JP5655995B1 - 車両用変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

車両の駆動力源からトルクが入力される入力軸と出力部材へトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させることが可能な第１変速機構を備えた第１伝動経路と、前記第１変速機構とは設定する変速比が異なる第２変速機構を備えた第２伝動経路とが並列に設けられ、前記第１伝動経路および前記第２伝動経路のいずれか一方を経由して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行う車両用変速機の制御装置において、所定のクラッチ機構を係合させることにより前記動力伝達を行う経路を前記第１伝達経路と前記第２伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、前記切替変速を実行する際に互いに係合する前記クラッチ機構の係合部材間における回転数差が所定値以下となるように前記第１変速機構の変速比の範囲を規定した切替変速比域を設定する設定手段とを備え、前記第１変速機構で前記切替変速比域外の変速比が設定されている場合には、前記切替変速を実行しないように構成されている。

Description

この発明は、入力軸と出力軸との間に、変速比が異なる２つの動力伝達経路が並列に設けられた車両用変速機の制御装置に関するものである。

車両の駆動力源として用いられている一般的なエンジンは、回転数の増大に応じて出力トルクが大きくなる特性を有している。それに対して、車両に要求される駆動力は、通常、低車速の場合に相対的に大きくなり、高車速の場合には相対的に小さくなる。すなわち、エンジンを駆動力源とする車両が走行する際には、エンジンの出力特性とは逆傾向のトルクが要求される。また、エンジンを運転する場合、そのエンジンの効率が良くなる運転点は限られている。そのため、エンジンを駆動力源とする車両では、変速比を適宜に変化させることのできる変速機が搭載されている。そして、その変速機で車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて変速比を適宜に設定することにより、必要とする駆動力を得るとともに、エンジンを効率の良い運転点で運転できるようになっている。

上記のような車両に搭載される変速機のうち、変速段毎に段階的に変速比を設定する有段変速機では、設定する変速比に段差があるため、エンジンを常に効率の良い運転点で運転することはできない。例えば、効率の良い運転点におけるエンジンの回転数が、２つの変速段の間の変速比で設定できる回転数であった場合には、一方の変速段から他方の変速段に切り替わるまでの間の運転状態では効率が低下してしまう。そこで最近では、有段変速機に替えて、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機を搭載した車両の普及が進んでいる。

車両用の無段変速機としては、ベルト式無段変速機が広く知られている。ベルト式無段変速機は、動力伝達用のベルトと、そのベルトを巻き掛ける溝の幅を変化させることよってベルトの巻き掛け半径が大小に変化する一対のプーリとを有している。そして、それぞれのプーリの溝幅を変化させてベルトの巻き掛け半径を変化させることにより、それら一対のプーリの間で設定する変速比を無段階に変化させるように構成されている。

さらに、無段変速機の最大変速比よりも大きい変速比を設定するため、あるいは、無段変速機の最小変速比よりも小さい変速比を設定するために、ベルト式の無段変速機構と歯車式の有段変速機構とを組み合わせた変速機の構成が特開平３−６１７６２号公報に記載されている。この特開平３−６１７６２号公報に記載された構成の変速機では、無段変速機構と有段変速機構との間で動力伝達経路を切り替えることにより、無段変速機で設定可能な最大変速比よりも大きな変速比、もしくは、最小変速比よりも小さな変速比を設定することができる。その結果、変速機全体として設定可能な変速比の幅を拡大することができる。

そして、この特開平３−６１７６２号公報に記載された変速機の制御装置では、上記のような無段変速機構と有段変速機構とを並列に設けた変速機を制御対象にしている。そして、有段変速機構を介して動力を伝達する有段伝達経路から、無段変速機構を介して動力を伝達する無段伝達経路への切り替えを行う場合に、その切り替えが完了するまで無段変速機構における変速を禁止するように構成されている。

上記のように、無段変速機構に対して有段変速機構を並列させて変速機を構成することにより、変速機全体として設定することが可能な変速比の幅を拡大することができる。その反面、無段変速機構と有段変速機構との間で動力の伝達経路を切り替える際に無段変速機構で変速が行われると、無段変速機構において設定される変速比と有段変速機構において設定される変速比との乖離が大きくなってしまう。その結果、切り替えの際のショックが大きくなってしまったり、切り替え後に駆動力が不足してしまったり、あるいは必要以上にエンジン回転数が増大してしまったりする可能性がある。

そのような課題に対して、上記の特開平３−６１７６２号公報に記載された変速機の制御装置では、上記のように有段変速機構から無段変速機構への切り替えが完了するまでの間、無段変速機構における変速を禁止して変速比を保持することにより、切り替え時の変速ショックを軽減し、また、所望する動力性能を得ることができる、とされている。

上記のような無段変速機構と有段変速機構との間における動力伝達経路の切り替えは、通常、クラッチの係合や開放動作を伴って実行される。例えば上記の特開平３−６１７６２号公報に記載された変速機の構成では、「ハイクラッチ６０」が係合させられることによって切り替えが実行される。このとき、上記のように無段変速機構における変速が禁止されて変速比が保持されると、「ハイクラッチ６０」における摩擦材同士の間の差回転が大きくなり、クラッチの耐久性が低下してしまう可能性がある。すなわち、無段変速機構は、一般に、変速比や伝達トルク容量を設定するために動作させるアクチュエータを油圧制御している。そのため、油圧制御時の不可避的な応答遅れが存在し、変速比の目標値に対する実際の変速比の追従性に限界がある。例えば、急減速した後に再加速もしくは再発進するような場合は、無段変速機構の変速比が最大変速比まで戻り切らない場合がある。そのような状態で無段変速機構における変速が禁止されて変速比が保持されると、有段変速機構の変速比と無段変速機構で設定されている変速比との乖離が大きくなってしまう。したがって、動力伝達経路の切り替えのために係合させるクラッチにおける差回転も大きくなってしまう。その結果、クラッチの摩擦材同士が係合する際の摩擦が大きくなり、クラッチの耐久性が低下してしまう。また、クラッチが係合する際の係合ショックも大きくなってしまう。

この発明は上述した技術的課題に着目してなされたものである。すなわち、この発明は、無段変速機構を含む伝動経路と、例えば歯車式の有段変速機構のように無段変速機構とは異なる他の伝動機構を含む伝動経路とを並列に備えた車両用の自動変速機を制御対象にしている。そして、この発明は、それら２つの伝動経路の間で実際に動力伝達させる経路を切り替える際のショックや、切り替えの際に動作させるクラッチ等の耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる車両用変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、この発明は、車両の駆動力源からトルクが入力される入力軸と出力部材へトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させることが可能な第１変速機構を備えた第１伝動経路と、前記第１変速機構とは設定する変速比が異なる第２変速機構を備えた第２伝動経路とが並列に設けられ、前記第１伝動経路および前記第２伝動経路のいずれか一方を経由して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行う車両用変速機の制御装置において、所定のクラッチ機構を係合させることにより前記動力伝達を行う経路を前記第１伝達経路と前記第２伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、前記切替変速を実行する際に互いに係合する前記クラッチ機構の係合部材間における回転数差が所定値以下となるように前記第１変速機構の変速比の範囲を規定した切替変速比域を設定する設定手段とを備え、前記第１変速機構で前記切替変速比域内の変速比が設定されている場合に、前記切替変速を実行するように構成されていることを特徴とする制御装置である。

