特許 7685003 変速機の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-20

(45)【発行日】2025-05-28

(54)【発明の名称】変速機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/04 20060101AFI20250521BHJP

   F16H 61/662 20060101ALI20250521BHJP

   F16H 59/38 20060101ALI20250521BHJP

   F16H 59/68 20060101ALI20250521BHJP

   F16H 61/682 20060101ALI20250521BHJP

   F16H 37/02 20060101ALI20250521BHJP

【ＦＩ】

F16H61/04

F16H61/662

F16H59/38

F16H59/68

F16H61/682

F16H37/02 R

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023046939

(22)【出願日】2023-03-23

(65)【公開番号】P2024135997

(43)【公開日】2024-10-04

【審査請求日】2024-03-25

(73)【特許権者】

【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】100180644

【弁理士】

【氏名又は名称】▲崎▼山 博教

(72)【発明者】

【氏名】井川 将

(72)【発明者】

【氏名】岩野 勉

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１６０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０６０９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６１／０４

Ｆ１６Ｈ ６１／６６２

Ｆ１６Ｈ ５９／３８

Ｆ１６Ｈ ５９／６８

Ｆ１６Ｈ ６１／６８２

Ｆ１６Ｈ ３７／０２

(57)【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一動力伝達経路上に介在される第一係合要素と、前記インプット軸と前記アウトプット軸との間の第二動力伝達経路に介在される第二係合要素とを備え、前記第二動力伝達経路上に無段変速機構を有し、前記第一係合要素の解放及び前記第二係合要素の係合により、前記無段変速機構によるベルト変速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一モードとなり、前記第一係合要素の係合及び前記第二係合要素の解放により、前記ベルト変速比が大きいほど前記トータル変速比が小さくなる第二モードとなり、前記ベルト変速比が一定値であるときに、前記第一係合要素及び前記第二係合要素に差回転が生じないように構成された変速機の制御装置であって、
前記第二モードから前記第一モードへのモード切替に際して、前記インプット軸への入力トルクに基づいて導出される入力回転数の上昇勾配である導出回転勾配と、目標回転数の上昇勾配との大小関係に応じて、前記目標回転数に応じて前記第二係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオフダウンクラッチツークラッチ制御、及び前記目標回転数に応じて前記第一係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものであること、を特徴とする変速機の制御装置。

【請求項2】

前記導出回転勾配が前記目標回転数の上昇勾配を下回ることを条件として、オフダウンクラッチツークラッチ制御を実行し、
前記導出回転勾配が前記目標回転数の上昇勾配を上回ることを条件として、オンダウンクラッチツークラッチ制御を実行すること、を特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速機の制御装置に関する。

【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】

下記特許文献１に開示されている変速機の制御装置は、上述した動力分割式無段変速機において、第二モードであるスプリットモードから第一モードであるベルトモードに遷移するダウンシフトにおける変速ショックの発生を抑制すべく提供されたものである。特許文献１の制御装置は、スプリットモードにおいてトータル変速比の目標が一定値よりも大きい値に設定された場合に、スプリットモードからベルトモードへの切り替え、つまり第一クラッチと第二クラッチとの係合の切り替えを行う。この場合に、特許文献１の制御装置は、キックダウン要求発生時のベルト変速比のアップシフト方向への時間変化率が所定の変速閾値以上である場合に、ベルト変速比がスプリット点に一致しない状態でのクラッチツークラッチの制御の実施を禁止する制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１１８２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで本発明者らは、上記特許文献１に開示されているような動力分割式の無段変速機において、第二モードであるスプリットモードから第一モードであるベルトモードへのモード切替に際して、第一係合要素を解放させつつ、第二係合要素を係合させるクラッチツークラッチ制御を行う場合に、目標回転数に応じて第二係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオフダウンクラッチツークラッチ制御、及び目標回転数に応じて第一係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に行えるようにすることを検討した。その結果、アクセルのオンオフに応じて、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御を選択的に行うようにすれば、適確に第二モードであるスプリットモードから第一モードであるベルトモードへのモード切替を行えるのではないかとの知見に至った。

【0006】

しかしながら、さらに鋭意検討を重ねたところ、アクセルがオンであっても、アクセル開度が低い場合には、入力トルクが低くなるため、第一係合要素が解放状態であったとしても実回転数を所定の期間内に上昇させることができない可能性があるとの知見に至った。また、このような現象が生じると、クラッチにおける発熱量の増加等の副次的な現象も発生する可能性があるとの知見に至った。

