JP5071039B2 - 変速比制御装置及び無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は、変速比制御装置及び無段変速機に関し、さらに詳しくは、加速中の運転者の違和感を抑制できると共に燃料消費量を抑制できる変速比制御装置及び無段変速機に関する。

従来、無段変速機としてベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機などがある。例えば、ベルト式無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに巻き掛けられるベルトとを備える。ベルト式無段変速機は、前記プライマリプーリと前記ベルトとの接触半径と、前記セカンダリプーリと前記ベルトとの接触半径とを無段階に変化させる。これにより、ベルト式無段変速機は、変速比を無段階に調整できる。

例えば、特許文献１には、運転者により加速要求がなされたとき、目標駆動力が高められると共に、動力源の出力回転速度を高めることにより、要求出力量に対して無段変速機を搭載した車両から運転者が十分に高い加速感を得られる技術が開示されている。

特開２００６−５１８４２号公報（段落番号００１６）

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、無段変速機の入力軸の目標回転速度及び動力源の目標出力トルクを算出する際に燃費最適線に基づいていない。これにより、前記無段変速機を搭載する車両において、単位燃料量で走行できる距離が低下するおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無段変速機を搭載する車両の加速中に運転者が加速感を得られると共に、前記車両の単位燃料量で走行できる距離の低下を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る変速比制御装置は、車両に対して急激な加速の要求である過渡変速要求がある場合に動力発生手段からの回転が入力される入力軸の回転速度の候補としての過渡変速用目標回転速度を求める過渡変速用目標回転速度演算手段と、前記過渡変速要求がある場合における前記入力軸の回転速度が前記過渡変速用目標回転速度になるように前記入力軸の回転速度と前記入力軸からの前記回転が伝達される出力軸の回転速度との比である変速比を制御する変速比制御手段と、を備え、前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、前記過渡変速用目標回転速度が前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度よりも大きい場合に、前記車両が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて前記過渡変速用目標回転速度を求め、前記過渡変速要求が判定されると、まず前記過渡変速用目標回転速度をステップ的に増加させ、前記過渡変速用目標回転速度と前記入力軸の実際の回転速度である実入力回転速度との差が所定値以下に達すると、単位時間あたりに所定の変化量で前記過渡変速用目標回転速度を増加させ、前記基本目標回転速度と前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達したときの前記車両が目標とする駆動力の車速の増加にともなう変化量を、前記車両のアクセル開度が大きいほどより小さく設定することを特徴とする。

上記構成により、本発明に係る変速比制御装置は、基本目標回転数以上に無段変速機の入力軸の回転数を増加させる場合、車両が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて過渡変速用目標回転速度を設定する。よって、本発明に係る変速比制御装置は、車両が目標とする出力を達成できる。つまり、無段変速機を搭載する車両の加速中に、運転者が加速感を得られる。加えて、本発明に係る変速比制御装置は、車両の単位燃料量で走行できる距離の低下を抑制できる。

本発明の好ましい態様としては、前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度と、前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達すると、前記車両が目標とする駆動力を一定に設定することが望ましい。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る無段変速機は、動力発生手段からの回転が入力される入力軸と、前記入力軸からの前記回転が伝達される出力軸と、車両に対して急激な加速の要求である過渡変速要求がある場合に前記入力軸の回転速度の候補としての過渡変速用目標回転速度を求める過渡変速用目標回転速度演算手段と、前記車両に対して急激な加速の要求がある場合における前記入力軸の回転速度を前記過渡変速用目標回転速度になるように前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との比である変速比を制御する変速比制御手段と、を備え、前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、前記過渡変速用目標回転速度が前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度よりも大きい場合に、前記車両が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて前記過渡変速用目標回転速度を求め、前記過渡変速要求が判定されると、まず前記過渡変速用目標回転速度をステップ的に増加させ、前記過渡変速用目標回転速度と前記入力軸の実際の回転速度である実入力回転速度との差が所定値以下に達すると、単位時間あたりに所定の変化量で前記過渡変速用目標回転速度を増加させ、前記基本目標回転速度と前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達したときの前記車両が目標とする駆動力の車速の増加にともなう変化量を、前記車両のアクセル開度が大きいほどより小さく設定することを特徴とする。

本発明に係る変速比制御装置及び無段変速機は、無段変速機を搭載する車両の加速中に運転者が加速感を得られると共に、前記車両の単位燃料量で走行できる距離の低下を抑制できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。図１に示すように、車両１００の動力伝達機構は、ベルト式無段変速機１１０と、動力発生手段としての内燃機関１２０と、トルクコンバータ１３０と、前後進切換機構１４０と、減速装置１５０と、差動装置１６０と、を備える。

内燃機関１２０は、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１２１から回転を出力する。

トルクコンバータ１３０は、流体クラッチの一種であり、内燃機関１２０から取り出された回転を作動油を介して前後進切換機構１４０に伝える。また、トルクコンバータ１３０は内燃機関１２０から取り出されたトルクを増幅する。

前後進切換機構１４０は、トルクコンバータ１３０からの回転の回転方向を切り替えてベルト式無段変速機１１０へ前記回転を伝える。

ベルト式無段変速機１１０は、前後進切換機構１４０から入力される回転の回転速度を所望の回転速度に変更して出力する。なお、ベルト式無段変速機１１０の詳細な説明は後述する。

減速装置１５０は、ベルト式無段変速機１１０からの回転の回転速度を減速して差動装置１６０に前記回転を伝える。

差動装置１６０は、車両１００が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の車輪１８０と、外側の車輪１８０との速度差を吸収する。

上記構成要素によって車両１００の動力伝達機構は形成される。内燃機関１２０から取り出された回転は、クランクシャフト１２１を介してトルクコンバータ１３０に伝えられる。トルクコンバータ１３０によってトルクが増幅された回転は、ベルト式無段変速機１１０の入力軸としてのインプットシャフト１３１を介して前後進切換機構１４０に伝えられる。

前後進切換機構１４０によって回転方向が切り替えられた回転は、プライマリシャフト５１を介してベルト式無段変速機１１０に伝えられる。ベルト式無段変速機１１０によって、回転速度を変更された回転は、ベルト式無段変速機１１０の出力軸としてのセカンダリシャフト６１を介して減速装置１５０に伝えられる。減速装置１５０によって減速された回転は、減速装置１５０のファイナルドライブピニオン１５１と、ファイナルドライブピニオン１５１と噛み合う差動装置１６０のリングギア１６１とを介して差動装置１６０に伝えられる。

差動装置１６０に伝達された回転は、ドライブシャフト１７０に伝達される。差動装置１６０側とは反対側のドライブシャフト１７０には、車輪１８０が取り付けられる。ドライブシャフト１７０に伝達された回転は車輪１８０に伝達される。これにより、車輪１８０は回転し、車輪１８０が路面に前記回転を伝達することにより車両１００は走行する。

なお、本実施形態では内燃機関１２０をピストンとシリンダとを備えるいわゆるレシプロ式の内燃機関として説明したが、本実施形態はこれに限定されない。動力発生手段から回転力を得られれば良く、例えば、動力発生手段はロータリー式の内燃機関でもよいし、モータでもよい。

