無段変速機及び変速制御方法
【課題】勾配路を走行中にも車両の駆動力を確保できる無段変速機を提供する。
【解決手段】変速制御部（１２）は、車両が急勾配路を走行している場合に、副変速機構（３０）をアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、勾配路アップシフト禁止手段により副変速機構（３０）のアップシフトが禁止されているときに、車両が所定の走行状態で走行している場合は、副変速機構（３０）をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、スルー変速比が変化しないようにバリエータ（２０）の変速比を副変速機構（３０）の変速比の変化に対応して変化させながら副変速機構（３０）の変速を実行する。
【解決手段】変速制御部（１２）は、車両が急勾配路を走行している場合に、副変速機構（３０）をアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、勾配路アップシフト禁止手段により副変速機構（３０）のアップシフトが禁止されているときに、車両が所定の走行状態で走行している場合は、副変速機構（３０）をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、スルー変速比が変化しないようにバリエータ（２０）の変速比を副変速機構（３０）の変速比の変化に対応して変化させながら副変速機構（３０）の変速を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副変速機を備える無段変速機における勾配路走行中の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機構（バリエータ）と複数の前進ギヤ段に選択的に切り換えられる副変速機構とを有する無断変速機が知られている。このような変速機では、バリエータのみにより構成される無段変速機と比較して、副変速機構により変速領域を拡大することができるので、エンジンの効率を向上させて燃費を向上させることができる。
【０００３】
このような変速機において、副変速機構の変速を伴う変速を行う場合は、副変速機構の変速が開始されたときに、バリエータを副変速機構の変速方向と逆側に変速させる。これにより変速前後での変速機全体の変速比が変化せず、エンジンの回転速度の変化が抑制されるので、変速ショックを抑制することができる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、変速機において、登坂路など勾配路を走行中などエンジン出力に対して走行抵抗が大きい場合は、シフトビジーの防止や駆動力の確保のためアップシフトを禁止する変速機が知られている（特許文献２参照）。
【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】特開昭６２−２１６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の従来技術のように、勾配路を走行中など、エンジン出力に対して走行抵抗が大きい場合には、変速機のアップシフトを禁止することによって変速機の変速比をＨｉｇｈ側への変速を規制することによって必要な駆動力を確保する。このような技術は、有段変速機であっても無段変速機であっても同様に用いられている。
【０００７】
ところで、バリエータと副変速機構とを協調変速させながら変速する副変速機構付き無段変速機では、副変速機構のＬｏｗ側とＨｉｇｈ側とで、同一のスルー変速比を達成できる領域（Ｂ領域）がある。この領域での走行中であっても、勾配路走行時の駆動力を確保するために副変速機構をＬｏｗ側の変速比に固定すると、、スルー変速比が同一であるため、副変速機構がＨｉｇｈ側の状態と比べてバリエータがよりＨｉｇｈ側の領域となる。一般的に勾配路では平坦路と比べて車両減速時の減速度が大きくなるため、同一速度から停車までの時間が短くなる。このような状態でバリエータの変速比がＨｉｇｈ側にあるときに停車した場合には、Ｌｏｗ側への変速が間に合わずＨｉｇｈ側の変速比で停止する場合がある。
【０００８】
このような状況では車両の再発進時に駆動力が不足して運転性が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、バリエータと副変速機構を備える無段変速機において、勾配路を走行中に車両の駆動力を確保しつつ、勾配路で停車するような場合であっても再発進時の駆動力を得ることができる無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によると、車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速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バリエータと、バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって変速比を切り替え可能な有段の副変速機構と、車両の運転状態に基づいてエンジン目標到回転速度を算出し、算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、バリエータの変速比及び副変速機構の変速段の少なくとも一方を変更して、バリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で到達スルー変速比に追従させる変速制御部と、を備え、変速制御部は、車両が勾配路を走行している場合に、副変速機構のアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、勾配路アップシフト禁止手段により副変速機構のアップシフトが禁止されたときに、車両が所定の走行状態で走行している場合には、副変速機構をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、スルー変速比が変化しないようにバリエータの変速比を副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら副変速機構の変速を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、車両が勾配路を走行して副変速機構のアップシフトが禁止された状態であっても、所定の走行状態での走行時では、スルー変速比が変化しないように副変速機構をアップシフトさせるので、バリエータをよりＬｏｗ側の変速比とすることができ、車両の駆動力を確保しつつ、勾配路での停車時におけるバリエータのＬｏｗ戻り性を向上させるので、運転性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の変速機コントローラの構成の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態の変速マップの一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態の勾配路走行時の変速制御のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の本実施形態の勾配路における変速制御を示す説明図である
