無段変速機及びその制御方法
【課題】協調変速に要する時間の設計自由度を高め、運転状態によって異なる変速応答要求に答えられるようにする。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき到達スルー変速比を設定し、実スルー変速比が、到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するようにバリエータ２０の変速比及び副変速機構３０の変速段の少なくとも一方を制御する。変速機コントローラ１２は、実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに副変速機構３０の変速段を変更するとともにバリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更し、実スルー変速比がモード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき到達スルー変速比を設定し、実スルー変速比が、到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するようにバリエータ２０の変速比及び副変速機構３０の変速段の少なくとも一方を制御する。変速機コントローラ１２は、実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに副変速機構３０の変速段を変更するとともにバリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更し、実スルー変速比がモード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機及びその制御方法に関し、特に、無段変速機がベルト式無段変速機構と副変速機構を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）に対して前進２段の副変速機構を直列に設け、車両の運転状態に応じてこの副変速機構の変速段を変更するように構成することで、バリエータを大型化させることなく、とりうる変速比範囲を拡大した無段変速機を開示している。
【０００３】
特許文献２は、このような副変速機構付き無段変速機において、副変速機構の変速段を変更する際、これに合わせてバリエータの変速比を変更する協調変速を行い、無段変速機全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を一定に保つ技術を開示している。協調変速前後でスルー変速比を一定に保つことにより、副変速機構を変速させる際のエンジン及びトルクコンバータの速度変化が抑制され、これらの慣性トルクによる変速ショックが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−３７４５５号公報
【特許文献２】特開平５−７９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バリエータの変速速度は副変速機構の変速速度に比べて遅く、協調変速に要する時間はバリエータの変速速度によって支配される。このため、協調変速時にスルー変速比が一定に維持されるようにバリエータを変速させていると協調変速に要する時間の設計自由度が低く、運転状態によって異なる変速応答要求に応えること難しい。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、協調変速に要する時間の設計自由度を高め、運転状態によって異なる変速応答要求に答えられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構と、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速手段と、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮手段と、を備えたことを特徴とする無段変速機が提供される。
【０００８】
また、本発明のある態様によれば、車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２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方法であって、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速ステップと、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮ステップと、を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
これらの態様によれば、実スルー変速比がモード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは到達スルー変速比がＨｉｇｈ側に変更される。これにより、協調変速時のバリエータの変速比変化量が縮小されるので、協調変速に要する時間を短縮し、アップシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】変速機コントローラの内部構成を示した図である。
【図３】変速マップの一例を示した図である。
【図４Ａ】変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムの内容を示したフローチャートである。
【図４Ｂ】変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムの内容を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による変速動作を説明するための図である。
【図６】本発明の作用効果を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比である。
【００１２】
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。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、終減速装置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。
【００１３】
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とが設けられている。
【００１４】
変速機４は、ベルト式無段変速機構（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。あるいは、副変速機構３０はバリエータ２０の前段（入力軸側）に接続されていてもよい。
【００１５】
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。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の変速比が無段階に変化する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
入力インターフェース１２３には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰＯ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。）を検出する回転速度センサ４２の出力信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温ＴＭＰを検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号、車両が現在走行中の路面の勾配を検出する勾配センサ４６の出力信号などが入力される。
【００２０】
記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム（図４Ａ、図４Ｂ）、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図３）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を生成し、生成した変速制御信号を出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
