JPWO2015060051A1 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

バリエータ（２０）と前進用変速段として第一変速段（３２）及び第二変速段（３３）を有する副変速機構（３０）とを備えた無段変速機（４）の制御装置である。副変速機構（３０）の変速段を変更する場合、副変速機構（３０）の変速速度をバリエータ（２０）に合わせるとともに、副変速機構（３０）を変速させつつバリエータ（２０）を副変速機構（３０）の変速方向と逆方向に変速させる協調変速を行う協調変速手段（１２ａ）と、アップシフトでの協調変速中に、駆動源（１）をトルクダウンさせた後にトルクアップさせるトルク規制制御を、協調変速に伴う駆動力段差の開始時点を早めるタイミングと駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングとでそれぞれ実施するトルク制御手段（１２ｂ）と、を備える。

Description

本発明は、ベルト式の無段変速機構と有段の副変速機構とを備えた無段変速機（以下、副変速機付きＣＶＴともいう）の制御装置に関する。

従来より、副変速機付きＣＶＴにおいて、副変速機構を変速させるときに、無段変速機構（以下、バリエータという）を副変速機構の変速方向とは逆方向に変速させる協調変速を行うことで、副変速機構の変速ショックを低減させる技術がある（例えば特許文献１，２参照）。特許文献２には、副変速機構の変速が、準備フェーズ，トルクフェーズ，イナーシャフェーズ，終了フェーズの４つのフェーズで構成された無段変速機が開示されている。この技術では、イナーシャフェーズにおいて、バリエータの変速比と副変速機構の変速比とを逆方向に制御して、協調変速を実施している。

しかしながら、上記の協調変速を実施した場合であっても、車両の運転状態によっては副変速機構のアップシフト時に駆動力段差（加速度段差，Ｇドロップ）を運転者が体感できてしまうような状態が発生することがある。副変速機構のアップシフト時は、トルクフェーズにおいてトルク伝達を行う変速段が１速から２速に移行されるため駆動力が低下し、次のイナーシャフェーズにおいてバリエータの変速比がＨｉｇｈ側からＬｏｗ側へ移行されるため駆動力が復帰する。これにより、上記の駆動力段差がトルクフェーズからイナーシャフェーズにかけて発生する。

運転者が体感できるような駆動力段差が発生すると、運転者に加速のもたつき感（Ｇドロップ感）を与え、運転者の意図する加速感に合わないことがあり、ドライブフィーリングの悪化を招くおそれがある。特に、低車速の状態から、アクセルペダルを少し踏んだ状態（一定の低アクセル開度）で加速していくような運転状態では、運転者が加速のもたつき感を感じやすくなる。このような加速のもたつき感の解消方法として、駆動力段差自体を抑制することが最も有効であるが、駆動力段差は副変速機構の１速及び２速の段間比で決定するため、ハード構成や制御ロジックを大きく変更することなく駆動力段差を抑制することは困難である。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、副変速機付きＣＶＴにおいて、加速のもたつき感を解消してドライブフィーリングを改善できるようにした、無段変速機の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

特開平５−７９５５４号公報 特許第４９１４４６７号公報

（１）ここで開示する無段変速機の制御装置は、駆動源の回転速度を無段階に変速する無段変速機構と、前記無段変速機構と直列に設けられ、前進用変速段として第一変速段と前記第一変速段よりも変速比の小さな第二変速段とを有する副変速機構と、を備えた無段変速機の制御装置であって、前記副変速機構の変速段を変更する場合、前記副変速機構の変速速度を前記無段変速機構に合わせるとともに、前記副変速機構を変速させつつ前記無段変速機構を前記副変速機構の変速方向と逆方向に変速させる協調変速を行う協調変速手段を備える。

また、前記協調変速手段によるアップシフトでの前記協調変速中に、前記駆動源をトルクダウンさせた後にトルクアップさせるトルク規制制御を、前記協調変速に伴う駆動力段差の開始時点を早めるタイミングと前記駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングとでそれぞれ実施するトルク制御手段と、を備える。

（２）前記協調変速手段は、準備フェーズ，トルクフェーズ，イナーシャフェーズ及び終了フェーズの４つのフェーズから構成される前記協調変速を、前記アップシフトではこの順に実施することが好ましい。この場合、前記トルク制御手段は、前記準備フェーズ及び前記トルクフェーズにおいて前記トルク規制制御を実施するとともに、前記イナーシャフェーズ及び前記終了フェーズにおいて前記トルク規制制御を実施することが好ましい。

（３）前記トルク制御手段は、前記トルクフェーズから前記イナーシャフェーズに移行する時点において、前記駆動源のトルクダウン量を０以上とすることが好ましい。

（４）前記トルク制御手段は、前記準備フェーズから前記トルクフェーズに移行する時点でトルクダウン率を１とすることが好ましい。なお、前記トルクダウン率とは、実際のトルクダウン量を目標とするトルクダウン量で除した値である。

（５）前記トルク制御手段は、前記イナーシャフェーズに移行してから所定時間経過後に前記トルク規制を開始することが好ましい。

開示の無段変速機の制御装置によれば、駆動力段差の開始時点を早めるタイミングと、駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングとでそれぞれトルク規制制御を実施するので、駆動力段差の低下の傾き及び復帰の傾きをそれぞれ緩やかにすることができる。これにより、加速のもたつき感を解消することができ、ドライブフィーリングを改善することができる。

