JP5072811B2

JP5072811B2 - 複数の伝達経路を有する変速機及びその制御方法

Info

Publication number: JP5072811B2
Application number: JP2008314226A
Authority: JP
Inventors: 信行米山
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: JP2010138961A

Description

本発明は、複数の伝達経路を有する変速機に関し、特に、無段変速経路と直結駆動経路とを並列に有する変速機に関する。

変速機の中には、変速比を無段階に変更する無段変速機構と変速比固定の直結駆動機構とを備えたものがある。このような変速機を備えた車両では、高速走行時に、エンジンからの回転駆動力を出力軸に伝達する経路を、無段変速機構を経由する経路（以下、「無段変速経路」という。）から直結駆動機構を経由する経路（以下、「直結駆動経路」という。）に切り換えることで、よりＨｉｇｈ側の変速比での走行を可能にするとともに無段変速機構におけるフリクションを低減し、車両の燃費性能を向上させることができる。

特許文献１は、このような変速機を備えた車両において、直結駆動経路を用いて走行している間、無段変速機構の変速比を、そのときの車速でスロットル開度を全開したときに到達しうる最大変速比に予め制御しておく技術を開示している。この制御によれば、キックダウンにより伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられるとき、無段変速機構の変速比をほとんど変化させる必要がなく、キックダウンの応答性を向上させることができる。
特開昭６２−２２０７５５号公報

しかしながら、特許文献１の技術によればキックダウンの応答性を向上させることはできるが、キックダウン以外の要因で伝達経路が切り換えられる場合の切換え応答性が悪いという問題があった。

例えば、運転者がゆっくりとアクセルペダルを踏み込んだことにより、あるいは、車速が低下したことにより、伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられる場合は、無段変速機構の変速比を最大変速比からそのときの走行状態に応じて決まる変速比（最Ｈｉｇｈ変速比近傍の変速比）まで変更する必要があり、無段変速機構の変速に時間を要し、伝達経路を速やかに切り換えることができない。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、無段変速経路と直結駆動経路を並列に有する変速機において伝達経路の切換え応答性を向上させることを目的とする。

本発明のある態様によれば、原動機を備えた車両に搭載され、前記原動機から入力される回転駆動力を変速して出力軸に伝達する伝達経路として、変速比を無段階に変更する無段変速機構を経由する無段変速経路と、変速比固定の直結駆動機構を経由する直結駆動経路と、を並列に有し、切換え機構により前記伝達経路を切り換える変速機であって、前記車両の現在の走行状態（以下、「実走行状態」という。）に基づいて前記伝達経路の切換えを判断し、該判断に基づき前記切換え機構を制御する切換え制御手段と、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づいて前記無段変速機構の目標変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記目標変速比に制御する無段変速機構変速制御手段と、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え制御手段により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えられることが予定されている前記車両の走行状態（以下、「切換え予定走行状態」という。）に基づき前記無段変速機構の待機変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記待機変速比に制御する待機中変速制御手段と、を備え、前記切換え予定走行状態が、現在の車速で前記切換え制御手段により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えることが予定されている前記車両の走行状態であり、前記走行状態が、車速と前記原動機のスロットル開度とで定義される走行状態であり、前記走行状態と前記無段変速機構の目標変速比との関係を規定する変速マップを記憶する変速マップ記憶手段と、前記走行状態に基づき前記無段変速経路と前記直結駆動経路とのいずれを用いるかを規定する切換えマップを記憶する切換えマップ記憶手段と、をさらに備え、前記切換え制御手段が、前記実走行状態に基づき前記切換えマップを参照することで前記伝達経路との切換えを判断し、前記無段変速機構変速制御手段が、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づき前記変速マップを参照することで前記目標変速比を設定し、前記待機中変速制御手段が、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え予定走行状態を、現在の車速と、前記切換えマップにより現在の車速で前記直結駆動経路から前記無段変速経路への切換えが予定されているスロットル開度とで定義し、前記切換え予定走行状態に基づき前記変速マップを参照して前記待機変速比を設定する、ことを特徴とする変速機が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、原動機を備えた車両に搭載され、前記原動機から入力される回転駆動力を変速して出力軸に伝達する伝達経路として、変速比を無段階に変更する無段変速機構を経由する無段変速経路と、変速比固定の直結駆動機構を経由する直結駆動経路と、を並列に有し、切換え機構により前記伝達経路を切り換える変速機の制御方法であって、前記車両の現在の走行状態（以下、「実走行状態」という。）に基づいて前記伝達経路の切換えを判断し、該判断に基づき前記切換え機構を制御する切換え制御手順と、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づいて前記無段変速機構の目標変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記目標変速比に制御する無段変速機構変速制御手順と、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え制御手順により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えられることが予定されている前記車両の走行状態に基づき前記無段変速機構の待機変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記待機変速比に制御する待機中変速制御手順と、を含み、前記切換え予定走行状態が、現在の車速で前記切換え制御手順により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えることが予定されている前記車両の走行状態であり、前記走行状態が、車速と前記原動機のスロットル開度とで定義される走行状態であり、前記走行状態と前記無段変速機構の目標変速比との関係を規定する変速マップを記憶する変速マップ記憶手順と、前記走行状態に基づき前記無段変速経路と前記直結駆動経路とのいずれを用いるかを規定する切換えマップを記憶する切換えマップ記憶手順と、をさらに含み、前記切換え制御手順が、前記実走行状態に基づき前記切換えマップを参照することで前記伝達経路との切換えを判断し、前記無段変速機構変速制御手順が、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づき前記変速マップを参照することで前記目標変速比を設定し、前記待機中変速制御手順が、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え予定走行状態を、現在の車速と、前記切換えマップにより現在の車速で前記直結駆動経路から前記無段変速経路への切換えが予定されているスロットル開度とで定義し、前記切換え予定走行状態に基づき前記変速マップを参照して前記待機変速比を設定する、ことを特徴とする変速機の制御方法、が提供される。

