JPWO2014061601A1 - 無段変速機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

無段変速機は、バリエータと、副変速機構と、セレクト変速段に対応する変速比をバリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標値として設定する目標値設定手段と、スルー変速比が目標値となるようにバリエータをダウンシフトさせるバリエータ変速とバリエータのダウンシフト直後に副変速機構をダウンシフトさせながらスルー変速比を維持させるようにバリエータをアップシフトさせる協調変速とを行う変速制御手段と、協調変速中に動力源から無段変速機へ入力されるトルクをダウンシフト指示の判定前より増大させるトルク増大手段と、を備える。

Description

本発明は、無段変速機及びその制御方法に関し、特に、無段変速機が無段変速機構と副変速機構とを備えるものに関する。

無段変速機構（バリエータ）と副変速機構とを組み合わせた無段変速機（以下、「副変速機構付きＣＶＴ」という。）では、通常の無段変速機に比べて変速領域を拡大することができ、燃費向上を図ることができる。

この副変速機構付きＣＶＴで副変速機構を変速させる場合には、バリエータの変速比を副変速機構の変速方向と逆の方向に変速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が変速前後で変化するのを抑制し、変速ショックを抑制することができる。

ＪＰ２０１２−５７７１０Ａには、運転者によって選択される変速段に対応する変速比にスルー変速比を制御するマニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴが開示されている。マニュアルモードでは、運転者のシフト操作に応じてバリエータの変速比のみを変更してスルー変速比を変化させるバリエータ変速によって変速応答性を向上させている。

また、変速領域によっては、次回の変速指示に備えて、バリエータ変速の直後に協調変速によって副変速機構の変速段を切り換えている。これは以下の理由による。

例えば、副変速機構の変速段がＨｉｇｈ側の変速段であって運転者がマニュアルモードのＭ３速からＭ２速へとダウンシフトを指示した場合、バリエータを最もＬｏｗ側に変速してもＭ２速に対応するスルー変速比を実現することができなくなる。

そこで、運転者がＭ４速からＭ３速へのダウンシフトを指示した時に、バリエータ変速によってＭ３速に対応するスルー変速比を実現した上で、それに続いて協調変速を行って副変速機構の変速段をＬｏｗ側の変速段へと切り換えつつバリエータの変速比をＨｉｇｈ側へと変化させるようにしている。

これにより、その後に、Ｍ３速からＭ２速へのダウンシフト指示があった場合には、バリエータ変速のみによってＭ２速に対応するスルー変速比を即座に実現できるので、変速応答性を向上させることができる。

マニュアルモードにおいてコースト走行中に運転者のシフト操作に応じてダウンシフトを行う場合であって、上述のようにバリエータ変速の直後に、次回の変速に備えた、スルー変速比を変化させない協調変速を行う場合、協調変速によって副変速機構の変速段がＬｏｗ側に変速されるのと同時にバリエータの変速比がＨｉｇｈ側に変更される。

この協調変速によってスルー変速比は変化しないが、バリエータのセカンダリ回転速度、すなわち副変速機構の入力回転速度が上昇する。よって、副変速機構の締結側摩擦要素は協調変速前後の回転速度差を吸収しながら徐々に締結することで、変速前後でトルクの受け渡しが発生し、減速Ｇが生じる。

特に、エンジントルクが負の値であるコースト走行中には、副変速機構の変速がトルクフェーズ、イナーシャフェーズの順に行われるので、減速Ｇの発生がバリエータ変速によって生じる減速Ｇより遅れることとなり、減速Ｇが長引くことによる引き摺り感によって、運転者がマニュアルモードを操作していないにも関わらず、Ｇ変動が発生し、運転者に違和感を与える可能性がある。

