JP4238895B2 - 車両用無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用無段変速機の変速制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、プライマリプーリおよびセカンダリプーリとその両プーリに巻き掛けられたベルトとを有する車両用無段変速機の変速制御装置に係り、特に、変速制御弁による作動油の給排作動が行われないときにプライマリ側油圧シリンダに所定の油圧を作用させてプライマリ側油圧シリンダ内の油圧とセカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とする減圧弁を有する油圧回路に関するものである。
プライマリプーリおよびセカンダリプーリとそれら両プーリに巻き掛けられたベルトとを有するベルト式無段変速機の変速制御装置において、無段変速機の変速を行うためにプライマリプーリの溝幅を変更する為のプライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整する変速制御弁と、変速制御弁による作動油の給排作動が行われないときにプライマリ側油圧シリンダに所定の油圧を作用させてプライマリ側油圧シリンダ内の油圧とセカンダリプーリの溝幅を変更する為のセカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とする減圧弁とを有する油圧回路を備えるものが良く知られている。
例えば、特許文献1に記載された無段変速機の油圧制御装置がそれである。この特許文献1には、変速制御弁による作動油の給排作動が行われないときにプライマリ側油圧シリンダに所定の油圧を作用させつつプライマリ側油圧シリンダ内の油圧とセカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とする所謂閉じ込み制御を実行して変速比を最大変速比とすることが可能な油圧回路を備え、車両停止状態からの発進時には閉じ込み制御により最大変速比を成立させて変速比が増速側(アップシフト側)へ変化するのを防止し、良好な発進性能を実現することができるベルト式無段変速機の油圧制御装置が提案されている。
特開2005−42799号公報
ところで、特許文献1に提案されたような油圧回路において、所定回転部材の回転速度等の目標値と実際値とが一致するようにフィードバック制御により変速が行われる場合に、実際値が目標値に近づいて変速制御弁による作動油の給排作動が行われなくなると、減圧弁によりプライマリ側油圧シリンダに所定の油圧が作用させられることになる。
そうすると、必要ないにも拘わらず変速が生じてしまう可能性があった。例えば、フィードバック制御によるダウンシフト時に実際値が目標値に近づいて減圧弁により所定の油圧が作用させられて最大変速比側への急なダウンシフトが生じてしまう可能性があった。また、フィードバック制御によるアップシフト時に実際値が目標値に近づいて減圧弁によりプライマリ側油圧シリンダに作動油が供給されて急なアップシフトが生じてしまう可能性があった。これにより、変速時の制御の連続性が損なわれてしまうという問題が生じる可能性があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ベルト式無段変速機の変速に際して、制御の連続性が損なわれることを防止することができる車両用無段変速機の変速制御装置を提供することにある。
かかる目的を達成するための請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a) 走行用動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリとその両プーリに巻き掛けられたベルトとを有すると共に、前記プライマリプーリの溝幅を変更する為のプライマリ側油圧シリンダと前記セカンダリプーリの溝幅を変更する為のセカンダリ側油圧シリンダとを有する無段変速機が配設された車両において、前記無段変速機の変速を行うために前記プライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整する変速制御弁と、前記プライマリ側油圧シリンダ内の油圧と前記セカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とするための所定の油圧を出力する減圧弁とを有し、前記変速制御弁が作動油の給排作動を行う状態では前記プライマリ側油圧シリンダへ前記所定の油圧を作用させないと共に、前記変速制御弁が作動油の給排作動を行わない状態では前記プライマリ側油圧シリンダへ前記所定の油圧を作用させる油圧回路を備える車両用無段変速機の変速制御装置であって、(b) 前記油圧回路は、前記無段変速機の変速の際に前記変速制御弁が作動油の給排作動を行う状態から作動油の給排作動を行わない状態となったときは、前記減圧弁の出力ポートと前記プライマリ側油圧シリンダとを連通する油路を遮断することにある。
このようにすれば、前記無段変速機の変速の際に前記変速制御弁が作動油の給排作動を行う状態から作動油の給排作動を行わない状態となったときは、前記油圧回路により前記減圧弁の出力ポートと前記プライマリ側油圧シリンダとを連通する油路が遮断されるので、変速制御弁による作動油の給排作動が行われなくなったとしても、減圧弁から出力される所定の油圧がプライマリ側油圧シリンダに作用することが回避されて、無段変速機の変速の際に制御の連続性が損なわれることを防止することができる。
ここで、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の車両用無段変速機の変速制御装置において、前記油圧回路は、前記変速制御弁により前記油路を遮断するものであり、前記変速制御弁は、作動油の給排作動を行うと共に前記油路を遮断する第1状態、作動油の給排作動を行わないと共に前記油路を遮断する第2状態、作動油の給排作動を行わないと共に前記油路を解放する第3状態に、選択的に切り換え可能に構成されているものである。このようにすれば、例えばプライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整することで無段変速機の変速を行うと共に、作動油の給排作動を行わないときには減圧弁からの所定の油圧をプライマリ側油圧シリンダに作用させるというような従来の機能を維持したまま、変速制御弁により減圧弁の出力ポートとプライマリ側油圧シリンダとを連通する油路を遮断することができるので、その油路を遮断するための切換弁や制御弁等の新たな装置の追加などによる油圧回路の大型化やコストアップを避けることができる。
