JP4680615B2

JP4680615B2 - 無段変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP4680615B2
Application number: JP2005019883A
Authority: JP
Inventors: 博一内山
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2006207678A

Description

本発明は、車両に搭載される無段変速機の変速制御装置に関する。

車両の動力伝達系に搭載されるベルト式無段変速機(ＣＶＴ)は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、プーリに対する駆動ベルトの巻き付け径を変化させて変速比を無段階に制御している。プライマリプーリやセカンダリプーリは、それぞれに固定シーブとこれに対面する可動シーブとを備えており、可動シーブを軸方向に移動させることによって駆動ベルトの巻き付け径を変化させることが可能となっている。

このような無段変速機は、一方のプーリ(たとえば、プライマリプーリ)によって変速比を制御するのに対し、他方のプーリ(たとえば、セカンダリプーリ)によって駆動ベルトの張力を制御するようにしている。プライマリプーリによって変速比を制御する際には、スロットル開度や車速などに基づいて変速特性マップが参照され、プライマリプーリの目標回転数が設定される。次いで、プライマリプーリを目標回転数で回転させるための目標変速比が設定され、この目標変速比に合わせてプライマリプーリの可動シーブが軸方向に移動制御されることになる。なお、セカンダリプーリのプーリ溝幅は駆動ベルトを介して従動的に制御されることになるが、駆動ベルトに滑りを生じさせることのないように、セカンダリプーリは所定の締め付け力で駆動ベルトを締め付けるようになっている。

このようにプライマリプーリやセカンダリプーリを駆動制御するため、プライマリプーリの作動油室には変速比制御弁を介して調圧されたプライマリ圧が供給される一方、セカンダリプーリの作動油室にはライン圧制御弁を介して調圧されたセカンダリ圧が供給されるようになっている。また、滑らかな変速制御を実現するため、プライマリ圧やライン圧を調圧する変速比制御弁やライン圧制御弁には、電磁圧力制御弁や電磁流量制御弁が採用されている。

このような電磁圧力制御弁や電磁流量制御弁は、電子制御ユニットからの制御信号に基づいてプライマリ圧やセカンダリ圧を調圧することになるが、万一、断線などによって制御不能となるフェール状態に陥った場合であっても、走行上の安全性を確保しながら最低限の走行性能を確保するため、制御回路にはフェールセーフ機能が組み込まれている。特に、変速比制御弁がフェール状態に陥った場合に、プライマリプーリから作動油が排出されると、ダウンシフトによって車両を急減速させてしまうことから、非通電状態において連通する常開式の変速比制御弁を採用することが多い。つまり、変速比制御弁を介してプライマリプーリに作動油を供給することにより、変速比をオーバードライブ側に制御することができ、急減速を回避して車両の安全性を確保することが可能となる。

ところで、変速比制御弁がフェール状態に陥ることにより、変速比がオーバードライブ側に制御されると、車両を停止させた後に再発進させることが困難となる。そこで、フェール時の安全性を確保するとともに、車両の発進性能を確保するため、フェール状態となった変速比制御弁から出力されるプライマリ圧を所定の圧力に保つことにより、変速比を最大変速比(ロー状態)と最小変速比(オーバードライブ状態)との間に設定するようにした無段変速機の変速制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１および２参照)。
特開２００４−１６９８９５号公報特開平５−１０６７２８号公報

しかしながら、フェール時における急減速を回避するためには、変速比をオーバードライブ側に設定する必要があるのに対し、再発進時における発進性能を確保するためには、変速比をロー側に設定する必要があるため、急減速の回避と発進性能の確保とを両立させる変速比を設定することは困難となっていた。つまり、走行中における急減速を回避するように、フェール時の変速比をオーバードライブ側に設定すると、車両の発進性能が損なわれることになり、坂道発進などが不可能になるおそれもある。また、停車状態からの再発進を確実に行うように、フェール時の変速比をロー側に設定すると、急減速のおそれがあるだけでなく、車速を低く制限することになっていた。

