以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、下記の実施の形態におけるベルト式無段変速機に伝達される出力トルクを発生する駆動源として内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなど)を用いるが、これに限定されるものではなく、モータなどの電動機を駆動源として用いても良い。また、下記の実施の形態では、一方のプーリをプライマリプーリとし、他方のプーリをセカンダリプーリとするが、一方のプーリをセカンダリプーリとし、他方のプーリをプライマリプーリとしても良い。
〔実施の形態〕
図1は、実施の形態にかかるベルト式無段変速機のスケルトン図である。また、図2は、変速比固定時におけるプライマリプーリの要部断面図である。図3−1および図3−2は、トルクカムを示す図である。図4は、油圧制御装置の構成例を示す図である。図5は、作動油供給排出弁の閉弁動作フローを示す図である、図6は、作動油供給排出弁の閉弁時における変速比等の変化を示す図である。図7は、作動油供給排出弁の開弁動作フローを示す図である、図8は、作動油供給排出弁の開弁時における変速比等の変化を示す図である。図9〜図12は、変速比変更時におけるベルト式無段変速機の動作説明図である。
図1に示すように、駆動源である内燃機関10の出力側には、静止部品であるトランスアクスル20が配置されている。トランスアクスル20は、トランスアクスルハウジング21と、トランスアクスルハウジング21に取り付けられたトランスアクスルケース22と、トランスアクスルケース22に取り付けられたトランスアクスルリヤカバー23とにより構成されている。
トランスアクスルハウジング21の内部には、トルクコンバータ30が収納されている。一方、トランスアクスルケース22とトランスアクスルリヤカバー23とにより構成されるケース内部には、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1を構成する2つのプーリであるプライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60と、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55と、作動油供給排出弁70と、アクチュエータ80と、ベルト110とが収納されている。なお、40は前後進切換機構、90は車輪120に内燃機関10の出力トルクを伝達する最終減速機、100は動力伝達経路、130は油圧制御装置、140はECUである。
トランスアクスルリヤカバー23は、図2に示すように、突出部23aと、供給排出側主通路23bと、駆動側主通路23cとが形成されている。突出部23aは、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリ50側の面のうち、後述するプライマリプーリ軸51と対向する位置からプライマリプーリ50側に突出して形成されている。供給排出側主通路23bは、一方の端部が後述する空間部T1と連通し、他方の端部が油圧制御装置130の後述する油路R7と連通している。供給排出側主通路23bは、油圧制御装置130からプライマリ油圧室55に供給される作動油が流入し、プライマリ油圧室55から排出された作動油が流入する。駆動側主通路23cは、一方の端部が後述する空間部T2と連通し、他方の端部が油圧制御装置130の油路R8と連通している。駆動側主通路23cは、油圧制御装置130からアクチュエータ80の後述する駆動油圧室81に供給される作動油が流入する。なお、駆動側主通路23cは、実施の形態では、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。
空間部T1は、供給排出経路の一部を構成するものである。空間部T1は、アクチュエータ80の後述する駆動油圧部材83のピストン摺動通路83aの一部であり、突出部23aと、ピストン82と、駆動油路部材83との間に形成されるものである。実施の形態では、空間部T1は、突出部23aの軸方向の端面と、ピストン82の他方の端面と、駆動油路部材83の内周面との間に形成されている。空間部T1は、リング形状であり、軸方向のうち他方の端部(同図左側端部)が供給排出側主通路23bと連通し、一方の端部(同図右側端部)がピストン通路82aと連通している。
空間部T2は、突出部23aと後述する駆動油路部材83との間に形成されるものである。実施の形態では、空間部T2は、突出部23aの外周面と、駆動油路部材83の内周面との間に形成されている。空間部T2は、リング形状であり、径方向内側の端部(同図下側端部)が駆動側主通路23cと連通し、径方向外側の端部(同図上側端部)が駆動油路部材83の後述する駆動側連通通路83bと連通している。つまり、駆動側主通路23cは、空間部T2を介して駆動側連通通路83bと連通している。なお、突出部23aの外周面と駆動油路部材83の内周面との間には、空間部T2を挟んで、例えばシールリングなどの連通部用シール部材S1が設けられている。
発進機構であるトルクコンバータ30は、図1に示すように、駆動源である内燃機関10からの出力トルクTを増加、あるいはそのままベルト式無段変速機1に伝達するものである。このトルクコンバータ30は、少なくともポンプ(ポンプインペラ)31と、タービン(タービンインペラ)32と、ステータ33と、ロックアップクラッチ34と、ダンパ装置35とにより構成されている。
ポンプ31は、内燃機関10のクランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能な中空軸36に取り付けられている。つまり、ポンプ31は、中空軸36とともに、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能である。また、ポンプ31は、フロントカバー37に接続されている。フロントカバー37は、内燃機関10のドライブプレート12を介して、クランクシャフト11に連結されている。
タービン32は、上記ポンプ31と対向するように配置されている。このタービン32は、上記中空軸36内部に配置され、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能なインプットシャフト38に取り付けられている。つまり、タービン32は、インプットシャフト38とともに、クランクシャフト11と同一の軸線を中心に回転可能である。
ポンプ31とタービン32との間には、ワンウェイクラッチ39を介してステータ33が配置されている。ワンウェイクラッチ39は、上記トランスアクスルハウジング21に固定されている。また、タービン32とフロントカバー37との間には、油圧制御装置130から作動油が供給されることにより制御されるロックアップクラッチ34が配置されており、このロックアップクラッチ34は、ダンパ装置35を介してインプットシャフト38に連結されている。
ここで、トルクコンバータ30の動作について説明する。内燃機関10からの出力トルクTは、クランクシャフト11からドライブプレート12を介して、フロントカバー37に伝達される。ロックアップクラッチ34が油圧制御装置130により解放されている場合は、フロントカバー37に伝達された内燃機関10からの出力トルクTがポンプ31に伝達され、このポンプ31とタービン32との間を循環する作動油を介して、タービン32に伝達される。そして、タービン32に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、インプットシャフト38に伝達される。つまり、トルクコンバータ30は、インプットシャフト38を介して、内燃機関10からの出力トルクTを増加してベルト式無段変速機1に伝達する。上記においては、ステータ33により、ポンプ31とタービン32との間を循環する作動油の流れを変化させ所定のトルク特性を得ることができる。
一方、上記ロックアップクラッチ34が油圧制御装置130によりロック(フロントカバー37と係合)されている場合は、フロントカバー37に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、作動油を介さずに直接インプットシャフト38に伝達される。つまり、トルクコンバータ30は、インプットシャフト38を介して、内燃機関10からの出力トルクTをそのままベルト式無段変速機1に伝達する。
前後進切換機構40は、図1に示すように、トルクコンバータ30を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクTをベルト式無段変速機1のプライマリプーリ50に伝達するものである。前後進切換機構40は、少なくとも遊星歯車装置41とフォワードクラッチ42と、リバースブレーキ43とにより構成されている。
遊星歯車装置41は、サンギヤ44と、ピニオン45と、リングギヤ46とにより構成されている。
サンギヤ44は、図示しない連結部材にスプライン嵌合されている。連結部材は、プライマリプーリ50のプライマリプーリ軸51にスプライン嵌合されている。従って、サンギヤ44に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、プライマリプーリ軸51に伝達される。
ピニオン45は、サンギヤ44と噛み合い、その周囲に複数個(例えば、3個)配置されている。各ピニオン45は、サンギヤ44の周囲で一体に公転可能に支持する切換用キャリヤ47に保持されている。この切換用キャリヤ47は、その外周端部においてリバースブレーキ43に接続されている。
リングギヤ46は、切換用キャリヤ47に保持された各ピニオン45と噛み合い、フォワードクラッチ42を介して、トルクコンバータ30のインプットシャフト38に接続されている。
フォワードクラッチ42は、作動油供給部分であるインプットシャフト38の図示しない中空部に、油圧制御装置130から作動油が供給されることにより、ON/OFF制御されるものである。フォワードクラッチ42のOFF時には、インプットシャフト38に伝達された内燃機関10からの出力トルクTがリングギヤ46に伝達される。一方、フォワードクラッチ42のON時には、リングギヤ46とサンギヤ44と各ピニオン45とが互いに相対回転することなく、インプットシャフト38に伝達された内燃機関10からの出力トルクTが直接サンギヤ44に伝達される。
リバースブレーキ43は、作動油供給部分である図示しないブレーキピストンに、油圧制御装置130から作動油が供給されることにより、ON/OFF制御されるものである。リバースブレーキ43がON時には、切換用キャリヤ47がトランスアクスルケース22に固定され、各ピニオン45がサンギヤ44の周囲を公転できない状態となる。リバースブレーキ43がOFF時には、切換用キャリヤ47が解放され、各ピニオン45がサンギヤ44の周囲を公転できる状態となる。
ベルト式無段変速機1のプライマリプーリ50は、一方のプーリであり、前後進切換機構40を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクTをベルト110により、セカンダリプーリ60に伝達するものである。プライマリプーリ50は、図1、図2に示すように、プライマリプーリ軸51と、プライマリ固定シーブ52と、プライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54と、プライマリ油圧室55と、ロックリング56とにより構成されている。また、プライマリプーリ50には、プライマリ油圧室55に作動油を供給およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する1つの供給排出経路が形成されている。
