JP2019132353A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なタイミングでモード切替を行うことができる、無段変速機の制御装置を提供する。【解決手段】変速機４は、プーリ比が大きいほど減速比が大きくなるベルトモードと、プーリ比が大きいほど減速比が小さくなるスプリットモードとを有している。ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えにより達成される。スプリットモードでスプリット点よりも大きい目標減速比が設定される場合、変速には、スプリットモードからベルトモードへの切り替えが伴う。この場合において、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上であるときには（Ｓ２：ＹＥＳ）、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が直ちに切り替えられる（Ｓ３）。これにより、スプリットモードからベルトモードに速やかに切り替わり、かつ、ベルトモードに切り替わった後の実減速比が目標減速比以下となる。【選択図】図６

Description

本発明は、無段変速機の制御装置に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、動力を無段階に変速する無段変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を２つの経路で分割して伝達可能な動力分割式無段変速機が提案されている。

特開２００４−１７６８９０号公報

動力分割式無段変速機の一例では、無段変速機構は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成、つまりプライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。無段変速機構のプライマリ軸には、インプット軸に入力されるエンジンの動力が伝達される。無段変速機構のセカンダリ軸は、遊星歯車機構のサンギヤに接続されている。

また、動力分割式無段変速機には、平行軸式歯車機構が備えられている。平行軸式歯車機構は、インプット軸の動力が伝達／遮断されるスプリットドライブギヤと、スプリットドライブギヤとギヤ列を構成し、遊星歯車機構のキャリヤと一体回転するスプリットドリブンギヤとを備えている。遊星歯車機構のリングギヤには、アウトプット軸が接続されている。アウトプット軸の回転は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。

この動力分割式無段変速機では、前進走行時における動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードが設けられている。

ベルトモードでは、インプット軸とスプリットドライブギヤとの間での動力の伝達／遮断を切り替える第１クラッチが解放されて、スプリットドライブギヤが自由回転状態（フリー）にされ、遊星歯車機構のキャリヤが自由回転状態にされる。また、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとを結合／分離する第２クラッチが係合されて、サンギヤとリングギヤとが結合される。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤおよびリングギヤが一体的に回転し、アウトプット軸がリングギヤと一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、無段変速機構のプーリ比が大きいほど、そのプーリ比に比例して、動力分割式無段変速機全体での減速比（インプット軸の回転数／アウトプット軸の回転数）が大きくなる。

スプリットモードでは、第２クラッチが解放されて、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの結合が解除される。また、第１クラッチが係合されて、インプット軸からスプリットドライブギヤに動力が伝達される。すなわち、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替えにより達成される。インプット軸からスプリットドライブギヤに伝達される動力は、スプリットドライブギヤからスプリットドリブンギヤを介することにより一定の変速比（スプリット点）で変速されて、遊星歯車機構のキャリヤに入力される。サンギヤは、プーリ比に応じた回転数で回転する。そのため、スプリットモードでは、プーリ比が大きいほど減速比が小さくなり、スプリット点以下の減速比を実現することができる。

減速比がスプリット点を跨いで変更される場合、その減速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが伴う。プーリ比がスプリット点からずれている状態では、サンギヤとキャリヤとの間に差回転が生じているので、第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替えをプーリ比がスプリット点にほぼ一致する状態で行えば、差回転による変速ショックの発生を防止することができる。

ただし、スプリットモードでアクセルペダルが素早くかつ大きく踏み込まれた場合、プーリ比をスプリット点まで変速してから第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替えを行ったのでは、変速レスポンスが悪い。そのため、車速に応じたキックダウン判定の閾値が設定されており、スプリットモードでアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度が閾値を超えると、キックダウンが判定されて、その時点で第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替えが行われる。これにより、スプリットモードからベルトモードに速やかに切り替わる。

ところが、ベルトモードに切り替わった後の減速比が目標減速比から大きくずれる場合があり、減速比が目標減速比よりもロー（Ｌｏｗ）側にずれた場合には、減速比を目標減速比に向けてハイ（Ｈｉｇｈ）側に戻す必要がある。そのため、動力分割式無段変速機の回転挙動が安定せず、変速フィーリングが悪くなる場合が生じる。