本発明の目的は、変速比制御弁がフェール状態に陥った場合であっても、変速制御が可能な回路構造を採用することにより、車両の走行性能を確保することにある。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、第１プーリと第２プーリとに駆動ベルトが巻き付けられ、前記第１プーリのプーリ溝幅を制御することによって前記駆動ベルトの巻き付け径を無段階に変化させる無段変速機の変速制御装置であって、油圧供給源と前記第１プーリとの間に設けられ、前記第１プーリに供給される変速油圧を調圧する変速比制御弁と、前記変速比制御弁と前記第１プーリとの間に設けられ、前記第１プーリに変速油圧を供給する連通状態と、前記第１プーリから変速油圧を排出する排出状態とに切り換えられるフェールセーフ弁と、前記油圧供給源と前記フェールセーフ弁との間に設けられ、前記フェールセーフ弁のパイロット圧室に作動油圧を供給するパイロット圧制御弁と、前記変速比制御弁が連通状態となるフェール時には、前記パイロット圧制御弁に駆動信号を出力して前記フェールセーフ弁を連通状態と排出状態とに切り換えるフェール制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記フェールセーフ弁は変速油圧に基づいて作動するリリーフ弁であり、変速油圧が上限圧力を下回るときには連通状態に切り換えられる一方、変速油圧が上限圧力を上回るときには排出状態に切り換えられることを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、車速が所定車速を下回るときには、前記フェール制御手段は前記フェールセーフ弁を切り換えてロー側に変速させることを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記フェール制御手段は、車速が所定車速を上回った状態のもとで、スロットル開度が判定スロットル開度を上回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてロー側に変速させる一方、スロットル開度が判定スロットル開度を下回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてオーバードライブ側に変速させることを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記判定スロットル開度は車速に基づいて設定されることを特徴とする。

本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記フェール制御手段は、車速に基づき設定される判定変速比を実変速比が上回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてオーバードライブ側に変速させることを特徴とする。

本発明によれば、変速比制御弁と第１プーリとの間にフェールセーフ弁を設けるとともに、このフェールセーフ弁を駆動制御するパイロット圧制御弁を設けるようにしたので、変速比制御弁がフェール状態に陥った場合であっても、パイロット圧制御弁を介してフェールセーフ弁を駆動制御することにより、第１プーリに対する変速油圧の供給制御が可能となる。つまり、変速比制御弁がフェール状態に陥った場合であっても、変速比をロー状態からオーバードライブ状態まで自在に制御することが可能となる。これにより、フェール状態に陥った車両を再発進させる場合には、変速比をロー側に制御することが可能となり、車両の発進性能を向上させることができる一方、再発進後には走行状況に応じて変速比をオーバードライブ側に制御することができるため、車両を低速走行から高速走行まで幅広いレンジで走行させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態である変速制御装置によって制御される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、この無段変速機１０はベルト式無段変速機１０であり、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構が設けられており、プライマリ軸１２の回転は変速されてセカンダリ軸１３に伝達される。そして、セカンダリ軸１３の回転は、減速機構１４やディファレンシャル機構１５を介して左右の駆動輪１６，１７に伝達される。

プライマリ軸１２には第１プーリとしてのプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０はプライマリ軸１２に一体となった固定シーブ２０ａと、これに対向してプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２０ｂとを有している。また、セカンダリ軸１３には第２プーリとしてのセカンダリプーリ２１が設けられており、このセカンダリプーリ２１はセカンダリ軸１３に一体となった固定シーブ２１ａと、これに対向してセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在となって装着される可動シーブ２１ｂとを有している。

プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１には駆動ベルト２２が巻き付けられており、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２１とのプーリ溝幅を変化させ、駆動ベルト２２の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２の回転を無段階に変速させてセカンダリ軸１３に伝達することができる。駆動ベルト２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、無段変速機１０の変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。

プライマリプーリ２０のプーリ溝幅を変化させるために、プライマリ軸１２にはプランジャ２３が固定され、可動シーブ２０ｂにはプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２４が固定され、プランジャ２３とプライマリシリンダ２４とによって作動油室２５が区画されている。一方、セカンダリプーリ２１のプーリ溝幅を変化させるために、セカンダリ軸１３にはプランジャ２６が固定され、可動シーブ２１ｂにはプランジャ２６の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ２７が固定され、プランジャ２６とセカンダリシリンダ２７とによって作動油室２８が区画されている。それぞれのプーリ２０，２１のプーリ溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に導入される変速油圧としてのプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとを調圧することによって設定される。

