を行う。すなわち、ＥＣＵ８からの制御信号を受けて油圧制御回路２０の変速制御部２０ａにより、プライマリプーリ４１の油圧アクチュエータ４１３への作動油の供給または排出が行われる。これにより前記の如くプーリ有効径が変更されて、変速比γが変更される。

なお、変速制御について詳しくは後述するが、前記のようにプライマリプーリ４１の油圧アクチュエータ４１３へ供給または排出される作動油の流量を、変速制御部２０ａのソレノイドバルブによって調整することで、プーリ有効径の変化する速度、即ち無段変速機構４における変速比γの変更速度を可変制御することができる。

さらに、ＥＣＵ８は、一例として図４に示す挟圧力制御マップに従って油圧制御回路２０の挟圧力制御部２０ｂを制御する。すなわち、セカンダリプーリ４２の油圧アクチュエータ４２３への供給油圧を制御して、無段変速機構４のベルト挟圧力を制御する。図４の挟圧力制御マップは、スロットル開度Ｔｈおよび変速比γをパラメータとし、ベルト４３の滑りが生じないような必要油圧（ベルト挟圧力に相当）を設定したもので、ＥＣＵ８のＲＯＭ８２に記憶されている。

−変速制御−
次に、前記図３の変速制御マップを参照し、無段変速機構４の変速制御について具体的に説明する。この変速制御マップは、運転者の出力要求に対応するスロットル開度Ｔｈと車速ｓｐｄとをパラメータとして、予め実験・シミュレーションなどにより適合した変速比γを設定したものであって、ＥＣＵ８のＲＯＭ８２に記憶されている。なお、車速ｓｐｄは出力軸回転数Ｎｏｕｔに対応するため、制御マップにおいては変速比γの目標値として、入力軸回転数Ｎｉｎの目標値である目標回転数Ｎｉｎｔを設定している。

より詳しくは図３(a)に示すように、アクセル全開の場合の最高変速ライン（Ｔｈ＝１００％）とアクセル全閉の最低変速ライン（Ｔｈ＝０％）との間には、実線で示すように通常変速モードにおける複数の変速ラインが設定されている。この変速ラインはそれぞれ所定のスロットル開度Ｔｈ（０〜１００％）に対応した車速ｓｐｄとプライマリプーリ４１の目標回転数Ｎｉｎｔとの関係を表している。なお、スロットル開度Ｔｈに代えてアクセル開度、吸入空気量、吸入管圧力の少なくとも１つを用いてもよい。

車両の前進走行時の通常走行モードでは、図３(a)の変速制御マップを参照してスロットル開度Ｔｈおよび車速ｓｐｄに対応する目標回転数Ｎｉｎｔ（目標変速比）が算出され、スロットル開度Ｔｈに対応する変速ラインに沿うように変速比γが連続的にかつ比較的緩やかに変更される。なお、通常変速モードは、ドライブ位置「Ｄ」においてスロットル開度Ｔｈがあまり大きくないときであれば低速、中速のみならず高速走行時であっても設定される。

一方、シフトレバー９がスポーツドライブ位置「Ｓ」にあるか、若しくはスロットル開度Ｔｈが所定以上に大きいときには段階変速モードとなり、基本的に無段変速機構４の変速比γは１速段、２速段、３速段、…というように段階的に変更されるようになる。すなわち、図３(b)に示すように変速制御マップには、変速比最大の特性ラインγｍａｘと変速比最小の特性ラインγｍｉｎとの間に、それぞれ破線で示すように変速比γが一定の場合の目標回転数Ｎｉｎｔと車速ｓｐｄとの関係を表す複数の特性ラインが設定されている。

そして、段階変速モードでは、例えばスロットル開度Ｔｈに対応して設定される上限回転数Nｕｐと下限回転数Nｄｏｗｎとの間で、図３(b)に実線で示すように目標回転数Ｎｉｎｔが漸増・漸減または急減・急増を繰り返す。すなわち、例えば車両の加速中は、所定の変速段で変速比γが一定に保持される間、この変速段の特性ラインに沿って目標回転数Ｎｉｎｔが漸増し、上限回転数Nｕｐに達すると１つ上の変速段に変速（アップシフト）されて目標回転数Ｎｉｎｔが急減するようになる。

