JP2007032767A - 車両用無段変速機の変速比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 道路状況に応じて、無段変速機の変速比を最適値に調節し、エンジンブレーキに基づく制動力を適正値にして、上記道路状況に適した車速での走行を可能にする。
【解決手段】 ブレーキペダルを踏んだ状態のまま走行している状態で、変速比を減速側に調節する制御を行なう。この際、ブレーキペダルの踏み込み力等に応じて変速比の調節量を変え、踏み込み速度に応じて変速の速さを変える。
【選択図】 図７

Description

この発明は、ベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機等、車両（主として自動車）用の自動変速機として使用されている無段変速機の変速比を制御する制御装置の改良に関する。具体的には、運転者の減速の意志をこの変速比の調節に迅速に反映させる事により、交通の流れに沿った安定した走行状態を実現し易くするものである。

近年、車両用の自動変速機としてベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機等の無段変速機を使用する場合が増えている。無段変速機は、エンジンの性能を有効に発揮させて、燃費性能及び走行性能を良好にできるが、その利点を有効に得ると共に走行の安全性を確保する為には、走行状態に応じて最適な変速比を実現する為の制御を行なう必要がある。又、運転者がアクセルペダルから足を離した場合には、エンジンブレーキにより走行状態に応じて適切な減速度（制動力）を得るべく、上記無段変速機の変速比を制御する必要がある。

従来から、アクセルペダルの操作等を検出して、その時の車両状況（車速や減速度）に応じ、変速比を減速側に変更する事が行なわれている。但し、歯車式で有段の変速機構を有する車両（走行中の変速比を無段階に調整できない車両）で、例えば下り坂を走行している場合には、その時の道路状況（勾配の程度、カーブの有無、カーブの曲率半径、渋滞の有無、道幅等）により、エンジンブレーキによる制動力が丁度適正値になる場合は少ない。この理由は、変速機の変速比により定まるエンジンブレーキによる制動力が、段階的にしか変化しない為である。具体的には、選択された変速比では、このエンジンブレーキによる制動力が強過ぎたり、逆に弱過ぎたりする場合が多くなる。

これに対して無段変速機の場合には、変速比を無段階で調節できる為、適正な制御を行なえば、上記エンジンブレーキによる制動力を丁度適正値にできる。走行状態に応じて無段変速機の変速比を調節する為の従来技術として、例えば、特許文献１〜４に記載されたものが知られている。これら各特許文献に記載された従来技術の場合、運転者がアクセルペダルの踏み込みを停止して惰性で走行する状態での、エンジンプレーキによる減速度を、車速に応じて変化させる様にしている。

即ち、上記各特許文献に記載された従来技術の場合には、アクセルペダルの踏み込み状態や加速度、車速等に基づいて、必要とされるエンジンブレーキに基づく制動力を算出し、無段変速機の変速比を制御するものである。具体的には、例えば、高速走行中にはエンジンブレーキに基づく制動力を強くすべく、減速比を大きくする方向に変速し、低速走行中にはエンジンブレーキに基づく制動力を弱くすべく、減速比を小さくする方向に変速する。但し、アクセルペダルの踏み込み状態と、加速度と、車速とからだけでは、その時の道路状況（勾配程度、カーブの有無、カーブの曲率半径、渋滞の有無、道幅等）に応じて、適切なエンジンブレーキによる制動力を得るべく、上記変速比をきめ細かく調節する事は困難である。更に、運転者の意思（減速を志向しているか加速を志向しているか）を、上記変速比を調節する為の制御に取り込む事はできない。

この為、道路状況によっては、無段変速機とは言え変速比が適正値に調節されず、安定走行を妨げる可能性がある。例えば、この変速比が道路状況に応じた適正値に対して減速側に偏っていた場合には、エンジンブレーキに基づく制動力が強すぎて、車速が過度に低下する。この結果、渋滞の原因となるだけでなく、極端に車速が低下した場合には、後続車両に追突される危険性が生じる。又、渋滞の発生や追突を防止すべく、車速が過度に低下するのを防止する為には、それまで踏み込みを停止していたアクセルペダルを踏み込む必要が生じる。本来、適度な変速比を設定すれば、エンジンブレーキに基づく制動力のみで適正な走行を行なえる状況で、アクセルペダルの踏み込みにより適正な車速を得る事は難しく、このアクセルペダルの踏み込みとその停止とを繰り返す状況が発生し、安定走行を行なえなくなる（走行状態がギクシャクする）。

反対に、調節された変速比が道路状況に応じた適正値に対して増速側に偏っていた場合には、エンジンブレーキに基づく制動力が弱過ぎて車速が過度に増大してしまう。この結果、ブレーキペダルを踏み込む回数並びに時間が増大し、最適な車速で走行する為に要する運転者の負担が大きくなって、運転者の疲労が増大する。又、極端にブレーキペダルを踏み込む回数並びに時間が増大すると、ブレーキの温度が過度に上昇し、制動力が低下する可能性もある。尚、本発明の実施の対象として好ましい無段変速機として、例えば特許文献５に記載された、トロイダル型無段変速機構と歯車式の差動機構とを組み合わせる事により、入力軸を回転させた状態のまま出力軸を停止させられる構造のものが知られている。

