JP4847567B2 - 無段変速機及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、副変速機付きベルト式無段変速機及びその制御方法において、特に無段変速機の油圧制御に関する。

前進２段に切り替え可能な副変速機を無段変速機構の出力軸に直列に接続し、運転条件に応じて副変速機を切り替えることで、変速機全体として実現可能な変速比の範囲を拡大した副変速機付き無段変速機が知られている。

副変速機付き無段変速機では、車両の走行中、副変速機が低速ギアから高速ギアへと変速されると、変速機全体としての変速比であるスルー変速比が変化して変速ショックが生じる。そこで、副変速機の変速に合わせて無段変速機構の変速比を速やかに増加させることでスルー変速比を一定に保つように制御することが特許文献１に記載されている。

特開平０５−７９５５４号公報

ここで、無段変速機構は、溝幅変更可能な一対のプーリとこれらの間に掛け回されたベルトとを備え、各プーリに供給される作動油圧によってプーリの溝幅をそれぞれ変更することで変速比を無段階に変更可能である。作動油圧が不足するとベルトを挟持するプーリの推力が不足してベルト滑りを生じるので、作動油圧の元圧となるライン圧は、作動油圧が不足しないようにプライマリプーリへ入力されるエンジントルクに応じて適切に設定される。

しかし、副変速機を低速ギアから高速ギアへと切り替えると、副変速機の入力側である無段変速機構の出力軸の回転速度が低下するので、これに伴って出力軸の回転を制限する方向にイナーシャトルクが作用する。これにより、エンジントルクとイナーシャトルクとが無段変速機構に対して同時に逆方向に作用するので、プーリ推力が不足してベルト滑りを生じる可能性がある。

本発明は、副変速機付き無段変速機においてベルト滑りを防止することを目的とする。

本発明は、車両に搭載される無段変速機であって、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構と、副変速機構の変速時に、無段変速機構の変速比を副変速機構の変速と逆方向に制御する変速制御手段と、エンジンから無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて各プーリと巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な油圧である必要油圧を演算する必要油圧演算手段と、必要油圧に基づいて無段変速機構に油圧を供給する油圧供給手段と、副変速機構の変速時に、副変速機構から無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク推定手段とを備え、必要油圧演算手段は、副変速機構の変速時には、入力トルクとイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算し、入力トルクが無段変速機構に作用する向きとイナーシャトルクが無段変速機構に作用する向きとが同一であるとき、入力トルクとイナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて必要油圧を演算することを特徴とする。
また、本発明は、車両に搭載される無段変速機であって、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリへの供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構と、副変速機構の変速時に、無段変速機構の変速比を副変速機構の変速と逆方向に制御する変速制御手段と、エンジンから無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて各プーリと巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な油圧である必要油圧を演算する必要油圧演算手段と、必要油圧に基づいて無段変速機構に油圧を供給する油圧供給手段と、副変速機構の変速時に、副変速機構から無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク推定手段と、を備え、必要油圧演算手段は、副変速機構の変速時には、入力トルクとイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算し、副変速機構が第１の変速段から第２の変速段へと変速するときであって入力トルクが負であるとき、又は副変速機構が第２の変速段から第１の変速段へと変速するときであって入力トルクが正であるとき、入力トルクとイナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて必要油圧を演算する、
ことを特徴とする。

また本発明は、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構とを備える無段変速機の制御方法であって、副変速機構の変速時に、無段変速機構の変速比を副変速機構の変速と逆方向に制御するステップと、エンジンから無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて各プーリと巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な油圧である必要油圧を演算するステップと、必要油圧に基づいて無段変速機構に油圧を供給するステップと、副変速機構の変速時に、副変速機構から無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するステップとを備え、必要油圧を演算するステップは、副変速機構の変速時には、入力トルクとイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算し、入力トルクが無段変速機構に作用する向きとイナーシャトルクが無段変速機構に作用する向きとが同一であるとき、入力トルクとイナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて必要油圧を演算することを特徴とする。
また、エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構とを備える無段変速機の制御方法であって、副変速機構の変速時に、無段変速機構の変速比を副変速機構の変速と逆方向に制御するステップと、エンジンから無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて各プーリと巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な油圧である必要油圧を演算するステップと、必要油圧に基づいて無段変速機構に油圧を供給するステップと、副変速機構の変速時に、副変速機構から無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するステップと、を備え、必要油圧を演算するステップは、副変速機構の変速時には、入力トルクとイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算し、副変速機構が第１の変速段から第２の変速段へと変速するときであって入力トルクが負であるとき、又は副変速機構が第２の変速段から第１の変速段へと変速するときであって入力トルクが正であるとき、入力トルクとイナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて必要油圧を演算する、ことを特徴とする。

