JP2016080011A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達に関与していない無段変速機構の変速比を変化させる際、出力軸トルクの変動を抑制する車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】タービン軸２６から入力されたトルクがギヤ機構２０を介して出力軸２４に伝達されており、且つ、無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、無段変速機１８に入力されるトルクの目標値Ｔ_ttgtを、無段変速機１８における変速比γの変化に起因する出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させるものであることから、無段変速機１８が動力伝達に関与していない状態で、その無段変速機１８における変速比γが変化させられた場合において、無段変速機１８のイナーシャ変化による出力軸トルクの変化を好適に抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用動力伝達装置の制御装置に関し、特に、動力伝達に関与していない無段変速機構の変速比を変化させる際、出力軸トルクの変動を抑制するための改良に関する。

入力軸と出力軸との間に、無段変速機構と、伝動機構と、前記入力軸から入力されたトルクを前記無段変速機構を介して前記出力軸に伝達する第１伝達経路と前記伝動機構を介して前記出力軸に伝達する第２伝達経路とを選択的に成立させる切換機構とを、備えた車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された直結機構付無段変速機の制御方法がそれである。この技術では、前記切換機構により前記第２伝達経路が成立させられ、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されている際、前記無段変速機構は無負荷状態で空転を続けるように構成されている。更に、斯かる場合において、前記無段変速機構における変速比を、最高速比よりも低速比側の最適変速比例えば中間変速比に制御することで、損失トルクの低減が実現できる。

特開昭６３−２８７４０号公報

しかし、前記従来の技術において、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されている場合、すなわち前記無段変速機構が動力伝達に関与していない状態で、その無段変速機構における変速比が変化させられると、前記無段変速機構のイナーシャが変化し、その変化に起因して前記出力軸から出力されるトルクに変動が生じるおそれがあった。このような課題は、車両用動力伝達装置の制御装置の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力伝達に関与していない無段変速機構の変速比を変化させる際、出力軸トルクの変動を抑制する車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、入力軸と出力軸との間に、無段変速機構と、伝動機構と、前記入力軸から入力されたトルクを前記無段変速機構を介して前記出力軸に伝達する第１伝達経路と前記伝動機構を介して前記出力軸に伝達する第２伝達経路とを選択的に成立させる切換機構とを、備え、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されている際、前記無段変速機構における変速比を変化させられるように構成された車両用動力伝達装置において、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されており、且つ、前記無段変速機構における変速比が変化させられる場合には、前記無段変速機構に入力されるトルクの目標値を、前記無段変速機構における変速比の変化に起因する前記出力軸から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させることを特徴とする制御装置である。

本発明によれば、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されており、且つ、前記無段変速機構における変速比が変化させられる場合には、前記無段変速機構に入力されるトルクの目標値を、前記無段変速機構における変速比の変化に起因する前記出力軸から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させるものであることから、前記無段変速機構が動力伝達に関与していない状態で、その無段変速機構における変速比が変化させられた場合において、前記無段変速機構のイナーシャ変化による出力軸トルクの変化を好適に抑制できる。すなわち、動力伝達に関与していない無段変速機構の変速比を変化させる際、出力軸トルクの変動を抑制する車両用動力伝達装置の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置の構成を概略的に示す骨子図である。 図１に示す車両用動力伝達装置における走行パターンの切り換えについて説明する図であり、各走行パターン毎の係合要素の係合表である。 図１に示す車両用動力伝達装置に備えられた電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図３に示す電子制御装置により実行される本実施例のトルク補償制御の一例の要部を説明するタイムチャートである。 図３に示す電子制御装置により実行される本実施例のトルク補償制御の一例の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置１０（以下、単に動力伝達装置１０という）の構成を概略的に示す骨子図である。図１に示すように、本実施例の動力伝達装置１０は、例えば、走行用の駆動力源として用いられるエンジン１２と、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４と、前後進切換装置１６と、無段変速機構としてのベルト式無段変速機１８（以下、単に無段変速機１８という）と、伝動機構としてのギヤ機構２０と、左右１対の駆動輪６０ｌ、６０ｒ（以下、特に区別しない場合には単に駆動輪６０という）に動力伝達可能な出力ギヤ２２を有する出力軸２４とを、備えている。前記エンジン１２により発生させられたトルク（駆動力）は、前記トルクコンバータ１４を介してタービン軸２６に伝達される。前記動力伝達装置１０は、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記無段変速機１８等を経由して前記出力軸２４に伝達される第１伝達経路（第１のトルク伝達経路）と、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記ギヤ機構２０等を経由して前記出力軸２４に伝達される第２伝達経路（第２のトルク伝達経路）とを、並列に備えており、車両の走行状態に応じてトルク伝達経路が切り換えられるように構成されている。前記出力軸２４に伝達されたトルクは、前記出力ギヤ２２から出力され、減速装置６２、差動歯車装置６４、左右１対の車軸６６ｌ、６６ｒ（以下、特に区別しない場合には単に車軸６６という）等を介して前記駆動輪６０に伝達される。

