JP5379056B2 - 無段変速機及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速機構と副変速機構を有する無段変速機に関し、特に、ベルト滑りを抑制する技術に関する。

ベルト式無段変速機においてベルト滑りが発生すると、ベルト・プーリの劣化の原因となる。また、変速比が目標変速比からずれることから運転性の低下の原因となる。このため、特許文献１では、ベルト滑りが発生した場合に、プーリへの供給圧を上昇させるとともにエンジンのトルクを制限することで、目標変速比を維持しつつ、ベルト滑りを収束させる技術を開示している。

しかしながら、油圧アクチュエータの故障等でプーリへの供給圧が低下していると、プーリの供給圧を上昇させることができないため、上記技術では、十分なプーリ推力が得られず、発生したベルト滑りを収束させることができない可能性があった。

そこで、一般的には、プーリへの供給圧が必要圧よりも低下した場合には、プーリへの供給圧を上昇させるのではなく、低下した供給圧に応じた変速比まで変速機を変速させるとともに、低下した供給圧で変速機が伝達可能なトルク以下にエンジントルクを規制することが行われている（以下、「一般的な技術」という。）。この技術によれば、目標変速比は維持できないものの、プーリへの供給圧を上昇させることができない状況であってもベルト滑りを抑えることが可能である。

特開２００４−１９７７７号公報

出願人は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）の出力側に有段の変速機構を設けた無段変速機の開発を進めている。このような無段変速機においては、副変速機構を変速させることで変速機が達成可能な変速比範囲を拡大することができる。また、副変速機構の変速に合わせてバリエータの変速比を副変速機構の変速比の変化方向と逆の方向に変化させる協調変速を行うことで、変速機全体の変速比であるスルー変速比を一定に保つ、あるいは変化幅を小さくすることができ、副変速機構が変速する時の違和感を低減することが可能である。

しかしながら、このような無段変速機に上記一般的な技術をそのまま適用した場合、協調変速中にプーリへの供給圧が不足するとベルト滑りを抑えられない可能性があることが判明した。これは、協調変速により副変速機構が変速比小側に変速（アップシフト）すると、エンジンのトルクと逆の方向のイナーシャトルクがバリエータの出力側から入力されるため、バリエータの伝達可能トルク以下にエンジントルクを規制するだけでは、エンジントルクとイナーシャトルクの合計がバリエータの伝達可能トルクを超えてしまうからである。

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、バリエータと副変速機構を有し、副変速機構の変速に合わせてバリエータの変速比を副変速機構の変速比の変化方向と逆に変化させる協調変速を行う無段変速機において、協調変速中にプーリへの供給圧が不足してもベルト滑りを抑制できるようにすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、プーリの溝幅を油圧により変更することで動力源から入力される回転を変速するバリエータと、前記バリエータの出力側に設けられて複数の前進用変速段を有する副変速機構と、を備え、前記副変速機構の変速中に前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化方向と逆の方向に変更する協調変速を行う無段変速機であって、前記協調変速中、前記プーリへの供給圧が必要圧よりも不足しているか判断する供給圧不足判断手段と、前記バリエータの伝達可能なトルクであるバリエータ伝達可能トルクを前記プーリへの供給圧と前記バリエータの変速比とに基づき演算するバリエータ伝達可能トルク演算手段と、前記バリエータの出力側から入力されるイナーシャトルクを前記バリエータの出力軸の回転速度変化に基づき演算するイナーシャトルク演算手段と、前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断された場合、前記バリエータ伝達可能トルクと前記イナーシャトルクとに基づき前記動力源の上限トルクを演算し、演算した前記上限トルクを前記動力源の制御装置に出力して前記動力源のトルクを規制するトルク規制手段と、を備えたことを特徴とする無段変速機が提供される。

