JP2022011958A - Continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの動力を変速する無段変速機に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission that shifts the power of an engine.
車両に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)が広く知られている。 A belt-type continuously variable transmission (CVT) is widely known as a transmission mounted on a vehicle.
ベルト式の無段変速機は、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。エンジンからの動力がプライマリプーリに入力されると、プライマリプーリからベルトに動力が伝達され、ベルトからセカンダリプーリに動力が伝達される。プライマリプーリおよびセカンダリプーリは、いずれも、固定シーブと、固定シーブにベルトを挟んで対向配置され、その対向方向に移動可能に設けられた可動シーブとを備えている。プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに供給される油圧により各可動シーブが移動して、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各溝幅が変わり、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径が変化する。これにより、無段変速機の変速比が連続的に無段階で変化する。 The belt-type continuously variable transmission has a configuration in which an endless belt is wound around a primary pulley on the input side and a secondary pulley on the output side. When the power from the engine is input to the primary pulley, the power is transmitted from the primary pulley to the belt, and the power is transmitted from the belt to the secondary pulley. Both the primary pulley and the secondary pulley are provided with a fixed sheave and a movable sheave that is arranged so as to face the fixed sheave with a belt sandwiched between the fixed sheaves and is movable in the facing direction thereof. The hydraulic pressure supplied to each movable sheave of the primary pulley and the secondary pulley moves each movable sheave, changes the groove width of each of the primary pulley and the secondary pulley, and changes the winding diameter of the belt with respect to the primary pulley and the secondary pulley. As a result, the gear ratio of the continuously variable transmission changes continuously and steplessly.
無段変速機の油圧回路には、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに供給される油圧を制御するため、プライマリソレノイドバルブ、プライマリ調圧バルブ、セカンダリソレノイドバルブおよびセカンダリ調圧バルブが含まれる。プライマリソレノイドバルブおよびセカンダリソレノイドバルブは、非通電時に全開となるノーマルオープンタイプのソレノイドバルブである。プライマリソレノイドバルブが出力する油圧は、プライマリ調圧バルブに信号圧として入力され、プライマリ調圧バルブは、その信号圧にほぼ比例する油圧を出力する。プライマリプーリの可動シーブには、プライマリ調圧バルブから出力される油圧が供給される。また、セカンダリソレノイドバルブが出力する油圧は、セカンダリ調圧バルブに信号圧として入力され、セカンダリ調圧バルブは、その信号圧にほぼ比例する油圧を出力する。セカンダリプーリの可動シーブには、セカンダリ調圧バルブから出力される油圧が供給される。 The hydraulic circuit of the stepless transmission includes a primary solenoid valve, a primary pressure regulating valve, a secondary solenoid valve and a secondary pressure regulating valve to control the hydraulic pressure supplied to each movable sheave of the primary pulley and the secondary pulley. The primary solenoid valve and the secondary solenoid valve are normally open type solenoid valves that are fully opened when the power is off. The hydraulic pressure output by the primary solenoid valve is input to the primary pressure regulating valve as a signal pressure, and the primary pressure regulating valve outputs a hydraulic pressure substantially proportional to the signal pressure. The hydraulic pressure output from the primary pressure regulating valve is supplied to the movable sheave of the primary pulley. Further, the hydraulic pressure output by the secondary solenoid valve is input to the secondary pressure regulating valve as a signal pressure, and the secondary pressure regulating valve outputs a hydraulic pressure substantially proportional to the signal pressure. The hydraulic pressure output from the secondary pressure regulating valve is supplied to the movable sheave of the secondary pulley.
変速比の制御では、たとえば、変速比の目標である目標変速比が設定され、その設定された目標変速比およびプライマリプーリに入力される入力トルクから、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに供給される油圧の指令値が設定される。そして、その指令値に基づいて、プライマリソレノイドバルブおよびセカンダリソレノイドバルブが制御される。 In gear ratio control, for example, a target gear ratio, which is the target of the gear ratio, is set, and the set target gear ratio and the input torque input to the primary pulley are supplied to each movable sheave of the primary pulley and the secondary pulley. The command value of the hydraulic pressure to be applied is set. Then, the primary solenoid valve and the secondary solenoid valve are controlled based on the command value.