プライマリプーリ軸51は、図2に示すように、プーリ軸受111,112により回転可能に支持されている。また、プライマリプーリ軸51は、軸方向における両端部のうち、一方の端部が閉塞し、他方の端部(トランスアクスルリヤカバー23と対向する端部)が開口する弁配置通路51aが形成されている。弁配置通路51aには、他方の端部から作動油供給排出弁70が挿入され、アクチュエータ80が作動油供給排出弁70と同軸上に挿入され、さらに突出部23aが作動油供給排出弁70およびアクチュエータ80と同軸上に挿入されている。ここで、プーリ軸受112は、トランスアクスルリヤカバー23のプライマリプーリ軸51と対向する面に形成された段差部とストッパープレート23eとの間に挟み込まれ、ボルト23d(実施の形態では、円周上に等間隔に複数箇所に配置)によりトランスアクスルリヤカバー23に固定される。なお、23fは、トランスアクスルリヤカバー23とストッパープレート23eとの間隔を調整するスペーサである。
軸側連通通路51bは、供給排出経路の一部を構成するものである。軸側連通通路51bは、一方の端部が弁配置通路51aと連通し、他方の端部がプライマリプーリ軸51の外周面に開口することで、空間部T3と連通している。なお、軸側連通通路51bは、ここでは、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。
空間部T3は、供給排出経路の一部を構成するものである。空間部T3は、プライマリ可動シーブ53とプライマリプーリ軸51との間に形成されるものである。実施の形態では、空間部T3は、プライマリ可動シーブ53の内周面、すなわちプライマリ可動シーブ53のプライマリプーリ軸51に対して軸方向に摺動する面と、プライマリプーリ軸51の外周面との間に形成されている。空間部T3は、リング形状であり、径方向内側の端部(同図下側端部)が各軸側連通通路51bと連通し、径方向外側の端部(同図上側端部)が可動シーブ側連通通路53eと連通している。つまり、軸側連通通路51bは、空間部T3を介して可動シーブ側連通通路53eと連通している。
プライマリ固定シーブ52は、図2に示すように、プライマリ可動シーブ53と対向する位置にプライマリプーリ軸51と一体回転するように設けられている。ここでは、プライマリ固定シーブ52は、プライマリプーリ軸51の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、ここでは、プライマリ固定シーブ52は、プライマリプーリ軸51の外周に一体的に形成されている。
プライマリ可動シーブ53は、図2に示すように、円筒部53aと、環状部53bとにより構成されている。円筒部53aは、プライマリプーリ軸51と同一回転軸を中心に形成されている。円筒部53aには、可動シーブ側連通通路53eが形成されている。可動シーブ側連通通路53eは、供給排出経路の一部を構成するものである。可動シーブ側連通通路53eは、径方向内側の端部(同図下側端部)が空間部T3と連通し、径方向外側の端部(同図上側端部)がプライマリ油圧室55と連通している。なお、可動シーブ側連通通路51eは、ここでは、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。環状部53bは、円筒部53aのプライマリ固定シーブ側の端部から径方向外側に突出して形成されている。プライマリ可動シーブ53は、円筒部53aの内周面に形成されたスプライン53cと、プライマリプーリ軸51の外周面に形成されたスプライン51cとがスプライン嵌合することで、プライマリプーリ軸51に軸方向に摺動可能に支持されている。プライマリ固定シーブ52とプライマリ可動シーブ53との間、すなわちプライマリ固定シーブ52のプライマリ可動シーブ53に対向する面と、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対向する面との間で、V字形状のプライマリ溝110aが形成されている。なお、空間部T3内は、スプライン53cとスプライン51cとの間を介してプライマリ油圧室55に連通していても良い。
プライマリ隔壁54は、図2に示すように、環状部材であり、プライマリプーリ軸51と同軸上に配置されている。また、プライマリ隔壁54は、プライマリ可動シーブ53を挟んでプライマリ固定シーブ52と軸方向において対向するように配置されている。プライマリ隔壁54は、プライマリプーリ軸51とスプライン嵌合することで、プライマリプーリ軸51と一体回転するように設けられている。ここで、プライマリ隔壁54は、ロックリング56によりプライマリプーリ軸51に対する軸方向への移動が規制されている。具体的には、プラマリプーリ軸51にプライマリ隔壁54をプライマリプーリ軸51の外周面に形成された段差部まで挿入し軸受112を挿入した後、ロックリング56をプライマリプーリ軸51の他方の端部(トランスアクスルリヤカバー23と対向する端部)からプライマリプーリ軸51に挿入固定する。これにより、プライマリ隔壁54は、プライマリプーリ軸51とロックリング56との間に軸受112を介して挟み込まれ、プライマリプーリ軸51に対する軸方向への移動が規制される。
プライマリ油圧室55は、一方の挟圧力発生油圧室であり、図2に示すように、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ52側に押圧することで、プライマリプーリ50、すなわちV字形状のプライマリ溝110aに巻き掛けられたベルト110に対してベルト挟圧力を発生するものである。プライマリ油圧室55は、プライマリプーリ軸51と、プライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54とにより形成される空間部である。ここで、プライマリ可動シーブ53の突出部53dとプライマリ隔壁54との間、プライマリ可動シーブ53の円筒部53aとプライマリプーリ軸51との間には、例えばシールリングなどのプライマリ油圧室用シール部材S2が設けられている。従って、プライマリ油圧室55であるプライマリ可動シーブ53と、プライマリ隔壁54とにより形成される空間部は、プライマリ油圧室用シール部材S2によりシールされる。
プライマリ油圧室55には、供給排出側主通路23bに流入した油圧制御装置130からの作動油が供給される。プライマリ油圧室55は、油圧制御装置130から供給された作動油の圧力、すなわちプライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1により、プライマリ可動シーブ53を軸方向に摺動させ、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ52に対して接近あるいは離隔させるものである。このように、プライマリ油圧室55は、プライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1により、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生させ、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を変更する。従って、プライマリ油圧室55は、主にベルト式無段変速機1の変速比γを変更する。
ベルト式無段変速機1のセカンダリプーリ60は、他方のプーリであり、ベルト110によりプライマリプーリ50に伝達された内燃機関10からの出力トルクTをベルト式無段変速機1の最終減速機90に伝達するものである。セカンダリプーリ60は、図1に示すように、セカンダリプーリ軸61と、セカンダリ固定シーブ62と、セカンダリ可動シーブ63と、セカンダリ油圧室64と、セカンダリ隔壁65と、トルクカム66とにより構成されている。なお、69は、パーキングブレーキギヤである。
セカンダリプーリ軸61は、プーリ軸受113,114により回転可能に支持されている。また、セカンダリプーリ軸61は、内部に図示しない作動油通路を有しており、この作動油通路には、油圧制御装置130からセカンダリ油圧室64に供給される作動油が流入する。
セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリ可動シーブ63と対向する位置にセカンダリプーリ軸61と一体回転するように設けられている。ここでは、セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリプーリ軸61の外周から径方向外側に突出する環状部として形成されている。つまり、ここでは、セカンダリ固定シーブ62は、セカンダリプーリ軸61の外周に一体的に形成されている。
セカンダリ可動シーブ63は、その内周面に形成された図示しないスプラインと、セカンダリプーリ軸61の外周面に形成された図示しないスプラインとがスプライン嵌合することで、このセカンダリプーリ軸61に軸方向に摺動可能に支持されている。セカンダリ固定シーブ62とセカンダリ可動シーブ63との間、すなわちセカンダリ固定シーブ62のセカンダリ可動シーブ63に対向する面と、セカンダリ可動シーブ63のセカンダリ固定シーブ62と対向する面との間で、V字形状のセカンダリ溝110bが形成されている。
セカンダリ油圧室64は、他方の挟圧力発生油圧室であり、図1に示すように、セカンダリ可動シーブ63をセカンダリ固定シーブ側に押圧することで、セカンダリプーリ60、すなわちV字形状のセカンダリ溝110bに巻き掛けられたベルト110に対してベルト挟圧力を発生するものである。セカンダリ油圧室64は、セカンダリプーリ軸61と、セカンダリ可動シーブ63と、このセカンダリプーリ軸61に固定された円板形状のセカンダリ隔壁65とにより形成される空間部である。セカンダリ可動シーブ63には、軸方向の一方に突出、すなわち最終減速機90側に突出する環状の突出部63aが形成されている。一方、セカンダリ隔壁65には、軸方向の他方向に突出、すなわちセカンダリ可動シーブ63側に突出する環状の突出部65aが形成されている。ここで、突出部63aと突出部65aとの間には、例えばシールリングなどの図示しないシール部材が設けられている。つまり、セカンダリ油圧室64を構成するセカンダリ可動シーブ63と、セカンダリ隔壁65とにより形成される空間部は、図示しないセカンダリ油圧室用シール部材によりシールされている。
セカンダリ油圧室64には、図示しない作動流体供給孔を介して、セカンダリプーリ軸61の図示しない作動油通路に流入した油圧制御装置130からの作動油が供給される。セカンダリ油圧室64に作動油を供給し、油圧制御装置130から供給された作動油の圧力、すなわちセカンダリ油圧室64の油圧により、セカンダリ可動シーブ63を軸方向に摺動させ、セカンダリ可動シーブ63をセカンダリ固定シーブ62に対して接近あるいは離隔させるものである。このように、セカンダリ油圧室64は、このセカンダリ油圧室64の油圧により、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生させ、ベルト110のプライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60に対する接触半径を一定に維持する。
トルクカム66は、図3−1に示すように、セカンダリプーリ60のセカンダリ可動シーブ63に環状に設けられた山谷状の第1係合部63bと、この第1係合部63bとセカンダリプーリ軸61の軸線方向において対向する後述する中間部材67に形成された第2係合部67aと、この第1係合部63bと第2係合部67aとの間に配置された円板形状の複数の伝達部材68とにより構成されている。
中間部材67は、セカンダリ隔壁65と一体に形成、あるいはセカンダリ隔壁65に固定され、プーリ軸受113、軸受115により、セカンダリプーリ軸61やセカンダリ可動シーブ63に対してセカンダリプーリ軸61上で相対回転可能に支持されている。この中間部材67は、動力伝達経路100の入力軸101と、例えばスプライン嵌合により固定されている。つまり、セカンダリプーリ60に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、この中間部材67を介して動力伝達経路100に伝達される。