【0007】

そこで本発明は、第二モードから第一モードへのモード切替に際してクラッチツークラッチ制御を行う場合に、オンダウンクラッチツークラッチ制御、及びオフダウンクラッチツークラッチ制御を適確に使い分けることにより、目標回転数に則して実回転数を適切に上昇させることが可能な変速機の制御装置の提供を目的とした。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る変速機の制御装置は、インプット軸とアウトプット軸との間の第一動力伝達経路上に介在される第一係合要素と、前記インプット軸と前記アウトプット軸との間の第二動力伝達経路に介在される第二係合要素とを備え、前記第二動力伝達経路上に無段変速機構を有し、前記第一係合要素の解放及び前記第二係合要素の係合により、前記無段変速機構によるベルト変速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一モードとなり、前記第一係合要素の係合及び前記第二係合要素の解放により、前記ベルト変速比が大きいほど前記トータル変速比が小さくなる第二モードとなり、前記ベルト変速比が一定値であるときに、前記第一係合要素及び前記第二係合要素に差回転が生じないように構成された変速機の制御装置であって、前記第二モードから前記第一モードへのモード切替に際して、前記インプット軸への入力トルクに基づいて導出される入力回転数の上昇勾配である導出回転勾配と、目標回転数の上昇勾配との大小関係に応じて、前記目標回転数に応じて前記第二係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオフダウンクラッチツークラッチ制御、及び前記目標回転数に応じて前記第一係合要素の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものであること、を特徴とするものである。

【0009】

本発明の変速機の制御装置は、上記（１）のように、インプット軸への入力トルクに基づいて導出される入力回転数の上昇勾配である導出回転勾配と、目標回転数の上昇勾配との大小関係に応じて、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものとされている。そのため、本発明の変速機の制御装置は、アクセルのオンオフを指標とする場合に比べて、オフダウンクラッチツークラッチ制御と、オンダウンクラッチツークラッチ制御とを適切に使い分けることができる。これにより、本発明の変速機の制御装置は、例えば、アクセルがオン状態であるものの、アクセル開度が小さい場合のように、インプット軸への入力回転数（入力トルク）が十分な大きさに達していない状態において、オフダウンクラッチツークラッチ制御が行われることにより、実回転数の上昇を所定時間内に完了させ、第二モードから第一モードへのモード切替をスムーズに行わせることができる。また、本発明の変速機の制御装置は、第二モードから第一モードへのモード切替に際して実回転数の上昇を所定時間内に完了させることができるため、クラッチにおける発熱量の増加等の副次的な現象の発生を抑制することができる。

【0010】

ここで、本発明においては、インプット軸の実際の回転数（実回転数）から求められるインプット軸への入力回転数の上昇勾配を、上述した導出回転勾配の代わりに用いることも考えられるが、この場合はクラッチ制御による影響により、インプット軸への入力回転数の上昇勾配を精度良く把握することができなくなる懸念がある。このような懸念を払拭すべく、本発明では、インプット軸への入力トルクに基づいて導出される入力回転数の上昇勾配を導出回転勾配として導出し、これと目標回転数の上昇勾配との大小関係を指標として、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものとしている。従って、変速機の制御装置によれば、クラッチ制御による影響を受けることなく、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれを選択するべきであるのかを精度良く判定することができる。

【0011】

（２）本発明に係る変速機の制御装置は、前記導出回転勾配が前記目標回転数の上昇勾配を下回ることを条件として、オフダウンクラッチツークラッチ制御を実行し、前記導出回転勾配が前記目標回転数の上昇勾配を上回ることを条件として、オンダウンクラッチツークラッチ制御を実行するものであると良い。

【0012】

本発明の変速機の制御装置は、上記（２）のようにして、オフダウンクラッチツークラッチ制御と、オンダウンクラッチツークラッチ制御とを適切に使い分けることとすれば、実回転数の上昇を所定時間内に完了させ、第二モードから第一モードへのモード切替をスムーズに行わせることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、上述した本発明の課題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る変速システムを採用した車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

【図2】図１の変速システムを構成する変速機が備える各係合要素の状態を示す図である。

【図3】図１の変速システムを構成する変速機が備える遊星歯車機構のサンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤの回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。