本発明の目的は、適切なタイミングでモード切替を行うことができる、無段変速機の制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機の制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の第１動力伝達経路上に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有し、第１動力伝達経路に介在される第１係合要素と、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を伝達する第２動力伝達経路に介在される第２係合要素とを備え、第１係合要素の解放および第２係合要素の係合により、プライマリプーリとセカンダリプーリとのプーリ比が大きいほどインプット軸とアウトプット軸との間での減速比が大きくなる第１モードが構成され、第１係合要素の係合および第２係合要素の解放により、プーリ比が大きいほど減速比が小さくなる第２モードが構成され、プーリ比が一定値であるときに、第１係合要素および第２係合要素に差回転が生じないように構成された無段変速機の制御装置であって、目標減速比を設定する目標減速比設定手段と、減速比が目標減速比設定手段により設定された目標減速比に近づくようプーリ比を変更するプーリ比変更手段と、第２モードで目標減速比設定手段により一定値よりも大きい目標減速比が設定され、その目標減速比に応じたプーリ比に基づく値が現在のプーリ比に基づく値以上である場合に、第１係合要素と第２係合要素との係合を直ちに切り替える切替手段とを含む。

この構成によれば、無段変速機は、プーリ比が大きいほど減速比が大きくなる第１モードと、プーリ比が大きいほど減速比が小さくなる第２モードとを有している。第１モードと第２モードとの切り替えは、第１係合要素と第２係合要素との係合の切り替えにより達成される。プーリ比が一定値であるとき、第１係合要素および第２係合要素に差回転が生じず、その一定値で第１モードの減速比域と第２モードの減速比域とが連続する。

変速制御では、目標減速比が設定されて、実減速比が目標減速比に近づくようプーリ比が変更される。第２モードで一定値よりも大きい目標減速比が設定される場合、変速には、第２モードから第１モードへの切り替えが伴う。この場合において、目標減速比に応じたプーリ比に基づく値が現在のプーリ比に基づく値以上であるときには、第１係合要素と第２係合要素との係合が直ちに切り替えられる。これにより、第２モードから第１モードに速やかに切り替わり、かつ、第１モードに切り替わった後の実減速比が目標減速比以下となる。そのため、モード切替後に実減速比をハイ側に戻す場合が生じることを抑制できる。その結果、無段変速機の回転挙動を安定させることができ、良好な変速フィーリングを得ることができる。

目標減速比が一定値よりも大きい減速比域で急速に増大し、その目標減速比の増大に実プーリ比の増大が追従できない場合に、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上になり、この時点で第１係合要素と第２係合要素との係合が切り替えられる。これにより、第１係合要素と第２係合要素との係合の切り替えによる駆動力の途切れを最小限に抑えることができ、かつ、目標減速比に対して最短時間およびプライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブの移動量が最小となる切り替えが可能となる。また、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上になった場合に、第１係合要素と第２係合要素との係合が切り替えられ、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上にならない場合には、第１係合要素と第２係合要素との係合が切り替えられない。そのため、第１係合要素と第２係合要素との係合の頻度を抑制することができる。

よって、適切なタイミングでモード切替を行うことができる。

本発明によれば、適切なタイミングでモード切替を行うことができる。

車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 変速機に備えられる各係合要素の状態を示す図である。 変速機に備えられる遊星歯車機構のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。 変速機に備えられる無段変速機構の変速比（ベルト変速比）と動力分割式無段変速機全体の変速比（ユニット変速比）との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御系の構成を示す図である。 変速制御のための処理の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン２の動力は、トルクコンバータ３および変速機４を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達され、デファレンシャルギヤ５から左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介してそれぞれ左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

エンジン２は、Ｅ／Ｇ出力軸１１を備えている。Ｅ／Ｇ出力軸１１は、エンジン２が発生する動力により回転される。

トルクコンバータ３は、フロントカバー２１、ポンプインペラ２２、タービンランナ２３およびロックアップ機構２４を備えている。フロントカバー２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１１が接続され、フロントカバー２１は、Ｅ／Ｇ出力軸１１と一体に回転する。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１に対するエンジン２側と反対側に配置されている。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１と一体回転可能に設けられている。タービンランナ２３は、フロントカバー２１とポンプインペラ２２との間に配置されて、フロントカバー２１と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。

ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５を備えている。ロックアップピストン２５は、フロントカバー２１とタービンランナ２３との間に設けられている。ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５とフロントカバー２１との間の解放油室２６の油圧とロックアップピストン２５とポンプインペラ２２との間の係合油室２７の油圧との差圧により、ロックアップオン（係合）／オフ（解放）される。すなわち、解放油室２６の油圧が係合油室２７の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室２７の油圧が解放油室２６の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１に押し付けられて、ロックアップオンとなる。

