無段変速機の制御装置
【課題】簡単な回路構成でエンジン始動時における駆動ベルトの滑りを抑制する。
【解決手段】油圧室Ｐ１，Ｐ２を備えるプライマリプーリ２０と、油圧室Ｓ１を備えるセカンダリプーリ２１とが設けられる。オイルポンプ５０から延びるセカンダリ圧路５１には油圧室Ｓ１が接続される。セカンダリ圧路５１には、油圧室Ｐ１に連通するプライマリ圧路６１と、油圧室Ｐ２に連通するプライマリ圧路６２とが接続される。プライマリ圧路６２にはセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉する油路開閉弁６８が設けられる。油圧室Ｐ１，Ｐ２，Ｓ１から作動油が流出している状態からエンジンを始動すると、オイルポンプ５０の吐出圧が上昇するまでは、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路６２が遮断される。これにより、作動油がプライマリプーリ２０に消費されることなくセカンダリプーリ２１に案内され、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力が引き上げられる。
【解決手段】油圧室Ｐ１，Ｐ２を備えるプライマリプーリ２０と、油圧室Ｓ１を備えるセカンダリプーリ２１とが設けられる。オイルポンプ５０から延びるセカンダリ圧路５１には油圧室Ｓ１が接続される。セカンダリ圧路５１には、油圧室Ｐ１に連通するプライマリ圧路６１と、油圧室Ｐ２に連通するプライマリ圧路６２とが接続される。プライマリ圧路６２にはセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉する油路開閉弁６８が設けられる。油圧室Ｐ１，Ｐ２，Ｓ１から作動油が流出している状態からエンジンを始動すると、オイルポンプ５０の吐出圧が上昇するまでは、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路６２が遮断される。これにより、作動油がプライマリプーリ２０に消費されることなくセカンダリプーリ２１に案内され、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力が引き上げられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される動力伝達要素としての駆動ベルトとを有している。これらのプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを油圧駆動して溝幅を変化させることが可能となっている。このように、溝幅を変化させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることにより、変速比を無段階に制御しながらプライマリプーリからセカンダリプーリに動力を伝達することが可能となっている。この無段変速機においては、一方のプーリ(例えばプライマリプーリ)に対する油圧を調整することによって駆動ベルトの巻き付け径が制御され、他方のプーリ(例えばセカンダリプーリ)に対する油圧を調整することによって駆動ベルトの張力が制御されている。
【０００３】
ところで、長時間に渡って車両を停止させた場合には、プライマリプーリやセカンダリプーリの油圧室から作動油が流出するため、エンジン始動直後においてプライマリプーリやセカンダリプーリを適切に制御することが困難となっていた。例えば、エンジンとプライマリプーリとの間にはトルクコンバータやクラッチ機構が設けられており、エンジン始動時にはエンジンとプライマリプーリとを切り離すようにクラッチ機構が解放されている。しかしながら、トルクコンバータに作動油が充満しており、クラッチ機構に張り付きが生じている場合には、トルクコンバータやクラッチ機構を介してエンジントルクがプライマリプーリに入力されることになる。ここで、エンジン始動直後においては、停止する駆動輪に連結されたセカンダリプーリが拘束されているだけでなく、プライマリプーリやセカンダリプーリの油圧が低下していることから、入力されたエンジントルクによって駆動ベルトとプーリとの間に滑りを発生させてしまうおそれがある。特に、駆動ベルトの張力を制御するセカンダリプーリにおいては、駆動ベルトの巻き付け径を制御するプライマリプーリよりもクランプ力が低い傾向にあるため、駆動ベルトがセカンダリプーリに対して滑るおそれがあった。
【０００４】
このような油圧不足に伴う不具合を解消するため、エンジン始動直後にプライマリプーリやセカンダリプーリに対して素早く作動油を充填するための制御装置が提案されている。このような制御装置として、プライマリプーリ内の油圧およびセカンダリ圧のうち高い方の油圧を選択してプライマリ圧制御弁に供給するスイッチ弁を備え、早急にプライマリ圧を引き上げて変速制御を適切に実行するようにした制御装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。また、エンジンの始動が検出されたときには、プライマリ圧制御弁を全開状態に制御することにより、早急にプライマリ圧を引き上げて変速制御を適切に実行するようにした制御装置が提案されている(例えば、特許文献２参照)。さらに、エンジンが始動されて所定時間が経過した後に、プライマリ圧制御弁を全開状態に制御することにより、オイルポンプの吐出圧を安定させてから急速充填を行うようにした制御装置も提案されている(例えば、特許文献３参照)。
【特許文献１】特開昭６４−４９７５４号公報
【特許文献２】特開平６−２６４９９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３３０１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載される制御装置にあっては、油圧回路の複雑化を招くものや、制御プログラムの複雑化を招くものであるため、制御装置の低コスト化や信頼性向上を図ることが困難となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な油圧回路構成によってエンジン始動直後における動力伝達要素の滑りを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無段変速機の制御装置は、動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置であって、エンジンに駆動されるオイルポンプと、前記オイルポンプと前記締付プーリとの間に設けられ、前記オイルポンプから前記締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、前記第１作動油路と前記変速プーリとの間に設けられ、前記第１作動油路から前記変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、前記第２作動油路に設けられ、前記第１作動油路から前記第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで前記第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の無段変速機の制御装置は、前記油路開閉弁は、前記第２作動油路を遮断する遮断位置と前記第２作動油路を連通する連通位置とに移動自在となる弁体を有し、前記弁体は、前記第１作動油路からの油圧によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ力によって遮断位置に向けて付勢され、前記弁体に、遮断位置において前記第１作動油路からの油圧が作用する第１受圧部と、連通位置において前記第１作動油路からの油圧が前記第１受圧部に加えて作用する第２受圧部とを形成し、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値を上回る場合に、前記弁体は遮断位置から連通位置に移動する一方、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値よりも低圧の第２圧力値を下回る場合に、前記弁体は連通位置から遮断位置に移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の無段変速機の制御装置は、前記締付プーリが備える油圧室の受圧面積は、前記変速プーリが備える油圧室の受圧面積よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、第１作動油路から変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、第１作動油路から第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを設けるようにしたので、エンジン始動直後には、変速プーリに対する作動油の供給を遮断するとともに、締付プーリに対して作動油を供給することが可能となる。これにより、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動直後における動力伝達要素の滑りを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、無段変速機１０は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられており、セカンダリ軸１３と駆動輪１５との間には減速機構１６や差動機構１７が設けられている。
【００１２】
プライマリ軸１２には変速プーリとしてのプライマリプーリ２０が設けられている。このプライマリプーリ２０は、プライマリ軸１２に固定される固定シーブ２０ａと、プライマリ軸１２に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には締付プーリとしてのセカンダリプーリ２１が設けられている。このセカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸１３に固定される固定シーブ２１ａと、セカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ２１ｂとを有している。さらに、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１には、動力伝達要素としての駆動ベルト２２が巻き掛けられている。
