無段変速機の油圧制御装置
【課題】変速用ポンプを用いて無段変速機の滑らかな変速動作を達成する。
【解決手段】プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間には変速用ポンプ６２が設けられる。変速用ポンプ６２は、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油を圧送し、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油を圧送する。また、オイルポンプ５１とプライマリ圧路５４およびセカンダリ圧路５５との間には油路切換弁５６が設けられる。油路切換弁５６は、プライマリ圧路５４に作動油が圧送される際には、オイルポンプ５１とセカンダリ圧路５５とを連通させ、セカンダリ圧路５５に作動油を圧送される際には、オイルポンプ５１とプライマリ圧路５４とを連通させる。これにより、変速時にプライマリ圧路５４やセカンダリ圧路５５からオイルポンプ５１に向けて作動油を還流させることができ、滑らかな変速動作が可能となる。
【解決手段】プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間には変速用ポンプ６２が設けられる。変速用ポンプ６２は、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油を圧送し、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油を圧送する。また、オイルポンプ５１とプライマリ圧路５４およびセカンダリ圧路５５との間には油路切換弁５６が設けられる。油路切換弁５６は、プライマリ圧路５４に作動油が圧送される際には、オイルポンプ５１とセカンダリ圧路５５とを連通させ、セカンダリ圧路５５に作動油を圧送される際には、オイルポンプ５１とプライマリ圧路５４とを連通させる。これにより、変速時にプライマリ圧路５４やセカンダリ圧路５５からオイルポンプ５１に向けて作動油を還流させることができ、滑らかな変速動作が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置に関する。
【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駆動ベルトとを備えている。プライマリプーリやセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対向する可動シーブとを備えており、可動シーブの背面側にはプライマリ室やセカンダリ室が区画されている。そして、プライマリ室やセカンダリ室に対して作動油を供給制御することにより、可動シーブを軸方向に移動させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることができ、入力軸から出力軸に対する無段変速が可能となっている。
【０００３】
一般的に、駆動ベルトの張力を制御するセカンダリプーリには、オイルポンプから吐出された作動油が、ライン圧制御弁を介してライン圧に調圧された後に供給されている。セカンダリプーリに供給されるライン圧は目標変速比や入力トルク等に基づき調圧され、セカンダリプーリのクランプ力は駆動ベルトにスリップを生じさせない大きさに調整されている。また、駆動ベルトの巻き付け径を制御するプライマリプーリには、ライン圧を減圧することで変速制御圧に調圧された作動油が供給されている。プライマリプーリに供給される変速制御圧は目標変速比に基づき調圧され、プライマリプーリのクランプ力は目標変速比に応じて調整されることになる。
【０００４】
ところで、車両制動時には停車前にダウンシフトを完了させる必要があるため、急制動時には素早くダウンシフトを実行させる必要がある。ここで、ダウンシフトの変速速度はセカンダリプーリに対する作動油の供給速度に左右されることから、想定される変速速度に合わせてオイルポンプの吐出性能を引き上げることが必要となっている。しかしながら、急制動を想定してオイルポンプの吐出性能を引き上げることは、通常走行時において過剰な吐出性能をオイルポンプが有することになるため、車両の燃費性能を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
また、アップシフト時には、プライマリプーリに対してセカンダリプーリよりも大きなクランプ力が要求される。ここで、プライマリプーリに供給される変速制御圧は、セカンダリプーリに供給されるライン圧を減圧して得られる圧力であることから、プライマリプーリのクランプ力をセカンダリプーリよりも高めるためには、プライマリ室の大型化を図る必要がある。しかしながら、プライマリ室の大型化を図ることは、プーリの回転イナーシャを増大させることから、車両の走行性能を低下させる要因となっていた。
【０００６】
これらの問題を解消するため、プライマリ室とセカンダリ室との間で作動油を移動させる変速用ポンプを備えた油圧制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１〜３参照)。これにより、ダウンシフト時にはプライマリプーリからセカンダリプーリに作動油を案内することができるため、変速速度を維持したままオイルポンプの吐出容量を引き下げることが可能となる。また、セカンダリ圧に比べてプライマリ圧を高く設定することができ、プライマリ室の小型化を図ることが可能となる。
【特許文献１】特表２００２−５２３７１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８０８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２６７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された油圧制御装置にあっては、ダウンシフト時におけるプライマリ圧の急激な低下を回避するため、ダウンシフト時にはブレーキトルクを発生させながら変速用ポンプを回転させ、プライマリ室からセカンダリ室に作動油を移動させる必要がある。このように、変速用ポンプを作動させるためには駆動源となる電動モータを回生運転させる必要があり、電動モータの制御回路の複雑化を招く要因となっていた。
【０００８】
また、特許文献２に記載された油圧制御装置にあっては、プライマリ圧路とセカンダリ圧路との間に変速用ポンプが設けられるとともに、プライマリ圧路内が低圧となるアップシフト時には逆止弁を介してプライマリ圧路に作動油が供給され、セカンダリ圧路内が低圧となるダウンシフト時には逆止弁を介してセカンダリ圧路に作動油が供給される構成を有している。しかしながら、逆止弁を介して低圧側に作動油を供給する構成では、プライマリ室やセカンダリ室から排出される作動油量を適切に調整することができないため、変速機の変速動作を阻害する要因となっていた。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された油圧制御装置にあっては、プライマリ圧路内が低圧となるアップシフト時にはプライマリ圧路に作動油を供給する一方、セカンダリ圧路内が低圧となるダウンシフト時にはセカンダリ圧路に作動油を供給する油路切換弁が設けられている。しかしながら、この油路切換弁は、プライマリ圧路やセカンダリ圧路からのパイロット圧によって作動する２位置切換弁であるため、プライマリ圧路とセカンダリ圧路との間に設けられる変速用ポンプがフェイル状態に陥った場合には、油路切換弁の動作が不安定となって車両走行に支障を来すおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、変速用ポンプを備えた油圧制御装置において、滑らかな変速動作を達成するとともに、変速用ポンプのフェイルセーフ機能を組み込むことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置であって、エンジンに駆動され、作動油を吐出するオイルポンプと、前記プライマリプーリに接続され、前記プライマリプーリに作動油を案内するプライマリ圧路と、前記セカンダリプーリに接続され、前記セカンダリプーリに作動油を案内するセカンダリ圧路と、前記プライマリ圧路と前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記セカンダリ圧路から前記プライマリ圧路に作動油を圧送するアップシフト状態と、前記プライマリ圧路から前記セカンダリ圧路に作動油を圧送するダウンシフト状態とに作動する変速用ポンプと、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記オイルポンプと前記セカンダリ圧路とを連通させる第１供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路とを連通させる第２供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路の双方とを連通させる第３供給状態とに切り換えられる油路切換機構とを有し、前記油路切換機構は、前記変速用ポンプがアップシフト状態のときに第１供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプがダウンシフト状態のときに第２供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプが停止状態のときに第３供給状態に切り換えられることを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路からの作動油によって第１供給状態に切り換えられ、前記セカンダリ圧路からの作動油によって第２供給状態に切り換えられる油路切換弁であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるプライマリ側逆止弁と、前記セカンダリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるセカンダリ側逆止弁とを備え、前記プライマリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記プライマリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記プライマリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記セカンダリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であり、前記セカンダリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記セカンダリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記セカンダリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記プライマリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記変速用ポンプは、前記オイルポンプからの作動油を動力源とする油圧モータによって駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変速用ポンプがセカンダリ圧路からプライマリ圧路に作動油を圧送する際にはオイルポンプとセカンダリ圧路とを連通させ、変速用ポンプがプライマリ圧路からセカンダリ圧路に作動油を圧送する際にはオイルポンプとプライマリ圧路とを連通させる油路切換機構を設けるようにしたので、変速時にプライマリ圧路やセカンダリ圧路からオイルポンプに向けて作動油を還流させることが可能となる。これにより、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００１６】
しかも、変速用ポンプが停止したときには、油路切換機構によってオイルポンプからプライマリ圧路とセカンダリ圧路との双方に作動油が案内されるため、変速用ポンプがフェイル状態に陥った場合であっても、変速比がロー状態やオーバードライブ状態に大きく振れることがないため、急減速を回避することができるとともに、再発進が可能な変速比を保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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は車両に搭載される無段変速機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。
【００１８】
プライマリ軸１２にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとによって構成されている。可動シーブ２０ｂの背面側にはプライマリ室２１が区画されており、プライマリ室２１内のプライマリ圧Ｐｐを調整してシーブ幅を変化させることが可能となっている。また、セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとによって構成されている。可動シーブ２２ｂの背面側にはセカンダリ室２３が区画されており、セカンダリ室２３内のセカンダリ圧Ｐｓを調整してシーブ幅を変化させることが可能となっている。プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とには駆動ベルト２４が巻き掛けられており、シーブ幅を変化させて駆動ベルト２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に対する無段変速が可能となっている。
【００１９】
