JP2009257528A - 油圧制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな電磁弁を追加することなく、ベルト式無段変速機において急減速状態の発生を回避できるような油圧制御装置を提供する。
【解決手段】油圧制御装置は、プライマリプーリ41に供給する油圧を変速油圧コントロールバルブ301の出力油圧とライン圧PLとの間で切り換え可能なフェールセーフバルブ305を備える。フェールセーフバルブ305は、ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性があるとき、ライン圧PLをプライマリプーリ41へ供給するフェール位置に切り換えられ、それ以外のとき、変速油圧コントロールバルブ301の出力油圧をプライマリプーリ41へ供給するノーマル位置に切り換えられる。フェールセーフバルブ305の切り換えは、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSとデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUとにより制御される。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両用動力伝達装置の油圧制御装置に関する。
車両に搭載される動力伝達装置として、油圧によりベルトを挟圧して動力を伝達するとともにベルト掛かり径を変更して変速比を変化させるベルト式無段変速機、動力伝達経路に設けられた流体式動力伝達装置に備えられ、動力源側とベルト式無段変速機側とを直結する油圧式のロックアップクラッチなどを有するものが知られている。
このような車両用動力伝達装置の油圧制御装置には、各種の制御弁やそれを制御する電磁弁などが多数設けられる。例えば、各部の油圧の元圧(制御元圧)となるライン圧を調圧するライン圧制御弁や、その元圧となるライン圧を調圧して、ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速油圧をベルト式無段変速機の駆動側プーリ(プライマリプーリ)へ供給する変速油圧制御弁、同じく元圧となるライン圧を調圧して、ベルト式無段変速機のベルト挟圧を制御する挟圧油圧をベルト式無段変速機の従動側プーリ(セカンダリプーリ)へ供給する挟圧油圧制御弁、ロックアップクラッチの係合・解放制御の際に作動するロックアップ制御弁などが設けられている。また、リニア電磁弁やON−OFF電磁弁、デューティ電磁弁などのような電磁弁が設けられている。
特許文献1,2には、ベルト式無段変速機の油圧制御装置が示されている。また、特許文献2には、変速油圧制御弁を制御する電磁弁または挟圧油圧制御弁を制御する電磁弁がフェールした場合の制御について記載されている。
特開平3−213773号公報 特開2006−153104号公報
ところで、油圧制御装置においては、各制御弁やそれを制御する電磁弁に、バルブスティックなどの機械的要因によるフェールや、電磁弁での断線や短絡(ショート)などの電気的要因によるフェールが生じることがある。しかし、従来のベルト式無段変速機の油圧制御装置では、駆動側プーリへの変速油圧の供給を変速油圧制御弁からしか行わない構成であったため、変速油圧制御弁やそれを制御する電磁弁がフェールすると、変速比を制御する変速油圧が急激に低下し、その結果、急減速状態に陥る可能性がある。そして、急減速状態になると、ベルト滑りや、オーバーレブ、車軸のロックなどが発生する可能性がある。
そのようなフェール時の急減速を回避する対策として、バックアップ機能を有する制御弁などを油圧制御装置に設けることが挙げられる。しかし、この場合、バックアップ機能を有する制御弁を制御するのにさらに別の電磁弁などが必要になり、コストアップや装置の大型化を招くという問題点もある。
上記特許文献1にはそのようなフェール時の対応については記載されていない。また、上記特許文献2には、変速油圧制御弁を制御する電磁弁がフェールした場合の対応については記載されているが、変速油圧制御弁そのものがフェールした場合の対応については記載されていない。
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、新たな電磁弁を追加することなく、ベルト式無段変速機において急減速状態の発生を回避できるような油圧制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、油圧によりベルトを挟圧して動力を伝達するとともにベルト掛かり径を変更して変速比を変化させるベルト式無段変速機と、動力源と上記ベルト式無段変速機との間に設けられた流体式動力伝達装置に備えられ、上記動力源側とベルト式無段変速機側とを直結する油圧式のロックアップクラッチとを備えた車両用動力伝達装置の油圧制御装置において、各部の油圧の元圧となるライン圧を調整するライン圧制御弁と、上記ベルト式無段変速機の駆動側プーリおよび従動側プーリの一方のプーリに供給する油圧を出力する第1制御弁と、この第1制御弁の出力油圧を制御する第1電磁弁と、他方のプーリに供給する油圧を出力する第2制御弁と、この第2制御弁の出力油圧を制御する第2電磁弁と、上記ロックアップクラッチの係合圧を制御する第3電磁弁と、上記一方のプーリに供給する油圧を上記第1制御弁の出力油圧と上記ライン圧との間で切り換え可能なフェールセーフ弁とを備え、上記フェールセーフ弁は、上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、上記ライン圧を一方のプーリへ供給するフェール位置に切り換えられ、それ以外の通常時には、上記第1制御弁の出力油圧を一方のプーリへ供給するノーマル位置に切り換えられ、このフェールセーフ弁の切り換えは、上記第2電磁弁の制御油圧と第3電磁弁の制御油圧との組み合わせによって制御されることを特徴とする。
上記構成によれば、ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、フェールセーフ弁がフェール位置に切り換えられ、ベルト式無段変速機の一方のプーリへライン圧が供給されるので、急減速状態の発生を回避できる。つまり、一方のプーリへのライン圧の導入によって変速比の減速側への変化を抑制することができる。そして、急減速にともなって発生するベルト滑りやオーバーレブ、車軸のロックなどを防止することができる。しかも、フェールセーフ弁の切り換え制御に既存の電磁弁(第2電磁弁および第3電磁弁)を用いるため、コストアップや装置の大型化を回避することができる。
ここで、ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合としては、具体的には、上記一方のプーリへの油圧供給性能が低下する場合や、上記他方のプーリへの油圧供給性能が増大する場合などがある。
本発明において、上記フェールセーフ弁は、上記第2電磁弁の制御油圧と第3電磁弁の制御油圧とがともに最大圧または最大圧付近の油圧であるときにフェール位置に切り換えられるように構成されていることが好ましい。言い換えれば、第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧について、最大圧または最大圧付近の油圧の領域がフェールセーフ弁をフェール位置に切り換えるのに使用する領域(フェール時の使用領域)としてそれぞれ設定されていることが好ましい。
この構成によれば、第2電磁弁および第3電磁弁をともにフェールセーフ弁の切り換え制御に利用することで、切り換え制御を単独で行う場合に比べて、第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧について設定されるフェール時の使用領域を狭くすることができる。これにより、フェール時の使用領域の設定にともなう第2電磁弁および第3電磁弁の元圧の上昇を抑制でき、第2電磁弁および第3電磁弁の消費流量を抑制できる。また、フェール時の使用領域の設定にともなう第2電磁弁および第3電磁弁の制御ゲインの増大を抑制でき、第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧の制御性の悪化を抑制できる。
また、本発明において、上記第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧について、上記フェールセーフ弁をフェール位置に切り換えるのに使用する領域が、通常時の制御に使用する領域と重複して設けられていることが好ましい。こうすれば、第2電磁弁および第3電磁弁の元圧の上昇を防止でき、また、第2電磁弁および第3電磁弁の制御ゲインの増大を防止できる。
ところで、フェールセーフ弁をフェール位置に切り換えることによって、フェール時の変速比の減速側への変化が抑制されるが、一方のプーリへ導入するライン圧が高すぎると、逆に変速比が増速側へ変化する可能性がある。また、一方のプーリへのライン圧の導入により駆動状態(パワーON状態)では急減速を防止できたとしても、被駆動状態(パワーOFF状態)になると、増速側へ変化してしまう可能性がある。このため、変速比が増速側へ変化した状態で車両が停止すると、再発進時に駆動力が不足する場合がある。
このため、本発明において、上記フェールセーフ弁がフェール位置に切り換えられている際、車速が予め設定された車速以下となった場合には、上記フェールセーフ弁がノーマル位置に戻されることを特徴としている。ここで、上記設定車速は、上記フェールセーフ弁をノーマル位置に戻したとき、オーバーレブが発生しない値であることが好ましい。あるいは、上記設定車速は、上記フェールセーフ弁をノーマル位置に戻したとき、車軸がロックしない値であることが好ましい。
これにより、フェールセーフ弁をフェール位置に切り換える前の状態に戻されるので、一方のプーリへのライン圧の導入は行われなくなり、変速比の増速側への変化が阻止され、変速比が減速側へ再び変化するようになる。したがって、車両が停止しても、最減速状態またはそれに近い状態で再発進を行うことが可能になり、その結果、駆動力が不足する事態を回避することができる。
本発明において、上記車両用動力伝達装置が車両の走行に際して動力伝達経路を成立させるために係合させられる油圧式の走行用摩擦係合要素(前進用クラッチ、後進用ブレーキなど)を備える構成である場合には、上記第2電磁弁により、上記走行用摩擦係合要素の係合過渡状態のとき、この走行用摩擦係合要素に供給される係合過渡油圧が制御されることが好ましい。つまり、第2電磁弁によって、第2制御弁の出力油圧の制御とフェールセーフ弁の切換制御に加えて、走行用摩擦係合要素の係合過渡油圧の制御も行う構成とすることが可能である。
ここで、上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合に、上記ライン圧の代わりに、次のいずれかの油圧を上記一方のプーリに供給する構成とすることが可能である。