これらの態様よれば、直結駆動経路が用いられている間、無段変速機構の変速比が、伝達経路の切換えが予定されている車両の走行状態に対応する待機変速比に予め制御されているので、伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられるときの無段変速機構の変速比の変更量が少なくなり、伝達経路の切換え応答性を向上することができる。

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、以下の説明では変速比を、伝達機構の入力側回転速度を当該機構の出力側回転速度で割った値と定義し、変速比大側を「Ｌｏｗ側」、変速比小側を「Ｈｉｇｈ側」と表現する。

図１は本発明の実施形態に係る変速機１００の概略構成図である。この変速機１００は原動機としてエンジン２００を備えた車両に搭載される。変速機１００は、入力軸１０１に入力されるエンジン２００からの回転駆動力を変速し出力軸１０２に伝達する。出力軸１０２に伝達された回転駆動力は図示しない駆動輪に伝達される。

変速機１００は、ロックアップ機構付きトルクコンバータ１１０、ギヤ１２１〜ギヤ１２３で構成される直結駆動用ギヤ列１２０（直結駆動機構）、切換え機構１３０、無段変速機構１４０、ギヤ１５１〜ギヤ１５３で構成される出力ギヤ列１５０、デファレンシャルギヤユニット１６０を備える。

変速機１００は、エンジン２００の回転駆動力の伝達経路として、無段変速機構１４０を経由する伝達経路（以下、「無段変速経路」という。）、直結駆動用ギヤ列１２０を経由する伝達経路（以下、「直結駆動経路」という。）と、を並列に有し、切換え機構１３０により伝達経路を切り換えることができる。

切換え機構１３０は、遊星歯車機構１３１、前進クラッチＦＷＤ／Ｃ、後進クラッチＲＥＶ／Ｃ、ハイクラッチＨ／Ｃを備える。

遊星歯車機構１３１は、サンギヤＳ、サンギヤＳの外側に配置されるリングギヤＲ、サンギヤＳとリングギヤＲの間に配置され、両ギヤに噛み合う複数のプラネタリーギヤＰ、複数のプラネタリーギヤＰを回転自在に支持するキャリアＣで構成される。サンギヤＳは無段変速機構１４０の入力軸１４１に連結されており、リングギヤＲはトルクコンバータ１１０の出力軸１１１に連結されている。

前進クラッチＦＷＤ／Ｃを締結しその他のクラッチＲＥＶ／Ｃ、Ｈ／Ｃを解放すれば、リングギヤＲとサンギヤＳとが連結され、図２Ａに示されるように、エンジン２００からの回転駆動力を、トルクコンバータ１１０、切換え機構１３０、無段変速機構１４０、出力ギヤ列１５０、デファレンシャルギヤユニット１６０を介して出力軸１０２に伝達する無段変速経路が形成される。

また、ハイクラッチＨ／Ｃを締結しその他のクラッチＦＷＤ／Ｃ、ＲＥＶ／Ｃを解放すれば、トルクコンバータ１１０の出力軸１１１と直結駆動用ギヤ列１２０のギヤ１２１とが連結され、図２Ｂに示されるように、エンジン２００からの回転駆動力を、トルクコンバータ１１０、直結駆動用ギヤ列１２０、出力ギヤ列１５０、デファレンシャルギヤユニット１６０を介して出力軸１０２に伝達する直結駆動経路が形成される。

また、後進クラッチＲＥＶ／Ｃを締結しその他のクラッチＦＷＤ／Ｃ、Ｈ／Ｃを解放すれば、伝達経路は図２Ａに示した経路と同じであるが、エンジン２００の回転駆動力の回転方向を逆転させて出力軸１０２に伝達することができる。

