JP5669779B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機の変速制御に関する。

駆動力源であるエンジンの回転を無段階に変速して出力する無段変速機の制御装置において、運転者から急加速が要求された場合に、エンジン回転速度を漸増および急減を繰り返しつつ車速が増加するように変速比を段階的に制御する、いわゆる擬似有段アップシフト制御を行うものが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−７７４９号公報

従来の無段変速機における擬似有段アップシフト制御では、変速比の変化を抑制したリニア変速によって車両を加速させ、エンジン回転速度がアップシフト判定回転速度を超えた場合は、アップシフト制御を行う。このリニア変速とアップシフト制御を繰り返しながら車速を上昇させることで、擬似有段アップシフト制御が実現される。

ところで、エンジンが発生可能なトルクは、エンジンの回転速度に依存する。回転速度が所定回転速度に上昇するまではエンジントルクは上昇するが、所定回転速度以上では、エンジントルクは減少するという特性がある（特許文献１、図６）。

ここで、前述のように、変速比の変化を抑制したリニア変速を行ってエンジン回転速度Ｎｅを上昇させると、エンジン回転速度が所定回転速度を超えた場合はエンジントルクが減少し、運転者に加速感が得られないという違和感が生じる。これに対して、従来は、所定回転速度となったときにアップシフト制御を行い、エンジン回転速度が所定回転速度以上とならないように制御することによって、運転者の違和感を解消していた。

しかしながら、このような制御では、車両の加速時にエンジン回転速度が所定回転速度で頭打ちとなってしまうという問題がある。

すなわち、アクセルペダルの踏み込み量が大きいなど運転者の加速要求が大きい場合にも、エンジン回転速度が所定回転速度でアップシフトしてしまうので、エンジン回転速度をさらに高い領域（例えばオーバーレブとなる寸前の領域）まで用いることができない。すなわち、エンジン回転速度の上昇に伴って車速が上昇するという運転状態の継続時間が短くなり、運転者に十分な加速感を与えることができないので、加速フィーリングが低下する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、運転者に与える加速感を向上できる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、車両に搭載され駆動力源の回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速比を制御する変速制御部を備える変速制御装置であって、変速制御部は、車両の運転状態が、駆動力源の回転速度が上昇するにつれて駆動力源の出力トルクが減少する状態である場合に、変速比の変化を抑制する第１の変速制御と、変速比を所定の変速比へとアップシフトさせる第２の変速制御とを実行し、第１の変速制御において、変速比の変化を抑制させた後、第２の変速制御に移行する前に、出力トルクの減少分に応じて変速比をＬｏｗ側へと変速させることを特徴とする。

本発明によると、無段変速機において、車両の運転状態に基づき、例えば運転者から加速要求があったときに、変速機の変化を抑制する第１の変速制御と、変速比を所定の変速比へとアップシフトさせる第２の変速制御とを行い、さらに、第１の変速制御から第２の変速制御に移行する前に、変速比をＬｏｗ側に変速させて、エンジン回転速度を大側に移行させる。このような制御によって、エンジン回転速度が上昇するにもかかわらずエンジンの発生トルクが減少する領域において、Ｌｏｗ側に変速させてトルクが減少する分だけエンジン回転速度を上昇させて、運転者に、エンジン回転速度の上昇に伴い車速が増加するという加速感を与えることができる。これにより加速フィーリングを向上できる。

本実施形態の無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。 本発明の実施形態の変速機コントローラの構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の変速マップの一例を示す説明図である。 変速機コントローラが実行するノコギリ変速モード制御の制御ブロック図である。 本発明の実施形態のエンジン回転速度とエンジンの出力トルクとの関係を示す説明図である。 本発明の実施形態の変速機コントローラが実行するノコギリ変速モード制御のフローチャートである。 本発明の実施形態のノコギリ変速モード変速マップの一例の説明図である。 本発明の実施形態の変速機コントローラ１２の変速制御を示すタイムチャートである。

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は本実施形態の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。

各構成について説明すると、変速機４は、無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０に対して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、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、これらプーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備えるベルト式無段変速機構である。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。

