JP4461823B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、変速比を無段階に制御することの可能な無段変速機の変速制御装置に関するものである。

従来、エンジンの出力側に無段変速機を設けるとともに、無段変速機の変速比を無段階に制御することにより、エンジンの運転状態を最適な状態に近づける制御が知られている。このような無段変速機としては、ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機、電動機および遊星歯車機構を有する無段変速機が知られている。このうち、ベルト式無段変速機の制御装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、プライマリシーブおよびセカンダリシーブにベルトを巻き掛けて構成されている。また、各シーブの実効径であるベルトの巻き掛け半径を制御するモータが設けられている。

さらに、変速条件に対応させて変速をおこなう変速装置と、手動による操作を可能としたマニュアル変速操作装置と、マニュアル変速操作装置が操作されたことを検出し、アップシフト操作の開始・終了に対応させてアップシフトの変速をおこない、ダウンシフト操作の開始・終了に対応させてダウンシフトの変速をおこなう変速条件設定手段とを有する。その結果、運転者に違和感を与えることが無く、運転者が望むトルク比を確実に設定することができ、マニュアル変速操作装置を繰り返し操作する必要がなくなるものとされている。なお、無段変速機における制御装置は、特許文献２および特許文献３にも記載されている。
特開平７−３０１３２１号公報 特開２００１−２０８１８５号公報 特開平６−１５９４８９号公報

ところで、上記の特許文献１の公報に記載されている無段変速機の制御装置においては、マニュアル変速操作装置が操作された場合に、目標トルク比となるように、ベルト式無段変速機の変速比を制御する構成となっている。このため、目標トルク比となるように、ベルト式無段変速機を制御すると、駆動力源の運転状態が最適な状態とはならない場合があり、駆動力源の制御とベルト式無段変速機の制御との適合性が低下するという問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、無段変速機の変速比を変更する操作が実行されている場合に、駆動力源の制御と変速制御との適合性を向上することの可能な無段変速機の変速制御装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動力源の出力側に無段変速機が設けられているとともに、前記無段変速機の入力回転数と出力回転数との比である変速比を制御する際に、自動変速モードまたは手動変速モードを選択することができるように構成されている、無段変速機の変速制御装置において、前記手動変速モードが選択され、かつ、前記変速比を変更する操作がおこなわれている場合は、前記変速比を変更する操作に基づいて目標入力回転数を求め、求められた目標入力回転数に基づいて、前記無段変速機の変速比を制御する第１の変速制御手段と、前記手動変速モードが選択され、かつ、前記変速比を変更する操作がおこなわれて前記無段変速機の変速比が制御されており、前記無段変速機の目標入力回転数と実入力回転数とに差があるときに、前記変速比を変更する操作が終了した場合は、前記変速比を変更する操作が終了した時点における実入力回転数から算出される変速比を目標変速比とし、その目標変速比を維持するように前記無段変速機の目標入力回転数を制御する第２の変速制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、手動変速モードが選択され、かつ、変速比を変更する操作がおこなわれている場合は、変速比を変更する操作に基づいて目標入力回転数が求められ、その目標入力回転数に基づいて、無段変速機の変速比が制御される。このため、変速比を変更する操作、例えば、操作の継続時間または操作量または操作回数などに基づいて、駆動力源の運転状態に応じた目標入力回転数を設定することが可能である。したがって、目標入力回転数を求める場合に、車速をパラメータとせずに済み、単位時間あたりの目標入力回転数の変化量を決め易くなるとともに、駆動力源の運転状態と、無段変速機の制御との適合性が向上する。

また、変速比を変更する操作が終了した場合は、変速比を変更する操作が終了した時点における実入力回転数から算出される変速比を目標変速比とし、その目標変速比を維持するように、無段変速機の目標入力回転数が制御されるため、無段変速機の変速比が、変速比を変更する操作を終了した時点における運転者の意図に応じた変速比に固定される。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明を適用できる車両のパワートレーン、およびその車両の制御系統の一例を、図２に示す。図２に示す車両Ｖｅにおいては、エンジン１と車輪２との間の動力伝達経路に、流体伝動装置３、ロックアップクラッチ４、前後進切り換え機構５、ベルト式無段変速機６などが設けられている。

また、流体伝動装置３およびロックアップクラッチ４は、エンジン１と前後進切り換え機構５との間の動力伝達経路に設けられており、流体伝動装置３とロックアップクラッチ４とは相互に並列に配置されている。流体伝動装置３は、流体の運動エネルギにより動力を伝達する装置であり、ロックアップクラッチ４は、摩擦力により動力を伝達する装置である。前後進切り換え機構５は、入力部材に対する出力部材の回転方向を、選択的に切り換える装置である。

ベルト式無段変速機６は、前後進切り換え機構５と車輪２との間の動力伝達経路に設けられている。ベルト式無段変速機６は、相互に平行に配置されたプライマリシャフト７およびセカンダリシャフト８を有している。このプライマリシャフト７にはプライマリプーリ９が設けられており、セカンダリシャフト８にはセカンダリプーリ１０が設けられている。プライマリプーリ９は、プライマリシャフト７に固定された固定シーブ１１と、プライマリシャフト７の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ１２とを有している。そして、固定シーブ１１と可動シーブ１２との間に溝Ｍ１が形成されている。