特開平８−３３４１５６号公報 特開平９−１１２６８０号公報 特開平９−１１２６８１号公報 特開平９−１１２６８２号公報 特開２００４−２１１８３６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、勾配の程度、カーブの有無並びにその曲率半径、渋滞の有無、道幅等、その時の道路状況に応じて、無段変速機の変速比を最適値に調節し、エンジンブレーキに基づく制動力を適正値にして、上記道路状況に適した車速での走行を可能にする事により、下り坂等の走行状態を安全且つ安定させられる、車両用無段変速機の制御装置を実現すべく発明したものである。
具体的には、アクセルペダルの踏み込み状況だけでなく、ブレーキペダルの踏み込み状況や走行速度の変化に基づいて、運転者が現状でどの様に走行しようとしているかの意思を推定し、上記無段変速機の変速比を、推定した意思に応じて適正と考えられる値に調節して、上記道路状況に適した車速での走行を可能にするものである。

本発明の車両用無段変速機の制御装置は、無段変速機と、この無段変速機の変速比を調節する為の制御器と、車両の走行速度を検出する為の速度検出手段と、ブレーキペダルの操作状態を検出する為のブレーキ操作状態検出手段とを備える。
そして、この制御器は、上記走行速度検出手段により上記車両が走行状態にあると判定され、且つ、上記ブレーキ操作状態検出手段により上記ブレーキペダルが操作されたと判定された場合に、このブレーキペダルの操作状態に応じて上記無段変速機の変速比を調節する機能を有する。

上述の様に構成する本発明の車両用無段変速機の制御装置は、ブレーキペダルの操作状況を観察する事により、運転者が現状でどの様に走行しようとしているかの意思を推定する。そして、この推定した意思に応じて、無段変速機の変速比を適正と考えられる値に調節する為、エンジンブレーキに基づく制動力を、道路状況及び運転者の意思に適した車速を確保する為に適正な大きさにできる。この結果、上記アクセルペダルや上記ブレーキペダルの操作を頻繁に繰り返さなくても、適切な車速での走行を可能にして、運転者の疲労低減、渋滞や追突事故の発生防止を図れる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、制御器に、ブレーキ操作状態検出手段が検出したブレーキペダルの操作状態に基づいて無段変速機の目標変速比を求め、この無段変速機の変速比をこの目標変速比に調節する機能を持たせる。
この様に構成すれば、運転者の意志をブレーキペダルの操作状況に応じて無段変速機の変速比に迅速に反映させ、安定した走行状態を実現できる。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、ブレーキペダルが操作されたと判定された場合に、上記無段変速機の変速比を減速側に調節する。
この様に構成すれば、ブレーキペダルを操作する事により表された、車両を減速しようとする運転者の意志を、上記無段変速機の変速比に反映させて、運転者の負担を抑えつつ、安定した走行状態を実現できる。

又、上述の様な請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項４に記載した様に、ブレーキ操作状態検出手段に、ブレーキペダルの踏み込み速度を求める機能を持たせる。そして、制御器に、この踏み込み速度が速い程、変速比を減速側に調節する速度を速くする機能を持たせる。
或いは、請求項５に記載した様に、ブレーキ操作状態検出手段に、ブレーキペダルの踏み込み力を求める機能を持たせる。そして、制御器に、この踏み込み力が大きい程、変速比を減速側に調節する程度（変速比の調節幅）を大きくする機能を持たせる。
この様に構成すれば、ブレーキペダルの操作状態により、運転者が車両を減速しようとする意志だけでなく、減速しようとする程度迄汲み取って、無段変速機の変速比の調節を行なえる。この為、運転者の負担をより抑えつつ、安定した走行状態を実現できる。

又、上述の様な請求項３〜５に記載した発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項６に記載した様に、制御器に、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、ブレーキペダルの再操作やアクセルペダルの踏み込み等、次に変速比を調節すべき状態が出現する迄の間、上記操作が終了したと判定された時点での変速比に保持する機能を持たせる。
或いは、請求項７に記載した様に、制御器に、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、ブレーキペダルの再操作やアクセルペダルの踏み込み等、次に変速比を調節すべき状態が出現しない限り、上記操作が終了したと判定された時点での変速比から上記ブレーキペダルが操作される直前の変速比まで徐々に（例えば１乃至数秒を要して）戻す機能を持たせる。
或いは、請求項８に記載した様に、アクセルペダルの踏み込み状態を検出する為のアクセル操作状態検出手段を備える。そして、制御器に、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、その時点での走行速度と上記アクセルペダルの踏み込み状態とから求められる目標変速比に徐々に（例えば１乃至数秒を要して）変更する機能を持たせる。
この様な構成を採用すれば、運転者が減速の為に踏んでいた（操作していた）ブレーキペダルから足を離した後、上記無段変速機の変速比を適正値にして、車両の走行状態を安定させる事ができる。尚、上述の請求項６〜８のうち、請求項６、７に示した発明の何れを実施するかは、車両の走行速度に応じて選択する事ができる。例えば、１０ｋｍ／ｈ（或いは５ｋｍ／ｈ）以下の低速走行時には請求項６に記載した発明を、それ以外の場合には請求項７に記載した発明を、それぞれ実施する事が考えられる。

又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項９に記載した様に、無段変速機を、ハーフトロイダル型或いはフルトロイダル型のトロイダル型無段変速機構と、遊星歯車機構等の歯車式の差動機構とを組み合わせて成り、入力軸を回転させた状態のまま出力軸を停止させられる、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置とする。
上記トロイダル型無段変速機は、ベルト式の無段変速機に比べて変速動作が速く、運転者の意図に応じた減速状態を迅速に実現できる為、変速比調節により走行状態を安定させる面から、上記ベルト式の無段変速機に比べて有利である。又、上記無限大の変速比を実現できる構造の場合には、極低速の走行状態を実現できる為、例えば請求項６に記載した発明と組み合わせて実施する事により、渋滞時にブレーキペダルから足を離した状態で微速走行が可能になる等、運転者の負担軽減の面から有利である。