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、アクセルペダルの開度（以下、「アクセル開度ＡＰＯ」という。）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、この変速制御プログラムで用いる変速マップが格納されている。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ｓｕｂＲａｔｉｏ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、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のときの変速線）、パーシャル線（アクセル開度ＡＰＯ＝４／８のときの変速線）、コースト線（アクセル開度ＡＰＯ＝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。

変速機コントローラ１２は、この変速マップを参照して、車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯ（車両の運転状態）に対応するスルー変速比Ｒａｔｉｏを到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏとして設定する。この到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏは、当該運転状態でスルー変速比Ｒａｔｉｏが最終的に到達すべき目標値である。そして、変速機コントローラ１２は、スルー変速比Ｒａｔｉｏを所望の応答特性で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従させるための過渡的な目標値である目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏを設定し、スルー変速比Ｒａｔｉｏが目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに一致するようにバリエータ２０及び副変速機構３０を制御する。

また、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変速比に等しい。

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ｓｕｂＲａｔｉｏが変化する方向と逆の方向に変化させる協調変速を行う。

協調変速では、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（以下、「１−２変速」という。）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変化させる。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（以下、「２−１変速」という。）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変化させる。

モード切換変速時、協調変速を行うのは、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伴う運転者の違和感を抑えるためである。また、モード切換変速をバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが最Ｈｉｇｈ変速比のときに行うのは、この状態では副変速機構３０に入力されるトルクがそのときにバリエータ２０に入力されるトルクのもとでは最小になっており、この状態で副変速機構３０を変速すれば副変速機構３０の変速ショックを緩和することができるからである。

また、この変速マップに従えば、車両が停車する際、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｌｏｗ変速比となり、また、副変速機構３０の変速段は１速となる。

次に、運転者からの加速要求があったときに変速機コントローラ１２が実行する変速制御について説明する。

変速機コントローラ１２は、車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ等の入力に基づいて、図３に示す変速マップを参照して、スルー変速比Ｒａｔｉｏを所望の応答特性で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従させるための過渡的な目標値である目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏを設定し、スルー変速比Ｒａｔｉｏが目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに一致するようにバリエータ２０及び副変速機構３０を制御する。

ここで、運転者によってアクセルペダルが大きく踏まれるなど、運転者からの加速要求があった場合に変速機コントローラ１２が実行する制御を説明する。

なお、本発明の実施形態では、後述するように、運転者からの加速要求があったときに行う変速制御は、変速比の変化を抑制した制御（第１の変速制御）と、変速比をステップ状にアップシフトさせる制御（第２の変速制御）とが繰り返されて、エンジン回転速度Ｎｅ（又はプライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）の時間変化がノコギリの歯のような軌跡を辿る。この変速制御を、以降は「ノコギリ変速」と呼ぶ。

図４は、本発明の実施形態の変速機コントローラ１２の本発明に関する部分のみを描いた変速制御のブロック図である。

変速機コントローラ１２は、ノコギリ変速モード判定部５０と、目標変速比設定部５１と、アップシフト判定マップ５２と、ノコギリ変速モード変速マップ５３と、を備える。

変速機コントローラ１２には、車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ及びアクセル開速度ｄＡＰＯが入力される。なおアクセル開速度ｄＡＰＯはアクセル開度を時間微分した値を変速機コントローラ１２が算出する。

運転者が急加速を意図してアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合、例えば、アクセル開度ＡＰＯ及びアクセル開速度ｄＡＰＯが増大した場合は、変速機コントローラ１２のノコギリ変速モード判定部５０は、運転者から加速要求があったと判断し、以降に説明するノコギリ変速モードを判定する。

ノコギリ変速モードを判定した場合は、変速機コントローラ１２は、図３に示す変速マップではなく、ノコギリ変速モード変速マップ５３と、アップシフト判定マップ５２とに基づいた変速制御を行う。変速機コントローラ１２の目標変速比設定部５１は、これらマップに基づいて目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏを設定する。変速機コントローラ１２は、スルー変速比Ｒａｔｉｏが目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに一致するように油圧制御回路１１に指令を行って、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速比を制御する。

次にノコギリ変速モードの詳細を説明する。

運転者からの加速意図があった場合、アクセル開度ＡＰＯの増大によってエンジン回転速度Ｎｅは上昇するが、油圧制御回路により制御される変速機４は、目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに対してスルー変速比Ｒａｔｉｏが追従するまでに時間がかかり、エンジン回転速度Ｎｅの上昇の割に車速ＶＳＰの伸びが緩やかとなり、運転者に違和感を与える。