図２は、本実施形態に係るベルト式無段変速機のプライマリプーリ側の構成を示す断面図である。以下、ベルト式無段変速機１１０の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。なお、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０とはほぼ同様の構成であるため、プライマリプーリ５０側を詳細に説明する。ベルト式無段変速機１１０は、図１に示すように、プライマリプーリ５０と、プライマリプーリ軸としてのプライマリシャフト５１と、セカンダリプーリ６０と、セカンダリプーリ軸としてのセカンダリシャフト６１と、を備える。

プライマリシャフト５１は、軸受８１、軸受８２によってインプットシャフト１３１の回転軸と同軸上に回転可能に支持される。セカンダリシャフト６１は、軸受８３、軸受８４によってプライマリシャフト５１に対して平行に回転可能に支持される。

プライマリシャフト５１には、プライマリプーリ５０が設けられる。プライマリプーリ５０は、プライマリ固定シーブ５２と、プライマリ可動シーブ５３と、図２に示すスプライン５４とを備える。プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１の外周にプライマリシャフト５１と一体に、もしくはプライマリシャフト５１に固定して設けられる。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１にプライマリシャフト５１上をプライマリシャフト５１の軸線方向に慴動可能に設けられる。具体的には図２に示すように、プライマリ可動シーブ５３はスプライン５４によってプライマリシャフト５１にスプライン嵌合される。つまり、プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１上でプライマリ固定シーブ５２と対向して位置する。

上記構成により、プライマリ固定シーブ５２及びプライマリ可動シーブ５３の対向面間には、Ｖ字形状のプライマリ溝８０ａが形成される。また、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上を慴動することにより、プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との距離が変化する。

さらに、プライマリプーリ５０は、プライマリ可動シーブ摺動機構５５を備える。プライマリ可動シーブ摺動機構５５は、プライマリシャフト５１に設けられる。プライマリ可動シーブ摺動機構５５は、プライマリ可動シーブ５３をプライマリシャフト５１の軸線方向に摺動させ、プライマリ固定シーブ５２に接近またはプライマリ固定シーブ５２から離隔させる。以下、図２を用いて、プライマリ可動シーブ摺動機構５５について説明する。

プライマリ可動シーブ摺動機構５５は、油圧モータ５５０と、運動方向変換機構５５１とを備える。油圧モータ５５０は、プライマリ可動シーブ５３をプライマリシャフト５１の軸線方向に摺動させるための駆動源である。運動方向変換機構５５１は、油圧モータ５５０の回転方向の力をプライマリシャフト５１の軸線方向の力に変換する。

本実施形態では、油圧モータ５５０としてインナーロータとの相対回転により生じたアウターロータの回転を駆動力とする構造のモータ、例えば羽根式油圧モータを適用できる。羽根式油圧モータは、アウターロータを構成するモータケース５５０ｂ内に少なくとも二つの羽根を有する。これにより、前記羽根によってモータケース５５０ｂ内に少なくとも二つの油室が形成される。前記二つの油室に作動油を流入させ、この作動油の油圧により各羽根を相対回転させることで、羽根式油圧モータは駆動力を発生する。なお、本実施形態はこれに限定されず、プライマリ可動シーブ摺動機構５５は、油圧モータ５５０に代えて電動モータを備えてもよい。

油圧モータ５５０は、モータシャフト５５０ａと、モータケース５５０ｂと、軸受５５０ｃとを有する。モータシャフト５５０ａは、油圧モータ５５０の回転軸であり、プライマリシャフト５１と共に回転する。モータケース５５０ｂは、油圧モータ５５０を構成する要素を収容するケーシングである。軸受５５０ｃは、モータケース５５０ｂに設けられ、モータシャフト５５０ａを回転可能に支持する。

運動方向変換機構５５１は、例えば、アウターロータの回転力をその軸線方向の力に変換する多条ネジや滑りネジなどの運動ネジを適用できる。運動方向変換機構５５１は、図２に示すように、第１運動方向変換機構構成部５５１ａと、第２運動方向変換機構構成部５５１ｂとにより構成される。第１運動方向変換機構構成部５５１ａは、モータケース５５０ｂの外周面に設けられる。また、第２運動方向変換機構構成部５５１ｂは、プライマリ可動シーブ５３の延設部の内周面にスプライン５５１ｃを介してスプライン嵌合される。

第１運動方向変換機構構成部５５１ａの外周面には、周方向にネジ部分が形成される。一方、第２運動方向変換機構構成部５５１ｂの内周面にも周方向にネジ部分が形成される。また、油圧モータ５５０は、モータシャフト５５０ａがプライマリシャフト５１に固定されるため、軸線方向に移動しない。これにより、運動方向変換機構５５１のモータケース５５０ｂが回転すると、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１の軸線方向に摺動する。

例えば、モータケース５５０ｂが回転すると、この回転力は、運動方向変換機構５５１を介してプライマリ可動シーブ５３を摺動させるための油圧モータ５５０の推力となる。ここで、推力に対する反力は軸受５５０ｃに作用する。しかしながら、軸受５５０ｃは、モータシャフト５５０ａを介してプライマリシャフト５１に固定されている。よって軸受５５０ｃ及びモータケース５５０ｂは、前記反力の方向に移動しない。上記構成により、プライマリ可動シーブ５３は油圧モータ５５０に対して相対的に移動する。つまり、プライマリ可動シーブ５３はプライマリ固定シーブ５２に対して相対的に移動する。次に、上述した油圧モータ５５０における油路について説明する。

図３は、本実施形態に係る油圧モータを図２に示すＸ−Ｘ線から見た断面図である。図３に示すように、プライマリシャフト５１には、油路５１ｂと、油路５１ｃとが形成される。油路５１ｂは、各第１油室５５０ｄに開口し、第１油室５５０ｄに作動油を供給する、または各第１油室５５０ｄから作動油を排出する通路である。油路５１ｃは、各第２油室５５０ｅに開口し、各第２油室５５０ｅに作動油を供給する、または各第２油室５５０ｅから作動油を排出する通路である。

図４は、本実施形態のベルト式無段変速機における油圧回路構成を説明する模式図である。図５−１は、本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第１油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。図５−２は、本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第１及び第２の油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。図５−３は、本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第２油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。

図４に示すように、油路５１ｂ及び油路５１ｃは、変速比制御用切替バルブ５６に接続される。また、変速比制御用切替バルブ５６には、順にオイルポンプＯＰ、レギュレータバルブ５９、挟圧力調整バルブ５８を介してオイルタンクＯＴから作動油が供給される。なお、オイルポンプＯＰとレギュレータバルブ５９とは油路５９ａによって接続される。レギュレータバルブ５９と挟圧力調整バルブ５８とは油路５８ａによって接続される。挟圧力調整バルブ５８と変速比制御用切替バルブ５６とは油路５６ａによって接続される。

オイルポンプＯＰは、オイルタンクＯＴから作動油を吸引し、油路５９ａを介してレギュレータバルブ５９へ作動油を送る。レギュレータバルブ５９は、油圧調整手段として機能し、油路５８ａに送り出す油圧を適正な範囲に調整する。ここで、前記適正な範囲とは、ベルト式無段変速機１１０のプライマリ可動シーブ５３を慴動させるのに必要な油圧の範囲である。