【図６】本発明の実施形態の目標到達プライマリ回転速度の上昇を行うマップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は本実施形態の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。）を検出する回転速度センサ４２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、車体の進行方向の傾きを検出する勾配センサ５０の出力信号などが入力される。
【００２１】
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）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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（副変速機構３０の１−２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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速に変更（以下、「１−２変速」という。）するとともに、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速に変更（以下、「２−１変速」という。）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変化させる。
【００３１】
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。
【００３２】
また、この変速マップに従えば、車両が停車する際、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｌｏｗ変速比となり、また、副変速機構３０の変速段は１速となる。
【００３３】
次に、車両が勾配路を走行時の制御を説明する。
【００３４】
変速機コントローラ１２は、車両が登坂路などの勾配路を走行中である場合に、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードへと禁止する勾配路アップシフト禁止制御を行う。
【００３５】
具体的には、変速機コントローラ１２は、勾配センサ５０から取得した信号によって走行中の路面の勾配を取得する。なお、路面の勾配は、勾配センサ５０のみによって取得してもよいし、現在のスルー変速比Ｒａｔｉｏから予測される車速と実際の車速ＶＳＰとを比較して路面勾配を推定してもよい。これら両者の組み合わせによって路面の勾配を推定してもよい。
【００３６】
変速機コントローラ１２は、取得した路面の勾配が０よりも大きく、車両が勾配路を走行中であると判定した場合は、副変速機構３０のアップシフトを禁止する。具体的には、副変速機構３０がＬｏｗモードである場合には、Ｈｉｇｈモードへの変速を禁止する。副変速機構３０をよりＬｏｗ側で使用することによって、副変速機構３０がＨｉｇｈ側である場合と比較してエンジン１のトルクを上昇させやすくして、勾配路における駆動力を確保することができる。
【００３７】
一方で、勾配路を走行時に副変速機構３０のアップシフトを禁止し、Ｌｏｗモードで走行中の場合であって、現在の変速点がＢ領域での走行中の場合のバリエータ２０の変速比は、副変速機構３０がＨｉｇｈモードである場合と比較して変速比がＨｉｇｈ側となっている。
【００３８】
このような状態で車両がコースト状態から停車に至る場合は、バリエータ２０が最Ｌｏｗへと変速するＬｏｗ戻り性が悪化し、最Ｌｏｗに至る前に停車する可能性がある。バリエータ２０が最Ｌｏｗとならない場合はその後の再発進時の駆動力が低下するという問題が発生する。特に、勾配路では平坦路の減速時に比べて車両の減速度が大きくなり、車両停止までの時間が短くなるため、バリエータのＬｏｗ戻り性が悪化する。
【００３９】
このような状況からの再発進時においては、発進時の駆動力の不足に伴って運転者がアクセルを踏み増しすることによって、燃料消費量の悪化が懸念される。
【００４０】
そこで、勾配路を走行中であって、所定の走行状態での走行中の場合には、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側の変速比としてＬｏｗ戻り性の悪化を抑制することが望ましい。
【００４１】
本実施形態では、次のような勾配路アップシフト制御を実行することによって、勾配路を走行時のバリエータ２０のＬｏｗ戻り性の悪化を抑制して、車両が勾配路で急停車してからの再発進時であっても発進時の駆動力を確保することができるように構成した。
【００４２】
図４は、本実施形態の変速機コントローラ１２が実行する、勾配路を走行時の勾配路アップシフト制御のフローチャートである。なお、本フローチャートの処理は変速機コントローラ１２において所定間隔（例えば１０ｍｓ）で実行される。
【００４３】
変速機コントローラ１２は、現在の車両の状態（車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ等）から変速比を決定するために、まず到達目標プライマリ回転速度を算出する（Ｓ１０１）。到達目標プライマリ回転速度は、図３の変速マップにおける現在の変速点からの目標値となる変速点に対応するプライマリ回転速度Ｎｐｒｉである。プライマリ回転速度Ｎｐｒｉは、トルクコンバータ２がロックアップ状態である場合は、エンジン１の回転速度とほぼ等しい。
【００４４】
次に、算出した到達目標プライマリ回転速度に基づいて、変速機４の到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを決定する（Ｓ１０２）。
【００４５】
次に、変速機コントローラ１２は、勾配センサ５０等から取得した走行中の路面の勾配から勾配路か否かを判定して、勾配路であった場合に副変速機構３０のアップシフトを禁止するか否かを判定する（Ｓ１０３）。勾配路でなく副変速機構３０のアップシフトを許容する状態である場合には、本フローチャートによる処理を終了する。
【００４６】
勾配路であって副変速機構３０のアップシフトを禁止すると判定した場合は、ステップＳ１０４に移行して、変速機コントローラ１２は、勾配路が急勾配路であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。勾配路が急勾配路であると判定した場合は、副変速機構３０のアップシフトの規制を維持したまま、本フローチャートによる処理を終了する。なお、急勾配路であるか否かは、勾配センサ５０の検出精度にもよるが、例えば１５％以上であるときに急勾配路と判定する。
【００４７】
急勾配路でないと判定した場合は、変速機コントローラ１２は、車両が所定の走行状態であるか否かを、ステップＳ１０５からＳ１０７の条件から判定し、所定の走行状態である場合に副変速機構３０のアップシフトを許容する。