図３は記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。変速機コントローラ１２は、この変速マップに基づき、車両の運転状態（この実施形態では車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ）に応じて、バリエータ２０、副変速機構３０を制御する。
【００２３】
この変速マップでは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとにより定義される。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の変速比に副変速機構３０の変速比を掛け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、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＝０／８のときの変速線）のみが示されている。
【００２４】
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の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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。
【００２５】
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のスルー変速比の範囲（図中、「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のスルー変速比の範囲（図中、「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。
【００２６】
また、この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変速比と等しい値に設定される。モード切換変速線をこのように設定するのは、バリエータ２０の変速比が小さいほど副変速機構３０への入力トルクが小さくなり、副変速機構３０を変速させる際の変速ショックを抑えられるからである。
【００２７】
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、スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）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は以下に説明する協調変速を行い、高速モード−低速モード間の切換えを行う。
【００２８】
協調変速では、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の変速比を副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する。このとき、副変速機構３０の変速比が実際に変化するイナーシャフェーズとバリエータ２０の変速比が変化する期間を同期させる。バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによる入力回転の変化が運転者に違和感を与えないようにするためである。
【００２９】
具体的には、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、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速に変更（１−２変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側に変更する。
【００３０】
逆に、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、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速に変更（２−１変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＨｉｇｈ側に変更する。
【００３１】
ところで、バリエータ２０の変速速度は副変速機構３０に比べて遅いため、協調変速に要する時間はバリエータ２０の変速速度によって支配される。このため、協調変速時に実スルー変速比Ｒａｔｉｏが一定に維持されるようにバリエータ２０を変速させていると協調変速に要する時間の設計自由度が低く、運転状態によって異なる変速応答要求に応えることが難しい。
【００３２】
そこで、変速機コントローラ１２は、高い変速応答が要求される状況では、協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量を縮小することにより、協調変速に要する時間を短縮し、変速応答性を向上させる。
【００３３】
図４Ａ、図４Ｂは変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納される変速制御プログラムの一例を示している。これを参照しながら、変速機コントローラ１２が実行する変速制御の具体的内容について説明する。
【００３４】
Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づき、副変速機構３０の変速段が１速、かつ、変速機４の変速応答向上が要求されているか判定する。変速機コントローラ１２は、以下に示す条件（１）〜（３）のうち、少なくとも一つが成立した場合に、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定する。
【００３５】
（１）アクセル開度ＡＰＯが所定の高開度（例えば、ＡＰＯ＝６／８）よりも大きく、車両が加速中である。
【００３６】
（２）現在走行中の路面の勾配が所定の高勾配（例えば、５％）よりも大きく、車両が登坂走行中である。
【００３７】
（３）変速機４の油温ＴＭＰが所定の高温度（例えば、８０℃）よりも高く、あるいは、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素３２〜３４の温度が許容上限温度（例えば、焼損温度に対して余裕を持たせた所定の高温度）よりも高く、摩擦締結要素３２〜３４の発熱量を抑える必要がある。
【００３８】
なお、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定する条件は、ここに示した条件に限定されず、必要に応じて、他の条件（例えば、車両がスポーツモード、マニュアルモードで走行中）を追加してもよい。
【００３９】
副変速機構３０の変速段が１速、かつ、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定された場合は処理が図４ＢのＳ２２に進み、そうでない場合は処理がＳ１２に進む。
【００４０】
Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、図３に示した変速マップから、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯに対応する値を検索し、これを到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶとして設定する。到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯにおいて達成すべきプライマリ回転速度であり、プライマリ回転速度の定常的な目標値である。
【００４１】
Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを車速ＶＳＰ、終減速装置６の終減速比ｆＲａｔｉｏで割って、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを演算する。到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯで達成すべきスルー変速比であり、スルー変速比の定常的な目標値である。
【００４２】
Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを、変速開始時の値から到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで所定の過渡応答で変化させるための目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定する。目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は、スルー変速比の過渡的な目標値である。所定の過渡応答は、例えば、一次遅れ応答であり、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに漸近するように設定される。なお、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉに基づき、必要に応じてその都度演算される（以下、同じ）。
【００４３】
Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する。具体的には、変速機コントローラ１２は、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を副変速機構３０の変速比で割ってバリエータ２０の目標変速比ｖＲａｔｉｏ０を演算し、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏが目標変速比ｖＲａｔｉｏ０になるようバリエータ２０を制御する。これにより、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは所定の過渡応答で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従する。
【００４４】
Ｓ１６では、変速機コントローラ１２は、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ったか、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したか判定する。肯定的な判定がなされたときは処理がＳ１７に進み、そうでない場合は処理がＳ１８に進む。
【００４５】
Ｓ１７では、変速機コントローラ１２は、協調変速を実行する。協調変速では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速（現在の変速段が１速であれば１−２変速、２速であれば２−１変速）を行うとともに、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更し、協調変速の前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じないようにする。
【００４６】
Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速が完了したか判定する。具体的には、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏと到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの偏差が所定値よりも小さくなったら変速完了と判定する。変速が完了したと判定されたら処理が終了し、そうでない場合は変速が完了したと判定されるまでＳ１４〜Ｓ１８の処理が繰り返される。
【００４７】
一方、処理がＳ１１から図４ＢのＳ２１に進んだ場合（副変速機構３０の変速段＝１速、かつ、高変速応答要求あり）は、変速機コントローラ１２は、低速モード用仮想変速線と高速モード用仮想変速線を設定する。低速モード用仮想変速線、高速モード用仮想変速線は、図５に示すように、それぞれ現在のアクセル開度ＡＰＯに対応する変速線（元となる変速線）のＬｏｗ側とＨｉｇｈ側に設定される。元となる変速線に対する低速モード用仮想変速線、高速モード用仮想変速線のずれ量は、後述する変速時間を短縮した協調変速を行った場合に生じる実スルー変速比Ｒａｔｉｏの段差によるエンジン１の回転速度変化が許容レベルに収まる範囲で設定される。
【００４８】
Ｓ２２では、変速機コントローラ１２は、変速線として低速モード用仮想変速線を選択する。
【００４９】
Ｓ２３では、変速機コントローラ１２は、低速用モード仮想変速線と現在の車速ＶＳＰに基づき、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを設定する。
【００５０】
Ｓ２４〜Ｓ２８では、Ｓ１３〜Ｓ１８と同様に、変速機コントローラ１２は、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏ、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定し、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する処理を繰り返す。そして、この間に、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切った、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したと判定されると、処理がＳ３１に進む。
【００５１】
Ｓ３１では、変速機コントローラ１２は、変速線として高速モード用仮想変速線を選択する（変速線の切換え）。
【００５２】
Ｓ３２〜Ｓ３４では、変速機コントローラ１２は、高速用モード仮想変速線と現在の車速ＶＳＰに基づき、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを再設定し、これに基づき到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの再演算、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０の再設定を行う。
【００５３】
Ｓ３５では、変速機コントローラ１２は変速時間を短縮した協調変速を実行する。Ｓ３５で実行される協調変速では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の１−２変速を行うとともに、実スルー変速比ＲａｔｉｏがＳ３４で再設定された目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０となるように、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更させる。
【００５４】
Ｓ３１で変速線が低速モード用仮想変速線から高速モード用過仮想変速線に変更されたことで、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏ、及び、これに基づき演算される目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０がＨｉｇｈ側に変更されている。これにより、Ｓ３５で実行される協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量は縮小され、協調変速に要する時間はＳ１７で実行される協調変速に比べて短縮される。
【００５５】
協調変速が完了したら処理がＳ２８に進み、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速完了を判定し、変速が完了していれば処理が終了する。処理が完了していなければ処理がＳ２５に戻り、変速機４の変速が完了するまでＳ２５〜Ｓ２８の処理が繰り返される。
【００５６】
続いて、上記変速制御を行うことによる作用効果について説明する。
【００５７】
上記変速制御によれば、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化すると、副変速機構３０の変速段が変更されるとともにバリエータ２０の変速比が副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更される協調変速が実行される。このとき、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更される。
【００５８】
