JP2007239981A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

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    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H2061/6604Special control features generally applicable to continuously variable gearings
    • F16H2061/6608Control of clutches, or brakes for forward-reverse shift

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Abstract

【課題】変速比を精度よく制御する。
【解決手段】ECUは、入力軸の目標回転数がステップ的に増大された後、漸増される過渡変速制御の実行中において(S100にてYES)、プライマリプーリの油圧シリンダに供給される油圧PINとバイパスコントロールバルブから出力される油圧PBYとが一致する(S500にてYES)ことより、バイパスコントロールバルブから出力される油圧PBYがプライマリプーリの油圧シリンダに供給された状態であるといえる場合、レシオコントロールバルブにより油圧シリンダに供給される作動油の流量もしくは油圧シリンダから排出される作動油の流量制御できるようになるまで、変速制御用デューティソレノイドのデューティ値を高くするステップ(S600)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図8

Description

本発明は、無段変速機の制御装置に関し、特に、供給される作動油の流量および排出される作動油の流量に応じて変速比を変更する無段変速機を制御する技術に関する。
従来より、プライマリプーリとセカンダリプーリとを金属ベルトで連結し、これらのプーリの幅を変化させることにより、無段階に変速を行なうベルト式無段変速機等の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)が知られている。このベルト式無段変速機を搭載した車両においては、プライマリプーリの油圧シリンダに作動油を供給したり、油圧シリンダから作動油を排出したりして、プーリの幅が変化され、変速が行なわれる。通常、ベルト式無段変速機の変速比は、入力軸の回転数(プライマリプーリの回転数)がマップを用いて設定される目標回転数になるように滑らかに制御される。しかしながら、加速時においては、より素早い変速(特にダウンシフト)が要求される。したがって、通常時と加速時とで変速比の制御態様が変更される。
特開2001−330143号公報(特許文献1)は、加速要求があった場合に、無段変速機の目標入力回転数をステップ的に増大させる無段変速機の変速制御装置を開示する。特許文献1に記載の変速制御装置は、加速要求を判定する判定部と、入力回転数が車両の運転状態に基づき設定される目標入力回転数となるよう無段変速機の変速比を制御するとともに、加速要求が判定されたときには、目標入力回転数をステップ的に増大させ、入力回転数をこの目標入力回転数に近づけた後、目標入力回転数を目標入力回転数へと徐々に増大させる制御部と、ステップ的に増大させた目標入力回転数に入力回転数を一致させるよう無段変速機の変速比を制御している急変速途中では、加速要求に伴う目標入力回転数のステップ的な増大を禁止する禁止部とを含む。ステップ的に増大された後の目標入力回転数は、予め定められた勾配で徐々に増大される。
この公報に記載の変速制御装置によれば、無段変速機が搭載された車両の運転状態に基づいて無段変速機の目標入力回転数が設定される。その目標入力回転数に実入力回転数が一致するように無段変速機の変速比が制御される。目標入力回転数がステップ的に増大され、それに伴う急変速を実行している際には、目標入力回転数を再度、ステップ的に増大させることが禁止される。そのため、目標入力回転数をステップ的に増大させて実行する急変速が重畳的に生じるいわゆる多重変速が回避される。その結果、変速に伴う駆動力の増大に遅れが生じず、加速応答性が良好になる。
ところで、変速比を維持した状態で走行する際には、プライマリプーリの油圧シリンダに対する作動油の供給および油圧シリンダからの作動油の排出が停止される。このようなベルト式無段変速機においては、たとえば油圧シリンダにおいてOリングなどのシール部材が用いられて、作動油の漏れが抑制される。しかしながら、シール部材を用いて作動油の漏れを抑制した場合であっても、漏れを完全に防ぐことができない。そこで、変速比を維持する状態においても、プライマリプーリの油圧シリンダに対して作動油が僅かに供給し続けられる。
特開2005−42799号公報(特許文献2)は、プライマリプーリ側の油圧室へのオイルの供給および油圧室からのオイルがなされていない状態において、油圧をプライマリプーリ側の油圧室に供給する無段変速機の油圧制御装置を開示する。特許文献2に記載の油圧制御装置は、駆動源側の駆動側油圧室と、駆動輪側の従動側油圧室と、油圧室に作動流体を供給する作動流体供給路と、油圧室から作動流体を排出する作動流体排出路と、作動流体供給路を経由させて油圧室に作動流体を供給する制御および油圧室の作動流体を作動流体排出路から排出させる制御が実行されていない状態において、従動側油圧室における油圧と予め定められた比率の油圧を駆動側油圧室に供給するための油圧制御部とを含む。
この公報に記載の油圧制御装置によれば、給排装置が作動していない状態において、油圧制御部により、駆動側油圧室(ベルト式無段変速機おけるプライマリプーリの油圧シリンダ)には、従動側油圧室(ベルト式無段変速機おけるセカンダリプーリの油圧シリンダ)と予め定められた比率の油圧が供給される。これにより、セカンダリプーリの油圧シリンダの油圧に比例する油圧を駆動側油圧室であるプライマリプーリの油圧シリンダの油圧として供給することができる。
特開2001−330143号公報 特開2005−42799号公報
ところで、特開2001−330143号公報に記載の変速制御装置のように、加速時において目標入力回転数をステップ的に増大させた後の、目標入力回転数を徐々に増大させる期間においては、変速が緩やかに行なわれる。すなわち、プライマリプーリの油圧シリンダから排出される作動油の流量が小さくなる。そのため、変速が行なわれない状態になる場合もあり得る。したがって、特開2005−42799号公報に記載の油圧制御装置のように、作動油の給排装置が作動していない状態において、セカンダリプーリの油圧シリンダの油圧に比例する油圧をプライマリプーリの油圧シリンダの油圧として供給するようにしていると、加速時において変速比の制御態様が不意に切換わり得る。この場合、制御通りに変速比を制御し難くなり、変速比を精度よく制御することができなるおそれがある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速比を精度よく制御することができる無段変速機の制御装置を提供することである。