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２５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２５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にエンジン動力が伝達される構造となっている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸２５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。
【００２０】
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。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の回転がそのままプライマリ軸１２に伝達され、車両を前進走行させることが可能となる。また、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、遊星歯車列４０を作動させてプライマリ軸１２の回転方向を逆転させることができ、車両を後退走行させることが可能となる。なお、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を開放することにより、タービン軸３４とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態となる。
【００２１】
図２は本発明の一実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置５０を示す回路図である。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２２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５１が設けられている。このオイルポンプ５１の吐出口に接続されるライン圧路５２は、オイルポンプ５１から吐出された作動油をライン圧ＰＬに調圧するライン圧制御弁５３に接続されている。また、プライマリプーリ２０のプライマリ室２１に作動油を供給するため、プライマリプーリ２０にはプライマリ圧路５４が接続されている。さらに、セカンダリプーリ２２のセカンダリ室２３に作動油を供給するため、セカンダリプーリ２２にはセカンダリ圧路５５が接続されている。なお、ライン圧制御弁５３は電磁圧力制御弁となっており、後述する制御ユニット７０からの制御電流に応じてライン圧ＰＬの大きさを制御することが可能となっている。
【００２２】
また、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４およびセカンダリ圧路５５との間には、ライン圧ＰＬに調圧された作動油の供給経路を切り換える油路切換機構としての油路切換弁５６が設けられている。この油路切換弁５６は３位置に移動する図示しないスプール弁軸を備えている。このスプール弁軸は、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４とを連通させてライン圧路５２とセカンダリ圧路５５とを遮断するダウンシフト位置、ライン圧路５２とセカンダリ圧路５５とを連通させてライン圧路５２とプライマリ圧路５４とを遮断するアップシフト位置、ライン圧路５２をプライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との双方に連通させる中立位置に移動可能となっている。
【００２３】
油路切換弁５６には、スプール弁軸をアップシフト位置に向けて付勢するバネ部材５７と、スプール弁軸をダウンシフト位置に向けて付勢するバネ部材５８とが設けられており、これらのバネ部材５７，５８によってスプール弁軸は中立位置に保持されている。また、油路切換弁５６には、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路５９が接続されており、プライマリ圧Ｐｐによってスプール弁軸をアップシフト位置に向けて付勢することが可能となっている。さらに、油路切換弁５６には、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路６０が接続されており、セカンダリ圧Ｐｓによってスプール弁軸をダウンシフト位置に向けて付勢することが可能となっている。
【００２４】
このような弁構造を採用することにより、プライマリ圧路５４内のプライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧路５５内のセカンダリ圧Ｐｓを上回る場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸がアップシフト位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬはセカンダリプーリ２２に向けて供給される(第１供給状態)。また、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓを下回る場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸がダウンシフト位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬはプライマリプーリ２０に向けて供給される(第２供給状態)。さらに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとがほぼ一致する場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸が中立位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬがプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２との双方に向けて供給される(第３供給状態)。
【００２５】
また、プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間には、電動モータ６１によって駆動される変速用ポンプ６２が設けられている。後述する制御ユニット７０からの制御電流に応じて電動モータ６１を正転させることにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油を圧送するアップシフト状態で変速用ポンプ６２を作動させることが可能となる。このように変速用ポンプ６２をアップシフト状態で作動させることにより、プライマリ圧Ｐｐをセカンダリ圧Ｐｓよりも高めることが可能となる。また、制御ユニット７０からの制御電流に応じて電動モータ６１を逆転させることにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油を圧送するダウンシフト状態で変速用ポンプ６２を作動させることが可能となる。このように変速用ポンプ６２をダウンシフト状態で作動させることにより、セカンダリ圧Ｐｓをプライマリ圧Ｐｐよりも高めることが可能となる。
【００２６】
続いて、油圧制御装置５０の変速動作について説明する。ここで、図３はアップシフト時における油圧制御装置５０の作動状態を示す回路図であり、図４はダウンシフト時における油圧制御装置５０の作動状態を示す回路図である。図３に示すように、アップシフトを実行する場合には、電動モータ６１を正転させることにより、変速用ポンプ６２がアップシフト状態に切り換えられる。これにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油が圧送されるため、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が拡げられる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が狭められるため、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。また、パイロット圧路５９を介して油路切換弁５６には高められたプライマリ圧Ｐｐが供給されるため、油路切換弁５６のスプール弁軸はアップシフト位置に切り換えられる(第１供給状態)。これにより、セカンダリ圧路５５にはライン圧ＰＬが供給されるため、変速用ポンプ６２をアップシフト状態で駆動した場合であっても、セカンダリ圧Ｐｓを不要に低下させることがなく、セカンダリプーリ２２のクランプ力を適切に確保することが可能となる。
【００２７】
一方、図４に示すように、ダウンシフトを実行する場合には、電動モータ６１を逆転させることにより、変速用ポンプ６２がダウンシフト状態に切り換えられる。これにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油が圧送されるため、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が狭められる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が拡げられるため、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。また、パイロット圧路６０を介して油路切換弁５６には高められたセカンダリ圧Ｐｓが作用するため、油路切換弁５６のスプール弁軸はダウンシフト位置に切り換えられる(第２供給状態)。これにより、プライマリ圧路５４にはライン圧ＰＬが供給されるため、変速用ポンプ６２をダウンシフト状態で駆動した場合であっても、プライマリ圧Ｐｐを不要に低下させることがなく、プライマリプーリ２０のクランプ力を適切に確保することが可能となる。
【００２８】
また、図２に示すように、電動モータ６１を停止させて変速用ポンプ６２を停止状態に切り換えた場合には、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰが解消されるため、油路切換弁５６のスプール弁軸は中立位置に切り換えられる(第３供給状態)。これにより、ライン圧ＰＬがプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とに向けて供給されるため、プライマリ圧Ｐｐおよびセカンダリ圧Ｐｓは共にライン圧ＰＬに向けて収束する。すなわち、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が等しい場合には、変速比はほぼ１に調整されることになる。
【００２９】
なお、変速用ポンプ６２の１回転当たりの吐出量をＶｐ、電動モータ６１の駆動トルクをＴｐとすると、変速用ポンプ６２によって調整されるプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰは以下の式(１)によって表される。すなわち、変速用ポンプ６２を駆動する電動モータ６１の駆動トルクを制御することにより、圧力差ΔＰを調整して変速比を自在に制御することが可能となる。
ΔＰ＝Ｔｐ・２π／Ｖｐ …(１)
【００３０】
以下、電動モータ６１やライン圧制御弁５３を制御する制御ユニット７０による無段変速機１０の変速制御について説明する。ここで、図５は制御ユニット７０を示すブロック図である。図５に示すように、制御ユニット７０には各種センサから車両状態を表す信号が入力されており、これらの入力信号に基づき、制御ユニット７０は電動モータ６１およびライン圧制御弁５３に対する制御信号を演算する。車両状態を表す信号を検出する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の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２２の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ７２、車速Ｖを検出する車速センサ７３、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ７４、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７５等がある。
【００３１】
制御ユニット７０は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部７６、目標変速比算出部７７、油圧比算出部７８、目標プライマリ圧算出部７９を備えている。目標プライマリ回転数算出部７６は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づき変速特性マップを参照して目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部７７は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部７８は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部７９は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算して目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。
【００３２】
また、制御ユニット７０は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部８０、フィードバック値算出部８１、加算部８２を備えている。実変速比算出部８０は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて実変速比ｉ’を算出し、フィードバック値算出部８１は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値Ｆを算出する。次いで、加算部８２において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値Ｆが加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、目標プライマリ圧Ｐｐは電流制御部８３に入力されることになる。
