JP5846306B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、ピストンを挟んで正圧室と背圧室とが形成され、これら正圧室と背圧室との圧力の差に応じてピストンを移動して開弁し、あるいは閉弁するように構成されたバランスピストン式のバルブを備えた油圧制御装置に関するものである。

車両用の変速機における変速比や伝達トルク容量などを油圧によって変更することが一般的に行われている。例えば特開２０１１ー１６３３９３号公報には、車両用のベルト式無段変速機の制御装置が記載されており、その制御装置は、駆動プーリの油圧室に対して油圧を供給するための増圧用開閉弁と、その油圧室から油圧を排出するための減圧用開閉弁とを備えている。また、従動プーリの油圧室に対して油圧を供給するための増圧用開閉弁と、その油圧室から油圧を排出するための減圧用開閉弁とを備えている。これらの開閉弁は、電磁開閉式のポペット弁であって、先端部がテーパ状もしくは半球状に形成された弁体と、その弁体が押し付けられる弁座シート部と、弁体が取り付けられたプランジャと、弁体を弁座シート部に向けて押圧するスプリングと、プランジャをスプリングの弾性力に抗して弁座シート部とは反対方向に引き戻す電磁コイルとを備えている。上記の弁座シート部に入力ポートが形成され、また弁体が収容されている箇所に出力ポートが形成されている。これらの開閉弁は、スプリングの弾性力によって弁体が弁座シート部に押し付けられることにより入力ポートが閉じられるように構成されている。一方、弁体が電磁コイルによる電磁力によってスプリングの弾性力に抗して弁座シート部から引き離されることにより、入力ポートが開かれて入力ポートと出力ポートとが連通するように構成されている。

なお、特開２０１０ー２６６０３４号公報に記載された無段変速機の制御装置は駆動プーリの油圧室に対して油圧を供給するための供給弁と、その供給弁に対してパイロット圧を供給する供給ソレノイドとを備えている。これに加えて、上記の油圧室から油圧を排出するための排出弁と、その排出弁に対してパイロット圧を供給する排出ソレノイドとを備えている。この特開２０１０ー２６６０３４号公報に記載された供給弁は、ケーシングと、そのケーシングの内部に収容されており後述する弁部を有するスプールと、そのスプールを移動させる弾性力を生じるスプリングとを備えている。ケーシングには、ライン圧が作用する流入ポートと、上記のパイロット圧が作用するパイロットポートと、駆動プーリの油圧室に連通される流出ポートとが形成されている。パイロット圧はスプリングの弾性力に抗してスプールに作用するようになっている。そして、この特開２０１０ー２６６０３４号公報に記載された供給弁は、供給ソレノイドがパイロット圧を出力した場合に、そのパイロット圧によってスプリングを押し縮めて弁部を移動させることにより流入ポートと流出ポートとを連通するように構成されている。この連通状態では駆動プーリの油圧室に対して油圧が流入される。これに対して、供給ソレノイドがパイロット圧を出力しない場合に、スプリングの弾性力によって弁部を移動させて流入ポートと流出ポートとを遮断するように構成されている。この遮断状態では駆動プーリの油圧室に対する油圧の供給が遮断される。すなわち、この特開２０１０ー２６６０３４号公報に記載された供給弁は、供給ソレノイドを操作して弁部の位置を変更することにより駆動プーリの油圧室に対して油圧を供給し、また油圧の供給を遮断するように構成されている。

上述した特開２０１１−１６３３９３号公報に記載された装置は、油圧室に連通しているポートを、電磁力およびスプリングの弾性力を受ける弁体で直接開閉するように構成されているから、その弁体には油圧室の高い油圧が直接作用する。そのため、閉弁状態を維持するスプリングは、その高い油圧に対抗する大きい弾性力を発生する必要がある。これに対して、ソレノイドはその大きい弾性力に抗して弁体を開弁方向に移動させる電磁力を発生する必要がある。結局、スプリングおよびソレノイドが油圧室の油圧に応じた大型のものとなるので、装置の全体の構成が大型化し、また開弁のために消費する電力が増大する可能性がある。

また、特開２０１０−２６６０３４号公報に記載された装置は、油圧室に対する油圧の給排の制御をスプール弁によって行うように構成されているので、油圧室の油圧が高いことと相まって、スプール弁での油圧の漏洩量が多くなり、エネルギ損失が増大する可能性がある。

これらの文献に記載されている装置の課題を解消するためにバランスピストン型の開閉弁を使用することが考えられる。しかしながら、バランスピストン型の開閉弁は、正圧室と背圧室との間に差圧を生じさせることにより、ピストンと一体の弁体を移動させるように構成されている。そのため、例えば背圧室に空気が混入していた場合には、空気の膨張や収縮によって差圧が緩和されるため、開弁動作が相対的に遅くなる可能性があり、すなわち制御応答性が損なわれる可能性がある。

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、バランスピストン型の開閉弁を用いた油圧制御装置の制御応答性を向上させることを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、弁体と一体のピストンと、そのピストンを軸線方向に前後動可能に収容するシリンダと、前記ピストンを挟んで一方の側に形成されて開弁するための油圧が流入される正圧室と、他方の側に形成されて閉弁するための油圧が流入される背圧室と、前記正圧室と前記背圧室との間に圧力差を生じさせる機能を有する連通路とを有する開閉弁と、前記背圧室を該背圧室よりも低圧の部分に選択的に連通させるパイロット弁と、前記正圧室に対して供給される油圧よりも相対的に低い圧力の油圧が流入される低油圧供給部とを備えた油圧制御装置において、前記開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ、前記背圧室と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給する手段を備えていることを特徴とするものである。