第1の発明に係る無段変速機の制御装置は、供給される作動油の流量および排出される作動油の流量に応じて、無段変速機の変速比を変更する変更機構と、ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも高い状態において、ソレノイドバルブから出力される油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量および変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量を制御する第1の制御バルブと、ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも低い状態において、ソレノイドバルブから出力される油圧とは異なる油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量を制御する第2の制御バルブと、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であるか否かを判別するための判別手段と、予め定められた運転状態において、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、ソレノイドバルブから出力される油圧が高くなるようにソレノイドバルブを制御するための制御手段とを含む。
第1の発明によると、変更機構により、供給される作動油の流量および排出される作動油の流量に応じて無段変速機の変速比が変更される。ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも高い状態では、第1の制御バルブにより、ソレノイドバルブから出力される油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量および変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量が制御される。ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも低い状態では、第2の制御バルブにより、ソレノイドバルブから出力される油圧とは異なる油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量が制御される。予め定められた運転状態において、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、ソレノイドバルブから出力される油圧が高くされる。これにより、たとえば変速比が変化するようにソレノイドバルブが制御されている運転状態のように、変速比を精度よく制御する必要がある状態において、ソレノイドバルブから出力される油圧を高くすることができる。そのため、第2の制御バルブにより、ソレノイドバルブから出力される油圧とは異なる油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量が制御されることを抑制することができる。その結果、変速比の制御態様が不意に変更されることを抑制して、変速比を精度よく制御することができる無段変速機に制御装置を提供することができる。
第2の発明に係る無段変速機の制御装置においては、第1の発明の構成に加え、制御手段は、予め定められた運転状態において、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、第1の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量および変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量を制御する状態になるまでソレノイドバルブから出力される油圧が高くなるようにソレノイドバルブを制御するための手段を含む。
第2の発明によると、予め定められた運転状態において、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、第1の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量および変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量を制御する状態になるまでソレノイドバルブから出力される油圧が高くされる。これにより、ソレノイドバルブから出力される油圧に応じて変更機構に供給される作動油の流量もしくは変更機構から排出される作動油の流量を制御して、変速比を精度よく制御することができる。
第3の発明に係る無段変速機の制御装置においては、第1または2の発明の構成に加え、予め定められた運転状態は、無段変速機の変速比を変更するようにソレノイドバルブを制御しているという運転状態である。
第3の発明によると、無段変速機の変速比を変更するようにソレノイドバルブを制御しているという運転状態において、第2の制御バルブが変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、ソレノイドバルブから出力される油圧が高くされる。これにより、変速比を精度よく制御する必要がある状態において、第2の制御バルブにより、ソレノイドバルブから出力される油圧とは異なる油圧に応じて変更機構に供給される作動油の流量が制御されることを抑制することができる。そのため、変速比の制御態様が不意に変更されることを抑制して、変速比を精度よく制御することができる。
第4の発明に係る無段変速機の制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、無段変速機はベルト式無段変速機である。第2の制御バルブは、ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも低い状態において、ベルト式無段変速機のベルトの挟圧力を制御するために出力される油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量を制御する。
第4の発明によると、ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも低い状態においては、ベルト式無段変速機のベルトの挟圧力を制御するために出力される油圧に応じて、変更機構に供給される作動油の流量が制御される。これにより、ソレノイドバルブから出力される油圧が低く、変速比が制御されない状態においても、ベルトの挟圧力に応じた流量の作動油を変速機構に対して供給することができる。そのため、変速機構から漏れた作動油を補うことができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両に搭載された駆動装置100のエンジン200の出力は、トルクコンバータ300および前後進切換装置400を介して、ベルト式無段変速機500に入力される。ベルト式無段変速機500の出力は、減速歯車600および差動歯車装置700に伝達され、左右の駆動輪800へ分配される。駆動装置100は、後述するECU(Electronic Control Unit)900により制御される。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU900により実行されるプログラムにより実現される。なお、ベルト式無段変速機500の代わりに、チェーン式無段変速機を用いるようにしたり、トロイダル式無段変速機を用いるようにしてもよい。