(1)上記第2制御弁の出力油圧を上記一方のプーリに供給する構成。
(2)上記いずれかの電磁弁の元圧を上記一方のプーリに供給する構成。
(3)上記車両用動力伝達装置が上記走行用摩擦係合要素を備える構成の場合、この走行用摩擦係合要素に供給される係合保持油圧を上記一方のプーリに供給する構成。
本発明によれば、ベルト式無段変速機の一方のプーリへのライン圧の導入によって変速比の減速側への変化を抑制することができる。そして、急減速にともなって発生するベルト滑りやオーバーレブ、車軸のロックなどを防止することができる。しかも、フェールセーフ弁の切り換え制御に既存の電磁弁(第2電磁弁および第3電磁弁)を用いるため、コストアップや装置の大型化を回避することができる。
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明を適用する実施形態に係る車両の概略構成図である。
図1に例示する車両は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両であって、走行用動力源であるエンジン(内燃機関)1、流体伝動装置としてのトルクコンバータ2、前後進切換装置3、ベルト式無段変速機(CVT)4、減速歯車装置5、差動歯車装置6、および、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)8を備えている。
エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11は、トルクコンバータ2に連結されており、エンジン1の出力が、トルクコンバータ2から前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4、および、減速歯車装置5を介して差動歯車装置6に伝達され、左右の駆動輪(図示せず)へ分配される。このような車両において、上記トルクコンバータ2、前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4などによって動力伝達装置が構成されている。
エンジン1は、例えば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン1に吸入される吸入空気量は、電子制御式のスロットルバルブ12により調整される。スロットルバルブ12は運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度(スロットル開度)は、スロットル開度センサ102によって検出される。また、エンジン1の冷却水温は、水温センサ103によって検出される。
スロットルバルブ12のスロットル開度は、ECU8によって駆動制御される。具体的には、エンジン回転数センサ101によって検出されるエンジン回転数Ne、および、運転者のアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度Acc)等のエンジン1の運転状態に応じた最適な吸入空気量(目標吸気量)が得られるようにスロットルバルブ12のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ102を用いてスロットルバルブ12の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度(目標スロットル開度)に一致するようにスロットルバルブ12のスロットルモータ13をフィードバック制御している。
トルクコンバータ2は、入力側のポンプインペラ21、出力側のタービンランナ22、および、トルク増幅機能を発現するステータ23を備えており、ポンプインペラ21とタービンランナ22との間で流体(フルード)を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ21は、エンジン1のクランクシャフト11に連結されている。タービンランナ22は、タービンシャフト27を介して前後進切換装置3に連結されている。
トルクコンバータ2には、このトルクコンバータ2の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ24が設けられている。ロックアップクラッチ24は、その係合圧を制御することにより、具体的には、係合側油室25内の油圧と解放側油室26内の油圧との差圧(ロックアップ差圧)を制御することにより、完全係合・半係合(スリップ状態での係合)または解放される。
ロックアップクラッチ24を完全係合させることにより、ポンプインペラ21とタービンランナ22とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ24を所定のスリップ状態(半係合状態)で係合させることにより、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ22がポンプインペラ21に追随して回転する。一方、ロックアップ差圧を負に設定することによりロックアップクラッチ24は解放状態となる。
そして、トルクコンバータ2には、ポンプインペラ21に連結して駆動される機械式のオイルポンプ(油圧発生源)7が設けられている。
前後進切換装置3は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構30、前進用クラッチC1、および、後進用ブレーキB1を備えている。
遊星歯車機構30のサンギヤ31は、トルクコンバータ2のタービンシャフト27に一体的に連結されており、キャリヤ33は、ベルト式無段変速機4の入力軸40に一体的に連結されている。また、これらキャリヤ33とサンギヤ31とは、前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ32は、後進用ブレーキB1を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。
前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1は、後述する油圧制御回路20によって係合・解放される油圧式の走行用摩擦係合要素である。前進用クラッチC1が係合され、後進用ブレーキB1が解放されることにより、前後進切換装置3が一体回転状態となって前進用動力伝達経路が成立(達成)し、この状態で、前進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。
一方、後進用ブレーキB1が係合され、前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置3によって後進用動力伝達経路が成立(達成)する。この状態で、入力軸40は、タービンシャフト27に対して逆方向へ回転し、この後進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。また、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1がともに解放されると、前後進切換装置3は、動力伝達を遮断するニュートラル(遮断状態)になる。
ベルト式無段変速機4は、入力側のプライマリプーリ41、出力側のセカンダリプーリ42、および、これらプライマリプーリ41とセカンダリプーリ42とに巻き掛けられた金属製のベルト43を備えている。
プライマリプーリ41は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸40に固定された固定シーブ41aと、入力軸40に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ41bによって構成されている。セカンダリプーリ42も同様に、有効径が可変な可変プーリであって、出力軸44に固定された固定シーブ42aと、出力軸44に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ42bによって構成されている。
プライマリプーリ41の可動シーブ41b側には、固定シーブ41aと可動シーブ41bとの間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ41cが配置されている。また、セカンダリプーリ42の可動シーブ42b側にも同様に、固定シーブ42aと可動シーブ42bとの間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ42cが配置されている。
このようなベルト式無段変速機4において、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧(変速油圧)を制御することにより、プライマリプーリ41およびセカンダリプーリ42のV溝幅が変化してベルト43の掛かり径(有効径)が変更され、変速比γ(=プライマリプーリ回転数(入力軸回転数)Nin/セカンダリプーリ回転数(出力軸回転数)Nout)が連続的に変化する。また、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの油圧(挟圧油圧)は、ベルト滑りが生じない所定の挟圧力でベルト43が挟圧されるように制御される。これらの制御は、ECU8および油圧制御回路20によって実行される。
油圧制御回路20は、図1に示すように、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧を制御する変速油圧制御部20a、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの油圧を制御する挟圧油圧制御部20b、各部の油圧の元圧(制御元圧)となるライン圧PLを制御するライン圧制御部20c、ロックアップクラッチ24の係合・解放を制御するロックアップクラッチ制御部20d、走行用摩擦係合要素(前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1)の係合・解放を制御するガレージ制御部20e、ベルト式無段変速機4において急減速状態の発生を防止する急減速防止部20f、および、マニュアルバルブ20gによって構成されている。油圧制御回路20を構成する、リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202、ロックアップ係合圧制御用のデューティソレノイド(DSU)203、および、ON−OFFソレノイド(SL1)204には、ECU8からの制御信号が供給される。
次に、ECU8について、図2を参照して説明する。図2に示すように、ECU8は、CPU81、ROM82、RAM83、バックアップRAM84などを備えている。