一実施形態に係る無段変速機の制御装置のブロック構成及びこの変速制御装置が適用された車両の概略構成図である。 変速マップの一例である。 一実施形態に係る制御装置でのトルク規制制御に係るフローチャート例である。 一実施形態に係る無段変速機の制御装置の制御作用を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）はフェーズ、（ｂ）はスルー変速比、（ｃ）は副変速比、（ｄ）はバリエータ変速比、（ｅ）は供給油圧、（ｆ）は駆動力、（ｇ）はエンジントルク、（ｈ）トルクダウン量、（ｉ）はトルクダウン率である。 （ａ）〜（ｇ）は、トルク規制制御の変形例を説明するための図４（ｇ）に対応するタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．全体システム構成］
図１は、本実施形態にかかる無段変速機の制御装置が搭載された車両の概略構成図である。図１に示すように、この車両は、駆動源としてエンジン（内燃機関）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のトルクコンバータ２，第一ギヤ列３，無段変速機４（以下、単に変速機４という），第二ギヤ列５及び終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第二ギヤ列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が設けられる。

エンジン１には、スロットルバルブ開閉動作や燃料カット動作等により出力トルク制御を行う出力トルク制御アクチュエータ１５が装備される。これによって、エンジン１は、ドライバによるアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号による出力トルクの制御も可能になっている。ここでは、変速機コントローラ１２により、エンジン１の出力トルク（以下、エンジントルクという）が制御される。

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が設けられる。さらに、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などを制御する変速機コントローラ１２とが設けられる。

変速機４は、ベルト式無段変速機構２０（以下、バリエータ２０という）と、バリエータ２０に直列に設けられる副変速機構（単に「副変速機」ともいう）３０とを備えた自動変速機である。「直列に設けられる」とは、エンジン１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路において、バリエータ２０と副変速機構３０とが直列接続されるという意味である。ここでは、副変速機構３０は、バリエータ２０の出力軸に直接接続されている。なお、副変速機構３０は、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介してバリエータ２０に接続されていてもよい。

バリエータ２０は、ベルト接触径の変化により変速機入力回転数と変速機出力回転数との比である変速比（すなわち、変速機入力回転数／変速機出力回転数）を無段階に変化させる無段変速機能を備える。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、これら二つのプーリ２１，２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを有する。

プライマリプーリ２１，セカンダリプーリ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、油圧シリンダ２４ａ，２４ｂとを有する。油圧シリンダ２４ａ，２４ｂは、各可動円錐板の背面に設けられ、供給される油圧（作動油圧）が調整されることで各可動円錐板を軸方向に変位させる。油圧シリンダ２４ａ，２４ｂに供給される油圧は、変速機コントローラ１２により制御される。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することで、バリエータ２０の変速比（以下、バリエータ変速比という）が無段階に変化する。

副変速機構３０は、前進２段・後進１段の有段変速機構である。副変速機構３０は、二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３２〜３４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ことで、副変速機構３０の変速段が変更される。

ここでは、摩擦締結要素として、発進に利用されるＬｏｗブレーキ（第一変速段）３２と、Ｌｏｗブレーキ３２よりも変速比の小さいＨｉｇｈクラッチ（第二変速段）３３と、Ｒｅｖブレーキ３４とが設けられる。これらＬｏｗブレーキ３２，Ｈｉｇｈクラッチ３３及びＲｅｖブレーキ３４は、それぞれ供給される油圧（作動油圧）に応じた伝達トルクを発生させる。また、これらＬｏｗブレーキ３２，Ｈｉｇｈクラッチ３３及びＲｅｖブレーキ３４に供給される油圧は、変速機コントローラ１２により制御される。

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とを解放すれば、副変速機構３０の変速段は１速となる。車両発進時での副変速機構３０の変速段は通常１速であるため、発進時はＬｏｗブレーキ３２のみが締結される。また、Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４とを解放すれば、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。さらに、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３とを解放すれば、副変速機構３０の変速段は後進となる。

油圧制御回路１１は、複数の流路と複数の油圧制御弁とで構成される。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整する。そして、調整した油圧を変速機４の各部位（油圧シリンダ２４ａ，２４ｂ及び摩擦締結要素３２〜３４）に供給する。これにより、バリエータ変速比及び副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

変速機コントローラ１２は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート、時間をカウントするタイマー等を備えたコンピュータである。図１に示すように、変速機コントローラ１２には、アクセル開度センサ４０，プライマリ回転速度センサ４１，セカンダリ回転速度センサ４２，車速センサ４３，エンジン回転速度センサ４４，インヒビタスイッチ４５，ブレーキスイッチ４６，前後Ｇセンサ４７，油圧スイッチ４８，油温センサ４９等の各種センサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチで検出されたセンサ情報やスイッチ情報が入力される。

アクセル開度センサ４０は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度APO）を検出する。アクセル開度APOは、運転者の加速意思や発進意思に対応するパラメータである。プライマリ回転速度センサ４１は、プライマリプーリ２１の回転速度（変速機４の入力回転速度）Npriを検出し、セカンダリ回転速度センサ４２は、セカンダリプーリ２２の回転速度（副変速機構３０の入力回転速度）Nsecを検出する。