レギュレータバルブ５９から送り出された作動油は、油路５８ａを介して挟圧力調整バルブ５８へ導入される。挟圧力調整バルブ５８は、油圧調整手段として機能し、油路５６ａに送り出す油圧を、後述するＥＣＵ１０が要求した圧力に調整する。

挟圧力調整バルブ５８から送り出された作動油は、油路５６ａを介して変速比制御用切替バルブ５６へ導入される。変速比制御用切替バルブ５６は、複数の油路が形成され、バルブの位置を切り替えることにより、作動油の供給対象である第１油室５５０ｄ、または第２油室５５０ｅの切り替えを行う。この切り替えは、シリンダの内部に配置された図５−１から図５−３に示すバネ５６ｂの反発力とその内部に供給する空気や作動油等の流体の圧力との差分を調節することで行われる。前記流体の圧力の制御は、ＥＣＵ１０によって行われる。

変速比制御用切替バルブ５６は、例えば、バルブの位置を制御する圧力であるバルブ位置制御圧がバネ５６ｂの反発力よりも小さく設定されると、図５−１に示すように、第１油室５５０ｄに作動油を供給する。これにより、油圧モータ５５０は正回転する。また、変速比制御用切替バルブ５６は、例えば、バルブ位置制御圧がバネ５６ｂの反発力よりも大きく設定されると、図５−３に示すように、第２油室５５０ｅに作動油が供給される。これにより、油圧モータ５５０は逆回転する。

上記構成により、油圧モータ５５０は、プライマリ可動シーブ５３をプライマリシャフト５１の軸線方向に慴動させる。つまり、プライマリ可動シーブ５３を、プライマリ固定シーブ５２に対して接近、または遠離させる。これにより、図１に示すプライマリ溝８０ａとベルト８０との接触半径と、セカンダリ溝８０ｂとベルト８０との接触半径とが変化する。これにともなって変速比も変化する。

具体的には、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に対して接近すると、変速比は小さくなる。つまり、ベルト式無段変速機１１０から取り出される回転数は上昇し、ベルト式無段変速機１１０から取り出されるトルクは減少する。一方、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に対して遠離すると、変速比は大きくなる。つまり、ベルト式無段変速機１１０から取り出される回転数は減少し、ベルト式無段変速機１１０から取り出されるトルクは上昇する。

また、変速比制御用切替バルブ５６は、例えば、バルブ位置制御圧をバネ５６ｂの反発力とつり合うように設定し、切替弁を所定の位置に留めておくことにより、図５−３に示すように、第１油室５５０ｄ及び第２油室５５０ｅに同圧の作動油を供給する。これにより油圧モータ５５０の回転が停止する。油圧モータ５５０の回転を停止させることにより、ベルト式無段変速機１１０の変速比を固定できる。

なお、図１に示すように、セカンダリプーリ６０は、セカンダリ固定シーブ６２と、セカンダリ可動シーブ６３と、セカンダリ可動シーブ摺動機構６５と、セカンダリ溝８０ｂとを備える。上述したように、セカンダリプーリ６０はプライマリプーリ５０とほぼ同様の構成であり、セカンダリ固定シーブ６２はプライマリ固定シーブ５２と、セカンダリ可動シーブ６３はプライマリ可動シーブ５３と、セカンダリ可動シーブ摺動機構６５はプライマリ可動シーブ摺動機構５５と、セカンダリ溝８０ｂはプライマリ溝８０ａとそれぞれ対応する。次に、変速比制御装置１１について説明する。

図６は、本実施形態に係る無段変速機制御装置の構成を示す概念図である。ＥＣＵ１０は、内燃機関１２０、図４に示す変速比制御用切替バルブ５６、挟圧力調整バルブ５８、レギュレータバルブ５９などに電気的に接続され、これら内燃機関１２０、変速比制御用切替バルブ５６、挟圧力調整バルブ５８、レギュレータバルブ５９などの制御対象の動作を制御する。また、図１に示すプライマリシャフト回転数センサＤ０１、セカンダリシャフト回転数センサＤ０２、車速センサＤ０３、図４に示すアクセル開度センサＤ０４、その他にも内燃機関１２０の各検出手段類に電気的に接続され、これらの検出手段から各種の情報を取得する。なお、アクセル開度センサＤ０４は、車両の加速の要求及び車両の加速の要求量を判定する手段である。

ＥＣＵ１０は、例えば、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁などに電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ１０は、インジェクタの燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグの点火時期、電子スロットル弁の開度などを制御する。つまり、ＥＣＵ１０は、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁などを制御することにより、内燃機関１２０から取り出せるトルクを制御する。また、ＥＣＵ１０は、その他にも内燃機関１２０の各制御対象に電気的に接続され、前記各制御対象を制御する。

図６に示すように、変速比制御装置１１は、ＥＣＵ１０の中央演算部（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）Ｅｐに組み込まれて構成されている。ＥＣＵ１０は、中央演算部Ｅｐと、記憶部Ｅｍと、入力ポートＩＮｐ及び出力ポートＯＵＴｐと、入力インターフェースＩＦｉｎ及び出力インターフェースＩＦｏｕｔとから構成される。なお、ＥＣＵ１０とは別個に、本実施形態に係る変速比制御装置１１を用意し、これをＥＣＵ１０に接続してもよい。

変速比制御装置１１は、基本目標回転数演算部１２と、過渡変速用目標回転速度演算手段としての過渡変速用目標回転数演算部１３と、最終目標回転数設定部１４と、変速比制御手段としての変速比制御部１５と、情報取得部１６と、比較判定部１７とを含んで構成される。

基本目標回転数演算部１２は、プライマリシャフト５１の回転数の候補である基本目標回転速度としての基本目標回転数ＮＩＮｃを求める。過渡変速用目標回転数演算部１３は、車両の加速が要求された場合に、プライマリシャフト５１の回転数の候補である過渡変速用目標回転速度としての過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔを求める。最終目標回転数設定部１４は、最終的にプライマリシャフト５１が目標とする最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥを求める。

なお、基本目標回転数演算部１２は、車両１００に対する運転者の加速の要求の有無に関わらず基本目標回転数ＮＩＮｃを求める。つまり、基本目標回転数演算部１２は、車両１００に対する運転者の加速の要求がない場合、及び車両１００に対する運転者の加速の要求がある場合に、基本目標回転数ＮＩＮｃを求める。一方、過渡変速用目標回転数演算部１３は、車両の加速が要求され、過渡変速が要求された場合に、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔを求める。ここで、過渡変速要求とは、ベルト式無段変速機１１０のプライマリシャフト５１の回転数を比較的短時間の間に上昇させる要求のことである。

変速比制御部１５は、セカンダリシャフト６１の回転数が、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥとなるようにベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する。情報取得部１６は、図１に示すプライマリシャフト回転数センサＤ０１、セカンダリシャフト回転数センサＤ０２、車速センサＤ０３、図４に示すアクセル開度センサＤ０４、などの検出手段が検出した結果、後述する記憶部Ｅｍに格納された情報、機関制御部１８が有する情報、などを取得する。比較判定部１７は、各検出手段から得た数値や記憶部Ｅｍに格納された数値を比較する。