本発明の別の態様によれば、プーリの溝幅を油圧により変更することで動力源から入力される回転を変速するバリエータと、前記バリエータの出力側に設けられて複数の前進用変速段を有する副変速機構と、を備えた無段変速機の制御方法であって、前記副変速機構の変速中に前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化方向と逆の方向に変更する協調変速を行うことと、前記協調変速中、前記プーリへの供給圧が必要圧よりも不足しているか判断し、前記プーリへの供給圧が不足していると判断した場合に、前記バリエータの伝達可能なトルクであるバリエータ伝達可能トルクを前記プーリへの供給圧と前記バリエータの変速比とに基づき演算し、前記バリエータの出力側から入力されるイナーシャトルクを前記バリエータの出力軸の回転速度変化に基づき演算し、前記バリエータ伝達可能トルクと前記イナーシャトルクとに基づき前記動力源の上限トルクを演算し、演算した前記上限トルクを前記動力源の制御装置に出力して前記動力源のトルクを規制することと、を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、協調変速中にプーリへの供給圧が不足した場合にイナーシャトルクも考慮に入れて動力源（例えば、エンジン）の上限トルクが演算され、動力源のトルクが規制される。これにより、協調変速中にプーリへの供給圧の不足が発生した場合であってもベルト滑りを抑制することができる。

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。 変速機コントローラの内部構成を示した図である。 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。 バリエータ伝達可能トルクを演算するためのマップの一例である。 変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムのサブルーチン（協調変速制御）の内容を示したフローチャートである。 本発明の作用効果を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の作用効果を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の作用効果を説明するためのタイミングチャートである。

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、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比である。

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ギヤ列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、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。

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ベルト２３とを備える。ベルト２３は多数のエレメントを無端金属ベルトで連結して構成されるが、ベルト２３としてチェーンベルトを用いることも可能である。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速である状態を「変速機４が低速モードである」と表現し、２速である状態を「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、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ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。）を検出するプライマリ回転速度センサ４２の出力信号、バリエータ２０の出力回転速度（＝セカンダリプーリ２２のセカンダリ回転速度、以下、「セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃ」という。）を検出する回転速度センサ４３の出力信号、セカンダリプーリ２２への供給圧（以下、「実セカンダリ圧Ｐｓｅｃ」という。）を検出するセカンダリ圧センサ４４、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、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４６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（図４、図６）、この変速制御プログラムで用いるマップ（図３、図５）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、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。

変速機コントローラ１２は、図示しないエンジンコントローラからエンジン１のトルク情報を入手し、トルク情報とバリエータ２０の実変速比に基づき、ベルト２３を滑らせることなくエンジン１のトルクを伝達するために必要なプーリ２１、２２の推力を演算し、演算した必要推力とプーリ２１、２２の受圧面積とに基づいて、プライマリ必要圧及びセカンダリ必要圧を演算する。本実施形態のバリエータ２０においても、一般的なベルト式無段変速機と同様に、路面から入力されるトルクに対してベルト２３を滑らさずに保持する役目をセカンダリ圧が担い、変速比を保持する役目をプライマリ圧が担う。

バリエータ２０の変速は、セカンダリ圧に対するプライマリ圧のバランスを崩すことで行われる。具体的には、バリエータ２０を変速させる場合は、バリエータ２０の変速比を目標とする変速比に追従させるために必要なプライマリプーリ２１のストローク速度を演算し、このストローク速度を実現するために必要な差推力を演算し、これに基づきこれら必要圧を補正する。

変速機コントローラ１２は、これら必要圧に基づき、プライマリ圧及びセカンダリ圧の元圧となるライン圧の目標値を演算し、目標とするライン圧が得られるよう、油圧制御回路１１を制御する。

図３は記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。変速機コントローラ１２は、この変速マップに基づき、車両の運転状態（この実施形態では車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ）に応じて、バリエータ２０、副変速機構３０を制御する。

この変速マップでは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとにより定義される。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」という。）に対応する。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、アクセル開度ＡＰＯ毎に変速線が設定されており、変速機４の変速はアクセル開度ＡＰＯに応じて選択される変速線に従って行われる。なお、図３には簡単のため、全負荷線（アクセル開度ＡＰＯ＝８／８の場合の変速線）、パーシャル線（アクセル開度ＡＰＯ＝４／８の場合の変速線）、コースト線（アクセル開度ＡＰＯ＝０／８の場合の変速線）のみが示されている。