本発明によれば、副変速機構の変速時にはエンジンから無段変速機へ入力される入力トルクと、副変速機構から無段変速機構に入力されるイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算するので、副変速機構の変速によって無段変速機の出力軸の回転速度が変化して無段変速機構にイナーシャトルクが入力されても十分な油圧を確保することができる。よって、油圧不足によって巻き掛け部材と各プーリとの接触摩擦力が不足することによる滑りの発生を防止することができる。

本実施形態における無段変速機を搭載した車両の構成を示す構成図である。 変速機コントローラの内部構成を示す構成図である。 変速機の変速マップの一例を示した図である。 変速機コントローラによって実行される制御を示すフローチャートである。 変速機コントローラによって実行される制御を示すフローチャートである。 セカンダリプーリとベルトに作用する力を示す模式図である。 セカンダリプーリとベルトに作用する力を示す模式図である。 セカンダリプーリとベルトに作用する力を示す模式図である。 セカンダリプーリとベルトに作用する力を示す模式図である。 副変速機構の変速時に変速機の各種パラメータが変化する様子を示したタイミングチャートである。

以下では図面を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値である。また、「最Ｌｏｗ変速比」は当該変速機構の最大変速比を意味し、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比を意味する。

図１は本発明の実施形態に係る無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。この車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギア列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、第２ギア列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギア列５には駐車時に変速機４の出力軸２４を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。

また、車両には、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０からの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１と、油圧制御回路１１を制御する変速機コントローラ１２とが設けられている。

各構成について説明すると、変速機４は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０に直列に設けられる副変速機構３０とを備える。「直列に設けられる」とはエンジン１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０が直列に設けられるという意味である。副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸２４に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されていてもよい。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備える。プーリ２１、２２は、それぞれ固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、この可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂとを備える。油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが無段階に変化する。

副変速機構３０は前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。例えば、Ｌｏｗブレーキ３２を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ３３とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機構３０の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機構３０の変速段は１速よりも変速比が小さな２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３を解放すれば副変速機構３０の変速段は後進となる。なお、以下の説明では、副変速機構３０の変速段が１速であるとき「変速機４が低速モードである」と表現し、２速であるとき「変速機４が高速モードである」と表現する。

変速機コントローラ１２は、図２に示すように、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とから構成される。

入力インターフェース１２３には、エンジン１のスロットルバルブの開度（以下、「スロットル開度ＴＶＯ」という。）を検出するスロットル開度センサ４１の出力信号、変速機４の入力回転速度（＝プライマリプーリ２１の回転速度、以下、「プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ」という。）を検出する回転速度センサ４２の出力信号、車両の走行速度（以下、「車速ＶＳＰ」という。）を検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温を検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号などが入力される。

記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図３）が格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されている変速制御プログラムを読み出して実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して変速制御信号を生成し、生成した変速制御信号を出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

油圧制御回路１１は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、変速機コントローラ１２からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプ１０で発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏ、副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

図３は変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。

この変速マップ上では変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとに基づき決定される。変速機４の動作点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが変速機４の変速比（バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏに副変速機構３０の変速比を掛けて得られる全体の変速比、以下、「スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）を表している。この変速マップには、従来のベルト式無段変速機の変速マップと同様に、スロットル開度ＴＶＯ毎に変速線が設定されており、変速機４の変速はスロットル開度ＴＶＯに応じて選択される変速線に従って行われる。なお、図４には簡単のため、全負荷線（スロットル開度ＴＶＯ＝８／８のときの変速線）、パーシャル線（スロットル開度ＴＶＯ＝４／８のときの変速線）、コースト線（スロットル開度ＴＶＯ＝０のときの変速線）のみが示されている。

変速機４が低速モードのときは、変速機４はバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最大にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる低速モード最Ｈｉｇｈ線の間で変速することができる。このとき、変速機４の動作点はＡ領域とＢ領域内を移動する。一方、変速機４が高速モードのときは、変速機４はバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最大にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる高速モード最Ｈｉｇｈ線の間で変速することができる。このとき、変速機４の動作点はＢ領域とＣ領域内を移動する。