トルクコンバータ300は、エンジン200のクランク軸に連結されたポンプ翼車302と、タービン軸304を介して前後進切換装置400に連結されたタービン翼車306とから構成されている。ポンプ翼車302およびタービン翼車306の間にはロックアップクラッチ308が設けられている。ロックアップクラッチ308は、係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切換えられることにより、係合または解放されるようになっている。
ロックアップクラッチ308が完全係合させられることにより、ポンプ翼車302およびタービン翼車306は一体的に回転させられる。ポンプ翼車302には、ベルト式無段変速機500を変速制御したり、ベルト挟圧力を発生させたり、各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ310が設けられている。
前後進切換装置400は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。トルクコンバータ300のタービン軸304はサンギヤ402に連結されている。ベルト式無段変速機500の入力軸502はキャリア404に連結されている。キャリア404とサンギヤ402とはフォワードクラッチ406を介して連結されている。リングギヤ408は、リバースブレーキ410を介してハウジングに固定される。フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は油圧シリンダによって摩擦係合させられる。フォワードクラッチ406の入力回転数は、タービン軸304の回転数、すなわちタービン回転数NTと同じである。
フォワードクラッチ406が係合させられるとともに、リバースブレーキ410が解放されることにより、前後進切換装置400は前進用係合状態となる。この状態で、前進方向の駆動力がベルト式無段変速機500に伝達される。リバースブレーキ410が係合させられるとともにフォワードクラッチ406が解放されることにより、前後進切換装置400は後進用係合状態となる。この状態で、入力軸502はタービン軸304に対して逆方向へ回転させられる。これにより、後進方向の駆動力がベルト式無段変速機500に伝達される。フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410が共に解放されると、前後進切換装置400は動力伝達を遮断するニュートラル状態になる。
ベルト式無段変速機500は、入力軸502に設けられたプライマリプーリ504と、出力軸506に設けられたセカンダリプーリ508と、これらのプーリに巻き掛けられた伝動ベルト510とから構成される。各プーリと伝動ベルト510との間の摩擦力を利用して、動力伝達が行われる。
各プーリは溝幅が可変であるように、油圧シリンダから構成されている。プライマリプーリ504の油圧シリンダの油圧が制御されることにより、各プーリの溝幅が変化する。これにより、伝動ベルト510の掛かり径が変更され、変速比GR(=プライマリプーリ回転数NIN/セカンダリプーリ回転数NOUT)が連続的に変化させられる。
図2に示すように、ECU900には、エンジン回転数センサ902、タービン回転数センサ904、車速センサ906、スロットル開度センサ908、冷却水温センサ910、油温センサ912、アクセル開度センサ914、フットブレーキスイッチ916、ポジションセンサ918、プライマリプーリ回転数センサ922およびセカンダリプーリ回転数センサ924が接続されている。
エンジン回転数センサ902は、エンジン200の回転数(エンジン回転数)NEを検出する。タービン回転数センサ904は、タービン軸304の回転数(タービン回転数)NTを検出する。車速センサ906は、車速Vを検出する。スロットル開度センサ908は、電子スロットルバルブの開度θ(TH)を検出する。冷却水温センサ910は、エンジン200の冷却水温T(W)を検出する。油温センサ912は、ベルト式無段変速機500などの油温T(C)を検出する。アクセル開度センサ914は、アクセルペダルの開度A(CC)を検出する。フットブレーキスイッチ916は、フットブレーキの操作の有無を検出する。ポジションセンサ918は、シフトポジションと対応する位置に設けられた接点がONであるかOFFであるかを判別することにより、シフトレバー920のポジションP(SH)を検出する。プライマリプーリ回転数センサ922は、プライマリプーリ504の回転数NINを検出する。セカンダリプーリ回転数センサ924は、セカンダリプーリ508の回転数NOUTを検出する。各センサの検出結果を表す信号が、ECU900に送信される。タービン回転数NTは、フォワードクラッチ406が係合された前進走行時にはプライマリプーリ回転数NINと一致する。車速Vは、セカンダリプーリ回転数NOUTと対応した値になる。したがって、車両が停車状態にあり、かつフォワードクラッチ406が係合された状態では、タービン回転数NTは0となる。
ECU900は、CPU(Central Processing Unit)、メモリおよび入出力インターフェースなどを含む。CPUはメモリに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なう。これにより、エンジン200の出力制御、ベルト式無段変速機500の変速制御、ベルト挟圧力制御、フォワードクラッチ406の係合/解放制御およびリバースブレーキ410の係合/解放制御などを実行する。
エンジン200の出力制御は電子スロットルバルブ1000、燃料噴射装置1100、点火装置1200などによって行なわれる。ベルト式無段変速機500の変速制御、ベルト挟圧力制御、フォワードクラッチ406の係合/解放制御およびリバースブレーキ410の係合/解放制御は、油圧制御回路2000によって行なわれる。
図3を参照して、油圧制御回路2000の一部について説明する。なお、以下に説明する油圧制御回路2000は一例であって、これに限らない。
オイルポンプ310が発生した油圧は、ライン圧油路2002を介してプライマリレギュレータバルブ2100、モジュレータバルブ(1)2310およびモジュレータバルブ(3)2330に供給される。
プライマリレギュレータバルブ2100には、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210のいずれか一方から選択的に制御圧が供給される。本実施の形態において、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210の両方は、ノーマルオープン(非通電時に出力される油圧が最大になる)のソレノイドバルブである。なお、SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210がノーマルクローズ(非通電時に出力される油圧が最小(「0」)になる)であるようにしてもよい。
プライマリレギュレータバルブ2100のスプールは、供給された制御圧に応じて上下に摺動する。これにより、オイルポンプ310で発生した油圧がプライマリレギュレータバルブ2100により調圧(調整)される。プライマリレギュレータバルブ2100により調圧された油圧がライン圧PLとして用いられる。本実施の形態においては、プライマリレギュレータバルブ2100に供給される制御圧が高いほど、ライン圧PLがより高くなる。なお、プライマリレギュレータバルブ2100に供給される制御圧が高いほど、ライン圧PLがより低くなるようにしてもよい。
SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210には、ライン圧PLを元圧としてモジュレータバルブ(3)2330により調圧された油圧が供給される。