より具体的には、この発明は、車両の駆動力源からトルクが入力される入力軸と出力部材へトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させることが可能な第１変速機構を備えた第１伝動経路と、前記第１変速機構とは設定する変速比が異なる第２変速機構を備えた第２伝動経路とが並列に設けられ、前記第１伝動経路および前記第２伝動経路のいずれか一方を経由して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行う車両用変速機の制御装置において、所定のクラッチ機構を係合させることにより前記動力伝達を行う経路を前記第１伝達経路と前記第２伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、前記切替変速を実行する際に互いに係合する前記クラッチ機構の係合部材間における回転数差が所定値以下となるように前記第１変速機構の変速比の範囲を規定した切替変速比域を設定する設定手段とを備え、前記第１変速機構で前記切替変速比域内の変速比が設定されている場合に、前記切替変速を実行するとともに、前記第１変速機構で前記切替変速比域外の変速比が設定されている場合には、前記切替変速を実行しないように構成されていることを特徴とする制御装置である。

また、この発明における前記実行手段は、前記車両の走行状態および前記車両用変速機の運転状態の少なくともいずれかに応じて前記切替変速の実行の要否を判断するとともに、前記切替変速の実行が必要であると判断し、かつ、前記第１変速機構で前記切替変速比域内の変速比が設定されている場合に、前記切替変速を実行することを特徴としている。

また、この発明における前記実行手段は、前記切替変速の実行が必要であると判断した後に、前記第１変速機構で前記切替変速比域外の変速比が設定されている時間が所定時間以上経過した場合には、前記切替変速を実行することを特徴としている。

また、この発明における前記設定手段は、前記出力軸の出力軸回転数および前記入力軸に入力される入力トルクの少なくともいずれかに関する情報に応じて、前記切替変速比域の幅を変更して設定することを特徴としている。

また、この発明における前記設定手段は、前記入力トルクが大きいほど、前記切替変速比域の幅を狭くすることを特徴としている。

また、この発明における前記設定手段は、前記出力軸回転数の変化速度が大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴としている。

また、この発明は、前記車両の加速度を検出する手段を更に備えることができる。その場合、この発明における前記設定手段は、前記加速度が大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴としている。

そして、この発明は、運転者によるアクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかを検出する手段を更に備えることができる。その場合、この発明における前記設定手段は、前記アクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかが大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴としている。

したがって、この発明では、変速機の入力軸と出力軸との間で動力伝達を行う伝動経路を第１伝動経路と第２伝動経路との間で切り替える切替変速を実行する場合、その切替変速の実行の可否が判断される。すなわち、第１変速機構の変速比が切替変速を適切に実行するために設定された切替変速比域内の変速比であるか否かが判断される。この発明における切替変速比域は、クラッチ機構の係合部材間における回転数差が考慮されて、切替変速の実行時にその回転数差が所定値よりも小さくなる第１変速機構の変速比の範囲を規定したものである。そして、その第１変速機構の変速比が切替変速比域内の変速比である場合に、切替変速が実行される。それに対して、第１変速機構の変速比が切替変速比域外の変速比である場合には、切替変速は実行されない。すなわち、上記のような切替変速は、第１変速機構で切替変速比域内の変速比が設定されている適切な運転状態の下でのみ実行される。そのため、この発明によれば、切替変速を実行する場合に、クラッチ機構における回転数差を所定値以下の状態にしておくことができる。その結果、クラッチ機構における回転数差が大きいことに起因して切替変速を実行する際に生じるショックや、切替変速を実行する際に係合させられるクラッチ機構の耐久性の低下を、確実に防止もしくは抑制することができる。

また、この発明によれば、従来の変速制御と同様の切替変速の実行が必要であるとする判断に加えて、第１変速機構の変速比が切替変速比域内の変速比である場合に切替変速が実行される。すなわち、例えば出力軸回転数やアクセル開度に関する情報に基づいて切替変速の実行が必要と判断された場合であっても、第１変速機構の変速比が切替変速比域外の変速比である場合には、切替変速は実行されない、すなわち、切替変速の実行が禁止される。したがって、切替変速は、第１変速機構で切替変速比域内の変速比が設定されている適切な運転状態に限って実行される。そのため、切替変速の際に生じるショックやクラッチ機構の耐久性の低下を、確実に防止もしくは抑制することができる。

また、この発明によれば、上記のように切替変速の実行が必要と判断された場合に、第１変速機構の変速比が切替変速比域外の変速比であることにより切替変速の実行が禁止されている場合であっても、切替変速の実行が必要と判断された時点から所定時間以上経過した場合には、切替変速が実行される。例えば、車速の変化量や加速度が大きい場合には、第１変速機構における変速よりも車速の増大の方が速くなり、その結果、第１変速機構の変速比が切替変速比域内に入らずに切替変速が実行されなくなる場合がある。それ対して、この発明では、予め所定時間によるガードを設けておくことにより、上記のような切替変速が実行されなくなる事態を回避し、切替変速の要否の判断に則して切替変速を適切に実行することができる。

また、この発明によれば、上記のように切替変速の実行の可否を判断するために設定される切替変速比域が、出力軸回転数および入力トルクの少なくともいずれかに応じて変更される。そのため、車両の走行状態や変速機の運転状態に対応した適切な切替変速を実行することができる。

また、この発明では、上記のような切替変速比域を変更する制御の一例として、入力トルクが大きいほど、切替変速比域の幅を狭くするように変更して設定することができる。入力トルクが小さい場合は、クラッチ機構における回転数差が大きいことに起因して係合部材同士がスリップする時間が長くなったとしても、その際の摩擦による発熱量は比較的に小さい。そのため、クラッチ機構における回転数差の許容範囲は、比較的に大きく設定することができる。それに対して、入力トルクが大きい場合は、クラッチ機構を係合する際の摩擦による摩擦板の摩耗や発熱量が大きくなる。したがって、この場合に係合部材同士がスリップする時間が長くなると、クラッチ機構の耐久性に影響を及ぼす可能性がある。それに対してこの発明によれば、上記のように入力トルクが大きいほど切替変速比域の幅を狭くすることにより、クラッチ機構の耐久性の低下を適切に防止もしくは抑制することができる。

そして、この発明では、上記のような切替変速比域を変更する制御の他の例として、出力軸回転数の変化速度が大きいほど、切替変速比域の幅を広くするように変更して設定することができる。また、車両の加速度が大きいほど、切替変速比域の幅を広くするように変更して設定することができる。さらに、運転者によるアクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかが大きいほど、切替変速比域の幅を広くするように変更して設定することができる。

例えば、車速の変化量や加速度が大きい場合には、第１変速機構における変速よりも車速の増大の方が速くなり、その結果、第１変速機構の変速比が切替変速比域内に入らずに切替変速が実行されなくなる場合がある。上記のように出力軸回転数の変化速度が大きい場合、あるいは、アクセル操作の操作量や操作速度が大きい場合は、車両の加速度が大きくなる。したがって、上記のように、出力軸回転数の変化速度が大きいほど切替変速比域の幅を広くすること、あるいは、車両の加速度が大きいほど切替変速比域の幅を広くすること、あるいは、運転者によるアクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかが大きいほど切替変速比域の幅を広くすることにより、上記のような切替変速が実行されなくなる事態を回避し、切替変速を適切に実行することができる。