無段変速機構１４０は、入力軸１４１に連結されるプライマリプーリ１４２、出力ギヤ列１５０のギヤ１５１に連結されるセカンダリプーリ１４３、プーリ１４２、１４３の間に掛け回されるＶベルト１４４を備える。プーリ１４３、１４４は、それぞれ固定シーブと、この固定シーブに対してシーブ面を対向させた状態で配置されて固定シーブとの間にＶ溝を形成する可動シーブと、この可動シーブの背面に設けられて可動シーブを軸方向に変位させる油圧シリンダ（図示せず）とを備える。

油圧制御回路５００により油圧シリンダ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１４４と各プーリ１４２、１４３との接触半径が変化し、無段変速機構１４０の変速比が無段階に変化する。

これに対し、直結駆動用ギヤ列１２０の変速比は一定である。直結駆動用ギヤ列１２０の変速比は無段変速機構１４０の最Ｈｉｇｈプーリ比（最小変速比）よりもＨｉｇｈ側（小側）になるように設定される。

なお、以下の説明では、無段変速機構１４０の変速比を「プーリ比」と呼び、変速機１００の変速比を「ユニット変速比」という。ユニット変速比は、伝達経路として無段変速経路が用いられているときは無段変速機構１４０のプーリ比に等しく、伝達経路として直結駆動経路が用いられているときは直結駆動用ギヤ列１２０の変速比に等しい。

切換え機構１３０による伝達経路の切換え及び無段変速機構１４０のプーリ比は、変速機コントローラ３００によって制御される。

変速機コントローラ３００（切換え制御手段、無段変速機構変速制御手段、待機中変速制御手段、急踏込み判断手段）は、図３に示すように、ＣＰＵ３０１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置３０２（変速マップ記憶手段、切換えマップ記憶手段）と、入力インターフェース３０３と、出力インターフェース３０４と、これらを相互に接続するバス３０５とから構成される。

入力インターフェース３０３には、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ３１１の出力信号、無段変速機構１４０の入力側回転速度（以下、「プライマリ回転速度Ｐｒｉ」という。）を検出する回転速度センサ３１２の出力信号、車速Ｖｓｐを検出する車速センサ３１３の出力信号などが入力される。

また、入力インターフェース３０３には、エンジンコントローラ４００から、エンジン２００の走行状態を示す信号として、エンジン２００のスロットル開度ＴＶＯを表す信号、エンジン２００の回転速度を表す信号などが入力される。

記憶装置３０２には、制御プログラム、及び、この制御プログラムで用いる変速マップ（図４）、切換えマップ（図５）が格納されている。変速マップは無段変速機構１４０のプーリ比の制御に用いられ、切換えマップは無段変速経路と直結駆動経路との切り換えを判断するのに用いられる。

ＣＰＵ３０１は、記憶装置３０２に格納されている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３０３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制御信号を生成し、生成した制御信号を出力インターフェース３０４を介して油圧制御回路５００に出力する。ＣＰＵ３０１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置３０２に適宜格納される。

油圧制御回路５００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５００は、変速機コントローラ３００からの制御信号に基づき、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で発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを無段変速機構１４０のプーリ１４２、１４３、切換え機構１３０のクラッチＦＷＤ／Ｃ、ＲＥＶ／Ｃ、Ｈ／Ｃに供給する。これにより、無段変速機構１４０のプーリ比が変更され、また、切換え機構１３０によって伝達経路が切り換えられる。

図４は変速マップの一例を示している。伝達経路として無段変速経路が選択されている場合は、現在の車速Ｖｓｐとスロットル開度ＴＶＯによって定義される車両の走行状態（以下、「実走行状態」という。）に基づき変速マップを参照して得られる目標プライマリ回転速度ｔＰｒｉを設定し、実プライマリ回転速度Ｐｒｉが目標プライマリ回転速度ｔＰｒｉとなるように無段変速機構１４０のプーリ比が制御される。

なお、マップ上の点と原点を結ぶ線の傾きが無段変速機構１４０のプーリ比に対応するので、上記目標プライマリ回転速度ｔＰｒｉを設定しこれが実現されるよう無段変速機構１４０のプーリ比を制御することは、目標プーリ比（目標プライマリ回転速度ｔＰｒｉに対応）を設定し、これが実現されるよう無段変速機構１４０のプーリ比を制御することと等価であり、以下の説明ではこのように表現する。

変速マップには、無段変速機構１４０の変速線のほか、伝達経路として直結駆動経路が選択された場合の車速Ｖｓｐとプライマリ回転速度Ｐｒｉの関係（破線）が示されている。直結駆動用ギヤ列１２０が固定変速比であるので、車速Ｖｓｐとプライマリ回転速度Ｐｒｉの関係は原点を通る直線で表現される。Ｆ／Ｃリカバー回転速度は燃料カット状態から復帰するプライマリ回転速度であり、コースト状態ではプライマリ回転速度ＰｒｉがＦ／Ｃリカバー回転速度をなるべく下回らないように変速が行われる。また、直結駆動経路が用いられている間、無段変速機構１４０をどのプーリ比で待機させるかを示した待機線（一点鎖線）が示されているが、これについては後述する。