この発明では、駆動力源を備え、前記手段は、前記駆動力源が始動された場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ、前記背圧室と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給するように構成されてよい。

また、この発明では、前記パイロット弁は前記背圧室に形成されたパイロットポートと前記低圧の部分とを選択的に連通するように構成され、前記背圧室と前記低油圧供給部とを直接的に連通しかつ軸線方向に直交する断面の面積が前記連通路における前記圧力差を生じさせている部分の断面積よりも大きなバイパス油路と、前記バイパス油路に介装されておりかつ前記バイパス油路と前記低油圧供給部とを選択的に連通する切替弁とを備え、前記手段は、前記開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ前記切替弁を操作して前記バイパス油路と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給するように構成されていてよい。

さらに、この発明では、前記正圧室には、その内部に前記油圧を流入させる入力ポートと、前記弁体によって開閉される出力ポートとが形成されており、前記開閉弁は、ベルト式無段変速機のプーリにおける油圧室と前記油圧源との間に設けられ、前記出力ポートが前記油圧室に連通された構成とすることができる。

この発明に係る油圧制御装置によれば、開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合、具体的には、例えば背圧室に空気が混入していることにより背圧室における油圧の変化量が相対的に小さくなる場合に、パイロット弁が通電されて開動作し、背圧室が該背圧室よりも低圧の部分に連通される。これに加えて、背圧室と低油圧供給部とが連通されて背圧室に対して低油圧供給部の圧油が供給される。低油圧供給部の圧油が背圧室に供給されると、その圧油は背圧室から上記の空気を押し出しながら低圧の部分に流動する。この発明に係る油圧制御装置によれば、このようにして背圧室に混入した空気を排出することができるとともに、背圧室に圧油を満たすことができる。また、例えば背圧室が圧油で満たされていない場合であっても、上記と同様に、低油圧供給部の圧油によって背圧室の空気を排出することができるとともに、背圧室に圧油を満たすことができる。そのため、背圧室に空気が混入していることにより開閉弁の開弁が遅れることを防止もしくは抑制することができる。また、このようなバランスピストン型の開閉弁を備えている油圧制御装置の制御応答性を向上させることができる。

また、駆動力源が始動された場合に、背圧室に対して低油圧供給部の圧油を供給するように構成すれば、例えばこの発明に係る油圧制御装置を長期間使用していないことにより背圧室に空気が混入したとしても、低油圧供給部の圧油を背圧室に供給することよって背圧室から空気を排出しかつ背圧室に圧油を満たすことができる。そのため、この発明に係る油圧制御装置を長期間使用していなかったとしても、その後の使用において、開閉弁の応答遅れを未然に防止することができる。また、開閉弁が急激に開動作することを防止もしくは抑制することができる。

さらに、背圧室と低油圧供給部とを連通路よりも大きな断面積を有するバイパス油路によって直接的に連通するので、上述したように背圧室に低油圧供給部の圧油を供給する場合に、その供給する油量を多くすることができる。その結果、背圧室から空気を排出して背圧室に圧油を満たすことができる。

そして、この発明に係る油圧制御装置によってベルト式無段変速機におけるプーリの油圧を制御するように構成することができる。そのように構成すれば、高い油圧の漏洩を防止もしくは抑制してベルト式無段変速機におけるエネルギ効率を向上させることができる。

この発明に係る油圧制御装置の一例を模式的に示す図である。 この発明に係る油圧制御装置による油圧制御の一例を示すフローチャートである。 図２に示す制御を実行した後であって、油圧室の油圧を増大させる場合における開閉弁の背圧室の油圧の変化を示すタイムチャートである。 この発明に係る油圧制御装置による油圧制御の他の例を示すフローチャートである。

この発明に係る油圧制御装置ＨＣＵは、車両や航空機などの移動体あるいは定置式の各種の産業機械に使用することができ、この発明は例えば車両に搭載されるベルト式無段変速機の油圧を制御する装置に適用することができる。その一例を図１に模式的に示してある。ここに示すベルト式無段変速機１は従来車両に広く搭載されているベルト式無段変速機と同様の構成を備えている。その無段変速機１の構成について簡単に説明する。無段変速機１は、駆動プーリ２と従動プーリ３とに図示しないベルトを巻き掛けてこれらのプーリ２，３の間でトルクを伝達し、かつ各プーリ２，３に対するベルトの巻き掛け半径を変化させることにより、変速比を連続的に変更するように構成されている。各プーリ２，３は、固定シーブ２ａ，３ａとその固定シーブ２ａ，３ａに対して接近・離隔するように配置された可動シーブ２ｂ，３ｂとを備え、それらの固定シーブ２ａ，３ａと可動シーブ２ｂ，３ｂとの間にＶ溝状のベルト巻き掛け溝が形成されている。そして、各プーリ２，３にはそれぞれの可動シーブ２ｂ，３ｂを軸線方向に前後動させるための油圧室２ｃ，３ｃが設けられている。一例として、駆動プーリ２における油圧室２ｃには、ベルトの巻き掛け半径を変化させて変速を行うための油圧が供給されている。従動プーリ３における油圧室３ｃには、プーリ２，３がベルトを挟み付ける挟圧力を発生させる油圧が供給されている。

