JP6809968B2 - 変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、インプット軸（入力軸）に入力される動力を２系統に分割してアウトプット軸（出力軸）に伝達可能な変速機とともに車両に搭載される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。

その提案に係る動力分割式無段変速機には、無段変速機構、スプリット変速機構（平行軸式歯車機構）および遊星歯車機構が含まれる。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。無段変速機構のプライマリ軸には、インプット軸に入力されるエンジンの動力が伝達される。無段変速機構のセカンダリ軸は、遊星歯車機構のサンギヤに接続されている。スプリット変速機構は、インプット軸の動力が伝達／遮断されるスプリットドライブギヤと、スプリットドライブギヤとギヤ列を構成し、遊星歯車機構のキャリアと一体回転するスプリットドリブンギヤとを備えている。遊星歯車機構のリングギヤには、アウトプット軸が接続されている。アウトプット軸の回転は、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では、前進走行時における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が設けられている。

ベルトモードでは、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとを結合／分離する第１クラッチが係合されて、サンギヤとリングギヤとが結合される。また、インプット軸とスプリットドライブギヤとの間での動力の伝達／遮断を切り替える第２クラッチが解放されて、スプリットドライブギヤが自由回転状態（フリー）にされ、遊星歯車機構のキャリアが自由回転状態にされる。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、アウトプット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、無段変速機構の変速比（ベルト変速比）が大きいほど、そのベルト変速比に比例して、動力分割式無段変速機の変速比（インプット軸の回転数／アウトプット軸の回転数）であるユニット変速比が大きくなる。

ベルト変速比の制御では、プライマリプーリの推力（プライマリ推力）およびセカンダリプーリの推力（セカンダリ推力）をそれぞれ制御することにより、ベルトの滑りが防止されつつ、実際のベルト変速比（実変速比）が目標変速比に収束される。具体的には、実変速比および無段変速機構に入力される入力トルクに基づいて、ベルトの滑りを防止するのに必要な各プーリの推力が設定される。また、目標変速比および入力トルクに応じた推力比（＝プライマリ推力／セカンダリ推力）が求められ、推力比および必要な推力から実変速比の保持に必要なプライマリ推力とセカンダリ推力とが設定される。そして、プライマリプーリの可動シーブにプライマリ推力を与える油圧（プライマリ圧）およびセカンダリプーリの可動シーブにセカンダリ推力を与える油圧（セカンダリ圧）が設定され、そのプライマリ圧およびセカンダリ圧がベースの指令値とされて、目標変速比と実変速比との偏差に基づいて、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにそれぞれ供給される油圧がフィードバック制御される。

スプリットモードでは、第１クラッチが解放されて、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの結合が解除される。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤが回転する。一方、第２クラッチが係合されて、インプット軸からスプリットドライブギヤに動力が伝達され、その動力がスプリットドライブギヤからスプリットドリブンギヤを介することにより一定のスプリット変速比（スプリット点）で変速されて、遊星歯車機構のキャリアに入力される。そのため、スプリットモードでは、ベルト変速比が大きいほどユニット変速比が小さくなり、スプリット変速比以下の変速比を実現することができる。

ユニット変速比がスプリット変速比を跨いで変更される場合、そのユニット変速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えが伴う。このモードの切り替えは、ベルト変速比がスプリット変速比とほぼ一致する状態での第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替え（第１クラッチと第２クラッチとの掛け替え）により達成される。その切り替えの際、解放側の第１クラッチまたは第２クラッチの油圧を保持したまま係合側の第２クラッチまたは第１クラッチの油圧を全開圧（最大圧）まで上昇させるタイアップ制御を実施することにより、変速ショックを生じずにモードを切り替えることができる。

しかしながら、タイアップ制御の実施中は、プライマリプーリの回転数とセカンダリプーリの回転数との比（＝プライマリ回転数／セカンダリ回転数）がスプリット変速比に拘束されるため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの可動シーブが移動して、ベルトの巻きかけ径が変化しても、その変化後の実変速比を検出できない。そのため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリにそれぞれ供給される油圧を良好にフィードバック制御できず、ベルト滑りを発生するおそれがある。

