JP7366489B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）の制御装置に関する。

車両に搭載される変速機として、ベルト式ＣＶＴ（以下、単に「ＣＶＴ」という。）が広く知られている。

ＣＶＴでは、一対のプーリに無端状のベルトが巻き掛けられており、各プーリの溝幅を変更することにより、各プーリに対するベルトの巻きかけ径を変化させて、変速比を連続的に無段階で変化させることができる。そのため、ＣＶＴを搭載した車両では、エンジンを高効率な回転域で動作させることができ、車両の燃費性能の向上（低燃費化）を図ることができる。

また、ＣＶＴには、変速段を低速段と高速段とに切替可能な副変速機構を備えるものがある。副変速機構を備えるＣＶＴでは、変速段が低速段に設定されることにより、第１変速比幅を有するローモードが設定され、変速段が低速段から高速段に切り替えられると、第１変速比幅よりも最大変速比および最小変速比がそれぞれ小さい（ハイ側である）第２変速比幅を有するハイモードが設定される。第２変速比幅における最大変速比は、第１変速比幅における最小変速比よりも大きい。したがって、車両の走行状況に応じて変速段を低速段と高速段とに切り替えることにより、第１変速比幅における最大変速比および第２変速比幅における最小変速比をそれぞれ最大変速比および最小変速比とする広い変速比幅を実現することができる。

変速比幅（レシオカバレッジ）の拡大により、発進時や加速時に使用可能な変速比がロー側に拡大するので、車両の動力性能を向上させることができる。また、高速走行時に使用可能な変速比がハイ側に拡大するので、車両の燃費性能を向上させることができる。

特開２０１０－７８０２８号公報

副変速機構を備えるＣＶＴでは、ローモードとハイモードとを切り替えるタイミング、つまり副変速機構の変速段を切り替えるタイミングが問題となる。たとえば、ローモードで変速比が第１変速比幅における最小変速比まで変化したことに応じて、ローモードからハイモードに切り替え、ハイモードで変速比が第２変速比幅における最大変速比まで変化したことに応じて、ハイモードからローモードに切り替える構成が考えられる。この場合、ローモードとハイモードとが頻繁に切り替わることを抑制できる。

しかしながら、かかる構成では、ローモードおよびハイモードの各モードにおいて、ＣＶＴの伝達効率（ユニット効率）が低い変速比を使用する場合があり、車両の燃費性能の向上を図れないおそれがある。

本発明の目的は、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる、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、本発明に係る無段変速機の制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の動力伝達経路上に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成のベルト変速機構を備え、第１変速比幅に設定されたローモードと、第１変速比幅よりも最大変速比および最小変速比がそれぞれ小さい第２変速比幅に設定されたハイモードとを有する無段変速機が搭載された車両に用いられて、無段変速機を制御する制御装置であって、無段変速機の変速比の目標である目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、ローモードにおいて目標変速比設定手段によって設定される目標変速比が、ローモードにおける変速比と無段変速機の伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおける変速比と無段変速機の伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比を含む所定範囲内に設定される第１閾値よりも小さい値である場合に、ローモードからハイモードに切り替え、ハイモードにおいて目標変速比設定手段によって設定される目標変速比が、所定範囲内に設定される第２閾値よりも大きい値である場合に、ハイモードからローモードに切り替えるモード切替手段とを含む。

この構成によれば、ローモードにおける無段変速機の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおける無段変速機の変速比との伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比を含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第１閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第２閾値とが設定される。

ベルト変速機構では、プライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径とセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径との差が小さい状態、つまりベルト変速比が１付近となる状態で伝達効率が最も良く、ベルト変速比が１から離れるほど伝達効率が下がる。それゆえ、無段変速機全体では、ローモードおよびハイモードの各モードにおいて、ベルト変速比が１付近であるときの変速比で伝達効率が最も高く、その最高伝達効率の変速比から変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。したがって、ローモード効率線およびハイモード効率線は、それぞれベルト変速比が１付近であるときの変速比で伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化し、ローモード効率線におけるハイ側に向かって伝達効率が下がる部分とハイモード効率線におけるロー側に向かって伝達効率が下がる部分とで交差する。

