JP4991798B2

JP4991798B2 - 無段変速機

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Publication number: JP4991798B2
Application number: JP2009169178A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎高橋; 寛康田中; 良輔野々村; 丈二関; 拓市郎井上; 真美子井上; 辰夫落合
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: JP2011021721A; EP2275713A3; EP2275713A2; KR20110007972A; KR101720336B1; CN101956815B; US20110015838A1; CN101956815A; US8371985B2; EP2275713B1

Description

本発明は、無段変速機及びその変速制御方法に関し、特に、無段変速機が無段変速機構と副変速機構を備えるものに関する。

無段変速機（以下、「ＣＶＴ」という。）は、変速比を無段階に変化させることができる変速機である。

ＣＶＴを搭載した車両では、従来の有段変速機を備えた車両に比べてエンジンをより効率のよい運転条件で使用することができ、車両の動力性能と燃費性能の向上が期待できる。

ＣＶＴを搭載した車両の動力性能と燃費性能をさらに向上させるには、ＣＶＴがとりうる変速比の範囲（以下、「レシオ範囲」という。）を拡大するのが好適である。

ＣＶＴのレシオ範囲を拡大すれば、発進時・加速時にはよりＬｏｗ側の変速比を使用して車両の動力性能をさらに向上させ、高速走行時にはよりＨｉｇｈ側の変速比を使用して車両の燃費性能をさらに向上させることができる。

ＣＶＴのレシオ範囲を拡大するにはプーリの径を拡大すればよいが、プーリ径を拡大するとＣＶＴが大型化して重量が増大するため、好ましくない。

そこで、エンジンの出力側に有段変速機と無段変速機とが直列に配置されている変速機構を備えた車両用無段変速機の制御装置において、有段変速機の変速過渡時に無段変速機の変速比を変更する変速比制御手段を備えた車両用無段変速機（特許文献１参照）が知られている。

この特許文献１のような無段変速機では、ＣＶＴを大型化することなく広いレシオ範囲を実現することができる。

特開２０００−３４６１６９号公報

前述の特許文献１に記載の無段変速機では、有段変速機の２段階の変速比を、ローギヤからハイギヤに変速してアップシフトを行う。有段変速機のアップシフトは、無段変速機の変速比が小さい領域（最Ｈｉｇｈ付近）で行われる。

無段変速機の最Ｈｉｇｈ付近で有段変速機をアップシフトすることで、アップシフト時のトルク変動による変速ショックを抑制する。

ところで、無段変速機は、最Ｈｉｇｈ付近で運転すると、変速比１付近で運転するよりも燃費が悪くなる。

そのため、前述の特許文献１のような無段変速機において、有段変速機の最低アップシフト車速よりも若干低い車速域で運転する場合は、有段変速機がアップシフトしない。

このように、最低アップシフト車速よりも若干低い車速域で定常走行を続けた場合は、無段変速機の最Ｈｉｇｈ付近で運転を続けることになるため、燃費が悪化する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、副変速機と無段変速機とを直列に備えた変速機において、燃費の向上と変速ショックの低減とを両立することができる無段変速機を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、無段変速機は、車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速する無段変速機であって、変速比を最Ｌｏｗと最Ｈｉｇｈとの間で無段階に変更することができる無段変速機構（以下、「バリエータ」という）を備える。

また、バリエータの後段かつバリエータに対して直列に備えられ、前進用変速段として第１変速段と、第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段と、を備える副変速機構を備える。

また、車両の車速及びスロットル開度に基づいて、バリエータの変速比と副変速機構の変速段とを変更して、バリエータ及び副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を変更する変速制御部と、を備える。

変速制御部は、車速の上昇に伴いバリエータをＬｏｗ側からＨｉｇｈ側へと変速させ、スロットル開度が所定開度よりも大きい場合に、バリエータの変速比が最Ｈｉｇｈ付近となったときには、副変速機構を第１変速段から第２変速段へとアップシフトさせ、スロットル開度が所定値以下の場合には、最Ｈｉｇｈ付近よりもＬｏｗ側の変速比で副変速機構を第１変速段から第２変速段へとアップシフトさせる。

