以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る車両10は、駆動源としてのエンジン11と、変速装置20と、油圧制御装置30と、デファレンシャル機構40と、ドライブシャフト43と、駆動輪45と、ECU(Electronic Control Unit)100と、を備えている。本実施の形態では、無段変速機の制御装置は、ECU100を含んで構成されるとともに、後述する無段変速機70を含んで構成される変速装置20を制御するようになっている。
エンジン11は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料と空気との混合気を、図示しないシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の内燃機関である動力装置により構成されている。エンジン11は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復移動させ、ピストンに連結されたクランクシャフト15を回転させるようになっている。エンジン11に用いられる燃料は、ガソリンや軽油等に限られず、エタノール等のアルコールを含むアルコール燃料であってもよい。クランクシャフト15は、変速装置20に連結されるとともに、エンジン11で発生された動力を変速装置20に伝達するようになっている。
油圧制御装置30は、変速装置20に作動油としてのオイルを供給するとともに、供給するオイルの油圧を調整することにより、変速装置20を制御するようになっている。油圧制御装置30は、ECU100によって制御される複数のソレノイド弁等により、油圧回路の切り替えおよび油圧の制御をするようになっている。
ドライブシャフト43は、左ドライブシャフト43Lおよび右ドライブシャフト43Rを有している。駆動輪45は、左駆動輪45Lおよび右駆動輪45Rを有している。デファレンシャル機構40は、変速装置20から伝達された動力を、左ドライブシャフト43Lを回転させることによって左駆動輪45Lに伝達するとともに、右ドライブシャフト43Rを回転させることによって右駆動輪45Rに伝達するようになっている。これにより、デファレンシャル機構40は、カーブ等を走行する場合に、左駆動輪45Lと右駆動輪45Rとの回転数の差を吸収するようになっている。
駆動輪45は、ドライブシャフト43に取り付けられた金属製のホイールと、ホイールの外周に取り付けられた樹脂製のタイヤとを備えている。駆動輪45は、ドライブシャフト43によって伝達された動力により回転し、タイヤと路面との摩擦作用によって、車両10を走行させるようになっている。
ECU100は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)と、固定されたデータの記憶を行うROM(Read Only Memory)と、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)と、入力インターフェースと、出力インターフェース(いずれも図示しない)と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)と、通信手段と、を備えている。このECU100は、車両10の全体の制御を統括するための車両用電子制御装置となっている。
例えば、ROMには、本実施の形態に係る無段変速機の制御プログラムやマップ等が記憶され、記憶装置として機能するようになっている。CPUは、このROMに記憶された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ようになっている。また、本実施の形態では、無段変速機の制御プログラムは、ECU100によって予め決められた時間間隔(例えば、10ms)ごとに実行されるようになっている。
ROMに記憶されたマップとしては、後述するプライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinと、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78のベルト挟圧Pdと、無段変速機70の変速比γと、無段変速機70への推定入力トルクTinとの関係を示すマップがある。また、ROMに記憶されたマップとしては、目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる要求トルクおよび要求エンジン回転数を求める最適燃費線を表すマップがある。
ROMには、ガレージ制御において前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの勾配が所定の油圧勾配として記憶されている。また、ROMには、走行中にフェール状態での変速比γによらず、前進クラッチ64を直圧で係合可能な上限車速が、所定速度V1として予め設定されて記憶されている。また、ROMには、CVT70の変速比γが停車前に最Lowになる下限速度が、所定速度V2として予め設定されて記憶されている。また、ROMには、シーブ圧切替弁660を通常状態にすることで停車までに確実に変速比γを最Lowにできる下限車速が、下限車速V3として予め設定されて記憶されている。
また、RAMは、CPUによる演算結果や、後述する各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。また、不揮発性のメモリにより構成されたEEPROMやバックアップメモリ等によって、例えば、エンジン11の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。