この発明の目的は、マニュアルモードでコースト走行中にダウンシフトが行われた場合における引き摺り感の発生を抑制することである。

本発明のある態様によれば、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変化させることができるバリエータと、バリエータに対して直列に設けられる有段の副変速機構と、運転者からの変速指示が判定されると、予め設定されている複数のセレクト変速段から前記変速指示に対応した一つを選択し、選択されたセレクト変速段に対応する変速比をバリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標値として設定する目標値設定手段と、変速指示がダウンシフトであって副変速機構の変速条件が成立する場合、スルー変速比が目標値となるようにバリエータをダウンシフトさせるバリエータ変速と、バリエータのダウンシフト直後に副変速機構をダウンシフトさせながらスルー変速比を維持させるようにバリエータをアップシフトさせる協調変速と、を行う変速制御手段と、車両がコースト走行時である場合、協調変速中に、動力源から無段変速機へ入力されるトルクを、ダウンシフト指示の判定前より増大させるトルク増大手段と、を備える無段変速機が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、変速比を無段階に変化させることができるバリエータと、バリエータに対して直列に設けられる有段の副変速機構と、を備え、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機の制御方法であって、運転者からの変速指示が判定されると、予め設定されている複数のセレクト変速段から前記変速指示に対応した一つを選択し、選択されたセレクト変速段に対応する変速比をバリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標値として設定し、変速指示がダウンシフトであって副変速機構の変速条件が成立する場合、スルー変速比が目標値となるようにバリエータをダウンシフトさせるバリエータ変速と、バリエータのダウンシフト直後に副変速機構をダウンシフトさせながらスルー変速比を維持させるようにバリエータをアップシフトさせる協調変速と、を行い、車両がコースト走行時である場合、協調変速中に、動力源から無段変速機へ入力されるトルクを、ダウンシフト指示の判定前より増大させる、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、マニュアルモードでコースト走行中、運転者からの指示に基づいてダウンシフトした際の協調変速中に、動力源から無段変速機へ入力されるトルクを増大させる。これにより、協調変速時に副変速機構の締結側摩擦要素が協調変速前後の回転速度差を吸収することによる減速Ｇの発生を抑え、意図しない引き摺り感の発生を抑制することができる。

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。 図２は、変速機コントローラの内部構成を示した図である。 図３は、オートモードで使用する変速マップの一例を示した図である。 図４は、マニュアルモードで使用する変速マップの一例を示した図である。 図５は、マニュアルモードにおけるパワーＯＦＦダウンシフト時の変速制御の内容を示したフローチャートである。 図６は、マニュアルモードにおけるパワーＯＦＦダウンシフト時の様子を示した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、差動装置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、変速機コントローラ１２からの指令に基づいてエンジン１のトルクを制御するエンジンコントローラ１３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、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。なお、以下の説明では、副変速機構３０の変速段が１速であるとき「変速機４が低速モードである」と表現し、２速であるとき「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。）を検出するプライマリ回転速度センサ４２ｐの出力信号、変速機４の出力回転速度（＝セカンダリプーリ２２の回転速度、以下、「セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃ」という。）を検出するセカンダリ回転速度センサ４２ｓ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４５の位置を検出するインヒビタスイッチ４６の出力信号、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ４７の出力信号、ステアリングの周辺近傍に配設され、後述するマニュアルモードで変速段を選択するパドルスイッチ４８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（図３、図４）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及びエンジン制御信号を生成し、生成した変速制御信号及びエンジン制御信号を出力インターフェース１２４を介してそれぞれ油圧制御回路１１及びエンジンコントローラ１３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。

また、エンジンコントローラ１３は、変速機コントローラ１２からのエンジン制御信号に基づき、エンジン１のトルクを制御する。

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。この変速マップは、セレクトレバー４５がＤレンジにあり、アクセル開度ＡＰＯ及車速ＶＳＰに基づき変速機４の変速、すなわちバリエータ２０及び副変速機構３０の変速が自動的に行われるモード（以下、「オートモード」という。）で使用されるマップである。

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速にアップシフト（１−２変速）させるとともに、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速にダウンシフト（２−１変速）させるとともに、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。

図４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。この変速マップは、運転者がセレクトレバー操作又はパドル操作によって変速指示をした場合に、予め設定されている複数の変速段から変速指示に対応した一つが選択され、選択された変速段に変速比を固定するようにバリエータ２０及び副変速機構３０の少なくとも一方が制御されるモード（以下、「マニュアルモード」という。）において使用される。