【図4】図１の変速システムを構成する変速機が備える無段変速機構のプーリ比と動力分割式無段変速機全体の減速比（ユニット変速比）との関係を示す図である。

【図5】図１の変速システムが備える制御系の構成を示す図である。

【図6】変速システムにおいて行われるクラッチツークラッチ制御の制御フローを示すフローチャートである。

【図7】導出回転勾配と目標回転勾配との関係を示す説明図であり、（ａ）は導出回転勾配が目標回転勾配を下回る場合を示す説明図、（ｂ）は導出回転勾配が目標回転勾配以上である場合を示す説明図である。

【図8】（ａ）はオフダウンクラッチツークラッチ制御におけるクラッチＣ１，Ｃ２の油圧（係合度）と、目標回転数及び実回転数の関係を示す説明図であり、（ｂ）はオンダウンクラッチツークラッチ制御におけるクラッチＣ１，Ｃ２の油圧（係合度）と、目標回転数及び実回転数の関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態に係る変速システムＳについて、これを搭載した車両１を例に挙げ、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0016】

≪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。車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

【0017】

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）、及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、及び変速機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。

【0018】

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。

【0019】

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、及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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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、及びタービンランナ２３が一体となって回転する。

【0023】

変速機４は、インプット軸３１、及びアウトプット軸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、無段変速機構３３、前減速ギヤ機構３４、遊星歯車機構３５、及びスプリット変速機構３６を備えている。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

無段変速機構３３は、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）によって構成されている。具体的には、無段変速機構３３は、プライマリ軸４１、セカンダリ軸４２、プライマリプーリ４３、セカンダリプーリ４４、及びベルト４５を備えている。プライマリ軸４１及びセカンダリ軸４２は、互いに並行に設けられている。また、プライマリプーリ４３は、プライマリ軸４１に相対回転不能に支持されたプーリである。セカンダリプーリ４４は、セカンダリ軸４２に相対回転不能に支持されたプーリである。ベルト４５は、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とに亘って巻き掛けられている。

【0027】

プライマリプーリ４３は、固定シーブ５１、及び可動シーブ５２を備えている。固定シーブ５１は、プライマリ軸４１に固定されたシーブである。また、可動シーブ５２は、ベルト４５を挟んで固定シーブ５１に対して対向配置され、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シーブである。また、可動シーブ５２に対して固定シーブ５１と反対側には、シリンダ５３が設けられている。シリンダ５３は、プライマリ軸４１に固定されている。可動シーブ５２とシリンダ５３との間には、油圧室５４が形成されている。

【0028】

セカンダリプーリ４４は、固定シーブ５５、及び可動シーブ５６を備えている。固定シーブ５５は、セカンダリ軸４２に固定されたシーブである。可動シーブ５６は、ベルト４５を挟んで固定シーブ５５に対して対向配置され、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シーブである。可動シーブ５６に対して固定シーブ５５と反対側には、シリンダ５７が設けられている。シリンダ５７は、セカンダリ軸４２に固定されている。また、可動シーブ５６とシリンダ５７との間には、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。

【0029】

無段変速機構３３では、プライマリプーリ４３の油圧室５４、及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、及びセカンダリプーリ４４の各溝幅が変更される。これにより、無段変速機構３３は、ベルト変速比（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）が連続的に無段階に変更できるものとされている。

【0030】

具体的には、ベルト変速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。

【0031】

ベルト変速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。

【0032】

一方、プライマリプーリ４３、及びセカンダリプーリ４４の推力は、プライマリプーリ４３、及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、及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。

【0033】

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、インプット軸ギヤ６１と、プライマリ軸ギヤ６２とを備えている。インプット軸ギヤ６１は、インプット軸３１に相対回転不能に支持されたギヤである。また、プライマリ軸ギヤ６２は、インプット軸ギヤ６１よりも大径で歯数が多く、インプット軸ギヤ６１と噛合するギヤである。プライマリ軸ギヤ６２は、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いる。

【0034】

遊星歯車機構３５は、サンギヤ７１、キャリヤ７２、及びリングギヤ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。ピニオンギヤ７４は、円周上に複数個配置され、それぞれサンギヤ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の形状を有し、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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

また、変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２、及びブレーキＢ１を備えている。

【0039】

クラッチＣ１（第一係合要素）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。

【0040】

クラッチＣ２（第二係合要素）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。

【0041】

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。

【0042】

≪動力伝達モード≫
図２は、車両１の前進時、及び後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２、及びブレーキ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、及びリングギヤ７３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。図４は、無段変速機構３３によるベルト変速比（プーリ比）と変速機４の全体でのトータル変速比（ユニット変速比）との関係を示す図である。