CPU、RAM、ROM、入力インターフェース、出力インターフェースは、バスを介して互いに接続されている。入力インターフェースには、各種センサが接続されていて、これらセンサが検出した信号が入力されるようになっている。出力インターフェースには、例えば、油圧制御回路31(図3参照)を構成するソレノイド弁等が接続されている。ECU100は、各種センサからの信号を入力インターフェースから入力し、必要に応じてRAMやROMを参照してCPUにより演算を行い、出力インターフェースから出力することにより、本実施の形態に係る各種制御を実行するようになっている。
車両10は、クランクセンサ81と、シフトセンサ82と、駆動軸回転数センサ83と、アクセル開度センサ84と、を備えている。
クランクセンサ81は、クランクシャフト15のクランク位置やクランク角度を検知して、エンジン回転数を検出できるクランクポジションセンサにより構成されている。クランクセンサ81は、クランクシャフト15の回転数を検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。ECU100は、クランクセンサ81によって入力された検出信号が表すクランクシャフト15の回転数を、エンジン回転数Neとして取得する。
シフトセンサ82は、シフトレバー21が、パーキング(P)、リバース(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)、ロー(L)、マニュアル(M)等の各種シフトポジションのうちのどのシフトポジションにあるのかを検出するシフトポジションセンサにより構成されている。そして、シフトセンサ82は、シフトレバー21のシフトポジションを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。
駆動軸回転数センサ83は、左ドライブシャフト43Lの回転数を検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。ECU100は、駆動軸回転数センサ83によって入力された左ドライブシャフト43Lの回転数を表す検出信号に基づいて、車両10の走行速度を算出するようになっている。本実施の形態では、駆動軸回転数センサ83は、左ドライブシャフト43Lの回転数を検出するようにしているが、これには限られず、右ドライブシャフト43Rの回転数を検出するようにしてもよい。
アクセル開度センサ84は、運転者の踏み込みにより操作されるアクセルペダル19の近傍に配置され、アクセルペダル19の開度(以下、アクセル開度Accともいう)を検出するようになっている。アクセル開度センサ84は、アクセルペダル19の踏込み量に対してリニアな関係の出力電圧を得られるリニアタイプのアクセルポジションセンサにより構成されている。アクセル開度センサ84は、アクセル開度Accを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。ECU100は、アクセル開度センサ84によって入力された検出信号が表すアクセル開度Accを、エンジン11の出力として取得する。
次に、変速装置20の構成について、図2に基づいて説明する。
変速装置20は、流体伝動機構としてのトルクコンバータ50と、CVT70と、減速歯車機構80とを備えている。エンジン11から出力された動力は、トルクコンバータ50→CVT70→減速歯車機構80という動力伝達経路を介してデファレンシャル機構40に伝達され、左駆動輪45Lおよび右駆動輪45Rに分配されるようになっている。
トルクコンバータ50は、ポンプインペラ51pと、タービンランナ51tと、ステータ51sと、フロントカバー52と、ロックアップクラッチ53とを備えている。トルクコンバータ50は、エンジン11とCVT70との間に設けられている。
ポンプインペラ51pは、フロントカバー52を介してクランクシャフト15に連結されている。タービンランナ51tは、タービンシャフト54を介して前後進切り替え機60に連結されている。ステータ51sは、一方向クラッチを介して非回転部材に回転可能に支持されている。
ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとは、対向して設けられている。ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとの対向部には、それぞれ多数のブレードが備えられるとともに、オイルが充填されている。これにより、ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとの間では、オイルを介して動力伝達が行われるようになっている。
タービンランナ51tには、ロックアップクラッチ53が設けられている。ロックアップクラッチ53は、タービンシャフト54と一体回転するように取り付けられるとともに、タービンシャフト54の軸方向に移動可能なように構成されている。また、ロックアップクラッチ53とフロントカバー52との間には、解放側油室55が形成されている。解放側油室55には、解放側油路56が連通している。ロックアップクラッチ53とタービンランナ51tとの間には、係合側油室57が形成されている。係合側油室57には、係合側油路58およびドレン油路59が連通している。
ロックアップクラッチ53は、係合側油室57内の係合側油圧Ponと解放側油室55内の解放側油圧Poffとのロックアップ差圧ΔP(=Pon−Poff)により、軸方向に移動してフロントカバー52に対して係合状態および解放状態に切り替わるようになっている。ロックアップクラッチ53は、ポンプインペラ51pおよびタービンランナ51tを一体的に連結して相互に一体回転させることにより、燃費向上を図るようになっている。
CVT70は、入力軸70aと、前後進切り替え機60と、駆動側プーリとしてのプライマリプーリ72と、被駆動側プーリとしてのセカンダリプーリ77と、ベルト75と、出力軸としてのセカンダリシャフト79と、を有している。