図５は、変速線が低速モード用仮想変速線から高速モード用仮想変速線に切り換えられることにより、変速線に沿って設定される到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更される様子を矢印で示している。変速線の変更により到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更されると、協調変速後にバリエータ２０が到達すべき変速比がＨｉｇｈ側に変更され、協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量は縮小される（∵この協調変速においてバリエータ２０はＬｏｗ側に変速）。バリエータ２０の変速比変化量が縮小されると、バリエータ２０の変速に要する時間が短縮され、協調変速に要する時間も短縮される。
【００５９】
図６は、通常の協調変速（比較例）と変速時間を短縮した協調変速（本発明適用例）を比較した図である。いずれも協調変速により副変速機構３０のイナーシャフェーズに同期させてバリエータ２０の変速比が変更されるが、本発明適用例では、バリエータ２０の変速比変化量の縮小される分、協調変速に要する時間が比較例に比べて短縮されている。
【００６０】
したがって、上記変速制御によれば、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、協調変速に要する時間が短縮され、ダウンシフトに比べ高い変速応答性が要求されるアップシフトにおける変速応答性を高めることができる（請求項１、６に対応する作用効果）。
【００６１】
加えて、モード切換時に、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じるので、運転者に対し、副変速機構３０の変速が行われたことを意識させることができる。また、協調変速に要する時間を短縮が短縮されると、協調変速における副変速機構３０の摩擦締結要素３２〜３４の滑りが少なくなるので、摩擦締結要素３２〜３４の寿命を向上させることもできる。
【００６２】
なお、上記協調変速に要する時間の短縮は、変速機４の変速応答向上が要求されているときにのみ行うようにする。これにより、協調変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによるエンジン１の回転速度変化が運転者に違和感を与える頻度を減らすことができる（請求項２に対応する作用効果）。
【００６３】
変速機４の変速応答向上が要求される運転状態としては、例えば、加速時、登坂走行時、変速機４の油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度が高いときである。
【００６４】
加速時、登坂走行時に協調変速に要する時間を短縮し、変速機４の変速時間を短縮すれば、所望の加速性能、登坂性能を実現することができる（請求項３、４に対応する作用効果）。
【００６５】
また、変速機４の油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度が高いときに協調変速に要する時間を短縮し、変速機４の変速時間を短縮すれば、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素３２〜３４の滑りによる発熱量が抑えられ、油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度を下げることができる（請求項５に対応する作用効果）。なお、摩擦締結要素３２〜３４の温度は締結・解放の履歴に基づき推定することができる。
【００６６】
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の一つ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。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、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が、モード切換変速線は、高速モード最Ｌｏｗ線上に重なるように、あるいは、高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線の間に設定されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、副変速機構３０は前進用の変速段として１速と２速の２段を有する変速機構としたが、副変速機構３０を前進用の変速段として３段以上の変速段を有する変速機構としても構わない。
【００６９】
また、副変速機構３０をラビニョウ型遊星歯車機構を用いて構成したが、このような構成に限定されない。例えば、副変速機構３０は、通常の遊星歯車機構と摩擦締結要素を組み合わせて構成してもよいし、あるいは、ギヤ比の異なる複数の歯車列で構成される複数の動力伝達経路と、これら動力伝達経路を切り換える摩擦締結要素とによって構成してもよい。
【００７０】
また、プーリ２１、２２の可動円錐板を軸方向に変位させるアクチュエータとして油圧シリンダ２３ａ、２３ｂを備えているが、アクチュエータは油圧で駆動されるものに限らず電気的に駆動されるものあってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
４…無段変速機
１１…油圧制御回路
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
２１…プライマリプーリ
２２…セカンダリプーリ
２３…Ｖベルト
３０…副変速機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機及びその制御方法に関し、特に、無段変速機がベルト式無段変速機構と副変速機構を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）に対して前進２段の副変速機構を直列に設け、車両の運転状態に応じてこの副変速機構の変速段を変更するように構成することで、バリエータを大型化させることなく、とりうる変速比範囲を拡大した無段変速機を開示している。
【０００３】
特許文献２は、このような副変速機構付き無段変速機において、副変速機構の変速段を変更する際、これに合わせてバリエータの変速比を変更する協調変速を行い、無段変速機全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を一定に保つ技術を開示している。協調変速前後でスルー変速比を一定に保つことにより、副変速機構を変速させる際のエンジン及びトルクコンバータの速度変化が抑制され、これらの慣性トルクによる変速ショックが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−３７４５５号公報
【特許文献２】特開平５−７９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バリエータの変速速度は副変速機構の変速速度に比べて遅く、協調変速に要する時間はバリエータの変速速度によって支配される。このため、協調変速時にスルー変速比が一定に維持されるようにバリエータを変速させていると協調変速に要する時間の設計自由度が低く、運転状態によって異なる変速応答要求に応えること難しい。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、協調変速に要する時間の設計自由度を高め、運転状態によって異なる変速応答要求に答えられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構と、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速手段と、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮手段と、を備えたことを特徴とする無段変速機が提供される。
【０００８】
また、本発明のある態様によれば、車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２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方法であって、前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速ステップと、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮ステップと、を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