かかる課題は、出願人が提案している動力分割式無段変速機に限らず、インプット軸とアウトプット軸との間での動力伝達経路が互いに異なる第１モードと第２モードとの切り替えを第１モードでの変速比と第２モードでの変速比とが一致した状態で行うことができる変速機であって、第１モードまたは第２モードの少なくとも一方でベルト式の無段変速機構が動力伝達経路に含まれる構成の変速機に共通する課題である。

本発明の目的は、第１モードと第２モードとの切り替え時におけるベルト滑りの発生を抑制できる、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、本発明に係る変速機の制御装置は、インプット軸、アウトプット軸、インプット軸に入力される動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構、ならびに第１係合要素および第２係合要素を含み、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を伝達するモードとして、第１係合要素の係合および第２係合要素の解放により、第１モードが構成され、第１係合要素の解放および第２係合要素の係合により、第１モードと動力伝達経路が異なる第２モードが構成され、第１モードおよび第２モードの少なくとも一方において、無段変速機構を介して動力が伝達され、無段変速機構の変速比が特定の値をとる場合に、第１モードでの変速比と第２モードでの変速比とが一致するように構成された変速機の制御装置であって、無段変速機構の目標変速比と実変速比との偏差に基づく無段変速機構におけるプライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御を実施するフィードバック制御手段と、第１係合要素と第２係合要素との係合を切り替える際に、解放側の第１係合要素または第２係合要素の係合を保持したまま係合側の第２係合要素または第１係合要素を係合させるタイアップ制御を実施するタイアップ制御手段と、第１係合要素と第２係合要素との係合を切り替える際に、フィードバック制御手段によるフィードバック制御に代えて、無段変速機構がインプット軸側からアウトプット軸側に動力を伝達する駆動状態における無段変速機構の推力比の値と無段変速機構がアウトプット軸側からインプット軸側に動力を伝達する被駆動状態における無段変速機構の推力比の値の中間に推力比を設定し、この推力比に基づいて、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値を設定し、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードフォワード制御を実施するフィードフォワード制御手段とを含む。

この構成によれば、第１係合要素が係合され、第２係合要素が解放された状態では、第１モードが構成される。一方、第１係合要素が解放され、第２係合要素が係合された状態では、第２モードが構成される。第１モードおよび第２モードの少なくとも一方では、インプット軸とアウトプット軸との間で無段変速機構を介して動力が伝達される。また、無段変速機構の変速比（ベルト変速比）が特定の値をとる場合に、第１モードでの変速比と第２モードでの変速比とが一致する。

ベルト変速比の制御では、たとえば、無段変速機構に入力されるトルクの値に応じた目標変速比が設定される。そして、目標変速比および無段変速機構における動力伝達状態に応じた推力比に基づいて、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定され、目標変速比と実変速比との偏差に基づくプライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御が実施される。これにより、ベルト滑りの発生を抑制しつつ、実変速比を目標変速比に収束させることができる。

第１係合要素と第２係合要素との係合の切り替えの際には、第１係合要素および第２係合要素の解放側の係合を保持したまま係合側を係合させるタイアップ制御が実施される。このタイアップ制御により、変速ショックを生じずに第１係合要素と第２係合要素との係合を切り替えることができる。

そして、第１係合要素と第２係合要素との係合の切り替えの際には、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御が実施されず、無段変速機構の駆動状態および被駆動状態のいずれの状態でもない中間状態で所定変速比を保持する推力比に基づいて、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定されて、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードフォワード制御（開ループ制御）が実施される。