また、この可動シーブ１２をプライマリシャフト７の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ１２と固定シーブ１１とを接近・離隔させる油圧サーボ機構１３が設けられている。この油圧サーボ機構１３は、油圧室１９と、油圧室１９の油圧に応じてプライマリシャフト７の軸線方向に動作し、かつ、可動シーブ１２に接続されたピストン（図示せず）とを備えている。

一方、セカンダリプーリ１０は、セカンダリシャフト８に固定された固定シーブ１４と、セカンダリシャフト８の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ１５とを有している。そして、固定シーブ１４と可動シーブ１５との間にはＶ字形状の溝Ｍ２が形成されている。

また、この可動シーブ１５をセカンダリシャフト８の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ１５と固定シーブ１４とを接近・離隔させる油圧サーボ機構１６が設けられている。この油圧サーボ機構１６は、油圧室１００と、油圧室１００の油圧によりセカンダリシャフト８の軸線方向に動作し、かつ、可動シーブ１５に接続されたピストン（図示せず）とを備えている。上記構成のプライマリプーリ９およびセカンダリプーリ１０に、無端状のベルト１７が巻き掛けられている。

一方、ベルト式無段変速機６の油圧サーボ機構１３，１６およびロックアップクラッチ４、および前後進切り換え機構５を制御する機能を有する油圧制御装置１８が設けられている。さらに、エンジン１、ロックアップクラッチ４、前後進切り換え機構５、ベルト式無段変速機６、油圧制御装置１８を制御するコントローラとしての電子制御装置５２が設けられており、この電子制御装置５２は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。

この電子制御装置５２には、シフトポジション選択装置５０の操作状態、変速比選択装置５３の操作状態、エンジン回転数、加速要求（例えばアクセルペダルの操作状態）、制動要求（例えば、ブレーキペダルの操作状態）、スロットルバルブの開度、プライマリシャフト７の回転数、セカンダリシャフト８の回転数などの検知信号が入力される。シフトポジション選択装置５０としては、レバー式、押しボタン式、タッチパネル式、回転ノブ式などの各種の構成を用いることが可能である。また、シフトポジション選択装置５０は、足で操作する構造、または手で操作する構造のいずれでもよい。このシフトポジション選択装置５０を、車両の乗員が操作することにより、パーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、ドライブ（Ｄ）ポジション、マニュアル（Ｍ）ポジションなどを選択的に切換可能である。

ここで、リバースポジションが選択された場合は、ベルト式無段変速機６の変速比が固定され、ドライブポジションまたはマニュアルポジションが選択された場合は、ベルト式無段変速機６の変速比を固定または変更可能である。このベルト式無段変速機６の変速比を制御する場合に、自動変速モードまたは手動変速モードが起動する。この実施例においては、ドライブポジジョンが選択された場合は、自動変速モードが起動し、マニュアルポジションが選択された場合は、手動変速モードが起動する。自動変速モードとは、電子制御装置５２に入力される信号、例えば、車速、加速要求などの信号と、電子制御装置５２に記憶されているデータとに基づいて、ベルト式無段変速機６を制御するモードである。手動変速モードとは、変速比選択装置５３の操作状態、および電子制御装置５２に記憶されているデータに基づいて、ベルト式無段変速機６を制御することの可能なモードである。

前記変速比選択装置５３は、レバー式、押しボタン式、タッチパネル式、回転ノブ式などの各種の構成を用いることが可能である。ここでは、変速比選択装置５３が、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂを有しているものとして説明する。一方、電子制御装置５２から、エンジン１を制御する信号、ベルト式無段変速機６を制御する信号、前後進切り換え機構５を制御する信号、ロックアップクラッチ４を制御する信号、油圧制御装置１８を制御する信号などが出力される。

つぎに、図２に示す車両Ｖｅにおける動力伝達作用を説明する。エンジン１の動力は、流体伝動装置３またはロックアップクラッチ４、および前後進切り換え機構５を経由して、ベルト式無段変速機６のプライマリシャフト７に伝達される。プライマリシャフト７のトルクは、プライマリプーリ９、ベルト１７、セカンダリプーリ１０を介してセカンダリシャフト８に伝達される。そして、セカンダリシャフト８のトルクが車輪２に伝達されて駆動力が発生する。

図１に示す車両Ｖｅの制御系統の機能を説明する。電子制御装置５２には各種のデータが記憶されており、電子制御装置５２に入力される信号、および記憶されているデータに基づいて、エンジン１、ベルト式無段変速機６、前後進切り換え機構５、ロックアップクラッチ４、油圧制御装置１８などが制御される。初めに、ベルト式無段変速機６の変速制御について説明する。まず、油圧室１９の油圧に基づいて、プライマリプーリ９の可動シーブ１２を軸線方向に動作させる推力が調整される。また、油圧室１００の油圧により、セカンダリプーリ１０の可動シーブ１５を軸線方向に動作させる推力が調整される。

