(57)【要約】【課題】急制動時のエンジンストールを効果的に防止する。【解決手段】低速用クラッチ６０を締結すると変速比が低速走行用のローモードに設定され、高速用クラッチ７０を締結すると変速比が高速走行用のハイモードに設定され、ローモードで無段変速機構２０がギヤニュートラル変速比ＧＮになると、出力軸１３の回転が停止するギヤニュートラル状態となる変速機の制御装置であって、車両走行状態に基づいて急制動がなされたか否かを判定する急制動判定部１１０と、ハイモードで走行中に急制動と判定すると、無段変速機構２０の変速比がニュートラル変速比ＧＮまで低下した時に高速用クラッチ７０を解放すると共に、高速用クラッチ７０及び低速用クラッチ６０の解放をギヤニュートラル状態になるまで維持する急制動時変速制御部１２０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された駆動源から動力が伝達される入力軸と、前記車両の駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸に伝達される動力の回転を無段階に変速して出力する無段変速機構と、前記無段変速機構と前記出力軸との間に設けられた遊星歯車機構と、前記駆動源からの動力を前記出力軸に前記無段変速機構及び前記遊星歯車機構を介して伝達させる低速用クラッチと、前記駆動源からの駆動力を前記出力軸に前記遊星歯車機構を介さずに前記無段変速機構を介して伝達させる高速用ハイクラッチと、を備え、前記低速用クラッチを締結して前記高速用クラッチを解放すると変速比が低速走行用のローモードに設定され、前記低速用クラッチを解放して前記高速用クラッチを締結すると変速比が高速走行用のハイモードに設定され、前記ローモードが設定されている状態で前記無段変速機構が所定のギヤニュートラル変速比になると、前記出力軸の回転が停止するギヤニュートラル状態となる変速機の制御装置であって、
前記車両の走行状態に基づいて急制動がなされたか否かを判定する判定手段と、
前記車両が前記高速用クラッチを締結、且つ、前記低速用クラッチを解放する前記ハイモードで走行中に、前記判定手段が急制動と判定すると、前記無段変速機構の変速比が前記ニュートラル変速比まで低下した時に前記高速用クラッチを解放すると共に、当該高速用クラッチの解放及び前記低速用クラッチの解放を前記ギヤニュートラル状態になるまで維持する変速制御を実施する制御手段と、を備える
変速機の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、さらに、前記出力軸の回転が停止するギヤニュートラル状態になると、前記低速用クラッチを締結して前記ローモードに設定する
請求項１に記載の変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の制御装置に関し、特に、トロイダル式無段変速機構と遊星歯車機構とを備えた変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される変速機として、トロイダル式無段変速機構と遊星歯車機構とを備えた無段変速機が実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような無段変速機においては、車速やアクセル開度に応じた目標変速比が実現されるように、比較的大きな変速比が得られる低速走行用のローモードと、比較的小さな変速比が得られる高速走行用のハイモードとに切り替えられるようになっている。ローモードは、ロークラッチを締結すると共に、ハイクラッチを解放し、トロイダル式無段変速機構と遊星歯車機構とを経由する二系統の動力伝達経路を確立することで達成される。一方、ハイモードは、ロークラッチを解放すると共に、ハイラッチを締結し、トロイダル式無段変速機構のみを経由する動力伝達経路を確立することで達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０１４０９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、無段変速機においては、ハイモードで走行中に制動がなされると、図３（Ｂ）に示すように、制動を検知したＡ点から車両減速によってモード切り替えの回転同期に達するＢ点にて、ハイクラッチを解放且つロークラッチを締結してローモードに移行し、その後、さらなる減速によってギヤニュートラルとなるＣ点に達することで、車両を停車させている。すなわち、制動からギヤニュートラルに至るまでに時間を要していた。
