JP6377465B2 - 無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の停車時に、無段変速機への油圧供給を停止する無段変速機の油圧制御装置に関する発明である。
従来、車両の停車に伴って無段変速機への油圧供給を停止し、その後再発進意図が発生したときに、セカンダリプーリのみに油圧供給を行う無段変速機の油圧制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2013-181408号公報
従来の無段変速機の油圧制御装置では、再発進意図の発生に伴ってオイルポンプを駆動した直後には、プライマリプーリに油圧供給が行われず、セカンダリプーリに供給される油圧(セカンダリ圧)が安定して車速が生じた後にプライマリプーリへの油圧供給を行っている。
そのため、プライマリプーリへの油圧供給の発生により、セカンダリプーリに供給されていた作動油の流量が低下し、セカンダリ圧が不安定になってしまう。また、プライマリプーリへは急激に作動油が流れ込むため、プライマリプーリに供給される油圧(プライマリ圧)が大きくオーバーシュートし、安定するまでに時間がかかる。
これにより、プライマリ圧とセカンダリ圧の油圧バランスが崩れてしまい、再発進後の速やかな変速制御を行うことができないという問題が生じる。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、停車後の再発進時、プライマリ圧とセカンダリ圧の油圧バランスの崩れを防止することができる無段変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の無段変速機の油圧制御装置は、有効径が可変であるプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられるベルトと、を有する無段変速機において、プーリ油圧回路と、油圧コントローラと、を備えている。
前記プーリ油圧回路は、油圧供給源と、前記油圧供給源の吐出圧を元圧にしてライン圧を調圧するライン圧調整弁と、前記ライン圧を元圧にして前記プライマリプーリに供給するプライマリ圧を調圧するプライマリ圧調整弁と、を有する。
前記油圧コントローラは、前記油圧供給源と、前記ライン圧調整弁と、前記プライマリ圧調整弁をそれぞれ制御する。そして、この油圧コントローラでは、停車し、走行駆動源を停止したときに、前記油圧供給源を停止させると共に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値に設定する。
よって、本発明の無段変速機の油圧制御装置では、停車時に、プライマリ圧調整弁に対する指示値が、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値に設定される。
ここで、停車時にプライマリ圧調整弁に対する指示値を低下させることで、再発進意図発生時に、このプライマリ圧調整弁に対する指示値を任意の速度で上昇させ、プライマリ圧を調圧することが可能となる。
一方、停車時にプライマリ圧調整弁に対する指示値をゼロに設定すると、再発進意図発生に伴ってプライマリ圧を調圧するときのプライマリ圧初期値がゼロになってしまう。そのため、プライマリ圧の調圧開始時、プライマリプーリに急激に作動油が流れ込み、セカンダリプーリ側の作動油流量の低下を招く。これに対し、停車時のプライマリ圧調整弁に対する指示値をゼロより大きい値に設定することで、プライマリ圧の調圧初期に、プライマリプーリへの油路に作動油を充填することができる。これにより、プライマリ圧の調圧中に、セカンダリプーリ側の作動油流量の急激な低下を抑制し、セカンダリプーリに供給する油圧の変動を抑えることができる。
この結果、停車後の再発進時、プライマリ圧とセカンダリ圧の油圧バランスの崩れを防止することができる。
実施例1の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例1のハイブリッド車両に備えられたプーリ油圧回路を示す油圧回路図である。 実施例1の統合コントローラにて実行される無段変速機油圧制御処理の流れを示すフローチャートである。 第1比較例の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。 第2比較例の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。
以下、本発明の無段変速機の油圧制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
(実施例1)
まず、実施例1の無段変速機の油圧制御装置の構成を、「ハイブリッド車両の全体システム構成」、「プーリ油圧回路の詳細構成」、「無段変速機油圧制御処理構成」に分けて説明する。
[ハイブリッド車両の全体システム構成]
図1は、実施例1の制御装置が適用されたハイブリッド車両(車両の一例)を示す全体システム図である。以下、図1に基づいて、実施例1のハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
実施例1の無段変速機の油圧制御装置は、図1に示すハイブリッド車両に適用されている。このハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngと、第1クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMGと、第2クラッチCL2と、無段変速機CVTと、ファイナルギヤFGと、左駆動輪LTと、右駆動輪RTと、を備えている。
前記エンジンEngは、希薄燃焼可能であり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御される。
前記第1クラッチCL1は、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGとの間の位置に介装される。この第1クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて常時解放(ノーマルオープン)の乾式クラッチが用いられ、エンジンEngからモータ/ジェネレータMG間の締結/半締結/解放を行なう。この第1クラッチCL1が完全締結状態ならモータトルクとエンジントルクが第2クラッチCL2へと伝達され、解放状態ならモータトルクのみが、第2クラッチCL2へと伝達される。なお、締結/半締結/解放の制御は、油圧アクチュエータに対するストローク制御にて行われる。