ハーネス断線などの電気的な故障により、プライマリソレノイドバルブおよびセカンダリソレノイドバルブが通電されないフェイルが発生した場合、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに供給される油圧がそれぞれ最大となる。一般的には、プライマリプーリの可動シーブの受圧面積がセカンダリプーリの可動シーブの受圧面積よりも大きいので、フェイルの発生により、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに供給される油圧がそれぞれ最大になると、プライマリプーリとセカンダリプーリとのプーリ比が1よりも小さいハイレシオとなる。プーリ比がハイレシオに急変すると、プライマリプーリからベルトに最大油圧による推力が加わり、ベルトに作用する引張応力が過剰となって、ベルトの寿命が低下する。 When a failure occurs in which the primary solenoid valve and the secondary solenoid valve are not energized due to an electrical failure such as a wire break in the harness, the hydraulic pressure supplied to each movable sheave of the primary pulley and the secondary pulley is maximized. In general, the pressure receiving area of the movable sheave of the primary pulley is larger than the pressure receiving area of the movable sheave of the secondary pulley. Then, the pulley ratio between the primary pulley and the secondary pulley becomes a high ratio smaller than 1. When the pulley ratio suddenly changes to a high ratio, thrust due to the maximum hydraulic pressure is applied from the primary pulley to the belt, the tensile stress acting on the belt becomes excessive, and the life of the belt is shortened.
そのため、油圧回路には、フェイルセーフバルブが設けられている。たとえば、プライマリソレノイドバルブから出力される油圧が所定圧を超えると、そのプライマリソレノイドバルブから出力される油圧により、フェイルセーフバルブのスプールが通常位置からフェイル位置に移動して、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに油圧を供給する油路が通常油路からフェイルセーフ油路に切り替わる。フェイルセーフ油路では、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各可動シーブに油圧が供給されることにより得られるプーリ比が1程度となる。これにより、フェイルの発生によりプーリ比がハイレシオに急変することを抑制でき、ベルトに過剰な引張応力が作用することを抑制できる。 Therefore, the hydraulic circuit is provided with a fail-safe valve. For example, when the oil pressure output from the primary solenoid valve exceeds a predetermined pressure, the oil pressure output from the primary solenoid valve moves the spool of the fail-safe valve from the normal position to the fail position, and the primary pulley and the secondary pulley The oil passage that supplies hydraulic pressure to each movable sheave switches from the normal oil passage to the fail-safe oil passage. In the fail-safe oil passage, the pulley ratio obtained by supplying hydraulic pressure to each movable sheave of the primary pulley and the secondary pulley is about 1. As a result, it is possible to suppress the sudden change of the pulley ratio to a high ratio due to the generation of fail, and it is possible to suppress the action of excessive tensile stress on the belt.
ところが、当然のことながら、フェイル発生時に、フェイルセーフバルブが上手く作動しないと、プーリ比のハイレシオへの急変を抑制することができず、ベルトに過剰な引張応力が作用してしまう。 However, as a matter of course, if the fail-safe valve does not operate properly when a fail occurs, the sudden change of the pulley ratio to a high ratio cannot be suppressed, and excessive tensile stress acts on the belt.
本発明の目的は、フェイル発生時のフェイルセーフバルブの作動を保証できる、無段変速機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission capable of guaranteeing the operation of a fail-safe valve when a fail occurs.
前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機は、エンジンの動力を変速する無段変速機であって、プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられ、プライマリプーリの可動シーブに供給されるプライマリシーブ圧およびセカンダリプーリの可動シーブに供給されるセカンダリシーブ圧によりプーリ比が変化する無段変速機構と、正常時には、ソレノイドバルブから出力される油圧によりプライマリシーブ圧およびセカンダリシーブ圧を調圧する通常油路が形成され、フェイルが発生すると、フェイルセーフバルブが作動して、プーリ比が所定値となるように、プライマリシーブ圧およびセカンダリシーブ圧を調圧するフェールセーフ油路が形成される油圧回路と、エンジンから動力が入力されている状態で、フェイルセーフバルブを強制的に作動させる強制作動手段とを含む。 In order to achieve the above object, the continuously variable transmission according to the present invention is a continuously variable transmission for shifting the power of an engine, in which an endless belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley, and the primary pulley is used. The continuously variable transmission mechanism that changes the pulley ratio by the primary sheave pressure supplied to the movable sheave and the secondary sheave pressure supplied to the movable sheave of the secondary pulley, and in normal times, the primary sheave pressure and the hydraulic pressure output from the solenoid valve A normal oil passage for adjusting the secondary sheave pressure is formed, and when a fail occurs, the fail-safe valve is activated to adjust the primary sheave pressure and the secondary sheave pressure so that the pulley ratio becomes a predetermined value. Includes a hydraulic circuit in which the fail-safe valve is formed and a compulsory actuating means for compulsorily actuating the fail-safe valve while power is being input from the engine.
この構成によれば、エンジンの動力(回転)が入力されている状態で、フェイルセーフバルブを定期的に作動させることができる。これにより、フェイルが発生したときに、フェイルセーフバルブを作動させて、通常油路からフェイルセーフ油路に切り替えることができる。その結果、フェイルの発生時に、プーリ比がハイレシオに急変することを抑制でき、ベルトに過剰な引張応力が作用することを抑制できる。 According to this configuration, the fail-safe valve can be operated periodically while the power (rotation) of the engine is input. As a result, when a fail occurs, the fail-safe valve can be activated to switch from the normal oil passage to the fail-safe oil passage. As a result, it is possible to suppress the sudden change of the pulley ratio to a high ratio when a fail occurs, and it is possible to suppress the action of excessive tensile stress on the belt.