ROM82には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU81は、ROM82に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM83は、CPU81での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM84は、エンジン1の停止時などにその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
これらCPU81、ROM82、RAM83、および、バックアップRAM84は、双方向性バス87を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース85および出力インターフェース86に接続されている。
入力インターフェース85には、車両の動作状態(あるいは走行状態)を検出するために各種のセンサが接続されている。具体的に、入力インターフェース85には、エンジン回転数センサ101、スロットル開度センサ102、水温センサ103、タービン回転数センサ104、プライマリプーリ回転数センサ105、セカンダリプーリ回転数センサ106、アクセル開度センサ107、CVT油温センサ108、ブレーキペダルセンサ109、および、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)を検出するレバーポジションセンサ110が接続されている。そして、ECU8へは、上記各種のセンサの出力信号、つまり、エンジン1の回転数(エンジン回転数)Ne、スロットルバルブ12のスロットル開度θth、エンジン1の冷却水温Tw、タービンシャフト27の回転数(タービン回転数)Nt、プライマリプーリ回転数(入力軸回転数)Nin、セカンダリプーリ回転数(出力軸回転数)Nout、アクセルペダルの操作量(アクセル関度)Acc、油圧制御回路20の油温(CVT油温Thc)、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無(ブレーキON・OFF)、および、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)を表す信号が供給される。
出力インターフェース86には、スロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15、および、油圧制御回路20が接続されている。
ここで、ECU8に供給される信号のうち、タービン回転数Ntは、前後進切換装置3の前進用クラッチC1が係合する前進走行時にはプライマリプーリ回転数(入力軸回転数)Ninと一致し、セカンダリプーリ回転数(出力軸回転数)Noutは車速Vに対応する。また、アクセル開度Accは運転者の出力要求量を表している。
また、シフトレバー9は、駐車のためのパーキング位置「P」、後進走行のためのリバース位置「R」、動力伝達を遮断するニュートラル位置「N」、前進走行のためのドライブ位置「D」、いわゆるマニュアルモードで前進走行を行うときにベルト式無段変速機4の変速比γを手動操作で増減するためのマニュアル位置「M」などの各位置に選択的に操作されるようになっている。マニュアル位置「M」には、変速比γを増減するためのダウンシフト位置やアップシフト位置、あるいは、変速範囲の上限(変速比γが小さい側)が異なる複数の変速レンジを選択できる複数のレンジ位置等が備えられている。レバーポジションセンサ110は、例えば、パーキング位置「P」、リバース位置「R」、ニュートラル位置「N」、ドライブ位置「D」、マニュアル位置「M」やアップシフト位置、ダウンシフト位置、あるいはレンジ位置等へシフトレバー9が操作されたことを検出する複数のON・OFFスイッチ等を備えている。
そして、ECU8は、上記各種のセンサの出力信号などに基づいて、エンジン1の出力制御、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの供給油圧(変速油圧)およびセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの供給油圧(挟圧油圧)の調圧制御、ライン圧PLの調圧制御、走行用摩擦係合要素(前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1)の係合・解放制御、ロックアップクラッチ24の係合・解放制御などの各種制御を実行する。
次に、油圧制御回路20のうち、変速油圧制御部20a、挟圧油圧制御部20b、ライン圧制御部20c、ロックアップクラッチ制御部20d、ガレージ制御部20e、急減速防止部20fに関連する部分について、図3を参照して説明する。なお、この図3に示す油圧制御回路は、全体の油圧制御回路20の一部である。
図3に示す油圧制御回路は、オイルポンプ7、マニュアルバルブ20g、リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202、デューティソレノイド(DSU)203、ON−OFFソレノイド(SL1)204、プライマリレギュレータバルブ205、第1モジュレータバルブ206、第2モジュレータバルブ207、変速油圧コントロールバルブ301、挟圧油圧コントロールバルブ303、フェールセーフバルブ305、クラッチアプライコントロールバルブ401、クラッチ圧コントロールバルブ403、ロックアップコントロールバルブ405を含む構成となっている。
図3に示すように、オイルポンプ7が発生した油圧はプライマリレギュレータバルブ205により調圧されてライン圧PLが生成される。プライマリレギュレータバルブ205には、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が供給され、その制御油圧をパイロット圧として作動する。そして、プライマリレギュレータバルブ205により調圧されたライン圧PLは、第1モジュレータバルブ206、変速油圧コントロールバルブ301、挟圧油圧コントロールバルブ303に供給される。また、ライン圧PLは、フェールセーフバルブ305が図3の右半分に示すフェール位置に切り換えられているとき、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給されるようになっている。
第1モジュレータバルブ206は、プライマリレギュレータバルブ205により調圧されたライン圧PLをそれよりも低い一定の油圧(第1モジュレータ油圧PM1)に調圧する調圧弁である。第1モジュレータバルブ206が出力する第1モジュレータ油圧PM1は、リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202、第2モジュレータバルブ207、クラッチ圧コントロールバルブ403に供給され、また、クラッチアプライコントロールバルブ401を介してマニュアルバルブ20gに供給される。
第2モジュレータバルブ207は、第1モジュレータバルブ206により調圧された第1モジュレータ油圧PM1をそれよりも低い一定の油圧(第2モジュレータ油圧PM2)に調圧する調圧弁である。第2モジュレータバルブ207が出力する第2モジュレータ油圧PM2は、デューティソレノイド(DSU)203、ON−OFFソレノイド(SL1)204に供給される。
リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202は、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブである。リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202は、ECU8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油圧(出力油圧)を出力する。リニアソレノイド(SLP)201が出力する制御油圧は、変速油圧コントロールバルブ301に供給される。リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧は、プライマリレギュレータバルブ205、挟圧油圧コントロールバルブ303、クラッチ圧コントロールバルブ403、フェールセーフバルブ305に供給される。なお、リニアソレノイド(SLP)201、リニアソレノイド(SLS)202を、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブとしてもよい。
デューティソレノイド(DSU)203は、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブである。デューティソレノイド(DSU)203は、ECU8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油圧(出力油圧)を出力する。デューティソレノイド(DSU)203が出力する制御油圧は、ロックアップコントロールバルブ405、フェールセーフバルブ305に供給される。なお、デューティソレノイド(DSU)203を、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブとしてもよい。
ON−OFFソレノイド(SL1)204は、ノーマルクローズタイプのソレノイドバルブである。ON−OFFソレノイド(SL1)204は、通電時には制御油圧をクラッチアプライコントロールバルブ401に出力する開状態に切り換えられ、非通電時には制御油圧を出力しない閉状態に切り換えられるように構成されている。なお、ON−OFFソレノイド(SL1)204を、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブとしてもよい。
図3に示すように、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cには、変速油圧コントロールバルブ301がフェールセーフバルブ305を介して接続されている。なお、フェールセーフバルブ305の詳細については後述するが、ここでは、フェールセーフバルブ305が図3の左半分に示すノーマル位置に保持されていることとする。
変速油圧コントロールバルブ301には、軸方向に移動可能なスプール311が設けられている。スプール311の一端側(図3の下端側)にはスプリング312が圧縮状態で配置されているとともに、その一端側に制御油圧ポート315が形成されている。制御油圧ポート315には上述したリニアソレノイド(SLP)201が接続されており、そのリニアソレノイド(SLP)201が出力する制御油圧が制御油圧ポート315に印加される。