ここで、好適には、前記無段変速機において、所定車速例えば回転速度センサにより回転部材の回転速度が検出可能な車速を超える車両状態における通常の変速制御は、例えば予め定められた変速条件に従って目標変速比を求め、実変速比がその目標変速比になるように変速制御弁を用いてプライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整してプライマリプーリの溝幅を変更するフィードバック制御により実行されたり、車速や出力回転速度(駆動輪側回転速度)などに応じて入力側(駆動源側)の目標回転速度を求め、実際の入力回転速度がその目標回転速度になるように変速制御弁を用いてプライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整してプライマリプーリの溝幅を変更するフィードバック制御により実行されたりするなど、種々の態様を採用できる。
上記予め定められた変速条件は、例えばアクセル操作量などの運転者の出力要求量(加速要求量)および車速(出力回転速度に対応)などの運転状態をパラメータとするマップや演算式などによって設定される。
また、所定車速未満の極低車速走行時のような上記フィードバック制御が困難なときの車両状態における変速制御は、例えば変速制御弁によるプライマリ側油圧シリンダへの作動油の給排作動を行わず、無段変速機の変速比が所定の変速比とされるように減圧弁を用いてプライマリ側油圧シリンダに所定の油圧を作用させつつプライマリ側油圧シリンダ内に作動油を閉じ込めた状態としてプライマリ側油圧シリンダ内の油圧とセカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とする閉じ込み制御により実行される。より具体的には、この減圧弁はセカンダリ側油圧シリンダの油圧がパイロット圧として導入されて所定の油圧を出力するように構成され、この所定の油圧がプライマリ側油圧シリンダに作用させられることにより、所定の変速比例えば最大変速比が得られる所定の推力比(=セカンダリ側油圧シリンダの油圧×セカンダリ側油圧シリンダの受圧面積/プライマリ側油圧シリンダの油圧×プライマリ側油圧シリンダの受圧面積)となるように構成される。
また、好適には、前記走行用動力源としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジンが広く用いられる。さらに、補助的な走行用動力源として、電動機等が上記エンジンに加えて用いられても良い。或いは、走行用動力源として電動機のみが用いられてもよい。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された車両用駆動装置10の構成を説明する骨子図である。この車両用駆動装置10は横置き型自動変速機であって、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に好適に採用されるものであり、走行用の動力源としてエンジン12を備えている。内燃機関にて構成されているエンジン12の出力は、エンジン12のクランク軸、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ14から前後進切換装置16、ベルト式の無段変速機(CVT)18、減速歯車装置20を介して差動歯車装置22に伝達され、左右の駆動輪24L、24Rへ分配される。
トルクコンバータ14は、エンジン12のクランク軸に連結されたポンプ翼車14p、およびトルクコンバータ14の出力側部材に相当するタービン軸34を介して前後進切換装置16に連結されたタービン翼車14tを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車14pおよびタービン翼車14tの間にはロックアップクラッチ26が設けられており、油圧回路としての油圧制御回路100(図2、図3参照)内の図示しないロックアップコントロールバルブ(L/C制御弁)などによって係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切り換えられることにより、係合または解放されるようになっており、完全係合させられることによってポンプ翼車14pおよびタービン翼車14tは一体回転させられる。ポンプ翼車14pには、無段変速機18を変速制御したりベルト挟圧力を発生させたり、ロックアップクラッチ26を係合解放制御したり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧をエンジン12により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ28が連結されている。
前後進切換装置16は、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1とダブルピニオン型の遊星歯車装置16pとを主体として構成されており、トルクコンバータ14のタービン軸34はサンギヤ16sに一体的に連結され、無段変速機18の入力軸36はキャリア16cに一体的に連結されている一方、キャリア16cとサンギヤ16s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16r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は断続装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