【0043】

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

【0044】

車両１の車室内には、運転者が操作可能な位置に、複数のポジション間で変位可能に設けられた変位部材が設けられている。本実施形態では、シフトレバー（セレクトレバー）が、変位部材として配設されている。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、Ｄ（ドライブ）ポジション、Ｓ（スポーツ）ポジション、及びＢ（ブレーキ）ポジションがこの順に一列に並べて設けられている。

【0045】

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、及びブレーキ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、及びブレーキ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、及びブレーキ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、及びピニオンギヤ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。

【0046】

シフトレバーがＤポジション、Ｓポジション、又はＢ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、及びスプリットモードが含まれる。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。

【0047】

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１、及びブレーキ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。

【0048】

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、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１、及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、及びセカンダリ軸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、及びアウトプット軸３２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３、及び図４に示されるように、変速機４のトータル変速比（ユニット変速比）が無段変速機構３３のベルト変速比（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）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。

【0049】

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、及びブレーキ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、及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。

【0050】

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、及びリングギヤ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、及びプライマリ軸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。

【0051】

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、ベルト変速比が上げられると、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、無段変速機構３３のベルト変速比が大きいほど、変速機４の減速比が小さくなり、ベルト変速比に対する減速比の感度（ベルト変速比の変化量に対する減速比の変化量の割合）がベルトモードと比べて低い。

【0052】

ベルトモード、及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、及び駆動輪７Ｌ，７Ｒが前進方向に回転する。

【0053】

なお、シフトレバーがＤポジション、Ｓポジション、又はＢポジションのいずれに位置する状態であっても、前進レンジでは、変速比を自動的かつ連続的に無段階で変化させる変速制御が行われる。ただし、シフトレバーがＳポジションに位置する状態（Ｓレンジ）では、シフトレバーがＤポジションに位置する状態（Ｄレンジ）と比較して、エンジン回転数が高めに維持されるように変速比が変更される。これにより、Ｓレンジでは、Ｄレンジと比較して、運転者がスポーティな走行を楽しむことができ、また、減速時に強いエンジンブレーキが得られる。シフトレバーがＢポジションに位置する状態（Ｂレンジ）では、Ｓレンジよりもエンジン回転数がさらに高めに維持されるように変速比が変更され、減速時にＳレンジよりもさらに強いエンジンブレーキが得られる。

【0054】

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。

【0055】

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、無段変速機構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、及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、及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、及び駆動輪７Ｌ，７Ｒが後進方向に回転する。

【0056】

≪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。

【0057】

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ＥＣＵ９１（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が制御装置として備えられている。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。

【0058】

ＥＣＵ９１は、エンジン２の始動、停止、及び出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタ、及び点火プラグなどを制御する。また、トルクコンバータ３のロックアップ制御、及び変速機４の変速制御などのため、トルクコンバータ３、及び変速機４を含むユニットの各部に油圧を供給するための油圧回路９２に含まれる各種のバルブを制御する。

【0059】

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号を出力するアクセルセンサ９７とが接続されている。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

≪変速制御≫
変速機４のトータル変速比は、ＥＣＵ９１によるベルト変速比の変更ならびにクラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキ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、アクセル開度及び車速に応じた目標回転数が設定される。変速線図は、アクセル開度及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が求められ、その目標に応じたベルト変速比の目標が設定される。

【0063】

その後、ベルト変速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及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、ベルト変速比の目標と実ベルト変速比との偏差が零に近づくように、プライマリ圧及びセカンダリ圧が制御される。実ベルト変速比は、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。

【0064】

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の係合の切り替えにより達成される。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。

【0065】

ここで、本実施形態の変速システムＳにおいては、スプリットモードからベルトモードへのモード切替に際して、クラッチＣ１を解放させつつ、クラッチＣ２を係合させるクラッチツークラッチ制御を行うことができる。また、変速システムＳにおいては、クラッチツークラッチ制御を行う場合に、目標回転数に応じてクラッチＣ２の係合度を調整することにより実回転数を上昇させる制御方法（オフダウンクラッチツークラッチ制御）、及び目標回転数に応じてクラッチＣ１の係合度を調整することにより実回転数を上昇させる制御方法（オンダウンクラッチツークラッチ制御）のいずれかを、図６に示した制御フローに則ってＥＣＵ９１により選択して実行可能とされている。以下、図６を参照しつつ、変速システムＳにおいて行われるクラッチツークラッチ制御について、さらに詳細に説明する。