ここで、トルクカム66の動作について説明する。プライマリプーリ50に内燃機関10からの出力トルクTが伝達され、このプライマリプーリ50が回転すると、ベルト110を介してセカンダリプーリ60が回転する。このとき、セカンダリプーリ60のセカンダリ可動シーブ63は、このセカンダリ固定シーブ62、セカンダリプーリ軸61、プーリ軸受113とともに回転するため、このセカンダリ可動シーブ63と中間部材67との間に相対回転が発生する。そして、図3−1に示すように、第1係合部63bと第2係合部67aとが接近した状態から、複数の伝達部材68により、図3−2に示すように第1係合部63bと第2係合部67aとが離隔した状態に変化する。これにより、トルクカム66は、セカンダリプーリ60にベルト110に対してベルト挟圧力を発生する。
つまり、セカンダリプーリ60には、ベルト110に対してベルト挟圧力を発生する手段として、挟圧力発生油圧室であるセカンダリ油圧室64以外にトルクカム66が備えられる。このトルクカム66が主としてベルト挟圧力を発生させ、セカンダリ油圧室64はトルクカム66により発生したベルト挟圧力の不足分を発生させるものである。なお、セカンダリプーリ60におけるベルト110に対してベルト挟圧力を発生する手段がセカンダリ油圧室64のみであっても良い。
作動油供給排出弁70は、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際、あるいはプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁するものである。実施の形態では、作動油供給排出弁70が開弁することで、プライマリ油圧室55への作動油の供給およびプライマリ油圧室55からの作動油の排出を行う。作動油供給排出弁70は、図2、図9、図11に示すように、閉弁することでプライマリ油圧室55内の作動油の保持が行われて変速比γを固定し、開弁するとともにプライマリ油圧室55の外部、すなわちプライマリプーリ50の外部からプライマリ油圧室55へ作動油が供給されて変速比γを減少(アップシフト)し、開弁するとともにプライマリ油圧室55からプライマリプーリ50の外部に作動油が排出されて変速比γを増加(ダウンシフト)するものである。ここで、作動油供給排出弁70は、一方のプーリであるプライマリプーリ50のプライマリプーリ軸51に形成された弁配置通路51a内に配置されている。つまり、作動油供給排出弁70は、プライマリプーリ軸51の内部においてプライマリプーリ軸51と同軸上に配置されている。従って、作動油供給排出弁70は、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転するものである。
作動油供給排出弁70は、逆止弁であり、弁体71と、弁座72と、弁体弾性部材73と、弁座固定部材74とにより構成されている。弁体71は、球形状であり、弁座72よりもトランスアクスルリヤカバー23側に配置され、弁座72の後述する弁座面72bの内径よりも大きい直径である。弁座72は、弁配置通路51aに固定挿入された弁座固定部材74、例えばスナップリングと、弁配置通路51aの一方の端部との間に配置されることで、弁配置通路51aに固定されている。弁座72は、軸方向における両端部のうち、一方の端部が閉塞し、他方の端部(トランスアクスルリヤカバー23と対向する端部)が開口して空間部T4と連通する弁座通路72aが形成されている。弁座通路72aは、供給排出経路の一部を構成するものである。また、弁座72は、他方の端部に弁座面72bが形成されている。弁座面72bは、弁座通路72aを形成する内壁面と連続しており、軸方向のうちプライマリ固定シーブ52側に向かうに伴い、径方向内側に向かって傾斜するテーパー面である。つまり、弁座面72bは、弁配置通路51aの開口する他方の端部と対向するように形成されている。また、弁座72は、一方の端部が弁座通路72aと連通し、他方の端部が軸側連通通路51bと連通している弁座側連通通路72cが形成されている。つまり、プライマリ油圧室55は、弁座通路72aと連通している。弁座側連通通路72cは、供給排出経路の一部を構成するものである。弁座側連通通路72cは、ここでは、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。
空間部T4は、供給排出経路の一部を構成するものである。空間部T4は、弁配置通路51aの一部であり、プライマリプーリ軸51と弁座72とピストン82との間に形成されるものである。実施の形態では、空間部T4は、プライマリプーリ軸51の内周面と、弁座72の他方の端面(弁座面72bも含む)と、アクチュエータの後述するピストン82のフランジ部82bの弁座72側の側面(ピストン82のフランジ部82bよりも弁座72側の外周面も含む)との間に形成されている。空間部T4は、径方向内側の端部(同図下側端部)が各ピストン側連通通路82cと連通し、軸方向における一方の端部(同図右側端部)が弁座通路72aと連通している。つまり、弁座通路72aは、空間部T4を介して、ピストン側連通通路82cと連通している。
作動油供給排出弁70は、弁体71が弁座72の弁座面72bに接触することで、弁座通路72aと供給排出経路の一部を構成する空間部T4との連通が遮断され、すなわち供給排出経路とプライマリ油圧室55との連通が遮断され、各作動油供給排出弁70が閉弁される。また、接触していた弁体71が弁座面72bから離れることで、弁座通路72aと空間部T4とが連通され、すなわち供給排出経路とプライマリ油圧室55とが連通され、作動油供給排出弁70が開弁される。作動油供給排出弁70は、弁体71が弁座72に対してプライマリ油圧室55から作動油が排出される方向に移動することで開弁し、弁体71が弁座72に対してプライマリ油圧室55に作動油が供給される方向に移動することで閉弁する。つまり、作動油供給排出弁70は、その開弁方向がプライマリ油圧室55から作動油が排出される方向であり、閉弁方向がプライマリ油圧室55に作動油が供給される方向である。なお、作動油供給排出弁70が開弁することにより、プライマリプーリ50内の作動油と供給排出経路の作動油、実施の形態では作動油供給排出弁70よりも上流側(各作動油供給排出弁70を挟んでプライマリ油圧室55側と反対側)の作動油である空間部T4の作動油とが接触する。ここで、作動油供給排出弁70の閉弁時には、プライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1は、弁体71に作用することとなる。従って、弁体71には、作動油供給排出弁70の閉弁時に、プライマリ油圧P1により開弁方向のプライマリ油圧押圧力が弁体開弁方向押圧力として作用する。従って、弁体71が弁座面72bに押さえつけられ、作動油供給排出弁70が逆止弁として機能する。
弁体弾性部材73は、弁体閉弁方向押圧力発生手段であり、弁体71を閉弁方向に押圧する弁体閉弁方向押圧力を弁体71に作用させるものである。弁体弾性部材73は、例えばコイルスプリングであり、アクチュエータ80の後述する駆動油圧室81に収納されている。弁体弾性部材73は、アクチュエータ80の後述するピストン82と、駆動油路部材83との間に付勢された状態で配置されている。つまり、弁体弾性部材73は、弁体71と駆動油路部材83が固定されているプライマリプーリ軸51との間に付勢された状態で配置されている。これにより、弁体弾性部材73は、閉弁付勢力を発生しており、閉弁付勢力、すなわち閉弁方向の弾性部材押圧力がピストン82に作用し、後述するピストン82に固定されている弁体71に弾性部材押圧力が弁体閉弁方向押圧力として作用する。
ここで、作動油供給排出弁70を開弁する場合は、弁体71が弁座72から離れる方向、すなわち開弁方向に弁体71に作用する押圧力である弁体開弁方向押圧力が、弁体71が弁座72に接触する方向、すなわち閉弁方向に弁体71に作用する押圧力である弁体閉弁方向押圧力を超え、弁体71が弁座72から離れることで行われる。作動油供給排出弁70は、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に開弁するものである。また、作動油供給排出弁70を閉弁する場合は、弁体閉弁方向押圧力が弁体開弁方向押圧力を超え、弁体71が弁座72に接触することで行われる。作動油供給排出弁70は、プライマリ油圧室55内に作動油を保持する際に閉弁するものである。
作動油供給排出弁70は、ここでは、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に作動油を供給する際およびプライマリ油圧室55から作動油を排出する際に拘わらずアクチュエータ80により開閉弁される。つまり、アクチュエータ80は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に作動油供給排出弁70を開弁させ、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際にも作動油供給排出弁70を開弁させ、プライマリ油圧室55内に作動油を保持する際に閉弁させる。
アクチュエータ80は、弁開閉制御手段である。アクチュエータ80は、作動油供給排出弁70の開閉を制御するものであり、油圧により作動するものである。アクチュエータ80は、図2、図9、図11に示すように、駆動油圧室81と、ピストン82と、駆動油路部材83とにより構成されている。ここで、アクチュエータ80は、プライマリプーリ軸51に形成された弁配置通路51a内に配置されている。つまり、アクチュエータ80は、プライマリプーリ軸51の内部においてプライマリプーリ軸51と同軸上に配置されている。従って、アクチュエータ80は、一方のプーリであるプライマリプーリ50と一体回転するものである。
駆動油圧室81は、作動油が供給されるものであり、供給された作動油の圧力、すなわち駆動油圧室81の駆動油圧P2により、上記作動油供給排出弁70の開閉を制御するものである。駆動油圧室81は、弁配置通路51aの一部であり、ピストン82と、プライマリプーリ軸51と、駆動油路部材83との間に形成されるものである。実施の形態では、駆動油圧室81は、リング状の空間部であり、プライマリプーリ軸51の内周面と、ピストン82の後述するフランジ部82bの弁座72側と反対側の側面(ピストン82のフランジ部82bよりも弁座72側と反対側の外周面も含む)と、駆動油路部材83の軸方向の両端面のうち一方の端面(フランジ部82bの弁座72側と反対側の側面と対向する端面)との間に形成されている。駆動油圧室81は、駆動油路部材83の後述する駆動側連通通路83b、空間部T2および駆動側主通路23cを介して油圧制御装置130から作動油が供給される。
ピストン82は、駆動油圧室81の駆動油圧P2により、駆動油圧室81に対して摺動方向のうち他方、すなわち軸方向のうち他方である開弁方向(同図左方向)に摺動することで、作動油供給排出弁70を開弁させるものである。ピストン82は、弁体71を挟んで弁座72と軸方向において対向する位置に配置されている。ピストン82は、軸方向における両端部が開口するピストン通路82aが形成されている。ピストン通路82aは、供給排出経路の一部を構成するものである。また、ピストン82は、軸方向における両端部のうち、一方の端部(弁座72と対向する端部)に弁体71が固定されている。つまり、ピストン通路82aは、軸方向の両端部のうち一方の端部が弁体71により閉塞され、他方の端部が空間部T1と連通している。