また、変速油圧コントロールバルブ301には、ライン圧PLが供給される入力ポート313、および、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cにフェールセーフバルブ305を介して接続(連通)される出力ポート314が形成されている。
変速油圧コントロールバルブ301は、リニアソレノイド(SLP)201が出力する制御油圧をパイロット圧としてライン圧PLを調圧制御してプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給する。これにより、フェールセーフバルブ305を介してプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給される油圧が制御され、ベルト式無段変速機4の変速比γが制御される。
具体的には、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに所定の油圧が供給されている状態から、リニアソレノイド(SLP)201が出力する制御油圧が増大すると、スプール311が図3の上側に移動する。これにより、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給される油圧が増大し、プライマリプーリ41のV溝幅が狭くなって変速比γが小さくなる(アップシフト)。
一方、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに所定の油圧が供給されている状態から、リニアソレノイド(SLP)201が出力する制御油圧が低下すると、スプール311が図3の下側に移動する。これにより、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給される油圧が低下し、プライマリプーリ41のV溝幅が広くなって変速比γが大きくなる(ダウンシフト)。
この場合、例えば、ECU8のROM82に予め記憶された変速マップから実際の車速Vおよびアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて設定される目標入力軸回転数と、実際の入力軸回転数Ninとが一致するように、それらの回転数差(偏差)に応じてベルト式無段変速機4の変速比γが変更される。変速マップは、変速条件を示すもので、例えば、アクセル開度Accをパラメータとして車速Vとベルト式無段変速機4の目標入力回転数である目標入力軸回転数との関係である。
図3に示すように、ベルト式無段変速機4のセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cには、挟圧油圧コントロールバルブ303が接続されている。挟圧油圧コントロールバルブ303は、上述した変速油圧コントロールバルブ301と同様の構成となっており、その詳しい説明は省略する。
この挟圧油圧コントロールバルブ303の制御油圧ポート335には上述したリニアソレノイド(SLS)202が接続されており、そのリニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が制御油圧ポート335に印加される。そして、挟圧油圧コントロールバルブ303は、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧をパイロット圧としてライン圧PLを調圧制御してセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに供給する。これにより、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに供給される油圧が制御され、ベルト式無段変速機4のベルト挟圧力が制御される。
具体的には、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに所定の油圧が供給されている状態から、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が増大すると、スプール331が図3の上側に移動する。これにより、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに供給される油圧が増大し、ベルト挟圧力が増大する。
一方、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに所定の油圧が供給されている状態から、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が低下すると、スプール331が図3の下側に移動する。これにより、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cに供給される油圧が低下し、ベルト挟圧力が低下する。
この場合、例えば、ECU8のROM82に予め記憶された挟圧力マップから実際のアクセル開度Acc、変速比γ、入力軸回転数Ninで示される車両状態に基づいて設定される必要な目標ベルト挟圧力が得られるようにセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの挟圧油圧が調圧され、この挟圧油圧に応じてベルト式無段変速機4のベルト挟圧力が変更される。挟圧力マップは、アクセル開度Acc、変速比γ、入力軸回転数Ninをパラメータとして、ベルト滑りが生じないように予め実験的により求められる関係である。
図3に示すように、前後進切換装置3の前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の各油圧サーボ3C,3Bには、マニュアルバルブ20gが接続されている。
マニュアルバルブ20gは、シフトレバー9の操作にしたがって前後進切換装置3の前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の各油圧サーボ3C,3Bへの油圧供給を切り換える切換弁である。マニュアルバルブ20gは、シフトレバー9のパーキング位置「P」、リバース位置「R」、ニュートラル位置「N」、ドライブ位置「D」などの各シフト位置に対応して切り換えられる。
マニュアルバルブ20gが、シフトレバー9のパーキング位置「P」およびニュートラル位置「N」に対応して切り換えられている場合、前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cおよび後進用ブレーキB1の油圧サーボ3Bへは油圧は供給されない。前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の各油圧サーボ3C,3Bの油圧は、マニュアルバルブ20gを介してドレーンされる。これにより、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1がともに解放される。
マニュアルバルブ20gが、シフトレバー9のリバース位置「R」に対応して切り換えられている場合、入力ポート211および出力ポート213が連通され、後進用ブレーキB1の油圧サーボ3Bへ油圧が供給される。一方、前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cの油圧は、マニュアルバルブ20gを介してドレーンされる。これにより、後進用ブレーキB1が係合されるとともに、前進用クラッチC1が解放される。
マニュアルバルブ20gが、シフトレバー9のドライブ位置「D」に対応して切り換えられている場合、入力ポート211および出力ポート212が連通され、前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cへ油圧が供給される。一方、後進用ブレーキB1の油圧サーボ3Bの油圧は、マニュアルバルブ20gを介してドレーンされる。これにより、前進用クラッチC1が係合されるとともに、後進用ブレーキB1が解放される。
図3に示すように、マニュアルバルブ20gには、摩擦係合要素供給油圧切換弁であるクラッチアプライコントロールバルブ401が接続されている。
クラッチアプライコントロールバルブ401は、前後進切換装置3の走行用摩擦係合要素(前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1)への供給油圧を、走行用摩擦係合要素の係合過渡状態(係合過渡時)と完全係合状態(係合時)とに対応して切り換え可能な切換弁である。例えば、車両発進時などにシフトレバー9がパーキング位置「P」やニュートラル位置「N」などの非走行位置からドライブ位置「D」などの走行位置へ操作された際には、このクラッチアプライコントロールバルブ401の切り換えにより、上述したマニュアルバルブ20gを介して前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cへ供給される油圧が、係合過渡時に対応する係合過渡油圧と、完全係合時に対応する係合保持油圧とに切り換えられる。また同様に、シフトレバー9がリバース位置「R」に操作された際にも、このクラッチアプライコントロールバルブ401の切り換えにより、マニュアルバルブ20gを介して後進用ブレーキB1の油圧サーボ3Bへ供給される油圧が、係合過渡時に対応する係合過渡油圧と、完全係合時に対応する係合保持油圧とに切り換えられる。なお、以下では、クラッチアプライコントロールバルブ401により、前進用クラッチC1へ供給される油圧を切り換える場合について代表して説明し、後進用クラッチB1へ供給される油圧を切り換える場合についての説明を省略する。
クラッチアプライコントロールバルブ401は、前進用クラッチC1の係合過渡時には、図3の左半分に示す係合過渡位置に切り換えられ、前進用クラッチC1の係合時(完全係合時)には、図3の右半分に示す係合位置に切り換えられるように構成されている。
具体的に、クラッチアプライコントロールバルブ401には、軸方向へ移動可能なスプール411が設けられている。スプール411の一端側(図3の下端側)にはスプリング412が圧縮状態で配置されており、このスプール411を挟んでスプリング412とは反対側の端部に、制御油圧ポート415が形成されている。また、スプリング412が配置されている上記の一端側には、ドレーンポート416が形成されている。制御油圧ポート415には、上述したON−OFFソレノイド(SL1)204が接続されており、そのON−OFFソレノイド(SL1)204が出力する制御油圧が制御油圧ポート415に印加される。
また、クラッチアプライコントロールバルブ401には、入力ポート421,422と、出力ポート423とが形成されている。入力ポート421は、第1モジュレータバルブ206に接続される。入力ポート422は、クラッチ圧コントロールバルブ403の出力ポート434に接続(連通)される。また、出力ポート423は、マニュアルバルブ20gの入力ポート211に接続(連通)される。