【0066】

（ステップ１）
変速システムＳにおいては、先ずステップ１において、スプリットモードからベルトモードへのモード切替要求の有無が確認される。ここで、スプリットモードからベルトモードへのモード切替要求の存在が確認された場合には、制御フローがステップ２に進められる。

【0067】

（ステップ２）
制御フローがステップ２に進むと、ＥＣＵ９１は、アクセル開度及び車速に応じて設定された目標回転数の上昇勾配（目標回転勾配）と、タービントルク及び効率に基づいて導出されるタービン回転数（＝インプット軸３１の回転数）の上昇勾配（導出回転勾配）との大小関係を比較する。その結果、図７（ａ）のように、導出回転勾配が目標回転勾配を下回る場合には、タービントルクのみによっては所定の時間内に目標回転数まで上昇させることができない状態にある。このようにタービンの導出回転勾配が目標回転勾配を下回る場合には、制御フローがステップ３に進められる。一方、図７（ｂ）のように、導出回転勾配が目標回転勾配以上である場合には、所定の時間内に目標回転数を達成するうえでタービントルクが十分に大きい状態にある。このように導出回転勾配が目標回転勾配以上である場合には、制御フローがステップ４に進められる。

【0068】

（ステップ３）
制御フローが上述したステップ２からステップ３に進むと、ＥＣＵ９１は、オフダウンクラッチツークラッチ制御を実行する。すなわち、ステップ３において、ＥＣＵ９１は、図８（ａ）に示すようにして目標回転数に応じてクラッチＣ２の係合度を調整することにより実回転数を上昇させる。この際、クラッチＣ１は、当接圧程度を維持するように制御される。これにより、タービントルクのみによっては所定の時間内に目標回転数まで上昇させることができない状態から、クラッチＣ２の係合度の調整により回転数を引きあげ、実回転数を目標回転数になるように調整する。

【0069】

（ステップ４）
一方、制御フローが上述したステップ２からステップ４に進んだ場合には、ＥＣＵ９１は、オンダウンクラッチツークラッチ制御が実行される。すなわち、ステップ３において、ＥＣＵ９１は、図８（ｂ）に示すようにして目標回転数に応じてクラッチＣ１の係合度を調整することにより実回転数を上昇させる。この際、クラッチＣ２は、当接圧程度を維持するように制御される。これにより、タービントルクによって吹き上がろうとする実回転数が、クラッチＣ１の係合度の調整を行うことにより目標回転数になるように抑制される。

【0070】

≪作用効果≫
上述した本実施形態の変速機４のＥＣＵ９１（制御装置）は、以下の（ａ），（ｂ）のような特徴的構成を備えている。これにより、変速機４のＥＣＵ９１は、以下に記載のような特有の効果を奏することができる。

【0071】

（ａ）本実施形態に係るＥＣＵ９１（制御装置）は、インプット軸３１とアウトプット軸３２との間の第一動力伝達経路上に介在されるクラッチＣ１（第一係合要素）と、インプット軸３１とアウトプット軸３２との間の第二動力伝達経路に介在されるクラッチＣ２（第二係合要素）とを備え、第二動力伝達経路上に無段変速機構３３を有し、クラッチＣ１の解放及びクラッチＣ２の係合により、無段変速機構３３によるベルト変速比が大きいほどインプット軸３１とアウトプット軸３２との間でのトータル変速比が大きくなるベルトモード（第一モード）となり、クラッチＣ１の係合及びクラッチＣ２の解放により、ベルト変速比が大きいほどトータル変速比が小さくなるスプリットモード（第二モード）となり、ベルト変速比が一定値であるときに、クラッチＣ１及びクラッチＣ２に差回転が生じないように構成された変速機４の制御装置であって、スプリットモードからベルトモードへのモード切替に際して、インプット軸３１への導出回転勾配と、目標回転数の上昇勾配との大小関係に応じて、目標回転数に応じてクラッチＣ２の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオフダウンクラッチツークラッチ制御、及び目標回転数に応じてクラッチＣ１の係合度を調整することにより実回転数を上昇させるオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものであること、を特徴とするものである。