前記エンジン１２は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、前記動力伝達装置１０が適用された車両の走行用トルク（走行用駆動力）を発生させる。前記トルクコンバータ１４は、前記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐと、前記トルクコンバータ１４の出力側部材に相当するタービン軸２６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とを、備えており、流体を介して動力伝達を行うように構成されている。前記ポンプ翼車１４ｐと前記タービン翼車１４ｔとの間にはロックアップクラッチ２８が設けられており、このロックアップクラッチ２８が完全係合させられることで前記ポンプ翼車１４ｐ及び前記タービン翼車１４ｔが一体的に回転させられるようになっている。

前記前後進切換装置１６は、前進用クラッチＣ１と、後進用ブレーキＢ１と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置３０とを、主体として構成されている。前記遊星歯車装置３０のキャリア３０ｃは、前記タービン軸２６及び前記無段変速機１８の入力軸３２と一体的に回転させられるように連結されている。前記遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒは、前記後進用ブレーキＢ１を介して非回転部材としてのハウジング３４に選択的に連結されるようになっている。前記サンギヤ３０ｓと前記キャリア３０ｃとは、前記前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結されるようになっている。前記前進用クラッチＣ１及び前記後進用ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによってその係合状態が制御される油圧式係合装置である。好適には、摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。

前記遊星歯車装置３０のサンギヤ３０ｓは、前記ギヤ機構２０を構成する小径ギヤ３６に連結されている。前記ギヤ機構２０は、カウンタ軸３８に相対回転不能に設けられた大径ギヤ４０を備えており、前記小径ギヤ３６と前記大径ギヤ４０とが相互に噛み合わされている。アイドラギヤ４２が、前記カウンタ軸３８と同軸且つそのカウンタ軸３８に対する相対回転可能に設けられている。前記カウンタ軸３８と前記アイドラギヤ４２との間には、噛合クラッチＤ１が設けられている。この噛合クラッチＤ１は、前記カウンタ軸３８と一体的に回転させられる第１ギヤ４４と、前記アイドラギヤ４２と一体的に回転させられる第２ギヤ４６と、前記第１ギヤ４４及び前記第２ギヤ４６と嵌合可能（係合可能、噛合可能）な溝部を備えたスリーブ４８とを、備えている。このスリーブ４８が、前記第１ギヤ４４及び前記第２ギヤ４６と嵌合させられることで、前記カウンタ軸３８と前記アイドラギヤ４２とが接続され、一体的に回転させられる。前記噛合クラッチＤ１は、前記スリーブ４８を嵌合させる際に回転を同期させる同期機構としてシンクロメッシュ機構Ｓ１を備えている。

前記シンクロメッシュ機構Ｓ１は、例えば、前記スリーブ４８と、キースプリングによって前記スリーブ４８に係合させられたシフティングキーと、所定の遊びを有する状態でシフティングキーと共に回転させられるシンクロナイザリングと、前記第２ギヤ４６近傍に設けられたコーン部とを、備えて構成された公知のシンクロメッシュ機構（同期噛合機構）である。前記スリーブ４８の内周面にはスプライン歯が設けられ、前記第１ギヤ４４と常時スプライン嵌合されており、その第１ギヤ４４と常に一体的に回転させられるようになっている。前記シンクロメッシュ機構Ｓ１の作動による、前記噛合クラッチＤ１の係合乃至解放の切り換えについては、公知の技術であるためその説明を省略する。

前記アイドラギヤ４２は、そのアイドラギヤ４２よりも大径の入力ギヤ５２と相互に噛み合わされている。前記入力ギヤ５２は、前記無段変速機１８におけるセカンダリプーリ５６の回転軸と同軸に配置されている出力軸２４に対して相対回転不能に設けられている。この出力軸２４は、前記セカンダリプーリ５６の回転軸まわりに回転可能に配置されている。前記出力軸２４には、前記入力ギヤ５２及び前記出力ギヤ２２が相対回転不能に設けられている。すなわち、前記エンジン１２により発生させられたトルクに係る、前記タービン軸２６から前記ギヤ機構２０を経由して前記出力軸２４に伝達される前記第２伝達経路上には、前記前進用クラッチＣ１、前記後進用ブレーキＢ１、及び前記噛合クラッチＤ１が設けられている。前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１の少なくとも一方が解放されると、前記第２伝達経路が遮断され、前記ギヤ機構２０から前記出力軸２４にトルクが伝達されない状態とされる。

前記無段変速機１８と前記出力軸２４との間には、それらの間を選択的に連結するベルト走行用クラッチＣ２が介挿されている。このベルト走行用クラッチＣ２が係合されることで、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記入力軸３２及び前記無段変速機１８を経由して前記出力軸２４に伝達される第１伝達経路が形成される。前記ベルト走行用クラッチＣ２が解放されると、第１伝達経路が遮断され、前記無段変速機１８から前記出力軸２４にトルクが伝達されない状態とされる。すなわち、前記動力伝達装置１０においては、前記前進用クラッチＣ１、前記噛合クラッチＤ１、及び前記ベルト走行用クラッチＣ２の係合或いは解放の組み合わせに応じて、入力軸としての前記タービン軸２６から入力されたトルクを前記無段変速機１８を介して前記出力軸２４に伝達する前記第１伝達経路と、前記ギヤ機構２０を介して前記出力軸２４に伝達する前記第２伝達経路とが選択的に成立させられる。すなわち、本実施例においては、前記前進用クラッチＣ１、前記噛合クラッチＤ１、及び前記ベルト走行用クラッチＣ２が切換機構に相当する。