これらの態様によれば、実スルー変速比がモード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは到達スルー変速比がＨｉｇｈ側に変更される。これにより、協調変速時のバリエータの変速比変化量が縮小されるので、協調変速に要する時間を短縮し、アップシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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】変速機コントローラの内部構成を示した図である。
【図３】変速マップの一例を示した図である。
【図４Ａ】変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムの内容を示したフローチャートである。
【図４Ｂ】変速機コントローラによって実行される変速制御プログラムの内容を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による変速動作を説明するための図である。
【図６】本発明の作用効果を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比である。
【００１２】
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。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、終減速装置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。
【００１３】
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とが設けられている。
【００１４】
変速機４は、ベルト式無段変速機構（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。あるいは、副変速機構３０はバリエータ２０の前段（入力軸側）に接続されていてもよい。
【００１５】
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。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の変速比が無段階に変化する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
入力インターフェース１２３には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰＯ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。）を検出する回転速度センサ４２の出力信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温ＴＭＰを検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号、車両が現在走行中の路面の勾配を検出する勾配センサ４６の出力信号などが入力される。
【００２０】
記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム（図４Ａ、図４Ｂ）、この変速制御プログラムで用いる変速マップ（図３）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を生成し、生成した変速制御信号を出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
図３は記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。変速機コントローラ１２は、この変速マップに基づき、車両の運転状態（この実施形態では車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯ）に応じて、バリエータ２０、副変速機構３０を制御する。
【００２３】
この変速マップでは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとにより定義される。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の変速比に副変速機構３０の変速比を掛け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、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＝０／８のときの変速線）のみが示されている。
【００２４】
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の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる低速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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の変速比を最Ｌｏｗ変速比にして得られる高速モード最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比を最Ｈｉｇｈ変速比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。
【００２５】
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のスルー変速比の範囲（図中、「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のスルー変速比の範囲（図中、「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。
【００２６】
また、この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変速比と等しい値に設定される。モード切換変速線をこのように設定するのは、バリエータ２０の変速比が小さいほど副変速機構３０への入力トルクが小さくなり、副変速機構３０を変速させる際の変速ショックを抑えられるからである。
【００２７】
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、スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）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は以下に説明する協調変速を行い、高速モード−低速モード間の切換えを行う。
【００２８】
協調変速では、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の変速比を副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する。このとき、副変速機構３０の変速比が実際に変化するイナーシャフェーズとバリエータ２０の変速比が変化する期間を同期させる。バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによる入力回転の変化が運転者に違和感を与えないようにするためである。
【００２９】
具体的には、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、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速に変更（１−２変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側に変更する。
【００３０】
逆に、変速機４の実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＨｉｇｈ側からＬｏｗ側に跨いで変化したときは、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速に変更（２−１変速）するとともに、バリエータ２０の変速比をＨｉｇｈ側に変更する。