そこで、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比付近でハイモードとローモードとを切り換えることにより、無段変速機の伝達効率が下がり過ぎることが抑制されるので、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる。

第１閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定されてもよい。その場合、第２閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定されてもよいが、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比に設定されることが好ましい。

第１閾値および第２閾値の両方がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定される場合、目標変速比がその変速比付近で振動すると、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われて、制御ビジーな状態に陥るおそれがある。第１閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比に設定される場合に、第２閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比に設定されることにより、目標変速比がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比付近で振動しても、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制できる。また、車両の減速に伴ってハイモードからローモードに切り替えられる際には、燃料消費量が少ないので、ハイモードの継続により無段変速機の伝達効率が低下しても、車両の走行燃費への影響は小さい。

モード切替手段は、ローモードにおいて目標変速比設定手段により第１閾値よりも小さい値の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比での車速が車両の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えをディレイさせてもよい。このディレイがない場合、ローモードからハイモードへの切り替えに伴うトルクダウンにより車両が減速して、目標変速比が第２閾値よりも大きい値に設定されると、ハイモードからローモードに切り替わり、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われる懸念がある。車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされることにより、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制でき、制御ビジーな状態に陥ることを抑制できる。

本発明によれば、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両の走行燃費の向上を図ることができる。

車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 ローモードおよびハイモードの各モードにおけるロークラッチおよびハイクラッチの状態を示す図である。 車両の制御系の構成を示すブロック図である。 ＣＶＴの変速比（プーリ比×副変速比）と伝達効率との関係、およびローモードとハイモードとの切替タイミングを示す図である。

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ＣＶＴ４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から左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介してそれぞれ左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒ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、フロントカバー２１、ポンプインペラ２２、タービンランナ２３およびロックアップ機構２４を備えている。フロントカバー２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１１が接続され、フロントカバー２１は、Ｅ／Ｇ出力軸１１と一体に回転する。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１に対するエンジン２側と反対側に配置されている。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１と一体回転可能に設けられている。タービンランナ２３は、フロントカバー２１とポンプインペラ２２との間に配置されて、フロントカバー２１と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。

ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５を備えている。ロックアップピストン２５は、フロントカバー２１とタービンランナ２３との間に設けられている。ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５とフロントカバー２１との間の解放油室２６の油圧とロックアップピストン２５とポンプインペラ２２との間の係合油室２７の油圧との差圧により、ロックアップオン（係合）／オフ（解放）される。すなわち、解放油室２６の油圧が係合油室２７の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室２７の油圧が解放油室２６の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１に押し付けられて、ロックアップオンとなる。

ロックアップオフの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、ポンプインペラ２２が回転する。ポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２からタービンランナ２３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２３で受けられて、タービンランナ２３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２３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。

ロックアップオンの状態では、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２２およびタービンランナ２３が一体となって回転する。

ＣＶＴ４は、トルクコンバータ３から入力される動力をデファレンシャルギヤ５に伝達する。ＣＶＴ４は、インプット軸３１、アウトプット軸３２、ベルト変速機構３３および副変速機構３４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２３に連結され、タービンランナ２３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と平行に配置されている。アウトプット軸３２には、出力ギヤ３５が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ３５は、デファレンシャルギヤ５のリングギヤ３６と噛合している。

ベルト変速機構３３には、プライマリ軸４１およびセカンダリ軸４２が含まれる。プライマリ軸４１は、インプット軸３１と同一軸線上に配置されて、インプット軸３１に連結され、インプット軸３１と一体的に回転可能に設けられている。プライマリ軸４１は、インプット軸３１と一体に形成されていてもよい。セカンダリ軸４２は、プライマリ軸４１と回転径方向に間隔を空けて、プライマリ軸４１と平行に延び、中心軸線を中心に回転可能に設けられている。

そして、ベルト変速機構３３は、プライマリ軸４１に支持されたプライマリプーリ４３とセカンダリ軸４２に支持されたセカンダリプーリ４４とに、無端状のベルト４５が巻き掛けられた構成を有している。

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に固定されたピストン５３が設けられ、可動シーブ５２とピストン５３との間に、ピストン室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に対して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に固定されたピストン５７が設けられ、可動シーブ５６とピストン５７との間に、ピストン室５８が形成されている。

