JP5408365B2 - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、油圧に応じて変速比や伝達トルク容量が変化する自動変速機における油圧制御装置に関するものである。

従来、自動変速機の変速比を変化させるために油圧が利用されている。例えば、有段式自動変速機の場合は、要求された変速比のギア列によってトルクを伝達させるためにクラッチが使用されていて、そのクラッチの係合圧を得るためにクラッチに設けられた油圧室に圧油を供給あるいは排出して、油圧室の油圧を変化させることによりクラッチピストンを駆動させるように構成されている。また、無段式自動変速機は、入力回転部材と出力回転部材とそれらに挟まれた動力伝達部材とで構成されていて、その動力伝達部材を挟みつける挟圧力を得るためあるいは変速比を変えるために、入力回転部材と出力回転部材とのいずれかあるいは双方に設けられた油圧室に圧油を供給あるいは排出して挟圧力や変速比を変化させるように構成されている。

その無段変速機の一例が欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載されている。欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された発明は、ベルト式無段変速機に係るものであり、入力回転部材のプーリと出力回転部材のプーリと動力伝達部材のベルトとで構成されている。そして、各プーリは可動シーブと固定シーブとで構成されている。また、その可動シーブには油圧室が設けられ、その油圧室に圧油を供給することにより可動シーブを固定シーブ側に移動させて、ベルトを巻き掛ける巻き掛け半径を変化させ変速比を変化させ、あるいは可動シーブの油圧室の圧油を変化させることによりベルトを各プーリで挟みつける挟圧力を変化させるように構成されている。そして、欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された装置は、各油圧室のそれぞれにそれらの油圧を増圧する手段と減圧する手段とが備えられている。

上述した欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された装置は、油圧源から油圧室に至る油圧経路が、これに介装されたバルブを含めて、いわゆる密閉構造となっており、外部に油圧が洩れないように構成されている。したがって、油圧室の油圧を増圧する場合は、油圧室の目標油圧を増圧手段から供給することにより、その供給される圧油に応じた油圧を得ることができる。または、増圧手段を作動させることなく、油圧室の油圧を一定に保つことができる。しかしながら、バルブや油路が密閉された構造では、その圧油内に空気が混入すると、加圧した場合に空気が圧縮されるので、想定した油圧が得られない可能性がある。その結果、自動変速機としての応答性や制御性が低下する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、自動変速機の作動効率を維持しつつ、応答性や制御性を向上させることのできる自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とするものである

上記の目的を達成するために、この発明は、入力されたトルクを変速比に応じて増減して出力部材から駆動輪に出力する自動変速機が、油圧が供給または排出されるアクチュエータによってトルクの伝達状態を変化させる伝動部材を備え、前記アクチュエータに供給または排出される圧油に混入している圧縮性流体を該圧油から排出させる排気機構を有している自動変速機の油圧制御装置において、前記出力部材と前記駆動輪との間に設けられ、かつ前記出力部材からトルクが伝達されて動作する他の部材と、前記出力部材と前記他の部材とを切り離す遮断機構と、前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求の有無を判断する排気要求判断手段と、前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求があることが前記排気要求手段で判断された場合に、前記遮断機構によって前記出力部材を前記他の部材から切り離す解放手段と、該解放手段によって前記出力部材を前記他の部材から切り離した状態で前記アクチュエータを前記伝動部材と共に回転させ、かつ前記排気機構によって前記圧縮性流体を前記圧油から排出させる排出手段とを備えていることを特徴とするものである。

さらに、この発明は、上記の発明において、前記アクチュエータに供給する油圧を蓄える蓄圧器と、前記排出手段によって前記圧油から排出される前記圧縮性流体に替わって、該アクチュエータに油圧を供給する場合に、前記蓄圧器から前記アクチュエータに油圧を供給することを禁止する油圧供給禁止手段とを更に備えていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

