JP5344081B2 - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用無段変速機の制御装置に関する。

ＪＰ２０００−３４６１６９Ａには、車両用無段変速機の制御装置として、無段変速機構の他に複数のギヤ段に切り換えられる副変速機構を備え、停車後の再発進時の駆動力を確保するために、停車前に副変速機構の変速段を２速から１速に変更するものが開示されている。

しかしながら、前述した従来の車両用無段変速機の制御装置では、運転者がアクセルペダルから足を離した状態で緩やかに減速して停車させる場合など、運転者がアクセル操作を実施していないときに２速から１速へのダウンシフトが行われることがある。運転者は、アクセル操作を実施していないときに変速ショックを感じやすい。そのため、従来の車両用無段変速機の制御装置では、ダウンシフト時の変速ショックが小さいものであっても運転者に違和感を与えるおそれがあり、運転性能が悪化するという問題点があった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、運転性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、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、無段変速機構に対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段とこの第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを含み、複数の摩擦締結要素を選択的に締結又は解放することで第１変速段と第２変速段とを切り換える副変速機構と、を備える車両用無段変速機の制御装置であって、副変速機構の変速段が第２変速段の状態から車両を停車させる場合は副変速機構の変速段を第２変速段に維持したまま車両を停車させる変速制御手段を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１は、無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。 図２は、変速機コントローラの内部構成を示した図である。 図３は、変速機の変速マップの一例を示した図である。 図４は、第１実施形態による停車時変速制御について説明するフローチャートである。 図５は、停車時変速処理について説明するフローチャートである。 図６は、第１実施形態による停車時変速制御について説明するタイムチャートである。 図７は、第２実施形態による停車時変速制御について説明するタイムチャートである。 図８は、走行中にパワーＯＮ状態で行われるモード切換変速を伴うアップシフト中に油圧アンダーシュートが発生した場合のタイムチャートである。 図９は、走行中にパワーＯＦＦ状態で行われるモード切換変速を伴うアップシフト中に、エンジン回転速度が同じ回転速度のまま一時的に変化しなくなる停滞期間が発生した場合のタイムチャートである。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。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。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態によ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ギヤ列３、無段変速機（以下「変速機」という。）４、第２ギヤ列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸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、が設けられる。油圧制御回路１１と変速機コントローラ１２とが変速制御手段を構成する。

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」という。）２０と、バリエータ２０の後段かつバリエータ２０に対して直列に設けられる副変速機構３０と、を備える。「後段に設けられる」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副変速機構３０がバリエータ２０よりも駆動輪７側に設けられるという意味である。また、「直列に設けられる」とは同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、本実施形態のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速機構や動力伝達機構（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。本実施形態では、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。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。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。

ラビニョウ型遊星歯車機構３１は、フロントサンギヤ３１１と、リアサンギヤ３１２と、ロングピニオンギヤ３１３と、ショートピニオンギヤ３１４と、リングギヤ３１５と、フロントキャリア３１６と、リアキャリア３１７と、を備える。ラビニョウ型遊星歯車機構３１は、リアサンギヤ３１２、ロングピニオンギヤ３１３、ショートピニオンギヤ３１４、リングギヤ３１５、及びリアキャリア３１７から構成されるダブルピニオン遊星歯車機構と、フロントサンギヤ３１１、ロングピニオンギヤ３１３、リングギヤ３１５、及びフロントキャリア３１６から構成されるシングルピニオン遊星歯車機構と、を組み合わせたものであり、ロングピニオンギヤ３１３及びリングギヤ３１５を共用している。

リアサンギヤ３１２は、副変速機構３０の入力軸３５に連結され、入力軸３５と一体となって回転する外歯歯車である。

リングギヤ３１５は、リアサンギヤ３１２の周囲に配置される内歯歯車である。リングギヤ３１５にはＲｅｖブレーキ３４が設けられる。Ｒｅｖブレーキ３２を締結することで、リングギヤ３１５の回転が防止される。

リアサンギヤ３１２とリングギヤ３１５との間には、外歯歯車であるロングピニオンギヤ３１３と外歯歯車であるショートピニオンギヤ３１４がそれぞれ複数個配置される。

ロングピニオンギヤ３１３は、リングギヤ３１５、ショートピニオンギヤ３１４、及びフロントサンギヤ３１１に噛み合っている。ロングピニオンギヤ３１３は、個々に回転（自転）することができるとともに、フロントサンギヤ３１１の周囲を回転（公転）することができる。