なお、マニュアルモードにおける変速段とは、変速マップ上に疑似的に設定された固定変速線のことを指すものであり、副変速機構３０の変速段と区別するため、以下の説明では、マニュアルモードにおける変速機４の変速段をそれぞれＭ１速〜Ｍ７速と称する。

図４に示すマニュアルモード変速マップには、低速モードの最Ｌｏｗ線にほぼ沿うように設定されたＭ１速線と、高速モードの最Ｈｉｇｈ線よりＬｏｗ側であって低速モード最Ｈｉｇｈ線よりＨｉｇｈ側に設定されたＭ７速線と、Ｍ１速線とＭ７速線との間に設定されたＭ２速線〜Ｍ６速線と、の合計７速分の変速線が設定されている。

運転者は、マニュアルモードへの移行を希望する場合は、セレクトレバー４５やパドル４８等を操作して、マニュアルモードへの移行を指示する。これを受けて変速機コントローラ１２は、変速マップを図３のオートモードの変速マップから図４のマニュアルモードの変速マップへと変更する。これにより、マニュアルモードに移行する。

マニュアルモードに移行したとき、変速機コントローラ１２は、まず、マニュアルモード変速マップのうち、現在の変速比に最も近いマニュアルモード変速線に変速比を変更する。または、マニュアルモードに移行したとき、現在の変速比を固定しておき、運転者から変速の指示があったときに、変速線に沿って変速させてもよい。

マニュアルモードに移行後、運転者がセレクトレバー操作又はパドル操作によって所望の変速段（Ｍ１〜Ｍ７）を指示した場合は、変速機コントローラ１２は、指示された変速段に変速比が固定されるように、図４に示すマニュアルモード変速マップの所定の変速線上に動作点を移動させる。これにより、マニュアルモード変速が実現される。

このマニュアルモードの変速線のうち、Ｍ１速線及びＭ２速線は、副変速機構３０が低速モードの時にのみ実現可能であり、Ｍ７速線は、副変速機構３０が高速モードのときにのみ実現可能である。また、Ｍ３速線、Ｍ４速線、Ｍ５速線及びＭ６速線は、副変速機構３０が、低速モード及び高速モードのいずれの状態であっても実現可能である。

したがって、副変速機構３０が低速モード及び高速モードのいずれであっても実現可能な領域（Ｂ領域）に、副変速機構３０を高速モードから低速モードへとダウンシフトさせる２−１ＤＯＷＮ線と、副変速機構３０を低速モードから高速モードへとアップシフトさせる１−２ＵＰ線と、が設定されている。すなわち、２−１ＤＯＷＮ線はＭ３速とＭ４速との間に設定され、１−２ＵＰ線はＭ５速とＭ６速との間に設定される。

副変速機構３０が高速モードにある状態でかつＭ４速が選択されている場合に、運転者の指示によりＭ３速にダウンシフトが行われる場合、変速機コントローラ１２は、今後、副変速機構３０の変速が必要となるＭ２速に移行する可能性が高いと判断して、バリエータ２０のみによるＭ４速からＭ３速に変速が行われた直後に、副変速機構３０のダウンシフトを実行する。

また、副変速機構３０が低速モードにある状態でかつＭ５速が選択されている場合に、運転者の指示によりＭ６速にアップシフトが行われる場合、変速機コントローラ１２は、今後、副変速機構３０の変速が必要となるＭ７速に移行する可能性が高いと判断して、バリエータ２０のみによるＭ５速からＭ６速に変速が行われた直後に、副変速機構３０のアップシフトを実行する。

すなわち、マニュアルモードでは、現在の変速段に対して、運転者の指示に基づいて変速された後の変速段のさらに一つ先の変速段が、副変速機構３０を変速しないと実現できない変速段である場合、変速機コントローラ１２は、運転者の変速指示に基づくバリエータ２０の変速直後に、副変速機構３０の変速を実行する。

このように、変速線が２−１ＤＯＷＮ線又は１−２ＵＰ線を跨ぐ際の変速は、変速の応答性を高めるために、まず、バリエータ２０を変速させてスルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏへと追従させて、指示された変速段への変速を完了（以下、この変速を「バリエータ変速」という）した後に、バリエータ２０と副変速機構３０とでスルー変速比Ｒａｔｉｏが変化しないように協調変速を行う。