そして、ベルト式無段変速機６においては、可動シーブ１２に加えられる推力と、可動シーブ１５に加えられる推力との対応関係により、プライマリプーリ９の溝Ｍ１の幅、およびセカンダリプーリ１０の溝Ｍ２の幅が変化して、プライマリプーリ９におけるベルト１７の巻き掛け半径と、セカンダリプーリ１０におけるベルト１７の巻き掛け半径との比が変化する。このようにして、プライマリシャフト７およびプライマリプーリ９の回転数（入力回転数）と、セカンダリシャフト８およびセカンダリプーリ１０の回転数（出力回転数）との比である変速比が制御され、かつ、ベルト式無段変速機６のトルク容量が制御される。

上記のようなベルト式無段変速機６の制御と、電子制御装置５２に入力される信号などとの対応関係を説明する。まず、ドライブポジションが選択され、自動変速モードが選択された場合は、車速、加速要求を示す信号、および電子制御装置５２に記憶されている変速マップに基づいて、ベルト式無段変速機６の目標変速比が算出され、ベルト式無段変速機６の実際の変速比を、目標変速比に近づける制御が実行される。なお、車速は、セカンダリシャフト８の回転数に基づいて算出される。この自動変速モードが選択された場合は、エンジン１の運転状態が最適燃費線に沿ったものとなるように、ベルト式無段変速機６の変速比が制御される。この最適燃費線は、エンジン出力、すなわちトルクおよび回転数をパラメータとして設定されている。

つぎに、手動変速モードが起動された場合について説明する。この手動変速モードが起動された場合は、自動変速モードで用いられる条件に関わりなく、ベルト式無段変速機６の変速比を、運転者が任意に制御することが可能である。例えば、ダウンシフトレバー５３Ａが操作された場合は、ダウンシフト制御、つまり、ベルト式無段変速機６の変速比を大きくする変速が実行される。これに対して、アップシフトレバー５３Ｂが操作された場合は、アップシフト制御、つまり、ベルト式無段変速機６の変速比を小さくする変速が実行される。なお、手動変速モードが選択されている場合に、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂが、共に操作されていない場合は、ベルト式無段変速機６の変速比は略一定に制御される。

つぎに、図２に示された車両Ｖｅにおいて実行可能な制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、手動変速モードが起動しているか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂのいずれか一方が操作されているか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、図１の制御ルーチンを前回実行した際に、同じレバーが操作されていたか否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３で否定的に判断された場合はステップＳ４に進む。このステップＳ４においては、第１の処理ないし第３の処理が実行される。まず、第１の処理は、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂの操作に基づいて算出される入力回転数を、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数として選択する処理である。

この第１の処理においては、電子制御装置５２に記憶されているマップ（図示せず）が用いられる。このマップは、ダウンシフトレバー５３Ａの操作時間に基づく目標入力回転数の上昇程度、アップシフトレバー５３Ｂの操作時間に基づく目標入力回転数の低下程度などを示すマップである。ここで、ダウンシフトレバー５３Ａの操作時間に基づく目標入力回転数の上昇程度、アップシフトレバー５３Ｂの操作時間に基づく目標入力回転数の低下程度は、エンジン１の運転状態との適合性を考慮して設定されており、加速要求および車速とは関係なく目標入力回転数が設定される。

そして、ステップＳ３で否定判断される場合のように、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂの操作の開始直後である場合は、前記マップに基づいて、「ベルト式無段変速機６の目標入力回転数をステップ的に変更する制御」、つまり「ステップ変速」が、第１の処理で実行される。この第１の処理を記号で表すと、
ＮＩＮＴ←ＫＮＩＮＳＴＥＰ
となる。ここで、ＮＩＮＴは、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数を意味し、ＫＮＩＮＳＴＥＰは、実入力回転数をステップ的に変更する場合における目標入力回転数、言い換えれば、ステップ目標入力回転数である。

また、前記第２の処理は、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数をステップ的に変更している途中で、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数を出力回転数で除して算出される変速比を、仮の目標変速比として取り扱う処理である。この第２の処理を記号で表すと、
γTstep ←ＮＩＮＴ／ＮＯＵＴ
となる。ステップＳ４における第２の処理において、γTstep は、ステップ変速中における目標変速比を意味し、ＮＩＮＴは、目標入力回転数であり、ＮＯＵＴは、目標入力回転数をステップ的に変更している途中の実出力回転数を意味する。この第２の処理は、実入力回転数を目標ステップ回転数に近づける途中で、運転者がダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂの操作を中止した場合でも、実入力回転数をステップ目標入力回転数ＫＮＩＮＳＴＥＰに一致させるための処理である。つまり、第２の処理において、ステップ変速時の目標変速比γTstep を定めておけば、ステップＳ２で否定的に判断されてステップＳ１７が実行される場合も、実入力回転数はステップ目標入力回転数ＫＮＩＮＳＴＥＰまで変更される。

さらに、前記第３の処理は、正規の目標変速比に、上記の第２の処理で算出された仮の目標変速比を代入する処理である。このステップＳ４で実行される第３の処理を記号で表すと、
γT ←γTstep
となる。ここで、γT は、正規の目標変速比を意味する。

上記のステップＳ４についで、ステップＳ４で算出された目標入力回転数ＮＩＮＴが、入力回転数の最高値ＮＩＮmax 以上であるか否かが判断される（ステップＳ５）。このステップＳ５、および後述するステップＳ７，Ｓ９，Ｓ１１の処理を実行する場合に用いられるマップの一例を、図３に示す。図３に示すマップにおいては、横軸に車速が示され、縦軸にベルト式無段変速機６の入力回転数が示されている。また、図３のマップにおいて、γmax は、ベルト式無段変速機６の変速比の最大値（ガード値）であり、γmin は、ベルト式無段変速機６の変速比の最小値（ガード値）である。