また、ピストン82は、フランジ部82bが形成されている。フランジ部82bは、ピストン82の外周面(実施の形態では、軸方向のうち略中央部)から径方向外側に突出して形成されている。フランジ部82bは、径方向においてプライマリプーリ軸51の内周面と対向するように、軸方向において弁座72と対向するように形成されている。つまり、ピストン82は、プライマリプーリ軸51により軸方向に摺動自在に支持され、すなわち作動油供給排出弁70の開閉方向に摺動自在に支持されている。また、ピストン82は、一方の端部がピストン通路82aと連通し、他方の端部が空間部T4と連通しているピストン側連通通路82cが形成されている。つまり、プライマリ油圧室55は、作動油供給排出弁70の開弁時は、ピストン通路82aと連通している。ピストン側連通通路82cは、供給排出経路の一部を構成するものである。ピストン側連通通路82cは、ここでは、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。ここで、ピストン82のフランジ部82bとプライマリプーリ軸51との間、およびピストン82の軸方向の両端部のうち他方の端部近傍と駆動油路部材83との間には、例えばシールリングなどの駆動油圧室用シール部材S3が設けられている。つまり、駆動油圧室81を構成するプライマリプーリ軸51と、ピストン82と、駆動油路部材83とにより形成される空間部T4は、駆動油圧室用シール部材S3によりシールされている。
ここで、ピストン82のフランジ部82bは、駆動油圧室81の一部を形成し、駆動油圧室81の駆動油圧P2が弁座72側と反対側の側面に対して閉弁方向に作用する。これにより、ピストン82には、フランジ部82bが駆動油圧室81の駆動油圧P2が閉弁方向に作用する駆動油圧受圧部として形成されている。従って、ピストン82には、駆動油圧P2が閉弁方向に作用することとなる。これにより、ピストン82には、駆動油圧P2により閉弁方向の駆動油圧押圧力が作用し、ピストン82に固定されている弁体71に駆動油圧押圧力が弁体閉弁方向押圧力として作用する。また、ピストン82のフランジ部82bは、空間部T4の一部を形成する。作動油供給排出弁70の閉弁時には、供給排出経路とプライマリ油圧室55との連通が遮断されるため、油圧制御装置130から供給された作動油が空間部T4に充填される。従って、ピストン82のフランジ部82bは、空間部T4の一部を形成するので、プライマリ油圧室55に供給される作動油の圧力、すなわち空間部T4の油圧(以下、単に「供給圧Pin」と称する)が弁座72側の側面に対して開弁方向に作用する。これにより、ピストン82には、作動油供給排出弁70の閉弁時にプライマリ油圧室55に供給される作動油の圧力が開弁方向に作用する供給圧受圧部としてフランジ部82bが形成されている。従って、ピストン82には、作動油供給排出弁70の閉弁時に、供給圧Pinにより開弁方向の供給圧押圧力が作用し、ピストン82に固定されている弁体71に供給圧押圧力が弁体開弁方向押圧力として作用する。なお、ピストン通路82aは、油圧制御装置130からのプライマリ油圧室55に供給する作動油を空間部T4に供給するので、空間部T4の一部を形成するフランジ部82b(供給圧受圧部)の弁座72側の側面に作動油を供給するものである。
ピストン82は、ピストン82のピストン通路82aが供給排出経路を構成するので、供給排出経路をピストン82の外周部、実施の形態ではピストン82とプライマリプーリ軸51との間に形成しなくても良いので、径を増加することができる。従って、駆動油圧受圧部であるフランジ部82bの弁座72側と反対側の側面の面積を確保することができ、駆動油圧P2が低くても、作動油供給排出弁70を閉弁することができる弁体閉弁方向押圧力を駆動油圧押圧力により維持できる。また、供給排出経路をピストン82とプライマリプーリ軸51との間に形成しなくても良いので、ピストン82の径が一定であってもプライマリプーリ軸51の小径化を図ることができ、ベルト式無段変速機の小型化を図ることができる。
駆動油路部材83は、油圧制御装置130から供給される作動油を駆動油圧室81に供給するものである。駆動油路部材83は、作動油供給排出弁70およびアクチュエータ80が挿入された状態のプライマリプーリ軸51の弁配置通路51aに固定されている。駆動油路部材83は、ピストン摺動通路83aと、駆動側連通通路83bとにより構成されている。ピストン摺動通路83aは、軸方向における両端部が開口しており、一方の端部(アクチュエータ80と対向する端部)からピストン82が摺動自在に挿入されており、他方の端部(トランスアクスルリヤカバー23と対向する端部)から突出部23aが挿入されている。ここで、駆動油路部材83は、プライマリプーリ軸51に圧入などにより固定されているので、プラマリプーリ50が回転すると、静止している突出部23aに対して相対回転する。駆動側連通通路83bは、軸方向における両端部のうち、一方の端部(ピストン82と対向する端部)が駆動油圧室81と連通し、他方の端部(トランスアクスルリヤカバー23と対向する端部)が空間部T2と連通している。駆動側連通通路83bは、実施の形態では、駆動油圧部材83の外周面に形成された溝部と、プライマリプーリ軸51の内周面との間で形成されている。駆動側連通通路83bは、ここでは、円周上に等間隔に複数箇所(例えば、3箇所)形成されている。なお、駆動油圧部材90は、軸方向における移動をプライマリプーリ軸51に固定された上記ロックリング56により規制されている。
上述のように、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1の供給排出経路は、供給排出側主通路23b、空間部T1、ピストン通路82a、各ピストン側連通通路82c、空間部T4、弁座通路72a、各弁座側連通通路72c、各軸側連通通路51b、空間部T3、各可動シーブ側連通通路53eとで構成されている。従って、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1は、1つの供給排出経路によりプライマリ油圧室55に対して作動油の供給排出を行う。
セカンダリプーリ60と最終減速機90との間には、図1に示すように、動力伝達経路100が配置されている。この動力伝達経路100は、セカンダリプーリ軸61と同一軸線上の入力軸101と、この入力軸101と平行なインターミディエイトシャフト102と、カウンタドライブピニオン103、カウンタドリブンギヤ104と、ファイナルドライブピニオン105とにより構成されている。入力軸101およびこの入力軸101に固定されているカウンタドライブピニオン103は、軸受118,119により回転可能に保持されている。インターミディエイトシャフト102は、軸受116,117により回転可能に支持されている。カウンタドリブンギヤ104は、インターミディエイトシャフト102に固定されており、カウンタドライブピニオン103と噛み合わされている。また、ファイナルドライブピニオン105は、インターミディエイトシャフト102に固定されている。
ベルト式無段変速機1の最終減速機90は、動力伝達経路100を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクTを車輪120,120から路面に伝達するものである。この最終減速機90は、中空部が形成されたデフケース91と、ピニオンシャフト92と、デフ用ピニオン93,94と、サイドギヤ95,96とにより構成されている。
デフケース91は、軸受97,98により回転可能に支持されている。また、このデフケース91の外周には、リングギヤ99が設けられており、このリングギヤ99がファイナルドライブピニオン105と噛み合わされている。ピニオンシャフト92は、デフケース91の中空部に取り付けられている。デフ用ピニオン93,94は、このピニオンシャフト92に回転可能に取り付けられている。サイドギヤ95,96は、このデフ用ピニオン93,94の両方に噛み合わされている。このサイドギヤ95,96は、それぞれドライブシャフト121,122に固定されている。
ベルト式無段変速機1のベルト110は、プライマリプーリ50を介して伝達された内燃機関10からの出力トルクTをセカンダリプーリ60に伝達するものである。このベルト110は、図1に示すように、プライマリプーリ50とのプライマリ溝110aとセカンダリプーリ60のセカンダリ溝110bとの間に巻き掛けられている。つまり、ベルト110は、プライマリプーリ50およびセカンダリプーリ60に巻き掛けられている。また、ベルト110は、例えば多数の金属製の駒と複数本のスチールリングで構成された無端ベルトである。
ドライブシャフト121,122は、その一方の端部にそれぞれサイドギヤ95,96が固定され、他方の端部に車輪120,120が取り付けられている。
油圧制御装置130は、油圧制御手段である。油圧制御装置130は、一方の挟圧力発生油圧室であるプライマリ油圧室55に対する作動油の供給排出を制御するものである。また、油圧制御装置130は、プライマリ油圧室55に供給される作動油の圧力、すなわち供給圧Pinを制御するものでもある。また、油圧制御装置130は、アクチュエータ80による作動油供給排出弁70の開閉を制御するものでもある。また、油圧制御装置130は、駆動油圧室81の駆動油圧P2を制御するものである。また、油圧制御装置130は、ベルト式無段変速機1および内燃機関10が搭載されている車両において作動油の供給を必要とする作動油供給部分に作動油を供給するものでもある。油圧制御装置130は、プライマリ油圧室55に作動油を供給する際に、プライマリプーリ50と上記供給排出経路とが作動油供給排出弁70が開弁して連通することにより、供給排出経路を介してプライマリ油圧室55に作動油を供給するものである。また、油圧制御装置130は、プライマリ油圧室55から作動油を排出する際に、プライマリ油圧室55と供給排出経路とが作動油供給排出弁70が開弁して連通することにより、供給排出経路を介してプライマリ油圧室55から作動油を排出するものでもある。
油圧制御装置130は、図4に示すように、プライマリ油圧室55、セカンダリ油圧室64、駆動油圧室81などに作動油を供給し、これらの油圧、作動油の供給流量、作動油の排出流量を制御することで、ベルト式無段変速機1の変速比γを制御するものでもある。なお、同図では、プライマリ油圧室55、セカンダリ油圧室64、駆動油圧室81を除く作動油供給部分(上述した作動油供給部分や、ベルト式無段変速機1などのトランスアクスル20内に収納されたものの潤滑部分(例えば、可動部品との間に摺動部を有する静止部品、可動部品あるいは静止部品との間に摺動部を有する可動部品))の図示は省略する。油圧制御装置130は、図4に示すように、オイルパン131、オイルポンプ132、ライン圧制御装置133と、一定圧制御装置134と、プライマリ油圧室用制御装置135と、駆動油圧室用制御装置136と、セカンダリ油圧室用制御装置137とにより構成されている。
オイルポンプ132は、オイルパン131に貯留されている作動油を吸引、加圧し、吐出するものである。オイルポンプ132は、油路R1を介してライン圧制御装置133に接続されている。オイルポンプ132によって加圧され、吐出された作動油は、ライン圧制御装置133に供給される。つまり、オイルポンプ132の吐出圧Poutは、ライン圧制御装置133に導入される。オイルポンプ132は、図1に示すように、トルクコンバータ30と前後進切換機構40との間に配置されている。このオイルポンプ132は、ロータ132aと、ハブ132bと、ボディ132cとにより構成されている。このオイルポンプ132は、ロータ132aにより円筒形状のハブ132bを介して、上記ポンプ31に接続されている。また、ボディ132cが上記トランスアクスルケース22に固定されている。また、ハブ132bは、上記中空軸36にスプライン嵌合されている。従って、オイルポンプ132は、内燃機関10からの出力トルクTがポンプ31を介してロータ132aに伝達されるので、駆動することができる。つまり、オイルポンプ132は、内燃機関10の回転数の上昇に応じて、吐出される作動油の吐出量が増量、すなわち吐出圧Poutが上昇する。