この違和感を防止して運転者に軽快な加速感を与えるために、変速機コントローラ１２は、運転者による加速意図が大きい場合は、ノコギリ変速モード変速マップ５３を参照して、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏを現在の実変速比と略一定にする等、変速比の変化を抑制して、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に従って車速ＶＳＰが上昇する第１の変速制御を実行する。この第１の変速制御によって変速比の変化が抑制されると、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に従って車速ＶＳＰが上昇することによって運転者に加速感を与えることができる。

ここで、エンジン１の出力トルクは、エンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度を超えた領域では、エンジン回転速度の上昇に対して出力トルクが減少するという特性を有する。

図５は、本発明の実施形態のエンジン回転速度Ｎｅとエンジン１の出力トルクとの関係を示す説明図である。なお、図５において、アクセル開度ＡＰＯが、２／８、４／８、６／８及び８／８である場合のエンジン回転速度Ｎｅとエンジン１の出力トルクとの関係を示す。

エンジン１の出力トルクは、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴って上昇する（図中Ｌ領域）そして、エンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度（図中に点線で示す）付近で出力トルクが最大となる。例えば、エンジン回転速度Ｎｅが４０００〜６０００［ｒｐｍ］付近が出力トルクのピークである。一方、エンジン回転速度Ｎｅがこの所定回転速度を越えた領域（図中Ｈ領域）では、エンジン１の出力トルクは、エンジン回転速度Ｎｅが上昇するにもかかわらず、減少する。

従って、エンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度を超えた場合は、エンジン回転速度Ｎｅの上昇にもかかわらずエンジンの出力トルクが減少するので、エンジン回転速度Ｎｅが上昇しても車速ＶＳＰの伸びが低下して加速感が減少する。

そこで、運転者からの加速要求があったときに、加速感を減少させないために、エンジン回転速度Ｎｅに閾値を設定し、エンジン回転速度Ｎｅがこの閾値を超えたときに変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏをアップシフト側に所定の変速比までステップ状に変速させる。これによりエンジン回転速度Ｎｅが一端下降し、再びエンジン回転速度Ｎｅの上昇と共に車速ＶＳＰを上昇させことができる。

より具体的には、変速機コントローラ１２は、アップシフト判定マップ５２を予め記憶している。そして、アクセル開度ＡＰＯとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとの関係に元づき、エンジン回転速度Ｎｅが閾値を超えたか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが閾値を超えた場合は、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏをアップシフト側の所定の変速比までステップ状に変速させる第２の変速制御を行う。

このように、変速比の変化を抑制した第１の変速制御と、変速比をアップシフトさせる第２の変速制御と行い、加速要求がある場合にこれを繰り返し実行することによって、運転者は、エンジン回転速度Ｎｅが上昇するに従って車速ＶＳＰが上昇するという加速感が得られる。

図６は、本発明の実施形態の変速機コントローラ１２が実行する実行するノコギリ変速モード制御のフローチャートである。

この図６に示すフローチャートは、変速機コントローラ１２において、通常の変速制御と平行して、所定の周期（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。

変速機コントローラ１２は、アクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ及びプライマリ回転速度Ｎｐｒｉを取得する（Ｓ１０１）。

次に、変速機コントローラ１２のノコギリ変速モード判定部５０は、取得したアクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ及びプライマリ回転速度Ｎｐｒｉから、ノコギリ変速モードであるか否かを判定するノコギリ変速判定を行う（Ｓ１０２）。具体的には、アクセル開度ＡＰＯが所定開度（例えば５／８）以上であり、かつ、アクセル開速度ｄＡＰＯが所定開速度（例えば５／８／ｓ）以上である場合に、ノコギリ変速モードと判定する。

ノコギリ変速モードと判定されなかった場合は、本フローチャートによる処理を終了し、通常の変速処理に戻る。

ノコギリ変速モードと判定された場合は、ステップＳ１０３に移行し、変速機コントローラ１２の目標変速比設定部５１は、ノコギリ変速モード変速マップ５３を参照して、目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏを設定する。変速機コントローラ１２は、スルー変速比Ｒａｔｉｏが目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに一致するように油圧制御回路１１に指令を行って、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速比を制御する。