ここで、ベルト式無段変速機６の変速比の最大値および最小値は、プライマリプーリ９およびセカンダリプーリ１９の有効内径および有効外径などに基づいて決定される。また、ＮＩＮmax は、ベルト式無段変速機６の入力回転数の最高値（ガード値）であり、ＮＩＮmin は、ベルト式無段変速機６の入力回転数の最低値（ガード値）である。ベルト式無段変速機６の入力回転数の最高値および入力回転数の最低値は、エンジン１の特性および機能、あるいは車両Ｖｅの走行状態に基づいた要求出力などに基づいて決定される。

そして、ステップＳ５で肯定的に判断された場合は、第４の処理および第５の処理がおこなわれ（ステップＳ６）、ステップＳ７に進む。この第４の処理は、図３のマップに示された入力回転数の最大値を、目標入力回転数として代入する処理であり、第５の処理は、実入力回転数を実出力回転数で除して算出される変速比を、目標変速比として代入する処理である。上記の第４の処理を記号で表すと、
ＮＩＮＴ←ＮＩＮmax
となり、第５の処理を記号で表すと、
γT ←ＮＩＮ／ＮＯＵＴ
となる。ここで、ＮＩＮは、実入力回転数を意味する。

つぎに、ステップＳ５からステップＳ６に進んだ場合の処理を、図３のマップを用いて説明する。例えば、車速Ｖ１から減速しながらダウンシフトレバー５３Ａが操作されて入力回転数が上昇した場合でも、その目標入力回転数が最大値を越えることはない。ついで、車速Ｖ２以下の車速でダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂが共に操作されなくなると、車速が低下し、かつ、入力回転数が低下する。

これに対して、入力回転数の最大値ＮＩＮmax が設定されていない場合を説明する。この場合は、ダウンシフトレバーが継続的に操作されて、破線で示すように入力回転数が最大値ＮＩＮmax を越える可能性がある。そして、車速Ｖ３から減速中に、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂが共に操作されなくなると、破線で示すように入力回転数が低下する。

一方、前記ステップＳ５で否定的に判断された場合は、ステップＳ７に進む。このステップＳ７においては、
ＮＩＮＴ≦ＮＩＮmin
であるか否かが判断される。このステップＳ７で肯定的に判断された場合は、ステップＳ８に進み、第６の処理および第７の処理が実行される。第６の処理は、図３のマップに示す入力回転数の最小値を、目標入力回転数として代入する処理であり、第７の処理は、実入力回転数を実出力回転数で除して算出される変速比を、目標変速比として代入する処理である。ここで、第６の処理を記号で表すと、
ＮＩＮＴ←ＮＩＮmin
となる。なお、第７の処理を示す記号は、第５の処理を示す記号と同じである。

上記のステップＳ８の実行後、またはステップＳ７で否定的に判断された場合は、
γT ≧γmax
であるか否かが判断される（ステップＳ９）。このステップＳ９で肯定的に判断された場合は、第８の処理および第９の処理が実行される（ステップＳ１０）。第８の処理は、図３に示す変速比の最大値を、目標変速比として代入する処理であり、第９の処理は、目標変速比と実出力回転数とを乗算して得られた値を、目標入力回転数として代入する処理である。

この第９の処理を記号で表すと、
ＮＩＮＴ←γT ＊ＮＯＵＴ
となる。

上記のステップＳ１０の実行後、またはステップＳ９で否定的に判断された場合は、
γT ≦γmin
であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、第１０の処理および第１１の処理が実行される（ステップＳ１２）。この第１０の処理は、図３に示す変速比の最小値を、目標変速比として代入する処理であり、第１１の処理は、目標変速比と実出力回転数とを乗算して得られた値を、目標入力回転数として代入する処理である。なお、第１１の処理を示す記号は、第９の処理を示す記号と同じである。そして、ステップＳ１２がおこなわれた後、またはステップＳ１１で否定的に判断された場合は、図１に示す制御ルーチンを終了する。

前記ステップＳ３で肯定的に判断されるということは、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂが、継続的に操作されていることを意味する。このように、ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、前回のルーチン実行時に算出された目標入力回転数に、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂレバーの継続的な操作に応じた回転数を加算して、新たな目標入力回転数を算出する処理が実行される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の処理を記号で表すと、
ＮＩＮＴ←ＮＩＮＴ＋ＫＣＯＮＴＩＮＵＥ
となる。ここで、ＫＣＯＮＴＩＮＵＥは、レバーの継続的な操作に対応する回転数の上昇量または低下量を意味する。