前記無段変速機１８は、前記タービン軸２６に連結された前記入力軸３２と前記出力軸２４との間のトルク伝達経路上に設けられている。前記無段変速機１８は、前記入力軸３２に設けられた入力側部材である有効径が可変のプライマリプーリ５４と、出力側部材である有効径が可変のセカンダリプーリ５６と、前記プライマリプーリ５４と前記セカンダリプーリ５６との間に巻き掛けられた伝動ベルト５８とを備えており、前記プライマリプーリ５４及び前記セカンダリプーリ５６と前記伝動ベルト５８との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。

前記プライマリプーリ５４は、前記入力軸３２に固定された入力側固定回転体としての固定シーブ５４ａと、前記入力軸３２に対して軸まわりの相対回転不能且つ軸方向の移動可能に設けられた入力側可動回転体としての可動シーブ５４ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５４ｂを移動させるための推力を発生させるプライマリ側油圧アクチュエータ５４ｃとを、備えている。前記セカンダリプーリ５６は、出力側固定回転体としての固定シーブ５６ａと、その固定シーブ５６ａに対して軸まわりの相対回転不能且つ軸方向の移動可能に設けられた出力側可動回転体としての可動シーブ５６ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために前記可動シーブ５６ｂを移動させるための推力を発生させるセカンダリ側油圧アクチュエータ５６ｃとを、備えて構成されている。

前記無段変速機１８においては、前記プライマリプーリ５４におけるＶ溝幅が変化させられて前記伝動ベルト５８の掛かり径（有効径）が変更されることで、実変速比（ギヤ比）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。例えば、前記プライマリプーリ５４のＶ溝幅が狭くされると、前記変速比γが小さくなる。すなわち、前記無段変速機１８がアップシフトされる。前記プライマリプーリ５４のＶ溝幅が広くされると、変速比γが大きくなる。すなわち、前記無段変速機１８がダウンシフトされる。更に、前記セカンダリプーリ５６におけるＶ溝幅が変化させられることで、前記伝動ベルト５８の挟圧力が制御される。

図２は、以上のように構成された前記動力伝達装置１０における走行パターンの切り換えについて説明する図であり、各走行パターン毎の係合要素の係合表である。この図２において、Ｃ１が前記前進用クラッチＣ１の作動状態に対応する。Ｃ２が前記ベルト走行用クラッチＣ２の作動状態に対応する。Ｂ１が前記後進用ブレーキＢ１の作動状態に対応する。Ｄ１が前記噛合クラッチＤ１の作動状態に対応する。「○」が係合（接続）を示し、「×」が解放（遮断）を示している。前述のように、前記噛合クラッチＤ１はシンクロメッシュ機構Ｓ１を備えており、前記噛合クラッチＤ１が係合する際には、前記シンクロメッシュ機構Ｓ１が作動することとなる。本実施例においては、前記動力伝達装置１０が適用された車両の前進に係る制御、すなわち前記後進用ブレーキＢ１が解放された状態の制御について説明するが、本発明は、前記車両の後進に係る制御にも好適に適用される。斯かる態様においては、前記後進用ブレーキＢ１、前記噛合クラッチＤ１、及び前記ベルト走行用クラッチＣ２が切換機構に相当する。

図２に示すように、前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１が係合（接続）され、前記ベルト走行用クラッチＣ２及び前記後進用ブレーキＢ１が解放（遮断）されることで、前記動力伝達装置１０においてギヤ走行が成立させられる。この走行パターンにおいては、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記ギヤ機構２０を経由して前記出力ギヤ２２に伝達される。すなわち、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記ギヤ機構２０等を経由して前記出力軸２４に伝達される前記第２伝達経路が形成される。

図２に示すギヤ走行においては、前記前進用クラッチＣ１が係合されることで前記遊星歯車装置３０が一体回転させられるので、前記タービン軸２６と前記小径ギヤ３６とが等しい回転速度で回転させられる。この小径ギヤ３６は、前記カウンタ軸３８に設けられた前記大径ギヤ４０と噛み合わされているので、前記小径ギヤ３６の回転により前記カウンタ軸３８が回転させられる。前記噛合クラッチＤ１が係合されており、前記カウンタ軸３８と前記アイドラギヤ４２とが一体的に回転させられるように接続されている。更に、前記アイドラギヤ４２が前記入力ギヤ５２と噛み合わされているので、前記カウンタ軸３８の回転により、前記入力ギヤ５２が回転させられ、延いてはその入力ギヤ５２と一体的に設けられている前記出力軸２４及び前記出力ギヤ２２が回転させられる。このように、前記第２伝達経路上に設けられている前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１が係合されると、前記エンジン１２により発生させられたトルクが、前記トルクコンバータ１４、前記前後進切換装置１６、前記ギヤ機構２０、及び前記アイドラギヤ４２等を経由して前記出力軸２４及び前記出力ギヤ２２に伝達される。