また、この発明は、上記の発明において、前記排気要求判断手段は、前記圧油の剛性を判断する手段と、圧油の剛性が低下していることが判定された場合に前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段とを含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記排気要求判断手段は、前記圧油に圧縮性流体が混入したこと、もしくは前記圧油に圧縮性流体が混入する可能性が高いことに基づいて、前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記油圧を発生させる油圧ポンプを更に備え、前記排気要求判断手段は、前記油圧ポンプの停止継続時間に基づいて前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記排出手段は、前記解放手段によって前記出力部材と前記他の部材とを切り離した状態で前記自動変速機での変速を実行させる手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記自動変速機での変速を実行させる手段は、該自動変速機の変速比を繰り返し増減させる手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記排出手段は、前記解放手段によって前記出力部材と前記他の部材とを切り離した状態で前記アクチュエータの油圧を変化させる手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記アクチュエータの油圧を変化させる手段は、該アクチュエータの油圧を繰り返し増減させる手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記アクチュエータの圧油を少なくとも排出する油路を更に備え、前記排出手段は、前記油路の上側に配置された前記排気機構によって、前記圧油に混入した圧縮性流体を排出する手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記圧油の剛性を判定する手段は、前記アクチュエータに供給もしくは排出した圧油の量と、該アクチュエータに圧油が供給もしくは排出されたことによる該アクチュエータの油圧の変化量とに基づいて前記圧油の剛性を判定する手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記いずれかの発明において、前記自動変速機は、トルクが入力されるプライマリープーリと、該プライマリープーリからトルクが伝達されて、該伝達されたトルクを出力するセカンダリープーリと、前記プライマリープーリと前記セカンダリープーリとに巻き掛けられてトルクを伝達するベルトとで構成されたベルト式無段変速機を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記アクチュエータは、前記プライマリープーリまたは前記セカンダリープーリの少なくともいずれかに付設された油圧アクチュエータを含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記遮断機構は、係合することにより入力される動力と出力される動力との回転方向を同一方向とするクラッチと、入力される動力の回転方向を反転させて出力するブレーキとを有する前後進切替機構を含み、前記出力部材を前記他の部材から切り離す解放手段は、前記クラッチおよび前記ブレーキを解放して切り離す手段を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

そして、この発明は、上記の発明において、前記自動変速機の入力側に連結された流体伝動機構を更に備えていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置である。

この発明によれば、油圧が供給または排出されるアクチュエータによってトルクの伝達状態を変化させる伝動部材を自動変速機が備え、そのアクチュエータに供給または排出される圧油に混入した圧縮性流体をその圧油から排出する排気機構を有しているので、圧縮性流体が圧油に混入することによる油圧の制御性や応答性の低下を抑制もしくは防止することができる。また、出力部材と駆動輪との間に設けられ、かつ出力部材からトルクが伝達されて動作する他の部材と、出力部材と他の部材とを切り離す遮断機構を備えているので、他の部材を動作させることなく自動変速機を動作させることができる。さらに、圧縮性流体を排出する要求の有無を判断する排気要求判断手段と、その排気要求判断手段によって、圧縮性流体を圧油から排出する要求があることが判断された場合に、遮断機構によって出力部材を他の部材から切り離す解放手段と、その解放手段によって出力部材と他の部材とを切り離した状態でアクチュエータを伝動部材と共に回転させ、排気機構によって圧縮性流体を圧油から排出させる排出手段とを備えているので、他の部材を回転させることなくアクチュエータに供給または排出される圧油に遠心力を作用させることができ、その結果、比重の異なる圧油と圧縮性流体とを分離させることができる。したがって、排出手段によって分離された圧縮性流体を排出することができる。

また、この発明によれば、排出手段によって圧油から排出される圧縮性流体に替わって、アクチュエータに油圧を供給する場合に、アクチュエータに供給する油圧を蓄える蓄圧器からの油圧の供給を禁止する油圧供給禁止手段を備えている。そのため、排出手段によって圧油から圧縮性流体が排出されることによる油圧の低下を補うために必要とされる低圧の油圧に対して、蓄圧器に蓄えられた高圧の油圧の利用を防止することができる。

さらに、この発明によれば、圧油の剛性を判断する手段によって、圧油の剛性が低下していることが判断された場合に圧縮性流体を圧油から排出する要求が有ることを判断するので、圧油に圧縮性流体が混入していることを直接検出することなく、圧縮性流体が混入していることを判断することができる。

さらにまた、この発明によれば、圧油に圧縮性流体が混入したこと、もしくは圧油に圧縮性流体が混入する可能性が高いことに基づいて、圧縮性流体を圧油から排出する要求が有ることを判断するので、圧油に圧縮性流体が混入することによる油圧の低下を事前に判断することができる。

さらにまた、この発明によれば、油圧を発生させる油圧ポンプを備えているので、油圧ポンプが駆動していないと圧油に圧縮性流体が混入している可能性があり、そのため、排気要求判断手段は、その油圧ポンプの停止継続時間に基づいて圧縮性流体を圧油から排出する要求が有ることを判断する。その結果、直接、圧縮性流体の混入を検知することができない場合であっても、圧縮性流体の混入を推定することができるので、油圧の制御性や応答性の低下を抑制もしくは防止することができる。

さらにまた、この発明によれば、解放手段によって出力部材と他の部材とを切り離した状態で自動変速機での変速を実行させるので、変速によってアクチュエータの容積が変化することによって、圧縮性流体を積極的に排出することができる。

さらにまた、この発明によれば、自動変速機の変速比を繰り返し増減させるので、圧油に混入した圧縮性流体が多い場合であっても、より確実に圧縮性流体を圧油から排出することができる。

さらにまた、この発明によれば、解放手段によって出力部材と他の部材とを切り離した状態でアクチュエータの油圧を変化させるので、油圧の増加もしくは油圧の減少によってアクチュエータに供給されている圧油から圧縮性流体を積極的に排出することができる。