変速機４が低速モードの場合は、変速機４はバリエータ２０の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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。この場合、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が高速モードの場合は、変速機４はバリエータ２０の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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。この場合、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のスルー変速比の範囲（図中、「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のスルー変速比の範囲（図中、「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領域にある場合は、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ｍＲａｔｉｏ」という。）は低速モード最Ｈｉｇｈ変速比と等しい値に設定される。モード切換変速線をこのように設定するのは、バリエータ２０の変速比が小さいほど副変速機構３０への入力トルクが小さくなり、副変速機構３０を変速させる際の変速ショックを抑えられるからである。

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、スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）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は以下に説明する協調変速を行い、高速モード−低速モード間の切換えを行う。

協調変速では、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。この時、副変速機構３０の変速比が実際に変化するイナーシャフェーズとバリエータ２０の変速比が変化する期間を同期させる。バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、協調変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏが一定に保たれるようにし、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによる入力回転の変化が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の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化した場合は、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（アップシフト）するとともに、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側に変更する。

逆に、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化した場合は、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（ダウンシフト）するとともに、バリエータ２０の変速比をＨｉｇｈ側に変更する。

なお、本実施形態では、協調変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏが一定に保たれるようにしているが、協調変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏの段差を縮小するものであってもよい。

また、オイルポンプ１０や油圧制御回路１１の故障等により、路面から入力されるトルクに対してベルト２３が滑らないようにする役割を担うセカンダリプーリ２２への供給圧が不足すると、ベルト−プーリ間の摩擦力が不足してベルト２３が滑り、プーリ２１、２２やベルト２３の劣化の原因となる。このため、変速機コントローラ１２は、セカンダリプーリ２２への供給圧が不足した場合には、低下した供給圧で実現可能な変速比までバリエータ２０を変速させるとともに、低下した供給圧でバリエータ２０が伝達可能なトルク（以下、「バリエータ伝達可能トルク」という。）を演算し、これに基づきエンジン１の上限トルクを演算する。そして、変速機コントローラ１２は、演算した上限トルクをエンジンコントローラに出力することでエンジン１のトルクを規制する（通常のトルク規制）。

さらに、上記協調変速により副変速機構３０が変速する時は、イナーシャフェーズ中、副変速機構３０の変速に伴うイナーシャトルクがバリエータ２０の出力側から入力される。特に、副変速機構３０の変速方向がアップシフトの場合は、変速に伴うイナーシャトルクがエンジン１のトルクとは逆の方向に作用するので、上記通常のトルク規制によりエンジン１のトルクがバリエータ伝達可能トルクよりも低く抑えられていてもベルト２３が滑る可能性がある。

そこで、変速機コントローラ１２は、協調変速中に供給圧の不足が発生した場合は、イナーシャフェーズ中であればイナーシャトルクも考慮に入れてエンジン１の上限トルクを演算し、これに基づきエンジン１のトルクを規制する（イナーシャトルク対応トルク規制）。さらに、イナーシャフェーズ前であれば、協調変速を中断して副変速機構３０がイナーシャフェーズに入らないようにし、ベルト滑りの原因となるイナーシャトルクそのものが生じないようにする。

図４は、変速機コントローラ１２によって実行され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。これを参照しながら変速機コントローラ１２が行う変速制御について詳しく説明する。

Ｓ１では、変速機コントローラ１２は、図３に示した変速マップから、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯに対応する値を検索し、これを到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶとして設定する。到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯにおいて達成すべきプライマリ回転速度であり、プライマリ回転速度の定常的な目標値である。

Ｓ２では、変速機コントローラ１２は、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを車速ＶＳＰ、終減速装置６の終減速比ｆＲａｔｉｏで割って、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを演算する。到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯで達成すべきスルー変速比であり、スルー変速比の定常的な目標値である。

Ｓ３では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを、変速開始時の値から到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで所定の過渡応答で変化させるための目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定する。目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は、スルー変速比の過渡的な目標値である。所定の過渡応答は、例えば、一次遅れ応答であり、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに漸近するように設定される。なお、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉに基づき、必要に応じてその都度演算される。