また、変速マップ上には無段変速経路から直結駆動経路への切換えた場合に駆動力が不足しないかを判断するためのＲ／Ｌ線（太線）が路面勾配毎に設定されている。この図では簡単のため路面勾配が０％のときのＲ／Ｌ線のみを示してある。Ｒ／Ｌ線は、その路面勾配で車両が現在の車速を維持することのできる最小プライマリ回転速度、すなわち最小ユニット変速比（以下、「許容最小ユニット変速比」という。）を表しており、無段変速経路あるいは直結駆動経路を選択することで実現されるユニット変速比がこの許容最小ユニット変速比よりも大きいかにより駆動力が不足しないかを判断することができる。

図５は切換えマップの一例を示している。切換えマップ上には、伝達経路を無段変速経路から直結駆動経路に切り換える無段→直結切換え線（実線）、逆に、伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換える直結→無段切換え線（破線）の２つの切換え線が設定されている。

伝達経路として無段変速経路が用いられているときに、実走行状態に基づき決まるマップ上の点が無段→直結切換え線を左側領域から右側領域に横切った場合は、切換え後に駆動力を確保でき、かつ、スポーツ走行時でないことを条件として、伝達経路が無段変速経路から直結駆動経路に切り換えられる。伝達経路が直結駆動経路に切り換えられることにより、よりＨｉｇｈ側の変速比での走行を可能にするとともに無段変速機構におけるフリクションを低減し、車両の燃費性能を向上させることができる。

これに対し、伝達経路として直結駆動経路が選択されているときに、実走行状態に基づき決まるマップ上の点が直結→無段切換え線を右側領域から左側領域に横切った場合は、伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられる。

図４に示される無段変速機構１４０の待機線の設定方法について説明すると、無段変速機構１４０の待機線は図４に示した変速マップと図５に示した切換えマップを図６に示すように上下に並べて配置し、切換えマップ上の直結→無段切換え線を変速マップ上に投影することにより、すなわち、直結→無段切換え線に対応する車両の各走行状態を変速マップ上に投影することにより設定される。

図６に示す例では、切換えマップに基づき、伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられる車速Ｖｓｐをスロットル開度ＴＶＯ毎に求めることで、伝達経路が切り換えられる走行状態Ｘ₁〜Ｘ₆を求め、これらを変速マップ上にプロットし、プロットされた点Ｘ’₁〜Ｘ’₆を結ぶことで無段変速機構１４０の待機線を設定している。

上記のとおり、伝達経路として無段変速経路が選択されている間は図４に示される変速マップに従い目標プーリ比が設定され、無段変速機構１４０のプーリ比が目標プーリ比に制御される。これに対し、伝達経路として直結駆動経路が選択されている間は、直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられることが予定されている車両の走行状態として待機線上の走行状態（仮想の走行状態）を想定し、そのときの車速と待機線によって決まる待機プーリ比が実現されるように無段変速機構１４０のプーリ比が制御される。

図７Ａ、７Ｂは変速機コントローラ３００の記憶装置３０２に格納される制御プログラムの一例を示している。これを参照しながら変速機コントローラ３００が実行する制御内容について具体的に説明する。

ステップＳ１〜Ｓ４は、伝達経路として無段変速経路が用いられているときの制御である。

ステップＳ１では、車両が無段変速経路にて走行中かを判断する。無段変速経路にて走行中と判断した場合はステップＳ２に進む。これに対し、無段変速経路にて走行中ではないと判断、すなわち、直結駆動経路にて走行中と判断した場合はステップＳ５に進む。

ステップＳ２では、無段変速経路から直結駆動経路への切換え条件が成立したかを判断する。無段変速経路から直結駆動経路への切換え条件は、例えば、以下の条件がすべて成立したときに成立したと判断する。

・切換えマップ上で実走行状態が無段→直結切換え線を左側領域から右側領域に横切った。

・無段変速機構１４０のプーリ比が最Ｈｉｇｈプーリ比である。

・スポーツ走行中ではない。

・伝達経路を無段変速経路から直結駆動経路に切り換えたとしても駆動力が不足しない。

無段変速機構１４０のプーリ比が最Ｈｉｇｈプーリ比であることを条件とするのは、切換え時のショックを低減するためと、直結駆動経路は無段変速機構１４０が最Ｈｉｇｈプーリ比にあるときの無段変速機構１４０におけるフリクションを低減することを目的として設けられた経路だからである。

