JP6444170B2 - 動力分割式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力分割式無段変速機の制御装置に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、エンジンの動力を無段階に変速する無段変速機構と、エンジンの動力を無段変速機構を経由せずに伝達する歯車機構と、無段変速機構からの動力と歯車機構からの動力とを合成するための遊星歯車機構とを備えたものが提案されている。この変速機では、エンジンからの動力を無段変速機構と歯車機構とに分割し、その分割された各動力を遊星歯車機構で合成して車輪に伝達することができる。

特開２００４−１７６８９０号公報

駆動源の動力を２系統に分割して伝達可能な変速機は、動力分割式無段変速機として、出願人も提案している。

この提案に係る動力分割式無段変速機には、変速比の変更により動力を無段階に変速する無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構を経由する動力と一定変速機構を経由する動力とを合成するための遊星歯車機構を含む合成用歯車機構とが備えられている。無段変速機構は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。合成用歯車機構のサンギヤには、無段変速機構のセカンダリ軸が接続されている。また、合成用歯車機構のリングギヤには、出力軸が接続されている。出力軸の回転は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。

この動力分割式無段変速機は、動力伝達モード（変速モード）として、動力が無段変速機構のみを経由して合成用歯車機構に伝達されるベルトモードと、動力が無段変速機構および一定変速機構を経由して合成用歯車機構に伝達されるスプリットモードとを有している。

ベルトモードでは、合成用歯車機構のサンギヤとリングギヤとが直結され、合成用歯車機構のキャリアがフリーな状態にされる。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤおよびリングギヤが一体的に回転し、出力軸がリングギヤと一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、動力分割式無段変速機の変速比が無段変速機構の変速比（ベルト変速比）と一致する。

スプリットモードでは、サンギヤとリングギヤとの直結が解除され、一定変速機構を経由する動力が合成用歯車機構のキャリアに入力される。一定変速機構の変速比（スプリット変速比）が一定で不変であるので、動力分割式無段変速機に入力される回転速度が一定であれば、キャリアの回転速度が一定に保持される。そのため、ベルト変速比が上げられて、サンギヤの回転速度が下げられると、リングギヤおよびリングギヤに接続された出力軸の回転速度が上がり、動力分割式無段変速機の変速比が下がる。したがって、スプリットモードでは、動力分割式無段変速機の変速比がスプリット変速比以下となる。

図８は、ベルトモードからスプリットモードに切り替えられる際に係合される係合要素の油圧およびベルト変速比の時間変化を示す図である。

ベルトモードからスプリットモードへの切り替えは、２個の係合要素の掴み替え（掛け替え）により達成される。このとき、解放側の係合要素が係合した状態で、係合側の係合要素に供給される油圧が上げられて、２個の係合要素の両方が係合した状態が瞬間的に作られた後、解放側の係合要素に供給される油圧が低減される。

係合側の係合要素に供給される油圧を上げるため、その油圧を制御するソレノイドバルブへの電流の供給が開始される。この電流の供給を開始するタイミングＴ１１は、ベルト変速比の低下速度（ベルト変速比の時間変化を示す直線の傾きθに相当。）に基づいて、ベルト変速比がスプリット変速比と一致するタイミングＴ１２が予測され、その予測されたタイミングＴ１２から一定時間Δｔだけ遡った時点に設定される。

図８に実線で示されるように、電流の供給開始から一定時間Δｔが経過した時点で、係合要素に供給される油圧が立ち上がると、ベルト変速比がスプリット変速比とほぼ一致した状態で係合要素が係合される。この場合、解放側の係合要素に供給される油圧が低減されると、２個の係合要素が良好に掴み替えられる。

ところが、係合要素のピストンストロークの経時変化や油圧を発生させるポンプの性能の経時変化など、種々の要因により、図８に破線で示されるように、電流の供給開始から係合要素に供給される油圧が立ち上がるまでの時間にばらつきが生じると、ベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で係合要素が係合される。ベルト変速比とスプリット変速比とがずれた状態で、係合要素が係合されると、合成用歯車機構のサンギヤとリングギヤとの差回転を吸収するよう、ベルトの滑りが発生し、その滑りによりベルトの耐久性が低下する。

