JP3584774B2 - 変速比無限大無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに採用される変速比無限大無段変速機の制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られており、このような無段変速機の変速領域をさらに拡大するために、無段変速機に一定変速機と遊星歯車機構を組み合わせて変速比を無限大まで制御可能とする変速比無限大無段変速機が知られており、例えば、本願出願人が提案した特開平９−２１０１７５号などがある。
【０００３】
これは、エンジンに連結されるユニット入力軸に無段変速機と一定変速機（減速機）とを並列的に連結するとともに、これらの出力をユニット出力軸に配設した遊星歯車機構で結合したもので、無段変速機の出力側は無段変速機出力ギア列等を介して遊星歯車機構のサンギアに、一定変速機の出力軸は動力循環モードクラッチを介して遊星歯車機構のキャリアにそれぞれ連結され、遊星歯車機構のリングギアは変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸に結合される。
【０００４】
さらに、サンギアと連結した無段変速機出力軸は、直結モードクラッチを介してユニット出力軸に結合される。
【０００５】
このような変速比無限大無段変速機では、図１０に示すように、動力循環モードクラッチを締結する一方、直結モードクラッチを解放することにより、無段変速機と一定変速機の変速比の差に応じて、ユニット変速比ｉｉ（図中ＩＶＴ比ｉｉでユニット入力軸回転数／ユニット出力軸回転数）を負の値（後退）から正の値（前進）まで無限大（＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んで連続的に変速制御を行う動力循環モードと、動力循環モードクラッチを遮断する一方、直結モードクラッチを接続して無段変速機の変速比ｉｃに応じて変速制御を行う直結モードを選択的に使用することができる。
【０００６】
発進時には、動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰから変速を行い、走行中には直結モードクラッチまたは動力循環モードクラッチの一方を締結するとともに、無段変速機の変速比（図中ＣＶＴ比ｉｃ）をアクチュエータの駆動によって変更することで、任意のユニット変速比ｉｉへ向けて連続的に変速を行うもので、動力循環モードと直結モードの切り換えは、各クラッチの締結要素の相対回転数が等しくなる回転同期点で行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の変速比無限大無段変速機にあっては、運転者がシフトレバーなどの変速指令手段をニュートラルレンジ（Ｎレンジ）やパーキングレンジ（Ｐレンジ）に設定した車両の停止状態のときに、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを共に解放してエンジン側と駆動輪側の連結を解除しておき、運転者が変速指令手段を前進レンジ（Ｄレンジ）または後退レンジ（Ｒレンジ）等の走行レンジへ操作したときに、動力循環モードクラッチを締結してギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進を行うような場合に、無段変速機の変速比ｉｃがユニット変速比ｉｉのギアードニュートラルポイントＧＮＰから少しでもずれていると、エンジンがストールする場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ＮレンジやＰレンジから走行レンジへ移行して車両の発進を行う際に、エンジンのストールを防止して円滑な発進を行うことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と一定変速機とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、運転操作に応じて車両の発進を検出する発進検出手段と、前記動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチの制御によって動力循環モードと直結モードを切り換えるとともに、車両の発進時には動力循環モードクラッチを制御するクラッチ制御手段と、前記無段変速機の変速比を車両の運転状態に応じて制御することで変速比無限大無段変速機のユニット変速比を設定する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記クラッチ制御手段は、エンジンからの入力トルクまたは入力トルク相当値を検出する入力トルク検出手段と、前記動力循環モードクラッチへ供給する油圧を制御する油圧制御手段と、前記車両の発進が検出されてから所定の時間までは、予め設定された上限値と下限値との間で、入力トルクまたは入力トルク相当値が減少すると前記油圧を減少し、入力トルクまたは入力トルク相当値が増大すると前記油圧を増大させるよう動力循環モードクラッチへ供給する油圧を設定する締結容量変更手段とを設け、前記締結容量変更手段は、前記所定時間経過後には上限値による供給油圧の制限を解除する。
【００１０】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記入力トルク検出手段は、入力軸回転数の変動量を入力トルク相当値の変動量として検出し、前記クラッチ制御手段は、この入力トルク相当値の変動量に基づいて動力循環モードクラッチへ供給する油圧を前記下限値から徐々に増大する。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記締結容量変更手段は、前記供給油圧の下限値を動力循環モードクラッチが締結力を発生する臨界値に設定する一方、供給油圧の上限値は、動力循環モードクラッチが完全に締結される値に設定する。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、車両の発進時には、入力トルクまたは入力トルク相当値に応じて動力循環モードクラッチに供給する油圧を設定し、かつ、供給油圧を所定の上限値と下限値の間に設定するようにしたため、エンジン回転数が低下した場合では供給油圧を下限値側に変更することで、締結力を低減してエンジンのストールを確実に防止し、エンジントルクが増大すれば上限値の範囲で供給油圧を上昇させて、締結力を増大することができ、エンジンストールの防止と円滑な発進を両立でき、特に、無段変速機としてトロイダル型を採用した場合には、入力トルクの変動に応じて変速比が変化する特性（トルクシフトという）があるため、停車中に解放していた動力循環モードクラッチを締結するときに、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる場合もあるが、発進の際には入力トルクまたはこの相当値に基づいて徐々に締結力を変化させることで、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれた場合であっても、エンジンのストールを確実に回避しながら円滑な発進を行うことが可能となるのである。そして、発進操作開始から所定時間経過後には、上限値による供給油圧の制限を解除することで、入力トルクに応じた締結力を発生させて、エンジントルクの伝達を確実に行うことが可能となる。
【００１４】
また、第２の発明は、入力軸回転数の変動量、すなわち、エンジン回転数を入力トルク相当値の変動量として検出することで、入力トルクまたは相当値を容易に得ることができ、発進の際には、締結力が小さい 油圧の下限値から上限値へ向けて供給油圧を増大させることで、徐々に締結力を増大させることでエンジンのストールを確実に防止しながらも、円滑な発進を行うことができ、特に、入力トルクの変動によって、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる可能性のあるトロイダル型無段変速機を採用した場合であっても、確実かつ円滑な発進を行うことが可能となって、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となる。
また、第３の発明は、発進操作から所定時間内では動力循環モードクラッチへ供給する油圧の下限値を、発生する臨界値に設定することで、締結初期にユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれていても、エンジン回転数の極端な低下によるエンジンのストールを防止でき、また、供給油圧の上限値を、動力循環モードクラッチが完全に締結される値に規制することで、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれている場合の発進時にショックが発生するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５に、ハーフトロイダルで構成されたダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機２を用いて変速比無限大無段変速機を構成した一例を示す。
【００１８】
図１〜図３に示すように、変速比無限大無段変速機はエンジンのクランクシャフト１４に連結されるユニット入力軸１ａ、１ｂに、変速比を連続的に変更可能な無段変速機２と、ギア３ａ、ギア３ｂから構成された一定変速機３（減速機）とを並列的に連結し、これらの出力軸４、３ｃをユニット出力軸６側へ配設するとともに遊星歯車機構５で連結したもので、無段変速機２の出力軸４は遊星歯車機構５のサンギア５ａに連結され、一定変速機３の出力軸３ｃは、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結され、リングギア５ｃは変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸６に結合される。
【００１９】
さらに、サンギア５ａと連結した無段変速機出力軸４は、スプロケット４ａ及びチェーン４０から無段変速機２の駆動力を受け、ユニット出力軸６と選択的に締結する直結モードクラッチ１０に結合される。
【００２０】
ユニット出力軸６の図中右側には変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７はディファレンシャルギア８のファイナルギア１２と歯合し、ディファレンシャルギア８に結合する駆動軸１１ａ、１１ｂは、所定の総減速比で駆動力が伝達される。
【００２１】
無段変速機２は、図１に示すように、２組の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーローラ２０、２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成され、一対の出力ディスク２２の間に介装された出力スプロケット２ａは、チェーン４０を介してユニット入力軸１ａ、１ｂと平行して配置されたユニット出力軸６側の無段変速機出力軸４に形成したスプロケット４ａと連結する。
【００２２】