さらにまた、この発明によれば、アクチュエータの油圧を繰り返し増減させるので、圧油に混入した圧縮性流体が多い場合であっても、より確実に圧縮性流体を圧油から排出することができる。

さらにまた、この発明によれば、アクチュエータの圧油を少なくとも排出する油路を備え、その油路の上側に配置された排気機構によって、圧油に混入した圧縮性流体を排出するので、アクチュエータから排出された圧縮性流体と圧油との比重や密度の差によって油路の上側に滞留する圧縮性流体を効率的にに排出することができる。

さらにまた、この発明によれば、アクチュエータに供給もしくは排出した圧油の量と、そのアクチュエータの圧油が供給もしくは排出されたことによるアクチュエータの油圧の変化量とに基づいて圧油の剛性を判断するので、圧縮性流体の混入を実油圧の変化量に基づいて検出することができる。

さらにまた、この発明によれば、自動変速機がベルト式無段変速機であり、そのベルト式無段変速機のプーリに付設されたアクチュエータの油圧の制御性や応答性を向上させることによって、ベルトの滑りもしくは変速比の変更の制御遅れを抑制もしくは防止することができる。

さらにまた、この発明によれば、遮断機構がクラッチとブレーキとを有するいわゆる前後進切替機構であり、出力部材を他の部材から切り離す解放手段は、前後進切替機構のクラッチおよびブレーキを解放して切り離すので、従来の搭載性を維持しつつ、油圧の制御性や応答性を向上させることができる。

そして、この発明によれば、自動変速機の入力側に連結された流体伝動機構を備えているので、流体伝動機構に入力される動力を増幅させて自動変速機に動力を入力することができる。そのため、遮断機構によって自動変速機の出力部材と他の部材とを切り離した状態で、流体伝動機構に入力する動力を増大させずに自動変速機を駆動することができる。

この発明に係る自動変速機の油圧制御装置の第１の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の対象とすることのできる自動変速機を搭載した動力伝達機構の構成例を説明するためのスケルトン図である。 その自動変速機の圧油を給排する油圧回路の例を説明するための図である。 空気の混入を判断するための制御例を説明するためのフローチャートである。 第２の制御例を説明するためのフローチャート図である。 アキュムレータと連通する油路に制御弁を設けた油圧回路の例を説明するための図である。 その油圧回路における制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の対象とすることのできる自動変速機を搭載した動力伝達機構の他の構成例を説明するためのスケルトン図である。 その自動変速機の圧油を給排する油圧回路の他の例を説明するための図である。

まず、この発明の対象とすることのできる従来知られたベルト式無段変速機の構成について簡単に説明する。図２は、そのベルト式無段変速機を搭載した動力伝達機構のスケルトン図である。ここで例に挙げるベルト式無段変速機１は車両に搭載されていて、そのベルト式無段変速機１は、動力源２のトルクが伝達されるプライマリープーリ３と、そのプライマリープーリ３から伝達された動力をギヤトレーン部４を介して車輪５に伝達するセカンダリープーリ６と、それらプーリ３，６に巻き掛けられて動力を伝達するベルト７とで構成されている。

このように構成された各プーリ３，６は、回転軸３ａ，６ａと一体に形成された固定シーブ３ｂ，６ｂと、その固定シーブ３ｂ，６ｂに対向して配置され、回転軸線に沿って移動可能に保持された可動シーブ３ｃ，６ｃとで構成されている。また、それらの可動シーブ３ｃ，６ｃの背面には油圧室３ｄ，６ｄが付設されていて、油圧室３ｄ，６ｄの圧油を供給もしくは排出することによって、回転軸線に沿う方向に荷重を作用させるように構成されている。具体的には、プライマリープーリ３に付設された油圧室３ｄの圧油を供給もしくは排出することによって、可動シーブ３ｃが回転軸線に沿って移動して、ベルト７の巻き掛け半径を変化させ、その結果、変速比を変化させるように構成されている。また、セカンダリープーリ６に付設された油圧室６ｄに圧油を供給もしくは排出することによって油圧を変化させて、ベルト７を挟み付ける挟圧力を変化させ、その結果、ベルト式無段変速機１のトルク容量を変化させるように構成されている。

そして、それらの油圧室３ｄ，６ｄに圧油を供給もしくは排出する油圧回路の一例を図３に示す。なお、プライマリープーリ３とセカンダリープーリ６とは、ほとんど同じ構成なので、図３では、セカンダリープーリ６の構成を例に挙げて示してある。まず、オイルパン８からオイルを汲み上げて増圧するオイルポンプ９が設けられている。このオイルポンプ９は、特に限定されず、動力源２の動力を利用して駆動するメカオイルポンプであってもよく、もしくは電動機によって駆動する電動オイルポンプであってもよい。