中央演算部Ｅｐには、上述の変速比制御装置１１以外に、機関制御部１８とが含まれる。機関制御部１８は、内燃機関１２０の運転制御を行う。中央演算部Ｅｐと、記憶部Ｅｍとは、バスＢｃとにより接続される。中央演算部Ｅｐと入力ポートＩＮｐとは、バスＢａとにより接続される。中央演算部Ｅｐと出力ポートＯＵＴｐとは、バスＢｂとにより接続される。

変速比制御装置１１の情報取得部１６は、機関制御部１８が有する内燃機関１２０の運転制御データを取得し、これを利用する。また、変速比制御装置１１は、この本実施形態に係るベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を、機関制御部１８があらかじめ備えている内燃機関１２０の運転制御ルーチンに割り込ませてもよい。

入力ポートＩＮｐには、入力インターフェースＩＦｉｎが接続されている。入力インターフェースＩＦｉｎには、図１に示すプライマリシャフト回転数センサＤ０１、セカンダリシャフト回転数センサＤ０２、車速センサＤ０３、図４に示すアクセル開度センサＤ０４、その他各種検出手段が接続されている。これらの各種検出手段から出力される信号は、入力インターフェースＩＦｉｎ内のアナログ／デジタルコンバータＡＤＣやディジタル入力バッファＤＩＢにより、中央演算部Ｅｐが利用できる信号に変換されて入力ポートＩＮｐへ送られる。これにより、中央演算部Ｅｐは、ベルト式無段変速機１１０の変速比の制御や、内燃機関１２０の制御に必要な情報を取得できる。

出力ポートＯＵＴｐには、出力インターフェースＩＦｏｕｔが接続されている。出力インターフェースＩＦｏｕｔには、プライマリ可動シーブ摺動機構５５、セカンダリ可動シーブ摺動機構６５、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁、その他内燃機関１２０における制御対象が接続されている。出力インターフェースＩＦｏｕｔは、制御回路ＩＦｏｕｔａ、制御回路ＩＦｏｕｔｂなどを備えており、中央演算部Ｅｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記検出手段からの出力信号に基づき、ＥＣＵ１０の中央演算部Ｅｐは、プライマリ可動シーブ摺動機構５５、セカンダリ可動シーブ摺動機構６５、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁を制御する、つまり、ベルト式無段変速機１１０の変速比及び内燃機関１２０の出力を制御する。換言すると、ＥＣＵ１０は、プライマリシャフト５１へ入力する回転数と、セカンダリシャフト６１から出力される回転数と、内燃機関１２０が出力するトルクとを制御する。

記憶部Ｅｍには、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を含むコンピュータプログラムや制御データマップが格納されている。記憶部Ｅｍは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。

上記コンピュータプログラムは、中央演算部Ｅｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を実現できるものであってもよい。また、この変速比制御装置１１は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、同等の機能を実現するものであってもよい。

図７は、本実施形態に係るベルト式無段変速機の変速比を制御する手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ１０１において過渡変速用目標回転数演算部１３は、制御手順の周回数をカウントするための変数であるカウンタＴを初期化する。つまりカウンタＴを０とする。次に、ステップＳＴ１０２において情報取得部１６は、アクセル開度センサＤ０４からアクセル開度ＰＡＰを取得する。加えて、情報取得部１６は、車速センサＤ０３から車速Ｃｖを取得する。なお、アクセル開度ＰＡＰと車速Ｃｖとはどちらを先に取得してもよい。

次にステップＳＴ１０３において基本目標回転数演算部１２は、アクセル開度ＰＡＰと車速Ｃｖとに基づいて基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃを求める。以下に基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃの算出方法を説明する。

図８は、本実施形態に係る基本目標駆動力を求めるためのマップである。図８に示すマップｍ０１において、横軸は車速を示し、縦軸は目標駆動力を示す。マップｍ０１は、各アクセル開度ＰＡＰにおける車速Ｃｖと基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃとの関係を記述したものである。なお、マップｍ０１は、記憶部Ｅｍに格納されている。情報取得部１６は、ＥＣＵ１０の記憶部Ｅｍからマップｍ０１を取得する。次に、基本目標回転数演算部１２は、情報取得部１６が取得したマップｍ０１に基づいて基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃを求める。なお、本実施形態では、基本目標回転数演算部１２はマップｍ０１を用いて基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃを求めたが、本実施形態はこれに限定されない。基本目標回転数演算部１２は、マップｍ０１に相当する数式に基づいて基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃを求めてもよい。

次に、図７に示すステップＳＴ１０４において基本目標回転数演算部１２は、基本目標出力ＰＯＷＥＲｃを求める。基本目標回転数演算部１２は、ステップＳＴ１０３で求めた基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃとステップＳＴ１０２で情報取得部１６が取得した車速Ｃｖとの乗算により基本目標出力ＰＯＷＥＲｃを求める。

なお、本実施形態ではステップＳＴ１０４で用いたＣｖを用いるが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ステップＳＴ１０４の直前に、車速センサＤ０３から車速Ｃｖを再度取得してもよい。次に、ステップＳＴ１０５において基本目標回転数演算部１２は、基本目標回転数ＮＩＮｃを求める。以下に基本目標回転数ＮＩＮｃの算出方法を説明する。

図９は、本実施形態に係る基本目標回転数を求めるためのマップ、図１０は、最良の燃費で機関を運転できる機関回転数と機関トルクとの関係を示すグラフである。なお、燃費とは、単位燃料量で車両１００が走行できる距離をいう。図９に示すマップｍ０２において横軸は目標出力を示し、縦軸は目標回転数を示す。マップｍ０２は、各基本目標出力ＰＯＷＥＲｃに基づいて基本目標回転数ＮＩＮｃを記述したものである。ここで、マップｍ０２は、図１０に示す燃費最適線から導き出される。

図１０に示すグラフにおいて、横軸は内燃機関１２０のクランクシャフト１２１の回転数、つまり機関回転数を示し、縦軸は内燃機関１２０のクランクシャフト１２１のトルクを示す。燃費最適線は、最良の燃費で機関を運転できる機関回転数と機関トルクとの関係を示す線である。また、ＷＯＴ（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｏｒｑｕｅ）は、内燃機関１２０の電子スロットル弁を境に、吸気流れの上流側の空気圧と、吸気流れの下流側の空気圧との比が１に近い状態の内燃機関１２０の機関トルクを示す線である。

なお、マップｍ０２は、記憶部Ｅｍに格納されている。よって、情報取得部１６は、記憶部Ｅｍからマップｍ０２を取得する。次に、基本目標回転数演算部１２は、情報取得部１６が取得したマップｍ０２に基づいて基本目標回転数ＮＩＮｃを求める。なお、本実施形態では、基本目標回転数演算部１２はマップｍ０２を用いて基本目標回転数ＮＩＮｃを求めたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、基本目標回転数演算部１２は、マップｍ０２に相当する数式に基づいて基本目標回転数ＮＩＮｃを求めてもよい。

次に、図７に示すステップＳＴ１０６において比較判定部１７は、車両１００の加速の要求の有無を判定する。なお、以下、車両１００に対する運転者の加速の要求が有る場合を「加速要求あり」といい、車両１００に対する運転者の加速の要求がない場合を「加速要求なし」という。具体的には、記憶部Ｅｍに格納された所定値αを情報取得部１６が取得し、ステップＳＴ１０２でアクセル開度センサＤ０４から取得したアクセル開度ＰＡＰと所定値αとを比較する。なお、所定値αは、アクセル開度ＰＡＰがその値よりも大きいとき、加速要求ありと判定できる値である。なお、所定値αは、例えばアクセル開度が全開である場合を１００％とするときの２０％である。

