JP2014202338A - 変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランスピストン式バルブを用いた油圧制御装置で給排制御する油量が少ない場合の制御の安定性を向上させる。【解決手段】供給弁と排出弁との少なくともいずれか一方がバランスピストン式バルブによって構成されている変速機の油圧制御装置において、制御対象箇所である油圧室の油圧の目標値と実際値との偏差に基づいて弁体の開弁方向へのストローク量の制限値を設定するガード設定手段（ステップＳ５）と、弁体のストローク量が前記制限値以下となるように前記制御ソレノイドバルブの制御量を制限する制限手段（ステップＳ８）とを備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、変速比や伝達トルク容量などが油圧によって制御される変速機を対象とした油圧制御装置に関し、特にバランスピストン式のソレノイドバルブによって油圧の供給および排出を制御するように構成された油圧制御装置に関するものである。

変速機による変速比はトルクの伝達経路やトルクの伝達点を変更することにより切り替えられ、またトルクの伝達経路に摩擦係合要素が配置されている変速機においては、その係合力によって変速機の全体としての伝達トルク容量が決まる。従来、このような変速比の切り替えや伝達トルク容量の設定を油圧によって行うように構成された変速機が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された変速機はベルト式無段変速機であって、ベルトが巻き掛けられている駆動プーリ（プライマリプーリ）と従動プーリ（セカンダリプーリ）とのそれぞれが、固定シーブとその固定シーブに対して接近あるいは離隔してベルト巻き掛け溝の幅を変更する可動シーブとによって構成されている。その可動シーブに推力を付与するそれぞれの油圧室には、油圧源の油圧を供給するための供給弁と、油圧をドレイン箇所に排出する排出弁とが接続されている。そして、一方のプーリ（例えばプライマリプーリ）に連通されている供給弁を開いて油圧を供給することにより、プライマリプーリの溝幅が狭くなってベルトの巻き掛け半径が増大することによりアップシフトが生じ、また反対に排出弁を開いてプライマリプーリから油圧を排出することにより、溝幅が広くなってベルトの巻き掛け半径が減少し、ダウンシフトが生じるように構成されている。これに対して他方のプーリ（例えばセカンダリプーリ）に連通されている供給弁を開いてセカンダリプーリに油圧を供給すると、ベルトを挟み付ける挟圧力が増大して伝達トルク容量が増大し、また反対に排出弁を開いてセカンダリプーリから油圧を排出することにより、ベルトを挟み付ける挟圧力が低下して伝達トルク容量が減少するように構成されている。

さらに、特許文献１には上記の供給弁もしくは排出弁として使用することのできるバランスピストン式のソレノイドバルブが記載されている。このソレノイドバルブは、ニードル状もしくはシャフト状の弁体が一体化されているピストンがシリンダ部の内部に軸線方向に前後動できるように収容されており、その弁体が収容されている油室に、高圧部に連通された流入ポートと、低圧部に連通された流出ポートとが形成され、前記弁体が流出ポートの前記油室側の開口端である弁座に突き当てられることにより閉弁状態となるように構成されている。また、上記の油室と、この油室に対してピストンを挟んで反対側の油室（以下、仮に制御油室と記す）とが制御オリフィスを有する連通路を介して連通されている。さらに、その制御油室が前記低圧部に連通されており、その制御油室を低圧部に対して開閉する制御ソレノイドが設けられている。したがって、その制御ソレノイドを開制御することにより制御油室の油圧が低下し、その結果、ピストンが制御油室側に後退して弁体が弁座から離隔して開弁し、また制御ソレノイドを閉制御することにより制御油室の油圧が高くなってピストンが弁座側に前進し、弁体が弁座に突き当たって流出ポートを密閉し、閉弁するように構成されている。

上述したバランスピストン式ソレノイドバルブを使用した変速機では、いずれかのプーリにおける油圧室の油圧を増大させ、あるいは低下させる場合、その油圧室に連通されている供給弁もしくは排出弁における制御ソレノイドに通電して開制御し、その制御油室を低圧部に対して連通させる。その結果、制御油室の油圧が制御ソレノイドを通って低圧部に流出するが、高圧部の油圧は、その制御油室に連通されている制御オリフィスを通るからその流量が制限され、その結果、制御油室の油圧がこれとは反対側の油室の油圧より低い状態に維持され、ピストンと一体の弁体であるメインバルブが開弁状態に維持される。すなわち、上記のバランスピストン式のソレノイドバルブでは、制御オリフィスを通過する油圧の量と制御ソレノイドを通過して流れる油圧の量との差に応じて制御油室の油圧が設定される。

