ベルト式無段変速機及び変速機制御装置
【課題】内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制すること。
【解決手段】ベルト式無段変速機は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するプライマリシャフトと、プライマリシャフトに設けられるプライマリ固定シーブと、プライマリ固定シーブと対向してプライマリシャフトに設けられて回転軸方向にプライマリシャフト上を移動するプライマリ可動シーブと、プライマリ可動シーブに対して作動油の圧力によって力を与えるプライマリプーリ油圧室と、変速比が最小値となった場合に、プライマリプーリ油圧室からプライマリプーリ油圧室の外部への作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み装置とを備える。
【解決手段】ベルト式無段変速機は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するプライマリシャフトと、プライマリシャフトに設けられるプライマリ固定シーブと、プライマリ固定シーブと対向してプライマリシャフトに設けられて回転軸方向にプライマリシャフト上を移動するプライマリ可動シーブと、プライマリ可動シーブに対して作動油の圧力によって力を与えるプライマリプーリ油圧室と、変速比が最小値となった場合に、プライマリプーリ油圧室からプライマリプーリ油圧室の外部への作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト式無段変速機及び変速機制御装置に関し、さらに詳しくは、油圧室内の作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無段変速機及び変速機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧室に作動油を供給し、その作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無段変速機がある。例えば、特許文献１には、油圧室の外部から油圧室への作動油の供給を許可する供給側弁と、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置を一定とする際に油圧室から外部への作動油の排出を禁止する排出側制御弁とを備えるベルト式無段変速機が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００２７０号公報、段落番号０００８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、可動シーブの固定シーブに対する軸方向の位置が一定となる場合以外に、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替える具体的な場合が開示も示唆もされていない。しかしながら、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替える場合によっては、内燃機関の燃料の消費量の増加を十分に抑制できないおそれがある。
【０００５】
例えば、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可との切り替えが頻繁に発生すると、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替えるために必要な動力が増大する。ここで、通常、前記動力は、内燃機関から取り出される回転から得られる。結果として、従来のベルト式無段変速機は、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可との切り替えが頻繁に発生すると内燃機関の燃料の消費量の増加の抑制が不十分になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るベルト式無段変速機は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブと、前記シャフトに設けられて、前記可動シーブに対して作動油の圧力によって前記回転軸方向の力を与えるプーリ油圧室と、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、変速比が最小値である場合、ベルト式無段変速機は、変速比がそれ以下にはならない、つまり、可動シーブがシャフト上を固定シーブに対して相対的にそれ以上移動しない。よって、変速比が最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機は、変速比を固定する以上の油圧、つまり可動シーブを固定シーブに対して相対的に移動させる油圧を必要としない。
【０００９】
よって、変速比が最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機は、プーリ油圧室が閉じ込み状態にされる方が好ましい。これにより、ベルト式無段変速機は、プーリ油圧室にオイルポンプによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、ベルト式無段変速機は、オイルポンプが消費する動力を低減できる。
【００１０】
本発明に係るベルト式無段変速機は、上記構成により、オイルポンプが消費する動力を低減できる。ここで、ベルト式無段変速機は、オイルポンプによって、前記作動油に圧力を与える。前記オイルポンプは、内燃機関から作動するための動力を得ている。よって、オイルポンプが消費する動力が増加すると、内燃機関のエネルギーが消費される。このエネルギーの消費を補うために、内燃機関は、燃料の噴射量が増加する。
【００１１】
このように、オイルポンプが消費する動力が増加すると、内燃機関の燃料の消費量が増加する。しかしながら、本発明に係るベルト式無段変速機は、上記構成により、オイルポンプが消費する動力を低減できる。よって、本発明に係るベルト式無段変速機は、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記ベルト式無段変速機の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記シャフトに前記回転を入力する前記内燃機関の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記シャフトの回転が停止するよりも前に、作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る変速機制御装置は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブとを備えるベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置であって、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るベルト式無段変速機及び変速機制御装置は、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。図１に示すように、車両１００の動力伝達機構は、ベルト式無段変速機１１０と、内燃機関１２０と、トルクコンバータ１３０と、前後進切換機構１４０と、減速装置１５０と、差動装置１６０と、を備える。
【００１９】
内燃機関１２０は、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１２１から回転を出力する。
【００２０】
なお、内燃機関１２０は、ピストンとシリンダとを備えるいわゆるレシプロ式の内燃機関に限定されない。内燃機関１２０は、回転力を出力できるものであればよく、例えば、内燃機関１２０は、ロータリー式の内燃機関でもよいし、モータでもよい。
【００２１】
トルクコンバータ１３０は、流体クラッチの一種であり、内燃機関１２０から取り出された回転を作動油を介して前後進切換機構１４０に伝える。また、トルクコンバータ１３０は内燃機関１２０から取り出されたトルクを増幅する。
【００２２】
前後進切換機構１４０は、トルクコンバータ１３０からの回転の回転方向を切り替えてベルト式無段変速機１１０へ前記回転を伝える。
【００２３】
ベルト式無段変速機１１０は、前後進切換機構１４０から入力される回転の回転速度を所望の回転速度に変更して出力する。なお、ベルト式無段変速機１１０の詳細な説明は後述する。
【００２４】
減速装置１５０は、ベルト式無段変速機１１０からの回転の回転速度を減速して差動装置１６０に前記回転を伝える。
【００２５】
差動装置１６０は、車両１００が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の車輪１８０と、外側の車輪１８０との回転速度の差を吸収する。
【００２６】
上記構成要素によって車両１００の動力伝達機構は形成される。内燃機関１２０から取り出された回転は、クランクシャフト１２１を介してトルクコンバータ１３０に伝えられる。トルクコンバータ１３０によってトルクが増幅された回転は、ベルト式無段変速機１１０の入力軸としてのインプットシャフト１３１を介して前後進切換機構１４０に伝えられる。
【００２７】
前後進切換機構１４０によって回転方向が切り替えられた回転は、入力側のシャフトとしてのプライマリシャフト５１を介してベルト式無段変速機１１０に伝えられる。ベルト式無段変速機１１０によって、回転速度を変更された回転は、減速装置１５０に伝えられる。
【００２８】
減速装置１５０によって減速された回転は、減速装置１５０のファイナルドライブピニオン１５１と、ファイナルドライブピニオン１５１に噛み合う差動装置１６０のリングギア１６１とを介して差動装置１６０に伝えられる。
【００２９】
差動装置１６０に伝えられた回転は、ドライブシャフト１７０に伝達される。差動装置１６０側とは反対側のドライブシャフト１７０には、車輪１８０が取り付けられる。ドライブシャフト１７０に伝えられた回転は車輪１８０に伝達される。これにより、車輪１８０は回転し、車輪１８０が路面に前記回転を伝達することにより車両１００は走行する。
【００３０】
ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０と、セカンダリプーリ６０と、ベルト８０とを含んで構成される。ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０に回転が入力される。プライマリプーリ５０に入力された回転は、セカンダリプーリ６０に伝えられる。この時、前記回転は、その回転速度を調整される。
【００３１】
セカンダリプーリ６０に伝えられた回転は、減速装置１５０に伝えられる。なお、入力軸であるプライマリシャフト５１の回転速度を出力側のシャフトとしてのセカンダリシャフト６１の回転速度で除算した値を変速比という。また、変速比を変更することを、以下、変速という。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るプライマリプーリを示す断面図である。ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０とが、ほぼ同様に構成される。よって、本実施形態では、プライマリプーリ５０を主に説明する。
【００３３】
プライマリプーリ５０は、プライマリシャフト５１と、プライマリ固定シーブ５２と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリプーリ油圧室５４と、スプライン５５と、プライマリ隔壁５６とを備える。プライマリシャフト５１は、図１及び図２に示すように、軸受８１、軸受８２によってインプットシャフト１３１の回転軸と同軸上に回転可能に支持される。ここで、セカンダリシャフト６１は、図１に示すように、軸受８３、軸受８４によってプライマリシャフト５１に対して平行に回転可能に支持される。
【００３４】
プライマリシャフト５１は、筒状に形成される。図２に示すように、プライマリシャフト５１は、回転軸ＲＬを軸として回転する。プライマリ固定シーブ５２は、通常は、プライマリシャフト５１と一体に形成される。なお、プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１と別個に形成され、プライマリシャフト５１に固定して設けられてもよい。このように構成されて、プライマリ固定シーブ５２は、回転軸ＲＬを軸にプライマリシャフト５１と一体に回転する。ここで、回転軸ＲＬと直交する方向を径方向という。プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１の外周から径方向に突出して形成される。
【００３５】
プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１とは別個に形成される。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１が嵌め込まれる貫通孔を有して形成される。前記貫通孔の内周面には、スプライン５５が形成される。プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５を介してプライマリシャフト５１に嵌め込まれて取り付けられる。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリ固定シーブ５２と対向してプライマリシャフト５１に嵌め込まれる。
【００３６】
スプライン５５は、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上をプライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿って摺動できるようにプライマリ可動シーブ５３を支持する。加えて、スプライン５５は、回転軸ＲＬを軸とする回転をプライマリシャフト５１からプライマリ可動シーブ５３へ伝える。よって、プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５により、プライマリシャフト５１上をスライドして移動すると共に、プライマリシャフト５１と一体に回転する。
【００３７】
プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との間には、略Ｖ字形状のプライマリ溝８０ａが形成される。また、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上を摺動することにより、プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との距離が変化する。ここで、セカンダリプーリ６０にも、図１に示すように、プライマリ溝８０ａと同様のセカンダリ溝８０ｂが形成される。
【００３８】
プライマリ溝８０ａとセカンダリ溝８０ｂとの間には、金属製の無端ベルトであるベルト８０が巻きかけられている。ベルト８０は、プライマリプーリ５０の回転をセカンダリプーリ６０へ伝える。
【００３９】
図２に示すように、プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリシャフト５１と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリ隔壁５６とによって囲まれて形成される空間である。プライマリ隔壁５６は、貫通孔を有して形成される。プライマリ隔壁５６は、前記貫通孔にプライマリシャフト５１が嵌め込まれてプライマリシャフト５１に設けられる。プライマリ隔壁５６は、プライマリ可動シーブ５３を境にして、プライマリ固定シーブ５２側とは反対側に設けられる。
【００４０】
プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油により、プライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２側へ押す。これにより、プライマリシャフト５１に沿って、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２側へ押される。これにより、プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリ溝８０ａに巻き掛けられるベルト８０に対して挟圧力を発生させる。
【００４１】
前記挟圧力により、プライマリ可動シーブ５３とプライマリ固定シーブ５２との距離が変化すると、セカンダリプーリ６０が備えるセカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との距離もベルト８０の張力を一定に保つように変化する。これにより、プライマリプーリ５０に対するベルト８０の接触半径と、セカンダリプーリ６０に対するベルト８０の接触半径とが変化する。このようにして、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０から取り出された回転を変速する。
【００４２】
プライマリシャフト５１は、第１油路ＯＬ０１を有する。第１油路ＯＬ０１は、一方の端部が作動油の供給元であるオイルタンクＯＴに接続され、他方の端部がプライマリプーリ油圧室５４に開口する。これにより、第１油路ＯＬ０１は、オイルタンクＯＴとプライマリプーリ油圧室５４との間で作動油を流す。第１油路ＯＬ０１は、プライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿う方向に形成される複数の軸方向油路ＯＬ０１ａと、回転軸ＲＬと直交する方向に形成される複数の径方向油路ＯＬ０１ｂとを含んで形成される。
【００４３】
第１油路ＯＬ０１の経路上には、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向かって順に、圧力発生手段としてのオイルポンプＯＰと、変速比制御側レギュレータＯＲａと、作動油閉じ込み手段としての作動油閉じ込み装置１０とが設けられる。オイルポンプＯＰは、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向けて作動油を送る。
【００４４】
ここで、オイルポンプＯＰは、クランクシャフト１２１から作動するための動力を得ている。よって、オイルポンプＯＰが消費する動力が増加すると、クランクシャフト１２１の有するエネルギーが消費される。このエネルギーの消費を補うために、内燃機関１２０は、燃料の噴射量が増加する。このように、オイルポンプＯＰが消費する動力が増加すると、内燃機関１２０の燃料の消費量が増加する。
【００４５】
本実施形態では、このオイルポンプＯＰが消費する動力の増加を抑制して、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制することを目的とする。なお、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加とは、燃費の悪化と同意である。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力の増加を抑制することにより、燃費の悪化を抑制する。