なお、本実施形態ではステップＳＴ１０６で用いるアクセル開度ＰＡＰとして、ステップＳＴ１０２で取得したアクセル開度ＰＡＰを用いたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ステップＳＴ１０６の直前に情報取得部１６が再度アクセル開度ＰＡＰをアクセル開度センサＤ０４から取得し、このアクセル開度ＰＡＰと所定値αとを比較してもよい。また、本実施形態ではアクセル開度ＰＡＰに基づいて加速要求の有無を判定したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、単位時間あたりのアクセル開度ＰＡＰの変化量、つまりアクセル開速度に基づいて加速要求の有無を判定してもよい。

ステップＳＴ１０６で、アクセル開度ＰＡＰが所定値αよりも大きい、つまり加速要求ありと判定されると（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、次に、ステップＳＴ１０７において比較判定部１７は、車両１００に対する運転者の過渡変速の要求の有無を判定する。なお、以下、車両１００に対する運転者の過渡変速の要求が有る場合を「過渡変速要求あり」といい、車両１００に対する運転者の過渡変速の要求がない場合を「過渡変速要求なし」という。

具体的には、記憶部Ｅｍに格納された所定値βを情報取得部１６が取得し、ステップＳＴ１０２でアクセル開度センサＤ０４から取得したアクセル開度ＰＡＰと所定値βとを比較する。なお、所定値βは、アクセル開度ＰＡＰがその値よりも大きいとき、過渡変速要求ありと判定できる値である。つまり、過渡変速要求とは、加速要求を判定するために用いられるアクセル開度である所定値αよりもさらに大きい所定値βを超えて、車両を運転する運転者がアクセルを踏み込んだ状態をいう。

なお、本実施形態ではアクセル開度ＰＡＰに基づいて過渡変速要求の有無を判定したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、単位時間あたりのアクセル開度ＰＡＰの変化量、つまりアクセル開速度に基づいて過渡変速要求の有無を判定してもよい。

ステップＳＴ１０７で、過渡変速要求ありと判定されると（ステップＳＴ１０７、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０８において情報取得部１６は、プライマリシャフト回転数センサＤ０１から実入力回転数ＮＩＮを取得する。実入力回転数ＮＩＮは、プライマリシャフト５１の実際の回転数である。

次に、過渡変速用目標回転数演算部１３は、カウンタ変数としてのカウンタＴに１を加算して新たなカウンタＴとする。なお、過渡変速要求あり（ステップＳＴ１０７、Ｙｅｓ）と最初に判定された時、カウンタＴは０である。つまり、ステップＳＴ１０７で最初に過渡変速要求ありと判定されてステップＳＴ１０９に至った場合、ステップＳＴ１０９でカウンタＴに１が加算されて、カウンタＴは１となる。

次に、過渡変速用目標回転数演算部１３は、カウンタＴが１であるか否かを判定する。ステップＳＴ１１０で、カウンタＴが１であると判定されると（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、過渡変速用目標回転数演算部１３はステップＳＴ１１１を実行する。また、ステップＳＴ１１０で、カウンタＴが１ではないと判定されると（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）、過渡変速用目標回転数演算部１３はステップＳＴ１１５を実行する。つまり、ステップＳＴ１０９及びステップＳＴ１１０は、変速比制御装置１１の制御処理手順において、最初に過渡変速要求ありと判定されたか否かを判定する工程である。

図１１は、アクセル開度の変化にともなう各目標回転数を示す図である。なお、図１１の横軸は時間の経過を示し、縦軸はプライマリシャフト５１の回転数とアクセル開度ＰＡＰの大きさを示す。また、図１１において、アクセル開度ＰＡＰが所定値β以下の領域を領域ＡＲ０１とする。また、アクセル開度ＰＡＰが所定値β以上であって、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが一定の領域を領域ＡＲ０２とする。

また、図１１において、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが単位時間あたりに一定の変化量で増加する領域であって、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが基本目標回転数ＮＩＮｃ以下の領域を領域ＡＲ０３とする。なお、以下単位時間あたりの変化量を勾配という。さらに、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが一定の勾配で増加する領域であって、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが基本目標回転数ＮＩＮｃよりも大きい領域を領域ＡＲ０４とする。

なお、図１１中の破線は、実入力回転数ＮＩＮを示す。実入力回転数ＮＩＮは、通常、プライマリシャフト５１の目標回転数よりも低速回転であり、プライマリシャフト５１の実入力回転数ＮＩＮは次第に目標回転数に近づく。

ここで、図７に示すステップＳＴ１１０で、カウンタＴが１であると判定されると（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１１において過渡変速用目標回転数演算部１３は、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａを求める。初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａとは、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔの一部であり、図１１の領域ＡＲ０２に示す過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔのことをいう。このように、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａは、勾配が水平、つまり単位時間あたりの変化量が０である。

図１１の領域ＡＲ０２のアクセル開度ＰＡＰが示すように、運転者が車両１００に対して通常よりも強い加速を求め、アクセルペダルを踏み込むと、過渡変速用目標回転数演算部１３は、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａをステップ的に上昇させる。以下に初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａの求め方を説明する。

過渡変速用目標回転数演算部１３は、ステップＳＴ１０５で基本目標回転数演算部１２が算出した基本目標回転数ＮＩＮｃと、ステップＳＴ１０８で情報取得部１６が算出した初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａとの偏差に基づいて初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａを求める。本実施形態に係る変速比制御装置１１は、具体的には、初回過渡用目標回転数＝（基本目標回転数ＮＩＮｃ−実入力回転数ＮＩＮ）ｘ０．４＋実入力回転数ＮＩＮにより求める。

なお、本実施形態では、基本目標回転数ＮＩＮｃと、実入力回転数ＮＩＮの偏差に０．４を乗算したが、基本目標回転数ＮＩＮｃと、実入力回転数ＮＩＮの偏差に乗算する数値は、０．４に限定されない。例えば、０．４より大きい０．７を前記偏差に乗算することにより、より早く実入力回転数ＮＩＮは上昇する。

なお、目標回転数のステップ的な上昇に上限を設けてもよい。例えば、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が所定値以上となった場合は、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が所定値未満となる範囲で初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａを設定してもよい。これにより、ベルト式無段変速機１１０に過剰な負荷がかかるのを抑制し、ベルト式無段変速機１１０を安全に運転できる。

次に、図７に示すステップＳＴ１１２において最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａを代入する。続いて、ステップＳＴ１１３において変速比制御部１５は、プライマリ可動シーブ摺動機構５５及びセカンダリ可動シーブ摺動機構６５を制御し、プライマリシャフト５１の回転数が最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥとなるようにベルト式無段変速機１１０の変速比を変更する。

次に、ステップＳＴ１１４において機関制御部１８は、セカンダリシャフト６１のトルクが、ステップＳＴ１０３で基本目標回転数演算部１２が求めた基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃとなるように内燃機関１２０の出力を制御する。具体的には、機関制御部１８は、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁を制御して内燃機関１２０から取り出される出力を制御する。