図２に示すように、前記ベルト走行用クラッチＣ２が接続され、前記前進用クラッチＣ１、前記後進用ブレーキＢ１、及び前記噛合クラッチＤ１が遮断されることで、前記動力伝達装置１０においてベルト走行（高車速）が成立させられる。この走行パターンにおいては、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記無段変速機１８を経由して前記出力ギヤ２２に伝達される。すなわち、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記無段変速機１８等を経由して前記出力軸２４に伝達される前記第１伝達経路が形成される。

図２に示すベルト走行（高車速）においては、前記ベルト走行用クラッチＣ２が接続されることで、前記セカンダリプーリ５６と前記出力軸２４とが接続される。これにより、前記セカンダリプーリ５６、前記出力軸２４、及び前記出力ギヤ２２が一体回転させられる。従って、前記エンジン１２により発生させられたトルクが、前記トルクコンバータ１４、前記入力軸３２、前記無段変速機１８、及び前記出力軸２４等を経由して前記出力ギヤ２２に伝達される。ここで、図２に示すベルト走行（高車速）において前記噛合クラッチＤ１が解放（遮断）されるのは、ベルト走行中における前記ギヤ機構２０等の引き摺りを抑制すると共に、比較的高車速時においてそのギヤ機構２０等が高回転化するのを抑制するためである。

図２に示すギヤ走行は、比較的低車速領域において選択される。前記第２伝達経路における変速比γ１（入力側回転速度Ｎin／出力側回転速度Ｎout）は、前記無段変速機１８の最大変速比γmaxよりも大きな値に設定されている。前記動力伝達装置１０においては、例えば車速等に基づいて前記ギヤ走行と前記ベルト走行との切り換えが判定され、その切り換えが行われるが、ギヤ走行からベルト走行（高車速）への切り換え、或いはベルト走行（高車速）からギヤ走行への切り換えに際して、好適には、図２に示すベルト走行（中車速）を過渡的に経由して切り換えが行われる。

例えば、ギヤ走行からベルト走行（高車速）へ切り換えられる場合、前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１が係合された状態から、過渡的に前記ベルト走行用クラッチＣ２及び前記噛合クラッチＤ１が係合された状態へ切り換えられる。すなわち、前記前進用クラッチＣ１と前記ベルト走行用クラッチＣ２との掛け替え（掴み替え）が行われる。この際、前記第２伝達経路から前記第１伝達経路への切り換えが行われ、前記動力伝達装置１０においては実質的にアップシフトさせられる。前記噛合クラッチＤ１が解放（遮断）される（被駆動入力遮断）ことで、前記第１伝達経路へ切り換えられた後、不要な引き摺りや前記ギヤ機構２０等の高回転化が好適に抑制される。

ベルト走行（高車速）からギヤ走行へ切り換えられる場合、前記ベルト走行用クラッチＣ２が係合された状態から、ギヤ走行への切換準備（ダウンシフト準備）として過渡的に前記噛合クラッチＤ１が係合される状態へ切り替えられる。前記噛合クラッチＤ１が係合されることで、前記ギヤ機構２０を経由して前記遊星歯車装置３０のサンギヤ３０ｓにも回転が伝達される状態となり、この状態から前記前進用クラッチＣ１と前記ベルト走行用クラッチＣ２との掛け替え（すなわち前記前進用クラッチＣ１の係合及び前記ベルト走行用クラッチＣ２の遮断）が実行されることで、前記第２伝達経路から前記第１伝達経路への切り換えが行われる。この際、前記動力伝達装置１０においては実質的にダウンシフトさせられる。

前記動力伝達装置１０においては、入力軸としての前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されている際、前記無段変速機１８における前記プライマリプーリ５４及び前記セカンダリプーリ５６の何れか一方が、前記入力軸３２又は前記出力軸２４に接続されている。すなわち、前記第２伝達経路が成立させられている場合、前記ベルト走行用クラッチＣ２は解放されているため、前記セカンダリプーリ５６は前記出力軸２４から切り離されているが、前記プライマリプーリ５４は前記入力軸３２（タービン軸２６）に接続されている。すなわち、本実施例においては、前記第２伝達経路が成立させられている際に、前記無段変速機１８における前記プライマリプーリ５４が前記入力軸３２に接続される構成について説明するが、前記第２伝達経路が成立させられている際に、前記プライマリプーリ５４が前記入力軸３２から切り離されると共に、前記セカンダリプーリ５６が前記出力軸２４に接続される構成にも、本発明は好適に適用される。