【０００６】
このため、例えば、低摩擦路走行時等、駆動輪が空転しやすい状態で急制動がなされると、ギヤニュートラルに達するよりも前に駆動輪がロックし、駆動輪側からの過大なブレーキトルクが直結状態のエンジンに伝達されることで、エンジンが強制的に停止される所謂エンジンストールを引き起こす課題がある。
【０００７】
開示の制御装置は、急制動時のエンジンストールを効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の無段変速機は、車両に搭載された駆動源から動力が伝達される入力軸と、前記車両の駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸に伝達される動力の回転を無段階に変速して出力する無段変速機構と、前記無段変速機構と前記出力軸との間に設けられた遊星歯車機構と、前記駆動源からの動力を前記出力軸に前記無段変速機構及び前記遊星歯車機構を介して伝達させる低速用クラッチと、前記駆動源からの駆動力を前記出力軸に前記遊星歯車機構を介さずに前記無段変速機構を介して伝達させる高速用ハイクラッチと、を備え、前記低速用クラッチを締結して前記高速用クラッチを解放すると変速比が低速走行用のローモードに設定され、前記低速用クラッチを解放して前記高速用クラッチを締結すると変速比が高速走行用のハイモードに設定され、前記ローモードが設定されている状態で前記無段変速機構が所定のギヤニュートラル変速比になると、前記出力軸の回転が停止するギヤニュートラル状態となる変速機の制御装置であって、前記車両の走行状態に基づいて急制動がなされたか否かを判定する判定手段と、前記車両が前記高速用クラッチを締結、且つ、前記低速用クラッチを解放する前記ハイモードで走行中に、前記判定手段が急制動と判定すると、前記無段変速機構の変速比が前記ニュートラル変速比まで低下した時に前記高速用クラッチを解放すると共に、当該高速用クラッチの解放及び前記低速用クラッチの解放を前記ギヤニュートラル状態になるまで維持する変速制御を実施する制御手段と、を備える。
【０００９】
前記制御手段は、さらに、前記出力軸の回転が停止するギヤニュートラル状態になると、前記低速用クラッチを締結して前記ローモードに設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
開示の制御装置によれば、急制動時のエンジンストールを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る変速機制御ユニットを示す機能ブロック図である。
【図３】ユニット変速比とトロイダル変速比との関係を示す図であって、（Ａ）は本発明の一実施形態に係る急制動時変速制御を説明する図、（Ｂ）は従来の制動時変速制御の一例を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る急制動時変速制御を説明するフロー図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る無段変速機を示すスケルトン図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る無段変速機を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る無段変速機の制御装置を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る無段変速機１のスケルトン図である。本実施形態の無段変速機１は、駆動源としてのエンジン１０を備えた車両に搭載される変速機であって、エンジン１０から動力が伝達される入力軸１１と、入力軸１１の外側に遊嵌された第１中空軸１２と、これら入力軸１１及び中空軸１２と同軸上に配置された出力軸１３と、入力軸１１及び出力軸１３と平行に配置されたカウンタ軸１４と、入力軸１１と出力軸１３との間に同軸上に配置された連結軸１５と、連結軸１５の外側に遊嵌された第２中空軸１６と、トロイダル式無段変速機構２０と、出力用ギヤ列２６と、アイドルギヤ列３０と、第１遊星歯車機構４０と、第２遊星歯車機構５０と、ロークラッチ６０と、ハイクラッチ７０とを備えて構成されている。出力軸１３には、何れも図示を省略する車両の駆動輪が、プロペラシャフト、差動装置、駆動軸等を介して接続されている。