前記モータ/ジェネレータMGは、交流同期モータ構造であり、発進時や走行時に駆動トルク制御や回転数制御を行うと共に、制動時や減速時に回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーのバッテリBATへの回収を行なうものである。
前記第2クラッチCL2は、モータ/ジェネレータMGと左右駆動輪LT,RTとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第2クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/解放が制御される。実施例1の第2クラッチCL2は、遊星ギアによる無段変速機CVTの前後進切替機構に設けられた前進クラッチFCと後退ブレーキRBを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチFCが第2クラッチCL2とされ、後退走行時には、後退ブレーキRBが第2クラッチCL2とされる。
前記無段変速機CVTは、プライマリプーリPriと、セカンダリプーリSecと、このプライマリプーリPriとセカンダリプーリSecの間に掛け渡されたプーリベルトVを有するベルト式無段変速機である。プライマリプーリPriとセカンダリプーリSecは、それぞれ油圧が供給されることでプーリ幅を変更し、プーリベルトVを挟持する面の径を変更して変速比(プーリ比)を自在に制御する。
さらに、モータ/ジェネレータMGのモータ出力軸MGoutには、チェーンCHを介して機械式オイルポンプO/Pの入力ギアが接続されている。この機械式オイルポンプO/Pは、モータ/ジェネレータMGの回転駆動力によって作動するオイルポンプであり、例えばギアポンプやベーンポンプ等が用いられる。また、この機械式オイルポンプO/Pは、モータ/ジェネレータMGの回転方向に拘らずオイル吐出が可能となっている。さらに、ここでは、オイルポンプとして、サブモータS/Mの回転駆動力によって作動する電動オイルポンプM/O/Pが設けられている。
そして、この機械式オイルポンプO/Pと電動オイルポンプM/O/Pは、第1,第2クラッチCL1,CL2及び無段変速機CVTへ供給する作動油圧(制御圧)を作り出す油圧供給源OILとなっている。この油圧供給源OILでは、機械式オイルポンプO/Pからの吐出油圧が十分であるときはサブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止させる。また、機械式オイルポンプO/Pからの吐出油圧が低下すると、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、この電動オイルポンプM/O/Pからも作動油を吐出するように切り替えられる。
そして、このハイブリッド車両は、第1クラッチCL1とモータ/ジェネレータMGと第2クラッチCL2により1モータ・2クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として「EVモード」と「HEVモード」を有する。
前記「EVモード」は、第1クラッチCL1を解放し、第2クラッチCL2を締結してモータ/ジェネレータMGのみを駆動源に有する電気自動車モードである。
前記「HEVモード」は、第1,第2クラッチCL1,CL2を締結してエンジンEngとモータ/ジェネレータMGを駆動源に有するハイブリッド車モードである。
実施例1のハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、インバータINVと、バッテリBATと、統合コントローラ10と、変速機コントローラ11と、クラッチコントローラ12と、エンジンコントローラ13と、モータコントローラ14と、バッテリコントローラ15と、を備えている。
前記インバータINVは、直流/交流の変換を行い、モータ/ジェネレータMGの駆動電流を生成する。また生成する駆動電流の位相を逆転することでモータ/ジェネレータMGの出力回転を反転する。
前記バッテリBATは、充放電可能な二次電池であり、モータ/ジェネレータMGへの電力供給と、モータ/ジェネレータMGが回生した電力の充電を行う。
前記統合コントローラ10は、バッテリ状態(ここでは、バッテリコントローラ15から入力)、アクセル開度(ここでは、アクセル開度センサ21により検出)、及び車速(ここでは、変速機出力回転数に同期した値、変速機出力回転数センサ22により検出)から目標駆動トルクを演算する。そして、その結果に基づき各アクチュエータ(モータ/ジェネレータMG、エンジンEng、第1クラッチCL1、第2クラッチCL2、無段変速機CVT)に対する指令値を演算し、各コントローラ11〜15へと送信する。
また、この統合コントローラ10は、アイドルストップ制御部10aを有している。このアイドルストップ制御部10aは、車速等に基づいて停車(車両停止)を判定したら、エンジンEng及びモータ/ジェネレータMGからなる走行駆動源を停止させる。そして、運転者のアクセル操作やブレーキ操作(ブレーキスイッチセンサ23により検出)、ステアリング操作等に基づき、停車後の再発進意図の発生を判定したら、エンジンEngやモータ/ジェネレータMGからなる走行駆動源を再始動させる。
前記変速機コントローラ11(油圧コントローラ)は、統合コントローラ10からの変速指令を達成するように変速制御を行なう。この変速制御は、プーリ油圧回路100を介して無段変速機CVTのプライマリプーリPriの油圧室に供給する油圧(以下、「プライマリ圧PPri」という)及びセカンダリプーリSecの油圧室に供給する油圧(以下、「セカンダリ圧PSec」という)をそれぞれ制御することで行われる。
また、この変速機コントローラ11では、プーリ油圧回路100に供給される油圧を制御する。すなわち、サブモータS/Mを駆動する際、機械式オイルポンプO/Pからの吐出油圧(モータ回転数センサ24の検出値から演算)に応じて、電動オイルポンプM/O/Pの回転数制御を行う。さらに、この変速機コントローラ11では、停車時にアイドルストップ制御部10aによって走行駆動源が停止されたら、サブモータS/Mが駆動しているときには、このサブモータS/Mを停止させ、油圧供給源OILからの油圧供給を停止する。そして、停車後の再発進意図が発生し、走行駆動源が再駆動したら、サブモータS/Mを作動させて油圧供給源OILからの油圧供給を再開する。