前記動力伝達装置１０においては、入力軸としての前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されている際、前記無段変速機１８における変速比γを変化させられるように構成されている。すなわち、前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１が係合され、前記ベルト走行用クラッチＣ２及び前記後進用ブレーキＢ１が解放されることで、前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられている場合、前記無段変速機１８は、前記タービン軸２６から入力されたトルクに係る前記出力軸２４への伝達には関与しないが、前述のように前記プライマリプーリ５４におけるＶ溝幅を変化させて前記伝動ベルト５８の掛かり径（有効径）を変更することで、前記無段変速機１８の変速比γを変更することができる。例えば、前記無段変速機１８が動力伝達に関与しない前記第２伝達経路の成立時においても、その無段変速機１８における損失を低減するために、前記無段変速機１８の変速比γを最適値に変化させる制御が行われ得る。

図３は、前記エンジン１２や前記無段変速機１８等を制御するために前記動力伝達装置１０に備えられた電子制御装置８０の入出力系統を説明すると共に、その電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに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前記動力伝達装置１０に係る各種制御を実行する。前記電子制御装置８０は、例えば、前記エンジン１２の出力制御、前記無段変速機１８の変速制御やベルト挟圧力制御、走行パターンを前記ギヤ機構２０によるギヤ走行及び前記無段変速機１８によるベルト走行の何れかに適宜切り換える切換制御等を実行するものであり、必要に応じてエンジン制御用、無段変速機制御用、走行パターン切換用等に分けて構成される。本実施例においては、前記電子制御装置８０が、前記動力伝達装置１０の制御装置に対応する。

前記電子制御装置８０には、前記動力伝達装置１０の各部に設けられた各種センサ及びスイッチ等により検出された信号が供給されるようになっている。例えば、エンジン回転速度センサ８２により検出された前記エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを表す信号、タービン回転速度センサ８４により検出された前記タービン軸２６の回転速度（タービン回転速度）Ｎtを表す信号、入力軸回転速度センサ８６により検出された前記無段変速機１８の入力軸３２（プライマリプーリ５４）の回転速度である入力軸回転速度Ｎinを表す信号、出力軸回転速度センサ８８により検出された車速Ｖに対応する前記出力軸２４の回転速度である出力軸回転速度Ｎoutを表す信号、スロットルセンサ９０により検出された図示しない電子スロットル弁のスロットル開度θthを表す信号、アクセル開度センサ９２により検出された運転者の加速要求量としての図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号等が、それぞれ供給される。前記電子制御装置８０は、例えば、前記出力軸回転速度センサ８８により検出される出力軸回転速度Ｎoutと、前記入力軸回転速度センサ８６により検出される入力軸回転速度Ｎinとに基づいて、前記無段変速機１８の実変速比γ（＝Ｎin／Ｎout）を逐次算出する。

前記電子制御装置８０からは、前記動力伝達装置１０の各部に作動指令が出力されるように構成されている。例えば、前記エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、前記無段変速機１８の変速に関する油圧制御のための油圧制御指令信号Ｓcvt、前記動力伝達装置１０の走行パターンの切換に関連する前記前後進切換装置１６（前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１）、ベルト走行用クラッチＣ２、及び噛合クラッチＤ１を制御するための油圧制御指令信号Ｓswt等が、それぞれ出力される。具体的には、前記エンジン出力制御指令信号Ｓeとして、スロットルアクチュエータを駆動して電子スロットル弁の開閉を制御するためのスロットル信号、燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、点火装置によるエンジン１２の点火時期を制御するための点火時期信号等が出力される。前記油圧制御指令信号Ｓcvtとして、前記プライマリ側油圧アクチュエータ５４ｃに供給されるプライマリ圧Ｐinを調圧する図示しないリニアソレノイド弁を駆動するための指令信号、前記セカンダリ側油圧アクチュエータ５６ｃに供給されるセカンダリ圧Ｐoutを調圧する図示しないリニアソレノイド弁を駆動するための指令信号等が、前記動力伝達装置１０に備えられた油圧制御回路９８へ出力される。前記油圧制御指令信号Ｓswtとして、前記前進用クラッチＣ１、前記後進用ブレーキＢ１、前記ベルト走行用クラッチＣ２、前記シンクロメッシュ機構Ｓ１に供給される油圧を制御する各リニアソレノイド弁を駆動するための指令信号等が前記油圧制御回路９８へ出力される。

図３に示すように、前記電子制御装置８０は、切換制御部１００、油圧式クラッチ係合制御部１０２、噛合クラッチ係合制御部１０４、変速比制御部１０６、及びトルク補償制御部１０８等を機能的に備えている。図３に示す切換制御部１００は、前記動力伝達装置１０において前記第１伝達経路が形成される状態と、前記第２伝達経路が形成される状態とを、切り換える。すなわち、前記エンジン１２により発生させられ、入力軸としての前記タービン軸２６から入力されたトルクを、前記無段変速機１８等を介して前記出力軸２４に伝達する第１伝達経路すなわちベルト走行に対応する動力伝達経路と、前記ギヤ機構２０等を介して前記出力軸２４に伝達する第２伝達経路すなわちギヤ走行に対応する動力伝達経路とを、選択的に切り換える切換制御を実行する。