このように段階変速モードでは、基本的に無段変速機構４の変速比γが一定に維持されて、プライマリプーリ４１の目標回転数Ｎｉｎｔが漸増（または漸減）する加速（または減速）状態と、変速比γが急変して目標回転数Ｎｉｎｔが急減（または急増）する段階変速動作とが繰り返される。つまり、従来一般的な多段式の自動変速機のように段階的に変速比γが変化するようになって、運転者はメリハリのある走行フィールを得ることができる。

なお、段階変速モードにおいても、前記のように段階的に設定されている変速比γに維持するだけでなく、例えば車速など運転状態の変化に応じて変速比γを無段階に変化させる場合もある。

また、詳しい説明は省略するが、シフトレバー９がリバース位置「Ｒ」にあるときには、無段変速機構４の変速比γを前記の通常変速モードよりもさらにゆっくりと変化させるようにすればよい。また、パーキング位置「Ｐ」やニュートラル位置「Ｎ」にあるときには、車両は走行していないが、その後に車両が発進することに備えて変速比γを変更する場合があり、この場合も変速比γはゆっくりと変化させるようにすればよい。

−変速モード切替制御−
前記したようにＥＣＵ８は、運転者によるシフトレバー９（モード切替スイッチを兼用）の操作に応じて無段変速機構４の変速モードを切り替えるようになっており、例えばシフトレバー９がドライブ位置「Ｄ」からスポーツドライブ位置「Ｓ」に操作されたときには、通常変速モードから段階変速モードに切り替えることになる。

このときには、変速モードの切り替えに対応してエンジン１のスロットルバルブ１２の制御特性も変更され、アクセル開度が保たれていてもスロットル開度Ｔｈが変化することがある。また、変速モードの切り替えに伴いスロットル開度Ｔｈに対する目標回転数Ｎｉｎｔ（目標変速比）が遷移することもあり、これらに起因して運転者の意図しない段階変速動作が行われることがある。

すなわち、図５に模式的に示すように通常変速モードでスロットル開度Ｔｈがあまり大きくなく、例えば４０％の特性ラインに沿って緩やかに車速ｓｐｄが変化しているときに、点Ａで段階変速モードに切り替わったとすると、同じ車速の点Ｂに移行するために目標回転数Ｎｉｎｔが急増することがある。この場合、ＥＣＵ８による油圧制御回路２０の制御が行われ、無段変速機４はダウンシフトされてエンジン回転が吹け上がる。

このとき運転者は、予期しないダウンシフト、即ち急な段階変速動作に変速ショックを感じることがあり、また、エンジン回転の吹け上がりに違和感を覚えることもある。これに対し、仮に変速モードの切り替えを運転者がアクセルオフするまで遅延させるとすると、シフトレバー９を操作しても運転者は変速モードの切り替えを認知できず、また、期待する走行フィールや駆動力感を得られない。

そこで、本実施形態では、前記のようにシフトレバー９の操作によって無段変速機構４が通常変速モードから段階変速モードに切り替えられたとき、所定期間は急な段階変速動作を禁止し、段階変速による変速比γの変更速度を低下させることによって、前記のように運転者の意図しないダウンシフトが起きたとしても、変速ショックやエンジン回転の吹け上がりを抑制するようにした。

以下に、ＥＣＵ８が実行する変速モード切替時の制御ルーチンの一例について、図６のフローチャートを参照して説明する。この制御ルーチンはＥＣＵ８において所定間隔で繰り返し実行される。

まず、制御ルーチンが開始されると（ＳＴＡＲＴ）、ステップＳＴ１において、レバーポジションセンサ１１０の信号に基づいて段階変速モードへの切り替え操作が行われたか否か判定する。すなわち、シフトレバー９がパーキング位置「Ｐ」、リバース位置「Ｒ」、ニュートラル位置「Ｎ」、ドライブ位置「Ｄ」のいずれかからスポーツドライブ位置「Ｓ」へ操作されたか否か判定し、否定判定（ＮＯ）であれば待機する一方、肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、無段変速機構４の変速比γを連続的に変更する変速モードから段階変速モードへと切り替えるとともに、例えばＣＰＵ８１の内部カウンタによる急変速禁止タイマのカウントを開始する。そして、ステップＳＴ３において、プライマリプーリ４１の現在の回転数Ｎｉｎ、目標回転数Ｎｉｎｔおよび車速ｓｐｄに基づき図３(b)の変速制御マップを参照して、変速動作（段階変速動作）を行うか否か判定する。