そして、前進用クラッチC1が係合させられるとともに後進用ブレーキB1が解放されると、前後進切換装置16は一体回転状態とされることによりタービン軸34が入力軸36に直結され、前進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、前進方向の駆動力が無段変速機18側へ伝達される。また、後進用ブレーキB1が係合させられるとともに前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置16は後進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、入力軸36はタービン軸34に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進方向の駆動力が無段変速機18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が共に解放されると、前後進切換装置16は動力伝達を遮断するニュートラル状態(動力伝達遮断状態)になる。
無段変速機18は、入力軸36に設けられた入力側部材である有効径が可変の駆動側プーリ(プライマリプーリ)42と、出力軸44に設けられた出力側部材である有効径が可変の従動側プーリ(セカンダリプーリ)46と、それ等の可変プーリ42、46に巻き掛けられた伝動ベルト48とを備えており、可変プーリ42、46と伝動ベルト48との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。
可変プーリ42および46は、入力軸36および出力軸44にそれぞれ固定された固定回転体42aおよび46aと、入力軸36および出力軸44に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた可動回転体42bおよび46bと、それらの間のV溝幅を変更する推力を付与する油圧アクチュエータとしての駆動側油圧シリンダ(プライマリ側油圧シリンダ)42cおよび従動側油圧シリンダ(セカンダリ側油圧シリンダ)46cとを備えて構成されており、プライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の供給排出流量が油圧制御回路100によって制御されることにより、両可変プーリ42、46のV溝幅が変化して伝動ベルト48の掛かり径(有効径)が変更され、変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が連続的に変化させられる。また、セカンダリ側油圧シリンダ46cの油圧であるセカンダリ圧(以下、ベルト挟圧という)POUTが油圧制御回路100によって調圧制御されることにより、伝動ベルト48が滑りを生じないようにベルト挟圧力が制御される。このような制御の結果として、プライマリ側油圧シリンダ42cの油圧であるプライマリ圧(以下、変速圧という)PINが生じるのである。
図2は、図1の車両用駆動装置10などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。電子制御装置50は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン12の出力制御や無段変速機18の変速制御およびベルト挟圧力制御やロックアップクラッチ26のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や無段変速機18およびロックアップクラッチ26の油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置50には、エンジン回転速度センサ52により検出されたクランク軸回転角度(位置)ACR(°)およびエンジン12の回転速度(エンジン回転速度)Nに対応するクランク軸回転速度を表す信号、タービン回転速度センサ54により検出されたタービン軸34の回転速度(タービン回転速度)Nを表す信号、入力軸回転速度センサ56により検出された無段変速機18の入力回転速度である入力軸36の回転速度(入力軸回転速度)NINを表す信号、車速センサ(出力軸回転速度センサ)58により検出された無段変速機18の出力回転速度である出力軸44の回転速度(出力軸回転速度)NOUTすなわち出力軸回転速度NOUTに対応する車速Vを表す車速信号、スロットルセンサ60により検出されたエンジン12の吸気配管32(図1参照)に備えられた電子スロットル弁30のスロットル弁開度θTHを表すスロットル弁開度信号、冷却水温センサ62により検出されたエンジン12の冷却水温Tを表す信号、CVT油温センサ64により検出された無段変速機18等の油圧回路の油温TCVTを表す信号、アクセル開度センサ66により検出されたアクセルペダル68の操作量であるアクセル開度Accを表すアクセル開度信号、フットブレーキスイッチ70により検出された常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無BONを表すブレーキ操作信号、レバーポジションセンサ72により検出されたシフトレバー74のレバーポジション(操作位置)PSHを表す操作位置信号、加速度センサ76により検出された車両の前後方向の加速度Gを表す信号などが供給されている。
また、電子制御装置50からは、エンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号S、例えば電子スロットル弁30の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ78を駆動するスロットル信号や燃料噴射装置80から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号や点火装置82によるエンジン12の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、無段変速機18の変速比γを変化させる為の変速制御指令信号S例えばプライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の流量を制御するソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を駆動するための指令信号、伝動ベルト48の挟圧力を調整させる為の挟圧力制御指令信号S例えばベルト挟圧POUTを調圧するリニアソレノイド弁SLSを駆動するための指令信号、ライン油圧Pを制御するリニアソレノイド弁SLTを駆動するための指令信号などが油圧制御回路100へ出力される。
シフトレバー74は、例えば運転席の近傍に配設され、順次位置させられている5つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、「D」、および「L」のうちの何れかへ手動操作されるようになっている。