前記油圧式クラッチ係合制御部１０２は、例えば、前記油圧制御回路９８を介して前記前進用クラッチＣ１、前記ベルト走行用クラッチＣ２等の係合状態を制御する。すなわち、前記前進用クラッチＣ１、前記ベルト走行用クラッチＣ２等にそれぞれ対応する油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するリニアソレノイド弁を駆動するための指令信号Ｓswtを各リニアソレノイド弁に供給することで、前記油圧制御回路９８から前記前進用クラッチＣ１、前記ベルト走行用クラッチＣ２等に対応する油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する。

前記シンクロメッシュ機構Ｓ１のスリーブ４８は、好適には、そのスリーブ４８に対応する図示しない油圧アクチュエータに供給される油圧に応じて駆動される。すなわち、前記シンクロメッシュ機構Ｓ１は、好適には、前記油圧制御回路９８から供給される油圧によって作動させられる。前記噛合クラッチ係合制御部１０４は、例えば、前記油圧制御回路９８を介して前記噛合クラッチＤ１の係合状態を制御する。すなわち、前記スリーブ４８に対応する油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するリニアソレノイド弁を駆動するための指令信号Ｓswtをそのリニアソレノイド弁に供給することで、前記油圧制御回路９８から前記スリーブ４８に対応する油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する。

前記切換制御部１００は、前記動力伝達装置１０が搭載された車両の走行状態に基づいて、前記動力伝達装置１０における走行パターンを切り換えるか否かを判定する。斯かる判定を実行するため、前記電子制御装置８０には、例えば、車速Ｖ及びアクセル開度Ａcc（或いはスロットル開度θth）の関係に基づいて走行パターンを決定する走行領域マップが予め定められて記憶されている。この走行領域マップにおいて、ギヤ走行は、比較的低車速、低アクセル開度（低負荷走行）領域に設定されている。ベルト走行は、比較的中高車速、中高アクセル開度（中高負荷走行）領域に設定されている。前記切換制御部１００は、前記走行領域マップから、前記出力軸回転速度センサ８８により検出された車速Ｖに対応する出力軸回転速度Ｎout及び前記アクセル開度センサ９２により検出されたアクセル開度Ａcc等に基づいて、前記動力伝達装置１０において成立させられるべき走行パターンを判定する。

前記のようにして走行パターンの切換が判定された場合、前記切換制御部１００は、前記動力伝達装置１０における走行パターンの切換を実行する。例えば、前記動力伝達装置１０における走行パターンをギヤ走行からベルト走行（高車速）に切り換える場合、前記切換制御部１００は、前記前進用クラッチＣ１と前記ベルト走行用クラッチＣ２の掛け替えを開始する。具体的には、前記油圧式クラッチ係合制御部１０２により、前記前進用クラッチＣ１を解放させると共に前記ベルト走行用クラッチＣ２を係合させる掛け替え制御（クラッチツゥクラッチ制御）を実行する。この状態は、図２に示すベルト走行（中車速）に対応しており、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記無段変速機１８を経由して伝達される第１伝達経路に相当する。次に、前記切換制御部１００は、前記噛合クラッチ係合制御部１０４により、前記噛合クラッチＤ１を解放（遮断）させる。すなわち、前記シンクロメッシュ機構Ｓ１における前記スリーブ４８を移動させて接続中の噛合クラッチＤ１を遮断する指令を出力する。

前記動力伝達装置１０における走行パターンをベルト走行（高車速）からギヤ走行に切り換える場合、前記切換制御部１００は、先ず、前記噛合クラッチ係合制御部１０４により前記噛合クラッチＤ１を係合（接続）させる。この状態は、図２に示すベルト走行（中車速）に対応している。次に、前記切換制御部１００は、前記前進用クラッチＣ１と前記ベルト走行用クラッチＣ２の掛け替えを開始する。具体的には、前記油圧式クラッチ係合制御部１０２により、前記前進用クラッチＣ１を係合させると共に前記ベルト走行用クラッチＣ２を解放させる掛け替え制御（クラッチツゥクラッチ制御）を実行する。

変速比制御部１０６は、前記無段変速機１８における変速比γを制御する。具体的には、前記油圧制御回路９８に備えられた図示しないリニアソレノイド弁を介して前記プライマリ側油圧アクチュエータ５４ｃに供給されるプライマリ圧Ｐinを制御することで、前記プライマリプーリ５４におけるＶ溝幅を変化させて前記伝動ベルト５８の掛かり径（有効径）を変化させて前記無段変速機１８の変速比γを変更する。前記油圧制御回路９８に備えられた図示しないリニアソレノイド弁を介して前記セカンダリ側油圧アクチュエータ５６ｃに供給されるセカンダリ圧Ｐoutを制御することで、前記セカンダリプーリ５６におけるＶ溝幅を変化させて前記伝動ベルト５８の挟圧力を制御する。

