JP2010053904A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】追従性が高いベルト式無段変速機を提供することにある。
【解決手段】プーリ軸と、固定シーブと、可動シーブと、油圧室と、油圧室に作動油を供給、排出する作動油供給排出手段と、作動油供給排出手段と油圧室との間で作動油の流通が可能な状態と、流通が禁止された状態とを切り替える切換機構と、油圧室と作動油供給排出手段との間で流通する作動油の流量と油圧室の圧力との関係、および、異常モデルを記憶する記憶手段と、入力された変速比となるように、油圧室内の量を調整し、さらに、作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新する油圧制御手段とを有し、油圧制御手段は、変化速度が異常モデル以下で、かつ、切換機構により作動油の流通を禁止させても変速比が一定にならない場合は、作動油の流量と油圧室の油圧との関係を更新しないことで上記課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ベルト式無段変速機に関し、さらに詳しくは、油圧室内の作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無段変速機に関する。

従来、油圧室に作動油を供給し、その作動油の圧力によって変速比が調節されるベルト式無断変速機がある。例えば、特許文献１には、油圧室の外部から油圧室への作動油の供給を許可する供給側弁と、可動シーブの固定シーブに対する軸方向における位置を一定とする際に油圧室から外部への作動油の排出を禁止する排出側制御弁とを備えるベルト式無段変速機が記載されている。

また、特許文献２には、変速開始時から変速終了時までにおける油室内の作動油容量の変化量推定値を、物理モデルを用いて算出し、変速開始時から変速終了時までにおける油室内の作動油容量の変化量検出値を、変速比の変化量に基づいて算出し、検出値と推定値との偏差を算出し、油圧制御信号算出手段に記憶されている特性と実際の流量制御手段の特性との間の特性差を、この偏差に基づいて学習補正するベルト式無段変速機の制御装置が記載されている。

特開２００６−３００２７０号公報 特開２００３−２２７５６４号公報

特許文献１に記載されている装置のように、油圧室から作動油が排出されることを禁止する排出側制御弁、つまり切換機構を設けることで、変速比の固定時にオイルポンプを作動させて油圧室内を一定に維持させるように制御する必要がなくなるため、オイルポンプの動力損失を低減させることができ、かつ、変速比をより確実に固定することができる。また、特許文献２に記載されているように、推定値と検出値との偏差を算出し補正することで、変速比の誤差をより少なくすることができ、変速比の追従性をより高くすることができる。

しかしながら、特許文献２に記載されているように、検出値に基づいて変速比の補正を行うと油圧室内のオイル量が目的量に対して、オーバーシュートやアンダーシュートが頻繁に発生するようになることがあった。このように、油圧室内のオイル量の制御が適切に行えないと、加速フィーリングが悪化したり、燃費が低下したりするという問題が発生することがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追従性が高く、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑制することができるベルト式無段変速機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、固定シーブ及び固定シーブに対して移動する可動シーブを備え、固定シーブと可動シーブとの間隔を調節できる２つのプーリと、該２つのプーリの間に掛けられ、一方のプーリの回転を他方のプーリに伝達するベルトとを有し、２つのプーリの径を相対的に変化させて変速比を変化させるベルト式無段変速機であって、動力発生手段と連結され、前記動力発生手段とともに回転するプーリ軸と、前記プーリ軸に連結された固定シーブと、前記プーリ軸の前記固定シーブに対向する位置に連結されて、前記プーリ軸の軸方向に移動可能な可動シーブと、前記プーリ軸に設けられ、内部に注入された作動油により前記可動シーブに前記プーリ軸の軸方向の力を付与する油圧室と、前記油圧室と連通され、前記油圧室に前記作動油を供給し、かつ、前記油圧室から前記作動油を排出する作動油供給排出手段と、前記油圧室と前記作動油供給排出手段との間の前記作動油の流路に配置され、前記作動油供給排出手段と前記油圧室との間で前記作動油の流通が可能な状態と、流通が禁止された状態とを切り替える切換機構と、前記油圧室と前記作動油供給排出手段との間で流通する作動油の流量と、前記油圧室の圧力との関係、および、条件毎の変速比の変化速度の異常モデルを記憶する記憶手段と、入力された変速比となるように、前記作動油供給排出手段及び前記切換機構の動作を制御して前記油圧室内の量を調整し、前記可動シーブを前記軸方向に沿って移動させ、さらに、移動時の前記油圧室の圧力を測定し、測定した油圧室の圧力と入力された油圧室の圧力とを比較し、比較結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新する油圧制御手段とを有し、前記油圧制御手段は、変速比の変化速度が異常モデル以下で、かつ、前記切換機構により前記作動油供給排出手段と前記油圧室との間の前記作動油の流通を禁止させても変速比が一定にならない場合は、前記記憶手段に記憶されている前記作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新しないことを特徴とする。

本発明にかかるベルト式無段変速機は、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑制することができ、より正確に変速を制御することができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。図２−１及び図２−２は、図１に示すベルト式無段変速機の概略構成を拡大して示す概念図であり、図３は、油圧制御装置の概略構成を模式的に示す概念図である。ここで、図２−１は、後述する切換機構１００が開弁している状態を示しており、図２−２は、後述する切換機構１００が閉弁している状態を示している。

図１に示すように、車両１０の動力伝達機構は、ベルト式無段変速機２２と、内燃機関１２と、トルクコンバータ１６と、前後進切換機構２０と、減速装置２４と、差動装置２８と、を備える。内燃機関１２は、円筒形状に形成されるシリンダの中心軸方向にピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１４から回転を出力する。なお、内燃機関１２は、ピストンとシリンダとを備えるいわゆるレシプロ式の内燃機関に限定されない。内燃機関１２は、回転力を出力できるものであればよく、例えば、内燃機関１２は、ロータリー式の内燃機関でもよいし、モータでもよい。

トルクコンバータ１６は、流体クラッチの一種であり、作動油により、内燃機関１２から取り出された回転を前後進切換機構２０に伝える。また、トルクコンバータ１６は、内燃機関１２から取り出されたトルクを増幅する。

前後進切換機構２０は、トルクコンバータ１６から取り出された回転をベルト式無段変速機２２に伝える機構であり、必要に応じてトルクコンバータ１６から取り出した回転の方向を切り替えてベルト式無段変速機２２に伝達する。

ベルト式無段変速機２２は、前後進切換機構２０から入力される回転の回転速度を所望の回転速度に変更して出力する。なお、ベルト式無段変速機２２の詳細な説明は後述する。

減速装置２４は、ベルト式無段変速機２２からの回転の回転速度を減速して差動装置２８に前記回転を伝える。

差動装置２８は、車両１０が旋回する際に生じる旋回の中心側、つまり内側の車輪３４と、外側の車輪３４との回転速度の差を吸収する。

上記構成要素によって車両１０の動力伝達機構は形成される。内燃機関１２から取り出された回転は、クランクシャフト１４を介してトルクコンバータ１６に伝えられる。トルクコンバータ１６によってトルクが増幅された回転は、トルクコンバータ１６のインプットシャフト１８を介して前後進切換機構２０に伝えられる。

前後進切換機構２０によって回転方向が切り替えられた回転は、入力側のシャフトとしてのプライマリシャフト５１を介してベルト式無段変速機２２に伝えられる。ベルト式無段変速機２２によって、回転速度を変更された回転は、減速装置２４に伝えられる。

減速装置２４によって減速された回転は、減速装置２４のファイナルドライブピニオン２６と、ファイナルドライブピニオン２６に噛み合う差動装置２８のリングギヤ３０とを介して差動装置２８に伝えられる。

差動装置２８に伝えられた回転は、ドライブシャフト３２に伝達される。ドライブシャフト３２の差動装置２８側とは反対側には、車輪３４が取り付けられる。ドライブシャフト３２に伝えられた回転は車輪３４に伝達される。これにより、車輪３４は回転し、車輪３４が路面に前記回転を伝達することにより車両１０は走行する。

