無段変速機及びその制御方法
【課題】マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいて、副変速機構の高いダウンシフト応答性を実現すると共に、動力源の空吹きや変速ショックが生じないようにする。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、マニュアルモードが選択されており、副変速機構３０への入力トルクが正、かつ、副変速機構３０をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を低下させ、かつ、この低下量を入力トルクが大きいほど小さくする。
【解決手段】変速機コントローラ１２は、マニュアルモードが選択されており、副変速機構３０への入力トルクが正、かつ、副変速機構３０をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に副変速機構３０のＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を低下させ、かつ、この低下量を入力トルクが大きいほど小さくする。
【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】
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。
【０００３】
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（特許文献１）。
【０００４】
また、無段変速機において、マニュアルモードを備え、運転者によって選択される変速段に対応する変速比に無段変速機の変速比を制御する技術は公知である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−７９５５４号公報
【特許文献２】特開平２００２−２４３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
副変速機構付きＣＶＴにマニュアルモードを備えることも可能である。マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいては、スルー変速比が、運転者のシフト操作又はパドル操作によって選択された変速段に対応する変速比となるようにバリエータ及び副変速機構が制御される。選択された変速段によっては副変速機構の変速段が変更されるが、上記協調変速が行われれば変速ショックを抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、副変速機構への入力トルクが大きい時に運転者のシフト操作又はパドル操作を受けて副変速機構をダウンシフトさせると、通常の走行レンジでは副変速機構の変速が発生しない条件での副変速機構のダウンシフトとなるため、通常の協調制御を適用してしまうと、エンジンの空吹きや意図しない変速ショックが生じる可能性がある。
【０００８】
エンジンの空吹きは、副変速機構の変速速度が入力トルクに応じて速められる（∵解放側摩擦締結要素（変速で解放されることになる摩擦締結要素）の油圧の低下速度が速められる）のに対し、バリエータの変速速度はイナーシャ等の影響で副変速機構よりも遅くなるので、両者の協調が崩れるからである。また、変速ショックは、入力トルクが大きいほど副変速機構のイナーシャフェーズの進行が早まるので、締結側摩擦締結要素（変速で締結されることになる摩擦締結要素）への油圧供給が間に合わず、締結側摩擦締結要素が遅れて急締結するからである。
【０００９】
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、マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいて、副変速機構の高いダウンシフト応答性を実現すると共に、エンジンの空吹きや変速ショックが生じない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】
【００１０】
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、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、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、ことを特徴とする無段変速機が提供される。
【００１１】
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、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、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、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】
【００１２】
これらの態様によれば、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に入力トルクに応じて解放側摩擦締結要素の油圧が低下する。この結果、スルー変速比の変化が速やかに起こり、高いダウンシフト応答性が実現される。また、油圧の低下量は入力トルクが大きいほど小さいので、油圧を低下させすぎることによる動力源の吹け上がりや、逆に、低下が不十分であることによるスルー変速比の変化応答性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】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】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】パワーＯＮ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】パワーＯＮダウンシフト時の様子を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は第１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