特開２０１１−１６３５０８号公報

上述した変速機は、それぞれのプーリにおける油圧室に油圧を供給し、あるいは油圧を排出することにより、変速比や伝達トルク容量を制御するように構成されて、その制御は、供給弁や排出弁をフィードバック制御することにより行われる。そして、上述したベルト式無段変速機は、変速比やベルト挟圧力を維持する場合、原理的には油圧室に油圧を閉じ込めることにより行うことになるが、車両が走行している状態ではトルクの変動や不可避的な圧油の漏洩などによって油圧が僅かながら変化することがあり、そのために供給弁や排出弁を僅かに開制御して少量の圧油を油圧室に供給し、あるいは排出している。また一方、変速はプーリの溝幅を変化させることにより行われるから、プーリの油圧室に供給し、あるいは排出する圧油の量は、変速比を維持している場合に比較して格段に多くなる。したがって、供給弁や排出弁は、僅かな量の油圧を精度良く給排することができ、また一時的な多量の油圧を給排できる性能が要求される。

供給弁や排出弁を前述したバランスピストン式ソレノイドバルブで構成した場合、その弁体が移動することのできる最大ストローク量は、上記の変速などのために多量の油圧を給排できるように設定することになる。これに対して、油圧室の油圧を維持するなどのために僅かな量の油圧を給排する際には、弁体をその全ストローク範囲内で僅かに移動させて開度を微少量に維持することになる。しかしながら上記の特許文献１に記載されているバランスピストン式ソレノイドバルブは、ピストンの背面側（弁体が設けられている面とは反対側）の油室の油圧を、制御ソレノイドバルブから排出される圧油の量と制御オリフィスを介して供給される圧油の量との差に応じた油圧に設定し、ピストンを挟んだ両側の油室の圧力差（油圧に基づく軸線方向力の差）によって弁体を移動させるように構成されている。そのため、プーリの油圧室に微少量の圧油を供給し、あるいは排出するためにバランスピストン式ソレノイドバルブの制御ソレノイドバルブを小さい開度に制御し続けると、ピストンを挟んだ両側の油室の圧力差が生じたままとなるので、ピストンおよびこれと一体の弁体が後退移動し続けてしまい、その結果、供給弁あるいは排出弁の開度が増大して制御のオーバーシュートが生じたり、あるいは制御性が悪化したりする可能性があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、バランスピストン式バルブによって構成された供給弁あるいは排出弁による圧油の供給量あるいは排出量が少量の場合であっても油圧を所期どおりに安定して制御できる変速機の油圧制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、油圧が供給もしくは排出されることにより変速比あるいは伝達トルク容量が変化する油圧室に、油圧源の油圧を選択的に供給する供給弁と前記油圧室から油圧を選択的に排出する排出弁とが連通され、その供給弁と排出弁との少なくともいずれか一方が、ピストンを前後動可能に収容したシリンダ部の内部がそのピストンによって第１油室と第２油室とに区画されるとともにこれら第１油室と第２油室とが制御オリフィスを介して連通され、高圧部に連通された流入ポートと低圧部に連通された流出ポートとが前記第１油室に形成され、これら流入ポートと流出ポートとのいずれか一方を開閉しかつストローク量に応じて開度を増大させる弁体が前記ピストンに一体化され、前記第２油室を低圧部に選択的に連通させる制御ソレノイドバルブが設けられているバランスピストン式バルブによって構成されている変速機の油圧制御装置において、前記油圧室の油圧の目標値と実際値との偏差に基づいて前記弁体の開弁方向へのストローク量の制限値を設定するガード設定手段と、前記弁体のストローク量が前記制限値以下となるように前記制御ソレノイドバルブの制御量を制限する制限手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記弁体は、前記制御ソレノイドバルブに電流を流すことにより開弁方向にストロークするように構成され、その弁体のストローク量を、前記制御ソレノイドバルブの指示電流値とその電流指示時間とから求めるストローク量算出手段を更に備えていることを特徴とする変速機の油圧制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記弁体のストローク量を、前記油圧室の油圧の変化量に基づいて求めるストローク量算出手段を更に備えていることを特徴とする変速機の油圧制御装置である。

この発明の油圧制御装置によれば、バランスピストン式バルブにおける制御ソレノイドルバルブに通電して開制御し、第２油室を低圧部に連通させると、第２油室から排圧されるとともに、第２油室に対する高圧部からの油圧の供給が制御オリフィスによって制限されるので、第１油室と第２油室との油圧に圧力差が生じ、その結果、ピストンおよびこれと一体の弁体を第２油室側に押圧する力すなわち開弁方向の力が閉弁方向の力より大きくなると、弁体がピストンと共に第２油室側に後退し、開弁する。このように後退移動する弁体のストローク量がガード値以下となるように制御ソレノイドバルブの制御量が制限され、弁体がガード値を超えて後退移動することがない。そのガード値は、油圧の制御対象箇所である油圧室の目標油圧と実油圧との偏差に基づいて設定されているから、弁体が後退移動することによる開度がその偏差に対して過度に大きくなることがなく、その結果、油圧室の実油圧が目標油圧を超えて過度に高くなったり、あるいは反対に低くなったりすることを防止もしくは抑制できる。特にこの発明の油圧制御装置では、弁体がピストンを挟んだ両側の油室の圧力差でストロークし、その位置を油圧によっては特には制御していないにも関わらず、弁体のストローク量を求め、そのストローク量のガード値を設定しているので、弁体をその全ストローク範囲の途中まで後退移動させる程度の流量で油圧を制御する場合であっても、すなわち流量が少量であっても、所期どおりに安定して油圧を制御することができる。