スポーツ走行中かは、セレクトレバーの位置（例えば、セレクトレバーがＳレンジにある場合）、その他のスイッチの動作状態（セレクトレバーとは別に設けられるスポーツ走行スイッチがＯＮの場合）、あるいは車両挙動によって判断する。

また、駆動力が不足しないかは、Ｒ／Ｌ線から求まるそのときの車速Ｖｓｐにおける許容最小ユニット変速比を用いて判断し、直結駆動用ギヤ列１２０の変速比が許容最小ユニット変速比よりも大きい場合は駆動力が不足しないと判断する。

なお、駆動力が不足しないかの判断は、Ｒ／Ｌ線を用いる方法のほか、走行抵抗を車速Ｖｓｐと路面勾配とに基づき算出し、そのときのエンジン２００のトルクと直結駆動用ギヤ列１２０の変速比から決まる駆動力が走行抵抗を上回るかを判断することで判断するようにしてもよい。

無段変速経路から直結駆動経路への切換え条件が成立したと判断した場合はステップＳ３に進み、そうでない場合はステップＳ２を繰り返す。

ステップＳ３では、クラッチの掛換え制御により伝達経路を無段変速経路から直結駆動経路に切り換える処理を実行する。具体的には、前進クラッチＦＷＤ／Ｃを解放しつつハイクラッチＨ／Ｃを締結し、伝達経路を形成するクラッチを掛け換える。

ステップＳ４では、伝達経路の切換えが完了しているかを判断し、切換えが完了している場合はステップＳ５に進む。そうでない場合はステップＳ３、Ｓ４を繰り返す。

一方、ステップＳ５〜Ｓ８は、伝達経路として直結駆動経路が用いられているときの制御である。

ステップＳ５では、無段変速機構１４０のプーリ比を、そのときの車速Ｖｓｐと待機線によって決まる待機プーリ比に制御する。

ステップＳ６では、直結駆動経路から無段変速経路への切換え条件が成立したかを判断する。直結駆動経路から無段変速経路への切換え条件は、例えば、切換えマップ上で実走行状態が直結→無段切換え線を右側領域から左側領域に横切ったときに成立したと判断する。

直結駆動経路から無段変速経路への切換え条件が成立したと判断した場合はステップＳ７に進み、そうでない場合はステップＳ５、Ｓ６を繰り返す。この繰返しにより、直結駆動経路が用いられている間は、無段変速機構１４０のプーリ比が待機プーリ比に制御される。

ステップＳ７では、伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換える処理を行う。この処理は図７Ｂに示す処理により行われる。

図７Ｂに示す処理によれば、まず、ステップＳ７１で、スロットル開度ＴＶＯに基づきアクセルペダルの急踏込みがあったかを判断する。アクセルペダルの急踏込みがあったかは、例えば、スロットル開度ＴＶＯの変化（変化量、変化速度）から判断することができるが、アクセルペダルの踏込み量を直接検出して判断してもよい。

アクセルペダルの急踏込みがあったと判断した場合は、ステップＳ７２に進み、同期制御により伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換える処理を実行する。具体的には、無段変速機構１４０のプーリ比が実走行状態に応じて決まる目標プーリ比となるように無段変速機構１４０の変速を開始するとともに、ハイクラッチＨ／Ｃを解放して変速機１００を一時的にエンジン２００の出力回転が出力軸に伝達されないニュートラル状態とし、この状態でエンジン２００の回転速度を無段変速機構１４０のプライマリ回転速度Ｐｒｉに同期させる同期制御を開始する。そして、無段変速機構１４０のプーリ比が目標プーリ比になり、かつ、エンジン２００の回転速度が無段変速機構１４０のプライマリ回転速度Ｐｒｉに同期したら、前進クラッチＦＷＤ／Ｃを締結する。

これに対し、アクセルペダルの急踏込みがなかったと判断した場合は、ステップＳ７３に進み、掛換え制御により伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換える処理を実行する。具体的には、無段変速機構１４０のプーリ比が実走行状態に応じて決まる目標プーリ比となるように無段変速機構１４０の変速を行い、その後、前進クラッチＦＷＤ／Ｃを解放するとともにハイクラッチＨ／Ｃを締結することで伝達経路を形成するクラッチを掛け換える。

図７Ａに戻り、ステップＳ８では、伝達経路の切換えが完了しているかを判断し、切換えが完了している場合はステップＳＳ１に戻り。そうでない場合はステップＳ７、Ｓ８を繰り返す。

続いて、上記制御を行うことによる作用効果について説明する。

図８Ａは、無段変速経路が選択されているときに車速Ｖｓｐが増大し、実走行状態がＸ₁₁からＸ₁₂に変化して無段→直結切換え線を横切った場合を示しており、図８Ｂはこのときに対応するタイムチャートである。

