JP2022122177A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有段変速制御中に車両が登坂路に差し掛かった場合における車速の低下を抑制できる、車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両１が２速段の変速比および車速Ｖで走行中に、車両１が登坂路に差し掛かり、アクセル操作により２速段から１速段へのダウンシフトの条件が満たされた場合、１速段の変速比を目標変速比として、現在の目標入力回転数Ｒ１および目標変速比から、目標変速比への変更後の目標入力回転数の予測値Ｒ２が求められる。予測値Ｒ２が最大エンジン回転数を超過するので、現在の目標入力回転数Ｒ１がリニア制御目標入力回転数に設定される。目標入力回転数設定処理では、リニア制御目標入力回転数Ｒ１が基本目標入力回転数に設定される。このとき、通常制御目標入力回転数Ｒ３が下限ガードに設定されており、目標入力回転数が下限ガードによる制限を受けて通常制御目標入力回転数Ｒ３に設定される。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が知られている。

ベルト式の無段変速機は、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各プーリの溝幅を連続的に変化させることにより、各プーリに対するベルトの巻き掛け径を変更することができ、変速比（プーリ比）を無段階で連続的に変更することができる。また、各プーリの溝幅を段階的に変化させることにより、変速比を段階的に変更することも可能である。そのため、無段変速機では、変速比を自動で連続的に変更する通常変速制御に加えて、通常変速制御とは制御則が異なる変速制御、たとえば、変速比を自動で段階的に変更する有段変速制御（リニア変速制御）を行うことができる。

国際公開第２０１９／０７４００９号

有段変速制御では、複数の変速比が変速段として離散的に設定され、変速段間の変速比は使用されない。そのため、車両が登坂路に差し掛かり、加速のためのアクセル操作がなされても、変速段（変速比）をダウンシフトした後のエンジン回転数がレブリミットを超過（オーバレブ）する場合、ダウンシフトは行われず、駆動力の不足により車速が低下するという問題がある。

本発明の目的は、有段変速制御中に車両が登坂路に差し掛かった場合における車速の低下を抑制できる、車両用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、本発明に係る車両用制御装置は、変速比を無段階で変更可能な無段変速機を搭載した車両に用いられる制御装置であって、無段変速機の変速比を無段階で変更する無段変速制御と、無段変速機の変速比を段階的に変更する有段変速制御とを選択的に行い、無段変速制御では、無段変速機に入力される入力回転数の目標である目標入力回転数を設定して、入力回転数が目標入力回転数に一致するように変速比を無段階で変更し、車両が登坂中であり、かつ、有段変速制御を行っているときには、無段変速制御を行っていれば設定される目標入力回転数を有段変速制御における目標入力回転数の下限ガードとして設定し、有段変速制御では、変速比の変更の条件が満たされているか否かを判断し、当該条件が満たされている場合には、変速比を現在の変速比から当該条件に応じた変速比に変更し、当該条件が満たされていない場合には、現在の変速比および車両の車速から設定される基本目標回転数が下限ガード未満であるか否かを判断し、基本目標入力回転数が下限ガード未満である場合には、下限ガードを目標入力回転数に設定して、基本目標入力回転数が下限ガード以上である場合には、基本目標入力回転数を目標入力回転数に設定して、入力回転数が目標入力回転数に一致するように変速比を変更する。

この構成によれば、無段変速機の変速比を無段階で変更する無段変速制御と、無段変速機の変速比を段階的に変更する有段変速制御とが選択的に行われる。

無段変速制御では、無段変速機に入力される入力回転数の目標である目標入力回転数が設定されて、入力回転数が目標入力回転数に一致するように変速比が無段階で変更される。

一方、有段変速制御では、変速比の変更の条件が満たされているか否かが判断されて、当該条件が満たされている場合には、変速比が現在の変速比から当該条件に応じた変速比に変更される。変速比の変更の条件が満たされていない場合には、現在の変速比および車両の車速から基本目標回転数が設定されて、基本目標回転数が下限ガード未満であるか否かが判断される。車両が登坂している場合、下限ガードは、無段変速制御であれば設定される目標入力回転数が下限ガードとされる。基本目標入力回転数が下限ガード未満である場合には、下限ガードが目標入力回転数に設定され、基本目標入力回転数が下限ガード以上である場合には、基本目標入力回転数が目標入力回転数に設定されて、入力回転数が目標入力回転数に一致するように変速比が変更される。

