特開 2024-108517 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108517

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/02 20060101AFI20240805BHJP

   F16H 59/20 20060101ALI20240805BHJP

   F16H 61/662 20060101ALI20240805BHJP

   F16H 61/688 20060101ALI20240805BHJP

   F16H 61/12 20100101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

F16H61/02

F16H59/20

F16H61/662

F16H61/688

F16H61/12

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012932

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井川 将

(72)【発明者】

【氏名】岩野 勉

【テーマコード（参考）】

3J552

【Ｆターム（参考）】

3J552MA04

3J552MA07

3J552MA12

3J552MA26

3J552MA29

3J552NA01

3J552NB01

3J552PA02

3J552PA20

3J552PB05

3J552PB06

3J552PB08

3J552QA25C

3J552RA08

3J552SA07

3J552SA36

3J552SB02

3J552SB31

3J552SB33

3J552VA18W

3J552VA32W

3J552VA37W

3J552VA74W

3J552VA77W

3J552VB01Z

3J552VC01Z

3J552VD03W

(57)【要約】

【課題】キックダウン要求時におけるタイムラグを短縮可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、キックダウン要求を検知するキックダウン検知手段と、キックダウン要求に応じてトータル変速比の目標値である目標トータル変速比を設定する目標値設定手段と、キックダウン要求の検知後における実際のプーリ比である実プーリ比を、目標トータル変速比に対応するプーリ比である目標プーリ比に近づけるように減少させるプーリ比変更手段と、第２モードから第１モードへ切り替える際の第１係合要素および第２係合要素の切替動作に要する作動時間より短い予測時間に基づいて、実プーリ比が予測時間の経過後に到達すると予想されるプーリ比である予測プーリ比を算出するプーリ比予測手段と、予測プーリ比が目標プーリ比以下になった場合に、第２モードから第１モードに遷移するように第１係合要素および第２係合要素を切り替える切替制御を開始させる切替開始制御手段と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インプット軸とアウトプット軸との間の第１動力伝達経路上に介在される第１係合要素と、前記インプット軸と前記アウトプット軸との間の第２動力伝達経路に介在される第２係合要素とを備え、前記第２動力伝達経路上にベルト変速機構を有し、前記第１係合要素の解放および前記第２係合要素の係合により、前記ベルト変速機構によるプーリ比が大きいほど前記インプット軸と前記アウトプット軸との間でのトータル変速比が大きくなる第１モードとなり、前記第１係合要素の係合および前記第２係合要素の解放により、前記プーリ比が大きいほど前記トータル変速比が小さくなる第２モードとなり、前記プーリ比が一定値であるときに、前記第１係合要素および前記第２係合要素に差回転が生じないように構成された無段変速機を制御する制御装置であって、
キックダウン要求を検知するキックダウン検知手段と、
前記キックダウン要求に応じて前記トータル変速比の目標値である目標トータル変速比を設定する目標値設定手段と、
前記キックダウン要求の検知後における実際の前記プーリ比である実プーリ比を、前記目標トータル変速比に対応する前記プーリ比である目標プーリ比に近づけるように減少させるプーリ比変更手段と、
前記第２モードから前記第１モードへ切り替える際の前記第１係合要素および前記第２係合要素の切替動作に要する作動時間より短い予測時間に基づいて、前記実プーリ比が前記予測時間の経過後に到達すると予想される前記プーリ比である予測プーリ比を算出するプーリ比予測手段と、
前記予測プーリ比が前記目標プーリ比以下になった場合に、前記第２モードから前記第１モードに遷移するように前記第１係合要素および前記第２係合要素を切り替える切替制御を開始させる切替開始制御手段と、
を備える制御装置。

【請求項2】

前記キックダウン要求の検知後に、所定時点における前記予測プーリ比の前記目標プーリ比に対する割合である予測到達率と、前記所定時点における前記実プーリ比の前記目標プーリ比に対する割合である実到達率とを算出する到達率算出手段と、
同一時点における前記予測到達率と前記実到達率との差分が閾値以上である場合に異常が発生したと判定する異常判定手段と、
を更に備える請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記切替開始制御手段は、前記異常判定手段により異常が発生したと判定された場合には、前記予測プーリ比が前記目標プーリ比以下になったか否かに関わらず、前記実プーリ比が前記目標プーリ比以下になった場合に前記切替制御を開始させる、
請求項２に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車などの車両に搭載される変速機として、動力を無段階に変速する無段変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を２つの経路で分割して伝達可能な動力分割式無段変速機が提案されている。