クラッチアプライコントロールバルブ401の切り換えは、ON−OFFソレノイド(SL1)204によって行われる。具体的に、ON−OFFソレノイド(SL1)204が閉状態のとき、クラッチアプライコントロールバルブ401は、スプリング412が取付状態にある係合位置に切り換えられる。このとき、入力ポート421と出力ポート423が連通する。この入力ポート421と出力ポート423の連通により、第1モジュレータバルブ206によって調圧された第1モジュレータ油圧PM1が前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cへ供給されるようになる。
一方、ON−OFFソレノイド(SL1)204が開状態のとき、その制御油圧が制御油圧ポート415に入力されると、クラッチアプライコントロールバルブ401は、スプリング412が圧縮された状態にある係合過渡位置に切り換えられる。このとき、入力ポート422と出力ポート423が連通する。この入力ポート422と出力ポート423の連通により、クラッチ圧コントロールバルブ403によって調圧された油圧が前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cへ供給されるようになる。
図3に示すように、クラッチアプライコントロールバルブ401には、クラッチ圧コントロールバルブ403が接続されている。
クラッチ圧コントロールバルブ403は、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧をパイロット圧として前進用クラッチC1への係合過渡油圧を調圧する調圧弁である。
クラッチ圧コントロールバルブ403には、軸方向に移動可能なスプール431が設けられている。スプール431の一端側(図3の上端側)にはスプリング432が圧縮状態で配置されているとともに、このスプール431を挟んでスプリング432とは反対側の端部に、制御油圧ポート435が形成されている。制御油圧ポート435には上述したリニアソレノイド(SLS)202が接続されており、そのリニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が制御油圧ポート435に印加される。
また、クラッチ圧コントロールバルブ403には、第1モジュレータバルブ206によって調圧された第1モジュレータ油圧PM1が供給される入力ポート433、および、クラッチアプライコントロールバルブ401の入力ポート422に接続(連通)される出力ポート434が形成されている。
クラッチ圧コントロールバルブ403の出力ポート434から出力された油圧は、クラッチアプライコントロールバルブ401が係合過渡位置に切り換えられているとき、マニュアルバルブ20gを介して前進用クラッチC1の油圧サーボ3Cに供給される。言い換えれば、前進用クラッチC1の係合過渡時に前進用クラッチC1へ供給される係合過渡油圧がクラッチ圧コントロールバルブ403によって制御されるようになっている。
この場合、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が増大すると、スプール431がスプリング432の弾性力に抗して図3の上側に移動する。これにより、出力ポート434から出力される油圧が増大して、前進用クラッチC1への係合過渡油圧が増大する。一方、リニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が低下すると、スプール431がスプリング432の弾性力によって図3の下側に移動する。これにより、出力ポート434から出力される油圧が低下して、前進用クラッチC1への係合過渡油圧が低下する。
図3に示すように、ロックアップクラッチ24の係合側油室25および解放側油室26には、ロックアップコントロールバルブ405が接続されている。
ロックアップコントロールバルブ405は、ロックアップクラッチ24の係合・解放を制御するものである。具体的には、ロックアップコントロールバルブ405は、ロックアップ差圧(=係合側油室25の油圧−解放側油室26の油圧)を制御することによって、ロックアップクラッチ24の係合・解放を制御するように構成されている。
ロックアップコントロールバルブ405には、軸方向へ移動可能なスプール451が設けられている。スプール451の一端側(図3の下端側)にはスプリング452が圧縮状態で配置されており、このスプール451を挟んでスプリング452とは反対側の端部に、制御油圧ポート455が形成されている。また、スプリング452が配置されている一端側には、バックアップポート456とフィードバックポート457とが形成されている。制御油圧ポート455には、上述したデューティソレノイド(DSU)203が接続されており、そのデューティソレノイド(DSU)203が出力する制御油圧が制御油圧ポート455に印加される。また、ロックアップコントロールバルブ405には、入力ポート461,462と、出力ポート465と、入出力ポート463,464と、ドレーンポート466とが形成されている。
入力ポート461,462は、プライマリレギュレータバルブ205に接続された図示しないセカンダリレギュレータバルブにそれぞれ接続される。そして、入力ポート461,462から、セカンダリレギュレータバルブによって調圧されたセカンダリ油圧PSECが入力されるようになっている。
入出力ポート463は、ロックアップクラッチ24の係合側油室25に接続(連通)される。入出力ポート464は、ロックアップクラッチ24の解放側油室26に接続(連通)される。また、バックアップポート456は、上述したON−OFFソレノイド(SL1)204に接続されている。
ロックアップコントロールバルブ405によるロックアップクラッチ24の係合・解放制御は、次のようにして行われる。
デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧が制御油圧ポート455に導入されると、ロックアップコントロールバルブ405は、その制御油圧に応じてスプール451がスプリング452の弾性力に抗して下方に移動した状態(ON状態)となる。この場合、上記制御油圧を高くするほど、スプール451が下方に移動する。図3の右半分には、スプール451が最大限下方に移動した状態を示している。この図3の右半分に示す状態では、入力ポート461と入出力ポート463、入出力ポート464とドレーンポート466がそれぞれ連通される。このとき、ロックアップクラッチ24は完全係合状態になっている。
ロックアップコントロールバルブ405がON状態のとき、スプール451は、制御油圧ポート455に導入されるデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧および入出力ポート464に導入される油圧(解放側油室26の油圧)のスプール451に作用する合成力と、フィードバックポート457に導入される油圧(係合側油室25の油圧)のスプール451に作用する力およびスプリング452の弾性力の合成力とのバランスにより上下に摺動する。ここで、ロックアップクラッチ24はロックアップ差圧に応じて係合・解放制御される。ロックアップ差圧の制御は、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧を制御することによって行われ、このロックアップ差圧に応じてロックアップクラッチ24の係合度合い(クラッチ容量)を連続的に変化させることが可能になっている。
より詳細には、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧を高くするほど、ロックアップ差圧が大きくなり、ロックアップクラッチ24の係合度合いが大きくなる。この場合、上記セカンダリレギュレータバルブからの作動油が、入力ポート461、入出力ポート463を介してロックアップクラッチ24の係合側油室25に供給される。一方、解放側油室26の作動油が、入出力ポート464、ドレーンポート466を介して排出される。そして、ロックアップ差圧が所定値以上になると、ロックアップクラッチ24は上述した完全係合に至る。
逆に、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧を低くするほど、ロックアップ差圧が小さくなり、ロックアップクラッチ24の係合度合いが小さくなる。この場合、上記セカンダリレギュレータバルブからの作動油が、入力ポート462、入出力ポート464を介して解放側油室26に供給される。一方、係合側油室25の作動油が、入出力ポート463、出力ポート465を介して出力される。そして、ロックアップ差圧が負の値になると、ロックアップクラッチ24は解放状態となる。
そして、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧の制御油圧ポート455への供給が停止されると、ロックアップコントロールバルブ405は、図3の左半分に示すように、スプール451がスプリング452の弾性力によって上方へ移動して原位置に保持された状態(OFF状態)となる。このOFF状態では、入力ポート462と入出力ポート464、入出力ポート463と出力ポート465がそれぞれ連通される。このとき、ロックアップクラッチ24は解放状態となっている。
また、上述したON−OFFソレノイド(SL1)204が開状態のときには、その制御油圧がバックアップポート456に導入されるため、上述のようなロックアップクラッチ24の係合・解放制御は行われず、ロックアップクラッチ24を強制的に解放状態とする制御が行われる。
次に、フェールセーフバルブ305について説明する。
フェールセーフバルブ305は、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cと変速油圧コントロールバルブ301との間に介在されている。フェールセーフバルブ305は、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がある場合とそうでない場合とに応じて、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに供給する油圧を切り換える切換弁である。具体的には、フェールセーフバルブ305は、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がある場合には、図3の右半分に示すフェール位置に切り換えられ、そのような可能性のない通常時には、図3の左半分に示すノーマル位置に切り換えられるように構成されている。