【００３３】
さらに、制御ユニット７０は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部８４、必要セカンダリ圧算出部８５、目標セカンダリ圧算出部８６を備えている。入力トルク算出部８４は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部８５は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧を算出する。入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧とは目標セカンダリ圧算出部８６に入力され、目標セカンダリ圧算出部８６によって目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓは電流制御部８３に入力されることになる。
【００３４】
次いで、電流制御部８３は、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力のうち低い方の圧力に基づいて、ライン圧制御弁５３に対する制御電流を演算して供給する。これにより、ライン圧制御弁５３によって調圧されるライン圧ＰＬは、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの低い方に相当する圧力に調整されることになる。また、電流制御部８３は、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰに基づいて、電動モータ６１に対する制御電流を演算して供給する。この制御電流によって電動モータ６１を駆動することにより、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力のうち高い方の圧力が得られるように、変速用ポンプ６２によって圧力差ΔＰが調整されることになる。
【００３５】
これまで説明したように、プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間に変速用ポンプ６２を設けるようにしたので、プライマリ室２１やセカンダリ室２３における受圧面積の拡大を回避することができ、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避することが可能となる。すなわち、変速用ポンプ６２を用いることにより、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの大きさを自在に設定することができるため、低い圧力で大きなクランプ力を得るためにプライマリ室２１またはセカンダリ室２３を大きく設定する必要がなく、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避することが可能となる。これにより、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の回転イナーシャを軽減することができ、車両の走行性能を向上させることが可能となる。また、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避して、無段変速機１０の小型化を達成することが可能となる。
【００３６】
また、変速用ポンプ６２を作動させる変速時には、作動油を無駄に排出することなく、低圧側から高圧側に作動油を移動させるようにしたので、作動油の消費量を抑制してオイルポンプ５１の負荷を軽減することが可能となる。これにより、オイルポンプ５１の小型化を図ることができ、車両の燃費性能を向上させることが可能となる。特に、プーリ２０，２２が停止してエンジン１１がアイドリング状態となる停車時においては、トルクコンバータ３０の増幅トルクによる駆動ベルト２４の滑りを防ぐためにセカンダリ圧Ｐｓを高める必要があるが、この場合であっても変速用ポンプ６２を用いてセカンダリ圧Ｐｓを高めることができるため、オイルポンプ５１およびエンジン１１の負荷を軽減することが可能となっている。このように発進時におけるエンジン負荷を軽減することができるため、車両の発進性能を高めることが可能となる。また、オイルポンプ５１のみでセカンダリ圧Ｐｓを得ようとした場合には、低いアイドリング回転数で高い吐出圧を得る必要があるため、オイルポンプ５１において作動油の発熱を招くことになるが、このような問題点を解消することも可能となる。
【００３７】
また、アップシフト時にはセカンダリ圧路５５とライン圧路５２とが油路切換弁５６を介して連通するため、セカンダリ圧Ｐｓの不要な低下を回避することができるだけでなく、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることが可能となる。さらに、ダウンシフト時にはプライマリ圧路５４とライン圧路５２とが油路切換弁５６を介して連通するため、プライマリ圧Ｐｐの不要な低下を回避することができるだけでなく、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることが可能となる。これにより、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。ここで、図６は可動シーブ２０ｂ，２２ｂのストロークと変速比との関係を示す線図である。図６に示すように、プライマリプーリ２０に設けられる可動シーブ２０ｂのストロークと、セカンダリプーリ２２に設けられる可動シーブ２２ｂのストロークとは一致していない。このため、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が一致している場合であっても、変速比によってはプライマリ室２１に供給される作動油量とセカンダリ室２３から排出される作動油量とが一致しない状況が発生し、変速比によってはプライマリ室２１から排出される作動油量とセカンダリ室２３に供給される作動油量とが一致しない状況が発生することになる。すなわち、プライマリ圧路５４やセカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油が還流しない構造(逆止弁等)であった場合には、供給油量と排出油量とが一致しない変速領域において、可動シーブ２０ｂ，２２ｂの移動が不可能となって変速不能に陥るおそれがある。しかしながら、本発明の油圧制御装置においては、前述したように、アップシフト時にはセカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、ダウンシフト時にはプライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることができる構造であるため、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００３８】
さらに、図２に示すように、変速用ポンプ６２が停止した場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸が中立位置に切り換えられるため、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとがライン圧ＰＬに向けて収束する。これにより、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とのクランプ力が一致するため、車両は変速比が１となる走行状態で安定することになる。したがって、変速用ポンプ６２やこれを駆動する電動モータ６１がフェイル状態に陥った場合であっても、変速比がロー状態やオーバードライブ状態に大きく振れることがないため、急減速を回避することができるとともに、再発進が可能な変速比を保つことが可能となる。このように、油圧制御装置５０はフェイルセーフ機能を備えることになり、車両の安全性を向上させることが可能となる。
【００３９】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置９０について説明する。ここで、図７は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置９０を示す回路図である。また、図８はアップシフト時における油圧制御装置９０の作動状態を示す回路図であり、図９はダウンシフト時における油圧制御装置９０の作動状態を示す回路図である。なお、図７〜図９において、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。
【００４０】
図８に示すように、油圧制御装置９０には、変速用ポンプ６２を駆動する油圧モータ９１が設けられている。この油圧モータ９１にはオイルポンプ５１から吐出される作動油が動力源として用いられている。また、油圧モータ９１には一対の給排油路９２，９３が接続されており、油圧モータ９１を正転させる際には、給排油路９２から給排油路９３に作動油が案内され、油圧モータ９１を逆転させる際には、給排油路９３から給排油路９２に作動油が案内されることになる。この油圧モータ９１の駆動状態を制御するため、油圧モータ９１とライン圧路５２との間にはモータ制御弁９４が設けられている。モータ制御弁９４は３位置に移動する図示しないスプール弁軸を備えている。このスプール弁軸は、ライン圧路５２と給排油路９２とを連通させる正転位置、ライン圧路５２と給排油路９３とを連通させる逆転位置、ライン圧路５２を給排油路９２と給排油路９３との双方に連通させる停止位置に移動可能となっている。
【００４１】
また、モータ制御弁９４には、スプール弁軸を正転位置に向けて付勢するバネ部材９５と、スプール弁軸を逆転位置に向けて付勢するバネ部材９６とが設けられており、これらのバネ部材９５，９６によってスプール弁軸は停止位置に保持されている。また、油路切換弁５６には、スプール弁軸を正転位置に向けて吸引するソレノイド部９７と、スプール弁軸を逆転位置に向けて吸引するソレノイド部９８とが設けられている。これらのソレノイド部９７，９８には制御ユニット７０から制御電流が供給されており、制御ユニット７０によって油圧モータ９１の作動状態を制御することが可能となっている。
【００４２】
図８に示すように、ソレノイド部９７に対して通電を施すことにより、モータ制御弁９４のスプール弁軸は正転位置に切り換えられ、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２が正転駆動される。これにより、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも引き上げられ、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。一方、図９に示すように、ソレノイド部９８に対して通電を施すことにより、モータ制御弁９４のスプール弁軸は逆転位置に切り換えられ、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２が逆転駆動される。これにより、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも引き上げられ、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。なお、モータ制御弁９４は油圧モータ９１に対して供給する作動油量を調整可能な流量制御弁となっており、制御ユニット７０からの制御電流に応じて油圧モータ９１の駆動トルク等を制御することが可能となっている。
【００４３】
このように、変速用ポンプ６２を油圧モータ９１によって駆動することにより、電動モータを使用した場合に比べて油圧制御装置９０のコストを引き下げることが可能となる。また、オイルポンプ５１から吐出される作動油によって油圧モータ９１を駆動することにより、オイルポンプ５１には油圧モータ９１分の負荷が作用することになるが、オイルポンプ５１だけでプライマリ圧Ｐｐ等を得ようとした場合に比べてオイルポンプ５１の吐出圧を引き下げることが可能となる。これにより、オイルポンプ５１の動力損失を低減することができるとともに、オイルポンプ５１の容積効率を向上させることが可能となる。さらに、モータ制御弁９４のスプール弁軸はバネ部材９５，９６によって停止位置に保持されるため、モータ制御弁９４がフェイル状態に陥った場合であっても、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２を停止させることができ、変速比をほぼ１に収束させることが可能となる。このように、油圧制御装置９０はフェイルセーフ機能を備えることになり、車両の安全性を向上させることが可能となる。なお、油圧制御装置９０を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００４４】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１００について説明する。ここで、図１０は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１００を示す回路図である。また、図１１はアップシフト時における油圧制御装置１００の作動状態を示す回路図であり、図１２はダウンシフト時における油圧制御装置１００の作動状態を示す回路図である。なお、図１０〜図１２において、図７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。
【００４５】
図１０に示すように、油圧モータ９１に作動油を供給制御するモータ制御弁９４には、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路１０１が接続されており、プライマリ圧Ｐｐによってスプール弁軸を逆転位置に向けて付勢することが可能となっている。また、油路切換弁５６には、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路１０２が接続されており、セカンダリ圧Ｐｓによってスプール弁軸を正転位置に向けて付勢することが可能となっている。