ショートピニオンギヤ３１４は、ロングピニオンギヤ３１３とリアサンギヤ３１２と噛み合っている。ショートピニオンギヤ３１４は、個々に回転（自転）することができるとともに、リアサンギヤ３１２の周囲を回転（公転）することができる。

リングギヤ３１５、ロングピニオンギヤ３１３、及びショートピニオンギヤ３１４は、副変速機構３０の出力軸３６に連結されたリアキャリア３１７によってまとめられている。

リアキャリア３１７にはＨｉｇｈクラッチ３３が設けられる。Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結することで、リングギヤ３１５、ロングピニオンギヤ３１３、及びショートピニオンギヤ３１４が一体となって回転する。

フロントサンギヤ３１１は、ロングピニオンギヤ３１３に噛み合う外歯歯車である。フロントサンギヤ３１１はフロントキャリア３１６によって回転自在に支持される。

フロントキャリア３１６にはＬｏｗブレーキ３２が設けられる。Ｌｏｗブレーキ３２を締結することで、フロントサンギヤ３１１の回転が防止される。

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、スロットル開度センサ４１、回転速度センサ４２、車速センサ４３、油温センサ４４、インヒビタスイッチ４５、及びアクセルストロークセンサ４６の出力信号などが入力される。スロットル開度センサ４１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」という。）ＴＶＯを検出する。回転速度センサ４２は、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」という。）Ｎｐｒｉを検出する。車速センサ４３は、車両の走行速度（以下「車速」という。）ＶＳＰを検出する。油温センサ４４は、変速機４の油温を検出する。インヒビタスイッチ４５は、セレクトレバーの位置を検出する。アクセルストロークセンサ４６は、アクセルペダルの踏込量ＡＰＯを検出する。記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラムと、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図４）と、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する。そして、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（以下「スルー変速比」という。）Ｒａｔｉｏを表している。スルー変速比Ｒａｔｉｏは、バリエータ２０の変速比（以下「バリエータ変速比」という）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のことである。

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。図３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線とバリエータ変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる低速モード最Ｈｉｇｈ線と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線とバリエータ変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる高速モード最Ｈｉｇｈ線と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、が部分的に重複する。つまり、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は低速モード及び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、この変速マップでは副変速機構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）が低速モード最Ｈｉｇｈ線上に重なるように設定されている。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」という。）ｍＲａｔｉｏは低速モード最Ｈｉｇｈ変速比と等しい値に設定される。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にモード切換変速を行う。

モード切換変速時には、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協調変速を実施する。バリエータ変速比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、モード切換変速中にスルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じて入力回転が変化し、運転者に違和感を与えないようにするためである。

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（１−２変速）するとともに、バリエータ変速比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（２−１変速）するとともに、バリエータ変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変更する。

しかしながら、車両の減速度によっては、スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じないようにするためには、２−１変速中に、変速比小側に変更していたバリエータ変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変更しなければならないときがある。

副変速機構３０の変速段を変更する場合、バリエータ変速比ｖＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側にあるとき（小さいとき）の方が変速ショックは小さくなる。これは、副変速機構３０の変速ショックは、副変速機構３０に入力されるトルクが小さいときほど小さくなるという物理的な特性によるものである。

したがって、２−１変速中にバリエータ変速比ｖＲａｔｉｏが変速比大側に変更されると、変速ショックが助長されて運転者に違和感を与えることになる。特に、アクセルペダルから足を完全に離した状態で緩やかな減速を行っている場合など、運転者がアクセル操作を実施していないときに変速ショックが助長されると、運転者に与える違和感も大きくなる。

そこで本実施形態では、副変速機構３０の変速段が２速の状態から停車するときは、変速段を変更せずに２速のまま停車させる。そして、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更する。

これにより、副変速機構３０の変速段が２速の状態から停車するときは、１速への変速が行われないため、１速に変速することによる変速ショックを防止できる。また、停車後に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更することで、再発進時の駆動力を確保できる。