なお、Ｌｏｗブレーキ３２の手前には、これらの摩擦締結要素が急締結することによるショックを防止するためのアキュムレータが設けられている。
【００２５】
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及び車速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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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（車両の運転状態）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
ただし、単にモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをしきい値としてモード切換え変速を行う構成では、スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏの近傍で変化する場合に副変速機構３０の変速が頻繁に行われ、変速ショックが繰り返し発生することによる運転性の低下や、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３）の耐久性の低下を招く可能性がある。
【００３５】
そこで、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のダウンシフトについては、アクセルペダルが大きく踏み込まれる等、大きな駆動力、例えば、副変速機構３０の変速段が２速のままでは達成できないような駆動力が必要とされる状況でのみ許可するようにし、副変速機構３０の変速頻度を下げるようにする。
【００３６】
これに対し、セレクトレバー操作又はパドル操作により運転者が任意の変速段を選択でき、選択された変速段（以下、「セレクト変速段」という。）に対応した変速比が実現されるよう変速機４の変速、すなわち、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速が行われるモード（以下、「マニュアルモード」という。）では、図４に示される変速マップが使用される。なお、以下の説明では、マニュアルモードにおける変速機４の変速段と副変速機構３０の変速段とを区別するために、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。
【００３７】
この例ではＭ１速からＭ７速の中から一つを選択することが可能になっている。副変速機構３０の１−２アップ線、２−１ダウン線は、オートモードにおけるモード切換変速線とは異なる位置に設定されており、１−２アップ線は低速モード最Ｈｉｇｈ線よりもＬｏｗ側かつＭ４速変速線とＭ５速変速線との間、２−１ダウン線は高速モード最Ｌｏｗ線よりもＨｉｇｈ側かつＭ３速変速線とＭ４速変速線との間に設定される。
【００３８】
変速段の選択は、セレクトレバー４５を操作することによって行うことができ（例えば、セレクトレバー４５を＋ゲートに操作するとシフトアップ、−ゲートに操作するとシフトダウン）、また、ステアリングに設けられたパドルスイッチ４８を操作することによっても行うことができる。
【００３９】
マニュアルモードにおいては、セレクト変速段が実現されるようバリエータ２０及び副変速機構３０が制御され、現変速段とセレクト変速段との組み合わせによっては副変速機構３０の変速を伴う。具体的には、変速前後で１−２アップ線又は２−１ダウン線を横切る場合に副変速機構３０の変速が行われる。特に、変速先がＭ１速又はＭ２速の場合は副変速機構３０の変速段が１速でないとこれら変速段に対応する変速比を実現できず、変速先がＭ６速又はＭ７速の場合は副変速機構３０の変速段が２速でないとこれら変速段の変速比を実現できないため、副変速機構３０の変速段が必要とされる変速段になっていないと副変速機構３０の変速が必ず行われる。
【００４０】
ところで、このように副変速機構３０の変速を伴う変速であっても、上記バリエータ２０を副変速機構３０の変速方向と逆の方向に変速させる協調変速が正しく行われれば、変速時のショックを緩和することが可能である。
【００４１】
しかしながら、副変速機構３０への入力トルクが大きい時に副変速機構３０のダウンシフトが行われてバリエータ２０と副変速機構３０との協調変速が行われる場合は、両者を協調させて変速させることが難しく、エンジン１の空吹きや変速ショックが発生する可能性がある。
【００４２】
これは、第１に、副変速機構３０の変速速度が副変速機構３０への入力トルクに応じて速められる（∵Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下速度が速められる）のに対し、バリエータ２０の変速速度はイナーシャ等の影響で副変速機構３０よりも遅くなるので、両者の協調が崩れるからである。第２に、副変速機構３０への入力トルクが大きいほど、副変速機構３０のイナーシャフェーズの進行が早まるので、Ｌｏｗブレーキ３２への油圧供給が間に合わず、Ｌｏｗブレーキ３２が遅れて急締結するからである。
【００４３】
そこで、本実施形態では、副変速機構３０への入力トルクが正で、副変速機構３０をダウンシフトさせる場合（以下、「パワーＯＮダウンシフト」という。）には、以下に説明する制御を行い、速やかなダウンシフトを実現しつつ、変速時のエンジン１の空吹き及び変速ショックを抑制する。
【００４４】
図５は、変速機コントローラ１２が実行する変速制御のうちパワーＯＮダウンシフト時の制御内容を示している。これを参照しながらパワーＯＮダウンシフト時の制御内容について詳しく説明する。なお、こ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ものである。
【００４５】
Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、変速機４がマニュアルモードか判断する。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断する。マニュアルモードと判断された場合は処理がＳ１２に進み、マニュアルモードでないと判断された場合は処理が終了する。
【００４６】
Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、パワーＯＮダウンシフトであるか判断する。例えば、副変速機構３０への入力トルクがゼロ以上であり、副変速機構３０の現在の変速段が２速であり、かつ、その時の車速ＶＳＰで変速比をセレクト変速段に対応する変速比まで変化させる場合に２−１ダウン線を跨ぐ場合又は運転点が図３のＡ領域に入る場合には、パワーＯＮダウンシフトと判断される。パワーＯＮダウンシフトと判断された場合は処理がＳ１３に進み、そうでない場合は処理が終了する。副変速機構３０への入力トルクは、例えば、エンジントルク、バリエータ２０の変速比、副変速機構３０の変速に伴うイナーシャトルク等に基づき演算される。
【００４７】
Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、パワーＯＮダウンシフトを開始する。具体的には、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を副変速機構３０への入力トルクに応じて低下させ、スルー変速比Ｒａｔｉｏを上昇させる（準備フェーズ）。このときのＨｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下量は、入力トルクが大きいほど小さくする。これにより、入力トルクの大小にかかわらず、スルー変速比Ｒａｔｉｏを到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに向けて短時間で変化させ、ダウンシフトの変速応答性を向上させる。パワーＯＮダウンシフトが既に実行中である場合は、パワーＯＮダウンシフトを継続し、処理がＳＩ４に進む。
【００４８】
Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速がイナーシャフェーズ中か判断する。イナーシャフェーズは副変速機構３０の変速比が実際に変化する期間であり、副変速機構３０は準備フェーズの後、速やかにイナーシャフェーズに移行する。イナーシャフェーズ中と判断された場合は処理がＳ１５に進み、そうでない場合は処理がＳ１８に進む。
【００４９】
Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップを起こしたか判断する。Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップを起こしたかの判断は、実イナーシャ進行率の変化率と目標イナーシャ進行率の変化率との比較により行われる。実イナーシャ進行率は、変速後に達成されるセカンダリ回転速度に対する実セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃの割合として定義され、目標イナーシャ進行率は変速後に達成されるセカンダリ回転速度に対するその時点での目標セカンダリ回転速度の割合として定義される。目標セカンダリ回転速度はイナーシャフェーズの目標時間（開始から終了までの時間間隔）によって決定される値である。
【００５０】
実イナーシャ進行率の変化率が目標イナーシャ進行率の変化率よりも大きい場合は、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップしていると判断され、処理がＳ１７に進み、そうでない場合は処理がＳ１６に進む。
【００５１】
Ｓ１６では、変速機コントローラ１２は、Ｓ１３で低下させたＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を維持し、スルー変速比Ｒａｔｉｏを到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで変化させる。
【００５２】
一方、Ｓ１７では、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を所定圧まで上昇させる。所定圧は、Ｈｉｇｈクラッチ３３はぎりぎりスリップする圧である。これにより、これにより、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが維持されるとともに、Ｈｉｇｈクラッチ３３が滑りすぎて実イナーシャ進行率が目標イナーシャ進行率に対して先行しすぎる、すなわち、Ｈｉｇｈクラッチ３３が滑ってエンジン１が吹け上がるのが防止される。
【００５３】
副変速機構３０の変速比が１速段に対応する変速比まで変化し、イナーシャフェーズが終了すると、処理がＳ１４からＳ１８に進む。
【００５４】
Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、トルクフェーズ移行直後か判断する。トルクフェーズは、トルクの伝達を受け持つ摩擦締結要素が切り換えられるフェーズであり、トルクフェーズへの移行直後かは、副変速機構３０の変速が完了したに基づき判断することができる。トルクフェーズ移行直後と判断された場合は処理がＳ１９に進み、そうでない場合は処理がＳ２０に進む。
【００５５】
Ｓ１９では、変速機コントローラ１２は、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をステップ的に上昇させる。これは、Ｌｏｗブレーキ３２の手前にアキュムレータが設けられており、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をランプ状に上昇させていたのではＬｏｗブレーキ３２の油圧の上昇が遅れてしまうからである。Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をステップ的に上昇させることにより、アキュムレータの影響を少なくし、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を遅れなく上昇させることが可能となる。