【００４６】
このような弁構造を採用することにより、変速用ポンプ６２によって発生する圧力差ΔＰが、異常に大きくなる不安定現象を回避することができ、油圧制御装置１００の安定性を向上させることが可能となる。ここで、図１１および図１２に示すように、変速用ポンプ６２を正転させるアップシフト時や逆転させるダウンシフト時には、制御ユニット７０からソレノイド部９７，９８に対して制御電流が供給され、モータ制御弁９４のスプール弁軸は正転位置や逆転位置に移動した状態となっている。このとき、スプール弁軸はプライマリ圧Ｐｐによって逆転位置に向けて付勢され、スプール弁軸はセカンダリ圧Ｐｓによって正転位置に向けて付勢されている。すなわち、スプール弁軸には圧力差ΔＰに応じた推力が作用するため、圧力差ΔＰが所定の上限値を上回って増大した場合には、スプール弁軸は停止位置に向けて移動することになる。これにより、変速用ポンプ６２を駆動する油圧モータ９１の駆動トルクが引き下げられ、増大した圧力差ΔＰを低下させることが可能となる。このように、圧力差ΔＰを安定させることができるため、変速比の制御精度を向上させることが可能となる。なお、油圧制御装置１００を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００４７】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１１０について説明する。ここで、図１３は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１１０を示す回路図である。また、図１４はアップシフト時における油圧制御装置１１０の作動状態を示す回路図であり、図１５はダウンシフト時における油圧制御装置１１０の作動状態を示す回路図である。なお、図１３〜図１５において、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。
【００４８】
図１３に示すように、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４との間には、油路切換機構を構成するプライマリ側逆止弁１１１が設けられている。このプライマリ側逆止弁１１１は、ハウジング１１２とこれに収容される弁体１１３および解除部材１１４とを有している。ハウジング１１２には、ライン圧路５２が接続される入力ポート１１２ａ、プライマリ圧路５４が接続される出力ポート１１２ｂ、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路１１５が接続されるパイロットポート１１２ｃが形成されている。このプライマリ側逆止弁１１１は、パイロット操作逆止弁として機能することになる。パイロットポート１１２ｃに導入されるセカンダリ圧Ｐｓがライン圧ＰＬを下回る場合には、図１３に示すように、ライン圧ＰＬによって解除部材１１４が弁体１１３から離されるため、弁体１１３によって構成される逆止弁部１１６は、入力ポート１１２ａから出力ポート１１２ｂへの流れを許容する一方、出力ポート１１２ｂから入力ポート１１２ａへの流れを遮断する逆止弁として機能することになる。すなわち、逆止弁部１１６は、ライン圧路５２からプライマリ圧路５４に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動可能な状態となっている。一方、パイロットポート１１２ｃに導入されるセカンダリ圧Ｐｓがライン圧ＰＬを上回る場合には、図１５に示すように、セカンダリ圧Ｐｓによって解除部材１１４が弁体１１３を押し込むため、逆止弁部１１６は入力ポート１１２ａと出力ポート１１２ｂとを連通することになる。すなわち、解除部材１１４によって逆止弁部１１６の遮断状態は解除され、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に向かう作動油の流れが許容される状態となる。
【００４９】
図１３に示すように、ライン圧路５２とセカンダリ圧路５５との間には、油路切換機構を構成するセカンダリ側逆止弁１２１が設けられている。このセカンダリ側逆止弁１２１は、ハウジング１２２とこれに収容される弁体１２３および解除部材１２４とを有している。ハウジング１２２には、ライン圧路５２が接続される入力ポート１２２ａ、セカンダリ圧路５５が接続される出力ポート１２２ｂ、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路１２５が接続されるパイロットポート１２２ｃが形成されている。このセカンダリ側逆止弁１２１は、パイロット操作逆止弁として機能するようになっている。パイロットポート１２２ｃに導入されるプライマリ圧Ｐｐがライン圧ＰＬを下回る場合には、図１３に示すように、ライン圧ＰＬによって解除部材１２４が弁体１２３から離されるため、弁体１２３によって構成される逆止弁部１２６は、入力ポート１２２ａから出力ポート１２２ｂへの流れを許容する一方、出力ポート１２２ｂから入力ポート１２２ａへの流れを遮断する逆止弁として機能することになる。すなわち、逆止弁部１２６は、ライン圧路５２からセカンダリ圧路５５に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動可能な状態となっている。一方、パイロットポート１２２ｃに導入されるプライマリ圧Ｐｐがライン圧ＰＬを上回る場合には、図１４に示すように、プライマリ圧Ｐｐによって解除部材１２４が弁体１２３を押し込むため、逆止弁部１２６は入力ポート１２２ａと出力ポート１２２ｂとを連通することになる。すなわち、解除部材１２４によって逆止弁部１２６の遮断状態は解除され、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に向かう作動油の流れが許容される状態となる。
【００５０】
図１４に示すように、アップシフトを実行する場合には、電動モータ６１を正転させることにより、変速用ポンプ６２がアップシフト状態に切り換えられる。これにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油が圧送されるため、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が拡げられる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が狭められるため、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。また、パイロット圧路１２５を介してセカンダリ側逆止弁１２１には高められたプライマリ圧Ｐｐが作用するため、プライマリ圧Ｐｐによって解除部材１２４が弁体１２３を押し込み、入力ポート１２２ａと出力ポート１２２ｂとが連通状態に保持される。これにより、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、アップシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００５１】
図１５に示すように、ダウンシフトを実行する場合には、電動モータ６１を逆転させることにより、変速用ポンプ６２がダウンシフト状態に切り換えられる。これにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油が圧送されるため、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が狭められる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が拡げられるため、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。また、パイロット圧路１１５を介してプライマリ側逆止弁１１１には高められたセカンダリ圧Ｐｓが作用するため、セカンダリ圧Ｐｓによって解除部材１１４が弁体１１３を押し込み、入力ポート１１２ａと出力ポート１１２ｂとが連通状態に保持される。これにより、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、ダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００５２】
なお、油圧制御装置１１０を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００５３】
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、図１３に示す油圧制御装置１１０においては、電動モータ６１によって変速用ポンプ６２が駆動されているが、これに限られることはなく、前述した油圧モータ９１によって変速用ポンプ６２を駆動しても良い。また、前述の説明では、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が一致している例を挙げて説明しているが、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が相違する無段変速機に対しても、本発明の油圧制御装置５０，９０，１００，１１０を有効に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】車両に搭載される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図３】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図４】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図５】制御ユニットを示すブロック図である。
【図６】可動シーブのストロークと変速比との関係を示す線図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図８】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図９】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図１１】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１２】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図１４】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１５】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 無段変速機
１１ エンジン
２０ プライマリプーリ
２２ セカンダリプーリ
５０ 油圧制御装置
５１ オイルポンプ
５４ プライマリ圧路
５５ セカンダリ圧路
５６ 油路切換弁(油路切換機構)
６２ 変速用ポンプ
９０ 油圧制御装置
９１ 油圧モータ
１００ 油圧制御装置
１１０ 油圧制御装置
１１１ プライマリ側逆止弁(油路切換機構，パイロット操作逆止弁)
１１４ 解除部材
１１６ 逆止弁部
１２１ セカンダリ側逆止弁(油路切換機構，パイロット操作逆止弁)
１２４ 解除部材
１２６ 逆止弁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置に関する。
【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駆動ベルトとを備えている。プライマリプーリやセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対向する可動シーブとを備えており、可動シーブの背面側にはプライマリ室やセカンダリ室が区画されている。そして、プライマリ室やセカンダリ室に対して作動油を供給制御することにより、可動シーブを軸方向に移動させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることができ、入力軸から出力軸に対する無段変速が可能となっている。
【０００３】
一般的に、駆動ベルトの張力を制御するセカンダリプーリには、オイルポンプから吐出された作動油が、ライン圧制御弁を介してライン圧に調圧された後に供給されている。セカンダリプーリに供給されるライン圧は目標変速比や入力トルク等に基づき調圧され、セカンダリプーリのクランプ力は駆動ベルトにスリップを生じさせない大きさに調整されている。また、駆動ベルトの巻き付け径を制御するプライマリプーリには、ライン圧を減圧することで変速制御圧に調圧された作動油が供給されている。プライマリプーリに供給される変速制御圧は目標変速比に基づき調圧され、プライマリプーリのクランプ力は目標変速比に応じて調整されることになる。
【０００４】
ところで、車両制動時には停車前にダウンシフトを完了させる必要があるため、急制動時には素早くダウンシフトを実行させる必要がある。ここで、ダウンシフトの変速速度はセカンダリプーリに対する作動油の供給速度に左右されることから、想定される変速速度に合わせてオイルポンプの吐出性能を引き上げることが必要となっている。しかしながら、急制動を想定してオイルポンプの吐出性能を引き上げることは、通常走行時において過剰な吐出性能をオイルポンプが有することになるため、車両の燃費性能を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
また、アップシフト時には、プライマリプーリに対してセカンダリプーリよりも大きなクランプ力が要求される。ここで、プライマリプーリに供給される変速制御圧は、セカンダリプーリに供給されるライン圧を減圧して得られる圧力であることから、プライマリプーリのクランプ力をセカンダリプーリよりも高めるためには、プライマリ室の大型化を図る必要がある。しかしながら、プライマリ室の大型化を図ることは、プーリの回転イナーシャを増大させることから、車両の走行性能を低下させる要因となっていた。