また、プライマリプーリ２０にエンジン動力を伝達するため、クランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０はクランク軸１１ａに連結されるポンプシェル３０ａとこれに対面するタービンランナ３０ｂとを備えており、タービンランナ３０ｂにはトルクコンバータ軸３２が連結されている。また、トルクコンバータ３０内には、走行状態に応じてクランク軸１１ａとトルクコンバータ軸３２とを締結するためのロックアップクラッチ３３が組み込まれている。

前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４、前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備えており、前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６を作動させることにより、エンジン動力の伝達経路を切り換えるようになっている。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を共に開放すると、トルクコンバータ軸３２とプライマリ軸１２とは切り離され、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を開放した状態のもとで前進用クラッチ３５を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達される。さらに、前進用クラッチ３５を開放した状態のもとで後退用ブレーキ３６を締結すると、トルクコンバータ軸３２の回転が逆転されてプライマリプーリ２０に伝達されることになる。

図２は無段変速機１０の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１に作動油を供給するため、無段変速機１０にはエンジン１１に駆動される油圧供給源としてのオイルポンプ４０が設けられている。このオイルポンプ４０の吐出口に接続されるライン圧路４１にはライン圧制御弁４２が接続されており、ライン圧制御弁４２によって油圧制御回路の主要油圧であるライン圧が調圧される。また、ライン圧路４１は分岐するようになっており、一方のライン圧路４１ａは変速比制御弁であるプライマリ圧制御弁４３の入力ポート４３ａに接続され、他方のライン圧路４１ｂはセカンダリ圧制御弁４４の入力ポート４４ａに接続されている。

そして、プライマリ圧制御弁４３によって調圧されるプライマリ圧Ｐｐは、プライマリ圧路４５を介してプライマリプーリ２０の作動油室２５に供給され、プライマリプーリ２０のプーリ溝幅を制御して変速比を設定することになる。また、セカンダリ圧制御弁４４によって調圧されるセカンダリ圧Ｐｓは、セカンダリ圧路４６を介してセカンダリプーリ２１の作動油室２８に供給され、駆動ベルト２２の滑りを抑制するようにセカンダリプーリ２１を締め付け動作させることになる。

なお、ライン圧制御弁４２、プライマリ圧制御弁４３、およびセカンダリ圧制御弁４４は、それぞれ電磁圧力制御弁(リニアソレノイドバルブ)であり、ＣＶＴ制御ユニット４７からソレノイドコイル４２ｂ〜４４ｂに出力される電流を制御することによって、ライン圧、プライマリ圧Ｐｐ、セカンダリ圧Ｐｓを調圧することができる。このような制御弁４２〜４４としては、一義的に作動油の圧力を制御する電磁圧力制御弁に限られることはなく、一義的に作動油の流量を制御することによって作動油の圧力を制御する電磁流量制御弁を採用するようにしても良い。また、ライン圧制御弁４２は非通電時に遮断される常閉式の電磁弁となっており、プライマリ圧制御弁４３およびセカンダリ圧制御弁４４は非通電時に連通する常開式の電磁弁となっている。

このように、プライマリ圧制御弁４３やセカンダリ圧制御弁４４を制御することにより、無段変速機１０の変速制御を実行するＣＶＴ制御ユニット４７は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納されており、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納されるようになっている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両の走行状態を示す検出信号が入力される。

ＣＶＴ制御ユニット４７に検出信号を入力する各種センサとしては、プライマリプーリ２０の回転数を検出するプライマリ回転数センサ５０、セカンダリプーリ２１の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ５１、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ５２、車速Ｖを検出する車速センサ５３、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ５４、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ５５などがある。また、ＣＶＴ制御ユニット４７にはエンジン制御ユニット５６が接続されており、無段変速機１０とエンジン１１とは相互に協調して制御されるようになっている。

なお、トルクコンバータ軸３２の回転数を検出するタービン回転数センサを設け、このタービン回転数センサからの検出信号に基づいてプライマリプーリ２０の回転数を検出するようにしても良い。また、セカンダリ回転数センサ５１によって検出されるセカンダリプーリ２１の回転数から車速Ｖを演算するようにしても良く、車速センサ５３によって検出される車速Ｖからセカンダリプーリ２１の回転数を演算するようにしても良い。さらに、スロットル開度Ｔｏやエンジン回転数Ｎｅをエンジン制御ユニット５６から読み込むようにしても良い。