前記変速比制御部１０６は、入力軸としての前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されている状態において、前記無段変速機１８における変速比γを制御する。すなわち、前記無段変速機１８が動力伝達に関与しない前記第２伝達経路の成立時においても、例えばその無段変速機１８における損失を低減するために、前記無段変速機１８の変速比γを最適値に変化させる変速制御を行う。具体的には、予め実験的に求められて記憶された、前記無段変速機１８における損失を可及的に低減させる最適変速比γ_aを目標値として、前記無段変速機１８の変速比γがその最適変速比γ_aに維持されるように制御する。

ここで、前述のように、前記動力伝達装置１０においては、前記第２伝達経路が成立させられている場合、前記ベルト走行用クラッチＣ２は解放されているため、前記セカンダリプーリ５６は前記出力軸２４から切り離されているが、前記プライマリプーリ５４は前記入力軸３２（タービン軸２６）に接続されている。従って、前記プライマリプーリ５４等の動作が慣性を持ち、前記無段変速機１８における変速比γの変更に起因して前記出力軸２４から出力されるトルク（以下、出力軸トルクという）に変動が生じるおそれがある。前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられており、前記無段変速機１８が動力伝達に用いられない状態において、前記前進用クラッチＣ１を介して前記出力軸２４側に伝達されるトルクＴ_C1は、前記トルクコンバータ１４の出力トルクすなわちタービントルクをＴ_t、前記プライマリプーリ５４の回転速度をω_in、前記プライマリプーリ５４の回転速度の時間変化率をｄω_in／ｄｔ、前記無段変速機１８の変速比をγ、前記無段変速機１８の変速比の時間変化率（変化速度）をｄγ／ｄｔ、前記セカンダリプーリ５６等のセカンダリシーブ系に係るイナーシャをＩ_SSとして、次の（１）式で表される。ここで、前記第２伝達経路が成立させられているギヤ走行時において、前記プライマリプーリ５４の回転速度ω_inは、前記出力軸２４の回転速度Ｎ_OUTに比例する。この（１）式は、前記前進用クラッチＣ１を介して前記出力軸２４に伝達されるトルクＴ_C1は、前記無段変速機１８の変速比の時間変化率ｄγ／ｄｔに応じて定まる（ｄγ／ｄｔの影響を受けて変化する）ことを示している。
Ｔ_C1＝Ｔ_t−Ｉ_SS／γ²・（ｄω_in／ｄｔ−ω_in／γ・ｄγ／ｄｔ） ・・・（１）

トルク補償制御部１０８は、入力軸である前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されており、且つ、前記無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、前記無段変速機１８に入力されるトルクの目標値を、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させる。すなわち、前記切換制御部１００により前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられており、且つ、前記変速比制御部１０６により前記無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、前記タービントルクＴ_tの目標値を、前記（１）式のように算出されるトルクＴ_C1に起因する出力軸トルクの変動を打ち消す方向に変化させる。具体的には、前記タービントルクＴ_tが、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させられるように、前記電子スロットル弁の開度等を制御することで前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルクＴ_Eを制御する。

前記トルク補償制御部１０８は、例えば、前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されており、且つ、前記無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、前記タービントルクＴ_tの目標値を、次の（２）式に示すＴ_ttgtとする。具体的には、変更前（補正前）のタービントルクをＴ_tとして、次の（２）式で表される目標タービントルク（入力トルク）Ｔ_ttgtが実現されるように、前記電子スロットル弁の開度等を制御することで前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルクＴ_Eを制御する。（２）式に示すように、前記トルク補償制御部１０８は、好適には、前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されており、且つ、前記無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、前記無段変速機１８に入力されるトルクの目標値を、前記無段変速機１８における変速比γの時間変化率（変化速度）ｄγ／ｄｔに基づいて、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させる。すなわち、前記無段変速機１８における変速比γが増加方向に変化している場合（すなわちダウンシフト）には、前記タービントルクＴ_tを減少方向に変化させる。前記無段変速機１８における変速比γが減少方向に変化している場合（すなわちアップシフト）には、前記タービントルクＴ_tを増加方向に変化させる。
Ｔ_ttgt＝Ｔ_t−Ｉ_SS／γ²・（ω_in／γ・ｄγ／ｄｔ） ・・・（２）

図４は、前記電子制御装置８０により実行される本実施例のトルク補償制御の一例の要部を説明するタイムチャートである。この図４では、前記無段変速機１８の目標変速比に関して、車両走行上の要求（要求駆動力）に基づく目標変速比を破線で、前記無段変速機１８の総損失を最小とする変速比に対応する目標変速比を一点鎖線で、本実施例の制御による目標変速比の変化を実線で、それぞれ表している。