前後進切り替え機60は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されている。前後進切り替え機60は、サンギヤ61と、キャリヤ62と、リングギヤ63と、発進クラッチとしての前進クラッチ64と、後進ブレーキ66とを備えている。
入力軸70aは、トルクコンバータ50のタービンシャフト54に同軸で連結されている。サンギヤ61は、入力軸70aを回転軸として回転するようになっている。キャリヤ62は、サンギヤ61とリングギヤ63との間に設けられる第1のピニオンギヤ67および第2のピニオンギヤ68の各回転軸に回転可能に連結されるとともに、CVT70のプライマリシャフト71に連結されている。
前進クラッチ64は、キャリヤ62とサンギヤ61との間に設けられている。前進クラッチ64は、入力軸70aとセカンダリシャフト79との間を係合する係合状態と、入力軸70aとセカンダリシャフト79との間を解放する解放状態との間で伝達状態を切り替えるようになっている。後進ブレーキ66は、リングギヤ63とハウジング65との間に設けられるとともに、油圧により係合状態と解放状態とに切り替わるようになっている。
前後進切り替え機60は、前進クラッチ64が係合状態であるとともに後進ブレーキ66が解放状態であると、サンギヤ61と、キャリヤ62と、リングギヤ63とが一体回転させられてタービンシャフト54がプライマリシャフト71に直結されるようになっている。これにより、前進方向の駆動力が、タービンシャフト54からプライマリシャフト71に伝達され、最終的には駆動輪45にまで伝達されるようになっている。
また、前後進切り替え機60は、前進クラッチ64が解放状態であるとともに後進ブレーキ66が係合状態であると、リングギヤ63は固定される。このため、タービンシャフト54と一体回転するサンギヤ61の回転方向に対して、第1のピニオンギヤ67および第2のピニオンギヤ68を介してキャリヤ62は反対方向に回転するようになっている。よって、キャリヤ62と連結したプライマリシャフト71はタービンシャフト54に対して逆回転させられるため、後進方向の駆動力が駆動輪45に伝達される。
ベルト75は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のそれぞれに形成されたV溝に巻き掛けられている。CVT70は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のV溝の内壁部とベルト75との間の摩擦力を利用して動力を伝達するようになっている。
本実施の形態では、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77からのベルト75への挟圧力を制御する手段として、各プーリ72,77に供給される油の油圧を制御する構成としている。
プライマリプーリ72は、可動シーブ72aと、固定シーブ72bと、入力側油圧シリンダ73とを備えている。可動シーブ72aは、プライマリシャフト71に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動可能に設けられている。固定シーブ72bは、プライマリシャフト71に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動できないように設けられている。入力側油圧シリンダ73は、プライマリシーブ圧Pinにより可動シーブ72aを軸方向に移動するようになっている。
プライマリプーリ72は、入力側油圧シリンダ73により可動シーブ72aを軸方向に移動することにより、固定シーブ72bとの間のV溝幅を変更可能になっている。プライマリプーリ72は、V溝幅を変更することにより、有効径、すなわちベルト75の有効巻き掛け径を変更するようになっている。
セカンダリプーリ77は、可動シーブ77aと、固定シーブ77bと、出力側油圧シリンダ78とを備えている。可動シーブ77aは、セカンダリシャフト79に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動可能に設けられている。固定シーブ77bは、セカンダリシャフト79に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動できないように設けられている。出力側油圧シリンダ78は、ベルト挟圧Pdにより可動シーブ77aを軸方向に移動するようになっている。
セカンダリプーリ77は、出力側油圧シリンダ78により可動シーブ77aを軸方向に移動することにより、固定シーブ77bとの間のV溝幅を変更可能になっている。セカンダリプーリ77は、V溝幅を変更することにより、有効径、すなわちベルト75の有効巻き掛け径を変更するようになっている。
そして、油圧制御装置30から入力側油圧シリンダ73および出力側油圧シリンダ78に供給されるオイルの油圧により、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のV溝幅が変化して、ベルト75の有効巻き掛け径が変更されるようになっている。CVT70は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77の軸方向に与えられる推力の制御により、変速比を無段階に変化させることができる。
本実施の形態のCVT70では、入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinが油圧制御回路31によって制御されることにより、プライマリプーリ72のV溝幅が変化してベルト75の有効巻き掛け径が変更される。これにより、ECU100は、CVT70の変速比γ(=プライマリシャフト71の回転数Nin/セカンダリシャフト79の回転数Nout)を連続的に変化させることができる。