本発明によると、スロットル開度が所定開度よりも大きい場合に、バリエータの変速比が最Ｈｉｇｈ付近となったときには、副変速機構を第１変速段から第２変速段へとアップシフトさせて副変速機構の変速ショックを低減し、スロットル開度が所定値以下の場合には、最Ｈｉｇｈ付近よりもＬｏｗ側の変速比で副変速機構を第１変速段から第２変速段へとアップシフトさせてバリエータの変速比が効率よい領域に制御することによって、燃費の向上と変速ショックの低減とを両立することができる。

本発明の実施形態の変速機を搭載した車両の説明図である。本発明の実施形態の変速機コントローラの構成の一例を示す説明図である。従来の変速マップの一例を示す説明図である。本発明の実施形態の副変速機構が１速又は２速の場合のバリエータの変速比を示す説明図である。本発明の本実施形態のアップシフト判定線の一例を示す説明図である。本発明の実施形態の定常走行であるか通常走行であるかを判定するための閾値を設定するマップの一例である。本発明の実施形態の変速機の全体のトルクとスルー変速比との関係を示す説明図である。本発明の実施形態において、通常アップシフト判定線の最低アップシフト車速をフリクションロスが最も小さくなる点に基づいて設定した場合の説明図である。本発明の実施形態の変速制御のフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値である。

また、「最Ｌｏｗ変速比」は当該変速機構の最大変速比を意味し、「最Ｈｉｇｈ変速比」は当該変速機構の最小変速比を意味する。

図１は、本発明の実施形態の無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。

この車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、第２ギヤ列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。

第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。

また、車両には、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０からの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１と、油圧制御回路１１を制御する変速機コントローラ１２とが設けられている。

この油圧制御回路１１と変速機コントローラ１２が、変速制御手段を構成する。

変速機４は、ベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０の後段かつバリエータ２０に対して直列に設けられる副変速機構３０とを備える。

なお、「後段に設けられる」とはエンジン１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路において副変速機構３０がバリエータ２０よりも駆動輪７側に設けられるという意味である。

また、「直列に設けられる」とは同動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０が直列に設けられるという意味である。

副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されていてもよい。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備える。

プーリ２１、２２は、固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板とにより構成される。

そして、プーリ２１、２２は、この可動円錐板の背面に、可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂを備える。

油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが無段階に変化する。

副変速機構３０は前進２段、後進１段の変速機構である。

副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素を備える。

なお、摩擦締結要素はＬｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４等から構成される。

各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。

例えば、Ｌｏｗブレーキ３２を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ３３とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機構３０の変速段は１速となる。

また、Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機構３０の変速段は１速よりも変速比が小さな２速となる。

また、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３を解放すれば副変速機構３０の変速段は後進となる。

なお、本発明の実施形態では、バリエータ２０がベルト式無段変速機構によって構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、チェーンをプーリで挟持するチェーン式の無段変速機構や、パワーローラを入出力ディスクで挟持するトロイダル式（フルトロイダル・ハーフトロイダル）の無段変速機構など、他の無段変速機構を用いてもよい。

図２は、変速機コントローラ１２の構成の一例を示す説明図である。

変速機コントローラ１２は、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とから構成される。

入力インターフェース１２３は、エンジン１のスロットルバルブの開度（スロットル開度ＴＶＯ）を検出するスロットル開度センサ４１の出力信号が入力される。

また、変速機４の入力回転速度、すなわち、プライマリプーリ２１の回転速度（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）を検出する回転速度センサ４２の出力信号が入力される。

また、車両の走行速度（車速ＶＳＰ）を検出する車速センサ４３の出力信号、変速機４の油温を検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４５の出力信号などが入力される。

記憶装置１２２は、変速機４の変速制御プログラム、この変速制御プログラムで用いる変速マップ等を格納する。

ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されている変速制御プログラムを実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して変速制御信号を生成する。