プライマリプーリ４３の可動シーブ５２の移動により、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔である溝幅が連続的に変化する。セカンダリプーリ４４の可動シーブ５６の移動により、固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔である溝幅が連続的に変化する。プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各溝幅を連続的に変更することにより、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４に対するベルト４５の巻きかけ径を変更することができ、プーリ比（ベルト変速比）を無段階で連続的に変更することができる。

なお、図示されていないが、可動シーブ５６とピストン５７との間には、ベルト４５に初期挟圧（初期推力）を与えるためのバイアススプリングが介在されている。バイアススプリングの弾性力により、可動シーブ５６およびピストン５７は、互いに離間する方向に付勢されている。

インプット軸３１の回転は、ベルト変速機構３３のプライマリ軸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に伝達される。これにより、セカンダリプーリ４４が回転し、セカンダリプーリ４４と一体に、セカンダリ軸４２が回転する。

副変速機構３４は、セカンダリ軸４２とアウトプット軸３２との間に介装されている。副変速機構３４は、低速段および高速段の２段の変速段を有している。ＣＶＴ４では、副変速機構３４の変速段が低速段に設定されることにより、ローモード（Ｌｏモード）が設定され、副変速機構３４の変速段が高速段に設定されることにより、ハイモード（Ｈｉモード）が設定される。

副変速機構３４は、ロードライブギヤ軸６１、ロードリブンギヤ軸６２、ハイドライブギヤ軸６３、ハイドリブンギヤ軸６４、ロークラッチＣ１およびハイクラッチＣ２を含む。

ロードライブギヤ軸６１は、セカンダリ軸４２と同一軸線上に配置されて、セカンダリ軸４２に連結され、セカンダリ軸４２と一体的に回転可能に設けられている。ロードライブギヤ軸６１は、セカンダリ軸４２と一体に形成されていてもよい。

ロードリブンギヤ軸６２は、アウトプット軸３２と同一軸線上に間隔を空けて配置されて、その同一軸線を中心に回転可能に設けられている。

ロードライブギヤ軸６１には、ロードライブギヤ６５が相対回転不能に支持されている。一方、ロードリブンギヤ軸６２には、ロードリブンギヤ６６が相対回転不能に支持されている。ロードライブギヤ６５とロードリブンギヤ６６とは、噛合している。ロードリブンギヤ６６は、ロードライブギヤ６５よりも径が大きく、ロードライブギヤ６５の回転は、ロードリブンギヤ６６に減速して伝達される。

ハイドライブギヤ軸６３は、ロードライブギヤ軸６１と同一軸線上に間隔を空けて配置されて、その同一軸線を中心に回転可能に設けられている。

ハイドリブンギヤ軸６４は、アウトプット軸３２とロードリブンギヤ軸６２との間でそれらと同一軸線上に配置されている。ハイドリブンギヤ軸６４は、アウトプット軸３２に連結され、アウトプット軸３２と一体的に回転可能に設けられている。

ハイドライブギヤ軸６３には、ハイドライブギヤ６７が相対回転不能に支持されている。一方、ハイドリブンギヤ軸６４には、ハイドリブンギヤ６８が相対回転不能に支持されている。ハイドライブギヤ６７とハイドリブンギヤ６８とは、噛合している。ハイドリブンギヤ６８は、ハイドライブギヤ６７よりも径が小さく、ハイドライブギヤ６７の回転は、ハイドリブンギヤ６８に増速して伝達される。

ロークラッチＣ１は、ロードリブンギヤ軸６２とハイドリブンギヤ軸６４との間に介在されている。ハイクラッチＣ２は、油圧により、ロードリブンギヤ軸６２とハイドリブンギヤ軸６４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。

ハイクラッチＣ２は、ロードライブギヤ軸６１とハイドライブギヤ軸６３との間に介在されている。ロークラッチＣ１は、油圧により、ロードライブギヤ軸６１とハイドライブギヤ軸６３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。

＜ローモード／ハイモード＞
図２は、ローモードおよびハイモードの各モードにおけるロークラッチＣ１およびハイクラッチＣ２の状態を示す図である。

ローモードとハイモードとの切り替えは、ロークラッチＣ１が係合している状態とハイクラッチＣ２が係合している状態との切り替え（ロークラッチＣ１およびハイクラッチＣ２の掛け替え）により達成される。