次に、ステップＳ１０４に移行して、アップシフト判定マップ５２に基づいて、アップシフトを行うか否かのアップシフト判定を行う。具体的には、変速機コントローラ１２は、予め記憶されているアップシフト判定マップ５２を参照して、アクセル開度ＡＰＯとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとの関係に元づき、エンジン回転速度Ｎｅが閾値を超えたか否かを判定する。なお、ノコギリ変速モードにおけるアップシフト判定マップ５２は、通常の変速と比較して、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉがより高回転速度側でアップシフトするように設定されている。

アップシフトを行うと判定されなかった場合は、本フローチャートによる処理を終了し、通常の変速処理に戻る。

アップシフトを行うと判定した場合は、ステップＳ１０５に移行して、変速機コントローラ１２は、目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏをアップシフト側に所定の変速比までステップ状に設定する。変速機コントローラ１２は、スルー変速比Ｒａｔｉｏが目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに一致するように油圧制御回路１１に指令を行って、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速比を制御する。その後、本フローチャートによる処理を終了し、通常の変速処理に戻る。

このような処理によって、ノコギリ変速が行われる。

ところで、このようなノコギリ変速を行った場合に、次のような問題が発生する。

前述のように、エンジン回転速度Ｎｅが所定の閾値（図５における点線）を超えたとき、アップシフト判定マップ５２に基づいてアップシフトを行う。

ここで、エンジン１の出力トルクが比較的小さい小型のエンジンを搭載した小型車の場合は、アクセル開度ＡＰＯが大きい場合にも、エンジン回転速度Ｎｅが所定の閾値となるまでの時間が長くなる。

また、小型車では、エンジン回転速度Ｎｅが図５における点線を越えたときにアップシフトを行うように制御するため、エンジン回転速度Ｎｅはアップシフト判定マップ５２により所定の回転速度で頭打ちとなってしまう。このため、エンジン回転速度Ｎｅをさらに高い領域（例えばオーバーレブとなる寸前の領域）まで用いてトルクをさらに上昇させることができない。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴って車速が上昇するという運転状態の継続時間が短くなり、運転者に十分な加速感を与えることができないので、加速フィーリングが低下するという問題があった。

そこで、本発明の実施の形態の変速機コントローラ１２は、次のように制御を行うことにより、エンジン回転速度Ｎｅを可能な限り上昇させて、運転者に加速感を与え、加速フィーリングを向上した。

図７は、本発明の実施形態のノコギリ変速モード変速マップ５３の一例の説明図である。

図７に示すノコギリ変速モード変速マップ５３は、アクセル開度ＡＰＯ毎に、それぞれ目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏとエンジン回転速度Ｎｅとの対応を示す変速線が示されている。なお、図７では、アクセル開度ＡＰＯが、２／８、４／８、６／８及び８／８である場合のみを示す。

ノコギリ変速モード変速マップ５３において、それぞれの変速線は、エンジン回転速度Ｎｅに対して目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏが概ね一定であるが、エンジン回転速度Ｎｅが大きい領域（図中点線で示すよりも右側の領域）では、エンジン回転速度Ｎｅが上昇するにつれて目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏが大きく、すなわち、Ｌｏｗ側に変速比が変化するように設定されている。

この点線よりも右側の領域は、図５で前述したように、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に対して、エンジン１の出力トルクが減少する領域（Ｈ領域）である。また、変速線のＬｏｗ側への変速比の変化は、このＨ領域におけるトルクの落ち込みを補うような変化とする。

具体的には、より高いエンジン回転速度Ｎｅ（図５における点線より右側の領域、又は図７における点線より右側の領域）でアップシフトするように、ノコギリ変速モードにおけるアップシフト判定マップ５２を変更する。そして、ノコギリ変速モード変速マップ５３に基づいた変速制御を行う。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが時間に比例して上昇するとした場合に、図５におけるＬ領域のトルクの変化がＨ領域にも継続できるように、変速比をＬｏｗ側に変速させてエンジン回転速度Ｎｅの変化速度を上昇させるように、Ｈ領域のトルクの落ち込みに対応した曲線で変速線を設定する。エンジン回転速度Ｎｅの変化速度を上昇させることにより、図５における一点鎖線のようにトルクを上昇させることができる。