SLTリニアソレノイドバルブ2200およびSLSリニアソレノイドバルブ2210は、ECU900から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じて制御圧を発生させる。
SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧(出力油圧)およびSLSリニアソレノイドバルブ2210の制御圧(出力油圧)うち、プライマリレギュレータバルブ2100へ供給される制御圧は、コントロールバルブ2400により選択される。
コントロールバルブ2400のスプールが図3において(A)の状態(左側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200からプライマリレギュレータバルブ2100へ制御圧が供給される。すなわち、SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧に応じて、ライン圧PLが制御される。
コントロールバルブ2400のスプールが図3において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLSリニアソレノイドバルブ2210からプライマリレギュレータバルブ2100へ制御圧が供給される。すなわち、SLSリニアソレノイドバルブ2210の制御圧に応じて、ライン圧PLが制御される。
なお、コントロールバルブ2400のスプールが図3において(B)の状態にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200の制御圧は、後述するマニュアルバルブ2600に供給される。
コントロールバルブ2400のスプールは、スプリングにより一方向へ付勢される。このスプリングの付勢力に対向するように、変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520から油圧が供給される。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520は、ECU900から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値に応じた油圧(制御圧)を出力する。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520の両方からコントロールバルブ2400に油圧が供給された場合、コントロールバルブ2400のスプールは図3において(B)の状態になる。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520の少なくともいずれか一方からコントロールバルブ2400に油圧が供給されていない場合、コントロールバルブ2400のスプールは、スプリングの付勢力により図3において(A)の状態になる。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510および変速制御用デューティソレノイド(2)2520には、モジュレータバルブ(4)2340により調圧された油圧が供給される。モジュレータバルブ(4)2340は、モジュレータバルブ(3)2330から供給された油圧を一定の圧力に調圧する。
モジュレータバルブ(1)2310は、ライン圧PLを元圧として調圧された油圧を出力する。モジュレータバルブ(1)2310から出力された油圧は、セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される。セカンダリプーリ508の油圧シリンダには、伝動ベルト510が滑りを生じないような油圧が供給される。
モジュレータバルブ(1)2310には、軸方向へ移動可能なスプールおよびそのスプールを一方へ付勢するスプリングが設けられている。モジュレータバルブ(1)2310は、ECU900によりデューティ制御されるSLSリニアソレノイドバルブ2210の出力油圧をパイロット圧として、モジュレータバルブ(1)2310に導入されるライン圧PLを調圧する。モジュレータバルブ(3)により調圧された油圧は、セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される。モジュレータバルブ(1)2310からの出力油圧に応じてベルト挟圧力が増減させられる。
SLSリニアソレノイドバルブ2210は、アクセル開度A(CC)および変速比GRをパラメータとしたマップに従い、ベルト滑りが生じないベルト挟圧力になるように制御される。具体的には、SLSリニアソレノイドバルブ2210に対する励磁電流をベルト挟圧力に対応するデューティ比で制御する。なお、加減速時などに伝達トルクが急に変化する場合には、ベルト挟圧力を増大補正してベルト滑りを抑制してもよい。
セカンダリプーリ508の油圧シリンダに供給される油圧は、プレッシャセンサ2312により検出される。
図4を参照して、マニュアルバルブ2600について説明する。マニュアルバルブ2600は、シフトレバー920の操作に従って機械的に切換えられる。これにより、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は係合させられたり、解放させられたりする。
シフトレバー920は、駐車用の「P」ポジション、後進走行用の「R」ポジション、動力伝達を遮断する「N」ポジション、前進走行用の「D」ポジションおよび「B」ポジションへ操作される。
「P」ポジションおよび「N」ポジションでは、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410内の油圧は、マニュアルバルブ2600からドレンされる。これにより、フォワードクラッチ406およびリバースブレーキ410は解放される。
「R」ポジションでは、マニュアルバルブ2600からリバースブレーキ410に油圧が供給される。これによりリバースブレーキ410が係合させられる。一方、フォワードクラッチ406内の油圧がマニュアルバルブ2600からドレンされる。これによりフォワードクラッチ406が解放される。
コントロールバルブ2400が図4において(A)の状態(左側の状態)にある場合、図示しないモジュレータバルブ(2)から供給されたモジュレータ圧PMが、コントロールバルブ2400を介してマニュアルバルブ2600に供給される。このモジュレータ圧PMによりリバースブレーキ410が係合状態に保持される。
コントロールバルブ2400が図4において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200により調圧された油圧が、マニュアルバルブ2600に供給される。SLTリニアソレノイドバルブ2200により油圧を調圧することにより、リバースブレーキ410が緩やかに係合され、係合時のショックが抑制される。
また、コントロールバルブ2400が図4において(B)の状態(右側の状態)にある場合において、SLTリニアソレノイドバルブ2200のデューティ比を100%にし、通電量を最大にすると、SLTリニアソレノイドバルブ2200から油圧が出力されなくなり、リバースブレーキ410に供給される油圧が「0」になる。すなわち、SLTリニアソレノイドバルブ2200を介してリバースブレーキ410から油圧がドレンされ、リバースブレーキ410が解放される。