【０００６】
これらの問題を解消するため、プライマリ室とセカンダリ室との間で作動油を移動させる変速用ポンプを備えた油圧制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１〜３参照)。これにより、ダウンシフト時にはプライマリプーリからセカンダリプーリに作動油を案内することができるため、変速速度を維持したままオイルポンプの吐出容量を引き下げることが可能となる。また、セカンダリ圧に比べてプライマリ圧を高く設定することができ、プライマリ室の小型化を図ることが可能となる。
【特許文献１】特表２００２−５２３７１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８０８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２６７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された油圧制御装置にあっては、ダウンシフト時におけるプライマリ圧の急激な低下を回避するため、ダウンシフト時にはブレーキトルクを発生させながら変速用ポンプを回転させ、プライマリ室からセカンダリ室に作動油を移動させる必要がある。このように、変速用ポンプを作動させるためには駆動源となる電動モータを回生運転させる必要があり、電動モータの制御回路の複雑化を招く要因となっていた。
【０００８】
また、特許文献２に記載された油圧制御装置にあっては、プライマリ圧路とセカンダリ圧路との間に変速用ポンプが設けられるとともに、プライマリ圧路内が低圧となるアップシフト時には逆止弁を介してプライマリ圧路に作動油が供給され、セカンダリ圧路内が低圧となるダウンシフト時には逆止弁を介してセカンダリ圧路に作動油が供給される構成を有している。しかしながら、逆止弁を介して低圧側に作動油を供給する構成では、プライマリ室やセカンダリ室から排出される作動油量を適切に調整することができないため、変速機の変速動作を阻害する要因となっていた。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された油圧制御装置にあっては、プライマリ圧路内が低圧となるアップシフト時にはプライマリ圧路に作動油を供給する一方、セカンダリ圧路内が低圧となるダウンシフト時にはセカンダリ圧路に作動油を供給する油路切換弁が設けられている。しかしながら、この油路切換弁は、プライマリ圧路やセカンダリ圧路からのパイロット圧によって作動する２位置切換弁であるため、プライマリ圧路とセカンダリ圧路との間に設けられる変速用ポンプがフェイル状態に陥った場合には、油路切換弁の動作が不安定となって車両走行に支障を来すおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、変速用ポンプを備えた油圧制御装置において、滑らかな変速動作を達成するとともに、変速用ポンプのフェイルセーフ機能を組み込むことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置であって、エンジンに駆動され、作動油を吐出するオイルポンプと、前記プライマリプーリに接続され、前記プライマリプーリに作動油を案内するプライマリ圧路と、前記セカンダリプーリに接続され、前記セカンダリプーリに作動油を案内するセカンダリ圧路と、前記プライマリ圧路と前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記セカンダリ圧路から前記プライマリ圧路に作動油を圧送するアップシフト状態と、前記プライマリ圧路から前記セカンダリ圧路に作動油を圧送するダウンシフト状態とに作動する変速用ポンプと、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記オイルポンプと前記セカンダリ圧路とを連通させる第１供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路とを連通させる第２供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路の双方とを連通させる第３供給状態とに切り換えられる油路切換機構とを有し、前記油路切換機構は、前記変速用ポンプがアップシフト状態のときに第１供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプがダウンシフト状態のときに第２供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプが停止状態のときに第３供給状態に切り換えられることを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路からの作動油によって第１供給状態に切り換えられ、前記セカンダリ圧路からの作動油によって第２供給状態に切り換えられる油路切換弁であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるプライマリ側逆止弁と、前記セカンダリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるセカンダリ側逆止弁とを備え、前記プライマリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記プライマリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記プライマリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記セカンダリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であり、前記セカンダリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記セカンダリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記セカンダリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記プライマリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の無段変速機の油圧制御装置は、前記変速用ポンプは、前記オイルポンプからの作動油を動力源とする油圧モータによって駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変速用ポンプがセカンダリ圧路からプライマリ圧路に作動油を圧送する際にはオイルポンプとセカンダリ圧路とを連通させ、変速用ポンプがプライマリ圧路からセカンダリ圧路に作動油を圧送する際にはオイルポンプとプライマリ圧路とを連通させる油路切換機構を設けるようにしたので、変速時にプライマリ圧路やセカンダリ圧路からオイルポンプに向けて作動油を還流させることが可能となる。これにより、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００１６】
しかも、変速用ポンプが停止したときには、油路切換機構によってオイルポンプからプライマリ圧路とセカンダリ圧路との双方に作動油が案内されるため、変速用ポンプがフェイル状態に陥った場合であっても、変速比がロー状態やオーバードライブ状態に大きく振れることがないため、急減速を回避することができるとともに、再発進が可能な変速比を保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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は車両に搭載される無段変速機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。
【００１８】
プライマリ軸１２にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとによって構成されている。可動シーブ２０ｂの背面側にはプライマリ室２１が区画されており、プライマリ室２１内のプライマリ圧Ｐｐを調整してシーブ幅を変化させることが可能となっている。また、セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとによって構成されている。可動シーブ２２ｂの背面側にはセカンダリ室２３が区画されており、セカンダリ室２３内のセカンダリ圧Ｐｓを調整してシーブ幅を変化させることが可能となっている。プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とには駆動ベルト２４が巻き掛けられており、シーブ幅を変化させて駆動ベルト２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に対する無段変速が可能となっている。
【００１９】
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２５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２５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にエンジン動力が伝達される構造となっている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸２５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。
【００２０】
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。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の回転がそのままプライマリ軸１２に伝達され、車両を前進走行させることが可能となる。また、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、遊星歯車列４０を作動させてプライマリ軸１２の回転方向を逆転させることができ、車両を後退走行させることが可能となる。なお、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を開放することにより、タービン軸３４とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態となる。
【００２１】
図２は本発明の一実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置５０を示す回路図である。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２２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５１が設けられている。このオイルポンプ５１の吐出口に接続されるライン圧路５２は、オイルポンプ５１から吐出された作動油をライン圧ＰＬに調圧するライン圧制御弁５３に接続されている。また、プライマリプーリ２０のプライマリ室２１に作動油を供給するため、プライマリプーリ２０にはプライマリ圧路５４が接続されている。さらに、セカンダリプーリ２２のセカンダリ室２３に作動油を供給するため、セカンダリプーリ２２にはセカンダリ圧路５５が接続されている。なお、ライン圧制御弁５３は電磁圧力制御弁となっており、後述する制御ユニット７０からの制御電流に応じてライン圧ＰＬの大きさを制御することが可能となっている。
【００２２】
また、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４およびセカンダリ圧路５５との間には、ライン圧ＰＬに調圧された作動油の供給経路を切り換える油路切換機構としての油路切換弁５６が設けられている。この油路切換弁５６は３位置に移動する図示しないスプール弁軸を備えている。このスプール弁軸は、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４とを連通させてライン圧路５２とセカンダリ圧路５５とを遮断するダウンシフト位置、ライン圧路５２とセカンダリ圧路５５とを連通させてライン圧路５２とプライマリ圧路５４とを遮断するアップシフト位置、ライン圧路５２をプライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との双方に連通させる中立位置に移動可能となっている。
【００２３】
油路切換弁５６には、スプール弁軸をアップシフト位置に向けて付勢するバネ部材５７と、スプール弁軸をダウンシフト位置に向けて付勢するバネ部材５８とが設けられており、これらのバネ部材５７，５８によってスプール弁軸は中立位置に保持されている。また、油路切換弁５６には、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路５９が接続されており、プライマリ圧Ｐｐによってスプール弁軸をアップシフト位置に向けて付勢することが可能となっている。さらに、油路切換弁５６には、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路６０が接続されており、セカンダリ圧Ｐｓによってスプール弁軸をダウンシフト位置に向けて付勢することが可能となっている。
【００２４】