【００５６】
Ｓ２０では、変速機コントローラ１２は、通常のダウンシフト制御を実行する。すなわち、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を徐々に低下させるとともにＬｏｗブレーキ３２の油圧をランプ状に上昇させ、トルクの伝達を受け持つ摩擦締結要素をＨｉｇｈクラッチ３３からＬｏｗブレーキ３２に切り換える（トルクフェーズ）。そして、Ｌｏｗブレーキ３２を介してトルクが伝達されるようになったら、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧をゼロにしてＨｉｇｈクラッチ３３を完全解放すると共に、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を入力トルクに応じた値まで上昇させて、Ｌｏｗブレーキ３２を完全締結する（終了フェーズ）。
【００５７】
図６は、パワーＯＮダウンシフトの様子を示している。これを参照しながら上記制御を行うことによる作用効果について説明する。
【００５８】
時刻ｔ１でセレクトレバー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Ｍ３速からＭ２速に変更されると、まず、副変速機構４への入力トルクに応じてＨｉｇｈクラッチ３３の油圧が下げられ、スルー変速比Ｒａｔｉｏが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに向けて高められる（時刻ｔ１〜ｔ２）。スルー変速比Ｒａｔｉｏの変化はセレクトレバー４５又はパドルスイッチ４８の操作後、速やかに起こり、これによって、高いダウンシフト応答性が実現される。また、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下量は、入力トルクが大きいほど小さく設定されるので、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を低下させすぎることによるエンジン１の吹け上がり、逆に、低下が不十分でスルー変速比Ｒａｔｉｏがなかなか変化しないことによる停滞感を防止することができる（請求項１、５に記載の発明に対応する効果）。
【００５９】
時刻ｔ３で、実イナーシャ進行率の変化率が目標イナーシャ進行率の変化率を超えるとＨｉｇｈクラッチ３３がスリップし始めたと判断され、これを受けてＨｉｇｈクラッチ３３の油圧が、Ｈｉｇｈクラッチ３３がぎりぎりスリップする圧まで高められ、スルー変速比Ｒａｔｉｏが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに維持される。これにより、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップし過ぎてエンジン１が吹け上がるのが防止される（請求項２に記載の発明に対応する効果）。
【００６０】
時刻ｔ４でトルクフェーズに移行すると、そのタイミングでＬｏｗブレーキ３２の油圧がステップ的に高められる。これにより、トルクフェーズにおけるＬｏｗブレーキ３２の油圧の立ち上がりが速められ、Ｌｏｗブレーキ３２の締結が遅れることによるエンジン１の吹け上がり及び変速ショックを防止することができる（請求項３に記載の発明に対応する効果）。
【００６１】
時刻ｔ５〜ｔ６では、終了フェーズが実施され、パワーＯＮダウンシフトは終了する。
【００６２】
このように、本実施形態にかかるパワーＯＮダウンシフト時の変速制御によれば、エンジン１の吹け上がり及び変速ショックを抑制しつつ、高いダウンシフト応答性を実現することが可能である。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、上記パワーＯＮダウンシフト制御によれば、エンジン１の吹け上がり及び変速ショックを積極的に抑えることができるので、イナーシャフェーズの目標時間をオートモードよりも短くすることが可能であり、これによってさらに高いダウンシフト応答性を実現することができる（請求項４に記載の発明に対応する効果）。
【００６５】
また、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。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
４…無段変速機
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
３０…副変速機構
３２…Ｌｏｗブレーキ（締結側摩擦締結要素）
３３…Ｈｉｇｈクラッチ（解放側摩擦締結要素）
【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】
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。
【０００３】
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（特許文献１）。
【０００４】
また、無段変速機において、マニュアルモードを備え、運転者によって選択される変速段に対応する変速比に無段変速機の変速比を制御する技術は公知である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−７９５５４号公報
【特許文献２】特開平２００２−２４３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
副変速機構付きＣＶＴにマニュアルモードを備えることも可能である。マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいては、スルー変速比が、運転者のシフト操作又はパドル操作によって選択された変速段に対応する変速比となるようにバリエータ及び副変速機構が制御される。選択された変速段によっては副変速機構の変速段が変更されるが、上記協調変速が行われれば変速ショックを抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、副変速機構への入力トルクが大きい時に運転者のシフト操作又はパドル操作を受けて副変速機構をダウンシフトさせると、通常の走行レンジでは副変速機構の変速が発生しない条件での副変速機構のダウンシフトとなるため、通常の協調制御を適用してしまうと、エンジンの空吹きや意図しない変速ショックが生じる可能性がある。