前記ステップＳ１３についで、
γTstep ＝γ
になったか否かが判断される（ステップＳ１４）。ここで、左項の「γTstep 」は、ベルト式無段変速機６の入力回転数を、目標入力回転数にステップ的に変更する場合において、目標入力回転数に対応する目標変速比である。また、右項の「γ」は、実変速比を意味する。このステップＳ１４で否定的に判断された場合は、ステップ変速の実行中に、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数と実出力回転数とに基づいて、ステップ変速時の目標変速比を算出するとともに、正規の目標変速比に、ステップ変速時の目標変速比を代入する処理を実行し（ステップＳ１５）、ステップＳ５に進む。このステップＳ１５で実行される処理は、ステップＳ４の第２の処理および第３の処理と同じである。これに対して、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、ベルト式無段変速機６の実入力回転数を実出力回転数で除した値を、目標変速比に代入し（ステップＳ１６）、ステップＳ５に進む。すなわち、ステップＳ１４では、実入力回転数がステップ目標目標入力回転数まで変更されたか否かを判断している。

一方、前記ステップＳ２で否定的に判断された場合は、前回ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂの操作が終了した時点における実入力回転数に対応する変速比、すなわち、運転者の意図する変速比が維持されるように、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数を制御し（ステップＳ１７）、ステップＳ５に進む。このステップＳ１７の処理を記号で示せば、
ＮＩＮＴ←γT ＊ＮＯＵＴ
となる。

このステップＳ１７の処理は、前記第９の処理および第１１の処理と同じである。なお、ステップＳ１で否定的に判断された場合、つまり、自動変速モードが選択されている場合は、車速および加速要求をパラメータとするマップに基づいて、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数および目標変速比が選択されるとともに、ステップＳ５に進む。

つぎに、図１の制御例に対応するタイムチャートの一例を、図４に基づいて説明する。まず、時刻ｔ１以前においては、ドライブポジションが選択されており、シーケンシャルシフトフラグＸＳＰＴＣＤがオフされているととに、アップシフトフラグＸＳＦＴＵおよびダウンシフトフラグＸＳＦＴＤもオフされている。前記シーケンシャルシフトフラグは、手動変速モードの起動の有無を示すフラグである。また、入力回転数および変速比は、共に略一定になっている。

そして、時刻ｔ１において、ドライブポジションからマニュアルポジションに切り換えられると、シーケンシャルシフトフラグがオンされるとともに、実線で示す目標入力回転数をステップ的に上昇させ、かつ、実線で示す目標変速比をステップ的に大きくさせる処理が実行される。なお、破線で示す実入力回転数および破線で示す実変速比は、応答遅れによりステップ的には変化せず、所定の勾配もしくは割合で変化する。その後、実入力回転数が目標入力回転数と一致し、かつ、実変速比が目標変速比と一致している。

なお、時刻ｔ２以前においては、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂが、共に操作されていない。また、目標入力回転数と実入力回転数とが一致し、かつ、目標変速比と実変速比とが一致した時点以降は、目標入力回転数および実入力回転数が略一定に制御され、かつ、目標変速比および実変速比が略一定に制御されている。

ついで、時刻ｔ２でアップシフトレバー５３Ｂが操作されると、アップシフトフラグがオンされ、かつ、目標入力回転数がステップ的に低下され、かつ、目標変速比がステップ的に小さくなる。なお、破線で示す実入力回転数および破線で示す実変速比は、ステップ的には変化せず、応答遅れにより所定の勾配もしくは割合で変化する。また、時刻ｔ２から、目標変速比と実変速比とが一致するまでの間、つまり、ステップＳ１４で否定的に判断される場合は、ステップＳ１５の処理がおこなわれる。そして、時刻ｔ２で目標変速比と実変速比とが一致すると、ステップＳ１４で肯定的に判断されて、ステップＳ１６の処理がおこなわれる。さらにまた、時刻ｔ３以前では、アップシフトレバー５３Ｂが継続して操作されており、目標入力回転数および実入力回転数が徐々に低下し、かつ、目標変速比および実変速比が徐々に小さくなっている。その後、実入力回転数が目標入力回転数と一致し、かつ、実変速比が目標変速比と一致している。

さらに、時刻ｔ３でアップシフトレバー５３Ｂの操作が終了してダウンシフトフラグがオフされ、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂは共に操作されない。このため、時刻ｔ３以降はアップシフトレバー５３Ｂの操作終了時の実入力回転数から算出される目標変速比を維持するように、入力回転数が制御される。すなわち、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間は、目標入力回転数および変速比が、共に略一定に制御される。

そして、時刻ｔ４でダウンシフトレバー５３Ａが操作されると、ダウンシフトフラグがオンされ、かつ、目標入力回転数が実線のようにステップ的に上昇され、かつ、目標変速比が実線で示すようにステップ的に大きくなる。なお、破線で示す実入力回転数および破線で示す実変速比は、応答遅れによりステップ的には変化せず、所定の勾配もしくは割合で変化する。その後、時刻ｔ４から実変速比と目標変速比とが一致するまでの間、つまり、ステップＳ１４で否定的に判断されて、ステップＳ１５の処理がおこなわれる。そして、実変速比と目標変速比とが一致すると、ステップＳ１４で肯定的に判断されて、ステップＳ１６の処理がおこなわれる。また、時刻ｔ５以前において、ダウンシフトレバー５３Ａが継続して操作されている間、目標入力回転数および実入力回転数が共に上昇している。なお、実入力回転数を目標入力回転数に近づけるフィードバック制御が実行されているが、図４のタイムチャートに示すように、応答遅れに基づく回転数差がある。