【0003】

動力分割式無段変速機の一例では、無段変速機構は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成、つまりプライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。無段変速機構のプライマリ軸には、インプット軸に入力されるエンジンの動力が伝達される。無段変速機構のセカンダリ軸は、遊星歯車機構のサンギヤに接続されている。

【0004】

また、動力分割式無段変速機には、平行軸式歯車機構が備えられている。平行軸式歯車機構は、インプット軸の動力が伝達／遮断されるスプリットドライブギヤと、スプリットドライブギヤとギヤ列を構成し、遊星歯車機構のキャリヤと一体回転するスプリットドリブンギヤとを備えている。遊星歯車機構のリングギヤには、アウトプット軸が接続されている。アウトプット軸の回転は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。

【0005】

この動力分割式無段変速機では、前進走行時における動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードが設けられている。

【0006】

ベルトモードでは、インプット軸とスプリットドライブギヤとの間での動力の伝達／遮断を切り替える第１クラッチが解放されて、スプリットドライブギヤが自由回転状態（フリー）にされ、遊星歯車機構のキャリヤが自由回転状態にされる。また、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとを結合／分離する第２クラッチが係合されて、サンギヤとリングギヤとが結合される。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤおよびリングギヤが一体的に回転し、アウトプット軸がリングギヤと一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、無段変速機構の変速比であるプーリ比が大きいほど、その変速比に比例して、動力分割式無段変速機全体での変速比であるトータル変速比（インプット軸の回転数／アウトプット軸の回転数）が大きくなる。

【0007】

スプリットモードでは、第２クラッチが解放されて、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの結合が解除される。また、第１クラッチが係合されて、インプット軸からスプリットドライブギヤに動力が伝達される。すなわち、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、第１クラッチと第２クラッチとの係合の切り替えにより達成される。インプット軸からスプリットドライブギヤに伝達される動力は、スプリットドライブギヤからスプリットドリブンギヤを介することにより一定の変速比（スプリット点）で変速されて、遊星歯車機構のキャリヤに入力される。サンギヤは、プーリ比に応じた回転数で回転する。そのため、スプリットモードでは、プーリ比が大きいほどトータル変速比が小さくなり、スプリット点以下のトータル変速比を実現することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１９－１３２３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

スプリットモードでの走行時においてキックダウン要求がなされると、トータル変速比の目標値（目標トータル変速比）が高く設定され、ベルトモードへ遷移するために第１クラッチを解放して第２クラッチを係合させるクラッチ切替制御（クラッチツークラッチ）が実行される。このとき、従来技術においては、キックダウン要求時におけるプーリ比が目標トータル変速比に対応する目標プーリ比よりも大きい場合、クラッチ切替制御は、プーリ比を目標プーリ比との間の差分が零又は略零になるまで減少させた後に実行される。そのため、当該差分が大きい場合には、キックダウン要求がなされてからベルトモードへの遷移が完了して加速し始めるまでのタイムラグが大きくなり、運転者にもたつき感を感じさせてしまう場合がある。

【0010】

本発明の目的は、キックダウン要求時におけるタイムラグを短縮可能な制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態としての制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の第１動力伝達経路上に介在される第１係合要素と、前記インプット軸と前記アウトプット軸との間の第２動力伝達経路に介在される第２係合要素とを備え、前記第２動力伝達経路上にベルト変速機構を有し、前記第１係合要素の解放および前記第２係合要素の係合により、前記ベルト変速機構によるプーリ比が大きいほど前記インプット軸と前記アウトプット軸との間でのトータル変速比が大きくなる第１モードとなり、前記第１係合要素の係合および前記第２係合要素の解放により、前記プーリ比が大きいほど前記トータル変速比が小さくなる第２モードとなり、前記プーリ比が一定値であるときに、前記第１係合要素および前記第２係合要素に差回転が生じないように構成された無段変速機を制御する制御装置であって、キックダウン要求を検知するキックダウン検知手段と、前記キックダウン要求に応じて前記トータル変速比の目標値である目標トータル変速比を設定する目標値設定手段と、前記キックダウン要求の検知後における実際の前記プーリ比である実プーリ比を、前記目標トータル変速比に対応する前記プーリ比である目標プーリ比に近づけるように減少させるプーリ比変更手段と、前記第２モードから前記第１モードへ切り替える際の前記第１係合要素および前記第２係合要素の切替動作に要する作動時間より短い予測時間に基づいて、前記実プーリ比が前記予測時間の経過後に到達すると予想される前記プーリ比である予測プーリ比を算出するプーリ比予測手段と、前記予測プーリ比が前記目標プーリ比以下になった場合に、前記第２モードから前記第１モードに遷移するように前記第１係合要素および前記第２係合要素を切り替える切替制御を開始させる切替開始制御手段と、を備えることを特徴とする。