ライン圧制御装置133は、オイルポンプ132の吐出圧Poutが所定のライン圧PLとなるように調圧するものである。つまり、ライン圧制御装置133は、入力油圧である油路R1の油圧Poutを調圧して、ライン圧制御装置133からの出力油圧をライン圧PLとするものである。ライン圧制御装置133は、油路R2を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する供給側流量制御弁135cの第2ポート135lと接続され、油路R2および分岐油路R21を介して一定圧制御装置134と接続され、油路R2および分岐油路R22を介してセカンダリ油圧室用制御装置137と接続されている。従って、ライン圧制御装置133により調圧されたライン圧PLは、供給側流量制御弁135cの第2ポート135l、一定圧制御装置134、セカンダリ油圧室用制御装置137に導入される。ライン圧制御装置133は、内燃機関10の出力トルクTに応じてライン圧PLを調圧するものである。ライン圧制御装置133は、オイルポンプ132から吐出された作動油の圧力を調圧する図示しない電磁弁、例えばリニアソレノイド弁が備えられている。ライン圧制御装置133は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により、リニアソレノイド弁の弁開度が制御されることで、ライン圧PLを調圧することができる。実施の形態では、ライン圧制御装置133は、ライン圧PLを制御することで、プライマリ油圧室用制御装置135を介して、プライマリ油圧室55に供給される作動油の圧力、すなわち供給圧Pinを制御するものでもある。
一定圧制御装置134は、ライン圧制御装置133から出力されたライン圧PLを常に一定の圧力となるように調圧するものである。つまり、一定圧制御装置134は、入力油圧である油路R2および分岐油路R21の油圧PLを調圧して、一定圧制御装置134からの出力油圧を一定圧PSとするものである。一定圧制御装置134は、油路R3を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する供給側制御弁135aの第1ポート135eと接続され、油路R3および分岐油路R31を介してプライマリ油圧室用制御装置135の後述する排出側制御弁135bの第1ポート135hと接続され、油路R3および分岐油路R32を介して駆動油圧室用制御装置136と接続されている。従って、一定圧制御装置134により調圧された一定圧PSは、供給側制御弁135aの第1ポート135e、排出側制御弁135bの第1ポート135h、駆動油圧室用制御装置136に導入される。
プライマリ油圧室用制御装置135は、プライマリ油圧室55への作動油の供給あるいはプライマリ油圧室55からの作動油の排出を制御するものである。プライマリ油圧室用制御装置135は、実施の形態ではプライマリ油圧室55へ供給される作動油の供給流量およびプライマリ油圧室55から排出された作動油の排出流量を制御するものである。プライマリ油圧室用制御装置135は、供給側制御弁135aと、排出側制御弁135bと、供給側流量制御弁135cと、排出側流量制御弁135dとにより構成されている。
供給側制御弁135aは、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55に供給される作動油の供給流量制御を行うものである。供給側制御弁135aは、ON/OFFにより、3つのポート、すなわち第1ポート135eと、第2ポート135fと、第3ポート135gとの連通を切り替えるものである。第1ポート135eは、上述のように一定圧制御装置134と接続されている。第2ポート135fは、油路R4を介して供給側流量制御弁135cの後述する第1ポート135kと接続されている。また、第2ポート135fは、油路R4および分岐油路R41を介して排出側流量制御弁135dの後述する第4ポート135uと接続されている。第3ポート135gは、合流油路R51および油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第3ポート135gは、大気圧に解放されている。
供給側制御弁135aは、ONとなると、第1ポート135eと第2ポート135fとが連通する。従って、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが供給側流量制御弁135cの第1ポート135kに導入される(図10参照)。つまり、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが第1ポート135kと連通する供給側流量制御弁135cの後述する制御油圧室135oに導入される。また、供給側制御弁135aに導入された一定圧PSが排出側流量制御弁135dの第4ポート135uに導入される(同図参照)。一方、供給側制御弁135aは、OFFとなると、第2ポート135fと第3ポート135gとが連通する。従って、供給側流量制御弁135cの第1ポート135kは、供給側制御弁135aを介して大気圧に解放される(図12参照)。つまり、供給側流量制御弁135cの第1ポート135kを介して制御油圧室135oが大気圧に解放される。また、排出側流量制御弁135dの第4ポート135uは、供給側制御弁135aを介して大気圧に解放される(同図参照)。ここで、供給側制御弁135aは、図4に示すように、ECU140と電気的に接続されており、ECU140からの制御信号によりデューティー制御される。従って、供給側制御弁135aは、ECU140からの制御信号により、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oを一定圧PSから大気圧までの間で調圧することができる。
排出側制御弁135bは、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55から排出される作動油の排出流量制御を行うものである。排出側制御弁135bは、ON/OFFにより、3つのポート、すなわち第1ポート135hと、第2ポート135iと、第3ポート135jとの連通を切り替えるものである。第1ポート135hは、上述のように一定圧制御装置134と接続されている。第2ポート135iは、油路R6を介して排出側流量制御弁135dの後述する第1ポート135rと接続されている。また、第2ポート135iは、油路R6および分岐油路R61を介して供給側流量制御弁135cの後述する第4ポート135nと接続されている。第3ポート135jは、油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第3ポート135jは、大気圧に解放されている。
排出側制御弁135bは、ONとなると、第1ポート135hと第2ポート135iとが連通する。従って、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが排出側流量制御弁135dの第1ポート135rに導入される(図12参照)。つまり、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが第1ポート135rと連通する排出側流量制御弁135dの後述する制御油圧室135vに導入される。また、排出側制御弁135bに導入された一定圧PSが供給側流量制御弁135cの第4ポート135nに導入される(同図参照)。一方、排出側制御弁135bは、OFFとなると、第2ポート135iと第3ポート135jとが連通する。従って、排出側流量制御弁135dの第1ポート135rは、排出側制御弁135bを介して大気圧に解放される(図10参照)。つまり、排出側流量制御弁135dの第1ポート135rを介して制御油圧室135vが大気圧に解放される。また、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nは、排出側制御弁135bを介して大気圧に解放される(同図参照)。ここで、排出側制御弁135bは、図4に示すように、ECU140と電気的に接続されており、ECU140からの制御信号によりデューティー制御される。従って、排出側制御弁135bは、ECU140からの制御信号により、排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vを一定圧PSから大気圧までの間で調圧することができる。
供給側流量制御弁135cは、プライマリ油圧室55に供給される作動油の供給流量を制御するものである。供給側流量制御弁135cは、第1ポート135kと、第2ポート135lと、第3ポート135mと、第4ポート135nと、制御油圧室135oと、スプール135pと、スプール弾性部材135qとにより構成されている。第1ポート135kは、上述のように供給側制御弁135aの第2ポート135fと接続されている。第2ポート135lは、上述のように、ライン圧制御装置133と接続されている。第3ポート135mは、油路R7を介してプライマリ油圧室55と接続されている。ここでは、第3ポート135mは、油路R7および供給排出経路(供給排出側主通路23b、空間部T1、ピストン通路82a、各ピストン側連通通路82c、空間部T4、弁座通路72a、各弁座側連通通路72c、各軸側連通通路51b、空間部T3、各可動シーブ側連通通路53e)を介してプライマリ油圧室55と接続されている。第4ポート135nは、上述のように排出側制御弁135bの第2ポート135iと接続されている。なお、同図に示すように、供給側制御弁135aの第2ポート135fと供給側流量制御弁135cの第1ポート135kとの間、ライン圧制御装置133と供給側流量制御弁135cの第2ポート135lとの間に、オリフィス、すなわち絞りを設け、供給側制御弁135aから供給側流量制御弁135cへ流入する作動油およびライン圧制御装置133から供給側流量制御弁135cへ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。
制御油圧室135oは、第1ポート135kと連通するものであり、その油圧によりスプール135pをスプール135pが移動する方向のうち一方向(同図では、上方向)に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール135pに作用させるものである。スプール135pは、プライマリ油圧室用制御装置135内で移動自在に支持されており、移動方向のうち一方向に移動することで第2ポート135lと第3ポート135mとを連通し、移動方向のうち他方向に移動することで、第2ポート135lと第3ポート135mとの連通を遮断するものである。スプール弾性部材135qは、スプール135pと、スプール135pに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材135qは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール135pをスプール135pが移動する方向のうち他方向(同図では、下方向)に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール135pに作用させるものである。
供給側流量制御弁135cは、スプール135pに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール135pが移動方向のうち一方向に移動する。ここで、供給側流量制御弁135cは、スプール135pの移動方向のうち一方向への移動量の増加に伴い、第2ポート135lと第3ポート135mとの連通の度合い、すなわち第2ポート135lと第3ポート135mとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、供給側流量制御弁135cは、供給側制御弁135aにより調圧された制御油圧室135oの油圧により、スプール135pが移動することで、2つのポート、すなわち第2ポート135lと第3ポート135mとの連通を制御し、供給流量を制御するものである。