ベルト式無段変速機２２は、プライマリプーリ５０と、セカンダリプーリ６０と、ベルト８０とを含んで構成される。ベルト式無段変速機２２は、プライマリプーリ５０に回転が入力される。プライマリプーリ５０に入力された回転は、セカンダリプーリ６０に伝えられる。この時、前記回転は、その回転速度を調整される。

セカンダリプーリ６０に伝えられた回転は、減速装置２４に伝えられる。なお、入力軸であるプライマリシャフト５１の回転速度を出力側のシャフトとしてのセカンダリシャフト６１の回転速度で除算した値を変速比という。また、変速比を変更することを、以下、変速という。

ベルト式無段変速機２２は、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０とが、ほぼ同様に構成される。よって、本実施形態では、プライマリプーリ５０を主に説明する。

プライマリプーリ５０は、プライマリシャフト５１と、プライマリ固定シーブ５２と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリ油圧室５４と、スプライン５５と、プライマリ隔壁５６とを備える。プライマリシャフト５１は、図１、図２−１および図２−２に示すように、軸受８１、軸受８２によってインプットシャフト１８の回転軸と同軸上に回転可能に支持される。ここで、セカンダリシャフト６１は、図１に示すように、軸受８３、軸受８４によってプライマリシャフト５１に対して平行に回転可能に支持される。

プライマリシャフト５１は、筒状に形成される。図２−１および図２−２に示すように、プライマリシャフト５１は、回転軸ＲＬを軸として回転する。プライマリ固定シーブ５２は、通常は、プライマリシャフト５１と一体に形成される。なお、プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１と別個に形成され、プライマリシャフト５１に固定して設けられてもよい。このように構成されて、プライマリ固定シーブ５２は、回転軸ＲＬを軸にプライマリシャフト５１と一体に回転する。ここで、回転軸ＲＬと直交する方向を径方向という。プライマリ固定シーブ５２は、プライマリシャフト５１の外周から径方向に突出して形成される。

プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１とは別個に形成される。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリシャフト５１が嵌め込まれる貫通孔を有して形成される。前記貫通孔の内周面には、スプライン５５が形成される。プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５を介してプライマリシャフト５１に嵌め込まれて取り付けられる。プライマリ可動シーブ５３は、プライマリ固定シーブ５２と対向してプライマリシャフト５１に嵌め込まれる。

スプライン５５は、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上をプライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿って摺動できるようにプライマリ可動シーブ５３を支持する。加えて、スプライン５５は、プライマリシャフト５１からプライマリ可動シーブ５３へ回転軸ＲＬを軸とする回転を伝える。よって、プライマリ可動シーブ５３は、スプライン５５により、プライマリシャフト５１上をスライドして移動すると共に、プライマリシャフト５１と一体に回転する。

プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との間には、略Ｖ字形状のプライマリ溝８０ａが形成される。また、プライマリ可動シーブ５３がプライマリシャフト５１上を摺動することにより、プライマリ固定シーブ５２とプライマリ可動シーブ５３との距離が変化する。ここで、セカンダリプーリ６０にも、図１に示すように、プライマリ溝８０ａと同様のセカンダリ溝８０ｂが形成される。

プライマリ溝８０ａとセカンダリ溝８０ｂとの間には、金属製の無端ベルトであるベルト８０が巻き掛けられている。ベルト８０は、プライマリプーリ５０の回転をセカンダリプーリ６０へ伝える。

図２−１および図２−２に示すように、プライマリ油圧室５４は、プライマリシャフト５１と、プライマリ可動シーブ５３と、プライマリ隔壁５６とによって囲まれて形成される空間である。プライマリ隔壁５６は、貫通孔を有して形成される。プライマリ隔壁５６は、前記貫通孔にプライマリシャフト５１が嵌め込まれてプライマリシャフト５１に設けられる。プライマリ隔壁５６は、プライマリ可動シーブ５３を境にして、プライマリ固定シーブ５２側とは反対側に設けられる。

プライマリ油圧室５４は、プライマリ油圧室５４に供給される作動油により、プライマリ可動シーブ５３をプライマリ固定シーブ５２側へ押す。これにより、プライマリシャフト５１に沿って、プライマリ可動シーブ５３がプライマリ固定シーブ５２側へ押される。これにより、プライマリ油圧室５４は、プライマリ溝８０ａに巻き掛けられるベルト８０に対して挟圧力を発生させる。

プライマリ油圧室５４によりプライマリ可動シーブ５３が移動され、プライマリ可動シーブ５３とプライマリ固定シーブ５２との距離が変化すると、セカンダリプーリ６０が備えるセカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３との距離もベルト８０の張力を一定に保つように変化する。これにより、プライマリプーリ５０に対するベルト８０の接触半径と、セカンダリプーリ６０に対するベルト８０の接触半径とが変化する。このようにして、ベルト式無段変速機２２は、内燃機関１２から取り出された回転を変速する。

プライマリシャフト５１は、第１油路８６を有する。第１油路８６は、一方の端部が後述する切換機構１００に接続され、他方の端部がプライマリ油圧室５４に接続されている。これにより、第１油路８６は、切換機構１００とプライマリ油圧室５４との間で作動油を流す。第１油路８６は、プライマリシャフト５１の回転軸ＲＬに沿う方向に形成される複数の軸方向油路８８と、回転軸ＲＬと直交する方向に形成される複数の径方向油路９０とを含んで形成される。

切換機構１００は、第２油路１０２と、弁体１０４と、ピストン１０６と、ピストン動作用油圧室１０８と、スプリング部１１０と、を有する。切換機構１００は、プライマリ油圧室５４と油圧制御装置１３０との間の油路上に配置されている。切換機構１００は、図２−１に示すようにプライマリ油圧室５４と油圧制御装置１３０とが連通された状態と、図２−２に示すようにプライマリ油圧室５４と油圧制御装置１３０とが遮断された状態とを切り換える。

第２油路１０２は、一方の端部が第１油路８６と接続されており、他方の端部が油圧制御装置１３０と接続されている。また、第２油路１０２と第１油路８６とは、第１油路８６が回転しても第２油路１０２は回転しないように、例えばロータリージョイントで連結されている。また、第２油路１０２は、油路の途中に第１油路８６から油圧制御装置１３０に向かうに従って油路が大きくなるテーパ面１１２が形成されている。

弁体１０４は、テーパ面１１２の第１油路８６側の端部の開口１１４よりも径が大きい球状の部材である。ピストン１０６は、受圧面１０６ａと、棒状部１０６ｂとを有する。受圧面１０６ａは、板状部材であり、後述するピストン動作用油圧室１０８の内部に配置されている。棒状部１０６ｂは、一方の端部が受圧面１０６ａに固定され、他方の端部が弁体１０４に固定されている。ピストン動作用油圧室１０８は、箱状部材であり、上述したように内部に受圧面１０６ａが配置されている。

ピストン動作用油圧室１０８は、内部の空間部分の受圧面１０６ａの表面に平行な面の面積が、受圧面１０６ａの面積と略同一となる形状である。また、ピストン動作用油圧室１０８は、切換機構制御装置１２０と接続され、切換機構制御装置１２０から、ピストン動作用油圧室１０８は、受圧面１０６ａの弁体１０４側の面とは反対側の面と、ピストン動作用油圧室１０８の内面とで形成される空間１０８ａに作動油が供給、排出される。ピストン動作用油圧室１０８は、内部に作動油が供給されることで、受圧面１０６ａを開口１１４側に押し出す。このように、ピストン動作用油圧室１０８により受圧面１０６ａが押されることで、ピストン１０６が移動され、弁体１０４が移動される。

スプリング１１０は、例えば、コイルばねであり、受圧面１０６ａの棒状部１０６ｂが固定されている面と、その面と対面しているピストン動作用油圧室１０８の面との間に配置されている。スプリング１１０は、受圧面１０６ａを開口１１４から離れる方向に押している。