「D」ポジションおよび「B」ポジションでは、マニュアルバルブ2600からフォワードクラッチ406に油圧が供給される。これによりフォワードクラッチ406が係合させられる。一方、リバースブレーキ410内の油圧がマニュアルバルブ2600からドレンされる。これによりリバースブレーキ410が解放される。
コントロールバルブ2400が図4において(A)の状態(左側の状態)にある場合、図示しないモジュレータバルブ(2)から供給されたモジュレータ圧PMが、コントロールバルブ2400を介してマニュアルバルブ2600に供給される。このモジュレータ圧PMによりフォワードクラッチ406が係合状態に保持される。
コントロールバルブ2400が図4において(B)の状態(右側の状態)にある場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200により調圧された油圧が、マニュアルバルブ2600に供給される。SLTリニアソレノイドバルブ2200により油圧を調圧することにより、フォワードクラッチ406が緩やかに係合され、係合時のショックが抑制される。
SLTリニアソレノイドバルブ2200は、通常はコントロールバルブ2400を介してライン圧PLを制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、通常はモジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御する。
一方、シフトレバー920が「D」ポジションである状態で車両が停止した(車速が「0」になった)という条件を含むニュートラル制御実行条件が成立した場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、フォワードクラッチ406の係合力が低下するように、フォワードクラッチ406の係合力を制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、モジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御するとともに、SLTリニアソレノイドバルブ2200に代わって、ライン圧PLを制御する。
シフトレバー920が「N」ポジションから「D」ポジションまたは「R」ポジションへ操作されるガレージシフトが行なわれた場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、フォワードクラッチ406もしくはリバースブレーキ410が緩やかに係合するように、フォワードクラッチ406もしくはリバースブレーキ410の係合力を制御する。SLSリニアソレノイドバルブ2210は、モジュレータバルブ(1)2310を介してベルト挟圧力を制御するとともに、SLTリニアソレノイドバルブ2200に代わって、ライン圧PLを制御する。
車両の前進走行中に(車速が復帰速度V(R)以上である場合に)シフトレバー920が「R」ポジションへ操作された場合、SLTリニアソレノイドバルブ2200は、リバースブレーキ410を解放するように制御される(以下、車両の前進走行中にリバースブレーキ410を解放する制御をリバースインヒビット制御とも記載する)。
図5を参照して、変速制御を行なう構成について説明する。変速制御は、プライマリプーリ504の油圧シリンダに対する油圧の供給および排出を制御することにより行なわれる。プライマリプーリ504の油圧シリンダに対する作動油の給排は、レシオコントロールバルブ(1)2710およびレシオコントロールバルブ(2)2720を用いて行なわれる。
プライマリプーリ504の油圧シリンダには、ライン圧PLが供給されるレシオコントロールバルブ(1)2710と、ドレンに接続されたレシオコントロールバルブ(2)2720とが連通されている。
レシオコントロールバルブ(1)2710は、アップシフトを実行するためのバルブである。レシオコントロールバルブ(1)2710は、ライン圧PLが供給される入力ポートとプライマリプーリ504の油圧シリンダに連通された出力ポートとの間の流路をスプールによって開閉するように構成されている。
レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧が供給されるポートが形成されている。また、スプリングが配置されている側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧が供給されるポートが形成されている。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧を高くするとともに、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが図5において(D)の状態(右側の状態)になる。
この状態では、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧が増加してプライマリプーリ504の溝幅が狭くなる。そのため、変速比が低下する。すなわちアップシフトする。またその際の作動油の供給流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。
レシオコントロールバルブ(2)2720は、ダウンシフトを実行するためのバルブである。レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。スプリングが配置されている側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(1)2510からの制御圧が供給されるポートが形成されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧が供給されるポートが形成されている。
変速制御用デューティソレノイド(2)2520からの制御圧を高くするとともに、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが図5において(C)の状態(左側の状態)になる。同時に、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが図5において(C)の状態(左側の状態)になる。
この状態では、レシオコントロールバルブ(1)2710およびレシオコントロールバルブ(2)2720を介して、プライマリプーリ504の油圧シリンダから作動油が排出される。そのため、プライマリプーリ504の溝幅が広くなる。その結果、変速比が増大する。すなわちダウンシフトする。またその際の作動油の排出流量を増大させることにより、変速速度が速くなる。
変速比を制御する際において、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧(制御圧)および変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧(制御圧)は、ECU900から各変速制御用デューティソレノイドに送信されたデューティ値に応じた値となる。
本実施の形態においては、デューティ値が高いほど、変速制御用デューティソレノイドの制御圧がより高くなる。デューティ値は、ベルト式無段変速機500の入力軸502の実際の回転数と後述するマップ等にしたがって設定される目標回転数との差に応じて定められる。入力軸502の実際の回転数と目標回転数との差が大きいほど、デューティ値がより高く設定される。
