WO2014170960A1

WO2014170960A1 - 車両の制御装置および方法

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Publication number: WO2014170960A1
Application number: PCT/JP2013/061317
Authority: WO
Inventors: 松尾　賢治; 勇介大形; 井上　大輔; 綾部　篤志; 元宣木村; 周平石川; 日野　顕; 近藤　宏紀
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-10-23
Also published as: CN105121917A; US20160121896A1; JPWO2014170960A1; CN105121917B; JP6015852B2; US9540012B2

Abstract

　有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際に、変速応答性を向上させるように構成された車両の制御装置および方法を提供する。　入力軸と出力軸との間に、固定された変速比を有する無段変速部と変速比を連続的に変化させる有段変速部とが並列に設けられ、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際に係合する摩擦クラッチを備えた車両の制御装置おいて、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路にトルクを伝達する経路を切り替える際、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作を開始させる前に、前記無段変速部における変速動作を開始させるように構成されている。

Description

車両の制御装置および方法

　この発明は、固定変速比を有する有段変速部と、連続的に変速比を変化させる無段変速部とが、入力軸と出力軸との間に並列に設けられた車両の制御装置および方法に関するものである。

　従来、車両の動力源が出力した動力が入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、一または複数の固定変速比を有する有段変速部と、変速比を連続的かつ無段階に変化させる無段変速部とが並列に配置された構成が知られている。このように構成された車両には、有段変速部を含む伝達経路と無段変速部を含む伝達経路とを切り替えるためのクラッチが設けられている。また、有段変速部による固定変速比が、無段変速部では設定できない変速比に設定されることも知られている。さらに、車両の走行状態に応じて、動力が伝達する経路を切り替える際の制御装置あるいは制御方法が種々提案されている。

　例えば、入力軸と出力軸との間に有段変速部と無段変速部とが並列に設けられた車両において、動力が伝達する経路を有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える構成が、特開平０３－０６１７６２号公報に開示されている。この特開平０３－０６１７６２号公報には、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際、切り替えが完了するまで無段変速部における変速動作を禁止することが記載されている。これにより、切り替え動作の開始から完了まで無段変速部による変速比を最大変速比に維持させることができる。そのため、無段変速部を含む伝達経路を経由して動力が伝達する走行状態に切り替わった際に、車両は、その最大変速比による減速作用を発揮して駆動することができる。

　しかしながら、特開平０３－０６１７６２号公報に記載された発明では、そのように伝達経路が切り替わった時から無段変速部による変速比を変化させることができるようになるので、その切り替え前後で変速比が段階的に変化し、切り替え時において滑らかな変速特性を得ることができない。さらに、車速やアクセル開度などの車両の走行状態に応じて目標変速比が設定される構成では、実際の無段変速部による変速比の変化が目標変速比に対して遅れてしまう。

　この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際に、変速応答性を向上させるように構成された車両の制御装置および方法を提供することを目的とするものである。

　上記目的を達成するために、この発明は、動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部で設定できない変速比を設定できる有段変速部とが並列に設けられ、前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第１摩擦クラッチと、前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第２摩擦クラッチとを備えた車両の制御装置おいて、前記有段変速部を含む伝達経路から前記無段変速部を含む伝達経路にトルクを伝達する経路を切り替える際、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作を開始させる前に、前記無段変速部における変速動作を開始させるように構成されていることを特徴とするものである。

　この発明は、上記発明において、前記伝達経路を切り替える際、前記第１摩擦クラッチを解放させ始める前、あるいは前記第２摩擦クラッチを係合させ始める前に、前記無段変速部における変速動作を開始させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作は、前記無段変速部による変速比が変化している最中に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作がおこなわれるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作により発生するイナーシャ相が開始する際に、前記無段変速部の変速動作を停止させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作が完了する前に、前記無段変速部の変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記第２摩擦クラッチにおける伝達トルク容量が所定値以上であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記無段変速部は、一対のプーリを含み、前記出力軸の回転数と前記無段変速部における従動側プーリの回転数との差が所定値以内であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、上記発明において、前記第１摩擦クラッチおよび前記第２摩擦クラッチは、それぞれに油圧アクチュエータを備え、前記第２摩擦クラッチの油圧が所定値以上になったと判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。

　この発明は、動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部で設定できない変速比を設定できる有段変速部とが並列に設けられ、前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第１摩擦クラッチと、前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第２摩擦クラッチとを備えた車両の制御方法おいて、前記有段変速部を含む伝達経路から前記無段変速部を含む伝達経路にトルクを伝達する経路を切り替える際、、前記無段変速部における変速動作を開始させ、その後に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作を開始させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記伝達経路を切り替える際、前記第１摩擦クラッチを解放させ始める前、あるいは前記第２摩擦クラッチを係合させ始める前に、前記無段変速部における変速動作を開始させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作は、前記無段変速部による変速比が変化している最中に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作がおこなわれることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作により発生するイナーシャ相が開始する際に、前記無段変速部の変速動作を停止させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作が完了する前に、前記無段変速部の変速動作を再開させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記第２摩擦クラッチにおける伝達トルク容量が所定値以上であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記無段変速部は、一対のプーリを含み、前記出力軸の回転数と前記無段変速部における従動側プーリの回転数との差が所定値以内であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする車両の制御方法である。

　この発明は、上記発明において、前記第１摩擦クラッチおよび前記第２摩擦クラッチは、それぞれに油圧アクチュエータを備え、前記第２摩擦クラッチの油圧が所定値以上になったと判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする車両の制御方法である。

　したがって、この発明によれば、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際、その切替時に係合する摩擦クラッチの伝達トルク容量が増大し始める前に、無段変速部の変速動作を開始するため、目標変速比に対して無段変速部による変速比が遅れることを防止でき、変速応答性を向上させることができる。加えて、変速ショックを低減しつつ、クラッチの係合完了までの時間を増大させないので、摩擦クラッチにおける摩擦材に作用する負荷を抑制できる。そのため、摩擦クラッチの耐久性を向上させることができる。さらに、その伝達経路の切替制御と、無段変速部の変速動作における制御とが独立して制御することができ、かつ制御が複雑化することを防止できる。したがって、簡易な制御構造によって、伝達経路の切替制御と、変速応答性を向上させる変速制御とを実現することができる。

この発明における有段変速部と無段変速部とが並列に配置された変速装置の一例を説明するためのスケルトン図である。有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える制御を実行した際の車両の動作を模式的に示したタイムチャート図である。他の切替制御例における有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える制御を実行した際の車両の動作を模式的に示したタイムチャート図である。車両の走行状態に応じて各クラッチ機構およびブレーキ機構が係合もしくは解放している状態をまとめて示す図表である。

　以下、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明に係る車両の制御装置は、車両に搭載され、動力源が出力した動力が入力される入力軸と動力を出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、その無段変速部と並列に設けられた一または複数の所定の変速比を有するギヤ機構からなる有段変速部とを備えている。さらに、無段変速部を含む伝達経路と有段変速部を含む伝達経路とを切り替えるためのクラッチ機構を備えている。したがって、この発明は、動力が伝達する経路を有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際、クラッチ機構を作動させると共に、無段変速部を作動させるように構成されている。