無段変速制御では、通常、車両を加速させる加速要求に応じたパラメータ、たとえば、アクセル開度（アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合）が大きいほど、目標入力回転数が大きい値に設定される。したがって、車両が登坂しているときに、アクセルペダルが踏み込まれると、目標入力回転数が大きい値に設定されて、変速比がシフトダウンするので、大きい駆動力を確保でき、車速の低下を抑制することができる。

本発明によれば、有段変速制御中に車両が登坂路に差し掛かった場合における車速の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用制御装置が搭載された車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 車両の前進時および後進時におけるクラッチおよびブレーキの状態を示す図である。 遊星歯車機構のサンギヤ、キャリヤ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。 ベルト変速機構によるベルト変速比と変速機の全体でのユニット変速比との関係を示す図である。 車両の制御系の構成を示すブロック図である。 車速と目標入力回転数との関係を示す図である。 目標入力回転数設定処理の流れを示すフローチャートである。 下限ガード設定処理の流れを示すフローチャートである。 目標入力回転数の時間変化の一例を示す図である。

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の動力は、トルクコンバータ３およびＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）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クラッチ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。

ロックアップクラッチ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。ロックアップクラッチ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のトルクよりも大きなトルクが発生する。

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。

ＣＶＴ４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、ＣＶＴ４は、ベルト変速機構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。

ベルト変速機構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。

ベルト変速機構３３では、プライマリプーリ４３の油室５４およびセカンダリプーリ４４の油室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、ベルト変速比（プーリ比）が連続的に無段階で変更される。

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、アウトプット軸３２には、パーキングギヤ８３が相対回転不能に支持されている。パーキングギヤ８３の周囲には、パーキングポール（図示せず）が設けられている。パーキングポールがパーキングギヤ８３の歯溝に係合することにより、パーキングギヤ８３の回転が規制（パーキングロック）され、パーキングポールがパーキングギヤ８３の歯溝から離脱することにより、パーキングギヤ８３の回転が許容（パーキングロック解除）される。

また、ＣＶＴ４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。

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、ベルト変速機構３３によるベルト変速比とＣＶＴ４の全体でのユニット変速比と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。

車両１の車室内には、ドライバ（運転者）が操作可能な位置に、シフトレバー（セレクトレバー）が配設されている。シフトレバーの可動範囲には、たとえば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジションおよびＤ（ドライブ）ポジションの各レンジ位置がこの順に一列に並べて設けられている。

シフトレバーがＰポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放され、パーキングギヤ８３が固定されることにより、ＣＶＴ４の変速レンジの１つであるＰレンジ（駐車レンジ）が構成される。また、シフトレバーがＮポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放されて、パーキングロックギヤが固定されないことにより、ＣＶＴ４の変速レンジの１つであるＮレンジ（中立レンジ）が構成される。クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放された状態では、エンジン２の動力がセカンダリ軸４２まで伝達されて、セカンダリ軸４２が回転するが、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１およびピニオンギヤ７４が空転し、エンジン２の動力は駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達されない。

シフトレバーがＤポジションに位置する状態では、ＣＶＴ４の変速レンジの１つであるＤレンジ（前進レンジ）が構成される。このＤレンジでの動力伝達モードには、ベルトモードおよびスプリットモードが含まれる。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に入力されるエンジン２からの動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構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、ＣＶＴ４全体でのユニット変速比（トータル変速比）がベルト変速機構３３のベルト変速比に前減速比（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に入力されるエンジン２からの動力は、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、ベルト変速比が上げられると、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、ベルト変速機構３３のベルト変速比が大きいほど、ＣＶＴ４のユニット変速比が小さくなり、ベルト変速比に対するユニット変速比の感度（ベルト変速比の変化量に対するユニット変速比の変化量の割合）がベルトモードと比べて低い。