【００４６】
変速比制御側レギュレータＯＲａは、プライマリプーリ油圧室５４へ供給する作動油の圧力を調節する。また、変速比制御側レギュレータＯＲａは、後述するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０と電気的に接続される。変速比制御側レギュレータＯＲａは、プライマリプーリ油圧室５４から作動油を排出する際に、オイルタンクＯＴに作動油を戻す。
【００４７】
作動油閉じ込み装置１０は、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を制御する装置である。作動油閉じ込み装置１０は、所定の期間、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を禁止する。なお、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出が禁止されている状態を閉じ込み状態という。また、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出が許可されている状態を開放状態という。
【００４８】
図３は、プライマリプーリ油圧室が閉じ込み状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。図４は、プライマリプーリ油圧室が開放状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。以下に、作動油閉じ込み装置１０の一例を説明する。
【００４９】
作動油閉じ込み装置１０は、ピストン動作用油圧室１１と、シール部１２と、弁体１３と、ピストン１４と、スプリング１５とを備える。ピストン動作用油圧室１１は、ピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力によって、ピストン１４に対して押圧力を与える。シール部１２は、第１油路ＯＬ０１内にテーパ面１２ａを有して形成される。テーパ面１２ａは、プライマリプーリ油圧室５４に近づくほど向かい合うテーパ面同士の距離が大きくなる。
【００５０】
シール部１２は、開口１２ｂを有する。この開口１２ｂを介して作動油がシール部１２を行き来する。弁体１３は、球状に形成される。弁体１３の直径は、開口１２ｂの直径よりも大きい。弁体１３は、シール部１２のテーパ面１２ａとプライマリプーリ油圧室５４側から接触する。これにより、弁体１３は、開口１２ｂをプライマリプーリ油圧室５４側から塞ぐ。
【００５１】
ピストン１４は、受圧面１４ａと、棒状部１４ｂとを備える。受圧面１４ａは、ピストン動作用油圧室１１内に配置される。棒状部１４ｂは、第１油路ＯＬ０１内に配置される。棒状部１４ｂは、一方の端部が、受圧面１４ａと連結される。また、棒状部１４ｂは、他方の端部が、開口１２ｂを貫通して弁体１３と接触する、または連結される。これにより、ピストン１４がピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力によって、弁体１３に近づく方向へ移動すると、ピストン１４は、弁体１３をシール部１２から離れる方向へ押す。
【００５２】
スプリング１５は、ピストン１４に対して弁体１３から離れる方向の力を与える。なお、前記力は、ピストン１４が、弁体１３に近づく方向に動いた後に、その前の状態、つまり、図３に示す閉じ込み状態に戻るために必要な最低限の力である。
【００５３】
ピストン動作用油圧室１１には、作動油が供給される。以下に、前記作動油の供給経路を説明する。図２に示すように、プライマリシャフト５１には、第１油路ＯＬ０１と別の第２油路ＯＬ０２が形成される。第２油路ＯＬ０２は、一方の端部が作動油の供給元であるオイルタンクＯＴに接続され、他方の端部がピストン動作用油圧室１１に開口する。これにより、第２油路ＯＬ０２は、オイルタンクＯＴとピストン動作用油圧室１１との間で作動油を流す。第２油路ＯＬ０２は、プライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿う方向に形成される複数の軸方向油路ＯＬ０２ａと、回転軸ＲＬと直交する方向に形成される複数の径方向油路ＯＬ０２ｂとを含んで形成される。
【００５４】
第１油路ＯＬ０１の経路上には、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向かって順に、オイルポンプＯＰと、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂと、作動油閉じ込み装置１０とが設けられる。オイルポンプＯＰは、オイルタンクＯＴからピストン動作用油圧室１１に向けて作動油を送る。
【００５５】
閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、ピストン動作用油圧室１１に供給する作動油の圧力を調節する。また、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、後述するＥＣＵ４０と電気的に接続される。なお、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、ピストン動作用油圧室１１から作動油を排出する際に、オイルタンクＯＴに作動油を戻す。
【００５６】
ここで、図３に示すように、受圧面１４ａの作動油の圧力を受ける面積を受圧面積Ａｐとする。また、シール部１２の弁体１３と接触する部分は円形であり、前記円形の面積をシール部面積Ａｃｖとする。また、ピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力を油圧Ｐｃｖとし、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の圧力を油圧Ｐｓとする。また、スプリング１５が発生させる力をスプリング力Ｆとする。以下に、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態での各油圧室内の油圧の関係と、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態での各油圧室内の油圧の関係とを説明する。
【００５７】
閉じ込み状態の場合、弁体１３は、図３に示すように、シール部１２と接触する。これにより、油圧Ｐｓの大きさに関係なく、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出は、作動油閉じ込み装置１０により禁止される。
【００５８】
プライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする場合、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値よりも大きくなるように、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂによって油圧Ｐｃｖが調節される。これにより、弁体１３は、図４に示すように、ピストン１４によってシール部１２から離れる方向に移動する。弁体１３がシール部１２から離れると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、開口１２ｂを介してプライマリプーリ油圧室５４内から排出される。
【００５９】
なお、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合、作動油は、プライマリプーリ油圧室５４内に向かって弁体１３とシール部１２のテーパ面１２ａとの間の隙間を流れる。この作動油の流れにより、弁体１３がシール部１２から離れれば、ピストン１１が弁体１３から離れても、プライマリプーリ油圧室５４の開放状態は保たれる。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態に保つのに油圧Ｐｃｖを必要としない。
【００６０】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする場合、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値以下になるように、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂによって油圧Ｐｓを調節される。
【００６１】
ここで、弁体１３は、シール部１２の開口１２ｂに嵌り込んでいる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態に保つのに油圧Ｐｃｖを必要としない。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態から開放状態へ切り替える際、及びプライマリプーリ油圧室５４を開放状態から閉じ込み状態に切り替える際に油圧を必要とする。
【００６２】
なお、作動油閉じ込み装置１０は、上述の構成に限定されない。作動油閉じ込み装置１０は、所定の期間、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を禁止できる構成であればよい。例えば、図２に示す作動油閉じ込み装置１０は、プライマリ隔壁５６に設けられているが、第１油路ＯＬ０１の経路上であれば設置場所は限定されない。作動油閉じ込み装置１０は、例えば、プライマリシャフト５１に設けられてもよい。
【００６３】
ここで、作動油閉じ込み装置１０を備えないベルト式無段変速機１１０の場合、ベルト式無段変速機１１０の変速比を一定に保つ際は、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の圧力を一定に保つためにオイルポンプＯＰを作動させる。しかしながら、本実施形態の場合、閉じ込み状態の際は、オイルポンプＯＰを作動させることなく、プライマリプーリ油圧室５４内の圧力が一定に保たれる。つまり、オイルポンプＯＰを作動させることなく、ベルト式無段変速機１１０の変速比が一定に保たれる。
【００６４】
これにより、閉じ込み状態の間、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力が減少する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加が抑制される。
【００６５】
しかしながら、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生したり、実際の変速比とベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とのずれ量が増大したりするおそれがある。
【００６６】
なお、ベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とは、車両１００の走行条件からＥＣＵ４０が算出した変速比であって、ここでは、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制することを目的とした変速比である。
【００６７】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の暖機が遅れるおそれもある。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれがある。
【００６８】
ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生すると、閉じ込み状態と開放状態との切り替えに必要な油圧の分、オイルポンプＯＰを動作させるために必要な動力が増加する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００６９】
また、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生すると、ピストン１４の移動回数が増える。すると、棒状部１４ｂと弁体１３との衝突回数も増加し、弁体１３が摩耗して変形するおそれがある。また、弁体１３とシール部１２との衝突により、弁体１３とシール部１２とが摩耗して弁体１３とシール部１２とが変形するおそれがある。
【００７０】
これにより、ベルト式無段変速機１１０は、弁体１３とシール部１２との間に隙間ができる。この隙間を作動油が流れて、ベルト式無段変速機１１０は、閉じ込み状態が正しく保たれず、これによって、オイルポンプＯＰを動作させるために必要な動力が増加する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００７１】
ここで、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなる。以下にその理由を説明する。なお、以下の説明では、冷間始動時のように、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進する場合を前提とする。
【００７２】
プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態である場合、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、ベルト８０のひきずりや、プライマリプーリ油圧室５４を構成する構造部材から熱を受け取る。これにより、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の温度はプライマリプーリ油圧室５４外の作動油、すなわちベルト式無段変速機１１０のオイルパン内の作動油の温度よりも高くなる。
【００７３】
しかしながら、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、前記オイルパン内の作動油よりも温度が高いプライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、ベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０が閉じ込み状態であると前記オイルパン内の作動油の温度は上昇しにくくなる。
【００７４】
また、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量が減少する。ここで、通常、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量のうちの一部は、損失として熱となっている。
【００７５】
よって、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量が減少すると、作動油の発熱量も減少する。これにより、ベルト式無段変速機１１０が閉じ込み状態であると前記オイルパン内の作動油の温度は上昇しにくくなる。
【００７６】
このように、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなる。ここで、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなると、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大する。以下にその理由を説明する。
【００７７】
作動油は、潤滑油としても機能する。ベルト式無段変速機１１０の暖気が完了するまでの時間が長くなると、オイルパン内の作動油の温度の上昇が低減される。ここで、作動油の温度が低いほど作動油の粘度が高くなって、ベルト式無段変速機１１０の摺動部の摩擦抵抗が増大する。このように、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が長くなると、前記摩擦抵抗が増大する。
【００７８】
内燃機関１２０は、前記摩擦抵抗によって熱に変換された分のエネルギーを補うために、余分に燃料を噴射する。これにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべきときに、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態とすると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増え、結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大する。
【００７９】
また、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が流れる通路は、内燃機関１２０を冷却する冷却水が通る通路と並行して配置される場合がある。このような場合では、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が、各通路を構成する部材を介して前記冷却水と熱交換する。つまり、前記冷却水は、前記作動油によって温められる。
【００８０】
しかしながら、ベルト式無段変速機１１０の暖機が必要な際であって内燃機関１２０の暖機が必要な際に、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油の温度の上昇が遅れると、前記作動油が前記冷却水に与える熱量も低下する。よって、内燃機関１２０の暖機の完了も遅れる。内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、内燃機関１２０は、暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００８１】
本実施形態は上記の問題点を解決すべく、以下に記す構成と手順とを備える。ベルト式無段変速機１１０は、図１に示すように、変速比センサＤ０１と、作動油温度センサＤ０２と、冷却水温度センサＤ０３と、機関回転速度センサＤ０４と、変速機制御装置２０を含んで構成されるＥＣＵ４０とを備える。
【００８２】
変速比センサＤ０１は、入力側回転速度センサＤ０１ａと、出力側回転速度センサＤ０１ｂとを含んで構成される。入力側回転速度センサＤ０１ａは、プライマリシャフト５１に設けられて、プライマリシャフト５１の回転速度を検出する。出力側回転速度センサＤ０１ｂは、セカンダリシャフト６１に設けられて、セカンダリシャフト６１の回転速度を検出する。入力側回転速度センサＤ０１ａ及び出力側回転速度センサＤ０１ｂは、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は、変速比センサＤ０１からベルト式無段変速機１１０の現在の変速比を取得する。
【００８３】