フェールセーフバルブ305には、軸方向へ移動可能なスプール351が設けられている。スプール351の一端側(図3の下端側)にはスプリング352が圧縮状態で配置されており、このスプール351を挟んでスプリング352とは反対側の端部に、第1制御油圧ポート355および第2制御油圧ポート356が形成されている。スプリング352が配置されている上記の一端側には、ドレーンポート357が形成されている。
第1制御油圧ポート355には、上述したリニアソレノイド(SLS)202が接続されており、そのリニアソレノイド(SLS)202が出力する制御油圧が第1制御油圧ポート355に印加される。第1制御油圧ポート355に導入されるリニアソレノイド(SLS)202の制御油圧は、スプール351に対してスプリング352の弾性力の作用方向とは逆の方向に作用する。
第2制御油圧ポート356には、上述したデューティソレノイド(DSU)203が接続されており、そのデューティソレノイド(DSU)203が出力する制御油圧が第2制御油圧ポート356に印加される。第2制御油圧ポート356に導入されるデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧は、スプール351に対してスプリング352の弾性力の作用方向とは逆の方向に作用する。詳細には、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧のスプール351への作用面積(受圧面積)は、図3の上側へ向けて作用する作用面積と、下側へ向けて作用する作用面積とで異なっている。つまり、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧のスプール351への作用面積は、スプリング352の弾性力の作用方向と同じ方向への作用面積と、逆の方向への作用面積とで異なっている。この場合、スプリング352の弾性力の作用方向と同じ方向への作用面積に比べ、逆の方向への作用面積のほうが大きく設定されている。このため、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧がスプール351に対して作用する方向が、上記リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧がスプール351に対して作用する方向と同じになっている。
また、フェールセーフバルブ305には、入力ポート361,362と、出力ポート363とが形成されている。入力ポート361は、上述した変速油圧コントロールバルブ301の出力ポート314に接続(連通)されており、この入力ポート361からは変速油圧コントロールバルブ301によって調圧された油圧が導入されるようになっている。入力ポート362からはプライマリレギュレータバルブ205によって調圧されたライン圧PLが導入されるようになっている。出力ポート363は、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに接続(連通)されている。
そして、フェールセーフバルブ305が図3の左半分に示すノーマル位置に保持されているときには、入力ポート361と出力ポート363とが連通する。これにより、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへ変速油圧コントロールバルブ301によって調圧された油圧が供給される。一方、フェールセーフバルブ305が図3の右半分に示すフェール位置に保持されているときには、入力ポート362と出力ポート363とが連通する。これにより、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへライン圧PLが供給される。
この実施形態では、フェールセーフバルブ305のノーマル位置とフェール位置との切り換えが、既存の2つ以上の電磁弁の制御油圧の組み合わせによって制御される構成となっている。具体的には、フェールセーフバルブ305の切り換えは、第1制御油圧ポート355に供給されるリニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSと、第2制御油圧ポート356に供給されるデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUとの組み合わせによって制御される。以下、このフェールセーフバルブ305の切り換え制御について説明する。
上述したように、第1制御油圧ポート355から供給されるリニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSと、第2制御油圧ポート356から供給されるデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUとは、ともにスプール351に対してスプリング352の弾性力に対抗する力として作用する。このため、2つの制御油圧PSLS,PDSUによるスプール351への合力がスプリング352の弾性力以下の場合には、フェールセーフバルブ305は上記ノーマル位置に保持され、変速油圧コントロールバルブ301の出力油圧がプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへ供給される。一方、上記合力がスプリング352の弾性力を超えると、フェールセーフバルブ305は上記フェール位置に切り換えられ、ライン圧PLがプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへ供給される。
つまり、フェールセーフバルブ305は、上記合力が予め設定された規定値を超えると、ノーマル位置からフェール位置に切り換えられる。一方、フェールセーフバルブ305は、上記合力がその規定値以下になると、フェール位置からノーマル位置に切り換えられる。この切り換え動作にともなって、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへの供給油圧が、変速油圧コントロールバルブ301の出力油圧とライン圧PLとの間で変更されるようになっている。ここで、スプール351に対する制御油圧PSLSの作用面積と制御油圧PDSUの作用面積とを同じ大きさに設定すれば、フェールセーフバルブ305は、2つの制御油圧PSLS,PDSUの合計が予め設定された規定圧を超えると、ノーマル位置からフェール位置に切り換えられ、上記合計がその規定圧以下となると、フェール位置からノーマル位置に切り換えられるようになる。
ECU8は、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がある場合には、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203を制御して、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換える。一方、ECU8は、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がない場合には、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203を制御して、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に保持する。
ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がある場合としては、例えばプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧が急激に低下する場合などがある。その原因としては、例えば、変速油圧コントロールバルブ301や、それを制御するリニアソレノイド(SLP)201がフェールした場合などがある。変速油圧コントロールバルブ301、リニアソレノイド(SLP)201のフェールには、バルブスティックなどの機械的要因によるフェールや、断線や短絡(ショート)などの電気的要因によるフェールがある。
ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性があるか否かは、次のようにして判定すればよい。例えば、ベルト式無段変速機4の目標変速比と実変速比との偏差に基づいて判定を行い、その偏差が所定値以上である場合に、急減速状態が発生する可能性があると判定すればよい。ベルト式無段変速機4の実変速比は、プライマリプーリ回転数センサ105およびセカンダリプーリ回転数センサ106の出力信号に基づいて算出することが可能である。あるいは、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧の変動量(低下量)に基づいて判定し、その変動量が所定値以上である場合に、急減速状態が発生する可能性があると判定すればよい。油圧アクチュエータ41cの油圧は、圧力センサを設けることによって検出することが可能である。また、変速油圧コントロールバルブ301、リニアソレノイド(SLP)201の断線や短絡などが検知された場合に、急減速状態が発生する可能性があると判定すればよい。断線や短絡などの電気的要因によるフェールは、ECU8によって検知することが可能である。
この実施形態によれば、ベルト式無段変速機4においてプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧の急激な低下を抑制でき、急減速状態の発生を回避できる。つまり、油圧アクチュエータ41cへのライン圧PLの導入によって変速比γの減速側への変化を抑制することができる。そして、急減速にともなって発生するベルト滑りやオーバーレブ、車軸のロックなどを防止することができる。しかも、フェールセーフバルブ305の切り換え制御に既存の電磁弁(リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203)を用いるため、コストアップや装置の大型化を回避することができる。
ところで、2つ以上の電磁弁によってではなく、1つの電磁弁だけを用いてフェールセーフバルブ305の切り換え制御を行うことも考えられる。例えばリニアソレノイド(SLS)202だけによりフェールセーフバルブ305の切り換え制御を行う構成が考えられる。しかし、この場合、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSについて、通常時の使用領域(ベルト式無段変速機4のベルト挟圧力の制御などに使用する領域)よりも高圧側にフェールセーフバルブ305の切り換え制御に使用する領域(フェール時の使用領域)を設定しなければならないため、次のような問題がある。