生成された変速制御信号は、出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

油圧制御回路１１は、複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。

油圧制御回路１１は、変速機コントローラ１２からの変速制御信号に基づいて、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプ１０で発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを変速機４の各部位に供給する。

これにより、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏ、副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

図３は、バリエータ２０と副変速機構３０とを直列に設けた変速機４における、変速機コントローラ１２が記憶する変速マップの一例を示す説明図である。

この変速マップは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとに基づき決定される。

変速機４の動作点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが変速機４の変速比（バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏに副変速機構３０の変速比を掛けて得られる全体の変速比、以下、「スルー変速比Ｒａｔｉｏ」という。）を表している。

また、最低回転速度線は、エンジン１の最低回転速度に基づくプライマリ回転速度Ｎｐｒｉの最低回転速度を示す。

この変速マップは、スロットル開度ＴＶＯ毎に変速線が予め設定されており、変速機４の変速は、スロットル開度ＴＶＯに応じて選択される変速線に従って行われる。

副変速機構３０が１速である場合は、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最大にして得られる１速最Ｌｏｗ線と、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる１速最Ｈｉｇｈ線と、の間で変速することができる。

このとき、変速機４の動作点はＡ領域とＢ領域内を移動する。

一方、副変速機構３０が２速にアップシフトした場合は、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最大にして得られる２速最Ｌｏｗ線とバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを最小にして得られる２速最Ｈｉｇｈ線の間で変速することができる。

このとき、変速機４の動作点はＢ領域とＣ領域内を移動する。

これにより、副変速機構３０が１速でとりうる変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの範囲であるレシオ範囲（Ａ領域及びＢ領域）と、２速でとりうる変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの範囲であるレシオ範囲（Ｂ領域及びＣ領域）とが部分的に重複する。

また、副変速機構３０が２速最Ｌｏｗ線と１速最Ｈｉｇｈ線とで挟まれるＢ領域にあるときは、副変速機構３０は、１速、２速のいずれも選択可能になっている。

また、この変速マップは、副変速機構３０を１速から２速へとアップシフトを行うアップシフト判定線（後述する通常アップシフト判定線と同じ）が、１速最Ｈｉｇｈ線付近に設定されている。

なお、最低回転速度線がアップシフト判定線に交わるときの車速が、最低アップシフト車速として設定されている。

変速機４の動作点がアップシフト判定線を横切った場合、すなわち、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがアップシフト判定線を跨いで変化した場合は、変速機コントローラ１２は副変速機構３０のアップシフト又はダウンシフトを行う。

なお、このとき、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のアップシフトを行うとともに、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比が変化する方向と逆の方向に変更する。

具体的には、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがアップシフト判定線よりも大きい状態から小さい状態になったときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を１速から２速に変速する。

このとき同時に、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比大側に変更する。

逆に、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏがアップシフト判定線よりも小さい状態から大きい状態になったときは、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０の変速段を２速から１速に変速する。

このとき同時に、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを変速比小側に変更する。

バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを副変速機構３０の変速比変化と逆の方向に変化させるのは、変速機４のスルー変速比Ｒａｔｉｏの段差により生じる入力回転の変化にともなう運転者の違和感を抑えるためである。

なお、このようにスルー変速のＲａｔｉｏ変化を抑えて、副変速機構３０の変速とバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏの変化とを互いに逆方向となるように変速させる動作を、本発明の実施形態では「協調変速」と呼ぶ。

ここで、本発明の実施形態のような無段変速機構により構成されるバリエータ２０は、変速比１付近での運転が最も効率がよいという特性がある。そのため、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが１付近での運転が、最も燃費がよくなる。