作動油温度センサＤ０２は、ベルト式無段変速機１１０の作動油が溜められるオイルパンに設けられて、前記オイルパン内の作動油の温度を検出する。プライマリシャフト５１の回転速度を検出する。作動油温度センサＤ０２は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は作動油温度センサＤ０２からベルト式無段変速機１１０内の作動油の温度を取得する。
【００８４】
冷却水温度センサＤ０３は、内燃機関１２０を冷却する冷却水の通路上であって、前記冷却水が内燃機関１２０から排出された後、つまり、冷却水の通路の出口に設けられる。これにより、冷却水温度センサＤ０３は、内燃機関１２０と熱交換した後の冷却水の温度を検出する。また、冷却水温度センサＤ０３は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は冷却水温度センサＤ０３から内燃機関１２０と熱交換した後の冷却水の温度を取得する。
【００８５】
機関回転速度センサＤ０４は、クランクシャフト１２１に設けられて、内燃機関１２０から取り出される回転の速度を検出する。また、機関回転速度センサＤ０４は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は機関回転速度センサＤ０４から内燃機関１２０から取り出される回転の速度を取得する。
【００８６】
図５は、本実施形態に係る変速機制御装置の構成を示す概念図である。ＥＣＵ４０は、図１に示す内燃機関１２０、図２に示す変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ等と電気的に接続され、これら内燃機関１２０、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ等の制御対象の動作を制御する。
【００８７】
ＥＣＵ４０は、例えば、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁の開度を調節するアクチュエータ等とも電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は、インジェクタの燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグの点火時期、電子スロットル弁の開度等を制御する。つまり、ＥＣＵ４０は、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁等を制御することにより、内燃機関１２０から取り出せるトルクを制御する。
【００８８】
また、ＥＣＵ４０は、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４、その他にも内燃機関１２０の各検出手段類に電気的に接続され、これらの検出手段から各種の情報を取得する。
【００８９】
図５に示すように、変速機制御装置２０は、ＥＣＵ４０の中央演算装置Ｅｐに組み込まれて構成されている。ＥＣＵ４０は、中央演算装置Ｅｐと、記憶部Ｅｍと、入力ポートＩＮｐ及び出力ポートＯＵＴｐと、入力インターフェースＩＦｉｎ及び出力インターフェースＩＦｏｕｔとから構成される。なお、ＥＣＵ４０とは別個に、変速機制御装置２０を用意し、これをＥＣＵ４０に接続してもよい。
【００９０】
変速機制御装置２０は、情報取得部２１と、比較判定部２２と、変速比制御部２３と、閉じ込み制御部２４と、を含んで構成される。情報取得部２１は、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４等の検出手段が検出した結果、後述する記憶部Ｅｍに格納された情報、機関制御部２５が有する情報、等を取得する。
【００９１】
比較判定部２２は、各検出手段から得た数値や記憶部Ｅｍに格納された数値を比較する。変速比制御部２３は、プライマリシャフト５１の回転速度が、目標とする回転速度になるように、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する。閉じ込み制御部２４は、図２に示す作動油閉じ込み装置１０の動作を制御する。
【００９２】
中央演算装置Ｅｐは、変速機制御装置２０に加えて機関制御部２５を備える。機関制御部２５は、内燃機関１２０の運転制御を行う。中央演算装置Ｅｐと記憶部Ｅｍとは、バスＢｃとにより接続される。中央演算装置Ｅｐと入力ポートＩＮｐとは、バスＢａとにより接続される。中央演算装置Ｅｐと出力ポートＯＵＴｐとは、バスＢｂとにより接続される。
【００９３】
変速機制御装置２０の情報取得部２１は、機関制御部２５が有する内燃機関１２０の運転制御データを取得し、これを利用する。また、変速機制御装置２０は、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を、機関制御部２５があらかじめ備えている内燃機関１２０の運転制御ルーチンに割り込ませてもよい。
【００９４】
入力ポートＩＮｐには、入力インターフェースＩＦｉｎが接続されている。入力インターフェースＩＦｉｎには、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４、その他各種検出手段が接続されている。
【００９５】
これらの各種検出手段から出力される信号は、入力インターフェースＩＦｉｎ内のアナログ／デジタルコンバータＡＤＣやディジタル入力バッファＤＩＢにより、中央演算装置Ｅｐが利用できる信号に変換されて入力ポートＩＮｐへ送られる。これにより、中央演算装置Ｅｐは、ベルト式無段変速機１１０の変速比の制御や、内燃機関１２０の制御に必要な情報を取得できる。
【００９６】
出力ポートＯＵＴｐには、出力インターフェースＩＦｏｕｔが接続されている。出力インターフェースＩＦｏｕｔには、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁、その他内燃機関１２０における制御対象が接続されている。
【００９７】
出力インターフェースＩＦｏｕｔは、制御回路ＩＦｏｕｔａ、制御回路ＩＦｏｕｔｂ等を備えており、中央演算装置Ｅｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記検出手段からの出力信号に基づき、ＥＣＵ４０の中央演算装置Ｅｐは、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁を制御して、ベルト式無段変速機１１０の変速比及び内燃機関１２０の出力を制御する。
【００９８】
記憶部Ｅｍには、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を含むコンピュータプログラムや制御データマップが格納されている。記憶部Ｅｍは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。
【００９９】
上記コンピュータプログラムは、中央演算装置Ｅｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を実現できるものであってもよい。また、この変速機制御装置２０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、同等の機能を実現するものであってもよい。
【０１００】
図６は、本実施形態に係るベルト式無段変速機の作動油閉じ込み装置を制御する手順を示すフローチャートである。上述したように、ベルト式無段変速機１１０では、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生したり、実際の変速比とベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とのずれ量が増大したりするおそれがある。
【０１０１】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の暖機が遅れるおそれもある。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれがある。そこで、ベルト式無段変速機１１０は、以下に記す手順で作動油閉じ込み装置１０を制御することにより、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれを抑制する。
【０１０２】
ステップＳＴ１０１で、情報取得部２１は、機関回転速度センサＤ０４から機関回転速度Ｎｅを取得する。次に、ステップＳＴ１０２で、比較判定部２２は、機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ａの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、機関回転速度Ｎｅが所定値ａよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ）、ステップＳＴ１１２の内容を実行する。
【０１０３】
ステップＳＴ１１２で、閉じ込み制御部２４は、図２に示すプライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする。具体的には、閉じ込み制御部２４は、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂを制御して、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値よりも大きくなるように、油圧室Ｐｃｖを調節する。
【０１０４】
次に、ステップＳＴ１１３で、変速比制御部２３は、変速比制御側レギュレータＯＲａを制御して、通常の変速比の制御を行う。なお、通常の変速比の制御とは、入力軸であるプライマリシャフト５１の実際の回転速度が変速比制御部２３によって算出された目標回転速度になるように変速比を調節する制御である。
【０１０５】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０２で機関回転速度Ｎｅを所定値ａと比較し、機関回転速度Ｎｅが所定値ａよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。
【０１０６】
図２に示すベルト式無段変速機１１０は、プライマリシャフト５１及びセカンダリシャフト６１が回転しながら、プライマリ可動シーブ５３及びセカンダリ可動シーブ６３がそれぞれ移動することによって変速する。よって、ベルト式無段変速機１１０は、その構造上プライマリシャフト５１及びセカンダリシャフト６１が回転していないと変速できない。よって、車輪１８０が回転していない場合、ベルト式無段変速機１１０は変速できない。
【０１０７】
このため、例えば、ベルト式無段変速機１１０は、変速比が最小値の状態で車両１００が停止すると、次に車両１００が走行しはじめるときに、変速比を最小値であるため、車両１００の発進が困難となる。また、車両１００が走行し、車輪１８０が回転しないと、ベルト式無段変速機１１０は変速比を最大値側へ変更できない。このように、ベルト式無段変速機１１０は、変速比が最小値の状態で車両１００が停止すると、ベルト式無段変速機１１０の変速比が最小値に設定されているために車両１００の走行に不具合が生じるおそれがある。
【０１０８】
よって、車両１００が停止する際は、ベルト式無段変速機１１０は通常、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定しておく必要がある。ここで、図６に示す所定値ａは、例えば、１０００ｒｐｍ（１分間に１０００回転）程度の値である。所定値ａは、もし、機関回転速度Ｎｅがその値よりも小さい値の場合、車両１００が停止する場合があると判定できる値である。
【０１０９】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で、比較判定部２２が機関回転速度Ｎｅと所定値ａとを比較することにより、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態のまま車両１００が停止するおそれを抑制できる。これは、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態の場合、変速比制御部２３がベルト式無段変速機１１０の変速比を調節できないためである。
【０１１０】
次に、変速比制御部２３は、ステップＳＴ１１３で、変速比を最大値に調節する。これにより、変速機制御装置２０は、車両１００が停止する際に、車両１００が停止するよりも前にベルト式無段変速機１１０の変速比を最大値に設定する。結果として、変速機制御装置２０は、次に車両１００が走行しはじめるときに、ベルト式無段変速機１１０の変速比が最大に設定されているので、車両１００の走行に不具合が生じるおそれを抑制できる。
【０１１１】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で比較判定部２２によって機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０３の内容を実行する。ステップＳＴ１０３で、情報取得部２１は、冷却水温度センサＤ０３から冷却水温度Ｔｗを取得する。
【０１１２】
次に、ステップＳＴ１０４で、比較判定部２２は、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ｂの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０４、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１１３】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０４で冷却水温度Ｔｗを所定値ｂと比較し、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。所定値ｂは、冷却水温度Ｔｗがその値よりも小さい場合、内燃機関１２０の暖機を促進すべきであると判定できる値である。
【０１１４】
ここで、上述のように、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油であって、ベルト８０との摩擦熱を受けて温度が上昇した作動油がベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０の全体での作動油の温度の上昇が、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも遅れる。これにより、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、作動油の粘度が十分に低下されない。
【０１１５】
これにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機が促進されず、ベルト式無段変速機１１０から内燃機関１２０に構造部材を介して伝わる熱による内燃機関１２０の暖機も抑制される。また、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が流れる通路は、内燃機関１２０を冷却する冷却水が通る通路と並行して配置される場合がある。このような場合では、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が、各通路を構成する部材を介して前記冷却水と熱交換する。つまり、前記冷却水は、前記作動油によって温められる。
【０１１６】
しかしながら、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油の温度の上昇が遅れると、前記作動油が前記冷却水に与える熱量も低下する。よって、内燃機関１２０の暖機の完了が遅れる。
【０１１７】
これらにより、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加する。内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、内燃機関１２０の、暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。結果として、内燃機関１２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制されないおそれがある。
【０１１８】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２が冷却水温度Ｔｗと所定値ｂとを比較することにより、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすることによる内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制できる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の温度として、内燃機関１２０を冷却する冷却水温度Ｔｗを用いたが、本実施形態ではこれに限定されない。変速機制御装置２０は、例えば、内燃機関１２０を構成する部材の温度を直接検出して、この温度を内燃機関１２０の温度として用いてもよい。また、変速機制御装置２０は、例えば、内燃機関１２０の温度を、他の要素から推定して、この値を内燃機関１２０の温度として用いてもよい。
【０１２０】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２によって冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０５の内容を実行する。ステップＳＴ１０５で、情報取得部２１は、作動油温度センサＤ０２から作動油温度Ｔｏを取得する。
【０１２１】
次に、ステップＳＴ１０６で、比較判定部２２は、作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ｃの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、作動油温度Ｔｏが所定値ｃよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１２２】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０６で作動油温度Ｔｏを所定値ｃと比較し、作動油温度Ｔｏが所定値ｃよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。所定値ｃは、作動油温度Ｔｏがその値よりも小さい場合、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべきであると判定できる値である。
【０１２３】
ここで、上述のように、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油であって、ベルト８０との摩擦熱を受けて温度が上昇した作動油がベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０の全体での作動油の温度の上昇が、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも遅れる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、作動油の粘度が迅速に低下しない。