【００１４】
トロイダル式無段変速機構２０は、バリエータとして、入力軸１１に固定された一対の入力ディスク２１と、入力ディスク２１の間に配置されると共に、中空軸１２に固定された一対の出力ディスク２２と、これら入力ディスク２１と出力ディスク２２との間にそれぞれ介設された４個のパワーローラ２３と、これらパワーローラ２３に対応してそれぞれ設けられた４個のトラニオン２４とを備えている。
【００１５】
入力ディスク２１及び出力ディスク２２は、互いに対向面がトロイダル面として形成されている。パワーローラ２３は、図示を省略するローラ押圧機構によって、入力ディスク２１及び出力ディスク２２のトロイダル面に押圧される。パワーローラ２３がこの状態で転動することで、入力ディスク２１から出力ディスク２２に動力が伝達される。
【００１６】
トラニオン２４は、パワーローラ２３を入力ディスク２１及び出力ディスク２２に対して傾転可能に軸支する。このトラニオン２４は、図示を省略する油圧制御回路によって、パワーローラ２３を水平状態の中立位置から移動させる。より詳しくは、パワーローラ２３の出力ディスク２２側が入力軸１１から離反する方向に傾転すると、これに応じてトロイダル式無段変速機構２０の変速比が増加する。一方、パワーローラ２３の出力ディスク２２側が入力軸１１に接近する方向に傾転すると、これに応じてトロイダル式無段変速機構２０の変速比が減少するようになっている。
【００１７】
出力用ギヤ列２６は、一対の出力ディスク２２の間に位置する第１中空軸１２に固定された第１出力用ギヤ２７と、カウンタ軸１４に固定されて第１出力用ギヤ２７と噛合する第２出力用ギヤ２８とを備えている。
【００１８】
アイドルギヤ列３０は、カウンタ軸１４に固定された第１中間ギヤ３１と、第２中空軸１６に固定された第２中間ギヤ３２と、これら第１中間ギヤ３１及び第２中間ギヤ３２と噛合する第３中間ギヤ３３とを備えている。
【００１９】
第１遊星歯車機構４０は、入力軸１１に固定された第１サンギヤ４１と、第１リングギヤ４２と、第１サンギヤ４１及び第１リングギヤ４２と噛合する複数の第１ピニオンギヤ４３と、連結軸１５に固定されて第１ピニオンギヤ４３を自転及び公転自在に支持する第１キャリア４４とを備えている。
【００２０】
第２遊星歯車機構５０は、第２中空軸１６に固定された第２サンギヤ５１と、出力軸１３に固定された第２リングギヤ５２と、第２サンギヤ５１及び第２リングギヤ５２と噛合する複数の第２ピニオンギヤ５３と、連結軸１５に固定されて第２ピニオンギヤ５３を自転及び公転自在に支持する第２キャリア５４とを備えている。
【００２１】
ロークラッチ６０は、第１遊星歯車機構４０の第１リングギヤ４２と変速機ケース等の固定部４５との間に設けられている。このロークラッチ６０は、図示を省略する油圧制御回路によって、第１リングギヤ４２を固定部４５と締結させて第１リングギヤ４２の回転を停止させる締結状態と、この締結状態を解放させる解放状態とに選択的に切替可能に構成されている。
【００２２】
ハイクラッチ７０は、第２遊星歯車機構５０外側に位置する第２リングギヤ５２の外周部に配置されて、第２リングギヤ５２と第２中空軸１６との間に介設されている。このハイクラッチ７０は、図示を省略する油圧制御回路によって、第２リングギヤ５２を第２サンギヤ５１と締結させる締結状態と、この締結状態を解放させる解放状態とに選択的に切替可能に構成されている。
【００２３】
次に、本実施形態に係る無段変速機１の動力伝達経路について説明する。なお、以下の説明では、無段変速機１の最終変速比を単にユニット変速比Ｒｔｍと称し、トロイダル式無段変速機構２０の変速比を単にトロイダル変速比Ｒｔｄと称する。
【００２４】
本実施形態の無段変速機１は、ロークラッチ６０を締結状態にし、ハイクラッチ７０を解放状態にすると、第１遊星歯車機構４０の第１リングギヤ４２が固定部４５に締結されて、低速走行用のローモードの動力伝達経路が形成される。
【００２５】