【００４８】
まず、ステップＳ１０５に移行して、副変速機構３０がアップシフト可能であるか否かを判定する。副変速機構３０が既にＨｉｇｈモードである場合や、図３の変速マップによりＨｉｇｈモードにアップシフト不可能な領域である場合はステップＳ１１０に移行する
。なお、アップシフト不可能な領域とは、例えば図３の変速マップにおいて現在の変速点がＡ領域にある場合である。
【００４９】
副変速機構３０がＬｏｗモードであってアップシフト可能な領域（例えばＢ領域）である場合は、ステップＳ１０６に移行して、変速機コントローラ１２は、現在の運転状態がコースト状態であるか否かを判定する。コースト状態でないと判定した場合はステップＳ１１０に移行する。運転状態がコースト状態であると判定した場合は、ステップＳ１０７に移行する。
【００５０】
現在の運転状態がコースト状態であると判定した場合は、ステップ１０７に移行して。変速機コントローラ１２は、現在車両が減速中であるか否かを判定する。車両が減速中でないと判定した場合はステップＳ１１０に移行する。車両が減速中であると判定した場合はステップＳ１０８に移行する。すなわち、勾配路を走行中であって、車両の状態がコースト状態であり、かつ、減速中である場合は、副変速機構３０のアップシフトを実行する。
【００５１】
このとき、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードにアップシフトを行うと共に、バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比の変化とは逆の方向に変化させる協調変速を行う。協調変速によってアップシフト開始前と終了後とで変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏは変化しない。副変速機構３０の変速比がＨｉｇｈ側にとなることにより、バリエータ２０の変速比がよりＬｏｗ側の変速比となる。
【００５２】
副変速機構３０とバリエータ２０とで協調変速を行った後、ステップＳ１０９に移行して、変速機コントローラ１２は、走行中の路面が急勾配路となったか否かを判定する。急勾配路であると判定した場合はステップＳ１１０に移行する。急勾配路でないと判定した場合は、本フローチャートによる制御を終了する。
【００５３】
ステップＳ１０５において副変速機構３０がＨｉｇｈモードにアップシフト可能でない場合、ステップＳ１０６において車両の状態がコースト状態でない場合、ステップＳ１０７において車両の状態が減速中でない場合、または、ステップＳ１０９において副変速機構３０をアップシフトさせた後に急勾配路であると判定した場合は、ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０では、変速機コントローラ１２は、到達目標プライマリ回転速度を上昇させる制御を行う。なお、本実施形態では、図５で説明するように、一例としてエンジン１の最低回転速度に基づいて予め設定されているコースト線をエンジン１の回速度が大側となる側に補正する。コースト線が上昇することによって、到達目標プライマリ回転速度が上昇する。
【００５４】
このステップＳ１１０の処理の後、本フローチャートによる処理を終了する。以降は、補正されたコースト線に基づいて到達目標プライマリ回転速度を設定し、到達目標プライマリ回転速度に基づいて変速機４の到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを決定し、決定された到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏにスルー変速比Ｒａｔｉｏを所望の応答特性で追従させるように、変速機４の変速比を制御する。
【００５５】
図５は、本実施形態の勾配路における変速制御を示す説明図である。
【００５６】
なお、ここでは、車両がコースト線に沿って減速中である場合における変速制御を示す。なお、コースト状態とは、アクセルペダルが離されてアクセル開度ＡＰＯが０で、ブレーキスイッチ４７によって運転者によりブレーキペダルが踏まれていることを検出した状態である。
【００５７】
コースト状態においては、車両は図５の矢印（ａ）に示すように、エンジン１の最低回転速度等に基づいて予め決定されているコースト線に沿って変速点が減速側に移動する。
【００５８】
ここで、勾配路であり副変速機構３０のアップシフトを禁止した状態で、急勾配路であることを判定し（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、副変速機構３０がＬｏｗモードであってアップシフト可能である場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）は、車両の状態がコースト状態であり（ステップＳ１０６でＹｅｓ）かつ減速中である場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）は、ステップＳ１０８において、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードへとアップシフトさせる（矢印（１））。
【００５９】
副変速機構３０のアップシフトによって、バリエータ２０の変速比がＬｏｗ側の変速比へと変化する。これにより、平坦路に比べて停車までの時間が短い勾配路において、車両が停止に至ったとしてもバリエータ２０がＬｏｗ側に変速比であるので、素早く最Ｌｏｗへと移行することができ、Ｌｏｗ戻り性の悪化を防止して、車両の再発進性を確保することができる。
【００６０】
なお、このときの運転状態は、副変速機構３０が低速モード最Ｈｉｇｈ線と高速モード最Ｌｏｗ線との間の領域において制御される。
【００６１】
副変速機構３０をアップシフトさせた後、路面が急勾配であると判定した場合は（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、図４のステップＳ１１０で説明したように、コースト線を大側に補正する（矢印（２））。
【００６２】
コースト線を大側に補正することによって、目標到達プライマリ回転速度の下限を上昇させ、エンジン１の最低回転速度を大側に補正するので、急勾配路のコースト運転中であっても、バリエータの変速比をＬｏｗ側に補正することで、停車時であってもバリエータのＬｏｗ戻り性の悪化を防止し、再発進性を確保する。
【００６３】
なお、コースト線を大側に補正する場合は、変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づいて、どの程度大側に補正するかを決定する。
【００６４】
図６は、本実施形態の変速機コントローラ１２による目標到達プライマリ回転速度の上昇を行うためのマップの一例を示す説明図である。
【００６５】
前述したように、変速機コントローラ１２は、車両が勾配路を走行中であり、かつ路面が急勾配路である場合に、エンジン１の回転速度を上昇させて駆動力を確保するために、目標到達プライマリ回転速度を上昇させる。
【００６６】