レシオコントロールバルブ(1)2710において、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧によりスプールに作用する力が、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧によりスプールに作用する力およびスプリングの付勢力の和よりも小さいと、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)になる。
レシオコントロールバルブ(2)2720において、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧によりスプールに作用する力が、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧によりスプールに作用する力およびスプリングの付勢力の和よりも小さいと、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)になる。
したがって、変速制御用デューティソレノイド(1)2510およびレシオコントロールバルブ(2)2720の両方から制御圧を出力しないようにすると、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)になると同時に、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)になる。
この状態では、レシオコントロールバルブ(2)2720に接続されたバイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧がプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される。すなわち、バイパスコントロールバルブ2800により、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される作動油の流量が制御される。
バイパスコントロールバルブ2800のスプールの一端部にはスプリングが配置されている。このスプリングは、ライン圧PLが供給される入力ポートと、最終的にプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧(バイパスコントロールバルブ2800で調圧した油圧)PBYを出力する出力ポートとを接続する方向にスプールを付勢する。
スプリングが配置されている側の端部に、モジュレータバルブ(1)2310からの出力油圧POUTが供給されるポートが形成されている。スプールを挟んでスプリングとは反対側の端部に、バイパスコントロールバルブ2800から出力された油圧POUTがフィードバックされるフィードバックポートが形成されている。
ここで、バイパスコントロールバルブ2800における、フィードバックポート側の断面積をA(1)、モジュレータバルブ(1)2310からの油圧POUTが供給されるポート側の断面積をA(2)、スプリングの付勢力をWとすると、このバイパスコントロールバルブ2800においては、以下の式で平衡状態になる。
PBY×A(1)=POUT×A(2)+W…(1)
この式(1)を変形すると、バイパスコントロールバルブ2800から出力される油圧PBYは、
PBY={A(2)/A(1)}×POUT+W/A(1)…(2)
となる。
すなわち、レシオコントロールバルブ(2)2720には、{A(2)/A(1)}×POUTという項を有する式(2)で表わされる油圧が入力される。
そのため、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが(C)の状態(左側の状態)にあり、かつレシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが(D)の状態(右側の状態)にある場合においては、ベルト挟圧力を制御するために出力される油圧POUTに応じた油圧を、最終的にプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給することができる。
油圧制御回路や油圧制御機器などから作動油の漏洩が生じてプライマリプーリ504の油圧シリンダの油圧が低下した場合には、バイパスコントロールバルブ2800からプライマリプーリ504の油圧シリンダに作動油が僅かずつ供給される。そのため、変速の状態としては、僅かながらアップシフト傾向となり、変速比が僅かずつ低下する緩速のアップシフトとなる。
なお、上記した第1の発明における第1の制御バルブは、レシオコントロールバルブ(1)2710またはレシオコントロールバルブ(2)2720に対応する。第2の制御バルブは、バイパスコントロールバルブ2800に対応する。
通常時における変速比は、ベルト式無段変速機500の入力軸502の回転数(プライマリプーリ504の回転数)がマップを用いて設定される目標回転数になるように制御される。目標回転数は、車速Vおよびアクセル開度A(CC)をパラメータとしたマップを用いて設定される。
シフトレバー920が「D」ポジションである場合、目標回転数は、図6において斜線で示す領域内の値をとり得る。すなわち、変速比は、ベルト式無段変速機500において設定された変速比のうち、最も高い変速比と最も低い変速比の間で変化し得る。
一方、アクセル開度A(CC)の変化量がしきい値よりも大きいことにより、急加速要求があったと判定された場合、前述のマップを用いずに、ステップ的に増大するように目標回転数が設定される(以下、目標回転数をステップ的に増大させる制御を過渡変速制御とも記載する。
図7に示すように、過渡変速制御においては、急加速要求があったと判定されると、目標入力回転数がステップ的に増大される。このときの目標回転数は、アクセル開度A(CC)および車速Vなどの車両の運転状態に基づいて設定される。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510もしくは変速制御用デューティソレノイド(2)2520を制御することにより変速比が変化し、入力軸502の実際の回転数と目標回転数との差がしきい値よりも小さくなった後は、予め定められた変化量(勾配)で、目標回転数が漸増される。
その後、予め定められた条件が満たされた場合に過渡変速が終了され、通常の変速制御に復帰する。なお、過渡変速を終了して通常の変速制御に復帰するための条件には周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその説明は繰り返さない。
図8を参照して、本実施の形態に係る制御装置のECU900が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU900は、過渡変速制御の実行中であるか否かを判別する。過渡変速制御の実行中であるか否かは、たとえば過渡変速制御の実行時に設定されるフラグの有無により判別される。過渡変速制御の実行中であると(S100にてYES)、処理はS200に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
S200にて、ECU900は、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値の両方が規定値以下であるか否かを判別する。
変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値の両方が規定値以下であると(S200にてYES)、処理はS300に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、この処理は終了する。