上記ステップＳＴ１０１からステップＳＴ１１４までが変速比制御装置１１の制御手順における初回ターンになる。ステップＳＴ１１４まで終了すると、変速比制御装置１１の制御手順はステップＳＴ１０２へ戻る。以下に変速比制御装置１１の制御手順における２ターン目を説明する。なお、ステップＳＴ１０２からステップＳＴ１０８までの説明は、上記制御手順と同様のため省略する。

２ターン目のステップＳＴ１０９において過渡変速用目標回転数演算部１３は、現在のカウンタＴに１を加算する。この時、カウンタＴには１ターン目で加算された１が残っているため、ステップＳＴ１０９でカウンタＴは２になる。

次に、ステップＳＴ１１０において比較判定部１７は、カウンタＴが１であるか否かを判定する。この時、カウンタＴは２であるため、比較判定部１７によりカウンタＴは１ではないと判定される（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）。なお、ステップＳＴ１１０で、カウンタＴが１であると判定される（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）場合は、初回ターンのみである。

ステップＳＴ１１０で、カウンタＴが１ではないと判定されると（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）、ステップＳＴ１１５において比較判定部１７は、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、所定値γよりも大きいか否かを判定する。所定値γは、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差がその値以下であった場合、実入力回転数ＮＩＮが初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａに追いついたと判断できる値である。つまり、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、所定値γより大きい場合は、実入力回転数ＮＩＮが初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａに追いついていないと比較判定部１７は判定する。

ステップＳＴ１１５において、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、所定値γより大きいと判定されると（ステップＳＴ１１５、Ｙｅｓ）、最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａを代入する。続いて、変速比制御部１５はステップＳＴ１１３を実行し、機関制御部１８はステップＳＴ１１４を実行する。

変速比制御装置１１は、ステップＳＴ１１５において比較判定部１７によって初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、所定値γ以下であると判定されるまで（ステップＳＴ１１５、ＮＯ）上記ステップＳＴ１０２からステップＳＴ１１４を繰り返し実行する。

次に、図１１に示す領域ＡＲ０３における変速比制御装置１１の制御手順を説明する。図７に示すステップＳＴ１１５において、初回過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔａと実入力回転数ＮＩＮとの偏差が、所定値γ以下であると判定されると（ステップＳＴ１１５、ＮＯ）、ステップＳＴ１１６において過渡変速用目標回転数演算部１３は、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂを求める。なお、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂは、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔの一部である。

過渡変速用目標回転数演算部１３は、前回（前ターン）の最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに所定値δを加算することにより過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂを求める。つまり、図１１の領域ＡＲ０３に示す過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂは、単位時間あたり所定値δで増加する。

なお、所定値δが大きいほどプライマリシャフト５１の実入力回転数はより早く増加する。ここで、プライマリシャフト５１の実入力回転数がより早く増加すると、内燃機関１２０の機関回転数もより早く増加する。内燃機関１２０の機関回転数が増加すると、内燃機関１２０が発するエンジン音も増加する。よって、車両の運転者は、車両が加速するイメージを得ることができる。

次に、ステップＳＴ１１７において比較判定部１７は、ステップＳＴ１１６で求めた過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂがステップＳＴ１０５で求めた基本目標回転数ＮＩＮｃよりも大きいか否かを判定する。図１１の領域ＡＲ０３に示す過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂは、基本目標回転数ＮＩＮｃ以下である。よって、以下にステップＳＴ１１７において、比較判定部１７が、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂが基本目標回転数ＮＩＮｃ以下であると判定した場合の変速比制御装置１１の制御手順を説明する。

過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂが基本目標回転数ＮＩＮｃ以下であると判定されると（ステップＳＴ１１７、Ｎｏ）、ステップＳＴ１１８において最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂを代入する。続いて、変速比制御部１５はステップＳＴ１１３を実行し、機関制御部１８はステップＳＴ１１４を実行する。

変速比制御装置１１は、ステップＳＴ１１７において比較判定部１７によって、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂが基本目標回転数ＮＩＮｃよりも大きいと判定されるまで（ステップＳＴ１１７、Ｙｅｓ）上記ステップＳＴ１０２からステップＳＴ１１８までを繰り返し実行する。次に、図１１の領域ＡＲ０４に示す過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔについて説明する。

図１２は、各アクセル開度における車速と駆動力との関係を示すマップである。図１２に示すマップｍ０３において、横軸は車速を示し、縦軸は駆動力を示す。図７に示すステップＳＴ１１７において比較判定部１７によって、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｂが基本目標回転数ＮＩＮｃよりも大きいと判定されると（ステップＳＴ１１７、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１９において過渡変速用目標回転数演算部１３は、図１２に示すマップｍ０３を用いて過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを求める。

図１２の細線はステップＳＴ１０３で基本目標回転数演算部１２が求めた基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃを示す。また、図１２の太線はステップＳＴ１１９で過渡変速用目標回転数演算部１３が求める過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを示す。

過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔは領域ＡＲ０４内において基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃよりも大きく設定される。また、過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔの単位時間あたりの変化量は０か、もしくは所定値εで過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔは次第に低下する。ここで、本実施形態ではアクセル開度ＰＡＰに基づいて過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔの単位時間あたりの変化量を異ならせている。具体的には、アクセル開度ＰＡＰが大きいほど所定値εを相対的に小さく設定し、アクセル開度ＰＡＰが小さいほど所定値εを相対的に大きく設定する。例えば、アクセル開度ＰＡＰが１００％の時は、過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔの単位時間あたりの変化量を０に設定する。つまり、過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを一定に保つ。

なお、マップｍ０３は、記憶部Ｅｍに格納されている。情報取得部１６は、ＥＣＵ１０の記憶部Ｅｍからマップｍ０３を取得する。次に、過渡変速用目標回転数演算部１３は、情報取得部１６が取得したマップｍ０３に基づいて過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを求める。なお、本実施形態では、過渡変速用目標回転数演算部１３はマップｍ０３を用いて過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを求めたが、本実施形態はこれに限定されない。過渡変速用目標回転数演算部１３は、マップｍ０１に相当する数式に基づいて過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔを求めてもよい。

次に、図７に示すステップＳＴ１２０において過渡変速用目標回転数演算部１３は、過渡変速用目標出力ＰＯＷＥＲｔを求める。過渡変速用目標回転数演算部１３は、ステップＳＴ１１９で過渡変速用目標回転数演算部１３が求めた過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔとステップＳＴ１０２で情報取得部１６が取得した車速Ｃｖとの乗算により過渡変速用目標出力ＰＯＷＥＲｔを求める。

なお、本実施形態ではステップＳＴ１２０で用いた車速Ｃｖは、ステップＳＴ１０２で求めた車速Ｃｖを用いるが、本実施形態はこれに限定されない。ステップＳＴ１２０の直前に、車速センサＤ０３から車速Ｃｖを再度取得してもよい。次に、ステップＳＴ１２１において過渡変速用目標回転数演算部１３は、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを求める。なお、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃは過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔの一部である。過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃの演算方法は、基本目標回転数ＮＩＮｃとほぼ同様である。つまり、図９と同様に、燃費最適線に基づく過渡変速用目標出力ＰＯＷＥＲｔと過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃとの関係を記述したマップを用意し、そのマップに基づいて過渡変速用目標回転数演算部１３が過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを求める。