【００１３】
また、プライマリ軸１２には２つのドラム２３ａ，２３ｂを備えた受圧部材２３が固定されるとともに、可動シーブ２０ｂにはドラム２３ａ，２３ｂに摺動自在に接触する２つのシリンダ２４ａ，２４ｂが固定されている。これらの受圧部材２３と可動シーブ２０ｂとにより、可動シーブ２０ｂの背面側には２つの油圧室Ｐ１，Ｐ２が区画されている。そして、それぞれの油圧室Ｐ１，Ｐ２に対して供給される油圧を制御することにより、プライマリプーリ２０の溝幅を変化させることが可能となっている。さらに、セカンダリ軸１３には受圧部材２５が固定されるとともに、可動シーブ２１ｂには受圧部材２５に摺動自在に接触するシリンダ２６が固定されている。これらの受圧部材２５と可動シーブ２１ｂとにより、可動シーブ２１ｂの背面側には油圧室Ｓ１が区画されている。そして、油圧室Ｓ１に対して供給される油圧を制御することにより、セカンダリプーリ２１の溝幅を変化させることが可能となっている。このように、プーリ２０，２１の溝幅を変化させて駆動ベルト２２の巻き付け径を変化させることにより、変速比を無段階に制御しながらプライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に動力を伝達することが可能となっている。
【００１４】
このような変速機構１４に対してエンジン動力を伝達するため、クランク軸２７とプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０は、クランク軸２７にフロントカバー３２を介して連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。このトルクコンバータ３０内には作動油が供給されており、トルクコンバータ３０は作動油を介してポンプインペラ３３からタービンランナ３５にエンジン動力を伝達する構造を有している。このような滑り要素であるトルクコンバータ３０には、エンジン動力の伝達効率を向上させるため、クランク軸２７とタービン軸３４とを直結するロックアップクラッチ３６が設けられている。
【００１５】
また、前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４０、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を備えている。これら前進クラッチ４１や後退ブレーキ４２を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となっている。前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を共に解放することにより、タービン軸３４とプライマリ軸１２とを切り離すことが可能となる。また、後退ブレーキ４２を開放して前進クラッチ４１を締結することにより、タービン軸３４の回転をそのままプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。さらに、前進クラッチ４１を開放して後退ブレーキ４２を締結することにより、タービン軸３４の回転を逆転してプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。
【００１６】
図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ５０が設けられている。オイルポンプ５０に接続されるセカンダリ圧路(第１作動油路)５１には、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１が接続されるとともに、分岐油路５２を介してセカンダリ圧制御弁５３が接続されている。このセカンダリ圧制御弁５３によってセカンダリ圧路５１内の作動油はセカンダリ圧Ｐｓに調圧され、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１にはセカンダリ圧Ｐｓが供給されることになる。なお、セカンダリ圧Ｐｓを調圧する際にセカンダリ圧制御弁５３によって排出される作動油は、潤滑油路５４を介して潤滑回路５５に案内され、プーリ２０，２１や駆動ベルト２２等の各摺動部に供給された後にオイルパン５６に戻されることになる。
【００１７】
また、セカンダリ圧路５１には、分岐油路６０を介して２つのプライマリ圧路６１，６２が接続されている。プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１に接続されるプライマリ圧路６１は２つの供給油路６３，６４によって構成されており、分岐油路６０に接続される供給油路６３と油圧室Ｐ１に接続される供給油路６４との間にはプライマリ圧制御弁６５が設けられている。このプライマリ圧制御弁６５によってセカンダリ圧Ｐｓからプライマリ圧Ｐｐが調圧され、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１にはプライマリ圧Ｐｐが供給されることになる。さらに、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２に接続されるプライマリ圧路(第２作動油路)６２は２つの供給油路６６，６７によって構成されており、分岐油路６０に接続される供給油路６６と油圧室Ｐ２に接続される供給油路６７との間には油路開閉弁６８が設けられている。この油路開閉弁６８はセカンダリ圧Ｐｓの大きさに応じてプライマリ圧路６２を開閉するものであるが、オイルポンプ５０からの吐出圧がセカンダリ圧制御弁５３の制御下限圧力に到達している状態のもとでは、油路開閉弁６８はプライマリ圧路６２を連通させる連通状態を保持するように作動している。すなわち、通常の変速制御において、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２には、連通状態の油路開閉弁６８を介してセカンダリ圧Ｐｓがそのまま供給されることになる。
【００１８】
セカンダリ圧Ｐｓを調圧するセカンダリ圧制御弁５３や、プライマリ圧Ｐｐを調圧するプライマリ圧制御弁６５は、ＣＶＴ制御ユニット７０から出力される駆動電流によって制御される電磁圧力制御弁(電磁流量制御弁)となっている。駆動電流を出力制御するＣＶＴ制御ユニット７０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納される。さらに、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力されている。
【００１９】
ＣＶＴ制御ユニット７０に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０のプライマリ回転数を検出するプライマリ回転数センサ７１、セカンダリプーリ２１のセカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数センサ７２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ７３、車速を検出する車速センサ７４、セレクトレバーの操作位置を検出するインヒビタスイッチ７５等が設けられている。また、ＣＶＴ制御ユニット７０にはエンジン制御ユニット７６が接続されており、このエンジン制御ユニット７６からスロットル開度やエンジン回転数などのエンジン制御情報が入力されている。
【００２０】
このようなＣＶＴ制御ユニット７０は、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１を制御するため、車両状態に基づいて以下のように目標プライマリ圧および目標セカンダリ圧を設定する。ＣＶＴ制御ユニット７０は、車速とスロットル開度に基づいて目標プライマリ回転数を設定した後に、目標プライマリ回転数と実セカンダリ回転数とに基づいて目標変速比を算出する。次いで、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標変速比に対応する目標プライマリ圧と目標セカンダリ圧との油圧比を算出し、この油圧比に目標セカンダリ圧を乗算することにより目標プライマリ圧を算出する。そして、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標変速比と実変速比とを比較して目標プライマリ圧をフィードバック制御しながら、目標プライマリ圧に対応する駆動電流をプライマリ圧調整弁に対して出力し、目標変速比に向けてプライマリプーリ２０のクランプ力Ｆｐを制御することになる。
【００２１】
また、ＣＶＴ制御ユニット７０は、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて入力トルクを算出し、目標変速比に基づいて単位トルク当りの必要セカンダリ圧を算出する。続いて、ＣＶＴ制御ユニット７０は、単位トルク当りの目標セカンダリ圧に入力トルクを乗算し、セカンダリプーリ２１に供給するための目標セカンダリ圧を算出する。そして、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標セカンダリ圧に対応する駆動電流をセカンダリ圧調整弁に対して出力し、駆動ベルト２２を滑らせないようにセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを制御することになる。このように、ＣＶＴ制御ユニット７０がプライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１を制御する際には、プライマリプーリ２０を主体的に制御して駆動ベルト２２の巻き付け径を制御するとともに、この変速制御に伴って変動する伝達トルク容量に追従させるようにセカンダリプーリ２１を制御することになる。
【００２２】