【0072】

本実施形態のＥＣＵ９１は、上記（ａ）のように、インプット軸３１への導出回転勾配と、目標回転数の上昇勾配との大小関係に応じて、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものとされている。そのため、本実施形態のＥＣＵ９１は、アクセルのオンオフを指標とする場合に比べて、オフダウンクラッチツークラッチ制御と、オンダウンクラッチツークラッチ制御とを適切に使い分けることができる。これにより、ＥＣＵ９１は、例えば、アクセルがオン状態であるものの、アクセル開度が小さい場合のように、インプット軸３１への入力回転数（入力トルク）が十分な大きさに達していない状態において、オフダウンクラッチツークラッチ制御が行われることにより、実回転数の上昇を所定時間内に完了させ、スプリットモードからベルトモードへのモード切替をスムーズに行わせることができる。また、本実施形態の変速機４のＥＣＵ９１は、スプリットモードからベルトモードへのモード切替に際して実回転数の上昇を所定時間内に完了させることができるため、クラッチにおける発熱量の増加等の副次的な現象の発生を抑制することができる。

【0073】

ここで、インプット軸３１の実際の回転数（実回転数）から求められるインプット軸への入力回転数の上昇勾配を、前述の導出回転勾配の代わりに用いることも考えられるが、この場合はクラッチ制御による影響により、インプット軸３１への入力回転数の上昇勾配を精度良く把握することができなくなる懸念がある。このような懸念を払拭すべく、本実施形態のＥＣＵ９１は、インプット軸３１への入力トルク（タービントルク）及び効率を乗じることによりインプット軸３１への入力回転数の上昇勾配を導出回転勾配として導出し、これと目標回転数の上昇勾配との大小関係を指標として、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれかを、選択的に実行可能なものとされている。従って、ＥＣＵ９１によれば、クラッチ制御による影響を受けることなく、オフダウンクラッチツークラッチ制御、及びオンダウンクラッチツークラッチ制御のいずれを選択するべきであるのかを精度良く判定することができる。

【0074】

（ｂ）本実施形態に係るＥＣＵ９１は、導出回転勾配が目標回転数の上昇勾配を下回ることを条件として、オフダウンクラッチツークラッチ制御を実行し、導出回転勾配が目標回転数の上昇勾配を上回ることを条件として、オンダウンクラッチツークラッチ制御を実行するものである。

【0075】

ＥＣＵ９１は、上記（ｂ）のようにして、オフダウンクラッチツークラッチ制御と、オンダウンクラッチツークラッチ制御とを適切に使い分けることとすれば、実回転数の上昇を所定時間内に完了させ、スプリットモードからベルトモードへのモード切替をスムーズに行わせることができる。

【0076】

≪変形例≫
上記実施形態において例示した変速機４のＥＣＵ９１は本発明の一例を示したものに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、例えば上述した（ａ），（ｂ）に係る構成を上記実施形態において例示したものとは異なるものとすることが可能である。また、変速機４のＥＣＵ９１は、上述した（ａ），（ｂ）に含まれる構成に加えて、あるいは（ａ），（ｂ）に含まれる構成に代えて他の構成を備えたものとしたり、一部の構成を省略した構成としたりしても良い。具体的には、以下に説明するような変形例が考えられる。

【0077】

本実施形態では、エンジン２を駆動源として駆動力が変速機４に入力される例を示したが、本発明はこれに限定されず、エンジン２に加えて、あるいはエンジン２に代えてモータ等の駆動源からの動力を受けて動作するものとしても良い。また、本実施形態の変速システムＳは、複数のポジション間で変位可能に設けられた変位部材の例としてシフトレバーを例示したが、本発明はこれに限定されず他の部材を変位部材としても良い。

【0078】

また、本実施形態では、ＥＣＵ９１により、エンジン２ならびにトルクコンバータ３、及びＣＶＴ４の油圧回路９２が制御される例を示したが、エンジン２とトルクコンバータ３、及び変速機４の油圧回路９２とは、別々のＥＣＵによって制御されるものとしても良い。

【0079】

本発明は、上述した実施形態や変形例等として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、課題を解決するための手段に記載の任意の構成要素又は課題を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。これらについても本願の補正又は分割出願等において権利取得する意思を有する。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明は、いわゆる動力分割式変速機構を備えた変速システム全般において好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0081】

２ ：エンジン（駆動源）
４ ：変速機
３１ ：インプット軸
３２ ：アウトプット軸
３３ ：無段変速機構
４３ ：プライマリプーリ
４４ ：セカンダリプーリ
４５ ：ベルト
９１ ：ＥＣＵ（制御装置）
９６ ：シフトポジションセンサ（ポジション検出部）
Ｃ１ ：クラッチ（第一係合要素）
Ｃ２ ：クラッチ（第二係合要素）
Ｓ ：変速システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】