【００３１】
ところで、バリエータ２０の変速速度は副変速機構３０に比べて遅いため、協調変速に要する時間はバリエータ２０の変速速度によって支配される。このため、協調変速時に実スルー変速比Ｒａｔｉｏが一定に維持されるようにバリエータ２０を変速させていると協調変速に要する時間の設計自由度が低く、運転状態によって異なる変速応答要求に応えることが難しい。
【００３２】
そこで、変速機コントローラ１２は、高い変速応答が要求される状況では、協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量を縮小することにより、協調変速に要する時間を短縮し、変速応答性を向上させる。
【００３３】
図４Ａ、図４Ｂは変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納される変速制御プログラムの一例を示している。これを参照しながら、変速機コントローラ１２が実行する変速制御の具体的内容について説明する。
【００３４】
Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づき、副変速機構３０の変速段が１速、かつ、変速機４の変速応答向上が要求されているか判定する。変速機コントローラ１２は、以下に示す条件（１）〜（３）のうち、少なくとも一つが成立した場合に、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定する。
【００３５】
（１）アクセル開度ＡＰＯが所定の高開度（例えば、ＡＰＯ＝６／８）よりも大きく、車両が加速中である。
【００３６】
（２）現在走行中の路面の勾配が所定の高勾配（例えば、５％）よりも大きく、車両が登坂走行中である。
【００３７】
（３）変速機４の油温ＴＭＰが所定の高温度（例えば、８０℃）よりも高く、あるいは、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素３２〜３４の温度が許容上限温度（例えば、焼損温度に対して余裕を持たせた所定の高温度）よりも高く、摩擦締結要素３２〜３４の発熱量を抑える必要がある。
【００３８】
なお、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定する条件は、ここに示した条件に限定されず、必要に応じて、他の条件（例えば、車両がスポーツモード、マニュアルモードで走行中）を追加してもよい。
【００３９】
副変速機構３０の変速段が１速、かつ、変速機４の変速応答向上が要求されていると判定された場合は処理が図４ＢのＳ２２に進み、そうでない場合は処理がＳ１２に進む。
【００４０】
Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、図３に示した変速マップから、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯに対応する値を検索し、これを到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶとして設定する。到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯにおいて達成すべきプライマリ回転速度であり、プライマリ回転速度の定常的な目標値である。
【００４１】
Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを車速ＶＳＰ、終減速装置６の終減速比ｆＲａｔｉｏで割って、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを演算する。到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯで達成すべきスルー変速比であり、スルー変速比の定常的な目標値である。
【００４２】
Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを、変速開始時の値から到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで所定の過渡応答で変化させるための目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定する。目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は、スルー変速比の過渡的な目標値である。所定の過渡応答は、例えば、一次遅れ応答であり、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０は到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに漸近するように設定される。なお、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは、現在の車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉに基づき、必要に応じてその都度演算される（以下、同じ）。
【００４３】
Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する。具体的には、変速機コントローラ１２は、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を副変速機構３０の変速比で割ってバリエータ２０の目標変速比ｖＲａｔｉｏ０を演算し、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏが目標変速比ｖＲａｔｉｏ０になるようバリエータ２０を制御する。これにより、実スルー変速比Ｒａｔｉｏは所定の過渡応答で到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに追従する。
【００４４】
Ｓ１６では、変速機コントローラ１２は、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切ったか、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したか判定する。肯定的な判定がなされたときは処理がＳ１７に進み、そうでない場合は処理がＳ１８に進む。
【００４５】
Ｓ１７では、変速機コントローラ１２は、協調変速を実行する。協調変速では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速（現在の変速段が１速であれば１−２変速、２速であれば２−１変速）を行うとともに、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更し、協調変速の前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じないようにする。
【００４６】
Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速が完了したか判定する。具体的には、変速機コントローラ１２は、実スルー変速比Ｒａｔｉｏと到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの偏差が所定値よりも小さくなったら変速完了と判定する。変速が完了したと判定されたら処理が終了し、そうでない場合は変速が完了したと判定されるまでＳ１４〜Ｓ１８の処理が繰り返される。
【００４７】
一方、処理がＳ１１から図４ＢのＳ２１に進んだ場合（副変速機構３０の変速段＝１速、かつ、高変速応答要求あり）は、変速機コントローラ１２は、低速モード用仮想変速線と高速モード用仮想変速線を設定する。低速モード用仮想変速線、高速モード用仮想変速線は、図５に示すように、それぞれ現在のアクセル開度ＡＰＯに対応する変速線（元となる変速線）のＬｏｗ側とＨｉｇｈ側に設定される。元となる変速線に対する低速モード用仮想変速線、高速モード用仮想変速線のずれ量は、後述する変速時間を短縮した協調変速を行った場合に生じる実スルー変速比Ｒａｔｉｏの段差によるエンジン１の回転速度変化が許容レベルに収まる範囲で設定される。
【００４８】
Ｓ２２では、変速機コントローラ１２は、変速線として低速モード用仮想変速線を選択する。