以下、ＣＶＴ制御ユニット４７による無段変速機１０の変速制御について説明する。図３はＣＶＴ制御ユニット４７の変速制御系を示すブロック図である。図３に示すように、ＣＶＴ制御ユニット４７は、目標プライマリ圧Ｐｐを算出するため、目標プライマリ回転数算出部６０、目標変速比算出部６１、油圧比算出部６２、目標プライマリ圧算出部６３を備えている。目標プライマリ回転数算出部６０は、車速Ｖとスロットル開度Ｔｏに基づいて変速特性マップを参照することにより目標プライマリ回転数Ｎｐを算出し、目標変速比算出部６１は、目標プライマリ回転数Ｎｐと実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて目標変速比ｉを算出する。次いで、油圧比算出部６２は、目標変速比ｉに対応する目標プライマリ圧Ｐｐと目標セカンダリ圧Ｐｓとの油圧比(Ｐｐ／Ｐｓ)を算出し、目標プライマリ圧算出部６３は、この油圧比に目標セカンダリ圧Ｐｓを乗算することにより目標プライマリ圧Ｐｐを算出する。

また、ＣＶＴ制御ユニット４７は、目標プライマリ圧Ｐｐをフィードバック制御するため、実変速比算出部６４、フィードバック値算出部６５、加算部６６を備えている。実変速比算出部６４は、実プライマリ回転数Ｎｐ’と実セカンダリ回転数Ｎｓ’とに基づいて実変速比ｉ’を算出し、フィードバック値算出部６５は、実変速比ｉ’と目標変速比ｉとに基づいてフィードバック値を算出する。次いで、加算部６６において目標プライマリ圧Ｐｐにフィードバック値が加算され、目標プライマリ圧Ｐｐはフィードバック制御される。そして、フィードバック制御された目標プライマリ圧Ｐｐに基づいて、プライマリ圧制御弁４３が制御され、プライマリプーリ２０のプーリ溝幅が調整される。

さらに、ＣＶＴ制御ユニット４７は、目標セカンダリ圧Ｐｓを算出するため、入力トルク算出部６７、必要セカンダリ圧算出部６８、目標セカンダリ圧算出部６９を備えている。入力トルク算出部６７は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｏとに基づいて、エンジン１１からプライマリ軸１２に入力される入力トルクＴｉを算出し、必要セカンダリ圧算出部６８は、目標変速比ｉに基づいて必要セカンダリ圧Ｐｓｎを算出する。これらの入力トルクＴｉと必要セカンダリ圧Ｐｓｎとは目標セカンダリ圧算出部６９に入力され、目標セカンダリ圧算出部６９により目標セカンダリ圧Ｐｓが算出される。そして、目標セカンダリ圧Ｐｓに基づいてセカンダリ圧制御弁４４が制御され、セカンダリプーリ２１は伝達トルク容量に見合った締め付け力によって駆動ベルト２２を締め付けるようになっている。

図４は目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する際に参照される変速特性マップの一例を示す線図である。図４に示すように、変速特性マップには、最大変速比(ロー状態)を示す特性線Ｌｏｗと最大変速比(オーバードライブ状態)を示す特性線ＯＤとが設定されており、これら特性線Ｌｏｗ，ＯＤの間にはスロットル開度Ｔｏに対応した複数の特性線Ｔ１〜Ｔ８が設定されている。スロットル開度Ｔｏが低い場合には特性線Ｔ１に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出され、スロットル開度Ｔｏが高くなるにつれて目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｔ２〜Ｔ７に従って算出される。そして、スロットル開度Ｔｏが全開となった場合には、特性線Ｔ８に従って目標プライマリ回転数Ｎｐが算出されるようになっている。また、低車速域でスロットル開度Ｔｏが増大した場合には、特性線Ｌｏｗに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定される一方、高車速域でスロットル開度Ｔｏが減少した場合には、特性線ＯＤに沿って目標プライマリ回転数Ｎｐが設定されることになる。