タイアップ制御の実施中に実ベルト変速比（ベルトの巻きかけ径）がハイ（Ｈｉ）側に変化した場合、プライマリプーリとセカンダリプーリの速度比はスプリット変速比に拘束されているため、無段変速機構が駆動状態となり、図７に示されるように、タイアップ制御開始時よりも実際の推力比（ベルトがプライマリプーリを押し戻す力とベルトがセカンダリプーリを押し戻す力の比）が大きくなる。逆に、タイアップ制御の実施中に実ベルト変速比がロー（Ｌｏ）側に変化した場合、無段変速機構が被駆動状態となり、図７に示されるように、タイアップ制御開始時よりも実際の推力比が小さくなる。タイアップ制御の実施中、無段変速機構の駆動状態における推力比と被駆動状態における推力比との中間に推力比が設定され、その推力比に基づいてプライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードフォワード制御が実施されることにより、実ベルト変速比がハイ側に変化した場合（プライマリプーリの可動シーブが固定シーブ側に移動した場合）には、ベルトがプライマリプーリを押し戻す力がプライマリプーリに設定した推力を上回るため、プライマリプーリが押し戻され実ベルト変速比がスプリット変速比方向に変化する。逆に実ベルト変速比がロー側に変化した場合には、ベルトがセカンダリプーリを押し戻す力がセカンダリプーリに設定した推力を上回るため、セカンダリプーリが押し戻され実ベルト変速比がスプリット変速比方向に変化する。これにより、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブの位置を一定位置に保持することができ、ベルト変速比を所定変速比に保持することができる。そのため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各回転数とベルト変速比との不整合によるベルト滑りの発生を抑制できる。

変速機は、無段変速機構のセカンダリプーリと一体的に回転するサンギヤ、アウトプット軸と一体的に回転するリングギヤおよびスプリット変速機構から動力が伝達されるキャリアを含む遊星歯車機構を含む構成であり、第１係合要素は、サンギヤとリングギヤとを一体回転可能に結合／分離するために油圧により係合／解放され、第２係合要素は、スプリット変速機構によるキャリアへの動力の伝達／遮断を切り替えるために油圧により係合／解放されてもよい。

この構成により、第１係合要素が解放され、第２係合要素が係合された状態では、ベルト変速比が大きいほどユニット変速比が小さくなり、ユニット変速比がスプリット変速比（スプリット機構による一定の変速比）以下となる。よって、変速機では、第１／第２係合要素の係合状態を切り替えて（第１／第２係合要素を掛け替えて）使用することにより、変速機全体での変速比幅を無段変速機構単独での変速比幅よりも大きく確保することがきる。

本発明によれば、第１モードと第２モードとの切り替え時におけるベルト滑りの発生を抑制することができる。

動力分割式無段変速機を含む駆動系の構成を示すスケルトン図である。 動力分割式無段変速機に備えられる各係合要素の状態を示す図である。 動力分割式無段変速機に備えられる遊星歯車機構のサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。 動力分割式無段変速機に備えられる無段変速機構の変速比（ベルト変速比）と動力分割式無段変速機全体の変速比（ユニット変速比）との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御系の構成を示す図である。 動力分割式無段変速機の変速制御の制御態様を決定する処理のフローチャートである。 無段変速機構の動力伝達状態とベルト変速比と推力比との関係を示す図である。

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。

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン２の動力は、トルクコンバータ３および動力分割式無段変速機４を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達され、デファレンシャルギヤ５からドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介して駆動輪（たとえば、左右の前輪または後輪）に伝達される。

エンジン２は、Ｅ／Ｇ出力軸１１を備えている。Ｅ／Ｇ出力軸１１は、エンジン２が発生する動力により回転される。

トルクコンバータ３は、ポンプインペラ２１、タービンランナ２２およびロックアップクラッチ（ロックアップ機構）２３を備えている。ポンプインペラ２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１１が連結されており、ポンプインペラ２１は、Ｅ／Ｇ出力軸１１と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ２２は、ポンプインペラ２１と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ２３は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とを直結／分離するために設けられている。ロックアップクラッチ２３が係合されると、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とが直結され、ロックアップクラッチ２３が解放されると、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とが分離される。