なお、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１にはプライマリ圧Ｐｐが供給され、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２にはセカンダリ圧Ｐｓが供給され、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１にはセカンダリ圧Ｐｓが供給されている。ここで、油圧室Ｐ１の受圧面積をＡＰ１とし、油圧室Ｐ２の受圧面積をＡＰ２とし、油圧室Ｓ１の受圧面積をＡＳ１とすると、プライマリプーリ２０にはクランプ力Ｆｐ(Ｆｐ＝ＡＰ１×Ｐｐ＋ＡＰ２×Ｐｓ)が発生し、セカンダリプーリ２１にはクランプ力Ｆｓ(Ｆｓ＝ＡＳ１×Ｐｓ)が発生することになる。ところで、プライマリプーリ２０を主体的に動作させるためには、プライマリプーリ２０のクランプ力Ｆｐをセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓよりも大きく制御する必要があるが、クランプ力Ｆｐを生成するプライマリ圧Ｐｐは、セカンダリ圧Ｐｓを減圧することによって得られる圧力である。しかしながら、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１，Ｐ２の受圧面積(ＡＰ１＋ＡＰ２)は、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１の受圧面積(ＡＳ１)よりも大きく設定されるため、クランプ力Ｆｐをクランプ力Ｆｓよりも大きく設定することが可能となっている。
【００２３】
続いて、プライマリ圧路６２に設けられる油路開閉弁６８について説明する。図３(Ａ)および(Ｂ)は油路開閉弁６８の作動状態を示す説明図である。図３(Ａ)にはプライマリ圧路６２を遮断する遮断状態が示されており、図３(Ｂ)にはプライマリ圧路６２を連通する連通状態が示されている。
【００２４】
図３(Ａ)および(Ｂ)に示すように、油路開閉弁６８は、２つの油路孔８０，８１が形成される油路構成材８２と、これに対向するとともに弁収容孔８３が形成されるハウジング８４とを有している。油路構成材８２に形成される一方の油路孔８０は供給油路６６を介してオイルポンプ５０に接続され、他方の油路孔８１は供給油路６７を介してプライマリプーリ２０に接続されている。また、油路構成材８２とハウジング８４との間には仕切板８５が設けられており、この仕切板８５には２つの貫通孔８６，８７が形成されている。仕切板８５に形成される一方の貫通孔８６によって油路孔８０と弁収容孔８３とが接続され、他方の貫通孔８７によって油路孔８１と弁収容孔８３とが接続されるため、２つの油路孔８０，８１は弁収容孔８３を介して連通した状態となっている。
【００２５】
また、ハウジング８４の弁収容孔８３には、貫通孔８６を閉塞する遮断位置と貫通孔８６を開放する連通位置とに移動自在となる弁体８９が収容されている。この弁体８９は、オイルポンプ５０から吐出される作動油によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ部材９０からのバネ力によって遮断位置に向けて付勢される構成となっている。さらに、テーパ状に形成される弁体８９の頭頂部には、先端側に第１受圧部８９ａが形成されており、基端側に第２受圧部８９ｂが形成されている。弁体８９が遮断位置に移動したときには、油路孔８０側に露出する受圧部８９ａに対してセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する一方、弁体８９が連通位置に移動したときには、受圧部８９ａだけでなく受圧部８９ｂに対してもセカンダリ圧路５１からの油圧が作用することになる。
【００２６】
このように、遮断位置においてセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する弁体８９の受圧面積は、連通位置においてセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する弁体８９の受圧面積よりも狭く設定されている。このため、弁体８９が遮断位置から連通位置に移動するために必要な油圧(第１圧力値)Ｐａは、弁体８９が連通位置から遮断位置に戻る際の油圧(第２圧力値)Ｐｂよりも高く設定されることになる。なお、弁体８９を遮断位置から連通位置に移動させるための油圧Ｐａが、セカンダリ圧制御弁５３によって調圧可能なセカンダリ圧Ｐｓの最低圧力(以下、最低セカンダリ圧Ｐｓｌという)となるように、バネ部材９０のバネ力や弁体８９の受圧面積が設定されている。
【００２７】
以下、油路切換弁の機能について説明する。図４(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１とに対する作動油の供給状態を示す説明図である。図４(Ａ)にはエンジン始動前の状態が示され、図４(Ｂ)にはエンジン始動直後の状態が示され、図４(Ｃ)には最低セカンダリ圧Ｐｓｌに到達した後の状態が示されている。なお、図４(Ａ)〜(Ｃ)において、濃く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れる油路を示し、薄く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れていない油路を示している。
【００２８】
図４(Ａ)に示すように、オイルポンプ５０が停止しているエンジン始動前においては、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１，Ｐ２やセカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１から作動油が流出している。このため、油圧室Ｐ１，Ｐ２，Ｓ１の圧力は低下した状態となっており、特にプライマリプーリ２０よりも受圧面積の小さなセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓが低下した状態となっている。ここで、トルクコンバータ３０が作動油で満たされるとともに、前進クラッチ４１に張り付きが生じている場合を想定すると、エンジン始動に伴って変速機構１４にエンジントルクが入力されてしまうため、クランプ力Ｆｓの低下しているセカンダリプーリ２１において駆動ベルト２２に滑りが生じてしまうおそれがある。そこで、本発明の無段変速機の制御装置においては、プライマリ圧路６２に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉させるようにしている。
【００２９】
図４(Ｂ)に示すように、エンジン始動直後においては、オイルポンプ５０から十分な作動油が供給されていない状況であり、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを下回る状況(例えば、０．２ＭＰａ)であるため、油路開閉弁６８はプライマリ圧路６２の遮断状態を継続することになる。これにより、オイルポンプ５０から吐出される作動油は、プライマリプーリ２０によって消費されることなく、セカンダリプーリ２１に向けて案内されるため、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを引き上げることができ、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２のスリップを抑制することが可能となる。
【００３０】
そして、図４(Ｃ)に示すように、エンジン１１が始動されてから所定時間が経過し、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌ(例えば、０．７ＭＰａ)に到達した後には、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路６２が連通状態に切り換えられる。これにより、セカンダリプーリ２１だけでなくプライマリプーリ２０にも作動油を供給することが可能となり、前述した変速制御を適切に実行することが可能となる。しかも、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを上回った場合に、油路開閉弁６８は遮断状態から連通状態に切り換えられるが、その後、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌまで低下した場合であっても、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌよりも低い油圧Ｐｂを下回るまでは、油路開閉弁６８は連通状態を維持するため、油路開閉弁６８が変速制御に影響を与えることもない。
【００３１】
このように、プライマリ圧路６２に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１内の圧力に応じて開閉させるようにしたので、エンジン１１を始動した場合には、セカンダリプーリ２１に対して重点的に作動油を供給した後に、プライマリプーリ２０に対して作動油を供給することが可能となる。このように、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動時における駆動ベルト２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００３２】
次いで、本発明の他の実施の形態について説明する。図５は本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機９１を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、図示する無段変速機９１は、シングルシリンダタイプのプライマリプーリ９２を備えた無段変速機９１である。変速プーリであるプライマリプーリ９２は、プライマリ軸１２に固定される固定シーブ９２ａと、プライマリ軸１２に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ９２ｂとを有している。また、プライマリ軸１２には受圧部材９３が固定されるとともに、可動シーブ９２ｂには受圧部材９３に摺動自在に接触するシリンダ９４が固定されている。これらの受圧部材９３と可動シーブ９２ｂとにより、可動シーブ９２ｂの背面側には油圧室Ｐ３が区画されている。そして、油圧室Ｐ３に対して供給される油圧を制御することにより、プライマリプーリ９２の溝幅を変化させることが可能となっている。なお、前述した無段変速機１０と同様に、プライマリプーリ９２を主体的に動作させるため、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３の受圧面積は、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１の受圧面積よりも大きく設定されている。