副変速機構３０の各変速段の変速比は、低速モード最Ｈｉｇｈ線に対応する変速比（低速モード最Ｈｉｇｈ変速比）が高速モード最Ｌｏｗ線に対応する変速比（高速モード最Ｌｏｗ変速比）よりも小さくなるように設定される。これにより、低速モードでとりうる変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの範囲である低速モードレシオ範囲と高速モードでとりうる変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの範囲である高速モードレシオ範囲とが部分的に重複し、変速機４の動作点が高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線で挟まれるＢ領域にあるときは、変速機４は低速モード、高速モードのいずれのモードも選択可能になっている。

また、この変速マップ上には副変速機構３０の変速を行うモード切換変速線（副変速機構３０の１−２変速線）が高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線の中間に設定されている。モード切換変速線に対応するスルー変速比（以下、「モード切換変速比ｍＲａｔｉｏ」という。）は高速モード最Ｌｏｗ変速比と低速モード最Ｈｉｇｈ変速比の中間の値であり、例えば、高速モード最Ｌｏｗ変速比と低速モード最Ｈｉｇｈ変速比とを足して２で割った値である。そして、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切った場合、すなわち、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化した場合は、変速機コントローラ１２はモード切換変速制御を行う。このモード切換変速制御では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速を行うとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する。

具体的には、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏよりも大きい状態から小さい状態になったときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を１速から２速に変更（副変速機構１−２変速）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変更する。逆に、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏよりも小さい状態から大きい状態になったときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更（副変速機構２−１変速）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変更する。モード切換変速時、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの段差により生じる入力回転の変化にともなう運転者の違和感を抑えるためである。

ここで、オイルポンプ１０から油圧制御回路１１に供給されるライン圧を制御するライン圧制御について説明する。ライン圧はバリエータ２０のプライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２への供給圧の元圧として調整される。

具体的には、エンジン１の出力トルクに基づいて、ベルト２３を滑らせることなく当該トルクを伝達するために必要な各プーリ２１、２２における必要推力を求め、当該必要推力と各プーリ２１、２２の受圧面積とに基づいて、各プーリ２１、２２の必要油圧であるプライマリ圧指令値及びセカンダリ圧指令値を算出する。

また、バリエータ２０の変速時に目標プーリ比に追従できるようなプライマリプーリ２１のストローク速度を演算し、予め記憶されているマップを参照して当該ストローク速度を実現するために必要な差推力を算出する。当該必要差推力によって上記プライマリ圧指令値及びセカンダリ圧指令値を補正して最終的なプライマリ圧指令値及びセカンダリ圧指令値を算出する。

従って、ライン圧はこれらプライマリ圧指令値及びセカンダリ圧指令値を不足なく発生でき、かつ燃費の悪化を生じないように極力低めに設定される。すなわち、ライン圧はプライマリプーリ２１の入力トルクである入力トルク推定値に基づいて設定されている。

しかし、副変速機構３０の変速段を１速から２速に変更するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変更するとき、バリエータ２０の出力軸２４の回転速度が低下するので、これに伴って出力軸２４の回転を制限する方向にイナーシャトルクが作用する。これにより、プライマリプーリ２１に入力されるエンジントルクと副変速機構３０からセカンダリプーリ２２に入力されるイナーシャトルクとが同時に逆方向に作用するので、プーリ推力が不足してベルト滑りを生じる可能性がある。

すなわち、エンジントルクのみを考慮した入力トルク推定値に基づいてライン圧を設定したのでは、十分なライン圧を確保することができない場合がある。

そこで、本実施形態ではライン圧制御において使用する入力トルク推定値を以下のように設定している。図４、図５はライン圧制御において使用する入力トルク推定値を設定する制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１では、副変速機構３０の１→２変速制御フラグがＯＦＦからＯＮへと変化したか否かを判定する。制御フラグがＯＮに変化したと判定されるとステップＳ２へ進み、変化していないと判定されるとステップＳ３へ進む。１→２変速制御フラグは副変速機構３０が１→２変速を行うと判断されたときＯＮとなるフラグであり、図３の変速マップ上における変速機４の動作点がモード切換変速線を変速比大側から変速比小側へと跨いだときＯＮとなる。

ステップＳ２では、イナーシャトルク設計値Ｔｄ０を算出する。イナーシャトルクは、副変速機構３０が２速段へと切り替わるときにバリエータ２０の出力軸２４の回転速度が低下することによってバリエータの出力軸２４に生じるトルクである。イナーシャトルク設計値Ｔｄ０は、以下の（１）式に従って算出される。