これにより、変速機の動作点が、高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線で挟まれるＢ領域である場合、運転者の指示に基づく変速はバリエータ変速によって変速応答性を確保しつつ、次の変速で副変速機構３０の変速が予測される場合は、協調制御によって予め副変速機構３０を変速させておくことができる。したがって、その後の運転者の変速指示に基づく変速段に対応する変速比がＡ領域やＣ領域の変速比である場合は、既に副変速機構３０の変速は完了しているので、バリエータ変速によって変速応答性を確保することができる。

つまり、マニュアルモードにおいて、運転者の変速指示に基づいて変速を行う場合、スルー変速比Ｒａｔｉｏは常にバリエータ変速によって変化させるので、変速パターン（Ｍ４速→Ｍ３速、Ｍ５速→Ｍ６速など）にかかわらず常に高い変速応答性を実現することができる。

ここで、マニュアルモードにおいて運転者のシフト操作に応じてダウンシフトを行う場合であって、上述のようにバリエータ変速の直後に協調変速を行う場合（Ｍ４速→Ｍ３速変速の場合）、協調変速によって副変速機構３０が低速モードへとダウンシフトされるのと同時にバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変化する。

この協調変速によってスルー変速比Ｒａｔｉｏは変化しないが、バリエータ２０のセカンダリ回転速度、すなわち副変速機構３０の入力回転速度が上昇する。よって、副変速機構３０の締結側摩擦要素であるＬｏｗブレーキ３２は協調変速前後の回転速度差を吸収しながら締結することで、変速前後でトルクの受け渡しが発生し、減速Ｇが生じる。

特に、エンジントルクが負の値であるコースト走行中には、副変速機構３０の変速がトルクフェーズ、イナーシャフェーズの順に行われるので、バリエータ変速直後の協調変速における副変速機構３０のトルクフェーズでの減速Ｇの発生が、協調変速前のバリエータ変速によって生じる減速Ｇより遅れることとなり、減速Ｇが長引くことによる引き摺り感によって運転者に違和感を与える可能性がある。

また、Ｌｏｗブレーキ３２の締結時間（解放状態から締結状態への移行に要する時間）を長くすることで、減速Ｇを小さくすることが可能であるが、この場合、Ｌｏｗブレーキ３２の摩擦材の発熱量が増加して摩擦材の耐久性が低下する可能性がある。

反対に、Ｌｏｗブレーキ３２の締結時間を短くすることで摩擦材の発熱量を低下させることが可能であるが、単位時間当たりのエンジン回転速度の変動が大きくなり、運転者の意図しないショックが生じて運転性が悪化する可能性がある。

そこで、本実施形態では以下のように制御している。図５は変速機コントローラ１２が実行する制御のうち、マニュアルモード時に変速機コントローラ１２からエンジンコントローラ１３へ指令を出力する制御の内容を示したフローチャートである。したがって、本フローチャート以外に、変速機コントローラ１２から油圧制御回路１１に指令を出力するフローチャートがあり、本フローチャートとは別に実行されている。なお、これらのフローチャートは一定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１において変速機コントローラ１２は、変速機４がマニュアルモードであるか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、例えば、セレクトレバー４５がＭレンジにある場合又はパドルスイッチ４８が操作された場合にマニュアルモードであると判定する。マニュアルモードであると判定されると処理がステップＳ２へ進み、マニュアルモードでないと判定されると処理が終了する。

ステップＳ２において変速機コントローラ１２は、運転者からのダウンシフト指示が入力されたか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、例えば、セレクトレバー４５又はパドルスイッチ４８がダウンシフト側に操作された場合、ダウンシフト指示が入力されたと判定する。ダウンシフト指示が入力されたと判定されると処理がステップＳ３へ進み、ダウンシフト指示が入力されていないと判定されると処理が終了する。