【００４９】
Ｓ２３では、変速機コントローラ１２は、低速用モード仮想変速線と現在の車速ＶＳＰに基づき、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを設定する。
【００５０】
Ｓ２４〜Ｓ２８では、Ｓ１３〜Ｓ１８と同様に、変速機コントローラ１２は、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏ、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０を設定し、実スルー変速比Ｒａｔｉｏを目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０に制御する処理を繰り返す。そして、この間に、変速機４の動作点がモード切換変速線を横切った、すなわち、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化したと判定されると、処理がＳ３１に進む。
【００５１】
Ｓ３１では、変速機コントローラ１２は、変速線として高速モード用仮想変速線を選択する（変速線の切換え）。
【００５２】
Ｓ３２〜Ｓ３４では、変速機コントローラ１２は、高速用モード仮想変速線と現在の車速ＶＳＰに基づき、到達プライマリ回転速度ＤｓｒＲＥＶを再設定し、これに基づき到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏの再演算、目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０の再設定を行う。
【００５３】
Ｓ３５では、変速機コントローラ１２は変速時間を短縮した協調変速を実行する。Ｓ３５で実行される協調変速では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の１−２変速を行うとともに、実スルー変速比ＲａｔｉｏがＳ３４で再設定された目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０となるように、バリエータ２０の実変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更させる。
【００５４】
Ｓ３１で変速線が低速モード用仮想変速線から高速モード用過仮想変速線に変更されたことで、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏ、及び、これに基づき演算される目標スルー変速比Ｒａｔｉｏ０がＨｉｇｈ側に変更されている。これにより、Ｓ３５で実行される協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量は縮小され、協調変速に要する時間はＳ１７で実行される協調変速に比べて短縮される。
【００５５】
協調変速が完了したら処理がＳ２８に進み、変速機コントローラ１２は、変速機４の変速完了を判定し、変速が完了していれば処理が終了する。処理が完了していなければ処理がＳ２５に戻り、変速機４の変速が完了するまでＳ２５〜Ｓ２８の処理が繰り返される。
【００５６】
続いて、上記変速制御を行うことによる作用効果について説明する。
【００５７】
上記変速制御によれば、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏを跨いで変化すると、副変速機構３０の変速段が変更されるとともにバリエータ２０の変速比が副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更される協調変速が実行される。このとき、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更される。
【００５８】
図５は、変速線が低速モード用仮想変速線から高速モード用仮想変速線に切り換えられることにより、変速線に沿って設定される到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更される様子を矢印で示している。変速線の変更により到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏがＨｉｇｈ側に変更されると、協調変速後にバリエータ２０が到達すべき変速比がＨｉｇｈ側に変更され、協調変速におけるバリエータ２０の変速比変化量は縮小される（∵この協調変速においてバリエータ２０はＬｏｗ側に変速）。バリエータ２０の変速比変化量が縮小されると、バリエータ２０の変速に要する時間が短縮され、協調変速に要する時間も短縮される。
【００５９】
図６は、通常の協調変速（比較例）と変速時間を短縮した協調変速（本発明適用例）を比較した図である。いずれも協調変速により副変速機構３０のイナーシャフェーズに同期させてバリエータ２０の変速比が変更されるが、本発明適用例では、バリエータ２０の変速比変化量の縮小される分、協調変速に要する時間が比較例に比べて短縮されている。
【００６０】
したがって、上記変速制御によれば、実スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときは、協調変速に要する時間が短縮され、ダウンシフトに比べ高い変速応答性が要求されるアップシフトにおける変速応答性を高めることができる（請求項１、６に対応する作用効果）。
【００６１】
加えて、モード切換時に、実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じるので、運転者に対し、副変速機構３０の変速が行われたことを意識させることができる。また、協調変速に要する時間を短縮が短縮されると、協調変速における副変速機構３０の摩擦締結要素３２〜３４の滑りが少なくなるので、摩擦締結要素３２〜３４の寿命を向上させることもできる。
【００６２】
なお、上記協調変速に要する時間の短縮は、変速機４の変速応答向上が要求されているときにのみ行うようにする。これにより、協調変速前後で実スルー変速比Ｒａｔｉｏに段差が生じることによるエンジン１の回転速度変化が運転者に違和感を与える頻度を減らすことができる（請求項２に対応する作用効果）。
【００６３】
変速機４の変速応答向上が要求される運転状態としては、例えば、加速時、登坂走行時、変速機４の油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度が高いときである。
【００６４】
加速時、登坂走行時に協調変速に要する時間を短縮し、変速機４の変速時間を短縮すれば、所望の加速性能、登坂性能を実現することができる（請求項３、４に対応する作用効果）。
【００６５】
また、変速機４の油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度が高いときに協調変速に要する時間を短縮し、変速機４の変速時間を短縮すれば、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素３２〜３４の滑りによる発熱量が抑えられ、油温ＴＭＰあるいは摩擦締結要素３２〜３４の温度を下げることができる（請求項５に対応する作用効果）。なお、摩擦締結要素３２〜３４の温度は締結・解放の履歴に基づき推定することができる。
【００６６】
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の一つ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。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、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が、モード切換変速線は、高速モード最Ｌｏｗ線上に重なるように、あるいは、高速モード最Ｌｏｗ線と低速モード最Ｈｉｇｈ線の間に設定されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、副変速機構３０は前進用の変速段として１速と２速の２段を有する変速機構としたが、副変速機構３０を前進用の変速段として３段以上の変速段を有する変速機構としても構わない。
【００６９】