一方、同一のエンジントルクでは、副変速機構３０の変速ショックは、バリエータの変速比がＨｉｇｈ側になるほどトルクの引き込みが小さくなるので、小さくなる。

また、スルー変速比Ｒａｔｉｏは、副変速機構３０が１速で実現できる領域よりもＬｏｗ側であれば、副変速機構３０を変速させることなく目標変速比を実現できる。

従って、変速ショック抑制の観点からは、副変速機構３０の１速から２速へのアップシフトは、バリエータ２０の最Ｈｉｇｈ付近で実施するのが好適である。

また、ある車速（最低アップシフト車速）以下では、副変速機構３０を変速させなくても目標変速比を実現できるため、ショックが発生する可能性のある副変速機構３０の変速を実施しないことが好適である。

しかし、このように制御した場合は、エンジン１の最低回転速度付近において定常走行する場合に、副変速機構３０が１速のまま、バリエータ２０が最Ｈｉｇｈ付近で走行することとなる。このような状況では、燃費が悪化する懸念がある。

図４は、副変速機構３０が１速又は２速の場合のバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏを示す説明図である。

前述のように、副変速機構３０が２速最Ｌｏｗ線と１速最Ｈｉｇｈ線とで挟まれるＢ領域にあるときは、副変速機構３０は、１速、２速のいずれも選択可能である。

図４の下部において、「１速時バリエータ変速比」は、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉが最低回転速度線に近い領域で車速が徐々に上昇している場合で、かつ副変速機構３０を１速とした場合の、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏの推移を示す。

また、「２速時バリエータ変速比」は、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉが最低回転速度線に近い領域で車速が徐々に上昇している場合で、かつ副変速機構３０を２速とした場合の、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏの推移を示す。

この図４を参照することで明らかなように、最低アップシフト車速線以下でプライマリ回転速度Ｎｐｒｉが最低回転速度線に近い領域で車速が上昇する状況では、副変速機構３０が１速の場合、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｈｉｇｈ付近となる。

バリエータ２０は、変速比が最Ｈｉｇｈ付近では効率が悪くなるため、このような走行状態が継続した場合は、燃費が悪くなる。

ただし、副変速機構３０を１速から２速へとアップシフトする場合には、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｈｉｇｈ付近が最も変速ショックが少ない。

一方、副変速機構３０を２速にした場合は、１速と比較してバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが１付近となる。

バリエータ２０は、変速比が１付近では効率がよくなるため、このような走行状態が継続した場合は、燃費がよくなる。

ただし、副変速機構３０を１速から２速へとアップシフトする場合には、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが１付近では、最Ｈｉｇｈ付近と比較すると変速ショックが大きくなる。

このように、副変速機構３０とバリエータ２０との変速比によって、燃費の向上と変速ショックの低減という二つの利点が相反することになる。従来のアップシフト判定線を用いた変速制御では、これらを両立させることは難しかった。

そこで、本発明の実施形態では、燃費の向上と変速ショックの低減を両立させるために、以下のように構成した。

図５は、本実施形態の変速機コントローラ１２が記憶するアップシフト判定線の一例を示す説明図である。

図５において、副変速機構３０が１速でかつバリエータ２０が最Ｈｉｇｈ付近の線を、通常アップシフト判定線として設定する。変速機コントローラ１２は、通常走行時にはこの通常アップシフト判定線に基づいて副変速機構３０のアップシフトを制御する。

なお、通常走行時とは、以下に説明する定常走行時以外の走行状態を通常走行と呼ぶ。

そしてさらに、この通常時のアップシフト判定線とは別に、車速ＶＳＰを低車速側にシフトした定常アップシフト判定線を設定する。この定常アップシフト判定線は、定常走行時において副変速機構３０が２速である方が効率がよい車速に基づいて設定する。

変速機コントローラ１２が車両の走行状態が定常走行状態であると判断したときは、定常アップシフト判定線に切り替え、この定常アップシフト判定線に基づいて副変速機構３０のアップシフトを制御する。

車両の走行状態が定常状態であるかの判定は、変速機コントローラ１２が、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯとに基づいて判定する。