強制作動手段は、エンジンの始動のタイミングで、フェイルセーフバルブを作動させることが好ましい。 The forced actuation means preferably activates the fail-safe valve at the timing of starting the engine.
この構成では、油圧を発生させるオイルポンプがエンジンの動力で駆動される機械式のオイルポンプである場合に、エンジンの始動時におけるエンジンの回転数の吹き上がりを利用して、オイルポンプの発生油圧を確保することができる。そのため、フェイルセーフバルブを作動させる油圧が不足することを防止でき、また、フェイルセーフ油路により調圧される油圧が不足することを防止できる。 In this configuration, when the oil pump that generates hydraulic pressure is a mechanical oil pump driven by the power of the engine, the generated hydraulic pressure of the oil pump is utilized by utilizing the increase in the number of revolutions of the engine when the engine is started. Can be secured. Therefore, it is possible to prevent a shortage of the hydraulic pressure for operating the fail-safe valve, and it is possible to prevent a shortage of the hydraulic pressure regulated by the fail-safe oil passage.
強制作動手段は、エンジンの冷間始動以後のファーストアイドル状態、つまりエンジンの回転数が通常始動後のアイドリング回転数よりも高い状態で、フェイルセーフバルブを作動させてもよい。 The forced actuation means may operate the fail-safe valve in a fast idle state after the cold start of the engine, that is, in a state where the engine speed is higher than the idling speed after the normal start.
この構成により、オイルポンプの発生油圧をより良好に確保することができる。そのため、フェイルセーフバルブを作動させる油圧が不足することをより一層防止でき、また、フェイルセーフ油路により調圧される油圧が不足することをより一層防止できる。 With this configuration, the generated hydraulic pressure of the oil pump can be secured better. Therefore, it is possible to further prevent the shortage of the hydraulic pressure for operating the fail-safe valve, and further prevent the shortage of the hydraulic pressure regulated by the fail-safe oil passage.
本発明によれば、フェイル発生時のフェイルセーフバルブの作動を保証することができる。 According to the present invention, it is possible to guarantee the operation of the fail-safe valve when a fail occurs.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<車両の駆動系>
図1は、車両1の駆動系の構成を示すスケルトン図である。
<Vehicle drive system>
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a drive system of a
車両1は、エンジン2を駆動源とする自動車である。エンジン2は、ガソリンエンジンであるか、ディーゼルエンジンであるかを問わない。
The
エンジン2には、エンジン2の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ(燃料噴射装置)および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン2には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン2の動力は、トルクコンバータ3およびベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission:無段変速機)4を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達され、デファレンシャルギヤ5から左右のドライブシャフト6L,6Rを介してそれぞれ左右の駆動輪7L,7Rに伝達される。
The
トルクコンバータ3は、ロックアップ機構付きのトルクコンバータであり、フロントカバー11、ポンプインペラ12、タービンランナ13およびロックアップクラッチ(ロックアップピストン)14を備えている。フロントカバー11には、エンジン2のクランクシャフトが接続され、フロントカバー11は、クランクシャフトと一体に回転する。ポンプインペラ12は、フロントカバー11に対するエンジン側と反対側に配置されている。ポンプインペラ12は、フロントカバー11と一体回転可能に設けられている。タービンランナ13は、フロントカバー11とポンプインペラ12との間に配置されて、フロントカバー11と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ14は、フロントカバー11とタービンランナ13との間に配置されている。
The