アウトプット回転センサ４３は、変速機４の出力軸の回転速度をアウトプット回転速度Noutとして検出する。アウトプット回転センサ４３により副変速機構３０の出力回転速度（アウトプット回転速度）Noutが取得される。エンジン回転速度センサ４４は、例えばクランクシャフトの単位時間当たりの回転数をエンジン回転速度Neとして検出する。インヒビタスイッチ４５は、運転者によって選択されるセレクトレバー（シフトレバー）の位置（レンジ位置）を検出し、レンジ位置に応じたレンジ位置信号を出力する。

ブレーキスイッチ４６は、フットブレーキの踏み込みを検出するスイッチである。前後Ｇセンサ４７は、車両に作用する前後Ｇ（前後方向の加速度）を検知するセンサである。前後Ｇセンサ４７からの出力信号を用いて、車両の傾きや車両の挙動が算出される。油圧スイッチ４８は、例えばＬｏｗブレーキ３２，Ｈｉｇｈクラッチ３３へ供給される作動油圧の状態を検出するスイッチである。油温センサ４９は、オイルの温度（油温）を検出する。油温はオイルの粘性に影響するため、オイルポンプ１０が適切に作動しうる油温であるか否かを油温センサ４９を用いてチェックする。

変速機コントローラ１２のＲＯＭには、副変速機構３０を制御する制御プログラムなどが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている制御プログラムを読み出して実行し、入力ポート（入力インターフェース）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制御信号を生成し、生成した制御信号を出力ポート（出力インターフェース）を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵが演算処理で使用する各種値やその演算結果は、ＲＡＭに適宜格納される。

変速機コントローラ１２の具体的な制御対象としては、スロットル開度等に応じて目標ライン圧を取得するライン圧制御、車両の運転状態に応じてバリエータ２０及び副変速機構３０の変速制御等が挙げられる。本実施形態では、変速機コントローラ１２による変速制御及び協調変速を説明するとともに、副変速機構３０のアップシフトでの協調変速中に実施されるエンジン１のトルク規制制御について詳述する。

［２．制御の概要］
［２−１．変速制御］
図２は、変速機コントローラ１２のＲＯＭに格納される変速マップの一例を示している。変速機コントローラ１２は、この変速マップを用いて、バリエータ２０の変速と、副変速機構３０の変速段の変更とを制御する。

図２は、横軸にアウトプット回転速度Noutから算出される車速Vsp、縦軸にプライマリ回転速度Npriをとった変速マップであり、変速機４の動作点が車速Vspとプライマリ回転速度Npriとにより定義される。変速機４の動作点と変速マップの左下隅のゼロ点とを結ぶ線の傾きが変速機４の変速比（バリエータ変速比に副変速機構３０の変速段に対応する変速比を乗算して得られる全体の変速比，以下、スルー変速比という）に対応する。

この変速マップには、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２のマップには、全負荷線（アクセル開度APO=8/8のときの変速線）と、パーシャル線（アクセル開度APO=4/8のときの変速線）と、コースト線（アクセル開度APO=0のときの変速線）の三つの変速線のみを一点鎖線で示している。

副変速機構３０が１速の場合、変速機４は、バリエータ変速比を最Low変速比（すなわち最大変速比）にして得られる1st Low線（低速最Low線）と、バリエータ変速比を最High変速比（すなわち最小変速比）にして得られる1st High線（低速最High線）と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、1st変速比幅内を移動する。一方、副変速機構３０が２速の場合、変速機４は、バリエータ変速比を最Low変速比にして得られる2nd Low線（高速最Low線）と、バリエータ変速比を最High変速比にして得られる2nd High線（高速最High線）と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、2nd変速比幅内を移動する。

副変速機構３０の各変速段の変速比は、1st High線に対応する変速比が2nd Low線に対応する変速比よりも小さくなるように設定される。これにより、副変速機構３０が１速の場合にとりうる変速機４のスルー変速比の範囲と、２速の場合にとりうる変速機４のスルー変速比の範囲とが部分的に重複する。変速機４の動作点がこの重複部分にあるときは、変速機４は１速，２速の何れの変速段も選択可能である。

この変速マップには、図中太破線で示すように、副変速機構３０の１−２変速を行うモード切替変速線が1st High線に略重なるように設定されている。つまり、モード切替変速線に対応するスルー変速比（以下、モード切替変速比という）は、1st High線に対応する変速比と略同一に設定される。１速走行中に車速Vspが上昇し、変速機４の動作点がモード切替変速線を横切ると、副変速機構３０の変速段が１速から２速に切り替えられる。

反対に、２速走行中に車速Vspが低下し、変速機４の動作点がモード切替変速線を横切った場合において、２速のままでは得られないような大きな駆動力が必要とされる場合は、変速機４の動作点がモード切替変速線を横切ったときに、副変速機構３０の変速段が２速から１速に切り替えられる。一方、２速のままでも必要な駆動力が得られる場合は、副変速機構３０は２速が維持され、バリエータ２０の変速のみで変速が行われる。

［２−２．協調変速］
協調変速とは、副変速機構３０の変速段を変更する場合に、副変速機構３０の変速速度をバリエータ２０に合わせるとともに、副変速機構３０を変速させつつバリエータ２０を副変速機構３０の変速方向と逆方向に変速させる制御である。

協調変速では、変速機４の目標スルー変速比がモード切替変速比よりも大きい状態から小さい状態になったときは、副変速機構３０の変速段が１速から２速に変更（以下、１−２変速という）されるとともに、バリエータ変速比が変速比大側（Ｌｏｗ側）に変化される。反対に、変速機４の目標スルー変速比がモード切替変速比よりも小さい状態から大きい状態になったときは、副変速機構３０の変速段が２速から１速に変更（以下、２−１変速という）されるとともに、バリエータ変速比が変速比小側（Ｈｉｇｈ側）に変化される場合がある。