この発明で制御の対象とする車両用変速機の構成を示す図である。 図１に示す車両用変速機における各クラッチ機構およびブレーキ機構の動作状態をまとめて示す図表である。 この発明に係る車両用変速機の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る車両用変速機の制御装置による制御を実行する際に設定する切替変速域を説明するための図である。 この発明に係る車両用変速機の制御装置による制御を実行する際に設定する切替変速域を説明するための図である。 この発明に係るベルト式無段変速機の制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 この発明における切替変速域を補正する手順を説明するためのブロック図である。 この発明における切替変速域を補正する際に用いるマップの一例を説明するための図である。 この発明における切替変速域を補正する際に用いるマップの一例を説明するための図である。 この発明に係る車両用変速機の制御装置による制御を実行した場合の目標変速比の遷移および入力軸ならびに出力軸の回転数変化等を示すタイムチャートである。

この発明に係る制御装置は、例えば車両に搭載される自動変速機を制御の対象としている。特に、この発明で制御の対象とする自動変速機は、入力軸と出力軸との間に、第１変速機構を備えた第１伝動経路と、第２変速機構を備えた第２伝動経路とが形成されている。それら第１伝動経路および第２伝動経路は、入力軸と出力軸との間で互いに並列に配置されている。そして、それら第１伝動経路および第２伝動経路のいずれか一方が選択されて、自動変速機の入力軸と出力軸との間でトルクを伝達するように構成されている。

上記の第１伝動経路に設けられた第１変速機構は、この自動変速機の主変速部を構成している。そしてその第１変速機構は、変速比を連続的に変化させることが可能な変速機構であり、例えばベルト式無段変速機構により構成されている。一方、第２伝動経路に設けられた第２変速機構は、この自動変速機の副変速部を構成している。そしてその第２変速機構は、例えば歯車伝動機構により構成されている。また、その歯車伝動機構は、上記のベルト式無段変速機構では設定できない変速比を設定するように構成されている。したがって、歯車伝動機構は、複数の歯車を噛み合わせて構成されていて、そのギヤ比（歯数の比）によって設定される変速比が、ベルト式無段変速機構の最大変速比より大きい変速比となるように、あるいはベルト式無段変速機構の最小変速比より小さい変速比となるように構成されている。なお、この自動変速機を車両に搭載する場合には、例えば、車両が発進する際の大きいトルクがベルト式無段変速機構に掛からないようにするために、歯車伝動機構は、ベルト式無段変速機構の最大変速比よりも大きい変速比を設定できるように構成することが好ましい。また、走行中の車両におけるエンジンの回転数を低くして燃費を低下させるためには、歯車伝動機構はベルト式無段変速機構の最小変速比より小さい変速比を設定できるように構成することが好ましい。

上記のような自動変速機の具体的な構成の一例を図１に示してある。この発明で制御の対象とする自動変速機１は、車両Ｖｅに搭載される変速機であり、例えばエンジン２などの駆動力源に連結されて用いられる。具体的には、エンジン２の出力軸２ａに、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ３が連結されている。このトルクコンバータ３は従来知られている構成のものである。例えば、フロントカバー３ａと一体のポンプインペラー３ｂに対向してタービンランナー３ｃが配置されている、これらポンプインペラー３ｂとタービンランナー３ｃとの間には、一方向クラッチ（図示せず）を介して保持されたステータ３ｄが配置されている。さらに、タービンランナー３ｃと一体となって回転するロックアップクラッチ４が、フロントカバー３ａの内面に対向して配置されている。そして、ロックアップクラッチ４を挟んだ両側の圧力差に応じて、ロックアップクラッチ４がフロントカバー３ａの内面に接触してトルクを伝達する係合状態、および、フロントカバー３ａの内面から離れてトルクの伝達を遮断する開放状態が設定されるように構成されている。

上記のトルクコンバータ３におけるタービンランナー３ｃに、自動変速機１の入力軸５が連結されている。そして、入力軸５と同一軸線上に、前後進切替機構６が配置されている。この前後進切替機構６は、エンジン２から出力されたトルクをその回転方向を変えずに後述のカウンタ軸１０ａに伝達する前進状態と、エンジン２から出力されたトルクをその回転方向を反転してカウンタ軸１０ａに伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。

上記の前後進切替機構６は、この図１に示す例では、３つの回転要素が互いに差動作用をなすいわゆる差動機構によって構成されている。具体的には、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって前後進切替機構６が構成されている。この前後進切替機構６を構成しているダブルピニオン型の遊星歯車機構は、外歯歯車であるサンギヤ６ａ、サンギヤ６ａと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ６ｂ、サンギヤ６ａに噛み合っている第１ピニオンギヤ６ｃ、第１ピニオンギヤ６ｃならびにリングギヤ６ｂに噛み合っている第２ピニオンギヤ６ｄ、および、第１ピニオンギヤ６ｃならびに第２ピニオンギヤ６ｄを自転かつ公転可能に保持しているキャリア６ｅを備えている。そして、上記のサンギヤ６ａに入力軸５が連結されていている。したがって、サンギヤ６ａが入力要素となっている。また、リングギヤ６ｂの回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。したがって、リングギヤ６ｂが反力要素となっている。なお、ブレーキ機構Ｂは、ケーシングなどの固定部７とリングギヤ６ｂとの間に設けられている。このブレーキ機構Ｂは、例えば多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成することができる。

そして、キャリア６ｅが出力要素となっている。このキャリア６ｅとサンギヤ６ａもしくは入力軸５との間に、これらキャリア６ｅとサンギヤ６ａとを連結して遊星歯車機構の全体を一体回転させるための第１クラッチ機構Ｃ１が設けられている。この第１クラッチ機構Ｃ１は、前後進切替機構６を前進状態に設定するためのものである。この第１クラッチ機構Ｃ１は、トルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１は、摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよい。ただし、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。

入力軸５のエンジン２と反対側（図１に示す例では左側）の端部に、ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）８が配置されている。このＣＶＴ８は、従来知られている構成のものである。すなわち、駆動側の回転部材であるプライマリプーリ８ａと、従動側の回転部材であるセカンダリプーリ８ｂと、これらのプライマリプーリ８ａおよびセカンダリプーリ８ｂに巻き掛けられたベルト８ｃとを備えている。そして、プライマリプーリ８ａおよびセカンダリプーリ８ｂは、ベルト８ｃが巻き掛けられている溝の幅を変化させることにより、ベルト８ｃの巻き掛け半径が大小に変化するように構成されている。すなわち、ベルト８ｃが巻き掛けられている溝幅を変化させて変速比を変更するように構成されている。

プライマリプーリ８ａは、入力軸５と同一軸線上で、上記の前後進切替機構６を挟んでエンジン２とは反対側に配置されている。このプライマリプーリ８ａと一体のプライマリシャフト８ｄが、前後進切替機構６における入力要素であるサンギヤ６ａに連結されている。また、セカンダリプーリ８ｂは、その回転中心軸線が上記のプライマリプーリ８ａの回転中心軸線と平行になるように配置されている。また、セカンダリプーリ８ｂの回転中心軸線に沿うように設けられたセカンダリシャフト８ｅを備えている。そして、セカンダリシャフト８ｅと同一軸線上に、出力軸９が配置されている。したがって、この出力軸９は、前述した入力軸５と平行になっている。

そして、この出力軸９とセカンダリシャフト８ｅとの間に、これら出力軸９とセカンダリシャフト８ｅとを選択的に連結する第２クラッチ機構Ｃ２が設けられている。この第２クラッチ機構Ｃ２は、セカンダリプーリ８ｂと出力軸９との間でのトルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。したがって、摩擦クラッチや噛み合いクラッチのいずれであってもよい。ただし、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する摩擦クラッチによって構成されていることが好ましい。