図４に示す制御においては、先ず、時点ｔ１において、前記動力伝達装置１０において前記第１伝達経路が成立させられた状態すなわちＣＶＴ伝達から、前記第２伝達経路が成立させられる状態すなわちギヤ伝達への切り換えが開始される。例えば、前述した図２に示すベルト走行（中車速）に対応する状態へ移行するために、前記噛合クラッチＤ１が係合させられる。次に、時点ｔ２において、図２に示すベルト走行（高車速）に対応する状態へ移行が完了し、前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられる。この時点ｔ２から、前記無段変速機１８の変速比γを、一点鎖線で示す前記無段変速機１８の総損失を最小とする変速比に変化させる制御が開始される。ここで、本実施例の制御においては、時点ｔ２から、前記無段変速機１８における変速比γの変化が終了する時点ｔ３までの間、前記タービン軸２６に入力されるタービントルクＴ_tが、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向（図４では増加方向）に変化させられる。図４においては、このタービントルクＴ_tの変化分すなわちトルク補償分を右上から左下への斜線領域で示している（以下の説明において同じ）。このタービントルクＴ_tの変化により、時点ｔ２から時点ｔ３までの前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する出力軸トルクの変動が抑制される。

次に、時点ｔ４において、前記無段変速機１８の変速比γを、一点鎖線で示す前記無段変速機１８の総損失を最小とする変速比に変化させる制御が開始される。ここで、本実施例の制御においては、時点ｔ４から、前記無段変速機１８における変速比γの変化が終了する時点ｔ５までの間、前記タービン軸２６に入力されるタービントルクＴ_tが、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向（図４では減少方向）に変化させられる。このタービントルクＴ_tの変化により、時点ｔ４から時点ｔ５までの前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する出力軸トルクの変動が抑制される。次に、時点ｔ５において、前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられた状態すなわちギヤ伝達から、前記第１伝達経路が成立させられる状態すなわちＣＶＴ伝達への切り換えが判定され、その切り換えが予告される。この時点ｔ５から、前記無段変速機１８の変速比γを、破線で示す車両走行上の要求に基づく変速比に変化させる制御が開始される。ここで、本実施例の制御においては、時点ｔ５から、前記無段変速機１８における変速比γの変化が終了する時点ｔ６までの間、前記タービン軸２６に入力されるタービントルクＴ_tが、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向（図４では減少方向）に変化させられる。このタービントルクＴ_tの変化により、時点ｔ５から時点ｔ６までの前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する出力軸トルクの変動が抑制される。

図５は、前記電子制御装置８０により実行される本実施例のトルク補償制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記ギヤ機構２０により動力伝達を行うギヤ伝達（ギヤ走行）が選択されているか否か、すなわち前記動力伝達装置１０において前記第２伝達経路が成立させられているか否かが判断される。このＳ２の判断が否定される場合には、Ｓ４以下の処理が実行されるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記無段変速機１８の変速比γが変化させられているか否かが判断される。このＳ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、前記無段変速機１８に入力されるトルクの目標値Ｔ_ttgtを、前記無段変速機１８における変速比γの時間変化率ｄγ／ｄｔに基づいて、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させるトルク補償制御（トルク補償量出力）が実行された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ２の判断が否定される場合には、Ｓ４において、前記トルク補償制御は実行されず、それをもって本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１が前記切換制御部１００の動作に、Ｓ２が前記変速比制御部１０６の動作に、Ｓ３が前記トルク補償制御部１０８の動作に、それぞれ対応する。

本実施例によれば、入力軸である前記タービン軸２６から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸２４に伝達されており、且つ、前記無段変速機１８における変速比γが変化させられる場合には、前記無段変速機１８に入力されるトルクの目標値Ｔ_ttgtを、前記無段変速機１８における変速比γの変化に起因する前記出力軸２４から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させるものであることから、前記無段変速機１８が動力伝達に関与していない状態で、その無段変速機１８における変速比γが変化させられた場合において、前記無段変速機１８のイナーシャ変化による出力軸トルクの変化を好適に抑制できる。すなわち、動力伝達に関与していない無段変速機１８の変速比γを変化させる際、出力軸トルクの変動を抑制する動力伝達装置１０の電子制御装置８０を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用動力伝達装置、１８：ベルト式無段変速機（無段変速機構）、２０：ギヤ機構（伝動機構）、２４：出力軸、２６：タービン軸（入力軸）、８０：電子制御装置、Ｃ１：前進用クラッチ（切換機構）、Ｃ２：ベルト走行用クラッチ（切換機構）、Ｄ１：噛合クラッチ（切換機構）

Claims (1)

1. 入力軸と出力軸との間に、無段変速機構と、伝動機構と、前記入力軸から入力されたトルクを前記無段変速機構を介して前記出力軸に伝達する第１伝達経路と前記伝動機構を介して前記出力軸に伝達する第２伝達経路とを選択的に成立させる切換機構とを、備え、前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されている際、前記無段変速機構における変速比を変化させられるように構成された車両用動力伝達装置において、
   前記入力軸から入力されたトルクが前記第２伝達経路を介して前記出力軸に伝達されており、且つ、前記無段変速機構における変速比が変化させられる場合には、前記無段変速機構に入力されるトルクの目標値を、前記無段変速機構における変速比の変化に起因する前記出力軸から出力されるトルクの変化を打ち消す方向に変化させる
   ことを特徴とする制御装置。

Images