すなわち、図５を参照して上述したように、変速モードの切り替えに起因して目標回転数Ｎｉｎｔが変化するような場合には、変速動作を行うと肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ４に進み、急変速禁止タイマのカウント値が予め設定した値以上か否か判定する。そして、カウント値が設定値未満で否定判定（ＮＯ）であればステップＳＴ５に進んで、動作速度を低下させた段階変速動作を実行して（急変速禁止）、ルーチンを終了する（エンド）。

その際、変速動作速度は、油圧制御回路２０の変速制御部２０ａから無段変速機構４へ供給（または排出）される作動油の流量の調整によって制御される。また、変速動作速度即ち変速比γの変更速度は、通常変速モードよりも高くかつ段階変速モードよりも低い目標変更速度に制御されるが、この目標変更速度は、例えば車速ｓｐｄやスロットル開度Ｔｈなどに応じて予め適合され、マップとして設定されてＥＣＵ８のＲＯＭ８２に記憶されている。

つまり、無段変速機構４を段階変速モードに切り替えたときに、急変速禁止タイマのカウント値が設定値になるまでは急な段階変速動作を禁止し、変速動作速度を低下させるとともに、その低下の度合いを、車両の走行状態などに応じて適切に設定するようにしている。

一方、前記のステップＳＴ４において急変速禁止タイマのカウント値が設定値以上で肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳＴ６に進み、今度は既に段階変速を実行中であるか否か判定する。これが否定判定（ＮＯ）であればステップＳＴ７に進み、急変速の禁止を終了して通常の速度で（即ち高い動作速度で）段階変速を実行して、ルーチンを終了する（エンド）。また、前記ステップＳＴ６で段階変速を実行中であると肯定判定（ＹＥＳ）すれば、前記のステップＳＴ５に進んで動作速度を低下させた段階変速を実行する。

つまり、段階変速モードへの切り替えから所定の時間が経過して（急変速禁止タイマのカウント値が設定値になって）、本来、通常の段階変速モードへ移行する状況であっても変速動作中であれば、それが終了するまでは速動作速度の低下を継続する。

したがって、本実施形態に係る無段変速機構４によると、一例を図７のタイムチャートに示すように、シフトレバー９がドライブ位置「Ｄ」からスポーツドライブ位置「Ｓ」へ操作されたとき（時刻ｔ０）、これに応じて変速モードが通常変速モードから段階変速モードへ切り替えられるとともに、所定の時間が経過するまでは（〜ｔ２）変速比γの変更速度が目標変更速度に低下される。

このため、時刻ｔ１において運転者の意図しない段階変速動作（変速比γの変更）が開始されて、図７に実線で示すように無段変速機構４のプライマリプーリ４１（入力軸）の目標回転数Ｎｉｎｔがステップ状に変化しても、実際の入力軸回転数Ｎｉｎの変化は緩やかなものとなる。すなわち、図７に仮想線で示すように段階変速モードの通常の段階変速動作は、目標回転数Ｎｉｎｔの変化に近い急変速となるが、本実施形態では破線で示すように変速動作速度が低下する。

こうして変速動作速度が低下するため、運転者は予期しない変速であっても変速ショックを感じることは少なくなり、また、変速に伴うエンジン回転数の変化もあまり急にはならないので、このことにも違和感を覚え難い。しかも、低下されているとはいっても変速動作速度は通常変速モードでの無段階変速に比べれば高くなるので、エンジン回転数や駆動力感が適度に変化することになり、運転者は、違和感を覚えることなく変速モードの切り替えを認知することができる。

さらに、本実施形態では、そのように低下させる変速動作の速度（図７に示す入力軸回転数Ｎｉｎのグラフの傾き）を、車速ｓｐｄやスロットル開度Ｔｈなどに応じて設定するようにしている。これにより、段階変速動作によって生じるエンジン回転数や駆動力感の変化を、車両の走行状態などによって強めにしたり、反対に弱めにしたりすることができ、運転者の違和感の抑制と変速モードの切り替えの認知とをより適切に両立できる。

−他の実施形態−
以上、説明した実施形態では、ガソリンエンジンを搭載した車両の無段変速機の制御装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の無段変速機の制御装置にも適用可能である。また、車両の動力源については、エンジンのほか、電動モータ、あるいはエンジンと電動モータの両方を備えているハイブリッド形動力源であってもよい。