特に請求項２の発明によれば、弁体のストローク量を制御ソレノイドバルブの制御電流および電流指示時間から演算して求めるので、ストロークセンサなどの測定機器を必要とせずに制御を行うことができる。

また、請求項３の発明によれば、制御対象箇所である油圧室の油圧に基づいてストローク量を推定するので、その推定精度を向上させることができる。

この発明に係る油圧制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 制御電流に基づいてストローク量を求める制御の一例を説明するためのフローチャートである。 その制御の際の目標電流と実電流との時間的な変化を模式的に示す図である。 制御油圧に基づいてストローク量を求める制御の一例を説明するためのフローチャートである。 供給圧と制御圧との圧力差と、制御流量と、ストローク量との関係を示すマップの一例を模式的に表した図である。 この発明で対象とするベルト式無段変速機およびその油圧制御回路ならびに制御系統を模式的に示す図である。 その供給弁もしくは排出弁を構成しているバランスピストン式バルブの構成を原理的に示す模式図である。 その制御オリフィスと第２油室ならびに制御圧との関係を説明する説明図である。

この発明で対象とする変速機は、変速比や伝達トルク容量が油圧によって制御される変速機であり、したがってこの発明における変速機は従来知られている車両用の有段変速機や無段変速機であってよい。それらのうち、油圧のばらつきが変速比に直ちに影響する変速機はベルト式もしくはトロイダル型の無段変速機であり、したがってこの発明は、これらの無段変速機を対象とする油圧制御装置に好適に適用することができる。

図６にベルト式無段変速機とその変速比およびベルト挟圧力を設定するための油圧回路とを模式的に示してある。ベルト式無段変速機１は、エンジンなどの駆動力源（図示せず）のトルクが伝達される駆動プーリ（プライマリプーリ）２と、出力軸や出力ギヤなどの出力部材（図示せず）にトルクを出力する従動プーリ（セカンダリプーリ）３とにベルト４を巻き掛け、そのベルト４を介して各プーリ２，３の間でトルクを伝達するように構成されている。各プーリ２，３は、ベルト４が巻き掛けられるベルト溝の幅を変更できるように構成されており、具体的には、プライマリプーリ２は固定シーブ２Ａとその固定シーブ２Ａに対して接近および離隔できるように配置された可動シーブ２Ｂとによって構成されており、その可動シーブ２Ｂの背面側に設けられている油圧室２Ｃに供給あるいは排出する油圧によって可動シーブ２Ｂを固定シーブ２Ａ側に移動させ、あるいは固定シーブ２Ａから離隔させるように構成されている。これと同様に、セカンダリプーリ３は、固定シーブ３Ａとその固定シーブ３Ａに対して接近および離隔できるように配置された可動シーブ３Ｂとによって構成されており、その可動シーブ３Ｂの背面側に設けられている油圧室３Ｃに供給あるいは排出する油圧によって可動シーブ３Ｂを固定シーブ３Ａ側に移動させ、あるいは固定シーブ３Ａから離隔させるように構成されている。そして、いずれか一方のプーリ（例えばセカンダリプーリ３）の油圧室３Ｃに供給した油圧によってベルト４を各シーブ３Ａ，３Ｂによって挟み付け、その挟圧力によってベルト４と各シーブ３Ａ，３Ｂとの間の摩擦力に応じた伝達トルク容量が設定される。また、その状態で、他方のプーリ（例えばプライマリプーリ２）の油圧室２Ｃに油圧を供給し、あるいは排出することにより各シーブ２Ａ，２Ｂの間隔（溝幅）を変化させてベルト４の各プーリ２，３に対する巻き掛け半径を変更し、変速を生じさせるようになっている。

上記の各プーリ２，３における油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧は、油圧の供給と排出とを適宜に行って制御するように構成されている。その元圧は、オイルポンプもしくはアキュムレータなどの油圧源５の油圧であり、油圧源５としてオイルポンプを使用する場合、そのオイルポンプは前記駆動力源によって駆動されるいわゆる機械式オイルポンプやモータで駆動される電動オイルポンプであってよい。逆止弁６を介して油圧源５に連通されている供給油路（あるいはライン圧油路）７が上記の各油圧室２Ｃ，３Ｃに連通されており、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃに連通されている供給油路７に供給弁８が設けられ、この供給弁８を開閉制御することにより、油圧室２Ｃに油圧を供給し、また油圧の供給を遮断するように構成されている。また同様に、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃに連通されている供給油路７に供給弁９が設けられ、この供給弁９を開閉制御することにより、油圧室３Ｃに油圧を供給し、また油圧の供給を遮断するように構成されている。さらに、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃに排出弁１０が連通されており、この排出弁１０を開閉制御することによりその油圧室２Ｃから所定のドレイン箇所に油圧を排出し、また油圧の排出を遮断するように構成されている。そして、これと同様に、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃに排出弁１１が連通されており、この排出弁１１を開閉制御することによりその油圧室３Ｃから所定のドレイン箇所に油圧を排出し、また油圧の排出を遮断するように構成されている。

