JP6555109B2 - 動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載される動力伝達装置の制御装置に係る。特に、本発明は、複数の動力伝達経路が並列に設けられた動力伝達装置に適用される制御装置に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、車両に搭載される動力伝達装置として、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第１の動力伝達経路と、ベルト式無段変速機により動力伝達を行う第２の動力伝達経路とが並列に設けられたものが知られている。

この種の動力伝達装置は、ギヤ走行用クラッチとベルト走行用クラッチとを備えている。前記第１の動力伝達経路によって動力伝達を行う際には、ギヤ走行用クラッチが係合され、ベルト走行用クラッチが解放される。一方、前記第２の動力伝達経路によって動力伝達を行う際には、ベルト走行用クラッチが係合され、ギヤ走行用クラッチが解放される。

ところで、特許文献２に開示されているように、動力伝達装置の制御としてニュートラル制御が知られている。このニュートラル制御は、シフトレンジが前進走行レンジであり、アクセル操作が行われておらず、且つ、車速が所定値以下であるときに、動力伝達用のクラッチを解放または半係合にするものである。これにより、エンジンに掛かる負荷を軽減して燃料消費率の改善を図る。また、車両の停車に伴ってエンジンを停止（所謂アイドリングストップ）するものでは、エンジン停止に先立ってニュートラル制御を実行しておくことでエンジン停止時に車体に生じるショックを軽減できる。

特開２０１５−１０５７０８号公報 特開２０１２−１６７５８７号公報

前述した第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路とが並列に設けられた動力伝達装置においてニュートラル制御を行う場合には、例えば、ベルト走行用クラッチが係合した第２の動力伝達経路による動力伝達状態（低車速での走行状態）においてニュートラル制御実行条件が成立することで、ベルト走行用クラッチを解放側に作動させる。また、これに連動させて、解放状態にあったギヤ走行用クラッチを、次回の車両発進時の応答性等を考慮して半係合状態にしておく。つまり、クラッチの架け替えを行う。

このクラッチの架け替えの際、ギヤ走行用クラッチの出力側（駆動輪側）の回転速度（以下、出力側回転速度という）がエンジン回転速度よりも高くなっていた場合には、ギヤ走行用クラッチが半係合状態となるのに伴ってエンジンが被駆動状態となる。例えば、クラッチの架け替えが開始される前に車両が走行していたことに起因して、前記出力側回転速度がエンジン回転速度よりも高くなっていることがあり、この場合、ギヤ走行用クラッチが半係合状態となるのに伴ってエンジンが被駆動状態となる。

その後、車速の低下に伴って駆動輪側からギヤ走行用クラッチに入力されるトルクが小さくなり、このトルクに比べてエンジントルクの方が大きくなると、エンジントルクがギヤ走行用クラッチに向けて出力される駆動状態となる。つまり、ニュートラル制御中にエンジンの被駆動状態と駆動状態とが切り替わることになる。その結果、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の間のバックラッシに起因するガタ詰め方向が反転し、歯打ち音やショックが発生してしまう虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路とが並列に設けられた動力伝達装置に対し、ニュートラル制御中の歯打ち音やショックを抑制できる動力伝達装置の制御装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、駆動力源からの動力を伝達する動力伝達経路として、ベルト式無段変速機を経由することなくギヤの噛み合いにより出力軸に向けて動力伝達を行う第１の動力伝達経路と、前記ベルト式無段変速機を経由させて前記出力軸に向けて動力伝達を行う第２の動力伝達経路とが並列に設けられ、第１クラッチの入力側に、前記駆動力源からの動力が伝達される遊星歯車装置が連繋され、該第１クラッチの出力側に、前記出力軸に繋がるギヤ機構が連繋され、該第１クラッチが前記第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ前記第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放するようになっており、前記駆動力源からの動力が伝達される前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリと前記出力軸との間に第２クラッチが備えられ、該第２クラッチが前記第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ前記第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放するようになっている動力伝達装置に適用される制御装置を前提とする。この動力伝達装置の制御装置に対し、前記第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態で所定のニュートラル制御実行条件が成立したことを検知するニュートラル制御実行条件検知部と、前記ニュートラル制御実行条件検知部によってニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際、前記第２クラッチの解放動作を開始すると共に、前記第１クラッチの出力側の回転速度が、前記第１クラッチの入力側の回転速度以下となったことを条件に、前記第１クラッチを動力伝達可能な状態まで係合させるクラッチ制御部を備えさせている。

ここでいう第１クラッチの出力側の回転速度および入力側の回転速度とは、第１クラッチを構成する各摩擦係合体（第１クラッチの解放状態では個別に回転し、係合状態では一体的に回転する各摩擦係合体）それぞれと一体的に回転する回転体の回転速度である。そして、これら回転速度は、前記回転体の回転速度を直接的に検出することで得るようにしてもよいし、この回転体に繋がる（例えば所定の減速比によって減速される）他の回転体の回転速度に減速比を乗算することによって求めるようにしてもよい。