　図１は、この発明で対象とするパワートレーンの一例を示し、特に動力源から変速機を介して駆動輪に到る動力伝達経路を模式的に示している。なお、ここで説明するパワートレーンとは、入力軸４の回転数Ｎ_ｉｎと出力軸８の回転数Ｎ_ｏｕｔとの比で表される変速比を変化させる機構であり、前後進切替機構５と無段変速部７と有段変速部２０とを含んでいる。動力源１は、この具体例ではガソリンエンジンなどの内燃機関（Ｅ／Ｇ）によって構成されている。なお、以下の説明では、動力源１をエンジン１と記載して説明する。

　エンジン１のクランク軸２にロックアップクラッチ付のトルクコンバータ３が連結されている。トルクコンバータ３は、流体伝動装置として従来広く知られている構成を備えている。フロントカバー３ａに一体化されたポンプインペラー３ｂに対向してタービンランナ３ｃが配置され、これらポンプインペラー３ｂとタービンランナ３ｃとの間には、図示しない一方向クラッチを介して保持されたステータ３ｄが配置されている。すなわち、フロントカバー３ａはクランク軸２に連結され、フロントカバー３ａおよびポンプインペラー３ｂが、クランク軸２と一体回転する。また、タービンランナ３ｃは、入力軸４に連結され、その入力軸４と一体回転する。つまり、タービンランナ３ｃの回転数Ｎ_ｔと入力軸４の回転数Ｎ_ｉｎとが同じ回転数となるように構成されている。さらに、タービンランナ３ｃと一体となって回転するロックアップクラッチ３ｅが、フロントカバー３ａの内面に対向して配置されている。なお、前述した一方向クラッチは、ステータ３ｄとケーシングなどの固定部材との間に設けられている。

　入力軸４と同一軸線上に前後進切替機構５が配置されている。前後進切替機構５は、入力軸４から伝達された動力の回転方向を変えず伝達する前進状態と、入力軸４から伝達された動力の回転方向を逆転して伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。前後進切替機構５は、三つの回転要素が互いに差動作用をなす、いわゆる差動機構によって構成されている。つまり、この種の差動機構は、従来種々知られており、この発明における前後進切替機構では、いずれの差動機構も採用することができる。この具体例では、図１に示すように、前後進切替機構５は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。

　具体的には、前後進切替機構５は、外歯歯車であるサンギヤ５ｓと、そのサンギヤ５ｓと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ５ｒと、サンギヤ５ｓに噛み合っている第１ピニオンギヤ５Ｐ_１と、その第１ピニオンギヤ５Ｐ_１ならびにリングギヤ５ｒに噛み合っている第２ピニオンギヤ５Ｐ_２と、これら第１および第２のピニオンギヤ５Ｐ_１，５Ｐ_２を自転かつ公転可能に保持しているキャリヤ５ｃとを備えている。サンギヤ５ｓは、入力軸４と一体回転するように構成され、遊星歯車機構における入力要素を構成している。また、リングギヤ５ｒの回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。つまり、リングギヤ５ｒは、遊星歯車機構における反力要素を構成している。ブレーキ機構Ｂは、リングギヤ５ｒとケーシングなどの固定部材９１との間に設けられており、多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成することができる。

　そして、キャリヤ５ｃは、後述する有段変速部２０の駆動ギヤ２１と一体的に回転し、遊星歯車機構における出力要素を構成している。さらに、キャリヤ５ｃとサンギヤ５ｓとの間に、キャリヤ５ｃとサンギヤ５ｓとを連結させて遊星歯車機構の全体を一体的に回転させるための第１クラッチ機構Ｃ_１が設けられている。要は、第１クラッチ機構Ｃ_１は、入力軸４と有段変速部２０とを接続もしくは遮断するための機構である。また、第１クラッチ機構Ｃ_１は、入力軸４のトルクを出力要素であるキャリヤ５ｃに直接伝達するように構成されている。つまり、第１クラッチ機構Ｃ_１は、入力軸４と有段変速部２０との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うことができるものである。この発明における第１クラッチ機構Ｃ_１は、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されている。したがって、この具体例の第１クラッチ機構Ｃ_１は、図示しない油圧回路に接続された油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータの油圧Ｐ_Ｃ１を変化させることにより作動するように構成されている。そのため、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧（係合圧）Ｐ_Ｃ１を増大もしくは減少させることにより係合力が変化するので、その油圧Ｐ_Ｃ１の変化を制御することにより第１クラッチ機構Ｃ_１の伝達トルク容量の変化を制御するように構成されている。

　なお、前後進切替機構５を構成している遊星歯車機構は、従来から知られている共線図によって表すことができる。具体的には、サンギヤ５ｓおよびリングギヤ５ｒならびにキャリヤ５ｃが互いに平行な三本の線で表され、サンギヤ５ｓを示す線とキャリヤ５ｃを示す線とが左右の両端に位置し、その中央に反力要素であるリングギヤ５ｒを示す線が配置される。そして、サンギヤ５ｓを示す線とキャリヤ５ｃを示す線との間隔を「１」とした場合、リングギヤ５ｒを示す線とキャリヤ５ｃを示す線との間隔が、サンギヤ５ｓの歯数とリングギヤ５ｒの歯数との比（ギヤ比）に相当する値に設定される。各線の基線Ｏからの距離がそれぞれの回転要素の回転数を示す。したがって、その共線図によって、遊星歯車機構における各回転要素の回転数および回転方向を表すことができる。

　また、入力軸４と出力軸８とが平行に設けられている。この具体例では、入力軸４と出力軸８との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部７を含む伝達経路と、固有変速比を有するギヤ列からなる有段変速部２０を含む伝達経路とが並列に設けられている。なお、以下の説明において、無段変速部７による変速比を可変変速比γ_１と記載し、有段変速部２０による変速比を固定変速比γ_２と記載する場合がある。

　無段変速部７は、従来知られているベルト式無段変速機により構成されている。具体的には、無段変速部７は、プライマリシャフト６とセカンダリシャフト４４とが平行に設けられ、プライマリシャフト６と一体的に回転する駆動側部材であるプライマリプーリ３０と、セカンダリシャフト４４と一体的に回転する従動側部材であるセカンダリプーリ４０と、これらのプーリ３０，４０に巻き掛けられたベルト７ａとを備えている。したがって、各プーリ３０，４０はベルト７ａが巻き掛けられている溝の幅を広狭に変化させることによりベルト７ａの巻き掛け半径を大小に変化させるように構成されている。すなわち、ベルト７ａが巻き掛けられている溝幅を変化させて可変変速比γ_１を連続的かつ無段階に変化させることができるように構成されている。