上記の無段変速機１の入力側もしくは出力側に、駆動トルクの伝達および遮断を行うためのクラッチＣ１が設けられている。このクラッチＣ１は、供給される油圧に応じて伝達トルク容量が設定されるクラッチであり、例えば湿式の多板クラッチによって構成されている。上記の無段変速機１およびこのクラッチＣ１には、車両の走行のために伝達するべきトルク容量に応じた油圧が供給される。そのため、上記の各油圧室２ｃ，３ｃおよびクラッチＣ１には、トルクに応じた相対的に高い油圧が供給される。これらの相対的に高い油圧が流入される部分やその相対的に高い油圧を供給するための油圧回路を、以下の説明では、後述する低油圧供給部ＬＰに対して高油圧供給部ＨＰと称する。

また、上記のベルト式無段変速機１を含む動力伝達装置には、詳細は図示しないが、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ４が設けられている。そのトルクコンバータ４の構成は、従来知られているものと同様であり、ロックアップクラッチを係合させることにより、トルクコンバータ４の入力側の部材と出力側の部材とを機械的に直結状態にすることができるようになっている。そのロックアップクラッチの係合状態および解放状態の設定は、従来知られているように、車速やエンジン回転数などの車両の走行状態に応じて油圧により制御されるように構成されている。すなわち、ロックアップコントロールバルブ５から供給される制御油圧によってロックアップクラッチの係合状態および解放状態が設定されるようになっている。そのロックアップコントロールバルブ５は信号圧に応じて上記の制御油圧を出力するように構成されている。そのため、ロックアップコントロールバルブ５は上記の各油圧室２ｃ，３ｃおよびクラッチＣ１に比較して相対的に低い油圧で動作するようになっている。

さらに、上記の無段変速機１やトルクコンバータ４などを含む動力伝達装置には、相互に摩擦接触する箇所や軸受などのいわゆる摺動部分あるいは発熱部分が多数存在し、それらの箇所に潤滑油を供給するようになっている。それらの潤滑部６は、低圧であっても必要量の潤滑油が供給されればよいので、その潤滑部６や上記のロックアップコントロールバルブ５あるいはトルクコンバータ４などの箇所や、それらの箇所に相対的に低い油圧を供給する油圧回路がこの発明における低油圧供給部ＬＰに相当している。

次に、上記の油圧室２ｃ，３ｃおよびクラッチＣ１に対して油圧を供給するための構成について説明する。図１に示す例では、駆動力源７によって駆動されるオイルポンプ８が設けられている。駆動力源７は、一例としてガソリンエンジンなどの内燃機関や電動機もしくはこれら内燃機関と電動機とを組み合わせたいわゆるハイブリッド式のものであってよい。以下の説明では駆動力源７をエンジン７と記す。オイルポンプ８から吐出された油圧を予め定めた圧力に調圧するプライマリレギュレータバルブ９が設けられている。このプライマリレギュレータバルブ９の下流側に上記のロックアップコントロールバルブ５や潤滑部６などが連通されている。すなわち、プライマリレギュレータバルブ９において減圧された油圧が、上述した低油圧供給部ＬＰに供給されるように構成されている。

一方、オイルポンプ８の吐出口は、逆止弁１０を介してアキュムレータ１１に連通されている。逆止弁１０は、オイルポンプ８からアキュムレータ１１に向けて圧油が流れる場合に開き、これとは反対方向に圧油が流れる場合に閉じるように構成された一方向弁である。アキュムレータ１１は、詳細は図示しないが、予め定めた圧力以上の油圧を蓄えるように構成されている。アキュムレータ１１から上述した高油圧供給部ＨＰに油圧が流入されるようになっている。

アキュムレータ１１から駆動プーリ２における油圧室２ｃに圧油を供給する供給油路１２に、バランスピストン型の供給側開閉弁ＳＬＰＡが設けられている。バランスピストン型の開閉弁について簡単に説明すると、その開閉弁は可動体であるピストンを挟んで一方の側と、他方の側との圧力差によって動作するように構成されている。そのため、このような構成の供給側開閉弁ＳＬＰＡのピストンを挟んだ両側の圧力に差を生じさせて供給油路１２を開閉することにより油圧室２ｃに対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するようになっている。また、アキュムレータ１１から従動プーリ３における油圧室３ｃに圧油を供給する供給油路１３に、バランスピストン型の供給側開閉弁ＳＬＳＡが設けられ、供給側開閉弁ＳＬＳＡのピストンを挟んだ両側の圧力に差を生じさせて供給油路１３を開閉することにより油圧室３ｃに対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するようになっている。

上述した供給側開閉弁ＳＬＰＡは、シリンダ１４と、そのシリンダ１４の内部で液密状態を維持して前後動する可動体としてのピストン１５とを備えている。ピストン１５を挟んだ一方の側に正圧室１６が形成され、これとは反対側に背圧室１７が形成されている。正圧室１６にはオイルポンプ８やアキュムレータ１１からの圧油が流入される入力ポート１８と、正圧室１６から油圧を流出させる出力ポート１９とが形成されている。出力ポート１９は油圧室２ｃに連通されている。上記のピストン１５の正圧室１６側の中央部に、弁体２０が一体的に設けられている。弁体２０は、出力ポート１９における正圧室１６側に開口している部分に押し付けられることにより出力ポート１９を閉じるように構成されている。そのため、弁体２０は図１に示す例では、先端部が出力ポート１９の内径より大きい直径の半球状に形成されている。

背圧室１７の内部にはピストン１５を正圧室１６側に移動させるように弾性力が作用するスプリング２１が設けられている。背圧室１７には背圧ポート２２と、パイロットポート２３とが形成されている。図１に示す例では、背圧室１７を挟んで背圧ポート２２とパイロットポート２３とが対向して形成されている。背圧ポート２２と入力ポート１８とが連通路２４によって連通されている。連通路２４の途中に、その軸線方向に直交する断面の面積を減少させる制御オリフィス２５が設けられている。この制御オリフィス２５は、要は、正圧室１６と背圧室１７との間に圧力差を生じさせるように構成されていればよいので、例えばピストン１５に正圧室１６と背圧室１７とを連通する連通孔を形成し、その連通孔によって正圧室１６と背圧室１７との圧力差を生じさせるように構成してもよい。