前記クラッチコントローラ12は、第2クラッチ入力回転数(モータ回転数センサ24により検出)、第2クラッチ出力回転数(第2クラッチ出力回転数センサ25により検出)、クラッチ油温(作動油温センサ26により検出)を入力する。また、このクラッチコントローラ12は、統合コントローラ10からの第1クラッチ制御指令及び第2クラッチ制御指令を達成するように、第1クラッチ制御、第2クラッチ制御をそれぞれ行う。この第1クラッチ制御は、プーリ油圧回路100を介して第1クラッチCL1に供給される油圧を制御することで行われる。また、第2クラッチ制御は、プーリ油圧回路100を介して第2クラッチCL2に供給される油圧を制御することで行われる。
前記エンジンコントローラ13は、エンジン回転数(エンジン回転数センサ27により検出)を入力すると共に、統合コントローラ10からの目標エンジントルクに対応したエンジントルク指令値を達成するようにエンジントルク制御を行なう。
前記モータコントローラ14は、統合コントローラ10からの目標モータトルクに対応したモータトルク指令値やモータ回転数指令値を達成するようにモータ/ジェネレータMGの制御を行なう。
前記バッテリコントローラ15は、バッテリBATの充電状態を管理し、その情報を統合コントローラ10へと送信する。なお、バッテリBATの充電状態は、バッテリ電圧センサ15aが検出する電源電圧と、バッテリ温度センサ15bが検出するバッテリ温度とに基づいて演算している。
[プーリ油圧回路の詳細構成]
図2は、実施例1のハイブリッド車両に備えられたプーリ油圧回路を示す油圧回路図である。以下、図2に基づいて、実施例1のプーリ油圧回路の詳細構成を説明する。
前記プーリ油圧回路100は、機械式オイルポンプO/P及び電動オイルポンプM/O/Pからなる油圧供給源OILから供給される油圧を、第1クラッチCL1、第2クラッチCL2、無段変速機CVTのプライマリプーリPri、セカンダリプーリSecにそれぞれ調圧して供給する。このプーリ油圧回路100は、図2に示すように、油圧供給源OILと、ライン圧調整弁110と、第1クラッチ圧調整弁111と、プライマリ圧調整弁112と、セカンダリ圧調整弁113と、第2クラッチ圧調整弁114と、第1クラッチ圧制御弁115と、を有している。
前記ライン圧調整弁110は、油圧供給源OILの吐出口に接続された変速機油圧回路101に設けられ、油圧供給源OILの吐出圧を元圧にしてライン圧PLを調圧する圧力調整弁である。すなわち、このライン圧調整弁110は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを移動させ、変速機油圧回路101の油圧を第1クラッチ油圧回路102に逃がすことで、ライン圧PLを調圧する。
前記第1クラッチ圧調整弁111は、ライン圧調整弁110の下流側(ドレン側)に接続された第1クラッチ油圧回路102に設けられ、ライン圧PLを元圧にして第1クラッチレギュレータ圧PRCLを調圧する圧力調整弁である。すなわち、この第1クラッチ圧調整弁111は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを移動させ、第1クラッチ油圧回路102内の作動油をドレン回路103に逃がすことで、第1クラッチレギュレータ圧PRCLを調圧する。つまり、第1クラッチレギュレータ圧PRCLが過剰な場合、この第1クラッチ圧調整弁111により、その余剰分の油圧がドレン回路103に抜かれる。
前記ドレン回路103は、第1クラッチ油圧回路102での油圧が過剰なときに、その余剰分の油圧を抜くための回路である。このドレン回路103に流れた作動油は、第1,第2クラッチCL1,CL2等の潤滑に回された後、ストレーナ108に回収される。なお、ストレーナ108に回収された作動油は、吸入回路109を介して油圧供給源OILに吸い込まれる。
前記プライマリ圧調整弁112は、変速機油圧回路101に設けられ、ライン圧PLを元圧にしてプライマリ圧PPriを調圧する圧力調整弁である。すなわち、このプライマリ圧調整弁112は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを閉じることで、プライマリ回路104に供給されるライン圧PLを減圧し、プライマリ圧PPriを調圧する。
ここで、プライマリ圧調整弁112に対して全開指示値を出力すると、このプライマリ圧調整弁112は全開状態になり、ライン圧PLを減圧することなくプライマリ圧PPriにする。すなわち、ライン圧PL指示値=プライマリ圧PPri指示値のときには、プライマリ圧調整弁112に対して全開指示値が出力される。
なお、プライマリ圧PPriが過剰な場合には、このプライマリ圧調整弁112を介して余剰分の油圧がドレン回路103に抜かれる。
前記セカンダリ圧調整弁113は、変速機油圧回路101に設けられ、ライン圧PLを元圧にしてセカンダリ圧PSecを調圧する圧力調整弁である。すなわち、このセカンダリ圧調整弁113は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを閉じることで、セカンダリ回路105に供給されるライン圧PLを減圧し、セカンダリ圧PSecを調圧する。
ここで、セカンダリ圧調整弁113に対して全開指示値を出力すると、このセカンダリ圧調整弁113は全開状態になり、ライン圧PLを減圧することなくセカンダリ圧PSecにする。すなわち、ライン圧PL指示値=セカンダリ圧PSec指示値のときには、セカンダリ圧調整弁113に対して全開指示値が出力される。
なお、セカンダリ圧PSecが過剰な場合には、このセカンダリ圧調整弁113を介して余剰分の油圧がドレン回路103に抜かれる。
前記第2クラッチ圧調整弁114は、変速機油圧回路101に設けられ、ライン圧PLを元圧にして第2クラッチCL2に供給する第2クラッチ圧PCL2を調圧する圧力調整弁である。すなわち、この第2クラッチ圧調整弁114は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを閉じることで、第2クラッチ回路106に供給されるライン圧PLを減圧し、第2クラッチ圧PCL2を調圧する。