リニアソレノイド(SLS)202の最大圧を高く設定して上記フェール時の使用領域を確保する場合には、リニアソレノイド(SLS)202の元圧(ここでは第1モジュレータ油圧PM1)を高く設定しなければならないため、リニアソレノイド(SLS)202の消費流量が増大し、ポンプ吐出量に悪影響を与える可能性がある。また、リニアソレノイド(SLS)202の最大圧を高くせずに上記フェール時の使用領域を確保する場合には、上記通常時の使用領域が狭くなるため、リニアソレノイド(SLS)202の制御ゲインを大きく設定しなければならない。このため、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSにバラツキが生じ、その制御性が悪化する可能性がある。
これに対し、この実施形態では、次のような構成を採用することによって、フェール時の使用領域の設定にともなう上述のような問題の解消を図っている。すなわち、2つの制御油圧PSLS,PDSUがともに最大圧または最大圧付近の油圧であるとき、フェールセーフバルブ305がフェール位置に切り換えられるように、上記規定値を設定している。言い換えれば、各制御油圧PSLS,PDSUについて、最大圧付近(以下では最大圧を含む)の領域がフェール時の使用領域としてそれぞれ設定されている。
このように、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203をともにフェールセーフバルブ305の切り換え制御に利用することで、切り換え制御を単独で行う場合に比べて、各制御油圧PSLS,PDSUについて設定されるフェール時の使用領域を狭くすることができる。これにより、フェール時の使用領域の設定にともなうリニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の元圧の上昇を抑制でき、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の消費流量を抑制できる。また、フェール時の使用領域の設定にともなうリニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の制御ゲインの増大を抑制でき、各制御油圧PSLS,PDSUの制御性の悪化を抑制できる。
ここで、各制御油圧PSLS,PDSUについて、フェール時の使用領域を通常時の使用領域と重複して設けてもよいし、フェール時の使用領域を通常時の使用領域と分離して設けてもよい。その理由は、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性のない通常時には、2つの制御油圧PSLS,PDSUがともに最大圧付近のフェール時の使用領域の油圧に制御されることがないからである。
より詳細には、通常時にリニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSが最大圧付近の油圧となるのは、ベルト式無段変速機4の変速比γが最大側(最ロー側)でトルクコンバータ2のトルク増幅が最大(ストール状態)のときである。このとき、ロックアップクラッチ24は解放状態またはクラッチ容量の小さい半係合状態(スリップ状態)に制御されるので、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUは、最大圧付近の油圧になることはない。したがって、この場合、制御油圧PDSUはフェール時の使用領域よりも低い油圧に制御される。
また、この実施形態では、リニアソレノイド(SLS)202によって前進用クラッチC1の係合過渡油圧の制御が行われる。この係合過渡制御の際、ロックアップクラッチ24は解放状態に制御されるので、デューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUは、最大圧付近の油圧になることはない。したがって、通常時に前進用クラッチC1の係合過渡制御が行われる場合、制御油圧PDSUはフェール時の使用領域よりも低い油圧に制御される。
一方、通常時にデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUが最大圧付近の油圧になると、ロックアップクラッチ24は完全係合状態となっている。この状態では、トルクコンバータ2のトルク増幅がないので、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSは、最大圧付近の油圧になることはない。したがって、この場合、制御油圧PSLSはフェール時の使用領域よりも低い油圧に制御される。
このように、通常時には使用しないリニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の制御状態の組み合わせを利用して、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換えるようにしている。このため、各制御油圧PSLS,PDSUについて、フェール時の使用領域を通常時の使用領域と重複して設けたとしても、通常時には、各制御油圧PSLS,PDSUがともにフェール時の使用領域の油圧に制御されることはなく、フェールセーフバルブ305がフェール位置に切り換えられることはない。つまり、フェール時の使用領域を通常時の使用領域と重複して設けたとしても、通常時の制御を妨げることがない。そして、フェール時の使用領域を通常時の使用領域と重複して設けることによって、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の元圧の上昇を防止でき、また、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203の制御ゲインの増大を防止できる。
次に、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻す制御について説明する。以上のように、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換えることによって、フェール時の変速比γの減速側(ロー側)への変化が抑制されるが、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cに導入する油圧が高すぎると、逆に変速比γが増速側(ハイ側)へ変化する可能性がある。また、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへの油圧の導入により駆動状態(パワーON状態)では急減速を防止できたとしても、被駆動状態(パワーOFF状態)になると、増速側へ変化してしまう可能性がある。このため、変速比γが増速側へ変化した状態で車両が停止すると、再発進時に駆動力が不足する場合がある。
そこで、この実施形態では、車速Vが予め設定された所定車速以下となった場合には、ECU8は、リニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203を制御して、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻して通常時の制御に復帰させ、車両の再発進に備えるようにしている。これにより、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換える前の状態に戻されるので、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cにはライン圧PLは導入されなくなり、変速比γの増速側への変化が阻止される。そして、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cが低下して、変速比γが減速側へ再び変化するようになる。したがって、車両が停止しても、最減速状態またはそれに近い状態で再発進を行うことが可能になり、その結果、駆動力が不足する事態を回避することができる。さらに、再発進後に、変速比γを増速側へ変化させる必要がある場合には、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換えて、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cにライン圧PLを導入すればよい。
ここで、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻す条件、つまり、車速Vが所定車速以下となったか否かの判定条件は、具体的には次のように設定される。フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻すと、減速状態になるため、オーバーレブが発生したり、車軸がロックする危険性がある。このため、上記所定車速は、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻しても、オーバーレブが発生しないような値に設定することが好ましい。つまり、ベルト式無段変速機4が最大変速比のときにも、エンジン回転数Neが所定の許容回転数を超えないような値に設定することが好ましい。あるいは、所定車速は、フェールセーフバルブ305をノーマル位置に戻しても車軸がロックしないような値に設定することが好ましい。
−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。
上記実施形態では、フェール時にライン圧PLをプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cへ供給するようにしたが、ライン圧PLの代わりに、挟圧油圧コントロールバルブ303の出力油圧を油圧アクチュエータ41cへ供給する構成としてもよい。あるいは、それ以外の油圧、例えば、第1モジュレータ油圧PM1、第2モジュレータ油圧PM2、セカンダリ油圧PSECなどを油圧アクチュエータ41cへ供給する構成としてもよい。
上記実施形態では、フェールセーフバルブ305の切り換えを、既存のリニアソレノイド(SLS)202およびデューティソレノイド(DSU)203によって行うようにしたが、フェールセーフバルブ305を切り換える構成として、既存の電磁弁のそれ以外の組み合わせを採用してもよい。この場合、既存の電磁弁を2つだけではなく、3つ以上用いてもよい。このように、フェールセーフバルブ305を切り換える構成として、既存の構成をそのまま利用することで、コストアップや装置の大型化を回避することができる。
上記実施形態では、リニアソレノイド(SLS)202によって、挟圧油圧コントロールバルブ303の出力油圧の調圧制御、ライン圧PLの調圧制御、前進用クラッチC1の係合過渡制御、および、フェールセーフバルブ305の切り換え制御を行うようにしたが、この場合に限られることはない。ライン圧PLの調圧制御や、前進用クラッチC1の係合過渡制御を、他の電磁弁によって行う構成としてもよい。