Ｓ４では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する。具体的には、変速機コントローラ１２は、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ｖＲａｔｉｏ０を演算し、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏが目標変速比ｖＲａｔｉｏ０になるようバリエータ２０を制御する。これにより、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは所定の過渡応答で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従する。

Ｓ５では、変速機コントローラ１２は、セカンダリプーリ２２への供給圧が不足しているか判断する。変速機コントローラ１２は、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃをセカンダリ必要圧と比較し、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃがセカンダリ必要圧よりも低い場合はセカンダリプーリ２２への供給圧が不足していると判断する。実セカンダリ圧Ｐｓｅｃに基づき供給圧の不足を判断するのは、セカンダリ圧がベルトを保持する役目を担っているからである。

なお、供給圧が不足していることの判断方法はこの方法に限らず、例えば、セカンダリ圧の元圧であるライン圧に基づき判断するようにしてもよい。あるいは、供給圧が不足することにより生じる現象、例えば、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏと目標変速比ｖＲａｔｉｏ０の乖離に基づき判断するようにしてもよい。

セカンダリプーリ２２への供給圧が不足していると判断された場合は処理がＳ９に進み、エンジン１のトルク規制が行われる。供給圧が不足していると判断されなかった場合は処理がＳ６に進む。

Ｓ９では、変速機コントローラ１２は、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃで得られるセカンダリ推力とバリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏに基づき図５に示すマップを参照してバリエータ２０が伝達可能なトルク（以下、「バリエータ伝達可能トルク」という。）を演算する。そして、変速機コントローラ１２は、バリエータ伝達可能トルクに基づきエンジン１の上限トルクを演算し、これを図示しないエンジンコントローラに出力し、エンジン１のトルクを上限トルクに規制する（通常のトルク規制）。

Ｓ６では、変速機コントローラ１２は、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ったか、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したか判断する。肯定的な判断がなされた場合は処理がＳ８に進み、否定的な判断がなされた場合は処理がＳ７に進む。Ｓ８では図６に示す協調変速制御が実行されるが、これについては後で説明する。

Ｓ７では、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速が完了したか判断する。変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏと到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの偏差が所定値よりも小さくなったら変速完了と判断する。変速が完了したと判断されたら処理が終了し、そうでない場合は処理がＳ３に戻る。

図６は、変速機コントローラ１２によって実行される変速制御プログラムのサブルーチン（協調変速制御）の内容を示したフローチャートである。このサブルーチンは、図４の処理がＳ８に進んだ場合に実行される。これを参照しながら変速機コントローラ１２が行う協調変速制御、及び、協調変速中にセカンダリプーリ２２への供給圧が不足した場合に行われるトルク規制について詳しく説明する。

Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、協調変速を開始する。協調変速では、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の実変速比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し、協調変速の前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じないようにする。

副変速機構３０の変速は、締結側摩擦締結要素に油圧をプリチャージする準備フェーズ、締結側摩擦締結要素（アップシフトであればＨｉｇｈクラッチ３３、ダウンシフトであればＬｏｗブレーキ３２）を介したトルクの伝達が開始され、副変速機構３０の変速比変化が開始されるまでのトルクフェーズ、副変速機構３０の変速比変化が開始されてから変速比が変速後の変速段に対応する変速比に到達するまでのイナーシャフェーズ、締結側摩擦締結要素の油圧を入力トルクに応じた値まで上昇させ、締結側摩擦締結要素を完全締結させる終了フェーズを経て完了する。４つのフェーズは通常この順で起こるが、運転者がアクセルペダルから足を離した場合に起こるアップシフトや運転者がアクセルペダルを踏み込んで場合に起こるダウンシフトではトルクフェーズとイナーシャフェーズの順序が逆になる。

変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の変速を、副変速機構３０の変速比が実際に変化するイナーシャフェーズに合わせて行い、これにより、協調変速全般を通して実スルー変速比Ｒａｔｉｏを一定に維持する。

Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、セカンダリプーリ２２への供給圧が不足しているか判断する。供給圧が不足しているかの判断は、Ｓ５と同じく実セカンダリ圧Ｐｓｅｃとセカンダリ必要圧とを比較することで行われる。供給圧が不足していると判断された場合は処理がＳ１４に進み、そうでない場合は処理がＳ１３に進む。

Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、協調変速が終了したか判断する。変速機コントローラ１２は、終了フェーズで締結側摩擦締結要素を完全締結させるための油圧上昇が完了したところで協調変速が終了したと判断する。協調変速が終了したと判断された場合は処理が終了し、そうでない場合は処理がＳ３に戻る。

供給圧が不足していると判断されて進むＳ１４以降では、副変速機構３０の変速状態に応じたトルク規制が実行される。

Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速方向を判断する。変速方向がダウンシフトの場合は処理がＳ１５に進み、アップシフトの場合は処理がＳ１６に進む。

Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、Ｓ９と同じ通常のトルク規制を行う。すなわち、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のイナーシャトルクを考慮せず、バリエータ伝達可能トルクに基づきエンジン１の上限トルクを演算し、これをエンジンコントローラに出力することでエンジン１のトルクを規制する。副変速機構３０の変速方向がダウンシフトで変速比大側に変化する場合、バリエータ２０の出力側から入力されるイナーシャトルクの方向がエンジン１のトルクの方向と同じになるので、通常のトルク規制であってもベルト２３の滑りを抑えることが可能である。

一方、変速方向がアップシフトであるとして処理がＳ１６に進んだ場合は、変速機コントローラ１２は、Ｓ１６、Ｓ１７において副変速機構の変速フェーズがどのフェーズかを判断する。判断の結果、変速フェーズがイナーシャフェーズである場合は処理がＳ１８に進み、イナーシャフェーズ前である場合は処理がＳ１９に進み、イナーシャフェーズ後である場合は処理がＳ２０に進む。

Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、イナーシャトルク対応トルク規制を行う。副変速機構３０の変速方向がアップシフトで、かつ、変速フェーズがイナーシャフェーズ中である場合は、バリエータ２０の出力側からエンジン１のトルクと逆の方向のイナーシャトルクが入力されるので、通常のトルク規制ではベルト滑りが発生する可能性がある。このため、変速機コントローラ１２は、バリエータ２０の出力側から入力されるイナーシャトルクを演算し、バリエータ伝達可能トルクからイナーシャトルクの絶対値を減じた値に基づきエンジン１の上限トルクを演算する。イナーシャトルクは、セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃからバリエータ２０の出力軸の角加速度を演算し、これに予め計算で求めておいたバリエータ２０の出力軸周りの慣性モーメントを掛けることで演算される。

変速機コントローラ１２は、演算した上限トルクをエンジンコントローラに出力し、エンジン１のトルクを規制する。イナーシャトルク対応トルク規制による上限トルクが通常のトルク規制時よりも小さくなるので、イナーシャトルク対応トルク規制では通常のトルク規制よりもエンジン１のトルクが抑えられる。

Ｓ１９では、変速機コントローラ１２は、協調変速を中止し、Ｓ９と同じ通常のトルク規制を行う。イナーシャトルク対応トルク規制ではなく通常のトルク規制を行うのは、イナーシャフェーズ前に協調変速を中止することでバリエータ２０にイナーシャトルクが入力されることがなくなり、通常のトルク規制であってもベルト滑りを抑えることができるからである。

Ｓ２０では、変速機コントローラ１２は、Ｓ９と同じ通常のトルク規制を行う。イナーシャトルク対応トルク規制ではなく通常のトルク規制を行うのは、Ｓ２０に処理が進む場合はイナーシャフェーズが既に終了しており、通常のトルク規制であってもベルト滑りを抑えることができるからである。

図７は、協調変速が行われる様子を示している。副変速機構３０の変速フェーズがイナーシャフェーズに合わせてバリエータ２０の変速比が変更され、これにより協調変速前後でスルー変速比が一定に保たれる。イナーシャフェーズ中、イナーシャトルクがバリエータ２０の出力側から入力され、ベルト２３が滑りやすくなるが、この例では、変速中、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃがセカンダリ必要圧を下回っていないので、ベルト滑りは発生していない。