なお、ここでは、前進クラッチFCと後退ブレーキRBに供給する油圧を個別に調圧する。また、第2クラッチ圧PCL2が過剰な場合には、この第2クラッチ圧調整弁114を介して余剰分の油圧がドレン回路103に抜かれる。
前記第1クラッチ圧制御弁115は、第1クラッチ油圧回路102に設けられ、第1クラッチレギュレータ圧PRCLを元圧にして第1クラッチCL1に供給する第1クラッチ圧PCL1を調圧する圧力調整弁である。すなわち、この第1クラッチ圧制御弁115は、変速機コントローラ11からの指示値によってスプールを閉じることで、第1クラッチ回路107に供給される第1クラッチレギュレータ圧PRCLを減圧し、第1クラッチ圧PCL1を調圧する。
なお、第1クラッチ圧PCL1が過剰な場合には、この第1クラッチ圧制御弁115を介して余剰分の油圧がドレン回路103に抜かれる。
[無段変速機油圧制御処理構成]
図3は、実施例1の統合コントローラにて実行される無段変速機油圧制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図3に基づいて、実施例1の無段変速機油圧制御処理構成を説明する。
ステップS1では、車速や、アクセル開度、ブレーキ操作情報等の必要情報を読み込み、ステップS2へ進む。
ステップS2では、ステップS1での必要情報の読み込みに続き、車両が停止したか否かを判断する。YES(停車)の場合はステップS3へ進む。NO(非停車)の場合はステップS11へ進む。
ここでは、車両の停止(停車)は、ブレーキスイッチがONになると共に、車速が所定値未満になったことで判断する。
ステップS3では、ステップS2での停車との判断に続き、油圧供給源OILからの油圧供給を停止可能か否か、つまりオイルポンプ停止条件が成立したか否かを判断する。YES(オイルポンプ停止条件成立)の場合はステップS4へ進む。NO(オイルポンプ停止条件未成立)の場合はステップS11へ進む。
ここで、「オイルポンプ停止条件」とは、例えばアイドルストップ制御部10aによって走行駆動源が停止されたこと等である。
ステップS4では、ステップS3でのオイルポンプ停止条件成立との判断に続き、サブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止させると共に、プライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値になるように変更し、ステップS5へ進む。
ここで、停車直前では、車速の低下に伴ってモータ/ジェネレータMGの出力回転数が低下し、機械式オイルポンプO/Pの吐出油圧が不足する。そのため、通常、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、油圧供給源OILからの油圧供給を確保している。このステップS4において電動オイルポンプM/O/Pを停止することで、油圧供給源OILからの油圧供給が停止する。これにより、変速機油圧回路101等から作動油が抜けていく。
また、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を変更することで、プライマリ圧PPriの目標値が低下する。
なお、ライン圧PLを調圧するライン圧調整弁110に対する指示値と、セカンダリ圧PSecを調圧するセカンダリ圧調整弁113に対する指示値は、いずれも電動オイルポンプM/O/Pの停止前と同じ値のままとする。
ステップS5では、ステップS4でのオイルポンプ停止とプライマリ圧調整弁112への指示変更に続き、車両を再発進させる意図がドライバーに発生したか否かを判断する。YES(再発進意図あり)の場合はステップS6へ進む。NO(再発進意図なし)の場合はステップS4へ戻る。
ここで、「再発進させる意図」は、ブレーキスイッチがOFFになったこと(ブレーキペダルから足が離れたこと)で発生したと判断する。
ステップS6では、ステップS5での再発進意図ありとの判断に続き、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、ステップS7へ進む。電動オイルポンプM/O/Pが作動することで、油圧供給源OILからの油圧供給が再開し、変速機油圧回路101等に作動油が流れ込む。
ステップS7では、ステップS6での電動オイルポンプM/O/Pの作動に続き、セカンダリ圧PSecの実際値(実セカンダリ圧)が、所定の閾値を上回ったか否かを判断する。YES(実セカンダリ圧>閾値)の場合はステップS8へ進む。NO(実セカンダリ圧≦閾値)の場合はステップS6へ戻る。
ここで、「閾値」とは、セカンダリ圧PSecが発生した(セカンダリ回路105への作動油充填が完了した)と判断できると共に、セカンダリ圧PSecの目標値よりは小さい値に設定される。また、実セカンダリ圧は、セカンダリ回路105に設けた油圧センサ105aにて検出する。
ステップS8では、ステップS7での実セカンダリ圧>閾値との判断に続き、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、任意の速度で上昇させ、ステップS9へ進む。
ここで、「任意の速度」とは、セカンダリ圧PSecが安定するまでの間に、プライマリ圧調整弁112に対する指示値が、プライマリ圧PPriの必要油圧(目標値)に達する速度である。なお、セカンダリ圧PSecが安定するまでの時間は、作動油の油圧応答特性から推定する。また、「セカンダリ圧PSecが安定する」とは、実セカンダリ圧の値が目標値に対して所定の許容範囲内に所定時間の間収束することである。
ステップS9では、ステップS8でのプライマリ圧調整弁112への指示値上昇に続き、このプライマリ圧調整弁112に対する指示値が、プライマリ圧PPriの必要油圧に達したか否かを判断する。YES(プライマリ圧指示値≧必要油圧)の場合はステップS10へ進む。NO(プライマリ圧指示値<必要油圧)の場合はステップS8へ戻る。
ここで、「必要油圧」とは、無段変速機CVTの変速を可能とする油圧であり、任意に設定する。
ステップS10では、ステップS9でのプライマリ圧指示値≧必要油圧との判断に続き、プライマリ圧調整弁112への指示値を必要油圧に維持し、ステップS11へ進む。これにより、プライマリ圧調整弁112に対する指示値のランプ制御が終了する。