図８Ｂにおいて、時刻ｔ１１で、実走行状態が無段→直結切換え線を横切ると、伝達経路を無段変速経路から直結駆動経路に切り換えるとの判断がなされ、伝達経路の切換えが開始される。

この切換えは、前進クラッチＦＷＤ／Ｃに供給される油圧を低下させて解放するとともに、ハイクラッチＨ／Ｃに供給される油圧を上昇させて締結し、伝達経路を形成するクラッチを掛け換えることにより行われる。クラッチの掛換えが進むにつれ、ユニット変速比は、無段変速機構１４０のプーリ比から直結駆動用ギヤ列１２０の変速比まで変化し、エンジン２００の回転速度もこれに合わせて変化する。

時刻ｔ１２でクラッチの掛換えが終わり、伝達経路の切換えが完了すると、以後、無段変速機構１４０のプーリ比は、車速Ｖｓｐと待機線によって決まる待機プーリ比に制御される。

図９Ａは、直結駆動経路が選択されているときにアクセルペダルがゆっくりと踏み込まれ、実走行状態がＸ₂₁からＸ₂₂に変化して直結→無段切換え線を横切った場合を示しており、図９Ｂはこのときに対応するタイムチャートである。

図９Ｂにおいて、時刻ｔ２１で、実走行状態が直結→無段切換え線を横切ると、伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換えるとの判断がなされ、伝達経路の切換えが開始される。

切換えでは、まず、無段変速機構１４０のプーリ比が実走行状態に応じた目標プーリ比に制御される。直結駆動経路が用いられている間は無段変速機構１４０のプーリ比が予め待機プーリ比に制御されているのでプーリ比の変更量は最小限に抑えられ、この例では変更量ゼロである。次いで、ハイクラッチＨ／Ｃに供給される油圧を低下させて解放するとともに前進クラッチＦＷＤ／Ｃに供給される油圧を上昇させて締結し、伝達経路を形成するクラッチの掛換えを開始する。

クラッチの掛換えが進むにつれ、ユニット変速比は、直結駆動用ギヤ列１２０の変速比から無段変速機構１４０のプーリ比まで変化し、エンジン２００の回転速度もこれに合わせて変化する。

時刻ｔ２２でクラッチの掛換えが終わり、伝達経路の切換えが完了すると、以後、無段変速機構１４０のプーリ比は実走行状態に応じて決まる目標プーリ比に制御される。

このように、上記制御によれば、直結駆動経路が用いられている間、無段変速機構１４０のプーリ比が、伝達経路の切換えが予定されている車両の走行状態に対応する待機プーリ比に予め制御されているので、伝達経路の切換え時の無段変速機構１４０のプーリ比の変更量が少なくなり、伝達経路の切換え応答性を向上することができる（請求項１〜３、５に対応）。

特に、ゆっくりアクセルが踏み込まれることにより、あるいは、車速Ｖｓｐが低下することにより伝達経路が切り換えられる場合は、待機プーリ比と実走行状態に基づいて設定される目標プーリ比とが一致し、伝達経路の切換え前後で無段変速機構１４０を変速させる必要がなくなるので、切換え応答性の向上効果が大きい。

図１０Ａは、直結駆動経路が選択されているときにアクセルペダルが急激に最大量まで踏み込まれ、実走行状態がＸ₃₁からＸ₃₂に変化して直結→無段切換え線を横切った場合を示しており、図１０Ｂはこのときに対応するタイムチャートである。

図１０Ｂにおいて、時刻ｔ３１で、実走行状態が直結→無段切換え線を横切ると、伝達経路を直結駆動経路から無段変速経路に切り換えるとの判断がなされ、伝達経路の切換えが開始される。

切換えでは、まず、無段変速機構１４０のプーリ比の変更が開始される。このときの目標プーリ比は実走行状態に応じて決まるプーリ比である。

次いで、時刻ｔ３２でハイクラッチＨ／Ｃに供給される油圧が下げられ、ハイクラッチＨ／Ｃが解放される。ハイクラッチＨ／Ｃが解放されて変速機１００がニュートラル状態になると、エンジン２００の回転速度をプライマリ回転速度Ｐｒｉに等しくする同期制御が開始される。

無段変速機構１４０の変速が完了し、かつ、エンジン２００の回転速度がプライマリ回転速度Ｐｒｉに同期したら、前進クラッチＦＷＤ／Ｃに供給される油圧を上昇させ、前進クラッチＦＷＤ／Ｃの締結が開始される。

時刻ｔ３３で前進クラッチＦＷＤ／Ｃの締結が完了し、伝達経路の切換えが完了すると、以後、無段変速機構１４０のプーリ比は実走行状態に応じて決まる目標プーリ比に制御される。