上記の供給側開閉弁ＳＬＰＡのパイロットポート２３には、背圧室１７の圧力よりも低圧の部分に選択的に連通させる増圧用パイロット弁２６が連通されている。この増圧用パイロット弁２６は、例えば電気的に制御されるソレノイドバルブであって、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートがパイロットポート２３に連通されている。図１に示す例では、背圧室１７よりも低圧の部分は上述した駆動プーリ２における油圧室２ｃであるため、アウトレットポートは油圧室２ｃに接続されている。また、アキュムレータ１１から供給される油圧を検出する入力圧センサ２７と、油圧室２ｃの油圧を検出する制御圧センサ２８とが設けられている。

従動プーリ３における油圧室３ｃに圧油を供給する供給側開閉弁ＳＬＳＡは、シリンダ２９と、そのシリンダ２９の内部で液密状態を維持して前後動する可動体としてのピストン３０とを備えている。ピストン３０を挟んだ一方の側に正圧室３１が形成され、これとは反対側に背圧室３２が形成されている。正圧室３１にはオイルポンプ８やアキュムレータ１１からの油圧が流入される入力ポート３３と、正圧室３１から油圧を流出させる出力ポート３４とが形成されている。出力ポート３４は油圧室３ｃに連通されている。上記のピストン３０の正圧室３１側の中央部に、弁体３５が一体的に設けられている。弁体３５は、出力ポート３４に押し付けられることにより出力ポート３４を閉じるように構成されている。そのため、弁体３５は図１に示す例では、先端部が出力ポート３４の内径より大きい直径の半球状に形成されている。

背圧室３２の内部にはピストン３０を正圧室３１側に移動させるように弾性力が作用するスプリング３６が設けられている。背圧室３２には背圧ポート３７と、パイロットポート３８とが形成されている。図１に示す例では、背圧室３２を挟んで背圧ポート３７とパイロットポート３８とが対向して形成されている。背圧ポート３７と入力ポート３３とが連通路３９によって連通されている。連通路３９の途中に、その軸線方向に直交する断面の面積を減少させる制御オリフィス４０が設けられている。

上記のパイロットポート３８に、背圧室３２の圧力よりも低圧の部分に選択的に連通させる増圧用パイロット弁４１が連通されている。この増圧用パイロット弁４１は、例えば電気的に制御されるソレノイドバルブであって、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートがパイロットポート３８に連通され、アウトレットポートは油圧室３ｃに接続されている。また、油圧室３ｃの油圧を検出する制御圧センサ４２が設けられている。

アキュムレータ１１からクラッチＣ１に油圧を供給する供給油路４３には、供給側電磁開閉弁ＳＬＣＡが設けられている。この供給側電磁開閉弁ＳＬＣＡは、詳細は図示しないが、例えば電気的に制御されて開閉される電磁制御式のポペット弁である。そのため、この供給側電磁開閉弁ＳＬＣＡを電気的に制御して供給油路４３を開閉することにより、クラッチＣ１に対して圧油を供給し、また圧油の供給を遮断するように構成されている。

またマニュアルバルブ４４が設けられている。このマニュアルバルブ４４は、クラッチＣ１および図示しないＢ１ブレーキに対して選択的に油圧を供給するように、すなわち油圧の供給先を選択的に切り替えるように構成されている。詳細は図示しないが、車両の前進状態を設定する場合に、クラッチＣ１の油圧室に油圧を供給してクラッチＣ１を係合させ、かつ、Ｂ１ブレーキに対する油圧の供給を遮断してＢ１ブレーキを解放させるように構成されている。これに対して、車両の後進状態を設定する場合に、クラッチＣ１に対する油圧の供給を遮断してクラッチＣ１を解放させ、かつＢ１ブレーキに油圧を供給してＢ１ブレーキを係合させるように構成されている。そして、クラッチＣ１に供給される油圧を検出する入力圧センサ４５が設けられている。

一方、駆動プーリ２における油圧室２ｃをオイルパンなどのドレイン箇所に連通させる排出油路４６に、バランスピストン型の排出側開閉弁ＳＬＰＲが設けられ、従動プーリ３における油圧室３ｃから圧油を排出する排出油路４７に、バランスピストン型の排出側開閉弁ＳＬＳＲが設けられている。これらの排出側開閉弁ＳＬＰＲ，ＳＬＳＲにおけるピストンを挟んだ両側の圧力に差を生じさせて排出油路４６，４７を開閉することにより油圧室２ｃ，３ｃから圧油を排出し、また圧油の排出を遮断するように構成されている。

上記の排出側開閉弁ＳＬＰＲは、シリンダ４８と、そのシリンダ４８の内部で液密状態を維持して前後動するピストン４９とを備えている。そのピストン４９を挟んだ一方の側に正圧室５０が形成され、これとは反対側に背圧室５１が形成されている。正圧室５０には油圧室２ｃからの油圧が流入される入力ポート５２と、正圧室５０から油圧を流出させる出力ポート５３とが形成されている。出力ポート５３はドレイン箇所に連通されている。