これに対し、図８は、協調変速中、副変速機構３０の変速フェーズがイナーシャフェーズの時に実セカンダリ圧Ｐｓｅｃがセカンダリ必要圧を下回った例を示している。イナーシャフェーズ中はイナーシャトルクがバリエータ２０の出力側から入力されるので、通常のトルク規制ではベルト２３が滑る可能性があるが、上記制御によると、このような場合は、イナーシャトルクも考慮に入れたエンジン１の上限トルクが設定され、これに基づきエンジン１のトルクが規制される（Ｓ１８）。すなわち、通常のトルク規制時よりもエンジン１のトルクがより低く抑えられる。これにより、エンジントルクとイナーシャトルク（絶対値）の合計をバリエータ伝達可能トルク以下に抑え、ベルト２３が滑るのを抑えることができる。

また、図９は、イナーシャフェーズよりも前に供給圧の不足が発生した例を示している。協調変速を継続してイナーシャフェーズに移行するとイナーシャトルクがバリエータ２０の出力側から入力されてベルト２３が滑りやすくなる。しかしながら、上記制御によれば、このような場合は、協調変速が中止され、ベルト滑りの原因となるイナーシャトルクそのものが発生しない。その上で通常のトルク規制が行われるので、ベルト２３の滑りは効果的に抑えられる（Ｓ１９）。

続いて、上記実施形態の作用効果について説明する。

上記実施形態によれば、協調変速中、実セカンダリ圧Ｐｓｅｃがセカンダリ必要圧よりも不足していると判断された場合は、バリエータ伝達可能トルクとイナーシャトルクとに基づきエンジン１の上限トルクが演算され、これに基づきエンジン１のトルクが規制される。協調変速中は、変速に伴うイナーシャトルクがバリエータ２０の出力側から入力されてベルト２３が滑りやすくなるが、イナーシャトルクも考慮に入れてエンジン１の上限トルクを演算するようにしたことにより、ベルト２３が滑るのを抑制することができる（請求項１、６に対応する効果）。

このようなイナーシャトルク対応トルク規制は、バリエータ２０の出力側から入力されるイナーシャトルクの方向がエンジン１のトルクの方向と逆になる時、すなわち、副変速機構３０の変速比が小側に変化する時に必要となる。上記実施形態では、副変速機構３０の変速比が小側に変化する場合にイナーシャフェーズ対応トルク規制が行われるので、ベルト滑りの抑制に必要とされる状況でのみイナーシャフェーズ対応トルク規制が行われ、イナーシャトルク対応トルク規制が不必要に行われることによる運転性の悪化を抑えることができる（請求項２に対応する効果）。

また、イナーシャトルクがバリエータ２０に作用するのは、協調変速の全期間にわたってではなく、副変速機構３０の変速比が実際に変化するイナーシャフェーズの間のみである。上記実施形態では、イナーシャフェーズ対応トルク規制がイナーシャフェーズ中に行われるので、イナーシャトルク対応トルク規制が不必要に行われることによる運転性の悪化を抑えることができる（請求項３に対応する効果）。

また、協調変速中に実セカンダリ圧Ｐｓｅｃの不足が発生した場合であっても、副変速機構３０の変速フェーズがイナーシャフェーズよりも前である場合は、協調変速が中断され、イナーシャフェーズを考慮しない通常のトルク規制が行われる。これにより、ベルト滑りの原因となるイナーシャトルクそのものが発生しなくなるので、ベルト２３の滑りをより一層抑制することができ、また、イナーシャトルク対応トルク規制が行われる頻度が減るので、イナーシャトルク対応トルク規制が行われることによる運転性の悪化を抑えることができる（請求項４に対応する効果）。