そして、オイルポンプ９と連通する油路１０には、油圧供給用制御弁１１が設けられている。この油圧供給用制御弁１１は、開弁することによってオイルポンプ９からの圧油を油圧室６ｄに供給するように構成されている。また、ここで例に挙げる油圧供給用制御弁１１は、油圧室６ｄの油圧の変動を抑制するために、ポートからの漏洩が少ない制御弁が好ましく、その制御弁の一例として、弁体をポートに押し当てて閉弁状態とするいわゆるポペット型の制御弁がある。なお、図に示す油圧供給用制御弁１１は、弁体１１ａを入力ポートに押し当てる方向に弾性力を作用させる弾性体１１ｂと、その弾性力に対向する方向に電磁力を作用させるソレノイド１１ｃとによって構成されたポペット型の制御弁である。このように構成された制御弁１１は、油圧室６ｄの目標油圧に応じた電力を制御することによって、ポートを開閉することができるように構成されている。

ついで、油圧供給用制御弁１１とセカンダリープーリ６とは、油路１２によって連通している。また、セカンダリープーリ６には、回転軸線に沿って流路６ｅが形成され、その流路６ｅから油圧室６ｄに連通する開口部６ｆが形成されている。

一方、油圧供給用制御弁１１とセカンダリープーリ６とに連通した油路１２には、油圧排出用制御弁１３が設けられ、さらに、その油路１２の上方には、エア抜き用制御弁１４が設けられている。これら、油圧排出用制御弁１３とエア抜き用制御弁１４との構成は、上述した油圧供給用制御弁１１と同様の構成である。

なお、オイルポンプ９と油圧供給用制御弁１１とに連通した油路１０には、アキュムレータ１５が設けられている。このアキュムレータ１５は、油圧を蓄圧するものであって、オイルポンプ９によって増圧された油圧の余剰分を蓄圧するように構成されている。さらに、オイルポンプ９が駆動過渡時などのオイルの吐出量が少ない場合に、油圧をアシストするように構成されている。

つぎに上述した構成の作用について説明する。上述したセカンダリープーリ６の可動シーブ６ｃには油圧室６ｄが付設されているので、動力源２のトルクが伝達されることによって、可動シーブ６ｃと共に油圧室６ｄが回転する。そのため、油圧室６ｄに供給されている圧油と、その圧油に混入した圧縮性流体（以下、単に空気と記す。）とには、遠心力が作用する。通常、圧油の比重より空気の比重が小さいので、圧油と空気とに作用する遠心力によって、圧油が油圧室６ｄの外周側に滞留し、それとは反対に空気が油圧室６ｄの内周側に滞留する。その結果、セカンダリープーリ６の回転に伴って圧油と空気とを分離させることができる。さらに、油圧室６ｄに連通する開口部６ｆおよび流路６ｅが油圧室６ｄより回転軸線側に形成されているので、油圧室６ｄで分離した空気が流路６ｅに流出する。

そして、空気が流路６ｅに流出した状態で、油圧室６ｄの容積を減少させたり、油圧室６ｄの油圧を低減させたりすることによって、油圧室６ｄから流出する圧油に空気が流路６ｅから油路１２に押し出される。また、油路１２の上方には、エア抜き用制御弁１４が設けられているので、圧油と空気との比重差によって油路１２の上方に設けられたエア抜き用制御弁１４側に、油路１２に押し出された空気が滞留する。したがって、エア抜き用制御弁１４を開弁することによって、空気もしくは多くの空気を含む圧油を外部に排出することができる。

一方、車両が走行している場合、特にベルト式無段変速機１によって車輪５の駆動力を付与している場合に、油圧室６ｄの空気を排出するとドライバビリティが低下する可能性がある。つまり、油圧室６ｄから空気を排出するためには、油圧室６ｄの容積を減少させることに伴って変速比が変化し、もしくは油圧室６ｄの油圧を減少させることによってベルト７の挟圧力を低下するので、変速ショックやベルト７の滑りが生じる可能性がある。

そのため、この発明は、車両が停車している場合やベルト式無段変速機１によって車輪５の駆動力を付与されていない場合に、油圧室６ｄから空気を排出するように構成されている。一方、ベルト式無段変速機１と車輪５とが連結されていると、車両が停車している状態では、ベルト式無段変速機１を回転させることができない、すなわち圧油と空気とを分離することができないので、この発明に係る動力伝達機構は、ベルト式無段変速機１とそのベルト式無段変速機１の出力側に連結されたギヤトレーン部４との間に、従来、動力源２とベルト式無段変速機１との間に連結されていた前後進切替機構１６が設けられている。