この発明で制御対象とする自動変速機１は、上記のＣＶＴ８と並列に、ギヤ列１０が配置されている。このギヤ列１０は、複数の歯車から構成される歯車伝動機構である。そして、ギヤ列１０は、ＣＶＴ８とは設定する変速比が異なる変速機構として構成されている。具体的には、ＣＶＴ８で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定する減速機構、もしくは、ＣＶＴ８で設定可能な最小変速比より小さい変速比を設定する増速機構として構成されている。この図１に示す例では、ギヤ列１０は減速機構として構成されている。

ここで、ＣＶＴ８は、上記のように、変速比を連続的に変化させることができる構成となっていて、この発明における第１変速機構に相当している。それに対して、ギヤ列１０は、上記のようにＣＶＴ８とは設定する変速比が異なる構成となっていて、この発明における第２変速機構に相当している。したがって、上記のＣＶＴ８を備えた伝動経路、すなわち、入力軸５からＣＶＴ８のプライマリプーリ８ａおよびセカンダリプーリ８ｂを介して出力軸９に至る伝動経路が、この発明における第１伝動経路に相当している。それに対して、このギヤ列１０を備えた伝動経路、すなわち、入力軸５からこのギヤ列１０を介して出力軸９に至る伝動経路が、この発明における第２伝動経路に相当している。

具体的に、ギヤ列１０は、入力軸５および出力軸９のそれぞれに対して平行に、カウンタ軸１０ａが配置されている。カウンタ軸１０ａの一方（図１に示す例では右側）の端部には、カウンタドリブンギヤ１０ｂがカウンタ軸１０ａと一体回転するように取り付けられている。そして、このカウンタドリブンギヤ１０ｂに、上述の前後進切替機構６のキャリア６ｅと一体回転する駆動ギヤ６ｆが噛み合っている。カウンタドリブンギヤ１０ｂは、駆動ギヤ６ｆよりも大径の歯車である。そのため、駆動ギヤ６ｆからカウンタドリブンギヤ１０ｂへの方向には、トルクが増幅されて伝達されるようになっている。

カウンタ軸１０ａの他方（図１に示す例では左側）の端部には、カウンタドライブギヤ１０ｃがカウンタ軸１０ａと一体回転するように取り付けられている。このカウンタドライブギヤ１０ｃは、上記のカウンタドリブンギヤ１０ｂよりも小径の歯車である。そして、このカウンタドライブギヤ１０ｃに、上述の出力軸９上で出力軸９に対して相対回転できるように配置された従動ギヤ１０ｄが噛み合っている。この従動ギヤ１０ｄはカウンタドライブギヤ１０ｃよりも大径である。そのため、従動ギヤ１０ｄからカウンタドライブギヤ１０ｃへの方向には、トルクが増幅されて伝達されるようになっている。したがって、ギヤ列１０の変速比（ギヤ比）は、上記の駆動ギヤ６ｆとカウンタドリブンギヤ１０ｂとの間の変速比と、カウンタドライブギヤ１０ｃと従動ギヤ１０ｄとの間の変速比を乗算した変速比となる。この図１に示す例では、ギヤ列１０の変速比は、その値がＣＶＴ８の最大変速比よりも大きくなるように構成されている。

さらに、従動ギヤ１０ｄを出力軸９に動力伝達可能に連結した状態と、従動ギヤ１０ｄと出力軸９との間の動力伝達を遮断した状態とを選択的に設定するための第３クラッチ機構Ｃ３が設けられている。この第３クラッチ機構Ｃ３は、係合および開放の２つの状態に切り替わる構成のものであればよい。すなわち、伝達トルク容量が徐々に変化する構成である必要がない。そのため、第３クラッチ機構Ｃ３は、ドグクラッチやシンクロナイザーなどの噛み合い式のクラッチによって構成することができる。この図１に示す例では、第３クラッチ機構Ｃ３は、従動ギヤ１０ｄのボス部に形成されたスプラインと、出力軸９のハブに形成したスプラインとにスリーブを嵌合させることにより、従動ギヤ１０ｄを出力軸９に連結するシンクロナイザーによって構成されている。

また、出力軸９から所定のギヤ列１１およびデファレンシャル１２を介して、この発明における出力部材に相当するドライブシャフト１３にトルクを出力するように構成されている。すなわち、出力軸９のＣＶＴ８と反対側（図１に示す例では右側）の端部に、出力ギヤ９ａが取り付けられている。この出力ギヤ９ａに噛み合っている大径ギヤ１１ａが、減速ギヤシャフト１１ｂの一方（図１に示す例では右側）の端部に取り付けられている。減速ギヤシャフト１１ｂの他方（図１に示す例では左側）の端部には、小径ギヤ１１ｃが取り付けられている。この小径ギヤ１１ｃが、デファレンシャル１２のリングギヤ１２ａに噛み合っている。そして、デファレンシャル１２は、そのリングギヤ１２ａを介して伝達されたトルクを、左右のドライブシャフト１３から駆動輪（図示せず）に伝達するように構成されている。

そして、この自動変速機１の動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１４が設けられている。このＥＣＵ１４は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算を行い、前進や後進あるいはニュートラルなどの各種の状態、および要求される変速比の設定などの制御を実行するように構成されている。

一方、ＥＣＵ１４には、各種センサからの検出信号や情報信号が入力されるように構成されている。例えば、プライマリプーリ８ａおよびセカンダリプーリ８ｂの回転速度をそれぞれ検出するプーリ回転数センサ（図示せず）、シフト装置あるいはシフトレバーによって選択されるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ（図示せず）、および車速を求めるため車両の各車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ（図示せず）等からの検出信号が、このＥＣＵ１４に入力されるように構成されている。

上記のように構成された自動変速機１は、前進方向に発進する場合、および後進走行する場合に、ギヤ列１０を備えたトルク伝達経路（すなわち、この発明における第２伝動経路）を経由して出力軸９にトルクを伝達するように制御される。そして、ある程度車速が増大した状態での前進走行する場合には、ＣＶＴ８を備えたトルク伝達経路（すなわち、この発明における第１伝動経路）を経由して入力軸５から出力軸９にトルクを伝達するように制御される。例えば、図示しないシフト装置あるいはシフトレバーによってドライブポジションが選択されると、第１クラッチ機構Ｃ１および第３クラッチ機構Ｃ３が係合させられ、また第２クラッチ機構Ｃ２およびブレーキ機構Ｂが開放させられる。

自動変速機１を制御する際の各係合機構の係合および開放の状態を、図２の表にまとめて示してある。なお、この図２で「ＯＮ」は係合していることを示し、「ＯＦＦ」は開放していることを示している。

前進方向への発進時には、各係合機構を図２の表に示すように設定することにより、エンジン２が出力したトルクは、入力軸５を介して前後進切替機構６のサンギヤ６ａに伝達される。また第１クラッチ機構Ｃ１を介してキャリア６ｅに伝達される。この場合、前後進切替機構６はその２つの回転要素が第１クラッチ機構Ｃ１によって連結されているので、前後進切替機構６の全体が一体化されている。したがって、前後進切替機構６は増速作用および減速作用のいずれも生じずに、入力されたトルクをキャリア６ｅから駆動ギヤ６ｆに伝達する。また、ギヤ列１０における従動ギヤ１０ｄが、第３クラッチ機構Ｃ３によって出力軸９に連結されているので、入力軸５のトルクはギヤ列１０を介して出力軸９に伝達される。そして、出力ギヤ９ａからギヤ列１１およびデファレンシャル１２を介して左右の駆動輪にトルクが伝達され、車両が発進する。