切換機構１００は、以上のような構成であり、ピストン動作用油圧室１０８に作動油が供給され、内部の作動油の量が増え、受圧面１０６ａが開口１１４側に押し出される。ここで、ピストン動作用油圧室１０８の内部の作動油の量が一定以上となると、図２−２に示すように、受圧面１０６ａが開口１１４側に一定距離移動され、弁体１０４が開口１１４を塞ぎ、プライマリ油圧室５４に作動油が閉じ込められた状態となる。つまり、プライマリ油圧室５４の内部に作動油を供給することも、プライマリ油圧室５４の内部から作動油を排出することもできず、プライマリ油圧室５４の内部の作動油の量が変化しない状態となる。一方、ピストン動作用油圧室１０８内の作動油の量が一定以下の場合は、図２−１に示すように、弁体１０４と開口１１４との間に空間ができ、すなわち開弁し、プライマリ油圧室５４と油圧制御装置１３０とが連通された状態となる。つまり、プライマリ油圧室５４の内部に作動油を供給することができ、プライマリ油圧室５４の内部から作動油を排出することができる状態となる。また、受圧面１０６ａは、スプリング１１０により、開口１１４から離れる方向に押されているため、ピストン動作用油圧室１０８により受圧面１０６ａが開口１１４側に押されていない状態のときは、弁体１０４は、移動領域の中で開口１１４から最も離れた位置に保持される。

切換機構制御装置１２０は、後述する油圧制御装置１３０の作動油の油路と接続されており、油圧制御装置１３０から作動油が供給され、油圧制御装置１３０に作動油を排出する。切換機構制御装置１２０は、切換機構１００のピストン動作用油圧室１０８に作動油を供給し、また、ピストン動作用油圧室１０８から作動油を排出し、弁体１０４の位置を制御する。切換機構制御装置１２０としては、例えば、切換機構１００に供給する作動油の量をデューティー比で調整する、つまり、ＯＮとＯＦＦの時間の比で調整するデューティーソレノイドバルブを用いることができる。

油圧制御装置１３０は、油圧制御手段であり、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室５４に対する作動油の供給排出を制御し、かつ、他方の挟圧力発生油圧室であるセカンダリ油圧室６４に対する作動油の供給排出を制御するものである。また、油圧制御装置１３０は、プライマリ油圧室５４およびセカンダリ油圧室６４のそれぞれに供給される作動油の圧力、すなわち供給圧を制御するものでもある。また、油圧制御装置１３０は、上述した切換機構制御装置１２０に作動油を供給排出するものでもある。また、油圧制御装置１３０は、ベルト式無段変速機２２および内燃機関１２が搭載されている車両において作動油の供給を必要とする作動油供給部分に作動油を供給するものでもある。油圧制御装置１３０は、切換機構１００が開弁され、プライマリプーリ油圧室５４と連通した状態の時に、プライマリ油圧室５４に作動油を供給し、さらに、プライマリ油圧室５４から作動油を排出する。

油圧制御装置１３０は、プライマリ油圧室５４、セカンダリ油圧室６４、切換機構制御装置１２０などに作動油を供給し、これらの油圧、作動油の供給流量、作動油の排出流量を制御することで、ベルト式無段変速機２２の変速比γを制御するものでもある。なお、図３では、プライマリ油圧室５４、セカンダリ油圧室６４、切換機構制御装置１２０を除く作動油供給部分（上述した作動油供給部分や、ベルト式無段変速機２２の潤滑部分（例えば、可動部品との間に摺動部を有する静止部品、可動部品あるいは静止部品との間に摺動部を有する可動部品））の図示は省略する。油圧制御装置１３０は、図３に示すように、オイルパン１３１、オイルポンプ１３２、ライン圧制御装置１３３と、一定圧制御装置１３４と、プライマリ油圧室用制御装置１３５と、セカンダリ油圧室用制御装置１３７と、を有する。

オイルポンプ１３２は、オイルパン１３１に貯留されている作動油を吸引、加圧し、吐出するものである。オイルポンプ１３２は、油路Ｒ１を介してライン圧制御装置１３３に接続されている。オイルポンプ１３２によって加圧され、吐出された作動油は、ライン圧制御装置１３３に供給される。オイルポンプ１３２は、図１に示すように、トルクコンバータ１６と前後進切換機構２０との間に配置されている。このオイルポンプ１３２は、ロータ１３２ａと、ハブ１３２ｂと、ボディ１３２ｃとにより構成されている。このオイルポンプ１３２は、ロータ１３２ａにより円筒形状のハブ１３２ｂを介して、トルクコンバータ１６のポンプに接続されている。また、ボディ１３２ｃは、ベルト式無段変速機２２等を支持する筐体に固定されている。また、ハブ１３２ｂは、トルクコンバータ１６の中空軸３６にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ１３２は、内燃機関１２からの出力トルクＴがトルクコンバータ１６のポンプを介してロータ１３２ａに伝達されるので、駆動することができる。つまり、オイルポンプ１３２は、内燃機関１２の回転数の上昇に応じて、吐出される作動油の吐出量が増量、すなわち吐出圧が上昇する。

ライン圧制御装置１３３は、オイルポンプ１３２から吐出圧Ｐｏｕｔで供給される作動油の圧力を所定のライン圧ＰＬとなるように調圧する。具体的には、ライン圧制御装置１３３は、油路Ｒ１から油圧Ｐｏｕｔで供給される作動油を、内燃機関１２の出力トルクに応じて調圧し、ライン圧ＰＬの作動油とする。また、ライン圧制御装置１３３は、油路Ｒ２を介してプライマリ油圧室用制御装置１３５の後述する供給側流量制御弁１６６の第２ポート１６６ｂと接続され、油路Ｒ２および分岐油路Ｒ２１を介して一定圧制御装置１３４と接続され、油路Ｒ２および分岐油路Ｒ２２を介してセカンダリ油圧室用制御装置１３７と接続されている。従って、ライン圧制御装置１３３により調圧されたライン圧ＰＬの作動油は、供給側流量制御弁１６６の第２ポート１６６ｂ、一定圧制御装置１３４、セカンダリ油圧室用制御装置１３７に導入される。

ライン圧制御装置１３３は、オイルポンプ１３２から吐出された作動油の圧力を調圧する電磁弁、例えばリニアソレノイド弁が備えられている。ライン圧制御装置１３３は、ＥＣＵ１４０と電気的に接続されおり、ＥＣＵ１４０からの制御信号により、リニアソレノイド弁の弁開度が制御されることで、ライン圧ＰＬを調圧することができる。実施形態では、ライン圧制御装置１３３は、ライン圧ＰＬを制御することで、プライマリ油圧室用制御装置１３５を介して、プライマリ油圧室５４に供給される作動油の圧力、すなわち供給圧を制御する。

一定圧制御装置１３４は、ライン圧制御装置１３３から出力されたライン圧ＰＬを常に一定の圧力となるように調圧する。具体的には、一定圧制御装置１３４は、油路Ｒ２および分岐油路Ｒ２１から供給される油圧ＰＬの作動油を調圧して、一定圧ＰＳの作動油とする。一定圧制御装置１３４は、油路Ｒ３を介してプライマリ油圧室用制御装置１３５の後述する供給側制御弁１６２の第１ポート１６２ａと接続され、油路Ｒ３および分岐油路Ｒ３１を介してプライマリ油圧室用制御装置１３５の後述する排出側制御弁１６４の第１ポート１６４ａと接続されている。従って、一定圧制御装置１３４により調圧された一定圧ＰＳの作動油は、供給側制御弁１６２の第１ポート１６２ａ、排出側制御弁１６４の第１ポート１６４ａに導入される。

プライマリ油圧室用制御装置１３５は、プライマリ油圧室５４への作動油の供給あるいはプライマリ油圧室５４からの作動油の排出を制御する。プライマリ油圧室用制御装置１３５は、実施形態ではプライマリ油圧室５４へ供給される作動油の供給流量およびプライマリ油圧室５４から排出された作動油の排出流量を制御するものである。プライマリ油圧室用制御装置１３５は、供給側制御弁１６２と、排出側制御弁１６４と、供給側流量制御弁１６６と、排出側流量制御弁１６８と、を有する。