図１〜８は、本発明の実施例を示している。このうちの図１は、前述の特許文献５に記載されている様に、トロイダル型無段変速機構と歯車式の差動機構とを組み合わせる事により、入力軸３を回転させた状態のまま出力軸１４を停止させられる、所謂無限大の変速比を実現できる無段変速装置のブロック図を示している。本実施例の場合には、この様な無段変速装置の変速比を、ブレーキペダルの操作状態に応じて調節する様に構成している。上記図１中、太矢印は動力の伝達経路を、実線は油圧回路を、破線は電気回路を、それぞれ示している。エンジン１の出力は、ダンパ２を介して、上記入力軸３に入力される。この入力軸３に伝達された動力は、トロイダル型無段変速機４を構成する油圧式の押圧装置５から入力側ディスク６に伝達され、更にパワーローラ７を介して出力側ディスク８に伝達される。

これら両ディスク６、８のうち、入力側ディスク６の回転速度は入力側回転センサ９により、出力側ディスク８の回転速度は出力側回転センサ１０により、それぞれ測定して、制御器１１に入力し、上記両ディスク６、８間の（トロイダル型無段変速機４の）変速比（速度比）を算出自在としている。又、上記入力軸３に伝達された動力は、直接又は上記トロイダル型無段変速機４を介して、差動ユニットである遊星歯車機構１２に伝達される。そして、この遊星歯車機構１２の構成部材の差動成分が、クラッチ装置１３を介して上記出力軸１４に取り出される。尚、このクラッチ装置１３は、後述する図２に示す低速用クラッチ１５及び高速用クラッチ１６を表すものである。又、上記出力軸１４の回転速度を、出力軸回転センサ１７により検出自在としている。

一方、上記ダンパ２部分から取り出した動力によりオイルポンプ１８（図２の１８ａ、１８ｂ）を駆動し、このオイルポンプ１８から吐出した圧油を、上記押圧装置５と、上記パワーローラ７を支持した支持部材であるトラニオンを枢軸（図示省略）の軸方向に変位させるアクチュエータ１９（図２参照）の変位量を制御する為の制御弁装置２０とに、送り込み自在としている。尚、この制御弁装置２０とは、後述する図２に示す変速比制御弁２１と、差圧シリンダ２２と、補正用制御弁２３ａ、２３ｂと、高速用切換弁２４及び低速用切換弁２５とを合わせたものである。このうちの変速比制御弁２１は、上記アクチュエータ１９への油圧の給排を制御するものである。又、このアクチュエータ１９に設けた１対の油圧室２６ａ、２６ｂ（図２参照）内の油圧を油圧センサ２７（実際には図２に示す様に１対の油圧センサ２７ａ、２７ｂ）により検出して、その検出信号を、上記制御器１１に入力している。

この制御器１１は、上記油圧センサ２７からの信号に基づいて、上記トロイダル型無段変速機４を通過するトルク（通過トルク）を算出する。そして、この様に算出される通過トルクに応じてトロイダル型無段変速機４の変速比を補正すべく、上記変速比制御弁２１の構成部材であるスリーブ２８（図２参照）を上記差圧シリンダ２２により変位させる。この様な差圧シリンダ２２への圧油の給排は、上記補正用制御弁２３ａ、２３ｂにより制御される。又、上記制御弁装置２０は、ステッピングモータ２９と、ライン圧制御用電磁弁３０と、上記補正用制御弁２３ａ、２３ｂを切り換える為の電磁弁３１と、上記高速用切換弁２４及び低速用切換弁２５を切り換える為のシフト用電磁弁３２とにより、その作動状態を切り換えられる。そして、これらステッピングモータ２９と、ライン圧制御用電磁弁３０と、電磁弁３１と、シフト用電磁弁３２とは、何れも上記制御器１１からの制御信号に基づいて切り換えられる。

又、上記制御器１１には、前記各回転センサ９、１０、１７及び上記油圧センサ２７からの信号の他、油温センサ３３の検出信号と、ポジションスイッチ３４の位置信号と、アクセルセンサ３５の検出信号と、ブレーキスイッチ３６の検出信号と、ブレーキ液圧スイッチ３７の検出信号と、ブレーキ液圧センサ３８の測定信号とを入力している。このうちの油温センサ３３は、無段変速装置を納めたケーシング内の潤滑油（トラクションオイル）の温度を検出するものである。又、上記ポジションスイッチ３４は、後述する図２に記載した手動油圧切換弁３９を切り換える為の、運転席に設けられたシフトレバー（操作レバー）の操作位置（選択位置）を表す信号を発するものである。又、上記アクセルセンサ３５は、アクセルペダルの開度を検出する為のものであり、特許請求の範囲に記載したアクセル操作状態検出手段である。又、上記ブレーキスイッチ３６及び上記ブレーキ液圧スイッチ３７は、特許請求の範囲に記載したブレーキ操作状態検出手段である。