この特定事項により、第２クラッチが係合され且つ第１クラッチが解放されて第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態で、ニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際、第２クラッチの解放動作を開始する。また、第１クラッチの出力側の回転速度が、第１クラッチの入力側の回転速度以下となったことを条件に、第１クラッチを動力伝達可能な状態まで係合させる。つまり、第１クラッチの出力側の回転速度が、第１クラッチの入力側の回転速度を超えている状況では、第１クラッチを動力伝達可能な状態に係合させることがない。このため、第１クラッチの入力側にある駆動力源が被駆動状態となることがない。ニュートラル制御が開始されると、車速の低下等に伴って第１クラッチの出力側からのトルクが小さくなっていき、第１クラッチの係合状態（半係合状態も含む）では、駆動力源が駆動状態となるが、前述したように、駆動力源が被駆動状態となることがないため、ニュートラル制御中に被駆動状態と駆動状態とが切り替わるといったことがない。その結果、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の間のバックラッシに起因するガタ詰め方向が反転して歯打ち音やショックが発生してしまうといったことが抑制できる。

本発明では、ニュートラル制御実行条件が成立した際に、第１クラッチの出力側の回転速度が、この第１クラッチの入力側の回転速度以下となったことを条件に、第１クラッチを動力伝達可能な状態まで係合させるようにしている。これにより、駆動力源が被駆動状態となることがなく、ニュートラル制御中に被駆動状態と駆動状態とが切り替わるといったことがなくなる。その結果、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の歯打ち音やショックの発生を抑制することができる。

実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を説明するための骨子図である。 動力伝達装置による走行パターン毎の係合要素の係合表を示す図である。 動力伝達装置およびエンジンの制御系を示すブロック図である。 ニュートラル制御の手順を示すフローチャート図である。 実施形態におけるエンジン回転速度、タービン回転速度、プラネタリ出力軸回転速度、Ｃ２クラッチ油圧、Ｃ１クラッチ油圧それぞれの変化の一例を示すタイミングチャート図である。 比較例におけるエンジン回転速度、タービン回転速度、プラネタリ出力軸回転速度、Ｃ２クラッチ油圧、Ｃ１クラッチ油圧それぞれの変化の一例を示すタイミングチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載された動力伝達装置に本発明を適用した場合について説明する。

−動力伝達装置の概略構成−
図１は、本実施形態に係る動力伝達装置１の概略構成を説明するための骨子図である。動力伝達装置１は、走行用の駆動力源であるエンジン２からのトルク（動力）を駆動輪７Ｌ，７Ｒに向けて伝達するものである。この動力伝達装置１は、トルクコンバータ３、前後進切換装置４、ベルト式無段変速機５（以下、単に無段変速機５という）、ギヤ機構６、出力ギヤ８１が設けられた出力軸８、デファレンシャル装置９等を備えている。

この動力伝達装置１は、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第１の動力伝達経路と、無段変速機５により動力伝達を行う第２の動力伝達経路とが並列に設けられている。具体的に、第１の動力伝達経路では、エンジン２から出力されたトルクがトルクコンバータ３を経由してタービン軸３１に入力され、このトルクがタービン軸３１から前後進切換装置４およびギヤ機構６を経由して出力軸８に伝達される。一方、第２の動力伝達経路では、前記タービン軸３１に入力されたトルクが無段変速機５を経由して出力軸８に伝達される。そして、車両の走行状態に応じて、動力伝達経路を第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路との間で切り替えるようになっている（この動力伝達経路切り替えのための構成については後述する）。

エンジン２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されている。トルクコンバータ３は、エンジン２のクランク軸２１に連結されたポンプ翼車３２、および、タービン軸３１を介して前後進切換装置４に連結されたタービン翼車３３を備えている。また、ポンプ翼車３２およびタービン翼車３３の間にはロックアップクラッチ３４が設けられている。このロックアップクラッチ３４が完全係合することによってポンプ翼車３２とタービン翼車３３とが一体回転する。

前後進切換装置４は、前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１、ダブルピニオン型の遊星歯車装置４１を備えている。遊星歯車装置４１のキャリヤ４２がタービン軸３１および無段変速機５の入力軸５１に一体的に連結され、リングギヤ４３が後進用ブレーキＢ１を介してハウジング１１に選択的に連結され、サンギヤ４４がプラネタリ出力軸４５を介して小径ギヤ６１に連結されている。また、サンギヤ４４とキャリヤ４２とは、前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結される。前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合要素である。

ギヤ機構６は、前記小径ギヤ６１と、この小径ギヤ６１に噛み合い且つ第１カウンタ軸６２に相対回転不能に設けられた大径ギヤ６３とを備えている。第１カウンタ軸６２と同じ回転軸心まわりには、アイドラギヤ６４が第１カウンタ軸６２に対して相対回転可能に設けられている。また、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４との間には、これらを選択的に断接する噛合クラッチＤ１が設けられている。この噛合クラッチＤ１は、第１カウンタ軸６２に形成されている第１ギヤ６５と、アイドラギヤ６４に形成されている第２ギヤ６６と、これら第１ギヤ６５および第２ギヤ６６と噛合可能なスプライン歯が形成されたハブスリーブ６７とを備えている。ハブスリーブ６７がこれら第１ギヤ６５および第２ギヤ６６と嵌合することで、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４とが接続される。また、噛合クラッチＤ１は、ハブスリーブ６７が両ギヤ６５，６６と嵌合する際に回転を同期させる図示しないシンクロメッシュ機構を備えている。