また、副変速機構３０をラビニョウ型遊星歯車機構を用いて構成したが、このような構成に限定されない。例えば、副変速機構３０は、通常の遊星歯車機構と摩擦締結要素を組み合わせて構成してもよいし、あるいは、ギヤ比の異なる複数の歯車列で構成される複数の動力伝達経路と、これら動力伝達経路を切り換える摩擦締結要素とによって構成してもよい。
【００７０】
また、プーリ２１、２２の可動円錐板を軸方向に変位させるアクチュエータとして油圧シリンダ２３ａ、２３ｂを備えているが、アクチュエータは油圧で駆動されるものに限らず電気的に駆動されるものあってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
４…無段変速機
１１…油圧制御回路
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
２１…プライマリプーリ
２２…セカンダリプーリ
２３…Ｖベルト
３０…副変速機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、
変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、
前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構と、
前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、
前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、
前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速手段と、
前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮手段と、
を備えたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記車両の運転状態に基づき前記無段変速機の変速応答向上が要求されているか判定する変速応答向上要求判定手段を備え、
前記変速時間短縮手段は、前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定され、かつ、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記エンジンのアクセルペダルの開度が所定開度よりも大きいときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項２または３に記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記車両が登坂走行しているときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記無段変速機の油温あるいは前記副変速機構を構成する摩擦締結要素の温度が所定温度よりも高いときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２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方法であって、
前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、
前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、
前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速ステップと、
前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮ステップと、
を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【請求項１】
車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、
変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、
前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２変速段とを有する副変速機構と、
前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定手段と、
前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御手段と、
前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速手段と、
前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮手段と、
を備えたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記車両の運転状態に基づき前記無段変速機の変速応答向上が要求されているか判定する変速応答向上要求判定手段を備え、
前記変速時間短縮手段は、前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定され、かつ、前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項２に記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記エンジンのアクセルペダルの開度が所定開度よりも大きいときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項２または３に記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記車両が登坂走行しているときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
前記変速応答向上要求判定手段は、前記無段変速機の油温あるいは前記副変速機構を構成する摩擦締結要素の温度が所定温度よりも高いときに前記無段変速機の変速応答向上が要求されていると判定する、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項６】
車両に搭載され、エンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達する無段変速機であって、変速比を無段階に変更することができるベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ」という。）と、前記バリエータに対して直列に設けられ、前進用変速段として第１変速段と該第１変速段よりも変速比の小さな第２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方法であって、
前記車両の運転状態に基づき、該運転状態で達成すべき前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比（以下、「スルー変速比」という。）を到達スルー変速比として設定する到達スルー変速比設定ステップと、
前記スルー変速比の実際値（以下、「実スルー変速比」という。）が、前記到達スルー変速比に所定の過渡応答で追従するように前記バリエータの変速比及び前記副変速機構の変速段の少なくとも一方を制御する変速制御ステップと、
前記実スルー変速比が所定のモード切換変速比を跨いで変化したときに前記副変速機構の変速段を変更するとともに前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する協調変速ステップと、
前記実スルー変速比が前記モード切換変速比をＬｏｗ側からＨｉｇｈ側に跨いで変化したときに前記到達スルー変速比をＨｉｇｈ側に変更する変速時間短縮ステップと、
を含むことを特徴とする無段変速機の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３０１１６（Ｐ２０１０−２３０１１６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９６７６（Ｐ２００９−７９６７６）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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