図６は、定常走行であるか通常走行であるかを判定するための切り替え開度閾値のマップの一例を示す。

変速機コントローラ１２は、現在の車速ＶＳＰと、スロットルバルブ開度ＴＶＯとを取得して、この図６に示すようなマップを参照して、現在の走行状態が通常走行であるか定常走行であるかを判定する。

具体的には、現在の車速ＶＳＰに対応するスロットル開度ＴＶＯが、平坦路ロード・ロード相当のスロットル開度ＴＶＯの閾値よりも小さい場合に、定常走行時と判断するように、スロットル開度の切替え開度閾値を設定する。

なお、定常走行時により燃費効率がよくなる２速に確実に変速させるためには、平坦時ロード・ロード相当よりも若干高いスロットル開度ＴＶＯに対応する値を、切替え開度閾値として設定してもよい。

図５に戻り、通常走行時及び定常走行時における副変速機構３０のアップシフト判定について説明する。

まず、通常走行時の場合（一点鎖線で示す）は、車速ＶＳＰ及びプライマリ回転速度Ｎｐｒｉが０からスタートし、１速最Ｌｏｗ線に沿って、徐々に車速ＶＳＰが上昇する。

そして、スロットル開度ＴＶＯに基づいて、所定の変速線に沿って車速ＶＳＰ及びプライマリ回転速度Ｎｐｒｉが上昇する。

その後、変速機４の動作点が通常アップシフト判定線を跨いで変化する場合（アップシフト判定（１））は、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０を１速から２速へとアップシフトする。

このとき、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは最Ｈｉｇｈ付近であるため、副変速機構３０の変速ショックを低減することができる。

次に、通常走行から定常走行へと変化する場合（点線で示す）は、発進時は通常走行であり、車速ＶＳＰ及びプライマリ回転速度Ｎｐｒｉが０からスタートし、１速最Ｌｏｗ線に沿って、徐々に車速ＶＳＰが上昇する。

この車速ＶＳＰ上昇時に、例えばスロットルペダルが離されるなど、スロットル開度ＴＶＯが小さくなり、変速機コントローラ１２が、図４に示すマップを参照して、現在の走行状態が定常状態となったと判定する。

定常状態と判定した場合は、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０のアップシフトの判定を、通常アップシフト判定線から、定常アップシフト判定線へと切り替える。

ここで、変速機４の動作点が定常アップシフト判定線を跨いで変化する場合（アップシフト判定（２））は、変速機コントローラ１２は、副変速機構３０を１速から２速へとアップシフトする。

このとき、動作点が２速最Ｌｏｗ線と１速最Ｈｉｇｈ線とのほぼ中間であるので、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏは１付近である。従って、バリエータ２０が最も効率のより領域で運転を行うことができる。

このように、定常走行時では、多少の変速ショックを許容してでも、副変速機構３０をアップシフトすることによって、燃費の向上によるメリットを享受できるのである。

次に、定常アップシフト判定線について説明する。

図７は、変速機４の全体のトルクとスルー変速比Ｒａｔｉｏとの関係を示す説明図である。

変速機４を構成するバリエータ２０及び副変速機構３０は、その構成要素であるギヤやプーリ等によるフリクションロスが発生する。

このフリクションロスによる変速機４の全体のトルクは、この図７に示すように、副変速機構３０の変速段によって変化する。

本実施形態は、この副変速機構３０が１速の場合と２速の場合とでフリクションロスが最も小さくなる交点のスルー変速比Ｒａｔｉｏに対応するプライマリ回転速度Ｎｐｒｉ及び車速ＶＳＰを、定常アップシフト判定線の最低アップシフト車速として設定する。

そして、２速最Ｌｏｗ線と１速最Ｈｉｇｈ線に挟まれた領域のうち、この最低アップシフト車速近傍に、定常アップシフト判定線を設定する。

なお、通常アップシフト判定線において、最低アップシフト車速を、この図７のトルク線図に基づいて設定することもできる。

図８は、通常アップシフト判定線の最低アップシフト車速をフリクションロスが最も小さくなる点に基づいて設定した場合の説明図である。

この図８に示すように、最低アップシフト車速を前述のように求め、この最低アップシフト車速から、図３に示すエンジン１の最低回転速度に基づく最低アップシフト車速までの領域を、最低回転速度よりも少し上の領域に設定する。