また、図２に示すように、ユニット入力軸１ａ、１ｂは、同軸的に配設されるとともに、ローディングカム１３を介して回転方向で結合しており、ユニット入力軸１ａはエンジンのクランクシャフトに結合されるとともに、一定変速機３のギア３ａを形成し、ユニット入力軸１ｂは２組の入力ディスク２１、２１に連結されて、ユニット入力軸１ａからの入力トルクに応じてローディングカム１３が発生した軸方向の押圧力によって、パワーローラ２０、２０を入出力ディスクの間で挟持、押圧する。なお、ユニット入力軸１ａとエンジンは直結されているため、以下、入力トルクをエンジントルクＴｅとする。
【００２３】
そして、対向する位置に配置されたパワーローラ２０、２０は、図４に示すように、下部を油圧シリンダ３０に結合して軸方向へ変位可能かつ軸まわりに回転可能なトラニオン２３にそれぞれ軸支され、複数のトラニオン２３のうちの一つの下端には後述するシフトコントロールバルブ４６へ傾転角、すなわち、実変速比（実際のＣＶＴ比）とトラニオン２３の軸方向変位を合成してフィードバックするためのプリセスカム３５が設けられる。
【００２４】
油圧シリンダ３０はピストン３１によって画成された上下の油室３０Ａ、３０Ｂを備えており、図４に示すように、対向配置されたトラニオン２３、２３の油圧シリンダ３０、３０は、油室３０Ａ、３０Ｂの配置が相互に逆転するように設定されて、トラニオン２３、２３は相互に逆方向へ駆動される。
【００２５】
このため、油室３０Ａの油圧を増大すると同時に油室３０Ｂの油圧を低減すると、図中右側のトラニオン２３が上昇する一方、図中左側のトラニオン２３は下降してパワーローラ２０、２０はＬｏ側（変速比＝大側）へ傾転して変速が行われる。
【００２６】
一方、油室３０Ａの油圧を低減すると同時に油室３０Ｂの油圧を増大すると、図中右側のトラニオン２３が下降する一方、図中左側のトラニオン２３は上昇してパワーローラ２０、２０はＨｉ側（変速比＝小側）へ傾転して変速が行われる。
【００２７】
そして、プリセスカム３５は、図４に示すように円周方向に所定の傾斜を備えたカム溝またはカム面を備えており、このカム溝またはカム面に揺動自在なフィードバックリンク３８の一端が摺接する。
【００２８】
フィードバックリンク３８は、例えば、Ｌ字状に形成されるとともに揺動軸３９を中心に揺動自在に支持されており、一端で上記カム溝またはカム面と摺接する一方、他端で変速リンク３７の一端と係合し、トラニオン２３の回転量、すなわち傾転角と、軸方向変位量を変速リンク３７の一端に伝達する。
【００２９】
この変速リンク３７は、図５に示すように、中央部でシフトコントロールバルブ４６のスプール４６Ｓの端部と連結する一方、フィードバックリンク３８と連結した反対側の端部ではステップモータ３６と連結し、変速リンク３７はステップモータ３６の駆動によってシフトコントロールバルブ４６を軸方向に変位させるとともに、トラニオン２３の回動と軸方向変位に応じてシフトコントロールバルブ４６を軸方向に変位させる。
【００３０】
一方、直結モードと動力循環モードを切り換える動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０は、図２に示すように、遊星歯車機構５を挟んだユニット出力軸６上で同軸的に配設されている。
【００３１】
動力循環モードクラッチ９は、油室９ａに供給されるクラッチ圧Ｐｐｒｃがリターンスプリング９ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｐｒｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００３２】
同様に直結モードクラッチ１０は油室１０ａに供給されるクラッチ圧Ｐｄｃがリターンスプリング１０ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｄｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００３３】
なお、これら動力循環モードクラッチ９、直結モードクラッチ１０は、運転者のシフト操作に応動するセレクトスイッチ８５（図３参照）が、ニュートラル位置Ｎまたはパーキング位置Ｐのときに、共に解放状態となる一方、前進位置Ｄにあるときはどちらか一方のクラッチが締結されており、後退位置Ｒでは動力循環モードクラッチ９が締結され、車両の発進時には、図１０に示したように、動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰから変速が開始される。
【００３４】
変速比無限大無段変速機の変速制御は、図３に示すように、マイクロコンピュータを主体に構成された変速制御コントローラ８０によって行われ、ユニット入力軸１ａ、１ｂの回転数Ｎｉ（＝エンジン回転数Ｎｅ）を検出する入力軸回転数センサ８１からの出力と、無段変速機出力軸４の回転数Ｎｏを検出する無段変速機出力軸回転数センサ８２からの出力と、ユニット出力軸６等の回転数から車速ＶＳＰを検出する車速センサ８３からの出力と、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳと、図示しないシフトレバーなどの操作に応動するセレクトスイッチ８５からのシフト位置ＰＯＳ等がそれぞれ入力される。なお、ユニット入力軸１ａ、１ｂとエンジンは直結されるため、無段変速機２の入力軸回転数Ｎｉとエンジン回転数Ｎｅは等価となる。
【００３５】
変速制御コントローラ８０はこれらの検出値を運転状態として処理し、この運転状態に応じてソレノイド９１、９２をデューティ制御により駆動することで動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０を選択的に締結するように信号圧を制御して、動力循環モードと直結モードを切り換える。
【００３６】
そして、運転状態に応じたユニット変速比ｉｉ（ユニット入力軸１ａとユニット出力軸６の速度比＝変速比で、以下、ＩＶＴ比ｉｉとする）となるようにステップモータ３６を駆動することで無段変速機２の変速比ｉｃ（以下、ＣＶＴ比ｉｃとする）を制御する。
【００３７】
なお、セレクトスイッチ８５の検出値ＰＯＳは、上記したように前進位置をＤレンジ、後退位置をＲレンジ、ニュートラル位置をＮレンジ、パーキング位置をＰレンジとする。
【００３８】
次に、図５を参照しながら油圧制御装置について詳述する。
【００３９】
まず、油圧制御装置は、油圧ポンプから供給された油圧が、ＰＬソレノイド９０の信号圧によって制御されたプレッシャレギュレータ１００で所定の圧力に調整され、ライン圧ＰＬとしてライン圧回路１０１へ供給される。
【００４０】
そして、ライン圧回路１０１には、トラニオン２３を駆動する油圧シリンダ３０への流量と供給方向を制御するシフトコントロールバルブ４６が接続され、上記したように、変速リンク３７を介して変速制御コントローラ８０に制御されるステップモータ３６またはフィードバックリンク３８の変位に応じてスプール４６Ｓが変位し、スプール４６Ｓの変位量に応じてライン圧ＰＬを油圧シリンダ３０の２つの油室３０Ａ、３０Ｂのうちの一方へ供給する。
【００４１】
また、ライン圧回路１０１には、動力循環モードクラッチ９を制御するソレノイド９２と、直結モードクラッチ１０を制御するソレノイド９１が配設され、これらソレノイド９１、９２は変速制御コントローラ８０によってデューティ制御される。
【００４２】
デューティ制御によって駆動されたソレノイド９２からの信号圧に応じて、制御弁９４は、マニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧してクラッチ圧Ｐｐｒｃとして動力循環モードクラッチ９へ供給し、締結、解放を行っており、この信号圧の増大によってクラッチ圧Ｐｐｒｃも増大して、動力循環モードクラッチ９は解放状態から締結されるとともに、トルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｐｒｃに応じて増大する一方、ソレノイド９２からの信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｐｒｃも低下して、制御弁９４は動力循環モードクラッチ９の油室９ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００４３】
同様に、ソレノイド９１からの信号圧に応じて、制御弁９３はマニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧し、クラッチ圧Ｐｄｃとして直結モードクラッチ１０へ供給して締結、解放を行っており、ソレノイド９１からの信号圧が増大するとクラッチ圧Ｐｄｃも増大して解放状態から締結されるとともにトルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｄｃに応じて増大する一方、信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｄｃも低下するため、制御弁９３は直結モードクラッチ１０の油室１０ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００４４】
このように、上記ソレノイド９２、９１のデューティ制御によって動力循環モードクラッチ９及び直結モードクラッチ１０のうちの一方が締結されて、動力循環モードと直結モードが選択的に切り換えられるとともに、ソレノイド９１、９２のデューティ比に応じて伝達トルクの制御を行うことができる。
【００４５】
ここで、シフトコントロールバルブ４６は、ライン圧回路１０１に連通した供給ポート４６Ｐと、油圧シリンダ３０の油室３０Ａと連通したＬｏ側ポート４６Ｌと、油圧シリンダ３０の油室３０Ｂと連通したＨｉ側ポート４６Ｈと、２つのドレーンポート４６Ｄ、４６Ｄが供給ポート４６Ｐを挟んで設けられており、スプール４６Ｓの軸方向変位に応じて、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６ＬまたはＨｉ側ポート４６Ｈのうちの一方にライン圧ＰＬが調圧されて供給される一方、他方のポートはドレーンポート４６Ｄと連通する。
【００４６】
すなわち、スプール４６Ｓが中立位置にある場合は、供給ポート４６Ｐ、ドレーンポート４６Ｄ、Ｌｏ側ポート４６Ｌ及びＨｉ側ポート４６Ｈはそれぞれ封止されて、油室３０Ａ及び油室３０Ｂの油圧が保持される。
【００４７】
この中立位置から図中上方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌの差圧（圧力差）に応じた流量がＬｏ側ポート４６Ｌへ供給される。
【００４８】
逆に、中立位置から図中下方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈが連通する一方、Ｌｏ側ポート４６Ｌがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈの差圧（圧力差）に応じた流量がＨｉ側ポート４６Ｈへ供給される。
【００４９】
いま、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＬｏ側に変化した場合、ステップモータ３６は変速リンク３７の一端を図５の上方へ向けて目標ＣＶＴ比ｔｉｃに応じて変位させ、このときパワーローラ２０の傾転角が定常状態にあればプリセスカム３５は停止しているため、スプール４６Ｓも上方へ変位して、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６Ｌを介して供給された流量に応じて油室３０Ａの油圧が上昇する一方、油室３０Ｂ内の油圧はドレーンポート４６Ｄから排出されて、図４に示す右側のトラニオン２３は上昇し、パワーローラ２０はトラニオン２３の上昇に伴って傾転する。