ロックアップクラッチ14は、ロックアップクラッチ14とフロントカバー11との間の解放側油室15の油圧とロックアップクラッチ14とポンプインペラ12との間の係合側油室16の油圧との差圧により係合/解放される。すなわち、解放側油室15の油圧が係合側油室16の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップクラッチ14がフロントカバー11から離間し、ロックアップクラッチ14が解放された状態(ロックアップオフ)になる。係合側油室16の油圧が解放側油室15の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップクラッチ14がフロントカバー11に押し付けられて、ロックアップクラッチ14が係合された状態(ロックアップオン)になる。
The
ロックアップオフの状態において、E/G出力軸が回転されると、ポンプインペラ12が回転する。ポンプインペラ12が回転すると、ポンプインペラ12からタービンランナ13に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ13で受けられて、タービンランナ13が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ13には、E/G出力軸のトルクよりも大きなトルクが発生する。
When the E / G output shaft is rotated in the lock-up / off state, the
ロックアップオンの状態では、E/G出力軸が回転されると、E/G出力軸、ポンプインペラ12およびタービンランナ13が一体となって回転する。
In the lockup-on state, when the E / G output shaft is rotated, the E / G output shaft, the
トルクコンバータ3と無段変速機4との間には、オイルポンプ8が設けられている。オイルポンプ8は、機械式のオイルポンプであり、ポンプ軸は、トルクコンバータ3のポンプインペラ12と一体回転するように設けられている。これにより、エンジン2の動力によりポンプインペラ12が回転すると、オイルポンプ8のポンプ軸が回転し、オイルポンプ8から油圧が発生する。
An oil pump 8 is provided between the
無段変速機4は、トルクコンバータ3から入力される動力をデファレンシャルギヤ5に伝達する。無段変速機4は、インプット軸21、アウトプット軸22、ベルト伝達機構23および前後進切替機構24を備えている。
The continuously
インプット軸21は、トルクコンバータ3のタービンランナ13に連結され、タービンランナ13と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
アウトプット軸22は、インプット軸21と平行に配置されている。アウトプット軸22には、出力ギヤ25が相対回転不能に支持されている。
The
ベルト伝達機構23には、プライマリ軸31およびセカンダリ軸32が含まれる。プライマリ軸31およびセカンダリ軸32は、それぞれインプット軸21およびアウトプット軸22と同一軸線上に配置されている。
The
そして、ベルト伝達機構23は、プライマリ軸31に支持されたプライマリプーリ33とセカンダリ軸32に支持されたセカンダリプーリ34とに、無端状のベルト35が巻き掛けられた構成を有している。
The
プライマリプーリ33は、プライマリ軸31に固定された固定シーブ41と、固定シーブ41にベルト35を挟んで対向配置され、プライマリ軸31にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ42とを備えている。可動シーブ42に対して固定シーブ41と反対側には、プライマリ軸31に固定されたシリンダ43が設けられ、可動シーブ42とシリンダ43との間に、可動シーブ42に付与される油圧(プライマリシーブ圧)が供給される油室44が形成されている。
The
セカンダリプーリ34は、セカンダリ軸32に対して固定された固定シーブ45と、固定シーブ45にベルト35を挟んで対向配置され、セカンダリ軸32にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ46とを備えている。可動シーブ46に対して固定シーブ45と反対側には、セカンダリ軸32に固定されたピストン47が設けられ、可動シーブ46とピストン47との間に、可動シーブ46に付与される油圧(セカンダリシーブ圧)が供給される油室48が形成されている。
The
プライマリプーリ33の可動シーブ42の移動により、固定シーブ41と可動シーブ42との間隔である溝幅が連続的に変化する。セカンダリプーリ34の可動シーブ46の移動により、固定シーブ45と可動シーブ46との間隔である溝幅が連続的に変化する。プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34の各溝幅を連続的に変更することにより、プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34に対するベルト35の巻きかけ径を変更することができ、変速比(プーリ比)を無段階で連続的に変更することができる。
Due to the movement of the
その一方で、ベルト滑りを生じない必要十分な挟圧がベルト35に付与されるよう、プライマリプーリ33の油室44およびセカンダリプーリ34の油室48に油圧が供給される。
On the other hand, hydraulic pressure is supplied to the
なお、図示されていないが、可動シーブ46とピストン47との間には、ベルト35に初期挟圧(初期推力)を与えるためのバイアススプリングが介在されている。バイアススプリングの弾性力により、可動シーブ46およびピストン47は、互いに離間する方向に付勢されている。
Although not shown, a bias spring for applying an initial pinching pressure (initial thrust) to the
前後進切替機構24は、インプット軸21とベルト伝達機構23のプライマリ軸31との間に介装されている。前後進切替機構24は、遊星歯車機構51、クラッチC1およびブレーキB1を備えている。
The forward /
遊星歯車機構51には、キャリヤ52、サンギヤ53およびリングギヤ54が含まれる。
The
キャリヤ52は、インプット軸21に相対回転可能に外嵌されている。キャリヤ52は、複数のピニオンギヤ55を回転可能に支持している。複数のピニオンギヤ55は、円周上に配置されている。
The
サンギヤ53は、インプット軸21に相対回転不能に支持されて、複数のピニオンギヤ55により取り囲まれる空間に配置されている。サンギヤ53のギヤ歯は、各ピニオンギヤ55のギヤ歯と噛合している。
The