「P」ポジション(レンジ)は車両用駆動装置10の動力伝達経路を解放しすなわち車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸44の回転を阻止(ロック)するための駐車ポジション(位置)であり、「R」ポジションは出力軸44の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション(位置)であり、「N」ポジションは車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジション(位置)であり、「D」ポジションは無段変速機18の変速を許容する変速範囲で自動変速モードを成立させて自動変速制御を実行させる前進走行ポジション(位置)であり、「L」ポジションは強いエンジンブレーキが作用させられるエンジンブレーキポジション(位置)である。このように、「P」ポジションおよび「N」ポジションは車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「L」ポジションは車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。
図3は、油圧制御回路100のうち無段変速機18の変速比制御に関する要部を示す油圧回路図である。図3において、油圧制御回路100は、無段変速機18の変速を行うためにプライマリ側油圧シリンダ42cに給排される作動油量を調整する変速制御弁、すなわち変速比γが連続的に変化させられるようにプライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の流量を制御する変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないときにプライマリ側油圧シリンダ42cに所定の油圧としての推力比制御油圧Pτを作用させて変速圧PINとベルト挟圧POUTとの比率を予め定められた関係とする減圧弁としての推力比コントロールバルブ118等を備えている。その他図示しないが、油圧制御回路100は、伝動ベルト48が滑りを生じないようにリニアソレノイド弁SLSの出力油圧である制御油圧PSLSに基づいてセカンダリ側油圧シリンダ46cの油圧であるベルト挟圧POUTを調圧する挟圧力コントロールバルブ、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が係合或いは解放されるようにシフトレバー74の操作に従って油路が機械的に切り換えられるマニュアルバルブ等を備えている。
また、ライン油圧Pは、エンジン12により回転駆動される機械式のオイルポンプ28から出力(発生)される作動油圧を元圧として、例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ(ライン油圧調圧弁)によりリニアソレノイド弁SLTの出力油圧である制御油圧PSLTに基づいてエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。モジュレータ油圧Pは、制御油圧PSLTおよび制御油圧PSLSの元圧となるものであると共に、電子制御装置50によってデューティ制御されるソレノイド弁DS1の出力油圧である制御油圧PDS1およびソレノイド弁DS2の出力油圧である制御油圧PDS2の元圧となるものであって、ライン油圧Pを元圧としてモジュレータバルブ120により一定圧に調圧されるようになっている。
前記変速比コントロールバルブUP114は、軸方向へ移動可能に設けられることによりライン油圧Pを入力ポート114iから入出力ポート114jを経てプライマリプーリ42へ供給可能且つ入出力ポート114kを閉弁するアップシフト位置と入力ポート114iを閉弁し且つプライマリプーリ42が入出力ポート114jを介して入出力ポート114kと連通させられる原位置とに位置させられるスプール弁子114aと、そのスプール弁子114aを原位置側に向かって付勢する付勢手段としてのスプリング114bと、そのスプリング114bを収容し且つスプール弁子114aに原位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS2を受け入れる油室114cと、スプール弁子114aにアップシフト位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS1を受け入れる油室114dとを備えている。
また、変速比コントロールバルブDN116は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入出力ポート116jが排出ポートEXと連通させられ且つ入出力ポート116jが入出力ポート116kと遮断されるダウンシフト位置と入出力ポート116jが入出力ポート116kと連通させられ且つ入出力ポート116jが排出ポートEXと遮断される原位置とに位置させられるスプール弁子116aと、そのスプール弁子116aを原位置側に向かって付勢する付勢手段としてのスプリング116bと、そのスプリング116bを収容し且つスプール弁子116aに原位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS1を受け入れる油室116cと、スプール弁子116aにダウンシフト位置側に向かう推力を付与するために制御油圧PDS2を受け入れる油室116dとを備えている。
このように構成された変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116において、中心線より左側半分に示すようにスプール弁子114aがスプリング114bの付勢力に従って原位置に保持されている閉じ状態では、入力ポート114iと入出力ポート114jとが遮断され且つ入出力ポート114jと入出力ポート114kとが連通させられ、プライマリプーリ42(プライマリ側油圧シリンダ42c)の作動油が入出力ポート116jへ流通することが許容される。また、中心線より右側半分に示すようにスプール弁子116aがスプリング116bの付勢力に従って原位置に保持されている閉じ状態では、入出力ポート116jと排出ポートEXとが遮断され且つ入出力ポート116jと入出力ポート116kとが連通させられ、推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが入出力ポート114kへ流通することが許容される。これにより、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが作用させられる。