このような弁構造を採用することにより、プライマリ圧路５４内のプライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧路５５内のセカンダリ圧Ｐｓを上回る場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸がアップシフト位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬはセカンダリプーリ２２に向けて供給される(第１供給状態)。また、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓを下回る場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸がダウンシフト位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬはプライマリプーリ２０に向けて供給される(第２供給状態)。さらに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとがほぼ一致する場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸が中立位置に切り換えられ、ライン圧ＰＬがプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２との双方に向けて供給される(第３供給状態)。
【００２５】
また、プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間には、電動モータ６１によって駆動される変速用ポンプ６２が設けられている。後述する制御ユニット７０からの制御電流に応じて電動モータ６１を正転させることにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油を圧送するアップシフト状態で変速用ポンプ６２を作動させることが可能となる。このように変速用ポンプ６２をアップシフト状態で作動させることにより、プライマリ圧Ｐｐをセカンダリ圧Ｐｓよりも高めることが可能となる。また、制御ユニット７０からの制御電流に応じて電動モータ６１を逆転させることにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油を圧送するダウンシフト状態で変速用ポンプ６２を作動させることが可能となる。このように変速用ポンプ６２をダウンシフト状態で作動させることにより、セカンダリ圧Ｐｓをプライマリ圧Ｐｐよりも高めることが可能となる。
【００２６】
続いて、油圧制御装置５０の変速動作について説明する。ここで、図３はアップシフト時における油圧制御装置５０の作動状態を示す回路図であり、図４はダウンシフト時における油圧制御装置５０の作動状態を示す回路図である。図３に示すように、アップシフトを実行する場合には、電動モータ６１を正転させることにより、変速用ポンプ６２がアップシフト状態に切り換えられる。これにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油が圧送されるため、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が拡げられる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が狭められるため、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。また、パイロット圧路５９を介して油路切換弁５６には高められたプライマリ圧Ｐｐが供給されるため、油路切換弁５６のスプール弁軸はアップシフト位置に切り換えられる(第１供給状態)。これにより、セカンダリ圧路５５にはライン圧ＰＬが供給されるため、変速用ポンプ６２をアップシフト状態で駆動した場合であっても、セカンダリ圧Ｐｓを不要に低下させることがなく、セカンダリプーリ２２のクランプ力を適切に確保することが可能となる。
【００２７】
一方、図４に示すように、ダウンシフトを実行する場合には、電動モータ６１を逆転させることにより、変速用ポンプ６２がダウンシフト状態に切り換えられる。これにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油が圧送されるため、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が狭められる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が拡げられるため、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。また、パイロット圧路６０を介して油路切換弁５６には高められたセカンダリ圧Ｐｓが作用するため、油路切換弁５６のスプール弁軸はダウンシフト位置に切り換えられる(第２供給状態)。これにより、プライマリ圧路５４にはライン圧ＰＬが供給されるため、変速用ポンプ６２をダウンシフト状態で駆動した場合であっても、プライマリ圧Ｐｐを不要に低下させることがなく、プライマリプーリ２０のクランプ力を適切に確保することが可能となる。
【００２８】
また、図２に示すように、電動モータ６１を停止させて変速用ポンプ６２を停止状態に切り換えた場合には、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰが解消されるため、油路切換弁５６のスプール弁軸は中立位置に切り換えられる(第３供給状態)。これにより、ライン圧ＰＬがプライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とに向けて供給されるため、プライマリ圧Ｐｐおよびセカンダリ圧Ｐｓは共にライン圧ＰＬに向けて収束する。すなわち、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が等しい場合には、変速比はほぼ１に調整されることになる。
【００２９】
なお、変速用ポンプ６２の１回転当たりの吐出量をＶｐ、電動モータ６１の駆動トルクをＴｐとすると、変速用ポンプ６２によって調整されるプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰは以下の式(１)によって表される。すなわち、変速用ポンプ６２を駆動する電動モータ６１の駆動トルクを制御することにより、圧力差ΔＰを調整して変速比を自在に制御することが可能となる。
ΔＰ＝Ｔｐ・２π／Ｖｐ …(１)
【００３０】
以下、電動モータ６１やライン圧制御弁５３を制御する制御ユニット７０による無段変速機１０の変速制御について説明する。ここで、図５は制御ユニット７０を示すブロック図である。図５に示すように、制御ユニット７０には各種センサから車両状態を表す信号が入力されており、これらの入力信号に基づき、制御ユニット７０は電動モータ６１およびライン圧制御弁５３に対する制御信号を演算する。車両状態を表す信号を検出する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の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２２の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ７２、車速Ｖを検出する車速センサ７３、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ７４、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ７５等がある。
【００３１】
制御ユニット７０は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部７６、目標変速比算出部７７、油圧比算出部７８、目標プライマリ圧算出部７９を備えている。目標プライマリ回転数算出部７６は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づき変速特性マップを参照して目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部７７は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部７８は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部７９は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算して目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。
【００３２】
また、制御ユニット７０は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部８０、フィードバック値算出部８１、加算部８２を備えている。実変速比算出部８０は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて実変速比ｉ’を算出し、フィードバック値算出部８１は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値Ｆを算出する。次いで、加算部８２において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値Ｆが加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、目標プライマリ圧Ｐｐは電流制御部８３に入力されることになる。
【００３３】
さらに、制御ユニット７０は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部８４、必要セカンダリ圧算出部８５、目標セカンダリ圧算出部８６を備えている。入力トルク算出部８４は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部８５は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧を算出する。入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧とは目標セカンダリ圧算出部８６に入力され、目標セカンダリ圧算出部８６によって目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓは電流制御部８３に入力されることになる。
【００３４】
次いで、電流制御部８３は、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力のうち低い方の圧力に基づいて、ライン圧制御弁５３に対する制御電流を演算して供給する。これにより、ライン圧制御弁５３によって調圧されるライン圧ＰＬは、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの低い方に相当する圧力に調整されることになる。また、電流制御部８３は、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力差ΔＰに基づいて、電動モータ６１に対する制御電流を演算して供給する。この制御電流によって電動モータ６１を駆動することにより、目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの圧力のうち高い方の圧力が得られるように、変速用ポンプ６２によって圧力差ΔＰが調整されることになる。
【００３５】
これまで説明したように、プライマリ圧路５４とセカンダリ圧路５５との間に変速用ポンプ６２を設けるようにしたので、プライマリ室２１やセカンダリ室２３における受圧面積の拡大を回避することができ、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避することが可能となる。すなわち、変速用ポンプ６２を用いることにより、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの大きさを自在に設定することができるため、低い圧力で大きなクランプ力を得るためにプライマリ室２１またはセカンダリ室２３を大きく設定する必要がなく、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避することが可能となる。これにより、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の回転イナーシャを軽減することができ、車両の走行性能を向上させることが可能となる。また、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２の大型化を回避して、無段変速機１０の小型化を達成することが可能となる。
【００３６】
また、変速用ポンプ６２を作動させる変速時には、作動油を無駄に排出することなく、低圧側から高圧側に作動油を移動させるようにしたので、作動油の消費量を抑制してオイルポンプ５１の負荷を軽減することが可能となる。これにより、オイルポンプ５１の小型化を図ることができ、車両の燃費性能を向上させることが可能となる。特に、プーリ２０，２２が停止してエンジン１１がアイドリング状態となる停車時においては、トルクコンバータ３０の増幅トルクによる駆動ベルト２４の滑りを防ぐためにセカンダリ圧Ｐｓを高める必要があるが、この場合であっても変速用ポンプ６２を用いてセカンダリ圧Ｐｓを高めることができるため、オイルポンプ５１およびエンジン１１の負荷を軽減することが可能となっている。このように発進時におけるエンジン負荷を軽減することができるため、車両の発進性能を高めることが可能となる。また、オイルポンプ５１のみでセカンダリ圧Ｐｓを得ようとした場合には、低いアイドリング回転数で高い吐出圧を得る必要があるため、オイルポンプ５１において作動油の発熱を招くことになるが、このような問題点を解消することも可能となる。
【００３７】