上記のように、発進時にはギヤ列１０を経由して入力軸５から出力軸９にトルクが伝達されてギヤ列１０が減速機構として機能する。その場合の変速比はＣＶＴ８で設定できる最大変速比より大きい変速比となる。その結果、車両としては大きい駆動力を得ることができる。また、ＣＶＴ８には発進時の大きいトルクが掛からない。そのため、ＣＶＴ８の伝達トルク容量を設定する油圧を高くする必要がない。したがって、油圧を発生させるための動力の消費が少なくなって燃費を改善することができ、また、ＣＶＴ８の耐久性を向上させることができる。

発進後、予め決められている所定の車速にまで増速した場合は、ＣＶＴ８の変速比が最大変速比もしくはそれに近い変速比に設定された状態で、第１クラッチ機構Ｃ１が開放される。それとともに、第２クラッチ機構Ｃ２が係合させられる。この場合、前後進切替機構６は、ブレーキ機構Ｂが開放されている状態で、更に第１クラッチ機構Ｃ１が開放されるので、いわゆる自由回転する状態になる。その結果、入力軸５とギヤ列１０との間の動力伝達が遮断される。これに対して、セカンダリプーリ８ｂが第２クラッチ機構Ｃ２によって出力軸９に連結される。その結果、入力軸５と出力軸９とが、ＣＶＴ８を経由してトルクを伝達するように連結される。したがって、ＣＶＴ８による変速比を徐々に減少させること、あるいは車速とアクセル開度とに応じて変化させることにより、エンジン回転数を燃費の良い回転数に設定することができる。

上記のようにギヤ列１０を経由するトルクの伝達状態からＣＶＴ８を経由するトルクの伝達状態に切り替える場合、ギヤ列１０による変速比がＣＶＴ８の最大変速比より大きいことから、変速比あるいは駆動力が変化することになる。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１を開放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ２を係合させる場合には、過渡的にそれら第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２をそれぞれ滑り係合制御する。すなわち、第２クラッチ機構Ｃ２の係合圧が徐々に増大させられて、その伝達トルク容量が次第に増大させられる。それとともに、第１クラッチ機構Ｃ１の係合圧が徐々に低下させられて、その伝達トルク容量が次第に減少させられる。この制御は、従来、クラッチ・ツウ・クラッチ制御として知られている制御である。こうすることにより、出力軸９のトルクが滑らかに変化して変速ショックを抑制することができる。

一方、後進走行する場合には、図２に示すように、第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２が開放されるとともに、第３クラッチ機構Ｃ３およびブレーキ機構Ｂが係合させられる。この場合、前後進切替機構６は、リングギヤ６ｂがブレーキ機構Ｂによって固定された状態でサンギヤ６ａにエンジン２からのトルクが入力される。そのため、キャリア６ｅがサンギヤ６ａに対して反対方向に回転する。したがって、前進走行の際の発進時と同様に、ギヤ列１０を経由して入力軸５から出力軸９にトルクが伝達され、かつ出力軸９が後進走行する方向に回転する。この場合の変速比は、ギヤ列１０による変速比と、前後進切替機構６を構成している遊星歯車機構による変速比とを乗算した変速比となる。そして、出力ギヤ９ａからギヤ列１１およびデファレンシャル１２を介して左右の駆動輪にトルクが伝達され、後進走行する。

そして、図２に示すように、第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２をいずれも開放させることにより、エンジン２と出力軸９との間の動力伝達を遮断したニュートラル状態を設定することができる。このように、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、第３クラッチ機構Ｃ３、およびブレーキ機構Ｂの係合・開放状態を制御して、前後進切替機構６の動作を制御することにより、前進状態、後進状態、およびニュートラル状態をそれぞれ設定することができる。言い換えると、動力源と同じ回転方向のトルクを出力軸９から出力する正転状態、動力源と反対の回転方向のトルクを出力軸９から出力する反転状態、および動力源と出力軸９との間の動力伝達を遮断するニュートラル状態のいずれかを選択的に設定することができる。

上記のように、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、およびブレーキ機構Ｂは、入力軸５と出力軸９との間で動力伝達を行う経路を、ＣＶＴ８が設けられた第１伝達経路とギヤ列１０が設けられた第２伝達経路との間で切り替える際に、すなわち切替変速を実行する際に係合させられるクラッチである。したがって、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、およびブレーキ機構Ｂが、この発明における所定のクラッチ機構に相当している。

前述したように、この発明で制御対象にしている自動変速機１は、ＣＶＴ８を備えた伝動経路とギヤ列１０を備えた伝動経路との間で切替変速を行う場合に、クラッチ・ツウ・クラッチ制御を実行することにより、切り替え時のクラッチ機構における係合ショックを抑制することができる。しかしながら、上記のような切替変速を実行する際に係合させられるクラッチ機構では、スリップ係合時の摩擦により摩擦材の摩耗や摩擦熱が不可避的に発生する。このとき、クラッチ機構の係合部材間の回転数差が大きいと、摩擦材の摩耗や発熱も大きくなり、その分、クラッチ機構の耐久性が低下してしまう。また、係合ショックも大きくなってしまう。

そこで、この発明に係る制御装置では、上記のような切替変速を実行する際に、ＣＶＴ８で実際に設定されている実変速比を基に、切替変速を適切な状態で実行することができるように構成されている。具体的には、切替変速を実行する際のＣＶＴ８の実変速比が、切替変速の際に係合させられるクラッチ機構の係合部材間の回転数差が所定値以下となるような変速比域に入っていない場合には、切替変速を実行しないように構成されている。

（第１の制御例）
図３は、この発明に係る制御装置により実行される第１の制御例であって、この発明の基本的な制御内容を説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図３において、先ず、ＣＶＴ８を備えた第１伝動経路とギヤ列１０を備えた第２伝動経路との間で、動力伝達経路の切り替えを実行する必要があるか否かについて判断される。すなわち、切替変速の要否について判断される（ステップＳ１）。これは、従来の変速制御において一般的に実行される制御であり、車速あるいは出力軸９の出力軸回転数、および、アクセル開度あるいはスロットル開度に基づいて判断される。例えば、出力軸回転数とアクセル開度とに関して設定されたマップあるいは変速線図を基に、切替変速の要否について判断することができる。

また、切替変速の実行を許可できる状態であるか否かについて判断される。すなわち、切替変速の可否について判断される（ステップＳ２）。前述したように、この発明に係る制御装置は、従来の切替変速の実行の要否の判断に加えて、切替変速の実行の可否を判断するように構成されている。そのためにこのステップＳ２では、ＣＶＴ８の実変速比に基づき切替変速の可否について判断される。具体的には、ＣＶＴ８で現在設定されている実変速比が求められ、その実変速比と切替変速比域とが比較される。ここで、切替変速比域とは、言い換えると、切替変速許可領域のことであり、切替変速を適切に実行できる状態を判断するために設定されたＣＶＴ８の変速比の範囲を定めたものである。例えば、図４および図５においてハッチングを付けた領域として表すことができる。図４には、前述の図１に示すような構成の自動変速機１のように、ギヤ列１０で設定する変速比（固定変速比）が、ＣＶＴ８で設定可能な変速比（無段変速比）の内の最大変速比（γmax）よりも大きい場合の切替変速比域が示してある。一方、図５には、ギヤ列１０で設定する変速比（固定変速比）が、ＣＶＴ８で設定可能な変速比（無段変速比）の内の最小変速比（γmin）よりも小さい場合の切替変速比域が示してある。