また、ロックアップクラッチ24の係合・解放制御を、デューティソレノイド(DSU)203ではなく、リニアソレノイドによって行う構成としてもよい。この場合、このリニアソレノイドとリニアソレノイド(SLS)202とによってフェールセーフバルブ305の切り換え制御を行うことが可能である。
上記実施形態では、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSおよびデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUがともに最大圧または最大圧付近の油圧のとき、フェールセーフバルブ305がフェール位置に切り換えられるようにしたが、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSおよびデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUがともに最大圧のとき、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換える構成としてもよい。また、リニアソレノイド(SLS)202の制御油圧PSLSおよびデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧PDSUの一方が最大圧であり、他方が最大圧付近の油圧のとき、フェールセーフバルブ305をフェール位置に切り換える構成としてもよい。
上記実施形態では、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性がある場合として、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ41cの油圧が急激に低下する場合を挙げたが、急減速状態は、例えば、挟圧油圧コントロールバルブ303や、それを制御するリニアソレノイド(SLS)202のフェールにより、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの油圧が急激に増大する場合にも起こる可能性がある。
この場合、急減速を回避するには、次のような構成を採用すればよい。フェールセーフバルブをセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cと挟圧油圧コントロールバルブ303との間に設ける。このフェールセーフバルブを、ベルト式無段変速機4において急減速状態が発生する可能性があるとき、ライン圧PLに比べ低い油圧(第1モジュレータ油圧PM1、第2モジュレータ油圧PM2など)をセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cへ供給するフェール位置に切り換えられ、それ以外のとき、挟圧油圧コントロールバルブ303の出力油圧をセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cへ供給するノーマル位置に切り換えられる構成とする。そして、このフェールセーフバルブの切り換えを、リニアソレノイド(SLP)201の制御油圧とデューティソレノイド(DSU)203の制御油圧とにより制御する構成とする。この構成によれば、ベルト式無段変速機4においてセカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ42cの油圧の急激な増大を抑制でき、急減速状態の発生を回避できる。つまり、油圧アクチュエータ42cへの比較的低い油圧の導入によって変速比γの減速側への変化を抑制することができる。そして、急減速にともなって発生するベルト滑りやオーバーレブ、車軸のロックなどを防止することができる。
以上では、ガソリンエンジンを搭載した車両の動力伝達装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の動力伝達装置にも適用可能である。また、車両の動力源については、エンジン(内燃機関)のほか、電動モータ、あるいはエンジンと電動モータの両方を備えているハイブリッド形動力源であってもよい。
本発明は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に限られることなく、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両、4輪駆動車にも適用できる。
本発明を適用する実施形態に係る車両を示す概略構成図である。 図1の車両のECU等の制御系の構成を示すブロック図である。 図1の車両の油圧制御装置を示す回路構成図である。
符号の説明
8 ECU
20 油圧制御回路
2 トルクコンバータ
24 ロックアップクラッチ
4 ベルト式無段変速機
41 プライマリプーリ(駆動側プーリ)
41c 油圧アクチュエータ
42 セカンダリプーリ(従動側プーリ)
42c 油圧アクチュエータ
201 リニアソレノイド(第1電磁弁)
202 リニアソレノイド(第2電磁弁)
203 デューティソレノイド(第3電磁弁)
205 プライマリレギュレータバルブ
301 変速油圧コントロールバルブ(第1制御弁)
303 挟圧油圧コントロールバルブ(第2制御弁)
405 ロックアップコントロールバルブ

Claims (12)

  1. 油圧によりベルトを挟圧して動力を伝達するとともにベルト掛かり径を変更して変速比を変化させるベルト式無段変速機と、動力源と上記ベルト式無段変速機との間に設けられた流体式動力伝達装置に備えられ、上記動力源側とベルト式無段変速機側とを直結する油圧式のロックアップクラッチとを備えた車両用動力伝達装置の油圧制御装置において、
    各部の油圧の元圧となるライン圧を調整するライン圧制御弁と、上記ベルト式無段変速機の駆動側プーリおよび従動側プーリの一方のプーリに供給する油圧を出力する第1制御弁と、この第1制御弁の出力油圧を制御する第1電磁弁と、他方のプーリに供給する油圧を出力する第2制御弁と、この第2制御弁の出力油圧を制御する第2電磁弁と、上記ロックアップクラッチの係合圧を制御する第3電磁弁と、上記一方のプーリに供給する油圧を上記第1制御弁の出力油圧と上記ライン圧との間で切り換え可能なフェールセーフ弁とを備え、
    上記フェールセーフ弁は、上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、上記ライン圧を一方のプーリへ供給するフェール位置に切り換えられ、それ以外の通常時には、上記第1制御弁の出力油圧を一方のプーリへ供給するノーマル位置に切り換えられ、このフェールセーフ弁の切り換えは、上記第2電磁弁の制御油圧と第3電磁弁の制御油圧との組み合わせによって制御されることを特徴とする油圧制御装置。
  2. 請求項1に記載の油圧制御装置において、
    上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合が、上記一方のプーリへの油圧供給性能が低下する場合であることを特徴とする油圧制御装置。
  3. 請求項1に記載の油圧制御装置において、
    上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合が、上記他方のプーリへの油圧供給性能が増大する場合であることを特徴とする油圧制御装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の油圧制御装置において、
    上記フェールセーフ弁は、上記第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧がともに最大圧または最大圧付近の油圧であるときにフェール位置に切り換えられるように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
  5. 請求項4に記載の油圧制御装置において、
    上記第2電磁弁の制御油圧および第3電磁弁の制御油圧について、上記フェールセーフ弁をフェール位置に切り換えるのに使用する領域が、通常時の制御に使用する領域と重複して設けられていることを特徴とする油圧制御装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の油圧制御装置において、
    上記フェールセーフ弁がフェール位置に切り換えられている際、車速が予め設定された車速以下となった場合には、上記フェールセーフ弁がノーマル位置に戻されることを特徴とする油圧制御装置。
  7. 請求項6に記載の油圧制御装置において、
    上記設定車速は、上記フェールセーフ弁をノーマル位置に戻したとき、オーバーレブが発生しない値であることを特徴とする油圧制御装置。
  8. 請求項6に記載の油圧制御装置において、
    上記設定車速は、上記フェールセーフ弁をノーマル位置に戻したとき、車軸がロックしない値であることを特徴とする油圧制御装置。
  9. 請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の油圧制御装置において、
    上記車両用動力伝達装置には、車両の走行に際して動力伝達経路を成立させるために係合させられる油圧式の走行用摩擦係合要素が備えられ、
    上記第2電磁弁により、上記走行用摩擦係合要素の係合過渡状態のとき、この走行用摩擦係合要素に供給される係合過渡油圧が制御されることを特徴とする油圧制御装置。
  10. 請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の油圧制御装置において、
    上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、上記ライン圧の代わりに、上記第2制御弁の出力油圧を上記一方のプーリに供給するように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか1つに記載の油圧制御装置において、
    上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、上記ライン圧の代わりに、上記いずれかの電磁弁の元圧を上記一方のプーリに供給するように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
  12. 請求項9に記載の油圧制御装置において、
    上記ベルト式無段変速機において急減速状態が発生する可能性がある場合には、上記ライン圧の代わりに、上記走行用摩擦係合要素の完全係合状態のとき、この走行用摩擦係合要素に供給される係合保持油圧を上記一方のプーリに供給するように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
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