ここで、Ｊはバリエータ２０の出力軸２４の軸周りの慣性モーメント、ω０’は出力軸２４の角加速度である。出力軸２４の角加速度ω０’は以下の（２）式に従って算出される。

ここで、ω０は副変速機構３０の１→２変速制御フラグがＯＦＦからＯＮへと変化した時の出力軸２４の回転速度、ｉは副変速機構３０の１速と２速との間の段間比、Δｔは副変速機構３０の架け替え時間である。なお、副変速機構３０の架け替え時間Δｔは１速から２速への架け替えに要する時間であり、バラツキを考慮した上で最短の架け替え時間として予め実験などによって求めておく。

ステップＳ３では、副変速機構３０の１→２変速制御フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御フラグがＯＮであると判定されるとステップＳ４へ進み、制御フラグがＯＦＦであると判定されるとステップＳ２１へ進む。

ステップＳ４では、イナーシャトルク実測値Ｔｄを算出する。イナーシャトルク実測値Ｔｄは以下の（３）式、（４）式に従って算出される。

イナーシャトルク実測値Ｔｄの演算では、演算に用いるω’は予め定められた設計値ではなく、リアルタイムで算出される演算時点における出力軸２４の角加速度を使用する。これによりイナーシャトルク実測値Ｔｄは演算時点において実際にバリエータ２０に作用しているイナーシャトルクとして算出される。

ステップＳ５では、イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|より大きいか否かを判定する。イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|より大きいと判定されるとステップＳ６へ進み、イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|を入力トルク補正量Ｔｄ１として設定する。またイナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|以下であると判定されるとステップＳ７へ進み、イナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|を入力トルク補正量Ｔｄ１として設定する。

ステップＳ８では、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロより大きいか否かを判定する。ゼロより大きいと判定されるとステップＳ９へ進み、入力トルク推定値Ｔｉｎに入力トルク補正量|Ｔｄ１|を加算して新たに入力トルク推定値Ｔとする。すなわち、以下の（５）式に基づいて入力トルク推定値Ｔを算出する。

ここで、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロより大きいときは、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態で加速中に変速機の動作点がモード切換変速線を横切った場合（以下、この場合の副変速機構３０のアップシフトを「オートアップシフト」という）であり、図６に示すように、エンジン１からの入力トルクＴｉｎと副変速機構３０からの入力トルクＴｄとは逆向きに作用する。

したがって、オートアップシフトの場合にはステップＳ９において入力トルク推定値Ｔｉｎに入力トルク補正量|Ｔｄ１|を加算することで、エンジン１からの入力トルクＴｉｎと副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルク|Ｔｄ|とを加算した値を新たに入力トルク推定値Ｔとすることができる。なお、図６〜図９において右向きに作用する力を正とする。

また、ステップＳ８において入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロ以下であると判定されるとステップＳ１０へ進み、入力トルク推定値Ｔｉｎと入力トルク補正量−|Ｔｄ１|とのうち小さい方を新たに入力トルク推定値Ｔとする。すなわち、以下の（６）式に基づいて入力トルク推定値Ｔを算出する。

なおこの場合、Ｔｉｎ、−|Ｔｄ１|はともに負であるので、絶対値が大きい方が選択されることになる。

ここで、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロ以下であるときは、運転者がアクセルペダルから足を離した状態で変速機の動作点がモード切換変速線を横切った場合（以下、この場合の副変速機構３０のアップシフトを「足離しアップシフト」という）であり、図７に示すように、エンジン１からの入力トルクＴｉｎは副変速機構３０からの入力トルクＴｄと同じ向きに作用する。この場合、エンジン１からの入力トルクＴｉｎがゼロである場合と（図７（ａ））、エンジン１からの入力トルク|Ｔｉｎ|が副変速機構３０からの入力トルク|Ｔｄ|より小さい場合と（図７（ｂ））、エンジン１からの入力トルク|Ｔｉｎ|が副変速機構３０からの入力トルク|Ｔｄ|より大きい場合と（図７（ｃ））の３つのパターンが生じ得る。

したがって、足離しアップシフトの場合にはステップＳ１０へ進むことで、エンジン１からの入力トルクＴｉｎと副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルク−|Ｔｄ|とのうち小さい方（絶対値が大きい方）を新たに入力トルク推定値Ｔとすることができる。