アウトプット軸３２を回転させるエンジン駆動力は、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、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を介して駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。これにより、駆動輪７Ｌ，７Ｒが前進方向に回転する。

シフトレバーがＲポジションに位置する状態では、ＣＶＴ４の変速レンジの１つであるＲレンジ（後進レンジ）が構成される。Ｒレンジでは、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に入力されるエンジン２からの動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構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、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を介して駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。これにより、駆動輪７Ｌ，７Ｒが後進方向に回転する。

車両１の前進時には、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３との直結により、サンギヤ７１の回転速度とリングギヤ７３の回転速度とが一致するのに対し、車両１の後進時には、遊星歯車機構３５の構成上、リングギヤ７３の回転速度がサンギヤ７１の回転速度よりも必ず低くなる。そのため、Ｒレンジでは、変速比が最大プーリ比よりも大きくなり、ＤレンジおよびＲレンジで最大プーリ比が構成されている場合、車両１の後進時に、前進時と比較して、変速比が大きくなり、アウトプット軸３２から出力される動力が大きくなる。

＜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、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、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。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。図５には、複数のＥＣＵのうちの１つのＥＣＵ９１が示されている。

トルクコンバータ３およびＣＶＴ４を含むユニットには、各部に油圧を供給するための油圧回路９２が備えられている。ＥＣＵ９１は、ＣＶＴ４の変速制御などのため、油圧回路９２に含まれる各種のバルブなどを制御する。

ＥＣＵ９１には、制御に必要な各種センサが接続されており、その接続されている各種センサの検出信号が入力される。ＥＣＵ９１に接続されているセンサには、たとえば、アクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力するアクセルセンサ９３と、車両１の走行に伴って回転する回転体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車速センサ９４とが含まれる。ＥＣＵ９１では、アクセルセンサ９３の検出信号から、アクセルペダルの最大操作量に対する現在の操作量の割合であるアクセル開度が求められる。また、ＥＣＵ９１では、車速センサ９４の検出信号から、その検出信号（パルス信号）の周波数が求められて、その周波数が車速に換算される。

＜変速制御＞
図６は、車速と目標入力回転数との関係を示す図である。

シフトレバーがＤポジションに位置し、ＣＶＴ４の変速レンジがＤレンジに設定されている状態では、ＥＣＵ９１により、ＣＶＴ４の変速比を自動的に変更する変速制御が実行される。変速制御では、無段変速制御（通常制御）と有段変速制御（リニア変速制御）とが選択的に実行される。無段変速制御と有段変速制御との切り替えは、ドライバがスイッチ操作を行うことにより手動で設定されてもよいが、ドライバによるアクセル操作の態様に応じて自動で設定される。たとえば、通常は無段変速制御が行われ、アクセル操作の態様からドライバの加速要求が判定されて、その加速要求が判定された場合、無段変速制御から有段変速制御に自動で切り替えられ、加速要求が判定されない状態が所定時間続いた場合、有段変速制御から無段変速制御に自動で切り替えられる。

無段変速制御では、ＣＶＴ４の変速比が無段階で変更される。ＥＣＵ９１の不揮発性メモリには、無段変速制御用の変速線図が記憶されている。この変速線図は、図６に太線で一例（アクセル開度１００％）が示されるように、アクセル開度および車速と無段変速制御用の目標入力回転数である通常制御目標入力回転数との関係を定めたものである。目標入力回転数は、ＣＶＴ４のインプット軸３１に入力される回転数の目標値である。無段変速制御では、変速線図からアクセル開度および車速に応じた通常制御目標入力回転数が設定され、後述する目標入力回転数設定処理により、通常制御目標入力回転数に基づいて、目標入力回転数が設定される。さらに、インプット軸３１に入力される回転数を目標入力回転数に一致させるユニット変速比の目標である目標変速比が求められて、目標変速比に応じたベルト変速比の目標が設定される。そして、ベルト変速比が目標に向けて変更される。