このようにして、通常アップシフト判定線のみによっても、最低アップシフト車速以下の領域で、副変速機構３０のアップシフトを行うよう設定することもできる。

しかしながら、昨今の燃費要求の高まりから、このような車速域で加速可能なスロットル開度ＴＶＯであっても、変速機コントローラ１２が、目標回転速度を最低回転速度に設定するように設定されている場合がある。

そのような場合には、加速中に、バリエータ２０が最ＨｉｇｈよりもＬｏｗ側でアップシフト判定することになる。これにより副変速機構３０の変速ショックが増大する。

また、副変速機構３０のアップシフトは駆動力のロスになるため、加速中にバリエータがＬｏｗ側の領域でアップシフトした場合は、最Ｈｉｇｈ付近でアップシフトを行うよりも駆動力のロスが大きくなる。

そのため、燃費効率がよくなる２速に早く変速させたとしても、この駆動力のロスによって効率効果が低下し、条件によっては悪化する。

そのため、加速中のバリエータ２０のＬｏｗ側での副変速機構３０のアップシフトは望ましくない。

このような理由により、定常アップシフト判定線を、最低回転速度付近では、図７に基づいて求めた最低アップシフト車速付近に設定する。

そしてさらに、エンジン１の最低回転速度に基づく最低アップシフト車速よりも上の領域では、通常アップシフト判定線よりもバリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏがＬｏｗとなる側の線として設定する。

図９は、本実施形態の変速機コントローラ１２が実行する変速制御のフローチャートである。

このフローチャートは、変速機コントローラ１２の記憶装置１２２に格納された変速プログラムをＣＰＵ１２１が読み込んで実行することによって実現される。

なお、この図９に示すフローチャートは、所定周期（例えば１０ｍｓ）ごとに実行される。

まず、変速機コントローラ１２は、現在の副変速機構３０の変速段が１速であるか２速であるかを判定する（ステップＳ１０１）。

副変速機構３０が２速である場合は、本フローチャートの処理を実行することなく、本フローチャートを終了する。

副変速機構３０が１速であると判定した場合は、変速機コントローラ１２は、現在の車速ＶＳＰ及びスロットルバルブ開度ＴＶＯを取得し、この車速ＶＳＰに対応するスロットルバルブ開度の切り替え判定開度を、図６に示すマップから取得する（Ｓ１０２）。

変速機コントローラ１２は、取得した現在のスロットルバルブ開度ＴＶＯが、ステップＳ１０２で取得した切替え開度を上回っているか否かを判定する（Ｓ１０３）。

現在のスロットルバルブ開度ＴＶＯが、切り替え開度を上回っていると判定した場合は、変速機コントローラ１２は、図５に示す変速マップから、通常アップシフト変速線を選択する（Ｓ１０４）。

現在のスロットルバルブ開度ＴＶＯが、切り替え開度を上回っていないと判定した場合は、変速機コントローラ１２は、定常状態であると判断し、図５に示す変速マップから、定常アップシフト変速線を選択する（Ｓ１０５）。

このように、変速機コントローラ１２が、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯとに基づいて、定常状態であるか否かを判定することで、定常状態判定手段が構成される。

次に、変速機コントローラ１２は、現在の車速ＶＳＰを取得し、選択された変速線に基づいて、アップシフトを判定する回転速度（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）を取得する（Ｓ１０６）。

そして、変速機コントローラ１２は、現在の車両の状態から算出した到達目標回転速度と、ステップＳ１０６で取得した回転速度とを比較する（Ｓ１０７）。

比較の結果、到達目標回転速度がアップシフトを判定するための回転速度を超えていると判定した場合は、副変速機構３０を１速から２速へと変速させる（Ｓ１０８）。その後、本フローチャートによる処理を終了する。