ここで、副変速機構３０の変速段を変更するときは、締結側の摩擦締結要素（１−２変速のときはＨｉｇｈクラッチ３３、２−１変速のときはＬｏｗブレーキ３２）のトルク容量と、解放側の摩擦締結要素（１−２変速のときはＬｏｗブレーキ３２、２−１変速のときはＨｉｇｈクラッチ３３）のトルク容量と、を合わせた合算トルク容量が、副変速機３０の入力トルクよりも大きくなるように、各摩擦締結要素の油圧を制御するのが望ましい。合算トルク容量が副変速機構３０の入力トルクよりも小さくなると、各摩擦締結要素がスリップし、エンジン回転速度が急上昇したり、スリップ後の締結時にショックが発生するおそれがあるためである。なお、トルク容量とは、各摩擦締結要素が伝達可能な上限トルクのことである。

停車時に２−１変速するときは、副変速機構３０が回転していない状態なので、締結側の摩擦締結要素であるＬｏｗブレーキ３２の油圧を高めてＬｏｗブレーキ３２のトルク容量を大きくしてもショックは発生しない。

したがって、停車時に２−１変速するときは、副変速機構３０の入力トルクの受け持ちを解放側の摩擦締結要素であるＨｉｇｈクラッチ３３からＬｏｗブレーキ３２へ移行させる際に、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を副変速機構３０の入力トルクまで高めた後に、Ｈｉｇｈクラッチ３３のトルク容量を低下させれば良い。

ここで、走行中に副変速機構３０の変速段を変更することを考えると、走行中に締結している摩擦締結要素（変速機４が低速モードのときはＬｏｗブレーキ３２、高速モードのときはＨｉｇｈクラッチ３３）のトルク容量は、その摩擦締結要素が滑らない最低のトルク容量であることが望ましい。つまり、走行中に締結している摩擦締結要素のトルク容量を、副変速機構３０の入力トルクに所定のマージンを持たせた容量（入力トルク相当のトルク。以下「通常目標トルク容量」という。）に制御するのが望ましい。

より具体的には、走行中に締結している摩擦締結要素に供給する油圧を、その摩擦締結要素のトルク容量が通常目標トルク容量となる油圧（以下「通常目標油圧」という。）に制御するのが望ましい。

これは、走行中に締結している摩擦締結要素の油圧が通常目標油圧に対して必要以上に高いと、走行中のフリクションが増加して燃費が悪化するためである。

また、走行中に締結している摩擦締結要素の油圧が通常目標油圧に対して必要以上に高いと、走行中にモード切換変速を伴うアップシフトが行われたときの運転性が悪化するためである。この点について図８及び図９を参照して説明する。

図８は、走行中にパワーＯＮ状態で行われるモード切換変速を伴うアップシフト（以下「パワーＯＮアップシフト」という。）中に油圧アンダーシュートが発生した場合のタイムチャートである。図９は、走行中にパワーＯＦＦ状態で行われるモード切換変速を伴うアップシフト（以下「パワーＯＦＦアップシフト」という。）中に、エンジン回転速度が同じ回転速度のまま一時的に変化しなくなる停滞期間が発生した場合のタイムチャートである。

パワーＯＮ状態とは、アクセルペダルが踏み込まれている状態、すなわち変速機４の入力トルクが正トルク（変速機４の入力側が駆動側となるトルク）の状態のことである。パワーＯＦＦ状態とは、アクセルペダルが踏み込まれていない状態、すなわち変速機４の入力トルクが負トルク（変速機４の出力側が駆動側となるトルク）の状態のことである。

図８に示すように、パワーＯＮアップシフトの場合、副変速機構３０は、準備フェーズ、トルクフェーズ、イナーシャフェーズ、及び終了フェーズを経て１−２変速を終了する。

準備フェーズは、副変速機構３０の変速段を変更するための準備をするフェーズである。具体的には、副変速機構３０の解放側の摩擦締結要素の油圧を解放初期圧まで低下させ、締結側の摩擦締結要素の目標油圧を所定時間プリチャージ圧に保持した後にスタンバイ圧（締結初期圧）まで低下させる。解放初期圧とは、解放側の摩擦締結要素のトルク容量を、解放側の摩擦締結要素が滑り出す容量にする油圧値のことである。つまり、解放側の摩擦締結要素のトルク容量を、副変速機構３０の入力トルク相当にするための油圧値のことである。スタンバイ圧とは、締結側の摩擦締結要素のトルク容量を、締結側の摩擦締結要素をトルク伝達可能な容量にする油圧値のことである。