ここで、前後進切替機構１６の構成について簡単に説明する。この前後進切替機構１６は、動力源２が内燃機関であって出力される回転方向が一方向に限られているために設けられたものであり、その構成は、従来知られた構成である。つまり、前後進切替機構１６の入力軸１６ａと一体に連結されたサンギヤ１６ｂと、そのサンギヤ１６ｂと同心円上に設けられた内歯歯車であるリングギヤ１６ｃと、サンギヤ１６ｂと噛み合って自転しつつ入力軸１６ａを回転中心として公転する第１のピニオンギヤ１６ｄと、その第１のピニオンギヤ１６ｄとリングギヤ１６ｃとのそれぞれに噛み合って自転しつつ、入力軸１６ａを回転中心として公転する第２のピニオンギヤ１６ｅと、それら第１および第２のピニオンギヤ１６ｄ，１６ｅを保持するキャリア１６ｆとで構成された、いわゆるダブルピニオン型遊星歯車機構である。また、キャリア１６ｆと入力軸１６ａとが同一方向に回転するように、クラッチＣ１が設けられ、それとは反対に、キャリア１６ｆと入力軸１６ａとが反対方向に回転するように、リングギヤ１６ｃを固定するブレーキＢ１が設けられている。これらのクラッチＣ１やブレーキＢ１は、油圧などによって係合状態と開放状態とを選択的に切り替えることができるように構成されている。つまり、運転者によってＤレンジが選択されている場合には、クラッチＣ１を係合させ、Ｒレンジが選択されている場合には、ブレーキＢ１を係合させ、Ｎレンジが選択されている場合には、クラッチＣ１およびブレーキＢ１のいずれもが開放される。

上述した構成の前後進切替機構１６をベルト式無段変速機１と車輪５との間に設けることによって、車両が停車している状態でセカンダリープーリ６を回転させることができる。つまり、車両が停車しているときにクラッチＣ１とブレーキＢ１とを開放してニュートラル状態とすることによって、ベルト式無段変速機１と車輪５との動力の伝達を遮断することができるので、停車状態を維持しつつセカンダリープーリ６を回転させることができる。

ここで、上述した構成の油圧制御装置の制御例を説明する。図１は、第１の制御例を説明するためのフローチャートである。この第１の制御例は、車両が停止している状態で油圧室６ｄの圧油に混入された空気を排出するものであり、まず、車両が停車していてブレーキがオンとなっているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。なお、ステップＳ１０１でのブレーキとは、パーキングロックであってもよく、フットブレーキであってもよい。また、ブレーキがオンとなっているか否かを判断するのは、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を開放してニュートラル状態とするので、ブレーキがオンとなっていないと車両が駆動してしまう可能性があるからである。そして、ステップＳ１０１で否定的に判断された場合は、特に制御することなくこのルーチンを一旦終了する。それとは反対にステップＳ１０１で肯定的に判断された場合には、油圧室６ｄに空気が混入しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

なお、上述したステップＳ１０２における空気の混入とは、以下の制御によって判断することができる。図４は、その判断の制御例を示したフローチャートである。まず、油圧室６ｄの実際の油圧の変化量ΔＰを算出する（ステップＳ４０１）。通常、油圧室６ｄの油圧は極短時間で検出されているので、油圧の変化量ΔＰは、現在検出した油圧Ｐｏｕｔ（ｎ）と事前に検出された油圧Ｐｏｕｔ（ｎ−１）との差圧を求めることによって算出することができる。ついで、制御弁１１（１３）を通過した油量を算出する（ステップＳ４０２）。なお、ステップＳ４０２の制御弁１１（１３）は、要は、意図的に油圧を変化させるために開弁した制御弁１１（１３）を通過した油量を算出すればよいので、油圧供給用制御弁１１であってもよく、油圧排出用制御弁１３であってもよい。また、制御弁１１（１３）を通過した油量ΔＶは、以下の式から求めることができる。

なお、上式におけるＣは流量係数、Ａは制御弁の開口面積、ρはオイル密度である。

そして、ステップＳ４０１で算出された油圧変化量と、ステップＳ４０２で算出された油量とから油圧剛性を算出する（ステップＳ４０３）。なお、油圧剛性は油圧変化量を油量で除算して求めることができる。さらに、ステップＳ４０３で算出された油圧剛性がしきい値α０以下か否かを判断する（ステップＳ４０４）。なお、上述したしきい値α０は、予め実験などから定められた値であって、例えば、検出器の測定誤差などによる油圧剛性への影響を考慮した値である。

ステップＳ４０４の判断で肯定的に判断された場合は、油圧室６ｄの圧油に空気が混入していると判断して（ステップＳ４０５）、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ステップＳ４０４で否定的に判断された場合は、油圧室６ｄの油圧に空気が混入していないと判断して（ステップＳ４０６）、このルーチンを一旦終了する。

なお、圧油に空気が混入しているか否かの判断方法は、上述した制御に限らず、例えば、車両が停車することによってオイルポンプ９が継続的に停止している場合には、油圧室６ｄの圧油は少なからず漏洩してあるいは外部から空気が混入していることが想定されもしくは圧油に空気が混入している可能性が高いので、オイルポンプ９の停止継続時間に基づいて、圧油に空気が混入していると判断してもよい。また、油温が低い場合や外気圧が低い場合には油中に気泡が析出しやすいので、圧油の温度を検出する装置や車両が走行している標高を検出する手段を更に設けて、それらの装置で検出した値に基づいて圧油に空気が混入していると判断してもよい。