本発明の目的は、第１係合要素と第２係合要素との掛け替えの際に、ベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で係合側の第１係合要素が係合されることを抑制できる、動力分割式無段変速機の制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る動力分割式無段変速機の制御装置は、入力軸に入力される動力をベルト変速比の変更により無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、入力軸に入力される動力を一定のスプリット変速比で変速する一定変速機構と、無段変速機構からの動力と一定変速機構からの動力とを合成して出力軸に出力する合成用歯車機構と、第１係合要素と、第２係合要素とを備え、第１係合要素および第２係合要素の掛け替えにより、入力軸に入力される動力が無段変速機構を経由して合成用歯車機構に伝達されるベルトモードと、入力軸に入力される動力が無段変速機構および一定変速機構を経由して合成用歯車機構に伝達されるスプリットモードとに切り替えられる動力分割式無段変速機を制御する制御装置であって、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えの際に、ベルト変速比の変化速度からベルト変速比がスプリット変速比と一致するタイミングを予測し、当該タイミングから所定時間遡ったタイミングで、係合側の第１係合要素への油圧の供給の開始を指示する開始指示手段と、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えの際に、予め定められた通常制御により、解放側の第２係合要素に供給される油圧を第２係合要素が解放される油圧に低下させる第１油圧制御手段と、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えの際に、通常制御に代えて、解放側の第２係合要素に供給される油圧を低下させることにより、入力軸の回転数がベルト変速比に応じた回転数よりも上昇する吹き状態を発生させ、当該吹き状態が維持されるように第２係合要素に供給される油圧を制御し、第１係合要素の係合により吹き状態が解消された後、第２係合要素に供給される油圧を第２係合要素が解放される油圧に低下させる第２油圧制御手段と、第２油圧制御手段による制御の実行時に、開始指示手段による指示から吹き状態が解消されるまでの時間を計測する計時手段と、所定時間を計時手段により計測された時間に応じて学習補正する学習補正手段とを含む。

この構成によれば、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えの際に、ベルト変速比の変化速度からベルト変速比とスプリット変速比とが一致するタイミングが予測され、当該タイミングから所定時間遡ったタイミングで、係合側の第１係合要素への油圧の供給の開始が指示される。一方、解放側の第２係合要素に供給される油圧については、通常制御により、第２係合要素が解放される油圧まで下げられる場合と、入力軸の回転数がベルト変速比に応じた回転数よりも上昇する吹き状態を発生させる制御の後、第２係合要素が解放される油圧まで下げられる場合とがある。後者の場合、第１係合要素への油圧の供給の開始の指示から吹き状態が解消するまでの時間が計測される。そして、その計測された時間に応じて、第１係合要素への油圧の供給の開始を指示するタイミングを設定するための所定時間が学習補正される。たとえば、現在設定されている所定時間が計測された時間よりも長い場合、所定時間が短くなるように補正され、現在設定されている所定時間が計測された時間よりも短い場合、所定時間が長くなるように補正される。

所定時間の学習補正が行われることにより、ベルト変速比がスプリット変速比に近い状態で第１係合要素が係合するように、第１係合要素への油圧の供給の開始を指示するタイミングを設定することができる。そのため、第１係合要素と第２係合要素との掛け替えの際に、ベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で第１係合要素が係合されることを抑制できる。その結果、ベルトの滑りの発生を抑制でき、ひいては、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。

第２油圧制御手段による制御（所定時間の学習補正）は、その初回が動力分割式無段変速機の初期状態で実行されることが好ましい。

これにより、第１係合要素への油圧の供給の開始の指示から当該油圧が立ち上がるまでの時間に、動力分割式無段変速機の個体差によるばらつきがあっても、初回の学習補正により、所定時間を各個体に応じた適切な時間に設定することができ、各個体でベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で係合側の第１係合要素が係合されることを抑制できる。