【０００８】
エンジンの空吹きは、副変速機構の変速速度が入力トルクに応じて速められる（∵解放側摩擦締結要素（変速で解放されることになる摩擦締結要素）の油圧の低下速度が速められる）のに対し、バリエータの変速速度はイナーシャ等の影響で副変速機構よりも遅くなるので、両者の協調が崩れるからである。また、変速ショックは、入力トルクが大きいほど副変速機構のイナーシャフェーズの進行が早まるので、締結側摩擦締結要素（変速で締結されることになる摩擦締結要素）への油圧供給が間に合わず、締結側摩擦締結要素が遅れて急締結するからである。
【０００９】
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、マニュアルモードを備えた副変速機構付きＣＶＴにおいて、副変速機構の高いダウンシフト応答性を実現すると共に、エンジンの空吹きや変速ショックが生じない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】
【００１０】
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、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、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、を備え、前記変速制御手段は、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、ことを特徴とする無段変速機が提供される。
【００１１】
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、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、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、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】
【００１２】
これらの態様によれば、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に入力トルクに応じて解放側摩擦締結要素の油圧が低下する。この結果、スルー変速比の変化が速やかに起こり、高いダウンシフト応答性が実現される。また、油圧の低下量は入力トルクが大きいほど小さいので、油圧を低下させすぎることによる動力源の吹け上がりや、逆に、低下が不十分であることによるスルー変速比の変化応答性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】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】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】パワーＯＮ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】パワーＯＮダウンシフト時の様子を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は第１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
なお、Ｌｏｗブレーキ３２の手前には、これらの摩擦締結要素が急締結することによるショックを防止するためのアキュムレータが設けられている。
【００２５】
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及び車速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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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（車両の運転状態）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
ただし、単にモード切換変速比ｍＲａｔｉｏをしきい値としてモード切換え変速を行う構成では、スルー変速比Ｒａｔｉｏがモード切換変速比ｍＲａｔｉｏの近傍で変化する場合に副変速機構３０の変速が頻繁に行われ、変速ショックが繰り返し発生することによる運転性の低下や、副変速機構３０を構成する摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３）の耐久性の低下を招く可能性がある。
【００３５】
そこで、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のダウンシフトについては、アクセルペダルが大きく踏み込まれる等、大きな駆動力、例えば、副変速機構３０の変速段が２速のままでは達成できないような駆動力が必要とされる状況でのみ許可するようにし、副変速機構３０の変速頻度を下げるようにする。
【００３６】
これに対し、セレクトレバー操作又はパドル操作により運転者が任意の変速段を選択でき、選択された変速段（以下、「セレクト変速段」という。）に対応した変速比が実現されるよう変速機４の変速、すなわち、バリエータ２０及び副変速機構３０の変速が行われるモード（以下、「マニュアルモード」という。）では、図４に示される変速マップが使用される。なお、以下の説明では、マニュアルモードにおける変速機４の変速段と副変速機構３０の変速段とを区別するために、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。
【００３７】