これらの供給弁８，９および排出弁１０，１１は電気的に制御されるソレノイドバルブであって、開制御されて油圧の供給と排出とを行うものの、それ自体は調圧機能のないバルブである。したがって、目標圧と実油圧との圧力偏差に基づいて各供給弁８，９および排出弁１０，１１をフィードバック制御して、各油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧を目標とする油圧に制御するように構成されている。その制御のためのデータを得る各種のセンサが設けられており、その例を挙げると、元圧であるライン圧Ｐl を検出して信号を出力するライン圧センサ１２、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃの油圧Ｐpri を検出して信号を出力するプライマリ油圧センサ１３、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃの油圧Ｐsec を検出して信号を出力するセカンダリ油圧センサ１４が設けられている。また、プライマリプーリ２の回転数Ｎpri を検出して信号を出力するプライマリ回転数センサ１５と、セカンダリプーリ３の回転数Ｎsec を検出して信号を出力するセカンダリ回転数センサ１６とが設けられている。

そして、上記の各供給弁８，９および排出弁１０，１１を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）１７が設けられている。この電子制御装置１７は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力された各種のデータおよび予め記憶しているデータを利用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。したがって、この電子制御装置１７には、上記の各センサ１２〜１６で検出されたデータ、すなわちライン圧Ｐl 、プライマリプーリ２の油圧室２Ｃの油圧Ｐpri 、セカンダリプーリ３の油圧室３Ｃの油圧Ｐsec 、各プーリ２，３の回転数Ｎpri ，Ｎsec などが入力されている。

この発明に係る油圧制御装置では、供給弁と排出弁との少なくともいずれか一つがバランスピストン式のバルブによって構成されており、図６に示す油圧回路では、各供給弁８，９および排出弁１０，１１のいずれもがバランスピストン式バルブによって構成されている。図６に示す例では、各バランスピストン式バルブは同一の構成のものであり、その構成を図７を参照して説明する。なお、バランスピストン式バルブについての以下の説明では、供給弁８，９について油圧源５もしくはライン圧Ｐl を高圧部、油圧室２Ｃ，３Ｃを低圧部とし、排出弁１０，１１について油圧室２Ｃ，３Ｃを高圧部、ドレイン箇所を低圧部として説明する。

図７において、弁体２１と一体のピストン２２がシリンダ部２３の内部に前後動可能に収容されている。したがってシリンダ部２３の内部はピストン２２によって二つの油室２４，２５に区画されており、それらの油室２４，２５のうち弁体２１が収容されている油室２４には、高圧部２６の油圧が供給される流入ポート２７と、低圧部２８に向けて油圧を流出させる流出ポート２９とが形成されている。なお、流出ポート２９は前記弁体２１の先端側のエンドプレート部に形成されており、弁体２１が突き当たることにより流出ポート２９を閉じ、弁体２１が後退することにより流出ポート２９を開くように構成されている。さらに、弁体２１が収容されている油室２４に対してピストン２２を挟んで反対側の油室２５には、ピストン２２を前記流出ポート２９側に押圧するスプリング３０が配置され、また信号圧ポート３１が形成されている。この信号圧ポート３１と前記流入ポート２７とは制御オリフィス３２を備えている連通路３３によって連通されている。その制御オリフィス３２は、高圧部２６もしくは油室２４から油室２５に向けて流れる圧油に絞りを与えて流量を制限するためのものであり、例えば微小な貫通孔を明けた薄板材を、連通路３３を横切るように配置して形成されている。なお、この連通路３３は、要は、各油室２４，２５を連通するためのものであるから、ピストン２２をその軸線方向に貫通して形成されていてもよく、あるいはシリンダ部２３の内面に形成されていてもよい。

さらに、上記のスプリング３０が配置されている油室２５を低圧部２８に選択的に連通させる制御ソレノイドバルブ３４が設けられている。具体的に説明すると、この油室２５には流出ポート３５が形成されており、その流出ポート３５に制御ソレノイドバルブ３４が接続されている。この制御ソレノイドバルブ３４は、軸状の弁体３６をスプリング３７によって軸線方向に押圧するとともに、そのスプリング３７に抗して弁体３６を軸線方向に引き戻す電磁力を発生する電磁コイル３８を備えている。また、弁体３６の先端側には流出ポート３５に連通している流入ポート３９が形成され、この流入ポート３９の開口端が弁座になっていて、その開口端に前記弁体３６の先端部が突き当たって密着することによりその流入ポート３９を密閉し、また弁体３６が離隔することにより流入ポート３９を開くとともに、電磁コイル３８に対する通電電流量に応じた開度となるように構成されている。さらに、弁体３６が収容されている箇所を低圧部２８に連通させる流出ポート４０が形成されている。