【0012】

上記構成によれば、キックダウン要求後、実プーリ比が目標プーリ比に達する前であっても、予測プーリ比が目標プーリ比に達している場合には、切替制御が開始される。これにより、タイムラグを短縮することが可能となる。

【0013】

また、上記構成において、制御装置は、前記キックダウン要求の検知後に、所定時点における前記予測プーリ比の前記目標プーリ比に対する割合である予測到達率と、前記所定時点における前記実プーリ比の前記目標プーリ比に対する割合である実到達率とを算出する到達率算出手段と、同一時点における前記予測到達率と前記実到達率との差分が閾値以上である場合に異常が発生したと判定する異常判定手段と、を更に備えてもよい。

【0014】

上記構成によれば、キックダウン要求後における異常の有無を判定できる。

【0015】

上記構成において、前記切替開始制御手段は、前記異常判定手段により異常が発生したと判定された場合には、前記予測プーリ比が前記目標プーリ比以下になったか否かに関わらず、前記実プーリ比が前記目標プーリ比以下になった場合に前記切替制御を開始させてもよい。

【0016】

上記構成によれば、異常発生時には、従来と同様の手法、すなわち実プーリ比と目標プーリ比との差分に基づいて切替制御の開始時期が決定される。これにより、キックダウン要求時におけるシフトダウン動作のロバスト性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、キックタウン要求時におけるタイムラグを短縮可能な制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

【図2】図２は、車両の前進時および後進時におけるクラッチおよびブレーキの状態を示す図である。

【図3】図３は、遊星歯車機構のサンギヤ、キャリヤおよびリングギヤの回転数の関係を示す共線図である。

【図4】図４は、ベルト変速機構によるプーリ比と変速機の全体でのトータル変速比との関係を示す図である。

【図5】図５は、車両の制御系の構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、キックダウン要求時におけるクラッチ切替制御のタイミングの決定方法を示す図である。

【図7】図７は、キックダウン要求時におけるクラッチ切替制御の開始タイミングを示す図である。

【図8】図８は、キックダウン要求からクラッチ切替制御の開始までの処理を示すフローチャートである。

【図9】図９は、キックダウン要求時における異常判定処理及び異常発生時における対処処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0020】

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

【0021】

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

【0022】

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン２の動力は、トルクコンバータ３および変速機４を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達され、デファレンシャルギヤ５から左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介してそれぞれ左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

【0023】

エンジン２は、Ｅ／Ｇ出力軸１１を備えている。Ｅ／Ｇ出力軸１１は、エンジン２が発生する動力により回転される。

【0024】

トルクコンバータ３は、フロントカバー２１、ポンプインペラ２２、タービンランナ２３およびロックアップ機構２４を備えている。フロントカバー２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１１が接続され、フロントカバー２１は、Ｅ／Ｇ出力軸１１と一体に回転する。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１に対するエンジン２側と反対側に配置されている。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１と一体回転可能に設けられている。タービンランナ２３は、フロントカバー２１とポンプインペラ２２との間に配置されて、フロントカバー２１と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。

【0025】

ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５を備えている。ロックアップピストン２５は、フロントカバー２１とタービンランナ２３との間に設けられている。ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５とフロントカバー２１との間の解放油室２６の油圧とロックアップピストン２５とポンプインペラ２２との間の係合油室２７の油圧との差圧により、ロックアップオン（係合）／オフ（解放）される。すなわち、解放油室２６の油圧が係合油室２７の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室２７の油圧が解放油室２６の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１に押し付けられて、ロックアップオンとなる。

【0026】

ロックアップオフの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、ポンプインペラ２２が回転する。ポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２からタービンランナ２３に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２３で受けられて、タービンランナ２３が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ２３には、Ｅ／Ｇ出力軸１１のトルクよりも大きなトルクが発生する。

【0027】

ロックアップオンの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸１１、ポンプインペラ２２およびタービンランナ２３が一体となって回転する。

【0028】

変速機４は、インプット軸３１およびアウトプット軸３２を備え、インプット軸３１に入力される動力を２つの経路に分岐してアウトプット軸３２に伝達可能に構成された、いわゆる動力分割式（トルクスプリット式）変速機である。２つの動力伝達経路を構成するため、変速機４は、ベルト変速機構３３、前減速ギヤ機構３４、遊星歯車機構３５およびスプリット変速機構３６を備えている。