すなわち、エンジン１０の動力は、入力軸１１、第１遊星歯車機構４０の第１サンギヤ４１、第１ピニオンギヤ４３、第１キャリア４４、連結軸１５、第２遊星歯車機構５０のキャリア５４に伝達される第１経路と、入力ディスク２１、パワーローラ２３、出力ディスク２２、第１出力用ギヤ２７、第１出力用ギヤ２８、カウンタ軸１４、第１中間ギヤ３１、第３中間ギヤ３３、第２中間ギヤ３２、第２中空軸１６、第２遊星歯車機構５０の第２サンギヤ５１に伝達される第２経路との２系統で伝達される。この状態でトロイダル変速比を所定の変速比に制御すると、第２リングギヤ５２及び出力軸１３の回転がゼロとなり、ユニット変速比Ｒｔｍもゼロとなるギヤニュートラル状態が達成される（以下、ギヤニュートラル状態におけるトロイダル変速比ＲｔｄをＧＮ変速比と称する）。このギヤニュートラル状態からトロイダル変速比Ｒｔｄを変化させることで、前進又は後退が可能になる。
【００２６】
一方、ロークラッチ６０を解放し、ハイクラッチ７０を締結すると、第２遊星歯車機構５０の第２リングギヤ５２が第２サインギヤ５１と締結されて、高速走行用のハイモードの動力伝達経路が形成される。
【００２７】
すなわち、エンジン１０の動力は、入力ディスク２１、パワーローラ２３、出力ディスク２２、第１出力用ギヤ２７、第１出力用ギヤ２８、カウンタ軸１４、第１中間ギヤ３１、第３中間ギヤ３３、第２中間ギヤ３２と、第２中空軸１６、第２遊星歯車機構５０の第２サンギヤ５１、第２ピニオンギヤ５３、第２リングギヤ５２を介して出力軸１３に伝達される直結状態となる。この状態でトロイダル変速比Ｒｔｄを変化させることで、ユニット変速比Ｒｔｍをトロイダル変速比Ｒｔｄと直接的に対応させて制御することが可能になる。
【００２８】
図２に示す変速機制御ユニット（以下、ＴＣＵという）１００は、トロイダル式無段変速機構２０の変速比やロークラッチ６０及びハイクラッチ７０の締結／解放等の各種変速動作を制御するもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種変速動作を制御するために、ＴＣＵ１００には、エンジン回転数センサ１０１、アクセル開度センサ１０２、ブレーキペダルセンサ１０３、入力回転数センサ１０４、出力回転数センサ１０５、車速センサ１０６、駆動輪回転数センサ１０７等の各種センサ値が入力される。ＴＣＵ１００は、これら各種センサ類から入力されるセンサ値が示す車両やエンジン１０の運転状態に基づいて、図示を省略する油圧制御回路に制御信号を出力する。
【００２９】
本実施形態において、ＴＣＵ１００は、急制動判定部１１０と、急制動時変速制御部１２０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＴＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００３０】
急制動判定部１１０は、本発明の判定手段の一例であって、低摩擦路面走行時のブレーキ操作等、車両に駆動輪ロックを生じるような急制動がなされたか否かを判定する。急制動がなされたか否かは、例えば、駆動輪回転数センサ１０７のセンサ値に基づいて、駆動輪の減速度が所定の閾値を超えたか否かで判定すればよい。なお、判定に用いるセンサは駆動輪回転数センサ１０７に限定されず、車速センサ１０６や図示しない加速度センサ、或は、ブレーキペダルセンサ１０３によって検出されるブレーキペダルの踏み込み量等に基づいて判定してもよい。
【００３１】
急制動時変速制御部１２０は、本発明の制御手段の一例であって、ハイクラッチ７０が締結されたハイモード走行中に急制動がなされると、無段変速機１をギヤニュートラル状態に素早く移行させる急制動時変速制御を実行する。
【００３２】
より詳しくは、図３（Ａ）に示すように、ハイモード走行中のＡ点で急制動と判定されると、ハイモードを維持（ハイクラッチ７０を締結）した状態でトロイダル変速比ＲｔｄがＧＮ変速比まで低下した時点（Ｄ点）で、ハイクラッチ７０を解放状態に制御する。すなわち、トロイダル変速比がＧＮ変速比に達した時点で、ハイクラッチ７０及びロークラッチ６０は何れも解放状態に制御され、無段変速機１を介したエンジン１０と駆動輪との直結状態が解除される。そして、ハイクラッチ７０及びロークラッチ６０の解放を維持した状態で、ユニット変速比Ｒｔｍがゼロまで低下するギヤニュートラル状態（駆動輪ロック）のＣ点に達すると、ロークラッチ６０のみを締結させてローモード走行が可能な状態に制御する。