また、第２油圧制御手段による制御（所定時間の学習補正）は、車両が所定距離走行する度に実行されるなど、所定の間隔で実行されることが好ましい。

これにより、第１係合要素のピストンストロークの経時変化や油圧を発生させるポンプの性能の経時変化などが生じても、所定の間隔で実行される学習補正により、所定時間を経時変化に応じた適切な時間に設定することができ、ベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で係合側の第１係合要素が係合されることを抑制できる。

また、第２油圧制御手段による制御（所定時間の学習補正）後、通常は、第１油圧制御手段による制御を行うことが好ましい。

本発明によれば、第１係合要素と第２係合要素との掛け替えの際に、ベルト変速比がスプリット変速比からずれた状態で第１係合要素が係合されることを抑制できる。その結果、ベルトの滑りの発生を抑制でき、ひいては、ベルトの耐久性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載される車両の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。 車両の前進時および後進時におけるロークラッチ、リバースブレーキおよびハイブレーキの状態を示す図である。 無段変速機構の変速比と動力分割式無段変速機の変速比との関係を示す図である。 合成用歯車機構のキャリア、サンギヤおよびリングギヤの回転数の関係を示す共線図である。 車両の電気的構成の要部を示すブロック図である。 ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際に実行される通常制御について説明するためのタイミングチャートであり、ベルト変速比、Ｂ２電流、Ｃ１圧およびＢ２圧の時間変化を示す。 ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際に、所定時間の学習のために実行される学習用制御について説明するためのタイミングチャートであり、ベルト変速比、タービン回転数、Ｂ２電流、Ｃ１圧およびＢ２圧の時間変化を示す。 ベルトモードからスプリットモードに切り替えられる際に係合される係合要素の油圧およびベルト変速比の時間変化（従来例）を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜駆動系統の構成＞

図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載される車両１の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。

トルクコンバータ３は、トルコン入力軸１１、トルコン出力軸１２、ポンプインペラ１３、タービンランナ１４およびロックアップクラッチ１５を備えている。トルコン入力軸１１およびトルコン出力軸１２は、エンジン２の出力軸１６（以下「Ｅ／Ｇ出力軸１６」という。）と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。トルコン入力軸１１には、Ｅ／Ｇ出力軸１６が連結されている。ポンプインペラ１３の中心には、トルコン入力軸１１が接続され、ポンプインペラ１３は、トルコン入力軸１１と一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ１４の中心には、トルコン出力軸１２が接続され、タービンランナ１４は、トルコン出力軸１２と一体的に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ１５が係合されると、ポンプインペラ１３とタービンランナ１４とが直結され、ロックアップクラッチ１５が解放されると、ポンプインペラ１３とタービンランナ１４とが分離される。

ロックアップクラッチ１５が解放された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１６からトルコン入力軸１１に動力が入力されると、トルコン入力軸１１およびポンプインペラ１３が回転する。ポンプインペラ１３が回転すると、ポンプインペラ１３からタービンランナ１４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１４で受けられて、タービンランナ１４が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ１４には、トルコン入力軸１１に入力される動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。そして、そのタービンランナ１４の動力がトルコン出力軸１２から出力される。

ロックアップクラッチ１５が係合された状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１６からトルコン入力軸１１に動力が入力されると、トルコン入力軸１１、ポンプインペラ１３およびタービンランナ１４が一体となって回転する。そして、タービンランナ１４の回転による動力がトルコン出力軸１２から出力される。

動力分割式無段変速機４は、トルクコンバータ３から出力される動力をデファレンシャルギヤ５に伝達する。動力分割式無段変速機４は、Ｔ／Ｍ入力軸２１、Ｔ／Ｍ出力軸２２、無段変速機構２３、一定変速機構２４および合成用歯車機構２５を備えている。

Ｔ／Ｍ入力軸２１には、トルコン出力軸１２が連結されている。

Ｔ／Ｍ出力軸２２は、Ｔ／Ｍ入力軸２１と平行に設けられている。

無段変速機構２３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構２３は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に連結されたプライマリ軸３１と、プライマリ軸３１と平行に設けられたセカンダリ軸３２と、プライマリ軸３１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ３３と、セカンダリ軸３２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ３４と、プライマリプーリ３３とセカンダリプーリ３４とに巻き掛けられたベルト３５とを備えている。