上記のピストン４９に弁体５４が一体的に設けられており、その弁体５４が出力ポート５３に押し付けられることにより出力ポート５３を閉じるように構成されている。背圧室５１の内部にはピストン４９を正圧室５０側に移動させるように弾性力が作用するスプリング５５が設けられている。背圧室５１には背圧ポート５６と、パイロットポート５７とが形成されている。図１に示す例では、背圧室５１を挟んで背圧ポート５６とパイロットポート５７とが対向している。その背圧ポート５６と入力ポート５２とが連通路５８によって連通されている。連通路５８の途中に、その軸線方向に直交する断面の面積を減少させる制御オリフィス５９が設けられている。

上記のパイロットポート５７が減圧用パイロット弁６０に連通されている。この減圧用パイロット弁６０は、例えば電気的に制御されるソレノイドバルブであって、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートがパイロットポート５７に連通され、アウトレットポートがドレイン箇所に連通されている。

また、上記の排出側開閉弁ＳＬＳＲは、シリンダ６１と、そのシリンダ６１の内部で液密状態を維持して前後動するピストン６２とを備えている。そのピストン６２を挟んだ一方の側に正圧室６３が形成され、これとは反対側に背圧室６４が形成されている。正圧室６３には油圧室３ｃからの油圧が流入される入力ポート６５と、正圧室６３から油圧を流出させる出力ポート６６とが形成されている。出力ポート６６はドレイン箇所に連通されている。

上記のピストン６２に弁体６７が一体的に設けられており、その弁体６７が出力ポート６６に押し付けられることにより出力ポート６６を閉じるように構成されている。背圧室６４の内部にはピストン６２を正圧室６３側に移動させるように弾性力が作用するスプリング６８が設けられている。背圧室６４には背圧ポート６９と、パイロットポート７０とが形成されている。図１に示す例では、背圧室６４を挟んで背圧ポート６９と、パイロットポート７０とが対向している。背圧ポート６９と入力ポート６５とが連通路７１によって連通されている。連通路７１の途中に、その軸線方向に直交する断面の面積を減少させる制御オリフィス７２が設けられている。

上記のパイロットポート７０に減圧用パイロット弁７３が連通されている。この減圧用パイロット弁７３は、例えば電気的に制御されるソレノイドバルブであって、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートがパイロットポート７０に連通され、アウトレットポートがドレイン箇所に連通されている。

さらに、クラッチＣ１から圧油を排出する排出油路７４に、排出側電磁開閉弁ＳＬＣＲが設けられている。この排出側電磁開閉弁ＳＬＣＲは、上述した供給側電磁開閉弁ＳＬＣＡと同様に構成されており、電気的に制御して排出油路７４を開閉することにより、クラッチＣ１から圧油を排出し、また圧油の排出を遮断するように構成されている。

他方、低油圧供給部ＬＰの圧油を背圧室１７に供給するためのバイパス油路７５が設けられている。このバイパス油路７５の一方の端部は低油圧供給部ＬＰに連通され、他方の端部は供給側開閉弁ＳＬＰＡの背圧ポート２２、もしくは、連通路２４における制御オリフィス２５と背圧室１７との間の油路に連通されている。また、図１に示す例では、バイパス油路７５から分岐したバイパス油路７６が、供給側開閉弁ＳＬＳＡの背圧ポート３７、もしくは、連通路３９における制御オリフィス４０と背圧室３２との間の油路に連通されている。さらに、バイパス油路７５から分岐したバイパス油路７７が、排出側開閉弁ＳＬＰＲの背圧ポート５６、もしくは、連通路５８における制御オリフィス５９と背圧室５１との間の油路に連通されている。さらにまた、バイパス油路７７から分岐したバイパス油路７８が、排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧ポート６９、もしくは、連通路７１における制御オリフィス７２と背圧室６４との間の油路に連通されている。これらのバイパス油路７５，７６，７７，７８は、上述した各制御オリフィス２５，４０，５９，７２の軸線方向に直交する断面の面積よりも大きな断面積を有している。

バイパス油路７７の途中に、逆止弁７９が設けられている。これと同様に、バイパス油路７８の途中に逆止弁８０が設けられている。これらの逆止弁７９，８０は低油圧供給部ＬＰから背圧室５１，６４に向けて圧油が流れる場合に開き、これとは反対方向に圧油が流れる場合に閉じるように構成された一方向弁である。

バイパス油路７５の途中には、図１に示すように、切替弁８１が設けられている。この切替弁８１は、例えば電気的に制御されるソレノイドバルブであって、通電されて開弁し、電流が遮断されて閉弁するように構成されている。すなわち、通電されて切替弁８１が開弁した場合、上述した各バイパス油路７５，７６，７７，７８を介して各背圧室１７，３２，５１，６４と上述した低油圧供給部ＬＰとが直接的に連通されるようになっている。以下の説明では、切替弁８１が開弁された状態をオン状態と称する場合がある。なお、切替弁８１としては開度を調整できるように構成された弁や、流量を制御できるように構成された弁、オン・オフの割合を変更できるように構成されたデューティ弁などを採用することができる。

上記の油圧室２ｃ，３ｃやクラッチＣ１での油圧は、上述したように各パイロット弁２６，４１，６０，７３を電気的に制御して開閉することにより各開閉弁ＳＬＰＡ，ＳＬＰＲ，ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲを開閉して変更される。その制御のためにマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御装置８２が設けられている。これを以下の説明ではＥＣＵと称する。このＥＣＵ８２は、予め記憶しているデータおよび外部から入力される信号ならびに予め記憶しているプログラムに従って演算を行い、その演算の結果としての制御指令信号をパイロット弁２６，４１，６０，７３や切替弁８１などに出力するように構成されている。