また、アップシフト時にはセカンダリ圧路５５とライン圧路５２とが油路切換弁５６を介して連通するため、セカンダリ圧Ｐｓの不要な低下を回避することができるだけでなく、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることが可能となる。さらに、ダウンシフト時にはプライマリ圧路５４とライン圧路５２とが油路切換弁５６を介して連通するため、プライマリ圧Ｐｐの不要な低下を回避することができるだけでなく、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることが可能となる。これにより、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。ここで、図６は可動シーブ２０ｂ，２２ｂのストロークと変速比との関係を示す線図である。図６に示すように、プライマリプーリ２０に設けられる可動シーブ２０ｂのストロークと、セカンダリプーリ２２に設けられる可動シーブ２２ｂのストロークとは一致していない。このため、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が一致している場合であっても、変速比によってはプライマリ室２１に供給される作動油量とセカンダリ室２３から排出される作動油量とが一致しない状況が発生し、変速比によってはプライマリ室２１から排出される作動油量とセカンダリ室２３に供給される作動油量とが一致しない状況が発生することになる。すなわち、プライマリ圧路５４やセカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油が還流しない構造(逆止弁等)であった場合には、供給油量と排出油量とが一致しない変速領域において、可動シーブ２０ｂ，２２ｂの移動が不可能となって変速不能に陥るおそれがある。しかしながら、本発明の油圧制御装置においては、前述したように、アップシフト時にはセカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、ダウンシフト時にはプライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることができる構造であるため、アップシフトやダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００３８】
さらに、図２に示すように、変速用ポンプ６２が停止した場合には、油路切換弁５６のスプール弁軸が中立位置に切り換えられるため、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとがライン圧ＰＬに向けて収束する。これにより、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とのクランプ力が一致するため、車両は変速比が１となる走行状態で安定することになる。したがって、変速用ポンプ６２やこれを駆動する電動モータ６１がフェイル状態に陥った場合であっても、変速比がロー状態やオーバードライブ状態に大きく振れることがないため、急減速を回避することができるとともに、再発進が可能な変速比を保つことが可能となる。このように、油圧制御装置５０はフェイルセーフ機能を備えることになり、車両の安全性を向上させることが可能となる。
【００３９】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置９０について説明する。ここで、図７は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置９０を示す回路図である。また、図８はアップシフト時における油圧制御装置９０の作動状態を示す回路図であり、図９はダウンシフト時における油圧制御装置９０の作動状態を示す回路図である。なお、図７〜図９において、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。
【００４０】
図８に示すように、油圧制御装置９０には、変速用ポンプ６２を駆動する油圧モータ９１が設けられている。この油圧モータ９１にはオイルポンプ５１から吐出される作動油が動力源として用いられている。また、油圧モータ９１には一対の給排油路９２，９３が接続されており、油圧モータ９１を正転させる際には、給排油路９２から給排油路９３に作動油が案内され、油圧モータ９１を逆転させる際には、給排油路９３から給排油路９２に作動油が案内されることになる。この油圧モータ９１の駆動状態を制御するため、油圧モータ９１とライン圧路５２との間にはモータ制御弁９４が設けられている。モータ制御弁９４は３位置に移動する図示しないスプール弁軸を備えている。このスプール弁軸は、ライン圧路５２と給排油路９２とを連通させる正転位置、ライン圧路５２と給排油路９３とを連通させる逆転位置、ライン圧路５２を給排油路９２と給排油路９３との双方に連通させる停止位置に移動可能となっている。
【００４１】
また、モータ制御弁９４には、スプール弁軸を正転位置に向けて付勢するバネ部材９５と、スプール弁軸を逆転位置に向けて付勢するバネ部材９６とが設けられており、これらのバネ部材９５，９６によってスプール弁軸は停止位置に保持されている。また、油路切換弁５６には、スプール弁軸を正転位置に向けて吸引するソレノイド部９７と、スプール弁軸を逆転位置に向けて吸引するソレノイド部９８とが設けられている。これらのソレノイド部９７，９８には制御ユニット７０から制御電流が供給されており、制御ユニット７０によって油圧モータ９１の作動状態を制御することが可能となっている。
【００４２】
図８に示すように、ソレノイド部９７に対して通電を施すことにより、モータ制御弁９４のスプール弁軸は正転位置に切り換えられ、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２が正転駆動される。これにより、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも引き上げられ、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。一方、図９に示すように、ソレノイド部９８に対して通電を施すことにより、モータ制御弁９４のスプール弁軸は逆転位置に切り換えられ、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２が逆転駆動される。これにより、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも引き上げられ、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。なお、モータ制御弁９４は油圧モータ９１に対して供給する作動油量を調整可能な流量制御弁となっており、制御ユニット７０からの制御電流に応じて油圧モータ９１の駆動トルク等を制御することが可能となっている。
【００４３】
このように、変速用ポンプ６２を油圧モータ９１によって駆動することにより、電動モータを使用した場合に比べて油圧制御装置９０のコストを引き下げることが可能となる。また、オイルポンプ５１から吐出される作動油によって油圧モータ９１を駆動することにより、オイルポンプ５１には油圧モータ９１分の負荷が作用することになるが、オイルポンプ５１だけでプライマリ圧Ｐｐ等を得ようとした場合に比べてオイルポンプ５１の吐出圧を引き下げることが可能となる。これにより、オイルポンプ５１の動力損失を低減することができるとともに、オイルポンプ５１の容積効率を向上させることが可能となる。さらに、モータ制御弁９４のスプール弁軸はバネ部材９５，９６によって停止位置に保持されるため、モータ制御弁９４がフェイル状態に陥った場合であっても、油圧モータ９１および変速用ポンプ６２を停止させることができ、変速比をほぼ１に収束させることが可能となる。このように、油圧制御装置９０はフェイルセーフ機能を備えることになり、車両の安全性を向上させることが可能となる。なお、油圧制御装置９０を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００４４】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１００について説明する。ここで、図１０は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１００を示す回路図である。また、図１１はアップシフト時における油圧制御装置１００の作動状態を示す回路図であり、図１２はダウンシフト時における油圧制御装置１００の作動状態を示す回路図である。なお、図１０〜図１２において、図７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。
【００４５】
図１０に示すように、油圧モータ９１に作動油を供給制御するモータ制御弁９４には、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路１０１が接続されており、プライマリ圧Ｐｐによってスプール弁軸を逆転位置に向けて付勢することが可能となっている。また、油路切換弁５６には、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路１０２が接続されており、セカンダリ圧Ｐｓによってスプール弁軸を正転位置に向けて付勢することが可能となっている。
【００４６】
このような弁構造を採用することにより、変速用ポンプ６２によって発生する圧力差ΔＰが、異常に大きくなる不安定現象を回避することができ、油圧制御装置１００の安定性を向上させることが可能となる。ここで、図１１および図１２に示すように、変速用ポンプ６２を正転させるアップシフト時や逆転させるダウンシフト時には、制御ユニット７０からソレノイド部９７，９８に対して制御電流が供給され、モータ制御弁９４のスプール弁軸は正転位置や逆転位置に移動した状態となっている。このとき、スプール弁軸はプライマリ圧Ｐｐによって逆転位置に向けて付勢され、スプール弁軸はセカンダリ圧Ｐｓによって正転位置に向けて付勢されている。すなわち、スプール弁軸には圧力差ΔＰに応じた推力が作用するため、圧力差ΔＰが所定の上限値を上回って増大した場合には、スプール弁軸は停止位置に向けて移動することになる。これにより、変速用ポンプ６２を駆動する油圧モータ９１の駆動トルクが引き下げられ、増大した圧力差ΔＰを低下させることが可能となる。このように、圧力差ΔＰを安定させることができるため、変速比の制御精度を向上させることが可能となる。なお、油圧制御装置１００を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００４７】
続いて、本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１１０について説明する。ここで、図１３は本発明の他の実施の形態である無段変速機１０の油圧制御装置１１０を示す回路図である。また、図１４はアップシフト時における油圧制御装置１１０の作動状態を示す回路図であり、図１５はダウンシフト時における油圧制御装置１１０の作動状態を示す回路図である。なお、図１３〜図１５において、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。
【００４８】
図１３に示すように、ライン圧路５２とプライマリ圧路５４との間には、油路切換機構を構成するプライマリ側逆止弁１１１が設けられている。このプライマリ側逆止弁１１１は、ハウジング１１２とこれに収容される弁体１１３および解除部材１１４とを有している。ハウジング１１２には、ライン圧路５２が接続される入力ポート１１２ａ、プライマリ圧路５４が接続される出力ポート１１２ｂ、セカンダリ圧路５５から分岐するパイロット圧路１１５が接続されるパイロットポート１１２ｃが形成されている。このプライマリ側逆止弁１１１は、パイロット操作逆止弁として機能することになる。パイロットポート１１２ｃに導入されるセカンダリ圧Ｐｓがライン圧ＰＬを下回る場合には、図１３に示すように、ライン圧ＰＬによって解除部材１１４が弁体１１３から離されるため、弁体１１３によって構成される逆止弁部１１６は、入力ポート１１２ａから出力ポート１１２ｂへの流れを許容する一方、出力ポート１１２ｂから入力ポート１１２ａへの流れを遮断する逆止弁として機能することになる。すなわち、逆止弁部１１６は、ライン圧路５２からプライマリ圧路５４に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動可能な状態となっている。一方、パイロットポート１１２ｃに導入されるセカンダリ圧Ｐｓがライン圧ＰＬを上回る場合には、図１５に示すように、セカンダリ圧Ｐｓによって解除部材１１４が弁体１１３を押し込むため、逆止弁部１１６は入力ポート１１２ａと出力ポート１１２ｂとを連通することになる。すなわち、解除部材１１４によって逆止弁部１１６の遮断状態は解除され、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に向かう作動油の流れが許容される状態となる。
【００４９】
図１３に示すように、ライン圧路５２とセカンダリ圧路５５との間には、油路切換機構を構成するセカンダリ側逆止弁１２１が設けられている。このセカンダリ側逆止弁１２１は、ハウジング１２２とこれに収容される弁体１２３および解除部材１２４とを有している。ハウジング１２２には、ライン圧路５２が接続される入力ポート１２２ａ、セカンダリ圧路５５が接続される出力ポート１２２ｂ、プライマリ圧路５４から分岐するパイロット圧路１２５が接続されるパイロットポート１２２ｃが形成されている。このセカンダリ側逆止弁１２１は、パイロット操作逆止弁として機能するようになっている。パイロットポート１２２ｃに導入されるプライマリ圧Ｐｐがライン圧ＰＬを下回る場合には、図１３に示すように、ライン圧ＰＬによって解除部材１２４が弁体１２３から離されるため、弁体１２３によって構成される逆止弁部１２６は、入力ポート１２２ａから出力ポート１２２ｂへの流れを許容する一方、出力ポート１２２ｂから入力ポート１２２ａへの流れを遮断する逆止弁として機能することになる。すなわち、逆止弁部１２６は、ライン圧路５２からセカンダリ圧路５５に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動可能な状態となっている。一方、パイロットポート１２２ｃに導入されるプライマリ圧Ｐｐがライン圧ＰＬを上回る場合には、図１４に示すように、プライマリ圧Ｐｐによって解除部材１２４が弁体１２３を押し込むため、逆止弁部１２６は入力ポート１２２ａと出力ポート１２２ｂとを連通することになる。すなわち、解除部材１２４によって逆止弁部１２６の遮断状態は解除され、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に向かう作動油の流れが許容される状態となる。