又、上記ブレーキスイッチ３６は、ブレーキペダルが踏まれた事を検出して、その事を表す信号を発するもので、ブレーキランプを点灯させる為に従来から使用されているスイッチを使用する。この様なブレーキスイッチ３６のＯＮ、ＯＦＦは、上記ブレーキペダルが少し踏み込まれただけでマスターシリンダ部分の油圧が全く上昇しない程度の、僅かな変位量を閾値として行なわれる。ＯＮ、ＯＦＦの間に所定のヒステリシスが存在する事は、一般的な検知スイッチの場合と同様である。又、上記ブレーキ液圧スイッチ３７は、上記ブレーキペダルが踏まれる事に伴って、ブレーキ用油圧回路の何れかの部分（例えばマスタシリンダの吐出ポートに繋がる部分）の油圧が上昇した事を検出して、その事を表す信号を発するものである。この様なブレーキ液圧スイッチ３７のＯＮ、ＯＦＦは、上記何れかの部分の油圧が（殆ど制動力を生じさせない程度に）僅かに上昇しただけの圧力を閾値として行なわれる。ＯＮ、ＯＦＦの間に所定のヒステリシスが存在する事は、上記ブレーキスイッチ３６の場合と同様である。更に、上記ブレーキ液圧センサ３８は、制動力の大小に比例した油圧が存在する上記ブレーキ用油圧回路の何れかの部分（例えばマスタシリンダの吐出ポートに繋がる部分）の油圧を測定して、この油圧の大きさを表す信号を発するものである。

又、上記制御器１１は、上記各スイッチ３４、３６、３７及び各センサ９、１０、１７、２７、３３、３５、３８からの信号に基づいて、上記ステッピングモータ２９と、ライン圧制御用電磁弁３０と、電磁弁３１と、シフト用電磁弁３２とに上記制御信号を送る他、前記エンジン１を制御する為のエンジンコントローラ４０に制御信号を送る。そして、前述した特許文献３に記載されている様に、入力軸３と出力軸１４との間の速度比を変えたり、或は停止時若しくは極く低速走行時に前記トロイダル型無段変速機４を通過して上記出力軸１４に加えられるトルク（通過トルク）を制御する。更に、特許文献５に記載された発明の場合には、前記入力側回転センサ９及び前記出力側回転センサ１０の検出信号に基づいて、上記出力軸１４の回転速度及び回転方向を算出し、上記通過トルクの制御を行なう。

図２は、上述の様な無段変速装置を制御する油圧回路を示している。この油圧回路では、油溜４１から吸引されてオイルポンプ１８ａ、１８ｂにより吐出された圧油を、調圧弁４２ａ、４２ｂで所定圧に調整自在としている。又、これら両調圧弁４２ａ、４２ｂのうち、手動油圧切換弁３９側に送る油圧を調整する為の調圧弁４２ａによる調整圧を、ライン圧制御用電磁弁３０の開閉に基づいて調節自在としている。そして、上記両調圧弁４２ａ、４２ｂにより圧力を調整された圧油を、変速比制御弁２１を介してアクチュエータ１９に送り込み自在とする他、差圧シリンダ２２のストロークを調節する為の補正用制御弁２３ａ、２３ｂに、電磁弁３１の開閉に基づいて送り込み自在としている。又、上記圧油を、油圧式の押圧装置５に送り込む様にしている。

又、この圧油は、上記手動油圧切換弁３９と、高速用切換弁２４又は低速用切換弁２５とを介して、低速用クラッチ１５又は高速用クラッチ１６の油圧室内に送り込み自在としている。又、これら低速用、高速用各クラッチ１５、１６のうちの低速用クラッチ１５は、減速比を大きくする（変速比無限大を含む）低速モードを実現する際に接続されると共に、減速比を小さくする高速モードを実現する際に接続を断たれる。これに対して、上記高速用クラッチ１６は、上記低速モードを実現する際に接続を断たれると共に高速モードを実現する際に接続される。又、これら低速用、高速用各クラッチ１５、１６への圧油の給排状態は、前記シフト用電磁弁３２の切り換え状態に応じて切り換えられる。

更に、本実施例の場合には、アクセルペダルを踏まずに走行中、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に、このブレーキペダルの操作状態に応じて、上記無段変速装置の変速比を調節する様に構成している。この場合に、車両が走行中であるか否かは、前記出力軸回転センサ１７の検出信号により判定する。即ち、前記出力軸１４の回転速度は、車両の走行速度に比例するので、この回転速度から分かる走行速度が予め設定した閾値（Ｖkm/h）以上の場合にのみ、前記制御器１１に、本発明の特徴である、ブレーキペダルの操作状態に応じて無段変速装置の変速比を調節する機能を発揮させる。車両が停止若しくは極低速（例えば１km/h未満）で走行している場合、及び、アクセルペダルが踏まれた状態で走行中の場合には、上記ブレーキペダルの操作状態に応じて無段変速装置の変速比を調節する意味はないので、上記制御器１１は上記機能を発揮する事はない。尚、上記アクセルペダルが踏まれているか否かは、前記アクセルセンサ３５の検出信号により判定する。又、上記ブレーキペダルの操作状態（踏み込み速度及び踏み込み強さ）は、前記ブレーキスイッチ３６、ブレーキ液圧スイッチ３７、ブレーキ液圧センサ３８の検出信号或いは測定信号により判定する。又、上記無段変速装置の変速比の調節は、前記アクチュエータ１９により前記トロイダル型無段変速機４の変速比の調節による他、必要に応じて（その時点での無段変速装置全体の変速比に応じて）、前記低速用、高速用両クラッチ１５、１６を断接する事（モード切換）によっても行なう。

先ず、走行時にブレーキペダルが踏み込まれた場合に、このブレーキペダルの踏み込み速度に応じて、上記無段変速装置の変速比を調節する場合（請求項４に記載した発明）に就いて、図３〜４により説明する。この場合には、図３のフローチャートに示す様に、ステップ１で、車両の走行速度が予め設定した閾値（Ｖkm/h）以上であるか否かを、前記出力軸回転センサ１７の検出信号に基づいて判定する。上記走行速度が上記閾値未満である場合には、ブレーキペダルの踏み込みに基づく変速比制御は行なわず、そのまま終了する。