さらに、時刻ｔ５でダウンシフトレバー５３Ａの操作が終了すると、ダウンシフトフラグがオフされ、かつ、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間は、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂは共に操作されない。このため、時刻ｔ５以降はダウンシフトレバー５３Ａの操作終了時の実入力回転数から算出される目標変速比を維持するように、目標入力回転数が制御される。そして、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は、時刻ｔ５における実入力回転数を維持するように、目標変速比が略一定に制御されている。

そして、時刻ｔ６において、マニュアルポジションからドライブポジションに変更されると、シーケンシャルシフトフラグがオフされ、かつ、目標入力回転数が実線で示すようにステップ的に低下され、かつ、目標変速比が実線で示すようにステップ的に小さくなる。なお、破線で示す実入力回転数および破線で示す実変速比は、応答遅れによりステップ的には変化せず、所定の勾配もしくは割合で変化する。以上のように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、および時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、および時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は、実入力回転数から算出される目標変速比を維持するように、ベルト式無段変速機６が制御される。これに対して、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、および時刻ｔ４から時刻ｔ５の間は、アップシフトまたはダウンシフト操作に応じて目標入力回転数を算出し、その目標入力回転数に基づいて、ベルト式無段変速機６が制御される。

なお、図１の制御例および図４のタイムチャートで説明した「入力回転数がステップ的に上昇または低下する」とは、単位時間あたりにおける入力回転数の変化量または変化勾配または変化割合などが、所定値以上であることを意味する。これに対して、「入力回転数が徐々に上昇または低下する」とは、単位時間あたりの入力回転数の変化量または変化勾配または変化割合などが、所定値未満であることを意味する。また、「変速比がステップ的に大きくまたは小さくなる」とは、単位時間あたりの変速比の変化量または変化勾配または変化割合などが、所定値以上であることを意味する。これに対して、「変速比が徐々に大きくまたは小さくなる」とは、単位時間あたりの変速比の変化量または変化勾配または変化割合などが、所定値未満であることを意味する。

以上のように、この実施例においては、手動変速モードが起動されている場合は、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂのいずれか一方の操作時間に基づいて、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数が求められ、実入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、ベルト式無段変速機６が制御される。つまり、レバーの操作時間に基づいて、エンジン１の運転状態に応じた目標入力回転数を設定するように構成することができる。したがって、目標入力回転数を求める場合に、車速をパラメータとせずに済み、単位時間あたりの目標入力回転数の変化量を決め易いとともに、エンジン１の運転状態と、ベルト式無段変速機６の制御との適合性が向上する。

また、手動変速モードが起動され、かつ、ダウンシフトレバー５３Ａおよびアップシフトレバー５３Ｂが共に操作されていない場合は、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂの操作を終了した時点の実入力回転数から算出される目標変速比を維持するように、無段変速機が制御される。したがって、ベルト式無段変速機６の変速比を運転者の意図に応じた変速比に固定することができる。

なお、上記の説明においては、ステップＳ３でダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂのいずれか一方の操作時間を判断し、その判断結果に基づいて、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数を制御するルーチンとなっているが、ステップＳ３でダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂのいずれか一方の操作量または操作回数を判断し、その判断結果に基づいて、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数を制御するルーチンを採用することも可能である。

ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ３，Ｓ４が、この発明の第１の変速制御手段に相当し、ステップＳ１７が、この発明の第２の変速制御手段に相当する。また、エンジン１がこの発明の駆動力源に相当する。

さらに、この実施例１に記載された特徴的な構成を記載すれば、以下のとおりである。すなわち、駆動力源の出力側に無段変速機が設けられているとともに、前記無段変速機の入力回転数と出力回転数との比である変速比を制御する無段変速機の変速制御装置において、前記変速比を変更する操作がおこなわれている場合は、前記変速比を変更する操作の実行時間に基づいて目標入力回転数を求め、求められた目標入力回転数に基づいて、前記無段変速機を制御する第１の変速制御手段と、前記変速比を変更する操作がおこなわれていない場合は、前回変速比を変更する操作が終了した時点で選択されていた実入力回転数から算出される目標変速比に基づいて、前記無段変速機を制御する第２の変速制御手段とを備えていることを特徴とする無段変速機の変速制御装置である。

図２のパワートレーンで実行可能な制御例を、図５のフローチャートに基づいて説明する。まず、手動変速モードが起動されているか否かが判断され（ステップＳ２１）、このステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、ガード前における目標入力回転数ＮＩＮＴＢが読み込まれる（ステップＳ２２）。このガード前における目標入力回転数は、手動変速モードが起動されている場合において、加速要求が増加した場合（アクセルペダルが踏み込まれた場合）を想定して設定される目標入力回転数であり、車速およびアクセル開度に基づいて、目標入力回転数を定めたマップから読み込まれる。このマップは、ドライブポジションが選択されている場合に、ベルト式無段変速機６を制御するために用いられるマップと略同じである。

上記のステップＳ２２についで、ダウンシフトレバー５３Ａまたはアップシフトレバー５３Ｂが操作されているか否かが判断される（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で肯定的に判断された場合は、前回のルーチン実行時に、同じレバーが操作されていたか否かが判断される（ステップＳ２４）。このステップＳ２４で否定的に判断された場合は、ステップ的に変化させる目標入力回転数ＫＮＩＮＳＴＥＰを求めるとともに、目標入力回転数ＫＮＩＮＳＴＥＰを、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤとして代入する（ステップＳ２５）。なお、目標入力回転数ＫＮＩＮＳＴＥＰは、図１のステップＳ４と同様にして算出される。