上記のように構成されたこの発明に係る油圧制御装置ＨＣＵの作用について簡単に説明する。アキュムレータ１１から供給される圧力は油圧室２ｃで要求される油圧以上であり、その高い圧力の油圧が開閉弁ＳＬＰＡの入力ポート１８に印加される。その入力ポート１８は上述したように、連通路２４を介して背圧ポート２２に連通されているため、増圧用パイロット弁２６が閉状態になっていれば、上記の高い油圧が背圧ポート２２にも印加される。すなわち、開閉弁ＳＬＰＡにおける正圧室１６の圧力と背圧室１７の圧力とが等しくなっている。この状態では、ピストン１５に一体化されている弁体２０はスプリング２１によって出力ポート１９側に押し付けられているので、開閉弁ＳＬＰＡは閉弁している。また、このような状態においては、開閉弁ＳＬＰＲの入力ポート５２には油圧室２ｃの圧力が作用している。この入力ポート５２は上述したように、連通路５８を介して背圧ポート５６に連通している。そのため、減圧用パイロット弁６０が閉状態になっていれば、開閉弁ＳＬＰＲにおける正圧室５０の圧力と背圧室５１の圧力とが等しくなって開閉弁ＳＬＳＲは閉弁している。

一方、駆動プーリ２における油圧室２ｃの油圧を増大させる場合、増圧用パイロット弁２６に通電することにより開弁させて背圧室１７と油圧室２ｃとを連通させる。アキュムレータ１１から供給される圧力は上述したように、油圧室２ｃの油圧よりも高圧であるから、増圧用パイロット弁２６を開弁させた場合、開閉弁ＳＬＰＡの背圧室１７の圧力が低下する。また連通路２４には制御オリフィス２５が設けられているので、正圧室１６の油圧は直ちには低下しない。その結果、正圧室１６の圧力と背圧室１７の圧力とに差が生じる。その差圧がスプリング２１の弾性力より大きくなると、ピストン１５がスプリング２１を圧縮し、弁体２０が出力ポート１９から離隔して入力ポート１８と出力ポート１９とが連通される。すなわち開閉弁ＳＬＰＡが開弁する。そしてアキュムレータ１１から油圧室２ｃに圧油が供給されて油圧室２ｃの油圧が増大させられる。

他方、駆動プーリ２における油圧室２ｃの油圧を低下させる場合、開閉弁ＳＬＰＲの減圧用パイロット弁６０に通電することにより開弁させて背圧室５１とドレイン箇所とを連通させる。これにより、開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１の圧力は低下する。また連通路５８には制御オリフィス５９が設けられているので、正圧室５０の油圧は直ちには低下しない。その結果、正圧室５０の圧力と背圧室５１の圧力とに差が生じる。その差圧がスプリング５５の弾性力より大きくなると、ピストン４９がスプリング５５を圧縮し、弁体５４が出力ポート５３から離隔して入力ポート５２と出力ポート５３とが連通される。すなわち開閉弁ＳＬＰＲが開弁する。そして油圧室２ｃの圧油がドレイン箇所に排出される。

この発明に係る油圧制御装置ＨＣＵでは、各開閉弁ＳＬＰＡ，ＳＬＰＲ，ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲの背圧室１７，３２，５１，６４に空気が混入する場合に、以下の制御を実行するように構成されている。その制御の一例を図２のフローチャートに示してある。図２において、先ず、エンジン７が始動された直後か否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１の判断は、例えば、車両を停車しておりかつエンジン７を停止していた状態からエンジン７を始動して走行を開始する場合に、エンジン７が点火されたことを確認するための図示しないイグナイタからの点火確認信号の有無を検出することによって行うように構成されている。イグナイタからの点火確認信号が検出された場合は、エンジン７が駆動しているため、オイルポンプ８も駆動される。すなわちオイルポンプ８が油圧を発生し始め、その吐出孔から吐出された圧油が上述した低油圧供給部ＬＰに供給される。

上記のステップＳ１で肯定的に判断された場合は、切替弁８１のオン状態が設定される（ステップＳ２）。すなわち、上述した各開閉弁ＳＬＰＡ，ＳＬＰＲ，ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲの背圧室１７，３２，５１，６４と低油圧供給部ＬＰとを連通させる。このステップＳ２での制御に続けて、もしくはこれと並行して、各パイロット弁２６，４１，６０，７３に通電することにより、これらの弁を開弁する（ステップＳ３）。具体的に説明すると、増圧用パイロット弁２６が開弁された場合、供給側開閉弁ＳＬＰＡの背圧室１７は排出側開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１に連通される。また、減圧用パイロット弁６０が開弁された場合、排出側開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１はドレイン箇所に連通される。すなわち、油圧が必要十分に増大するまでの間において、オイルポンプ８から低油圧供給部ＬＰに供給された圧油はバイパス油路７５を通って供給側開閉弁ＳＬＰＡの背圧室１７に供給される。その背圧室１７に供給された圧油は制御オリフィス５９を介して排出側開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１に供給される。また、低油圧供給部ＬＰの圧油はバイパス油路７７を通って供給側開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１に供給される。そして、背圧室５１に供給された圧油は、背圧室１７から背圧室５１に供給された圧油と共にドレイン箇所に排出される。なお、バイパス油路７７には、上述したように逆止弁７９が設けられているので、圧油はバイパス油路７７を低油圧供給部ＬＰに向けて流動しない。