【００５０】
図１４に示すように、アップシフトを実行する場合には、電動モータ６１を正転させることにより、変速用ポンプ６２がアップシフト状態に切り換えられる。これにより、セカンダリ圧路５５からプライマリ圧路５４に作動油が圧送されるため、プライマリ圧Ｐｐがセカンダリ圧Ｐｓよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が拡げられる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が狭められるため、変速比をオーバードライブ側に変化させるアップシフトが実行される。また、パイロット圧路１２５を介してセカンダリ側逆止弁１２１には高められたプライマリ圧Ｐｐが作用するため、プライマリ圧Ｐｐによって解除部材１２４が弁体１２３を押し込み、入力ポート１２２ａと出力ポート１２２ｂとが連通状態に保持される。これにより、セカンダリ圧路５５からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、アップシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００５１】
図１５に示すように、ダウンシフトを実行する場合には、電動モータ６１を逆転させることにより、変速用ポンプ６２がダウンシフト状態に切り換えられる。これにより、プライマリ圧路５４からセカンダリ圧路５５に作動油が圧送されるため、セカンダリ圧Ｐｓがプライマリ圧Ｐｐよりも高められる。そして、プライマリプーリ２０のシーブ幅が狭められる一方、セカンダリプーリ２２のシーブ幅が拡げられるため、変速比をロー側に変化させるダウンシフトが実行される。また、パイロット圧路１１５を介してプライマリ側逆止弁１１１には高められたセカンダリ圧Ｐｓが作用するため、セカンダリ圧Ｐｓによって解除部材１１４が弁体１１３を押し込み、入力ポート１１２ａと出力ポート１１２ｂとが連通状態に保持される。これにより、プライマリ圧路５４からライン圧路５２に作動油を還流させることができ、ダウンシフトを滑らかに実行することが可能となる。
【００５２】
なお、油圧制御装置１１０を用いた場合であっても、前述した油圧制御装置５０によって得られる効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００５３】
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、図１３に示す油圧制御装置１１０においては、電動モータ６１によって変速用ポンプ６２が駆動されているが、これに限られることはなく、前述した油圧モータ９１によって変速用ポンプ６２を駆動しても良い。また、前述の説明では、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が一致している例を挙げて説明しているが、プライマリ室２１とセカンダリ室２３との受圧面積が相違する無段変速機に対しても、本発明の油圧制御装置５０，９０，１００，１１０を有効に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】車両に搭載される無段変速機を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図３】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図４】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図５】制御ユニットを示すブロック図である。
【図６】可動シーブのストロークと変速比との関係を示す線図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図８】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図９】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図１１】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１２】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態である無段変速機の油圧制御装置を示す回路図である。
【図１４】アップシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【図１５】ダウンシフト時における油圧制御装置の作動状態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 無段変速機
１１ エンジン
２０ プライマリプーリ
２２ セカンダリプーリ
５０ 油圧制御装置
５１ オイルポンプ
５４ プライマリ圧路
５５ セカンダリ圧路
５６ 油路切換弁(油路切換機構)
６２ 変速用ポンプ
９０ 油圧制御装置
９１ 油圧モータ
１００ 油圧制御装置
１１０ 油圧制御装置
１１１ プライマリ側逆止弁(油路切換機構，パイロット操作逆止弁)
１１４ 解除部材
１１６ 逆止弁部
１２１ セカンダリ側逆止弁(油路切換機構，パイロット操作逆止弁)
１２４ 解除部材
１２６ 逆止弁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置であって、
エンジンに駆動され、作動油を吐出するオイルポンプと、
前記プライマリプーリに接続され、前記プライマリプーリに作動油を案内するプライマリ圧路と、
前記セカンダリプーリに接続され、前記セカンダリプーリに作動油を案内するセカンダリ圧路と、
前記プライマリ圧路と前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記セカンダリ圧路から前記プライマリ圧路に作動油を圧送するアップシフト状態と、前記プライマリ圧路から前記セカンダリ圧路に作動油を圧送するダウンシフト状態とに作動する変速用ポンプと、
前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記オイルポンプと前記セカンダリ圧路とを連通させる第１供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路とを連通させる第２供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路の双方とを連通させる第３供給状態とに切り換えられる油路切換機構とを有し、
前記油路切換機構は、前記変速用ポンプがアップシフト状態のときに第１供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプがダウンシフト状態のときに第２供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプが停止状態のときに第３供給状態に切り換えられることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路からの作動油によって第１供給状態に切り換えられ、前記セカンダリ圧路からの作動油によって第２供給状態に切り換えられる油路切換弁であることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるプライマリ側逆止弁と、前記セカンダリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるセカンダリ側逆止弁とを備え、
前記プライマリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記プライマリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記プライマリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記セカンダリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であり、
前記セカンダリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記セカンダリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記セカンダリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記プライマリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記変速用ポンプは、前記オイルポンプからの作動油を動力源とする油圧モータによって駆動されることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項１】
プライマリプーリおよびセカンダリプーリを備える無段変速機の油圧制御装置であって、
エンジンに駆動され、作動油を吐出するオイルポンプと、
前記プライマリプーリに接続され、前記プライマリプーリに作動油を案内するプライマリ圧路と、
前記セカンダリプーリに接続され、前記セカンダリプーリに作動油を案内するセカンダリ圧路と、
前記プライマリ圧路と前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記セカンダリ圧路から前記プライマリ圧路に作動油を圧送するアップシフト状態と、前記プライマリ圧路から前記セカンダリ圧路に作動油を圧送するダウンシフト状態とに作動する変速用ポンプと、
前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路との間に設けられ、前記オイルポンプと前記セカンダリ圧路とを連通させる第１供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路とを連通させる第２供給状態と、前記オイルポンプと前記プライマリ圧路および前記セカンダリ圧路の双方とを連通させる第３供給状態とに切り換えられる油路切換機構とを有し、
前記油路切換機構は、前記変速用ポンプがアップシフト状態のときに第１供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプがダウンシフト状態のときに第２供給状態に切り換えられ、前記変速用ポンプが停止状態のときに第３供給状態に切り換えられることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路からの作動油によって第１供給状態に切り換えられ、前記セカンダリ圧路からの作動油によって第２供給状態に切り換えられる油路切換弁であることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記油路切換機構は、前記プライマリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるプライマリ側逆止弁と、前記セカンダリ圧路と前記オイルポンプとの間に設けられるセカンダリ側逆止弁とを備え、
前記プライマリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記プライマリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記プライマリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記セカンダリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であり、
前記セカンダリ側逆止弁は、前記オイルポンプから前記セカンダリ圧路に向かう作動油の流れを許容する連通状態と、前記セカンダリ圧路から前記オイルポンプに向かう作動油の流れを遮断する遮断状態とに作動する逆止弁部を備えるとともに、前記プライマリ圧路からの作動油によって前記逆止弁部の遮断状態を解除する解除部材を備えるパイロット操作逆止弁であることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記変速用ポンプは、前記オイルポンプからの作動油を動力源とする油圧モータによって駆動されることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−９６２８７（Ｐ２０１０−９６２８７Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８２００（Ｐ２００８−２６８２００）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【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２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【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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