ステップS11では、ステップS2での非停車との判断、又はステップS3でのオイルポンプ停止条件未成立との判断、又はステップS10でのプライマリ圧指示値のランプ制御終了との判断のいずれかに続き、通常油圧制御を実施し、リターンへ進む。
ここで、ステップS2又はステップS10に続く「通常油圧制御」とは、走行中油圧制御であり、プライマリ圧PPri及びセカンダリ圧PSecを、アクセル開度と車速に基づいて設定される要求変速比に応じた値とするように、プライマリ圧調整弁112及びセカンダリ圧調整弁113を個別に制御することである。
また、ステップS3に続く「通常油圧制御」とは、アイドルストップ中油圧制御であり、無段変速機CVTの変速比は維持したまま、プーリ油圧回路100の各回路からのオイル抜けを防止するように、サブモータS/Mを制御することである。
次に、作用を説明する。
まず、「比較例の制御装置における油圧制御とその課題」を説明し、続いて、実施例1の無段変速機の油圧制御装置における油圧制御作用を説明する。
[比較例の制御装置における油圧制御とその課題]
(第1比較例)
図4は、第1比較例の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。以下、図4に基づいて、第1比較例の制御装置における油圧制御とその課題を説明する。
ハイブリッド車両において、アクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキスイッチがONになると共に車速が低下していく。このとき、車速の低下に伴ってモータ/ジェネレータMGの回転数が低下し、機械式オイルポンプO/Pの吐出油圧が不足する。このため、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、ライン圧PL及びプライマリ圧PPri、セカンダリ圧PSecをそれぞれ確保する。
図4に示す時刻t時点において車速がゼロになり、停車したと判断されると共に、オイルポンプ停止条件が成立したら、サブモータS/Mを停止して電動オイルポンプM/O/Pを停止させる。これにより、電動オイルポンプM/O/Pの回転数がゼロになり、油圧供給源OILから変速機油圧回路101への油圧供給が停止する。このため、ライン圧PLが低下してゼロになり、このライン圧PLを元圧とするプライマリ圧PPriの実際値(実プライマリ圧)及びセカンダリ圧PSecの実際値(実セカンダリ圧)はゼロになる。
一方、プライマリ圧PPriの指示値及びセカンダリ圧PSecの指示値は、停車前の値に対して変動させずに維持する。
時刻t時点において、ブレーキペダルから足を離したことでブレーキスイッチがOFFになったら、ドライバーに再発進意図が生じたとして、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。これにより、電動オイルポンプM/O/Pの回転数が上昇し、油圧供給源OILから変速機油圧回路101への油圧供給が再開される。また、油圧供給の再開によって変速機油圧回路101やプライマリ回路104、セカンダリ回路105等へと作動油が急激に流れ込み、実プライマリ圧及び実セカンダリ圧はそれぞれ急上昇する。
なお、このとき油圧のオーバーシュート(指示値に対して大きく上振れすること)を抑制するため、電動オイルポンプM/O/Pの回転数は時間に応じて増加させていく。
そして、電動オイルポンプM/O/Pによる油圧供給の再開によって、セカンダリ回路105に作動油が流れ込み、セカンダリ圧PSecが立ち上がる。また、このとき、プライマリ圧PPriの指示値は必要油圧を維持しているため、油圧供給の再開初期からプライマリ回路104にも比較的大量に作動油が流れ込んでいく。そのため、再発進時に高油圧になるセカンダリプーリSecに供給される作動油流量が抑制されてしまい、セカンダリ圧PSecの立ち上がりが遅くなる。これにより、プーリベルトVをクランプ可能になるまでに時間がかかってしまう。
しかも、プライマリプーリPriへ油圧供給がなされた瞬間、プライマリ回路104へ作動油が急激に流れ込むため、プライマリプーリPriへの油圧供給過多になり、実プライマリ圧が大きく変動してしまう。そのため、この実プライマリ圧が安定するまでに時間がかかる。
その後、実プライマリ圧は、プライマリ圧調整弁112によってプライマリ圧指示値に収束し、実セカンダリ圧は、セカンダリ圧調整弁113によってセカンダリ圧指示値に収束していく。
時刻t時点でアクセルペダルが踏み込まれると、アクセル開度が発生する。これに対し、油圧供給源OILからの油圧供給に伴って変速機油圧回路101やプライマリ回路104、セカンダリ回路105等に急激に作動油が流れ込むことで、実プライマリ圧や実セカンダリ圧が大幅にオーバーシュートし、この時刻t時点では、実セカンダリ圧は安定していない。つまり、プーリベルトVのクランプ圧が不安定であり、無段変速機CVTにおけるトルク伝達を行うことができない。そのため、走行駆動源であるモータ/ジェネレータMG等からの動力を伝達することができないため、車速は上昇しない。
その後、時刻t時点において実セカンダリ圧が安定したことで、無段変速機CVTにおけるトルク伝達が可能となり、走行駆動源(モータ/ジェネレータMG等)からの動力が伝達され、車速が発生する。
そして、時刻t時点において、プライマリ圧PPriが安定すれば、プライマリプーリPriとセカンダリプーリSecの有効径を変化させることができ、無段変速機CVTの変速が可能になる。
このように、アイドルストップに伴ってサブモータS/Mを停止し、電動オイルポンプM/O/Pからの油圧供給を停止しても、プライマリプーリPriに供給するプライマリ圧PPriの指示値を、必要油圧に設定したままにした場合では、油圧供給の再開初期からプライマリ圧PPriが立ち上がってしまう。そのため、プーリベルトVをクランプするセカンダリ圧PSecの立ち上がりが遅くなり、無段変速機CVTをトルク伝達可能とするまでに時間がかかる。
また、プライマリ回路104に対して作動油が急激に流れ込むため、プライマリプーリPriへの油圧の供給過多になる。そのため、実プライマリ圧が安定するまでに時間がかかり、変速可能状態になるまでに時間を要するという問題も生じる。
(第2比較例)