トルクフェーズは、副変速機構３０の入力トルクの受け持ちを解放側の摩擦締結要素から締結側の摩擦締結要素へ移行させるフェーズである。具体的には、解放側の摩擦締結要素の油圧をゼロに向けて低下させる一方で、締結側の摩擦締結要素の油圧をスタンバイ圧から増加させる。

イナーシャフェーズは、副変速機構３０の変速比変化が開始されてから変速比が一定になるまでのフェーズである。具体的には、解放側の摩擦締結要素の油圧をゼロに向けて低下させる一方で、締結側の摩擦締結要素の油圧をスタンバイ圧から増加させる。

終了フェーズは、締結側の摩擦締結要素を完全締結させるフェーズである。

ここで、解放側の摩擦締結要素の油圧が解放初期圧に対して高すぎると、準備フェーズで解放側の摩擦締結要素の油圧を解放初期圧に収束させる際にアンダーシュートが発生するおそれがある。このようなアンダーシュートが発生してしまうと、一時的に解放側の摩擦締結要素のトルク容量よりも副変速機構３０の入力トルクの方が大きくなってしまう。そのため、解放側の摩擦締結要素がスリップしてエンジン回転速度が急上昇したり、スリップ後の締結時にショックが発生し、運転性を悪化させるおそれがある。

このようなアンダーシュートの発生を抑えるには、解放側の摩擦締結要素の油圧を、解放初期圧まで緩やかに低下させることが考えられる。

しかしながら、図９に示すように、パワーＯＦＦアップシフトの場合は、パワーＯＮアップシフトの場合と異なり、準備フェーズの後がイナーシャフェーズとなる。そのため、解放側の摩擦締結要素の油圧を解放初期圧まで緩やかに低下させると、イナーシャフェーズが開始されるまでの時間が長くなる。

ここで、本実施形態では、スルー変速比Ｒａｔｉｏを、到達スルー変速ＤＲａｔｉｏに向けて、所定の過渡応答（例えば一次応答）で変化させている。つまり、スルー変速比Ｒａｔｉｏを所定の過渡応答で到達スルー変速ＤＲａｔｉｏに向けて変化させるための目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定し、スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する。そして、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を副変速機構３０の変速比で割ってバリエータ２０の目標変速比（以下「バリエータ目標変速比」という。）ｖＲａｔｉｏ０を演算し、バリエータ変速比ｖＲａｔｉｏがバリエータ目標変速比ｖＲａｔｉｏ０になるようにバリエータ２０を制御する。

そのため、副変速機構３０の変速比が変化するイナーシャフェーズが開始されるまでは、バリエータ変速比ｖＲａｔｉｏのみを変化させてスルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御することになる。

したがって、イナーシャフェーズが開始されるまでの時間が長いと、イナーシャフェーズが開始される前にバリエータ変速比ｖＲａｔｉｏがバリエータ２０の最Ｈｉｇｈ変速比（以下「バリエータ最Ｈｉｇｈ変速比」という。）に到達してしまうおそれがある。そうすると、イナーシャフェーズが開始されるまでスルー変速比Ｒａｔｉｏが変化しない状態になってしまい（図中破線で囲った部分参照）、アップシフト中であるにもかかわらずエンジン回転速度が変化しない停滞期間が生じることになる。その結果、変速時における滑らかな回転変化が損なわれて運転性能が悪化する。また、変速機４の出力回転速度が高い（車速が高い）とエンジン回転速度が高い状態で停滞期間が生じることになるので燃費も悪化する。

ここで、本実施形態のように、副変速機構３０の変速段を２速の状態で停車させる場合は、再発進時の駆動力確保のために、停車時にできるだけ早く副変速機構３０の変速段を１速に変更しておきたい。

しかしながら、停車時に２−１変速するときに、締結側の摩擦締結要素であるＬｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧に設定すると、再発進時までに副変速機構３０の変速が間に合わず、駆動力を確保できないおそれがある。