また、副変速機構３０の変速比が大側に変化する場合は、バリエータ２０に入力されるイナーシャトルクがエンジン１のトルクと同じ方向になり、ベルト保持に必要なプーリ推力が小さくなるので、このような場合は、イナーシャフェーズ対応トルク規制ではなく通常のトルク規制が行われる。これにより、通常のトルク規制でベルト滑りを抑制できる状況でイナーシャトルク対応トルク規制が行われるのを防止し、運転性が悪化するのを抑えることができる（請求項５に対応する効果）。

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、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、動力源としてエンジン１を備えているが、動力源はエンジン１に限らず、例えば、エンジン１とモータを組み合わせた動力源、モータのみで構成される動力源であってもよい。

１…エンジン（動力源）
４…無段変速機
１１…油圧制御回路
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
２１…プライマリプーリ
２２…セカンダリプーリ
２３…ベルト
３０…副変速機構

Claims (6)

1. プーリの溝幅を油圧により変更することで動力源から入力される回転を変速するバリエータと、前記バリエータの出力側に設けられて複数の前進用変速段を有する副変速機構と、を備え、前記副変速機構の変速中に前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化方向と逆の方向に変更する協調変速を行う無段変速機であって、
   前記協調変速中、前記プーリへの供給圧が必要圧よりも不足しているか判断する供給圧不足判断手段と、
   前記バリエータの伝達可能なトルクであるバリエータ伝達可能トルクを前記プーリへの供給圧と前記バリエータの変速比とに基づき演算するバリエータ伝達可能トルク演算手段と、
   前記バリエータの出力側から入力されるイナーシャトルクを前記バリエータの出力軸の回転速度変化に基づき演算するイナーシャトルク演算手段と、
   前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断された場合、前記バリエータ伝達可能トルクと前記イナーシャトルクとに基づき前記動力源の上限トルクを演算し、演算した前記上限トルクを前記動力源の制御装置に出力して前記動力源のトルクを規制するトルク規制手段と、
   を備えたことを特徴とする無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記トルク規制手段は、前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断され、かつ、前記副変速機構の変速が変速比の小さくなる方向への変速である場合に、前記バリエータ伝達可能トルクから前記イナーシャトルクの絶対値を減じた値に基づき前記上限トルクを演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
3. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記トルク規制手段は、前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断され、前記副変速機構の変速が変速比の小さくなる方向への変速であり、かつ、前記副変速機構の変速フェーズがイナーシャフェーズ中である場合に、前記バリエータ伝達可能トルクから前記イナーシャトルクの絶対値を減じた値に基づき前記上限トルクを演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
   前記トルク規制手段は、前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断され、前記副変速機構の変速が変速比の小さくなる方向への変速であり、かつ、前記副変速機構の変速フェーズがイナーシャフェーズ前である場合は、前記副変速機の変速を中止し、前記バリエータ伝達可能トルクに基づき前記上限トルクを演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の無段変速機であって、
   前記トルク規制手段は、前記協調変速中に前記プーリへの供給圧が不足していると判断され、かつ、前記副変速機構の変速が変速比の大きくなる方向への変速である場合は、前記バリエータ伝達可能トルクに基づき前記上限トルクを演算する、
   ことを特徴とする無段変速機。
6. プーリの溝幅を油圧により変更することで動力源から入力される回転を変速するバリエータと、前記バリエータの出力側に設けられて複数の前進用変速段を有する副変速機構と、を備えた無段変速機の制御方法であって、
   前記副変速機構の変速中に前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化方向と逆の方向に変更する協調変速を行うことと、
   前記協調変速中、前記プーリへの供給圧が必要圧よりも不足しているか判断し、前記プーリへの供給圧が不足していると判断した場合に、
   前記バリエータの伝達可能なトルクであるバリエータ伝達可能トルクを前記プーリへの供給圧と前記バリエータの変速比とに基づき演算し、
   前記バリエータの出力側から入力されるイナーシャトルクを前記バリエータの出力軸の回転速度変化に基づき演算し、
   前記バリエータ伝達可能トルクと前記イナーシャトルクとに基づき前記動力源の上限トルクを演算し、演算した前記上限トルクを前記動力源の制御装置に出力して前記動力源のトルクを規制することと、
   を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法。

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