【００３３】
図６は無段変速機９１の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。なお、図２に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、セカンダリ圧路５１には、セカンダリプーリ２１に向けて延びるプライマリ圧路(第２作動油路)９５が接続されており、このプライマリ圧路９５には油路開閉弁６８とプライマリ圧制御弁６５とが直列に設けられている。すなわち、プライマリ圧路９５は３つの供給油路９６〜９８によって構成されており、セカンダリ圧路５１に接続される供給油路９６には油路開閉弁６８が接続され、油路開閉弁６８から延びる供給油路９７にはプライマリ圧制御弁６５が接続され、プライマリ圧制御弁６５から延びる供給油路９８にはプライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３が接続されている。すなわち、セカンダリ圧路５１内のセカンダリ圧Ｐｓは、油路開閉弁６８を介してプライマリ圧制御弁６５に供給され、プライマリ圧制御弁６５によってプライマリ圧Ｐｐに調圧された後に、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３に対して供給されることになる。
【００３４】
このようなシングルシリンダタイプのプライマリプーリ９２を備える無段変速機９１に対しても本発明を有効に適用することが可能である。図７(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリ９２とセカンダリプーリ２１とに対する作動油の供給状態を示す説明図である。図７(Ａ)にはエンジン始動前の状態が示され、図７(Ｂ)にはエンジン始動直後の状態が示され、図７(Ｃ)には最低セカンダリ圧Ｐｓｌに到達した後の状態が示されている。なお、図７(Ａ)〜(Ｃ)において、濃く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れる油路を示し、薄く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れていない油路を示している。
【００３５】
図７(Ａ)に示すように、オイルポンプ５０が停止しているエンジン始動前においては、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３やセカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１から作動油が流出している。このため、油圧室Ｐ３，Ｓ１の圧力は低下した状態となっており、プライマリプーリ９２よりも受圧面積の小さなセカンダリプーリ２１のクランプ力が低下した状態となっている。ここで、トルクコンバータ３０が作動油で満たされるとともに、前進クラッチ４１に張り付きが生じている場合を想定すると、エンジン始動に伴って変速機構１４にエンジントルクが入力されてしまうため、クランプ力Ｆｓの低下しているセカンダリプーリ２１において駆動ベルト２２が滑るおそれがある。そこで、本発明の無段変速機の制御装置においては、プライマリ圧路９５に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１内の圧力に応じて開閉させるようにしている。
【００３６】
図７(Ｂ)に示すように、エンジン始動直後においては、オイルポンプ５０から十分な作動油が供給されていない状況であり、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを下回る状況(例えば、０．２ＭＰａ)であるため、油路開閉弁６８はプライマリ圧路９５の遮断状態を継続することになる。これにより、オイルポンプ５０から吐出される作動油は、プライマリプーリ９２によって消費されることなく、セカンダリプーリ２１に向けて案内されるため、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを引き上げることができ、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２のスリップを抑制することが可能となる。
【００３７】
そして、図７(Ｃ)に示すように、エンジン１１が始動されてから所定時間が経過し、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌ(例えば、０．７ＭＰａ)に到達した後には、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路９５が連通状態に切り換えられる。これにより、セカンダリプーリ２１だけでなくプライマリプーリ２０にも作動油を供給することが可能となり、前述した変速制御を適切に実行することが可能となる。しかも、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを上回った場合に、油路開閉弁６８は遮断状態から連通状態に切り換えられるが、その後、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌまで低下した場合であっても、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌよりも低い油圧Ｐｂを下回るまでは、油路開閉弁６８は連通状態を維持するため、油路開閉弁６８が変速制御に影響を与えることもない。
【００３８】
このように、プライマリ圧路９５に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉させるようにしたので、エンジン１１を始動した場合には、セカンダリプーリ２１に対して重点的に作動油を供給した後に、プライマリプーリ９２に対して作動油を供給することが可能となる。このように、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動時における駆動ベルト２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、プライマリプーリ２０，９２を変速プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を締付プーリとして機能させているが、これに限られることはなく、プライマリプーリ２０，９２を締付プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を変速プーリとして機能させるようにしても良い。この場合には、プライマリ圧路６１，６２，９５が分岐した後のセカンダリ圧路５１に油路開閉弁６８が設けられることになる。
【００４０】
また、動力伝達要素として、スチールバンドに沿って多数のコマを連ねるようにした駆動ベルト２２を用いているが、これに限られることはなく、動力伝達要素としてチェーンを用いるようにしても良い。さらに、図示する場合には、セカンダリ圧制御弁５３をライン圧制御弁としても機能させることにより、セカンダリ圧Ｐｓを油圧回路の基本油圧となるライン圧としても利用しているが、ライン圧制御弁とセカンダリ圧制御弁５３とを別個に設けるようにしても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図３】(Ａ)および(Ｂ)は油路開閉弁の作動状態を示す説明図である。
【図４】(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリとセカンダリプーリとに対する作動油の供給状態を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図６】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図７】(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリとセカンダリプーリとに対する作動油の供給状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 無段変速機
１１ エンジン
２０ プライマリプーリ(変速プーリ)
２１ セカンダリプーリ(締付プーリ)
２２ 駆動ベルト(動力伝達要素)
５０ オイルポンプ
５１ セカンダリ圧路(第１作動油路)
６２ プライマリ圧路(第２作動油路)
６８ 油路開閉弁
８９ 弁体
８９ａ 受圧部(第１受圧部)
８９ｂ 受圧部(第２受圧部)
９１ 無段変速機
９２ プライマリプーリ(変速プーリ)
９５ プライマリ圧路(第２作動油路)
Ｐ１ 油圧室
Ｐ２ 油圧室
Ｓ１ 油圧室
Ｐａ 油圧(第１圧力値)
Ｐｂ 油圧(第２圧力値)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される動力伝達要素としての駆動ベルトとを有している。これらのプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを油圧駆動して溝幅を変化させることが可能となっている。このように、溝幅を変化させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることにより、変速比を無段階に制御しながらプライマリプーリからセカンダリプーリに動力を伝達することが可能となっている。この無段変速機においては、一方のプーリ(例えばプライマリプーリ)に対する油圧を調整することによって駆動ベルトの巻き付け径が制御され、他方のプーリ(例えばセカンダリプーリ)に対する油圧を調整することによって駆動ベルトの張力が制御されている。