この例ではＭ１速からＭ７速の中から一つを選択することが可能になっている。副変速機構３０の１−２アップ線、２−１ダウン線は、オートモードにおけるモード切換変速線とは異なる位置に設定されており、１−２アップ線は低速モード最Ｈｉｇｈ線よりもＬｏｗ側かつＭ４速変速線とＭ５速変速線との間、２−１ダウン線は高速モード最Ｌｏｗ線よりもＨｉｇｈ側かつＭ３速変速線とＭ４速変速線との間に設定される。
【００３８】
変速段の選択は、セレクトレバー４５を操作することによって行うことができ（例えば、セレクトレバー４５を＋ゲートに操作するとシフトアップ、−ゲートに操作するとシフトダウン）、また、ステアリングに設けられたパドルスイッチ４８を操作することによっても行うことができる。
【００３９】
マニュアルモードにおいては、セレクト変速段が実現されるようバリエータ２０及び副変速機構３０が制御され、現変速段とセレクト変速段との組み合わせによっては副変速機構３０の変速を伴う。具体的には、変速前後で１−２アップ線又は２−１ダウン線を横切る場合に副変速機構３０の変速が行われる。特に、変速先がＭ１速又はＭ２速の場合は副変速機構３０の変速段が１速でないとこれら変速段に対応する変速比を実現できず、変速先がＭ６速又はＭ７速の場合は副変速機構３０の変速段が２速でないとこれら変速段の変速比を実現できないため、副変速機構３０の変速段が必要とされる変速段になっていないと副変速機構３０の変速が必ず行われる。
【００４０】
ところで、このように副変速機構３０の変速を伴う変速であっても、上記バリエータ２０を副変速機構３０の変速方向と逆の方向に変速させる協調変速が正しく行われれば、変速時のショックを緩和することが可能である。
【００４１】
しかしながら、副変速機構３０への入力トルクが大きい時に副変速機構３０のダウンシフトが行われてバリエータ２０と副変速機構３０との協調変速が行われる場合は、両者を協調させて変速させることが難しく、エンジン１の空吹きや変速ショックが発生する可能性がある。
【００４２】
これは、第１に、副変速機構３０の変速速度が副変速機構３０への入力トルクに応じて速められる（∵Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下速度が速められる）のに対し、バリエータ２０の変速速度はイナーシャ等の影響で副変速機構３０よりも遅くなるので、両者の協調が崩れるからである。第２に、副変速機構３０への入力トルクが大きいほど、副変速機構３０のイナーシャフェーズの進行が早まるので、Ｌｏｗブレーキ３２への油圧供給が間に合わず、Ｌｏｗブレーキ３２が遅れて急締結するからである。
【００４３】
そこで、本実施形態では、副変速機構３０への入力トルクが正で、副変速機構３０をダウンシフトさせる場合（以下、「パワーＯＮダウンシフト」という。）には、以下に説明する制御を行い、速やかなダウンシフトを実現しつつ、変速時のエンジン１の空吹き及び変速ショックを抑制する。
【００４４】
図５は、変速機コントローラ１２が実行する変速制御のうちパワーＯＮダウンシフト時の制御内容を示している。これを参照しながらパワーＯＮダウンシフト時の制御内容について詳しく説明する。なお、こ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ものである。
【００４５】
Ｓ１１では、変速機コントローラ１２は、変速機４がマニュアルモードか判断する。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断する。マニュアルモードと判断された場合は処理がＳ１２に進み、マニュアルモードでないと判断された場合は処理が終了する。
【００４６】
Ｓ１２では、変速機コントローラ１２は、パワーＯＮダウンシフトであるか判断する。例えば、副変速機構３０への入力トルクがゼロ以上であり、副変速機構３０の現在の変速段が２速であり、かつ、その時の車速ＶＳＰで変速比をセレクト変速段に対応する変速比まで変化させる場合に２−１ダウン線を跨ぐ場合又は運転点が図３のＡ領域に入る場合には、パワーＯＮダウンシフトと判断される。パワーＯＮダウンシフトと判断された場合は処理がＳ１３に進み、そうでない場合は処理が終了する。副変速機構３０への入力トルクは、例えば、エンジントルク、バリエータ２０の変速比、副変速機構３０の変速に伴うイナーシャトルク等に基づき演算される。
【００４７】
Ｓ１３では、変速機コントローラ１２は、パワーＯＮダウンシフトを開始する。具体的には、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を副変速機構３０への入力トルクに応じて低下させ、スルー変速比Ｒａｔｉｏを上昇させる（準備フェーズ）。このときのＨｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下量は、入力トルクが大きいほど小さくする。これにより、入力トルクの大小にかかわらず、スルー変速比Ｒａｔｉｏを到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに向けて短時間で変化させ、ダウンシフトの変速応答性を向上させる。パワーＯＮダウンシフトが既に実行中である場合は、パワーＯＮダウンシフトを継続し、処理がＳＩ４に進む。
【００４８】
Ｓ１４では、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速がイナーシャフェーズ中か判断する。イナーシャフェーズは副変速機構３０の変速比が実際に変化する期間であり、副変速機構３０は準備フェーズの後、速やかにイナーシャフェーズに移行する。イナーシャフェーズ中と判断された場合は処理がＳ１５に進み、そうでない場合は処理がＳ１８に進む。
【００４９】
Ｓ１５では、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップを起こしたか判断する。Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップを起こしたかの判断は、実イナーシャ進行率の変化率と目標イナーシャ進行率の変化率との比較により行われる。実イナーシャ進行率は、変速後に達成されるセカンダリ回転速度に対する実セカンダリ回転速度Ｎｓｅｃの割合として定義され、目標イナーシャ進行率は変速後に達成されるセカンダリ回転速度に対するその時点での目標セカンダリ回転速度の割合として定義される。目標セカンダリ回転速度はイナーシャフェーズの目標時間（開始から終了までの時間間隔）によって決定される値である。