リングギヤ54は、その回転軸線がプライマリ軸31の軸心と一致するように設けられている。リングギヤ54には、ベルト伝達機構23のプライマリ軸31が連結されている。リングギヤ54のギヤ歯は、複数のピニオンギヤ55を一括して取り囲むように形成され、各ピニオンギヤ55のギヤ歯と噛合している。
The
クラッチC1は、油圧により、キャリヤ52とサンギヤ53とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態(オン)と、その直結を解除する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The clutch C1 is hydraulically switched between an engaged state (on) in which the
ブレーキB1は、キャリヤ52とトルクコンバータ3および無段変速機4を収容するトランスミッションケースとの間に設けられ、油圧により、キャリヤ52を制動する係合状態(オン)と、キャリヤ52の回転を許容する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The brake B1 is provided between the
車両1の車室内には、運転者が操作可能な位置に、シフトレバー(セレクトレバー)が配設されている。シフトレバーの可動範囲には、たとえば、P(パーキング)ポジション、R(リバース)ポジション、N(ニュートラル)ポジションおよびD(ドライブ)ポジションがこの順に一列に並べて設けられている。
A shift lever (select lever) is arranged in the vehicle interior of the
シフトレバーがPポジションに位置する状態では、クラッチC1およびブレーキB1の両方が解放され、パーキングロックギヤ(図示せず)が固定されることにより、無段変速機4の変速レンジの1つであるPレンジが構成される。また、シフトレバーがNポジションに位置する状態では、クラッチC1およびブレーキB1の両方が解放されて、パーキングロックギヤが固定されないことにより、無段変速機4の変速レンジの1つであるNレンジが構成される。クラッチC1およびブレーキB1の両方が解放された状態では、インプット軸21およびサンギヤ53が空転し、エンジン2の動力は駆動輪7L,7Rに伝達されない。
When the shift lever is in the P position, both the clutch C1 and the brake B1 are released, and the parking lock gear (not shown) is fixed, which is one of the shift ranges of the continuously
シフトレバーがDポジションに位置する状態では、ブレーキB1が係合されて、クラッチC1が解放されることにより、無段変速機4の変速レンジの1つである前進レンジが構成される。前進レンジでは、エンジン2の動力がインプット軸21に入力されると、キャリヤ52が静止した状態で、サンギヤ53がインプット軸21と一体に回転する。そのため、サンギヤ53の回転は、リングギヤ54に逆転かつ減速されて伝達される。これにより、リングギヤ54が回転し、ベルト伝達機構23のプライマリ軸31およびプライマリプーリ33がリングギヤ54と一体に回転する。プライマリプーリ33の回転は、ベルト35を介して、セカンダリプーリ34に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32を回転させる。そして、セカンダリ軸32と一体に、アウトプット軸22および出力ギヤ25が回転する。出力ギヤ25は、デファレンシャルギヤ5(デファレンシャルギヤ5の入力ギヤ)と噛合している。出力ギヤ25が回転すると、デファレンシャルギヤ5から左右に延びるドライブシャフト6L,6Rが回転して、駆動輪7L,7Rが回転することにより、車両1が前進する。
When the shift lever is in the D position, the brake B1 is engaged and the clutch C1 is released to form a forward range, which is one of the shift ranges of the continuously
シフトレバーがRポジションに位置する状態では、ブレーキB1が解放されて、クラッチC1が係合されることにより、無段変速機4の変速レンジの1つであるRレンジが構成される。Rレンジでは、エンジン2の動力がインプット軸21に入力されると、キャリヤ52およびサンギヤ53がインプット軸21と一体に回転する。そのため、サンギヤ53の回転は、リングギヤ54に回転方向が逆転されずに伝達される。これにより、リングギヤ54が回転し、ベルト伝達機構23のプライマリ軸31およびプライマリプーリ33がリングギヤ54と一体に回転する。プライマリプーリ33の回転は、ベルト35を介して、セカンダリプーリ34に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32を回転させる。そして、セカンダリ軸32と一体に、アウトプット軸22および出力ギヤ25が回転する。出力ギヤ25が回転すると、デファレンシャルギヤ5から左右に延びるドライブシャフト6L,6Rが回転して、駆動輪7L,7Rが回転することにより、車両1が後進する。
When the shift lever is in the R position, the brake B1 is released and the clutch C1 is engaged to form the R range, which is one of the shift ranges of the continuously
<車両の制御系>
図2は、車両1の制御系の構成を示すブロック図である。
<Vehicle control system>
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the
車両1には、複数のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)が搭載されている。各ECUは、マイコン(マイクロコントローラユニット)を備えており、マイコンには、たとえば、CPU、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリが内蔵されている。複数のECUは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。図2には、複数のECUのうちの1つのECU91が示されている。