アイドラギヤ６４は、そのアイドラギヤ６４よりも大径の入力ギヤ６８と噛み合わされている。この入力ギヤ６８は、無段変速機５のセカンダリプーリ５３の回転軸心と共通の回転軸心上に配置されている前記出力軸８に対して相対回転不能に設けられている。出力軸８は、前記回転軸心まわりに回転可能に配置されており、前記入力ギヤ６８および出力ギヤ８１が相対回転不能に設けられている。前記前進用クラッチＣ１および噛合クラッチＤ１が共に係合され、且つ後述するベルト走行用クラッチＣ２が解放されることで、エンジン２のトルクが、タービン軸３１、前後進切換装置４およびギヤ機構６を経由して出力軸８に伝達される前記第１の動力伝達経路が形成される。このため、前記前進用クラッチＣ１が本発明でいう「第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放する第１クラッチ」に相当する。

無段変速機５は、タービン軸３１に連結された入力軸５１と出力軸８との間の動力伝達経路上に設けられ、入力軸５１に設けられた入力側部材であるプライマリプーリ５２と、出力側部材であるセカンダリプーリ５３と、その一対のプーリ５２，５３の間に巻き掛けられた伝動ベルト５４とを備えており、一対のプーリ５２，５３と伝動ベルト５４との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。

プライマリプーリ５２は、入力軸５１に固定された固定シーブ５２ａと、入力軸５１に対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ５２ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５２ｂを移動させる推力を発生させるプライマリ側油圧アクチュエータ５２ｃとを備えている。また、セカンダリプーリ５３は、固定シーブ５３ａと、この固定シーブ５３ａに対して軸まわりの相対回転が不能かつ軸方向の移動が可能に設けられた可動シーブ５３ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５３ｂを移動させる推力を発生させるセカンダリ側油圧アクチュエータ５３ｃとを備えて構成されている。

前記一対のプーリ５２，５３のＶ溝幅が変化して伝動ベルト５４の掛かり径（有効径）が変更されることで、実変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout）が連続的に変更可能となっている。

また、無段変速機５と出力軸８との間には、これらの間を選択的に断接するベルト走行用クラッチＣ２が設けられている。このベルト走行用クラッチＣ２は油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合要素である。このベルト走行用クラッチＣ２が係合され、且つ前進用クラッチＣ１が解放されることで、エンジン２のトルクが、入力軸５１および無段変速機５を経由して出力軸８に伝達される前記第２の動力伝達経路が形成される。このため、前記ベルト走行用クラッチＣ２が本発明でいう「第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放する第２クラッチ」に相当する。

出力ギヤ８１は、第２カウンタ軸９１に固定されている大径ギヤ９２と噛み合わされている。第２カウンタ軸９１には、デファレンシャル装置９のデフリングギヤ９３と噛み合う小径ギヤ９４が設けられている。デファレンシャル装置９は、周知の差動機構によって構成されている。

−動力伝達装置の作動−
次に、前記のように構成された動力伝達装置１の作動について、図２に示す各走行パターン毎の係合要素の係合表を用いて説明する。図２において、Ｃ１が前進用クラッチＣ１の作動状態に対応し、Ｃ２がベルト走行用クラッチＣ２の作動状態に対応し、Ｂ１が後進用ブレーキＢ１の作動状態に対応し、Ｄ１が噛合クラッチＤ１の作動状態に対応している。また、「○」が係合（接続）を示し、「×」が解放（遮断）を示している。

先ず、ギヤ機構６を経由してエンジン２のトルクが出力軸８に伝達される走行パターン、すなわち第１の動力伝達経路によってトルクが伝達される走行パターンについて説明する。この走行パターンが図２のギヤ走行に対応し、図２に示すように、前進用クラッチＣ１および噛合クラッチＤ１が係合される一方、ベルト走行用クラッチＣ２および後進用ブレーキＢ１が解放される。

前進用クラッチＣ１が係合されることで、前後進切換装置４を構成する遊星歯車装置４１が一体回転するので、小径ギヤ６１がタービン軸３１と同回転速度で回転する。また、噛合クラッチＤ１が係合されることで、第１カウンタ軸６２とアイドラギヤ６４とが接続されて一体的に回転する。従って、前進用クラッチＣ１および噛合クラッチＤ１が係合されることで、第１の動力伝達経路が成立し、エンジン２のトルクが、トルクコンバータ３、タービン軸３１、前後進切換装置４、ギヤ機構６、アイドラギヤ６４および入力ギヤ６８を経由して出力軸８および出力ギヤ８１に伝達される。さらに、出力ギヤ８１に伝達されたトルクは、大径ギヤ９２、小径ギヤ９４、およびデファレンシャル装置９を経由して左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

次いで、無段変速機５を経由してエンジン２のトルクが出力軸８に伝達される走行パターン、すなわち第２の動力伝達経路によってトルクが伝達される走行パターンについて説明する。この走行パターンが図２のベルト走行（高車速）に対応し、図２のベルト走行に示すように、ベルト走行用クラッチＣ２が係合される一方、前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１および噛合クラッチＤ１が解放される。

ベルト走行用クラッチＣ２が係合されることで、セカンダリプーリ５３と出力軸８とが接続するので、セカンダリプーリ５３と出力軸８および出力ギヤ８１とが一体回転する。従って、ベルト走行用クラッチＣ２が接続されると、前記第２の動力伝達経路が成立し、エンジン２のトルクが、トルクコンバータ３、タービン軸３１、入力軸５１および無段変速機５を経由して出力軸８および出力ギヤ８１に伝達される。さらに、出力ギヤ８１に伝達されたトルクは、大径ギヤ９２、小径ギヤ９４、およびデファレンシャル装置９を経由して左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。ここで、このベルト走行中に噛合クラッチＤ１が解放されるのは、ベルト走行中におけるギヤ機構６等の引き摺りをなくすとともに、高車速時においてギヤ機構６等が高回転化するのを防止するためである。