　プライマリプーリ３０は、入力軸４と同一軸線上に配置されたプライマリシャフト６と一体的に回転するように構成され、軸線方向で前後進切替機構５を挟んでエンジン１とは反対側に配置されている。この具体例では、プライマリシャフト６と入力軸４とが一体的に回転するように構成されている。つまり、プライマリシャフト６が前後進切替機構５のサンギヤ５ｓと一体的に回転するように連結されている。また、プライマリプーリ３０は、プライマリシャフト６と一体化された固定シーブ３１と、プライマリシャフト６に対して軸線方向で移動可能に嵌合し固定シーブ３１に接近もしくは離隔する可動シーブ３２とを備えている。さらに、可動シーブ３２に固定シーブ３１側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構３３が設けられている。推力付与機構３３は、可動シーブ３２の背面側、すなわち軸線方向で可動シーブ３２を挟んで固定シーブ３１とは反対側に配置されている。また、推力付与機構３３は、電動アクチュエータや油圧アクチュエータなどからなり、可動シーブ３２に付与するための軸線方向の推力を発生するように構成されている。なお、この具体例では、プライマリシャフト６と入力軸４とが一体的に回転するように構成されているため、以下の説明において、プライマリシャフト６を入力軸４と記載して説明する場合がある。

　さらに、セカンダリプーリ４０は、セカンダリプーリ４０における回転中心軸線がプライマリプーリ３０の回転中心軸線と平行になるように配置されている。具体的には、セカンダリプーリ４０は、セカンダリシャフト４４と一体化された固定シーブ４１と、セカンダリシャフト４４に対して軸線方向で移動可能に構成され固定シーブ４１に接近もしくは離隔する可動シーブ４２とを備えている。さらに、可動シーブ４２に固定シーブ４１側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構４３が設けられている。その推力付与機構４３は、軸線方向で可動シーブ４２の背面側、すなわち可動シーブ４２を挟んで固定シーブ４１とは反対側に配置されている。また、推力付与機構４３は、電動アクチュエータや油圧アクチュエータなどからなり、可動シーブ４２に付与するための軸線方向の推力を発生するように構成されている。

　また、セカンダリプーリ４０と出力軸８との間に、セカンダリシャフト４４と出力軸８とを選択的に連結する第２クラッチ機構Ｃ_２が設けられている。また、第２クラッチ機構Ｃ_２は、セカンダリシャフト４４のトルクを出力軸８に直接伝達するように構成されている。つまり、第２クラッチ機構Ｃ_２は、無段変速部７と出力軸８との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うことができるものである。この発明における第２クラッチ機構Ｃ_２は、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されている。したがって、この具体例の第２クラッチ機構Ｃ_２は、図示しない油圧回路に接続された油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータの油圧Ｐ_Ｃ２を変化させることにより作動するように構成されている。そのため、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧（係合圧）Ｐ_Ｃ２を増大もしくは減少させることにより係合力が変化するので、その油圧Ｐ_Ｃ２の変化を制御することにより第２クラッチ機構Ｃ_２の伝達トルク容量の変化を制御するように構成されている。なお、第２クラッチ機構Ｃ_２が備える油圧アクチュエータは、油圧室が図示しないアキュムレータと接続されていてもよい。

　ここで、一または複数の固定された変速比を有する有段変速部について説明する。この発明における有段変速部は、無段変速部７で設定できる最大の変速比γ_１ｍａｘより大きい固定変速比γ_２を設定する減速機構、もしくは無段変速部７で設定できる最小の変速比γ_１ｍｉｎより小さい固定変速比γ_２を設定する増速機構である。この具体例の有段変速部２０は、図１に示すように減速機構として構成され、駆動側の回転部材である駆動ギヤ２１の回転方向と、従動側の回転部材である従動ギヤ２５の回転方向とを同一にするためのカウンタシャフト２３が、入力軸４と出力軸８との間に設けられている。具体的には、駆動ギヤ２１は、前後進切替機構５の出力要素であるキャリヤ５ｃと一体的に連結されるとともに、カウンタドリブンギヤ２２と噛み合っている。また、カウンタドリブンギヤ２２は、駆動ギヤ２１よりも大径に形成されている。すなわち、カウンタドリブンギヤ２２の歯数は、駆動ギヤ２１の歯数よりも多い。したがって、駆動ギヤ２１からカウンタドリブンギヤ２２に向けてトルクを伝達する場合には、駆動ギヤ２１とカウンタドリブンギヤ２２とからなる第１ギヤ対が減速作用を生じるように構成されている。

　さらに、カウンタドライブギヤ２４は、カウンタドリブンギヤ２２よりも小径に形成され、従動ギヤ２５と噛み合っている。また、カウンタドライブギヤ２４は、従動ギヤ２５よりも小径に形成されている。すなわち、カウンタドライブギヤ２４の歯数は、従動ギヤ２５の歯数よりも少ない。したがって、カウンタドライブギヤ２４から従動ギヤ２５に向けてトルクを伝達する場合には、カウンタドライブギヤ２４と従動ギヤ２５とからなる第２ギヤ対が減速作用が生じるように構成されている。また、従動ギヤ２５は、出力軸８の外周側にその出力軸８に対して相対回転可能に嵌合しており、後述する第３クラッチ機構Ｃ_３により出力軸８と連結されて一体的に回転する。すなわち、有段変速部２０は、駆動ギヤ２１の回転方向と出力軸８の回転方向とが同じ方向となるように構成されている。したがって、有段変速部２０による固定変速比γ_２は、駆動ギヤ２１とカウンタドリブンギヤ２２との間の変速比（ギヤ比ｉ_１）と、カウンタドライブギヤ２４と従動ギヤ２５との間の変速比（ギヤ比ｉ_２）を乗算した値となる。また、図１に示す有段変速部２０では、その固定変速比γ_２が無段変速部７で設定できる最大変速比γ_１ｍａｘより大きくなるように構成されている。

　第３クラッチ機構Ｃ_３は、従動ギヤ２５と出力軸８との間に設けられ、従動ギヤ２５と出力軸８とを選択的に連結するように構成されている。つまり、第３クラッチ機構Ｃ_３は、有段変速部２０と出力軸８との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うことができるものである。したがって、有段変速部２０を含む伝達経路において、入力軸４側に第１クラッチ機構Ｃ_１が設けられ、かつ出力軸８側には第３クラッチ機構Ｃ_３が設けられている。また、前述した通り、第１クラッチ機構Ｃ_１が摩擦クラッチからなるため、第３クラッチ機構Ｃ_３は、従動ギヤ２５と出力軸８との係合状態と解放状態との二つの状態に切り替える構成のものでよく、伝達トルク容量が０％と１００％との間の値を採る必要がない。そのため、第３クラッチ機構Ｃ_３は、ドグクラッチやシンクロメッシュ機構などの噛み合いクラッチによって構成されている。

　図１に示す第３クラッチ機構Ｃ_３は、従動ギヤ２５と一体回転するクラッチギヤ５５に形成されたスプラインが、出力軸８と一体回転するハブ５１に形成されたスプラインと共に、スリーブ５３に形成されたスプラインと嵌合されることによって、従動ギヤ２５を出力軸８に連結するように構成されている。また、この具体例における第３クラッチ機構Ｃ_３は、回転同期装置であって、同期側部材である出力軸８と、被同期側部材である従動ギヤ２５との回転速度を摩擦力によって等しくさせるように構成されている。さらに、スリーブ５３は、図示しない適宜のアクチュエータによって軸線方向に移動するように構成され、そのアクチュエータの動作を電気的に制御する制御装置が設けられている。