前述したように、停車時に２−１変速するときは、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を副変速機構３０の入力トルクまで高めた後に、Ｈｉｇｈクラッチ３３のトルク容量を低下させる。そのため、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクに到達するまでの時間が長くなるほど、副変速機構３０の変速時間が長くなる。

停車時に２−１変速するときは、締結側の摩擦締結要素であるＬｏｗブレーキ３２の油圧を所定の過渡応答で目標油圧まで変化させる。そのため、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクに到達するまでの時間は、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を副変速機構３０の入力トルクにする油圧よりも高くするほど油圧の立ち上がりが早くなるので短くなる。

したがって、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を、副変速機構３０の入力トルク相当の通常目標油圧に設定すると、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクに到達するまでの時間が長くなる。よって、再発進時までに副変速機構３０の変速が間に合わず、駆動力を確保できないおそれがあるのである。

以上より、本実施形態のように、副変速機構３０の変速段を２速の状態で停車させる場合は、停車時に２−１変速するに際し、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧をできるだけ高い値に設定にすることが望ましい。

そこで本実施形態では、停車時に２−１変速するときは、Ｌｏｗブレーキ３２の目標トルク容量を通常目標トルク容量よりも高い発進時目標トルク容量に設定する。より具体的には、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧よりも高い発進時目標油圧に設定する。発進時目標油圧は、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を発進時目標トルク容量にするために必要な油圧である。

以下、この本実施形態による停車時変速制御について説明する。変速機コントローラ１２は、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。

図４は、本実施形態による停車時変速制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ１において、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段が２速かを判定する。変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段が２速であればステップＳ２に処理を移行し、１速であれば今回の処理を終了する。

ステップＳ２において、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速に変更する要求があるかを判定する。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よりも大きいかを判定する。変速機コントローラ１２は、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏより大きく、２−１変速要求があると判断すればステップＳ３に処理を移行し、そうでなければ今回の処理を終了する。

ステップＳ３において、変速機コントローラ１２は、車両が減速中かを判定する。変速機コントローラ１２は、車両が減速中でなければステップＳ４に処理を移行し、減速中であればステップＳ５に処理を移行する。

ステップＳ４において、変速機コントローラ１２は、前述したモード切換変速を実施する。具体的には、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更（２−１変速）するとともに、バリエータ変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変更する。つまり、モード切換変速比ｍＲａｔｉｏを、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更させるためのダウンシフト線として機能させる。

ステップＳ５において、変速機コントローラ１２は、前述したモード切換変速を実施せず、副変速機構３０の変速段を２速のまま維持する。つまり、モード切換変速比ｍＲａｔｉｏが、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更させるためのダウンシフト線として機能しないようにする。

ステップＳ６において、変速機コントローラ１２は、車両が停車したかを判定する。変速機コントローラ１２は、車両が停車していればステップＳ７に処理を移行し、停車していなければ今回の処理を終了する。

ステップＳ７において、変速機コントローラ１２は、停車時変速処理を実施する。具体的な内容については、図５を参照して後述する。

図５は、停車時変速処理について説明するフローチャートである。

ステップＳ７１において、変速機コントローラ１２は、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を発進時目標トルク容量に向けて制御する。具体的には、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を発進時目標油圧に設定し、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を発進時目標油圧に向けて所定の過渡応答で変化させる。

ステップＳ７２において、変速機コントローラ１２は、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクより大きくなったかを判定する。具体的には、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を発進時目標油圧に向けて変化させてからの時間が所定時間を超えたかを判定する。変速機コントローラ１２は、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を発進時目標油圧に向けて変化させてからの時間が所定時間を超えていればステップＳ７３に処理を移行し、そうでなければ今回の処理を終了する。

ステップＳ７３において、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の目標油圧をゼロに設定し、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を所定の過渡応答でゼロに向けて変化させる。

図６は、本実施形態による停車時変速制御について説明するタイムチャートである。発明の理解を容易にするため、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧に設定した場合を比較例として細線で示した。

時刻ｔ１で、副変速機構３０の変速段が２速の状態で車両が停車すると、時刻ｔ２で、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧が発進時目標油圧に設定され、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧が発進時目標油圧に向けて所定の過渡応答で変化させられる。

時刻ｔ３で、時刻ｔ２からの経過時間が所定時間より大きくなって、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクよりも大きくなると、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧をゼロに向けて変化させる。