The
ECU91は、エンジン2の始動、停止および出力調整などのため、エンジン2に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグなどを制御する。また、トルクコンバータ3および無段変速機4を含むユニットには、各部に油圧を供給するための油圧回路92が備えられており、ECU91は、無段変速機4の変速制御などのため、油圧回路92に含まれる各種のバルブなどを制御する。
The
<油圧回路>
図3は、油圧回路92の一部の構成を示す回路図である。
<Hydraulic circuit>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a partial configuration of the
油圧回路92には、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46にそれぞれ供給されるプライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdを調圧(制御)するための各種のバルブが含まれる。すなわち、油圧回路92には、プライマリソレノイドバルブ101、プライマリ調圧バルブ102、セカンダリソレノイドバルブ103、セカンダリ調圧バルブ104およびフェイルセーフバルブ105が含まれる。
The
プライマリソレノイドバルブ101は、非通電時に全開となるノーマルオープンタイプ(常開式)のリニアソレノイドバルブからなる。プライマリソレノイドバルブ101には、一定のクラッチモジュレータ圧Pcが入力される。プライマリソレノイドバルブ101に供給される電流が大きいほど、プライマリソレノイドバルブ101から出力されるプライマリソレノイド圧PSLPが小さくなる。
The
プライマリ調圧バルブ102は、ライン圧(元圧)PLを信号ポートに入力される信号圧に応じたプライマリシーブ圧Pinに調圧して出力する。
The primary
セカンダリソレノイドバルブ103は、非通電時に全開となるノーマルオープンタイプ(常開式)のリニアソレノイドバルブからなる。セカンダリソレノイドバルブ103には、一定のクラッチモジュレータ圧Pcが入力される。セカンダリソレノイドバルブ103に供給されるセカンダリ電流が大きいほど、セカンダリソレノイドバルブ103から出力されるセカンダリソレノイド圧PSLSが小さくなる。
The
セカンダリ調圧バルブ104は、ライン圧PLを信号ポートに入力される信号圧に応じたセカンダリシーブ圧Pdに調圧して出力する。
The secondary
フェイルセーフバルブ105は、プライマリ調圧バルブ102の信号ポートに入力される信号圧をプライマリソレノイド圧PSLPとセカンダリシーブ圧Pdとに切り替える弁である。
The fail-
<回路動作>
プライマリソレノイドバルブ101は、通常、所定圧以下のプライマリソレノイド圧PSLPを出力するが、所定圧を超えるプライマリソレノイド圧PSLPを出力可能な余剰域を有している。プライマリソレノイド圧PSLPが所定圧以下であるとき、フェイルセーフバルブ105では、スプールが通常位置(図3にスプールの左半分で示す位置)に位置している。そのため、プライマリソレノイドバルブ101からフェイルセーフバルブ105にプライマリソレノイド圧PSLPが入力され、そのプライマリソレノイド圧PSLPがフェイルセーフバルブ105からプライマリ調圧バルブ102の信号ポートにプライマリソレノイド圧PSLPが入力される。
<Circuit operation>
The
プライマリソレノイド圧PSLPが上げられると、プライマリ調圧バルブ102から出力されるプライマリシーブ圧Pinが上がる。一方、プライマリソレノイド圧PSLPが下げられると、プライマリシーブ圧Pinが下がる。すなわち、プライマリシーブ圧Pinは、プライマリソレノイド圧PSLPの大きさにほぼ比例して変化する。
When the primary solenoid pressure PSLP is increased, the primary sheave pressure Pin output from the primary
セカンダリ調圧バルブ104の信号ポートには、セカンダリソレノイドバルブ103からセカンダリソレノイド圧PSLSが入力される。
The secondary solenoid pressure PSLS is input from the
セカンダリソレノイド圧PSLSが上げられると、セカンダリ調圧バルブ104から出力されるセカンダリシーブ圧Pdが上がる。一方、セカンダリソレノイド圧PSLSが下げられると、セカンダリシーブ圧Pdが下がる。すなわち、セカンダリシーブ圧Pdは、セカンダリソレノイド圧PSLSの大きさにほぼ比例して変化する。
When the secondary solenoid pressure PSLS is increased, the secondary sheave pressure Pd output from the secondary
エンジン2からトルクコンバータ3を介して無段変速機4に動力が入力されている状態では、電源喪失やプライマリソレノイドバルブ101への給電線の断線などの電気失陥など、何らかの原因で、プライマリソレノイドバルブ101に通電されないフェイルが発生すると、プライマリソレノイドバルブ101が全開となり、プライマリソレノイドバルブ101から出力されるプライマリソレノイド圧PSLPが所定圧を超える。
When power is input from the
プライマリソレノイド圧PSLPが所定圧を超えると、その所定圧を超えるプライマリソレノイド圧PSLPにより、フェイルセーフバルブ105のスプールがフェイル位置(図3にスプールの右半分で示す位置)に移動する。これにより、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46に油圧を供給するための油路が通常油路からフェイルセーフ油路に切り替わる。フェイルセーフ油路では、セカンダリ調圧バルブ104からフェイルセーフバルブ105にセカンダリシーブ圧Pdが入力され、セカンダリシーブ圧Pdがフェイルセーフバルブ105を経由してプライマリ調圧バルブ102の信号ポートに入力される。これにより、プライマリ調圧バルブ102からセカンダリシーブ圧Pdに応じたプライマリシーブ圧Pinが出力される。
When the primary solenoid pressure P SLP exceeds the predetermined pressure, the spool of the fail-