【００５０】
油圧シリンダ３０の駆動によって、トラニオン２３は軸方向及び軸まわりに変位し、これらトラニオン２３の変位はフィードバックリンク３８を介して変速リンク３７へ伝達され、パワーローラ２０のＬｏ側への傾転に応じてフィードバックリンク３８は、図５において、変速リンク３７の左側端部を下方へ変位させる。
【００５１】
したがって、上方に変位していたスプール４６Ｓは、中立位置へ向けた下方へ変位し、パワーローラ２０の傾転角が目標ＣＶＴ比ｔｉｃに一致した時点で、スプール４６Ｓはプリセスカム３５に駆動されて再び中立位置へ復帰し、油圧シリンダ３０の駆動を停止する。
【００５２】
こうして、変速時には、まず、ステップモータ３６によってスプール４６Ｓが駆動されることで、油室３０Ａへライン圧回路１０１から作動油が供給される一方、油室３０Ｂ内の圧油はタンクへ排出されて、トラニオン２３が変位することでパワーローラ２０の傾転角はＬｏ側へ向かい、次に、パワーローラ２０の傾転角とトラニオン２３の軸方向変位がプリセスカム３５、フィードバックリンク３８及び変速リンク３７を介してシフトコントロールバルブ４６へフィードバックされるため、スプール４６Ｓは徐々に中立位置へ復帰して、ステップモータ３６が指令した目標ＣＶＴ比ｔｉｃと一致させた状態を維持することができる。
【００５３】
一方、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＨｉ側に変化した場合では、上記とは逆方向にステップモータ３６等が駆動されて、パワーローラ２０がＨｉ側へ傾転する。
【００５４】
また、変速制御コントローラ８０は、ＮレンジまたはＰレンジが選択された車両の停車中には、動力循環モードクラッチ９を解放してエンジン側と駆動輪側の連結を解除するとともに、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを維持するように無段変速機２の変速比ｉｃを調整する。（なお、Ｄレンジを選択した停車中では、動力循環モードクラッチは締結したままである。）
そして、車両の発進時にはシフトレバーなどに呼応するシフト位置ＰＯＳと実際のＣＶＴ比ｉｃやエンジン回転数Ｎｅに基づいて、ソレノイド９２を制御して動力循環モードクラッチ９を徐々に締結しながら、ＩＶＴ比ｉｉが運転状態に応じた目標値となるようにステップモータ３６の制御を行うものである。
【００５５】
ここで、変速制御コントローラ８０で行われる発進時の一例について、図６〜図９のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。
【００５６】
なお、各フローチャートは、所定時間毎、例えば、１０ｍｓｅｃ毎等に実行されるもので、図６は、シフト位置ＰＯＳに応じた変速モードの切り換え制御を示し、図７は、図６のサブルーチンで、動力循環モードクラッチ９のセレクト制御を示すフローチャート、図８は目標ＣＶＴ比及びステップモータ３６の目標駆動量ＳＴＥＰを演算する変速制御を示し、また、図９はエンジントルクＴｅに応じて変化する動力循環モードクラッチ９の締結力制御を示す。
【００５７】
まず、図６のステップＳ１では、セレクトスイッチ８５からのシフト位置ＰＯＳを読み込んでから、ステップＳ２で、シフト位置ＰＯＳがＤレンジにあるか否かを判定し、ＤレンジにあればステップＳ３へ進む一方、そうでない場合にはＲレンジまたはＮ、Ｐレンジと判定してステップＳ６へ進む。
【００５８】
Ｄレンジと判定されたステップＳ３では、前回検出したシフト位置ＰＯＳがＮまたはＰレンジであったか否かにより、運転者が発進のために停車位置であるＰ、ＮレンジからＤレンジへシフト位置を変更したかを判定し、これら停車位置からＤレンジへシフト操作が行われた場合には、ステップＳ４へ進んで、停車状態で解放していた動力循環モードクラッチ９を徐々に締結するセレクト制御を後述するように行う。
【００５９】
一方、そうでない場合には、ステップＳ５へ進んで、Ｄレンジのときの変速制御を行う。なお、Ｄレンジは、図１０に示したように、ギアードニュートラルポイントＧＮＰから回転同期点までの動力循環モードの領域と、回転同期点よりもＩＶＴ比がＨｉ側（小側）となる直結モードとの領域がにおいて、それぞれ動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０を車速ＶＳＰなどの運転条件に応じて選択的に締結するとともに、エンジントルクＴｅに応じた締結力の制御を行う。
【００６０】
一方、ステップＳ６では、シフト位置ＰＯＳがＲレンジにあるか否かを判定し、ＲレンジにあればステップＳ７へ進む一方、そうでない場合にはＮレンジまたはＰレンジと判定してステップＳ９へ進む。
【００６１】
Ｒレンジと判定されたステップＳ７では、前回検出したシフト位置ＰＯＳがＮまたはＰレンジであったか否かにより、運転者が発進のために停車位置であるＰ、ＮレンジからＲレンジへシフト位置を変更したかを判定し、これら停車位置からＲレンジへシフト操作が行われた場合には、ステップＳ４へ進んで、停車状態で解放していた動力循環モードクラッチ９を徐々に締結するセレクト制御を後述するように行う。
【００６２】
一方、そうでない場合には、ステップＳ９へ進んで、ＮレンジまたはＰレンジのときの停車時の制御を行い、動力循環モードクラッチ９及び直結モードクラッチ１０を解放するとともに、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるように、無段変速機２のＣＶＴ比ｉｃを制御する。
【００６３】
次に、上記図６のステップＳ４で実行されるセレクト制御について、図７のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００６４】
まず、ステップＳ１０では、Ｎ（またはＰ）→Ｄレンジ、Ｎ→Ｒレンジのシフト操作が行われた時点からの経過時間を検出して、経過時間に応じたクラッチ締結制御を行うため、タイマーｔのインクリメントを行う。
【００６５】
次に、ステップＳ１１では、タイマーｔの値が第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ１未満であれば、発進操作直後であると判定してステップＳ１２へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ１を経過していればステップＳ１３へ進む。
【００６６】
発進操作直後のステップＳ１２では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のプリチャージ圧（中込圧）ＰＲＳ＃ＰＲＥとなるように設定して処理を終了する。
【００６７】
動力循環モードクラッチ９は、ＮレンジまたはＰレンジのときに、図２に示したように、スプリング９ｂに押圧されて図中右側へ押しつけられて、押圧部材９ｃがディスク９ｄから離れて解放状態となっている。
【００６８】
次に、第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したステップＳ１３では、タイマーｔの値が第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ２未満であれば、発進開始直後であると判定してステップＳ１４へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ２を経過していればステップＳ１５へ進む。
【００６９】
発進開始直後のステップＳ１４では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のリターン圧（中込圧）ＰＲＳ＃ＲＴＮとなるように設定して処理を終了する。なお、このリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮは、ピストン９ｐがスプリング９ｂに対抗してディスク９ｄを押圧し、締結力を発生する臨界圧力である。
【００７０】
一方、第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したステップＳ１５では、タイマーｔの値が第３の所定時間ＴＩＭＥ３を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ３未満であれば、発進中であると判定してステップＳ１６へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ３を経過していれば、ステップＳ２１以降へ進んで、クラッチ締結制御を終了した走行中の締結力制御を行う。
【００７１】
発進中のステップＳ１６では、入力軸回転数センサ８１が検出したエンジン回転数Ｎｅと、後述するように変速比制御で決定した目標エンジン回転数ｔＮｅの偏差ΔＮｅを演算する。
【００７２】
そして、ステップＳ１７では、前回のエンジン回転数偏差ΔＮｅ１を変数ΔＮｅ２へ代入した後、現在のエンジン回転数偏差ΔＮｅを変数ΔＮｅ１へ代入する。
【００７３】
次に、ステップＳ１８では、第２の所定時間ＴＩＭＥ２内に設定されたリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮから、クラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に増大させるための増分値ΔＰ１を、
ΔＰ１＝Ｋｐ（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）＋Ｋｉ・ΔＮｅ ………（１）
として演算し、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）を増分値ΔＰ１にフィードバックする。
【００７４】
ただし、Ｋｐ：比例ゲイン
Ｋｉ：積分ゲイン
である。
【００７５】
次に、ステップＳ１９では、上記増分値ΔＰ１に基づいて、油室９ａに供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、
Ｐｐｒｃ＝Ｐｐｒｃ（ｎ−１）＋ΔＰ１＋ΔＰ２ ………（２）
として演算する。
【００７６】
ただし、Ｐｐｒｃ（ｎ−１）：前回のクラッチ圧
ΔＰ２：定数
である。
【００７７】
そして、ステップＳ２０では、クラッチ圧Ｐｐｒｃが所定の上限値と下限値の間となるように、ステップＳ１９で求めたクラッチ圧Ｐｐｒｃを制限する。
【００７８】
すなわち、クラッチ圧Ｐｐｒｃの下限値を上記リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮ（中込圧）に設定してトルクの伝達を確保する一方、クラッチ圧Ｐｐｒｃの上限値は、動力循環モードクラッチ９が完全に締結される油圧ＰＲＳ＃ＬＭＴに設定する。
【００７９】
したがって、上記ステップＳ１６〜Ｓ２０では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃが、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）に応じて、リターン圧（下限値）ＰＲＳ＃ＲＴＮと上限値の範囲で徐々に増大する方向へ変化し、エンジン回転数Ｎｅが増大していく場合には、クラッチ圧Ｐｐｒｃも増大して動力循環モードクラッチ９の締結力は次第に大きくなり、伝達トルクを徐々に増大させて車両の発進を円滑に行う。