前記ギヤ走行は、低車速領域において選択される。第１の動力伝達経路によって動力伝達が行われている際のギヤ比（タービン軸３１の回転速度Ｎin／出力軸８の回転速度Ｎout）は、無段変速機５の最大変速比γｍａｘよりも大きな値に設定されている。すなわち、この第１の動力伝達経路でのギヤ比は、無段変速機５では成立しない値に設定されている。そして、例えば車速Ｖが上昇するなどしてベルト走行の実行条件が成立すると、前記ベルト走行に切り替えられる。ここで、ギヤ走行からベルト走行（高車速）へ切り替える際、および、ベルト走行（高車速）からギヤ走行へ切り替える際には、図２のベルト走行（中車速）を過渡的に経由して切り替えられる。

例えばギヤ走行からベルト走行（高車速）に切り替えられる場合、ギヤ走行に対応する前進用クラッチＣ１および噛合クラッチＤ１が係合した状態から、ベルト走行用クラッチＣ２および噛合クラッチＤ１が係合した状態に過渡的に切り替えられる。すなわち、前進用クラッチＣ１およびベルト走行用クラッチＣ２の架け替え（有段変速）が開始される。このとき、動力伝達経路が第１の動力伝達経路から第２の動力伝達経路に切り替えられ、動力伝達装置１においては実質的にアップシフトされる。そして、動力伝達経路が切り替えられた後、不要な引き摺りやギヤ機構６等の高回転化を防止するために噛合クラッチＤ１が解放される。

また、ベルト走行（高車速）からギヤ走行に切り替えられる場合、ベルト走行用クラッチＣ２が係合された状態から、ギヤ走行への切り替え準備として噛合クラッチＤ１が係合される状態に過渡的に切り替えられる（ダウンシフト準備）。このとき、ギヤ機構６を経由して遊星歯車装置４１のサンギヤ４４にも回転が伝達された状態となり、この状態から前進用クラッチＣ１およびベルト走行用クラッチＣ２の架け替え（前進用クラッチＣ１の係合、ベルト走行用クラッチＣ２の解放）が実行されることで、動力伝達経路が第２の動力伝達経路から第１の動力伝達経路に切り替えられる。このとき、動力伝達装置１にあっては実質的にダウンシフトされる。

−制御系−
図３は、動力伝達装置１およびエンジン２の制御系を示すブロック図である。ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。このＥＣＵ１００は、エンジン２の出力制御、無段変速機５の変速制御やベルト挟圧力制御、動力伝達装置１の動力伝達経路を切り替える制御等を実行するようになっている。また、後述するように、ＥＣＵ１００は、ニュートラル制御も実行する。

ＥＣＵ１００には、エンジン回転速度センサ１１０により検出されたクランク軸２１の回転角度（位置）Ａcrおよびエンジン２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを表す信号、タービン回転速度センサ１１１により検出されたタービン軸３１の回転速度（タービン回転速度）Ｎtを表す信号、入力軸回転速度センサ１１２により検出された無段変速機５の入力軸５１の回転速度である入力軸回転速度Ｎinを表す信号、出力軸回転速度センサ１１３により検出された車速Ｖに対応する出力軸８の回転速度である出力軸回転速度Ｎoutを表す信号、スロットルセンサ１１４により検出された電子スロットル弁のスロットル開度θthを表す信号、アクセル開度センサ１１５により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、フットブレーキスイッチ１１６により検出された常用ブレーキであるフットブレーキが操作された状態を示すブレーキオンＢonを表す信号、レバーポジションセンサ１１７により検出されたシフトレバーのレバーポジション（操作位置）Ｐshを表す信号、プラネタリ出力軸回転速度センサ１１８により検出されたプラネタリ出力軸４５の回転速度（サンギヤ４４および小径ギヤ６１と同一の回転速度）Ｎｃ１を表す信号等が、それぞれ供給される。また、ＥＣＵ１００は、例えば出力軸回転速度Ｎoutと入力軸回転速度Ｎinとに基づいて動力伝達装置１で成立している実変速比γ（＝Ｎin／Ｎout）を逐次算出する。

また、ＥＣＵ１００からは、エンジン２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、無段変速機５の変速に関する油圧制御のための油圧制御指令信号Ｓcvt、動力伝達装置１の動力伝達経路の切り替えに関連する前後進切換装置４（前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１）、ベルト走行用クラッチＣ２、噛合クラッチＤ１への油圧制御指令信号Ｓswt等が、それぞれ出力される。

具体的には、前記エンジン出力制御指令信号Ｓeとして、エンジン２のスロットルバルブの開閉を制御するためのスロットル信号や、インジェクタから噴射される燃料の量を制御するための噴射信号や、点火プラグの点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。

また、前記油圧制御指令信号Ｓcvtとして、プライマリ側油圧アクチュエータ５２ｃに供給されるプライマリ油圧を調圧する図示しないＳＬＰソレノイドバルブを駆動するための指令信号、セカンダリ側油圧アクチュエータ５３ｃに供給されるセカンダリ油圧を調圧する図示しないＳＬＳソレノイドバルブを駆動するための指令信号などが油圧制御回路１２へ出力される。