これに対して、上記走行速度が上記閾値以上である場合には、ステップ２に進み、ブレーキペダルが踏まれているか否かを、前記ブレーキスイッチ３６の検出信号に基づいて判定する。この様なステップ２で、上記ブレーキペダルが踏まれていないと判定した場合には、ブレーキペダルの踏み込みに基づく変速比制御は行なわない。但し、それ以前にブレーキペダルが踏み込まれており、この踏み込みに伴う変速比制御が行なわれていた場合には、ステップ３、４で、変速比を通常制御による値に戻す制御を行なってから終了する。それ以前にもブレーキペダルが踏み込まれておらず、この踏み込みに伴う変速比制御が行なわれていなかった場合には、変速比の値に関して、通常の変速比制御での値とその時点での値との間に差が存在しないので、上記ステップ３、４はそのまま通過する。それ以前にブレーキペダルが踏み込まれており、この踏み込みに伴う変速比制御が行なわれていた場合に於ける、上記ステップ３、４での動作に就いては後述する。

上記ステップ２で、上記ブレーキペダルが踏まれていると判定した場合には、ブレーキペダルの踏み込みに基づく変速比制御を行なう。この場合に、先ず、ステップ５で、このブレーキペダルの踏み込み速度を求める。この踏み込み速度は、上記ブレーキスイッチ３６がＯＮされてから前記ブレーキ液圧スイッチ３７がＯＮされる迄の時間の長さに基づいて求める。即ち、上記ブレーキペダルの踏み込み量（踏み込み力）の変化に伴って、上記ブレーキスイッチ３６のＯＮ、ＯＦＦ状態が図４の（Ａ）の細線ａに示す様に変化するのに対して、上記ブレーキ液圧スイッチ３７のＯＮ、ＯＦＦ状態は、同図の全線ｂに示す様に変化する。即ち、ブレーキペダルを踏み込んだ場合には、先ず上記ブレーキスイッチ３６がＯＮされてから時間Ｔだけ経過した後、上記ブレーキ液圧スイッチ３７がＯＮされる。そして、この時間Ｔは、図４の（Ｂ）に示す様に、上記ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓが速い（ブレーキペダルの操作が急である）程短くなる。そこで、前記制御器１１は、上記図４の（Ｂ）に示す関係から、上記時間Ｔに基づいて、上記ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓを求める。

上記ステップ５でこのブレーキペダルの踏み込み速度Ｓを求めたならば、次のステップ６で、このブレーキペダルの操作状態に応じて、図１に示した無段変速装置の変速比を調節する。即ち、上記制御器１１は、このブレーキの操作状態、即ち、上記踏み込み速度Ｓに基づいて、上記無段変速装置の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を求め、この無段変速装置の変速比をこの目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」に調節する。尚、多くの場合には、この目標変速比の実現を（前記低速用クラッチ１５及び前記高速用クラッチ１６の断接を伴わずに）、前記トロイダル型無段変速機４の変速比「ｅＣＶＵ」を調節する事により行なう。そこで、以下の説明は、上記踏み込み速度Ｓに基づいて上記トロイダル型無段変速機４の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」を求め、このトロイダル型無段変速機４の変速比をこの目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」に調節する場合に就いて行なう。但し、ブレーキペダルが踏み込まれた瞬間に於ける、上記無段変速装置全体としての変速比が、低速モードと高速モードとが切り換えられる変速比に近いと、上記踏み込み速度Ｓに基づいて上記無段変速装置の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を求めた場合に、この目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を実現する為には、上記低速用クラッチ１５及び上記高速用クラッチ１６の断接を行なう必要が生じる可能性もある。この様な場合でも、これら両クラッチ１５、１６の断接を行なうと共に、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を調節する以外、基本的には、同様にして、上記目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を実現する。

前記ステップ２でブレーキペダルが操作されたと判定された場合には、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を、無段変速装置全体としての変速比が減速側に変化する様に、所定量だけ調節する。この所定量は、後述する図５〜８に示す様に、ブレーキペダルの踏み込み力（踏力∝制動力）に応じて決定するが、図３の説明では、単に所定量とする。何れにしても、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を所定量減速側に調節する場合に、この変速比の値自体に関して調節量（チューニング値α）を設定するか、或いは、上記トロイダル型無段変速機４の変速比を調節する為の、前記ステッピングモータ２９（ＳＭ）の位置に関して調節量（チューニング値α）を設定する。前者の場合には、上記ステップ６で、その時点（ブレーキペダルが踏み込まれた瞬間）に於ける上記トロイダル型無段変速機４の変速比「Ｐ＿ｅＣＶＵ」から調節量（チューニング値α）を減じた（無段変速装置全体としての変速比を減速側に変化させる）目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」（＝Ｐ＿ｅＣＶＵ−α）を設定する。これに対して、後者の場合には、上記ステップ６で、その時点に於ける上記ステッピングモータ２９の位置「Ｐ＿ＳＭ」から調節量（チューニング値α）を減じた目標位置「Ｔ＿ＳＭ」（＝Ｐ＿ＳＭ−α）を設定する。

上記ステップ６で、上記トロイダル型無段変速機４の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」、或いは、上記ステッピングモータ２９の目標位置「Ｔ＿ＳＭ」を設定したならば、次のステップ７で、上記目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」、或いは、この目標位置「Ｔ＿ＳＭ」に達するまでの時間（変速速度Ｇ）を求める。即ち、前記制御器１１は、図４の（Ｃ）に示す様に、上記ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓが速い程、変速比を減速側に調節する変速速度Ｇを速くする（チューニング値α分の調節を短時間で行なわせる）。