このようにモード切替変速時に協調変速が実施されることで、変速機４のスルー変速比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が抑制される。また、モード切替変速が、バリエータ変速比が略最High変速比のときに実施されることで、副変速機構３０の変速ショックが緩和される。これは、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いるからである。

協調変速の具体的な内容について、図４のタイムチャートを用いて説明する。なお、図４（ａ）〜（ｉ）は、副変速機構３０のアップシフト（すなわち１−２変速）時のタイムチャートであり、以下の協調変速の説明では１−２変速の場合を例示する。副変速機構３０の変速は、図４（ａ）に示すように、準備フェーズ、トルクフェーズ、イナーシャフェーズ、終了フェーズの４つのフェーズで構成されており、アップシフトではこの順で実施される。なお、２−１変速の場合は、締結側摩擦締結要素と解放側摩擦締結要素とが、以下の説明とは逆になる。

準備フェーズは、図４（ｅ）に示すように、Ｈｉｇｈクラッチ３３（締結側摩擦締結要素）への油圧のプリチャージを行い、Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結直前の状態で待機させるフェーズである。準備フェーズは、例えば副変速機構３０が１速の状態で走行中に、車速Vspが上昇して変速機４の動作点がモード切替変速線を横切った時点（時刻ｔ₀）で開始し、所定時間Tprが経過した時点（時刻ｔ₂）で終了する。

トルクフェーズは、図４（ｅ）に示すように、Ｌｏｗブレーキ３２（解放側摩擦締結要素）への供給油圧を低下させるとともにＨｉｇｈクラッチ３３への供給油圧を上昇させ、トルクの伝達を受け持つ変速段を１速（解放側摩擦締結要素の変速段）から２速（締結側摩擦締結要素の変速段）に移行させるフェーズである。トルクフェーズは、準備フェーズの終了時点（時刻ｔ₂）から開始し、開始から所定時間Ttoが経過した時点（時刻ｔ₃）で終了する。なお、トルクフェーズでは、図４（ｆ）に一点鎖線で示すように、エンジントルクが特に制御されずに一定値の場合、トルクフェーズの開始とともに駆動力が徐々に低下する。

イナーシャフェーズは、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、副変速機構３０の変速比（以下、副変速比という）を１速（変速前変速段）の変速比から２速（変速後変速段）の変速比まで滑らかに変化させるとともに、バリエータ２０を副変速機構３０の変速方向と逆方向（Ｈｉｇｈ側からＬｏｗ側）に変速させるフェーズである。このとき、副変速機構３０の変速速度はバリエータ２０の変速速度に合わせられて、副変速機構３０の変速速度とバリエータ２０の変速速度とが同程度にされる。これにより、図４（ｂ）に示すように、スルー変速比は一定となる。

イナーシャフェーズは、副変速機構３０の変速比が変化する期間であり、トルクフェーズの終了時点（時刻ｔ₃）から開始し、副変速機構３０の変速が終了した時点（時刻ｔ₆）で終了する。変速の終了は、例えばセカンダリ回転速度センサ４２で検出されるセカンダリ回転速度Nsecと、車速センサ４３で検出される車速Vsp及び第二ギヤ列５のギヤ比とを用いて判断される。なお、イナーシャフェーズでは、図４（ｆ）に一点鎖線で示すように、エンジントルクが特に制御されずに一定値の場合、イナーシャフェーズの開始とともに駆動力が徐々に復帰し、イナーシャフェーズの終了時点で元の駆動力まで復帰する。すなわち、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行する時点が、駆動力が最も低下する駆動力段差の谷となる時点である。

終了フェーズは、図４（ｅ）に示すように、Ｌｏｗブレーキ３２への供給油圧を０としてＬｏｗブレーキ３２を完全解放させるとともに、Ｈｉｇｈクラッチ３３への供給油圧を上昇させてＨｉｇｈクラッチ３３を完全締結させるフェーズである。終了フェーズは、イナーシャフェーズの終了時点（時刻ｔ₆）から開始し、開始から所定時間Tfiが経過した時点（時刻ｔ₇）で終了する。

［２−３．トルク規制制御］
トルク規制制御とは、上述の協調変速のトルクフェーズからイナーシャフェーズにかけて生じる駆動力の低下（駆動力段差）に起因した加速のもたつき感を解消するために、エンジン１をトルクダウンさせてトルクダウン量を与えた後にトルクアップさせてトルクダウン量を０に復帰させる（すなわちエンジントルクを規制する）制御である。本制御装置では、一回の協調変速の間に、トルク規制制御が二回実施される。

駆動力段差は、副変速機構３０の１速及び２速の段間比で決定するため、ハード構成や制御ロジックを大きく変更することなくこれを抑制することは困難である。そのため、本制御装置では、第一のトルク規制制御により駆動力段差の開始時点を早め、第二のトルク規制制御により駆動力段差の終了時点を遅らせる。言い換えると、駆動力段差の開始時点を早めるタイミングで一回目のトルク規制制御（第一のトルク規制制御）を実施し、駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングで二回目のトルク規制制御（第二のトルク規制制御）を実施する。