ローモードでは、ロークラッチＣ１が係合され、ハイクラッチＣ２が解放される。これにより、ロードライブギヤ軸６１とハイドライブギヤ軸６３とが分離され、ロードリブンギヤ軸６２とハイドリブンギヤ軸６４とが直結される、そのため、セカンダリ軸４２の回転は、ロードライブギヤ６５からロードリブンギヤ６６に減速して伝達され、ロードリブンギヤ６６と一体に、ロードリブンギヤ軸６２、ハイドリブンギヤ軸６４およびアウトプット軸３２を回転させる。出力ギヤ３５がデファレンシャルギヤ５のリングギヤ３６と噛合しているので、アウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３５からデファレンシャルギヤ５に伝達される。ローモードでは、ＣＶＴ４の変速比（減速比）がベルト変速機構３３のプーリ比（ベルト変速比）とロードライブギヤ６５およびロードリブンギヤ６６による副変速比（ギヤ比）との乗算値に一致する。

ハイモードでは、ハイクラッチＣ２が係合され、ロークラッチＣ１が解放される。これにより、ロードライブギヤ軸６１とハイドライブギヤ軸６３とが直結され、ロードリブンギヤ軸６２とハイドリブンギヤ軸６４とが分離される、そのため、セカンダリ軸４２の回転は、ロードライブギヤ軸６１を介してハイドライブギヤ軸６３に伝達され、ハイドライブギヤ６７からハイドリブンギヤ６８に増速して伝達され、ハイドリブンギヤ６８と一体に、ハイドリブンギヤ軸６４およびアウトプット軸３２を回転させる。ハイモードでは、ＣＶＴ４の変速比（減速比）がベルト変速機構３３のプーリ比（ベルト変速比）とハイドライブギヤ６７およびハイドリブンギヤ６８による副変速比（ギヤ比）との乗算値に一致する。

＜車両の制御系＞
図３は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）７１が備えられている。図３には、１つのＥＣＵ７１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ７１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ７１を含む複数の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。

ＥＣＵ７１は、ＣＶＴ４の変速制御などのため、トルクコンバータ３、ＣＶＴ４およびデファレンシャルギヤ５を含むユニットの各部に油圧を供給するための油圧回路７２に含まれる各種のバルブを制御する。

ＥＣＵ７１には、車速センサ７３およびＧセンサ７４など、その制御に必要な各種のセンサが接続されている。車速センサ７３は、車両１の走行に伴って回転する回転体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。Ｇセンサ７４は、錘の変位に応じた信号を車両１の加速度に応じた検出信号として出力する。ＥＣＵ７１は、車速センサ７３の検出信号から車両１の車速を算出する。また、ＥＣＵ７１は、Ｇセンサ７４の検出信号から車両１の加速度を算出する。

Ｇセンサ７４の検出信号から算出される加速度には、車速の変化による加速度成分と、車両１が走行している路面の勾配による加速度成分とが含まれる。一方、車速センサ７３の出力信号から取得される車速を微分して求められる加速度は、車速の変化による加速度成分のみである。したがって、Ｇセンサ７４の検出信号から取得される加速度と車速の微分値との差を求めることにより、路面勾配による加速度成分が得られるので、その加速度成分に基づいて、路面勾配を推定することができる。

＜モード切替＞
図４は、ＣＶＴ４の変速比（プーリ比×副変速比）と伝達効率との関係、およびローモードとハイモードとの切替タイミングを示す図である。

ベルト変速機構３３では、プライマリプーリ４３に対するベルト４５の巻きかけ径とセカンダリプーリ４４に対するベルト４５の巻きかけ径との差が小さい状態、つまりプーリ比が１付近となる状態で伝達効率が最も高く、プーリ比が１から離れるほど伝達効率が下がる。それゆえ、ＣＶＴ４では、ローモードにおいて、プーリ比が１付近であるときの変速比Ｍ_Ｌで伝達効率が最も高く、その変速比Ｍ_Ｌから変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。また、ハイモードにおいて、プーリ比が１付近であるときの変速比Ｍ_Ｈで伝達効率が最も高く、その変速比Ｍ_Ｈから変速比が離れるほど伝達効率が下がる特性を有している。