【０００３】
ところで、長時間に渡って車両を停止させた場合には、プライマリプーリやセカンダリプーリの油圧室から作動油が流出するため、エンジン始動直後においてプライマリプーリやセカンダリプーリを適切に制御することが困難となっていた。例えば、エンジンとプライマリプーリとの間にはトルクコンバータやクラッチ機構が設けられており、エンジン始動時にはエンジンとプライマリプーリとを切り離すようにクラッチ機構が解放されている。しかしながら、トルクコンバータに作動油が充満しており、クラッチ機構に張り付きが生じている場合には、トルクコンバータやクラッチ機構を介してエンジントルクがプライマリプーリに入力されることになる。ここで、エンジン始動直後においては、停止する駆動輪に連結されたセカンダリプーリが拘束されているだけでなく、プライマリプーリやセカンダリプーリの油圧が低下していることから、入力されたエンジントルクによって駆動ベルトとプーリとの間に滑りを発生させてしまうおそれがある。特に、駆動ベルトの張力を制御するセカンダリプーリにおいては、駆動ベルトの巻き付け径を制御するプライマリプーリよりもクランプ力が低い傾向にあるため、駆動ベルトがセカンダリプーリに対して滑るおそれがあった。
【０００４】
このような油圧不足に伴う不具合を解消するため、エンジン始動直後にプライマリプーリやセカンダリプーリに対して素早く作動油を充填するための制御装置が提案されている。このような制御装置として、プライマリプーリ内の油圧およびセカンダリ圧のうち高い方の油圧を選択してプライマリ圧制御弁に供給するスイッチ弁を備え、早急にプライマリ圧を引き上げて変速制御を適切に実行するようにした制御装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。また、エンジンの始動が検出されたときには、プライマリ圧制御弁を全開状態に制御することにより、早急にプライマリ圧を引き上げて変速制御を適切に実行するようにした制御装置が提案されている(例えば、特許文献２参照)。さらに、エンジンが始動されて所定時間が経過した後に、プライマリ圧制御弁を全開状態に制御することにより、オイルポンプの吐出圧を安定させてから急速充填を行うようにした制御装置も提案されている(例えば、特許文献３参照)。
【特許文献１】特開昭６４−４９７５４号公報
【特許文献２】特開平６−２６４９９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３３０１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載される制御装置にあっては、油圧回路の複雑化を招くものや、制御プログラムの複雑化を招くものであるため、制御装置の低コスト化や信頼性向上を図ることが困難となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な油圧回路構成によってエンジン始動直後における動力伝達要素の滑りを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無段変速機の制御装置は、動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置であって、エンジンに駆動されるオイルポンプと、前記オイルポンプと前記締付プーリとの間に設けられ、前記オイルポンプから前記締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、前記第１作動油路と前記変速プーリとの間に設けられ、前記第１作動油路から前記変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、前記第２作動油路に設けられ、前記第１作動油路から前記第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで前記第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の無段変速機の制御装置は、前記油路開閉弁は、前記第２作動油路を遮断する遮断位置と前記第２作動油路を連通する連通位置とに移動自在となる弁体を有し、前記弁体は、前記第１作動油路からの油圧によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ力によって遮断位置に向けて付勢され、前記弁体に、遮断位置において前記第１作動油路からの油圧が作用する第１受圧部と、連通位置において前記第１作動油路からの油圧が前記第１受圧部に加えて作用する第２受圧部とを形成し、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値を上回る場合に、前記弁体は遮断位置から連通位置に移動する一方、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値よりも低圧の第２圧力値を下回る場合に、前記弁体は連通位置から遮断位置に移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の無段変速機の制御装置は、前記締付プーリが備える油圧室の受圧面積は、前記変速プーリが備える油圧室の受圧面積よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、第１作動油路から変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、第１作動油路から第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを設けるようにしたので、エンジン始動直後には、変速プーリに対する作動油の供給を遮断するとともに、締付プーリに対して作動油を供給することが可能となる。これにより、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動直後における動力伝達要素の滑りを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、無段変速機１０は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられており、セカンダリ軸１３と駆動輪１５との間には減速機構１６や差動機構１７が設けられている。
【００１２】
プライマリ軸１２には変速プーリとしてのプライマリプーリ２０が設けられている。このプライマリプーリ２０は、プライマリ軸１２に固定される固定シーブ２０ａと、プライマリ軸１２に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には締付プーリとしてのセカンダリプーリ２１が設けられている。このセカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸１３に固定される固定シーブ２１ａと、セカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ２１ｂとを有している。さらに、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１には、動力伝達要素としての駆動ベルト２２が巻き掛けられている。
【００１３】
また、プライマリ軸１２には２つのドラム２３ａ，２３ｂを備えた受圧部材２３が固定されるとともに、可動シーブ２０ｂにはドラム２３ａ，２３ｂに摺動自在に接触する２つのシリンダ２４ａ，２４ｂが固定されている。これらの受圧部材２３と可動シーブ２０ｂとにより、可動シーブ２０ｂの背面側には２つの油圧室Ｐ１，Ｐ２が区画されている。そして、それぞれの油圧室Ｐ１，Ｐ２に対して供給される油圧を制御することにより、プライマリプーリ２０の溝幅を変化させることが可能となっている。さらに、セカンダリ軸１３には受圧部材２５が固定されるとともに、可動シーブ２１ｂには受圧部材２５に摺動自在に接触するシリンダ２６が固定されている。これらの受圧部材２５と可動シーブ２１ｂとにより、可動シーブ２１ｂの背面側には油圧室Ｓ１が区画されている。そして、油圧室Ｓ１に対して供給される油圧を制御することにより、セカンダリプーリ２１の溝幅を変化させることが可能となっている。このように、プーリ２０，２１の溝幅を変化させて駆動ベルト２２の巻き付け径を変化させることにより、変速比を無段階に制御しながらプライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に動力を伝達することが可能となっている。
【００１４】
このような変速機構１４に対してエンジン動力を伝達するため、クランク軸２７とプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０は、クランク軸２７にフロントカバー３２を介して連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。このトルクコンバータ３０内には作動油が供給されており、トルクコンバータ３０は作動油を介してポンプインペラ３３からタービンランナ３５にエンジン動力を伝達する構造を有している。このような滑り要素であるトルクコンバータ３０には、エンジン動力の伝達効率を向上させるため、クランク軸２７とタービン軸３４とを直結するロックアップクラッチ３６が設けられている。
【００１５】
また、前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４０、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を備えている。これら前進クラッチ４１や後退ブレーキ４２を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となっている。前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を共に解放することにより、タービン軸３４とプライマリ軸１２とを切り離すことが可能となる。また、後退ブレーキ４２を開放して前進クラッチ４１を締結することにより、タービン軸３４の回転をそのままプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。さらに、前進クラッチ４１を開放して後退ブレーキ４２を締結することにより、タービン軸３４の回転を逆転してプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。