また、上記の切替変速を適切に実行できる状態とは、この制御例では、切替変速を実行する際に開放から係合に制御されるクラッチ機構における係合部材間の回転数差が、予め定めた所定値以下となる状態のことである。例えば、前述の図１に示すような構成の自動変速機１において、ギヤ列１０を備えた第２伝動経路からＣＶＴ８を備えた第１伝動経路への切替変速を実行する場合は、その際に係合させられる第２クラッチ機構Ｃ２における回転数差が所定値以下となるように、切替変速比域が設定される。反対に、ＣＶＴ８を備えた第１伝動経路からギヤ列１０を備えた第２伝動経路への切替変速を実行する場合には、その際に係合させられる第１クラッチ機構Ｃ１における回転数差が所定値以下となるように、切替変速比域が設定される。

なお、上記のステップＳ１およびステップＳ２の各制御は、この図３のフローチャートに示すように、互いに併行して実施してもよい。あるいは、順序立てて実施してもよい。その場合の順序は、ステップＳ１を先に実施してもよいし、ステップＳ２を先に実施してもよい。

上記のステップＳ１における切替変速の要否についての判断結果、および、ステップＳ２における切替変速の可否についての判断結果を基に、自動変速機１の状態が、切替変速が必要と判断され、かつ、切替変速が許可された状態であるか否かが判断される（ステップＳ３）。具体的には、自動変速機１の変速線図あるいはマップから切替変速の実行が必要と判断され、かつ、ＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域内の変速比であることによって切替変速の実行が許可された状態であるか否かが判断される。

自動変速機１の状態が、切替変速が必要と判断され、かつ、切替変速が許可された状態であることにより、このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ４へ進む。そして、切替変速が実行される。具体的には、第２伝動経路から第１伝動経路への切替変速の場合は、第１クラッチ機構Ｃ１が係合から開放に制御されるとともに、第２クラッチＣ２が開放から係合に制御される。また、第１伝動経路から第２伝動経路への切替変速の場合には、第１クラッチ機構Ｃ１が開放から係合に制御されるとともに、第２クラッチＣ２が係合から開放に制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、自動変速機１の状態が、未だ切替変速が必要と判断されていないこと、もしくは未だ切替変速が許可された状態ではないこと、または、未だ切替変速が必要と判断されておらず、かつ未だ切替変速が許可された状態ではないことにより、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進む。そして、切替変速の実行が禁止される。すなわち、上記のステップＳ３で肯定的に判断されるまで、切替変速の実行が待機させられた状態になる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

以上のように、この図３のフローチャートで示す制御では、自動変速機１の入力軸５と出力軸９との間で動力伝達を行う伝動経路を第１伝動経路と第２伝動経路との間で切り替える切替変速を実行する場合、その切替変速の実行の可否が判断される。すなわち、第１伝動経路の設けられたＣＶＴ８の実変速比が、切替変速を適切に実行するために設定された切替変速比域内の変速比であるか否かが判断される。そして、そのＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域外の変速比である場合には、切替変速は実行されない。

より具体的には、この発明では、従来の変速制御と同様の切替変速の実行の要否が判断されるとともに、切替変速の実行の可否が判断される。そして、切替変速の実行が必要であるとする判断に加えて、切替変速の実行が許可された場合、すなわち、ＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域内の変速比である場合に、切替変速が実行される。したがって、例えば出力軸回転数やアクセル開度に関する情報に基づいて切替変速の実行が必要と判断された場合であっても、その時点で設定されているＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域外の変速比である場合には、切替変速は実行されない。すなわち、切替変速は、ＣＶＴ８で切替変速比域内の変速比が設定されている適切な運転状態に限って実行される。そのため、切替変速の際に生じるショックや、切替変速の際に係合させられるクラッチ機構の耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。

また、上記のように切替変速に適した切替変速比域を設定する際には、クラッチ機構の係合部材間における回転数差が考慮される。そして、切替変速の実行時にその回転数差が所定値よりも小さくなるように、切替変速比域が設定される。したがって、切替変速を実行する場合に、クラッチ機構における回転数差を所定値以下の状態にしておくことができる。そのため、クラッチ機構における回転数差が大きいことに起因して切替変速の際に生じるショックやクラッチ機構の耐久性の低下を、確実に防止もしくは抑制することができる。

（第２の制御例）
図６は、この発明に係る制御装置により実行される第２の制御例を説明するためのフローチャートである。この第２の制御例は、前述の第１の制御例をベースにして、切替変速域を設定する際の閾値の補正や、切替変速の実行を判断する際のガードタイマ（バックアップタイマ）等を設けた制御例である。また、この第２の制御例では、ギヤ列１０を備えた第２伝動経路からＣＶＴ８を備えた第１伝動経路への切替変速を実行する場合の例を示している。図６において、先ず、自動変速機１の運転状態が、変速線図上において固定変速領域にあるか否かが判断される（ステップＳ１１）。この判断は、出力軸回転数あるいは車速、および、アクセル開度あるいはスロットル開度に基づいて行うことができる。例えば、前述の図４で示したような変速線図もしくはマップから判断することができる。

自動変速機１の運転状態が、変速線図上において固定変速領域にないこと、すなわち、自動変速機１における動力の伝達経路が、既にＣＶＴ８を備えた第１伝動経路に設定されていることにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、ステップＳ１２へ進む。そして、切替変速の実行が禁止される。なお、この場合のＣＶＴ８における変速制御は、変速線図もしくはマップに基づいて、通常通りに実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。上記のように、この制御例では、第２伝動経路から第１伝動経路への切替変速を実行する場合を制御の前提としている。したがって、この場合は、特にこの発明に係る制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

また、上記のステップＳ１１の制御と併行して、もしくは、ステップＳ１１の制御に前後して、切替変速許可変速比が求められる（ステップＳ１３）。この切替変速許可変速比は、この発明における切替変速比域を規定するための閾値となるＣＶＴ８の変速比（無段変速比）である。この制御例では、例えば前述の図４に示すように、ＣＶＴ８の最大変速比γmaxと共に切替変速比域を区画する変速比として設定される。なお、この切替変速許可変速比は、ＣＶＴ８を備えた第１伝動経路からギヤ列１０を備えた第２伝動経路への切替変速を実行する場合には、例えば前述の図５に示すように、ＣＶＴ８の最小変速比γminと共に切替変速比域を区画する変速比として設定される。

この切替変速許可変速比および切替変速比域を設定する制御を具体的に説明する。図７のブロック図に、切替変速許可変速比を設定する際の制御内容のイメージを示してある。この切替変速許可変速比は、例えば、出力軸９の出力軸回転数、および、入力軸５に伝達される入力トルクに基づいて求められる。より具体的には、入力トルクが大きいほど切替変速比域の幅が狭くなるように、切替変速許可変速比が決められる。例えば、図８に示すような、入力トルク、出力軸回転数、および切替変速許可変速比に関するマップを予め設定しておき、そのマップからこの切替変速許可変速比を求めることができる。

入力トルクが小さい場合は、この切替変速を実行する際に係合させられるクラッチ機構（すなわち、この制御例では第２クラッチ機構Ｃ２）における回転数差が大きいことに起因してクラッチ機構がスリップする時間が長くなったとしても、その際の摩擦による発熱量は比較的に小さい。そのため、クラッチ機構における回転数差の許容範囲は、比較的に広く設定することができる。それに対して、入力トルクが大きい場合は、クラッチ機構を係合させる際の摩擦による摩擦板の摩耗や発熱量が大きくなる。したがって、クラッチ機構を係合させる際にその係合部材同士がスリップする時間が長くなると、クラッチ機構の耐久性に影響を及ぼす可能性がある。そこで、この発明では、上記のように入力トルクが大きいほど切替変速比域の幅が狭くなるように、切替変速許可変速比を設定することにより、上記のようなクラッチ機構における摩擦板の摩耗や発熱量を軽減させて、クラッチ機構の耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。