このとき、車速ＶＳＰが大きい場合はエンジン１の回転速度もそれに対応して大きいため、大きな補正は必要なく、また、補正量を大きくするとエンジン１の回転速度が吹け上がりオーバーレブとなる可能性がある。一方で、勾配路では車速が低いと減速によって停車に至りやすい。そのため、車速が小さいほど補正量を大きく補正する。
【００６７】
また、勾配路の勾配が急勾配であれば停車までの時間がより短くなるので、勾配が急であるほど補正量を大きくする。
【００６８】
このように、変速機コントローラ１２は、車速が低いほど、勾配が急であるほど、到達目標プライマリ回転速度の補正量を大きく設定する。設定されたマップは、変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に予め記憶しておく。
【００６９】
以上のように、本発明の実施形態では、無段変速機構（バリエータ）２０と複数の変速段を有する副変速機構３０とからなり、変速領域を拡大できる無段変速機において、通常は勾配路を走行中には副変速機構２０のアップシフトが禁止されるが、所定の走行状態、すなわち、勾配路を走行中であり、かつ、コースト状態で減速している場合には、副変速機構のアップシフトを許容する。
【００７０】
このとき、副変速機構３０とバリエータ２０とでスルー変速比Ｒａｔｉｏが変化しないように協調変速を行うので、結果としてバリエータ２０の変速比がＬｏｗ側の変速比となる。これにより、バリエータ２０のＬｏｗ戻り性の悪化が抑制されるので、急勾配路を走行中に停車に至った場合にも、バリエータ２０がＬｏｗ側の変速比となり、車両の再発進性が確保されて運転性の悪化を防止することができる。これらの効果は請求項１、３及び５に対応する。
【００７１】
また、急勾配路を走行中は、目標到達プライマリ回転速度（エンジン回転速度）をの下限値（コースト線）を上昇させるように補正することによって、エンジン１の回転速度の下限値を上昇させることで、急勾配路のコースト走行中であっても、バリエータのＬｏｗ戻り性の悪化を防止し、停車時からの再発進性を確保することができるので、運転性の悪化を防止することができる。
【００７２】
また、このエンジン１の回転速度の補正は、車速ＶＳＰが小さいほど、勾配が急であるほど、大きく補正することにより、車両の状態及び路面の状態に応じて、適切に駆動力を確保することができる。これらの効果は請求項２及び４に対応する。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、バリエータ２０としてベルト式無段変速機構を備えているが、バリエータ２０は、Ｖベルト２３の代わりにチェーンがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。あるいは、バリエータ２０は、入力ディスクと出力ディスクの間に傾転可能なパワーローラを配置するトロイダル式無段変速機構であってもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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】
【００７８】
１ エンジン
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（無段変速機構）
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
５０ 勾配センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副変速機を備える無段変速機における勾配路走行中の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機構（バリエータ）と複数の前進ギヤ段に選択的に切り換えられる副変速機構とを有する無断変速機が知られている。このような変速機では、バリエータのみにより構成される無段変速機と比較して、副変速機構により変速領域を拡大することができるので、エンジンの効率を向上させて燃費を向上させることができる。
【０００３】
このような変速機において、副変速機構の変速を伴う変速を行う場合は、副変速機構の変速が開始されたときに、バリエータを副変速機構の変速方向と逆側に変速させる。これにより変速前後での変速機全体の変速比が変化せず、エンジンの回転速度の変化が抑制されるので、変速ショックを抑制することができる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、変速機において、登坂路など勾配路を走行中などエンジン出力に対して走行抵抗が大きい場合は、シフトビジーの防止や駆動力の確保のためアップシフトを禁止する変速機が知られている（特許文献２参照）。
【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】特開昭６２−２１６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の従来技術のように、勾配路を走行中など、エンジン出力に対して走行抵抗が大きい場合には、変速機のアップシフトを禁止することによって変速機の変速比をＨｉｇｈ側への変速を規制することによって必要な駆動力を確保する。このような技術は、有段変速機であっても無段変速機であっても同様に用いられている。
【０００７】
ところで、バリエータと副変速機構とを協調変速させながら変速する副変速機構付き無段変速機では、副変速機構のＬｏｗ側とＨｉｇｈ側とで、同一のスルー変速比を達成できる領域（Ｂ領域）がある。この領域での走行中であっても、勾配路走行時の駆動力を確保するために副変速機構をＬｏｗ側の変速比に固定すると、、スルー変速比が同一であるため、副変速機構がＨｉｇｈ側の状態と比べてバリエータがよりＨｉｇｈ側の領域となる。一般的に勾配路では平坦路と比べて車両減速時の減速度が大きくなるため、同一速度から停車までの時間が短くなる。このような状態でバリエータの変速比がＨｉｇｈ側にあるときに停車した場合には、Ｌｏｗ側への変速が間に合わずＨｉｇｈ側の変速比で停止する場合がある。
【０００８】