排出側流量制御弁135dは、プライマリ油圧室55から排出される作動油の排出流量を制御するものである。排出側流量制御弁135dは、第1ポート135rと、第2ポート135sと、第3ポート135tと、第4ポート135uと、制御油圧室135vと、スプール135wと、スプール弾性部材135xとにより構成されている。第1ポート135rは、上述のように排出側制御弁135bの第2ポート135iと接続されている。第2ポート135sは、合流油路R52、合流油路R51および油路R5を介してオイルパン131と接続されている。つまり、第2ポート135sは、大気圧に解放されている。第3ポート135tは、分岐油路R71および油路R7を介してプライマリ油圧室55と接続されている。実施の形態では、第3ポート135tは、分岐油路R71、油路R7、および供給排出経路(供給排出側主通路23b、空間部T1、ピストン通路82a、各ピストン側連通通路82c、空間部T4、弁座通路72a、各弁座側連通通路72c、各軸側連通通路51b、空間部T3、各可動シーブ側連通通路53e)を介してプライマリ油圧室55と接続されている。第4ポート135uは、上述のように供給側制御弁135aの第2ポート135fと接続されている。なお、同図に示すように、排出側制御弁135bの第2ポート135iと排出側流量制御弁135dの第1ポート135rとの間に、オリフィス、すなわち絞りを設け、排出側制御弁135bから排出側流量制御弁135dへ流入する作動油の圧力あるいは流量を調整しても良い。
制御油圧室135vは、第1ポート135rと連通するものであり、その油圧によりスプール135wをスプール135wが移動する方向のうち一方向(同図では、上方向)に押圧するスプール開弁方向押圧力をスプール135wに作用させるものである。スプール135wは、プライマリ油圧室用制御装置135内で移動自在に支持されており、移動方向のうち一方向に移動することで第2ポート135sと第3ポート135tとを連通し、移動方向のうち他方向に移動することで、第2ポート135sと第3ポート135tとの連通を遮断するものである。スプール弾性部材135xは、スプール135wと、スプール135wに対して静止している部材との間に付勢された状態で配置されている。従って、スプール弾性部材135xは、スプール付勢力を発生しており、スプール付勢力によりスプール135wをスプール135wが移動する方向のうち他方向(同図では、下方向)に押圧するスプール閉弁方向押圧力をスプール135wに作用させるものである。
排出側流量制御弁135dは、スプール135wに作用する上記スプール開弁方向押圧力が上記スプール閉弁方向押圧力を超えることで、スプール135wが移動方向のうち一方向に移動する。ここで、排出側流量制御弁135dは、スプール135wの移動方向のうち一方向への移動量の増加に伴い、第2ポート135sと第3ポート135tとの連通の度合い、すなわち第2ポート135sと第3ポート135tとを連通する流路の流路断面積が増加する。つまり、排出側流量制御弁135dは、排出側制御弁135bにより調圧された制御油圧室135vの油圧により、スプール135wが移動することで、2つのポート、すなわち第2ポート135sと第3ポート135tとの連通を制御し、排出流量を制御するものである。
駆動油圧室用制御装置136は、駆動油圧室81の駆動油圧P2を調圧するものである。駆動油圧室用制御装置136には、上述のように、一定圧制御装置134から一定圧PSが導入される。また、駆動油圧室用制御装置136は、油路R8を介して駆動油圧室81と接続されている。ここでは、駆動油圧室用制御装置136は、油路R8、駆動側主通路23c、空間部T2、各駆動側連通通路83bを介して駆動油圧室81と接続されている。駆動油圧室用制御装置136は、図示しないON/OFF弁が備えられている。駆動油圧室用制御装置136は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により、ON/OFF弁をON/OFF制御する。駆動油圧室用制御装置136は、ON制御される、すなわちON/OFF弁がONとされると、分岐油路R32と油路R8とが連通し、駆動油圧室用制御装置136に導入された一定圧PSが駆動油圧室81に導入され、駆動油圧室81の駆動油圧P2が一定圧PSとなる。一方、駆動油圧室用制御装置136は、OFF制御される、すなわちON/OFF弁がOFFとされると、分岐油路R32と油路R8との連通が遮断されるとともに、例えば油路R8が外部に解放され、駆動油圧室81の駆動油圧P2が一定圧PSよりも低い開弁圧PI(例えば、大気圧)となる。ここで、一定圧PSとは、少なくとも駆動油圧室81の駆動油圧P2が一定圧PSとなった際に、プライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1に拘わらず、駆動油圧室81の駆動油圧P2により作動油供給排出弁70の閉弁することができる油圧である。また、開弁圧PIとは、作動油供給排出弁70が閉弁時に、空間部T4の供給圧Pinが減圧された状態でも、プライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1により作動油供給排出弁70を開弁することができる油圧である。
セカンダリ油圧室用制御装置137は、セカンダリ油圧室64への作動油の供給あるいはセカンダリ油圧室64からの作動油の排出を制御するものである。セカンダリ油圧室用制御装置137には、上述のように、ライン圧制御装置133からライン圧PLが導入される。セカンダリ油圧室用制御装置137は、油路R9を介してセカンダリ油圧室64と接続されている。実施の形態では、セカンダリ油圧室用制御装置137は、油路R9、セカンダリプーリ軸61の図示しない作動油通路および図示しない作動流体供給孔を介してセカンダリ油圧室64と接続されている。セカンダリ油圧室用制御装置137は、図示しない流量制御弁などを備える。セカンダリ油圧室用制御装置137は、ECU140と電気的に接続されおり、ECU140からの制御信号により制御され導入されたライン圧PLを調圧する。
ECU140は、制御手段である。ECU140は、油圧制御装置130と内燃機関10とに接続されており、油圧制御装置130および内燃機関10を制御するものである。従って、ECU140は、油圧制御装置130に出力した制御信号により、ライン圧制御装置133、プライマリ油圧室用制御装置135、駆動油圧室用制御装置136、セカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで、ベルト式無段変速機1の変速比γを制御する。例えば、ECU140は、後述する検出された入力回転数Ninおよび検出された出力回転数Noutに基づく変速比γが目標変速比γoとなるように、油圧制御装置130を制御する。また、ECU140は、内燃機関10に出力した制御信号により、内燃機関10の図示しない燃料噴射弁、点火プラグ、スロットル弁を制御することで、内燃機関10の出力トルクTを制御する。なお、ECU140の基本構成は、従来の車両に搭載されているECUと同様の基本構成であるので説明は省略する。
入力回転数センサ150は、ベルト式無段変速機1の入力側の回転数である入力回転数Ninを検出するものである。入力回転数センサ150は、ECU140と接続されており、検出された入力回転数NinがECU140に出力される。入力回転数センサ150は、例えばプライマリプーリ軸51の回転数を入力回転数Ninとして検出するものである。
出力回転数センサ160は、ベルト式無段変速機1の出力側の回転数である出力回転数Noutを検出するものである。出力回転数センサ160は、ECU140と接続されており、検出された出力回転数NoutがECU140に出力される。出力回転数センサ160は、例えばセカンダリプーリ軸61の回転数を出力回転数Noutとして検出するものである。
次に、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1の動作について説明する。まず、一般的な車両の前進、後進について説明する。車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が前進ポジションを選択した場合は、ECU140が油圧制御装置130から供給された作動油によりフォワードクラッチ42をON、リバースブレーキ43をOFFとし、前後進切換機構40を制御する。これにより、インプットシャフト38とプライマリプーリ軸51が直結状態となる。つまり、遊星歯車装置41のサンギヤ44とリングギヤ46を直接連結し、内燃機関10のクランクシャフト11の回転方向と同一方向にプライマリプーリ軸51を回転させ、この内燃機関10からの出力トルクTをプライマリプーリ50に伝達する。プライマリプーリ50に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、ベルト110を介してセカンダリプーリ60に伝達され、このセカンダリプーリ60のセカンダリプーリ軸61を回転させる。
セカンダリプーリ60に伝達された内燃機関10の出力トルクTは、中間部材67から動力伝達経路100の入力軸101、カウンタドライブピニオン103およびカウンタドリブンギヤ104を介して、インターミディエイトシャフト102に伝達され、インターミディエイトシャフト102を回転させる。インターミディエイトシャフト102に伝達された出力トルクTは、ファイナルドライブピニオン105およびリングギヤ99を介して最終減速機90のデフケース91に伝達され、このデフケース91を回転させる。デフケース91に伝達された内燃機関10からの出力トルクTは、デフ用ピニオン93,94およびサイドギヤ95,96を介してドライブシャフト121,122に伝達され、その端部に取り付けられた車輪120,120に伝達され、車輪120,120を図示しない路面に対して回転させ、車両は前進する。
一方、車両に設けられた図示しないシフトポジション装置により、運転者が後進ポジションを選択した場合は、ECU140が、油圧制御装置130から供給された作動油によりフォワードクラッチ42をOFF、リバースブレーキ43をONとし、前後進切換機構40を制御する。これにより、遊星歯車装置41の切換用キャリヤ47がトランスアクスルケース22に固定され、各ピニオン45が自転のみを行うように切換用キャリヤ47に保持される。従って、リングギヤ46がインプットシャフト38と同一方向に回転し、このリングギヤ46と噛合っている各ピニオン45もインプットシャフト38と同一方向に回転し、この各ピニオン45と噛合っているサンギヤ44がインプットシャフト38と逆方向に回転する。つまり、サンギヤ44に連結されているプライマリプーリ軸51は、インプットシャフト38と逆方向に回転する。これにより、セカンダリプーリ60のセカンダリプーリ軸61、入力軸101、インターミディエイトシャフト102、デフケース91、ドライブシャフト121,122などは、運転者が前進ポジションを選択した場合とは逆方向に回転し、車両が後進する。
ここで、ECU140は、車両の速度や運転者のアクセル開度などの諸条件とECU140の記憶部に記憶されているマップ(例えば、機関回転数とスロットルバルブのスロットル開度に基づく最適燃費曲線など)とに基づいて、内燃機関10の運転状態が最適となるように、目標変速比γoを設定し、油圧制御装置130を介して、ベルト式無段変速機1の変速比γが目標変速比γoとなるように制御、すなわちフィードバック制御を行う。ベルト式無段変速機1の変速比γの制御には、変速比γの固定と、変速比γの変更、すなわち変速とがある。変速比γの固定、変速比γの変更は、ライン圧制御装置133、プライマリ油圧室用制御装置135、駆動油圧室用制御装置136、セカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで行われる。
また、変速比γの固定は、各作動油供給排出弁70を閉弁し、プライマリ油圧室55内に作用油を保持することで行われる。変速比γの変更は、上記変速比γが固定されている状態を解除することで行われる。具体的には、変速比γの変更は、各作動油供給排出弁70を開弁し、油圧制御装置130からプライマリ油圧室55への作動油の供給、あるいはプライマリ油圧室55から油圧制御装置130を介してプライマリプーリ50の外部への作動油の排出を行うことで、プライマリ可動シーブ53がプライマリプーリ軸51の軸方向に摺動し、プライマリ固定シーブ52とこのプライマリ可動シーブ53との間の間隔、すなわちプライマリ溝110aの幅が調整される。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が変化し、プライマリプーリ50の回転数とセカンダリプーリ60の回転数との比である変速比γが無段階(連続的)に制御される。