ステップＳ３において変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の２→１変速が必要であるか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、例えば、図４に示すマニュアルモード時の変速マップ上で動作点が２−１ＤＯＷＮ線を跨ぐことになる変速、すなわちＭ４速からＭ３速への変速指示が入力された場合、副変速機構３０の２→１変速が必要であると判定する。副変速機構３０の２→１変速が必要であると判定されると処理がステップＳ４へ進み、副変速機構３０の２→１変速が必要でないと判定されると処理が終了する。

ステップＳ４において変速機コントローラ１２は、パワーＯＦＦであるか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない状態である車両のコースト走行時にパワーＯＦＦであると判定する。なお、パワーＯＦＦであることは、アクセルペダルを踏み込んでいるが、その踏み込み量が比較的小さいため、実質的にはコースト走行となる走行状態を含んでいてもよい。パワーＯＦＦであると判定されると処理がステップＳ５へ進み、パワーＯＦＦでないと判定されると処理が終了する。

ステップＳ５において変速機コントローラ１２は、ダウンシフト指示から所定のディレイ時間が経過したか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、例えば、ステップＳ２においてダウンシフト指示が入力されたと判定された場合にカウントを開始するタイマを備え、タイマ値が所定の値に達した場合、ダウンシフト指示から所定のディレイ時間が経過したと判定する。所定のディレイ時間は、ダウンシフト指示が入力されてから実際にバリエータ２０の変速が開始されるまでの応答遅れを考慮して設定される微小時間である。ダウンシフト指示から所定のディレイ時間が経過したと判定されると処理がステップＳ６へ進み、ディレイ時間が経過していないと判定されると処理が終了する。

ステップＳ６において変速機コントローラ１２は、エンジンコントローラ１３に対しエンジン１のトルクを増大させるトルクアップ要求を出力する。エンジンコントローラ１３は、エンジン１の吸気量及び燃料噴射量を増大させることでトルクアップを行う。エンジン１のトルク増大量は、Ｌｏｗブレーキ３２の締結に際して摩擦材の耐久性の低下を抑制できる程度の値に設定される。

トルク増大前のエンジントルクは負の値であるので、変速機コントローラ１２は、トルク要求値を所定のショック防止上昇率で増加させる。これにより、エンジン１のトルク要求値が急激に上昇して、Ｌｏｗブレーキ３２の締結時に車両に加速Ｇが生じることを防止できる。

ステップＳ７において変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の２→１変速が終了したか否かを判定する。変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３（解放側摩擦要素）とＬｏｗブレーキ３２（締結側摩擦要素）との掛け替えが終了した（終了フェーズが完了した）時、副変速機構３０の２→１変速が終了したと判定する。副変速機構３０の２→１変速が終了したと判定されると処理がステップＳ８へ進み、副変速機構３０の２→１変速が終了していないと判定されると処理がステップＳ６へ戻る。

ステップＳ８において変速機コントローラ１２は、ステップＳ６においてエンジンコントローラ１３に対して出力したトルクアップ要求を解除する。このとき、変速機コントローラ１２は、トルク要求値をトルクアップ前のエンジントルクまで所定のショック防止減少率で低下させる。トルク要求値が所定のショック防止減少率で低下することにより、エンジントルクが急激に低下することによる減速Ｇの発生を防止することができる。

以上の処理をまとめると、変速機コントローラ１２は、マニュアルモードにおいてパワーＯＦＦダウンシフトが行われる場合であって、副変速機構３０のダウンシフトが必要な場合には、バリエータ変速の開始時から協調変速の終了時点までエンジントルクを増大させる。

図６は、マニュアルモードにおけるパワーＯＦＦダウンシフト時の様子を示したタイムチャートである。

時刻ｔ１において、マニュアルモードで走行中にセレクトレバー４５又はパドルスイッチ４８が操作されてセレクト変速段がＭ４速からＭ３速に変更されると、Ｍ３速に対応する到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに基づいて決定された目標スルー変速比ｔＲａｔｉｏにスルー変速比Ｒａｔｉｏが追従するように、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏがＬｏｗ側に変化する。これにより、スルー変速比Ｒａｔｉｏが変化してエンジン回転速度がＭ３速に対応するエンジン回転速度である到達回転速度まで上昇する。