この様にして、上記トロイダル型無段変速機４の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」、或いは、上記ステッピングモータの目標位置「Ｔ＿ＳＭ」を設定し、変速速度Ｇを求めたならば、次のステップ８で変速制御を実施する。そして、無段変速装置全体としての変速比を、前記目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」にして終了する。以下、上述のステップ２、５〜８を繰り返して、ブレーキペダルの操作状態が変化しない限り、この目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を維持する。

これに対して、上記ステップ２で、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたと判定された場合には、次の(A) 〜(C) のうちの何れかの制御を行なう。これら(A) 〜(C) のうち、(A)(B)何れの制御を行なうかは、例えば、その時点の走行速度に対応して決める。(c) は、アクセルペダルが踏み込まれた場合である。
(A) ブレーキペダルの再踏み込み或いはアクセルペダルの踏み込み等の、変速比を調節すべき状態が次に出現する迄の間、無段変速装置の変速比を、上記ブレーキペダルの踏み込みが解除されたと判定された時点での変速比に保持する（請求項６に記載した発明）。
(B) 次に変速比を調節すべき状態が出現しない限り、上記ブレーキペダルの踏み込みが解除された時点での変速比から、上記ブレーキペダルが操作される直前の（ステップ２の判定を行なう時点の）変速比まで徐々に戻す（請求項７に記載した発明）。
(C) 前記アクセルセンサ３５の検出信号を勘案して、上記ブレーキペダルの踏み込みが解除された時点での走行速度と、アクセルペダルの踏み込み状態とから求められる目標変速比に、徐々に変更する（請求項８に記載した発明）。

図３には、このうちの(C) に就いて示している。即ち、この図３に示した例では、通常の走行状態（ブレーキペダルが踏まれない状態）での変速比を、上記ブレーキペダルの踏み込み解除後の目標変速比として設定する。この目標変速比は、前記制御器１１が、上記アクセルセンサ３５の検出信号と、前記出力軸回転センサ１７の検出信号から求められる走行速度とを勘案して、前記トロイダル型無段変速機４自体の目標変速比、或いは、前記ステッピングモータ２９の目標位置として設定する。

この様にして上記ブレーキペダルの踏み込み解除後の目標変速比を設定したならば、ステップ４で、この目標変速比を実現する為の変速速度Ｇ´を設定する。この変速速度Ｇ´は、次の(a)(b)の何れかにより設定する。
(a) 上記ブレーキペダルの踏み込みを解除した瞬間の変速比と上記目標変速比との差に関係なく、常に一定で徐々に（例えば１乃至数秒を要して）戻す。
(b) 上記ブレーキペダルの踏み込みを解除した瞬間の変速比と上記目標変速比との差に応じて変速速度を調節し、この差が大きい程変速速度Ｇ´を速くする。
何れにしても、ブレーキペダルの踏み込み解除後に、変速ショックを生じさせず、従って乗員に違和感を与える事なく、滑らかな変速動作を実現できる。特に、上記(b) によれば、ブレーキペダルの踏み込みに伴う調節量（チューニング値α）が大きい場合でも、乗員が違和感を受ける状況の発生を防止しつつ、目標変速比に達するまでの時間短縮を図れる。

上述の様にして、上記ブレーキペダルの踏み込み解除後の目標変速比を設定し、変速速度Ｇ´を設定したならば、次のステップ８で変速制御を実施する。そして、無段変速装置全体としての変速比を、前記目標変速比にして終了する。以下、上述のステップ２〜４、８を繰り返して、ブレーキペダルが踏まれない限り、通常の変速制御を行なう。

次に、ブレーキペダルが操作されたと判定された場合にトロイダル型無段変速機４の変速比を、無段変速装置全体としての変速比が減速側に変化する様に調節する所定量（調節量、チューニング値α）を、ブレーキペダルの踏み込み力（踏力∝制動力）に応じて決定する機能に就いて、図５〜６により説明する。このうちの図５は、上記所定量を求め、更に変速制御を実施する動作を示すフローチャートであるが、この図５のステップ１〜４は前述の図３のステップ１〜４と、図５のステップ６は図３のステップ５と、図５のステップ８〜９は図３のステップ７〜８と、それぞれ同様（図３のステップ５と図５のステップ６とも実質的に同じ）であるから、重複する説明は省略若しくは簡略にする。要するに、図５の特徴は、ステップ５〜７で、図６に示す様な関係から、上記所定量（減速側への変速比の調節程度）を求める点にある。

図５に示したフローチャートのステップ２で、ブレーキペダルが踏まれていると判定した場合には、ステップ５で、このブレーキペダルの踏み込み力を、前記ブレーキ液圧センサ３８の測定信号に基づいて求める。この測定信号から求められる上記ブレーキペダルの踏み込み力は、運転者が得ようとする制動力に比例したものである。次いで、ステップ６で、上記ブレーキ液圧センサ３８の測定信号の変化を微分する事により、上記ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓを求めたならば、ステップ７で、前記制御器１１が上記所定量を求める。即ち、この制御器１１が上記踏み込み力に基づいて、無段変速装置全体としての変速比を減速側に変化させる為に要する、トロイダル型無段変速機４の変速比に関する所定量（調節量、チューニング値α）を、上記図６に示した関係から求める。この場合に上記制御器１１は、請求項５に記載した発明の様に、上記踏み込み力が大きい程、変速比を減速側に調節する程度を大きくする。尚、図５には、上記トロイダル型無段変速機４の変速比の値自体に関して調節量（チューニング値α）を設定する場合に就いて示している。但し、この調節量は、前述の図３のステップ６の様に、ステッピングモータ２９（ＳＭ）の位置に関して設定する事もできる。