また、本実施の形態のCVT70では、出力側油圧シリンダ78のベルト挟圧Pdが油圧制御回路31によって制御されることにより、ベルト75が滑りを生じないようにセカンダリプーリ77からのベルト挟圧力が制御される。
CVT70は、運転者の要求に応じてシフトレンジを切り替え可能になっている。CVT70は、シフトレンジとして、P(パーキング)レンジ、N(ニュートラル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、R(リバース)レンジ、M(マニュアル)レンジ(シーケンシャルシフトレンジ)等を備えている。
変速装置20は、入力軸回転数センサ85と、出力軸回転数センサ86と、タービントルクセンサ87とを備えている。入力軸回転数センサ85は、プライマリシャフト71の回転数Ninを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。出力軸回転数センサ86は、セカンダリシャフト79の回転数Noutを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。タービントルクセンサ87は、タービンシャフト54のトルクを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。
次に、油圧制御装置30が有する油圧制御回路31の構成について、図3に基づいて説明する。
図3に示すように、油圧制御回路31は、オイル供給部200と、ライン圧調圧部300と、ロックアップクラッチ制御部400と、前進クラッチ制御部500と、シーブ圧制御部600とを備えている。これらはいずれもECU100により制御されるようになっている。
オイル供給部200は、図示しないオイルポンプによりオイルを供給するようになっている。ライン圧調圧部300は、オイル供給部200から供給されるオイルの油圧をライン圧PLに調圧するようになっている。また、ライン圧調圧部300は、ロックアップクラッチ制御部400にセカンダリ圧Psecおよび信号圧Psluを供給するとともに、前進クラッチ制御部500に信号圧Psluを供給するようになっている。
ロックアップクラッチ制御部400は、ライン圧調圧部300からのセカンダリ圧Psecおよび信号圧Psluに応じて、ロックアップクラッチ53にロックアップ差圧ΔPを供給するようになっている。
図4に示すように、前進クラッチ制御部500は、ガレージ切替弁510と、発進クラッチ圧調圧弁520とを備えている。ガレージ切替弁510は、後述するシーブ圧切替弁660により構成されている。ガレージ切替弁510は、入力ポート511と、入力ポート512と、出力ポート513とを有している。入力ポート511はライン圧調圧部300に連通されている。入力ポート512は、発進クラッチ圧調圧弁520に連通されている。出力ポート513は、前進クラッチ64に連通されている。
ガレージ切替弁510は、図示しないスプール弁の軸方向移動によって、入力ポート511が出力ポート513に連通する通常状態と、入力ポート512が出力ポート513に連通するフェール状態とに切り替え可能になっている。よって、前進クラッチ64は、ガレージ切替弁510が通常状態である場合は、ライン圧調圧部300から供給される信号圧Psluにより制御されるようになっている。また、前進クラッチ64は、ガレージ切替弁510がフェール状態である場合は、発進クラッチ圧調圧弁520から供給される制御圧P4により制御されるようになっている。よって、前進クラッチ制御部500は、ライン圧調圧部300からの信号圧Psluまたは発進クラッチ圧調圧弁520からの制御圧P4に応じて、前進クラッチ64に発進クラッチ圧としての前進クラッチ圧Pcを供給するようになっている。
発進クラッチ圧調圧弁520は例えばリニアソレノイド弁からなり、図示しない油路を介してオイルが供給されるようになっている。発進クラッチ圧調圧弁520は、供給されたオイルの油圧を制御圧P4に調圧し、ガレージ切替弁510の入力ポート512に供給するようになっている。
シーブ圧制御部600は、ライン圧モジュレータ弁610と、プライマリシーブ圧調圧弁620と、変速ソレノイド弁630と、セカンダリシーブ圧調圧弁640と、ベルト挟圧ソレノイド弁650と、シーブ圧切替弁660と、オンオフソレノイド弁670と、を備えている。プライマリシーブ圧調圧弁620およびセカンダリシーブ圧調圧弁640は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77の少なくともいずれか一方にシーブ圧を供給してベルト挟圧力を変更するようになっている。
また、プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630は、本発明のプライマリシーブ圧供給手段を構成している。さらに、セカンダリシーブ圧調圧弁640およびベルト挟圧ソレノイド弁650は、本発明のセカンダリシーブ圧供給手段を構成している。プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630は、プライマリシーブ圧を生成するようになっている。セカンダリシーブ圧調圧弁640およびベルト挟圧ソレノイド弁650は、セカンダリプーリ77にセカンダリシーブ圧、すなわちベルト挟圧Pdを供給するようになっている。プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630の少なくとも一方がフェールした場合には、CVT70でのダウンシフトフェールが発生する。