【００８０】
このとき、動力循環モードクラッチ９の締結容量は、エンジン回転数変動量ΔＮｅに応じて変化し、すなわち、エンジントルクＴｅに応じてリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮから上限値の間で変化することになる。
【００８１】
そして、走行抵抗または駆動抵抗が大きい状態で、エンジン回転数Ｎｅが低いまま発進したとき等では、エンジントルクＴｅが小さいためにエンジン回転数Ｎｅが減少してストールに近づく場合あるが、このとき、クラッチ圧Ｐｐｒｃを下限値ＰＲＳ＃ＲＴＮ側へ減少して、動力循環モードクラッチ９の締結力を低減することができ、エンジンのストールを確実に防ぎながら発進を円滑に行うのである。
【００８２】
運転者が発進操作を行った上記所定時間ＴＩＭＥ１からＴＩＭＥ３の間では、図１１に示すように、動力循環モードクラッチ９に供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に増大させることで、円滑に発進を行うことができ、各所定時間ＴＩＭＥ１〜ＴＩＭＥ３の期間に設定される油圧の関係は、図示のように、
ＰＲＳ＃ＲＴＮ＜ＰＲＳ＃ＰＲＥ＜ＰＲＳ＃ＬＭＴ
として設定され、また、発進操作直後の時間ｔ＝０からセレクト制御が終了する時間ＴＩＭＥ３までは、例えば、１秒程度に設定される。
【００８３】
上記ステップＳ１〜Ｓ２０でセレクト（クラッチ締結）制御が終了した後には、ステップＳ２１以降へ進んで、通常走行の締結力制御に移行する。
【００８４】
すなわち、ステップＳ２１では、後述するように、エンジントルクＴｅとＩＶＴ比ｉｉ等の走行状態に応じて変化するクラッチ締結必要圧Ｐｃを演算して、クラッチ圧Ｐｐｒｃとして指令した後、ステップＳ２２でタイマーｔを０にリセットしてサブルーチンを終了する。
【００８５】
次に、上記図６の変速モードの切り換え制御と並行して行われる変速制御の一例について、図８のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００８６】
まず、ステップＳ３０では、車速センサ８３からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳ、入力軸回転数センサ８１からの入力軸回転数Ｎｉ＝エンジン回転数Ｎｅ、出力軸回転数センサ８２からの出力軸回転数Ｎｏをそれぞれ読み込んでから、ステップＳ３１では、図１２に示すマップに基づいて、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳより目標入力軸回転数ｔＮｉ（＝目標エンジン回転数ｔＮｅ）を演算する。
【００８７】
なお、図１２のマップは、アクセル踏み込み量ＡＰＳをパラメータとして、車速ＶＳＰに対する目標入力軸回転数ｔＮｉを予め設定したものである。
【００８８】
次にステップＳ３２では、ステップＳ３１で求めた目標入力軸回転数ｔＮｉを出力軸回転数Ｎｏで除して、変速比無限大無段変速機の目標ユニット変速比ｔｉｉとする。
【００８９】
ステップＳ３３ではエンジン回転数Ｎｅと出力軸回転数Ｎｏの比から、無段変速機２の実際の変速比ｒｉｃを演算した後、ステップＳ３４では、上記ステップＳ３１で求めた目標入力軸回転数Ｎｉと、出力軸回転数Ｎｏに基づいて、目標ＣＶＴ比ｔｉｃを演算する。
【００９０】
そして、ステップＳ３５では、この目標ＣＶＴ比ｔｉｃに対応するステップモータ３６のステップ数ΔＳＴＥＰ（目標駆動量）を、
ΔＳＴＥＰ＝Ｋｉｐ｛ｒｉｃ（ｎ−１）−ｒｉｃ｝＋Ｋｉｉ（ｔｉｃ−ｒｉｃ） ………（３）
より演算する。
【００９１】
ただし、Ｋｉｐ：比例ゲイン
Ｋｉｉ：積分ゲイン
ｒｉｃ（ｎ−１）：前回の実変速比
である。
【００９２】
そして、このステップ数ΔＳＴＥＰに基づいてステップモータ３６を駆動し、無段変速機２のＣＶＴ比ｉｃを変更して、運転状態に応じたＩＶＴ比ｉｉに設定する。
【００９３】
次に、上記図７に示したステップＳ２１で行われる、通常走行中の動力循環モードクラッチ９の締結力制御について、図９のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００９４】
まず、図９のステップＳ４０では、入力軸回転数センサ８１からの入力軸回転数Ｎｉをエンジン回転数Ｎｅとして読み込むとともに、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳを読み込む。
【００９５】
次に、ステップＳ４１で、上記図８のステップＳ３２で求めたＩＶＴ比ｉｉを読み込んでから、ステップＳ４２へ進んで、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに基づいてエンジントルクＴｅを演算する。なお、エンジントルクＴｅの演算は、図示しないマップなどにより行われ、例えば、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ等の負荷相当値をパラメータとして、エンジン回転数Ｎｅ毎にエンジントルクＴｅを設定したマップなどを用いて行われる。
【００９６】
そして、ステップＳ４３では、動力循環モードクラッチ９が確実にトルクを伝達可能な油圧であるクラッチ締結必要圧Ｐｃを、図１３に示すマップから、エンジントルクＴｅとＩＶＴ比ｉｉに基づいて演算する。
【００９７】
さらに、ステップＳ４４では、マップから求めたクラッチ締結必要圧Ｐｃを、所定の上限値Ｐｃｍａｘと下限値Ｐｃｒｔｎで制限した後、クラッチ圧Ｐｐｒｃとして設定する。
【００９８】
なお、下限値Ｐｃｒｔｎは上記リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮなどに設定され、また、上限値Ｐｃｍａｘは、駆動系が伝達可能なトルクに応じた値などに設定される。
【００９９】
こうして、図１１に示すように、発進操作直後にクラッチ圧Ｐｐｒｃをプリチャージ圧ＰＲＳ＃ＰＲＥに設定して、所定時間ＴＩＭＥ１まで維持した後に、所定時間ＴＩＭＥ２までは、一旦リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮまでクラッチ圧Ｐｐｒｃを下げて最小の締結力から発進を開始し、その後、ＴＩＭＥ２〜ＴＩＭＥ３までのセレクト制御中には、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量、すなわちエンジントルクＴｅの変化をフィードバックしながら、所定の下限値から上限値の間でクラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に変化させることで、ユニット変速比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれていた場合であっても、エンジン回転数Ｎｅが低下してストールするのを確実に防止するとともに、動力循環モードクラッチ９の締結によるショックを抑制して円滑に発進を行うことができ、セレクト制御の時間ＴＩＭＥ３を経過した後には、通常の締結力制御を行うため、エンジントルクＴｅに応じた締結力で運転者の要求に応じた発進加速を行うことができ、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となるのである。
【０１００】
特に、変速比無限大無段変速機へトロイダル型無段変速機２を採用した場合には、入力トルクの変動に応じてＣＶＴ比ｉｃが変化する特性（トルクシフトという）があるため、解放していた動力循環モードクラッチ９を締結するときに、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる場合もあるが、上記のように、発進の初期には最小の締結力から上下限値の範囲で、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量に基づいて徐々に締結力を増大させることで、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれた場合であっても、エンジンのストールとショックの発生を確実に回避して円滑な発進を行うことが可能となるのである。
【０１０１】
また、トロイダル型無段変速機２の低温時には、トラニオン２３を介してパワーローラ２０を支持する油圧シリンダ３０の応答性が低下して、ギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれたり、ＩＶＴ比ｉｉが不安定になる場合もあるが、上記したように変速応答性が低くなる低温時（冬季の冷間始動直後など）の発進に際しても、エンジンのストールを確実に回避しながらも円滑な発進を行うことが可能となり、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となるのである。
【０１０２】
なお、上記実施形態において、無段変速機２にトロイダル型を採用した一例を示したが、Ｖベルト式などで構成することもできる。
【０１０３】
また、上記図８のステップＳ３５では、目標とするステップ数ΔＳＴＥＰを（３）式に基づいて求めたが、図示はしないが、予め設定した目標ＣＶＴ比とステップモータのステップ数ΔＳＴＥＰのマップから求めても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す変速比無限大無段変速機の概略構成図。
【図２】同じく変速比無限大無段変速機の断面図。
【図３】同じく変速比無限大無段変速機の制御装置を示す概略構成図。
【図４】トロイダル型無段変速機の概略断面図。
【図５】油圧制御装置の回路図。
【図６】変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、変速モード切り換え制御のフローチャート。
【図７】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、セレクト制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、変速比制御のフローチャート。
【図９】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、締結力制御のフローチャート。
【図１０】ＣＶＴ比とＩＶＴ比の関係を示すマップ。
【図１１】発進の際のクラッチ圧Ｐｐｒｃと経過時間の関係を示すグラフ。
【図１２】車速ＶＳＰに対応した最低エンジン回転数Ｎｅｍｉｎのマップ。
【図１３】ユニット変速比ｉｉとエンジントルクＴｅに応じた必要締結クラッチ圧Ｐｃのマップ。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ ユニット入力軸
２ 無段変速機
３ 一定変速機
４ 無段変速機出力軸
５ 遊星歯車機構
６ ユニット出力軸
９ 動力循環モードクラッチ
９ａ 油室
９ｂ リターンスプリング
１０ 直結モードクラッチ
８０ 変速制御コントローラ
８１ 入力軸回転数センサ
８４ アクセル開度センサ