また、この発明では、上記のように出力軸回転数および入力トルクに基づいて求めた切替変速許可変速比に対して、車両Ｖｅの加速度を考慮した補正を行うことができる。具体的には、車両Ｖｅの加速度が大きいほど切替変速比域の幅が広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正される。あるいは、出力軸回転数の変化速度が算出され、その出力軸回転数の変化速度が大きいほど切替変速比域の幅が広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正される。例えば、図９に示すような、加速度あるいは出力軸回転数の変化速度、および切替変速許可変速比に関するマップを予め設定しておき、そのマップを基に切替変速許可変速比の補正を行うことができる。

この発明で制御の対象にしている自動変速機１のように、ＣＶＴ８と、そのＣＶＴ８の最大変速比γmaxよりも大きな変速比を設定するギヤ列１０とを並列に備えた構成では、ギヤ列１０からＣＶＴ８への切替変速を実行する際に、車速の変化量や車両Ｖｅの加速度が大きいと、ＣＶＴ８における変速よりも車速の増大の方が速くなることがある。その結果、ＣＶＴ８の変速比が切替変速比域内に入らずに切替変速が実行されなくなる場合がある。そこで、この発明では、車両Ｖｅの加速度が大きい場合、あるいは、出力軸回転数の変化速度が大きく、その結果車両Ｖｅの加速度が大きくなる場合は、切替変速比域の幅が相対的に広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正される。そのため、上記のような切替変速が実行されなくなる事態を回避し、切替変速を適切に実行することができる。

さらに、この発明では、上記のように出力軸回転数および入力トルクに基づいて求めた切替変速許可変速比に対して、運転者の加速意思を考慮した補正を行うことができる。具体的には、先ず、運転者の加速意思の大小が推定される。運転者の加速意思の大きさは、例えば、運転者によるアクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかに基づいて推定することができる。すなわち、アクセル操作の操作量が大きいほど運転者の加速意思も大きいと推定することができる。あるいは、アクセル操作の操作速度が大きいほど運転者の加速意思も大きいと推定することができる。あるいは、アクセル操作の操作量および操作速度がいずれも大きいほど運転者の加速意思も大きいと推定することができる。そして、運転者の加速意思が大きい場合は、運転者のアクセル操作により発生する車両Ｖｅの加速度も大きくなる。したがって、上述のように、加速度が大きいほど切替変速比域の幅を広くする補正の場合と同様の理由により、推定された運転者の加速意思が大きいほど切替変速比域の幅が広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正される。そのため、上記のような切替変速が実行されなくなる事態を回避し、切替変速をより適切に実行することができる。なお、この場合も上述の加速度が大きいほど切替変速比域の幅を広くする補正の場合と同様に、例えば、図９に示すような、運転者の加速意思および切替変速許可変速比に関するマップを予め設定しておき、そのマップを基に切替変速許可変速比の補正を行うことができる。

一方、自動変速機１の運転状態が、変速線図上において固定変速領域にあること、すなわち、自動変速機１における動力の伝達経路が、ギヤ列１０を備えた第２伝動経路に設定されていることにより、上述のステップＳ１１で肯定的に判断された場合、および、上述のステップＳ１３で切替変速許可変速比が設定された場合は、ステップＳ１４へ進む。そして、ＣＶＴ８で設定されている実変速比が、切替変速許可領域内、すなわち切替変速比域内の変速比であるか否か、または、固定変速から無段変速への切り替え判断と切替変速の可否についての判断とが乖離している状態が、所定時間α以上経過したか否かが判断される。固定変速から無段変速への切替判断と切替変速の可否についての判断とが乖離している状態とは、固定変速から無段変速への切り替え判断があり、すなわち、切替変速の要否判断において切替変速が必要と判断され、なおかつ、切替変速の可否判断において切替変速の実行が許可されていない状態のことである。

ＣＶＴ８で設定されている実変速比が切替変速比域外の変速比であり、かつ、その実変速比が切替変速比域外の変速比である状態が、切替変速の要否判断において切替変速が必要と判断された時点から、未だ所定時間αが経過していないことにより、このステップＳ１４で否定的に判断された場合は、ステップＳ１５へ進む。そして、切替変速の実行が禁止される。なお、この場合のＣＶＴ８における変速制御は、目標変速比が最大変速比γmaxもしくは切替変速比域内の変速比に設定されて実行される。または、変速線図もしくはマップに基づいて、通常通りに実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

要するに、この場合は、車両Ｖｅの走行状態および自動変速機１の運転状態を基に第２伝動経路から第１伝動経路への切替変速が必要と判断された場合であっても、例えば、ＣＶＴ８の実変速比が最大変速比γmaxもしくは切替変速比域内の変速比にまで戻っていない状態である。すなわち、切替変速を実行するのに適していない状態である。したがって、この場合は、切替変速は実行されない。そのため、例えばクラッチ機構における回転数差が大きいことに起因して切替変速の際に生じるショックやクラッチ機構の耐久性の低下を、確実に防止もしくは抑制することができる。

これに対して、ＣＶＴ８で設定されている実変速比が切替変速比域内の変速比であることにより、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１６へ進む。そして、切替変速が実行される。なお、この場合のＣＶＴ８における変速制御は、変速線図もしくはマップに基づいて、通常通りに実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

さらに、ＣＶＴ８で設定されている実変速比が切替変速比域外の変速比であっても、ＣＶＴ８で設定されている実変速比が切替変速比域外の変速比である状態が、切替変速の要否判断において切替変速が必要と判断された時点から、既に所定時間α以上経過した場合も、ステップＳ１４で肯定的に判断される。そして、ステップＳ１６へ進み、上記と同様の制御が実行される。すなわち、切替変速が実行される。

以上のように、この図６のフローチャートで示す制御では、上記のように切替変速の実行の可否を判断するために設定される切替変速比域が、出力軸回転数および入力トルクの少なくともいずれかに応じて変更される。例えば、入力トルクが大きいほど切替変速比域の幅が狭くなるように、切替変速許可変速比の値が設定される。あるいは、車両Ｖｅの加速度や出力軸回転数の変化速度が大きいほど切替変速比域の幅が広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正されて設定される。さらには、運転者の加速意思が推定され、その推定された加速意思が大きいほど切替変速比域の幅が広くなるように、切替変速許可変速比の値が補正されて設定される。そのため、車両Ｖｅの走行状態や自動変速機１の運転状態に対応して適切な切替変速を実行することができる。

また、この発明によれば、上記のように切替変速の実行が必要と判断された場合に、ＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域外の変速比であることにより切替変速の実行が禁止されている場合であっても、切替変速の実行が必要と判断された時点から所定時間α以上が経すると、切替変速が実行される。例えば、車速の変化量や加速度が大きいと、ＣＶＴ８における変速よりも車速の増大の方が速くなり、その結果、ＣＶＴ８の変速比が切替変速比域内に入らずに切替変速が実行されなくなる場合がある。それ対して、この発明では、予め上記のような所定時間αによるガードが設けられることにより、上記のような切替変速が実行されなくなる事態を回避し、切替変速の要否の判断に則して切替変速を適切に実行することができる。