ライン圧モジュレータ弁610は、入力ポート611と、出力ポート612とを有している。入力ポート611はオイル供給部200に連通されている。ライン圧調圧部300により調圧されたライン圧PLは、ライン圧モジュレータ弁610に供給されて、ライン圧モジュレータ弁610によりECU100からの指示に従って調整されるようになっている。
プライマリシーブ圧調圧弁620は、ノーマリオープン型の信号作動弁からなり、入力ポート621と、出力ポート622と、信号圧ポート623とを有している。入力ポート621は、ライン圧モジュレータ弁610の出力ポート612に連通されている。信号圧ポート623は、変速ソレノイド弁630に連通されている。プライマリシーブ圧調圧弁620は、ライン圧モジュレータ弁610から入力ポート621に流入されたオイルを変速ソレノイド弁630からの信号圧P1に従って調圧し、出力ポート622から流出するようになっている。
ECU100は、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinを、ベルト挟圧Pdと、変速比γと、アクセル開度Accと、プライマリシーブ圧Pinとの関係を示すマップに基づいて算出するようになっている。
プライマリシーブ圧調圧弁620は、変速ソレノイド弁630からオイルが供給されないオフ状態では、入力ポート621を全開にするとともに、出力ポート622から流出されるオイルの油圧を入力ポート621から流入されるオイルの油圧に従って一定にするようになっている。
一方、プライマリシーブ圧調圧弁620は、変速ソレノイド弁630から信号圧P4が供給されるオン状態では、図示しないスプール弁の移動によって、入力ポート621を適宜な開度で塞ぐようになっている。プライマリシーブ圧調圧弁620は、入力ポート621の開度に応じて、出力ポート622から流出するオイルのプライマリシーブ圧Pinを変化させるようになっている。
変速ソレノイド弁630は、図示しない油路により供給されたオイルを調圧して信号圧P1として出力するようになっている。変速ソレノイド弁630は、例えばデューティソレノイド弁からなり、ECU100によって電流が印加されることで、信号圧ポート623に供給されるオイルの信号圧P1が制御されるようになっている。ECU100は、変速ソレノイド弁630からプライマリシーブ圧調圧弁620に供給する信号圧P1を制御することにより、プライマリシーブ圧調圧弁620から出力されるプライマリシーブ圧Pinを調整するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ノーマリオープン型の信号作動弁からなり、入力ポート641と、出力ポート642と、信号圧ポート643とを有している。入力ポート641は、ライン圧モジュレータ弁610の出力ポート612に連通されている。出力ポート642は、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78に連通されている。信号圧ポート643は、ベルト挟圧ソレノイド弁650に連通されている。セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ライン圧モジュレータ弁610から入力ポート641に流入されたオイルをベルト挟圧ソレノイド弁650からの信号圧P2に従って調圧し、出力ポート642から流出するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ベルト挟圧ソレノイド弁650からオイルが供給されないオフ状態では、入力ポート641を全開にするとともに、出力ポート642から流出されるオイルの油圧を入力ポート641から流入されるオイルの油圧に従って一定にするようになっている。
一方、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ベルト挟圧ソレノイド弁650から信号圧P2が供給されるオン状態では、図示しないスプール弁の移動によって、入力ポート641を適宜な開度で塞ぐようになっている。セカンダリシーブ圧調圧弁640は、入力ポート641の開度に応じて、出力ポート642から流出するオイルのベルト挟圧Pdを変化させるようになっている。
ベルト挟圧ソレノイド弁650は、図示しない油路により供給されたオイルを調圧して信号圧P2として出力するようになっている。ベルト挟圧ソレノイド弁650は、例えばリニアソレノイド弁からなり、ECU100によって電流が印加されることで、信号圧ポート643に供給されるオイルの信号圧P2が制御されるようになっている。ECU100は、ベルト挟圧ソレノイド弁650からセカンダリシーブ圧調圧弁640に供給する信号圧P2を制御することにより、セカンダリシーブ圧調圧弁640から出力されるベルト挟圧Pdを調整するようになっている。
シーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧調圧弁620から流出されたオイルと、セカンダリシーブ圧調圧弁640から流出されたオイルとを、プライマリプーリ72に流入させる中継装置として機能する。シーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧調圧弁620から供給されたオイルと、セカンダリシーブ圧調圧弁640から供給されたオイルとのいずれかを切り替えて、プライマリプーリ72に供給するようになっている。
シーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧調圧弁620の入力ポート661と、セカンダリシーブ圧調圧弁640の入力ポート662と、出力ポート663と、信号圧ポート664とを有している。入力ポート661は、プライマリシーブ圧調圧弁620の出力ポート622に連通されている。入力ポート662は、セカンダリシーブ圧調圧弁640の出力ポート642に連通されている。出力ポート663は、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に連通されている。信号圧ポート664は、オンオフソレノイド弁670に連通されている。