直結駆動経路が用いられている間は、無段変速機構１４０のプーリ比は待機線上のプーリ比に制御される。アクセルペダルが急激に踏み込まれて伝達経路が直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられる場合は、無段変速機構１４０の目標プーリ比がＬｏｗ側に大幅に変更されるので、無段変速機構１４０のプーリ比の変更量が大きくなる。

しかしながら、上記制御によれば、このよう場合は同期制御が行われるので、無段変速機構１４０の変速に要する時間が掛換え制御を行う場合に比べて短くなり、伝達経路切換えの応答性を向上することができる（請求項４に対応）。

なお、図１０Ｂに示す例で、無段変速機構１４０の変速を開始する時点をハイクラッチＨ／Ｃの解放を開始する時点よりも早くなるように設定しているのは、仮に、両者の開始時点を同じタイミングにすると、エンジン２００の回転速度が無段変速機構１４０のプライマリ回転速度Ｐｒｉと同期するまでに無段変速機構１４０の変速が完了しない場合は無段変速機構１４０の変速が完了するまで前進クラッチＦＷＤ／Ｃを締結できず、変速機１００がニュートラル状態のまま待つ必要があり、空走時間が長くなって運転性が悪化するからである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、直結駆動用ギヤ列１２０の変速比を無段変速機構１４０の最Ｈｉｇｈプーリ比よりもＨｉｇｈ側になるように設定しているが、これに限定されるものではなく、直結駆動用ギヤ列１２０の変速比を無段変速機構１４０の最Ｈｉｇｈプーリ比に等しく、あるいは、これよりもＬｏｗ側に設定したものに対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、直結駆動経路から無段変速経路への切換えで同期制御を行う際、空走時間を短くするために、無段変速機構１４０の変速を先に開始し、その後、ハイクラッチＨ／Ｃの油圧低下を開始しているが、これに限定されるものではない。例えば、ハイクラッチＨ／Ｃが解放されるまでの時間とハイクラッチＨ／Ｃが解放されてからエンジン２００の回転速度をプライマリ回転速度Ｐｒｉに同期させるのに要する時間との合計よりも無段変速機構１４０の変速が完了するまでの時間が短い場合は、無段変速機構１４０の変速とハイクラッチＨ／Ｃの油圧低下を同時に開始してもよい。あるいは、無段変速機構１４０の変速が完了するまでの時間に応じてハイクラッチＨ／Ｃの油圧低下を開始するタイミングを設定してもよい。

また、上記実施形態では、アクセルペダルの急踏込みにより直結駆動経路から無段変速経路に切り換えられるときに同期制御を行うが、同期制御は必須ではなく、例えば、アクセルペダルをゆっくりと踏み込んだ場合と同様に、無段変速機構１４０のプーリ比を実走行状態に応じて決まる目標プーリ比に制御した後にクラッチの掛換えを行うものであってもよい。

また、上記実施形態は、無段変速機構１４０としてベルト式無段変速機構を備えているが、無段変速機構１４０は変速比を無段階に変更することができればその他の機構（例えば、トロイダル式無段変速機構）であってもよい。

本発明の実施形態に係る変速機１００の概略構成図である。無段変速経路を示した図である。直結駆動経路を示した図である。変速機コントローラ３００の内部構成を示した図である。無段変速機構１４０の変速制御に用いられる変速マップである。伝達経路の切換えを判定する伝達切換えマップである。待機線の設定方法を説明するための図である。変速制御プログラムのメインルーチンの内容を示したフローチャートである。変速制御プログラムのサブルーチンの内容を示したフローチャートである。無段変速経路が選択されているときに車速Ｖｓｐが増大し、実走行状態が無段→直結切換え線を横切った場合の動作を説明するための図である。図８Ａに対応するタイムチャートである。直結駆動経路が選択されているときにアクセルペダルがゆっくりと踏み込まれ、実走行状態が直結→無段切換え線を横切った場合の動作を説明するための図である。図９Ａに対応するタイムチャートである。直結駆動経路が選択されているときにアクセルペダルが急激に最大量まで踏み込まれ、実走行状態が直結→無段切換え線を横切った場合の動作を説明するための図である。図１０Ａに対応するタイムチャートである。

符号の説明

１００変速機
１２０直結駆動用ギヤ列（直結駆動機構）
１３０切換え機構
１４０無段変速機構
２００エンジン（原動機）
３００変速機コントローラ（切換え制御手段、無段変速機構変速制御手段、待機中変速制御手段、急踏込み判断手段）
３０２記憶装置（変速マップ記憶手段、切換えマップ記憶手段）