【００１６】
図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ５０が設けられている。オイルポンプ５０に接続されるセカンダリ圧路(第１作動油路)５１には、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１が接続されるとともに、分岐油路５２を介してセカンダリ圧制御弁５３が接続されている。このセカンダリ圧制御弁５３によってセカンダリ圧路５１内の作動油はセカンダリ圧Ｐｓに調圧され、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１にはセカンダリ圧Ｐｓが供給されることになる。なお、セカンダリ圧Ｐｓを調圧する際にセカンダリ圧制御弁５３によって排出される作動油は、潤滑油路５４を介して潤滑回路５５に案内され、プーリ２０，２１や駆動ベルト２２等の各摺動部に供給された後にオイルパン５６に戻されることになる。
【００１７】
また、セカンダリ圧路５１には、分岐油路６０を介して２つのプライマリ圧路６１，６２が接続されている。プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１に接続されるプライマリ圧路６１は２つの供給油路６３，６４によって構成されており、分岐油路６０に接続される供給油路６３と油圧室Ｐ１に接続される供給油路６４との間にはプライマリ圧制御弁６５が設けられている。このプライマリ圧制御弁６５によってセカンダリ圧Ｐｓからプライマリ圧Ｐｐが調圧され、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１にはプライマリ圧Ｐｐが供給されることになる。さらに、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２に接続されるプライマリ圧路(第２作動油路)６２は２つの供給油路６６，６７によって構成されており、分岐油路６０に接続される供給油路６６と油圧室Ｐ２に接続される供給油路６７との間には油路開閉弁６８が設けられている。この油路開閉弁６８はセカンダリ圧Ｐｓの大きさに応じてプライマリ圧路６２を開閉するものであるが、オイルポンプ５０からの吐出圧がセカンダリ圧制御弁５３の制御下限圧力に到達している状態のもとでは、油路開閉弁６８はプライマリ圧路６２を連通させる連通状態を保持するように作動している。すなわち、通常の変速制御において、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２には、連通状態の油路開閉弁６８を介してセカンダリ圧Ｐｓがそのまま供給されることになる。
【００１８】
セカンダリ圧Ｐｓを調圧するセカンダリ圧制御弁５３や、プライマリ圧Ｐｐを調圧するプライマリ圧制御弁６５は、ＣＶＴ制御ユニット７０から出力される駆動電流によって制御される電磁圧力制御弁(電磁流量制御弁)となっている。駆動電流を出力制御するＣＶＴ制御ユニット７０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納される。さらに、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力されている。
【００１９】
ＣＶＴ制御ユニット７０に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０のプライマリ回転数を検出するプライマリ回転数センサ７１、セカンダリプーリ２１のセカンダリ回転数を検出するセカンダリ回転数センサ７２、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ７３、車速を検出する車速センサ７４、セレクトレバーの操作位置を検出するインヒビタスイッチ７５等が設けられている。また、ＣＶＴ制御ユニット７０にはエンジン制御ユニット７６が接続されており、このエンジン制御ユニット７６からスロットル開度やエンジン回転数などのエンジン制御情報が入力されている。
【００２０】
このようなＣＶＴ制御ユニット７０は、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１を制御するため、車両状態に基づいて以下のように目標プライマリ圧および目標セカンダリ圧を設定する。ＣＶＴ制御ユニット７０は、車速とスロットル開度に基づいて目標プライマリ回転数を設定した後に、目標プライマリ回転数と実セカンダリ回転数とに基づいて目標変速比を算出する。次いで、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標変速比に対応する目標プライマリ圧と目標セカンダリ圧との油圧比を算出し、この油圧比に目標セカンダリ圧を乗算することにより目標プライマリ圧を算出する。そして、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標変速比と実変速比とを比較して目標プライマリ圧をフィードバック制御しながら、目標プライマリ圧に対応する駆動電流をプライマリ圧調整弁に対して出力し、目標変速比に向けてプライマリプーリ２０のクランプ力Ｆｐを制御することになる。
【００２１】
また、ＣＶＴ制御ユニット７０は、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて入力トルクを算出し、目標変速比に基づいて単位トルク当りの必要セカンダリ圧を算出する。続いて、ＣＶＴ制御ユニット７０は、単位トルク当りの目標セカンダリ圧に入力トルクを乗算し、セカンダリプーリ２１に供給するための目標セカンダリ圧を算出する。そして、ＣＶＴ制御ユニット７０は、目標セカンダリ圧に対応する駆動電流をセカンダリ圧調整弁に対して出力し、駆動ベルト２２を滑らせないようにセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを制御することになる。このように、ＣＶＴ制御ユニット７０がプライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１を制御する際には、プライマリプーリ２０を主体的に制御して駆動ベルト２２の巻き付け径を制御するとともに、この変速制御に伴って変動する伝達トルク容量に追従させるようにセカンダリプーリ２１を制御することになる。
【００２２】
なお、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１にはプライマリ圧Ｐｐが供給され、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ２にはセカンダリ圧Ｐｓが供給され、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１にはセカンダリ圧Ｐｓが供給されている。ここで、油圧室Ｐ１の受圧面積をＡＰ１とし、油圧室Ｐ２の受圧面積をＡＰ２とし、油圧室Ｓ１の受圧面積をＡＳ１とすると、プライマリプーリ２０にはクランプ力Ｆｐ(Ｆｐ＝ＡＰ１×Ｐｐ＋ＡＰ２×Ｐｓ)が発生し、セカンダリプーリ２１にはクランプ力Ｆｓ(Ｆｓ＝ＡＳ１×Ｐｓ)が発生することになる。ところで、プライマリプーリ２０を主体的に動作させるためには、プライマリプーリ２０のクランプ力Ｆｐをセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓよりも大きく制御する必要があるが、クランプ力Ｆｐを生成するプライマリ圧Ｐｐは、セカンダリ圧Ｐｓを減圧することによって得られる圧力である。しかしながら、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１，Ｐ２の受圧面積(ＡＰ１＋ＡＰ２)は、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１の受圧面積(ＡＳ１)よりも大きく設定されるため、クランプ力Ｆｐをクランプ力Ｆｓよりも大きく設定することが可能となっている。
【００２３】
続いて、プライマリ圧路６２に設けられる油路開閉弁６８について説明する。図３(Ａ)および(Ｂ)は油路開閉弁６８の作動状態を示す説明図である。図３(Ａ)にはプライマリ圧路６２を遮断する遮断状態が示されており、図３(Ｂ)にはプライマリ圧路６２を連通する連通状態が示されている。
【００２４】
図３(Ａ)および(Ｂ)に示すように、油路開閉弁６８は、２つの油路孔８０，８１が形成される油路構成材８２と、これに対向するとともに弁収容孔８３が形成されるハウジング８４とを有している。油路構成材８２に形成される一方の油路孔８０は供給油路６６を介してオイルポンプ５０に接続され、他方の油路孔８１は供給油路６７を介してプライマリプーリ２０に接続されている。また、油路構成材８２とハウジング８４との間には仕切板８５が設けられており、この仕切板８５には２つの貫通孔８６，８７が形成されている。仕切板８５に形成される一方の貫通孔８６によって油路孔８０と弁収容孔８３とが接続され、他方の貫通孔８７によって油路孔８１と弁収容孔８３とが接続されるため、２つの油路孔８０，８１は弁収容孔８３を介して連通した状態となっている。
【００２５】
また、ハウジング８４の弁収容孔８３には、貫通孔８６を閉塞する遮断位置と貫通孔８６を開放する連通位置とに移動自在となる弁体８９が収容されている。この弁体８９は、オイルポンプ５０から吐出される作動油によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ部材９０からのバネ力によって遮断位置に向けて付勢される構成となっている。さらに、テーパ状に形成される弁体８９の頭頂部には、先端側に第１受圧部８９ａが形成されており、基端側に第２受圧部８９ｂが形成されている。弁体８９が遮断位置に移動したときには、油路孔８０側に露出する受圧部８９ａに対してセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する一方、弁体８９が連通位置に移動したときには、受圧部８９ａだけでなく受圧部８９ｂに対してもセカンダリ圧路５１からの油圧が作用することになる。