【００５０】
実イナーシャ進行率の変化率が目標イナーシャ進行率の変化率よりも大きい場合は、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップしていると判断され、処理がＳ１７に進み、そうでない場合は処理がＳ１６に進む。
【００５１】
Ｓ１６では、変速機コントローラ１２は、Ｓ１３で低下させたＨｉｇｈクラッチ３３の油圧を維持し、スルー変速比Ｒａｔｉｏを到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏまで変化させる。
【００５２】
一方、Ｓ１７では、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を所定圧まで上昇させる。所定圧は、Ｈｉｇｈクラッチ３３はぎりぎりスリップする圧である。これにより、これにより、到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏが維持されるとともに、Ｈｉｇｈクラッチ３３が滑りすぎて実イナーシャ進行率が目標イナーシャ進行率に対して先行しすぎる、すなわち、Ｈｉｇｈクラッチ３３が滑ってエンジン１が吹け上がるのが防止される。
【００５３】
副変速機構３０の変速比が１速段に対応する変速比まで変化し、イナーシャフェーズが終了すると、処理がＳ１４からＳ１８に進む。
【００５４】
Ｓ１８では、変速機コントローラ１２は、トルクフェーズ移行直後か判断する。トルクフェーズは、トルクの伝達を受け持つ摩擦締結要素が切り換えられるフェーズであり、トルクフェーズへの移行直後かは、副変速機構３０の変速が完了したに基づき判断することができる。トルクフェーズ移行直後と判断された場合は処理がＳ１９に進み、そうでない場合は処理がＳ２０に進む。
【００５５】
Ｓ１９では、変速機コントローラ１２は、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をステップ的に上昇させる。これは、Ｌｏｗブレーキ３２の手前にアキュムレータが設けられており、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をランプ状に上昇させていたのではＬｏｗブレーキ３２の油圧の上昇が遅れてしまうからである。Ｌｏｗブレーキ３２の油圧をステップ的に上昇させることにより、アキュムレータの影響を少なくし、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を遅れなく上昇させることが可能となる。
【００５６】
Ｓ２０では、変速機コントローラ１２は、通常のダウンシフト制御を実行する。すなわち、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を徐々に低下させるとともにＬｏｗブレーキ３２の油圧をランプ状に上昇させ、トルクの伝達を受け持つ摩擦締結要素をＨｉｇｈクラッチ３３からＬｏｗブレーキ３２に切り換える（トルクフェーズ）。そして、Ｌｏｗブレーキ３２を介してトルクが伝達されるようになったら、変速機コントローラ１２は、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧をゼロにしてＨｉｇｈクラッチ３３を完全解放すると共に、Ｌｏｗブレーキ３２の油圧を入力トルクに応じた値まで上昇させて、Ｌｏｗブレーキ３２を完全締結する（終了フェーズ）。
【００５７】
図６は、パワーＯＮダウンシフトの様子を示している。これを参照しながら上記制御を行うことによる作用効果について説明する。
【００５８】
時刻ｔ１でセレクトレバー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Ｍ３速からＭ２速に変更されると、まず、副変速機構４への入力トルクに応じてＨｉｇｈクラッチ３３の油圧が下げられ、スルー変速比Ｒａｔｉｏが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに向けて高められる（時刻ｔ１〜ｔ２）。スルー変速比Ｒａｔｉｏの変化はセレクトレバー４５又はパドルスイッチ４８の操作後、速やかに起こり、これによって、高いダウンシフト応答性が実現される。また、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧の低下量は、入力トルクが大きいほど小さく設定されるので、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を低下させすぎることによるエンジン１の吹け上がり、逆に、低下が不十分でスルー変速比Ｒａｔｉｏがなかなか変化しないことによる停滞感を防止することができる（請求項１、５に記載の発明に対応する効果）。
【００５９】
時刻ｔ３で、実イナーシャ進行率の変化率が目標イナーシャ進行率の変化率を超えるとＨｉｇｈクラッチ３３がスリップし始めたと判断され、これを受けてＨｉｇｈクラッチ３３の油圧が、Ｈｉｇｈクラッチ３３がぎりぎりスリップする圧まで高められ、スルー変速比Ｒａｔｉｏが到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏに維持される。これにより、Ｈｉｇｈクラッチ３３がスリップし過ぎてエンジン１が吹け上がるのが防止される（請求項２に記載の発明に対応する効果）。
【００６０】
時刻ｔ４でトルクフェーズに移行すると、そのタイミングでＬｏｗブレーキ３２の油圧がステップ的に高められる。これにより、トルクフェーズにおけるＬｏｗブレーキ３２の油圧の立ち上がりが速められ、Ｌｏｗブレーキ３２の締結が遅れることによるエンジン１の吹け上がり及び変速ショックを防止することができる（請求項３に記載の発明に対応する効果）。
【００６１】