ロックアップクラッチ２３が解放された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、ポンプインペラ２１が回転する。ポンプインペラ２１が回転すると、ポンプインペラ２１からタービンランナ２２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２２で受けられて、タービンランナ２２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２２には、Ｅ／Ｇ出力軸１１の動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。

ロックアップクラッチ２３が係合された状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸１１、ポンプインペラ２１およびタービンランナ２２が一体となって回転する。

動力分割式無段変速機４は、インプット軸３１、アウトプット軸３２、無段変速機構３３、逆転ギヤ機構３４、遊星歯車機構３５およびスプリット変速機構３６を備えている。

インプット軸３１は、トルクコンバータ３のタービンランナ２２に連結され、タービンランナ２２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

アウトプット軸３２は、インプット軸３１と平行に設けられている。アウトプット軸３２には、出力ギヤ３７が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ３７は、デファレンシャルギヤ５（デファレンシャルギヤ５のリングギヤ）と噛合している。

無段変速機構３３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３３は、プライマリ軸４１と、プライマリ軸４１と平行に設けられたセカンダリ軸４２と、プライマリ軸４１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ４３と、セカンダリ軸４２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とに巻き掛けられたベルト４５とを備えている。

プライマリプーリ４３は、プライマリ軸４１に固定された固定シーブ５１と、固定シーブ５１にベルト４５を挟んで対向配置され、プライマリ軸４１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ（プライマリシーブ）５２とを備えている。可動シーブ５２に対して固定シーブ５１と反対側には、プライマリ軸４１に固定されたシリンダ５３が設けられ、可動シーブ５２とシリンダ５３との間に、油圧室５４が形成されている。

セカンダリプーリ４４は、セカンダリ軸４２に固定された固定シーブ５５と、固定シーブ５５にベルト４５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸４２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ（セカンダリシーブ）５６とを備えている。可動シーブ５６に対して固定シーブ５５と反対側には、セカンダリ軸４２に固定されたシリンダ５７が設けられ、可動シーブ５６とシリンダ５７との間に、油圧室５８が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ５５と可動シーブ５６との位置関係は、プライマリプーリ４３の固定シーブ５１と可動シーブ５２との位置関係と逆転している。

無段変速機構３３では、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各油圧室５４，５８に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各溝幅が変更されることにより、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が連続的に無段階で変更される。

具体的には、プーリ比が小さくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２が固定シーブ５１側に移動し、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ４３に対するベルト４５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が小さくなる。

プーリ比が大きくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が下げられる。これにより、セカンダリプーリ４４の推力（セカンダリ推力）に対するプライマリプーリ４３の推力（プライマリ推力）の比である推力比が小さくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が大きくなる。

一方、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の推力は、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４とベルト４５との間で滑りが生じない大きさを必要とする。そのため、インプット軸３１に入力されるトルクの大きさに応じた推力が得られるよう、セカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧が制御される。

逆転ギヤ機構３４は、インプット軸３１に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸４１に伝達する構成である。具体的には、逆転ギヤ機構３４は、インプット軸３１に相対回転不能に支持されるインプット軸ギヤ６１と、インプット軸ギヤ６１よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸４１にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ６１と噛合するプライマリ軸ギヤ６２とを含む。

遊星歯車機構３５は、サンギヤ７１、キャリア７２およびリングギヤ７３を備えている。サンギヤ７１は、セカンダリ軸４２にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。キャリア７２は、アウトプット軸３２に相対回転可能に外嵌されている。キャリア７２は、複数個のピニオンギヤ７４を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ７４は、円周上に配置され、サンギヤ７１と噛合している。リングギヤ７３は、複数個のピニオンギヤ７４を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ７４にセカンダリ軸４２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ７３には、アウトプット軸３２が接続され、リングギヤ７３は、アウトプット軸３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