８５ セレクトスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに採用される変速比無限大無段変速機の制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の変速機として、ベルト式やトロイダル型の無段変速機が知られており、このような無段変速機の変速領域をさらに拡大するために、無段変速機に一定変速機と遊星歯車機構を組み合わせて変速比を無限大まで制御可能とする変速比無限大無段変速機が知られており、例えば、本願出願人が提案した特開平９−２１０１７５号などがある。
【０００３】
これは、エンジンに連結されるユニット入力軸に無段変速機と一定変速機（減速機）とを並列的に連結するとともに、これらの出力をユニット出力軸に配設した遊星歯車機構で結合したもので、無段変速機の出力側は無段変速機出力ギア列等を介して遊星歯車機構のサンギアに、一定変速機の出力軸は動力循環モードクラッチを介して遊星歯車機構のキャリアにそれぞれ連結され、遊星歯車機構のリングギアは変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸に結合される。
【０００４】
さらに、サンギアと連結した無段変速機出力軸は、直結モードクラッチを介してユニット出力軸に結合される。
【０００５】
このような変速比無限大無段変速機では、図１０に示すように、動力循環モードクラッチを締結する一方、直結モードクラッチを解放することにより、無段変速機と一定変速機の変速比の差に応じて、ユニット変速比ｉｉ（図中ＩＶＴ比ｉｉでユニット入力軸回転数／ユニット出力軸回転数）を負の値（後退）から正の値（前進）まで無限大（＝ギアードニュートラルポイントＧＮＰ）を含んで連続的に変速制御を行う動力循環モードと、動力循環モードクラッチを遮断する一方、直結モードクラッチを接続して無段変速機の変速比ｉｃに応じて変速制御を行う直結モードを選択的に使用することができる。
【０００６】
発進時には、動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰから変速を行い、走行中には直結モードクラッチまたは動力循環モードクラッチの一方を締結するとともに、無段変速機の変速比（図中ＣＶＴ比ｉｃ）をアクチュエータの駆動によって変更することで、任意のユニット変速比ｉｉへ向けて連続的に変速を行うもので、動力循環モードと直結モードの切り換えは、各クラッチの締結要素の相対回転数が等しくなる回転同期点で行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の変速比無限大無段変速機にあっては、運転者がシフトレバーなどの変速指令手段をニュートラルレンジ（Ｎレンジ）やパーキングレンジ（Ｐレンジ）に設定した車両の停止状態のときに、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを共に解放してエンジン側と駆動輪側の連結を解除しておき、運転者が変速指令手段を前進レンジ（Ｄレンジ）または後退レンジ（Ｒレンジ）等の走行レンジへ操作したときに、動力循環モードクラッチを締結してギアードニュートラルポイントＧＮＰから発進を行うような場合に、無段変速機の変速比ｉｃがユニット変速比ｉｉのギアードニュートラルポイントＧＮＰから少しでもずれていると、エンジンがストールする場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ＮレンジやＰレンジから走行レンジへ移行して車両の発進を行う際に、エンジンのストールを防止して円滑な発進を行うことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と一定変速機とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、運転操作に応じて車両の発進を検出する発進検出手段と、前記動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチの制御によって動力循環モードと直結モードを切り換えるとともに、車両の発進時には動力循環モードクラッチを制御するクラッチ制御手段と、前記無段変速機の変速比を車両の運転状態に応じて制御することで変速比無限大無段変速機のユニット変速比を設定する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記クラッチ制御手段は、エンジンからの入力トルクまたは入力トルク相当値を検出する入力トルク検出手段と、前記動力循環モードクラッチへ供給する油圧を制御する油圧制御手段と、前記車両の発進が検出されてから所定の時間までは、予め設定された上限値と下限値との間で、入力トルクまたは入力トルク相当値が減少すると前記油圧を減少し、入力トルクまたは入力トルク相当値が増大すると前記油圧を増大させるよう動力循環モードクラッチへ供給する油圧を設定する締結容量変更手段とを設け、前記締結容量変更手段は、前記所定時間経過後には上限値による供給油圧の制限を解除する。
【００１０】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記入力トルク検出手段は、入力軸回転数の変動量を入力トルク相当値の変動量として検出し、前記クラッチ制御手段は、この入力トルク相当値の変動量に基づいて動力循環モードクラッチへ供給する油圧を前記下限値から徐々に増大する。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記締結容量変更手段は、前記供給油圧の下限値を動力循環モードクラッチが締結力を発生する臨界値に設定する一方、供給油圧の上限値は、動力循環モードクラッチが完全に締結される値に設定する。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、車両の発進時には、入力トルクまたは入力トルク相当値に応じて動力循環モードクラッチに供給する油圧を設定し、かつ、供給油圧を所定の上限値と下限値の間に設定するようにしたため、エンジン回転数が低下した場合では供給油圧を下限値側に変更することで、締結力を低減してエンジンのストールを確実に防止し、エンジントルクが増大すれば上限値の範囲で供給油圧を上昇させて、締結力を増大することができ、エンジンストールの防止と円滑な発進を両立でき、特に、無段変速機としてトロイダル型を採用した場合には、入力トルクの変動に応じて変速比が変化する特性（トルクシフトという）があるため、停車中に解放していた動力循環モードクラッチを締結するときに、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる場合もあるが、発進の際には入力トルクまたはこの相当値に基づいて徐々に締結力を変化させることで、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれた場合であっても、エンジンのストールを確実に回避しながら円滑な発進を行うことが可能となるのである。そして、発進操作開始から所定時間経過後には、上限値による供給油圧の制限を解除することで、入力トルクに応じた締結力を発生させて、エンジントルクの伝達を確実に行うことが可能となる。
【００１４】
また、第２の発明は、入力軸回転数の変動量、すなわち、エンジン回転数を入力トルク相当値の変動量として検出することで、入力トルクまたは相当値を容易に得ることができ、発進の際には、締結力が小さい 油圧の下限値から上限値へ向けて供給油圧を増大させることで、徐々に締結力を増大させることでエンジンのストールを確実に防止しながらも、円滑な発進を行うことができ、特に、入力トルクの変動によって、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる可能性のあるトロイダル型無段変速機を採用した場合であっても、確実かつ円滑な発進を行うことが可能となって、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となる。
また、第３の発明は、発進操作から所定時間内では動力循環モードクラッチへ供給する油圧の下限値を、発生する臨界値に設定することで、締結初期にユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれていても、エンジン回転数の極端な低下によるエンジンのストールを防止でき、また、供給油圧の上限値を、動力循環モードクラッチが完全に締結される値に規制することで、ユニット変速比がギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれている場合の発進時にショックが発生するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５に、ハーフトロイダルで構成されたダブルキャビティ式のトロイダル型無段変速機２を用いて変速比無限大無段変速機を構成した一例を示す。
【００１８】
図１〜図３に示すように、変速比無限大無段変速機はエンジンのクランクシャフト１４に連結されるユニット入力軸１ａ、１ｂに、変速比を連続的に変更可能な無段変速機２と、ギア３ａ、ギア３ｂから構成された一定変速機３（減速機）とを並列的に連結し、これらの出力軸４、３ｃをユニット出力軸６側へ配設するとともに遊星歯車機構５で連結したもので、無段変速機２の出力軸４は遊星歯車機構５のサンギア５ａに連結され、一定変速機３の出力軸３ｃは、動力循環モードクラッチ９を介して遊星歯車機構５のキャリア５ｂに連結され、リングギア５ｃは変速比無限大無段変速機の出力軸であるユニット出力軸６に結合される。
【００１９】
さらに、サンギア５ａと連結した無段変速機出力軸４は、スプロケット４ａ及びチェーン４０から無段変速機２の駆動力を受け、ユニット出力軸６と選択的に締結する直結モードクラッチ１０に結合される。
【００２０】
ユニット出力軸６の図中右側には変速機出力ギア７が設けられ、この変速機出力ギア７はディファレンシャルギア８のファイナルギア１２と歯合し、ディファレンシャルギア８に結合する駆動軸１１ａ、１１ｂは、所定の総減速比で駆動力が伝達される。
【００２１】
無段変速機２は、図１に示すように、２組の入力ディスク２１、出力ディスク２２で、パワーローラ２０、２０をそれぞれ挟持、押圧するダブルキャビティのハーフトロイダル型で構成され、一対の出力ディスク２２の間に介装された出力スプロケット２ａは、チェーン４０を介してユニット入力軸１ａ、１ｂと平行して配置されたユニット出力軸６側の無段変速機出力軸４に形成したスプロケット４ａと連結する。
【００２２】
また、図２に示すように、ユニット入力軸１ａ、１ｂは、同軸的に配設されるとともに、ローディングカム１３を介して回転方向で結合しており、ユニット入力軸１ａはエンジンのクランクシャフトに結合されるとともに、一定変速機３のギア３ａを形成し、ユニット入力軸１ｂは２組の入力ディスク２１、２１に連結されて、ユニット入力軸１ａからの入力トルクに応じてローディングカム１３が発生した軸方向の押圧力によって、パワーローラ２０、２０を入出力ディスクの間で挟持、押圧する。なお、ユニット入力軸１ａとエンジンは直結されているため、以下、入力トルクをエンジントルクＴｅとする。
【００２３】
そして、対向する位置に配置されたパワーローラ２０、２０は、図４に示すように、下部を油圧シリンダ３０に結合して軸方向へ変位可能かつ軸まわりに回転可能なトラニオン２３にそれぞれ軸支され、複数のトラニオン２３のうちの一つの下端には後述するシフトコントロールバルブ４６へ傾転角、すなわち、実変速比（実際のＣＶＴ比）とトラニオン２３の軸方向変位を合成してフィードバックするためのプリセスカム３５が設けられる。