一方、ステップＳ３において副変速機構３０の１→２変速制御フラグがＯＦＦであると判定されたときは図５のステップＳ２１へ進み、副変速機構３０の２→１変速制御フラグがＯＦＦからＯＮへと変化したか否かを判定する。制御フラグがＯＮに変化したと判定されるとステップＳ２２へ進み、変化していないと判定されるとステップＳ２３へ進む。２→１変速制御フラグは副変速機構３０が２→１変速を行うと判断されたときＯＮとなるフラグであり、図３の変速マップ上における変速機の動作点がモード切換変速線を変速比小側から変速比大側へと跨いだときＯＮとなる。

ステップＳ２２では、イナーシャトルク設計値Ｔｄ０を算出する。イナーシャトルクは、副変速機構３０が１速段へと切り替わるときにバリエータ２０の出力軸２４の回転速度が上昇することによって出力軸２４に生じるトルクである。イナーシャトルク設計値Ｔｄ０は、以下の（７）式、（８）式に従って算出される。

ここで、Ｊはバリエータ２０の出力軸２４の軸周りの慣性モーメント、ω０’は出力軸２４の角加速度である。出力軸２４の角加速度ω０’は以下の（８）式に従って算出される。

ここで、ω０は副変速機構３０の２→１変速制御フラグがＯＦＦからＯＮへと変化した時の出力軸２４の回転速度、ｉは副変速機構３０の１速と２速との間の段間比、Δｔは副変速機構３０の架け替え時間である。なお、副変速機構３０の架け替え時間Δｔは２速から１速への架け替えに要する時間であり、バラツキを考慮した上で最短の架け替え時間として予め実験などによって求めておく。

ステップＳ２３では、副変速機構３０の２→１変速制御フラグがＯＮであるか否かを判定する。制御フラグがＯＮであると判定されるとステップＳ２４へ進み、制御フラグがＯＦＦであると判定されると処理を終了する。

ステップＳ２４では、イナーシャトルク実測値Ｔｄを算出する。イナーシャトルク実測値Ｔｄは上記の（３）式、（４）式に従って算出される。

ステップＳ２５では、イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|より大きいか否かを判定する。イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|より大きいと判定されるとステップＳ２６へ進み、イナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|を入力トルク補正量Ｔｄ１として設定する。またイナーシャトルク実測値の絶対値|Ｔｄ|がイナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|以下であると判定されるとステップＳ２７へ進み、イナーシャトルク設計値の絶対値|Ｔｄ０|を入力トルク補正量Ｔｄ１として設定する。

ステップＳ２８では、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロより大きいか否かを判定する。ゼロより大きいと判定されるとステップＳ２９へ進み、入力トルク推定値Ｔｉｎと入力トルク補正量|Ｔｄ１|とのうち大きい方を新たに入力トルク推定値Ｔとする。すなわち、以下の（９）式に基づいて入力トルク推定値Ｔを算出する。

なおこの場合、Ｔｉｎ、|Ｔｄ１|はともに正である。

ここで、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロより大きいときは、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態で加速中に変速機４の動作点がモード切換変速線を変速比大側へ横切った場合であり、図８に示すように、エンジン１からの入力トルクＴｉｎが副変速機構３０からの入力トルクＴｄより小さい場合と（図８（ａ））、エンジン１からの入力トルクＴｉｎが副変速機構３０からの入力トルクＴｄより大きい場合と（図８（ｂ））の２つのパターンが生じ得る。

したがって、この場合にはステップＳ２９において、エンジン１からの入力トルクＴｉｎと副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルク|Ｔｄ１|とのうち大きい方を新たに入力トルク推定値Ｔとすることができる。

また、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロ以下であると判定されるとステップＳ３０へ進み、入力トルク推定値Ｔｉｎから入力トルク補正量|Ｔｄ１|を減算して新たに入力トルク推定値Ｔとする。すなわち、以下の（１０）式に基づいて入力トルク推定値Ｔを算出する。

ここで、入力トルク推定値Ｔｉｎがゼロ以下であるときは、運転者がアクセルペダルから足を離した状態で変速機の動作点がモード切換変速線を横切った場合であり、図９に示すように、エンジン１からの入力トルクＴｉｎと副変速機構３０からの入力トルクＴｄとが逆向きに作用する場合と（図９（ａ））、入力トルクＴｉｎがゼロである場合と（図９（ｂ））の２つのパターンが考えられる。