上記のステップＳ２５についで、目標入力回転数の下限が、入力回転数の最高値ＮＩＮＭＡＸ（ガード値）を越えているか否かが判断される（ステップＳ２６）。このステップＳ２６および後述するステップＳ３１，Ｓ３３の処理を実行する場合に用いられるマップの一例を、図６に示す。図６に示すマップにおいては、横軸に車速が示され、縦軸にベルト式無段変速機６の目標入力回転数が示されている。この図６において、ＮＩＮＭＡＸは、ベルト式無段変速機６の入力回転数の最高値（ガード値）であり、ＮＩＮＭＩＮは、ベルト式無段変速機６の入力回転数の最低値（ガード値）である。なお、図６のマップに記載されているその他の記号の意味は、図３のマップの記号の意味と同じである。

ステップＳ２６で肯定的に判断された場合は、図６のマップにおける目標入力回転数の最高値を、目標入力回転数の下限値として代入する処理と、目標入力回転数の最高値を実入力回転数で除して変速比を求め、その変速比を、目標変速比の下限値γＧＤとして代入する処理とが実行される（ステップＳ２７）。このステップＳ２７についで、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤが、ステップＳ２２で読み込まれたガード前の目標入力回転数ＮＩＮＴＢを越えているか否かが判断される（ステップＳ２８）。

このステップＳ２８で肯定的に判断された場合は、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤを、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数として代入する処理をおこない（ステップＳ２９）、図５に示す制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ２８で否定的に判断された場合は、ステップＳ２で読み込まれた目標回転数ＮＩＮＴＢを、ベルト式無段変速機６の目標入力回転数ＮＩＮＴに代入する処理を実行し（ステップＳ３０）、この制御ルーチンを終了する。

一方、前記ステップＳ２６で否定的に判断された場合は、ステップＳ２５で求めた目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤが、目標変速比の最大値γmax と実出力回転数ＮＯＵＴとを乗算して算出した入力回転数を越えているか否かが判断される（ステップＳ３１）。このステップＳ３１で肯定的に判断された場合は、目標変速比の最大値γmax と実出力回転数ＮＯＵＴとを乗算した値を、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤに代入する処理を実行し、かつ、目標変速比の最大値γmax を目標変速比の下限γＧＤとして代入する処理を実行し（ステップＳ３２）、ステップＳ２８に進む。

さらに、前記ステップＳ３１で否定的に判断された場合は、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤが、目標変速比の最小値γmin と実出力回転数ＮＯＵＴとを乗算した入力回転数未満であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。このステップＳ３３で肯定的に判断された場合は、目標変速比の最小値γmin と実出力回転数ＮＯＵＴとを乗算した値を、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤに代入する処理を実行し、かつ、目標変速比の最小値γmin を目標変速比の下限γＧＤとして代入する処理を実行し（ステップＳ３４）、ステップＳ２８に進む。なお、ステップＳ３３で否定的に判断された場合は、ステップＳ２８に進む。

また、前記ステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、前回の目標入力回転数に、レバーが連続的に操作されていることを示す係数ＫＣＯＮＴＩＮＵＥを加算した値を、新たな目標入力回転数として取り扱う処理を実行するとともに、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤを実出力回転数ＮＯＵＴで除して算出される変速比を、目標変速比の下限γＧＤとして取り扱う処理を実行し（ステップＳ３５）、ステップＳ２６に進む。一方、前記ステップＳ２３で否定的に判断された場合は、制動要求があるか否か（ブレーキスイッチがオンされたか否か）が判断される（ステップＳ３６）。このステップＳ３６で否定的に判断された場合は、目標変速比の下限γＧＤと実入力回転数ＮＯＵＴとを乗算した値を、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤとして代入し（ステップＳ３７）、ステップＳ２６に進む。

これに対して、前記ステップＳ３６で肯定的に判断された場合は、前回のルーチン実行時にブレーキスイッチがオンされていたか否かが判断される（ステップＳ３８）。このステップＳ３８で否定的に判断された場合は、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤを、ブレーキスイッチがオンされた場合における目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤＢＫＯＮとして代入する（ステップＳ３９）。ついで、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤＢＫＯＮを、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤとして保持し、かつ、目標入力回転数の下限ＮＩＮＧＤを、実出力回転数ＮＯＵＴで除した値を、目標変速比の下限γＧＤとして代入する処理を実行し（ステップＳ４０）、ステップＳ２６に進む。なお、ステップＳ３８で否定的に判断された場合も、ステップＳ４０に進む。さらに、ステップＳ２１で否定的に判断された場合は、図５に示す制御ルーチンを終了する。

このように図５の制御例においては、ステップＳ２８で否定的に判断された場合は、ステップＳ３０に進む。つまり、手動変速モードが起動され、かつ、レバーが操作されていない場合に用いられるガード前の目標入力回転数ＮＩＮＴＢが、目標入力回転数ＮＩＮＴとして取り扱われる。したがって、手動変速モードが起動され、かつ、レバーが操作されていない場合でも、アクセルペダルが踏み込まれた場合は、ベルト式無段変速機６の変速比を大きくする制御を実行し、目標入力回転数を上昇させることが可能である。したがって、運転者が意図する加速要求に見合う駆動力を得ることができる。