　そして、図１に示す車両Ｖｅは、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車に適するように構成した例であり、出力軸８から減速ギヤ機構１０を介して終減速機であるフロントデファレンシャル１２にトルクを出力するように構成されている。具体的には、出力軸８に出力ギヤ９が取り付けられ、この出力ギヤ９に噛み合っている大径ギヤ１０ａが減速ギヤシャフト１０ｂに取り付けられている。この減速ギヤシャフト１０ｂには小径ギヤ１０ｃが取り付けられており、この小径ギヤ１０ｃがフロントデファレンシャル１２のリングギヤ１１に噛み合っている。そして、フロントデファレンシャル１２はリングギヤ１１を介して伝達されたトルクを左右のドライブシャフト１３から駆動輪（図示せず）に伝達するように構成されている。

　さらに、各クラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３およびブレーキ機構Ｂの係合動作もしくは解放動作を制御し、かつ無段変速部７の変速動作を制御するコントローラとして図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）が設けられている。電子制御装置は、演算処理装置（ＣＰＵ）と、記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）と、入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータとを含むように構成されている。また、電子制御装置に対して、図示しない各種センサから信号が入力されるように構成されている。例えば、エンジン１の回転数Ｎ_ｅ、タービンランナ３ｃの回転数Ｎ_ｔ、入力軸４の回転数Ｎ_ｉｎ、プライマリシャフト６の回転数、プライマリプーリ３０の溝幅、セカンダリプーリ４０の溝幅、セカンダリプーリ４０の回転数Ｎ_ｐ２、出力軸８の回転数Ｎ_ｏｕｔ、車軸１３の回転数、駆動輪の回転数、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２、アクセルペダル操作に基づくアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル操作、車両Ｖｅの車速Ｖなどの検出信号が入力される。さらに、電子制御装置の記憶装置には、各種の制御プログラムとともに各種データが記憶されており、各種の演算処理を実行するように構成されている。したがって、電子制御装置は、入力される検出信号および記憶されているデータに基づいて各種の演算処理を行い、その演算処理の結果に応じて各種制御を実施させる指示信号を出力するように構成されている。

　この発明における電子制御装置は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求駆動力を算出し、その要求駆動力に基づいて算出された要求パワーを車両が出力できるように制御する。すなわち、電子制御装置は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて、有段変速部２０を含む伝達経路と無段変速部７を含む伝達経路との切り替え制御、および無段変速部７における変速制御を行うように構成されている。つまり、車両Ｖｅの走行状態に応じて電子制御装置から各クラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３およびブレーキ機構Ｂを作動させる指示信号が出力されて、動力が伝達される動力伝達経路を、無段変速部７を含む伝達経路から有段変速部２０を含む伝達経路へに、あるいは有段変速部２０を含む伝達経路から無段変速部７を含む伝達経路へに切り替える動作が実施されるように構成されている。

　したがって、車両Ｖｅが前進方向に発進する場合および車両Ｖｅが後進走行する場合に、有段変速部２０を含む伝達経路を経由して入力軸４から出力軸８にトルクを伝達し、ある程度車速が増大した状態で前進走行する場合には、無段変速部７を含む伝達経路を経由して入力軸４から出力軸８にトルクを伝達するように制御される。また、図４には、車両Ｖｅの走行状態に応じた各クラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３およびブレーキ機構Ｂにおける係合および解放の状態を表にまとめて示してある。なお、図４に記載する「ＯＮ」は係合していることを示し、「ＯＦＦ」は解放していることを示し、括弧を付した「ＯＮ」は過渡的に係合状態になることを示している。

　前進方向への発進時や比較的大きな駆動力を必要とする場合には、有段変速部２０を含む伝達経路を経由して入力軸４から出力軸８にトルクが伝達する走行状態（第１走行状態）となり、第１クラッチ機構Ｃ_１および第３クラッチ機構Ｃ_３が係合している状態、かつ第２クラッチ機構Ｃ_２およびブレーキ機構Ｂが解放している状態である。それにより、エンジン１が出力したトルクは、入力軸４を介して前後進切替機構５のサンギヤ５ｓに伝達されると共に、係合状態にある第１クラッチ機構Ｃ_１を介して入力軸４からキャリヤ５ｃに伝達される。言い換えれば、前後進切替機構５は、遊星歯車機構における二つの回転要素が第１クラッチ機構Ｃ_１によって連結されているので、全体が一体的に回転する。したがって、前後進切替機構５は、増速作用および減速作用を生じずに、入力軸４から入力されたトルクを出力要素であるキャリヤ５ｃから有段変速部２０の駆動ギヤ２１に伝達する。

　また、有段変速部２０における従動ギヤ２５が、第３クラッチ機構Ｃ_３によって出力軸８に連結されている。そのため、エンジン１から出力されたトルクは、入力軸４から有段変速部２０を介して出力軸８に伝達する。すなわち、減速機構である有段変速部２０が減速作用を生じ、増幅されたトルクが出力軸８に伝達し、かつ出力軸８が前進走行する方向に回転する。この場合のトータル変速比γ_４は、有段変速部２０による固定変速比γ_２と、前後進切替機構５を構成している遊星歯車機構による変速比γ_３とを乗算した変速比となる。トータル変速比γ_４とは、入力軸４の回転数Ｎ_ｉｎと出力軸８の回転数Ｎ_ｏｕｔと比で表される変速比である。また、前述した通り、この具体例では、固定変速比γ_２は、最大変速比γ_１ｍａｘよりも大きい変速比である。したがって、前進方向への発進時には、前後進切替機構５が全体として一体回転しているので、トータル変速比γ_４は、固定変速比γ_２で表され、最大変速比γ_１ｍａｘより大きい値となる。そして、出力軸８のトルクは、出力ギヤ９から減速ギヤ機構１０およびフロントデファレンシャル１２を介して左右の駆動輪に伝達されて、その駆動輪で大きな駆動力が発生するので車両が発進する。

　なお、この具体例では、有段変速部２０を含む伝達経路を経由してトルクが伝達されている場合であっても、無段変速部７は、プライマリシャフト６を介して入力軸４およびサンギヤ５ｓに常時連結されている。そのため、エンジン１が出力したトルクは、無段変速部７のプーリ３０，４０に伝達されるが、前述した通り、発進時には第２クラッチ機構Ｃ_２が解放している状態となっており、セカンダリシャフト４４と出力軸８とはトルクの伝達が生じないように切り離されている。したがって、有段変速部２０を含む伝達経路を経由してトルクが伝達している場合には、入力軸４と出力軸８との間で無段変速部７を経由してトルクが伝達しないので、いわゆるインターロック状態となることはない。