そして、上述したステップＳ１０２で否定的に判断された場合は、油圧室６ｄの圧油に空気が混入されていないと判断されて、特に制御することなくこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ステップＳ１０２で肯定的に判断された場合は、油圧室６ｄの圧油に空気が混入していると判断されるので、圧油に混入した空気を排出する。まず、前後進切替機構１６のクラッチＣ１もしくはブレーキＢ１を開放する（ステップＳ１０３）。つまり、運転者によってＤレンジが選択されている場合には、クラッチＣ１が係合しているので、そのクラッチＣ１を開放してニュートラル状態とする。また、Ｒレンジを選択されている場合には、ブレーキＢ１が係合しているので、そのブレーキＢ１を開放してニュートラル状態とする。ついで、エア抜き用制御弁１４を開弁状態とする（ステップＳ１０４）。さらに、エア抜き用制御弁１４を開弁した状態で、かつ動力源２からベルト式無段変速機１に動力を伝達している状態でベルト式無段変速機１によって繰り返し変速を実施する（ステップＳ１０５）。ここで、動力源２からベルト式無段変速機１に動力を伝達させるのは、上述したように圧油と空気を分離させて空気を軸心側に滞留させるためである。また、繰り返し変速を実施するのは、変速動作に基づいて油圧室６ｄの容積が減少することによって、油圧室６ｄから圧油もしくは空気が排出されるので、油圧室６ｄで分離された空気がエア抜き用制御弁１４に強制的に排出されるからである。なお、変速の繰り返し回数や変速比の変化量は、油圧剛性に基づいて定めればよい。つまり、油圧剛性が低い場合には、変速比の変化量と変速回数を多くする。

そして、繰り返し変速を実施した後に、エア抜き用制御弁１４を閉弁して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０３で開放したクラッチＣ１もしくはブレーキＢ１を係合して（ステップＳ１０７）、このルーチンを一旦終了する。なお、クラッチＣ１もしくはブレーキＢ１が係合した際に、動力源２がアイドリング状態である場合には、動力源２とベルト式無段変速機１との間に設けられたトルクコンバータ１８によって動力が吸収されるので、パーキングロックやフットブレーキをオンにされていると車両は停車状態を維持する。

上述したようにクラッチＣ１もしくはブレーキＢ１を制御して、かつエア抜き用制御弁１４を制御することによって、車両が停車している状態であっても、ベルト式無段変速機１を回転させることができるので、油圧室６ｄの圧油に混入した空気を分離して排出することができる。その結果、油圧室６ｄの圧油の油圧剛性を向上させることができるので、油圧の制御性や応答性を向上させることができる。

つぎにこの発明に係る第２の制御例について説明する。図５は、第２の制御例を説明するためのフローチャートである。図に示す第２の制御例は、上述した図１の第１の制御例を改良したものであって、圧油に混入された空気量に応じて、空気の排出方法を変更したものである。まず、ステップＳ５０１とステップＳ５０２とは上述したステップＳ１０１とステップＳ１０２と同様の制御である。そして、ステップＳ５０２で肯定的に判断された場合は、空気が混入しているか否かを判断する際に算出された油圧剛性が、第２のしきい値α１以上か否かを判断する（ステップＳ５０３）。この第２のしきい値とは、予め実験などに定められた油圧剛性であって、油圧制御性や応答性に影響を来す程度の油圧剛性であり、早急に油圧剛性を向上させる必要がある油圧剛性である。そして、ステップＳ５０３で肯定的に判断された場合は、上述したステップＳ１０３からステップＳ１０７と同様の制御を行う（ステップＳ５０４からステップＳ５０８）。それとは反対にステップＳ５０３で否定的に判断された場合は、油圧剛性が第２のしきい値より高く、第３のしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０９）。この第３のしきい値とは、予め実験などに定められた油圧剛性であって、上述した第２のしきい値より高く、かつ空気の混入の有無を判断する際に用いた油圧剛性より低い値である。

そして、油圧剛性が比較的高く、特に空気を排出する必要がない程度の油圧剛性であって、ステップＳ５０９で否定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、油圧制御性や応答性に影響を与える程度の油圧剛性であって、ステップＳ５０９で肯定的に判断された場合は、油圧室６ｄの圧油に混入した空気を排出する（ステップＳ５１０からステップＳ５１４）。