ロックアップオフの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、ポンプインペラ２２が回転する。ポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２からタービンランナ２３に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２３で受けられて、タービンランナ２３が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ２３には、Ｅ／Ｇ出力軸１１の動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。

ロックアップオンの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸１１、ポンプインペラ２２およびタービンランナ２３が一体となって回転する。

変速機４は、インプット軸３１およびアウトプット軸３２を備え、インプット軸３１に入力される動力を２つの経路に分岐してアウトプット軸３２に伝達可能に構成された、いわゆる動力分割式（トルクスプリット式）変速機である。２つの動力伝達経路を構成するため、変速機４は、無段変速機構３３、前減速ギヤ機構３４、遊星歯車機構３５およびスプリット変速機構３６を備えている。

インプット軸３１は、トルクコンバータ３のタービンランナ２３に連結され、タービンランナ２３と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

アウトプット軸３２は、インプット軸３１と平行に設けられている。アウトプット軸３２には、出力ギヤ３７が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ３７は、デファレンシャルギヤ５（デファレンシャルギヤ５のリングギヤ）と噛合している。

無段変速機構３３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構３３は、プライマリ軸４１と、プライマリ軸４１と平行に設けられたセカンダリ軸４２と、プライマリ軸４１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ４３と、セカンダリ軸４２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とに巻き掛けられたベルト４５とを備えている。

プライマリプーリ４３は、プライマリ軸４１に固定された固定シーブ５１と、固定シーブ５１にベルト４５を挟んで対向配置され、プライマリ軸４１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５２とを備えている。可動シーブ５２に対して固定シーブ５１と反対側には、プライマリ軸４１に固定されたシリンダ５３が設けられ、可動シーブ５２とシリンダ５３との間に、油圧室５４が形成されている。

セカンダリプーリ４４は、セカンダリ軸４２に固定された固定シーブ５５と、固定シーブ５５にベルト４５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸４２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５６とを備えている。可動シーブ５６に対して固定シーブ５５と反対側には、セカンダリ軸４２に固定されたシリンダ５７が設けられ、可動シーブ５６とシリンダ５７との間に、油圧室５８が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ５５と可動シーブ５６との位置関係は、プライマリプーリ４３の固定シーブ５１と可動シーブ５２との位置関係と逆転している。

無段変速機構３３では、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧がそれぞれ制御されて、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各溝幅が変更されることにより、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が連続的に無段階で変更される。

具体的には、プーリ比が小さくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２が固定シーブ５１側に移動し、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ４３に対するベルト４５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が小さくなる。

プーリ比が大きくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が下げられる。これにより、セカンダリプーリ４４の推力（セカンダリ推力）に対するプライマリプーリ４３の推力（プライマリ推力）の比である推力比が小さくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が大きくなる。

一方、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の推力は、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４とベルト４５との間で滑り（ベルト滑り）が生じない大きさを必要とする。そのため、ベルト滑りを生じない必要十分な挟圧が得られるよう、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧が制御される。

前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸４１に伝達する構成である。具体的には、前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に相対回転不能に支持されるインプット軸ギヤ６１と、インプット軸ギヤ６１よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸４１にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ６１と噛合するプライマリ軸ギヤ６２とを含む。

遊星歯車機構３５は、サンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３を備えている。サンギヤ７１は、セカンダリ軸４２にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。キャリヤ７２は、アウトプット軸３２に相対回転可能に外嵌されている。キャリヤ７２は、複数個のピニオンギヤ７４を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ７４は、円周上に配置され、サンギヤ７１と噛合している。リングギヤ７３は、複数個のピニオンギヤ７４を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ７４にセカンダリ軸４２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ７３には、アウトプット軸３２が接続され、リングギヤ７３は、アウトプット軸３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

スプリット変速機構３６は、スプリットドライブギヤ８１と、スプリットドライブギヤ８１と噛合するスプリットドリブンギヤ８２とを含む平行軸式歯車機構である。

スプリットドライブギヤ８１は、インプット軸３１に相対回転可能に外嵌されている。

スプリットドリブンギヤ８２は、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ８２は、スプリットドライブギヤ８１よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ８１よりも少ない歯数を有している。

また、変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を備えている。

クラッチＣ１は、油圧により、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

クラッチＣ２は、油圧により、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

ブレーキＢ１は、油圧により、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２を制動する係合状態と、キャリヤ７２の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。