このように、変速機コントローラ１２が、通常アップシフト変速線又は定常アップシフト判定線に基づいて、副変速機構３０のアップシフトを行うことによって、アップシフト手段が構成される。

また、比較の結果、到達目標回転速度がアップシフトを判定するための回転速度に満たないと判定した場合は、副変速機構３０の変速処理を行うことなく、本フローチャートによる処理を終了する。

以上のような処理によって、副変速機構３０の１速から２速へのアップシフトを制御する。

以上のように、本発明の実施形態では、現在の車両の走行状態が定常状態であるか通常状態であるかを判定し、定常状態であれば、通常状態よりも低車速側で副変速機構３０を２速に切り替える定常アップシフト判定線を選択する。

このような制御により、副変速機構３０が１速及び２速のいずれも選択可能な領域において、スロットルバルブ開度ＴＶＯ平坦路ロード・ロード相当のいわゆる定常走行時と判定した場合は、副変速機構３０を２速にアップシフトする。

これにより、バリエータ２０が最も効率がよくなる変速比１付近で走行することができるので、エンジン１の燃費の悪化を抑制できる。

また、定常走行時でない通常走行時では、副変速機構３０のアップシフトは、バリエータ２０が最Ｈｉｇｈ付近で行われるので、副変速機構３０の変速ショックを低減することができる。

このように、本発明の実施形態によって、燃費の向上と変速ショックの低減とを両立することができる。

１エンジン
２トルクコンバータ
４無段変速機
１１油圧制御回路
１２変速機コントローラ（変速制御部、定常状態判定手段、アップシフト手段）
２０バリエータ
３０副変速機構

Claims

車両に搭載され、エンジンの回転速度を変速する無段変速機であって、
変速比を最Ｌｏｗと最Ｈｉｇｈとの間で無段階に変更することができる無段変速機構（以下、「バリエータ」という）と、
前記バリエータに対して直列に備えられ、前進用変速段として第１変速段と、前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段と、を備える副変速機構と、
前記車両の車速及びスロットル開度に基づいて、前記バリエータの変速比と前記副変速機構の変速段とを変更して、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比を変更する変速制御部と、
を備え、
前記変速制御部は、
前記車速の上昇に伴い前記バリエータを前記Ｌｏｗ側から前記Ｈｉｇｈ側へと変速させ、
前記スロットル開度が所定値よりも大きい場合に、前記バリエータの変速比が最Ｈｉｇｈ付近となったときには、前記副変速機構を前記第１変速段から前記第２変速段へとアップシフトさせ、
前記スロットル開度が所定値以下の場合には、前記最Ｈｉｇｈ付近よりもＬｏｗ側の変速比で前記副変速機構を前記第１変速段から前記第２変速段へとアップシフトさせる
ことを特徴とする無段変速機。
前記変速制御部は、
前記車速が所定車速以上で前記副変速機構をアップシフトする通常アップシフト車速と、前記通常アップシフト車速よりも低い車速域で前記副変速機構をアップシフトする定常アップシフト車速とを予め記憶しておき、
前記車両のスロットル開度が所定値以下の場合に、前記通常アップシフト車速以下であっても、前記定常アップシフト車速以上であれば、前記副変速機構を前記第１変速段から前記第２変速段へとアップシフトすることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
前記変速制御部は、
前記車速が所定車速以上で前記副変速機構をアップシフトする通常アップシフト車速と、前記通常アップシフト車速よりも低い車速域で前記副変速機構をアップシフトする定常アップシフト車速とを予め記憶しておき、
前記バリエータを、前記エンジンの回転速度が最低回転速度以下とならないように変速させ、
前記スロットル開度が前記所定値以下で前記エンジン回転速度が前記最低回転速度にあるとき、前記定常アップシフト車速よりも大きい車速である場合に、前記副変速機構を前記第１変速段から前記第２変速段へとアップシフトさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機。