ノコギリ変速モード変速マップ５３をこのように設定することによって、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に対してエンジン１の出力トルクが低下する領域において、エンジン回転速度Ｎｅをさらに上昇させることにより、エンジン１の出力トルクの落ち込み分を補って加速感を維持することができる。

次に、このようなノコギリ変速モード変速マップに基づく変速制御を説明する。

図８は、本発明の実施形態の変速機４における変速制御を示すタイムチャートである。

図８において、アクセル開度ＡＰＯ、ノコギリ変速モード判定状態、エンジン回転速度Ｎｅ、目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉ、変速比Ｒａｔｉｏ、車速ＶＳＰ及び車両の加速度が、それぞれ時間を横軸としたタイムチャートとして示されている。なお、目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉは、エンジン回転速度Ｎｅと目標スルー回転速度ｔＲａｔｉｏとに基づいた制御値である。

前述のように、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んで、アクセル開度ＡＰＯ及びアクセル開速度ｄＡＰＯが所定条件を満たした場合に、変速機コントローラ１２は、運転者からの加速意図が大きいと判断して、ノコギリ変速モードへと移行すると判定する（タイミングｔ１）。

ノコギリ変速モードに移行した場合は、変速機コントローラ１２は、ノコギリ変速モード変速マップ５３を参照して、現在のアクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰから、目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏを決定する。変速機コントローラ１２は、決定した目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏに現在の実変速比Ｒａｔｉｏが追従するように変速比を制御する。なお、ここでは、目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉを算出し、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉが目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉに追従するように、変速比を制御する。

なお、ノコギリ変速モードを判定した最初の変速制御（タイミングｔ１〜ｔ２）においては、車両の挙動が過剰とならないように、変速比を徐々に変化させた後、変速比を略一定に抑制する。

その後、エンジン回転速度Ｎｅが上昇して、エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度ＡＰＯに基づいて、アップシフト判定マップ５２によってアップシフトを行うと判定した場合は、変速機コントローラ１２は、このアップシフトに基づいた目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉを設定して、変速比Ｒａｔｉｏを所定の変速比へとアップシフト制御を行う（第２の変速制御）。

このとき、変速機コントローラ１２は、変速比の変更の応答を高めるために、目標プライマリ回転速度ｄＮｐｒｉを、低回転速度側に過渡的に設定して制御をアンダーシュートさせる。その後、ノコギリ変速モード変速マップ５３に基づいた制御を行う。

タイミングｔ２においてエンジン回転速度Ｎｅが一旦減少するが、その後、ノコギリ変速モード変速マップ５３に基づいて、変速比Ｒａｔｉｏを制御する。これにより変速比の変化が抑制されて、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴って車速ＶＳＰが上昇するという加速感が得られる。

また、ノコギリ変速モード変速マップ５３において、変速比がＬｏｗ側に変化する領域すなわち、図７における点線よりも右側の領域となった場合は、このノコギリ変速モード変速マップ５３に基づいて変速比がＬｏｗ側に変化する（タイミングｔ３）。これによりエンジン回転速度Ｎｅが上昇されて、エンジン１の出力トルクが低下する領域においても、加速度が維持される。

その後、再びアップシフト判定マップ５２に基づいてアップシフトを行う第２の変速制御を行った後（タイミングｔ４）、ノコギリ変速モード変速マップ５３に基づいて変速比を制御する第１の変速制御を行う（タイミングｔ４〜ｔ６）。

このように、第２の変速制御（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０）と、第１の変速制御（タイミングｔ２〜ｔ４、ｔ４〜ｔ６、ｔ６〜ｔ８、ｔ７〜ｔ１０）を繰り返すことによって、運転者は、アクセル開度ＡＰＯに基づくエンジン回転速度Ｎｅの上昇（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉの上昇）につれて車速ＶＳＰが上昇する加速感を得ることができる。

変速機コントローラ１２は、アクセル開度ＡＰＯ又はアクセルペダルを戻したときの開速度（アクセル戻し速度−ｄＡＰＯ）に基づいて、ノコギリ変速を判定する。アクセル開度ＡＰＯが所定開度を下回った場合、又は、アクセル戻し速度−ｄＡＰＯが所定戻し速度を上回った場合に、ノコギリ変速モードを終了して図３に示す変速マップに基づく通常の変速モードに戻る。