たとえば、車両を停止状態から加速させるため、アクセルペダルを全開まで踏み込んだ場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線Ｌｏｗに沿ってＡ点に達し、変速比をオーバードライブ側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干上昇させながらＢ点に達する。この状態からアクセルペダルを開放した場合には、目標プライマリ回転数Ｎｐは特性線ＯＤに沿ってＣ点に達し、変速比をロー側に変化させるとともに目標プライマリ回転数Ｎｐを若干低下させながらＤ点に達する。そして、車両は変速比をロー側に維持した状態で停止することになる。なお、実際の走行においては、運転者の操作によってスロットル開度Ｔｏが変化するため、図４にＡ〜Ｅ点で示された太線の範囲内において目標プライマリ回転数Ｎｐが適宜設定されることになる。

以下、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１に対して作動油を供給制御する油圧制御回路の構成について説明する。図５は油圧制御回路の一部を示す回路図であり、図２に示す部材と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示すように、オイルポンプ４０から延びるライン圧路４１にはライン圧制御弁４２の調圧ポート４２ａが接続されており、このライン圧制御弁４２を介してライン圧が調圧されている。また、ライン圧路４１は分岐するようになっており、一方のライン圧路４１ａはプライマリ圧制御弁４３の入力ポート４３ａに接続され、他方のライン圧路４１ｂはセカンダリ圧制御弁４４の入力ポート４４ａに接続されている。そして、プライマリ圧制御弁４３の出力ポート４３ｃはプライマリ圧路４５を介してプライマリプーリ２０の作動油室２５に接続され、セカンダリ圧制御弁４４の出力ポート４４ｃはセカンダリ圧路４６を介してセカンダリプーリ２１の作動油室２８に接続されている。

また、プライマリ圧制御弁４３とプライマリプーリ２０とを接続するプライマリ圧路４５には、プライマリ圧Ｐｐが上限圧力を超えることのないよう減圧するフェールセーフ弁７０が設けられている。このフェールセーフ弁７０は、弁収容孔が形成されたハウジング７１と、弁収容孔に移動自在に収容されるスプール弁軸７２とを備えており、ハウジング７１には、プライマリ圧制御弁４３の出力ポート４３ｃに連通する入力ポート７０ａ、プライマリプーリ２０の作動油室２５に連通する出力ポート７０ｂ、オイルパンに連通する排出ポート７０ｃ、そしてプライマリ圧路４５に連通するフィードバックポート７０ｄが形成されている。フィードバックポート７０ｄが連通するフィードバック圧室７０ｅは、スプール弁軸７２に設けられた受圧面積の異なる２つの弁体７２ａ，７２ｂによって区画されるため、プライマリ圧Ｐｐの大きさに応じた推力がスプール弁軸７２に作用することになる。さらに、スプール弁軸７２の端部には、ばね部材７３が組み付けられており、プライマリ圧Ｐｐの推力に対向してスプール弁軸７２はばね力によって付勢されている。

このフェールセーフ弁７０は、フィードバック圧室７０ｅに供給されるプライマリ圧Ｐｐの大きさに応じて切り換えられるようになっており、プライマリ圧Ｐｐが所定の上限圧力を上回ると、スプール弁軸７２がばね力に抗して矢印ａ方向に移動するため、出力ポート７０ｂと排出ポート７０ｃとが連通する排出状態に切り換えられる。一方、プライマリ圧Ｐｐが上限圧力を下回ると、スプール弁軸７２がばね力によって矢印ｂ方向に移動するため、入力ポート７０ａと出力ポート７０ｂとが連通する連通状態に切り換えられることになる。つまり、フェールセーフ弁７０はプライマリ圧Ｐｐの大きさに基づいて作動するリリーフ弁となっており、フェールセーフ弁７０によってプライマリプーリ２０に流れ込むプライマリ圧Ｐｐの上限圧力を制御することが可能となっている。

なお、オイルポンプ４０から吐出される作動油の供給先としては、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２１だけに限られることはなく、潤滑回路８０を介して駆動ベルト２２などの摺動部に潤滑油として供給されるとともに、クラッチ回路８１を介して前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６などに供給されている。潤滑回路８０は潤滑圧路８２を介してライン圧制御弁４２の排出ポート４２ｃに接続されており、潤滑圧路８２には潤滑圧を調圧する潤滑圧制御弁８３が設けられている。また、クラッチ回路８１はクラッチ圧路８４を介してライン圧路４１に接続されており、クラッチ圧路８４にはクラッチ圧を調圧するクラッチ圧制御弁８５が設けられている。