油圧回路92の各部は、プライマリソレノイドバルブ101から所定圧を超えるプライマリソレノイド圧PSLPが出力された場合に、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46にそれぞれプライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdが供給されることにより得られるプーリ比が1程度になるように設計されている。
When a primary solenoid pressure PSLP exceeding a predetermined pressure is output from the
<フェイルセーフバルブの強制作動処理>
図4は、変速レンジ、エンジン回転数および無段変速機4のベルト35に付与される挟圧(CVT挟圧)の時間変化を示す図である。
<Forced activation process of fail-safe valve>
FIG. 4 is a diagram showing changes over time in the shift range, engine speed, and pinching pressure (CVT pinching pressure) applied to the
車両1のイグニッションスイッチがオンにされると、ECU91により、エンジン2を流通する冷却水の水温が所定温度以下であるか否かが判断される。
When the ignition switch of the
冷却水の水温が所定温度以下である場合、つまりエンジン2が冷機状態である場合、ECU91により、フェイルセーフバルブ105を強制的に作動させるための強制作動処理が実行される。
When the water temperature of the cooling water is equal to or lower than a predetermined temperature, that is, when the
強制作動処理では、エンジン2の始動のためのクランキングが開始されると(時刻T1)、プライマリソレノイドバルブ101への通電が遮断される。エンジン2のクランキングの開始後は、エンジン2の動力が無段変速機4のインプット軸21に入力され、その動力によりオイルポンプ8が駆動されて、オイルポンプ8から油圧が発生する。そのため、プライマリソレノイドバルブ101への通電が遮断されると、プライマリソレノイドバルブ101から所定圧を超える余剰域のプライマリソレノイド圧PSLPが出力され、フェイルセーフバルブ105のスプールがフェイル位置に移動する。これにより、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46に油圧を供給するための油路が通常油路からフェイルセーフ油路に切り替わる。フェイルセーフ油路に切り替わると、プライマリプーリ33とセカンダリプーリ34とのプーリ比が1程度となるプライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdがそれぞれプライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46に供給される。その結果、無段変速機4のベルト35に付与される挟圧が上昇する。
In the forced operation process, when the cranking for starting the
プライマリソレノイドバルブ101への通電の遮断から所定時間が経過すると、プライマリソレノイドバルブ101への通電が開始される。これにより、プライマリソレノイドバルブ101から出力されるプライマリソレノイド圧PSLPが通常動作時の油圧(所定圧以下の油圧)に低下し、フェイルセーフバルブ105のスプールがフェイル位置から通常の位置に戻る。これにより、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46に油圧を供給するための油路がフェイルセーフ油路から通常油路に切り替わる。通常油路に切り替わると、プライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdが低下し、無段変速機4のベルト35に付与される挟圧が低下する。
When a predetermined time has elapsed from the interruption of the energization of the
その結果、挟圧がスパイク状に変化する。ECU91では、その挟圧のスパイク状の変化が検知され、それが検知されたことを以て、フェイルセーフバルブ105のスプールが通常位置からフェイル位置に移動したことが確認され、通常油路からフェイルセーフ油路への正常な切り替わりが確認される。
As a result, the pinching pressure changes like a spike. The
<作用効果>
以上のように、エンジン2の冷間始動のタイミングで、フェイルセーフバルブ105を強制的に作動させるための強制作動処理が実行される。これにより、エンジン2の動力(回転)が入力されている状態で、フェイルセーフバルブ105を定期的に作動させることができる。そのため、プライマリソレノイドバルブ101に通電不能なフェイルが発生したときに、フェイルセーフバルブ105を作動させて、プライマリプーリ33の可動シーブ42およびセカンダリプーリ34の可動シーブ46に油圧を供給するための油路を通常油路からフェイルセーフ油路に切り替えることができる。その結果、フェイルの発生時に、プーリ比がハイレシオに急変することを抑制でき、ベルト35に過剰な引張応力が作用することを抑制できる。
<Action effect>
As described above, the forced operation process for forcibly operating the fail-
エンジン2の始動時には、エンジン2の回転数が吹き上がるので、この吹き上がりを利用して、オイルポンプ8の発生油圧を確保することができる。また、エンジン2の冷間始動後は、暖機が完了するまで、エンジン2のアイドリング回転数が高いファーストアイドル状態が継続する。そのため、かかるタイミングで強制作動処理が実行されることにより、フェイルセーフバルブ105を作動させる油圧が不足することを防止でき、また、フェイルセーフ油路により調圧される油圧が不足することを防止できる。
When the
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
<Modification example>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments.