S300にて、ECU900は、プレッシャセンサ2312を用いて検出された油圧POUTと上述した式(2)に基づいて、バイパスコントロールバルブ2800から出力される油圧PBYを算出する。
S400にて、ECU900は、推力比τおよびプレッシャセンサ2312を用いて検出された油圧POUTに基づいて、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧(油圧シリンダ内の油圧)PINを推定する。
推力比τは、プライマリプーリ504およびセカンダリプーリ508の油圧シリンダのシリンダ断面積にそれぞれの油圧を乗算した比率である。W(IN)=プライマリ側シリンダ断面積×PINとし、W(OUT)=セカンダリ側シリンダ断面積×POUTとすると、推力比τ=W(OUT)/W(IN)で表わされる。
推力比τは、たとえば変速比(入力軸502の回転数と出力軸506の回転数との比)γおよびベルト式無段変速機500の入力トルクに応じて予めマップとして求められる。このマップから得られる推力比τと、プレッシャセンサ2312を用いて検出された油圧POUTとから、油圧PINが推定される。
S500にて、ECU900は、推定された油圧PINと算出された油圧PBYとが一致しているか否かを判別する。なお、推定された油圧PINと算出された油圧PBYとの差がしきい値より小さいか否かを判別するようにしてもよい。
推定された油圧PINと算出された油圧PBYとが一致していると(S500にてYES)、処理はS600に移される。もしそうでないと(S500にてNO)、この処理は終了する。
S600にて、ECU900は、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値のうちのいずれか一方のデューティ値を高くする。
このとき、レシオコントロールバルブ(1)2710によりプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧(作動油の流量)が制御される状態もしくはレシオコントロールバルブ(2)2720によりプライマリプーリ504の油圧シリンダから排出される油圧(作動油の流量)が制御される状態のいずれかの状態になるまで、デューティ値が高くされる。
また、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値のうちのいずれのデューティ値を高くするかは、そのときの入力軸502の回転数に応じて定まる。
すなわち、変速比を低くして入力軸502の回転数を低くする必要がある場合は、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値が高くされる。この場合、レシオコントロールバルブ(1)2710において、変速制御用デューティソレノイド(1)2510から出力される油圧によりスプールに作用する力が、スプリングの付勢力よりも大きくなるまで、デューティ値が高くされる。
変速比を高くして入力軸502の回転数を高くする必要がある場合は、変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値が高くされる。この場合、レシオコントロールバルブ(2)2720において、変速制御用デューティソレノイド(2)2520から出力される油圧によりスプールに作用する力が、スプリングの付勢力よりも大きくなるまで、デューティ値が高くされる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU900の動作について説明する。
過渡変速制御の実行中であると(S100にてYES)、図9に示すように、目標入力回転数がステップ的に増大される。変速制御用デューティソレノイド(1)2510もしくは変速制御用デューティソレノイド(2)2520を制御することにより変速比が変化し、入力軸502の実際の回転数と目標回転数との差がしきい値よりも小さくなった後は、予め定められた変化量(勾配)で、目標回転数が漸増される。
目標回転数が漸増される期間においては、入力軸502の実際の回転数と目標回転数との差が小さい。そのため、変速制御用デューティソレノイドのデューティ値は小さくなる。すなわち、変速制御用デューティソレノイドから出力される油圧が極めて低くなる。
この場合、過渡変速制御の実行中であるにも関わらず、レシオコントロールバルブ(1)2710のスプールが図5において(C)の状態(左側の状態)になると同時に、レシオコントロールバルブ(2)2720のスプールが図5において(D)の状態(右側の状態)になり得る。
この状態では、レシオコントロールバルブ(2)2720に接続されたバイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧PBYがプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される。すなわち、ベルト挟圧力を制御するために出力される油圧POUTにより変化し得る油圧がプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される。
したがって、変速制御用デューティソレノイドを用いて制御通りに変速比を制御できない状態になる。この状態では、油圧POUTが変化することにより、目標回転数とは関係なく変速比が変化され得る。
そこで、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値の両方が規定値以下であると(S200にてYES)、バイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧PBYがプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される状態であるか否かが判別される。
バイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧PBYがプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される状態であるか否かを判別するために、プレッシャセンサ2312を用いて検出された油圧POUTと上述した式(2)に基づいて、バイパスコントロールバルブ2800から出力される油圧PBYが算出される(S300)。
また、推力比τおよびプレッシャセンサ2312を用いて検出された油圧POUTに基づいて、プライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧PINが推定される(S400)。
推力比τを用いて推定された油圧PINと算出された油圧PBYとが一致した場合、バイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧PBYがプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される状態であるといえる。
したがって、推定された油圧PINと算出された油圧PBYとが一致していると(S500にてYES)、変速制御用デューティソレノイド(1)2510のデューティ値および変速制御用デューティソレノイド(2)2520のデューティ値のうちのいずれか一方のデューティ値が高くされる。