時刻ｔ５〜ｔ６では、終了フェーズが実施され、パワーＯＮダウンシフトは終了する。
【００６２】
このように、本実施形態にかかるパワーＯＮダウンシフト時の変速制御によれば、エンジン１の吹け上がり及び変速ショックを抑制しつつ、高いダウンシフト応答性を実現することが可能である。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、上記パワーＯＮダウンシフト制御によれば、エンジン１の吹け上がり及び変速ショックを積極的に抑えることができるので、イナーシャフェーズの目標時間をオートモードよりも短くすることが可能であり、これによってさらに高いダウンシフト応答性を実現することができる（請求項４に記載の発明に対応する効果）。
【００６５】
また、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。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
４…無段変速機
１２…変速機コントローラ
２０…バリエータ
３０…副変速機構
３２…Ｌｏｗブレーキ（締結側摩擦締結要素）
３３…Ｈｉｇｈクラッチ（解放側摩擦締結要素）
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、
を備え、
前記変速制御手段は、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、
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、
前記変速制御手段は、前記副変速機構のイナーシャフェーズ中に、前記解放側摩擦締結要素の油圧を低下させたことによる前記解放側摩擦締結要素のスリップが発生した場合は、前記解放側摩擦締結要素の油圧を上昇させる、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無段変速機であって、
前記変速制御手段は、前記副変速機構の前記イナーシャフェーズが終了しトルクフェーズが開始した時に前記副変速機構の締結側摩擦締結要素の油圧をステップ的に上昇させる、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
前記変速制御手段は、前記マニュアルモードにおける前記イナーシャフェーズの目標時間を前記オートモードに比べて短く設定した、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
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、
前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、
前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、
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、
前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択可能な変速制御手段と、
を備え、
前記変速制御手段は、前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、
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、
前記変速制御手段は、前記副変速機構のイナーシャフェーズ中に、前記解放側摩擦締結要素の油圧を低下させたことによる前記解放側摩擦締結要素のスリップが発生した場合は、前記解放側摩擦締結要素の油圧を上昇させる、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無段変速機であって、
前記変速制御手段は、前記副変速機構の前記イナーシャフェーズが終了しトルクフェーズが開始した時に前記副変速機構の締結側摩擦締結要素の油圧をステップ的に上昇させる、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機であって、
前記変速制御手段は、前記マニュアルモードにおける前記イナーシャフェーズの目標時間を前記オートモードに比べて短く設定した、
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項５】
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、
前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比の目標値である到達スルー変速比を前記車両の運転状態に基づき設定し前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するオートモード、及び、運転者からの入力操作に基づき前記無段変速機の変速段を選択し、前記到達スルー変速比を前記選択された変速段に基づき設定し、前記到達スルー変速比が実現されるように前記バリエータ及び前記副変速機構を制御するマニュアルモードのいずれかを選択し、
前記マニュアルモードが選択されており、前記副変速機構への入力トルクが正、かつ、前記副変速機構をダウンシフトさせる場合には、変速開始時に前記副変速機構の解放側摩擦締結要素の油圧を低下させ、かつ、この低下量を前記入力トルクが大きいほど小さくする、
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４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５７６９７（Ｐ２０１２−５７６９７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００８２７（Ｐ２０１０−２００８２７）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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