＜動力伝達モード＞
図２は、車両１の前進時および後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の状態を示す図である。図３は、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。図４は、無段変速機構３３による変速比であるプーリ比と変速機４の全体での減速比（ユニット変速比）、つまりインプット軸３１とアウトプット軸３２との回転数比である減速比の関係を示す図である。

図２において、「○」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が解放状態であることを示している。

変速機４は、車両１の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。ベルトモードとスプリットモードとは、クラッチＣ１が係合している状態とクラッチＣ２が係合している状態との切り替え（クラッチＣ１，Ｃ２の掛け替え）により切り替えられる。

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２がフリー（自由回転状態）になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結される。

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１およびプライマリプーリ４３を回転させる。プライマリプーリ４３の回転は、ベルト４５を介して、セカンダリプーリ４４に伝達され、セカンダリプーリ４４およびセカンダリ軸４２を回転させる。遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結されているので、セカンダリ軸４２と一体となって、サンギヤ７１、リングギヤ７３およびアウトプット軸３２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３および図４に示されるように、減速比がプーリ比（無段変速機構３３のプライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比）に前減速比（インプット軸３１の回転数／プライマリ軸４１の回転数）を乗じた値と一致する。

スプリットモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。これにより、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とが結合されて、インプット軸３１の回転がスプリットドライブギヤ８１およびスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に伝達可能になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離される。

インプット軸３１に入力される動力は、スプリットドライブギヤ８１からスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に増速されて伝達される。キャリヤ７２に伝達される動力は、キャリヤ７２からサンギヤ７１およびリングギヤ７３に分割して伝達される。サンギヤ７１の動力は、セカンダリ軸４２、セカンダリプーリ４４、ベルト４５、プライマリプーリ４３およびプライマリ軸４１を介してプライマリ軸ギヤ６２に伝達され、プライマリ軸ギヤ６２からインプット軸ギヤ６１に伝達される。そのため、ベルトモードでは、インプット軸ギヤ６１が駆動ギヤとなり、プライマリ軸ギヤ６２が被動ギヤとなるのに対し、スプリットモードでは、プライマリ軸ギヤ６２が駆動ギヤとなり、インプット軸ギヤ６１が被動ギヤとなる。

スプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比は一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、インプット軸３１に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２の回転が一定速度に保持される。そのため、プーリ比が上げられると、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１の回転数が下がるので、図３に破線で示されるように、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３（アウトプット軸３２）の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、図４に示されるように、無段変速機構３３のプーリ比が大きいほど、変速機４の減速比が小さくなり、プーリ比に対する減速比の感度（プーリ比の変化量に対する減速比の変化量の割合）がベルトモードと比べて低い。

ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが前進方向に回転する。

車両１の後進時のリバースモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１，Ｃ２が解放され、ブレーキＢ１が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動される。

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１からプライマリプーリ４３、ベルト４５およびセカンダリプーリ４４を介してセカンダリ軸４２に伝達され、セカンダリ軸４２と一体に、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１を回転させる。遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動されているので、サンギヤ７１が回転すると、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３がサンギヤ７１と逆方向に回転する。このリングギヤ７３の回転方向は、前進時（ベルトモードおよびスプリットモード）におけるリングギヤ７３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ７３と一体に、アウトプット軸３２が回転する。アウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが後進方向に回転する。

＜車両の制御系＞
図５は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。図５には、変速機４を制御するための１つのＥＣＵ１０１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ１０１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ１０１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

ＥＣＵ１０１には、制御に必要な各種センサが接続されている。その一例として、ＥＣＵ１０１には、トルクコンバータ３のタービンランナ２３の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するタービン回転センサ１１１と、プライマリ軸４１の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するプライマリ回転センサ１１２と、セカンダリ軸４２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するセカンダリ回転センサ１１３と、アウトプット軸３２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するアウトプット回転センサ１１４と、運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）の操作量に応じた検出信号を出力するアクセルセンサ１１５とが接続されている。

ＥＣＵ１０１では、タービン回転センサ１１１、プライマリ回転センサ１１２、セカンダリ回転センサ１１３およびアウトプット回転センサ１１４の各検出信号から、タービンランナ２３の回転数であるタービン回転数、プライマリ回転数（プライマリプーリ４３）の回転数であるプライマリ回転数、セカンダリ軸４２（セカンダリプーリ４４）の回転数であるセカンダリ回転数、およびアウトプット軸３２の回転数であるアウトプット回転数が取得される。また、ＥＣＵ１０１では、アクセルセンサ１１５の検出信号から、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度が求められる。そして、ＥＣＵ１０１により、各種のセンサから取得される情報、他のＥＣＵから入力される情報などに基づいて、変速機４の変速制御などのため、変速機４を含むユニットの各部に油圧を供給するための油圧回路に含まれる各種のバルブなどが制御される。