【００２４】
油圧シリンダ３０はピストン３１によって画成された上下の油室３０Ａ、３０Ｂを備えており、図４に示すように、対向配置されたトラニオン２３、２３の油圧シリンダ３０、３０は、油室３０Ａ、３０Ｂの配置が相互に逆転するように設定されて、トラニオン２３、２３は相互に逆方向へ駆動される。
【００２５】
このため、油室３０Ａの油圧を増大すると同時に油室３０Ｂの油圧を低減すると、図中右側のトラニオン２３が上昇する一方、図中左側のトラニオン２３は下降してパワーローラ２０、２０はＬｏ側（変速比＝大側）へ傾転して変速が行われる。
【００２６】
一方、油室３０Ａの油圧を低減すると同時に油室３０Ｂの油圧を増大すると、図中右側のトラニオン２３が下降する一方、図中左側のトラニオン２３は上昇してパワーローラ２０、２０はＨｉ側（変速比＝小側）へ傾転して変速が行われる。
【００２７】
そして、プリセスカム３５は、図４に示すように円周方向に所定の傾斜を備えたカム溝またはカム面を備えており、このカム溝またはカム面に揺動自在なフィードバックリンク３８の一端が摺接する。
【００２８】
フィードバックリンク３８は、例えば、Ｌ字状に形成されるとともに揺動軸３９を中心に揺動自在に支持されており、一端で上記カム溝またはカム面と摺接する一方、他端で変速リンク３７の一端と係合し、トラニオン２３の回転量、すなわち傾転角と、軸方向変位量を変速リンク３７の一端に伝達する。
【００２９】
この変速リンク３７は、図５に示すように、中央部でシフトコントロールバルブ４６のスプール４６Ｓの端部と連結する一方、フィードバックリンク３８と連結した反対側の端部ではステップモータ３６と連結し、変速リンク３７はステップモータ３６の駆動によってシフトコントロールバルブ４６を軸方向に変位させるとともに、トラニオン２３の回動と軸方向変位に応じてシフトコントロールバルブ４６を軸方向に変位させる。
【００３０】
一方、直結モードと動力循環モードを切り換える動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０は、図２に示すように、遊星歯車機構５を挟んだユニット出力軸６上で同軸的に配設されている。
【００３１】
動力循環モードクラッチ９は、油室９ａに供給されるクラッチ圧Ｐｐｒｃがリターンスプリング９ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｐｒｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００３２】
同様に直結モードクラッチ１０は油室１０ａに供給されるクラッチ圧Ｐｄｃがリターンスプリング１０ｂに対向してピストンを押圧することで締結が行われ、クラッチ圧Ｐｄｃの増大に応じてクラッチ容量を増大して解放状態から締結状態に至る。
【００３３】
なお、これら動力循環モードクラッチ９、直結モードクラッチ１０は、運転者のシフト操作に応動するセレクトスイッチ８５（図３参照）が、ニュートラル位置Ｎまたはパーキング位置Ｐのときに、共に解放状態となる一方、前進位置Ｄにあるときはどちらか一方のクラッチが締結されており、後退位置Ｒでは動力循環モードクラッチ９が締結され、車両の発進時には、図１０に示したように、動力循環モードのギアードニュートラルポイントＧＮＰから変速が開始される。
【００３４】
変速比無限大無段変速機の変速制御は、図３に示すように、マイクロコンピュータを主体に構成された変速制御コントローラ８０によって行われ、ユニット入力軸１ａ、１ｂの回転数Ｎｉ（＝エンジン回転数Ｎｅ）を検出する入力軸回転数センサ８１からの出力と、無段変速機出力軸４の回転数Ｎｏを検出する無段変速機出力軸回転数センサ８２からの出力と、ユニット出力軸６等の回転数から車速ＶＳＰを検出する車速センサ８３からの出力と、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳと、図示しないシフトレバーなどの操作に応動するセレクトスイッチ８５からのシフト位置ＰＯＳ等がそれぞれ入力される。なお、ユニット入力軸１ａ、１ｂとエンジンは直結されるため、無段変速機２の入力軸回転数Ｎｉとエンジン回転数Ｎｅは等価となる。
【００３５】
変速制御コントローラ８０はこれらの検出値を運転状態として処理し、この運転状態に応じてソレノイド９１、９２をデューティ制御により駆動することで動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０を選択的に締結するように信号圧を制御して、動力循環モードと直結モードを切り換える。
【００３６】
そして、運転状態に応じたユニット変速比ｉｉ（ユニット入力軸１ａとユニット出力軸６の速度比＝変速比で、以下、ＩＶＴ比ｉｉとする）となるようにステップモータ３６を駆動することで無段変速機２の変速比ｉｃ（以下、ＣＶＴ比ｉｃとする）を制御する。
【００３７】
なお、セレクトスイッチ８５の検出値ＰＯＳは、上記したように前進位置をＤレンジ、後退位置をＲレンジ、ニュートラル位置をＮレンジ、パーキング位置をＰレンジとする。
【００３８】
次に、図５を参照しながら油圧制御装置について詳述する。
【００３９】
まず、油圧制御装置は、油圧ポンプから供給された油圧が、ＰＬソレノイド９０の信号圧によって制御されたプレッシャレギュレータ１００で所定の圧力に調整され、ライン圧ＰＬとしてライン圧回路１０１へ供給される。
【００４０】
そして、ライン圧回路１０１には、トラニオン２３を駆動する油圧シリンダ３０への流量と供給方向を制御するシフトコントロールバルブ４６が接続され、上記したように、変速リンク３７を介して変速制御コントローラ８０に制御されるステップモータ３６またはフィードバックリンク３８の変位に応じてスプール４６Ｓが変位し、スプール４６Ｓの変位量に応じてライン圧ＰＬを油圧シリンダ３０の２つの油室３０Ａ、３０Ｂのうちの一方へ供給する。
【００４１】
また、ライン圧回路１０１には、動力循環モードクラッチ９を制御するソレノイド９２と、直結モードクラッチ１０を制御するソレノイド９１が配設され、これらソレノイド９１、９２は変速制御コントローラ８０によってデューティ制御される。
【００４２】
デューティ制御によって駆動されたソレノイド９２からの信号圧に応じて、制御弁９４は、マニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧してクラッチ圧Ｐｐｒｃとして動力循環モードクラッチ９へ供給し、締結、解放を行っており、この信号圧の増大によってクラッチ圧Ｐｐｒｃも増大して、動力循環モードクラッチ９は解放状態から締結されるとともに、トルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｐｒｃに応じて増大する一方、ソレノイド９２からの信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｐｒｃも低下して、制御弁９４は動力循環モードクラッチ９の油室９ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００４３】
同様に、ソレノイド９１からの信号圧に応じて、制御弁９３はマニュアルバルブ６０からのライン圧ＰＬを調圧し、クラッチ圧Ｐｄｃとして直結モードクラッチ１０へ供給して締結、解放を行っており、ソレノイド９１からの信号圧が増大するとクラッチ圧Ｐｄｃも増大して解放状態から締結されるとともにトルク伝達容量がクラッチ圧Ｐｄｃに応じて増大する一方、信号圧が減少するとクラッチ圧Ｐｄｃも低下するため、制御弁９３は直結モードクラッチ１０の油室１０ａ（図２参照）をドレーン側に接続して解放する。
【００４４】
このように、上記ソレノイド９２、９１のデューティ制御によって動力循環モードクラッチ９及び直結モードクラッチ１０のうちの一方が締結されて、動力循環モードと直結モードが選択的に切り換えられるとともに、ソレノイド９１、９２のデューティ比に応じて伝達トルクの制御を行うことができる。
【００４５】
ここで、シフトコントロールバルブ４６は、ライン圧回路１０１に連通した供給ポート４６Ｐと、油圧シリンダ３０の油室３０Ａと連通したＬｏ側ポート４６Ｌと、油圧シリンダ３０の油室３０Ｂと連通したＨｉ側ポート４６Ｈと、２つのドレーンポート４６Ｄ、４６Ｄが供給ポート４６Ｐを挟んで設けられており、スプール４６Ｓの軸方向変位に応じて、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６ＬまたはＨｉ側ポート４６Ｈのうちの一方にライン圧ＰＬが調圧されて供給される一方、他方のポートはドレーンポート４６Ｄと連通する。
【００４６】
すなわち、スプール４６Ｓが中立位置にある場合は、供給ポート４６Ｐ、ドレーンポート４６Ｄ、Ｌｏ側ポート４６Ｌ及びＨｉ側ポート４６Ｈはそれぞれ封止されて、油室３０Ａ及び油室３０Ｂの油圧が保持される。
【００４７】
この中立位置から図中上方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌの差圧（圧力差）に応じた流量がＬｏ側ポート４６Ｌへ供給される。
【００４８】
逆に、中立位置から図中下方へスプール４６Ｓが変位すると、供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈが連通する一方、Ｌｏ側ポート４６Ｌがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６Ｐの開口量と供給ポート４６ＰとＨｉ側ポート４６Ｈの差圧（圧力差）に応じた流量がＨｉ側ポート４６Ｈへ供給される。
【００４９】
いま、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＬｏ側に変化した場合、ステップモータ３６は変速リンク３７の一端を図５の上方へ向けて目標ＣＶＴ比ｔｉｃに応じて変位させ、このときパワーローラ２０の傾転角が定常状態にあればプリセスカム３５は停止しているため、スプール４６Ｓも上方へ変位して、供給ポート４６ＰとＬｏ側ポート４６Ｌが連通する一方、Ｈｉ側ポート４６Ｈがドレーンポート４６Ｄと連通し、供給ポート４６ＰからＬｏ側ポート４６Ｌを介して供給された流量に応じて油室３０Ａの油圧が上昇する一方、油室３０Ｂ内の油圧はドレーンポート４６Ｄから排出されて、図４に示す右側のトラニオン２３は上昇し、パワーローラ２０はトラニオン２３の上昇に伴って傾転する。
【００５０】
油圧シリンダ３０の駆動によって、トラニオン２３は軸方向及び軸まわりに変位し、これらトラニオン２３の変位はフィードバックリンク３８を介して変速リンク３７へ伝達され、パワーローラ２０のＬｏ側への傾転に応じてフィードバックリンク３８は、図５において、変速リンク３７の左側端部を下方へ変位させる。
【００５１】
したがって、上方に変位していたスプール４６Ｓは、中立位置へ向けた下方へ変位し、パワーローラ２０の傾転角が目標ＣＶＴ比ｔｉｃに一致した時点で、スプール４６Ｓはプリセスカム３５に駆動されて再び中立位置へ復帰し、油圧シリンダ３０の駆動を停止する。
【００５２】