なお、セカンダリプーリ60においては、ECU140によりセカンダリ油圧室用制御装置137を制御することで、セカンダリ油圧室64の油圧を調圧し、セカンダリ固定シーブ62とこのセカンダリ可動シーブ63とによりベルト110を挟み付けるベルト挟圧力が調整される。これにより、プライマリプーリ50とセカンダリプーリ60との間に巻き掛けられたベルト110のベルト張力が制御される。
変速比γの固定は、プライマリ油圧室55へ作動油を供給せず、かつこのプライマリ油圧室55から作動油を排出せず、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する軸方向における位置を一定とし、プライマリ可動シーブ53のプライマリ固定シーブ52に対する移動を規制することで行われる。ECU140は、変速比γを固定する際には、変速比固定制御を行う。なお、変速比固定制御は、車両の走行状態が安定している場合など、大幅な変速比の変更を行う必要がないと、ECU140が判断した場合に行われるものである。
ECU140による変速比固定制御では、図2に示すように、作動油供給排出弁70を閉弁し、作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55への作動油の供給および各作動油供給排出弁70を介したプライマリ油圧室55からの作動油の排出を禁止し、変速比γを固定する際に設定された目標変速比γoに変速比γを維持する。具体的には、ECU140は、変速比γを目標変速比γoに維持するための制御信号を油圧制御装置130に出力する。
変速比固定制御では、作動油供給排出弁70を閉弁するために、図6に示すように、閉弁指示フラグFc1を1とし、下記の作動油供給排出弁70の閉弁制御が行われる。なお、作動油供給排出弁70の閉弁制御は、制御周期ごとに動作する。
作動油供給排出弁70の閉弁制御においては、まずECU140は、図5に示すように、閉弁指示フラグFcが1であるか否かを判定する(ステップST10)。ここでは、ECU140は、作動油供給排出弁70を閉弁する必要があるか否かを判定する。
次に、ECU140は、閉弁指示フラグFcが1であると判定する(ステップST10肯定)と、変速比γを取得する(ステップST11)。ここでは、ECU140は、入力回転数センサ150により検出されECU140に出力された入力回転数Ninおよび出力回転数センサ160により検出されECU140に出力された出力回転数Noutに基づいた変速比γを取得する。なお、ECU140は、閉弁指示フラグFcが1でないと判定する(ステップST10否定)と、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。つまり、ECU140は、変速比固定制御中でない場合には、作動油供給排出弁70の閉弁制御を行わない。
次に、ECU140は、変速比γが安定しているか否かを判定する(ステップST12)。ここでは、ECU140は、図6に示すように、閉弁指示フラグFcが1となった後(同図のt1)、ベルト式無段変速機1の変速比γが変速固定制御時に設定された目標変速比γoで安定しているか否かを判定する。ECU140は、例えば上記取得した変速比γと設定された目標変速比γoとの差分の絶対値が所定値(例えば、変速比γが目標変速比γoとなったと判定できる値)未満であるか否かを判定する。なお、ECU140は、差分の絶対値が所定値未満を所定時間継続しているか否かを判定しても良い。
次に、ECU140は、図5に示すように、変速比γが安定していると判定する(ステップST12肯定)と、作動油供給排出弁70の閉弁動作を行う(ステップST13)。ここでは、ECU140は、図6に示すように、変速比γが目標変速比γoに安定した後(同図t2)、駆動油圧室用制御装置136をON制御する。従って、駆動油圧室用制御装置136に導入された一定圧PSが駆動油圧室81に導入され、駆動油圧室81の駆動油圧P2が一定圧PSとなる(同図t3)。アクチュエータ80は、駆動油圧室81の駆動油圧P2による駆動油圧押圧力が増大し、弁体71に作用する弁体閉弁方向押圧力が増大する。ここで、弁体閉弁方向押圧力は、上述のように、駆動油圧室81の駆動油圧P2が一定圧PSとなると、弁体開弁方向押圧力を超える。従って、図2に示すように、弁体閉弁方向押圧力と弁体開弁方向押圧力との差分により弁体71が閉弁方向に移動し、弁座72と接触し、作動油供給排出弁70が閉弁する。なお、ECU140は、図5に示すように、変速比γが安定していないと判定する(ステップST12否定)と、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。つまり、ECU140は、変速比固定制御中では、変速比γが安定してから作動油供給排出弁70を閉弁することとなる。従って、変速比γの固定時に、変速比γの変化量が小さくなってから作動油供給排出弁70を閉弁することとなり、変速比γの固定時におけるショックを抑制することができる。
次に、ECU140は、作動油供給排出弁70の閉弁が完了したか否かを判定する(ステップST14)。ここでは、ECU140は、例えば駆動油圧室81の駆動油圧P2を一定圧PSとしてから所定時間(駆動油圧P2を一定圧PSにしてから作動油供給排出弁70が閉弁することができる十分な値)経過したか否かを判定する。
次に、ECU140は、作動油供給排出弁70の閉弁が完了したと判定する(ステップST14肯定)と、供給圧Pinを減圧する(ステップST15)。ここでは、ECU140は、図6に示すように、駆動油圧室81の駆動油圧P2を一定圧PSとしてから所定時間が経過(同図t4)した後(P2=PS)に、ライン圧制御装置133を制御し、ライン圧PLを低くすることで、供給圧Pinを減圧する(同図t5)。従って、油圧制御装置130は、変速比γの固定時に、作動油供給排出弁70の閉弁後にプライマリ油圧室55に供給する作動油の圧力、すなわち供給圧Pinをプライマリ油圧室55に作動油を供給する際の圧力よりも減圧するので、プライマリ油圧室55に供給するために作動油を昇圧する、オイルポンプ132が使用するエネルギーを低減することができる。これにより、内燃機関10のフリクションが低減し、燃費を向上することができる。なお、閉弁指示フラグFcは、変速比固定制御中は1で維持され、変速比γの固定が解除、すなわち変速比固定制御から後述する変速比減少制御や変速比増加制御に切り替わる際に0とされる。
変速比γの変更には、アップシフト、すなわち変速比γを減少させる変速比減少変更と、ダウンシフト、すなわち変速比γを増加させる変速比増加変更とがある。ECU140は、変速比γを変更する際には、変速制御として変速比減少制御あるいは変速比増加制御を行う。以下、それぞれについて説明する。
ECU140による変速比減少制御では、油圧制御装置130からプライマリ油圧室55へ作動油を供給し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に摺動(移動)させることで行う。図9に示すように、作動油供給排出弁70をアクチュエータ80により開弁した状態で、油圧制御装置130からプライマリ油圧室55に作動油を供給する。具体的には、ECU140は、現在の変速比γよりも減少した目標変速比γoと変速速度とを算出し、これらに基づく制御信号を油圧制御装置130に出力する。
変速比減少制御では、プライマリ油圧室用制御装置135の供給側制御弁135aがECU140によりデューティー制御されることで、供給側流量制御弁135cによるプライマリ油圧室55への作動油の供給流量制御を行う。供給側制御弁135aは、ECU140によりデューティー制御されると、図10に示すように、ONとOFFとを繰り返し、供給側流量制御弁135cの制御油圧室135oの制御油圧を供給時所定圧に調圧し、排出側流量制御弁135dの第4ポート135uに供給時所定圧を導入する。ここで、供給時所定圧は、スプール135pに作用するスプール開弁方向押圧力により、第2ポート135lと第3ポート135mとの連通を制御することで制御される供給流量を減少変速比と変速速度とに基づいた供給流量とすることができる圧力である。従って、供給側流量制御弁135cは、制御油圧室135oの制御油圧、すなわち供給時所定圧に基づいたスプール開弁方向押圧力がスプール閉弁方向押圧力を超えるため、同図の矢印Aに示すように、スプール135pが移動方向のうち一方向へ移動し、第2ポート135lと第3ポート135mとが連通する。これにより、供給側流量制御弁135cが開弁され、プライマリ油圧室55への作動油の供給流量が目標変速比γoと変速速度とに基づいた供給流量となる。
また、変速比減少制御では、プライマリ油圧室用制御装置135の排出側制御弁135bがECU140によりデューティー制御されることで、排出側流量制御弁135dによるプライマリ油圧室55からの作動油の排出流量制御を行う。排出側制御弁135bは、ECU140によりデューティー制御されると、OFFを維持し、供給側流量制御弁135cの第4ポート135nおよび排出側流量制御弁135dの制御油圧室135vを大気圧に解放する。従って、排出側流量制御弁135dは、スプール閉弁方向押圧力のみがスプール135wに作用するため、スプール135wが移動方向のうち最も他方向に位置した状態で維持され、第2ポート135sと第3ポート135tとが連通しない。これにより、排出側流量制御弁135dが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55からの作動油の排出流量が0となる。
一方、ECU140による変速比増加制御では、プライマリ油圧室55から油圧制御装置130を介して作動油を外部に排出し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側と反対側に摺動(移動)させることで行われる。図11に示すように、作動油供給排出弁70を開弁した状態で、プライマリ油圧室55から作動油を排出する。具体的には、ECU140は、現在の変速比γよりも増加した目標変速比γoと変速速度とを算出し、これらに基づく制御信号を油圧制御装置130に出力する。
変速比増加制御では、図12に示すように、供給側制御弁135aがECU140によりOFFを維持し、供給側流量制御弁135cが閉弁を維持し、プライマリ油圧室55への作動油の供給流量が0となる。
また、変速比増加制御では、排出側制御弁135bがECU140により、ONとOFFとを繰り返し、制御油圧室135vの制御油圧を排出時所定圧に調圧する。ここで、排出時所定圧は、スプール135wに作用するスプール開弁方向押圧力により、第2ポート135sと第3ポート135tとの連通を制御することで制御される排出流量を増加変速比と変速速度とに基づいた排出流量とすることができる圧力である。従って、排出側流量制御弁135dは、制御油圧室135vの制御油圧、すなわち排出時所定圧に基づいたスプール開弁方向押圧力がスプール閉弁方向押圧力を超えるため、同図の矢印Cに示すように、スプール135wが移動方向のうち一方向へ移動し、第2ポート135sと第3ポート135tとが連通する。これにより、排出側流量制御弁135dが開弁され、プライマリ油圧室55からの作動油の排出流量が目標変速比γoと変速速度とに基づいた排出流量となる。
上述のように、変速比減少制御および変速比増加制御では、プライマリ油圧室55へ作動油の供給およびプライマリ油圧室55から作動油の排出を行うので、作動油供給排出弁70を開弁した状態で行われる。従って、変速比固定制御後の変速比減少制御および変速比増加制御では、作動油供給排出弁70を開弁するために、図8に示すように、開弁指示フラグFoを1とし、下記の作動油供給排出弁70の開弁制御が行われる。なお、作動油供給排出弁70の開弁制御は、制御周期ごとに動作する。