＜変速制御＞
変速機４の減速比は、ＥＣＵ１０１によるプーリ比（シーブ変速比）の変更ならびにクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の係合／解放により制御される。この変速制御では、まず、変速線図に基づいて、アクセル開度および車速に応じた目標回転数が設定される。変速線図は、アクセル開度および車速と目標回転数との関係を定めたマップであり、ＥＣＵ１０１のＲＯＭに格納されている。車速の情報は、たとえば、エンジン２を制御するエンジンＥＣＵからＥＣＵ１０１に送信される。目標回転数が設定されると、インプット軸３１に入力される回転数を目標回転数に一致させる目標減速比が求められ、目標減速比に応じた目標プーリ比が設定される。

その後、目標プーリ比に基づいて、プライマリ推力およびセカンダリ推力から、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２に供給される油圧であるプライマリ圧およびセカンダリプーリ４４の可動シーブ５６に供給される油圧であるセカンダリ圧の指令値が設定され、各指令値に基づいて、目標プーリ比と実プーリ比との偏差が零に近づくように、プライマリ圧およびセカンダリ圧が制御される。実プーリ比は、プライマリ回転数をセカンダリ回転数で除することにより求められる。

減速比がスプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比に等しいスプリット点を跨いで変更される場合、その減速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替え（以下、単に「モード切替」という。）が伴う。モード切替は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えにより達成される。すなわち、クラッチＣ１，Ｃ２に供給される油圧の制御により、解放状態のクラッチＣ１（係合側）が係合され、係合状態のクラッチＣ２（解放側）が解放されることにより、ベルトモードからスプリットモードに切り替えられる。逆に、係合状態のクラッチＣ１（解放側）が解放され、解放状態のクラッチＣ２（係合側）が係合されることにより、スプリットモードからベルトモードに切り替えられる。

図６は、変速制御のための処理の流れを示すフローチャートである。

変速制御では、ＥＣＵ１０１により、まず、現在のモードがスプリットモードであるか否かが判別される（Ｓ１）。

現在のモードがスプリットモードである場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、次に、目標減速比がスプリット点よりも大きいベルトモード域内の値であり、かつ、その目標減速比に応じたプーリ比（図４参照）が実際のプーリ比である実プーリ比以上であるか否かが判別される（ステップＳ２）。

目標減速比がスプリット点よりも大きいベルトモード域内の値であり、かつ、目標減速比に応じたプーリ比が実プーリ比以上である場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えによるスプリットモードからベルトモードへのモード切替が行われる（ステップＳ３）。

モード切替後、実プーリ比が目標減速比に応じたプーリ比に近づくよう、プライマリ圧が下げられ、セカンダリ圧が上げられる（ステップＳ４）。

一方、目標減速比がスプリット点よりも小さいスプリットモード域内の値であるか、または、目標減速比に応じたプーリ比が実プーリ比未満である場合（ステップＳ２のＮＯ）、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えは行われず（ステップＳ３のスキップ）、実プーリ比が目標減速比に応じたプーリ比に近づくよう、プライマリ圧が下げられ、セカンダリ圧が上げられる（ステップＳ４）。

そして、実減速比が目標減速比に一致すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、変速制御が終了される。

＜作用効果＞
この構成によれば、変速機４は、プーリ比が大きいほど減速比が大きくなるベルトモードと、プーリ比が大きいほど減速比が小さくなるスプリットモードとを有している。ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えにより達成される。プーリ比がスプリット点であるとき、クラッチＣ１，Ｃ２に差回転が生じず、その一定値でベルトモードの減速比域であるベルトモード域とスプリットモードの減速比域であるスプリットモード域とが連続する。

変速制御では、目標減速比が設定されて、実減速比が目標減速比に近づくようプーリ比が変更される。スプリットモードでスプリット点よりも大きい目標減速比が設定される場合、変速には、スプリットモードからベルトモードへの切り替えが伴う。この場合において、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上であるときには、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が直ちに切り替えられる。これにより、スプリットモードからベルトモードに速やかに切り替わり、かつ、ベルトモードに切り替わった後の実減速比が目標減速比以下となる。そのため、モード切替後に実減速比をハイ側に戻す場合が生じることを抑制できる。その結果、変速機４の回転挙動を安定させることができ、良好な変速フィーリングを得ることができる。