供給側制御弁１６２は、供給側流量制御弁１６６によるプライマリ油圧室５４に供給される作動油の供給流量制御を行う。供給側制御弁１６２は、ＯＮ／ＯＦＦにより、３つのポート、すなわち第１ポート１６２ａと、第２ポート１６２ｂと、第３ポート１６２ｃとの連通を切り替えるものである。第１ポート１６２ａは、上述のように一定圧制御装置１３４と接続されている。第２ポート１６２ｂは、油路Ｒ４を介して供給側流量制御弁１６６の後述する第１ポート１６６ａと接続されている。また、第２ポート１６２ｂは、油路Ｒ４および分岐油路Ｒ４１を介して排出側流量制御弁１６８の後述する第４ポート１６８ｄと接続されている。第３ポート１６２ｃは、合流油路Ｒ５１および油路Ｒ５を介してオイルパン１３１と接続されている。つまり、第３ポート１６２ｃは、大気圧に解放されている。

供給側制御弁１６２は、ＯＮにされると、第１ポート１６２ａと第２ポート１６２ｂとを連通させる。第１ポート１６２ａと第２ポート１６２ｂとが連通されることで、供給側制御弁１６２に導入された一定圧ＰＳの作動油が、供給側流量制御弁１６６の第１ポート１６６ａに導入される。つまり、供給側制御弁１６２に導入された一定圧ＰＳの作動油が第１ポート１６６ａと連通する供給側流量制御弁１６６の後述する制御油圧室１６６ｅに導入される。また、供給側制御弁１６２に導入された一定圧ＰＳの作動油が排出側流量制御弁１６８の第４ポート１６８ｄに導入される。一方、供給側制御弁１６２は、ＯＦＦとされると、第２ポート１６２ｂと第３ポート１６２ｃとを連通させる。また、供給側流量制御弁１６６の第１ポート１６６ａは、供給側制御弁１６２を介して大気圧に解放される。これにより、制御油圧室１６６ｅは、供給側流量制御弁１６６の第１ポート１６６ａを介して大気圧に解放される。また、排出側流量制御弁１６８の第４ポート１６８ｄは、供給側制御弁１６２を介して大気圧に解放される。なお、供給側制御弁１６２は、図３に示すように、ＥＣＵ１４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ１４０からの制御信号によりデューティー制御される。従って、供給側制御弁１６２は、ＥＣＵ１４０からの制御信号により、供給側流量制御弁１６６の制御油圧室１６６ｅを一定圧ＰＳから大気圧までの間で調圧することができる。

排出側制御弁１６４は、排出側流量制御弁１６８によるプライマリ油圧室５４から排出される作動油の排出流量制御を行う。排出側制御弁１６４は、ＯＮ／ＯＦＦにより、３つのポート、すなわち第１ポート１６４ａと、第２ポート１６４ｂと、第３ポート１６４ｃとの連通を切り替えるものである。第１ポート１６４ａは、上述のように一定圧制御装置１３４と接続されている。第２ポート１６４ｂは、油路Ｒ６を介して排出側流量制御弁１６８の後述する第１ポート１６８ａと接続されている。また、第２ポート１６４ｂは、油路Ｒ６および分岐油路Ｒ６１を介して供給側流量制御弁１６６の後述する第４ポート１６６ｄと接続されている。第３ポート１６４ｃは、油路Ｒ５を介してオイルパン１３１と接続されている。つまり、第３ポート１６４ｃは、大気圧に解放されている。

排出側制御弁１６４は、ＯＮにされると、第１ポート１６４ａと第２ポート１６４ｂとを連通させる。第１ポート１６４ａと第２ポート１６４ｂとが連通されることで、排出側制御弁１６４に導入された一定圧ＰＳの作動油が、排出側流量制御弁１６８の第１ポート１６８ａに導入される。つまり、排出側制御弁１６４に導入された一定圧ＰＳの作動油が第１ポート１６８ａと連通する排出側流量制御弁１６８の後述する制御油圧室１６８ｅに導入される。また、排出側制御弁１６４に導入された一定圧ＰＳの作動油が供給側流量制御弁１６６の第４ポート１６６ｄに導入される。一方、排出側制御弁１６４は、ＯＦＦとされると、第２ポート１６４ｂと第３ポート１６４ｃとを連通させる。また、排出側流量制御弁１６８の第１ポート１６８ａは、排出側制御弁１６４を介して大気圧に解放される。これにより、制御油圧室１６８ｅは、排出側流量制御弁１６８の第１ポート１６８ａを介して大気圧に解放される。また、供給側流量制御弁１６６の第４ポート１６６ｄは、排出側制御弁１６４を介して大気圧に解放される。なお、排出側制御弁１６４は、図３に示すように、ＥＣＵ１４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ１４０からの制御信号によりデューティー制御される。従って、排出側制御弁１６４は、ＥＣＵ１４０からの制御信号により、排出側流量制御弁１６８の制御油圧室１６８ｅを一定圧ＰＳから大気圧までの間で調圧することができる。

供給側流量制御弁１６６は、プライマリ油圧室５４に供給される作動油の供給流量を制御する。供給側流量制御弁１６６は、第１ポート１６６ａと、第２ポート１６６ｂと、第３ポート１６６ｃと、第４ポート１６６ｄと、制御油圧室１６６ｅと、スプール１６６ｆと、スプール弾性部材１６６ｇと、を有する。第１ポート１６６ａは、上述のように供給側制御弁１６２の第２ポート１６２ｂと接続されている。第２ポート１６６ｂは、上述のように、ライン圧制御装置１３３と接続されている。第３ポート１６６ｃは、油路Ｒ７を介してプライマリ油圧室５４と接続されている。ここでは、第３ポート１６６ｃは、油路Ｒ７、切換機構１００および第１油路８６を介してプライマリ油圧室５４と接続されている。第４ポート１６６ｄは、上述のように排出側制御弁１６４の第２ポート１６４ｂと接続されている。なお、同図に示すように、供給側制御弁１６２の第２ポート１６２ｂと供給側流量制御弁１６６の第１ポート１６６ａとの間、ライン圧制御装置１３３と供給側流量制御弁１６６の第２ポート１６６ｂとの間に、オリフィス１７０ａ、１７０ｂ、すなわち絞りを設け、供給側制御弁１６２から供給側流量制御弁１６６へ流入する作動油およびライン圧制御装置１３３から供給側流量制御弁１６６へ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。

制御油圧室１６６ｅは、第１ポート１６６ａと連通するものであり、その油圧によりスプール１６６ｆをスプール１６６ｆが移動する方向のうち一方向（図３では、第１ポート１６６ａから第４ポート１６６ｄに向かう方向、以下「第１の方向」ともいう。）に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール１６６ｆに作用させるものである。スプール１６６ｆは、プライマリ油圧室用制御装置１３５内で移動自在に支持されており、第１の方向に移動されることで第２ポート１６６ｂと第３ポート１６６ｃとを連通させ、移動方向のうち他方向（図３では、第４ポート１６６ｄから第１ポート１６６ａに向かう方向、以下「第２の方向」ともいう。）に移動されることで、第２ポート１６６ｂと第３ポート１６６ｃとの連通を遮断するものである。スプール弾性部材１６６ｇは、スプール１６６ｆと、スプール１６６ｆに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材１６６ｇは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール１６６ｆを第２の方向に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール１６６ｆに作用させるものである。

供給側流量制御弁１６６は、スプール１６６ｆに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール１６６ｆが第１の方向に移動する。ここで、供給側流量制御弁１６６は、スプール１６６ｆの第１の方向への移動量の増加に伴い、第２ポート１６６ｂと第３ポート１６６ｃとの連通の度合い、すなわち第２ポート１６６ｂと第３ポート１６６ｃとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、供給側流量制御弁１６６は、供給側制御弁１６２により調圧された制御油圧室１６６ｅの油圧により、スプール１６６ｆを移動させることで、２つのポート、すなわち第２ポート１６６ｂと第３ポート１６６ｃとの連通を制御し、プライマリ油圧室５４への作動油の供給流量を制御する。