また、前記実施形態では、シフトレバー９のドライブ位置「Ｄ」からスポーツドライブ位置「Ｓ」への操作に応じて、変速モードを通常変速モードから段階変速モードへ切り替える場合について説明したが、これ以外のパーキング位置「Ｐ」、リバース位置「Ｒ」、ニュートラル位置「Ｎ」等からスポーツドライブ位置「Ｓ」への操作時においても段階変速モードへの切り替え後の所定期間、変速動作速度を低下させるようにしてもよい。

その場合にはパーキング位置「Ｐ」、リバース位置「Ｒ」、ニュートラル位置「Ｎ」のいずれの位置からスポーツドライブ位置「Ｓ」に操作されたかによって、変速動作速度の低下の度合いを異ならせる、即ち変速比γの目標変更速度を異なる値に設定するようにしてもよい。

また、変速モードの切り替えをシフトレバー９の操作に応じて行うことにも限定されず、例えばシフトレバー９とは別に専用のモード切替スイッチを設けて、このスイッチ操作に応じて変速モードを切り替えるようにしてもよい。

さらに、運転者によるアクセル操作によらず、車速を設定値に維持するようにエンジン１の出力を制御し、無段変速機構４の変速比を無段階に変速する、クルーズコントロール変速モードを備えている場合に、図示しないクルーズコントロール・スイッチがオフ操作されて段階変速モードに切り替わるときにも所定期間、変速動作速度を低下させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、段階変速モードへ切り替えたときに変速動作速度を低下させる時間（急変速禁止タイマのカウント値）を予め設定した一定値としているが、この時間についても車両の走行状態に応じて変更するようにしたり、シフトレバー９がいずれの位置からスポーツドライブ位置「Ｓ」に操作されたかによって変更するようにしてもよい。

本発明は、例えばエンジンおよび無段変速機が搭載された車両に適用可能であり、変速モードの切り替えに際して運転者が違和感を覚え難いというメリットがあるので、乗用車に適用して効果が高い。

１ エンジン（動力源）
４ 無段変速機構（無段変速機）
４１ プライマリプーリ
４２ セカンダリプーリ
４３ ベルト
２０ 油圧制御回路
２０ａ 変速制御部
３００ ＥＣＵ（モード切替制御部）

Claims (6)

1. 車両に搭載され、動力源からの入力回転を無段階に変速して出力可能な無段変速機の制御装置であって、
   前記無段変速機が変速比の変更速度を調整可能に構成され、
   前記無断変速機を、入力回転を段階的に変速する段階変速モードと、該段階変速モードよりも変速比の変更速度が低い無段階変速モードと、のいずれかに切り替えるとともに、前記無段階変速モードから段階変速モードに切り替えたとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を低下させるモード切替制御部を有する、ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 請求項１記載の無段変速機の制御装置において、
   前記無段階変速モードが車両の前進走行時の通常変速モードであり、
   前記モード切替制御部は、前記通常変速モードから段階変速モードに切り替えたとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を、前記通常変速モードよりも高くかつ前記段階変速モードよりも低い目標変更速度に制御する、無段変速機の制御装置。
3. 請求項２記載の無段変速機の制御装置において、
   前記モード切替制御部は、前記通常変速モードから段階変速モードに切り替えたときの所定期間における変速比の目標変更速度を、車両の走行状態に応じて設定する、無段変速機の制御装置。
4. 請求項１記載の無段変速機の制御装置において、
   前記無段階変速モードが、車両の前進走行時の通常変速モード、前進走行時の車速を維持するクルーズコントロール変速モード、車両の後進走行時の変速モード、および車両の停止時の変速モードのうちの少なくとも２つを含み、
   前記モード切替制御部は、前記少なくとも２つの変速モードのいずれか１つから段階変速モードに切り替えられたとき、所定期間は段階変速の変速比変更速度を当該いずれか１つの変速モードよりも高くかつ前記段階変速モードよりも低い目標変更速度に制御するとともに、前記変速モードのいずれから段階変速モードに切り替えられたかによって、目標変更速度を異なる値に設定する、無段変速機の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の無段変速機の制御装置において、
   前記モード切替制御部は、車両の運転者による所定の操作に応じて前記段階変速モードへの切り替えを行う、無段変速機の制御装置。
6. 請求項５記載の無段変速機の制御装置において、
   前記運転者による所定の操作がアクセル操作、シフト操作、およびモード切替スイッチの操作の少なくとも１つである、無段変速機の制御装置。

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