上記のようなこの発明に係る切替変速に関する変速制御を実行した場合の入力軸ならびに出力軸の回転数変化や、目標変速比ならびに実変速比の遷移を、図１０のタイムチャートに示してある。ここに示す例は、例えば、車両Ｖｅが急制動されて停止した際に、ＣＶＴ８の実変速比が最大変速比もしくは発進に適した大きな変速比にまで戻り切っていない状態で、車両Ｖｅが再発進する場合を想定している。この図１０のタイムチャートに示す例では、ＣＶＴ８の実変速比が、出力軸９の出力軸回転数を基に設定されるＣＶＴ８の目標変速比に対して、変速比が小さい側に乖離している。すなわち、車両Ｖｅの停車時に本来最大変速比側に戻るべきＣＶＴ８の実変速比が、最大変速比側に設定されている目標変速比に追従できていない状態になっている。なお、この場合は、車両Ｖｅを発進させるための大きな駆動力を得るために、自動変速機１では、ＣＶＴ８の最大変速比よりも更に大きな変速比を設定するギヤ列１０を備えた第２伝動経路を経由して動力伝達を行う状態に設定されている。

この状態から時刻ｔ１で運転者のアクセル操作が行われ、車両Ｖｅが発進させられると、入力軸５に伝達される実入力回転数が、目標入力軸回転数に追従して徐々に増大する。このとき、この発明による制御を実行しない通常時の制御では、実入力軸回転数およびＣＶＴ８の同期回転数の増大に伴い、時刻ｔ２で固定変速から無段変速への切り替え、すなわち、第２伝動経路から第１伝動経路への切替変速が行われることになる。しかしながら、その場合は、未だＣＶＴ８の実変速比と目標変速比との乖離が大きいことから、切替変速の際に係合させられる第２クラッチ機構Ｃ２における回転数差が大きく、係合ショックや摩擦材の耐久性の低下を招くおそれがある。

そこで、この発明では、従来の切替変速の要否の判断とは別に、係合ショックや摩擦材の耐久性低下を抑制できる適切な状態で切替変速を実行することができるか否か、すなわち切替変速の可否を判断するようになっている。そのために、図１０における目標変速比の欄に示すように、切替変速許可変速比が設定されている。この切替変速許可変速比は、前述したように、この発明における切替変速比域を規定するための閾値となるＣＶＴ８の変速比である。

上記の時刻ｔ１以降で車両Ｖｅが発進させられている間に、ＣＶＴ８でも変速が行われている。そして、時刻ｔ４で、ＣＶＴ８の実変速比が切替変速許可変速比に到達すると、すなわちＣＶＴ８の実変速比が切替変速比域内の変速比になると、第２伝動経路から第１伝動経路への切替変速が実行される。従来の制御では、時刻ｔ２の時点で切替変速が実行されることになる。それに対して、この発明では、時刻ｔ２から、切替変速の可否判断において切替変速が許可となる時刻ｔ４までの期間Ｔ１の間は、切替変速の実行が禁止されている。

時刻ｔ４で切替変速が実行された後、ＣＶＴ８の実変速比は、直ちに目標変速比に追従させられるのではなく、時刻ｔ５までの間、切替変速許可変速比に追従するように制御される。従来の制御では、目標変速比が切替変速許可変速比を下回る時刻ｔ３以降は、ＣＶＴ８の実変速比は目標変速比に追従するように制御されることになる。それに対して、この発明では、時刻ｔ３から、ＣＶＴ８の同期回転数が実入力軸回転数を上回る時刻ｔ５までの期間Ｔ２の間は、第２クラッチ機構Ｃ２における摩擦を考慮して、切替変速許可変速比に追従するように制御される。そして、時刻ｔ５以降は、本来の目標変速比に追従するように制御される。すなわち、通常の変速制御が行われる。

なお、上述した具体例では、自動変速機１の構成において、ギヤ列１０による変速比をＣＶＴ８の最大変速比よりも大きくした例を示しているが、この発明で制御対象とする自動変速機１は、ＣＶＴ８で設定できない変速比をギヤ列１０によって設定するように構成されていてもよい。したがって、この発明の自動変速機１では、例えば、ギヤ列１０による変速比がＣＶＴ８での最小変速比よりも小さくなるように構成することもできる。そのように構成した場合、ロックアップクラッチ４の係合時やエンジン２を低負荷で運転して走行する際に、エンジン回転数をＣＶＴ８によるトルク伝達時よりも低回転数にすることができる。そのため、エンジン２の燃費を更に向上させることができる。また、ギヤ列１０は、複数の変速比を選択的に設定できるように構成されていてもよい。

１…自動変速機、 ２…エンジン（駆動力源）、 ５…入力軸、 ８…ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ；第１変速機構）、 ９…出力軸、 １０…ギヤ列（第２変速機構）、 １３…ドライブシャフト（出力部材）、 １４…電子制御装置（ＥＣＵ）、 Ｂ…ブレーキ機構、 Ｃ１…第１クラッチ機構、 Ｃ２…第２クラッチ機構、 Ｃ３…第３クラッチ機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (8)

1. 車両の駆動力源からトルクが入力される入力軸と出力部材へトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させることが可能な第１変速機構を備えた第１伝動経路と、前記第１変速機構とは設定する変速比が異なる第２変速機構を備えた第２伝動経路とが並列に設けられ、前記第１伝動経路および前記第２伝動経路のいずれか一方を経由して前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達を行う車両用変速機の制御装置において、
   所定のクラッチ機構を係合させることにより前記動力伝達を行う経路を前記第１伝達経路と前記第２伝達経路との間で切り替える切替変速を実行する実行手段と、
   前記切替変速を実行する際に互いに係合する前記クラッチ機構の係合部材間における回転数差が所定値以下となるように前記第１変速機構の変速比の範囲を規定した切替変速比域を設定する設定手段とを備え、
   前記第１変速機構で前記切替変速比域内の変速比が設定されている場合に、前記切替変速を実行するように構成されている
   ことを特徴とする車両用変速機の制御装置。
2. 前記実行手段は、前記車両の走行状態および前記車両用変速機の運転状態の少なくともいずれかに応じて前記切替変速の実行の要否を判断するとともに、前記切替変速の実行が必要であると判断し、かつ、前記第１変速機構で前記切替変速比域内の変速比が設定されている場合に、前記切替変速を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両用変速機の制御装置。
3. 前記実行手段は、前記切替変速の実行が必要であると判断した後に、前記第１変速機構で前記切替変速比域外の変速比が設定されている時間が所定時間以上経過した場合には、前記切替変速を実行することを特徴とする請求項２に記載の車両用変速機の制御装置。
4. 前記設定手段は、前記出力軸の出力軸回転数および前記入力軸に入力される入力トルクの少なくともいずれかに関する情報に応じて、前記切替変速比域の幅を変更して設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用変速機の制御装置。
5. 前記設定手段は、前記入力トルクが大きいほど、前記切替変速比域の幅を狭くすることを特徴とする請求項４に記載の車両用変速機の制御装置。
6. 前記設定手段は、前記出力軸回転数の変化速度が大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用変速機の制御装置。
7. 前記車両の加速度を検出する手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記加速度が大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の車両用変速機の制御装置。
8. 運転者によるアクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかを検出する手段を更に備え、
   前記設定手段は、前記アクセル操作の操作量および操作速度の少なくともいずれかが大きいほど、前記切替変速比域の幅を広くすることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の車両用変速機の制御装置。

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