スプリット変速機構３６は、スプリットドライブギヤ８１と、スプリットドライブギヤ８１と噛合するスプリットドリブンギヤ８２とを含む。

スプリットドライブギヤ８１は、インプット軸３１に相対回転可能に外嵌されている。

スプリットドリブンギヤ８２は、遊星歯車機構３５のキャリア７２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ８２は、スプリットドライブギヤ８１よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ８１よりも少ない歯数を有している。

また、動力分割式無段変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を備えている。

クラッチＣ１は、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

クラッチＣ２は、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

ブレーキＢ１は、遊星歯車機構３５のキャリア７２を制動する係合状態と、キャリア７２の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。

＜変速モード＞
図２は、車両１の前進時および後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の状態を示す図である。図３は、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１、キャリア７２およびリングギヤ７３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。図４は、無段変速機構３３による変速比であるベルト変速比と動力分割式無段変速機４の全体での変速比であるユニット変速比、つまりインプット軸３１とアウトプット軸３２との回転数比であるユニット変速比との関係を示す図である。

図２において、「○」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が解放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の前進時の変速モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。ベルトモードとスプリットモードとは、クラッチＣ１が係合している状態とクラッチＣ２が係合している状態との切り替え（クラッチＣ１，Ｃ２の掛け替え）により切り替えられる。

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のキャリア７２がフリー（自由回転状態）になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結される。

インプット軸３１に入力される動力は、逆転ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１およびプライマリプーリ４３を回転させる。プライマリプーリ４３の回転は、ベルト４５を介して、セカンダリプーリ４４に伝達され、セカンダリプーリ４４およびセカンダリ軸４２を回転させる。遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結されているので、セカンダリ軸４２と一体となって、サンギヤ７１、リングギヤ７３およびアウトプット軸３２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３および図４に示されるように、ユニット変速比がベルト変速比（無段変速機構３３のプライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比）に前減速比（インプット軸３１の回転数／プライマリ軸４１の回転数）を乗じた値と一致する。

スプリットモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。これにより、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とが直結されて、インプット軸３１の回転がスプリットドライブギヤ８１およびスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリア７２に伝達可能になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離される。

インプット軸３１に入力される動力は、逆転ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１からプライマリプーリ４３、ベルト４５およびセカンダリプーリ４４を介してセカンダリ軸４２に伝達され、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１に伝達される。一方、インプット軸３１に入力される動力は、スプリットドライブギヤ８１からスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリア７２に増速されて伝達される。

スプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比（スプリット変速比）は一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、インプット軸３１に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構３５のキャリア７２の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比が上げられると、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１の回転数が下がるので、図３に破線で示されるように、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３（アウトプット軸３２）の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、図４に示されるように、無段変速機構３３のベルト変速比が大きいほど、動力分割式無段変速機４のユニット変速比が小さくなる。

ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒが前進方向に回転する。

車両１の後進時のリバースモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１，Ｃ２が解放され、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８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離され、遊星歯車機構３５のキャリア７２が制動される。

インプット軸３１に入力される動力は、逆転ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１からプライマリプーリ４３、ベルト４５およびセカンダリプーリ４４を介してセカンダリ軸４２に伝達され、セカンダリ軸４２と一体に、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１を回転させる。遊星歯車機構３５のキャリア７２が制動されているので、サンギヤ７１が回転すると、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３がサンギヤ７１と逆方向に回転する。このリングギヤ７３の回転方向は、前進時（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７３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ７３と一体に、アウトプット軸３２が回転する。アウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒが後進方向に回転する。

＜車両の制御系＞
図５は、本発明の一実施形態に係る制御系の構成を示す図である。

車両１には、マイコンを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。車両１の各部を制御するため、車両１には、複数のＥＣＵが搭載されており、各ＥＣＵは、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、エンジンＥＣＵ１０１および変速機ＥＣＵ１０２が含まれる。