また、クラッチ圧路８４は分岐するようになっており、分岐したクラッチ圧路８４ａはドレン弁とも言われるパイロット圧制御弁８６の入力ポート８６ａに接続されている。このパイロット圧制御弁８６の出力ポート８６ｂは、パイロット圧路８７を介してフェールセーフ弁７０のパイロット圧室７０ｆに接続されており、パイロット圧制御弁８６によってフェールセーフ弁７０を切換制御することが可能となっている。さらに、パイロット圧制御弁８６は、ＣＶＴ制御ユニット４７からの制御信号に基づき作動する電磁切換弁となっており、パイロット圧制御弁８６に対して通電がなされると、パイロット圧室７０ｆに向けて作動油圧としてのパイロット圧が供給され、フェールセーフ弁７０は排出状態に切り換えられる一方、パイロット圧制御弁８６に対する通電が遮断されると、パイロット圧室７０ｆからパイロット圧が排出され、フェールセーフ弁７０は連通状態に切り換えられることになる。

なお、パイロット圧制御弁８６は、プライマリ圧制御弁４３が断線等のフェール状態に陥った場合に、ＣＶＴ制御ユニット４７によって制御される切換弁となっている。つまり、プライマリ圧制御弁４３の正常状態にあっては、パイロット圧制御弁８６に対する通電は遮断されており、プライマリ圧制御弁４３とプライマリプーリ２０との間に設けられるフェールセーフ弁７０は、プライマリ圧Ｐｐのみによって制御されるリリーフ弁として機能するようになっている。

続いて、プライマリ圧制御弁４３がフェール状態に陥った場合に実行されるフェールセーフ変速制御について説明する。図６はＣＶＴ制御ユニット４７によって実行されるフェールセーフ変速制御の手順の一例を示すフローチャートである。また、図７は図５と同じ範囲で油圧制御回路を示す回路図であり、フェールセーフ変速制御によって変速比がロー側にダウンシフトされた状態を示している。

フェール制御手段として機能するＣＶＴ制御ユニット４７により、プライマリ圧制御弁４３のフェール状態が検出されると、ＣＶＴ制御ユニット４７は以下の手順に従ってフェールセーフ変速制御を実行する。図６に示すように、まず、ステップＳ１では車速Ｖと実変速比ｉ’とが検出され、ステップＳ２では車速Ｖに基づき判定変速比ｉａが設定される。続くステップＳ３では、実変速比ｉ’と判定変速比ｉａとが比較判定され、判定変速比ｉａを実変速比ｉ’が上回る場合、つまり判定変速比ｉａよりもロー側にダウンシフトされる場合には、ステップＳ４に進み、パイロット圧制御弁８６に対する通電が遮断され、変速比がオーバードライブ側にアップシフトされることになる。つまり、図５に示すように、パイロット圧制御弁８６からパイロット圧が出力されないため、フェールセーフ弁７０は連通状態に切り換えられ、プライマリ圧Ｐｐがフェールセーフ弁７０を介してプライマリプーリ２０に供給されることになる。このように、フェール時にあっては、車速Ｖに応じて設定される判定変速比ｉａを上回ることのないようアップシフトされるため、車両の急減速を回避することができ、車両の安全性を向上させることが可能となる。なお、プライマリ圧制御弁４３は非通電時に連通する常開式の電磁弁であるため、フェール状態に陥った場合にはライン圧とほぼ同じ圧力のプライマリ圧Ｐｐが出力されることになる。

続いて、ステップＳ５では、車速Ｖと判定車速Ｖａとが比較判定され、車速Ｖが所定車速である判定車速Ｖａを上回る場合には、再びステップＳ１から変速制御が実行される一方、車速Ｖが判定車速Ｖａを下回る場合には、ステップＳ６に進み、パイロット圧制御弁８６に対して通電がなされ、変速比がロー側にダウンシフトされることになる。つまり、図７に示すように、パイロット圧制御弁８６からパイロット圧が出力されるため、フェールセーフ弁７０は排出状態に切り換えられ、フェールセーフ弁７０を介してプライマリプーリ２０からプライマリ圧Ｐｐが排出されることになる。