【0029】

インプット軸３１は、トルクコンバータ３のタービンランナ２３に連結され、タービンランナ２３と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

【0030】

アウトプット軸３２は、インプット軸３１と平行に設けられている。アウトプット軸３２には、出力ギヤ３７が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ３７は、デファレンシャルギヤ５（デファレンシャルギヤ５のリングギヤ）と噛合している。

【0031】

ベルト変速機構３３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、ベルト変速機構３３は、プライマリ軸４１と、プライマリ軸４１と平行に設けられたセカンダリ軸４２と、プライマリ軸４１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ４３と、セカンダリ軸４２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とに巻き掛けられたベルト４５とを備えている。

【0032】

プライマリプーリ４３は、プライマリ軸４１に固定された固定シーブ５１と、固定シーブ５１にベルト４５を挟んで対向配置され、プライマリ軸４１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５２とを備えている。可動シーブ５２に対して固定シーブ５１と反対側には、プライマリ軸４１に固定されたシリンダ５３が設けられ、可動シーブ５２とシリンダ５３との間に、油圧室５４が形成されている。

【0033】

セカンダリプーリ４４は、セカンダリ軸４２に固定された固定シーブ５５と、固定シーブ５５にベルト４５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸４２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５６とを備えている。可動シーブ５６に対して固定シーブ５５と反対側には、セカンダリ軸４２に固定されたシリンダ５７が設けられ、可動シーブ５６とシリンダ５７との間に、油圧室５８が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ５５と可動シーブ５６との位置関係は、プライマリプーリ４３の固定シーブ５１と可動シーブ５２との位置関係と逆転している。

【0034】

ベルト変速機構３３では、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧がそれぞれ制御されて、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各溝幅が変更されることにより、プーリ比が連続的に無段階で変更される。

【0035】

具体的には、プーリ比が小さくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２が固定シーブ５１側に移動し、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ４３に対するベルト４５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が小さくなる。

【0036】

プーリ比が大きくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が下げられる。これにより、セカンダリプーリ４４の推力（セカンダリ推力）に対するプライマリプーリ４３の推力（プライマリ推力）の比である推力比が小さくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が大きくなる。

【0037】

一方、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の推力は、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４とベルト４５との間で滑り（ベルト滑り）が生じない大きさを必要とする。そのため、ベルト滑りを生じない必要十分な挟圧が得られるよう、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧が制御される。

【0038】

前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸４１に伝達する構成である。具体的には、前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に相対回転不能に支持されるインプット軸ギヤ６１と、インプット軸ギヤ６１よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸４１にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ６１と噛合するプライマリ軸ギヤ６２とを含む。

【0039】

遊星歯車機構３５は、サンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３を備えている。サンギヤ７１は、セカンダリ軸４２にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。キャリヤ７２は、アウトプット軸３２に相対回転可能に外嵌されている。キャリヤ７２は、複数個のピニオンギヤ７４を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ７４は、円周上に配置され、サンギヤ７１と噛合している。リングギヤ７３は、複数個のピニオンギヤ７４を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ７４にセカンダリ軸４２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ７３には、アウトプット軸３２が接続され、リングギヤ７３は、アウトプット軸３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

【0040】

スプリット変速機構３６は、スプリットドライブギヤ８１と、スプリットドライブギヤ８１と噛合するスプリットドリブンギヤ８２とを含む平行軸式歯車機構である。

【0041】

スプリットドライブギヤ８１は、インプット軸３１に相対回転可能に外嵌されている。

【0042】

スプリットドリブンギヤ８２は、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ８２は、スプリットドライブギヤ８１よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ８１よりも少ない歯数を有している。

【0043】

また、変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を備えている。

【0044】

クラッチＣ１（第１係合要素の一例）は、油圧により、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

【0045】

クラッチＣ２（第２係合要素の一例）は、油圧により、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とを直結（一体回転可能に結合） する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

【0046】

ブレーキＢ１は、油圧により、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２を制動する係合状態と、キャリヤ７２の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。

【0047】

＜動力伝達モード＞
図２は、車両１の前進時および後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の状態を示す図である。図３は、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。図４は、ベルト変速機構３３によるプーリ比と変速機４の全体でのトータル変速比との関係を示す図である。

【0048】

図２において、「○」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が解放状態であることを示している。

【0049】

車両１の車室内には、運転者が操作可能な位置に、シフトレバー（セレクトレバー）が配設されている。シフトレバーの可動範囲には、たとえば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジションおよびＤ（ドライブ）ポジションがこの順に一列に並べて設けられている。