Claims

原動機を備えた車両に搭載され、前記原動機から入力される回転駆動力を変速して出力軸に伝達する伝達経路として、変速比を無段階に変更する無段変速機構を経由する無段変速経路と、変速比固定の直結駆動機構を経由する直結駆動経路と、を並列に有し、切換え機構により前記伝達経路を切り換える変速機であって、
前記車両の現在の走行状態（以下、「実走行状態」という。）に基づいて前記伝達経路の切換えを判断し、該判断に基づき前記切換え機構を制御する切換え制御手段と、
前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づいて前記無段変速機構の目標変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記目標変速比に制御する無段変速機構変速制御手段と、
前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え制御手段により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えられることが予定されている前記車両の走行状態（以下、「切換え予定走行状態」という。）に基づき前記無段変速機構の待機変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記待機変速比に制御する待機中変速制御手段と、
を備え、
前記切換え予定走行状態が、現在の車速で前記切換え制御手段により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えることが予定されている前記車両の走行状態であり、
前記走行状態が、車速と前記原動機のスロットル開度とで定義される走行状態であり、
前記走行状態と前記無段変速機構の目標変速比との関係を規定する変速マップを記憶する変速マップ記憶手段と、
前記走行状態に基づき前記無段変速経路と前記直結駆動経路とのいずれを用いるかを規定する切換えマップを記憶する切換えマップ記憶手段と、
をさらに備え、
前記切換え制御手段が、前記実走行状態に基づき前記切換えマップを参照することで前記伝達経路との切換えを判断し、
前記無段変速機構変速制御手段が、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づき前記変速マップを参照することで前記目標変速比を設定し、
前記待機中変速制御手段が、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え予定走行状態を、現在の車速と、前記切換えマップにより現在の車速で前記直結駆動経路から前記無段変速経路への切換えが予定されているスロットル開度とで定義し、前記切換え予定走行状態に基づき前記変速マップを参照して前記待機変速比を設定する、
ことを特徴とする変速機。
請求項１に記載の変速機であって、
前記切換え制御手段により前記直結駆動経路から前記無段変速経路への切換えが判断されたときに、前記スロットル開度の変化に基づきアクセルペダルの急踏込みがあったかを判断する急踏込み判断手段を備え、
前記切換え制御手段が、
前記急踏込み判断手段により前記アクセルペダルの急踏込みがあったと判断された場合は、前記実走行状態に基づき前記変速マップを参照して前記目標変速比を設定して前記無段変速機構の変速比を前記目標変速比とする変速制御を開始し、かつ、前記変速機を前記原動機からの回転駆動力を前記出力軸に伝達しないニュートラル状態として前記原動機の回転速度を前記無段変速機構の入力側回転速度に同期させる同期制御を開始し、
前記無段変速機構の変速比が前記目標変速比となり、かつ、前記原動機の回転速度が前記無段変速機構の入力側回転速度に同期してから、前記伝達経路を前記無段変速経路に切り換えるよう前記切換え機構を制御する、
ことを特徴とする変速機。
原動機を備えた車両に搭載され、前記原動機から入力される回転駆動力を変速して出力軸に伝達する伝達経路として、変速比を無段階に変更する無段変速機構を経由する無段変速経路と、変速比固定の直結駆動機構を経由する直結駆動経路と、を並列に有し、切換え機構により前記伝達経路を切り換える変速機の制御方法であって、
前記車両の現在の走行状態（以下、「実走行状態」という。）に基づいて前記伝達経路の切換えを判断し、該判断に基づき前記切換え機構を制御する切換え制御手順と、
前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づいて前記無段変速機構の目標変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記目標変速比に制御する無段変速機構変速制御手順と、
前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え制御手順により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えられることが予定されている前記車両の走行状態に基づき前記無段変速機構の待機変速比を設定し、前記無段変速機構の変速比を前記待機変速比に制御する待機中変速制御手順と、
を含み、
前記切換え予定走行状態が、現在の車速で前記切換え制御手順により前記伝達経路が前記直結駆動経路から前記無段変速経路に切り換えることが予定されている前記車両の走行状態であり、
前記走行状態が、車速と前記原動機のスロットル開度とで定義される走行状態であり、
前記走行状態と前記無段変速機構の目標変速比との関係を規定する変速マップを記憶する変速マップ記憶手順と、
前記走行状態に基づき前記無段変速経路と前記直結駆動経路とのいずれを用いるかを規定する切換えマップを記憶する切換えマップ記憶手順と、
をさらに含み、
前記切換え制御手順が、前記実走行状態に基づき前記切換えマップを参照することで前記伝達経路との切換えを判断し、
前記無段変速機構変速制御手順が、前記無段変速経路が用いられている間、前記実走行状態に基づき前記変速マップを参照することで前記目標変速比を設定し、
前記待機中変速制御手順が、前記直結駆動経路が用いられている間、前記切換え予定走行状態を、現在の車速と、前記切換えマップにより現在の車速で前記直結駆動経路から前記無段変速経路への切換えが予定されているスロットル開度とで定義し、前記切換え予定走行状態に基づき前記変速マップを参照して前記待機変速比を設定する、
ことを特徴とする変速機の制御方法。