　前進方向へ発進後、車速Ｖが予め決められている所定の車速にまで増速した際に、有段変速部２０を含む伝達経路を経由して入力軸４から出力軸８にトルクを伝達する走行状態（第１走行状態）から、無段変速部７を含む伝達経路を経由して入力軸４から出力軸８にトルクを伝達する走行状態（第２走行状態）へ移行するように制御する。つまり、第１走行状態から第２走行状態に移行する際に、第１クラッチ機構Ｃ_１と第２クラッチ機構Ｃ_２との掴み替え制御が実施される。具体的には、その切替時、係合している第１クラッチ機構Ｃ_１を解放させ、かつ解放している第２クラッチ機構Ｃ_２を係合させて、入力軸４から出力軸８にトルクが伝達する経路を、有段変速部２０を含む伝達経路から無段変速部７を含む伝達経路に切り替える。このように有段変速部２０を経由するトルクの伝達状態から無段変速部７を経由するトルクの伝達状態に切り替える場合、固定変速比γ_２が、最大変速比γ_１ｍａｘより大きいから、トータル変速比γ_４あるいは駆動力が変化することになる。したがって、第１クラッチ機構Ｃ_１を解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ_２を係合させる場合、過渡的にそれらのクラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２を滑り制御する。すなわち、第２クラッチ機構Ｃ_２による係合力を次第に増大させてその伝達トルク容量を次第に増大させ、これに併せて第１クラッチ機構Ｃ_１による係合力を次第に低下させてその伝達トルク容量を次第に減少させる。この制御は、従来、クラッチ・ツウ・クラッチ制御として知られている掴み替え制御であり、このように構成することにより、出力軸８のトルクが滑らかに変化して変速ショックや違和感が生じることを回避もしくは抑制することができる。したがって、動力が伝達する経路を有段変速部２０を含む伝達経路から無段変速部７を含む伝達経路に切り替える制御には、第１クラッチ機構Ｃ_１と第２クラッチ機構Ｃ_２とにおける掴み替え制御が含まれる。

　ここで、図２を参照して、電子制御装置が実行する伝達経路の切替制御処理、および切替制御を実施することによる車両Ｖｅの動作について具体的に説明する。その伝達経路の切替制御を実施する前における車両Ｖｅの状態は、可変変速比γ_１が最大変速比γ_１ｍａｘであり、トータル変速比γ_４が最大変速比γ_１ｍａｘよりも大きい変速比である。さらに、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１は第１クラッチ機構Ｃ_１が完全係合する油圧すなわち完全係合圧であり、第２クラッチ機構Ｃ_２が解放しているため第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２はゼロである。したがって、セカンダリプーリ４０の回転数Ｎ_ｐ２が出力軸８の回転数Ｎ_ｏｕｔよりも大きい回転数となる状態で、そのセカンダリプーリ４０と出力軸８とが相対的に回転している。また、ここで説明する伝達経路の切替制御は、出力軸８の回転数Ｎ_ｏｕｔが増大中に実施される制御、すなわちアップシフト制御である。さらに、各クラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２およびブレーキ機構Ｂにおける係合動作もしくは解放動作と、無段変速部７による変速動作とは、独立して作動するように構成されている。したがって、電子制御装置により、その係合動作および解放動作を制御することによる伝達経路の切替制御と、無段変速部７における変速制御とが、独立して制御されるように構成されている。

　具体的には、電子制御装置は、トータル変速比γ_４を最大変速比γ_１ｍａｘより小さい変速比にする要求、あるいは入力軸回転数Ｎ_ｉｎ（またはエンジン回転数Ｎ_ｅもしくはタービン回転数Ｎ_ｔ）をトータル変速比γ_４で構成される入力軸回転数Ｎ_ｉｎより小さい回転数にする要求があったと判断した場合に、無段変速部２０を変速動作させるための指示信号、および有段変速部２０を含む伝達経路から無段変速部７を含む伝達経路に動力伝達経路を切り替える制御を開始させる指示信号を出力する。この発明における電子制御装置は、前述した要求があったと判断した場合、無段変速部７における変速動作を制御するための指示信号を出力した後に、伝達経路を切り替えるための指示信号を出力するように構成されている。その無段変速部７による変速動作とは、可変変速比γ_１を減少させる制御、すなわちプライマリプーリ３０の溝幅を狭める制御である。具体的には、電子制御装置は、推力付与機構３３を作動させる指示信号を出力し、推力付与機構３３を電動制御もしくは油圧制御することによって、プライマリプーリ３０の溝幅を変化させる。なお、電子制御装置は、有段変速部２０を含む伝達経路を経由してトルク伝達する前進走行中に、増速した車速Ｖが所定車速に達したと判断した場合、あるいは出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔが所定回転数に達したことを判断した場合に、前述した無段変速部２０を変速動作させるための指示信号およびその伝達経路の切替制御を開始させる指示信号を出力するように構成されてもよい。要は、電子制御装置は、クラッチの掴み替え制御が開始される前に無段変速部７の変速動作が開始するように制御すればよい。

　図２に示す時刻ｔ_１において、無段変速部７における変速制御が開始される。すなわち、ｔ_１から無段変速部７による可変変速比γ_１が減少し始める。具体的には、可変変速比γ_１が最大変速比γ_１ｍａｘもしくはその最大変速比γ_１ｍａｘに近い変速比に設定された状態で、その可変変速比γ_１を減少させる変速が開始する。すなわち、この変速制御は、無段変速部７におけるアップシフト制御である。また、無段変速部７における変速動作の開始当初では、無段変速部７の目標変速比に対する無段変速部７による実際の可変変速比γ_１の変化率（変速速度）が大きくなる。例えば、可変変速比γ_１が最大変速比γ_１ｍａｘである場合、無段変速部７における変速制御の開始直後に、可変変速比γ_１は最大変速比γ_１ｍａｘからその目標変速比へ向けて急激に減少した後、その目標変速比に向けて緩やかに減少する。つまり、この変速制御では、可変変速比γ_１の変化率（低下率）が、変速開始直後に最も大きく、目標変速比へ向けて変化する過程で、その変化率が次第に小さくなるように構成されている。

　そして、時刻ｔ_２において、無段変速部７における変速動作中に、クラッチの掴み替え制御が開始される。つまり、その変速制御がある程度進んだ状態、すなわち無段変速部７による可変変速比γ_１の低下率が相対的に小さい状態で、完全係合圧にある第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１が低下し始める。また、時刻ｔ_３において、油圧ゼロで解放している第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２が上昇し始める。したがって、第１クラッチ機構Ｃ_１および第２クラッチ機構Ｃ_２が滑り始め、油圧Ｐ_Ｃ１が完全係合圧から低下し始めるのに応じて第１クラッチ機構Ｃ_１の伝達トルク容量が減少し始めると共に、油圧Ｐ_Ｃ２がゼロから上昇し始めるのに応じて第２クラッチ機構Ｃ_２の伝達トルク容量が増大し始める。なお、このクラッチの掴み替え制御では、その制御初期段階に、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１が完全係合圧に維持した状態で、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２が上昇し始めてもよい。