なお、本実施形態では、過渡変速用目標回転数演算部１３は図９に示すマップｍ０２と同様のマップを用いて過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを求めたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、過渡変速用目標回転数演算部１３は、マップｍ０２と同様のマップに相当する数式に基づいて過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを求めてもよい。

次に、ステップＳＴ１２２において最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを代入する。続いて、変速比制御部１５はステップＳＴ１１３を実行し、機関制御部１８はステップＳＴ１１４を実行する。変速比制御装置１１は、ステップＳＴ１０６で比較判定部１７によってアクセル開度ＰＡＰが所定値α以下と判定される（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ）、またはステップＳＴ１０７で比較判定部１７によってアクセル開度ＰＡＰが所定値β以下と判定される（ステップＳＴ１０７、Ｎｏ）まで、上記ステップＳＴ１０２からステップＳＴ１２２までを繰り返し実行する。

ステップＳＴ１０６で比較判定部１７によってアクセル開度ＰＡＰが所定値α以下と判定される（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ）、つまり加速要求なしと判定されると、ステップＳＴ１２３において最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに基本目標回転数ＮＩＮｃを代入する。

続いて、変速比制御部１５はステップＳＴ１１３を実行し、機関制御部１８はステップＳＴ１１４を実行して変速比制御装置１１の制御手順を終了する。また、ステップＳＴ１０７で比較判定部１７によってアクセル開度ＰＡＰが所定値β以下と判定されると（ステップＳＴ１０７、Ｎｏ）、つまり過渡変速要求なしと判定されると、ステップＳＴ１２３において最終目標回転数設定部１４は、最終目標回転数ＮＩＮＬＩＮＥに基本目標回転数ＮＩＮｃを代入する。続いて、変速比制御部１５はステップＳＴ１１３を実行し、機関制御部１８はステップＳＴ１１４を実行して変速比制御装置１１の制御手順を終了する。

図１３は、本実施形態に係る内燃機関の動作特性を示す図である。上記のように構成した変速比制御装置１１によって制御されるベルト式無段変速機１１０を備える車両１００の内燃機関１２０の動作特性を、図１３を用いて説明する。図１３において、横軸は機関回転数を示し、縦軸は機関トルクを示す。また、本実施形態に係る内燃機関１２０の動作特性を太い実線矢印で示す。なお、図１３中のＯ点は、図１１及び図１２中のＯ点と対応する。また、図１３中のＡ点は、図１１及び図１２中のＡ点と対応する。

図１３のＯ点で図１１に示すようにアクセル開度ＰＡＰが所定値βを超える。ここで、図１２に示すように、内燃機関１２０の目標駆動力は比較的高く設定されている。よって、図１３に示すように内燃機関１２０の機関トルクは、まず燃費最適線を外れＷＯＴでのトルクに達するまで上昇する。次に、内燃機関１２０の機関トルクはＷＯＴ線に沿うと共に、内燃機関１２０の機関回転数が増加する。なお、上記した内燃機関１２０の動作特性は、図１１に示す領域ＡＲ０２内での内燃機関１２０の動作特性である。

この時、内燃機関１２０は、ＷＯＴでのトルクを目標としている。よって、内燃機関１２０を搭載する車両は加速する。これにより車両を運転する運転者は、車両から加速感を得ることができる。

次に、プライマリシャフト５１の実入力回転数ＮＩＮが、図１１に示す領域ＡＲ０３に達すると、内燃機関１２０の機関トルクは、ＷＯＴ線から次第に低下しはじめ、燃費最適線に接近する。つまり、内燃機関１２０の機関トルクは図１３のＡ点に至る。

この時、内燃機関１２０の機関トルクは、燃費最適線でのトルクに次第に接近する。これにより、内燃機関１２０の単位燃料量で走行できる距離の低下が抑制できる。また、図１１に示すように、プライマリシャフト５１の回転数は所定勾配で増加する。つまり、内燃機関１２０の機関回転数が増加する。内燃機関１２０の機関回転数の増加にともなって、内燃機関１２０が発するエンジン音も増加する。これにより、車両１００の運転者は、車両１００が加速するイメージを得ることができる。よって、車両１００の加速中に運転者が加速感を得られると共に、車両１００の単位燃料量で走行できる距離の低下を抑制できる。

次に、プライマリシャフト５１の実入力回転数ＮＩＮが、図１１に示す領域ＡＲ０４に達すると、内燃機関１２０の機関トルクは図１３に示すように燃費最適線に沿うと共に、内燃機関１２０の機関回転数が増加する。

ここで、領域ＡＲ０４では、本実施形態に係る変速比制御装置１１は、燃費最適線に基づいて過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃを求めている。よって、内燃機関１２０の単位燃料量で走行できる距離の低下がさらに抑制できる。また、この時、図１１に示すように、プライマリシャフト５１の回転数は増加する。つまり、内燃機関１２０の機関回転数が増加する。内燃機関１２０の機関回転数が増加すると、内燃機関１２０が発するエンジン音も増加する。これにより、車両１００の運転者は、を、車両１００が加速するイメージを得ることができる。

以上、本実施形態に係る変速比制御装置１１は、車両１００に対して急激な加速の要求である過渡変速要求がある場合に内燃機関１２０からの回転が入力されるプライマリシャフト５１の回転速度の候補としての過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔを求める過渡変速用目標回転数演算部１３と、車両１００に対して急激な加速の要求がある場合におけるプライマリシャフト５１の回転速度を過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔになるようにプライマリシャフト５１の回転速度とプライマリシャフト５１からの回転が伝達されるセカンダリシャフト６１の回転速度との比である変速比を制御する変速比制御部１５と、を備え、過渡変速用目標回転数演算部１３は、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔが車両１００が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転数ＮＩＮｃよりも大きい場合に、車両１００が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔを求める。

また、本実施形態に係る変速比制御装置１１の過渡変速用目標回転数演算部１３は、過渡変速要求が判定されると、まず過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔをステップ的に増加させ、過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔとプライマリシャフト５１の実際の回転速度である実入力回転数ＮＩＮとの差が所定値以下に達すると、単位時間あたりに所定の変化量で過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔを増加させる。

上記構成により、図１１に示す領域ＡＲ０２では、高い目標駆動力と高い目標回転数とが設定されるので、車両１００の運転者は車両１００から強い加速感を得ることができる。また、領域ＡＲ０２では、プライマリシャフト５１の目標回転数が所定勾配で増加するので、車両１００の加速中における運転者の違和感を抑制できる。また、領域ＡＲ０４では、図１２に示すように、過渡変速用目標駆動力ＦＯＲＣＥｔの単位時間あたりの低下量が基本目標駆動力ＦＯＲＣＥｃの単位時間あたりの低下量よりも小さく設定される。さらに、領域ＡＲ０４における過渡変速用目標回転数ＮＩＮｔｃは、燃費最適線に基づいて求められる。よって、車両１００の運転者は車両１００から加速感を得ると共に、車両１００の単位燃料量で走行できる距離の低下を抑制できる。

以上のように、本発明に係る変速比制御装置及び無段変速機は、無段変速機の変速比を制御するのに有用であり、特に、加速中の運転者の違和感を抑制できる変速比の制御に適している。