時刻ｔ５で、２−１変速が終了する。

ここで、本実施形態の場合は、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧よりも大きい発進時目標油圧に設定している。そのため、比較例では時刻ｔ４で、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクよりも大きくなっているが、本実施形態ではそれよりも早い時刻ｔ３で副変速機構３０の入力トルクよりも大きくなっている。

つまり、比較例と比べてＬｏｗブレーキ３２のトルク容量が副変速機構３０の入力トルクよりも大きくなるために必要な時間が短くなっている。そのため、２−１変速の終了時刻も、比較例が時刻ｔ６となっているのに対し、本実施形態ではそれよりも短い時刻ｔ５となっており、比較例よりも停車時における副変速機構３０の変速時間を短くすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、副変速機構３０の変速段が２速の状態から車両を停車させるときは、副変速機構３０の変速段が２速の状態のまま車両を停車させる。そして、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更する。

これにより、停車前に走行中に副変速機構３０の変速段が２速から１速に変更されることがなく、また、停車時に副変速機構３０の変速段が２速から１速に変更されるため、副変速機構３０の変速ショックを防ぐことができ、運転性能を向上させることができる。また、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更するので、再発進時の駆動力を確保することができる。

また、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更するときは、締結側の摩擦締結要素であるＬｏｗブレーキ３２の目標油圧を発進時目標油圧に設定する。そして、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を、発進時目標油圧に向けて所定の過渡応答で変化させる。

ここで、発進時目標油圧は、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を副変速機構３０の入力トルク相当にするための通常目標油圧よりも高い。そのため、油圧上昇の傾きが大きくなり、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を所定の過渡応答で通常目標油圧に向けて変化させる場合よりも早く、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量を副変速機構３０の入力トルクに到達させることができる。

したがって、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更する際に、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧に設定した場合よりも早くＨｉｇｈクラッチ３２の油圧を低下させることができる。よって、停車時に副変速機構３０の変速段を２速から１速に変更するときの変速時間を短くすることができる。

これにより、再発進時までにより確実に副変速機構３０の変速を終了させておくことができる。よって、再発進時に副変速機構３０の変速が終了していないことに起因する駆動力不足を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、所定の条件が成立している停車時にニュートラルアイドル（以下「Ｎアイドル」という。）制御を実施する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。

Ｎアイドル制御は、停車時、かつ、セレクトレバーが走行レンジに入れられているときに副変速機構３０のＬｏｗブレーキ３２をスリップ状態とする制御である。具体的には、停車時、かつ、セレクトレバーが走行レンジに入れられているときに、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を所定のＮアイドル開始油圧まで高めた後、徐々に油圧を低下させて、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量をゼロ付近まで低下させる。

なお、本実施形態では、Ｎアイドル開始油圧を、停車時に油圧制御回路１１を介してオイルポンプ１０から油圧シリンダ２３ａ，２３ｂに供給される油圧（以下「ライン圧」という。）に基づいて設定している。具体的には、Ｎアイドル開始油圧の上限がライン圧以下となるようにしている。

これは、Ｌｏｗブレーキ３２に供給可能な油圧値の上限がライン圧なので、Ｎアイドル開始油圧を通常の停車時におけるライン圧よりも大きい値に設定すると、ライン圧自体を上昇させる必要がある。そのため、その分アイドル回転速度を上昇させる必要があり、これにより燃費が悪化するためである。

Ｎアイドル制御を実施することで、トルクコンバータ２をストール状態から解放し、エンジン１の負荷を下げることができるので、停車時の燃料消費量を抑制することができる。

ここで、停車時に２−１変速する場合は、２−１変速の終了を待ってＮアイドル制御が実施される。したがって、２−１変速の終了後にＬｏｗブレーキ３２の油圧をＮアイドル開始油圧に向けて変化させていては、Ｎアイドル制御を実施するまでに時間がかかり、燃費が悪化する。

そこで本実施形態では、発進時開始油圧をＮアイドル開始油圧に設定することで、２−１変速の終了後すぐにＮアイドル制御を実施できるようにした。

図７（Ｂ）は、本実施形態による停車時変速制御について説明するタイムチャートである。なお、発明の理解を容易にするため、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧を通常目標油圧に設定した場合のタイムチャートを比較例として図７（Ａ）に示した。