排出側流量制御弁１６８は、プライマリ油圧室５４から排出される作動油の排出流量を制御する。排出側流量制御弁１６８は、第１ポート１６８ａと、第２ポート１６８ｂと、第３ポート１６８ｃと、第４ポート１６８ｄと、制御油圧室１６８ｅと、スプール１６８ｆと、スプール弾性部材１６８ｇとを有する。第１ポート１６８ａは、上述のように排出側制御弁１６４の第２ポート１６４ｂと接続されている。第２ポート１６８ｂは、合流油路Ｒ５２、合流油路Ｒ５１および油路Ｒ５を介してオイルパン１３１と接続されている。つまり、第２ポート１６８ｂは、大気圧に解放されている。第３ポート１６８ｃは、分岐油路Ｒ７１および油路Ｒ７を介してプライマリ油圧室５４と接続されている。実施形態では、第３ポート１６８ｃは、分岐油路Ｒ７１、油路Ｒ７、切換機構１００および第１油路８６を介してプライマリ油圧室５４と接続されている。第４ポート１６８ｄは、上述のように供給側制御弁１６２の第２ポート１６２ｂと接続されている。なお、同図に示すように、排出側制御弁１６４の第２ポート１６４ｂと排出側流量制御弁１６８の第１ポート１６８ａとの間に、オリフィス１７０ｃ、すなわち絞りを設け、排出側制御弁１６４から排出側流量制御弁１６８へ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。

制御油圧室１６８ｅは、第１ポート１６８ａと連通するものであり、その油圧によりスプール１６８ｆをスプール１６８ｆが移動する方向のうち一方向（図３では、第１ポート１６８ａから第４ポート１６８ｄに向かう方向、以下「第３の方向」ともいう。）に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール１６８ｆに作用させるものである。スプール１６８ｆは、プライマリ油圧室用制御装置１３５内で移動自在に支持されており、第３の方向に移動されることで第２ポート１６８ｂと第３ポート１６８ｃとを連通し、移動方向のうち他方向（図３では、第４ポート１６８ｄから第１ポート１６８ａに向かう方向、以下「第４の方向」ともいう。）に移動されることで、第２ポート１６８ｂと第３ポート１６８ｃとの連通を遮断するものである。スプール弾性部材１６８ｇは、スプール１６８ｆと、スプール１６８ｆに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材１６８ｇは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール１６８ｆを第４の方向に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール１６８ｆに作用させるものである。

排出側流量制御弁１６８は、スプール１６８ｆに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール１６８ｆが第３の方向に移動する。ここで、排出側流量制御弁１６８は、スプール１６８ｆの第３の方向への移動量の増加に伴い、第２ポート１６８ｂと第３ポート１６８ｃとの連通の度合い、すなわち第２ポート１６８ｂと第３ポート１６８ｃとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、排出側流量制御弁１６８は、排出側制御弁１６４により調圧された制御油圧室１６８ｅの油圧により、スプール１６８ｆが移動することで、２つのポート、すなわち第２ポート１６８ｂと第３ポート１６８ｃとの連通を制御し、排出流量を制御する。

セカンダリ油圧室用制御装置１３７は、セカンダリ油圧室６４への作動油の供給あるいはセカンダリ油圧室６４からの作動油の排出を制御するものである。セカンダリ油圧室用制御装置１３７には、上述のように、ライン圧制御装置１３３からライン圧ＰＬが導入される。セカンダリ油圧室用制御装置１３７は、油路Ｒ９を介してセカンダリ油圧室６４と接続されている。実施形態では、セカンダリ油圧室用制御装置１３７は、油路Ｒ９、セカンダリプーリ軸６１の図示しない作動油通路および図示しない作動流体供給孔を介してセカンダリ油圧室６４と接続されている。セカンダリ油圧室用制御装置１３７は、図示しない流量制御弁などを備える。セカンダリ油圧室用制御装置１３７は、ＥＣＵ１４０と電気的に接続されおり、ＥＣＵ１４０からの制御信号により制御され導入されたライン圧ＰＬを調圧する。

ＥＣＵ１４０は、制御手段であり、記憶手段１４２と、油圧制御手段１４４と、を有する。また、ＥＣＵ１４０は、切換機構制御装置１２０と、油圧制御装置１３０と、内燃機関１２と、入力回転数センサ１５０と、出力回転数センサ１５２とに接続されている。記憶手段１４２には、油圧制御装置１３０とプライマリ油圧室５４との間を流通する作動油の量とプライマリ油圧室５４内の油圧との関係、および、条件毎の変速比の変化速度の異常モデルとが記憶されている。油圧制御装置１３０とプライマリ油圧室５４との間を流通する作動油の量は、オイルポンプ１３２の圧力、供給側制御弁１６２、排出側制御弁１６４、供給側流量制御弁１６６、排出側流量制御弁１６８の各弁の開度、開放時間により決定される値である。プライマリ油圧室５４内の油圧は、プライマリ油圧室５４内に充填された圧力の値である。プライマリ油圧室５４内の油圧から、プライマリ可動シーブ５３の位置を算出することができる。なお、プライマリ油圧室５４内の油圧の値としては、プライマリ油圧室５４内の油圧を直接検出した値だけでなく、変速比や、プライマリ可動シーブ５３の位置から算出したプライマリ油圧室５４内の油圧の値も用いることができる。以下、本実施形態では、プライマリ油圧室５４内の油圧を、変速比から算出する場合として説明する。ここで、条件毎の変速比の変化速度の異常モデルとは、変速比の変化速度に対して、正常に作動していないと判定することができる基準となる変速比の変化速度である。ここで、変速比の変化速度とは、変速比が変化する際の速度である。また、異常モデルにおいて、基準となる変速比の変化速度は、ベルト式無段変速機２２を変速させる際の条件、現状の変速比、現状と変速比と目標変速比との差分、つまり変速比の変化量、変速比の変化に利用することができる時間などの条件毎に設定されている。ここで、異常モデルを構成する基準となる変化速度は、基本的に、正常に作動している場合よりも低い変化速度となる。また、記憶手段１４２には、その他、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件に応じて各部の動作パラメータを決定するためのマップ、例えば、機関回転数とスロットルバルブのスロットル開度に基づく最適燃費曲線なども記憶されている。

油圧制御手段１４４は、運転条件、および、記憶手段１４２に記憶された各種データに基づいて、切換機構制御装置１２０、油圧制御装置１３０および内燃機関１２を制御する。具体的には、油圧制御手段１４４は、現状の変速比、目標とする変速比等の運転条件、および、記憶手段１４２に記憶された油圧制御装置１３０とプライマリ油圧室５４との間を流通する作動油の量とプライマリ油圧室５４内の油圧との関係に基づいて、プライマリ油圧室５４及びセカンダリ油圧室６４に流通させる作動油の量を算出し、ライン圧制御装置１３３、プライマリ油圧室用制御装置１３５、セカンダリ油圧室用制御装置１３７の制御信号を生成し、油圧制御装置１３０に出力する。このように、油圧制御手段１４４は、油圧制御装置１３０に出力した制御信号により、ライン圧制御装置１３３、プライマリ油圧室用制御装置１３５、セカンダリ油圧室用制御装置１３７を制御することで、後述する検出された入力回転数Ｎｉｎおよび検出された出力回転数Ｎｏｕｔに基づく変速比γが目標変速比γｏとなるように、油圧制御装置１３０を制御する。ここで、変速比γは、入力回転数を出力回転数で割った値、つまり、γ＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔである。また、油圧制御手段１４４は、学習機能を有し、実際の動作の結果に基づいて記憶手段１４２に記憶されている作動油の量とプライマリ油圧室５４内の油圧との関係を補正、更新する。具体的には、変速比を検出し、検出した変速比からプライマリ油圧室５４の油圧を算出し、プライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係を算出し、算出結果に基づいて、記憶手段１４２に記憶されているプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係を補正する。このように、実際に動作させた結果に基づいて記憶手段１４２に記憶されているデータを補正することで、変速比をより正確に制御することができる。また、後ほど詳述するが、油圧制御手段１４４は、学習機能で記憶手段１４２に記憶されているデータを補正、更新するか否かの選択も行う。また、油圧制御手段１４４は、切換機構制御装置１２０を制御し、プライマリ油圧室５４内の作動油を閉じ込め状態とする閉じ込め制御モードと、プライマリ油圧室５４内に作動油を供給排出し、プライマリ油圧室５４内の作動油の量を制御する油圧制御モードとを切り換える。つまり、油圧制御手段１４４は、切換機構制御装置１２０を制御し、プライマリ可動シーブ５３の位置を固定するか否かを制御する。さらに、ＥＣＵ１４０は、内燃機関１２に出力した制御信号により、内燃機関１２の図示しない燃料噴射弁、点火プラグ、スロットル弁を制御することで、内燃機関１２の出力トルクＴを制御する。なお、ＥＣＵ１４０の基本構成は、従来の車両に搭載されているＥＣＵと同様の基本構成であるので説明は省略する。