このような状況では車両の再発進時に駆動力が不足して運転性が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、バリエータと副変速機構を備える無段変速機において、勾配路を走行中に車両の駆動力を確保しつつ、勾配路で停車するような場合であっても再発進時の駆動力を得ることができる無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によると、車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速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バリエータと、バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって変速比を切り替え可能な有段の副変速機構と、車両の運転状態に基づいてエンジン目標到回転速度を算出し、算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、バリエータの変速比及び副変速機構の変速段の少なくとも一方を変更して、バリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で到達スルー変速比に追従させる変速制御部と、を備え、変速制御部は、車両が勾配路を走行している場合に、副変速機構のアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、勾配路アップシフト禁止手段により副変速機構のアップシフトが禁止されたときに、車両が所定の走行状態で走行している場合には、副変速機構をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、スルー変速比が変化しないようにバリエータの変速比を副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら副変速機構の変速を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、車両が勾配路を走行して副変速機構のアップシフトが禁止された状態であっても、所定の走行状態での走行時では、スルー変速比が変化しないように副変速機構をアップシフトさせるので、バリエータをよりＬｏｗ側の変速比とすることができ、車両の駆動力を確保しつつ、勾配路での停車時におけるバリエータのＬｏｗ戻り性を向上させるので、運転性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の変速機コントローラの構成の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態の変速マップの一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態の勾配路走行時の変速制御のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の本実施形態の勾配路における変速制御を示す説明図である
【図６】本発明の実施形態の目標到達プライマリ回転速度の上昇を行うマップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は本実施形態の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。）を検出する回転速度センサ４２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、車体の進行方向の傾きを検出する勾配センサ５０の出力信号などが入力される。
【００２１】
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）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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（副変速機構３０の１−２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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速に変更（以下、「１−２変速」という。）するとともに、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速に変更（以下、「２−１変速」という。）するとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変化させる。
【００３１】
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。
【００３２】
また、この変速マップに従えば、車両が停車する際、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｌｏｗ変速比となり、また、副変速機構３０の変速段は１速となる。
【００３３】
次に、車両が勾配路を走行時の制御を説明する。
【００３４】
変速機コントローラ１２は、車両が登坂路などの勾配路を走行中である場合に、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードへと禁止する勾配路アップシフト禁止制御を行う。
【００３５】
具体的には、変速機コントローラ１２は、勾配センサ５０から取得した信号によって走行中の路面の勾配を取得する。なお、路面の勾配は、勾配センサ５０のみによって取得してもよいし、現在のスルー変速比Ｒａｔｉｏから予測される車速と実際の車速ＶＳＰとを比較して路面勾配を推定してもよい。これら両者の組み合わせによって路面の勾配を推定してもよい。
【００３６】
変速機コントローラ１２は、取得した路面の勾配が０よりも大きく、車両が勾配路を走行中であると判定した場合は、副変速機構３０のアップシフトを禁止する。具体的には、副変速機構３０がＬｏｗモードである場合には、Ｈｉｇｈモードへの変速を禁止する。副変速機構３０をよりＬｏｗ側で使用することによって、副変速機構３０がＨｉｇｈ側である場合と比較してエンジン１のトルクを上昇させやすくして、勾配路における駆動力を確保することができる。
【００３７】
一方で、勾配路を走行時に副変速機構３０のアップシフトを禁止し、Ｌｏｗモードで走行中の場合であって、現在の変速点がＢ領域での走行中の場合のバリエータ２０の変速比は、副変速機構３０がＨｉｇｈモードである場合と比較して変速比がＨｉｇｈ側となっている。
【００３８】
このような状態で車両がコースト状態から停車に至る場合は、バリエータ２０が最Ｌｏｗへと変速するＬｏｗ戻り性が悪化し、最Ｌｏｗに至る前に停車する可能性がある。バリエータ２０が最Ｌｏｗとならない場合はその後の再発進時の駆動力が低下するという問題が発生する。特に、勾配路では平坦路の減速時に比べて車両の減速度が大きくなり、車両停止までの時間が短くなるため、バリエータのＬｏｗ戻り性が悪化する。
【００３９】
このような状況からの再発進時においては、発進時の駆動力の不足に伴って運転者がアクセルを踏み増しすることによって、燃料消費量の悪化が懸念される。
【００４０】
そこで、勾配路を走行中であって、所定の走行状態での走行中の場合には、バリエータ２０の変速比をＬｏｗ側の変速比としてＬｏｗ戻り性の悪化を抑制することが望ましい。
【００４１】
本実施形態では、次のような勾配路アップシフト制御を実行することによって、勾配路を走行時のバリエータ２０のＬｏｗ戻り性の悪化を抑制して、車両が勾配路で急停車してからの再発進時であっても発進時の駆動力を確保することができるように構成した。
【００４２】
図４は、本実施形態の変速機コントローラ１２が実行する、勾配路を走行時の勾配路アップシフト制御のフローチャートである。なお、本フローチャートの処理は変速機コントローラ１２において所定間隔（例えば１０ｍｓ）で実行される。
【００４３】