上記のバランスピストン式バルブの動作について説明すると、先ず、ピストン２２およびこれと一体の弁体２１に作用する軸線方向の力は以下のようになる。図７で右方向に作用する力は、前述した信号圧ポート３１が形成されている油室（以下、第２油室と記すことがある）２５の油圧Ｐs によって生じ、ピストン２２におけるその受圧面積をＡs とすると、右方向に向けた軸線方向力は「Ｐs ×Ａs 」である。また、図７で左方向に作用する力は、高圧部２６の油圧Ｐl と低圧部２８の油圧Ｐr であるから、それぞれの受圧面積をＡm およびＡr とすると、左方向に向けた軸線方向力は「Ｐl ×Ａm ＋Ｐr ×Ａr 」である。なお、高圧部２６の油圧Ｐl が作用する受圧面積Ａm は、ピストン２２の断面積から弁体２１の断面積を減算した面積であり、また低圧部２８の油圧Ｐr が作用する受圧面積Ａr はほぼ流出ポート２９の断面積である。図７での右方向を負の方向とし、スプリング３０の弾性力をＫx とすれば、ピストン２２およびこれと一体の弁体２１に作用する軸線方向力は、
−Ｋx −Ｐs ×Ａs ＋Ｐl ×Ａm ＋Ｐr ×Ａr
となる。したがって、前記制御ソレノイドバルブ３４に通電してこれを開制御することにより第２油室２５の油圧Ｐs が低下してピストン２２が第２油室２５側に動く。それに伴って弁体２１が流出ポート２９の開口端（すなわち弁座）から離れて開弁する。すなわち、高圧部２６から低圧部２８に圧油が流れる。

このように動作する場合の第２油室２５の油圧Ｐs は、制御オリフィス３２を通って高圧部２６から第２油室２５に供給される圧油の量Ｑc と、制御ソレノイドバルブ３４を通って低圧部２８に排出される圧油の量Ｑs との差（Ｑc −Ｑs ）に比例する。この関係を図８に模式的に示してある。高圧部２６から第２油室２５に流れる圧油の流量Ｑc は制御オリフィス３２で制約される。また第２油室２５から低圧部２８に流れる圧油の流量Ｑs は、制御ソレノイドバルブ３４が多量の圧油を流す必要のない小型のものであることによりその流入ポート３９の開弁時の開口面積が小さいので、その部分（絞り部）の絞り作用を受けて制約された流量となる。結局、制御ソレノイドバルブ３４の制御量（電流）に応じて第２油室２５の油圧Ｐs が決まる。これに対して上記の式における各油圧Ｐl ，Ｐr および各面積Ａm ，Ａr はほぼ一定になっているから、弁体２１をピストン２２と共に開弁方向に押圧する力、およびその力に起因する弁体２１およびこれと一体のビストン２２の移動速度が、制御ソレノイドバルブ３４の電流によって制御されることになる。このように、上記のバランスピストン式バルブでは、弁体２１の移動速度を制御できるが、制御ソレノイドバルブ３４の電流を一定に維持したのでは、弁体２１の移動量（ストローク量）を制御できない。言い換えれば、油圧の制御対象箇所である前記油圧室２Ｃ，３Ｃの目標油圧と実油圧との偏差が小さく、少量の圧油を継続的に供給もしくは排出するべく制御ソレノイドバルブ３４の電流を一定に維持すると、バランスピストン式バルブの開度が次第に増大して油圧が過度に増大もしくは低下し、制御のオーバーシュートが生じることがある。

そこで、この発明に係る油圧制御装置は、油圧制御のオーバーシュートを防止するために前記弁体２１のストローク量を規制する制御を行うように構成されている。その制御の一例を図１にフローチャートで示してある。図１に示すルーチンは所定の短時間ごとに繰り返し実行され、まず、供給圧Ｐl および制御圧Ｐr が求められる（ステップＳ１，Ｓ２）。供給圧Ｐl は供給弁８，９を介して油圧室２Ｃ，３Ｃに供給される油圧あるいは前述した高圧部２６の油圧であって、具体的には前述したライン圧である。なお、排出弁１０，１１については上記の油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧である。また、制御圧Ｐr は、油圧が供給される箇所の油圧であって前記低圧部２８の油圧がこれに相当し、供給弁８，９については前記油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧であり、また排出弁１０，１１についてはドレイン箇所の油圧である。これらの油圧Ｐl ，Ｐr を求める順序は特に制限されず、いずれを先に求めてもよく、あるいは同時並行的に求めてもよい。また、これらの油圧Ｐl ，Ｐr は、センサによる検出値であってよい。

ついで、制御ゲインＰfbが求められる（ステップＳ３）。制御ゲインＰfbはフィードバック制御における比例項や微分項あるいは積分項の係数であり、制御の応答遅れが特には生じず、かつ制御ハンチングなどが生じないように予め設定され、この発明に係る油圧制御装置では、制御ゲインＰfbは、供給圧Ｐl や制御圧Ｐr に応じた値に設定される。すなわち、弁体２１を開弁方向に移動させる力は、第１油室２４に供給される油圧の影響を受けて変化し、また油圧室２Ｃ，３Ｃなどの低圧部２８に流れる圧油の量は供給圧と制御圧との差の影響を受けて変化するなど、バランスピストン式バルブを介して流れる圧油の量は供給圧Ｐl や制御圧Ｐr に影響を受けるので、制御ゲインＰfbは供給圧Ｐl や制御圧Ｐr に応じて予め適宜に設定し、マップなどの形で用意しておくことができる。したがって、ステップＳ３ではそのマップを利用して制御ゲインＰfbを求めることができる。