【００２６】
このように、遮断位置においてセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する弁体８９の受圧面積は、連通位置においてセカンダリ圧路５１からの油圧が作用する弁体８９の受圧面積よりも狭く設定されている。このため、弁体８９が遮断位置から連通位置に移動するために必要な油圧(第１圧力値)Ｐａは、弁体８９が連通位置から遮断位置に戻る際の油圧(第２圧力値)Ｐｂよりも高く設定されることになる。なお、弁体８９を遮断位置から連通位置に移動させるための油圧Ｐａが、セカンダリ圧制御弁５３によって調圧可能なセカンダリ圧Ｐｓの最低圧力(以下、最低セカンダリ圧Ｐｓｌという)となるように、バネ部材９０のバネ力や弁体８９の受圧面積が設定されている。
【００２７】
以下、油路切換弁の機能について説明する。図４(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１とに対する作動油の供給状態を示す説明図である。図４(Ａ)にはエンジン始動前の状態が示され、図４(Ｂ)にはエンジン始動直後の状態が示され、図４(Ｃ)には最低セカンダリ圧Ｐｓｌに到達した後の状態が示されている。なお、図４(Ａ)〜(Ｃ)において、濃く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れる油路を示し、薄く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れていない油路を示している。
【００２８】
図４(Ａ)に示すように、オイルポンプ５０が停止しているエンジン始動前においては、プライマリプーリ２０の油圧室Ｐ１，Ｐ２やセカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１から作動油が流出している。このため、油圧室Ｐ１，Ｐ２，Ｓ１の圧力は低下した状態となっており、特にプライマリプーリ２０よりも受圧面積の小さなセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓが低下した状態となっている。ここで、トルクコンバータ３０が作動油で満たされるとともに、前進クラッチ４１に張り付きが生じている場合を想定すると、エンジン始動に伴って変速機構１４にエンジントルクが入力されてしまうため、クランプ力Ｆｓの低下しているセカンダリプーリ２１において駆動ベルト２２に滑りが生じてしまうおそれがある。そこで、本発明の無段変速機の制御装置においては、プライマリ圧路６２に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉させるようにしている。
【００２９】
図４(Ｂ)に示すように、エンジン始動直後においては、オイルポンプ５０から十分な作動油が供給されていない状況であり、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを下回る状況(例えば、０．２ＭＰａ)であるため、油路開閉弁６８はプライマリ圧路６２の遮断状態を継続することになる。これにより、オイルポンプ５０から吐出される作動油は、プライマリプーリ２０によって消費されることなく、セカンダリプーリ２１に向けて案内されるため、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを引き上げることができ、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２のスリップを抑制することが可能となる。
【００３０】
そして、図４(Ｃ)に示すように、エンジン１１が始動されてから所定時間が経過し、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌ(例えば、０．７ＭＰａ)に到達した後には、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路６２が連通状態に切り換えられる。これにより、セカンダリプーリ２１だけでなくプライマリプーリ２０にも作動油を供給することが可能となり、前述した変速制御を適切に実行することが可能となる。しかも、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを上回った場合に、油路開閉弁６８は遮断状態から連通状態に切り換えられるが、その後、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌまで低下した場合であっても、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌよりも低い油圧Ｐｂを下回るまでは、油路開閉弁６８は連通状態を維持するため、油路開閉弁６８が変速制御に影響を与えることもない。
【００３１】
このように、プライマリ圧路６２に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１内の圧力に応じて開閉させるようにしたので、エンジン１１を始動した場合には、セカンダリプーリ２１に対して重点的に作動油を供給した後に、プライマリプーリ２０に対して作動油を供給することが可能となる。このように、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動時における駆動ベルト２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００３２】
次いで、本発明の他の実施の形態について説明する。図５は本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機９１を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、図示する無段変速機９１は、シングルシリンダタイプのプライマリプーリ９２を備えた無段変速機９１である。変速プーリであるプライマリプーリ９２は、プライマリ軸１２に固定される固定シーブ９２ａと、プライマリ軸１２に軸方向に摺動自在に設けられる可動シーブ９２ｂとを有している。また、プライマリ軸１２には受圧部材９３が固定されるとともに、可動シーブ９２ｂには受圧部材９３に摺動自在に接触するシリンダ９４が固定されている。これらの受圧部材９３と可動シーブ９２ｂとにより、可動シーブ９２ｂの背面側には油圧室Ｐ３が区画されている。そして、油圧室Ｐ３に対して供給される油圧を制御することにより、プライマリプーリ９２の溝幅を変化させることが可能となっている。なお、前述した無段変速機１０と同様に、プライマリプーリ９２を主体的に動作させるため、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３の受圧面積は、セカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１の受圧面積よりも大きく設定されている。
【００３３】
図６は無段変速機９１の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。なお、図２に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、セカンダリ圧路５１には、セカンダリプーリ２１に向けて延びるプライマリ圧路(第２作動油路)９５が接続されており、このプライマリ圧路９５には油路開閉弁６８とプライマリ圧制御弁６５とが直列に設けられている。すなわち、プライマリ圧路９５は３つの供給油路９６〜９８によって構成されており、セカンダリ圧路５１に接続される供給油路９６には油路開閉弁６８が接続され、油路開閉弁６８から延びる供給油路９７にはプライマリ圧制御弁６５が接続され、プライマリ圧制御弁６５から延びる供給油路９８にはプライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３が接続されている。すなわち、セカンダリ圧路５１内のセカンダリ圧Ｐｓは、油路開閉弁６８を介してプライマリ圧制御弁６５に供給され、プライマリ圧制御弁６５によってプライマリ圧Ｐｐに調圧された後に、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３に対して供給されることになる。
【００３４】
このようなシングルシリンダタイプのプライマリプーリ９２を備える無段変速機９１に対しても本発明を有効に適用することが可能である。図７(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリ９２とセカンダリプーリ２１とに対する作動油の供給状態を示す説明図である。図７(Ａ)にはエンジン始動前の状態が示され、図７(Ｂ)にはエンジン始動直後の状態が示され、図７(Ｃ)には最低セカンダリ圧Ｐｓｌに到達した後の状態が示されている。なお、図７(Ａ)〜(Ｃ)において、濃く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れる油路を示し、薄く塗られた油路はオイルポンプ５０から吐出された作動油が流れていない油路を示している。
【００３５】
図７(Ａ)に示すように、オイルポンプ５０が停止しているエンジン始動前においては、プライマリプーリ９２の油圧室Ｐ３やセカンダリプーリ２１の油圧室Ｓ１から作動油が流出している。このため、油圧室Ｐ３，Ｓ１の圧力は低下した状態となっており、プライマリプーリ９２よりも受圧面積の小さなセカンダリプーリ２１のクランプ力が低下した状態となっている。ここで、トルクコンバータ３０が作動油で満たされるとともに、前進クラッチ４１に張り付きが生じている場合を想定すると、エンジン始動に伴って変速機構１４にエンジントルクが入力されてしまうため、クランプ力Ｆｓの低下しているセカンダリプーリ２１において駆動ベルト２２が滑るおそれがある。そこで、本発明の無段変速機の制御装置においては、プライマリ圧路９５に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１内の圧力に応じて開閉させるようにしている。