したがって、この場合にはステップＳ３０において、負の値であるエンジン１からの入力トルク推定値Ｔｉｎから正の値である副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルク|Ｔｄ１|を減算した値（Ｔｉｎ及びＴｄ１の絶対値を加算した値×（−１）となる）を新たに入力トルク推定値Ｔとすることができる。

次に上記制御を行うことによる作用について説明する。図１０はオートアップシフト時の副変速機構の１→２変速中の変化を示すタイミングチャートである。図１０において、（ａ）は副変速機構１→２変速制御フラグ、（ｂ）はライン圧指令値、（ｃ）はセカンダリプーリ回転速度、（ｄ）は｜エンジントルク｜＋｜イナーシャトルク｜、（ｅ）は補正後入力トルク推定値Ｔを示している。

時刻ｔ１において、副変速機構３０の１→２変速制御フラグがＯＮになると、入力トルク推定値Ｔｉｎに副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルク設計値|Ｔｄ０|が加算される。これにより、入力トルク推定値Ｔが増加するのでライン圧指令値が増加する。なお、ライン圧を急激に上昇させるとショックが発生する可能性があるので、ライン圧指令値は所定の上昇率で徐々に上昇させる。

ここで、本実施形態では１→２変速制御フラグがＯＮになったとき、直ちに入力トルク推定値Ｔｉｎにイナーシャトルク設計値|Ｔｄ０|を加算して入力トルクを補正しているが、実際に入力トルクの補正が必要になるのはイナーシャフェーズ中であるので、イナーシャフェーズに入ってから入力トルクを補正するようにしてもよい。

時刻ｔ２において準備フェーズに移行する。準備フェーズでは、変速機コントローラ１２は、締結側のクラッチであるＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を一時的に高めるプリチャージを行った後に、所定油圧に設定して待機する。また、解放側のＬｏｗブレーキ３２の油圧も所定油圧に設定して待機する。

時刻ｔ３において、締結側のＨｉｇｈクラッチ３３と解放側のＬｏｗブレーキ３２とでトルクの架け替えを行うトルクフェーズに移行し、時刻ｔ４において、副変速機構３０とバリエータ２０とを変速するイナーシャフェーズに移行する。

イナーシャフェーズでは、変速機コントローラ１２は、締結側のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を徐々に高めて、Ｈｉｇｈクラッチ３３を徐々に締結させる。このとき、解放側のＬｏｗブレーキ３２の油圧は準備フェーズで決定した所定油圧に維持する。これにより、Ｌｏｗブレーキ３２が徐々に解放されるとともにＨｉｇｈクラッチ３３が徐々に締結されて、副変速機構３０が１速から２速へと徐々に変速する。

副変速機構３０の変速が行われているとき、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを、副変速機構３０の変速比の変化と逆方向となるように徐々に変速させる。具体的には、変速機コントローラ１２が、油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給する油圧を調整して各プーリ２１、２２のＶ溝の幅を変化させて、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを小側から大側へと無段階に変化させる。

このとき、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが小側から大側へと変化するのに伴ってセカンダリプーリ２２（出力軸２４）の回転速度が低下するので、出力軸２４には副変速機構３０からの入力トルクであるイナーシャトルクが発生する。これにより、イナーシャトルクの分だけ必要ライン圧が増加するが、ライン圧指令値は補正された入力トルク推定値Ｔに基づいて増加補正されているので、必要ライン圧がライン圧指令値を上回って、ライン圧が不足することが防止される。

副変速機構３０において１速から２速への変速が完了した後、時刻ｔ５において終了フェーズに移行する。終了フェーズでは、変速機コントローラ１２が、締結側のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を所定油圧まで増圧してＨｉｇｈクラッチ３３を完全に締結する。解放側のＬｏｗブレーキ３２の油圧はドレンして、Ｌｏｗブレーキ３２を完全に解放する。

時刻ｔ６において終了フェーズが終了すると、１→２変速制御フラグがＯＦＦとなり、入力トルク推定値Ｔｉｎの補正が終了してライン圧指令値は低下する。なお、ライン圧を急激に低下させるとショックが発生する可能性があるので、ライン圧指令値は所定の減少率で徐々に低下させる。