【0050】

シフトレバーがＰポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放され、パーキングロックギヤ（図示せず）が固定されることにより、変速機４の変速レンジの１つであるＰレンジが構成される。また、シフトレバーがＮポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放されて、パーキングロックギヤが固定されないことにより、変速機４の変速レンジの１つであるＮレンジが構成される。クラッチＣ１およびブレーキＢ１の両方が解放された状態では、エンジン２の動力がセカンダリ軸４２まで伝達されて、セカンダリ軸４２が回転するが、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１およびピニオンギヤ７４が空転し、エンジン２の動力は駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達されない。

【0051】

シフトレバーがＤポジションに位置する状態では、変速機４の変速レンジの１つである前進レンジが構成される。この前進レンジでの動力伝達モードには、ベルトモード（第１モードの一例）およびスプリットモード（第２モードの一例）が含まれる。ベルトモードとスプリットモードとは、クラッチＣ１が係合している状態とクラッチＣ２が係合している状態との切り替え（クラッチＣ１，Ｃ２の掛け替え）により切り替えられる。

【0052】

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２がフリー（自由回転状態）になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結される。

【0053】

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１およびプライマリプーリ４３を回転させる。プライマリプーリ４３の回転は、ベルト４５を介して、セカンダリプーリ４４に伝達され、セカンダリプーリ４４およびセカンダリ軸４２を回転させる。遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結されているので、セカンダリ軸４２と一体となって、サンギヤ７１、リングギヤ７３およびアウトプット軸３２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３および図４に示されるように、変速機４全体でのトータル変速比がベルト変速機構３３のプーリ比に前減速比（インプット軸３１の回転数／プライマリ軸４１の回転数）を乗じた値と一致する。

【0054】

スプリットモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。これにより、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とが結合されて、インプット軸３１の回転がスプリットドライブギヤ８１およびスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に伝達可能になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離される。

【0055】

インプット軸３１に入力される動力は、スプリットドライブギヤ８１からスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に増速されて伝達される。キャリヤ７２に伝達される動力は、キャリヤ７２からサンギヤ７１およびリングギヤ７３に分割して伝達される。サンギヤ７１の動力は、セカンダリ軸４２、セカンダリプーリ４４、ベルト４５、プライマリプーリ４３およびプライマリ軸４１を介してプライマリ軸ギヤ６２に伝達され、プライマリ軸ギヤ６２からインプット軸ギヤ６１に伝達される。そのため、ベルトモードでは、インプット軸ギヤ６１が駆動ギヤとなり、プライマリ軸ギヤ６２が被動ギヤとなるのに対し、スプリットモードでは、プライマリ軸ギヤ６２が駆動ギヤとなり、インプット軸ギヤ６１が被動ギヤとなる。

【0056】

スプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比は一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、インプット軸３１に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２の回転が一定速度に保持される。そのため、プーリ比が上げられると、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１の回転数が下がるので、図３に破線で示されるように、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３（アウトプット軸３２）の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、図４に示されるように、ベルト変速機構３３のプーリ比が大きいほど、変速機４のトータル変速比が小さくなり、プーリ比に対するトータル変速比の感度（プーリ比の変化量に対するトータル変速比の変化量の割合）がベルトモードと比べて低い。

【0057】

ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが前進方向に回転する。

【0058】

シフトレバーがＲポジションに位置する状態では、変速機４の変速レンジの１つである後進レンジが構成される。後進レンジでは、図２に示されるように、クラッチＣ１，Ｃ２が解放され、ブレーキＢ１が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動される。

【0059】

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、ベルト変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１からプライマリプーリ４３、ベルト４５およびセカンダリプーリ４４を介してセカンダリ軸４２に伝達され、セカンダリ軸４２と一体に、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１を回転させる。遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動されているので、サンギヤ７１が回転すると、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３がサンギヤ７１と逆方向に回転する。このリングギヤ７３の回転方向は、前進時（ベルトモードおよびスプリットモード）におけるリングギヤ７３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ７３と一体に、アウトプット軸３２が回転する。アウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが後進方向に回転する。

【0060】

＜車両の制御系＞
図５は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

【0061】

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。図５には、１つのＥＣＵ９１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ９１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ９１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

【0062】

トルクコンバータ３および変速機４を含むユニットには、各部に油圧を供給するための油圧回路９２が備えられている。ＥＣＵ９１は、変速機４の変速制御などのため、油圧回路９２に含まれる各種のバルブなどを制御する。