これにより、駆動力の低下の傾き及び復帰の傾きを緩やかにし（駆動力段差の勾配を小さくし）、運転者に加速のもたつき感を感じさせないようにする。ここでは、図４（ａ）〜（ｉ）に示すように、準備フェーズ及びトルクフェーズにおいて第一のトルク規制制御が実施され、イナーシャフェーズ及び終了フェーズにおいて第二のトルク規制制御が実施される。

第一のトルク規制制御では、まず、準備フェーズの開始（時刻ｔ₀）から第一所定時間T₁が経過した時点（時刻ｔ₁）から、エンジントルクが所定の傾きA₁で低下される。そして、準備フェーズからトルクフェーズに移行した時点（時刻ｔ₂）で、今度は所定の傾きB₁でエンジントルクが増大される。つまり、準備フェーズからトルクフェーズに移行する時点でトルクダウン率が１にされ、これにより駆動力の急変が抑制される。そして、トルクフェーズの終了とともに、第一のトルク規制制御が終了される。

なお、トルク規制制御は、変速に伴う駆動力の低下を緩やかにし、加速のもたつき感（Ｇドロップ感）を抑制するもので、駆動力の低下を緩やかにするためには早期に開始することが有効である。しかし、その分駆動力が減少するので、速度維持の観点からは長期にトルク規制制御を行うことは回避したい。このような点を考慮して、第一所定時間T₁を設定する。

ここでは、トルクダウン時の傾きA₁は、トルクダウンの開始時刻ｔ₁から準備フェーズの終了時刻ｔ₂までの間に、エンジントルクが目標のトルクダウン量D₁となるような変化率に予め設定されている。また、トルクアップ時の傾きB₁は、トルクアップの開始時刻ｔ₂からトルクフェーズの終了時刻ｔ₃までの間に、トルクダウン量が０となるような変化率に予め設定されている。なお、目標のトルクダウン量D₁は、実験等により予め設定されている。

第二のトルク規制制御では、まず、イナーシャフェーズの開始（時刻ｔ₃）から第二所定時間T₂が経過した時点（時刻ｔ₄）から、エンジントルクが所定の傾きA₂で低下される。そして、エンジントルクが目標のトルクダウン量D₂となると、その時点（時刻ｔ₅）から今度は所定の傾きB₂でエンジントルクが増大される。つまり、イナーシャフェーズの後半でトルクダウン率が１にされる。そして、終了フェーズの終了からやや遅れて、第二のトルク規制制御が終了される。

なお、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行する時点は駆動力段差の谷となる時点であり、この時点で直ちにトルクダウンを開始すれば駆動力段差の復帰の傾きを小さくすることができる。しかし、その分駆動力が元に戻るまでに時間がかかり、駆動力段差が長引くおそれがある。このような点を考慮して、第二所定時間T₂を設定する。

ここでは、トルクダウン時の傾きA₂は、イナーシャフェーズの間にエンジントルクが目標のトルクダウン量D₂となるような変化率に予め設定されている。また、トルクアップ時の傾きB₂は、終了フェーズ中、若しくは、終了フェーズの終了後にトルクダウン量が０となるような変化率に予め設定されている。なお、目標のトルクダウン量D₂は、実験等により予め設定されている。

［３．制御構成］
図１に示すように、上述の協調変速時のトルク規制制御を実施するための要素として、変速機コントローラ１２には、協調変速部１２ａとトルク制御部１２ｂとが設けられる。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。なお、上記の変速制御は公知の技術（例えば特許第４９１４４６７号）を採用可能であり、ここでは協調変速及びトルク規制制御について詳述する。

協調変速部１２ａは、変速機４の動作点がモード切替変速線を横切った場合に、上述の協調変速を実施するものである。すなわち、変速機４のスルー変速比がモード切替変速比よりも大きい状態から小さい状態になったときは、副変速機構３０を１−２変速させるとともに、バリエータ変速比をＬｏｗ側に変化させる。反対に、変速機４のスルー変速比がモード切替変速比よりも小さい状態から大きい状態になったときは、副変速機構３０を２−１変速とさせるとともに、バリエータ変速比をＨｉｇｈ側に変化させる。

例えば１−２変速の場合、協調変速部１２ａは、準備フェーズでは、Ｈｉｇｈクラッチ３３をプリチャージして、Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結直前の状態で待機させる。続いてトルクフェーズでは、Ｌｏｗブレーキ３２へ供給する油圧を低下させるとともにＨｉｇｈクラッチ３３へ供給する油圧を上昇させる。これにより、トルクの伝達を受け持つ変速段を１速から２速に移行させる。協調変速部１２ａは、タイマを用いて、これら準備フェーズ及びトルクフェーズをそれぞれ所定時間Tpr，所定時間Ttoのあいだ実施する。

協調変速部１２ａは、イナーシャフェーズでは、副変速機構３０を、バリエータ２０の変速速度に合わせながら１速の変速比から２速の変速比まで滑らかに変化させるとともに、バリエータ２０をＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に変速させる。そして、副変速機構３０の変速が終了したら、最後の終了フェーズでは、Ｌｏｗブレーキ３２へ供給する油圧を０にしてＬｏｗブレーキ３２を完全に解放させるとともに、Ｈｉｇｈクラッチ３３へ供給する油圧を上昇させてＨｉｇｈクラッチ３３を完全に締結させる。なお、協調変速部１２ａは、アップシフトでの協調変速を開始した場合には、その開始情報をトルク制御部１２ｂに伝達するとともに、現在のフェーズ情報を随時伝達する。