また、制御油圧PDS1が油室114dへ供給されると、中心線より右側半分に示すようにスプール弁子114aがその制御油圧PDS1に応じた推力によりスプリング114bの付勢力に抗してアップシフト位置側へ移動させられ、ライン油圧Pが制御油圧PDS1に対応する流量で入力ポート114iから入出力ポート114jを経てプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されると共に、入出力ポート114kが遮断されて変速比コントロールバルブDN116側への作動油の流通が阻止される。これにより、変速圧PINが高められ、プライマリプーリ42のV溝幅が狭くされて変速比γが小さくされるすなわち無段変速機18がアップシフトされる。
また、制御油圧PDS2が油室116dへ供給されると、中心線より左側半分に示すようにスプール弁子116aがその制御油圧PDS2に応じた推力によりスプリング116bの付勢力に抗してダウンシフト位置側へ移動させられ、プライマリ側油圧シリンダ42c内の作動油が制御油圧PDS2に対応する流量で入出力ポート114jから入出力ポート114kさらに入出力ポート116jを経て排出ポートEXから排出されると共に、入出力ポート116jと入出力ポート116kとが遮断されて推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが入出力ポート114kへ流通することが阻止される。これにより、変速圧PINが低められ、プライマリプーリ42のV溝幅が広くされて変速比γが大きくされるすなわち無段変速機18がダウンシフトされる。
このように、ライン油圧Pは変速圧PINの元圧となるものであって、制御油圧PDS1が出力されると変速比コントロールバルブUP114に入力されたライン油圧Pがプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されて変速圧PINが高められて連続的にアップシフトされ、制御油圧PS2が出力されるとプライマリ側油圧シリンダ42cの作動油が排出ポートEXから排出されて変速圧PINが低められて連続的にダウンシフトされる。
例えば図4に示すようにアクセル開度Accをパラメータとして車速Vと無段変速機18の目標入力回転速度である目標入力軸回転速度NIN との予め記憶された関係(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速度NIN と実際の入力軸回転速度(以下、実入力軸回転速度という)NINとが一致するように、油圧制御回路100を備える変速制御装置として機能する電子制御装置50により無段変速機18の変速がフィードバック制御により実行される、すなわちプライマリ側油圧シリンダ42cに対する作動油の供給および排出により両可変プーリ42、46のV溝幅が変化させられて変速比γがフィードバック制御により連続的に変化させられる。
図4の変速マップは変速条件に相当するもので、車速Vが小さくアクセル開度Accが大きい程大きな変速比γになる目標入力軸回転速度NIN が設定されるようになっている。また、車速Vは出力軸回転速度NOUTに対応するため、入力軸回転速度NINの目標値である目標入力軸回転速度NIN は目標変速比γ(=NIN /NOUT)に対応し、無段変速機18の最小変速比γminと最大変速比γmaxの範囲内で定められる。
また、制御油圧PDS1は変速比コントロールバルブDN116の油室116cに供給され、制御油圧PDS2に拘らずその変速比コントロールバルブDN116を閉じ状態としてダウンシフトを制限する一方、制御油圧PDS2は変速比コントロールバルブUP114の油室114cに供給され、制御油圧PDS1に拘らずその変速比コントロールバルブUP114を閉じ状態としてアップシフトを禁止するようになっている。つまり、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されないときはもちろんであるが、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されるときにも、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116は何れも原位置に保持されている閉じ状態とされる。これにより、電気系統の故障などでソレノイド弁DS1、DS2の一方が機能しなくなり、制御油圧PDS1または制御油圧PDS2が最大圧で出力され続けるオンフェール時となった場合でも、急なアップシフトやダウンシフトが生じたり、その急変速に起因してベルト滑りが発生したりすることが防止される。
図示しない前記挟圧力コントロールバルブにおいて、伝動ベルト48が滑りを生じないように制御油圧PSLSをパイロット圧としてライン油圧Pが連続的に調圧制御されることによりベルト挟圧POUTが出力される。
例えば図5に示すように伝達トルクに対応するアクセル開度Acc(或いはスロットル弁開度θTH、無段変速機18への入力トルク等)をパラメータとして変速比γと必要油圧(ベルト挟圧力)POUT とのベルト滑りが生じないように予め実験的に求められて記憶された関係(ベルト挟圧力マップ)から実際の変速比γおよびアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて決定(算出)されたベルト挟圧力POUT が得られるようにセカンダリ側油圧シリンダ46cのベルト挟圧POUTが制御され、このベルト挟圧POUTに応じてベルト挟圧力POUT すなわち可変プーリ42、46と伝動ベルト48との間の摩擦力が増減させられる。
前記推力比コントロールバルブ118は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート118iを開閉してライン油圧Pを入力ポート118iから出力ポート118tを経て変速比コントロールバルブDN116へ推力比制御油圧Pτを供給可能にするスプール弁子118aと、そのスプール弁子118aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング118bと、そのスプリング118bを収容し且つスプール弁子118aに開弁方向の推力を付与するためにベルト挟圧POUTを受け入れる油室118cと、スプール弁子118aに閉弁方向の推力を付与するために出力ポート118tから出力された推力比制御油圧Pτを受け入れるフィードバック油室118dとを備えている。