　また、電子制御装置は、第２クラッチ機構Ｃ_２を解放状態から係合状態に作動させる指示信号を出力するとともに、第２クラッチ機構Ｃ_２における目標伝達トルク容量を設定し、その目標伝達トルク容量に基づく指示信号を出力するように構成されている。例えば、電子制御装置は、第２クラッチ機構Ｃ_２の入力側メンバによるイナーシャトルクを加味した入力トルクに基づいて目標伝達トルク容量を設定するように構成されている。つまり、イナーシャトルク分を補正した伝達トルク容量を第２クラッチ機構Ｃ_２における目標伝達トルク容量とする。具体的には、電子制御装置は、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧室に接続されたアキュムレータを作動させるリニアソレノイドバルブに、目標伝達トルク容量に基づく目標係合圧とするための指示信号を出力するように構成されている。

　そして、時刻ｔ_４において、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１がゼロになり、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２が所定油圧に上昇するように制御される。この所定油圧として、例えば第２クラッチ機構Ｃ_２が所定の伝達トルク容量となる油圧や、図示しないアキュムレータにより第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２が上昇し始めるアキューム開始圧などを含む。また、時刻ｔ_４において、第１クラッチ機構Ｃ_１が解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ_２の伝達トルク容量が所定値に増大するので、クラッチの掴み替え制御におけるイナーシャ相が開始する。すなわち、イナーシャ相において、エンジン１の慣性力が車体の慣性力よりも小さいために、エンジン回転数Ｎ_ｅが低下するので、入力軸回転数Ｎ_ｉｎと等しい回転数となるタービン回転数Ｎ_ｔが低下する。そのため、イナーシャ相が開始すると、タービン回転数Ｎ_ｔと出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔとの比で表されるトータル変速比γ_４が減少し始める。さらに、無段変速部７において、可変変速比γ_１が最大変速比γ_１ｍａｘに維持された状態で、入力軸回転数Ｎ_ｉｎが低下することにより、セカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２が低下する。なお、タービン回転数Ｎ_ｔが増大している状態、かつトータル変速γ_４が一定の状態において、可変変速比γ_１が低下している場合には、その無段変速部７を構成するセカンダリプーリ回転数Ｎ_Ｐ２が増大する。したがって、図２に示すように、時刻ｔ_２からｔ_４まで可変変速比γ_１が低下し続けている状態におけるセカンダリプーリ回転数Ｎ_Ｐ２は、時刻ｔ_１以前において可変変速比γ_１が最大変速比γ_１ｍａｘの状態におけるセカンダリプーリ回転数Ｎ_Ｐ２よりも大きい変化率で増大する。

　そして、時刻ｔ_５において、低下していた可変変速比γ_１が目標変速比になると、無段変速部７における変速動作が終了する。具体的には、電子制御装置により、トータル変速比γ_４が低下している状態で、無段変速部７における変速動作が終了するように制御されている。つまり、電子制御装置は、クラッチの掴み替え制御が完了する前、すなわち第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐｃ２が完全係合圧となる前に、無段変速部７における変速動作が完了するように制御する。この場合、電子制御装置は、プライマリプーリ３０に溝幅を検出するセンサなどからの入力信号に基づいて、可変変速比γ_１が目標変速比になったか否かを判断するように構成されていてもよい。すなわち、電子制御装置は、フィードバック制御などにより可変変速比γ_１が目標変速比となったか否かを判断するように構成されていてもよい。

　また、電子制御装置は、セカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２と出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔとの同期判定処理を実行する。この同期判断処理において、電子制御装置は、同期回転数が無段変速部７における変速動作の状況に伴って変化するため、無段変速部７における変速の状況を監視しながら第２クラッチ機構Ｃ_２における同期判断回転数を更新しつつ、同期判定処理を行うように構成されている。例えば、可変変速比γ_１が変化することによりセカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２が変化するので、電子制御装置は、無段変速部７における変速速度もしくはセカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２の変化率を検出して、無段変速部７における変速の状況を監視するように構成されている。電子制御装置は、その変速速度もしくはセカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２の変化率を用いて同期判断回転数を演算するように構成されていてもよい。そして、電子制御装置は、セカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２と出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔとが同期したと判断した場合、この伝達経路の切替制御処理を終了する。

　図２に示すように、時刻ｔ_６において、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２が、セカンダリシャフト４４と出力軸８とを完全に係合する完全係合圧になり、セカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２と出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔとが同期して、この伝達経路の切替制御すなわちクラッチの掴み替え制御が完了する。

　このようにして、伝達経路の切替制御が完了すると、前後進切替機構５は、ブレーキ機構Ｂが解放されている状態で、更に第１クラッチ機構Ｃ_１が解放されるので、いわゆる自由回転する状態になり、その結果、入力軸４と有段変速部２０との連結が解かれている。これに対して、セカンダリプーリ４０が第２クラッチ機構Ｃ_２によって出力軸８に連結されるので、結局、入力軸４と出力軸８とは無段変速部７を経由してトルクを伝達するように連結されている。したがって、第２走行状態において、無段変速部７による変速比を次第に減少させ、あるいは車速とアクセル開度とに応じて変化させることにより、エンジン回転数を燃費の良い回転数に設定することができる。なお、無段変速部７を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する場合のトータル変速比γ_４は、前後進切替機構５を構成している遊星歯車機構による変速比γ_３と、可変変速比γ_１を乗算した変速比となるが、その遊星歯車機構における入力要素のサンギヤ５ｓの回転数とプライマリプーリ３０の回転数とが同じでありその変速比γ_３が１となるため、可変変速比γ_１になる。

　さらに、第１クラッチ機構Ｃ_１が解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ_２が完全に係合して、無段変速部７を経由したトルクの伝達が安定的に行われる走行状態（第２走行状態）になった後、第３クラッチ機構Ｃ_３が解放される。すなわち、有段変速部２０が出力軸８に対しても切り離される。その結果、前後進切替機構５におけるサンギヤ５ｓに入力軸４からトルクが伝達されるが、リングギヤ５ｒおよびキャリヤ５ｃが自由に回転できる状態になるため、前後進切替機構５の全体が一体となって回転するなど、前後進切替機構５を構成している各回転要素同士の間の回転数差が小さくなる。そのため、前後進切替機構５での動力損失や耐久性の低下、あるいは騒音もしくは振動を抑制することができる。なお、第３クラッチ機構Ｃ_３を解放させる場合、既に第１クラッチ機構Ｃ_１が解放されて有段変速部２０にはトルクが伝達されていないので、第３クラッチ機構Ｃ_３が噛み合い式のクラッチによって構成されていても、走行中に第３クラッチ機構Ｃ_３を解放させることができる。

　つぎに、この発明に係る車両の制御装置の他の制御例について説明する。ここでは、図３を参照して、この具体例における電子制御装置が実行する伝達経路の切替制御処理、および切替制御を実施することによる車両Ｖｅの動作について説明する。なお、前述した具体例と同様の構成については、ここでの説明を省略する。例えば、図３に示す時刻Ｔ_１における制御および動作は、図２を参照して前述した図２に示す時刻ｔ_１における制御および動作と同じように構成されている。同様に、図３に示す時刻Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_６における制御および動作は、図２に示す時刻ｔ_２，ｔ_３，ｔ_６における制御および動作と同じである。