【０１２４】
ここで、上述したように、作動油の粘度が高いほど、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加する。よって、ベルト式無段変速機１１０が暖機を必要とする際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加する。
【０１２５】
ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、ベルト式無段変速機１１０の暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。ベルト式無段変速機１１０は、暖機が未完了な状態で運転されると、プライマリシャフト５１と各軸受との間や、プライマリシャフト５１とプライマリ可動シーブ５３との間等、摩擦が生じる部分での摩擦抵抗が増大する。結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【０１２６】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２が作動油温度Ｔｏと所定値ｃとを比較することにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすることによるベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制できる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、変速機制御装置２０は、ベルト式無段変速機１１０の温度として、ベルト式無段変速機１１０の作動油温度Ｔｏを用いたが、本実施形態ではこれに限定されない。変速機制御装置２０は、例えば、ベルト式無段変速機１１０を構成する部材の温度を直接検出して、この温度をベルト式無段変速機１１０の温度として用いてもよい。また、変速機制御装置２０は、例えば、ベルト式無段変速機１１０の温度を、他の要素から推定して、この値をベルト式無段変速機１１０の温度として用いてもよい。
【０１２８】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２によって作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０７の内容を実行する。ステップＳＴ１０７で、情報取得部２１は、変速比センサＤ０１から変速比γを取得する。次に、ステップＳＴ１０８で、比較判定部２２は、変速比γが最小変速比γｍｉｎであるか否かを判定する。ここで、最小変速比γｍｉｎは、ベルト式無段変速機１１０が変速できる範囲で、最も小さい変速比である。
【０１２９】
変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、変速比γが最小変速比γｍｉｎではないと判定すると（ステップＳＴ１０８、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０８で変速比γが最小変速比γｍｉｎであるか否かを判定し、変速比γが最小変速比γｍｉｎではない場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする理由を説明する。
【０１３０】
図７は、内燃機関の動作点と燃費最適線とを示すグラフである。ここで、図７に示す燃費最適線とは、内燃機関１２０の各出力ごとに燃料の消費量を最小に抑制できる機関トルクと機関回転速度との関係を示す線である。また、図７に示す点Ｐ０１−点Ｐ１０は、内燃機関１２０及びベルト式無段変速機１１０を搭載する車両１００が各速度で走行する際の、内燃機関１２０の機関トルクと機関回転速度とを示す点である。
【０１３１】
ここで、図７に示すように、黒丸で示す点Ｐ０１−点Ｐ０３、点Ｐ０８−点Ｐ１０は、燃費最適線と重なる。つまり、点Ｐ０１−点Ｐ０３、点Ｐ０８−点Ｐ１０に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際は、内燃機関１２０の燃料の消費量は最小に抑制されている。また、白丸で示す点Ｐ０４−点Ｐ０７は、燃費最適線と重ならない。つまり、点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際は、内燃機関１２０の燃料の消費量は最小に抑制されていない。
【０１３２】
点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を低減するために、変速比を減少させようとする。しかしながら、ベルト式無段変速機１１０には変速できる最小値がある。よって、点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際、ベルト式無段変速機１１０は、変速比γが最小値に固定されている状態となる。
【０１３３】
変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比がそれ以下にはならない、つまり、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に近づく方向にそれ以上移動しない。よって、変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比を固定する以上の油圧、つまりプライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２に近づける方向に移動させる油圧を必要としない。
【０１３４】
よって、変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態にされる方が好ましい。これにより、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４にオイルポンプＯＰによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力を低減できる。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【０１３５】
なお、ここでいう変速比γが最小値に固定されている場合とは、車両１００が定常走行中の場合と車両１００が加速中である場合とが含まれる。なお、定常走行とは、一定の速度で走行することをいう。
【０１３６】
変速機制御装置２０は、比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定されると（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、次にステップＳＴ１０９の内容を実行する。ステップＳＴ１０９で、情報取得部２１は、変速比制御部２３が演算し、記憶部Ｅｍに収納されている目標変速比γｄｅｓを取得する。ステップＳＴ１１０で、比較判定部２２は、目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上であるか否かを判定する。
【０１３７】
ここで、目標変速比γｄｅｓとは、変速比制御部２３が演算した値であって、ベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比である。目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１３８】
目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎよりも小さい場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比制御部２３によって変速を要求されている状態である。よって、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする。つまり、ステップＳＴ１１０は、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定する手順である。
【０１３９】
なお、本実施形態はこれに限定されず、比較判定部２２は、目標変速比γｄｅｓ以外の要素によって、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定してもよい。比較判定部２２は、例えば、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となってからの時間に基づいて、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定してもよい。つまり、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定する所定の手順を備えればよい。
【０１４０】
目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上である場合（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１１１の内容を実行する。ステップＳＴ１１１で、閉じ込み制御部２４は、図２に示すプライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする。具体的には、閉じ込み制御部２４は、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂを制御して、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値以下になるように、油圧Ｐｓを調節する。
【０１４１】
つまり、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で比較判定部２２によって機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であると判定される（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２によって冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であると判定される（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２によって作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であると判定される（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定される（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、比較判定部２２によって目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上であると判定される場合に（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１１で閉じ込み制御部２４は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする。
【０１４２】
上記構成により、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４にオイルポンプＯＰによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、変速機制御装置２０は、オイルポンプＯＰが消費する動力を低減できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【０１４３】
また、変速機制御装置２０は、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定できることと、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できることと、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できることとを実現できる。
【０１４４】
なお、本実施形態はこれに限定されず、変速機制御装置２０は、少なくとも比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定された場合に（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすればよい。
【０１４５】
これにより、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制するという目的を達成できる。但し、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２、すなわち比較判定部２２が機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定できる。
【０１４６】
また、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４、すなわち比較判定部２２が冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。
【０１４７】
また、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６、すなわち比較判定部２２が作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
以上のように、本発明に係るベルト式無段変速機は作動油閉じ込み装置を備えるベルト式無段変速機及び前記ベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置に適しており、特に、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制することに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。
【図２】本実施形態に係るプライマリプーリを示す断面図である。
【図３】プライマリプーリ油圧室が閉じ込み状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。
【図４】プライマリプーリ油圧室が開放状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る変速機制御装置の構成を示す概念図である。
【図６】本実施形態に係るベルト式無段変速機の作動油閉じ込み装置を制御する手順を示すフローチャートである。
【図７】内燃機関の動作点と燃費最適線とを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１５０】
１０ 作動油閉じ込み装置
１１ ピストン動作用油圧室
１２ シール部
１２ａ テーパ面
１２ｂ 開口
１３ 弁体
１４ ピストン
１４ａ 受圧面
１４ｂ 棒状部
１５ スプリング
２０ 変速機制御装置
２１ 情報取得部
２２ 比較判定部
２３ 変速比制御部
２４ 閉じ込み制御部
２５ 機関制御部
４０ ＥＣＵ
５０ プライマリプーリ
５１ プライマリシャフト
５２ プライマリ固定シーブ
５３ プライマリ可動シーブ
５４ プライマリプーリ油圧室
５５ スプライン
５６ プライマリ隔壁
６０ セカンダリプーリ
６１ セカンダリシャフト
６２ セカンダリ固定シーブ
６３ セカンダリ可動シーブ
８０ ベルト
８０ａ プライマリ溝
８０ｂ セカンダリ溝
８１−８４ 軸受
１００ 車両
１１０ ベルト式無段変速機
１２０ 内燃機関
１２１ クランクシャフト
１３０ トルクコンバータ
１３１ インプットシャフト
１４０ 前後進切換機構
１５０ 減速装置
１５１ ファイナルドライブピニオン
１６０ 差動装置
１６１ リングギア
１７０ ドライブシャフト
１８０ 車輪
Ｄ０１ 変速比センサ
Ｄ０１ａ 入力側回転速度センサ
Ｄ０１ｂ 出力側回転速度センサ
Ｄ０２ 作動油温度センサ
Ｄ０３ 冷却水温度センサ
Ｄ０４ 機関回転速度センサ
ＡＤＣ アナログ／デジタルコンバータ
Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ バス
ＤＩＢ ディジタル入力バッファ
Ｅｍ 記憶部
Ｅｐ 中央演算装置
ＩＦｉｎ 入力インターフェース
ＩＦｏｕｔ 出力インターフェース
ＩＦｏｕｔａ 制御回路
ＩＦｏｕｔｂ 制御回路
ＩＮｐ 入力ポート
ＯＤ ドレン
ＯＬ０１ 第１油路
ＯＬ０１ａ 軸方向油路
ＯＬ０１ｂ 径方向油路
ＯＬ０２ 第２油路
ＯＬ０２ａ 軸方向油路
ＯＬ０２ｂ 径方向油路
ＯＰ オイルポンプ
ＯＲａ 変速比制御側レギュレータ
ＯＲｂ 閉じ込み制御側レギュレータ
ＯＴ オイルタンク
ＯＵＴｐ 出力ポート
ＲＬ 回転軸
ａ、ｂ、ｃ 所定値
Ａｃｖ シール部面積
Ａｐ 受圧面積
Ｆ スプリング力
Ｎｅ 機関回転速度
Ｐｃｖ 油圧
Ｐｓ 油圧
Ｔｏ 作動油温度
Ｔｗ 冷却水温度
γ 変速比
γｍｉｎ 最小変速比
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト式無段変速機及び変速機制御装置に関し、さらに詳しくは、油圧室内の作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無段変速機及び変速機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧室に作動油を供給し、その作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無段変速機がある。例えば、特許文献１には、油圧室の外部から油圧室への作動油の供給を許可する供給側弁と、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置を一定とする際に油圧室から外部への作動油の排出を禁止する排出側制御弁とを備えるベルト式無段変速機が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００２７０号公報、段落番号０００８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、可動シーブの固定シーブに対する軸方向の位置が一定となる場合以外に、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替える具体的な場合が開示も示唆もされていない。しかしながら、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替える場合によっては、内燃機関の燃料の消費量の増加を十分に抑制できないおそれがある。