したがって、ローモードにおけるＣＶＴ４の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線は、プーリ比が１付近であるときの変速比Ｍ_Ｌで伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化する。また、ハイモードにおけるＣＶＴ４の変速比と伝達効率との関係を表すハイモード効率線は、プーリ比が１付近であるときの変速比Ｍ_Ｈで伝達効率が最も高く、その変速比から離れるほど伝達効率が下がるように変化する。そして、ローモード効率線およびハイモード効率線は、ローモード効率線におけるハイ側に向かって伝達効率が下がる部分とハイモード効率線におけるロー側に向かって伝達効率が下がる部分とで交差する。

ＣＶＴ４では、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａを含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第１閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第２閾値とが設定される。

所定範囲は、たとえば、ハイモードで伝達効率が最も高いときの変速比Ｍ_Ｈを下限とし、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比Ｍ_Ｌを上限とする範囲であってもよい。また、所定範囲は、それより狭い範囲であってもよく、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａを下限とし、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比Ｍ_Ｌを上限とする範囲であってもよい。この場合、第１閾値は、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａに設定され、第２閾値は、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比Ｍ_Ｌであってもよい。

ローモードでは、ＥＣＵ７１により、たとえば、車両１に設けられたアクセルペダルの操作量であるアクセル開度および車両１の車速からエンジン２のトルクの目標である目標エンジントルクが設定される。つづいて、ローモード用最適燃費線に基づいて、ＥＣＵ７１により、目標エンジントルクに応じたエンジン回転数の目標である目標エンジン回転数が設定され、さらに、車速に基づいて、目標エンジン回転数に応じたＣＶＴ４の変速比の目標である目標変速比が設定される。その後、ＥＣＵ７１により、目標変速比に応じた推力比が求められ、その推力比およびプライマリ軸４１に入力されるトルクから、ベルト変速機構３３のベルト４５の滑りの発生を防止するのに必要なベルト挟圧が得られるように、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２に供給され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に供給される油圧であるセカンダリ圧の各指令値が設定される。そして、ＥＣＵ７１により、各指令値に基づいて、油圧回路７２に含まれるプライマリ圧およびセカンダリ圧を調節するためのバルブが制御される。

そして、目標変速比が第１閾値の一例である変速比Ａよりも小さい値に設定された場合、ＥＣＵ７１により、油圧回路７２に含まれるバルブが制御されて、係合しているロークラッチＣ１が解放され、解放しているハイクラッチＣ２が係合される。これにより、ローモードからハイモードへの切り替えが達成される。

ただし、ローモードにおいて第１閾値以下の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａでの車速が車両１の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされる。車両１の走行抵抗は、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗および加速抵抗の和であり、これらの抵抗は、公知の手法により、車両重量、車速および路面勾配などを用いて算出することができる。走行抵抗とこれとつり合う変速比Ａでの車速との関係は、計算式またはマップの形態で、ＥＣＵ７１のメモリに保存されている。

ハイモードでは、ＥＣＵ７１により、たとえば、アクセル開度および車速から目標エンジントルクが設定される。つづいて、ハイモード用最適燃費線に基づいて、ＥＣＵ７１により、目標エンジントルクに応じた目標エンジン回転数が設定され、さらに、車速に基づいて、目標エンジン回転数に応じた目標変速比が設定される。その後、ＥＣＵ７１により、目標変速比に応じた推力比が求められ、その推力比およびプライマリ軸４１に入力されるトルクから、ベルト変速機構３３のベルト４５の滑りの発生を防止するのに必要なベルト挟圧が得られるように、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る。そして、ＥＣＵ７１により、各指令値に基づいて、油圧回路７２に含まれるプライマリ圧およびセカンダリ圧を調節するためのバルブが制御される。

そして、目標変速比が第２閾値の一例である変速比Ｍ_Ｌよりも大きい値に設定された場合、ＥＣＵ７１により、油圧回路７２に含まれるバルブが制御されて、係合しているハイクラッチＣ２が解放され、解放しているロークラッチＣ１が係合される。これにより、ハイモードからローモードへの切り替えが達成される。