　この具体例では、図３に示す時刻Ｔ_４において、可変変速比γ_１の変化を停止するように構成されている。具体的には、電子制御装置は、第１クラッチ機構Ｃ_１を解放させ、かつ第２クラッチ機構Ｃ_２を係合させるクラッチ掴み替え制御において、イナーシャ相が開始する際に、無段変速部７における変速動作を停止させるための指示信号を出力するように構成されている。要は、トータル変速比γ_４を低下させ始める際に、可変変速比γ_１の変化を停止させるように構成されている。なお、図３に示す時刻Ｔ_４における制御および動作のうち、第１クラッチ機構Ｃ_１の油圧Ｐ_Ｃ１をゼロに制御し、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２を所定油圧に上昇させる制御については、前述した図２に示す時刻ｔ_４における制御および動作と同じように構成されている。

　また、電子制御装置は、クラッチの掴み替え制御の実施中に、停止させていた無段変速部７による変速動作を再開させるための指示信号を出力するように構成されている。すなわち、電子制御装置は、クラッチの掴み替え制御の開始から完了までの間に、その指示信号を出力する。例えば、電子制御装置は、トータル変速比γ_４と無段変速部７による最大変速比γ_１ｍａｘとの差が予め設定された所定値以下であると判断した場合、もしくはセカンダリプーリ回転数Ｎ_ｐ２と出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔとの差が予め設定された所定値以下であると判断した場合に、その指示信号を出力するように構成されている。あるいは、電子制御装置は、第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２と、第２クラッチ機構Ｃ_２における完全係合圧との差が所定値以下であると判断した場合に、その指示信号を出力するように構成されてもよい。または、第２クラッチ機構Ｃ_２における伝達トルク容量と、油圧Ｐ_Ｃ２が完全係合圧である場合の伝達トルク容量として予め定められた値との差が所定値以下であると判断した場合に、その指示信号を出力するように構成されている。要は、クラッチの掴み替え制御が完了する前に無段変速部７の変速動作が再開するように制御すればよく、クラッチの掴み替え制御が完了する少し手前のタイミングで無段変速部７による変速動作が再開されることが好ましい。

　図３に示すように、時刻Ｔ_５において、無段変速部７における変速制御が再開され、可変変速比γ_１が再度減少し始める。また、無段変速部７における変速動作の再開した当初では、無段変速部７の目標変速比に対する無段変速部７による実際の可変変速比γ_１の変化率（変速速度）が大きくなる。

　その無段変速部７の変速制御が再開すると、電子制御装置は、第２クラッチ機構Ｃ_２が完全係合完了する際に、無段変速部７における変速速度と、クラッチの掴み替え制御による変速速度とを合わせる変速速度同期処理を実行するように構成されている。言い換えれば、電子制御装置は、トータル変速比γ_４の変化率と、無段変速部７による可変変速比γ_１の変化率とを合わせるための制御処理を実行するように構成されている。例えば、電子制御装置は、プライマリプーリ３０の溝幅を変化状況を検出して無段変速部７による可変変速比γ_１の変化率を検出し、その可変変速比γ_１の変化率に応じて第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２を変化させる指示信号を出力するように構成されている。あるいは、推力付与機構３３が電動アクチュエータを含む場合には、電子制御装置は、可変変速比γ_１の変化率に基づいて推力付与機構３３へ指示信号を出力し、トータル変速比γ_４の変化率が等しくなるように第２クラッチ機構Ｃ_２の油圧Ｐ_Ｃ２を変化させるように制御するように構成されてもよい。または、推力付与機構３３が油圧アクチュエータを含む場合には、電子制御装置は、可変変速比γ_１の変化率に基づいて油圧回路へ指示信号を出力するように構成されてもよい。

　図３に示すように、無段変速部７の変速動作が開始する時刻Ｔ_５からクラッチ掴み替え制御が完了する時刻Ｔ_６に到るまでの間に、トータル変速比γ_４の変化率と、無段変速部７による可変変速比γ_１の変化率とが等しくなるように制御される。このように、可変変速比γ_１の変化率と、トータル変速比γ_４の変化率とを合わせることにより、滑らかな変速を行うことができる。すなわち、無段変速部７を含む伝達経路を介して入力軸４から出力軸８へトルクを伝達する場合、トータル変速比γ_４が可変変速比γ_１となるので、有段変速部２０を含む伝達経路から無段変速部７を含む伝達経路に切り替わる際に、トータル変速比γ_４の変化率と可変変速比γ_１の変化率とが等しくなるように制御されていると、滑らかな変速を行うことができる。

　上述したように、この発明に係る車両の制御装置によれば、有段変速部を含む伝達経路から無段変速部を含む伝達経路に切り替える際、クラッチの掴み替え制御を開始する前に無段変速部における変速制御が開始されるので、目標変速比に対して無段変速部による変速比の変化が遅れることを防止できる。そのため、伝達経路の切替時において、変速応答性を向上させることができる。加えて、変速ショックを低減しつつ、クラッチの掴み替え時間を増大させないので、摩擦クラッチにおける摩擦材に作用する負荷を抑制できる。すなわち、摩擦クラッチの耐久性を向上させることができる。

　さらに、無段変速部による変速比の変化が相対的に小さい状態で、クラッチの掴み替え制御を実施することができる。すなわち、無段変速部における変速制御の開始当初には、クラッチの掴み替え制御を開始していないので、無段変速部の変速に起因するセカンダリプーリの回転数の変化の状況を検出しながらクラッチ掴み替え制御を実施しなければならない等の制御構造は必要なく、複雑化を防止できる。または、トータル変速比が変化し始める際に、無段変速部における変速動作を停止させるように制御するように構成されているので、無段変速部の変速に起因するセカンダリプーリの回転数の変化がなくなり、その回転数変化の状況を検出しながらクラッチ掴み替え制御を実施しなければならない等の制御の複雑化を防止できる。すなわち、この発明に係る制御装置によれば、シンプルな制御構造によって伝達経路の掴み替え制御を実施中に、無段変速部における変速制御を実施することができる。

　なお、後進走行する場合には、図４に示すように、各クラッチ機構Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３およびブレーキ機構Ｂが係合状態もしくは解放状態となる。そのため、前後進切替機構５においては、リングギヤ５ｒがブレーキ機構Ｂによって固定された状態でサンギヤ５ｓにエンジン１からのトルクが入力されるので、キャリヤ５ｃがサンギヤ５ｓに対して反対方向に回転する。したがって、後進走行する場合であっても前進走行の際の発進時と同様に有段変速部２０を経由し、入力軸４から出力軸８にトルクが伝達され、かつ出力軸８が後進走行する方向に回転する。この場合のトータル変速比γ_４は、有段変速部２０による固定変速比γ_２と、前後進切替機構５を構成している遊星歯車機構による変速比γ_３とを乗算した変速比となる。