なお、運転者がアクセルペダルの踏込み後のアクセルペダルを若干戻したとしても、ノコギリ変速モードは継続する。すなわち、運転者は車両の挙動（速度、加速度、エンジン音等）に反応してアクセルペダルの踏み込み量を細かく変化させている。そのため、アクセルペダルを大きく戻さない限りは、加速意図は継続しているものとして、ノコギリ変速モードを継続する。

例えば、図８において、タイミングｔ８においてアクセル開度ＡＰＯが点線のように若干（例えばアクセル開度ＡＰＯが０．５／８だけ）戻されたとしても、加速意図は継続していると判断して、ノコギリ変速モードは継続する。

また、本実施形態では、図７に示すように、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に対してエンジン１の出力トルクが低下する領域において、変速比をＬｏｗ側に変速させてエンジン回転速度Ｎｅの変化速度を上昇させるように、Ｈ領域のトルクの落ち込みに対応した変速線を設定している。なお、図７の点線部分より右側の領域において、変速比の変化が、曲線状に変化するように変速線を設定してもよいし、変速比の変化が直線状に（リニアに）変化するように変速線を設定してもよい。

エンジン１の出力トルクはエンジンの特性や走行状態によって変化するため、理想のトルク特性に必ずしも一致させる必要はなく、トルクの落ち込みに対してエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる仕組みを持つことが本発明の特徴である。

また、第２の変速制御において、目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏをアップシフト側に所定の変速比までステップ状に設定するとした。このアップシフト量は、直後の第１の変速制御において運転者が加速感を得られるような適切な変速比へとアップシフトさせる。

特に、運転者の加速意図が大きい場合は、よりＨｉｇｈ側へとアップシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅをより低回転速度側に落とした後、第１の変速制御においてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるように制御することで、より大きな加速感を得ることができる。

以上のように、本発明の実施形態では、車両に搭載され駆動力源としてのエンジン１の回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機（バリエータ２０）の変速比を制御する変速制御部としての変速機コントローラ１２を備える変速制御装置であって、変速機コントローラ１２は、車両の運転状態、例えば運転者からの加速要求に基づいて、変速比Ｒａｔｉｏの変化を抑制する第１の変速制御と、変速比Ｒａｔｉｏを所定の変速比へとアップシフトさせる第２の変速制御とを実行し、第１の変速制御において、変速比Ｒａｔｉｏの変化を抑制させた後、第２の変速制御に移行する前に変速比をＬｏｗ側へと変速させるように構成されている。

このように、変速比の変化を抑制する第１の変速制御と、変速比を所定の変速比へとアップシフトさせる第２の変速制御とを行って、エンジン回転速度の上昇に伴い車速が増加するという加速感を与えることができる。さらに、第１の変速制御から第２の変速制御に移行する前に、変速比をＬｏｗ側に変速させて、エンジン回転速度を大側に移行させるので、エンジン回転速度が上昇するにもかかわらずエンジンの発生トルクが減少する領域において、Ｌｏｗ側に変速させてトルクが減少する分だけエンジン回転速度を上昇させるので、特に、出力が小さいエンジン１を搭載した小型車であっても、加速感が減少することがなくなる。これは請求項１の効果に対応する。

また、変速機コントローラ１２は、エンジン１の回転速度の上昇に対して出力トルクが下降する状態である場合に、前記第１の変速制御において、前記出力トルクの下降分に応じて、または、所定の変速速度で、前記変速比をＬｏｗ側へと変速させるので、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に対してエンジン１の出力トルクが低下する領域において、エンジン１の出力トルクの落ち込み分を補って加速感を維持することができるこれは請求項２及び３の効果に対応する。

また、変速機コントローラ１２は、第２の変速制御において、所定の変速比よりもＨｉｇｈ側の変速比へと過渡的に指令を行った後に、所定の変速比にアップシフトを行うので、変速初期における変速速度が速くなり、変速に要する時間が短縮されて、加速感を減少させることがない。これは請求項４の効果に対応する。