このように構成された推力比コントロールバルブ118において、油室118cにおけるベルト挟圧POUTの受圧面積をa、フィードバック油室118dにおける推力比制御油圧Pτの受圧面積をb、スプリング118bの付勢力をFとすると、次式(1)で平衡状態となる。従って、推力比制御油圧Pτは、次式(2)で表され、ベルト挟圧POUTに比例する。
τ×b=POUT×a+F ・・・(1)
τ=POUT×(a/b)+F/b ・・・(2)
そして、制御油圧PDS1および制御油圧PDS2が共に供給されないか、或いは所定圧以上の制御油圧PDS1および所定圧以上の制御油圧PDS2がともに供給されて、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116が何れも原位置に保持されている閉じ状態とされたときには、推力比制御油圧Pτがプライマリ側油圧シリンダ42cに供給されることから、変速圧PINが推力比制御油圧Pτと一致させられる。つまり、推力比コントロールバルブ118により変速圧PINとベルト挟圧POUTとの比率を予め定められた関係に保つ推力比制御油圧Pτすなわち変速圧PINが出力される。
例えば、入力軸回転速度センサ56や車速センサ58の精度上所定車速V’未満の低車速状態では入力軸回転速度NINや車速Vの検出精度が劣ることから、このような低車速走行時や発進時には変速比γのフィードバック制御に替えて、例えば制御油圧PDS1および制御油圧PDS2を共に供給せず変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116を何れも閉じ状態とする所謂閉じ込み制御を実行する。これにより、低車速走行時や発進時には変速圧PINとベルト挟圧POUTとの比率を予め定められた関係とするようにベルト挟圧POUTに比例する変速圧PINがプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給されて、車両停車時から極低車速時における伝動ベルト48のベルト滑りが防止されると共に、このとき例えば最大変速比γmaxに対応する推力比τ(=セカンダリ側油圧シリンダ推力WOUT/プライマリ側油圧シリンダ推力WIN;WOUTはベルト挟圧POUT×セカンダリ側油圧シリンダ46cの受圧面積、WINは変速圧PIN×プライマリ側油圧シリンダ42cの受圧面積)より大きな推力比τが可能なように上記式(2)の右辺第1項の(a/b)やF/bが設定されていると、最大変速比γmax又はその近傍の変速比γmax’にて良好な発進が行われる。また、上記所定車速V’は、所定回転部材の回転速度例えば入力軸回転速度NINが検出不可能な回転速度となる車速Vとして予め定められたフィードバック制御を実行可能な下限の車速であって、例えば2km/h程度に設定されている。
図6は、車速Vをパラメータとして変速比γと推力比τとの予め求められて記憶された関係であって、図示の関係になるように上記式(2)の右辺第1項の(a/b)が設定された場合の一例を示す図である。図6の一点鎖線で示した車速Vのパラメータはプライマリ側油圧シリンダ42cおよびセカンダリ側油圧シリンダ46cにおける遠心油圧を考慮して算出した推力比τであり、実線との交点(V、V20、V50)にて閉じ込み制御時に保持可能な所定の変速比としての変速比γが求められる。例えば、この図6に示すように本実施例の無段変速機18においては、車速Vが0km/hすなわち車両停止中の閉じ込み制御時に所定の変速比として最大変速比γmaxが保持可能である。
ところで、フィードバック制御により無段変速機18の変速が行われる際に、実入力軸回転速度NINが目標入力軸回転速度NIN に近づくに伴って変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116によりプライマリ側油圧シリンダ42cに給排される作動量が減少させられ、最終的には変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われない状態とされる。閉じ込み制御が実行されている状態も同じ作動油の給排作動が行われない状態であるが、変速の際に作動油の給排作動が行われなくなったときに、閉じ込み制御時と同様にプライマリ側油圧シリンダ42cに推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが作用させられると、急なダウンシフトや急なアップシフトが生じて変速時の制御の連続性が損なわれてしまうという問題が生じる可能性がある。
そこで、油圧制御回路100は、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないときであっても、変速圧PINとベルト挟圧POUTとの比率が予め定められた関係とされないように、すなわちプライマリ側油圧シリンダ42cに推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが作用させられないように、推力比コントロールバルブ118の出力ポート118tとプライマリ側油圧シリンダ42cとを連通する油路(以下、油路Aという)を遮断可能に構成されている。
具体的には、図7に示すように、変速比コントロールバルブUP114は、アップシフト位置と原位置とに加え、入力ポート114iを閉弁し且つ入出力ポート114kを閉弁する中間位置にスプール弁子114aを位置させられる。このように構成された変速比コントロールバルブUP114において、油室114dに供給される制御油圧PDS1がスプール弁子114aを中間位置とするための所定の油圧範囲とされると、中心線より右側半分に示すようにスプール弁子114aがその制御油圧PDS1に応じた推力の低下に伴ってアップシフト位置側から中間位置へ移動させられ、入力ポート114iと入出力ポート114jとが遮断されてライン油圧Pのプライマリ側油圧シリンダ42cへの供給が遮断されると共に、入出力ポート114jと入出力ポート114kとが遮断されて推力比制御油圧Pτのプライマリ側油圧シリンダ42cへの供給が遮断される。これにより、アップシフトの際に作動油の供給が行われなくなったときに、プライマリ側油圧シリンダ42cは作動油が完全に閉じ込められた状態とされ、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比制御油圧Pτが作用させられることが回避される。