本実施形態の場合は、時刻ｔ２１で、Ｌｏｗブレーキ３２の目標油圧がＮアイドル開始油圧に設定され、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧がＮアイドル開始油圧に向けて所定の過渡応答で変化させられる。

そして、時刻ｔ２２で２−１変速が終了するとすぐに、Ｎアイドル制御が開始され、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を徐々に低下させて、Ｌｏｗブレーキ３２のトルク容量をゼロ付近まで低下させる。

これに対し、比較例の場合は、時刻ｔ２２で２−１変速が終了した後に、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を通常目標油圧からＮアイドル開始油圧まで上昇させる必要がある。そして、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧がＮアイドル開始油圧まで上昇した時刻ｔ２３からＮアイドル制御が開始される。そのため、本実施形態の場合と比べてＮアイドル制御を開始するまでに時間がかかるので燃費が悪化する。

以上説明した本実施形態によれば、発進時目標油圧をＮアイドル開始油圧に設定したので、２−１変速の終了後すぐにＮアイドル制御を実施できる。

これにより、第１実施形態と同様の効果が得られる他に、停車時の燃料消費量を抑えることができ、燃費を向上させることができる。

以上の説明に関して２０１０年２月２３日を出願日とする日本国における特願２０１０−３７０６５号の内容をここに引用により組み込む。

以上、この発明を特定の実施形態を通じて説明してきたが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、本発明の技術的範囲で上記実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

例えば、副変速機構３０は前進用の変速段として１速と２速の２段を有する変速機構としたが、副変速機構３０を前進用の変速段として３段以上の変速段を有する変速機構としてもよい。

また、副変速機構３０をラビニョウ型遊星歯車機構を用いて構成したが、このような構成に限定されない。例えば、通常の遊星歯車機構と摩擦締結要素を組み合わせて構成してもよいし、あるいは、ギヤ比の異なる複数の歯車列で構成される複数の動力伝達経路と、これら動力伝達経路を切り換える摩擦締結要素とによって構成してもよい。

また、プーリ２１、２２の可動円錐板を軸方向に変位させるアクチュエータとして油圧シリンダ２３ａ、２３ｂを備えているが、アクチュエータは油圧で駆動されるものに限らず電気的に駆動されるものあってもよい。

また、モード切換変速比を低速モード最Ｈｉｇｈ変速比と等しい値に設定しているが、ここでいう「等しい」には略等しい場合も含まれ、そのような場合も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、無段変速機構２０としてベルト及びプーリを使用するいわゆるベルト式無段変速機構を例示して説明したが、これには限定されない。たとえばチェーン及びプーリを使用するいわゆるチェーン式無段変速機構や、パワーローラ及び入出力ディスクを使用するいわゆるトロイダル式無段変速機構であってもよい。

Claims (2)

1. 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、
   前記無段変速機構に対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段とこの第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを含み、複数の摩擦締結要素を選択的に締結又は解放することで第１変速段と第２変速段とを切り換える副変速機構と、
   を備える車両用無段変速機の制御装置であって、
   前記副変速機構の変速段が第２変速段の状態から車両を停車させる場合は前記副変速機構の変速段を第２変速段に維持したまま車両を停車させる変速制御手段と、
   前記副変速機構の変速段を第２変速段に維持したまま車両が停車した後の停車時に前記副変速機構の変速段を第２変速段から第１変速段に切り換えるときは、前記複数の摩擦締結要素のうちの締結側摩擦締結要素の目標トルク容量を、停車時に前記副変速機構に入力される入力トルク相当のトルクよりも大きい発進時トルク容量に設定する停車時目標トルク容量設定手段と、
   を備える車両無段変速機構の制御装置。
2. 前記副変速機構の変速段が第１変速段の状態で停車しているときに、前記副変速機構の変速段を第１変速段にするために締結されている摩擦締結要素のトルク容量を、所定のニュートラルアイドル開始トルク容量まで高めた後、略ゼロまで低下させるニュートラルアイドル制御手段を備え、
   前記停車時目標トルク容量設定手段は、前記発進時トルク容量を、前記ニュートラルアイドル開始トルク容量に設定する、
   請求項１に記載の車両無段変速機構の制御装置。

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