【0063】

ＥＣＵ９１には、その制御に必要な各種センサが接続されている。一例として、ＥＣＵ９１には、トルクコンバータ３のタービンランナ２３の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するタービン回転センサ９３と、プライマリ軸４１の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するプライマリ回転センサ９４と、セカンダリ軸４２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するセカンダリ回転センサ９５と、アウトプット軸３２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するアウトプット回転センサ９６と、運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）の操作量に応じた検出信を出力するアクセルセンサ９７とが接続されている。

【0064】

ＥＣＵ９１では、タービン回転センサ９３、プライマリ回転センサ９４、セカンダリ回転センサ９５およびアウトプット回転センサ９６の各検出信号から、タービンランナ２３の回転数であるタービン回転数、プライマリ軸４１（プライマリプーリ４３）の回転数であるプライマリ回転数、セカンダリ軸４２（セカンダリプーリ４４）の回転数であるセカンダリ回転数、およびアウトプット軸３２の回転数であるアウトプット回転数が取得される。また、ＥＣＵ９１では、アクセルセンサ９７の検出信号から、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度が求められる。

【0065】

なお、タービン回転センサ９３、プライマリ回転センサ９４、セカンダリ回転センサ９５、アウトプット回転センサ９６およびアクセルセンサ９７の一部は、他のＥＣＵに接続されて、その一部のセンサから取得される情報は、他のＥＣＵから受信してもよい。

【0066】

＜変速制御＞
変速機４のトータル変速比は、ＥＣＵ９１によるプーリ比の変更ならびにクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の係合／解放により制御される。この変速制御では、まず、変速線図に基づいて、アクセル開度および車速に応じた目標回転数が設定される。変速線図は、アクセル開度および車速と目標回転数との関係を定めたマップであり、ＥＣＵ９１のＲＯＭに格納されている。車速の情報は、たとえば、エンジン２を制御するエンジンＥＣＵからＥＣＵ９１に送信される。目標回転数が設定されると、インプット軸３１に入力される回転数、つまりタービン回転数を目標回転数に一致させるトータル変速比の目標値である目標トータル変速比が求められ、目標トータル変速比に応じたプーリ比の目標値である目標プーリ比が設定される。

【0067】

その後、プーリ比の目標に基づいて、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２に供給される油圧であるプライマリ圧およびセカンダリプーリ４４の可動シーブ５６に供給される油圧であるセカンダリ圧の指令値が設定され、各指令値に基づいて、目標プーリ比と実プーリ比（実際のプーリ比）との差分が零に近づくように、プライマリ圧およびセカンダリ圧が制御される。実プーリ比は、プライマリ回転数をセカンダリ回転数で除することにより求められる。

【0068】

トータル変速比がスプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比に等しいスプリット点（図４参照）を跨いで変更される場合、そのトータル変速比の変更には、ベルトモードとスプリットモードとの切り替え（以下、単に「モード切替」という。）が伴う。モード切替は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合を切り替えるクラッチ切替制御（切替制御の一例）により達成される。すなわち、クラッチＣ１，Ｃ２に供給される油圧の制御により、解放状態のクラッチＣ１（係合側）が係合され、係合状態のクラッチＣ２（解放側）が解放されることにより、ベルトモードからスプリットモードに切り替えられる。逆に、係合状態のクラッチＣ１（解放側）が解放され、解放状態のクラッチＣ２（係合側）が係合されることにより、スプリットモードからベルトモードに切り替えられる。

【0069】

本実施形態のＥＣＵ９１は、スプリットモードでの走行時にキックダウン要求がなされた場合に、スプリットモードからベルトモードへ切り替えるクラッチ切替制御を実行するタイミングを最適化するための処理を行う。キックダウン要求の検知は、公知技術を適宜利用して実行されればよいが、例えばアクセルペダルが所定時間以内に所定量以上踏み込まれた場合にキックダウン要求がなされたと判定できる。

【0070】

図６は、キックダウン要求時におけるクラッチ切替制御のタイミングの決定方法を示す図である。

【0071】

図６において、点Ａは、スプリット点を示している。点Ｂは、キックダウン要求に応じて設定される目標トータル変速比Ｒｔｔと当該目標トータル変速比Ｒｔｔに対応する目標プーリ比である目標プーリ比Ｒｂｔとを示す点である。点Ｃは、キックダウン要求時におけるプーリ比である要求時プーリ比Ｒｂ１を示す点である。点Ｄは、キックダウン要求後における実際のプーリ比である実プーリ比Ｒｂｒを示す点である。本例では実プーリ比Ｒｂｒが時間経過に伴い減少していく状況が示されている。