こうして、変速時には、まず、ステップモータ３６によってスプール４６Ｓが駆動されることで、油室３０Ａへライン圧回路１０１から作動油が供給される一方、油室３０Ｂ内の圧油はタンクへ排出されて、トラニオン２３が変位することでパワーローラ２０の傾転角はＬｏ側へ向かい、次に、パワーローラ２０の傾転角とトラニオン２３の軸方向変位がプリセスカム３５、フィードバックリンク３８及び変速リンク３７を介してシフトコントロールバルブ４６へフィードバックされるため、スプール４６Ｓは徐々に中立位置へ復帰して、ステップモータ３６が指令した目標ＣＶＴ比ｔｉｃと一致させた状態を維持することができる。
【００５３】
一方、目標ＣＶＴ比ｔｉｃがＨｉ側に変化した場合では、上記とは逆方向にステップモータ３６等が駆動されて、パワーローラ２０がＨｉ側へ傾転する。
【００５４】
また、変速制御コントローラ８０は、ＮレンジまたはＰレンジが選択された車両の停車中には、動力循環モードクラッチ９を解放してエンジン側と駆動輪側の連結を解除するとともに、ギアードニュートラルポイントＧＮＰを維持するように無段変速機２の変速比ｉｃを調整する。（なお、Ｄレンジを選択した停車中では、動力循環モードクラッチは締結したままである。）
そして、車両の発進時にはシフトレバーなどに呼応するシフト位置ＰＯＳと実際のＣＶＴ比ｉｃやエンジン回転数Ｎｅに基づいて、ソレノイド９２を制御して動力循環モードクラッチ９を徐々に締結しながら、ＩＶＴ比ｉｉが運転状態に応じた目標値となるようにステップモータ３６の制御を行うものである。
【００５５】
ここで、変速制御コントローラ８０で行われる発進時の一例について、図６〜図９のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。
【００５６】
なお、各フローチャートは、所定時間毎、例えば、１０ｍｓｅｃ毎等に実行されるもので、図６は、シフト位置ＰＯＳに応じた変速モードの切り換え制御を示し、図７は、図６のサブルーチンで、動力循環モードクラッチ９のセレクト制御を示すフローチャート、図８は目標ＣＶＴ比及びステップモータ３６の目標駆動量ＳＴＥＰを演算する変速制御を示し、また、図９はエンジントルクＴｅに応じて変化する動力循環モードクラッチ９の締結力制御を示す。
【００５７】
まず、図６のステップＳ１では、セレクトスイッチ８５からのシフト位置ＰＯＳを読み込んでから、ステップＳ２で、シフト位置ＰＯＳがＤレンジにあるか否かを判定し、ＤレンジにあればステップＳ３へ進む一方、そうでない場合にはＲレンジまたはＮ、Ｐレンジと判定してステップＳ６へ進む。
【００５８】
Ｄレンジと判定されたステップＳ３では、前回検出したシフト位置ＰＯＳがＮまたはＰレンジであったか否かにより、運転者が発進のために停車位置であるＰ、ＮレンジからＤレンジへシフト位置を変更したかを判定し、これら停車位置からＤレンジへシフト操作が行われた場合には、ステップＳ４へ進んで、停車状態で解放していた動力循環モードクラッチ９を徐々に締結するセレクト制御を後述するように行う。
【００５９】
一方、そうでない場合には、ステップＳ５へ進んで、Ｄレンジのときの変速制御を行う。なお、Ｄレンジは、図１０に示したように、ギアードニュートラルポイントＧＮＰから回転同期点までの動力循環モードの領域と、回転同期点よりもＩＶＴ比がＨｉ側（小側）となる直結モードとの領域がにおいて、それぞれ動力循環モードクラッチ９と直結モードクラッチ１０を車速ＶＳＰなどの運転条件に応じて選択的に締結するとともに、エンジントルクＴｅに応じた締結力の制御を行う。
【００６０】
一方、ステップＳ６では、シフト位置ＰＯＳがＲレンジにあるか否かを判定し、ＲレンジにあればステップＳ７へ進む一方、そうでない場合にはＮレンジまたはＰレンジと判定してステップＳ９へ進む。
【００６１】
Ｒレンジと判定されたステップＳ７では、前回検出したシフト位置ＰＯＳがＮまたはＰレンジであったか否かにより、運転者が発進のために停車位置であるＰ、ＮレンジからＲレンジへシフト位置を変更したかを判定し、これら停車位置からＲレンジへシフト操作が行われた場合には、ステップＳ４へ進んで、停車状態で解放していた動力循環モードクラッチ９を徐々に締結するセレクト制御を後述するように行う。
【００６２】
一方、そうでない場合には、ステップＳ９へ進んで、ＮレンジまたはＰレンジのときの停車時の制御を行い、動力循環モードクラッチ９及び直結モードクラッチ１０を解放するとともに、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰとなるように、無段変速機２のＣＶＴ比ｉｃを制御する。
【００６３】
次に、上記図６のステップＳ４で実行されるセレクト制御について、図７のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００６４】
まず、ステップＳ１０では、Ｎ（またはＰ）→Ｄレンジ、Ｎ→Ｒレンジのシフト操作が行われた時点からの経過時間を検出して、経過時間に応じたクラッチ締結制御を行うため、タイマーｔのインクリメントを行う。
【００６５】
次に、ステップＳ１１では、タイマーｔの値が第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ１未満であれば、発進操作直後であると判定してステップＳ１２へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ１を経過していればステップＳ１３へ進む。
【００６６】
発進操作直後のステップＳ１２では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のプリチャージ圧（中込圧）ＰＲＳ＃ＰＲＥとなるように設定して処理を終了する。
【００６７】
動力循環モードクラッチ９は、ＮレンジまたはＰレンジのときに、図２に示したように、スプリング９ｂに押圧されて図中右側へ押しつけられて、押圧部材９ｃがディスク９ｄから離れて解放状態となっている。
【００６８】
次に、第１の所定時間ＴＩＭＥ１を経過したステップＳ１３では、タイマーｔの値が第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ２未満であれば、発進開始直後であると判定してステップＳ１４へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ２を経過していればステップＳ１５へ進む。
【００６９】
発進開始直後のステップＳ１４では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、所定のリターン圧（中込圧）ＰＲＳ＃ＲＴＮとなるように設定して処理を終了する。なお、このリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮは、ピストン９ｐがスプリング９ｂに対抗してディスク９ｄを押圧し、締結力を発生する臨界圧力である。
【００７０】
一方、第２の所定時間ＴＩＭＥ２を経過したステップＳ１５では、タイマーｔの値が第３の所定時間ＴＩＭＥ３を経過したか否かを判定し、所定時間ＴＩＭＥ３未満であれば、発進中であると判定してステップＳ１６へ進む一方、所定時間ＴＩＭＥ３を経過していれば、ステップＳ２１以降へ進んで、クラッチ締結制御を終了した走行中の締結力制御を行う。
【００７１】
発進中のステップＳ１６では、入力軸回転数センサ８１が検出したエンジン回転数Ｎｅと、後述するように変速比制御で決定した目標エンジン回転数ｔＮｅの偏差ΔＮｅを演算する。
【００７２】
そして、ステップＳ１７では、前回のエンジン回転数偏差ΔＮｅ１を変数ΔＮｅ２へ代入した後、現在のエンジン回転数偏差ΔＮｅを変数ΔＮｅ１へ代入する。
【００７３】
次に、ステップＳ１８では、第２の所定時間ＴＩＭＥ２内に設定されたリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮから、クラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に増大させるための増分値ΔＰ１を、
ΔＰ１＝Ｋｐ（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）＋Ｋｉ・ΔＮｅ ………（１）
として演算し、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）を増分値ΔＰ１にフィードバックする。
【００７４】
ただし、Ｋｐ：比例ゲイン
Ｋｉ：積分ゲイン
である。
【００７５】
次に、ステップＳ１９では、上記増分値ΔＰ１に基づいて、油室９ａに供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを、
Ｐｐｒｃ＝Ｐｐｒｃ（ｎ−１）＋ΔＰ１＋ΔＰ２ ………（２）
として演算する。
【００７６】
ただし、Ｐｐｒｃ（ｎ−１）：前回のクラッチ圧
ΔＰ２：定数
である。
【００７７】
そして、ステップＳ２０では、クラッチ圧Ｐｐｒｃが所定の上限値と下限値の間となるように、ステップＳ１９で求めたクラッチ圧Ｐｐｒｃを制限する。
【００７８】
すなわち、クラッチ圧Ｐｐｒｃの下限値を上記リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮ（中込圧）に設定してトルクの伝達を確保する一方、クラッチ圧Ｐｐｒｃの上限値は、動力循環モードクラッチ９が完全に締結される油圧ＰＲＳ＃ＬＭＴに設定する。
【００７９】
したがって、上記ステップＳ１６〜Ｓ２０では、動力循環モードクラッチ９へ供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃが、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量（ΔＮｅ１−ΔＮｅ２）に応じて、リターン圧（下限値）ＰＲＳ＃ＲＴＮと上限値の範囲で徐々に増大する方向へ変化し、エンジン回転数Ｎｅが増大していく場合には、クラッチ圧Ｐｐｒｃも増大して動力循環モードクラッチ９の締結力は次第に大きくなり、伝達トルクを徐々に増大させて車両の発進を円滑に行う。
【００８０】
このとき、動力循環モードクラッチ９の締結容量は、エンジン回転数変動量ΔＮｅに応じて変化し、すなわち、エンジントルクＴｅに応じてリターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮから上限値の間で変化することになる。
【００８１】
そして、走行抵抗または駆動抵抗が大きい状態で、エンジン回転数Ｎｅが低いまま発進したとき等では、エンジントルクＴｅが小さいためにエンジン回転数Ｎｅが減少してストールに近づく場合あるが、このとき、クラッチ圧Ｐｐｒｃを下限値ＰＲＳ＃ＲＴＮ側へ減少して、動力循環モードクラッチ９の締結力を低減することができ、エンジンのストールを確実に防ぎながら発進を円滑に行うのである。
【００８２】
運転者が発進操作を行った上記所定時間ＴＩＭＥ１からＴＩＭＥ３の間では、図１１に示すように、動力循環モードクラッチ９に供給するクラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に増大させることで、円滑に発進を行うことができ、各所定時間ＴＩＭＥ１〜ＴＩＭＥ３の期間に設定される油圧の関係は、図示のように、
ＰＲＳ＃ＲＴＮ＜ＰＲＳ＃ＰＲＥ＜ＰＲＳ＃ＬＭＴ
として設定され、また、発進操作直後の時間ｔ＝０からセレクト制御が終了する時間ＴＩＭＥ３までは、例えば、１秒程度に設定される。
【００８３】
上記ステップＳ１〜Ｓ２０でセレクト（クラッチ締結）制御が終了した後には、ステップＳ２１以降へ進んで、通常走行の締結力制御に移行する。
【００８４】