たとえば、ファーストアイドル状態に限らず、エンジン2の暖機終了後のアイドリング状態または冷機状態ではないエンジン2の始動時に、強制作動処理が実行されてもよい(図2に示される時刻T2)。
For example, not limited to the first idle state, the forced operation process may be executed at the time of starting the
また、シフトレバーがDポジションに移動されて、変速レンジDが構成された後に、強制作動処理が実行されてもよい(図2に示される時刻T3)。この場合、プーリ比が1程度であるときに、強制作動処理が実行されることが好ましい。これにより、プーリ比の急変を抑制でき、その急変による車両1の挙動の変化を抑制できる。
Further, the forced operation process may be executed after the shift lever is moved to the D position and the shift range D is configured (time T3 shown in FIG. 2). In this case, it is preferable that the forced operation process is executed when the pulley ratio is about 1. As a result, a sudden change in the pulley ratio can be suppressed, and a change in the behavior of the
さらには、車両1のメンテナンスのためのサービス工場に車両1が入庫されて、ECU91とサービスツールとが接続されたときに、強制作動処理が実行されてもよい。
Further, when the
また、前述の実施形態は、プライマリソレノイドバルブ101およびセカンダリソレノイドバルブ103が非通電時に全開となるノーマルオープンタイプである場合の構成を取り上げたが、その構成に限らず、正常時には、ソレノイドバルブから出力される油圧によりプライマリシーブ圧およびセカンダリシーブ圧を調圧する通常油路が形成され、ソレノイドバルブに通電されないフェイルが発生した場合に、フェイルセーフバルブが作動して、フェイルセーフ回路が形成される構成であれば、ソレノイドバルブがノーマルクローズタイプである構成にも、本発明を適用することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in the case where the
前述の実施形態では、単一のECU91により、エンジン2ならびにトルクコンバータ3およびCVT4の油圧回路92が制御されるとしたが、エンジン2とトルクコンバータ3およびCVT4の油圧回路92とは、別々のECUによって制御されてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態では、無段変速機4を取り上げたが、本発明に係る制御装置は、動力分割式の無段変速機に適用することもできる。動力分割式の無段変速機とは、たとえば、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力(トルク)を2つの経路で分割して伝達可能な変速機である。
Further, in the above-described embodiment, the continuously
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-mentioned configuration within the scope of the matters described in the claims.
2:エンジン
4:無段変速機
33:プライマリプーリ
34:セカンダリプーリ
35:ベルト
42,46:可動シーブ
91:ECU(強制作動手段)
92:油圧回路
101:プライマリソレノイドバルブ(ソレノイドバルブ)
103:セカンダリソレノイドバルブ(ソレノイドバルブ)
105:フェイルセーフバルブ
2: Engine 4: Continuously variable transmission 33: Primary pulley 34: Secondary pulley 35:
92: Hydraulic circuit 101: Primary solenoid valve (solenoid valve)
103: Secondary solenoid valve (solenoid valve)
105: Fail-safe valve
Claims (2)
プライマリプーリとセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリの可動シーブに供給されるプライマリシーブ圧および前記セカンダリプーリの可動シーブに供給されるセカンダリシーブ圧によりプーリ比が変化する無段変速機構と、
正常時には、ソレノイドバルブから出力される油圧により前記プライマリシーブ圧および前記セカンダリシーブ圧を調圧する通常油路が形成され、フェイルが発生すると、フェイルセーフバルブが作動して、前記プーリ比が所定値となるように、前記プライマリシーブ圧および前記セカンダリシーブ圧を調圧するフェールセーフ油路が形成される油圧回路と、
前記エンジンから動力が入力されている状態で、前記フェイルセーフバルブを強制的に作動させる強制作動手段と、を含む、無段変速機。 It is a continuously variable transmission that shifts the power of the engine.
A continuously variable belt is wound around the primary pulley and the secondary pulley, and the pulley ratio changes depending on the primary sheave pressure supplied to the movable sheave of the primary pulley and the secondary sheave pressure supplied to the movable sheave of the secondary pulley. With the speed change mechanism,
Under normal conditions, the hydraulic pressure output from the solenoid valve forms a normal oil passage that regulates the primary sheave pressure and the secondary sheave pressure, and when a fail occurs, the fail-safe valve operates and the pulley ratio becomes a predetermined value. A hydraulic circuit in which a fail-safe oil passage for adjusting the primary sheave pressure and the secondary sheave pressure is formed so as to be
A continuously variable transmission including a forced actuating means for forcibly actuating the fail-safe valve while power is being input from the engine.
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