入力回転数センサ１５０は、ベルト式無段変速機２２の入力側の回転数である入力回転数Ｎｉｎを検出するものである。入力回転数センサ１５０は、ＥＣＵ１４０と接続されており、検出された入力回転数ＮｉｎがＥＣＵ１４０に出力される。入力回転数センサ１５０は、例えばプライマリプーリ軸５１の回転数を入力回転数Ｎｉｎとして検出するものである。

出力回転数センサ１５２は、ベルト式無段変速機２２の出力側の回転数である出力回転数Ｎｏｕｔを検出するものである。出力回転数センサ１５２は、ＥＣＵ１４０と接続されており、検出された出力回転数ＮｏｕｔがＥＣＵ１４０に出力される。出力回転数センサ１５２は、例えばセカンダリプーリ軸６１の回転数を出力回転数Ｎｏｕｔとして検出する。

次に、実施形態にかかるベルト式無段変速機２２の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられたシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、ＥＣＵ１４０が油圧制御装置１３０から供給された作動油により前後進切換機構２０を制御する。具体的には、前後進切換機構２０のフォワードクラッチをＯＮ、リバースブレーキをＯＦＦとし、インプットシャフト１８とプライマリプーリ軸５１とを直結させた状態とする。これにより、内燃機関１２からの出力トルクＴがプライマリプーリ５０に伝達され、プライマリプーリ軸５１が内燃機関１２のクランクシャフト１４の回転方向と同一方向に回転される。内燃機関１２からの出力トルクＴは、ベルト８０を介してプライマリプーリ５０からセカンダリプーリ６０に伝達される、セカンダリプーリ６０が回転されることでセカンダリプーリ軸６１が回転される。

セカンダリプーリ６０に伝達された内燃機関１２の出力トルクＴは、ベルト式無段変速機２２のセカンダリプーリ軸６１から減速装置２４に伝達され、減速装置２４からドライブシャフト３２に伝達され、ドライブシャフト３２の端部に取り付けられた車輪３４に伝達される。車輪３４が路面に対して回転することで、車両１０は前進する。

一方、車両に設けられたシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、ＥＣＵ１４０が、油圧制御装置１３０から供給された作動油により前後進切換機構２０のフォワードクラッチをＯＦＦ、リバースブレーキをＯＮとする。これにより、プライマリプーリ軸５１が、インプットシャフト３８と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ６０のセカンダリプーリ軸６１、減速装置２４、ドライブシャフト３２などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。

ここで、ＥＣＵ１４０の油圧制御手段１４４は、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件とＥＣＵ１４０の記憶手段１４２に記憶されているマップとに基づいて、内燃機関１２の運転状態が最適となるように、目標変速比γｏを設定する。次に、油圧制御手段１４４は、現状のプライマリ油圧室５４及びセカンダリ油圧室６４の状態と、記憶手段１４２に記憶されている油圧制御装置１３０とプライマリ油圧室５４との間を流通する作動油の量とプライマリ油圧室５４内の油圧との関係から、ベルト式無段変速機２２の変速比γが目標変速比γｏとなるプライマリ油圧室５４およびセカンダリ油圧室６４の油圧を算出する。さらに、算出した油圧から、油圧制御装置１３０からプライマリ油圧室５４およびセカンダリ油圧室６４に供給する作動油の量、または、プライマリ油圧室５４およびセカンダリ油圧室６４から油圧制御装置１３０に排出する作動油の量を算出し、算出結果に基づいて油圧制御装置１３０を制御する。また、油圧制御手段１４４は、算出結果で各部を制御しつつ、現状の変速比が目標変速比となるようにフィードバック制御もしくはフィードフォワード制御を行う。また、油圧制御手段１４４によるベルト式無段変速機２２の変速比γの制御には、変速比γを固定する閉じ込み制御モードと、変速比γを変更、すなわち変速する油圧制御モードとがある。

「変速比γの変更」は、まず、切換機構１００を開弁した状態、つまり、ピストン動作用油圧室１０８内の作動油の量が一定以下でピストン１０６の受圧面１０６ａが開口１１４から離れた位置に配置され弁体１０４と開口１１４との間に一定以上の空間がある状態とする。さらに、切換機構１００を開弁した状態で、油圧制御装置１３０からプライマリ油圧室５４への作動油の供給、あるいはプライマリ油圧室５４から油圧制御装置１３０を介してプライマリプーリ５０の外部への作動油の排出を行うことで、プライマリ可動シーブ５３がプライマリプーリ軸５１の軸方向に摺動し、プライマリ固定シーブ５２とこのプライマリ可動シーブ５３との間の間隔、すなわちプライマリ溝８０ａの幅が調整される。これにより、プライマリプーリ５０におけるベルト８０の接触半径が変化し、プライマリプーリ５０の回転数とセカンダリプーリ６０の回転数との比である変速比γが無段階（連続的）に制御される。

なお、セカンダリプーリ６０においては、油圧制御手段１４４によりセカンダリ油圧室用制御装置１３７を制御することで、セカンダリ油圧室６４の油圧を調圧し、セカンダリ固定シーブ６２とセカンダリ可動シーブ６３とによりベルト８０を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ６０との間に巻き掛けられたベルト８０のベルト張力が制御される。

ここで、変速比の固定は、車両の走行状態が安定している場合など、大幅な変速比の変更を行う必要がないと、油圧制御手段１４４が判断した場合に行われるものである。油圧制御手段１４４は、変速比γを固定する際には、変速比固定制御を行う。

「変速比γの固定」は、切換機構１００を閉弁、つまり弁体１０４で開口１１４を塞ぎ、プライマリ油圧室５４内に作用油を閉じ込めて、プライマリ油圧室５４へ作動油を供給させず、かつ、このプライマリ油圧室５４から作動油を排出させないことで、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する軸方向における位置を一定とし、プライマリ可動シーブ５３のプライマリ固定シーブ５２に対する移動を規制することで行う。

油圧制御手段１４４による閉じ込み制御モードの変速比固定制御では、油圧制御手段１４４から切換機構制御装置１２０に閉じ込み処理実行指令が入力される。閉じ込み処理実行指令が入力された切換機構制御装置１２０は、切換機構１００を閉弁し、切換機構１００を介したプライマリ油圧室５４への作動油の供給および切換機構１００を介したプライマリ油圧室５４からの作動油の排出を禁止する。このように、プライマリプーリ５０の位置を固定することで、変速比γを設定された目標変速比γｏに維持する。

このように、油圧制御装置１３０は、切換機構１００により閉弁しプライマリ油圧室５４内に作動油を閉じ込めて、変速比γを固定することで、閉弁後にプライマリ油圧室５４に供給する作動油の圧力をプライマリ油圧室５４に作動油を供給する際の圧力よりも減圧することができる。これにより、オイルポンプ１３２が、プライマリ油圧室５４に供給するために使用するエネルギー、具体的には、作動油を昇圧するために使用するエネルギーを低減することができる。これにより、内燃機関１２で発生させなければならないエネルギーを低減させ、燃費を向上することができる。