エンジンＥＣＵ１０１には、アクセルセンサ１１１およびエンジン回転数センサ１１２などが接続されている。

アクセルセンサ１１１は、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力する。エンジンＥＣＵ１０１は、アクセルセンサ１１１から入力される検出信号に基づいて、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度を演算する。

エンジン回転数センサ１１２は、エンジン２の回転（クランクシャフトの回転）に同期したパルス信号を検出信号として出力する。エンジンＥＣＵ１０１は、エンジン回転数センサ１１２から入力されるパルス信号の周波数をエンジン２の回転数（エンジン回転数）に換算する。

エンジンＥＣＵ１０１は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、エンジン２の始動、停止および出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグなどを制御する。

変速機ＥＣＵ１０２には、プライマリ回転数センサ１１３およびセカンダリ回転数センサ１１４などが接続されている。

プライマリ回転数センサ１１３は、たとえば、動力分割式無段変速機４のプライマリ軸４１またはプライマリプーリ４３の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。変速機ＥＣＵ１０２は、プライマリ回転数センサ１１３から入力されるパルス信号の周波数をプライマリ回転数に換算する。

セカンダリ回転数センサ１１４は、たとえば、動力分割式無段変速機４のセカンダリ軸４２またはセカンダリプーリ４４の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。変速機ＥＣＵ１０２は、セカンダリ回転数センサ１１４から入力されるパルス信号の周波数をセカンダリ回転数に換算する。

変速機ＥＣＵ１０２は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他の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の変速制御などのため、動力分割式無段変速機４の各部に供給される油圧を調節するための各種のバルブなどを制御する。

＜変速制御＞
図６は、動力分割式無段変速機４の変速制御の制御態様を決定する処理のフローチャートである。図７は、無段変速機構３３の動力伝達状態とベルト変速比と推力比（バランス推力比）との関係を示す図である。

動力分割式無段変速機４のユニット変速比がスプリット変速比を跨いで変更される場合、そのユニット変速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替え（以下、単に「モード切替」という。）が伴う。このモード切替の際には、タイアップ制御が実施される。

ベルトモードからスプリットモードへの切り替え時のタイアップ制御では、クラッチＣ２の油圧が保持されて、クラッチＣ２が係合した状態のまま、クラッチＣ１の油圧が全開圧まで上げられる。そして、クラッチＣ１が係合した後、クラッチＣ２が解放される。

スプリットモードからベルトモードへの切り替え時のタイアップ制御では、クラッチＣ１の油圧が保持されて、クラッチＣ１が係合した状態のまま、クラッチＣ２の油圧が全開圧まで上げられる。そして、クラッチＣ２が係合した後、クラッチＣ１が解放される。

タイアップ制御が実施されていないときには（ステップＳ１のＮＯ）、変速機ＥＣＵ１０２により、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御が実施される（ステップＳ２）。

このフィードバック制御では、まず、変速線図に基づいて、アクセル開度および車速に応じた目標回転数が設定される。変速線図は、アクセル開度および車速と目標回転数との関係を定めたマップであり、変速機ＥＣＵ１０２のＲＯＭに格納されている。アクセル開度および車速の情報は、たとえば、エンジンＥＣＵ１０１から変速機ＥＣＵ１０２に入力される。目標回転数が設定されると、プライマリ軸４１に入力される回転数を目標回転数に一致させる目標変速比が求められる。

次に、目標変速比および無段変速機構３３に入力される入力トルクに基づいて、無段変速機構３３におけるベルト滑りを防止するのに必要なセカンダリ推力が設定される。入力トルクは、エンジントルクにトルクコンバータ３のトルク比を乗じることにより算出される。エンジントルクは、たとえば、エンジンＥＣＵ１０１によりアクセル開度およびエンジン回転数から推定され、エンジンＥＣＵ１０１から変速機ＥＣＵ１０２に送信される。トルク比は、トルクコンバータ３の速度比に応じたトルク増幅率であり、その速度比は、タービン回転数をエンジン回転数で除した除算値である。