入力ポート661および入力ポート662は、いずれか一方が出力ポート663と切り替え可能に連通するようになっている。シーブ圧切替弁660は、図示しないスプール弁の軸方向移動によって、入力ポート661が出力ポート663に連通する通常状態と、入力ポート662が出力ポート663に連通するフェール状態とに切り替え可能になっている。すなわち、シーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧Pinをプライマリプーリ72に供給する通常状態と、ベルト挟圧Pdをセカンダリプーリに供給するフェール状態の少なくとも2つの状態のいずれかに切り替え可能になっている。
ここで、シーブ圧切替弁660とガレージ切替弁510とは同一の切替弁となっている。このため、シーブ圧切替弁660が通常状態に切り替えられたときは、ガレージ切替弁510もまた通常状態になるとともに、シーブ圧切替弁660がフェール状態に切り替えられたときは、ガレージ切替弁510もまたフェール状態になるようになっている。
シーブ圧切替弁660を通常状態にする時は、ECU100は、オンオフソレノイド弁670からの信号圧P3を信号圧ポート664に供給させないことにより、入力ポート661は出力ポート663に連通するようになっている。一方、シーブ圧切替弁660をフェール状態にする時は、ECU100は、オンオフソレノイド弁670からの信号圧P3を信号圧ポート664に供給させることにより、入力ポート662は出力ポート663に連通するようになっている。
オンオフソレノイド弁670には、図示しない油路を介してオイルが供給されるようになっている。オンオフソレノイド弁670は、供給されたオイルの油圧をシーブ圧切替弁660の入力ポート661および入力ポート662の出力ポート663への連通状態を決定する信号圧P6に制御し、シーブ圧切替弁660に供給するようになっている。
よって、プライマリシーブ圧調圧弁620は、CVT70の通常時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、シーブ圧切替弁660の入力ポート661からシーブ圧切替弁660の出力ポート663への経路を経て、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に供給するようになっている。すなわち、プライマリシーブ圧調圧弁620は、CVT70の通常時には、プライマリプーリ72の可動シーブ72aの入力側油圧シリンダ73の油圧室に供給されるプライマリシーブ圧Pinを制御するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630の少なくとも一方のフェール時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、シーブ圧切替弁660の入力ポート662からシーブ圧切替弁660の出力ポート663への経路を経て、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に供給するようになっている。すなわち、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、CVT70のフェール時には、プライマリプーリ72の可動シーブ72aの入力側油圧シリンダ73の油圧室に供給されるプライマリシーブ圧Pinを制御するようになっている。
また、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、CVT70の通常時およびフェール時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78に供給するようになっている。すなわち、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、セカンダリプーリ77の可動シーブ77aの出力側油圧シリンダ78の油圧室に供給されるセカンダリシーブ圧、すなわちベルト挟圧Pdを制御するようになっている。
本実施の形態の無段変速機の制御装置は、CVT70と、油圧制御回路31と、を備え、車両10の停止時に、前進クラッチ圧Pcを所定の油圧勾配で制御して前進クラッチ64を解放状態から係合状態に切り替えるガレージ制御を実行可能になっている。本明細書では、走行中にガレージ制御をする場合を特に走行中ガレージ制御と呼ぶ。ガレージ制御については、公知または新規のガレージ制御と同様であるので詳細な説明は省略する。
また、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、プライマリシーブ圧調圧弁620または変速ソレノイド弁630の少なくとも一方がフェールした場合に、シーブ圧切替弁660をフェール状態に切り替えるとともに、前進クラッチ圧Pcを制御して前進クラッチ64を解放状態に切り替えるようになっている。この場合、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、車速Vが前進クラッチ64を係合可能な速度にまで下がったら、前進クラッチ圧Pcを制御して前進クラッチ64を係合状態に切り替えるようになっている。さらに、この場合、前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの油圧勾配は、ガレージ制御における所定の油圧勾配よりも高いようになっている。
次に、動作について説明する。