また、変速比コントロールバルブDN116は、ダウンシフト位置と原位置とに加え、入出力ポート116jを閉弁する中間位置にスプール弁子116aを位置させられる。このように構成された変速比コントロールバルブDN116において、油室116dに供給される制御油圧PDS2がスプール弁子116aを中間位置とするための所定の油圧範囲とされると、中心線より左側半分に示すようにスプール弁子116aがその制御油圧PDS2に応じた推力の低下に伴ってダウンシフト位置側から中間位置へ移動させられ、入出力ポート116jと排出ポートEXとが遮断されてプライマリ側油圧シリンダ42c内の作動油の排出ポートEXからの排出が遮断されると共に、入出力ポート116jと入出力ポート116kとが遮断されて推力比制御油圧Pτのプライマリ側油圧シリンダ42cへの供給が遮断される。これにより、ダウンシフトの際に作動油の排出が行われなくなったときに、プライマリ側油圧シリンダ42cは作動油が完全に閉じ込められた状態とされ、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比制御油圧Pτが作用させられることが回避される。
このように、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116は、作動油の給排作動を行うと共に油路Aを遮断する第1状態すなわちアップシフト位置またはダウンシフト位置、作動油の給排作動を行わないと共に油路Aを遮断する第2状態すなわち中間位置、作動油の給排作動を行わないと共に油路Aを解放する第3状態すなわち原位置に、選択的に切り換え可能に構成されており、油圧制御回路100は、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116により油路Aを遮断可能に構成されている。
前記電子制御装置50は、例えば車速Vが所定車速V’以上である場合には、例えば図4に示す変速マップから実際の車速Vおよびアクセル開度Accに基づいて目標入力軸回転速度NIN を設定し、実入力軸回転速度NINが目標入力軸回転速度NIN と一致するように無段変速機18の変速をフィードバック制御により実行する。すなわち、プライマリ側油圧シリンダ42cに対する作動油の供給および排出により作動油の流量を制御して両可変プーリ42、46のV溝幅を変化させる変速制御指令信号(油圧指令)Sを油圧制御回路100へ出力して変速比γを連続的に変化させる。
この変速に際して、電子制御装置50は、実入力軸回転速度NINが目標入力軸回転速度NIN と一致したと判断したときには、例えば実入力軸回転速度NINと目標入力軸回転速度NIN との回転偏差ΔN(=|NIN −NIN|)が所定回転以下となったと判断したときには、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないと共に推力比制御油圧Pτのプライマリ側油圧シリンダ42cへの供給が遮断されるように、アップシフト時であれば変速比コントロールバルブUP114を中間位置とし、ダウンシフト時であれば変速比コントロールバルブDN116を中間位置とする変速制御指令信号Sを油圧制御回路100へ出力する。
油圧制御回路100は、前記変速制御指令信号Sに従って無段変速機18の変速が実行されるようにソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を作動させて駆動側油圧シリンダ42cへの作動油の供給・排出量を制御する。
また、電子制御装置50は、車速Vが前記所定車速V’未満であることを条件として、通常の変速制御としてのフィードバック制御を行わず、推力比コントロールバルブ118により閉じ込み制御を実行する。すなわち、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116を閉じ状態とすることによって、無段変速機18の変速比γを所定の変速比とする低車速用の変速制御のための変速指令(閉じ込み制御指令)信号S’を油圧制御回路100へ出力して所定の変速比を成立させる。
油圧制御回路100は、上記閉じ込み制御指令信号S’に従って変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116が閉じ状態とされるようにソレノイド弁DS1およびソレノイド弁DS2を共に作動させず、推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτをプライマリ側油圧シリンダ42cへ供給する。
上述のように、本実施例によれば、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないときであっても変速圧PINとベルト挟圧POUTとの比率が予め定められた関係とされないように、油路Aを遮断可能に油圧制御回路100が構成されているので、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われなくなったとしても、推力比コントロールバルブ118から出力される推力比制御油圧Pτがプライマリ側油圧シリンダ42cに作用することが回避されて、無段変速機18の変速の際に制御の連続性が損なわれることを防止することができる。