この実施例２に対応する目標入力回転数の制御例を、図６のマップを参照して説明する。車速Ｖ１でアップシフトレバー５３Ｂが操作されている場合は、目標入力回転数が低下するとともに、車速が上昇する。そして、車速Ｖ２でアップシフトレバー５３Ｂおよびダウンシフトレバー５３Ａが共に操作されなくなり、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が増加した場合は、目標入力回転数が上昇して駆動力が増加し、車速も上昇している。また、車速Ｖ３でアクセルペダルの踏み込み量が減少すると、目標入力回転数が低下する。

つぎに、比較例の制御に対応する目標入力回転数の制御例を、図７のマップに基づいて説明する。比較例の特性は、車速Ｖ１から車速Ｖ２の間における目標入力回転数は、実施例２の特性と同じである。車速Ｖ２でアクセルペダルの踏み込み量が増加した場合、目標入力回転数の上昇勾配は、実施例の上昇勾配よりも緩やかである。なお、比較例において、目標入力回転数が上昇する理由は、車速に応じて変速比の下限が設定されているためである。

なお、実施例１および実施例２において、入力回転数と等価のパラメータである入力回転速度を用い、出力回転数と等価のパラメータである出力回転速度を用いることも、可能である。さらに、車両Ｖｅのパワートレーンを示す図１においては、無段変速機としてベルト式無段変速機６が挙げられているが、他の無段変速機、例えば、トロイダル式無段変速機を有する車両に、各請求項の発明を適用することも可能である。このトロイダル式無段変速機は、トロイダル面を有する入力ディスクおよび出力ディスクと、各ディスクに対して接触するパワーローラとを有する変速機である。入力ディスクは入力回転部材に連結され、出力ディスクは出力回転部材に連結される。各ディスクとパワーローラとの接触面には潤滑油が存在する。そして、パワーローラと各ディスクとの接触半径を調整することにより、入力回転部材と出力回転部材との間の変速比が制御される。また、各ディスクとパワーローラとの接触面圧を調整することにより、入力回転部材と出力回転部材との間で伝達されるトルクの容量が制御される。

さらに、この発明における無段変速機には、電動機と、差動回転可能な３つの回転要素を有する遊星歯車機構とを備えた無段変速機も含まれる。この場合、第１の回転要素が入力要素となり、第２の回転要素が出力要素となり、第３の回転要素が反力要素となる。そして、この第３の回転要素に電動機が連結され、電動機の回転数を制御することにより、第１の回転要素と第２の回転要素との間における変速比を、無段階に（連続的に）制御することが可能である。このような電動機および遊星歯車機構を有する無段変速機を、例えば、複数の駆動力源を有するハイブリッド車に用いることが可能である。

このようなハイブリッド車のパワートレーンの構成例としては、第１の駆動力源であるエンジンが第１の回転要素に連結され、第２の回転要素に第２の駆動力源であるモータ・ジェネレータが連結されたパワートレーンが挙げられる。そして、この電動機および遊星歯車機構を有する無段変速機において、自動変速モードと手動変速モードを切り換えられるように構成するとともに、その手動変速モードにおいて、運転者が意図するように、変速比を無段変速機の入力回転数および変速比制御できるように構成することが可能である。また、無段変速機を制御するアクチュエータとしては、油圧制御式のアクチュエータの他に電動式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータなどを用いることも可能である。

この発明の無段変速機の変速制御装置で実行可能な制御例を示すフローチャートである。 図１の制御例を実行可能な車両のパワートレーンおよび制御系統を示す概念図である。 図１の制御例で用いられるマップの一例を示す図である。 図１の制御例に対応するタイムチャートの一例を示す図である。 図２に示された車両で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。 図５の制御例で用いられるマップの一例を示す図である。 図５の制御例の比較対象となる比較例に対応するマップの一例である。

符号の説明

１…エンジン、 ６…ベルト式無段変速機、 ７…プライマリシャフト、 ８…セカンダリシャフト、 ９…プライマリプーリ、 １０…セカンダリプーリ、 ５２…電子制御装置。

Claims (1)

1. 駆動力源の出力側に無段変速機が設けられているとともに、前記無段変速機の入力回転数と出力回転数との比である変速比を制御する際に、自動変速モードまたは手動変速モードを選択することができるように構成されている、無段変速機の変速制御装置において、
   前記手動変速モードが選択され、かつ、前記変速比を変更する操作がおこなわれている場合は、前記変速比を変更する操作に基づいて目標入力回転数を求め、求められた目標入力回転数に基づいて、前記無段変速機の変速比を制御する第１の変速制御手段と、
   前記手動変速モードが選択され、かつ、前記変速比を変更する操作がおこなわれて前記無段変速機の変速比が制御されており、前記無段変速機の目標入力回転数と実入力回転数とに差があるときに、前記変速比を変更する操作が終了した場合は、前記変速比を変更する操作が終了した時点における実入力回転数から算出される変速比を目標変速比とし、その目標変速比を維持するように前記無段変速機の目標入力回転数を制御する第２の変速制御手段と
   を備えていることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。

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