無段変速制御により、アクセル開度および車速の変化に応じて、エンジン２の回転数が高効率な回転域に含まれるように、変速比を連続的に変化させることができ、低燃費走行を実現することができる。

有段変速制御では、複数の変速比が離散的に設定され、その複数の変速比間でＣＶＴ４の変速比が変更される。複数の変速比として、たとえば、ＡＴ（Automatic Transmission：自動変速機）における１～７速段の各変速段に相当する変速比が設定されている。ＥＣＵ９１の不揮発性メモリには、有段変速制御用の変速線図が記憶されている。この変速線図は、変速比の変更の条件となるアクセル開度および車速を定めている。有段変速制御用の変速線図には、Ｎ速段（Ｎ：１～６）からＮ＋１速段へのアップシフトの条件を定めたアップシフト線図と、Ｎ＋１速段からＮ速段へのダウンシフトの条件を定めたダウンシフト線図とが含まれている。有段変速制御では、変速線図からアクセル開度および車速に応じた目標変速比が設定される。

現在の変速比と目標変速比とが異なる場合には、目標変速比への変更後の目標入力回転数の予測値が求められる。予測値がエンジン２の回転数の最大値である最大エンジン回転数（レブリミット）を超過しない場合、目標変速比への変更後の目標入力回転数がリニア制御目標入力回転数に設定される。そして、後述する目標入力回転数設定処理により、リニア制御目標入力回転数に基づいて、目標入力回転数が設定される。この場合、通常では、リニア制御目標入力回転数がそのまま目標入力回転数に設定され、ベルト変速比の変更により、現在の変速比から目標変速比に変更される。現在の変速比から目標変速比に変更されることにより、インプット軸３１に入力される回転数が目標入力回転数に一致する。

一方、目標変速比への変更後の目標入力回転数の予測値が最大エンジン回転数を超過する場合、現在の目標入力回転数がリニア制御目標入力回転数に設定される。そして、目標入力回転数設定処理により、リニア制御目標入力回転数に基づいて、目標入力回転数が設定される。この場合の変速比の変更については、目標入力回転数設定処理とともに後述する。

有段変速制御では、変速比がアップシフトまたはダウンシフトの条件が満たされるまで固定されるので、アクセル操作に応じたリニアな加速応答性ないしは加速感を得ることができる。

ベルトモードでは、ベルト変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とのギヤ比であるスプリットギヤ比に等しい切替値を下限とする範囲内の値をとり、スプリットモードでは、ベルト変速比が切替値を上限とする範囲内の値をとる。目標変速比が切替値を跨いだ値に設定された場合、すなわち、ベルトモードで切替値以下の目標変速比が設定された場合、または、スプリットモードで切替値以上の目標変速比が設定された場合、変速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが伴う。ベルトモードとスプリットモードとの切り替えを伴う場合、ＥＣＵ９１により、ベルト変速比の変更とともに、クラッチＣ１，Ｃ２を係合／解放する制御が行われる。

＜目標入力回転数設定処理＞
図７は、目標入力回転数設定処理の流れを示すフローチャートである。

目標入力回転数設定処理では、まず、有段変速制御中であるか否かが判定される（ステップＳ１）。有段変速制御中である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、リニア制御目標入力回転数が設定されて、そのリニア制御目標入力回転数が基本目標入力回転数に設定される（ステップＳ２）。有段変速制御中ではなく、無段変速制御中である場合には（ステップＳ１のＮＯ）、通常制御目標入力回転数が設定され、その通常制御目標入力回転数が基本目標入力回転数に設定される（ステップＳ３）。

基本目標入力回転数が設定されると、次に、基本目標入力回転数が下限ガード未満であるか否かが判断される（ステップＳ４）。下限ガードは、下限ガード設定処理により設定される。下限ガード設定処理については、後述する。

基本目標入力回転数が下限ガード未満である場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、下限ガードの値が目標入力回転数に設定されて（ステップＳ５）、目標入力回転数設定処理が終了される。