これにより、バイパスコントロールバルブ2800により調圧された油圧PBYがプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される状態を脱することができる。すなわち、レシオコントロールバルブ(1)2710によりプライマリプーリ504の油圧シリンダに供給される油圧(作動油の流量)が制御される状態もしくはレシオコントロールバルブ(2)2720によりプライマリプーリ504の油圧シリンダから排出される油圧(作動油の流量)が制御される状態のいずれかの状態にすることができる。そのため、過渡変速制御の実行中において、制御通りに変速比が制御されないことを抑制することができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、過渡変速制御の実行中において、バイパスコントロールバルブにより調圧された油圧PBYがプライマリプーリの油圧シリンダに供給される状態であるといえる場合、変速制御用デューティソレノイドのデューティ値が高くされる。これにより、バイパスコントロールバルブにより調圧された油圧PBYがプライマリプーリの油圧シリンダに供給される状態を脱することができる。すなわち、レシオコントロールバルブ(1)によりプライマリプーリの油圧シリンダに供給される油圧(作動油の流量)が制御される状態もしくはレシオコントロールバルブによりプライマリプーリの油圧シリンダから排出される油圧(作動油の流量)が制御される状態のいずれかの状態にすることができる。そのため、過渡変速制御の実行中において、制御通りに変速比が制御されないことを抑制することができる。
なお、本実施の形態においては、過渡変速制御の実行中に、変速制御用デューティソレノイドのデューティ値を高くするようにしていたが、推定された油圧PINと算出された油圧PBYとが一致した時点で過渡変速制御を終了し、通常の変速制御に復帰してからデューティ値を高くするようにしてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のスケルトン図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置を示す制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される油圧制御回路を示す図(その1)である。 本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される油圧制御回路を示す図(その2)である。 本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される油圧制御回路を示す図(その3)である。 ベルト式無段変速機の入力軸の目標回転数と車速Vとの関係を示す図(その1)である。 過渡変速制御の実行時におけるベルト式無段変速機の入力軸の目標回転数を示す図(その1)である。 本発明の実施の形態に係る制御装置のECUが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 過渡変速制御の実行時におけるベルト式無段変速機の入力軸の目標回転数を示す図(その2)である。
符号の説明
100 駆動装置、200 エンジン、300 トルクコンバータ、310 オイルポンプ、400 前後進切換装置、402 サンギヤ、404 キャリア、406 フォワードクラッチ、408 リングギヤ、410 リバースブレーキ、500 ベルト式無段変速機、502 入力軸、504 プライマリプーリ、506 出力軸、508 セカンダリプーリ、510 伝動ベルト、600 減速歯車、700 差動歯車装置、800 駆動輪、902 エンジン回転数センサ、904 タービン回転数センサ、906 車速センサ、908 スロットル開度センサ、910 冷却水温センサ、912 油温センサ、914 アクセル開度センサ、916 フットブレーキスイッチ、918 ポジションセンサ、920 シフトレバー、922 プライマリプーリ回転数センサ、924 セカンダリプーリ回転数センサ、1000 電子スロットルバルブ、1100 燃料噴射装置、1200 点火装置、2000 油圧制御回路、2002 ライン圧油路、2100 プライマリレギュレータバルブ、2200 SLTリニアソレノイドバルブ、2210 SLSリニアソレノイドバルブ、2310 モジュレータバルブ(1)、2330 モジュレータバルブ(3)、2340 モジュレータバルブ(4)、2312 プレッシャセンサ、2400 コントロールバルブ、2510 変速制御用デューティソレノイド(1)、2520 変速制御用デューティソレノイド(2)、2600 マニュアルバルブ、2710 レシオコントロールバルブ(1)、2720 レシオコントロールバルブ(2)、2800 バイパスコントロールバルブ。

Claims (4)

  1. 無段変速機の制御装置であって、
    供給される作動油の流量および排出される作動油の流量に応じて、前記無段変速機の変速比を変更する変更機構と、
    ソレノイドバルブから出力される油圧が予め定められた油圧よりも高い状態において、前記ソレノイドバルブから出力される油圧に応じて、前記変更機構に供給される作動油の流量および前記変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量を制御する第1の制御バルブと、
    前記ソレノイドバルブから出力される油圧が前記予め定められた油圧よりも低い状態において、前記ソレノイドバルブから出力される油圧とは異なる油圧に応じて、前記変更機構に供給される作動油の流量を制御する第2の制御バルブと、
    前記第2の制御バルブが前記変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であるか否かを判別するための判別手段と、
    予め定められた運転状態において、前記第2の制御バルブが前記変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、前記ソレノイドバルブから出力される油圧が高くなるように前記ソレノイドバルブを制御するための制御手段とを含む、無段変速機の制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記予め定められた運転状態において、前記第2の制御バルブが前記変更機構に供給される作動油の流量を制御している状態であると判別された場合、前記第1の制御バルブが前記変更機構に供給される作動油の流量および前記変更機構から排出される作動油の流量のうちのいずれか一方の流量を制御する状態になるまで前記ソレノイドバルブから出力される油圧が高くなるように前記ソレノイドバルブを制御するための手段を含む、請求項1に記載の無段変速機の制御装置。
  3. 前記予め定められた運転状態は、前記無段変速機の変速比を変更するように前記ソレノイドバルブを制御しているという運転状態である、請求項1または2に記載の無段変速機の制御装置。
  4. 前記無段変速機はベルト式無段変速機であって、
    前記第2の制御バルブは、前記ソレノイドバルブから出力される油圧が前記予め定められた油圧よりも低い状態において、前記ベルト式無段変速機のベルトの挟圧力を制御するために出力される油圧に応じて、前記変更機構に供給される作動油の流量を制御する、請求項1〜3のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
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