また、時刻ｔ１において、副変速機構３０の変速フェーズが、副変速機構３０のダウンシフトの準備を開始する準備フェーズに移行する。準備フェーズでは、Ｌｏｗブレーキ３２の締結及びＨｉｇｈクラッチ３３の解放を準備する。

時刻ｔ１から所定のディレイ時間が経過すると、トルクアップ要求が出力され、トルク要求値が所定のショック防止上昇率で上昇する。これに伴って、エンジントルクもトルク要求値に追従するように徐々に上昇する。

トルクアップ要求は所定のディレイ時間が経過してから出力されるので、ダウンシフト指示が入力されてから実際にバリエータ２０の変速が開始されるまでの応答遅れがあった場合に、車両の減速Ｇが低下して加速感が生じることによって運転者に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、トルク要求値は所定のショック防止上昇率で上昇させるので、バリエータ変速によってダウンシフト中であるにもかかわらず車両の加速感が生じて運転者に違和感を与えることを防止することができる。

その後、スルー変速比Ｒａｔｉｏが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに達してバリエータ変速が完了する。これにより、ダウンシフトが完了し、運転者の変速指示通りのセレクト変速段（Ｍ３速）が実現される。

時刻ｔ２において、副変速機構３０の変速フェーズが、締結側のＬｏｗブレーキ３２と解放側のＨｉｇｈクラッチ３３とでトルクの架け替えを行うトルクフェーズに移行する。これにより、Ｈｉｇｈクラッチ３３への供給油圧が低下するとともにＬｏｗブレーキ３２への供給油圧が上昇する。

このとき、トルクアップ要求によってエンジントルクが増大しているので、Ｌｏｗブレーキ３２が締結する際に、Ｌｏｗブレーキ３２でバリエータ２０側の回転速度を上昇させることによるイナーシャの発生を抑制して、車両の減速Ｇが増大することを抑制することができる。

時刻ｔ３において、副変速機構３０の変速フェーズが、副変速機構３０とバリエータ２０とを変速するイナーシャフェーズに移行する。このイナーシャフェーズでは、副変速機構３０を２速から１速にダウンシフトさせると同時に、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変速させる協調変速が行われる。これにより、Ｈｉｇｈクラッチ３３が徐々に解放されるとともにＬｏｗブレーキ３２が徐々に締結されて、副変速機構３０の変速段が２速から１速へと徐々に移行する。

このときもトルクフェーズと同様に、トルクアップ要求によってエンジントルクが増大しているので、Ｌｏｗブレーキ３２の締結が進行しても、それによるイナーシャの発生が抑制されて、車両の減速Ｇの増大を抑制することができる。

時刻ｔ４において、副変速機構３０の変速フェーズが終了フェーズに移行する。

時刻ｔ５において、協調変速が終了すると、トルクアップ要求が解除され、トルク要求値がトルクアップ前のエンジントルクまで所定のショック防止減少率で低下する。これに伴って、エンジントルクもトルク要求値に追従するように徐々に低下する。

トルク要求値は所定のショック防止減少率で低下させるので、ダウンシフトが完了しているにもかかわらず車両の減速感が生じて運転者に違和感を与えることを防止することができる。

これにより、マニュアルモードにおけるパワーＯＦＦダウンシフト時の処理が終了する。

以上のように本実施形態では、マニュアルモードにおけるパワーＯＦＦダウンシフト時であって協調変速中に、エンジントルクをダウンシフト指示が判定される前のトルクより増大させるので、協調変速時に副変速機構３０のＬｏｗブレーキ３２が協調変速前後の回転速度差を吸収することによる減速Ｇの発生を抑え、意図しない引き摺り感の発生を抑制することができる。さらに、減速Ｇの発生が抑制されることにより、協調変速時間を短縮できるとともに、摩擦材の耐力の低下を防止することができる。

さらに、エンジン１のトルクアップを、バリエータ変速が開始されてから協調変速が終了するまでの間行うので、協調変速が行われている間により確実に減速Ｇの発生を抑えることができ、意図しない引き摺り感の発生を抑制することができる。