図４は、図１に示すベルト式無段変速機の概略構成を拡大して示す概念図である。ここで、切換機構１００は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間、つまり、図４に示すように、弁体１０４が第２油路１０２の途中にある状態で固着してしまい（以下「スティックした状態」ともいう。）、閉じ込み制御モードとしても弁体１０４が動かず、切換機構１００により閉弁できなくなり、さらに、油圧制御モードとしても、弁体１０４がＯＦＦ状態の位置まで戻らず第２油路１０２内に残存してしまうという問題があった。油圧制御モードの際に弁体１０４が第２油路１０２に残存していると、弁体１０４が第２油路１０２を流れる作動油の流れを妨げ、作動油の流れを遅くしてしまう。このように作動油の流れが遅くなると、プライマリ油圧室５４内の油圧を正確に制御することができなくなり、変速比が目標変速比から大きく乖離してしまう。また、切換機構１００がスティックした状態、つまりピストン１０６および／または弁体１０４が第２油路１０２に噛み込んだ状態で、変速した結果を油圧制御手段１４４が学習してしまうと、油圧制御装置１３０とプライマリ油圧室５４との間の作動油のバランスが崩れてしまう。したがって、その後、切換機構１００のスティックした状態が解消されて、切換機構１００の弁体１０４で第２流路１０２の開口１１４を適切に開閉でき、かつＯＦＦ状態の時に弁体１０４を適切な位置に移動できるようになったら、プライマリ油圧室５４に作動油を過剰に供給、排出することになってしまい、目標変速比に対して実際の変速比がオーバーシュートしたり、アンダーシュートしたりする。また、切換機構１００により閉弁ができなくなると、安定走行時でも、オイルポンプ１３２でプライマリ油圧室５４に供給する作動油の量を常に制御する必要が生じるため、内燃機関１２のフリクションを低減できず、燃費を向上させることができなくなる。以下に、切換機構１００がスティックした場合の油圧制御手段１４４の制御について説明する。図５は、油圧制御手段１４４による制御方法の一例を示すフロー図である。

まず、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１０として、変速動作中であるか、つまり、油圧制御装置１３０によりプライマリ油圧室５４の内部の作動油の量を変化させる動作中であるかを判定する。油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１０で、変速動作中である場合はステップＳＴ１２に進み、変速動作中ではない場合は、処理を終了する。変速動作中である場合、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１２として、変速比の変速速度が異常モデル以下であるかを判定する。油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１２で変速比の変速速度が異常モデル以下であると判定したら、ベルト式無段変速機２２は適切に作動していないと判断し、ステップＳＴ１４に進む。また、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１２で変速比の変速速度が異常モデルより大きいと判定したら、ベルト式無段変速機２２は適切に作動していると判断し、処理を終了する。ここで、変速比の検出方法は特に限定されず、例えば、入力回転数センサ１５０で検出した入力回転数Ｎｉｎと、出力回転数センサ１５２で検出した出力回転数Ｎｏｕｔとの比から検出すればよい。

油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１４で、変速異常カウンタを更新し、ステップＳＴ１６に進む。変速異常カウンタとは、油圧制御手段１４４が、変速速度が異常モデル以下と判定した回数を数えるものであり、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１４で、変速異常カウンタのカウント数に１を加える。次に、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１６として、変速異常カウンタのカウント数が規定回数以上であるかを判定する。油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１６で、変速異常カウンタのカウント数が規定回数以上である場合は、変速比の変速が適切に行われていないと判定し、ステップＳＴ１８に進む。また、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１６で、変速異常カウンタのカウント数が規定回数よりも小さい場合は、ステップＳＴ１０に進み、上記処理を繰り返す。

次に、油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１８として、切換機構制御装置１２０に閉じ込み処理実行指令を入力して、ステップＳＴ２０に進む。なお、油圧制御手段１４４は、変速比が定常走行状態であることを確認した後、閉じ込み処理実行指令を入力する。ここで、定常走行状態とは、一定時間内の目標変速比の変化幅が閾値以下の駆動状態をいう。また、閉じ込み処理とは、上述した切換機構１００を閉弁する制御、つまり、切換機構制御装置１２０からピストン動作用油圧室１０８に作動油を供給し、弁体１０４及びピストン１０６を開口１１４側に押し出すようにする制御である。

油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ１８にて、切換機構制御装置１２０に閉じ込み処理実行指令を入力したら、ステップＳＴ２０として、閉じ込み処理が行われているベルト式無段変速機２２の変速比が固定されているかを判定する。ここで、変速比が固定されているか否かは、一定時間内における変速比の変化幅が一定値以下の場合は、変速比が固定されていると判定し、変化幅が一定値以上の場合は、変速比が固定されていないと判定する。油圧制御手段１４４が、ステップＳＴ２０にて、変速比が固定されていると判定したら、切換機構１００は、スティックした状態ではなく、他の原因、例えば、第２油路１０２や、油圧制御装置１３０の油路等に原因があると判断し、処理を終了する。なお、この際、油圧制御手段１４４またはＥＣＵ１４０は、切換機構１００のスティック以外の原因により適切に変速ができてないことをパネルに表示するなどして、ユーザに通知するようにしてもよい。また、油圧制御手段１４４が、ステップＳＴ２０にて、変速比が固定されていないと判定したら、切換機構１００がスティックした状態であると判断し、ステップＳＴ２２に進む。

油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ２２として、変速制御の学習を禁止し、切換機構１００のスティック解除処理、つまり噛み込み解除処理を行い、その後、ステップＳＴ２４に進む。ここで、変速制御の学習を禁止するとは、油圧制御手段１４４の学習機能を停止させることであり、変速制御の学習を禁止している間は、記憶手段１４２に記憶されているプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係は、補正、更新しない。また、切換機構１００のスティック解除処理とは、切換機構１００がスティックした状態から、切換機構１００の弁体１０４で第２流路１０２の開口１１４を適切に開閉でき、かつＯＦＦ状態の時に弁体１０４を適切な位置に移動できるようにする処理である。具体的には、まず、車両が定常走行状態であるかを判定する。油圧制御手段１４４は、定常走行状態であると判定したら、切換機構１００のスティック解除処理を行う。切換機構１００のスティック解除処理は、油圧制御手段１４４から切換機構制御装置１２０に、ピストン動作用油圧室１０８へ最大量の作動油を供給する。例えば、切換機構制御装置１２０にデューティソレノイドを用いる場合は、デューティソレノイドのデューティー比を高くして、通常の閉じ込み処理時よりも多くの作動油を、長い時間、ピストン動作用油圧室１０８に供給し、ピストン１０６および弁体１０４を開口１１４側に押し出す。ここで、本実施形態では、デューティー比を最大として、ピストン動作油圧室１０８に供給する作動油の量を最大量としている。

油圧制御手段１４４は、スティック解除処理を行った後、ステップＳＴ２４として、スティックした状態が解除されているかを判定する。具体的には、切換機構１００によりプライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込めることが可能となっており、かつ、変速比の変速速度が異常モデルよりも大きいかを判定する。ここで、切換機構１００によりプライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込めることが可能となっているかの判定は、油圧制御手段１４４から、切換機構制御装置１２０に閉じ込み処理実行指令を入力し、切換機構制御装置１２０および切換機構１００に閉じ込み処理を実行させた後、変速比を測定し、変速比が固定されている場合は、プライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込めることが可能となっていると判定し、変速比が変化する場合は、プライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込めることができていないと判定する。また、変速比の変速速度が異常モデルよりも大きいか否かの判定は、ステップＳＴ１２と同様に、変速動作中の変速比の変速速度を記憶手段１４２に記憶された異常モデルと比較し、変速比の変速速度が異常モデルよりも大きい場合は、ベルト式無段変速機２２が適切に作動していると判定し、変速比の変速速度が異常モデル以下の場合は、ベルト式無段変速機２２が適切に作動していないと判定する。
油圧制御手段１４４は、切換機構１００によりプライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込めることが可能となっており、かつ、変速比の変速速度が異常モデルよりも大きい場合は、スティックした状態が解除されていると判定し、ステップＳＴ２６に進む。また、油圧制御手段１４４は、切換機構１００によりプライマリ油圧室５４に作動油を閉じ込められていないか、変速比の変速速度が異常モデル以下の場合は、スティックした状態が解除されていないと判定し、ステップＳＴ２２に進む。
油圧制御手段１４４は、ステップＳＴ２６として、変速制御の学習の禁止を取り消し、つまり、記憶手段１４２に記憶されているプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係は、補正、更新可能な状態とし、処理を終了する。