本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。 本実施形態に係るベルト式無段変速機のプライマリプーリ側の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る油圧モータを図２に示すＸ−Ｘ線から見た断面図である。 本実施形態のベルト式無段変速機における油圧回路構成を説明する模式図である。 本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第１油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。 本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第１及び第２の油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。 本実施形態に係る変速比制御用切替バルブの動作を説明する模式図であって、第２油室に油圧を供給する場合のバルブ位置を示す図である。 本実施形態に係る無段変速機制御装置の構成を示す概念図である。 本実施形態に係るベルト式無段変速機の変速比を制御する手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る基本目標駆動力を求めるためのマップである。 本実施形態に係る基本目標回転数を求めるためのマップである。 最良の燃費で機関を運転できる機関回転数と機関トルクとの関係を示すグラフである。 アクセル開度の変化にともなう各目標回転数を示す図である。 各アクセル開度における車速と駆動力との関係を示すマップである。 本実施形態に係る内燃機関の動作特性を示す図である。

符号の説明

１０ ＥＣＵ
１１ 変速比制御装置
１２ 基本目標回転数演算部
１３ 過渡変速用目標回転数演算部
１４ 最終目標回転数設定部
１５ 変速比制御部
１６ 情報取得部
１７ 比較判定部
１８ 機関制御部
５０ プライマリプーリ
５１ プライマリシャフト
５１ｂ、５１ｃ 油路
５２ プライマリ固定シーブ
５３ プライマリ可動シーブ
５４ スプライン
５５ プライマリ可動シーブ摺動機構
５６ 変速比制御用切替バルブ
５６ａ 油路
５６ｂ バネ
５８ 挟圧力調整バルブ
５８ａ 油路
５９ レギュレータバルブ
５９ａ 油路
６０ セカンダリプーリ
６１ セカンダリシャフト
６２ セカンダリ固定シーブ
６３ セカンダリ可動シーブ
６５ セカンダリ可動シーブ摺動機構
８０ ベルト
８０ａ プライマリ溝
８０ｂ セカンダリ溝
８１、８２、８３、８４ 軸受
９４ ファイナルドライブピニオン
１００ 車両
１１０ ベルト式無段変速機
１２０ 内燃機関
１２１ クランクシャフト
１３０ トルクコンバータ
１３１ インプットシャフト
１４０ 前後進切換機構
１５０ 減速装置
１５１ ファイナルドライブピニオン
１６０ 差動装置
１６１ リングギア
１７０ ドライブシャフト
１８０ 車輪
５５０ 油圧モータ
５５０ａ モータシャフト
５５０ｂ モータケース
５５０ｃ 軸受
５５０ｄ 第１油室
５５０ｅ 第２油室
５５１ 運動方向変換機構
５５１ａ 第１運動方向変換機構構成部
５５１ｂ 第２運動方向変換機構構成部
５５１ｃ スプライン
ＡＤＣ アナログ／デジタルコンバータ
ＡＲ０１、ＡＲ０２、ＡＲ０３、ＡＲ０４ 領域
Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ バス
Ｃｖ 車速
Ｄ０１ プライマリシャフト回転数センサ
Ｄ０２ セカンダリシャフト回転数センサ
Ｄ０３ 車速センサ
Ｄ０４ アクセル開度センサ
ＤＩＢ ディジタル入力バッファ
Ｅｍ 記憶部
Ｅｐ 中央演算部
ＦＯＲＣＥｃ 基本目標駆動力
ＦＯＲＣＥｔ 過渡変速用目標駆動力
ＩＦｉｎ 入力インターフェース
ＩＦｏｕｔ 出力インターフェース
ＩＦｏｕｔａ、ＩＦｏｕｔｂ 制御回路
ＩＮｐ 入力ポート
ＮＩＮ 実入力回転数
ＮＩＮｃ 基本目標回転数
ＮＩＮＬＩＮＥ 最終目標回転数
ＮＩＮｔ 過渡変速用目標回転数
ＮＩＮｔａ 初回過渡変速用目標回転数
ＮＩＮｔｂ 過渡変速用目標回転数
ＮＩＮｔｃ 過渡変速用目標回転数
ＯＰ オイルポンプ
ＯＴ オイルタンク
ＯＵＴｐ 出力ポート
ＰＡＰ アクセル開度
ＰＡＰ 再度アクセル開度
ＰＯＷＥＲｃ 基本目標出力
ＰＯＷＥＲｔ 過渡変速用目標出力
Ｔ カウンタ
α、β、γ、δ、ε 所定値

Claims (3)

1. 車両に対して急激な加速の要求である過渡変速要求がある場合に、動力発生手段からの回転が入力される入力軸の回転速度の候補としての過渡変速用目標回転速度を求める過渡変速用目標回転速度演算手段と、
   前記過渡変速要求がある場合における前記入力軸の回転速度が前記過渡変速用目標回転速度になるように、前記入力軸の回転速度と前記入力軸からの前記回転が伝達される出力軸の回転速度との比である変速比を制御する変速比制御手段と、
   を備え、
   前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、
   前記過渡変速用目標回転速度が前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度よりも大きい場合に、前記車両が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて前記過渡変速用目標回転速度を求め、
   前記過渡変速要求が判定されると、まず前記過渡変速用目標回転速度をステップ的に増加させ、前記過渡変速用目標回転速度と前記入力軸の実際の回転速度である実入力回転速度との差が所定値以下に達すると、単位時間あたりに所定の変化量で前記過渡変速用目標回転速度を増加させ、
   前記基本目標回転速度と前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達したときの前記車両が目標とする駆動力の車速の増加にともなう変化量を、前記車両のアクセル開度が大きいほどより小さく設定することを特徴とする変速比制御装置。
2. 前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度と、前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達すると、前記車両が目標とする駆動力を一定に設定することを特徴とする請求項１に記載の変速比制御装置。
3. 動力発生手段からの回転が入力される入力軸と、
   前記入力軸からの前記回転が伝達される出力軸と、
   車両に対して急激な加速の要求である過渡変速要求がある場合に前記入力軸の回転速度の候補としての過渡変速用目標回転速度を求める過渡変速用目標回転速度演算手段と、
   前記過渡変速要求がある場合における前記入力軸の回転速度が前記過渡変速用目標回転速度になるように前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との比である変速比を制御する変速比制御手段と、
   を備え、
   前記過渡変速用目標回転速度演算手段は、
   前記過渡変速用目標回転速度が前記車両が目標とする出力を最小燃費で実現する基本目標回転速度よりも大きい場合に、前記車両が目標とする出力と燃費最適線とに基づいて前記過渡変速用目標回転速度を求め、
   前記過渡変速要求が判定されると、まず前記過渡変速用目標回転速度をステップ的に増加させ、前記過渡変速用目標回転速度と前記入力軸の実際の回転速度である実入力回転速度との差が所定値以下に達すると、単位時間あたりに所定の変化量で前記過渡変速用目標回転速度を増加させ、
   前記基本目標回転速度と前記過渡変速用目標回転速度との差が所定値以下に達したときの前記車両が目標とする駆動力の車速の増加にともなう変化量を、前記車両のアクセル開度が大きいほどより小さく設定することを特徴とする無段変速機。

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