上記ステップ６で、上記所定量αを求め、更にこの所定量αに基づいて上記トロイダル型無段変速機４の目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＵ」（或いは上記ステッピングモータ２９の目標位置「Ｔ＿ＳＭ」）を設定し、更に次のステップ８で変速速度Ｇを求めたならば、次のステップ９で変速制御を実施する。そして、無段変速装置全体としての変速比を、前記目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」にして終了する。以下、上述のステップ２、５〜９を繰り返して、ブレーキペダルの操作状態が変化しない限り、この目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」を維持する。上記ステップ２でブレーキペダルの踏み込みが解除されたと判定された場合の動作は、前述の図３の場合と同様である。

次に、図７は、図３、５のフローチャートに示した動作に比べて、より実際的な動作を示している。即ち、これら図３、５に示したフローチャートは、組み合わされた状態で実施するが、アクセルペダルの操作に就いては何れも考慮していない。ブレーキペダルの踏み込み解除後は、通常の制御に戻る事のみを考慮している。一方、車両の運転時には、ブレーキペダルだけでなくアクセルペダルも操作されるし、ブレーキペダルの踏み込みを解除した直後にアクセルペダルを踏み込む場合も多い。上記図７は、この様にブレーキペダルの踏み込みを解除した直後にアクセルペダルを踏み込んだ場合に、滑らかな変速動作を行なえる様にする為のものである。上記図７の様な動作が必要となる事を理解する為に、ブレーキペダルの踏み込みに伴って、無段変速装置の変速比を減速側に調節していた状態から、急にブレーキペダルの踏み込みを解除し、直ちにアクセルペダルを踏み込んだ場合に就いて考える。この様な場合に、上記無段変速装置の変速比を、直ちにアクセルペダルの踏み込みに応じた変速比に変更すると、変速比の変化が急過ぎて、運転者等の乗員に違和感を与える可能性がある。そこで、図７に示したフローチャートでは、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたと判定された場合に、前記出力軸回転センサ１７の測定信号と前記アクセルセンサ３５の検出信号とに基づいて、無段変速機の変速比を、その時点での走行速度と上記アクセルペダルの踏み込み状態とから求められる目標変速比に徐々に変更する様にしている。

この様な図７と上記図５とを比較した場合、この図７のステップ１〜７は、この図５のステップ１、２、５〜９と基本的に同じである。但し、前述の図５のステップ７では、変速比を減速側に調節する為の所定量（調節量、チューニング値α）を、前述の図６のマップ（ブレーキペダル踏み込み力と所定量との関係）に基づいて求め、この所定量と現在の変速比とから目標変速比を決定していたのに対して、図７のステップ５では、図８（Ｂ）に示すマップ（ブレーキペダルの踏み込み力毎の車速と目標変速比との関係）に基づいて目標変速比を決定する。この図８（Ｂ）は、横軸に車速を、縦軸に変速比を、それぞれ表し、ブレーキペダルの踏み込み力を各線の位置で表したものである。ブレーキペダルの踏み込み力を表す線のうちの全線はブレーキペダルの踏み込み力が弱い状態を、細線はこのブレーキペダルの踏み込み力が強い状態を、その踏み込み力の大きさ毎にそれぞれ表している。又、上記図７のステップ６では、同図のステップ４で求めたブレーキペダルの踏み込み速度Ｓから、変速速度Ｇ（目標変速比へ達するまでの時間）を、図９（Ｂ）に示すマップ（ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓと変速速度Ｇとの関係）に基づいて決定する。

更に、上記図７に示したフローチャートの場合には、ステップ２でブレーキペダルの踏み込みが解除されたと判定した場合で、ステップ８でアクセルペダルが踏み込まれていると判定した場合に、次のステップ９で、このアクセルペダルの開度を、前記アクセルセンサ３５の検出信号に基づいて検出する。次いで、ステップ１０で上記アクセルペダルの踏み込み速度ｓを、上記アクセルセンサ３５の検出信号（アクセル開度）の変化を微分する事により求める。そして、ステップ１１で目標変速比を、アクセル開度と車速とに基づいて、例えば図８の（Ａ）に示す様なマップにより求める。この図８（Ａ）は、横軸に車速を、縦軸に変速比を、それぞれ表し、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込みの大きさ）を各線の位置で表したものである。アクセル開度を表す線のうちの全線はアクセルペダルの踏み込みが解除された状態を、細線はアクセルペダルを踏み込んだ状態を、その踏み込みの大きさ（アクセル開度）毎にそれぞれ表している。

そして、ステップ１２で、上記ステップ１０で求めた上記アクセルペダルの踏み込み速度ｓと、上記ステップ１１で求めた目標変速比とに基づいて、図９（Ａ）から、変速動作の速度ｇを求める。そして、他の場合（図３、５に示した場合）と同様に、ステップ７で、変速制御を実施して、無段変速装置全体としての変速比を上記目標変速比「Ｔ＿ｅＣＶＴ」にして終了する。以下、各ステップ１、２、８〜１２、７を繰り返して、ブレーキペダルの操作状態が変化しない限り、上記目標変速比を維持する。上記ステップ８でアクセルペダルが踏み込まれていないと判定した場合の動作を示したステップ１３、１４は、アクセル開度を考慮しない点以外、前述の図５のステップ３、４と、基本的に同じである。