前記プライマリ油圧は、無段変速機５の変速比を調整するための油圧である。また、セカンダリ油圧は、ベルト挟圧を調整するための油圧である。つまり、無段変速機５の変速比制御は、アクセル開度Ａcc、車速Ｖ、ブレーキ信号Ｂonなどに基づいて算出される目標変速比となるように無段変速機５の変速比γが制御される。この際、無段変速機５のベルト滑りが発生しないようにしつつエンジン２の動作点が最適燃費線上となる無段変速機５の目標変速比を達成するように、プライマリ油圧およびセカンダリ油圧が調圧される。ＥＣＵ１００からは、目標プライマリ油圧を達成するためのプライマリ指示油圧の指令信号、および、目標セカンダリ油圧を達成するためのセカンダリ指示油圧の指令信号が油圧制御回路１２へ出力される。そして、プライマリ指示油圧の指令信号に従ってＳＬＰソレノイドバルブが作動し、セカンダリ指示油圧の指令信号に従ってＳＬＳソレノイドバルブが作動する。

また、前記油圧制御指令信号Ｓswtとして、前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１、ベルト走行用クラッチＣ２、噛合クラッチＤ１およびシンクロ機構それぞれの油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する各リニアソレノイドバルブを駆動するための指令信号などが油圧制御回路１２へ出力される。なお、このリニアソレノイドバルブとしては、前記前進用クラッチＣ１の係合、半係合、解放を切り替えるための油圧調整を行う図示しないＳＬ１ソレノイドバルブ、および、前記ベルト走行用クラッチＣ２の係合、半係合、解放を切り替えるための油圧調整を行う図示しないＳＬ２ソレノイドバルブが備えられている。以下では、前記ＳＬ１ソレノイドバルブによって調整されて前進用クラッチＣ１の係合、半係合、解放を切り替えるための油圧をＣ１クラッチ油圧と呼ぶこととする。同様に、前記ＳＬ２ソレノイドバルブによって調整されてベルト走行用クラッチＣ２の係合、半係合、解放を切り替えるための油圧をＣ２クラッチ油圧と呼ぶこととする。

−ニュートラル制御−
本実施形態における動力伝達装置１はニュートラル制御が実行可能となっている。先ず、このニュートラル制御の基本動作について説明する。

ＥＣＵ１００は、所定のニュートラル制御実行条件が成立したときに、前進用クラッチＣ１およびベルト走行用クラッチＣ２が解放または半係合となるように油圧制御回路１２を制御して、これらクラッチＣ１，Ｃ２の係合力を低下ないし解除するニュートラル制御を行う。

ニュートラル制御実行条件は、例えば、シフトポジションが「Ｄ（ドライブ）ポジション」であり、アクセルペダルの操作量がゼロ（アクセルがオフ状態）であり、車速が所定値以下であることとされる。シフトポジションは前記レバーポジションセンサ１１７の出力信号に基づき検出され、アクセルペダルの操作量はアクセル開度センサ１１５の出力信号に基づき検出され、車速は前記出力軸回転速度センサ１１３の出力信号に基づき検出される。また、ブレーキＯＮ操作（ブレーキペダルの踏み込み操作）をニュートラル制御実行条件に加えるようにしてもよい。

また、ニュートラル制御は、所定の制御終了条件が成立することにより終了する。この制御終了条件は、例えば、アクセル開度センサ１１５からの出力信号に基づいてアクセルペダルの踏み込み操作が行われたことが検出された場合とされる。なお、前記ブレーキＯＮ操作をニュートラル制御実行条件とした場合には、ブレーキＯＦＦ操作も制御終了条件とされる。

次に、本実施形態の特徴であるニュートラル制御時における前進用クラッチＣ１およびベルト走行用クラッチＣ２の制御について説明する。

ニュートラル制御を行う場合、ベルト走行用クラッチＣ２が係合した第２の動力伝達経路による動力伝達状態においてニュートラル制御実行条件が成立することで、ベルト走行用クラッチＣ２を解放側に作動させ、これに連動させて、解放状態にあった前進用クラッチＣ１を係合側に作動させることになる。つまり、クラッチの架け替えを行う。そして、このニュートラル制御中は、例えば、前進用クラッチＣ１を半係合状態に維持する。

このクラッチの架け替えの際、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅよりも高くなっていた場合には、前進用クラッチＣ１が半係合状態となるのに伴ってエンジン２が被駆動状態となってしまう。前述した如く、車速の低下に伴ってベルト走行からギヤ走行に移行する際には、ベルト走行（中車速）において噛合クラッチＤ１が係合状態となり（クラッチの架け替え開始前に噛合クラッチＤ１が係合状態となり）、駆動輪７Ｌ，７Ｒの回転に伴ってプラネタリ出力軸４５も回転しているため、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅよりも高くなっていることがある。この場合に、前進用クラッチＣ１が半係合状態になると、それに伴ってエンジン２が被駆動状態となってしまう。

その後、車速の低下に伴って駆動輪７Ｌ，７Ｒ側から前進用クラッチＣ１に入力されるトルクが小さくなり、このトルクに比べてエンジン２のトルクの方が大きくなると、エンジントルクが前進用クラッチＣ１に向けて出力される駆動状態となる。つまり、ニュートラル制御中にエンジン２の被駆動状態と駆動状態とが切り替わることになる。その結果、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の間のバックラッシに起因するガタ詰め方向が反転し、歯打ち音やショックが発生してしまう虞がある。