さらに、弁体２１あるいはこれと一体のピストン２２の現在のストローク量ＳＸr が求められる（ステップＳ４）。これは、上述したバランスピストン式バルブにストロークセンサ（図示せず）を付設しておき、そのセンサによって検出することとしてもよい。あるいは制御電流や油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧に基づいて演算して求めてもよい。これらの演算については後述する。

また、ステップＳ４に相前後してストロークガードＳＸlmt が求められる（ステップＳ５）。油圧室２Ｃ，３Ｃに供給し、あるいは排出する圧油の量は、目標油圧と実油圧との偏差から求めることができ、またその圧油量を流すのに要する時間は制御応答性の要請から設計上定めることができるから、結局、単位時間あたりの流量を求めることができる。圧油間流量とバランスピストン式バルブの開度とは相関関係があるから、その流量から開度を求めることができ、さらにその開度から弁体２１の移動量（ストローク量）を求めることができる。結局、弁体２１がストロークするべき量は、制御対象箇所で必要とする圧油量に対応した量であるから、上記の目標油圧と実油圧との偏差に基づいて決めることができる。ステップＳ５では、この関係を利用してガード値ＳＸlmt が設定される。より具体的には、目標油圧と実油圧との偏差に基づいて求まるストローク量に、制御応答性や安定性などを考慮して補正を施した値をガード値ＳＸlmt とすることができる。

そして、上記のステップＳ４で求められたストローク量ＳＸr がステップＳ５で求められているガード値ＳＸlmt を超えているか否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわちストローク量ＳＸr がガード値ＳＸlmt 以下の場合には、上記のステップＳ３で求められた制御ゲインＰfbによる通常の制御が実行される（ステップＳ７）。すなわち、目標油圧と実油圧との偏差と制御ゲインＰfbとに基づいて、前記制御ソレノイドバルブ３４の制御量（電流値）Ｉsol が求められる。その演算は予め用意したマップから電流値を求めるものであってもよい。

これに対してストローク量ＳＸr がガード値ＳＸlmt を超えていることによりステップＳ６で肯定的に判断された場合には、前記制御ソレノイドバルブ３４の制御量（電流値）Ｉsol がガード値ＳＸlmt に基づいて求められる（ステップＳ８）。前述したように、弁体２１は制御ソレノイドバルブ３４を開制御し、その制御量に応じた速度でストロークするから、その制御量を減じることにより弁体２１のストロークを止め、あるいはその速度を減じることができる。すなわち、制御量とストローク量との相関関係を求めてマップなどの形で予め用意することができるので、ステップＳ８ではそのマップを利用して制御ソレノイドバルブ３４の制御量を求めることができる。

こうしてステップＳ７あるいはステップＳ８で求められた電流値が制御指令信号として制御ソレノイドバルブ３４に出力される（ステップＳ９）。その結果、弁体２１がその時点のストローク量以上にはストロークすることがなく、もしくは開弁方向への移動速度が大幅に減じられる。したがって、バランスピストン式バルブによって構成されている供給弁８，９あるいは排出弁１０，１１を介して流れる圧油の量が過剰になることがなく、制御のオーバーシュートが防止もしくは抑制される。言い換えれば、油圧室２Ｃ，３Ｃに供給し、あるいは排出するべき圧油の量が僅かであれば、弁体２１のストローク量をその圧油の量に応じた僅かなストローク量に設定することができるので、圧油の量が少量の場合であっても安定した制御を行うことができる。

ここで、上記のステップＳ４で実行されるストローク量ＳＸr の算出について説明する。前述したように、弁体２１は制御ソレノイドバルブ３４に電流を流してこれを開制御することにより開弁方向にストロークするように構成されていて、その電流値とストローク量とには相関関係があるから、制御ソレノイドバルブ３４を制御する電流に基づいてストローク量ＳＸr を算出することができる。その例を図２にフローチャートで示してある。この図２に示すルーチンは、所定の短時間ごとに繰り返し実行され、先ず、前回のストローク量ＳＸroが読み込まれる（ステップＳ４０１）。この図２に示すルーチンはストローク量ＳＸr を算出するためのものであって、繰り返し実行されるから、ステップＳ４０１での初回の値は「０」であるが、次回以降は先の値が存在しており、これが読み込まれる。