また、図７に示される関係（マップ）に基づいて、実変速比および入力トルクに応じた推力比（＝プライマリ推力／セカンダリ推力）が設定される。そして、推力比からプライマリ推力とセカンダリ推力とが設定される。

その後、その設定されたプライマリ推力およびセカンダリ推力から、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２にプライマリ推力を与える油圧であるプライマリ圧およびセカンダリプーリ４４の可動シーブ５６にセカンダリ推力を与える油圧であるセカンダリ圧の指令値が設定され、各指令値に基づいて、目標変速比と実変速比との偏差が零に近づくように、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８にそれぞれ供給される油圧が制御される。実変速比は、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られる。

タイアップ制御が実施されている間は（ステップＳ１のＹＥＳ）、変速機ＥＣＵ１０２により、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードフォワード制御が実施される（ステップＳ３）。

このフィードフォワード制御では、図７に示される関係に基づいて、スプリット変速比および無段変速機構３３に入力されるトルクが零である状態に応じた推力比Ｑf1が設定される。無段変速機構３３に入力されるトルクが零である状態は、言い換えれば、プライマリプーリ４３側からセカンダリプーリ４４側に動力が伝達される駆動状態およびセカンダリプーリ４４側からプライマリプーリ４３側に動力が伝達される被駆動状態のいずれの状態でもない中間の状態である。

そして、スプリット変速比および無段変速機構３３に入力される入力トルクに基づいて、セカンダリ推力が設定され、セカンダリ推力および推力比Ｑf1からプライマリ推力が設定される。その後、その設定されたプライマリ推力およびセカンダリ推力にそれぞれ応じたプライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定され、各指令値に基づいて、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８にそれぞれ供給される油圧が制御される。

＜作用効果＞
以上のように、ベルトモードおよびスプリットモードの各モードにおける変速制御では、無段変速機構３３に入力される入力トルクの値に応じた目標変速比が設定される。そして、目標変速比および無段変速機構３３における動力伝達状態に応じた推力比に基づいて、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定され、目標変速比と実変速比との偏差に基づくプライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御が実施される。これにより、ベルト滑りの発生を抑制しつつ、実変速比を目標変速比に収束させることができる。

モード切替の際には、クラッチＣ１，Ｃ２の解放側の油圧を保持したまま係合側の油圧を上昇させるタイアップ制御が実施される。このタイアップ制御により、変速ショックを生じずにクラッチＣ１が係合している状態とクラッチＣ２が係合している状態との切り替えによるモード切替を達成することができる。

そして、モード切替の際には、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御が実施されず、スプリット変速比および無段変速機構３３に入力されるトルクが零である状態に応じた推力比Ｑf1に基づいて、プライマリ圧およびセカンダリ圧の各指令値が設定されて、プライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードフォワード制御（開ループ制御）が実施される。これにより、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２およびセカンダリプーリ４４の可動シーブ５６の位置をそれぞれ一定位置に保持することができ、ベルト変速比をスプリット変速比に保持することができる。そのため、プライマリ回転数およびセカンダリ回転数とベルト変速比との不整合によるベルト滑りの発生を抑制できる。

＜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、前述の実施形態のフィードフォワード制御では、無段変速機構３３に入力されるトルクが零である状態でスプリット変速比を保持する推力比Ｑf1が設定されるとしたが、これに限らず、推力比Ｑf1は、無段変速機構３３の駆動状態における推力比Ｑfdrv（図７に示される保持推力比線の右端の値）と被駆動状態における推力比Ｑfdvn（図７に示される保持推力比線の左端の値）との間の値に設定されるとよい。ただし、実際の推力比Ｑfdrv，Ｑfdvnがばらつき、設定した推力比Ｑf1が実際の推力比Ｑfdrv，Ｑfdvnの間に入らなかった場合にベルト滑りが生じるリスクを考慮すると、たとえば、推力比Ｑfdrv，Ｑf1，Ｑfdvnが等差で配置される値に設定されるか、推力比Ｑfdrv，Ｑf1，Ｑfdvnが等比で配置される値に設定されることが好ましい。