具体的には、まず、クラッチＣ１もしくはブレーキＢ１を開放状態とする（ステップＳ５１０）。ついで、エア抜き用制御弁１４を開弁する（ステップＳ５１１）。このステップＳ５１０およびステップＳ５１１は、上述したステップ１０３およびＳ１０４やステップＳ５０４および５０５と同様である。そして、油圧室６ｄの油圧を繰り返し増減する（ステップＳ５１２）。このステップＳ５１２は、上述したステップＳ１０５やステップＳ５０６と同様に油圧室６ｄの油圧を増減させて油圧室６ｄから圧油と同時に空気を排出するためであり、予め実験によって油圧剛性に基づく油圧変化量や油圧変化の回数を定めて、その変化量や回数に応じて油圧を繰り返し変化させる。

そして、ステップＳ５１２によって油圧室６ｄ内の圧油に混入された空気を排出した後に、エア抜き用制御弁１４を閉じて（ステップＳ５１３）、クラッチＣ１もしくはブレーキＢ１を係合して（ステップＳ５１４）、このルーチンを一旦終了する。

上述したように空気が多く含まれていて、早急に空気を排出する必要がある場合などには、変速比を変化させて油圧室６ｄの容積を変化させることで多くの空気を排出することができる。一方、空気の混入量は少ないものの、空気を排出する必要がある場合には、油圧室６ｄの油圧を変化させることによって空気を排出することができ、その場合は、上述した変速比を変化させて空気を排出する場合に比べて、空気とともに排出される圧油の量を少なくすることができるので、オイルポンプ９の駆動頻度や容積を低減させることができる。ひいては、車両の燃費を向上させることができる。

上述した第１および第２の制御例において、空気を排出する際に変速比を変化させたり油圧を変化させるので、少なくとも油圧供給用制御弁１１を開弁して圧油を油圧室６ｄに供給することとなる。そのため、上述した構成のようにアキュムレータ１５が設けられている場合には、アキュムレータ１５から圧油が供給される可能性があるが、アキュムレータ１５は車両が駆動している場合などの高油圧を要するときに油圧のアシストとして使用するため、空気を排出する時には、アキュムレータ１５からの圧油の供給を停止することが好ましい。そのため、図６に示すように、アキュムレータ１５に切替制御弁１９を設けて、油圧室６ｄの空気を排出する場合には、アキュムレータ１５と油路１０とを閉弁状態とすることが好ましい。ここで、切替制御弁１９の構成例について簡単に説明する。図に示す切替制御弁１９は、弾性体１９ａと、その弾性体１９ａの弾性力に対向する方向に電磁力を作用させるソレノイド１９ｂとで構成されていて、弾性力が電磁力より大きい場合に、アキュムレータ１５と油路１０とを遮断するように構成され、弾性力より電磁力が大きい場合に、アキュムレータ１５と油路１０とが連通するように構成されている。

そして、上述したようにアキュムレータ１５が設けられた油圧回路の制御例について説明する。図７は、その制御例を説明するためのフローチャートである。また、この制御例は、第１の制御例を基本としたものであり、変速比を繰り返し変化させるステップの前後に切替制御弁をｏｎ／ｏｆｆする制御が設けられていること以外は第１の制御例と同じである。

具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０４は第１の制御例と同様の制御であって、その後に、切替制御弁１８をｏｎするステップＳ８０５が設けられている。つまり、アキュムレータ１５と油路１０とを遮断する（ステップＳ８０５）。そして、上述した第１の制御例と同様に繰り返し変速制御を実施して（ステップＳ１０６）、空気を排出する。ついで、切替制御弁１９をｏｆｆする（ステップＳ８０６）。つまり、アキュムレータ１５と油路１０とを連通させる。以降は、上述した第１の制御例と同様の制御である。

このように切替制御弁１９を変速比を変化させる以前に遮断して、変速比の変化が終了した後に連通させることによって、混入された空気を排出する際、もしくは停車時にアキュムレータ１５の油圧の消費を抑制もしくは防止することができる。

なお、この発明で対象とすることのできる油圧制御装置は、油圧室６ｄが設けられたベルト式無段変速機１を回転させて、圧油と空気とを分離させ、その分離された空気を排出することができればよく、油圧室６ｄが設けられたベルト式無段変速機１が車輪５と連結されている場合に、その動力伝達を遮断する機能をベルト式無段変速機１と車輪５との間に設ければよいので、上述した構成のように前後進切替機構１９をベルト式無段変速機１と車輪５との間に設けてもよく、もしくは、図８に示すように、従来と同様に前後進切替機構１６を動力源２とベルト式無段変速機１との間に設けておき、ベルト式無段変速機１と車輪２との間には他のクラッチ２０を設けてもよい。その場合には、上述したステップＳ１０３やステップＳ１０６などは、この他のクラッチ２０を対象とした制御とすればよい。

さらに、エア抜き用制御弁１４は、要は空気を排出することができればよいので、従来の油圧排出用制御弁１３を、図９に示すように上述したエア抜き用制御弁１４の箇所に設けて、空気を排出する場合にも、開弁できるように構成すればよい。