本実施形態はこの点に鑑み、ニュートラル制御中の歯打ち音やショックを抑制できる油圧制御を行うようになっている。

具体的には、前記第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態でニュートラル制御実行条件が成立したか否かを検知する。つまり、ベルト走行用クラッチＣ２が係合し、且つ前進用クラッチＣ１が解放している第２の動力伝達経路による動力伝達状態において、前述したニュートラル制御実行条件が成立したか否かを検知する。

そして、ニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際には、ベルト走行用クラッチＣ２の解放動作を開始すると共に、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度が、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度以下となったことを条件に、前進用クラッチＣ１を動力伝達可能な状態まで係合させる。具体的には、前記プラネタリ出力軸回転速度センサ１１８により検出されているプラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１が、エンジン回転速度センサ１１０により検出されているエンジン回転速度Ｎｅ以下となったことを条件に、前進用クラッチＣ１を動力伝達可能な状態（半係合状態）まで係合させるようにしている。

これらの動作は、前記ＥＣＵ１００によって実行される。

このため、ＥＣＵ１００において、第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態でニュートラル制御実行条件が成立したか否かを検知する動作を実行する機能部分が本発明でいうニュートラル制御実行条件検知部として構成されている。また、ＥＣＵ１００において、ニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際に、ベルト走行用クラッチＣ２の解放動作を開始すると共に、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度が、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度以下となったことを条件に、前進用クラッチＣ１を動力伝達可能な状態まで係合させる動作を実行する機能部分が本発明でいうクラッチ制御部として構成されている。

以下、ニュートラル制御の具体的な手順について図４のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、エンジン２の始動後、所定時間毎に繰り返して実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、現在の車両走行状態がベルト走行状態（ベルト走行中）であるか否かを判定する。前述したようにギヤ走行は低車速領域において選択される。このため、このステップＳＴ１の判定では、レバーポジションセンサ１１７により検出されているシフトレバーのレバーポジションがＤ（ドライブ）位置にあり、且つ出力軸回転速度センサ１１３により検出されている出力軸８の回転速度に対応する車速Ｖが所定値以上（例えば１５ｋｍ／ｈ以上）である場合に、ベルト走行状態であるとしてＹＥＳ判定されることになる。前記の値はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。

現在の車両走行状態がベルト走行状態ではなく（例えばギヤ走行状態であり）、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、ニュートラル制御は実施されないため、そのままリターンされる。

現在の車両走行状態がベルト走行状態であり、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、ニュートラル制御実行条件が成立したか否かを判定する。つまり、前述したように、シフトポジションが「Ｄ（ドライブ）ポジション」であり、アクセルペダルの操作量がゼロ（アクセルがオフ状態）であり、車速が所定値以下であること等により成立するニュートラル制御実行条件が成立したか否かを判定する。

このステップＳＴ２の動作が、本発明でいう「ニュートラル制御実行条件検知部による動作であって、第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態で所定のニュートラル制御実行条件が成立したことを検知する動作」に相当する。

ニュートラル制御実行条件が成立しておらず、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、ニュートラル制御の実行要求は無いとして、そのままリターンされる。

ニュートラル制御実行条件が成立しており、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、前記Ｃ２クラッチ油圧を低下させると共に、前記Ｃ１クラッチ油圧の制御としてファストフィル（前進用クラッチＣ１の係合準備のために一時的に供給油圧を高める制御）を実行する。この場合、ベルト走行用クラッチＣ２が半係合状態となるＣ２クラッチ油圧が得られるようにＳＬ２ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。また、Ｃ１クラッチ油圧によるファストフィルが実行されるようにＳＬ１ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。

その後、ステップＳＴ４に移り、ニュートラル制御実行条件が解除されたか否かを判定する。例えば、アクセルペダルの踏み込み操作が行われたことがアクセル開度センサ１１５からの出力信号に基づいて検出された場合に、ニュートラル制御実行条件が解除されたと判定される。

ニュートラル制御実行条件が解除されなければ、ステップＳＴ４でＮＯ判定され、ステップＳＴ５で、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１が、エンジン回転速度Ｎｅに所定値αを加算した値（以下、回転速度閾値という）以下になっているか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅは、前記エンジン回転速度センサ１１０の出力信号に基づいて算出される。また、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１は、プラネタリ出力軸回転速度センサ１１８の出力信号に基づいて算出される。また、前記所定値αは任意の値であって例えば０に設定される。なお、この所定値αは０以外の値であってもよい。例えば、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅに対して十分に低下した時点においてステップＳＴ５でＹＥＳ判定されるようにする場合には、この所定値αは負の値に設定される。この場合の所定値αは実験またはシミュレーションに基づいて設定される。

ニュートラル制御が開始されることに伴って、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１は次第に低下していくが、この回転速度Ｎｃ１が、前記回転速度閾値を超えている場合にはステップＳＴ５でＮＯ判定されてステップＳＴ４に戻る。そして、回転速度Ｎｃ１が、未だ前記回転速度閾値を超えている状態で、ニュートラル制御実行条件が解除され、ステップＳＴ４でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、Ｃ２クラッチ油圧を上昇させると共に、Ｃ１クラッチ油圧を０に戻してリターンされる。この場合、ベルト走行用クラッチＣ２が係合状態となるＣ２クラッチ油圧が得られるようにＳＬ２ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。また、Ｃ１クラッチへの供給作動油がドレンされるようにＳＬ１ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。