一定変速機構２４は、遊星歯車機構４１、スプリットドライブギヤ４２、スプリットドリブンギヤ４３およびアイドルギヤ４４を備えている。

遊星歯車機構４１には、キャリア４５、サンギヤ４６およびリングギヤ４７が含まれる。キャリア４５は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に相対回転不能に支持されている。キャリア４５は、複数個のピニオンギヤ４８を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ４８は、円周上に配置されている。サンギヤ４６は、Ｔ／Ｍ入力軸２１に相対回転可能に外嵌されて、各ピニオンギヤ４８にＴ／Ｍ入力軸２１の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ４７は、キャリア４５の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ４８にＴ／Ｍ入力軸２１の回転径方向の外側から噛合している。

スプリットドライブギヤ４２は、サンギヤ４６と一体回転可能に設けられている。

スプリットドリブンギヤ４３は、次に述べる合成用歯車機構２５のキャリア５１の外周に、キャリア５１と一体回転可能に設けられている。すなわち、合成用歯車機構２５のキャリア５１には、一定変速機構２４が接続されている。

アイドルギヤ４４は、スプリットドライブギヤ４２およびスプリットドリブンギヤ４３と噛合している。

合成用歯車機構２５は、遊星歯車機構の構成を有している。すなわち、合成用歯車機構２５は、キャリア５１、サンギヤ５２およびリングギヤ５３を備えている。キャリア５１の中心には、無段変速機構２３のセカンダリ軸３２が相対回転可能に挿通されている。キャリア５１は、複数個のピニオンギヤ５４を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ５４は、円周上に配置されている。サンギヤ５２は、セカンダリ軸３２に相対回転不能に支持されて、各ピニオンギヤ５４にセカンダリ軸３２の回転径方向の内側から噛合している。リングギヤ５３は、キャリア５１の周囲を取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ５４にセカンダリ軸３２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ５３の中心には、Ｔ／Ｍ出力軸２２の一端が接続され、リングギヤ５３は、Ｔ／Ｍ出力軸２２と一体回転可能に設けられている。Ｔ／Ｍ出力軸２２の他端部には、出力ギヤ５５が相対回転不能に支持されている。

出力ギヤ５５の回転は、アイドルギヤ機構６を経由して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。アイドルギヤ機構６には、Ｔ／Ｍ出力軸２２と平行に設けられたアイドル軸６１と、アイドル軸６１に相対回転不能に支持された第１アイドルギヤ６２および第２アイドルギヤ６３とが含まれる。第１アイドルギヤ６２は、出力ギヤ５５と噛合している。第２アイドルギヤ６３は、デファレンシャルギヤ５に備えられたリングギヤ６４と噛合している。

また、動力分割式無段変速機４は、ロークラッチＣ１、リバースブレーキＢ１およびハイブレーキＢ２を備えている。

ロークラッチＣ１は、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２とを直結する係合状態（オン）と、その直結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

リバースブレーキＢ１は、スプリットドライブギヤ４２（サンギヤ４６）を制動する係合状態（オン）と、スプリットドライブギヤ４２の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

ハイブレーキＢ２は、リングギヤ４７を制動する係合状態（オン）と、リングギヤ４７の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

＜動力伝達モード＞

図２は、車両１の前進時および後進時におけるロークラッチＣ１、リバースブレーキＢ１およびハイブレーキＢ２の状態を示す図である。図３は、無段変速機構２３の変速比γ_ｂと動力分割式無段変速機４の変速比（以下「Ｔ／Ｍ変速比」という。）γ_ａｌｌとの関係を示す図である。

図２において、「○」は、ロークラッチＣ１、リバースブレーキＢ１およびハイブレーキＢ２が係合状態であることを示している。

動力分割式無段変速機４は、車両１の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。

ベルトモードでは、ハイブレーキＢ２およびリバースブレーキＢ１が解放される。そして、ロークラッチＣ１が係合される。これにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２およびセカンダリ軸３２が直結される。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。ロークラッチＣ１が係合されているので、Ｔ／Ｍ出力軸２２がセカンダリ軸３２と一体に回転する。したがって、ベルトモードでは、図３に示されるように、Ｔ／Ｍ変速比γ_ａｌｌがベルト変速比γ_ｂと一致する。

Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が前進方向に回転する。

図４は、合成用歯車機構２５のキャリア５１、サンギヤ５２およびリングギヤ５３の回転数の関係を示す共線図である。

スプリットモードでは、図２に示されるように、ハイブレーキＢ２が係合され、リバースブレーキＢ１およびロークラッチＣ１が解放される。ハイブレーキＢ２が係合されることにより、一定変速機構２４のリングギヤ４７が制動される。また、ロークラッチＣ１が解放されることにより、Ｔ／Ｍ出力軸２２とセカンダリ軸３２との直結が解除される。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。セカンダリ軸３２の回転により、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２が回転する。

また、一定変速機構２４のリングギヤ４７が制動されているので、Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、一定変速機構２４のキャリア４５を公転させるとともに、そのキャリア４５に保持されているピニオンギヤ４８を回転させる。ピニオンギヤ４８の回転により、ピニオンギヤ４８からサンギヤ４６に動力が入力される。これにより、ピニオンギヤ４８およびスプリットドライブギヤ４２が回転する。スプリットドライブギヤ４２の回転は、アイドルギヤ４４を介して、スプリットドリブンギヤ４３に伝達され、スプリットドリブンギヤ４３および合成用歯車機構２５のキャリア５１を回転させる。

一定変速機構２４の変速比（以下「スプリット変速比」という。）γ_ｇが一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力が一定であれば、合成用歯車機構２５のキャリア５１の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比γ_ｂが上げられると、図４に示されるように、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２の回転速度が下がるので、合成用歯車機構２５のリングギヤ５３（Ｔ／Ｍ出力軸２２）の回転速度が上がる。その結果、スプリットモードでは、図３に示されるように、ベルト変速比γ_ｂが大きいほど、Ｔ／Ｍ変速比γ_ａｌｌが下がる。

Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が前進方向に回転する。

車両１を後進させるための後進モードでは、図２に示されるように、ハイブレーキＢ２およびロークラッチＣ１が解放される。そして、リバースブレーキＢ１が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ４２（サンギヤ４６）が制動される。スプリットドライブギヤ４２の制動により、一定変速機構２４のアイドルギヤ４４が回転不能となり、スプリットドリブンギヤ４３およびキャリア５１が回転不能となる。

Ｔ／Ｍ入力軸２１に入力される動力は、無段変速機構２３のプライマリ軸３１に伝達され、プライマリ軸３１およびプライマリプーリ３３を回転させる。プライマリプーリ３３の回転は、ベルト３５を介して、セカンダリプーリ３４に伝達され、セカンダリプーリ３４およびセカンダリ軸３２を回転させる。セカンダリ軸３２の回転により、合成用歯車機構２５のサンギヤ５２が回転する。キャリア５１が回転不能なため、サンギヤ５２が回転すると、リングギヤ５３がサンギヤ５２と逆方向に回転する。このリングギヤ５３の回転方向は、ベルトモードおよびスプリットモードにおけるリングギヤ５３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ５３と一体にＴ／Ｍ出力軸２２が回転する。Ｔ／Ｍ出力軸２２の回転は、出力ギヤ５５、第１アイドルギヤ６２、アイドル軸６１および第２アイドルギヤ６３を介して、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ６４に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト７１，７２が後進方向に回転する。

＜電気的構成＞

図５は、車両１の電気的構成の要部を示すブロック図である。

車両１には、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。各ＥＣＵは、ＣＰＵおよびメモリなどにより構成され、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。複数のＥＣＵには、駆動系統を制御するためのＥＣＵ８１が含まれる。