なお、上述した構成例あるいは制御例は、セカンダリープーリ６の油圧制御を対象としたものであるが、特にこれに限定されずプライマリープーリ３の油圧制御を対象としてもよい。さらに、この発明に係る自動変速機は、上述したベルト式無段変速機１に限定されず、例えば、トロイダル式無段変速機であってもよく、従来知られた有段式の自動変速機であってもよい。また、この発明は、自動変速機の出力軸とその自動変速機のトルクが伝達される他の部材とを遮断して、自動変速機の油圧剛性を向上させるように構成されたものであるので、油圧制御の対象は、車両でなく、航空機や船舶あるいは産業機器などであってもよい。さらに、上述した各制御弁１１，１３，１４は電気的に制御される制御弁を例に挙げたが、要はポートの開閉動作を制御することができればよいので、油圧によって制御する制御弁であってもよく、カム機構などによって制御する制御弁であってもよい。

Claims (15)

1. 入力されたトルクを変速比に応じて増減して出力部材から駆動輪に出力する自動変速機が、油圧が供給または排出されるアクチュエータによってトルクの伝達状態を変化させる伝動部材を備え、前記アクチュエータに供給または排出される圧油に混入している圧縮性流体を該圧油から排出させる排気機構を有している自動変速機の油圧制御装置において、
   前記出力部材と前記駆動輪との間に設けられ、かつ前記出力部材からトルクが伝達されて動作する他の部材と、
   前記出力部材と前記他の部材とを切り離す遮断機構と、
   前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求の有無を判断する排気要求判断手段と、
   前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求があることが前記排気要求手段で判断された場合に、前記遮断機構によって前記出力部材を前記他の部材から切り離す解放手段と、
   該解放手段によって前記出力部材を前記他の部材から切り離した状態で前記アクチュエータを前記伝動部材と共に回転させ、かつ前記排気機構によって前記圧縮性流体を前記圧油から排出させる排出手段とを備えていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
2. 前記アクチュエータに供給する油圧を蓄える蓄圧器と、
   前記排出手段によって前記圧油から排出される前記圧縮性流体に替わって、該アクチュエータに油圧を供給する場合に、前記蓄圧器から前記アクチュエータに油圧を供給することを禁止する油圧供給禁止手段と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置。
3. 前記排気要求判断手段は、前記圧油の剛性を判断する手段と、圧油の剛性が低下していることが判定された場合に前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の油圧制御装置。
4. 前記排気要求判断手段は、前記圧油に圧縮性流体が混入したこと、もしくは前記圧油に圧縮性流体が混入する可能性が高いことに基づいて、前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
5. 前記油圧を発生させる油圧ポンプを更に備え、
   前記排気要求判断手段は、前記油圧ポンプの停止継続時間に基づいて前記圧縮性流体を前記圧油から排出する要求が有ることを判断する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
6. 前記排出手段は、前記解放手段によって前記出力部材と前記他の部材とを切り離した状態で前記自動変速機での変速を実行させる手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
7. 前記自動変速機での変速を実行させる手段は、該自動変速機の変速比を繰り返し増減させる手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の自動変速機の油圧制御装置。
8. 前記排出手段は、前記解放手段によって前記出力部材と前記他の部材とを切り離した状態で前記アクチュエータの油圧を変化させる手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
9. 前記アクチュエータの油圧を変化させる手段は、該アクチュエータの油圧を繰り返し増減させる手段を含むことを特徴とする請求項８に記載の自動変速機の油圧制御装置。
10. 前記アクチュエータの圧油を少なくとも排出する油路を更に備え、
    前記排出手段は、前記油路の上側に配置された前記排気機構によって、前記圧油に混入した圧縮性流体を排出する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
11. 前記圧油の剛性を判定する手段は、前記アクチュエータに供給もしくは排出した圧油の量と、該アクチュエータに圧油が供給もしくは排出されたことによる該アクチュエータの油圧の変化量とに基づいて前記圧油の剛性を判定する手段を含むことを特徴とする請求項３ないし１０のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
12. 前記自動変速機は、トルクが入力されるプライマリープーリと、該プライマリープーリからトルクが伝達されて、該伝達されたトルクを出力するセカンダリープーリと、前記プライマリープーリと前記セカンダリープーリとに巻き掛けられてトルクを伝達するベルトとで構成されたベルト式無段変速機を含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
13. 前記アクチュエータは、前記プライマリープーリまたは前記セカンダリープーリの少なくともいずれかに付設された油圧アクチュエータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の自動変速機の油圧制御装置。
14. 前記遮断機構は、係合することにより入力される動力と出力される動力との回転方向を同一方向とするクラッチと、入力される動力の回転方向を反転させて出力するブレーキとを有する前後進切替機構を含み、
    前記出力部材を前記他の部材から切り離す解放手段は、前記クラッチおよび前記ブレーキを解放して切り離す手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の自動変速機の油圧制御装置。
15. 前記自動変速機の入力側に連結された流体伝動機構を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし１４に記載の自動変速機の油圧制御装置。

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