図5は、第2比較例の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。以下、図5に基づいて、第2比較例の制御装置における油圧制御とその課題を説明する。
この第2比較例では、アイドルストップに伴って油圧供給源OILからの油圧供給が停止したら、プライマリプーリPriに供給するプライマリ圧PPriの指示値をゼロに設定する。そして、油圧供給再開後、プーリベルトVをクランプするセカンダリ圧PSecが安定したら、プライマリ圧PPriの指示値を必要油圧に設定する。
すなわち、図5に示す時刻t11時点において、車速がゼロになると共に、オイルポンプ停止条件が成立したら、油圧供給源OILからの油圧供給を停止し、実プライマリ圧及び実セカンダリ圧がゼロになる。一方、プライマリ圧PPriの指示値をゼロに設定し、セカンダリ圧PSecの指示値を停車前の値に対して変動させずに維持する。
時刻t12時点において、ドライバーに再発進意図が生じたら、油圧供給源OILからの油圧供給が再開される。これにより、セカンダリ回路105に作動油が流れ込み、セカンダリ圧PSecが立ち上がる。また、このとき、プライマリ圧PPriの指示値はゼロに設定されているため、油圧供給の再開初期には、プライマリ回路104に作動油が流れ込むことはない。このため、再発進時に高油圧になるセカンダリプーリSecに供給される作動油流量が抑制されることがなくなり、セカンダリ圧PSecを速やかに立ち上げることができる。
そして、時刻t13時点でアクセルペダルが踏み込まれると、アクセル開度が発生する。これに対し、この時刻t13時点では、実セカンダリ圧は安定しておらず、プーリベルトVのクランプ圧が不安定になっているため、無段変速機CVTにおけるトルク伝達を行うことができない。そのため、走行駆動源であるモータ/ジェネレータMG等からの動力を伝達することができないため、車速は上昇しない。
時刻t14時点で実セカンダリ圧が安定すれば、無段変速機CVTにおけるトルク伝達が可能となり、走行駆動源(モータ/ジェネレータMG等)からの動力が伝達され、車速が発生する。
一方、この時刻t14時点において、実セカンダリ圧が安定したことで、プライマリ圧の指示値を必要油圧に設定する。これにより、プライマリ回路104へと作動油が急激に流れ込んでいき、実プライマリ圧が立ち上がる。
しかしながら、プライマリ回路104に作動油が急激に流れ込むことで、セカンダリ回路105に流れる作動油流量が低下し、安定していたセカンダリ圧PSecに影響が発生して、実セカンダリ圧が不安定になってしまう。
そのため、プーリベルトVのクランプ力が変動し、ベルトスリップが生じるおそれがある。また、プライマリ圧PPriが立ち上がることで実セカンダリ圧が不安定になるため、実プライマリ圧PPriが安定するまでに時間がかかり、無段変速機CVTが変速可能状態になるまでに時間を要するという問題も発生する。
[油圧制御作用]
図6は、実施例1の制御装置において、アイドルストップ前後におけるアクセル開度・ブレーキスイッチ・車速・電動オイルポンプ回転数・プライマリ圧指示値・セカンダリ圧指示値・実プライマリ圧・実セカンダリ圧の各特性を示すタイムチャートである。以下、図6に基づいて、実施例1の制御装置における油圧制御作用を説明する。
実施例1のハイブリッド車両において、アクセル足離し・ブレーキペダル踏み込み状態で車速が低下していき、機械式オイルポンプO/Pの吐出油圧が不足したら、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させ、ライン圧PLを確保する。このような状態で図6における時刻t21時点で車速がゼロに達すると共に、オイルポンプ停止条件が成立すると、図3に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進む。
これにより、まずサブモータS/Mが停止され、電動オイルポンプM/O/Pが停止する。このため、電動オイルポンプ回転数がゼロになって油圧供給源OILからの油圧供給が停止し、変速機油圧回路101やプライマリ回路104、セカンダリ回路105等から作動油が抜ける。これにより、図示しないが実ライン圧がゼロになる。そして、実ライン圧がゼロになったことで、ライン圧PLを元圧として作り出される(つまり、ライン圧PLを減圧して作り出される)実セカンダリ圧及び実プライマリ圧もゼロになる。
次に、プライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値になるように変更する。なお、セカンダリ圧PSecを調圧するセカンダリ圧調整弁113に対する指示値は、任意の必要油圧に対して変動させずに維持する。
そして、時刻t22時点において、ブレーキペダルから足を離したことでブレーキスイッチがOFFになったら、ドライバーの再発進意図が生じたとして、ステップS5→ステップS6へと進み、サブモータS/Mを駆動して電動オイルポンプM/O/Pを作動させる。これにより、電動オイルポンプM/O/Pの回転数が上昇し、油圧供給源OILから変速機油圧回路101への油圧供給が再開される。このとき、セカンダリ圧調整弁113に対しては、任意の指令値が出力されたままである。このため、セカンダリ回路105に急激に作動油が流れ込み、実セカンダリ圧は急上昇する。
一方、プライマリ圧調整弁112に対する指示値は、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値になっている。そのため、プライマリ回路104に作動油は流れ込むものの、流れこむ作動油流量は抑制され、実プライマリ圧が急上昇することはない。
そして、時刻t23時点において、セカンダリ回路105に作動油が充填され、実セカンダリ圧が発生したと判断できる所定の閾値に達したら、ステップS7→ステップS8へと進み、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、セカンダリ圧PSecが安定するまでにこの指示値がプライマリ圧PPriの必要油圧に達する速度で上昇させ始める。
これにより、プライマリ圧調整弁112がゆっくりと開放されることになり、実プライマリ圧を指示値に向かって少しずつ上昇させることができる。つまり、実プライマリ圧の急上昇を抑制することができる。