一方、増圧用パイロット弁４１が開弁された場合、供給側開閉弁ＳＬＳＡの背圧室３２は排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧室６４に連通される。また、減圧用パイロット弁７３が開弁された場合、排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧室６４はドレイン箇所に連通される。すなわち、オイルポンプ８から低油圧供給部ＬＰに供給された圧油はバイパス油路７６を通って供給側開閉弁ＳＬＳＡの背圧室３２に供給される。その背圧室３２に供給された圧油は制御オリフィス７２を介して排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧室６４に供給される。また、低油圧供給部ＬＰの油圧はバイパス油路７８を通って排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧室６４に供給される。そして、背圧室６４に供給された圧油は、背圧室３２から背圧室６４に供給された圧油と共にドレイン箇所に排出される。なお、バイパス油路７８には、上述したように逆止弁８０が設けられているので、圧油はバイパス油路７８を低油圧供給部ＬＰに向けて流動しない。

上述したステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち、エンジン７の始動直後ではない場合、各背圧室１７，３２，５１，６４から予め定めた時間の間に排出された油量に対する各背圧室における油圧の変化量である圧力応答値が予め定めた閾値よりも小さいか否かが判断される（ステップＳ４）。すなわち、このステップＳ４では、例えば油圧室２ｃにおける油圧を増大させる指示に対し、その油圧室２ｃに圧油を供給するための開閉弁ＳＬＰＡの開弁動作すなわち応答性が予め定めた閾値よりも小さいか否かが判断される。なお、各開閉弁における正圧室と背圧室との間の圧力差と、パイロット弁２６，４１，６０，７３に対して供給する電流と、油圧室２ｃ，３ｃに対して供給する圧油の流量などとをパラメータとして上記の圧力応答値を求めるマップを予め用意し、そのマップから圧力応答値を求めるようにしてもよい。上述した各背圧室における油圧の変化量を判断することに替えて、例えば油圧室２ｃ，３ｃにおける油圧を増大させる指示に対する各油圧室２ｃ，３ｃにおける油圧の変化量が予め定めた閾値よりも小さいか否かを判断するように構成してもよい。

上記の圧力応答値が閾値よりも小さいことにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、各背圧室１７，３２，５１，６４に空気が混入している虞があるため、上述したステップＳ２に進む。これに対して、上記の圧力応答値が閾値よりも大きいことにより、このステップＳ４で否定的に判断された場合、各背圧室１７，３２，５１，６４に空気が混入している虞がないので、上述したステップＳ２およびステップＳ３での制御を実行ことなく、このルーチンを一旦終了する。

なお、上述した圧力応答値は下記の式によって算出することができる。
圧力応答（ＭＰａ／ｓｅｃ）＝油圧（ＭＰａ／ｍｌ）×流量（ｍｌ／ｓｅｃ）
上記の式における油圧は背圧室の油圧であり、例えば開閉弁ＳＬＰＡにおけるピストン１５の受圧面積およびピストン１５の移動距離ならびに混入している空気の量によって変化する。流量は油圧室２ｃ，３ｃに対して供給する圧油の流量である。

上記の制御を実行した後であって、油圧室２ｃの油圧を増大させる場合における供給側開閉弁ＳＬＰＡの背圧室１７の油圧の変化を図３のタイムチャートに示してある。なお、図３において、図２に示す制御を実行した後における背圧室１７の油圧の変化を実線を用いて示し、図２に示す制御を実行しなかった場合における背圧室１７の油圧の変化を一点鎖線を用いて示してある。例えば、時刻ｔ_１の時点において、エンジン７が始動される。その後、詳細は図示しないが、イグナイタからの点火確認信号によってエンジン７の始動が確認された場合、切替弁８１がオン状態に設定される。その後、増圧用パイロット弁２６に通電され、時刻ｔ_２の時点において増圧用パイロット弁２６が開弁される。すなわち、背圧室１７と油圧室２ｃとが連通される。油圧室２ｃの油圧はアキュムレータ１１から供給される圧力よりも低いため、背圧室１７の圧力は低下する。なお、正圧室１６にはアキュムレータ１１からの油圧が供給されているため、正圧室１６の油圧はほぼ一定となっている。図２のステップＳ３での制御を実行した時点がこの時刻ｔ_２の時点に相当している。

時刻ｔ_３の時点において、背圧室１７の油圧が供給側開閉弁ＳＬＰＡを開弁する圧力にまで低下する。すなわち、正圧室１６と背圧室１７との圧力差がスプリング２１の弾性力よりも大きくなる。具体的には、時刻ｔ_３の時点において、ピストン１５が背圧室１７側に移動し始めて正圧室１６の入力ポート１８と出力ポート１９とが連通する。すなわち、供給側開閉弁ＳＬＰＡが開弁する。これに対して、図２に示す制御を実行しなかった場合、時刻ｔ_４の時点において、ピストン１５が背圧室１７側に移動し始める。このように図２に示す制御を実行した後においては、供給側開閉弁ＳＬＰＡの開弁動作を相対的に速くすることができる。

また、時刻ｔ_３の時点やその直後においては、上述した圧力差が相対的に大きいため、ピストン１５の移動量は相対的に大きくなる。その後、制御オリフィス２５によって背圧室１７の圧力が増大して圧力差が減少した場合、ピストン１５の移動量は相対的に小さくなる。油圧室２ｃの油圧は、図３に示すように、供給側開閉弁ＳＬＰＡの開弁動作に対して不可避的に遅れて増大する。

このように、この発明に係る油圧制御装置ＨＣＵによる油圧制御を行うことにより、各背圧室１７，３２，５１，６４に空気が混入することを防止もしくは抑制することができる。また、各背圧室１７，３２，５１，６４を圧油によって満たすことができるため、意図しない開弁を防止もしくは抑制することができる。そのため、各開閉弁ＳＬＰＡ，ＳＬＰＲ，ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲの応答性を向上させることができ、かつ、この発明に係る油圧制御装置ＨＣＵの制御応答性を向上させることができる。