また、イナーシャフェーズ中（ｔ４−ｔ５）に車速の減少などによってセカンダリプーリ２２（出力軸２４）の回転速度が想定より低下した場合（図１０（ｃ）〜（ｅ）の一点鎖線）、又は締結側のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧が高すぎることによりセカンダリプーリ２２（出力軸２４）の回転速度が想定より早く低下した場合（図１０（ｃ）〜（ｅ）の点線）には、イナーシャトルクが設計値以上に増加するが、この場合にはイナーシャトルクの実測値|Ｔｄ|を補正量Ｔｄ１として入力トルク推定値Ｔｉｎを補正するので、ライン圧が不足することを防止することができる。

以上のように本実施形態では、副変速機構３０の変速時にはエンジン１からバリエータ２０へ入力される入力トルクと、副変速機構３０からバリエータ２０に入力されるイナーシャトルクとに基づいて必要油圧を演算するので、副変速機構３０の変速によって出力軸２４の回転速度が変化してバリエータ２０にイナーシャトルクが入力されても十分な油圧を確保することができる。よって、油圧不足によってベルト２３と各プーリ２１、２２との接触摩擦力が不足することによる滑りの発生を防止することができる（請求項１、２、６、７に対応）。

また、副変速機構３０が第１の変速段から第２の変速段へと変速するときであってエンジン１からの入力トルクが正であるとき（図４のＳ３；ＹＥＳ、Ｓ８；ＹＥＳ）、又は副変速機構３０が第２の変速段から第１の変速段へと変速するときであってエンジン１からの入力トルクが負であるとき（図５のＳ２３；ＹＥＳ、Ｓ２８；ＮＯ）、エンジン１からの入力トルクとイナーシャトルクとの和を新たに入力トルク推定値Ｔとして設定するので、入力トルクとイナーシャトルクとが逆方向に作用するような運転状況においてイナーシャトルクを考慮した適切なライン圧を設定することができ、ライン圧不足によるベルト滑りの発生をより確実に防止することができる（請求項３、４）。

さらに、副変速機構３０が第１の変速段から第２の変速段へと変速するときであってエンジン１からの入力トルクが負であるとき（図４のＳ３；ＹＥＳ、Ｓ８；ＮＯ）、又は副変速機構３０が第２の変速段から第１の変速段へと変速するときであってエンジン１からの入力トルクが正であるとき（図５のＳ２３；ＹＥＳ、Ｓ２８；ＹＥＳ）、入力トルクとイナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方を新たに入力トルク推定値Ｔとして設定するので、入力トルクとイナーシャトルクとが同方向に作用するような運転状況においてイナーシャトルクを考慮した適切なライン圧を設定することができ、ライン圧不足によるベルト滑りの発生をより確実に防止することができる（請求項１、２、６、７）。

さらに、副変速機構３０の変速中にイナーシャトルク実測値Ｔｄが設計値より大きくなったときは、イナーシャトルク実測値|Ｔｄ|を入力トルク補正量Ｔｄ１として入力トルク推定値Ｔｉｎを補正するので、副変速機構３０の変速中に車速が変化したり、Ｈｉｇｈクラッチ３３への供給圧が高すぎたりすることによりバリエータ２０の出力軸の実際の角加速度が上昇したとしても、変化した角加速度に対応したイナーシャトルクを推定することができ、よってライン圧不足によるベルト滑りの発生をより確実に防止することができる（請求項５）。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

例えば、本実施形態ではプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１とに巻き掛けられる巻き掛け部材としてベルト１２を例に挙げて説明したが、当該ベルト１２は、例えば多数のリンクプレートが互いにオーバーラップする切り欠き内に押し込まれたピンを介してジョイント式に結合されたリンクプレートチェーン等から構成されていてもよい。

１ エンジン
４ 変速機
１１ 油圧制御回路（油圧供給手段）
１２ 変速機コントローラ（変速制御手段、必要油圧演算手段、イナーシャトルク推定手段）
２０ バリエータ（無段変速機構）
２１ プライマリプーリ
２２ セカンダリプーリ
２３ ベルト（巻き掛け部材）
３０ 副変速機構

Claims (7)