また、プライマリ圧調整弁112に対する指示値の上昇は、実セカンダリ圧の発生を確認してから開始する。このため、プライマリ圧PPriの調圧はセカンダリ圧PSecの発生後に行われることになり、油圧供給源OILからの油圧供給の開始初期には、セカンダリ回路105に優先的に油圧を供給することができる。これにより、セカンダリ圧PSecを速やかに立ち上げることができる。
さらに、プライマリ圧調整弁112に対する指示値の上昇は、セカンダリ圧PSecが目標値に達する前に開始する。そのため、セカンダリ圧PSecが立ち上がった後には、プライマリ回路104にも油圧を供給することになり、セカンダリ回路105への油圧の供給過多を抑制して、実セカンダリ圧が大幅にオーバーシュートすることを防止できる。
時刻t24時点においてアクセルペダルが踏み込まれると、アクセル開度が発生する。これに対し、油圧供給源OILからの油圧供給に伴って変速機油圧回路101やセカンダリ回路105等に急激に作動油が流れ込むことで、実セカンダリ圧は指示値に対して大幅にオーバーシュートする。そのため、この時刻t24時点では、実セカンダリ圧は安定しておらず、無段変速機CVTにおけるトルク伝達を行うことができないため、車速は上昇しない。
そして、時刻t25時点において、プライマリ圧調整弁112に対する指示値がプライマリ圧PPriの必要油圧に達したら、ステップS10→ステップS11へと進んで、その指示値を維持する。
その後、時刻t26時点において実セカンダリ圧が安定すれば、無段変速機CVTにおけるベルト滑りが生じず、トルク伝達が可能となる。そして、走行駆動源であるモータ/ジェネレータMG等からの動力が伝達され、車速が発生する。
また、プライマリ圧調整弁112に対する指示値は、ランプ制御によって上昇させているので、実プライマリ圧の急上昇は抑えられる。しかも、このときのプライマリ圧調整弁112に対する指示値の上昇速度は、セカンダリ圧PSecが安定するまでにこの指示値をプライマリ圧PPriの必要油圧にする速度である。
そのため、実プライマリ圧の変動を抑制しつつ、実セカンダリ圧とほぼ同じタイミング(時刻t26時点)において実プライマリ圧を安定させることができる。これにより、車速が上昇するとほぼ同時に無段変速機CVTの変速を可能にすることができる。
このように、停車時に、プライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値になるように変更することで、プライマリ圧PPriを停車直前よりも低くして、油圧の再供給時にプライマリ圧調整弁112に対する指示値をランプ制御することが可能になる。
また、この停車時におけるプライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112に対する指示値は、ゼロよりも大きい値とする。そのため、プライマリプーリPriへの油圧供給初期に、プライマリ回路104へ作動油を充填することができる。これにより、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を上昇させたときに、セカンダリ回路105を流れる作動油流量の大きな変化を抑制することができ、プライマリ圧調整弁112に対する指示値のランプ制御を開始したときに実セカンダリ圧が大きく変動することを防止できる。
この結果、プライマリ圧PPriとセカンダリ圧PSecの油圧バランスの崩れを防止することができる。
そして、この実施例1では、再発進意図が発生したときに、プライマリ圧調整弁112に対する指示値をランプ制御によって上昇させることで、プライマリ回路104へ作動油が急激に流れ込み、実プライマリ圧が急上昇することを防止できる。つまり、実プライマリ圧が指示値に対して乖離することを防止できる。そのため、実プライマリ圧のオーバーシュートを抑制して早期に安定させることができ、再発進時に無段変速機CVTの変速を速やかに可能とすることができる。
また、この実施例1では、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、実セカンダリ圧が発生した後に上昇させる。そのため、油圧供給の開始初期に、セカンダリ回路105に優先的に油圧供給され、再発進時に高油圧になるセカンダリ圧PSecを速やかに立ち上げることができる。これにより、再発進時の車両発進性能の低下を防止することができる。
さらに、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を上昇させる開始タイミングは、実セカンダリ圧が目標値に達する前である。そのため、セカンダリ圧PSecが立ち上がった後には、プライマリ回路104へも油圧供給が開始されるので、セカンダリ回路105への油圧供給過多を抑制し、実セカンダリ圧の大幅なオーバーシュートを防止して、セカンダリ圧PSecを早期に安定させることができる。
そして、この実施例1では、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、油圧応答特性から推定したセカンダリ圧PSecが安定するタイミングよりも前に目標値に達する速度で上昇させる。これにより、実プライマリ圧の変動を抑制しつつ、実セカンダリ圧とほぼ同じタイミングで実プライマリ圧を安定させることができる。すなわち、車速が発生するタイミングとほぼ同時に変速可能にすることができる。
次に、効果を説明する。
実施例1の無段変速機の油圧制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 有効径が可変であるプライマリプーリPri及びセカンダリプーリSecと、前記プライマリプーリPri及びセカンダリプーリSecに巻き掛けられるプーリベルトVと、を有する無段変速機CVTにおいて、
油圧供給源OILと、前記油圧供給源OILの吐出圧を元圧にしてライン圧PLを調圧するライン圧調整弁110と、前記ライン圧PLを元圧にして前記プライマリプーリPriに供給するプライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112と、を有するプーリ油圧回路100と、
前記油圧供給源OILと、前記ライン圧調整弁110と、前記プライマリ圧調整弁112をそれぞれ制御する油圧コントローラ(変速機コントローラ11)と、を備え、