【０００５】
例えば、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可との切り替えが頻繁に発生すると、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可とを切り替えるために必要な動力が増大する。ここで、通常、前記動力は、内燃機関から取り出される回転から得られる。結果として、従来のベルト式無段変速機は、油圧室からの作動油の排出の禁止と許可との切り替えが頻繁に発生すると内燃機関の燃料の消費量の増加の抑制が不十分になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るベルト式無段変速機は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブと、前記シャフトに設けられて、前記可動シーブに対して作動油の圧力によって前記回転軸方向の力を与えるプーリ油圧室と、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、変速比が最小値である場合、ベルト式無段変速機は、変速比がそれ以下にはならない、つまり、可動シーブがシャフト上を固定シーブに対して相対的にそれ以上移動しない。よって、変速比が最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機は、変速比を固定する以上の油圧、つまり可動シーブを固定シーブに対して相対的に移動させる油圧を必要としない。
【０００９】
よって、変速比が最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機は、プーリ油圧室が閉じ込み状態にされる方が好ましい。これにより、ベルト式無段変速機は、プーリ油圧室にオイルポンプによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、ベルト式無段変速機は、オイルポンプが消費する動力を低減できる。
【００１０】
本発明に係るベルト式無段変速機は、上記構成により、オイルポンプが消費する動力を低減できる。ここで、ベルト式無段変速機は、オイルポンプによって、前記作動油に圧力を与える。前記オイルポンプは、内燃機関から作動するための動力を得ている。よって、オイルポンプが消費する動力が増加すると、内燃機関のエネルギーが消費される。このエネルギーの消費を補うために、内燃機関は、燃料の噴射量が増加する。
【００１１】
このように、オイルポンプが消費する動力が増加すると、内燃機関の燃料の消費量が増加する。しかしながら、本発明に係るベルト式無段変速機は、上記構成により、オイルポンプが消費する動力を低減できる。よって、本発明に係るベルト式無段変速機は、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記ベルト式無段変速機の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記シャフトに前記回転を入力する前記内燃機関の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記シャフトの回転が停止するよりも前に、作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することが望ましい。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る変速機制御装置は、内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブとを備えるベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置であって、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るベルト式無段変速機及び変速機制御装置は、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。図１に示すように、車両１００の動力伝達機構は、ベルト式無段変速機１１０と、内燃機関１２０と、トルクコンバータ１３０と、前後進切換機構１４０と、減速装置１５０と、差動装置１６０と、を備える。
【００１９】
内燃機関１２０は、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１２１から回転を出力する。
【００２０】
なお、内燃機関１２０は、ピストンとシリンダとを備えるいわゆるレシプロ式の内燃機関に限定されない。内燃機関１２０は、回転力を出力できるものであればよく、例えば、内燃機関１２０は、ロータリー式の内燃機関でもよいし、モータでもよい。
【００２１】
トルクコンバータ１３０は、流体クラッチの一種であり、内燃機関１２０から取り出された回転を作動油を介して前後進切換機構１４０に伝える。また、トルクコンバータ１３０は内燃機関１２０から取り出されたトルクを増幅する。
【００２２】
前後進切換機構１４０は、トルクコンバータ１３０からの回転の回転方向を切り替えてベルト式無段変速機１１０へ前記回転を伝える。
【００２３】
ベルト式無段変速機１１０は、前後進切換機構１４０から入力される回転の回転速度を所望の回転速度に変更して出力する。なお、ベルト式無段変速機１１０の詳細な説明は後述する。
【００２４】
減速装置１５０は、ベルト式無段変速機１１０からの回転の回転速度を減速して差動装置１６０に前記回転を伝える。
【００２５】
差動装置１６０は、車両１００が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の車輪１８０と、外側の車輪１８０との回転速度の差を吸収する。
【００２６】
上記構成要素によって車両１００の動力伝達機構は形成される。内燃機関１２０から取り出された回転は、クランクシャフト１２１を介してトルクコンバータ１３０に伝えられる。トルクコンバータ１３０によってトルクが増幅された回転は、ベルト式無段変速機１１０の入力軸としてのインプットシャフト１３１を介して前後進切換機構１４０に伝えられる。
【００２７】
前後進切換機構１４０によって回転方向が切り替えられた回転は、入力側のシャフトとしてのプライマリシャフト５１を介してベルト式無段変速機１１０に伝えられる。ベルト式無段変速機１１０によって、回転速度を変更された回転は、減速装置１５０に伝えられる。
【００２８】
減速装置１５０によって減速された回転は、減速装置１５０のファイナルドライブピニオン１５１と、ファイナルドライブピニオン１５１に噛み合う差動装置１６０のリングギア１６１とを介して差動装置１６０に伝えられる。
【００２９】
差動装置１６０に伝えられた回転は、ドライブシャフト１７０に伝達される。差動装置１６０側とは反対側のドライブシャフト１７０には、車輪１８０が取り付けられる。ドライブシャフト１７０に伝えられた回転は車輪１８０に伝達される。これにより、車輪１８０は回転し、車輪１８０が路面に前記回転を伝達することにより車両１００は走行する。
【００３０】
ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０と、セカンダリプーリ６０と、ベルト８０とを含んで構成される。ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０に回転が入力される。プライマリプーリ５０に入力された回転は、セカンダリプーリ６０に伝えられる。この時、前記回転は、その回転速度を調整される。
【００３１】
セカンダリプーリ６０に伝えられた回転は、減速装置１５０に伝えられる。なお、入力軸であるプライマリシャフト５１の回転速度を出力側のシャフトとしてのセカンダリシャフト６１の回転速度で除算した値を変速比という。また、変速比を変更することを、以下、変速という。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るプライマリプーリを示す断面図である。ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０とが、ほぼ同様に構成される。よって、本実施形態では、プライマリプーリ５０を主に説明する。
【００３３】
プライマリプーリ５０は、プライマリシャフト５１と、プライマリ固定シーブ５２と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリプーリ油圧室５４と、スプライン５５と、プライマリ隔壁５６とを備える。プライマリシャフト５１は、図１及び図２に示すように、軸受８１、軸受８２によってインプットシャフト１３１の回転軸と同軸上に回転可能に支持される。ここで、セカンダリシャフト６１は、図１に示すように、軸受８３、軸受８４によってプライマリシャフト５１に対して平行に回転可能に支持される。
【００３４】
プライマリシャフト５１は、筒状に形成される。図２に示すように、プライマリシャフト５１は、回転軸ＲＬを軸として回転する。プライマリ固定シーブ５２は、通常は、プライマリシャフト５１と一体に形成される。なお、プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１と別個に形成され、プライマリシャフト５１に固定して設けられてもよい。このように構成されて、プライマリ固定シーブ５２は、回転軸ＲＬを軸にプライマリシャフト５１と一体に回転する。ここで、回転軸ＲＬと直交する方向を径方向という。プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１の外周から径方向に突出して形成される。
【００３５】
プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１とは別個に形成される。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１が嵌め込まれる貫通孔を有して形成される。前記貫通孔の内周面には、スプライン５５が形成される。プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５を介してプライマリシャフト５１に嵌め込まれて取り付けられる。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリ固定シーブ５２と対向してプライマリシャフト５１に嵌め込まれる。
【００３６】
スプライン５５は、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上をプライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿って摺動できるようにプライマリ可動シーブ５３を支持する。加えて、スプライン５５は、回転軸ＲＬを軸とする回転をプライマリシャフト５１からプライマリ可動シーブ５３へ伝える。よって、プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５により、プライマリシャフト５１上をスライドして移動すると共に、プライマリシャフト５１と一体に回転する。
【００３７】
プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との間には、略Ｖ字形状のプライマリ溝８０ａが形成される。また、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上を摺動することにより、プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との距離が変化する。ここで、セカンダリプーリ６０にも、図１に示すように、プライマリ溝８０ａと同様のセカンダリ溝８０ｂが形成される。
【００３８】
プライマリ溝８０ａとセカンダリ溝８０ｂとの間には、金属製の無端ベルトであるベルト８０が巻きかけられている。ベルト８０は、プライマリプーリ５０の回転をセカンダリプーリ６０へ伝える。
【００３９】
図２に示すように、プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリシャフト５１と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリ隔壁５６とによって囲まれて形成される空間である。プライマリ隔壁５６は、貫通孔を有して形成される。プライマリ隔壁５６は、前記貫通孔にプライマリシャフト５１が嵌め込まれてプライマリシャフト５１に設けられる。プライマリ隔壁５６は、プライマリ可動シーブ５３を境にして、プライマリ固定シーブ５２側とは反対側に設けられる。
【００４０】
プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油により、プライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２側へ押す。これにより、プライマリシャフト５１に沿って、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２側へ押される。これにより、プライマリプーリ油圧室５４は、プライマリ溝８０ａに巻き掛けられるベルト８０に対して挟圧力を発生させる。
【００４１】
前記挟圧力により、プライマリ可動シーブ５３とプライマリ固定シーブ５２との距離が変化すると、セカンダリプーリ６０が備えるセカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との距離もベルト８０の張力を一定に保つように変化する。これにより、プライマリプーリ５０に対するベルト８０の接触半径と、セカンダリプーリ６０に対するベルト８０の接触半径とが変化する。このようにして、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０から取り出された回転を変速する。
【００４２】
プライマリシャフト５１は、第１油路ＯＬ０１を有する。第１油路ＯＬ０１は、一方の端部が作動油の供給元であるオイルタンクＯＴに接続され、他方の端部がプライマリプーリ油圧室５４に開口する。これにより、第１油路ＯＬ０１は、オイルタンクＯＴとプライマリプーリ油圧室５４との間で作動油を流す。第１油路ＯＬ０１は、プライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿う方向に形成される複数の軸方向油路ＯＬ０１ａと、回転軸ＲＬと直交する方向に形成される複数の径方向油路ＯＬ０１ｂとを含んで形成される。
【００４３】
第１油路ＯＬ０１の経路上には、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向かって順に、圧力発生手段としてのオイルポンプＯＰと、変速比制御側レギュレータＯＲａと、作動油閉じ込み手段としての作動油閉じ込み装置１０とが設けられる。オイルポンプＯＰは、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向けて作動油を送る。
【００４４】
ここで、オイルポンプＯＰは、クランクシャフト１２１から作動するための動力を得ている。よって、オイルポンプＯＰが消費する動力が増加すると、クランクシャフト１２１の有するエネルギーが消費される。このエネルギーの消費を補うために、内燃機関１２０は、燃料の噴射量が増加する。このように、オイルポンプＯＰが消費する動力が増加すると、内燃機関１２０の燃料の消費量が増加する。
【００４５】
本実施形態では、このオイルポンプＯＰが消費する動力の増加を抑制して、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制することを目的とする。なお、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加とは、燃費の悪化と同意である。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力の増加を抑制することにより、燃費の悪化を抑制する。
【００４６】
変速比制御側レギュレータＯＲａは、プライマリプーリ油圧室５４へ供給する作動油の圧力を調節する。また、変速比制御側レギュレータＯＲａは、後述するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０と電気的に接続される。変速比制御側レギュレータＯＲａは、プライマリプーリ油圧室５４から作動油を排出する際に、オイルタンクＯＴに作動油を戻す。
【００４７】
作動油閉じ込み装置１０は、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を制御する装置である。作動油閉じ込み装置１０は、所定の期間、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を禁止する。なお、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出が禁止されている状態を閉じ込み状態という。また、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出が許可されている状態を開放状態という。
【００４８】
図３は、プライマリプーリ油圧室が閉じ込み状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。図４は、プライマリプーリ油圧室が開放状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。以下に、作動油閉じ込み装置１０の一例を説明する。
【００４９】
作動油閉じ込み装置１０は、ピストン動作用油圧室１１と、シール部１２と、弁体１３と、ピストン１４と、スプリング１５とを備える。ピストン動作用油圧室１１は、ピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力によって、ピストン１４に対して押圧力を与える。シール部１２は、第１油路ＯＬ０１内にテーパ面１２ａを有して形成される。テーパ面１２ａは、プライマリプーリ油圧室５４に近づくほど向かい合うテーパ面同士の距離が大きくなる。
【００５０】
シール部１２は、開口１２ｂを有する。この開口１２ｂを介して作動油がシール部１２を行き来する。弁体１３は、球状に形成される。弁体１３の直径は、開口１２ｂの直径よりも大きい。弁体１３は、シール部１２のテーパ面１２ａとプライマリプーリ油圧室５４側から接触する。これにより、弁体１３は、開口１２ｂをプライマリプーリ油圧室５４側から塞ぐ。
【００５１】
ピストン１４は、受圧面１４ａと、棒状部１４ｂとを備える。受圧面１４ａは、ピストン動作用油圧室１１内に配置される。棒状部１４ｂは、第１油路ＯＬ０１内に配置される。棒状部１４ｂは、一方の端部が、受圧面１４ａと連結される。また、棒状部１４ｂは、他方の端部が、開口１２ｂを貫通して弁体１３と接触する、または連結される。これにより、ピストン１４がピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力によって、弁体１３に近づく方向へ移動すると、ピストン１４は、弁体１３をシール部１２から離れる方向へ押す。