【0072】

図６に示されるように、本実施形態では、要求時プーリ比Ｒｂ１が目標プーリ比Ｒｂｔより大きい場合が想定される。このような場合、従来技術においては、変速ショックを低減するために、キックダウン要求後における実プーリ比Ｒｂｒを目標プーリ比Ｒｂｔと一致または略一致させてからクラッチ切替制御を開始する。そのため、要求時プーリ比Ｒｂ１と目標プーリ比Ｒｂｔとの差分が大きい場合、キックダウン要求がなされてからベルトモードへの遷移が完了して加速し始めるまでのタイムラグが大きくなり、運転者にもたつき感を与えてしまう場合がある。

【0073】

本実施形態のＥＣＵ９１は、上記のような問題を回避するために、スプリットモードからベルトモードへ切り替える際のクラッチＣ１，Ｃ２の切替動作に要する時間であるクラッチ作動時間（作動時間の一例）を考慮して、クラッチ切替制御を開始するタイミングを決定する処理を実行する。

【0074】

ＥＣＵ９１は、キックダウン要求を検知すると、スプリットモードからベルトモードへ切り替える際のクラッチＣ１，Ｃ２の切替動作に要するクラッチ作動時間よりも短い所定の予測時間に基づいて、実プーリ比Ｒｂｒが予測時間経過後に到達すると予測されるプーリ比である予測プーリ比Ｒｂｐを算出する。そして、ＥＣＵ９１は、予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔ以下になった場合に、スプリットモードをベルトモードに切り替えるクラッチ切替制御を開始する。

【0075】

クラッチ作動時間は、公知技術を利用した適宜な手法により設定され得るが、例えば事前に実施された実験、シミュレーション等の結果に基づいて設定され得る。クラッチ作動時間は、一定値であってもよいし、所定の条件に応じて変化する値であってもよい。クラッチ作動時間は、例えばＥＣＵ９１に備えられたメモリに記憶され、キックダウン要求時に当該メモリから読み出されて使用される。

【0076】

予測時間は、例えば、クラッチ作動時間より短い一定値として設定され得る。予測時間がクラッチ作動時間より短く設定されることで、プーリ比の調整が完了した後にクラッチＣ１，Ｃ２の掛け替えが完了するという従来通りの順番で制御できるため、変速ショックの悪化の懸念がない。予測時間は、クラッチ作動時間と同様に、例えばＥＣＵ９１に備えられたメモリに記憶され、キックダウン要求時に当該メモリから読み出されて使用される。

【0077】

図６において、点Ｅは、実プーリ比Ｒｂｒが予測時間経過後に到達するプーリ比である予測プーリ比Ｒｂｐを示す点である。本例では予測プーリ比Ｒｂｐが実プーリ比Ｒｂｒの減少に伴って減少していく状況が示されている。予測プーリ比Ｒｂｐは、公知技術を適宜利用して算出され得るが、例えば予測時間に予め設定されたプーリ比の変化速度を乗じる方法等により算出され得る。

【0078】

図６において、点Ｆは、本実施形態のクラッチ切替制御の実行開始時におけるプーリ比である切替時プーリ比Ｒｂ２を示す点である。ここで例示する切替時プーリ比Ｒｂ２は、予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔに到達したときの実プーリ比Ｒｂｒである。

【0079】

図７は、キックダウン要求時におけるクラッチ切替制御の開始タイミングを示す図である。

【0080】

図７において、時刻ｔ０は、アクセル開度が増加し始めた時刻、すなわち運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ始めた時刻を示している。時刻ｔ１は、アクセル開度が所定値に達し、キックダウン要求が検知された時刻を示している。

【0081】

目標トータル変速比Ｒｔｔは、アクセル開度の増加に応じて増加し、時刻ｔ１において確定する。実プーリ比Ｒｂｒ及び予測プーリ比Ｒｂｐは、目標トータル変速比Ｒｔｔの増加に応じて減少する。予測プーリ比Ｒｂｐは、時刻ｔ２において目標トータル変速比Ｒｔｔに対応する目標プーリ比Ｒｂｔ（図６参照）に到達し、実プーリ比Ｒｂｒは、時刻ｔ３において目標トータル変速比Ｒｔｔに対応する目標プーリ比Ｒｂｔに達している。本実施形態においては、スプリットモードからベルトモードへ切り替えるクラッチ切替制御は、時刻ｔ２に開始され、タービン回転数は、時刻ｔ４においてベルトモードにおける目標値に到達する。一方、従来技術においては、クラッチ切替制御は、時刻ｔ２から時間Δｔ経過した時刻ｔ３に開始され、タービン回転数は、時刻ｔ４から時間Δｔ経過した時刻ｔ５においてベルトモードにおける目標値に到達する。このように、本実施形態によれば、キックダウン要求後に発生するタイムラグを従来よりも時間Δｔだけ減少させることができる。