1. 車両に搭載される無段変速機であって、
   エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリへの供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、
   前記無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構と、
   前記副変速機構の変速時に、前記無段変速機構の変速比を前記副変速機構の変速と逆方向に制御する変速制御手段と、
   前記エンジンから前記無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて前記各プーリと前記巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な前記油圧である必要油圧を演算する必要油圧演算手段と、
   前記必要油圧に基づいて前記無段変速機構に油圧を供給する油圧供給手段と、
   前記副変速機構の変速時に、前記副変速機構から前記無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク推定手段と、
   を備え、
   前記必要油圧演算手段は、前記副変速機構の変速時には、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとに基づいて前記必要油圧を演算し、前記入力トルクが前記無段変速機構に作用する向きと前記イナーシャトルクが前記無段変速機構に作用する向きとが同一であるとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 車両に搭載される無段変速機であって、
   エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリへの供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、
   前記無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構と、
   前記副変速機構の変速時に、前記無段変速機構の変速比を前記副変速機構の変速と逆方向に制御する変速制御手段と、
   前記エンジンから前記無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて前記各プーリと前記巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な前記油圧である必要油圧を演算する必要油圧演算手段と、
   前記必要油圧に基づいて前記無段変速機構に油圧を供給する油圧供給手段と、
   前記副変速機構の変速時に、前記副変速機構から前記無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク推定手段と、
   を備え、
   前記必要油圧演算手段は、前記副変速機構の変速時には、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとに基づいて前記必要油圧を演算し、前記副変速機構が前記第１の変速段から前記第２の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが負であるとき、又は前記副変速機構が前記第２の変速段から前記第１の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが正であるとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
3. 前記必要油圧演算手段は、前記入力トルクが前記無段変速機構に作用する向きと前記イナーシャトルクが前記無段変速機構に作用する向きとが異なるとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとの絶対値の和に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機。
4. 前記副変速機構が前記第１の変速段から前記第２の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが正であるとき、又は前記副変速機構が前記第２の変速段から前記第１の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが負であるとき、前記必要油圧演算手段は、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとの絶対値の和に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機。
5. 前記イナーシャトルク推定手段は、前記無段変速機構の出力軸周りの慣性モーメントと前記副変速機構の変速時における前記出力軸の角加速度とに基づいて前記副変速機構の変速前に予め前記イナーシャトルクの設計値を演算しておく設計イナーシャトルク演算手段と、前記副変速機構の変速中に前記イナーシャトルクの実測値を演算する実測イナーシャトルク演算手段とを備え、
   前記必要油圧演算手段は、前記実測値が前記設計値を超えたとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクの実測値とに基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の無段変速機。
6. エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、前記無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構とを備える無段変速機の制御方法であって、
   前記副変速機構の変速時に、前記無段変速機構の変速比を前記副変速機構の変速と逆方向に制御するステップと、
   前記エンジンから前記無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて前記各プーリと前記巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な前記油圧である必要油圧を演算するステップと、
   前記必要油圧に基づいて前記無段変速機構に油圧を供給するステップと、
   前記副変速機構の変速時に、前記副変速機構から前記無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するステップと、
   を備え、
   前記必要油圧を演算するステップは、前記副変速機構の変速時には、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとに基づいて前記必要油圧を演算し、前記入力トルクが前記無段変速機構に作用する向きと前記イナーシャトルクが前記無段変速機構に作用する向きとが同一であるとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする無段変速機の制御方法。
7. エンジンから駆動力が入力されるプライマリプーリと、駆動輪側へ駆動力を出力するセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられる巻き掛け部材とを有し、供給油圧に応じて変速比を無段階に変更することができる無段変速機構と、前記無段変速機構より下流側に設けられ、前進用変速段として第１変速段と前記第１変速段よりも変速比の小さい第２変速段とを含む副変速機構とを備える無段変速機の制御方法であって、
   前記副変速機構の変速時に、前記無段変速機構の変速比を前記副変速機構の変速と逆方向に制御するステップと、
   前記エンジンから前記無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて前記各プーリと前記巻き掛け部材との接触摩擦力を維持するために必要な前記油圧である必要油圧を演算するステップと、
   前記必要油圧に基づいて前記無段変速機構に油圧を供給するステップと、
   前記副変速機構の変速時に、前記副変速機構から前記無段変速機構に入力されるイナーシャトルクを推定するステップと、
   を備え、
   前記必要油圧を演算するステップは、前記副変速機構の変速時には、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとに基づいて前記必要油圧を演算し、前記副変速機構が前記第１の変速段から前記第２の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが負であるとき、又は前記副変速機構が前記第２の変速段から前記第１の変速段へと変速するときであって前記入力トルクが正であるとき、前記入力トルクと前記イナーシャトルクとのうち絶対値が大きい方に基づいて前記必要油圧を演算する、
   ことを特徴とする無段変速機の制御方法。