ＥＣＵ８１には、プライマリ回転数センサ８２およびセカンダリ回転数センサ８３が接続されている。

プライマリ回転数センサ８２は、たとえば、無段変速機構２３のプライマリプーリ３３の回転に同期したパルス信号をＥＣＵ８１に入力する。ＥＣＵ８１は、プライマリ回転数センサ８２から入力されるパルス信号の周波数をプライマリ軸３１の回転数（プライマリ回転数）に換算する。

セカンダリ回転数センサ８３は、たとえば、無段変速機構２３のセカンダリプーリ３４の回転に同期したパルス信号をＥＣＵ８１に入力する。ＥＣＵ８１は、セカンダリ回転数センサ８３から入力されるパルス信号の周波数をセカンダリ軸３２の回転数（セカンダリ回転数）に換算する。

ＥＣＵ８１は、各種センサから入力される信号から得られる数値および他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、動力分割式無段変速機４の各部に油圧を供給するための油圧回路８４に含まれる各種のバルブ（図示せず）などを制御する。バルブには、ロークラッチＣ１、リバースブレーキＢ１およびハイブレーキＢ２に供給される油圧をそれぞれ制御する油圧制御バルブなどが含まれる。油圧制御バルブには、たとえば、リニアソレノイドバルブが用いられている。

＜モード切替＞

図６は、ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際に実行される通常制御について説明するためのタイミングチャートであり、ベルト変速比γ_ｂ、Ｂ２電流、Ｃ１圧およびＢ２圧の時間変化を示す。

動力分割式無段変速機４のベルトモードからスプリットモードへの切り替えは、ロークラッチＣ１とハイブレーキＢ２との掴み替え（掛け替え）により達成される。すなわち、ベルトモードで係合されているロークラッチＣ１が解放され、ベルトモードで解放されているハイブレーキＢ２が係合される。

ベルトモードからスプリットモードに切り替える必要が生じると、ＥＣＵ８１により、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブに供給される電流が制御されて、ロークラッチＣ１に供給される油圧であるＣ１圧が解放初期圧に下げられる（時刻Ｔ１）。解放初期圧は、ロークラッチＣ１に滑りが生じない程度の油圧に設定される。

また、ＥＣＵ８１により、ベルト変速比γ_ｂの低下速度（ベルト変速比の時間変化を示す直線の傾きθに相当。）が求められる。ベルト変速比γ_ｂは、プライマリ回転数をセカンダリ回転数で除することにより求めることができ、ベルト変速比γ_ｂの低下速度は、ベルト変速比γ_ｂを時間微分することにより求めることができる。

その後、ＥＣＵ８１により、ベルト変速比γ_ｂおよびベルト変速比γ_ｂの低下速度に基づいて、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇと一致するタイミング（時刻Ｔ３）が予測される。

そして、その予測されたタイミング（時刻Ｔ３）から所定時間Δｔ１だけ遡ったタイミングが到来すると（時刻Ｔ２）、ＥＣＵ８１により、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブに駆動電流（Ｂ２電流）を供給するドライバに電流出力を開始させる指示信号が送信され、油圧制御バルブへのＢ２電流の供給が開始される。これにより、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブからＢ２圧が出力される。

ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブから出力されるＢ２圧は、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇと一致するタイミング（時刻Ｔ３）付近で立ち上がる。このＢ２圧の立ち上がりにより、ハイブレーキＢ２が係合される。その結果、ロークラッチＣ１およびハイブレーキＢ２の両方が係合した状態となる。

その後、ＥＣＵ８１により、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブに供給される電流が制御されて、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブから出力されるＣ１圧が下げられる（時刻Ｔ４）。これにより、ロークラッチＣ１が解放され、ロークラッチＣ１とハイブレーキＢ２との掴み替えによるベルトモードからスプリットモードへの切り替えが完了となる。

＜所定時間の学習＞

図７は、ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際に、所定時間Δｔ１の学習のために実行される学習用制御について説明するためのタイミングチャートであり、ベルト変速比γ_ｂ、タービン回転数、Ｂ２電流、Ｃ１圧およびＢ２圧の時間変化を示す。

図７に示される学習用制御は、ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際に、図６に示される通常制御に代えて実行される制御である。学習用制御は、その初回が動力分割式無段変速機４の初期状態で実行され、その後は、車両１が所定距離走行する度に実行される。