＜作用効果＞
以上のように、ローモードにおけるＣＶＴ４の変速比と伝達効率との関係を表すローモード効率線とハイモードにおけるＣＶＴ４の変速比との伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における変速比Ａを含む所定範囲内に、ローモードからハイモードへの切り替えの判断に使用される第１閾値と、ハイモードからローモードへの切り替えの判断に使用される第２閾値とが設定される。これにより、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａ付近でハイモードとローモードとが切り換えられるので、ＣＶＴ４の伝達効率が下がり過ぎることが抑制される。その結果、より効率的な動力伝達を行うことができ、車両１の走行燃費の向上を図ることができる。

第１閾値および第２閾値の両方がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａに設定される場合、目標変速比がその変速比付近で振動すると、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われて、制御ビジーな状態に陥るおそれがある。第１閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａに設定され、第２閾値がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比よりも大きい変速比、たとえば、ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比Ｍ_Ｌに設定されることにより、目標変速比がローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａ付近で振動しても、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制できる。また、車両１の減速に伴ってハイモードからローモードに切り替えられる際には、燃料消費量が少ないので、ハイモードの継続によりＣＶＴ４の伝達効率が低下しても、車両１の走行燃費への影響は小さい。

モード切替手段は、ローモードにおいて目標変速比設定手段により第１閾値Ａよりも小さい値の目標変速比が設定されても、ローモード効率線とハイモード効率線との交点における変速比Ａでの車速が車両１の走行抵抗とつり合っていない場合には、車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされる。このディレイがない場合、ローモードからハイモードへの切り替えに伴うトルクダウンにより車両１が減速して、目標変速比が第２閾値Ｍ_Ｌよりも大きい値に設定されると、ハイモードからローモードに切り替わり、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われる懸念がある。車速が走行抵抗とつり合うまでローモードからハイモードへの切り替えがディレイされることにより、ローモードとハイモードとの切り替えが頻繁に行われることを抑制でき、制御ビジーな状態に陥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、副変速機構３４付きのＣＶＴ４を搭載した車両１を取り上げたが、本発明に係る制御装置は、そのような車両１に限らず、動力分割式無段変速機を搭載した車両に用いることもできる。動力分割式無段変速機は、たとえば、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を２つの経路で分割して伝達可能な変速機である。

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。

１：車両
２：エンジン
４：ＣＶＴ（無段変速機）
３１：インプット軸
３２：アウトプット軸
３３：ベルト変速機構
３４：副変速機構
４３：プライマリプーリ
４４：セカンダリプーリ
４５：ベルト
７１：ＥＣＵ（制御装置、目標変速比設定手段、モード切替手段）

Claims (1)

1. インプット軸とアウトプット軸との間の動力伝達経路上に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成のベルト変速機構を備え、第１変速比幅に設定されたローモードと、前記第１変速比幅よりも最大変速比および最小変速比がそれぞれ小さい第２変速比幅に設定されたハイモードとを有し、前記第２変速比幅の最大変速比が前記第１変速比幅の最小変速比よりも大きいように、前記第１変速比幅および前記第２変速比幅が設定されている無段変速機が搭載された車両に用いられて、前記無段変速機を制御する制御装置であって、
   前記無段変速機の変速比の目標である目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
   前記無段変速機の変速比が前記ローモードにおける前記変速比と前記無段変速機の伝達効率との関係を表すローモード効率線と前記ハイモードにおける前記変速比と前記無段変速機の伝達効率との関係を表すハイモード効率線との交点における前記変速比を含む所定範囲内であるときに前記ローモードと前記ハイモードとが切り替わるように、前記ローモードにおいて前記目標変速比設定手段によって設定される前記目標変速比が前記所定範囲内に設定される第１閾値以上の値から前記第１閾値よりも小さい値に変化したことに応じて、前記ローモードから前記ハイモードに切り替え、前記ハイモードにおいて前記目標変速比設定手段によって設定される前記目標変速比が前記所定範囲内に設定される第２閾値以下の値から前記第２閾値よりも大きい値に変化したことに応じて、前記ハイモードから前記ローモードに切り替えるモード切替手段とを含み、
   前記所定範囲は、前記ハイモードで伝達効率が最も高いときの変速比を下限とし、前記ローモードで伝達効率が最も高いときの変速比を上限とする範囲である、制御装置。

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