また、変速機コントローラ１２は、運転者の加速意図が大きいほど、前記第２の変速制御において、前記所定の変速比をよりＨｉｇｈ側へとアップシフトさせるので、エンジン回転速度Ｎｅをより低回転速度側に落とした後、第１の変速制御においてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させるように制御することで、より大きな加速感を得ることができる。これは請求項５の効果に対応する。

また、変速機コントローラ１２は、車両のアクセル開度ＡＰＯの戻し量が所定の戻し開度（例えば０．５／８）以上戻されていない、又は、アクセル戻し速度が所定の戻し速度（例えば０．５／８／Ｓ）以上戻されていない場合は、第１の変速制御と第２の変速制御とを継続するので、アクセルペダルの多少の戻しではノコギリ変速モードを終了せず継続することができる。これは請求項６の効果に対応する。

また、変速機コントローラは、アクセル開度ＡＰＯが所定開度以上かつアクセル開速度ｄＡＰＯが所定開速度以上であるときに、ノコギリ変速モードに移行するので、運転者の加速意図があった場合に、運転者に加速感を与える運転状態を提供することができる。

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。

上記実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅの上昇によるトルクの落ち込みに対して、変速比をＬｏｗ側に変速させるように制御したが、これに限られない。例えば、エンジン回転速度Ｎｅが低下してトルクが不足したときにも、変速比をＬｏｗ側に変速させるように制御してもよい。また、エンジン回転速度Ｎｅとトルクとの乗算で表される駆動力の低下に対応させて、変速比をＬｏｗ側に変速させるように制御してもよい。

また、上記実施形態では、バリエータ２０としてベルト式無段変速機構を備えているが、バリエータ２０は、Ｖベルト２３の代わりにチェーンがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。あるいは、バリエータ２０は、入力ディスクと出力ディスクの間に傾転可能なパワーローラを配置するトロイダル式無段変速機構であってもよい。

また、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構わない。また、副変速機構３０を備えない構成であってもよい。

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、副変速機構３０は、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。

１ エンジン
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（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 Ｖベルト
３０ 副変速機構
３２ Ｌｏｗブレーキ
３３ Ｈｉｇｈクラッチ
４１ アクセル開度センサ
４２ 回転速度センサ
４３ 車速センサ
４４ 油温センサ
４６ インヒビタスイッチ
５０ ノコギリ変速モード判定部
５１ 目標変速比設定部
５２ アップシフト判定マップ
５３ ノコギリ変速モード変速マップ

Claims (6)

1. 車両に搭載され、駆動力源の回転速度を無段階に変速して出力する無段変速機の変速比を制御する変速制御部を備える変速制御装置であって、
   前記変速制御部は、
   前記車両の運転状態が、前記駆動力源の回転速度が上昇するにつれて前記駆動力源の出力トルクが減少する状態である場合に、前記変速比の変化を抑制する第１の変速制御と、前記変速比を所定の変速比へとアップシフトさせる第２の変速制御とを実行し、
   前記第１の変速制御において、前記変速比の変化を抑制させた後、前記第２の変速制御を行う前に、前記出力トルクの減少分に応じて前記変速比をＬｏｗ側へと変速させる
   ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
2. 前記変速制御部は、
   前記車両の運転状態が、前記駆動力源の回転速度が上昇するにつれて前記駆動力源の出力トルクが減少する状態である場合に、
   前記第１の変速制御において、前記変速比を所定の変速速度でＬｏｗ側へと変速させることを特徴する請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
3. 前記変速制御部は、前記第２の変速制御において、前記所定の変速比よりもＨｉｇｈ側の変速比への指令を行った後、前記所定の変速比への指令を発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の変速制御装置。
4. 前記変速制御部は、前記第２の変速制御において、運転者の加速意図が大きいほど、前記所定の変速比をよりＨｉｇｈ側へとアップシフトさせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機の変速制御装置。
5. 前記変速制御部は、前記車両のアクセルペダルの開度が所定の戻し開度以上戻されていない場合、又は、前記アクセルペダルの戻し速度が所定の戻し速度以上でない場合は、前記第１の変速制御と前記第２の変速制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の無段変速機の変速制御装置。
6. 前記変速制御部は、前記車両のアクセルペダルの開度が所定開度以上かつ前記車両のアクセルペダルの開速度が所定開速度以上であるときに、前記第１の変速制御と前記第２の変速制御と行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の無段変速機の変速制御装置。

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