変速機コントローラ１２は、現在の車両の状態（車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ等）から変速比を決定するために、まず到達目標プライマリ回転速度を算出する（Ｓ１０１）。到達目標プライマリ回転速度は、図３の変速マップにおける現在の変速点からの目標値となる変速点に対応するプライマリ回転速度Ｎｐｒｉである。プライマリ回転速度Ｎｐｒｉは、トルクコンバータ２がロックアップ状態である場合は、エンジン１の回転速度とほぼ等しい。
【００４４】
次に、算出した到達目標プライマリ回転速度に基づいて、変速機４の到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを決定する（Ｓ１０２）。
【００４５】
次に、変速機コントローラ１２は、勾配センサ５０等から取得した走行中の路面の勾配から勾配路か否かを判定して、勾配路であった場合に副変速機構３０のアップシフトを禁止するか否かを判定する（Ｓ１０３）。勾配路でなく副変速機構３０のアップシフトを許容する状態である場合には、本フローチャートによる処理を終了する。
【００４６】
勾配路であって副変速機構３０のアップシフトを禁止すると判定した場合は、ステップＳ１０４に移行して、変速機コントローラ１２は、勾配路が急勾配路であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。勾配路が急勾配路であると判定した場合は、副変速機構３０のアップシフトの規制を維持したまま、本フローチャートによる処理を終了する。なお、急勾配路であるか否かは、勾配センサ５０の検出精度にもよるが、例えば１５％以上であるときに急勾配路と判定する。
【００４７】
急勾配路でないと判定した場合は、変速機コントローラ１２は、車両が所定の走行状態であるか否かを、ステップＳ１０５からＳ１０７の条件から判定し、所定の走行状態である場合に副変速機構３０のアップシフトを許容する。
【００４８】
まず、ステップＳ１０５に移行して、副変速機構３０がアップシフト可能であるか否かを判定する。副変速機構３０が既にＨｉｇｈモードである場合や、図３の変速マップによりＨｉｇｈモードにアップシフト不可能な領域である場合はステップＳ１１０に移行する
。なお、アップシフト不可能な領域とは、例えば図３の変速マップにおいて現在の変速点がＡ領域にある場合である。
【００４９】
副変速機構３０がＬｏｗモードであってアップシフト可能な領域（例えばＢ領域）である場合は、ステップＳ１０６に移行して、変速機コントローラ１２は、現在の運転状態がコースト状態であるか否かを判定する。コースト状態でないと判定した場合はステップＳ１１０に移行する。運転状態がコースト状態であると判定した場合は、ステップＳ１０７に移行する。
【００５０】
現在の運転状態がコースト状態であると判定した場合は、ステップ１０７に移行して。変速機コントローラ１２は、現在車両が減速中であるか否かを判定する。車両が減速中でないと判定した場合はステップＳ１１０に移行する。車両が減速中であると判定した場合はステップＳ１０８に移行する。すなわち、勾配路を走行中であって、車両の状態がコースト状態であり、かつ、減速中である場合は、副変速機構３０のアップシフトを実行する。
【００５１】
このとき、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードにアップシフトを行うと共に、バリエータ２０の変速比を副変速機構３０の変速比の変化とは逆の方向に変化させる協調変速を行う。協調変速によってアップシフト開始前と終了後とで変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏは変化しない。副変速機構３０の変速比がＨｉｇｈ側にとなることにより、バリエータ２０の変速比がよりＬｏｗ側の変速比となる。
【００５２】
副変速機構３０とバリエータ２０とで協調変速を行った後、ステップＳ１０９に移行して、変速機コントローラ１２は、走行中の路面が急勾配路となったか否かを判定する。急勾配路であると判定した場合はステップＳ１１０に移行する。急勾配路でないと判定した場合は、本フローチャートによる制御を終了する。
【００５３】
ステップＳ１０５において副変速機構３０がＨｉｇｈモードにアップシフト可能でない場合、ステップＳ１０６において車両の状態がコースト状態でない場合、ステップＳ１０７において車両の状態が減速中でない場合、または、ステップＳ１０９において副変速機構３０をアップシフトさせた後に急勾配路であると判定した場合は、ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０では、変速機コントローラ１２は、到達目標プライマリ回転速度を上昇させる制御を行う。なお、本実施形態では、図５で説明するように、一例としてエンジン１の最低回転速度に基づいて予め設定されているコースト線をエンジン１の回速度が大側となる側に補正する。コースト線が上昇することによって、到達目標プライマリ回転速度が上昇する。
【００５４】
このステップＳ１１０の処理の後、本フローチャートによる処理を終了する。以降は、補正されたコースト線に基づいて到達目標プライマリ回転速度を設定し、到達目標プライマリ回転速度に基づいて変速機４の到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏを決定し、決定された到達スルー変速比ＤＲａｔｉｏにスルー変速比Ｒａｔｉｏを所望の応答特性で追従させるように、変速機４の変速比を制御する。
【００５５】
図５は、本実施形態の勾配路における変速制御を示す説明図である。
【００５６】
なお、ここでは、車両がコースト線に沿って減速中である場合における変速制御を示す。なお、コースト状態とは、アクセルペダルが離されてアクセル開度ＡＰＯが０で、ブレーキスイッチ４７によって運転者によりブレーキペダルが踏まれていることを検出した状態である。
【００５７】
コースト状態においては、車両は図５の矢印（ａ）に示すように、エンジン１の最低回転速度等に基づいて予め決定されているコースト線に沿って変速点が減速側に移動する。
【００５８】
ここで、勾配路であり副変速機構３０のアップシフトを禁止した状態で、急勾配路であることを判定し（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、副変速機構３０がＬｏｗモードであってアップシフト可能である場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）は、車両の状態がコースト状態であり（ステップＳ１０６でＹｅｓ）かつ減速中である場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）は、ステップＳ１０８において、副変速機構３０をＬｏｗモードからＨｉｇｈモードへとアップシフトさせる（矢印（１））。
【００５９】
副変速機構３０のアップシフトによって、バリエータ２０の変速比がＬｏｗ側の変速比へと変化する。これにより、平坦路に比べて停車までの時間が短い勾配路において、車両が停止に至ったとしてもバリエータ２０がＬｏｗ側に変速比であるので、素早く最Ｌｏｗへと移行することができ、Ｌｏｗ戻り性の悪化を防止して、車両の再発進性を確保することができる。