トルク制御部１２ｂは、協調変速部１２ａによってアップシフトでの協調変速が実施される場合に、エンジントルクを制御して、上述のトルク規制制御を実施するものである。ここでは、変速機コントローラ１２が出力トルク制御アクチュエータ１５を制御することにより、エンジントルクを制御する場合を例示するが、エンジン１を制御する制御装置を介して出力トルク制御アクチュエータ１５を制御してもよい。

トルク制御部１２ｂは、協調変速部１２ａからアップシフトでの協調変速を開始したという情報が伝達された場合に、協調変速の進行度合い（フェーズ）に合わせて、第一のトルク規制制御，第二のトルク規制制御を実施する。具体的には、協調変速の開始後、第一所定時間T₁が経過した時点からエンジントルクを傾きA₁でダウンさせる。これにより、準備フェーズの終了と同時にトルクダウン率を１とする。次いで、トルクフェーズに移行した時点から、エンジントルクを傾きB₁でアップさせる。これにより、トルクフェーズの終了と同時にトルクダウン量を０とする。

続いて、トルク制御部１２ｂは、イナーシャフェーズに移行された後、第二所定時間T₂が経過した時点（時刻ｔ₄）からエンジントルクを傾きA₂でダウンさせる。エンジントルクが目標のトルクダウン量D₂に達した後は、エンジントルクを傾きB₂でアップさせる。そして、トルクダウン量が０となった時点で、トルク規制制御を終了する。

［４．フローチャート］
次に、図３を用いて変速機コントローラ１２で実行されるエンジン１のトルク規制制御の手順の例を説明する。図３のフローチャートは、協調変速部１２ａによるアップシフトでの協調変速が開始されると、所定の演算周期で繰り返し実施される。

図３に示すように、ステップＳ１０では、協調変速が準備フェーズであるか否かが判定される。最初の演算周期では準備フェーズであるため、ステップＳ２０へ進み、トルク制御部１２ｂによりトルクダウンが実施されているか否かが判定される。最初はトルクダウンを実施していないため、ステップＳ３０へ進み、タイマカウント中であるか否かが判定される。このタイマは、第一のトルク規制制御の開始タイミングを計測するものであり、最初の演算周期ではタイマカウントは実施されていないので、ステップＳ３５においてタイマがスタートされる。

続くステップＳ４０では、タイマカウント値が第一所定時間T₁以上であるか否かが判定され、タイマカウント値が第一所定時間T₁未満の場合はこの演算周期をリターンする。次の演算周期では、ステップＳ３０から直接ステップＳ４０へ進み、タイマカウント値が第一所定時間T₁以上になるまで、ステップＳ１０からステップＳ４０までの処理が繰り返し実施される。

タイマカウント値が第一所定時間T₁以上になった場合はステップＳ５０に進み、タイマのカウントが停止されて、これまでのカウント値がリセットされる。そして、ステップＳ６０において、トルク制御部１２ｂによるトルクダウンが開始され、この演算周期をリターンする。なお、このときの傾きは、上記の傾きA₁である。次回以降の演算周期では、準備フェーズが続く限り、ステップＳ２０からステップＳ６０へ進み、傾きA₁でエンジントルクがダウンされる。

協調変速のフェーズが準備フェーズからトルクフェーズに移行すると、ステップＳ１０からステップＳ７０へ進む。そして、ステップＳ８０において、トルク制御部１２ｂによるトルクアップが開始され、この演算周期をリターンする。なお、このときの傾きは、上記の傾きB₁である。初めてステップＳ７０に進んだ演算周期（すなわち準備フェーズからトルクフェーズに移行した時点）が、第一のトルク規制制御においてトルクダウン率が１（トルクダウン量が最大）となる時点である。トルクフェーズが終了するまでの間、傾きB₁でエンジントルクがアップされる。

協調変速のフェーズがトルクフェーズからイナーシャフェーズに移行すると、ステップＳ７０からステップＳ９０へ進み、フラグＦがＦ＝０であるか否かが判定される。ここで、フラグＦは、第二のトルク規制制御を実施中であるか否かをチェックするための変数であり、Ｆ＝０は第二のトルク規制制御を実施していない場合に対応し、Ｆ＝１は第二のトルク規制制御を実施している場合に対応する。

最初にステップＳ９０へ進んだ演算周期ではフラグＦがＦ＝０であるため、ステップＳ１００へ進み、タイマカウントが実施されているか否かが判定される。この時点ではタイマカウントは実施されていないので、ステップＳ１０５においてタイマがスタートされ、続くステップＳ１１０においてトルクダウン量が０に設定される。すなわち、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行した時点でトルクアップが終了されて、トルクダウン量が０に設定される。

そして、ステップＳ１２０では、タイマカウント値が第二所定時間T₂以上であるか否かが判定され、タイマカウント値が第二所定時間T₂未満の場合はこの演算周期をリターンする。次の演算周期では、ステップＳ１００から直接ステップＳ１２０へ進み、タイマカウント値が第二所定時間T₂以上になるまで、ステップＳ１０，ステップＳ７０，ステップＳ９０，ステップＳ１００及びステップＳ１２０の処理が繰り返し実施される。