ニュートラル制御実行条件が解除されることなく、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１が回転速度閾値以下になった場合には、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ７に移る。このステップＳＴ７では、Ｃ１クラッチ油圧を上昇させる。この場合、前進用クラッチＣ１が半係合状態となるＣ１クラッチ油圧が得られるようにＳＬ１ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。

このステップＳＴ３〜ＳＴ７の動作が、本発明でいう「クラッチ制御部による動作であって、ニュートラル制御実行条件検知部によってニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際、第２クラッチの解放動作を開始すると共に、第１クラッチの出力側の回転速度が、第１クラッチの入力側の回転速度以下となったことを条件に、第１クラッチを動力伝達可能な状態まで係合させる動作」に相当する。

その後、ステップＳＴ８で、ＥＣＵ１００に備えられたタイマのカウントを開始させ、ステップＳＴ９で、このタイマのカウントが終了（タイムアップ）したか否かを判定する。このタイマのカウントが開始してから終了するまでの時間は、前記ステップＳＴ７で、Ｃ１クラッチ油圧の上昇が開始されてから、前進用クラッチＣ１が半係合状態となるまでの時間として、予め実験やシミュレーションによって設定されている。

タイマがタイムアップし、ステップＳＴ９でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ１０に移り、Ｃ２クラッチ油圧を０に設定する。この場合、ベルト走行用クラッチＣ２への供給作動油がドレンされるようにＳＬ２ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。

その後、ステップＳＴ１１に移り、ニュートラル制御からの復帰条件（例えばアクセルＯＮ操作やブレーキＯＦＦ操作等）が成立したか否かを判定する。この復帰条件が成立していない場合には現在のニュートラル制御の実行状態を継続するべく、前記復帰条件が成立するのを待つ。

一方、ニュートラル制御からの復帰条件が成立した場合には、ステップＳＴ１１でＹＥＳ判定されてステップＳＴ１２に移り、Ｃ１クラッチ油圧を上昇させる。この場合、前進用クラッチＣ１が係合状態となるＣ１クラッチ油圧が得られるようにＳＬ１ソレノイドバルブへの制御指令信号を油圧制御回路１２に送信する。

このような油圧制御が行われるため、前記ＥＣＵ１００によって（より具体的には、前述したＥＣＵ１００における各機能部分によって）本発明に係る動力伝達装置の制御装置が構成される。この制御装置は、エンジン回転速度センサ１１０、出力軸回転速度センサ１１３、アクセル開度センサ１１５、レバーポジションセンサ１１７、プラネタリ出力軸回転速度センサ１１８等からの各信号を入力信号として受信する構成となっている。また、この制御装置は、ＳＬ１ソレノイドバルブ、ＳＬ２ソレノイドバルブ等への指令信号を出力信号として出力する構成となっている。

図５は、本実施形態におけるエンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ、プラネタリ出力軸回転速度Ｎｃ１、Ｃ２クラッチ油圧、Ｃ１クラッチ油圧それぞれの変化の一例を示すタイミングチャート図である。また、図６は、比較例における同様のタイミングチャート図である。これらタイミングチャート図では、エンジン回転速度Ｎｅを太い実線で、タービン回転速度Ｎｔを細い実線で、プラネタリ出力軸回転速度Ｎｃ１を一点鎖線でそれぞれ表している。また、二点鎖線は、各走行状態における同期回転速度である。また、これらの図に示すものは、ニュートラル制御の実行後、エンジンを停止させるアイドリングストップ制御に移行するものとなっている。

図６に示す比較例は、ニュートラル制御実行条件が成立した際に、プラネタリ出力軸回転速度Ｎｃ１が回転速度閾値（ここではエンジン回転速度Ｎｅ）以下になるのを待つことなく、前進用クラッチＣ１を半係合状態まで作動させるものとなっている。

この比較例では、図６のタイミングｔ１でニュートラル制御実行条件が成立しており、このタイミングｔ１でＣ２クラッチ油圧が低下してベルト走行用クラッチＣ２が半係合状態とされている。また、タイミングｔ２（プラネタリ出力軸回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅよりも高い状況）で、Ｃ１クラッチ油圧が上昇して前進用クラッチＣ１を半係合状態まで作動させている。また、タイミングｔ３でＣ２クラッチ油圧が０となり、ベルト走行用クラッチＣ２が解放されている。その結果、タービン回転速度Ｎｔが急上昇し、タイミングｔ４で、タービン回転速度Ｎｔがエンジン回転速度Ｎｅを超えることになってエンジンが被駆動状態となっている。その後、車速の低下に伴って、タービン回転速度Ｎｔも低下していき、タイミングｔ５でエンジンが駆動状態となっている。つまり、この比較例では、ニュートラル制御中に被駆動状態と駆動状態とが切り替わることになり、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の間のバックラッシに起因するガタ詰め方向が反転して、歯打ち音やショックが発生してしまう虞がある。なお、タイミングｔ６で、エンジンを停止させてアイドリングストップ制御に移行すると共に、次回の車両発進時の応答性等を考慮して、前進用クラッチＣ１を係合側に作動させている。