このように、切換機構１００がスティック状態であるか否かを検出し、切換機構１００がスティック状態のときは、記憶手段１４２に記憶されているプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係を、補正、更新しないことで、誤学習することを防止できる。これにより、切換機構１００がスティックした状態が解除された後に、ベルト式無段変速機２２の変速動作を適切に制御することができ、変速比の変速速度を操作者の所望の変化にあわせることができ、ドライバビリティを向上させることができ、変速比が目標変速比に対して、ダウンシフト時にオーバーシュートしたり、アップシフト時にアンダーシュートしたりすることを抑制することができる。また、オーバーシュートやアンダーシュートが発生してしまう場合も、目標値に対して、小さいオーバーシュートやアンダーシュートとすることができる。また、ベルト式無段変速機２２を適切に変速させることができるため、油圧制御装置１３０により調整する作動油の量も少なくすることができるため、燃費を向上させることができる。
また、切換機構１００のスティック解除処理を行うことで、切換機構１００が第２油路１０２を塞いでいる状態を解消することができ、油路を流れる作動油の量を適切な量とすることができる。スティックした状態を解除できることで、変速比を適切に制御することができ、作動油の流通に使用するエネルギーも少なくすることができるため、ドライバビリティや燃費を向上させることができる。
また、切換機構１００のスティック解除処理を行うことで、閉じ込み処理を再び実行することが可能となる。再び閉じ込み処理を行うことが可能となることで、オイルポンプ１３２が使用するエネルギーを低減することができ、燃費を向上させることができる。

また、定常走行状態時に切換機構のスティック解除処理を行うことで、切換機構１００が復帰し、閉弁した状態となり、プライマリ油圧室５４内の作動油が閉じ込められても、車両の他の部分にかかる負担を少なくすることができる。つまり、変速比の変化が少ない状態の時を選択して、復帰処理を行うことで、切換機構１００が閉弁状態となっても、変速比、速度、加速度等を維持するための動作を少なくすることができるため、車両の種々の部分にかかる負担を少なくすることができる。具体的には、ベルト式無段変速機２２の変速動作中に切換機構１００が閉弁状態となると、変速中に変速比が固定されることになり、車両１０にショックを与える懸念があるが、定常走行状態時に復帰動作を行うことで、このようなショックを与える可能性を低減することができる。さらに、定常走行状態時に変速比が固定になっているかを検出することで、切換機構が復帰したか否かを確実に判断することができ、復帰処理のために、切換機構１００および切換機構制御装置１２０で使用するエネルギーを少なくすることができる。

なお、切換機構のスティック解除処理を一定回数繰り返しても、変速比が固定されない場合、つまり、切換機構が閉弁されない場合は、切換機構に動作不良が生じていることを操作者に通知するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ１４０の油圧制御手段１４４において、切換機構１００がスティックした状態と判定したら、その後、記憶手段１４２に記憶されているプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係を補正、更新しないようにしたが、これに限定されない。例えば、切換機構１００がスティックした状態と判定したら、最初に変速比の変速速度が異常モデル以下と判定されたときから切換機構１００がスティックした状態と判定するまでの間に補正、更新したプライマリ油圧室５４の油圧と作動油の流量との関係も消去するようにしてもよい。つまり、最初に変速比の変速速度が異常モデル以下と判定された時以降に行われた記憶手段１４２の補正、更新はなかったものとするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、切換機構として、ピストンにより移動される弁体で開口を塞ぐことにより、プライマリ油圧室内の作動油を閉じ込める機構を用いたが、これに限定されず、プライマリ油圧室内に作動油を閉じ込める機構であれば種々の機構を用いることができる。例えば、板状部材で油路を塞ぐようにしてもよい。また、切換機構を、プライマリプーリ軸と同軸上に設けてもよい。また、本実施形態では、プライマリ油圧室に作動油を供給する油路とプライマリ油圧室から作動油を排出する油路とを同一の油路としたが、供給する油路と、排出する油路とを別々の油路としてもよい。このように、別々の油路とした場合は、切換機構として、それぞれの油路に逆止弁を用い、排出側の油路に閉じ込み動作が可能な機構を設ければよい。

以上のように、本発明にかかるベルト式無段変速機は、作動油供給排出弁を閉弁することで挟圧力発生油圧室内に作動油を保持するベルト式無段変速機に有用であり、特に、変速の応答性あるいは変速比の制御性の少なくともいずれか一方を向上するのに適している。

本実施形態に係るベルト式無段変速機を備えた車両の動力伝達部分における全体の構成を示す概念図である。 図１に示すベルト式無段変速機の概略構成を拡大して示す概念図である。 図１に示すベルト式無段変速機の概略構成を拡大して示す概念図である。 油圧制御装置の概略構成を模式的に示す概念図である。 図１に示すベルト式無段変速機の概略構成を拡大して示す概念図である。 油圧制御手段による制御方法の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 車両
２２ ベルト式無段変速機
５０ プライマリプーリ
５２ プライマリ固定シーブ
５３ プライマリ可動シーブ
６０ セカンダリプーリ
１００ 切換機構
１４０ ＥＣＵ
１４２ 記憶手段
１４４ 油圧制御手段

Claims (4)

1. 固定シーブ及び固定シーブに対して移動する可動シーブを備え、固定シーブと可動シーブとの間隔を調節できる２つのプーリと、該２つのプーリの間に掛けられ、一方のプーリの回転を他方のプーリに伝達するベルトとを有し、２つのプーリの径を相対的に変化させて変速比を変化させるベルト式無段変速機であって、
   動力発生手段と連結され、前記動力発生手段とともに回転するプーリ軸と、
   前記プーリ軸に連結された固定シーブと、
   前記プーリ軸の前記固定シーブに対向する位置に連結されて、前記プーリ軸の軸方向に移動可能な可動シーブと、
   前記プーリ軸に設けられ、内部に注入された作動油により前記可動シーブに前記プーリ軸の軸方向の力を付与する油圧室と、
   前記油圧室と連通され、前記油圧室に前記作動油を供給し、かつ、前記油圧室から前記作動油を排出する作動油供給排出手段と、
   前記油圧室と前記作動油供給排出手段との間の前記作動油の流路に配置され、前記作動油供給排出手段と前記油圧室との間で前記作動油の流通が可能な状態と、流通が禁止された状態とを切り替える切換機構と、
   前記油圧室と前記作動油供給排出手段との間で流通する作動油の流量と、前記油圧室の圧力との関係、および、条件毎の変速比の変化速度の異常モデルを記憶する記憶手段と、
   入力された変速比となるように、前記作動油供給排出手段及び前記切換機構の動作を制御して前記油圧室内の量を調整し、前記可動シーブを前記軸方向に沿って移動させ、さらに、移動時の前記油圧室の圧力を測定し、測定した油圧室の圧力と入力された油圧室の圧力とを比較し、比較結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新する油圧制御手段とを有し、
   前記油圧制御手段は、変速比の変化速度が前記異常モデル以下で、かつ、前記切換機構により前記作動油供給排出手段と前記油圧室との間の前記作動油の流通を禁止させても変速比が一定にならない場合は、前記記憶手段に記憶されている前記作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新しないことを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 前記油圧制御手段は、前記切換機構により前記作動油供給排出手段と前記油圧室との間の前記作動油の流通を禁止させても前記変速比が一定にならない場合は、前記切換機構が固着していると判定し、前記切換機構の固着を解消する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機。
3. 前記油圧制御手段は、前記切換機構の固着が解消されたことを検出した後は、前記記憶手段に記憶されている前記作動油の流量と前記油圧室の油圧との関係を更新することを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機。
4. 前記油圧制御手段は、前記油圧室が定常状態の場合に前記切換機構の固着を解消する処置を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のベルト式無段変速機。

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