【００６０】
なお、このときの運転状態は、副変速機構３０が低速モード最Ｈｉｇｈ線と高速モード最Ｌｏｗ線との間の領域において制御される。
【００６１】
副変速機構３０をアップシフトさせた後、路面が急勾配であると判定した場合は（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、図４のステップＳ１１０で説明したように、コースト線を大側に補正する（矢印（２））。
【００６２】
コースト線を大側に補正することによって、目標到達プライマリ回転速度の下限を上昇させ、エンジン１の最低回転速度を大側に補正するので、急勾配路のコースト運転中であっても、バリエータの変速比をＬｏｗ側に補正することで、停車時であってもバリエータのＬｏｗ戻り性の悪化を防止し、再発進性を確保する。
【００６３】
なお、コースト線を大側に補正する場合は、変速機コントローラ１２は、車両の運転状態に基づいて、どの程度大側に補正するかを決定する。
【００６４】
図６は、本実施形態の変速機コントローラ１２による目標到達プライマリ回転速度の上昇を行うためのマップの一例を示す説明図である。
【００６５】
前述したように、変速機コントローラ１２は、車両が勾配路を走行中であり、かつ路面が急勾配路である場合に、エンジン１の回転速度を上昇させて駆動力を確保するために、目標到達プライマリ回転速度を上昇させる。
【００６６】
このとき、車速ＶＳＰが大きい場合はエンジン１の回転速度もそれに対応して大きいため、大きな補正は必要なく、また、補正量を大きくするとエンジン１の回転速度が吹け上がりオーバーレブとなる可能性がある。一方で、勾配路では車速が低いと減速によって停車に至りやすい。そのため、車速が小さいほど補正量を大きく補正する。
【００６７】
また、勾配路の勾配が急勾配であれば停車までの時間がより短くなるので、勾配が急であるほど補正量を大きくする。
【００６８】
このように、変速機コントローラ１２は、車速が低いほど、勾配が急であるほど、到達目標プライマリ回転速度の補正量を大きく設定する。設定されたマップは、変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に予め記憶しておく。
【００６９】
以上のように、本発明の実施形態では、無段変速機構（バリエータ）２０と複数の変速段を有する副変速機構３０とからなり、変速領域を拡大できる無段変速機において、通常は勾配路を走行中には副変速機構２０のアップシフトが禁止されるが、所定の走行状態、すなわち、勾配路を走行中であり、かつ、コースト状態で減速している場合には、副変速機構のアップシフトを許容する。
【００７０】
このとき、副変速機構３０とバリエータ２０とでスルー変速比Ｒａｔｉｏが変化しないように協調変速を行うので、結果としてバリエータ２０の変速比がＬｏｗ側の変速比となる。これにより、バリエータ２０のＬｏｗ戻り性の悪化が抑制されるので、急勾配路を走行中に停車に至った場合にも、バリエータ２０がＬｏｗ側の変速比となり、車両の再発進性が確保されて運転性の悪化を防止することができる。これらの効果は請求項１、３及び５に対応する。
【００７１】
また、急勾配路を走行中は、目標到達プライマリ回転速度（エンジン回転速度）をの下限値（コースト線）を上昇させるように補正することによって、エンジン１の回転速度の下限値を上昇させることで、急勾配路のコースト走行中であっても、バリエータのＬｏｗ戻り性の悪化を防止し、停車時からの再発進性を確保することができるので、運転性の悪化を防止することができる。
【００７２】
また、このエンジン１の回転速度の補正は、車速ＶＳＰが小さいほど、勾配が急であるほど、大きく補正することにより、車両の状態及び路面の状態に応じて、適切に駆動力を確保することができる。これらの効果は請求項２及び４に対応する。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、バリエータ２０としてベルト式無段変速機構を備えているが、バリエータ２０は、Ｖベルト２３の代わりにチェーンがプーリ２１、２２の間に掛け回される無段変速機構であってもよい。あるいは、バリエータ２０は、入力ディスクと出力ディスクの間に傾転可能なパワーローラを配置するトロイダル式無段変速機構であってもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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】
【００７８】
１ エンジン
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（無段変速機構）
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
５０ 勾配センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速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バリエータと、
前記バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって低速側の第１変速段と高速側の第２変速段とを切り替え可能な有段の副変速機構と、
前記車両の運転状態に基づいて前記エンジン目標到回転速度を算出し、前記算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、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変更して、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で前記到達スルー変速比に追従させる変速制御部と、
を備え、
前記変速制御部は、車両が勾配路を走行している場合に、前記副変速機構のアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、
前記勾配路アップシフト禁止手段により前記副変速機構のアップシフトが禁止されているときに、前記車両が所定の走行状態で走行している場合は、前記副変速機構をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、