ところで、図２に示す制御例では、各背圧室１７，３２，５１，６４に対して同時に低油圧供給部ＬＰの圧油を供給するように構成されている。そのため、各背圧室１７，３２，５１，６４のそれぞれに供給する圧油の量に不足が生じる虞がある。供給する圧油の量に不足を生じさせないためには、例えば各パイロット弁２６，４１，６０，７４に対して通電する順序を設定することにより、各背圧室１７，３２，５１，６４に対して低油圧供給部ＬＰの圧油を供給する順序を設定することが好ましい。その制御の一例を、図４のフローチャートに示してある。なお、この図４に示すフローチャートにおいて、図２のフローチャートと同じ処理については、図２と同じステップ番号を付してある。

この図４のフローチャートにおいて、上述したステップＳ２での制御に続いて、従動プーリ３における減圧用パイロット弁７３が通電されて開弁され、排出側開閉弁ＳＬＳＲの背圧室６４にバイパス油路７８を介して低油圧供給部ＬＰの圧油が供給される（ステップＳ５）。そのステップＳ５での制御に続いて、駆動プーリ２における減圧用パイロット弁６０が通電されて開弁され、排出側開閉弁ＳＬＰＲの背圧室５１にバイパス油路７７を介して低油圧供給部ＬＰの圧油が供給される（ステップＳ６）。次いで、従動プーリ３における増圧用パイロット弁４１が通電されて開弁され、供給側開閉弁ＳＬＳＡの背圧室３２にバイパス油路７６を介して低油圧供給部ＬＰの圧油が供給される（ステップＳ７）。その後、駆動プーリ２における増圧用パイロット弁２６が通電されて開弁され、供給側開閉弁ＳＬＰＡの背圧室１７にバイパス油路７５を介して低油圧供給部ＬＰの圧油が供給される（ステップＳ８）。このように、各開閉弁ＳＬＰＡ，ＳＬＰＲ，ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲのうち排出側開閉弁ＳＬＰＲ，ＳＬＳＲの背圧室５１，６４に対して優先的に、かつ、一対のプーリ２，３のうち従動プーリ３の開閉弁ＳＬＳＡ，ＳＬＳＲの背圧室３２，６４に対して優先的に低油圧供給部ＬＰの圧油を供給する。

このように、図４に示す制御を行うことにより、各背圧室１７，３２，５１，６４に対して確実に圧油を供給して各背圧室１７，３２，５１，６４から空気を排出することができるとともに、各背圧室１７，３２，５１，６４を圧油で満たすことができる。そのため、例えば、従動プーリ３の供給側開閉弁ＳＬＳＡの開弁動作が遅れることにより、油圧室３ｃの油圧の増大が相対的に遅れてベルトスリップが生じることを防止もしくは抑制することができる。

なお、この発明に係る油圧制御装置によれば、例えばアキュムレータ１１や入力圧センサ２７などから圧油の漏れが生じた場合に、図１に示すように、アキュムレータ１１や入力圧センサ２７をバイパスしているバイパス油路７５，７６，７７，７８を介して駆動プーリ２の油圧室２ｃや、従動プーリ３の油圧室３ｃに圧油を供給することもできる。そのため、上記の箇所から圧油の漏洩が生じたとしても、車両の走行を確保することができる。

ここで、上述した例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ２およびステップＳ３での制御を実行する機能的手段が、この発明における「開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合に、パイロット弁を開弁しかつ、背圧室と低油圧供給部とを連通して背圧室に対して低油圧供給部の圧油を供給する手段」に相当する。

Claims (4)

1. 弁体と一体のピストンと、そのピストンを軸線方向に前後動可能に収容するシリンダと、前記ピストンを挟んで一方の側に形成されて開弁するための油圧が流入される正圧室と、他方の側に形成されて閉弁するための油圧が流入される背圧室と、前記正圧室と前記背圧室との間に圧力差を生じさせる機能を有する連通路とを有する開閉弁と、前記背圧室を該背圧室よりも低圧の部分に選択的に連通させるパイロット弁と、前記正圧室に対して供給される油圧よりも相対的に低い圧力の油圧が流入される低油圧供給部とを備えた油圧制御装置において、
   前記開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ、前記背圧室と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給する手段を備えている
   ことを特徴とする油圧制御装置。
2. 駆動力源を備え、
   前記手段は、前記駆動力源が始動された場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ、前記背圧室と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
3. 前記パイロット弁は前記背圧室に形成されたパイロットポートと前記低圧の部分とを選択的に連通するように構成され、
   前記背圧室と前記低油圧供給部とを直接的に連通しかつ軸線方向に直交する断面の面積が前記連通路における前記圧力差を生じさせている部分の断面積よりも大きなバイパス油路と、
   前記バイパス油路に介装されておりかつ前記バイパス油路と前記低油圧供給部とを選択的に連通する切替弁とを備え、
   前記手段は、前記開閉弁の開弁動作が予め定めた閾値よりも遅い場合に、前記パイロット弁を開弁しかつ前記切替弁を操作して前記バイパス油路と前記低油圧供給部とを連通して前記背圧室に対して前記低油圧供給部の圧油を供給するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御装置。
4. 前記正圧室には、その内部に前記油圧を流入させる入力ポートと、前記弁体によって開閉される出力ポートとが形成されており、
   前記開閉弁は、ベルト式無段変速機のプーリにおける油圧室と前記油圧源との間に設けられ、前記出力ポートが前記油圧室に連通されている
   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油圧制御装置。

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