基本目標入力回転数が下限ガード未満ではなく、つまり基本目標入力回転数が下限ガード以上である場合（ステップＳ４のＮＯ）、基本目標入力回転数が上限ガードを超えているか（大きいか）否かが判断される（ステップＳ６）。上限ガードは、通常では、最大エンジン回転数に設定されている。たとえば、ＣＶＴ４の油温が所定温度を超えた場合、車輪のロックを防ぐためのＡＢＳ（Antilock Brake System）制御が行われている場合、エンジン２が失火（エンジンストール）した場合など、何らかの異常などが発生した場合には、車両１の各部を保護するため、上限ガードが最大エンジン回転数よりも低い値に設定される。

基本目標入力回転数が上限ガードを超えている場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、上限ガードの値が目標入力回転数に設定されて（ステップＳ７）、目標入力回転数設定処理が終了される。

基本目標入力回転数が上限ガードを超えておらず、つまり基本目標入力回転数が上限ガード以下である場合（ステップＳ６のＮＯ）、基本目標入力回転数が目標入力回転数に設定されて（ステップＳ８）、目標入力回転数設定処理が終了される。

＜下限ガード設定処理＞
図８は、下限ガード設定処理の流れを示すフローチャートである。

下限ガード設定処理は、ＥＣＵ９１により行われる。

下限ガード設定処理では、車両１が登坂中であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。また、有段変速制御中であるか否かが判定される（ステップＳ１１）。登坂判定の手法は、種々の手法を採用することができる。たとえば、アクセル開度および車速から、車両１の加速度の下限値を予測し、車速の時間微分値がその下限値未満である場合、車両１が登坂中であると判定し、車速の時間微分値が予測された下限値以上である場合、車両１が登坂中ではないと判定することができる。また、車両１に搭載されている加速度センサの検出信号から取得される加速度と車速の時間微分値との差を求めて、その差から路面勾配を推定し、路面勾配が一定値以上であれば、車両１が登坂中であると判定し、路面勾配が当該一定値未満であれば、車両１が登坂中でないと判定することができる。

車両１が登坂中であり、かつ、有段変速制御中である場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、そのときのアクセル開度および車速から無段変速制御が行われていた場合に設定される通常制御目標入力回転数が求められる。そして、通常目標入力回転数が他の下限ガードの最大値よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ１２）。他の下限ガードは、この下限ガード設定処理で設定される下限ガード以外の下限ガードである。他の下限ガードは、エンジン２の失火が生じない最低回転数に設定され、エンジン２の水温が低い場合、車両１が登坂している場合、アクセル開度が０である場合など、種々の条件に応じて変更される。他の下限ガードの最大値とは、現在設定されている他の下限ガードの最大値をいう。したがって、通常は、通常目標入力回転数が他の下限ガードの最大値を上回る。

通常目標入力回転数が他の下限ガードの最大値よりも大きい場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、通常制御目標入力回転数が下限ガードに設定されて（ステップＳ１３）、下限ガード設定処理が終了される。

通常制御目標入力回転数が他の下限ガードの最大値以下である場合（ステップＳ１２のＮＯ）、他の下限ガードの最大値が下限ガードに設定されて（ステップＳ１４）、下限ガード設定処理が終了される。

車両１が登坂路に差し掛かり、車両１を加速させるために、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれると、加速要求が判定されて、変速制御が無段変速制御から有段変速制御に切り替えられる。車両１が登坂中であり、かつ、有段変速制御中であるから、通常制御目標入力回転数が他の下限ガードの最大値以下でない限り、通常制御目標入力回転数が下限ガードに設定される。