このように、車速Ｖが低下した場合には、変速比をロー側にダウンシフトさせるようにしたので、大きな駆動力が要求される車両の再発進や再加速に備えることが可能となる。なお、ステップＳ５に示すように、ダウンシフトが必要な車両状態を車速Ｖに基づいて検出しているが、これに限られることはなく、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み状態に基づいてダウンシフトが必要な車両状態を検出するようにしても良い。

次いで、ステップＳ７では車速Ｖが再び検出され、ステップＳ８では車速Ｖと所定車速である判定車速Ｖｂとが比較判定される。なお、ステップＳ８において比較判定される判定車速Ｖｂは前述した判定車速Ｖａよりも高速側に設定されている。ステップＳ８において、車速Ｖが判定車速Ｖｂを下回ると判定された場合には、再びステップＳ６から変速制御が実行される一方、車速Ｖが判定車速Ｖｂを上回ると判定された場合には、車両が低車速域を脱した状態であるため、続くステップＳ９において、車速Ｖに基づき判定スロットル開度としての判定開度Ｔａが設定され、ステップＳ１０においてスロットル開度Ｔｏが検出される。

続くステップＳ１１では、スロットル開度Ｔｏと判定開度Ｔａとが比較判定され、スロットル開度Ｔｏが判定開度Ｔａを上回る場合、つまり加速が要求されている場合には、続くステップＳ１２において、パイロット圧制御弁８６を所定時間に渡って通電することにより、変速比をロー側にダウンシフトさせて加速性能を確保することが可能となっている。一方、ステップＳ１１において、スロットル開度Ｔｏが判定開度Ｔａを下回る場合、つまり加速が要求されていない場合には、ステップＳ１３に進み、パイロット圧制御弁８６に対する通電が遮断され、変速比がオーバードライブ側にアップシフトされることになる。このように、車速Ｖやスロットル開度Ｔｏに基づいて変速制御を実行するようにしたので、プライマリ圧制御弁４３がフェール状態に陥った場合であっても、走行状況に応じて適切な変速制御を実行することが可能となる。

これまで説明したように、フェールセーフ弁７０の切換制御は、電磁切換弁であるパイロット圧制御弁８６によって行われており、図５に示すように、パイロット圧制御弁８６に対する通電が遮断されると、パイロット圧制御弁８６によるパイロット圧の供給が遮断され、フェールセーフ弁７０は連通状態に切り換えられる。一方、図７に示すように、パイロット圧制御弁８６に対して通電がなされると、パイロット圧制御弁８６からフェールセーフ弁７０に対してパイロット圧が供給され、フェールセーフ弁７０は排出状態に切り換えられる。つまり、プライマリ圧制御弁４３がフェール状態に陥った場合であっても、ＣＶＴ制御ユニット４７によってパイロット圧制御弁８６を制御することにより、フェールセーフ弁７０を連通状態と排出状態とに切り換えることができるため、プライマリプーリ２０に対してプライマリ圧Ｐｐを給排制御することができ、変速比をロー状態からオーバードライブ状態まで自在に制御することが可能となる。

図８は図５の油圧回路図を概略的に示すブロック図である。なお、図５に示す部材と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、本発明の変速制御装置にあっては、プライマリ圧制御弁４３とプライマリプーリ２０との間にフェールセーフ弁７０を設けるとともに、このフェールセーフ弁７０を切換制御するパイロット圧制御弁８６を設けるようにしたので、プライマリ圧制御弁４３がフェール状態に陥った場合であっても、パイロット圧制御弁８６を介してフェールセーフ弁７０を切り換えることにより、プライマリプーリ２０に対するプライマリ圧Ｐｐの給排制御が可能となる。