【００５２】
スプリング１５は、ピストン１４に対して弁体１３から離れる方向の力を与える。なお、前記力は、ピストン１４が、弁体１３に近づく方向に動いた後に、その前の状態、つまり、図３に示す閉じ込み状態に戻るために必要な最低限の力である。
【００５３】
ピストン動作用油圧室１１には、作動油が供給される。以下に、前記作動油の供給経路を説明する。図２に示すように、プライマリシャフト５１には、第１油路ＯＬ０１と別の第２油路ＯＬ０２が形成される。第２油路ＯＬ０２は、一方の端部が作動油の供給元であるオイルタンクＯＴに接続され、他方の端部がピストン動作用油圧室１１に開口する。これにより、第２油路ＯＬ０２は、オイルタンクＯＴとピストン動作用油圧室１１との間で作動油を流す。第２油路ＯＬ０２は、プライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿う方向に形成される複数の軸方向油路ＯＬ０２ａと、回転軸ＲＬと直交する方向に形成される複数の径方向油路ＯＬ０２ｂとを含んで形成される。
【００５４】
第１油路ＯＬ０１の経路上には、オイルタンクＯＴからプライマリプーリ油圧室５４に向かって順に、オイルポンプＯＰと、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂと、作動油閉じ込み装置１０とが設けられる。オイルポンプＯＰは、オイルタンクＯＴからピストン動作用油圧室１１に向けて作動油を送る。
【００５５】
閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、ピストン動作用油圧室１１に供給する作動油の圧力を調節する。また、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、後述するＥＣＵ４０と電気的に接続される。なお、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂは、ピストン動作用油圧室１１から作動油を排出する際に、オイルタンクＯＴに作動油を戻す。
【００５６】
ここで、図３に示すように、受圧面１４ａの作動油の圧力を受ける面積を受圧面積Ａｐとする。また、シール部１２の弁体１３と接触する部分は円形であり、前記円形の面積をシール部面積Ａｃｖとする。また、ピストン動作用油圧室１１内の作動油の圧力を油圧Ｐｃｖとし、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の圧力を油圧Ｐｓとする。また、スプリング１５が発生させる力をスプリング力Ｆとする。以下に、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態での各油圧室内の油圧の関係と、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態での各油圧室内の油圧の関係とを説明する。
【００５７】
閉じ込み状態の場合、弁体１３は、図３に示すように、シール部１２と接触する。これにより、油圧Ｐｓの大きさに関係なく、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出は、作動油閉じ込み装置１０により禁止される。
【００５８】
プライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする場合、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値よりも大きくなるように、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂによって油圧Ｐｃｖが調節される。これにより、弁体１３は、図４に示すように、ピストン１４によってシール部１２から離れる方向に移動する。弁体１３がシール部１２から離れると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、開口１２ｂを介してプライマリプーリ油圧室５４内から排出される。
【００５９】
なお、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合、作動油は、プライマリプーリ油圧室５４内に向かって弁体１３とシール部１２のテーパ面１２ａとの間の隙間を流れる。この作動油の流れにより、弁体１３がシール部１２から離れれば、ピストン１１が弁体１３から離れても、プライマリプーリ油圧室５４の開放状態は保たれる。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態に保つのに油圧Ｐｃｖを必要としない。
【００６０】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする場合、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値以下になるように、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂによって油圧Ｐｓを調節される。
【００６１】
ここで、弁体１３は、シール部１２の開口１２ｂに嵌り込んでいる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態に保つのに油圧Ｐｃｖを必要としない。つまり、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態から開放状態へ切り替える際、及びプライマリプーリ油圧室５４を開放状態から閉じ込み状態に切り替える際に油圧を必要とする。
【００６２】
なお、作動油閉じ込み装置１０は、上述の構成に限定されない。作動油閉じ込み装置１０は、所定の期間、プライマリプーリ油圧室５４からの作動油の排出を禁止できる構成であればよい。例えば、図２に示す作動油閉じ込み装置１０は、プライマリ隔壁５６に設けられているが、第１油路ＯＬ０１の経路上であれば設置場所は限定されない。作動油閉じ込み装置１０は、例えば、プライマリシャフト５１に設けられてもよい。
【００６３】
ここで、作動油閉じ込み装置１０を備えないベルト式無段変速機１１０の場合、ベルト式無段変速機１１０の変速比を一定に保つ際は、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の圧力を一定に保つためにオイルポンプＯＰを作動させる。しかしながら、本実施形態の場合、閉じ込み状態の際は、オイルポンプＯＰを作動させることなく、プライマリプーリ油圧室５４内の圧力が一定に保たれる。つまり、オイルポンプＯＰを作動させることなく、ベルト式無段変速機１１０の変速比が一定に保たれる。
【００６４】
これにより、閉じ込み状態の間、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力が減少する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加が抑制される。
【００６５】
しかしながら、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生したり、実際の変速比とベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とのずれ量が増大したりするおそれがある。
【００６６】
なお、ベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とは、車両１００の走行条件からＥＣＵ４０が算出した変速比であって、ここでは、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制することを目的とした変速比である。
【００６７】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の暖機が遅れるおそれもある。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれがある。
【００６８】
ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生すると、閉じ込み状態と開放状態との切り替えに必要な油圧の分、オイルポンプＯＰを動作させるために必要な動力が増加する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００６９】
また、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生すると、ピストン１４の移動回数が増える。すると、棒状部１４ｂと弁体１３との衝突回数も増加し、弁体１３が摩耗して変形するおそれがある。また、弁体１３とシール部１２との衝突により、弁体１３とシール部１２とが摩耗して弁体１３とシール部１２とが変形するおそれがある。
【００７０】
これにより、ベルト式無段変速機１１０は、弁体１３とシール部１２との間に隙間ができる。この隙間を作動油が流れて、ベルト式無段変速機１１０は、閉じ込み状態が正しく保たれず、これによって、オイルポンプＯＰを動作させるために必要な動力が増加する。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００７１】
ここで、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなる。以下にその理由を説明する。なお、以下の説明では、冷間始動時のように、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進する場合を前提とする。
【００７２】
プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態である場合、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、ベルト８０のひきずりや、プライマリプーリ油圧室５４を構成する構造部材から熱を受け取る。これにより、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油の温度はプライマリプーリ油圧室５４外の作動油、すなわちベルト式無段変速機１１０のオイルパン内の作動油の温度よりも高くなる。
【００７３】
しかしながら、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、前記オイルパン内の作動油よりも温度が高いプライマリプーリ油圧室５４内の作動油は、ベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０が閉じ込み状態であると前記オイルパン内の作動油の温度は上昇しにくくなる。
【００７４】
また、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量が減少する。ここで、通常、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量のうちの一部は、損失として熱となっている。
【００７５】
よって、オイルポンプＯＰが作動油に対して行う仕事量が減少すると、作動油の発熱量も減少する。これにより、ベルト式無段変速機１１０が閉じ込み状態であると前記オイルパン内の作動油の温度は上昇しにくくなる。
【００７６】
このように、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態であると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなる。ここで、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間は長くなると、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大する。以下にその理由を説明する。
【００７７】
作動油は、潤滑油としても機能する。ベルト式無段変速機１１０の暖気が完了するまでの時間が長くなると、オイルパン内の作動油の温度の上昇が低減される。ここで、作動油の温度が低いほど作動油の粘度が高くなって、ベルト式無段変速機１１０の摺動部の摩擦抵抗が増大する。このように、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が長くなると、前記摩擦抵抗が増大する。
【００７８】
内燃機関１２０は、前記摩擦抵抗によって熱に変換された分のエネルギーを補うために、余分に燃料を噴射する。これにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべきときに、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態とすると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増え、結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大する。
【００７９】
また、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が流れる通路は、内燃機関１２０を冷却する冷却水が通る通路と並行して配置される場合がある。このような場合では、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が、各通路を構成する部材を介して前記冷却水と熱交換する。つまり、前記冷却水は、前記作動油によって温められる。
【００８０】
しかしながら、ベルト式無段変速機１１０の暖機が必要な際であって内燃機関１２０の暖機が必要な際に、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油の温度の上昇が遅れると、前記作動油が前記冷却水に与える熱量も低下する。よって、内燃機関１２０の暖機の完了も遅れる。内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、内燃機関１２０は、暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【００８１】
本実施形態は上記の問題点を解決すべく、以下に記す構成と手順とを備える。ベルト式無段変速機１１０は、図１に示すように、変速比センサＤ０１と、作動油温度センサＤ０２と、冷却水温度センサＤ０３と、機関回転速度センサＤ０４と、変速機制御装置２０を含んで構成されるＥＣＵ４０とを備える。
【００８２】
変速比センサＤ０１は、入力側回転速度センサＤ０１ａと、出力側回転速度センサＤ０１ｂとを含んで構成される。入力側回転速度センサＤ０１ａは、プライマリシャフト５１に設けられて、プライマリシャフト５１の回転速度を検出する。出力側回転速度センサＤ０１ｂは、セカンダリシャフト６１に設けられて、セカンダリシャフト６１の回転速度を検出する。入力側回転速度センサＤ０１ａ及び出力側回転速度センサＤ０１ｂは、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は、変速比センサＤ０１からベルト式無段変速機１１０の現在の変速比を取得する。
【００８３】
作動油温度センサＤ０２は、ベルト式無段変速機１１０の作動油が溜められるオイルパンに設けられて、前記オイルパン内の作動油の温度を検出する。プライマリシャフト５１の回転速度を検出する。作動油温度センサＤ０２は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は作動油温度センサＤ０２からベルト式無段変速機１１０内の作動油の温度を取得する。
【００８４】
冷却水温度センサＤ０３は、内燃機関１２０を冷却する冷却水の通路上であって、前記冷却水が内燃機関１２０から排出された後、つまり、冷却水の通路の出口に設けられる。これにより、冷却水温度センサＤ０３は、内燃機関１２０と熱交換した後の冷却水の温度を検出する。また、冷却水温度センサＤ０３は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は冷却水温度センサＤ０３から内燃機関１２０と熱交換した後の冷却水の温度を取得する。
【００８５】
機関回転速度センサＤ０４は、クランクシャフト１２１に設けられて、内燃機関１２０から取り出される回転の速度を検出する。また、機関回転速度センサＤ０４は、ＥＣＵ４０と電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は機関回転速度センサＤ０４から内燃機関１２０から取り出される回転の速度を取得する。
【００８６】
図５は、本実施形態に係る変速機制御装置の構成を示す概念図である。ＥＣＵ４０は、図１に示す内燃機関１２０、図２に示す変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ等と電気的に接続され、これら内燃機関１２０、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ等の制御対象の動作を制御する。
【００８７】
ＥＣＵ４０は、例えば、内燃機関１２０のインジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁の開度を調節するアクチュエータ等とも電気的に接続される。これにより、ＥＣＵ４０は、インジェクタの燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグの点火時期、電子スロットル弁の開度等を制御する。つまり、ＥＣＵ４０は、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁等を制御することにより、内燃機関１２０から取り出せるトルクを制御する。
【００８８】
また、ＥＣＵ４０は、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４、その他にも内燃機関１２０の各検出手段類に電気的に接続され、これらの検出手段から各種の情報を取得する。
【００８９】
図５に示すように、変速機制御装置２０は、ＥＣＵ４０の中央演算装置Ｅｐに組み込まれて構成されている。ＥＣＵ４０は、中央演算装置Ｅｐと、記憶部Ｅｍと、入力ポートＩＮｐ及び出力ポートＯＵＴｐと、入力インターフェースＩＦｉｎ及び出力インターフェースＩＦｏｕｔとから構成される。なお、ＥＣＵ４０とは別個に、変速機制御装置２０を用意し、これをＥＣＵ４０に接続してもよい。
【００９０】
変速機制御装置２０は、情報取得部２１と、比較判定部２２と、変速比制御部２３と、閉じ込み制御部２４と、を含んで構成される。情報取得部２１は、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４等の検出手段が検出した結果、後述する記憶部Ｅｍに格納された情報、機関制御部２５が有する情報、等を取得する。