前記勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、前記スルー変速比が変化しないように前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら前記副変速機構の変速を実行することを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記所定の走行状態は、前記スルー変速比が、前記副変速機構が低速側の第１変速段でかつ前記バリエータの変速比が最小の第１変速段と、前記副変速機構が高速側の第２段でかつ前記バリエータの変速比が最大の第２変速段との間であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記変速制御部は、前記車両が勾配路を走行している場合であって、かつ、急勾配路を走行している場合に、前記エンジンの目標到達回転速度を大側に補正する目標到達回転速度上昇手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記勾配路アップシフト手段は、前記車両の走行状態が、コースト状態で、かつ、減速中である場合に、前記副変速機構をアップシフトさせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記目標回転速度上昇手段は、車速が小さいほど、勾配路の勾配が大きいほど、前記エンジンの目標到達回転速度を、より大側に補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の無段変速機。
【請求項６】
変速比を無段階に変更することができるバリエータと、バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって変速比が切り替え可能な有段の副変速機構と、を備え、車両に搭載され、動力源の出力回転を変速して出力する無段変速機の変速制御方法であって、
前記車両の運転状態に基づいて前記エンジン目標到回転速度を算出し、前記算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、バリエータの変速比及び副変速機構の変速段の少なくとも一方を変更して、バリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で到達スルー変速比に追従させ、
車両が勾配路を走行して前記副変速機構のアップシフトが禁止された場合において、車両が所定の走行領域で走行している場合は、前記スルー変速比が変化しないように前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら前記副変速機構のアップシフトを実行することを特徴とする無段変速機の変速制御方法。
【請求項１】
車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速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バリエータと、
前記バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって低速側の第１変速段と高速側の第２変速段とを切り替え可能な有段の副変速機構と、
前記車両の運転状態に基づいて前記エンジン目標到回転速度を算出し、前記算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、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変更して、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で前記到達スルー変速比に追従させる変速制御部と、
を備え、
前記変速制御部は、車両が勾配路を走行している場合に、前記副変速機構のアップシフトを禁止する勾配路アップシフト禁止手段と、
前記勾配路アップシフト禁止手段により前記副変速機構のアップシフトが禁止されているときに、前記車両が所定の走行状態で走行している場合は、前記副変速機構をアップシフトさせる勾配路アップシフト手段と、を備え、
前記勾配路アップシフト手段は、車両が勾配路を走行中であっても、前記スルー変速比が変化しないように前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら前記副変速機構の変速を実行することを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記所定の走行状態は、前記スルー変速比が、前記副変速機構が低速側の第１変速段でかつ前記バリエータの変速比が最小の第１変速段と、前記副変速機構が高速側の第２段でかつ前記バリエータの変速比が最大の第２変速段との間であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項３】
前記変速制御部は、前記車両が勾配路を走行している場合であって、かつ、急勾配路を走行している場合に、前記エンジンの目標到達回転速度を大側に補正する目標到達回転速度上昇手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機。
【請求項４】
前記勾配路アップシフト手段は、前記車両の走行状態が、コースト状態で、かつ、減速中である場合に、前記副変速機構をアップシフトさせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機。
【請求項５】
前記目標回転速度上昇手段は、車速が小さいほど、勾配路の勾配が大きいほど、前記エンジンの目標到達回転速度を、より大側に補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の無段変速機。
【請求項６】
変速比を無段階に変更することができるバリエータと、バリエータに対して直列に備えられ、複数の摩擦要素の締結及び解放によって変速比が切り替え可能な有段の副変速機構と、を備え、車両に搭載され、動力源の出力回転を変速して出力する無段変速機の変速制御方法であって、
前記車両の運転状態に基づいて前記エンジン目標到回転速度を算出し、前記算出した目標回転速度に基づいて目標変速比としての到達スルー変速比を設定し、バリエータの変速比及び副変速機構の変速段の少なくとも一方を変更して、バリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を所定の応答で到達スルー変速比に追従させ、
車両が勾配路を走行して前記副変速機構のアップシフトが禁止された場合において、車両が所定の走行領域で走行している場合は、前記スルー変速比が変化しないように前記バリエータの変速比を前記副変速機構の変速比の変化に対応して変化させながら前記副変速機構のアップシフトを実行することを特徴とする無段変速機の変速制御方法。
【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２０１２−７７７９４（Ｐ２０１２−７７７９４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１５３５（Ｐ２０１０−２２１５３５）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【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４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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