　また、第１クラッチ機構Ｃ_１および第３クラッチ機構Ｃ_３を係合させた状態で減速する場合、車両の走行慣性力に基づくトルクが出力軸８に作用するが、出力軸８とセカンダリプーリ４０とは第２クラッチ機構Ｃ_２が解放状態になっていて遮断されているから、減速時のいわゆる逆入力トルクが無段変速部７にかかることがなく、その結果、無段変速部７に不必要に作用するトルクを低減し、かつ不必要な回転を抑制して無段変速部７の耐久性を向上させることができる。さらに、第２クラッチ機構Ｃ_２が解放していて出力軸８が無段変速部７に対して遮断されているので、入力軸４と出力軸８との間で無段変速部７を経由したトルクの伝達は生じず、いわゆるインターロック状態となることはない。

　さらに、この発明における変速装置は、上述した各具体例に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

　例えば、この発明における前後進切替機構は、上述したダブルピニオン型の遊星歯車機構に替えて、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成することができる。具体的には、シングルピニオン型の遊星歯車機構を前後進切替機構５として使用する場合、入力軸４に対して相対回転可能に設けられたサンギヤ５ｓを出力要素とし、キャリヤ５ｃを反力要素とし、さらにリングギヤ５ｒを入力要素とすることができる。したがってキャリヤ５ｃがブレーキ機構Ｂに連結され、サンギヤ５ｓに駆動ギヤ２１が連結される。そして、入力軸４がリングギヤ５ｒに連結されるとともに、そのサンギヤ５ｓとリングギヤ５ｒとを一体回転させるように連結する第１クラッチ機構Ｃ_１が設けられる。

　さらに、第１クラッチ機構は、差動作用を行う前後進切替機構の全体を一体化するためのものであり、したがって上述した各具体例で示したように、サンギヤとキャリヤとの二つの回転要素を互いに連結する構成以外に、サンギヤとキャリヤとリングギヤとの三つの回転要素を連結するように構成されていてもよい。

　また、この発明における第３クラッチ機構は、キー式シンクロメッシュ機構やコーン式シンクロメッシュ機構によって構成されてもよい。すなわち、第３クラッチ機構は、噛み合い式のクラッチであればよく、シングルコーン式シンクロメッシュ機構や、マルチコーン式シンクロメッシュ機構によって構成されてもよい。

　さらに、この発明における有段変速部は、固定変速比として一つの変速比（ギヤ比，減速比）を有するギヤ機構に限定されず、二以上の複数の固定変速比（ギヤ比，減速比）を有し、それらの固定変速比を選択して設定できるギヤ機構であってもよい。要は、有段変速部が入力軸から出力軸にトルクを伝達できるギヤ機構により構成されていればよいが、この発明では、固定変速比として無段変速部では設定できない変速比を有段変速部で設定するから、ギヤ機構は複数のギヤを噛み合わせたギヤ対の組み合わせにより構成される。つまり、それらのギヤ比（歯数の比）が、無段変速部で設定できる最大変速比より大きい変速比となるように構成されていればよい。

　１…動力源、　２…出力軸（クランク軸）、　４…入力軸、　５…前後進切替機構、　５ｓ…サンギヤ、　５ｒ…リングギヤ、　５Ｐ_１…第１ピニオンギヤ、　５Ｐ_２…第２ピニオンギヤ、　５ｃ…キャリヤ、　６…プライマリシャフト、　７…無段変速部、　７ａ…ベルト、　８…出力軸、　９…出力ギヤ、　１０…減速ギヤ機構、　１２…フロントデファレンシャル、　１３…ドライブシャフト、　２０…有段変速部、　２１…駆動ギヤ、　２２…カウンタドリブンギヤ、　２３…カウンタシャフト、　２４…カウンタドライブギヤ、　２５…従動ギヤ、　３０…プライマリプーリ、　４０…セカンダリプーリ、　４１…固定シーブ、　４２…可動シーブ、　４３…推力付与機構、　４４…セカンダリシャフト、　Ｂ…ブレーキ機構、　Ｃ_１…第１クラッチ機構（摩擦クラッチ）、　Ｃ_２…第２クラッチ機構（摩擦クラッチ）、　Ｃ_３…第３クラッチ機構（噛み合いクラッチ）。

Claims

　動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部で設定できない変速比を設定できる有段変速部とが並列に設けられ、前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第１摩擦クラッチと、前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第２摩擦クラッチとを備えた車両の制御装置おいて、
　前記有段変速部を含む伝達経路から前記無段変速部を含む伝達経路にトルクを伝達する経路を切り替える際、前記摩擦クラッチによる掴み替え動作を開始させる前に、前記無段変速部における変速動作を開始させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
　前記伝達経路を切り替える際、前記第１摩擦クラッチを解放させ始める前、あるいは前記第２摩擦クラッチを係合させ始める前に、前記無段変速部における変速動作を開始させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作は、前記無段変速部による変速比が変化している最中に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作がおこなわれるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作により発生するイナーシャ相が開始する際に、前記無段変速部の変速動作を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両の制御装置。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作が完了する前に、前記無段変速部の変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
　前記第２摩擦クラッチにおける伝達トルク容量が所定値以上であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
　前記無段変速部は、一対のプーリを含み、
　前記出力軸の回転数と前記無段変速部における従動側プーリの回転数との差が所定値以内であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
　前記第１摩擦クラッチおよび前記第２摩擦クラッチは、それぞれに油圧アクチュエータを備え、
　前記第２摩擦クラッチの油圧が所定値以上になったと判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
　動力源が出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部で設定できない変速比を設定できる有段変速部とが並列に設けられ、前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第１摩擦クラッチと、前記無段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では係合し、かつ前記有段変速部を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態では解放する第２摩擦クラッチとを備えた車両の制御方法おいて、
　前記有段変速部を含む伝達経路から前記無段変速部を含む伝達経路にトルクを伝達する経路を切り替える際、、前記無段変速部における変速動作を開始させ、その後に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作を開始させることを特徴とする車両の制御方法。
　前記伝達経路を切り替える際、前記第１摩擦クラッチを解放させ始める前、あるいは前記第２摩擦クラッチを係合させ始める前に、前記無段変速部における変速動作を開始させることを特徴とする請求項９に記載の車両の制御方法。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作は、前記無段変速部による変速比が変化している最中に前記摩擦クラッチによる掴み替え動作がおこなわれることを特徴とする請求項９または１０に記載の車両の制御方法。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作により発生するイナーシャ相が開始する際に、前記無段変速部の変速動作を停止させることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の車両の制御方法。
　前記摩擦クラッチによる掴み替え動作が完了する前に、前記無段変速部の変速動作を再開させることを特徴とする請求項１２に記載の車両の制御方法。
　前記第２摩擦クラッチにおける伝達トルク容量が所定値以上であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする請求項１３に記載の車両の制御方法。
　前記無段変速部は、一対のプーリを含み、
　前記出力軸の回転数と前記無段変速部における従動側プーリの回転数との差が所定値以内であると判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする請求項１３に記載の車両の制御方法。
　前記第１摩擦クラッチおよび前記第２摩擦クラッチは、それぞれに油圧アクチュエータを備え、前記第２摩擦クラッチの油圧が所定値以上になったと判断した場合に、前記無段変速部における変速動作を再開させることを特徴とする請求項１３に記載の車両の制御方法。