学習用制御では、ベルトモードからスプリットモードに切り替える必要が生じると、ＥＣＵ８１により、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブに供給される電流が制御されて、Ｃ１圧が解放初期圧に一気に下げられた後（時刻Ｔ５）、Ｃ１圧がさらに漸減される。ハイブレーキＢ２が解放されているので、Ｃ１圧の低下が進むと、ロークラッチＣ１に滑りが発生して、タービン回転数がベルト変速比γ_ｂに応じた回転数よりも上昇する吹き状態が発生する（時刻Ｔ６）。この吹き状態が発生すると、その後は、吹き状態が維持されるように、ＥＣＵ８１により、Ｃ１圧が制御（ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブに供給される電流が制御）される。

なお、タービン回転数は、トルクコンバータ３のタービンランナ１４の回転数であり、Ｔ／Ｍ入力軸２１の回転数と同じである。

また、ＥＣＵ８１により、ベルト変速比γ_ｂおよびその低下速度が求められ、ベルト変速比γ_ｂおよびその低下速度に基づいて、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇと一致するタイミングが予測される。

そして、その予測されたタイミングから所定時間Δｔ１だけ遡ったタイミングが到来すると、ＥＣＵ８１により、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブへのＢ２電流の供給が開始される（時刻Ｔ７）。これにより、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブからＢ２圧が出力される。また、Ｂ２電流の供給の開始とともに、経過時間の計測が開始される。

ハイブレーキＢ２に供給されるＢ２圧が立ち上がり、ハイブレーキＢ２が係合されると、タービン回転数がベルト変速比γ_ｂに応じた回転数に低下し、吹き状態が解消される（時刻Ｔ８）。吹き状態が解消されると、経過時間の計測が停止され、Ｂ２電流の供給の開始から吹き状態の解消までの時間Δｔ２が取得される。その後、ＥＣＵ８１により、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブに供給される電流が制御されて、ロークラッチＣ１用の油圧制御バルブから出力されるＣ１圧が下げられる（時刻Ｔ９）。これにより、ロークラッチＣ１が解放され、ロークラッチＣ１とハイブレーキＢ２との掴み替えによるベルトモードからスプリットモードへの切り替えが完了となる。

そして、Ｂ２電流の供給の開始から吹き状態の解消までの時間Δｔ２に応じて、所定時間Δｔ１の学習補正が行われる。具体的には、現在設定されている所定時間Δｔ１が計測された時間Δｔ２よりも長い場合、所定時間Δｔ１が短くなるように補正され、現在設定されている所定時間Δｔ１が計測された時間Δｔ２よりも短い場合、所定時間Δｔ１が長くなるように補正される。

＜作用効果＞

以上のように、所定時間Δｔ１の学習補正が行われることにより、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇに近い状態でハイブレーキＢ２が係合するように、ハイブレーキＢ２への油圧の供給の開始を指示するタイミング、つまりハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブへのＢ２電流の供給を開始するタイミングを設定することができる。そのため、ハイブレーキＢ２とロークラッチＣ１との掛け替えの際に、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇからずれた状態でハイブレーキＢ２が係合されることを抑制できる。その結果、動力分割式無段変速機４のベルト３５の滑りの発生を抑制でき、ひいては、ベルト３５の耐久性の低下を抑制することができる。

また、学習用制御の初回は、動力分割式無段変速機４の初期状態で実行される。これにより、ハイブレーキＢ２への油圧の供給の開始の指示から当該油圧が立ち上がるまでの時間に、動力分割式無段変速機４の個体差によるばらつきがあっても、初回の学習補正により、所定時間Δｔ１を各個体に応じた適切な時間に設定することができ、各個体でベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇからずれた状態でハイブレーキＢ２が係合されることを抑制できる。