これに対し、本実施形態におけるニュートラル制御では、図５におけるタイミングＴ１でニュートラル制御実行条件が成立しており、このタイミングＴ１でＣ２クラッチ油圧が低下してベルト走行用クラッチＣ２が半係合状態とされている。また、タイミングＴ２で、Ｃ１クラッチ油圧によるファストフィルを実行している。この時点（プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅよりも高い状況）では、前進用クラッチＣ１は動力伝達可能な係合状態とはなっていない。

そして、タイミングＴ３で、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１がエンジン回転速度Ｎｅ以下に達すると、Ｃ１クラッチ油圧が上昇して前進用クラッチＣ１を半係合状態まで作動させている。この際、タービン回転速度Ｎｔの急上昇を招くことはなく、ニュートラル制御中はエンジン２は駆動状態が維持される。

そして、タイミングＴ４でＣ２クラッチ油圧が０となり、ベルト走行用クラッチＣ２が解放されている。また、タイミングＴ５で、エンジンを停止させてアイドリングストップ制御に移行すると共に、次回の車両発進時の応答性等を考慮して、前進用クラッチＣ１を係合側に作動させている。

このように、本実施形態におけるニュートラル制御では、ニュートラル制御中にエンジン２の被駆動状態と駆動状態とが切り替わるといったことがない。

以上説明したように本実施形態では、第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態で、ニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際、ベルト走行用クラッチＣ２の解放動作を開始する。また、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度（本実施形態ではプラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１）が、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度（本実施形態ではエンジン回転速度Ｎｅ）以下となったことを条件に、前進用クラッチＣ１を動力伝達可能な状態まで係合させる。つまり、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度が、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度を超えている状況では、前進用クラッチＣ１を動力伝達可能な状態に係合させることがない。このため、エンジン２が被駆動状態となることがない。このため、ニュートラル制御中にエンジン２の被駆動状態と駆動状態とが切り替わるといったことがない。その結果、動力伝達経路に配設されているギヤ同士の間のバックラッシに起因するガタ詰め方向が反転して歯打ち音やショックが発生してしまうといったことが抑制できる。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度として、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１を、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度として、エンジン回転速度Ｎｅをそれぞれ適用した場合について説明した。本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前進用クラッチＣ１の出力側の回転速度として、第１カウンタ軸６２の回転速度を適用したり、出力軸８の回転速度を適用してもよい。但し、この場合、これら回転速度は、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１に代用されるものであるため、このプラネタリ出力軸４５との間の減速比を乗算して本発明に適用する必要がある。また、前進用クラッチＣ１の入力側の回転速度としては、タービン回転速度Ｎｔを適用したり、キャリヤ４２の回転速度を適用してもよい。

また、前記実施形態では、駆動力源としてエンジン２のみを搭載した車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載したハイブリッド車両や、駆動力源として電動モータのみを搭載した電気自動車に対しても適用が可能である。

また、前記実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ、プラネタリ出力軸４５の回転速度Ｎｃ１を何れもセンサにより検出するものとしたが、各種のパラメータを利用してこれら回転速度を推定するものとしてもよい。

本発明は、ギヤの噛み合いにより動力伝達を行う第１の動力伝達経路と、ベルト式無段変速機により動力伝達を行う第２の動力伝達経路とが並列に設けられた動力伝達装置のニュートラル制御に適用可能である。

１ 動力伝達装置
１２ 油圧制御回路
２ エンジン（駆動力源）
４５ プラネタリ出力軸
１００ ＥＣＵ
１１０ エンジン回転速度センサ
１１３ 出力軸回転速度センサ
１１５ アクセル開度センサ
１１７ レバーポジションセンサ
１１８ プラネタリ出力軸回転速度センサ
Ｃ１ 前進用クラッチ（第１クラッチ）
Ｃ２ ベルト走行用クラッチ（第２クラッチ）

Claims (1)

1. 駆動力源からの動力を伝達する動力伝達経路として、ベルト式無段変速機を経由することなくギヤの噛み合いにより出力軸に向けて動力伝達を行う第１の動力伝達経路と、前記ベルト式無段変速機を経由させて前記出力軸に向けて動力伝達を行う第２の動力伝達経路とが並列に設けられ、
   第１クラッチの入力側に、前記駆動力源からの動力が伝達される遊星歯車装置が連繋され、該第１クラッチの出力側に、前記出力軸に繋がるギヤ機構が連繋され、該第１クラッチが前記第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ前記第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放するようになっており、
   前記駆動力源からの動力が伝達される前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリと前記出力軸との間に第２クラッチが備えられ、該第２クラッチが前記第２の動力伝達経路によって動力を伝達する際に係合し且つ前記第１の動力伝達経路によって動力を伝達する際に解放するようになっている動力伝達装置に適用される制御装置において、
   前記第２の動力伝達経路によって動力伝達を行っている状態で所定のニュートラル制御実行条件が成立したことを検知するニュートラル制御実行条件検知部と、
   前記ニュートラル制御実行条件検知部によってニュートラル制御実行条件が成立したことが検知された際、前記第２クラッチの解放動作を開始すると共に、前記第１クラッチの出力側の回転速度が、前記第１クラッチの入力側の回転速度以下となったことを条件に、前記第１クラッチを動力伝達可能な状態まで係合させるクラッチ制御部を備えていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。

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