ECU100は、以下の無段変速機の制御プログラムの処理を、予め決められた例えば10msごとの時間間隔で実行するようになっている。図5に示すように、ECU100は、車両10の走行中に、CVT70においてダウンシフトフェールが発生したか否かを判断する(ステップS1)。CVT70においてダウンシフトフェールが発生したか否かは、設定した変速比γと実際の変速比γとが乖離するとともに、実際の変速比γが最Low側に変化していることに基づいて、ECU100により判断される。ECU100が、CVT70においてダウンシフトフェールが発生していないと判断した場合は(ステップS1;NO)、ECU100はメインルーチンに処理を戻す。
ECU100が、CVT70においてダウンシフトフェールが発生したと判断した場合は(ステップS1;YES)、ECU100は、シーブ圧切替弁660をフェール状態に切り替える(ステップS2)。これにより、ECU100は、プライマリプーリ72への供給圧をプライマリシーブ圧Pinからベルト挟圧Pdに切り替えるとともに、前進クラッチ64への供給圧を信号圧Psluから制御圧P4に切り替える。
ECU100は、発進クラッチ圧調圧弁520を制御して、前進クラッチ64を解放状態に切り替える(ステップS3)。これにより、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77の両方にベルト挟圧Pdが供給される。よって、変速比γは油圧シリンダ73,78の受圧面積差によって決まる所定の値、例えば1になる。そして、車両10は惰性走行をしながら徐々に減速する(ステップS4)。
ECU100は、車速Vが所定速度V1以下になったか否かを判断する(ステップS5)。ここでの所定速度V1は、予め設定した前進クラッチ64を係合可能な速度としている。この所定速度V1としては、例えば時速25km程度に設定することができる。ただし、所定速度が時速25kmに限られないことは勿論である。
ECU100が、車速Vは所定速度V1以下ではないと判断した場合は(ステップS5;NO)、惰性走行による減速が維持される(ステップS4)。ECU100が、車速Vは所定速度V1以下であると判断した場合は(ステップS5;YES)、ECU100は、発進クラッチ圧調圧弁520を制御して、その直圧により前進クラッチ64を係合状態に切り替える(ステップS6)。このとき、前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの油圧勾配は、ガレージ制御における所定の油圧勾配よりも高いようになっている。これにより、車両10は、エンジン11により加速制御可能になる。よって、ECU100は、車両10の退避走行での加速を確保して自由度を高めることができる。
そして、ECU100は、車速Vが所定速度V2より低下してからシーブ圧切替弁660を通常状態に切り替える(ステップS7)。ここでの所定速度V2は、CVT70の変速比γが停車前に最Lowになるように予め設定した速度としている。これにより、ECU100は、プライマリプーリ72への供給圧をベルト挟圧Pdからプライマリシーブ圧Pinに切り替えるとともに、前進クラッチ64への供給圧を制御圧P4から信号圧Psluに切り替える。
ここで、プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630の少なくとも一方はフェールを発生しているので、プライマリシーブ圧Pinは例えば供給されない。このため、CVT70においては、プライマリプーリ72は制御されず、セカンダリプーリ77のみが制御されるので、セカンダリプーリ77でのV溝の幅が狭まり、変速比γは最Low側に変化する。そして、車両の停止前に変速比γが最Lowになる(ステップS8)。変速比γが最Lowになってから、車速Vが0になって車両10が停止する(ステップS9)。よって、次回発進時におけるCVTの変速比を最Lowにすることができる。
次に、走行中の車両10においてCVT70にダウンシフトフェールが発生した際の動作を、図6に示すタイムチャートに沿って説明する。
車両10が走行中にT0においてCVT70にダウンシフトフェールが発生する。これにより、プライマリシーブ圧調圧弁620および変速ソレノイド弁630の少なくとも一方はフェールを発生しているので、プライマリシーブ圧Pinは例えば供給されない。CVT70においては、プライマリプーリ72は制御されず、セカンダリプーリ77のみが制御されるので、セカンダリプーリ77でのV溝の幅が狭まり、変速比γは最Low側に変化する。これに伴い、車速Vが減速される。
ECU100は、T1において、設定した変速比γと実際の変速比γとが乖離するとともに、実際の変速比γが最Low側に変化していることに基づいて、CVT70においてダウンシフトフェールが発生したと判断する。そして、ECU100は、シーブ圧切替弁660を通常状態からフェール状態に切り替える。これにより、ECU100は、プライマリプーリ72への供給圧をプライマリシーブ圧Pinからベルト挟圧Pdに切り替えるとともに、前進クラッチ64への供給圧を信号圧Psluから制御圧P4に切り替える。
これにより、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77の両方にベルト挟圧Pdが供給される。よって、変速比γは油圧シリンダ73,78の受圧面積差によって決まる所定の値、例えば1になる。さらに、ECU100は、発進クラッチ圧調圧弁520を制御して、前進クラッチ64を解放状態に切り替える。
T2において車速Vが所定速度V1にまで下がると、ECU100は、発進クラッチ圧調圧弁520を制御して、その直圧により前進クラッチ64を係合状態に切り替える。これにより、車両10は、エンジン11により加速制御可能になる。よって、ECU100は、車両10の退避走行での加速を確保して自由度を高めることができる。