これにより、フェール状態に陥った車両を再発進させる場合には、変速比をロー側に制御することが可能となり、車両の発進性能を向上させることができる一方、再発進後には走行状況に応じて変速比をオーバードライブ側に制御することができるため、車両を低速走行から高速走行まで幅広いレンジで走行させることが可能となる。また、従来の無段変速機のように、オーバードライブ側に変速させた状態のもとで車両を再発進させる必要がないため、フェール状態を想定してセカンダリ圧Ｐｓを引き上げる必要が無いだけでなく、油圧制御回路、プライマリプーリ２０、セカンダリプーリ２１、駆動ベルト２２など、無段変速機１０を構成する各部材にかかる負荷を抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する場合には、プライマリプーリ２０に供給されるプライマリ圧Ｐｐを制御することにより、無段変速機１０の変速比を制御するようにしているが、これに限られることはなく、セカンダリプーリ２１に供給されるセカンダリ圧Ｐｓを制御することにより、無段変速機１０の変速比を制御するようにしても良い。つまり、セカンダリ圧制御弁４４を変速比制御弁として機能させるとともに、セカンダリ圧制御弁４４とセカンダリプーリ２１との間にフェールセーフ弁７０を設けることにより、セカンダリプーリ２１を第１プーリとして機能させるようにしても良い。

また、フェールセーフ弁７０を駆動制御するためのパイロット圧制御弁８６として、電磁切換弁が組み込まれているが、これに限られることはなく、パイロット圧制御弁８６として電磁圧力制御弁などを採用するようにしても良い。電磁圧力制御弁を採用することにより、フェールセーフ弁７０を滑らかに切り換えることが可能となるため、プライマリ圧制御弁４３がフェール状態に陥った場合であっても変速品質を維持することができる。

本発明の一実施の形態である変速制御装置によって制御される無段変速機を示すスケルトン図である。無段変速機の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。ＣＶＴ制御ユニットの変速制御系を示すブロック図である。目標プライマリ回転数を算出する際に参照される変速特性マップの一例を示す線図である。油圧制御回路の一部を示す回路図である。ＣＶＴ制御ユニットによって実行されるフェールセーフ変速制御の手順の一例を示すフローチャートである。油圧制御回路の一部を示す回路図である。図５の油圧回路図を概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１０無段変速機
２０プライマリプーリ(第１プーリ)
２１セカンダリプーリ(第２プーリ)
２２駆動ベルト
４０オイルポンプ(油圧供給源)
４３プライマリ圧制御弁(変速比制御弁)
４７ＣＶＴ制御ユニット(フェール制御手段)
７０フェールセーフ弁
８６パイロット圧制御弁
Ｐｐプライマリ圧(変速油圧)
Ｖ車速
Ｖａ判定車速(所定車速)
Ｖｂ判定車速(所定車速)
Ｔｏスロットル開度
Ｔａ判定開度(判定スロットル開度)
ｉ’ 実変速比
ｉａ判定変速比

Claims

第１プーリと第２プーリとに駆動ベルトが巻き付けられ、前記第１プーリのプーリ溝幅を制御することによって前記駆動ベルトの巻き付け径を無段階に変化させる無段変速機の変速制御装置であって、
油圧供給源と前記第１プーリとの間に設けられ、前記第１プーリに供給される変速油圧を調圧する変速比制御弁と、
前記変速比制御弁と前記第１プーリとの間に設けられ、前記第１プーリに変速油圧を供給する連通状態と、前記第１プーリから変速油圧を排出する排出状態とに切り換えられるフェールセーフ弁と、
前記油圧供給源と前記フェールセーフ弁との間に設けられ、前記フェールセーフ弁のパイロット圧室に作動油圧を供給するパイロット圧制御弁と、
前記変速比制御弁が連通状態となるフェール時には、前記パイロット圧制御弁に駆動信号を出力して前記フェールセーフ弁を連通状態と排出状態とに切り換えるフェール制御手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、前記フェールセーフ弁は変速油圧に基づいて作動するリリーフ弁であり、変速油圧が上限圧力を下回るときには連通状態に切り換えられる一方、変速油圧が上限圧力を上回るときには排出状態に切り換えられることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置において、車速が所定車速を下回るときには、前記フェール制御手段は前記フェールセーフ弁を切り換えてロー側に変速させることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置において、前記フェール制御手段は、車速が所定車速を上回った状態のもとで、スロットル開度が判定スロットル開度を上回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてロー側に変速させる一方、スロットル開度が判定スロットル開度を下回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてオーバードライブ側に変速させることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
請求項４記載の無段変速機の変速制御装置において、前記判定スロットル開度は車速に基づいて設定されることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置において、前記フェール制御手段は、車速に基づき設定される判定変速比を実変速比が上回るときには、前記フェールセーフ弁を切り換えてオーバードライブ側に変速させることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。