【００９１】
比較判定部２２は、各検出手段から得た数値や記憶部Ｅｍに格納された数値を比較する。変速比制御部２３は、プライマリシャフト５１の回転速度が、目標とする回転速度になるように、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する。閉じ込み制御部２４は、図２に示す作動油閉じ込み装置１０の動作を制御する。
【００９２】
中央演算装置Ｅｐは、変速機制御装置２０に加えて機関制御部２５を備える。機関制御部２５は、内燃機関１２０の運転制御を行う。中央演算装置Ｅｐと記憶部Ｅｍとは、バスＢｃとにより接続される。中央演算装置Ｅｐと入力ポートＩＮｐとは、バスＢａとにより接続される。中央演算装置Ｅｐと出力ポートＯＵＴｐとは、バスＢｂとにより接続される。
【００９３】
変速機制御装置２０の情報取得部２１は、機関制御部２５が有する内燃機関１２０の運転制御データを取得し、これを利用する。また、変速機制御装置２０は、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を、機関制御部２５があらかじめ備えている内燃機関１２０の運転制御ルーチンに割り込ませてもよい。
【００９４】
入力ポートＩＮｐには、入力インターフェースＩＦｉｎが接続されている。入力インターフェースＩＦｉｎには、図１に示す入力側回転速度センサＤ０１ａ、出力側回転速度センサＤ０１ｂ、作動油温度センサＤ０２、冷却水温度センサＤ０３、機関回転速度センサＤ０４、その他各種検出手段が接続されている。
【００９５】
これらの各種検出手段から出力される信号は、入力インターフェースＩＦｉｎ内のアナログ／デジタルコンバータＡＤＣやディジタル入力バッファＤＩＢにより、中央演算装置Ｅｐが利用できる信号に変換されて入力ポートＩＮｐへ送られる。これにより、中央演算装置Ｅｐは、ベルト式無段変速機１１０の変速比の制御や、内燃機関１２０の制御に必要な情報を取得できる。
【００９６】
出力ポートＯＵＴｐには、出力インターフェースＩＦｏｕｔが接続されている。出力インターフェースＩＦｏｕｔには、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁、その他内燃機関１２０における制御対象が接続されている。
【００９７】
出力インターフェースＩＦｏｕｔは、制御回路ＩＦｏｕｔａ、制御回路ＩＦｏｕｔｂ等を備えており、中央演算装置Ｅｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記検出手段からの出力信号に基づき、ＥＣＵ４０の中央演算装置Ｅｐは、変速比制御側レギュレータＯＲａ、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂ、インジェクタ、点火プラグ、電子スロットル弁を制御して、ベルト式無段変速機１１０の変速比及び内燃機関１２０の出力を制御する。
【００９８】
記憶部Ｅｍには、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を含むコンピュータプログラムや制御データマップが格納されている。記憶部Ｅｍは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。
【００９９】
上記コンピュータプログラムは、中央演算装置Ｅｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、ベルト式無段変速機１１０の変速比を制御する手順を実現できるものであってもよい。また、この変速機制御装置２０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、同等の機能を実現するものであってもよい。
【０１００】
図６は、本実施形態に係るベルト式無段変速機の作動油閉じ込み装置を制御する手順を示すフローチャートである。上述したように、ベルト式無段変速機１１０では、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の閉じ込み状態と開放状態との切り替えが頻繁に発生したり、実際の変速比とベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比とのずれ量が増大したりするおそれがある。
【０１０１】
また、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする条件によっては、ベルト式無段変速機１１０の暖機が遅れるおそれもある。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれがある。そこで、ベルト式無段変速機１１０は、以下に記す手順で作動油閉じ込み装置１０を制御することにより、内燃機関１２０の燃料の消費量が増大するおそれを抑制する。
【０１０２】
ステップＳＴ１０１で、情報取得部２１は、機関回転速度センサＤ０４から機関回転速度Ｎｅを取得する。次に、ステップＳＴ１０２で、比較判定部２２は、機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ａの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、機関回転速度Ｎｅが所定値ａよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ）、ステップＳＴ１１２の内容を実行する。
【０１０３】
ステップＳＴ１１２で、閉じ込み制御部２４は、図２に示すプライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする。具体的には、閉じ込み制御部２４は、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂを制御して、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値よりも大きくなるように、油圧室Ｐｃｖを調節する。
【０１０４】
次に、ステップＳＴ１１３で、変速比制御部２３は、変速比制御側レギュレータＯＲａを制御して、通常の変速比の制御を行う。なお、通常の変速比の制御とは、入力軸であるプライマリシャフト５１の実際の回転速度が変速比制御部２３によって算出された目標回転速度になるように変速比を調節する制御である。
【０１０５】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０２で機関回転速度Ｎｅを所定値ａと比較し、機関回転速度Ｎｅが所定値ａよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。
【０１０６】
図２に示すベルト式無段変速機１１０は、プライマリシャフト５１及びセカンダリシャフト６１が回転しながら、プライマリ可動シーブ５３及びセカンダリ可動シーブ６３がそれぞれ移動することによって変速する。よって、ベルト式無段変速機１１０は、その構造上プライマリシャフト５１及びセカンダリシャフト６１が回転していないと変速できない。よって、車輪１８０が回転していない場合、ベルト式無段変速機１１０は変速できない。
【０１０７】
このため、例えば、ベルト式無段変速機１１０は、変速比が最小値の状態で車両１００が停止すると、次に車両１００が走行しはじめるときに、変速比を最小値であるため、車両１００の発進が困難となる。また、車両１００が走行し、車輪１８０が回転しないと、ベルト式無段変速機１１０は変速比を最大値側へ変更できない。このように、ベルト式無段変速機１１０は、変速比が最小値の状態で車両１００が停止すると、ベルト式無段変速機１１０の変速比が最小値に設定されているために車両１００の走行に不具合が生じるおそれがある。
【０１０８】
よって、車両１００が停止する際は、ベルト式無段変速機１１０は通常、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定しておく必要がある。ここで、図６に示す所定値ａは、例えば、１０００ｒｐｍ（１分間に１０００回転）程度の値である。所定値ａは、もし、機関回転速度Ｎｅがその値よりも小さい値の場合、車両１００が停止する場合があると判定できる値である。
【０１０９】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で、比較判定部２２が機関回転速度Ｎｅと所定値ａとを比較することにより、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態のまま車両１００が停止するおそれを抑制できる。これは、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態の場合、変速比制御部２３がベルト式無段変速機１１０の変速比を調節できないためである。
【０１１０】
次に、変速比制御部２３は、ステップＳＴ１１３で、変速比を最大値に調節する。これにより、変速機制御装置２０は、車両１００が停止する際に、車両１００が停止するよりも前にベルト式無段変速機１１０の変速比を最大値に設定する。結果として、変速機制御装置２０は、次に車両１００が走行しはじめるときに、ベルト式無段変速機１１０の変速比が最大に設定されているので、車両１００の走行に不具合が生じるおそれを抑制できる。
【０１１１】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で比較判定部２２によって機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０３の内容を実行する。ステップＳＴ１０３で、情報取得部２１は、冷却水温度センサＤ０３から冷却水温度Ｔｗを取得する。
【０１１２】
次に、ステップＳＴ１０４で、比較判定部２２は、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ｂの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０４、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１１３】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０４で冷却水温度Ｔｗを所定値ｂと比較し、冷却水温度Ｔｗが所定値ｂよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。所定値ｂは、冷却水温度Ｔｗがその値よりも小さい場合、内燃機関１２０の暖機を促進すべきであると判定できる値である。
【０１１４】
ここで、上述のように、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油であって、ベルト８０との摩擦熱を受けて温度が上昇した作動油がベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０の全体での作動油の温度の上昇が、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも遅れる。これにより、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、作動油の粘度が十分に低下されない。
【０１１５】
これにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機が促進されず、ベルト式無段変速機１１０から内燃機関１２０に構造部材を介して伝わる熱による内燃機関１２０の暖機も抑制される。また、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が流れる通路は、内燃機関１２０を冷却する冷却水が通る通路と並行して配置される場合がある。このような場合では、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油が、各通路を構成する部材を介して前記冷却水と熱交換する。つまり、前記冷却水は、前記作動油によって温められる。
【０１１６】
しかしながら、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４に供給される作動油の温度の上昇が遅れると、前記作動油が前記冷却水に与える熱量も低下する。よって、内燃機関１２０の暖機の完了が遅れる。
【０１１７】
これらにより、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加する。内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、内燃機関１２０の、暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。結果として、内燃機関１２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制されないおそれがある。
【０１１８】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２が冷却水温度Ｔｗと所定値ｂとを比較することにより、内燃機関１２０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすることによる内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制できる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の温度として、内燃機関１２０を冷却する冷却水温度Ｔｗを用いたが、本実施形態ではこれに限定されない。変速機制御装置２０は、例えば、内燃機関１２０を構成する部材の温度を直接検出して、この温度を内燃機関１２０の温度として用いてもよい。また、変速機制御装置２０は、例えば、内燃機関１２０の温度を、他の要素から推定して、この値を内燃機関１２０の温度として用いてもよい。
【０１２０】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２によって冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０５の内容を実行する。ステップＳＴ１０５で、情報取得部２１は、作動油温度センサＤ０２から作動油温度Ｔｏを取得する。
【０１２１】
次に、ステップＳＴ１０６で、比較判定部２２は、作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であるか否かを判定する。なお、所定値ｃの詳細は後に説明する。ここで、変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、作動油温度Ｔｏが所定値ｃよりも小さいと判定すると（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１２２】
ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０６で作動油温度Ｔｏを所定値ｃと比較し、作動油温度Ｔｏが所定値ｃよりも小さい場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放させる理由を説明する。所定値ｃは、作動油温度Ｔｏがその値よりも小さい場合、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべきであると判定できる値である。
【０１２３】
ここで、上述のように、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、プライマリプーリ油圧室５４内の作動油であって、ベルト８０との摩擦熱を受けて温度が上昇した作動油がベルト式無段変速機１１０のオイルパンに戻されない。これにより、ベルト式無段変速機１１０の全体での作動油の温度の上昇が、プライマリプーリ油圧室５４が開放状態の場合よりも遅れる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、作動油の粘度が迅速に低下しない。
【０１２４】
ここで、上述したように、作動油の粘度が高いほど、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加する。よって、ベルト式無段変速機１１０が暖機を必要とする際に、ベルト式無段変速機１１０のプライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となると、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加する。
【０１２５】
ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間が増加するということは、ベルト式無段変速機１１０の暖機が未完了な状態での運転時間が増加する。ベルト式無段変速機１１０は、暖機が未完了な状態で運転されると、プライマリシャフト５１と各軸受との間や、プライマリシャフト５１とプライマリ可動シーブ５３との間等、摩擦が生じる部分での摩擦抵抗が増大する。結果として、内燃機関１２０の燃料の消費量が十分に抑制できないおそれがある。
【０１２６】
変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２が作動油温度Ｔｏと所定値ｃとを比較することにより、ベルト式無段変速機１１０の暖機を促進すべき際に、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすることによるベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を抑制できる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、変速機制御装置２０は、ベルト式無段変速機１１０の温度として、ベルト式無段変速機１１０の作動油温度Ｔｏを用いたが、本実施形態ではこれに限定されない。変速機制御装置２０は、例えば、ベルト式無段変速機１１０を構成する部材の温度を直接検出して、この温度をベルト式無段変速機１１０の温度として用いてもよい。また、変速機制御装置２０は、例えば、ベルト式無段変速機１１０の温度を、他の要素から推定して、この値をベルト式無段変速機１１０の温度として用いてもよい。
【０１２８】
次に、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２によって作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であると判定されると（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０７の内容を実行する。ステップＳＴ１０７で、情報取得部２１は、変速比センサＤ０１から変速比γを取得する。次に、ステップＳＴ１０８で、比較判定部２２は、変速比γが最小変速比γｍｉｎであるか否かを判定する。ここで、最小変速比γｍｉｎは、ベルト式無段変速機１１０が変速できる範囲で、最も小さい変速比である。