【００３３】
以下、図４に基づいて、急制動時変速制御のフローを説明する。ステップＳ１００では、ハイクラッチ７０を締結且つロークラッチ６０を解放したハイモード走行中か否かが判定される。肯定の場合はステップＳ１１０に進んで、急制動がなされたか否かが判定される。
【００３４】
ステップＳ１１０で肯定の場合は、ステップＳ１２０に進んでトロイダル変速比ＲｔｄがＧＮ変速比まで低下したか否かが判定される。肯定の場合は、ハイクラッチ７０及びロークラッチ６０が何れも解放され、無段変速機１を介したエンジン１０と駆動輪との直結状態が解除される（ステップＳ１３０）。
【００３５】
ステップＳ１４０では、ユニット変速比Ｒｔｍがゼロまで低下したか否かが判定される。否定の場合はハイクラッチ７０及びロークラッチ６０の解放を維持すべく、ステップＳ１３０に戻される。一方、肯定の場合は、ステップＳ１５０に進み、ロークラッチ６０を締結してローモード走行が可能な状態に制御される。
【００３６】
以上詳述したように、本実施形態の制御装置では、ハイモード走行中に急制動がなされると、トロイダル変速比ＲｔｄがＧＮ変速比まで低下した時点で、ハイクラッチ７０を解放すると共に、ハイクラッチ７０及びロークラッチ６０の解放状態をユニット変速比Ｒｔｍがゼロになるギヤニュートラルまで維持するように構成されている（図３（Ａ）のＡ→Ｄ→Ｃ参照）。
【００３７】
すなわち、ハイモードからローモードへのモード切替点を経由する従来技術（図３（Ｂ）参照）に比べ、モード切替を省略することで、ギヤニュートラルに要する時間を効果的に短縮することができる。また、ギヤニュートラルまではハイクラッチ７０及びロークラッチ６０を解放してエンジン１０と駆動輪との直結状態を解除し、駆動輪側からエンジン１０へのブレーキトルク伝達を遮断することで、駆動輪ロックにより引き起こされるエンジンストールを確実に防止することができる。また、ユニット変速比Ｒｔｍがゼロになるギヤニュートラルになると、ロークラッチ６０を締結してローモードに設定することで、速やかな再加速を行うことが可能になる。
【００３８】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３９】
例えば、図５に示すように、ハイクラッチ７０を第２遊星歯車機構５０の外側に位置する第２中空軸１６の外周部に設けて、第２サンギヤ５１と第２キャリア５４とを選択的に締結／解放できるように構成してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、遊星歯車機構として第１及び第２遊星歯車機構４０，５０を備えるものとして説明したが、図６に示すように、第１遊星歯車機構４０をロークラッチ６０に置き換えて構成してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、本発明の無段変速機構の一例としてトロイダル式無段変速機構２０を示して説明したが、駆動プーリと従動プーリとの間に無端ベルトを架け渡したベルト式無段変速機構であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  無段変速機
１０  エンジン
１１  入力軸
１２  第１中空軸
１３  出力軸
１４  カウンタ軸
１５  連結軸
１６  第２中空軸
２０  トロイダル式無段変速機構
２１  入力ディスク
２２  出力ディスク
２３  パワーローラ
２４  トラニオン
２６  出力用ギヤ列
２７  第１出力用ギヤ
２８  第２出力用ギヤ
３０  アイドルギヤ列
３１  第１中間ギヤ
３２  第２中間ギヤ
３３  第３中間ギヤ
４０  第１遊星歯車機構
４１  第１サンギヤ
４２  第１リングギヤ
４３  第１ピニオンギヤ
４４  第１キャリア
５０  第２遊星歯車機構
５１  第２サンギヤ
５２  第２リングギヤ
５３  第２ピニオンギヤ
５４  第２キャリア
６０  ロークラッチ
７０  ハイクラッチ
１００  ＴＣＵ
１１０  急制動判定部
１２０  急制動時変速制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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