タイマカウント値が第二所定時間T₂以上になった場合は、第二のトルク規制制御を開始すべく、ステップＳ１３０に進んでタイマのカウントが停止されて、これまでのカウント値がリセットされる。そして、ステップＳ１４０においてフラグＦがＦ＝１に設定され、ステップＳ１５０においてトルク制御部１２ｂによるトルクダウンが開始される。なお、このときの傾きは、上記の傾きA₂である。続くステップＳ１６０では、トルクダウン量が目標のトルクダウン量D₂以上であるか否かが判定され、目標のトルクダウン量D₂に達していない場合は、この演算周期をリターンする。

次回以降の演算周期では、フラグＦがＦ＝１に設定されているため、ステップＳ９０からステップＳ１９０へ進み、トルクアップ中であるか否かが判定される。前回周期において、ステップＳ１５０においてトルクダウンされている場合には、ステップＳ１５０へ進み、トルクダウンが継続して実施される。そして、トルクダウン量が目標のトルクダウン量D₂以上となるまで、これらの処理が繰り返し実施される。

ステップＳ１６０において、トルクダウン量が目標のトルクダウン量D₂以上であると判定されると、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０では、トルク制御部１２ｂによるトルクアップが開始される。なお、このときの傾きは、上記の傾きB₂である。続くステップＳ１８０では、トルクダウン量が０よりも大きいか否かが判定され、トルクダウン量が０よりも大きい場合は、この演算周期をリターンする。

次回以降の演算周期では、トルクアップ中であるため、ステップＳ１９０からステップＳ１７０へ進み、トルクアップが継続して実施される。そして、トルクダウン量が０よりも大きくなるまで（言い換えると、トルク規制制御を実施する前のエンジントルクに戻るまで）、これらの処理が繰り返し実施される。ステップＳ１８０において、トルクダウン量が０以下であると判定されると、ステップＳ２００へ進み、フラグＦがＦ＝０に設定されて、このフローを終了する。

［５．作用］
次に、本制御装置による１−２変速時の協調変速に伴う駆動力段差及びトルク規制制御に関して、図４（ａ）〜（ｉ）を用いて説明する。なお、すでに説明した内容については、重複する説明は省略する。

第一のトルク規制制御は、準備フェーズの開始時点（時刻ｔ₀）から第一所定時間T₁経過後（時刻ｔ₁）に開始され、所定の傾きA₁で徐々にエンジントルクが低下され、準備フェーズからトルクフェーズへの移行時（時刻ｔ₂）にトルクダウン率が１とされる。その後は徐々にトルクアップされ、トルクフェーズの終了時点（時刻ｔ₃）でトルクダウン量が０とされ、第一のトルク規制制御が終了する。

このようなトルク規制制御により、図４（ｆ）に示すように、駆動力段差の開始時点が従来（一点鎖線）と比較して準備フェーズ側に進められる。そのため、駆動力の低下は準備フェーズ内で始まり、駆動力は準備フェーズからトルクフェーズにかけて、従来の傾きよりも小さな傾きで徐々に低下する。これにより、駆動力の低下量は従来と同一であっても、変化率が小さくなるため、運転者の体感する加速度のもたつき感が解消される。

また、第二のトルク規制制御は、イナーシャフェーズの開始時点（時刻ｔ₃）から第二所定時間T₂経過後（時刻ｔ₄）に開始され、所定の傾きA₂で徐々にエンジントルクが低下され、イナーシャフェーズ内でトルクダウン率が１とされる。その後は徐々にトルクアップされ、終了フェーズ以降でトルクダウン量が０とされ、第二のトルク規制制御が終了する。

このようなトルク規制制御により、図４（ｆ）に示すように、駆動力段差の終了時点が従来と比較して終了フェーズ側に引き延ばされる。そのため、駆動力はイナーシャフェーズから終了フェーズにかけて、従来の傾きよりも小さな傾きで徐々に復帰する。これにより、駆動力の低下量は従来と同一であっても、変化率が小さくなるため、運転者の体感する加速度のもたつき感が解消される。

［６．効果］
したがって、本実施形態に係る無段変速機の制御装置によれば、駆動力段差の開始時点を早めるタイミングと、駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングとでそれぞれトルク規制制御を実施するため、駆動力段差の低下の傾き及び復帰の傾きをそれぞれ緩やかにすることができる。これにより、加速のもたつき感を解消することができ、ドライブフィーリングを改善することができる。

具体的には、準備フェーズ及びトルクフェーズにおいて第一のトルク規制制御を実施することで、駆動力段差の開始時点を準備フェーズ側へ早めて、駆動力の低下の傾きを小さくする。また、イナーシャフェーズ及び終了フェーズにおいて第二のトルク規制制御を実施することで、駆動力段差の終了時点を終了フェーズ側へ遅らせて、駆動力の復帰の傾きを小さくする。これらによって、駆動力が従来と同じ量だけ低下したとしても、低下の傾き及び復帰の傾きが小さくなるので、協調変速時に発生する加速のもたつき感を解消することができ、ドライブフィーリングを改善することができる。

また、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行する時点は、駆動力が最も低下する駆動力段差の谷となる時点である。本制御装置では、この時点においてトルクダウン量が０にされるため、駆動力段差の増大を防止することができる。すなわち、トルク規制制御を実施することにより、駆動力段差を増大させることなく、加速のもたつき感だけを解消することができ、ドライブフィーリングを改善することができる。