たとえば、前述の各センサは、本発明に関連するセンサの主要なものの例示に過ぎず、エンジンＥＣＵ１０１および変速機ＥＣＵ１０２には、その他のセンサが接続されていてもよい。

エンジンＥＣＵ１０１および変速機ＥＣＵ１０２の機能の一部または全部は、１つのＥＣＵに集約されていてもよい。

また、前述の実施形態では、本発明に係る変速機の一例として、インプット軸３１とアウトプット軸３２との間での動力伝達経路が互いに異なるベルトモードとスプリットモードとのいずれのモードにおいても、動力が無段変速機構３３を経由する構成のものを取り上げた。しかしながら、本発明は、かかる構成の変速機に限らず、ベルト式の無段変速機構を経由する動力伝達経路が構成されるモードと無段変速機構を経由せずにギヤ機構を経由する動力伝達経路が構成されるモードとを有する構成の変速機に適用することも可能である。

また、ギヤ機構を経由する動力伝達経路も必須ではなく、たとえば、ベルト式の無段変速機構を経由する動力伝達経路が構成されるモードと無段変速機構を経由せずにベルト機構などのギヤ機構以外の機構を経由する動力伝達経路が構成されるモードとを有する構成の変速機に本発明を適用することもできる。この場合のベルト機構は、変速比が固定のものであってもよいし、変速比が可変のものであってもよい。

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
３１：インプット軸
３２：アウトプット軸
３３：無段変速機構
３６：スプリット変速機構
４３：プライマリプーリ
４４：セカンダリプーリ
４５：ベルト
１０２：変速機ＥＣＵ（制御装置、フィードバック制御手段、タイアップ制御手段、フィードフォワード制御手段）
Ｃ１，Ｃ２：クラッチ（第１係合要素、第２係合要素）

Claims (1)

1. インプット軸、アウトプット軸、前記インプット軸に入力される動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構、ならびに第１係合要素および第２係合要素を含み、
   前記インプット軸と前記アウトプット軸との間で動力を伝達するモードとして、前記第１係合要素の係合および前記第２係合要素の解放により、第１モードが構成され、前記第１係合要素の解放および前記第２係合要素の係合により、前記第１モードと動力伝達経路が異なる第２モードが構成され、
   前記第１モードおよび前記第２モードの少なくとも一方において、前記無段変速機構を介して動力が伝達され、前記無段変速機構の変速比が特定の値をとる場合に、前記第１モードでの変速比と前記第２モードでの変速比とが一致するように構成された変速機の制御装置であって、
   前記無段変速機構の目標変速比と実変速比との偏差に基づく前記無段変速機構におけるプライマリ圧およびセカンダリ圧のフィードバック制御を実施するフィードバック制御手段と、
   前記第１係合要素と前記第２係合要素との係合を切り替える際に、解放側の前記第１係合要素または前記第２係合要素の係合を保持したまま係合側の前記第２係合要素または前記第１係合要素を係合させるタイアップ制御を実施するタイアップ制御手段と、
   前記第１係合要素と前記第２係合要素との係合を切り替える際に、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御に代えて、前記無段変速機構が前記インプット軸側から前記アウトプット軸側に動力を伝達する駆動状態における前記無段変速機構の推力比の値と前記無段変速機構が前記アウトプット軸側から前記インプット軸側に動力を伝達する被駆動状態における前記無段変速機構の推力比の値の中間に推力比を設定し、この推力比に基づいて、前記プライマリ圧および前記セカンダリ圧の各指令値を設定し、前記プライマリ圧および前記セカンダリ圧のフィードフォワード制御を実施するフィードフォワード制御手段とを含む、制御装置。

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