本発明の車両用無段変速機の変速制御装置は、以上に述べた様に構成し作用する事により、運転者が現状でどの様に走行しようとしているかの意思を推定して、無段変速装置の変速比を適正と考えられる値に調節できる。この為、エンジンブレーキに基づく制動力を、道路状況及び運転者の意思に適した車速を確保する為に適正な大きさにできて、上記アクセルペダルや上記ブレーキペダルの操作を頻繁に繰り返さなくても、適切な車速での走行を可能にして、運転者の疲労低減、渋滞や追突事故の発生防止を図れる。又、低コストで構成できて、しかも車両の挙動を運転者の意図に適応したものにできる。

尚、運転者によるブレーキペダルの操作状況の検出は、ブレーキ液の圧力を圧力センサにより検出する事で行なう事もできる。この場合には、ブレーキペダルの踏み込みに伴う上記圧力をリニアに判定できるので、無段変速機の変速比の調節もリニアに行なえる。又、センサの追加に伴うコスト上昇を抑える為と、この変速比の調節をリニアに行なう面とから、上記ブレーキ液の圧力を、互いに異なる３段階程度の圧力でＯＮ、ＯＦＦする圧力スイッチを使用して、この圧力を複数段で検出する事もできる。

本発明の変速制御装置の実施する無段変速装置の１例を示すブロック図。 変速制御の為の油圧回路図。 変速制御の動作の第１例を示すフローチャート。 各部の動作を説明する為の線図。 変速動作の第２例を示すフローチャート。 ブレーキペダルの踏み込み力と変速比の調節量との関係を示す線図。 変速動作の第３例を示すフローチャート。 車速と目標変速比との関係を、（Ａ）はアクセル開度毎に、（Ｂ）はブレーキペダル踏み込み力毎に、それぞれ示すマップ。 アクセルの踏み込み速度ｓと変速速度ｇとの関係を（Ａ）に、ブレーキペダルの踏み込み速度Ｓと変速速度Ｇとの関係を（Ｂ）に、それぞれ示す線図。

符号の説明

１ エンジン
２ ダンパ
３ 入力軸
４ トロイダル型無段変速機
５ 押圧装置
６ 入力側ディスク
７ パワーローラ
８ 出力側ディスク
９ 入力側回転センサ
１０ 出力側回転センサ
１１ 制御器
１２ 遊星歯車機構
１３ クラッチ装置
１４ 出力軸
１５ 低速用クラッチ
１６ 高速用クラッチ
１７ 出力軸回転センサ
１８、１８、１８ｂ オイルポンプ
１９ アクチュエータ
２０ 制御弁装置
２１ 変速比制御弁
２２ 差圧シリンダ
２３ａ、２３ｂ 補正用制御弁
２４ 高速用切換弁
２５ 低速用切換弁
２６ａ、２６ｂ 油圧室
２７、２７ａ、２７ｂ 油圧センサ
２８ スリーブ
２９ ステッピングモータ
３０ ライン圧制御用電磁弁
３１ 電磁弁
３２ シフト用電磁弁
３３ 油温センサ
３４ ポジションスイッチ
３５ アクセルセンサ
３６ ブレーキスイッチ
３７ ブレーキ液圧スイッチ
３８ ブレーキ液圧センサ
３９ 手動油圧切換弁
４０ エンジンコントローラ
４１ 油溜
４２ａ、４２ｂ 調圧弁

Claims (9)

1. 無段変速機と、この無段変速機の変速比を調節する為の制御器と、車両の走行速度を検出する為の速度検出手段と、ブレーキペダルの操作状態を検出する為のブレーキ操作状態検出手段とを備え、この制御器は、上記走行速度検出手段により上記車両が走行状態にあると判定され、且つ、上記ブレーキ操作状態検出手段により上記ブレーキペダルが操作されたと判定された場合に、このブレーキペダルの操作状態に応じて上記無段変速機の変速比を調節する機能を有する車両用無段変速機の変速制御装置。
2. 制御器は、ブレーキ操作状態検出手段が検出したブレーキペダルの操作状態に基づいて無段変速機の目標変速比を求め、この無段変速機の変速比をこの目標変速比に調節する機能を有する、請求項１に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
3. ブレーキペダルが操作されたと判定された場合に無段変速機の変速比を減速側に調節する、請求項２に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
4. ブレーキ操作状態検出手段は、ブレーキペダルの踏み込み速度を求める機能を備えており、制御器は、この踏み込み速度が速い程、変速比を減速側に調節する速度を速くする機能を有する、請求項３に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
5. ブレーキ操作状態検出手段は、ブレーキペダルの踏み込み力を求める機能を備えており、制御器は、この踏み込み力が大きい程、変速比を減速側に調節する程度を大きくする機能を有する、請求項３〜４のうちの何れか１項に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
6. 制御器は、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、次に変速比を調節すべき状態が出現する迄の間、上記操作が終了したと判定された時点での変速比に保持する機能を有する、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
7. 制御器は、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、次に変速比を調節すべき状態が出現しない限り、上記操作が終了したと判定された時点での変速比から上記ブレーキペダルが操作される直前の変速比まで徐々に戻す機能を有する、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した車両用車両用無段変速機の変速制御装置。
8. アクセルペダルの踏み込み状態を検出する為のアクセル操作状態検出手段を備え、制御器は、ブレーキ操作状態検出手段によりブレーキペダルの操作が終了したと判定された場合に、無段変速機の変速比を、その時点での走行速度と上記アクセルペダルの踏み込み状態とから求められる目標変速比に徐々に変更する機能を有する、請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
9. 無段変速機が、トロイダル型無段変速機構と歯車式の差動機構とを組み合わせて成り、入力軸を回転させた状態のまま出力軸を停止させられる無段変速装置である、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した車両用無段変速機の変速制御装置。
   

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