【００３６】
図７(Ｂ)に示すように、エンジン始動直後においては、オイルポンプ５０から十分な作動油が供給されていない状況であり、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを下回る状況(例えば、０．２ＭＰａ)であるため、油路開閉弁６８はプライマリ圧路９５の遮断状態を継続することになる。これにより、オイルポンプ５０から吐出される作動油は、プライマリプーリ９２によって消費されることなく、セカンダリプーリ２１に向けて案内されるため、早急にセカンダリプーリ２１のクランプ力Ｆｓを引き上げることができ、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２のスリップを抑制することが可能となる。
【００３７】
そして、図７(Ｃ)に示すように、エンジン１１が始動されてから所定時間が経過し、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌ(例えば、０．７ＭＰａ)に到達した後には、油路開閉弁６８によってプライマリ圧路９５が連通状態に切り換えられる。これにより、セカンダリプーリ２１だけでなくプライマリプーリ２０にも作動油を供給することが可能となり、前述した変速制御を適切に実行することが可能となる。しかも、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌを上回った場合に、油路開閉弁６８は遮断状態から連通状態に切り換えられるが、その後、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌまで低下した場合であっても、オイルポンプ５０の吐出圧が最低セカンダリ圧Ｐｓｌよりも低い油圧Ｐｂを下回るまでは、油路開閉弁６８は連通状態を維持するため、油路開閉弁６８が変速制御に影響を与えることもない。
【００３８】
このように、プライマリ圧路９５に油路開閉弁６８を設けるとともに、この油路開閉弁６８をセカンダリ圧路５１からの油圧に応じて開閉させるようにしたので、エンジン１１を始動した場合には、セカンダリプーリ２１に対して重点的に作動油を供給した後に、プライマリプーリ９２に対して作動油を供給することが可能となる。このように、簡単な油圧回路構成を用いてエンジン始動時における駆動ベルト２２の滑りを抑制することが可能となる。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、プライマリプーリ２０，９２を変速プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を締付プーリとして機能させているが、これに限られることはなく、プライマリプーリ２０，９２を締付プーリとして機能させ、セカンダリプーリ２１を変速プーリとして機能させるようにしても良い。この場合には、プライマリ圧路６１，６２，９５が分岐した後のセカンダリ圧路５１に油路開閉弁６８が設けられることになる。
【００４０】
また、動力伝達要素として、スチールバンドに沿って多数のコマを連ねるようにした駆動ベルト２２を用いているが、これに限られることはなく、動力伝達要素としてチェーンを用いるようにしても良い。さらに、図示する場合には、セカンダリ圧制御弁５３をライン圧制御弁としても機能させることにより、セカンダリ圧Ｐｓを油圧回路の基本油圧となるライン圧としても利用しているが、ライン圧制御弁とセカンダリ圧制御弁５３とを別個に設けるようにしても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図３】(Ａ)および(Ｂ)は油路開閉弁の作動状態を示す説明図である。
【図４】(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリとセカンダリプーリとに対する作動油の供給状態を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図６】無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。
【図７】(Ａ)〜(Ｃ)はプライマリプーリとセカンダリプーリとに対する作動油の供給状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 無段変速機
１１ エンジン
２０ プライマリプーリ(変速プーリ)
２１ セカンダリプーリ(締付プーリ)
２２ 駆動ベルト(動力伝達要素)
５０ オイルポンプ
５１ セカンダリ圧路(第１作動油路)
６２ プライマリ圧路(第２作動油路)
６８ 油路開閉弁
８９ 弁体
８９ａ 受圧部(第１受圧部)
８９ｂ 受圧部(第２受圧部)
９１ 無段変速機
９２ プライマリプーリ(変速プーリ)
９５ プライマリ圧路(第２作動油路)
Ｐ１ 油圧室
Ｐ２ 油圧室
Ｓ１ 油圧室
Ｐａ 油圧(第１圧力値)
Ｐｂ 油圧(第２圧力値)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置であって、
エンジンに駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプと前記締付プーリとの間に設けられ、前記オイルポンプから前記締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、
前記第１作動油路と前記変速プーリとの間に設けられ、前記第１作動油路から前記変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、
前記第２作動油路に設けられ、前記第１作動油路から前記第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで前記第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを有することを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の制御装置において、
前記油路開閉弁は、前記第２作動油路を遮断する遮断位置と前記第２作動油路を連通する連通位置とに移動自在となる弁体を有し、
前記弁体は、前記第１作動油路からの油圧によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ力によって遮断位置に向けて付勢され、
前記弁体に、遮断位置において前記第１作動油路からの油圧が作用する第１受圧部と、連通位置において前記第１作動油路からの油圧が前記第１受圧部に加えて作用する第２受圧部とを形成し、
前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値を上回る場合に、前記弁体は遮断位置から連通位置に移動する一方、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値よりも低圧の第２圧力値を下回る場合に、前記弁体は連通位置から遮断位置に移動することを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の無段変速機の制御装置において、
前記締付プーリが備える油圧室の受圧面積は、前記変速プーリが備える油圧室の受圧面積よりも小さいことを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項１】
動力伝達要素が巻き掛けられる変速プーリと締付プーリとを備える無段変速機の制御装置であって、
エンジンに駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプと前記締付プーリとの間に設けられ、前記オイルポンプから前記締付プーリの油圧室に作動油を案内する第１作動油路と、
前記第１作動油路と前記変速プーリとの間に設けられ、前記第１作動油路から前記変速プーリの油圧室に作動油を案内する第２作動油路と、
前記第２作動油路に設けられ、前記第１作動油路から前記第２作動油路に供給される油圧が所定値を上回るまで前記第２作動油路を遮断する油路開閉弁とを有することを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の制御装置において、
前記油路開閉弁は、前記第２作動油路を遮断する遮断位置と前記第２作動油路を連通する連通位置とに移動自在となる弁体を有し、
前記弁体は、前記第１作動油路からの油圧によって連通位置に向けて付勢される一方、バネ力によって遮断位置に向けて付勢され、
前記弁体に、遮断位置において前記第１作動油路からの油圧が作用する第１受圧部と、連通位置において前記第１作動油路からの油圧が前記第１受圧部に加えて作用する第２受圧部とを形成し、
前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値を上回る場合に、前記弁体は遮断位置から連通位置に移動する一方、前記第１作動油路からの油圧が第１圧力値よりも低圧の第２圧力値を下回る場合に、前記弁体は連通位置から遮断位置に移動することを特徴とする無段変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の無段変速機の制御装置において、
前記締付プーリが備える油圧室の受圧面積は、前記変速プーリが備える油圧室の受圧面積よりも小さいことを特徴とする無段変速機の制御装置。
【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２００９−２３６２５５（Ｐ２００９−２３６２５５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５１８６（Ｐ２００８−８５１８６）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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