また、目標減速比がスプリット点よりも大きい減速比域で急速に増大し、その目標減速比の増大に実プーリ比の増大が追従できない場合に、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上になり、この時点でクラッチＣ１，Ｃ２の係合が切り替えられる。これにより、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えによる駆動力の途切れを最小限に抑えることができ、かつ、目標減速比に対して最短時間および可動シーブ５２，５６の移動量が最小となる切り替えが可能となる。また、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上になった場合に、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が切り替えられ、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上にならない場合には、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が切り替えられない。そのため、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えの頻度を抑制することができ、クラッチＣ１，Ｃ２の耐久性を向上させることができる。

よって、適切なタイミングでモード切替を行うことができる。

なお、クラッチＣ１，Ｃ２に生じている差回転が所定回転以上であって大きすぎる場合、または、クラッチＣ１，Ｃ２に生じている差回転にそれぞれクラッチＣ１，Ｃ２に入力されるトルクを乗じた値が所定値以上である場合には、目標減速比に応じたプーリ比が現在のプーリ比以上になっても、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えが禁止されて、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えが行われずに、実プーリ比が目標減速比に応じたプーリ比に近づくよう、プライマリ圧が下げられ、セカンダリ圧が上げられてもよい。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明が、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、目標減速比がスプリット点よりも大きいベルトモード域内の値であり、かつ、目標減速比に応じたプーリ比が実プーリ比以上である場合、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えによるスプリットモードからベルトモードへのモード切替が行われるとした。しかしながら、目標減速比がスプリット点よりも大きいベルトモード域内の値であり、かつ、目標減速比に応じたプーリ比に第１所定値を加減算または第１所定係数を乗算して得られる補正値が実プーリ比に第２所定値を加減算または第２所定係数を乗算して得られる補正値以上である場合に、クラッチＣ１，Ｃ２の係合の切り替えによるモード切替が行われてもよい。

目標減速比に応じたプーリ比は時間の経過に伴って変動するので、たとえば、目標減速比に応じたプーリ比の時間微分値を求めて、その時間微分値に応じた第１所定値を設定し、目標減速比に応じたプーリ比に第１所定値を加算することにより、所定時間後の目標減速比に応じたプーリ比が推定されて、その推定されたプーリ比が補正値とされてもよい。同様に、実プーリ比も時間の経過に伴って変動するので、たとえば、実プーリ比の時間微分値を求めて、その時間微分値に応じた第２所定値を設定し、実プーリ比に第２所定値を加算することにより、所定時間後の実プーリ比が推定されて、その推定されたプーリ比が補正値とされてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

４：変速機（無段変速機）
３１：インプット軸
３２：アウトプット軸
４３：プライマリプーリ
４４：セカンダリプーリ
４５：ベルト
１０１：ＥＣＵ（制御装置、目標減速比設定手段、プーリ比変更手段、切替手段）
Ｃ１，Ｃ２：クラッチ（第１係合要素、第２係合要素）

Claims (1)

1. インプット軸とアウトプット軸との間の第１動力伝達経路上に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有し、前記第１動力伝達経路に介在される第１係合要素と、前記インプット軸と前記アウトプット軸との間で動力を伝達する第２動力伝達経路に介在される第２係合要素とを備え、前記第１係合要素の解放および前記第２係合要素の係合により、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとのプーリ比が大きいほど前記インプット軸と前記アウトプット軸との間での減速比が大きくなる第１モードが構成され、前記第１係合要素の係合および前記第２係合要素の解放により、前記プーリ比が大きいほど前記減速比が小さくなる第２モードが構成され、前記プーリ比が一定値であるときに、前記第１係合要素および前記第２係合要素に差回転が生じないように構成された無段変速機の制御装置であって、
   目標減速比を設定する目標減速比設定手段と、
   前記減速比が前記目標減速比設定手段により設定された目標減速比に近づくよう前記プーリ比を変更するプーリ比変更手段と、
   前記第２モードで前記目標減速比設定手段により前記一定値よりも大きい目標減速比が設定され、その目標減速比に応じたプーリ比に基づく値が現在のプーリ比に基づく値以上である場合に、前記第１係合要素と前記第２係合要素との係合を直ちに切り替える切替手段とを含む、制御装置。

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