また、前回の指令電流Ｉplo が読み込まれる（ステップＳ４０２）。制御ソレノイドバルブ３４の指令電流値は、所定の勾配をもって増大させる場合があり、また時間的な遅れをもって指示電流値が増大する場合があり、そのような場合は指令電流値は時間ごとに変化するので、図２に示すルーチンの各サイクルごとの電流値が異なり、ステップＳ４０２ではそのように変化する指令電流の前回値が読み込まれる。さらに、前回の実出力電流Ｉpro が読み込まれる（ステップＳ４０３）。制御ソレノイドバルブ３４における電磁コイルに電流を流す場合、電流が変化することによる磁束の変化の影響で、電流の変化が抑制され、遅れが生じる。その状態を図３に模式的に示してある。目標電流が図３に直線で示すように変化するとしても、実電流の変化は破線で示す波形のようになる。ステップＳ４０３でそのような実際の電流の値を読み込む。なお、実電流は所定の電流計で求めることができる。

これらステップＳ４０１ないしステップＳ４０３は任意の順序で実行し、あるいは同時に実行してもよい。そして、ステップＳ４０２で読み込まれた前回の指令電流Ｉplo と前回の実出力電流Ｉpro とに基づいて、実出力電流の変化量ΔＩrpo が算出される（ステップＳ４０４）。その演算は、
ΔＩrpo ＝（Ｉplo −Ｉpro ）×Ｋdly
である。ここで、Ｋdly は予め決められた係数であって、前回の指令電流Ｉplo と前回の実出力電流Ｉpro と差を、図２のルーチンの１サイクルの時間内で縮める割合である。したがって実出力電流の変化量ΔＩrpo は、図２のルーチンの１サイクルの時間内での変化量になる。なお、この変化量ΔＩrpo には、上限および下限のガード値ＤIPRMIN，ＤIPRMAXをそれぞれ設定しておく（ステップＳ４０５）。外乱などの影響で演算値が異常な値になることを防止するためである。

そして、こうして求めた変化量ΔＩrpo を上記のステップＳ４０２で読み込んだ前回値Ｉpro に加算して今回の実出力電流Ｉprを求める（ステップＳ４０６）。実出力電流の変化量ΔＩrpo は、上記のように、指示電流値と図２のルーチンの１サイクル時間（電流指示時間）とに基づいて求まるから、結局、実出力電流Ｉprは、指示電流とその指示時間とから求められることになる。この電流値で制御ソレノイドバルブ３４を開制御した場合、その電流値に応じた開度で第２油室２５から油圧が排出されて第２油室２５の油圧が第１油室２４の油圧に対して低下し、弁体２１が開弁方向にストロークするから、その電流値Ｉprに基づいて弁体２１の移動速度Ｖr が求められる（ステップＳ４０７）。電流値Ｉprが大きいことにより制御ソレノイドバルブ３４の開度が大きいと、第２油室２５の油圧が大きく低下するので、弁体２１の移動速度が速くなる。また、供給圧Ｐl と制御圧Ｐr との圧力差ΔＰが大きいと弁体２１の移動速度が速くなる。すなわち、弁体２１の移動速度は、電流値Ｉprおよび上記の圧力差ΔＰに応じて変化するので、それらの関係を実験などによって予め測定し、マップとして用意しておくことができ、したがってステップＳ４０７の制御はそのようなマップあるいはデータを利用して行うことができる。

この移動速度Ｖr は、図２のルーチンの１サイクル時間での移動量であり、また弁体２１の位置もしくは移動量は、図２のルーチンの１サイクル毎に求めることとしている。したがって、弁体２１のストローク量ＳＸvrは、上記のステップＳ４０１で求めた前回のストローク量ＳＸroに今回の移動量に相当するステップＳ４０７の移動速度Ｖr を加算することにより求めることができる（ステップＳ４０８）。そして、こうして求められたストローク量ＳＸvrに上下限のガード（０≦ＳＸvr≦ＳＸlmt ）が施される（ステップＳ４０９）。なお、移動速度Ｖr は１サイクル時間内での移動量であり、これは上記のように指示電流とその指示時間とから求められるから、結局、ストローク量は指示電流とその指示時間とから求められる。

上記の図２に示す制御を行うように構成した場合には、制御ソレノイドバルブ３４を制御する際のデータに基づいて弁体２１のストローク量ＳＸvrを求めることができるから、ストロークセンサなどの新たな機器を追加設置する必要がなく、装置の全体としての構成を簡素化、あるいは小型化することができる。

つぎに、油圧に基づいてストローク量を求める例を図４にフローチャートで示してある。この図４に示すルーチンは所定の短時間毎に繰り返し実行され、先ず、前回の制御実油圧Ｐroおよび現在の制御実油圧Ｐr が読み込まれる（ステップＳ４１１，Ｓ４１２）。ついで、実油圧の前回値と今回値との差すなわち実油圧の変化量ΔＰr が算出される（ステップＳ４１３）。油圧室２Ｃ，３Ｃの油圧は、圧油が供給もしくは排出されることにより変化し、その変化の程度もしくは量は油圧室２Ｃ，３Ｃの構造や圧油の特性などに関連した油圧剛性βに応じたものとなる。すなわち、供給もしくは排出される圧油の流量と油圧の変化量とは油圧剛性を係数とした関係にあり、そこでステップＳ４１３で求められた実油圧の変化量ΔＰr と予め測定されている油圧剛性βとに基づいて実制御流量Ｑr が算出される（ステップＳ４１４）。