さらに、運転者によって選択されたセレクト変速段が、変速指示前の副変速機構３０の変速段で実現可能な最もＬｏｗ側の変速段である場合、つまり、Ｍ４速からＭ３速へのダウンシフト指示があった場合に副変速機構３０の２→１変速が必要であると判定され、この場合にエンジントルクを増大させるので、バリエータ変速の直後に協調変速が行わることでバリエータ変速時の減速感が協調変速時まで継続することによって引き摺り感が生じて運転者に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、変速機コントローラ１２は、運転者からのダウンシフト指示が入力されてから所定のディレイ時間後にトルクを増大させるので、ダウンシフト指示が入力されてから実際にバリエータ２０の変速が開始されるまでの応答遅れがあったとしても、車両の減速Ｇが低下して加速感が生じることによって運転者に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、変速機コントローラ１２は、トルク要求値を所定のショック防止上昇率で増大させるので、バリエータ変速によってダウンシフト中であるにもかかわらず車両の加速感が生じることによって運転者に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、変速機コントローラ１２は、トルク要求値を所定のショック防止減少率で低下させるので、ダウンシフトが完了しているにもかかわらず車両の減速感が生じることによって運転者に違和感を与えることを防止することができる。

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、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ベルトがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。

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にモータを組み合わせたもの、又は、モータ単体であってもよい。

本願は２０１２年１０月１５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−２２７８４０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

1. 車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機であって、
   変速比を無段階に変化させることができるバリエータと、
   前記バリエータに対して直列に設けられる有段の副変速機構と、
   運転者からの変速指示が判定されると、予め設定されている複数のセレクト変速段から前記変速指示に対応した一つを選択し、選択されたセレクト変速段に対応する変速比を前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標値として設定する目標値設定手段と、
   前記変速指示がダウンシフトであって前記副変速機構の変速条件が成立する場合、スルー変速比が前記目標値となるように前記バリエータをダウンシフトさせるバリエータ変速と、前記バリエータのダウンシフト直後に前記副変速機構をダウンシフトさせながらスルー変速比を維持させるように前記バリエータをアップシフトさせる協調変速と、を行う変速制御手段と、
   前記車両がコースト走行時である場合、前記協調変速中に、前記動力源から前記無段変速機へ入力されるトルクを、前記ダウンシフト指示の判定前より増大させるトルク増大手段と、
   を備える無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記トルク増大手段は、前記バリエータ変速が開始されてから前記協調変速が終了するまでの間、トルクを増大させる、
   無段変速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
   前記副変速機構の変速条件は、運転者によって選択されたセレクト変速段が、変速指示前の前記副変速機構の変速段で実現可能な最もＬｏｗ側の変速段である場合に成立する、
   無段変速機。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無段変速機であって、
   前記トルク増大手段は、運転者からのダウンシフト指示が判定されてから所定時間経過後にトルクを増大させる、
   無段変速機。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の無段変速機であって、
   前記トルク増大手段は、トルクの増大によるショックの発生を防止可能なショック防止上昇率でトルクを増大させる、
   無段変速機。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の無段変速機であって、
   前記トルク増大手段は、トルクの低下によるショックの発生を防止可能なショック防止減少率で、増大させたトルクを低下させる、
   無段変速機。
7. 変速比を無段階に変化させることができるバリエータと、前記バリエータに対して直列に設けられる有段の副変速機構と、を備え、車両に搭載されて動力源の出力回転を変速し伝達する無段変速機の制御方法であって、
   運転者からの変速指示が判定されると、予め設定されている複数のセレクト変速段から前記変速指示に対応した一つを選択し、選択されたセレクト変速段に対応する変速比を前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標値として設定し、
   前記変速指示がダウンシフトであって前記副変速機構の変速条件が成立する場合、スルー変速比が前記目標値となるように前記バリエータをダウンシフトさせるバリエータ変速と、前記バリエータのダウンシフト直後に前記副変速機構をダウンシフトさせながらスルー変速比を維持させるように前記バリエータをアップシフトさせる協調変速と、を行い、
   前記車両がコースト走行時である場合、前記協調変速中に、前記動力源から前記無段変速機へ入力されるトルクを、前記ダウンシフト指示の判定前より増大させる、
   無段変速機の制御方法。

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