また、本実施例によれば、油圧制御回路100は、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116により油路Aを遮断可能に構成されているものであり、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116は、作動油の給排作動を行うと共に油路Aを遮断する第1状態すなわちアップシフト位置またはダウンシフト位置、作動油の給排作動を行わないと共に油路Aを遮断する第2状態すなわち中間位置、作動油の給排作動を行わないと共に油路Aを解放する第3状態すなわち原位置に、選択的に切り換え可能に構成されているもので、例えばプライマリ側油圧シリンダ42cに給排される作動油量を調整することで無段変速機18の変速を行うと共に、作動油の給排作動を行わない閉じ込み制御時には推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτをプライマリ側油圧シリンダ42cに作用させるというような従来の機能を維持したまま、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116により油路Aを遮断することができるので、その油路Aを遮断するための切換弁や制御弁等の新たな装置の追加などによる油圧制御回路100の大型化やコストアップを避けることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、油圧制御回路100は、変速比コントロールバルブUP114および変速比コントロールバルブDN116による作動油の給排作動が行われないときであっても、プライマリ側油圧シリンダ42cに推力比コントロールバルブ118からの推力比制御油圧Pτが作用させられないように、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116により油路Aを遮断可能に構成されていたが、変速比コントロールバルブUP114および/または変速比コントロールバルブDN116に因らず油路Aを遮断可能に構成されても良い。例えば、油圧制御回路100は、油路Aの何れかの部分にその油路Aを遮断および解放可能な切換弁を備え、例えばソレノイド弁から出力される油圧を信号圧(パイロット圧)としてその切換弁の弁状態を切り換えたり、或いはソレノイド弁により直接的にその切換弁の弁状態を切り換えたりして、油路Aを遮断可能に構成されても良い。
また、前述の実施例では、入力軸回転速度NINが無段変速機18を変速制御するための目標値として設定されたが、入力軸回転速度NINと一対一に対応する変速比やシーブ位置等が目標値として設定されても良い。このシーブ位置は、例えば変速比γが1であるときの可動回転体42bの位置を基準位置すなわちシーブ位置が零として、軸と平行方向におけるその基準位置からの可動回転体42bの絶対位置を表すものである。
また、前述の実施例における入力軸回転速度NINやそれに関連する目標入力軸回転速度NIN などは、それら入力軸回転速度NINなどに替えて、エンジン回転速度Nやそれに関連する目標エンジン回転速度N など、或いはタービン回転速度Nやそれに関連する目標タービン回転速度N などであっても良い。従って、入力軸回転速度センサ56等の回転速度センサは、制御する必要がある回転速度に合わせて適宜備えられれば良い。
また、前述の実施例において、流体伝動装置としてロックアップクラッチ26が備えられているトルクコンバータ14が用いられていたが、ロックアップクラッチ26は必ずしも設けられなくてもよく、またトルクコンバータ14に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式動力伝達装置が用いられてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明が適用された車両用駆動装置を説明する骨子図である。 図1の車両用駆動装置などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 油圧制御回路のうち無段変速機の変速比制御に関する要部を示す油圧回路図である。 無段変速機の変速制御において目標入力回転速度を求める際に用いられる変速マップの一例を示す図である。 無段変速機の挟圧力制御において変速比等に応じて必要油圧を求めるベルト挟圧力マップの一例を示す図である。 車速をパラメータとして変速比と推力比との予め求められて記憶された関係である。 図3に示した油圧制御回路の変速比コントロールバルブUP(或いは変速比コントロールバルブDN)において、スプール弁子がアップシフト位置(或いはダウンシフト位置)と原位置とに加え、中間位置に位置させられることを説明する図である。
符号の説明
12:エンジン(走行用動力源)
18:無段変速機
24:駆動輪
42:プライマリプーリ
42c:プライマリ側油圧シリンダ
46:セカンダリプーリ
46c:セカンダリ側油圧シリンダ
48:伝動ベルト(ベルト)
50:電子制御装置(変速制御装置)
100:油圧制御回路(油圧回路)
114:変速比コントロールバルブUP(変速制御弁)
116:変速比コントロールバルブDN(変速制御弁)
118:推力比コントロールバルブ(減圧弁)

Claims (2)

  1. 走行用動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に、プライマリプーリおよびセカンダリプーリと該両プーリに巻き掛けられたベルトとを有すると共に、前記プライマリプーリの溝幅を変更する為のプライマリ側油圧シリンダと前記セカンダリプーリの溝幅を変更する為のセカンダリ側油圧シリンダとを有する無段変速機が配設された車両において、前記無段変速機の変速を行うために前記プライマリ側油圧シリンダに給排される作動油量を調整する変速制御弁と、前記プライマリ側油圧シリンダ内の油圧と前記セカンダリ側油圧シリンダ内の油圧との比率を予め定められた関係とするための所定の油圧を出力する減圧弁とを有し、前記変速制御弁が作動油の給排作動を行う状態では前記プライマリ側油圧シリンダへ前記所定の油圧を作用させないと共に、前記変速制御弁が作動油の給排作動を行わない状態では前記プライマリ側油圧シリンダへ前記所定の油圧を作用させる油圧回路を備える車両用無段変速機の変速制御装置であって、
    前記油圧回路は、前記無段変速機の変速の際に前記変速制御弁が作動油の給排作動を行う状態から作動油の給排作動を行わない状態となったときは、前記減圧弁の出力ポートと前記プライマリ側油圧シリンダとを連通する油路を遮断することを特徴とする車両用無段変速機の変速制御装置。
  2. 前記油圧回路は、前記変速制御弁により前記油路を遮断するものであり、
    前記変速制御弁は、作動油の給排作動を行うと共に前記油路を遮断する第1状態、作動油の給排作動を行わないと共に前記油路を遮断する第2状態、作動油の給排作動を行わないと共に前記油路を解放する第3状態に、選択的に切り換え可能に構成されているものである請求項1の車両用無段変速機の変速制御装置。
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