上記のバランスピストン式バルブを流れる圧油の量Ｑr は、その開度に相当する弁体２１のストローク量ＳＸqrに応じて変化し、また供給圧Ｐl と制御圧Ｐr との圧力差ΔＰに応じて変化する。これら三者Ｑr ，ＳＸqr，ΔＰの相互の関係は、実機を使用した実験などによって予め求めておくことができる。その一例を図５に線図で示してあり、実制御流量Ｑr を多くするためにストローク量ＳＸqrを大きくすることになり、また上記の圧力差ΔＰが大きければ、相対的に小さいストローク量ＳＸqrで多量の圧油を流すことができる。このような関係を求めて予め作成したマップもしくはデータなどに基づいて、ストローク量ＳＸqrが求められる（ステップＳ４１５）。そして、上述した図２に示す制御例と同様に、ストローク量ＳＸqrに上下限のガード（０≦ＳＸqr≦ＳＸlmt ）が施される（ステップＳ４１６）。

上記の図４に示す制御を行うように構成した場合には、ストローク量ＳＸqrに直接関係する制御油圧に基づいてストローク量ＳＸqrを求めるから、ストローク量ＳＸqrの推定精度を向上させることができる。また、新たなセンサなどの機器を追加設置する必要がないので、装置の全体としての構成を簡素化、あるいは小型化することができる。

ここで上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すステップＳ５の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるガード設定手段に相当し、またステップＳ８の制御を実行する機能的手段が、この発明における制限手段に相当し、さらに図２に示すステップＳ４０７およびステップＳ４０８の制御を実行する機能的手段や、図４に示すステップＳ４１５の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるストローク量算出手段に相当する。

なお、この発明では、供給弁８，９および排出弁１０，１１の全てが上記のバランスピストン式バルブによって構成されている必要はなく、供給弁８，９および排出弁１０，１１の少なくともいずれか一つがバランスピストン式バルブによって構成されていればよい。

１…ベルト式無段変速機、 ２…駆動プーリ（プライマリプーリ）、 ３…従動プーリ（セカンダリプーリ）、 ４…ベルト、 ２Ａ…固定シーブ、 ２Ｂ…可動シーブ、 ２Ｃ…油圧室、 ３Ａ…固定シーブ、 ３Ｂ…可動シーブ、 ３Ｃ…油圧室、 ５…油圧源、 ７…供給油路（あるいはライン圧油路）、 ８…供給弁、 ９…供給弁、 １０…排出弁、 １１…排出弁、 １２…ライン圧センサ、 １３…プライマリ油圧センサ、 １４…セカンダリ油圧センサ、 １５…プライマリ回転数センサ、 １６…セカンダリ回転数センサ、 １７…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２１…弁体、 ２２…ピストン、 ２３…シリンダ部、 ２４，２５…油室、 ２６…高圧部、 ２７…流入ポート、 ２８…低圧部、 ２９…流出ポート、 ３１…信号圧ポート、 ３２…制御オリフィス、 ３３…連通路、 ３４…制御ソレノイドバルブ、 ３５…流出ポート、 ３６…弁体、 ３７…スプリング、 ３８…電磁コイル、 ３９…流入ポート、 ４０…流出ポート。

Claims (3)

1. 油圧が供給もしくは排出されることにより変速比あるいは伝達トルク容量が変化する油圧室に、油圧源の油圧を選択的に供給する供給弁と前記油圧室から油圧を選択的に排出する排出弁とが連通され、その供給弁と排出弁との少なくともいずれか一方が、ピストンを前後動可能に収容したシリンダ部の内部がそのピストンによって第１油室と第２油室とに区画されるとともにこれら第１油室と第２油室とが制御オリフィスを介して連通され、高圧部に連通された流入ポートと低圧部に連通された流出ポートとが前記第１油室に形成され、これら流入ポートと流出ポートとのいずれか一方を開閉しかつストローク量に応じて開度を増大させる弁体が前記ピストンに一体化され、前記第２油室を低圧部に選択的に連通させる制御ソレノイドバルブが設けられているバランスピストン式バルブによって構成されている変速機の油圧制御装置において、
   前記油圧室の油圧の目標値と実際値との偏差に基づいて前記弁体の開弁方向へのストローク量の制限値を設定するガード設定手段と、
   前記弁体のストローク量が前記制限値以下となるように前記制御ソレノイドバルブの制御量を制限する制限手段と
   を備えていることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
2. 前記弁体は、前記制御ソレノイドバルブに電流を流すことにより開弁方向にストロークするように構成され、
   その弁体のストローク量を、前記制御ソレノイドバルブの指示電流値とその電流指示時間とから求めるストローク量算出手段を更に備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機の油圧制御装置。
3. 前記弁体のストローク量を、前記油圧室の油圧の変化量に基づいて求めるストローク量算出手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の変速機の油圧制御装置。

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