【０１２９】
変速機制御装置２０は、比較判定部２２が、変速比γが最小変速比γｍｉｎではないと判定すると（ステップＳＴ１０８、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。ここで、比較判定部２２がステップＳＴ１０８で変速比γが最小変速比γｍｉｎであるか否かを判定し、変速比γが最小変速比γｍｉｎではない場合に、閉じ込み制御部２４がプライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする理由を説明する。
【０１３０】
図７は、内燃機関の動作点と燃費最適線とを示すグラフである。ここで、図７に示す燃費最適線とは、内燃機関１２０の各出力ごとに燃料の消費量を最小に抑制できる機関トルクと機関回転速度との関係を示す線である。また、図７に示す点Ｐ０１−点Ｐ１０は、内燃機関１２０及びベルト式無段変速機１１０を搭載する車両１００が各速度で走行する際の、内燃機関１２０の機関トルクと機関回転速度とを示す点である。
【０１３１】
ここで、図７に示すように、黒丸で示す点Ｐ０１−点Ｐ０３、点Ｐ０８−点Ｐ１０は、燃費最適線と重なる。つまり、点Ｐ０１−点Ｐ０３、点Ｐ０８−点Ｐ１０に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際は、内燃機関１２０の燃料の消費量は最小に抑制されている。また、白丸で示す点Ｐ０４−点Ｐ０７は、燃費最適線と重ならない。つまり、点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際は、内燃機関１２０の燃料の消費量は最小に抑制されていない。
【０１３２】
点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量を低減するために、変速比を減少させようとする。しかしながら、ベルト式無段変速機１１０には変速できる最小値がある。よって、点Ｐ０４−点Ｐ０７に示す機関トルクと機関回転速度とで内燃機関１２０が動作する際、ベルト式無段変速機１１０は、変速比γが最小値に固定されている状態となる。
【０１３３】
変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比がそれ以下にはならない、つまり、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２に近づく方向にそれ以上移動しない。よって、変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比を固定する以上の油圧、つまりプライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２に近づける方向に移動させる油圧を必要としない。
【０１３４】
よって、変速比γが最小値に固定されている場合、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態にされる方が好ましい。これにより、ベルト式無段変速機１１０は、プライマリプーリ油圧室５４にオイルポンプＯＰによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、ベルト式無段変速機１１０は、オイルポンプＯＰが消費する動力を低減できる。結果として、ベルト式無段変速機１１０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【０１３５】
なお、ここでいう変速比γが最小値に固定されている場合とは、車両１００が定常走行中の場合と車両１００が加速中である場合とが含まれる。なお、定常走行とは、一定の速度で走行することをいう。
【０１３６】
変速機制御装置２０は、比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定されると（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、次にステップＳＴ１０９の内容を実行する。ステップＳＴ１０９で、情報取得部２１は、変速比制御部２３が演算し、記憶部Ｅｍに収納されている目標変速比γｄｅｓを取得する。ステップＳＴ１１０で、比較判定部２２は、目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上であるか否かを判定する。
【０１３７】
ここで、目標変速比γｄｅｓとは、変速比制御部２３が演算した値であって、ベルト式無段変速機１１０が目標とする変速比である。目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）、閉じ込み制御部２４がステップＳＴ１１２の手順を実行し、次に変速比制御部２３がステップＳＴ１１３の手順を実行する。
【０１３８】
目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎよりも小さい場合、ベルト式無段変速機１１０は、変速比制御部２３によって変速を要求されている状態である。よって、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４を開放状態にする。つまり、ステップＳＴ１１０は、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定する手順である。
【０１３９】
なお、本実施形態はこれに限定されず、比較判定部２２は、目標変速比γｄｅｓ以外の要素によって、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定してもよい。比較判定部２２は、例えば、プライマリプーリ油圧室５４が閉じ込み状態となってからの時間に基づいて、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定してもよい。つまり、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４の閉じ込み状態の終了を判定する所定の手順を備えればよい。
【０１４０】
目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上である場合（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１１１の内容を実行する。ステップＳＴ１１１で、閉じ込み制御部２４は、図２に示すプライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする。具体的には、閉じ込み制御部２４は、閉じ込み制御側レギュレータＯＲｂを制御して、油圧Ｐｃｖと受圧面積Ａｐとの積が、油圧Ｐｓとシール部面積Ａｃｖとの積にスプリング力Ｆを加えた値以下になるように、油圧Ｐｓを調節する。
【０１４１】
つまり、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２で比較判定部２２によって機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であると判定される（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０４で比較判定部２２によって冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であると判定される（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１０６で比較判定部２２によって作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であると判定される（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ）、比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定される（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、比較判定部２２によって目標変速比γｄｅｓが最小変速比γｍｉｎ以上であると判定される場合に（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１１で閉じ込み制御部２４は、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にする。
【０１４２】
上記構成により、変速機制御装置２０は、プライマリプーリ油圧室５４にオイルポンプＯＰによって圧力を与えなくても、変速比を固定できる。よって、変速機制御装置２０は、オイルポンプＯＰが消費する動力を低減できる。結果として、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制できる。
【０１４３】
また、変速機制御装置２０は、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定できることと、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できることと、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できることとを実現できる。
【０１４４】
なお、本実施形態はこれに限定されず、変速機制御装置２０は、少なくとも比較判定部２２によって変速比γが最小変速比γｍｉｎであると判定された場合に（ステップＳＴ１０８、Ｙｅｓ）、プライマリプーリ油圧室５４を閉じ込み状態にすればよい。
【０１４５】
これにより、変速機制御装置２０は、内燃機関１２０の燃料の消費量の増加を抑制するという目的を達成できる。但し、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０２、すなわち比較判定部２２が機関回転速度Ｎｅが所定値ａ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、車両１００が停止する前に変速比を最大値に設定できる。
【０１４６】
また、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０４、すなわち比較判定部２２が冷却水温度Ｔｗが所定値ｂ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、内燃機関１２０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。
【０１４７】
また、変速機制御装置２０は、ステップＳＴ１０６、すなわち比較判定部２２が作動油温度Ｔｏが所定値ｃ以上であるか否かを判定する手順を備える方が、ベルト式無段変速機１１０の暖機が完了するまでの時間の増加を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
以上のように、本発明に係るベルト式無段変速機は作動油閉じ込み装置を備えるベルト式無段変速機及び前記ベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置に適しており、特に、内燃機関の燃料の消費量の増加を抑制することに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。
【図２】本実施形態に係るプライマリプーリを示す断面図である。
【図３】プライマリプーリ油圧室が閉じ込み状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。
【図４】プライマリプーリ油圧室が開放状態での作動油閉じ込み装置を拡大して示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る変速機制御装置の構成を示す概念図である。
【図６】本実施形態に係るベルト式無段変速機の作動油閉じ込み装置を制御する手順を示すフローチャートである。
【図７】内燃機関の動作点と燃費最適線とを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１５０】
１０ 作動油閉じ込み装置
１１ ピストン動作用油圧室
１２ シール部
１２ａ テーパ面
１２ｂ 開口
１３ 弁体
１４ ピストン
１４ａ 受圧面
１４ｂ 棒状部
１５ スプリング
２０ 変速機制御装置
２１ 情報取得部
２２ 比較判定部
２３ 変速比制御部
２４ 閉じ込み制御部
２５ 機関制御部
４０ ＥＣＵ
５０ プライマリプーリ
５１ プライマリシャフト
５２ プライマリ固定シーブ
５３ プライマリ可動シーブ
５４ プライマリプーリ油圧室
５５ スプライン
５６ プライマリ隔壁
６０ セカンダリプーリ
６１ セカンダリシャフト
６２ セカンダリ固定シーブ
６３ セカンダリ可動シーブ
８０ ベルト
８０ａ プライマリ溝
８０ｂ セカンダリ溝
８１−８４ 軸受
１００ 車両
１１０ ベルト式無段変速機
１２０ 内燃機関
１２１ クランクシャフト
１３０ トルクコンバータ
１３１ インプットシャフト
１４０ 前後進切換機構
１５０ 減速装置
１５１ ファイナルドライブピニオン
１６０ 差動装置
１６１ リングギア
１７０ ドライブシャフト
１８０ 車輪
Ｄ０１ 変速比センサ
Ｄ０１ａ 入力側回転速度センサ
Ｄ０１ｂ 出力側回転速度センサ
Ｄ０２ 作動油温度センサ
Ｄ０３ 冷却水温度センサ
Ｄ０４ 機関回転速度センサ
ＡＤＣ アナログ／デジタルコンバータ
Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ バス
ＤＩＢ ディジタル入力バッファ
Ｅｍ 記憶部
Ｅｐ 中央演算装置
ＩＦｉｎ 入力インターフェース
ＩＦｏｕｔ 出力インターフェース
ＩＦｏｕｔａ 制御回路
ＩＦｏｕｔｂ 制御回路
ＩＮｐ 入力ポート
ＯＤ ドレン
ＯＬ０１ 第１油路
ＯＬ０１ａ 軸方向油路
ＯＬ０１ｂ 径方向油路
ＯＬ０２ 第２油路
ＯＬ０２ａ 軸方向油路
ＯＬ０２ｂ 径方向油路
ＯＰ オイルポンプ
ＯＲａ 変速比制御側レギュレータ
ＯＲｂ 閉じ込み制御側レギュレータ
ＯＴ オイルタンク
ＯＵＴｐ 出力ポート
ＲＬ 回転軸
ａ、ｂ、ｃ 所定値
Ａｃｖ シール部面積
Ａｐ 受圧面積
Ｆ スプリング力
Ｎｅ 機関回転速度
Ｐｃｖ 油圧
Ｐｓ 油圧
Ｔｏ 作動油温度
Ｔｗ 冷却水温度
γ 変速比
γｍｉｎ 最小変速比
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、
前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、
前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブと、
前記シャフトに設けられて、前記可動シーブに対して作動油の圧力によって前記回転軸方向の力を与えるプーリ油圧室と、
入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み手段と、
を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記ベルト式無段変速機の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記シャフトに前記回転を入力する前記内燃機関の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記シャフトの回転が停止するよりも前に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のベルト式無段変速機。
【請求項５】
内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブとを備えるベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置であって、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止することを特徴とする変速機制御装置。
【請求項１】
内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、
前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、
前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブと、
前記シャフトに設けられて、前記可動シーブに対して作動油の圧力によって前記回転軸方向の力を与えるプーリ油圧室と、
入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止する作動油閉じ込み手段と、
を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記ベルト式無段変速機の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記シャフトに前記回転を入力する前記内燃機関の暖機を促進する場合に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記シャフトの回転が停止するよりも前に、前記作動油閉じ込み手段は、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を許可することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のベルト式無段変速機。
【請求項５】
内燃機関から取り出された回転が入力されて回転軸を軸として回転するシャフトと、前記シャフトに連結されて前記回転軸を軸として回転する固定シーブと、前記固定シーブと対向して前記シャフトに設けられて前記回転軸方向に前記シャフト上を移動する可動シーブとを備えるベルト式無段変速機を制御する変速機制御装置であって、入力側の前記シャフトの回転速度を出力側の前記シャフトの回転速度で除した値である変速比が最小値となった場合に、前記プーリ油圧室から前記プーリ油圧室の外部への前記作動油の排出を禁止することを特徴とする変速機制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５７５３５（Ｐ２００９−２５７５３５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０９５６２（Ｐ２００８−１０９５６２）
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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