学習用制御の２回目以降は、車両１が所定距離走行する度に実行される。これにより、ハイブレーキＢ２のピストンストロークの経時変化や油圧を発生させるポンプの性能の経時変化などが生じても、所定の間隔で実行される学習補正により、所定時間Δｔ１を経時変化に応じた適切な時間に設定することができ、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇからずれた状態でハイブレーキＢ２が係合されることを抑制できる。

＜変形例＞

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、ベルトモードからスプリットモードに切り替えられる際の制御を取り上げて説明したが、スプリットモードからベルトモードに切り替えられる際に、ベルトモードからスプリットモードへの切り替えの際の制御と同様な制御が実行されてもよい。

これにより、スプリットモードからベルトモードへの切り替えの際に、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇからずれた状態でロークラッチＣ１が係合されることを抑制できる。

また、図７に示される学習用制御では、吹き状態の発生後にハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブへのＢ２電流の供給が開始される例が示されているが、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブへのＢ２電流の供給の開始後に吹き状態が発生するように、ロークラッチＣ１に供給されるＣ１圧が制御されてもよい。たとえば、ハイブレーキＢ２用の油圧制御バルブへのＢ２電流の供給の開始からＢ２圧が立ち上がるまでの最短時間を予め実験で求めておき、ベルト変速比γ_ｂがスプリット変速比γ_ｇと一致するタイミングからその最短時間だけ遡ったタイミング以降に吹き状態が発生するように、ロークラッチＣ１に供給されるＣ１圧が制御されてもよい。

これにより、吹き状態が継続する時間が短くてすむので、吹き状態が生じていることによる車両１の走行フィーリングの悪化を抑制できる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

４ 動力分割式無段変速機
２１ Ｔ／Ｍ入力軸（入力軸）
２３ 無段変速機構
２４ 一定変速機構
２５ 合成用歯車機構
８１ ＥＣＵ（制御装置、開始指示手段、第１油圧制御手段、第２油圧制御手段、計時手段、学習補正手段）
Ｂ２ ハイブレーキ（第１係合要素）
Ｃ１ ロークラッチ（第２係合要素）

Claims (1)

1. 入力軸に入力される動力をベルト変速比の変更により無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、前記入力軸に入力される動力を一定のスプリット変速比で変速する一定変速機構と、前記無段変速機構からの動力と前記一定変速機構からの動力とを合成して出力軸に出力する合成用歯車機構と、第１係合要素と、第２係合要素とを備え、前記第１係合要素および前記第２係合要素の掛け替えにより、前記入力軸に入力される動力が前記無段変速機構を経由して前記合成用歯車機構に伝達されるベルトモードと、前記入力軸に入力される動力が前記無段変速機構および前記一定変速機構を経由して前記合成用歯車機構に伝達されるスプリットモードとに切り替えられる動力分割式無段変速機を制御する制御装置であって、
   前記ベルトモードと前記スプリットモードとの切り替えの際に、前記ベルト変速比の変化速度から前記ベルト変速比が前記スプリット変速比と一致するタイミングを予測し、当該タイミングから所定時間遡ったタイミングで、係合側の前記第１係合要素への油圧の供給の開始を指示する開始指示手段と、
   前記ベルトモードと前記スプリットモードとの切り替えの際に、予め定められた通常制御により、解放側の前記第２係合要素に供給される油圧を前記第２係合要素が解放される油圧に低下させる第１油圧制御手段と、
   前記ベルトモードと前記スプリットモードとの切り替えの際に、前記通常制御に代えて、解放側の前記第２係合要素に供給される油圧を低下させることにより、前記入力軸の回転数が前記ベルト変速比に応じた回転数よりも上昇する吹き状態を発生させ、当該吹き状態が維持されるように前記第２係合要素に供給される油圧を制御し、前記第１係合要素の係合により前記吹き状態が解消された後、前記第２係合要素に供給される油圧を前記第２係合要素が解放される油圧に低下させる第２油圧制御手段と、
   前記第２油圧制御手段による制御の実行時に、前記開始指示手段による前記指示から前記吹き状態が解消されるまでの時間を計測する計時手段と、
   前記所定時間を前記計時手段により計測された時間に応じて学習補正する学習補正手段とを含む、制御装置。

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