作動油供給排出弁70の開弁制御においては、まずECU140は、図7に示すように、開弁指示フラグFoが1であるか否かを判定する(ステップST21)。ここでは、ECU140は、作動油供給排出弁70を開弁する必要があるか否かを判定する。
次に、ECU140は、プライマリ油圧P1を算出する(ステップST22)。ここでは、ECU140は、例えば、内燃機関10の出力トルクT(例えば、図示しない回転数センサにより検出された機関回転数Neと図示しない燃料噴射弁により内燃機関10に供給される燃料噴射量とに基づいて算出)、入力回転数センサ150により検出されECU140に出力された入力回転数Nin、変速比固定制御時における目標変速比γo、セカンダリ油圧室64のセカンダリ油圧P3などに基づいてプライマリ油圧P1を算出する。なお、ECU140は、プライマリ油圧P1を算出する代わりに、プライマリプーリ50に設けられプライマリ油圧P1を検出する図示しない油圧センサにより検出された値をプライマリ油圧P1としても良い。
次に、ECU140は、変速制御が変速比増加制御であるか否かを判定する(ステップST23)。
次に、ECU140は、変速制御が変速比減少制御であると判定する(ステップST23否定)と、供給圧Pinを増圧する(ステップST24)。ここでは、ECU140は、ライン圧制御装置133を制御することでライン圧を供給圧Pinがプライマリ油圧P1なるように調圧する(Pin=P1)。つまり、ECU140は、変速制御が変速比減少制御である場合は、図8に示すように、開弁指示フラグFoが1となった後(同図のt6)、供給圧Pinをプライマリ油圧P1まで増圧する(同図t7)。
次に、ECU140は、図7に示すように、作動油供給排出弁70の開弁動作を行う(ステップST25)。ここでは、ECU140は、変速比減少制御の場合に供給圧Pinをプライマリ油圧P1まで増圧して作動油供給排出弁70を開弁し、変速比固定を解除する。ECU140は、図8に示すように、駆動油圧室用制御装置136をOFF制御する。従って、駆動油圧室81の駆動油圧P2が開弁圧PIとなる(同図t8)。アクチュエータ80は、駆動油圧室81の駆動油圧P2による駆動油圧押圧力が減少し、弁体71に作用する弁体閉弁方向押圧力が減少する。ここで、弁体開弁方向押圧力は、上述のように、駆動油圧室81の駆動油圧P2が開弁圧PIとなる(P2=PI)と、弁体閉弁方向押圧力を超える。従って、図9に示すように、弁体閉弁方向押圧力と弁体開弁方向押圧力との差分により弁体71が開弁方向に移動し、接触していた弁座72から離れ、作動油供給排出弁70が開弁する。
上述のように、アクチュエータ80により各作動油供給排出弁70が開弁すると、供給側流量制御弁135cにライン圧PLで導入された作動油(ライン圧制御装置133と供給側流量制御弁135cの第2ポート135lとの間に、オリフィスが設けられている場合は、ライン圧PLから調整された圧力で導入された作動油)は、供給側流量制御弁135cにより目標変速比γoと変速速度とに基づいた供給流量に制御されて、油路R7を介して供給排出経路の供給排出側主通路23bに流入する。供給排出側主通路23bに流入した作動油は、図9の矢印Bに示すように、供給排出側主通路23b、空間部T1、ピストン通路82a、ピストン側連通通路82c、空間部T4、弁座通路72a、各弁座側連通通路72c、各軸側連通通路51b、空間部T3、各可動シーブ側連通通路53eを介して、プライマリ油圧室55に供給される。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が増加し、セカンダリプーリ60におけるベルト110の接触半径が減少し、図8に示すように、変速比γが目標変速比γoまで減少され、アップシフトが行われる。
次に、ECU140は、図7に示すように、変速比γを取得する(ステップST26)。ここでは、ECU140は、入力回転数センサ150により検出されECU140に出力された入力回転数Ninおよび出力回転数センサ160により検出されECU140に出力された出力回転数Noutに基づいた変速比γを取得する。
次に、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化しているか否かを判定する(ステップST27)。ここでは、ECU140は、変速比減少制御の場合、変速比固定制御時において取得された変速比γに対して変速比γが減少しているか否かを判定する。
次に、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化していると判定する(ステップST27肯定)と、現在の制御周期を終了し次の制御周期に移行する。なお、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化していないと判定する(ステップST27否定)と、変速比γが変化するまで作動油供給排出弁70の開弁動作を維持する。また、開弁指示フラグFoは、変速比γが変化していると判定された後に0とされるが、変速比減少制御中の作動油供給排出弁70の開弁は維持される。従って、変速比の固定解除時に、プライマリ油圧室55に供給する作動油の圧力をプライマリ油圧室55の油圧以上まで増圧、すなわち供給圧Pinをプライマリ油圧P1以上まで増圧した後に作動油供給排出弁70を開弁するので、作動油供給排出弁70の開弁時にプライマリ油圧室P1と供給圧Pinとの差圧が発生することを抑制することができる。これにより、変速比γの固定解除時におけるショックを抑制することができる。
また、ECU140は、変速制御が変速比増加制御であると判定する(ステップST23肯定)と、作動油供給排出弁70の開弁動作を行う(ステップST25)。ここでは、ECU140は、変速比増加制御の場合に供給圧Pinを増圧せずに作動油供給排出弁70を開弁し、変速比固定を解除する。ECU140は、上記変速比減少制御時と同様に、駆動油圧室用制御装置136をOFF制御し、作動油供給排出弁70を開弁する。つまり、ECU140は、変速制御が変速比増加制御である場合は、図8に示すように、開弁指示フラグFoが1となった後(同図のt6)、供給圧Pinをプライマリ油圧P1まで増圧しない(同図t7)。
上述のように、アクチュエータ80により各作動油供給排出弁70が開弁すると、プライマリ油圧室55内の作動油は、図11の矢印Dに示すように、プライマリ油圧室55から各可動シーブ側連通通路53e、空間部T3、各軸側連通通路51b、各弁座側連通通路72c、弁座通路72a、空間部T4、ピストン側連通通路82c、ピストン通路82a、空間部T1を介して供給排出側主通路23bに流入する。供給排出側主通路23bに流入したプライマリ油圧室55内の作動油は、油路R7および分岐油路R71を介して排出側流量制御弁135dに流入し、排出側流量制御弁135dにより目標変速比γoと変速速度とに基づいた排出流量に制御されて、合流油路R52,R51および油路R5を介して、オイルパン131、すなわちプライマリ油圧室55の外部に排出される。従って、作動油供給排出弁70を介してプライマリ油圧室55から作動油が排出されることにより、プライマリ油圧室55のプライマリ油圧P1が減少し、プライマリ可動シーブ53をプライマリ固定シーブ側に押圧する押圧力が減少し、プライマリ可動シーブ53が軸方向のうち、プライマリ固定シーブ側と反対側に摺動する。これにより、プライマリプーリ50におけるベルト110の接触半径が減少し、セカンダリプーリ60におけるベルト110の接触半径が増加し、変速比γが目標変速比γoまで増加され、ダウンシフトが行われる。
次に、ECU140は、図7に示すように、変速比γを取得する(ステップST26)。ここでは、ECU140は、入力回転数センサ150により検出されECU140に出力された入力回転数Ninおよび出力回転数センサ160により検出されECU140に出力された出力回転数Noutに基づいた変速比γを取得する。
次に、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化しているか否かを判定する(ステップST27)。ここでは、ECU140は、変速比増加制御の場合、変速比固定制御時において取得された変速比γに対して変速比γが増加しているか否かを判定する。
次に、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化していると判定する(ステップST27肯定)と、現在の制御周期を終了し次の制御周期に移行する。なお、ECU140は、取得された変速比γに基づいて変速比γが変化していないと判定する(ステップST27否定)と、変速比γが変化するまで作動油供給排出弁70の開弁動作を維持する。また、開弁指示フラグFoは、変速比γが変化していると判定された後に0とされるが、変速比増加制御中の作動油供給排出弁70の開弁は維持される。従って、プライマリ油圧室55に供給する作動油の圧力をプライマリ油圧室55の油圧以上まで増圧、すなわち供給圧Pinをプライマリ油圧P1以上まで増圧するのは、変速比の固定解除後にプライマリ油圧室55に作動油を供給する場合(実施の形態ではアップシフト時)にのみ行われ、変速比の固定解除後にプライマリ油圧室55から作動油を排出する場合(実施の形態ではダウンシフト時)に行われない。これにより、変速比γの固定解除開始からプライマリ油圧室55から作動油を排出するまでの時間を短縮することができるので、ダウンシフトを行う場合に変速の応答性を向上することができる。また、供給圧Pinをプライマリ油圧P1以上まで増圧するのが変速比γの固定解除後にプライマリ油圧室55に作動油を供給する場合のみなので、プライマリ油圧室55に対する作動油の供給排出に拘わらず変速比γの固定解除時に供給圧Pinをプライマリ油圧P1以上まで増圧する場合と比較して、供給圧Pinを発生するオイルポンプ132が使用するエネルギーを低減することができ、燃費を向上することができる。
以上のように、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1は、弁体71には、駆動油圧P2がピストン82を介して弁体71に閉弁方向に作用し、駆動油圧P2によりピストン82を介して弁体71に閉弁方向の駆動油圧押圧力が弁体71を閉弁させる押圧力である弁体閉弁方向押圧力として作用する。また、弁体71には、プライマリ油圧P1が開弁方向に作用し、プライマリ油圧P1により弁体71に開弁方向の油圧押圧力が弁体71を開弁させる押圧力である弁体開弁方向押圧力として作用する。また、ピストン82には、供給圧Pinが開弁方向に作用し、ピストン82を介して弁体71に開弁方向の供給圧押圧力が弁体開弁方向押圧力として作用する。従って、駆動油圧P2を減圧することで、弁体71に作用する弁体閉弁方向押圧力を減少し、弁体71に弁体閉弁方向押圧力を超える弁体開弁方向押圧力を作用させることができ、作動油供給排出弁70が開弁することができる。これにより、作動油供給排出弁70の開弁するまで時間を短くすることができ、作動油供給排出弁70を開弁することで行われる変速の応答性を向上することができる。
また、実施の形態にかかるベルト式無段変速機1は、油圧押圧力および供給圧押圧力が弁体開弁方向押圧力として弁体71に作用するため、駆動油圧P2を増圧できない異常時においても、作動油供給排出弁70を開弁することができる。従って、変速比γが固定されることを抑制でき、変速比の制御性を向上することができる。
なお、実施の形態では、作動油供給排出弁70の弁座72と、プライマリプーリ軸51とが別体であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、弁座面72bが弁配置通路51aの開口する他方の端部と対向するように形成されるので、弁座72がプライマリプーリ軸51に一体に形成されていても良い。これにより、プライマリプーリ軸51に加工することで弁体71が接触する弁座面72bを形成することができる。従って、ベルト式無段変速機1の部品点数の削減、低コスト化を図ることができる。