また、前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの油圧勾配は、ガレージ制御における所定の油圧勾配よりも高いようになっている。このため、前進クラッチ64を迅速に係合状態に切り替えることができるので、シーブ圧切替弁660をフェール状態から通常状態に切り替えるタイミングをより早期にすることができる。よって、変速比γが最Lowになるための時間を長く確保できることから、変速比を最Lowにするための精度を向上することができる。
T3において車速Vが所定速度V2にまで下がると、ECU100は、シーブ圧切替弁660を通常状態に切り替える。これにより、ECU100は、プライマリプーリ72への供給圧をベルト挟圧Pdからプライマリシーブ圧Pinに切り替えるとともに、前進クラッチ64への供給圧を制御圧P4から信号圧Psluに切り替える。これにより、変速比γは最Low側に変化する。そして、車両の停止前であるT4において変速比γが最Lowになる。変速比γが最Lowになってから、T5において車速Vが0になって車両10が停止する。よって、次回発進時におけるCVTの変速比を最Lowにすることができる。
以上のように、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、ECU100は、車速Vが前進クラッチ64を係合可能な速度にまで下がったら、前進クラッチ圧Pcを制御して前進クラッチ64を係合状態に切り替えるので、従来に比べて早期にエンジン11からの動力を利用できるようになる。これにより、車両10の退避走行の制限が従来より減少される。
また、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの油圧勾配は、ガレージ制御における所定の油圧勾配よりも高いので、前進クラッチ64を迅速に係合状態に切り替えることができる。このため、シーブ圧切替弁660をフェール状態から通常状態に切り替えるタイミングをより早期にすることができるので、CVT70の変速比γが最Lowになるための時間を長く確保できることから、変速比を最Lowにするための精度を向上することができる。
また、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、シーブ圧切替弁660およびガレージ切替弁510を共通のバルブにより構成して、シーブ圧切替弁660は、フェール状態において発進クラッチ圧調圧弁520と前進クラッチ64とを連通するようになっている。これにより、部品の共用化により部品点数を増大させることがなく、しかもECU100での制御を簡易化することができる。
上述した本実施の形態の無段変速機の制御装置においては、ECU100は、車速Vが所定速度V1にまで減速したときに、図5に示すステップS6において前進クラッチ64を発進クラッチ圧調圧弁520の直圧により制御している。しかしながら、本発明に係る無段変速機の制御装置においては、これに限られず、例えば、図7に示すような制御も可能である。
図7に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートのステップS6の変更例となっている。したがって、ステップS1〜ステップS5と、ステップS7〜ステップS9については同様であるので説明を省略する。
図7に示すように、ECU100が、車速Vは所定速度V1以下であると判断した場合は、ECU100は、TcがTg以上であるか否かを判断する(ステップS61)。
ここで、Tcは、シーブ圧切替弁660を通常状態にすることで停車までに確実に変速比γを最Lowにできる下限車速V3から現在の車速Vを減算し、算出された差を現在の車両減速度で割った時間であり、変速比γを最Lowにできる余裕時間を意味する。また、Tgは、通常の走行中ガレージ制御により前進クラッチ64を係合状態にするのに必要な時間を意味する。
ECU100が、TcがTg以上であると判断した場合は(ステップS61;YES)、ECU100は、走行中ガレージ制御によって前進クラッチ64を係合状態に切り替える(ステップS62)。
また、TcがTg以上でないと判断した場合は(ステップS61;NO)、ECU100は、所定のスイープ量dP、すなわち単位時間あたり所定の増加量となる油圧により前進クラッチ64を係合状態に切り替える(ステップS63)。ここでは、ECU100は、前進クラッチ64の係合に必要なクラッチ圧の絶対値をTcで割った値、すなわち現車速Vが下限車速V3に下がるまでに前進クラッチ64を係合するために必要な油圧をスイープ量dPとしている。
ここで、TcがTg以上でない場合は、ECU100は、ガレージ制御と同程度の油圧勾配で前進クラッチ64に油圧を供給しても、停車までに変速比γを最Lowに移行できない可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、TcがTg以上でない場合は、ECU100は、前進クラッチ64を係合状態に切り替える際の前進クラッチ圧Pcの油圧勾配は、ガレージ制御における所定の油圧勾配よりも高くなるので、前進クラッチ64を迅速に係合状態に切り替えることができる。このため、シーブ圧切替弁660をフェール状態から通常状態に切り替えるタイミングをより早期にすることができるので、CVT70の変速比γが最Lowになるための時間を長く確保でき、変速比γをより確実に最Lowにすることができる。しかも、ECU100は、CVT70の変速比γが最Lowになるための時間を長く確保できるので、変速比γを最Lowにするための精度を向上することができる。
以上のように、本発明に係る無段変速機の制御装置は、CVTを備えた車両において、プライマリシーブ圧の供給系のフェール時に退避走行して停車した場合、その次回発進時におけるCVTの変速比を最Lowにできるという効果を奏するものであり、無段変速機の制御装置に有用である。