【0082】

図８は、キックダウン要求からクラッチ切替制御の開始までの処理を示すフローチャートである。

【0083】

ＥＣＵ９１は、キックダウン要求を検知したか否かを判定し（Ｓ１０１）、キックダウン要求が検知されていない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。キックダウン要求が検知された場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、キックダウン要求時の操作（例えばアクセル開度等）に基づいて目標トータル変速比Ｒｔｔが設定される（Ｓ１０２）。その後、実プーリ比Ｒｂｒを目標トータル変速比Ｒｔｔに対応する目標プーリ比Ｒｂｔに近づけるように変更（減少）させる（Ｓ１０３）。また、予め設定された予測時間に基づいて、実プーリ比Ｒｂｒが予測時間経過後に到達する予測プーリ比Ｒｂｐが算出される（Ｓ１０４）。

【0084】

その後、算出された予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔ以下であるか否かが判定され（Ｓ１０５）、予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔ以下でない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０２以降の処理が再度実行される。予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔ以下である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９１は、スプリットモードからベルトモードへ切り替えるクラッチ切替制御を開始させる（Ｓ１０６）。

【0085】

上記のような処理により、キックダウン要求後、実プーリ比Ｒｂｒが目標プーリ比Ｒｂｔに達する前であっても、予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔに達している場合には、クラッチ切替制御が開始される。これにより、従来のように、実プーリ比Ｒｂｒが目標プーリ比Ｒｂｔに達するまでクラッチ切替制御を開始しない場合に比べ、タイムラグを短縮することが可能となる。

【0086】

＜異常判定制御＞
本実施形態のＥＣＵ９１は、更に、キックダウン要求時の処理における異常を判定し、異常発生時に対処するための処理を行う。

【0087】

図９は、キックダウン要求時における異常判定処理及び異常発生時における対処処理を示すフローチャートである。

【0088】

ＥＣＵ９１は、キックダウン要求の検知後、予測プーリ比Ｒｂｐに基づく予測到達率を算出し（Ｓ２０１）、実プーリ比Ｒｂｒに基づく実予測到達率を算出する（Ｓ２０２）。予測到達率は、所定時点（例えばキックダウン要求の検知後一定の時間が経過した時点）における予測プーリ比Ｒｂｐの目標プーリ比Ｒｂｔに対する割合（例えば、Ｒｂｐ／Ｒｂｔ）である。実到達率は、上記と同一の所定時点における実プーリ比Ｒｂｒの目標プーリ比Ｒｂｔに対する割合（例えば、Ｒｂｒ／Ｒｂｔ）である。

【0089】

その後、同一時点における理想到達率と実到達率との差分が閾値以上か否かが判定され（Ｓ２０３）、差分が閾値以上でない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、異常は発生していないと判定され、本ルーチンは終了する。一方、差分が閾値以上である場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、異常が発生していると判定され（Ｓ２０４）、ＥＣＵ９１は、予測プーリ比Ｒｂｐが目標プーリ比Ｒｂｔ以下であるか否かに関わらず、実プーリ比Ｒｂｒが目標プーリ比Ｒｂｔ以下であるか否かに基づいて、スプリットモードからベルトモードへ切り替えるクラッチ切替制御の開始時期を決定する（Ｓ２０５）。

【0090】

上記のような処理によれば、予測到達率と実到達率との差分に基づいて異常の有無が判定され、異常発生時には、従来と同様の手法、すなわち実プーリ比Ｒｂｒと目標プーリ比Ｒｂｔとの差分に基づいてクラッチ切替制御の開始時期が決定される。これにより、キックダウン要求時におけるシフトダウン動作のロバスト性を向上させることができる。

【0091】

上記実施形態の制御装置における各種機能を実現するための処理をコンピュータ（例えばＥＣＵ９１等）に実行させるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供することが可能なものである。また、当該プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布されてもよい。

【0092】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0093】

４…変速機、３１…インプット軸、３２…アウトプット軸、３３…ベルト変速機構、９１…ＥＣＵ（制御装置）、Ｃ１…クラッチ（第１係合要素）、Ｃ２…クラッチ（第２係合要素）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】