すなわち、ステップＳ２１では、後述するように、エンジントルクＴｅとＩＶＴ比ｉｉ等の走行状態に応じて変化するクラッチ締結必要圧Ｐｃを演算して、クラッチ圧Ｐｐｒｃとして指令した後、ステップＳ２２でタイマーｔを０にリセットしてサブルーチンを終了する。
【００８５】
次に、上記図６の変速モードの切り換え制御と並行して行われる変速制御の一例について、図８のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００８６】
まず、ステップＳ３０では、車速センサ８３からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳ、入力軸回転数センサ８１からの入力軸回転数Ｎｉ＝エンジン回転数Ｎｅ、出力軸回転数センサ８２からの出力軸回転数Ｎｏをそれぞれ読み込んでから、ステップＳ３１では、図１２に示すマップに基づいて、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳより目標入力軸回転数ｔＮｉ（＝目標エンジン回転数ｔＮｅ）を演算する。
【００８７】
なお、図１２のマップは、アクセル踏み込み量ＡＰＳをパラメータとして、車速ＶＳＰに対する目標入力軸回転数ｔＮｉを予め設定したものである。
【００８８】
次にステップＳ３２では、ステップＳ３１で求めた目標入力軸回転数ｔＮｉを出力軸回転数Ｎｏで除して、変速比無限大無段変速機の目標ユニット変速比ｔｉｉとする。
【００８９】
ステップＳ３３ではエンジン回転数Ｎｅと出力軸回転数Ｎｏの比から、無段変速機２の実際の変速比ｒｉｃを演算した後、ステップＳ３４では、上記ステップＳ３１で求めた目標入力軸回転数Ｎｉと、出力軸回転数Ｎｏに基づいて、目標ＣＶＴ比ｔｉｃを演算する。
【００９０】
そして、ステップＳ３５では、この目標ＣＶＴ比ｔｉｃに対応するステップモータ３６のステップ数ΔＳＴＥＰ（目標駆動量）を、
ΔＳＴＥＰ＝Ｋｉｐ｛ｒｉｃ（ｎ−１）−ｒｉｃ｝＋Ｋｉｉ（ｔｉｃ−ｒｉｃ） ………（３）
より演算する。
【００９１】
ただし、Ｋｉｐ：比例ゲイン
Ｋｉｉ：積分ゲイン
ｒｉｃ（ｎ−１）：前回の実変速比
である。
【００９２】
そして、このステップ数ΔＳＴＥＰに基づいてステップモータ３６を駆動し、無段変速機２のＣＶＴ比ｉｃを変更して、運転状態に応じたＩＶＴ比ｉｉに設定する。
【００９３】
次に、上記図７に示したステップＳ２１で行われる、通常走行中の動力循環モードクラッチ９の締結力制御について、図９のフローチャートを参照しながら詳述する。
【００９４】
まず、図９のステップＳ４０では、入力軸回転数センサ８１からの入力軸回転数Ｎｉをエンジン回転数Ｎｅとして読み込むとともに、アクセル開度センサ８４が検出したアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳを読み込む。
【００９５】
次に、ステップＳ４１で、上記図８のステップＳ３２で求めたＩＶＴ比ｉｉを読み込んでから、ステップＳ４２へ進んで、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに基づいてエンジントルクＴｅを演算する。なお、エンジントルクＴｅの演算は、図示しないマップなどにより行われ、例えば、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ等の負荷相当値をパラメータとして、エンジン回転数Ｎｅ毎にエンジントルクＴｅを設定したマップなどを用いて行われる。
【００９６】
そして、ステップＳ４３では、動力循環モードクラッチ９が確実にトルクを伝達可能な油圧であるクラッチ締結必要圧Ｐｃを、図１３に示すマップから、エンジントルクＴｅとＩＶＴ比ｉｉに基づいて演算する。
【００９７】
さらに、ステップＳ４４では、マップから求めたクラッチ締結必要圧Ｐｃを、所定の上限値Ｐｃｍａｘと下限値Ｐｃｒｔｎで制限した後、クラッチ圧Ｐｐｒｃとして設定する。
【００９８】
なお、下限値Ｐｃｒｔｎは上記リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮなどに設定され、また、上限値Ｐｃｍａｘは、駆動系が伝達可能なトルクに応じた値などに設定される。
【００９９】
こうして、図１１に示すように、発進操作直後にクラッチ圧Ｐｐｒｃをプリチャージ圧ＰＲＳ＃ＰＲＥに設定して、所定時間ＴＩＭＥ１まで維持した後に、所定時間ＴＩＭＥ２までは、一旦リターン圧ＰＲＳ＃ＲＴＮまでクラッチ圧Ｐｐｒｃを下げて最小の締結力から発進を開始し、その後、ＴＩＭＥ２〜ＴＩＭＥ３までのセレクト制御中には、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量、すなわちエンジントルクＴｅの変化をフィードバックしながら、所定の下限値から上限値の間でクラッチ圧Ｐｐｒｃを徐々に変化させることで、ユニット変速比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれていた場合であっても、エンジン回転数Ｎｅが低下してストールするのを確実に防止するとともに、動力循環モードクラッチ９の締結によるショックを抑制して円滑に発進を行うことができ、セレクト制御の時間ＴＩＭＥ３を経過した後には、通常の締結力制御を行うため、エンジントルクＴｅに応じた締結力で運転者の要求に応じた発進加速を行うことができ、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となるのである。
【０１００】
特に、変速比無限大無段変速機へトロイダル型無段変速機２を採用した場合には、入力トルクの変動に応じてＣＶＴ比ｉｃが変化する特性（トルクシフトという）があるため、解放していた動力循環モードクラッチ９を締結するときに、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれる場合もあるが、上記のように、発進の初期には最小の締結力から上下限値の範囲で、エンジン回転数偏差ΔＮｅの変動量に基づいて徐々に締結力を増大させることで、ＩＶＴ比ｉｉがギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれた場合であっても、エンジンのストールとショックの発生を確実に回避して円滑な発進を行うことが可能となるのである。
【０１０１】
また、トロイダル型無段変速機２の低温時には、トラニオン２３を介してパワーローラ２０を支持する油圧シリンダ３０の応答性が低下して、ギアードニュートラルポイントＧＮＰからずれたり、ＩＶＴ比ｉｉが不安定になる場合もあるが、上記したように変速応答性が低くなる低温時（冬季の冷間始動直後など）の発進に際しても、エンジンのストールを確実に回避しながらも円滑な発進を行うことが可能となり、変速比無限大無段変速機の運転性を向上させることが可能となるのである。
【０１０２】
なお、上記実施形態において、無段変速機２にトロイダル型を採用した一例を示したが、Ｖベルト式などで構成することもできる。
【０１０３】
また、上記図８のステップＳ３５では、目標とするステップ数ΔＳＴＥＰを（３）式に基づいて求めたが、図示はしないが、予め設定した目標ＣＶＴ比とステップモータのステップ数ΔＳＴＥＰのマップから求めても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す変速比無限大無段変速機の概略構成図。
【図２】同じく変速比無限大無段変速機の断面図。
【図３】同じく変速比無限大無段変速機の制御装置を示す概略構成図。
【図４】トロイダル型無段変速機の概略断面図。
【図５】油圧制御装置の回路図。
【図６】変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、変速モード切り換え制御のフローチャート。
【図７】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、セレクト制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、変速比制御のフローチャート。
【図９】同じく、変速制御コントローラで行われる制御の一例を示し、締結力制御のフローチャート。
【図１０】ＣＶＴ比とＩＶＴ比の関係を示すマップ。
【図１１】発進の際のクラッチ圧Ｐｐｒｃと経過時間の関係を示すグラフ。
【図１２】車速ＶＳＰに対応した最低エンジン回転数Ｎｅｍｉｎのマップ。
【図１３】ユニット変速比ｉｉとエンジントルクＴｅに応じた必要締結クラッチ圧Ｐｃのマップ。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ ユニット入力軸
２ 無段変速機
３ 一定変速機
４ 無段変速機出力軸
５ 遊星歯車機構
６ ユニット出力軸
９ 動力循環モードクラッチ
９ａ 油室
９ｂ リターンスプリング
１０ 直結モードクラッチ
８０ 変速制御コントローラ
８１ 入力軸回転数センサ
８４ アクセル開度センサ
８５ セレクトスイッチ
Claims (3)
- エンジンに連結されたユニット入力軸に、変速比を連続的に変更可能な無段変速機と一定変速機とをそれぞれ連結するとともに、無段変速機と一定変速機の出力軸を遊星歯車機構、動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチを介してユニット出力軸に連結した変速比無限大無段変速機と、
運転操作に応じて車両の発進を検出する発進検出手段と、
前記動力循環モードクラッチ及び直結モードクラッチの制御によって動力循環モードと直結モードを切り換えるとともに、車両の発進時には動力循環モードクラッチを制御するクラッチ制御手段と、
前記無段変速機の変速比を車両の運転状態に応じて制御することで変速比無限大無段変速機のユニット変速比を設定する変速比制御手段とを備えた変速比無限大無段変速機の制御装置において、
前記クラッチ制御手段は、
エンジンからの入力トルクまたは入力トルク相当値を検出する入力トルク検出手段と、
前記動力循環モードクラッチへ供給する油圧を制御する油圧制御手段と、
前記車両の発進が検出されてから所定の時間までは、予め設定された上限値と下限値との間で、入力トルクまたは入力トルク相当値が減少すると前記油圧を減少し、入力トルクまたは入力トルク相当値が増大すると前記油圧を増大させるよう動力循環モードクラッチへ供給する油圧を設定する締結容量変更手段とを設け、
前記締結容量変更手段は、前記所定時間経過後には上限値による供給油圧の制限を解除することを特徴とする変速比無限大無段変速機の制御装置。 - 前記入力トルク検出手段は、入力軸回転数の変動量を入力トルク相当値の変動量として検出し、前記クラッチ制御手段は、この入力トルク相当値の変動量に基づいて動力循環モードクラッチへ供給する油圧を前記下限値から徐々に増大することを特徴とする請求項１に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
- 前記締結容量変更手段は、前記供給油圧の下限値を動力循環モードクラッチが締結力を発生する臨界値に設定する一方、供給油圧の上限値は、動力循環モードクラッチが完全に締結される値に設定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速比無限大無段変速機の制御装置。
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