また、本制御装置では、準備フェーズからトルクフェーズに移行する時点（時刻ｔ₂）でトルクダウン率が１にされる。この時点は、従来の駆動力段差の開始時点であり、この時点で駆動力の変化率が大きく変わるため、運転者に加速のもたつき感を体感させる一つの要因となっていた。これに対して、本制御装置では、この時点においてトルクダウン量が目標とするトルクダウン量D₁になるように制御される。これにより、準備フェーズでの駆動力の低下の傾きとトルクフェーズでの駆動力の低下の傾きとの差を小さくすることができ、運転者が加速のもたつき感を感じ取ることがないようにすることができる。

また、ここでは、第二のトルク規制制御がイナーシャフェーズに移行した時点（時刻ｔ₃）から第二所定時間T₂経過後に実施される。これにより、駆動力段差が長引くのを防止することができ、加速のもたつき感を解消し、ドライブフィーリングを改善することができる。

［７．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述したトルク制御部１２ｂによる制御内容は一例であって、具体的な制御内容は上記したものに限られない。以下に、トルク規制制御の変形例について、図５（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。

例えば、図５（ａ）に示すように、第一のトルク規制制御に関して、準備フェーズから第一所定時間T₁が経過するのを待たずに、準備フェーズの開始と同時に（すなわち時刻ｔ₀で）トルクダウンさせてもよい。この場合、駆動力の低下の傾きをより小さくすることができる。また、図５（ｂ）に示すように、トルクフェーズの終了と同時にトルクアップを終了させるのではなく、トルクフェーズの後半でトルクダウン量が０となるようにしてもよい。この場合、トルクフェーズの前半での駆動力の低下の傾きをより小さくすることができる。また、図５（ｃ）に示すように、準備フェーズの後半でトルクダウン率を１としてもよく、あるいはトルクフェーズの前半でトルクダウン率を１としてもよい。少なくとも、第一のトルク規制制御が協調変速に伴う駆動力段差の開始時点を早めるタイミングで実施されればよい。

また、上記実施形態では、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行する時点においてトルクダウン量を０としているが、トルクダウン量は０に限られず、図５（ｄ）に示すように、トルクダウン量を０よりも大きく（すなわちトルクアップ）してもよい。この場合、駆動力段差をエンジントルクで補うことができるため、駆動力段差の谷を小さくすることができ、ドライブフィーリングをより改善することができる。

第二のトルク規制制御に関しても、上記実施形態の内容に限られず、例えば図５（ｅ）に示すように、イナーシャフェーズの開始と同時に（すなわち時刻ｔ₃で）トルクダウンさせてもよいし、図５（ｆ）に示すように、イナーシャフェーズから終了フェーズに移行する時点（すなわち時刻ｔ₆）でトルクダウン率が１になるように制御してもよい。また、図５（ｇ）に示すように、終了フェーズの終了と同時に（すなわち時刻ｔ₇で）トルクダウン量が０となるように制御してもよい。少なくとも、第二のトルク規制制御が協調変速に伴う駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングで実施されればよい。

また、第一のトルク規制制御でのトルクダウン時の傾きA₁，トルクアップ時の傾きB₁と、第二のトルク規制制御でのトルクダウン時の傾きA₂，トルクアップ時の傾きB₂とが、それぞれ同一に設定されていてもよい。また、第一のトルク規制制御でのトルクダウン量D₁と、第二のトルク規制制御でのトルクダウン量D₂とが同一に設定されていてもよい。
なお、図５（ａ）〜（ｇ）に示すトルク規制制御の例を適宜組み合わせて実施してもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１を駆動源とした車両を例示したが、駆動源はエンジン１に限られず、例えばモータやモータジェネレータであってもよい。

Claims (5)

1. 駆動源の回転速度を無段階に変速する無段変速機構と、前記無段変速機構と直列に設けられ、前進用変速段として第一変速段と前記第一変速段よりも変速比の小さな第二変速段とを有する副変速機構と、を備えた無段変速機の制御装置であって、
   前記副変速機構の変速段を変更する場合、前記副変速機構の変速速度を前記無段変速機構に合わせるとともに、前記副変速機構を変速させつつ前記無段変速機構を前記副変速機構の変速方向と逆方向に変速させる協調変速を行う協調変速手段と、
   前記協調変速手段によるアップシフトでの前記協調変速中に、前記駆動源をトルクダウンさせた後にトルクアップさせるトルク規制制御を、前記協調変速に伴う駆動力段差の開始時点を早めるタイミングと前記駆動力段差の終了時点を遅らせるタイミングとでそれぞれ実施するトルク制御手段と、
   を備えた無段変速機の制御装置。
2. 前記協調変速手段は、準備フェーズ，トルクフェーズ，イナーシャフェーズ及び終了フェーズの４つのフェーズから構成される前記協調変速を、前記アップシフトではこの順に実施し、
   前記トルク制御手段は、前記準備フェーズ及び前記トルクフェーズにおいて前記トルク規制制御を実施するとともに、前記イナーシャフェーズ及び前記終了フェーズにおいて前記トルク規制制御を実施する、請求項１記載の無段変速機の制御装置。
3. 前記トルク制御手段は、前記トルクフェーズから前記イナーシャフェーズに移行する時点において、前記駆動源のトルクダウン量を０以上とする、請求項２記載の無段変速機の制御装置。
4. 前記トルク制御手段は、前記準備フェーズから前記トルクフェーズに移行する時点でトルクダウン率を１とする、請求項２又は３記載の無段変速機の制御装置。
5. 前記トルク制御手段は、前記イナーシャフェーズに移行してから所定時間経過後に前記トルク規制を開始する、請求項２〜４の何れか１項に記載の無段変速機の制御装置。

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