たとえば、図６に示されるように、車両１が２速段に相当する変速比および車速Ｖで走行中に、車両１が登坂路に差し掛かり、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれて、２速段から１速段へのダウンシフトの条件が満たされた場合、１速段に相当する変速比を目標変速比として、現在の目標入力回転数（＝実際の目標入力回転数）Ｒ１および目標変速比から、目標変速比への変更後の目標入力回転数の予測値Ｒ２が求められる。この場合、予測値Ｒ２は、最大エンジン回転数を超過するので、現在の目標入力回転数Ｒ１がリニア制御目標入力回転数に設定される。目標入力回転数設定処理では、リニア制御目標入力回転数Ｒ１が基本目標入力回転数に設定され、その基本目標入力回転数Ｒ１が下限ガード未満であるか否かが判断される。このとき、通常制御目標入力回転数Ｒ３が下限ガードに設定されており、基本目標入力回転数Ｒ１が通常制御目標入力回転数Ｒ３未満であるので、目標入力回転数が下限ガードによる制限を受け、通常制御目標入力回転数Ｒ３が目標入力回転数に設定される。

この場合、インプット軸３１に入力される回転数を目標入力回転数Ｒ３に一致させるユニット変速比の目標である目標変速比が求められて、目標変速比に応じたベルト変速比の目標が設定される。そして、ベルト変速比が目標に向けて変更（ダウンシフト）され、必要に応じて、クラッチＣ１，Ｃ２を係合／解放する制御が行われる。

＜効果＞
以上のように、従来の変速制御とは異なり、有段変速制御中であっても、駆動力が必要とされる登坂時には、目標入力回転数がＲ１からＲ３に引き上げられて、ＣＶＴ４のユニット変速比がダウンシフトされる。これにより、大きい駆動力を確保でき、登坂時に車両１の車速が低下することを抑制できる。

図９は、目標入力回転数の時間変化の一例を示す図である。

車両１の登坂中かつ有段変速制御中に、目標入力回転数が下限ガードである通常制御目標入力回転数に設定された場合、その通常制御目標入力回転数を最終目標入力回転数として、二点鎖線で示されるように、目標入力回転数が最終目標入力回転数まで時間の経過とともに引き上げられてもよい。また、目標入力回転数が最終目標入力回転数に引き上げられるまでに、目標入力回転数の時間変化量が段階的に変更されてもよい。

かかる目標入力回転数の過渡制御が行われることにより、目標入力回転数の急変を回避して、ドライバビリティを確保することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、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、スプリット変速機構３６を経由する第１動力伝達経路とベルト変速機構３３を経由する第２動力伝達経路とに分岐して動力を伝達する構成を取り上げたが、スプリット変速機構３６は、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を含む平行軸式歯車機構に限らず、ベルト機構などのギヤ機構以外の機構であってもよい。ベルト機構が採用される場合、そのベルト機構は、変速比が固定のものであってもよいし、変速比が可変のものであってもよい。

また、自動変速機は、スプリット変速機構３６を備えていない、つまり動力分割式ではない通常のＣＶＴであってもよい。

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。

１：車両
４：ＣＶＴ
９１：ＥＣＵ（制御装置）

Claims (1)

1. 変速比を無段階で変更可能な無段変速機を搭載した車両に用いられる制御装置であって、
   前記無段変速機の変速比を無段階で変更する無段変速制御と、前記無段変速機の変速比を段階的に変更する有段変速制御とを選択的に行い、
   前記無段変速制御では、前記無段変速機に入力される入力回転数の目標である目標入力回転数を設定して、前記入力回転数が前記目標入力回転数に一致するように変速比を無段階で変更し、
   前記車両が登坂中であり、かつ、前記有段変速制御を行っているときには、前記無段変速制御を行っていれば設定される前記目標入力回転数を前記有段変速制御における前記目標入力回転数の下限ガードとして設定し、
   前記有段変速制御では、変速比の変更の条件が満たされているか否かを判断し、当該条件が満たされている場合には、変速比を現在の変速比から当該条件に応じた変速比に変更し、当該条件が満たされていない場合には、現在の変速比および前記車両の車速から設定される基本目標回転数が前記下限ガード未満であるか否かを判断し、前記基本目標回転数が前記下限ガード未満である場合には、前記下限ガードを前記目標入力回転数に設定して、前記基本目標回転数が前記下限ガード以上である場合には、前記基本目標回転数を前記目標入力回転数に設定して、前記入力回転数が前記目標入力回転数に一致するように変速比を変更する、車両用制御装置。

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