前記油圧コントローラ(変速機コントローラ11)は、停車時に、前記油圧供給源OILを停止させると共に、前記プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値に設定する構成とした。
これにより、停車後の再発進時、プライマリ圧PPriとセカンダリ圧PSecの油圧バランスの崩れを防止することができる。
(2) 前記油圧コントローラ(変速機コントローラ1)は、前記停車後の再発進意図が発生したときに、前記油圧供給源OILを作動させると共に、前記プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、必要油圧になるまで任意の速度で上昇させる構成とした。
これにより、プライマリ圧のオーバーシュートを抑制して、再発進後の変速制御を速やかに行うことができる。
(3) 前記油圧コントローラ(変速機コントローラ11)は、前記停車後の再発進意図が発生した後に前記セカンダリプーリSecに供給するセカンダリ圧PSecが所定値に達した後、前記セカンダリ圧PSecが目標値に達する前に、前記プライマリ圧調整弁112に対する指示値の上昇を開始する構成とした。
これにより、(2)の効果に加え、再発進時に高油圧になるセカンダリ圧PSecを速やかに立ち上げ、再発進時の車両発進性能の低下を防止することができる。
(4) 前記油圧コントローラ(変速機コントローラ11)は、前記停車後の再発進意図が発生した後、前記セカンダリプーリに供給するセカンダリ圧PSecが安定するタイミングを推定し、
前記停車後の再発進意図が発生してから、前記セカンダリ圧PSecが安定するまでの間に、前記プライマリ圧調整弁112に対する指示値が目標値に達する速度で、前記指示値を上昇させる構成とした。
これにより、(2)又は(3)の効果に加え、実プライマリ圧の変動を抑制しつつ、実セカンダリ圧とほぼ同じタイミングで実プライマリ圧を安定させることができる。
以上、本発明の無段変速機の油圧制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1では、プライマリ圧調整弁112に対する指示値を、セカンダリ圧PSecが安定するまでに目標値に達する速度で上昇させる例を示したが、これに限らない。例えば、停車後の再発進意図が発生した後、無段変速機CVTを介してモータ/ジェネレータMG等の走行駆動源からの出力トルク(走行駆動源トルク)が、左右駆動輪LT,RTに伝達可能になるまでの間に、プライマリ圧調整弁112に対する指示値が目標値に達する速度で、このプライマリ圧調整弁112に対する指示値を上昇させてもよい。つまり、この指示値の上昇速度を、下記式(1)によって求めてもよい。
プライマリ圧調整弁112に対する指示値の傾き
=(目標油圧値−上昇開始時油圧)/(トルク伝達開始時間−プライマリ圧指示ランプ制御開始時間) …(1)
また、実施例1では、プーリ油圧回路100がプライマリ圧PPriを調圧するプライマリ圧調整弁112と、セカンダリ圧PSecを調圧するセカンダリ圧調整弁113を有する、いわゆる両調圧式の無段変速機CVTとする例を示したが、これに限らない。セカンダリ圧調整弁113を設けず、セカンダリプーリSecの油圧室にはライン圧PLを供給する片調圧式の無段変速機であっても、本発明を適用することができる。
そして、実施例1は、本発明の無段変速機の油圧制御装置をエンジンEngとモータ/ジェネレータMGを走行駆動源に有するハイブリッド車両に適用する例を示したが、これに限らない。モータ/ジェネレータMGのみを搭載した電気自動車や、エンジンEngのみを搭載したエンジン車、さらにプラグインハイブリッド車や燃料電池車等であっても適用することができる。
CVT 無段変速機
Pri プライマリプーリ
Sec セカンダリプーリ
V プーリベルト
OIL 油圧供給源
O/P 機械式オイルポンプ
M/O/P 電動オイルポンプ
10 統合コントローラ
10a アイドルストップ制御部
11 変速機コントローラ(油圧コントローラ)
100 プーリ油圧回路
101 変速機油圧回路
104 プライマリ回路
105 セカンダリ回路
110 ライン圧調整弁
112 プライマリ圧調整弁
113 セカンダリ圧調整弁

Claims (5)

  1. 有効径が可変であるプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに巻き掛けられるベルトと、を有する無段変速機において、
    油圧供給源と、前記油圧供給源の吐出圧を元圧にしてライン圧を調圧するライン圧調整弁と、前記ライン圧を元圧にして前記プライマリプーリに供給するプライマリ圧を調圧するプライマリ圧調整弁と、を有するプーリ油圧回路と、
    前記油圧供給源と、前記ライン圧調整弁と、前記プライマリ圧調整弁をそれぞれ制御する油圧コントローラと、を備え、
    前記油圧コントローラは、停車し、走行駆動源を停止したときに、前記油圧供給源を停止させると共に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値を、ゼロより大きく且つ停車直前の値よりも小さい値に設定する
    ことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
  2. 請求項1に記載された無段変速機の油圧制御装置において、
    前記油圧コントローラは、前記停車後の再発進意図が発生したときに、前記油圧供給源を作動させると共に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値を、必要油圧になるまで任意の速度で上昇させる
    ことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
  3. 請求項2に記載された無段変速機の油圧制御装置において、
    前記油圧コントローラは、前記停車後の再発進意図が発生した後に前記セカンダリプーリに供給するセカンダリ圧が所定値に達した後、前記セカンダリ圧が目標値に達する前に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値の上昇を開始する
    ことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
  4. 請求項2又は請求項3に記載された無段変速機の油圧制御装置において、
    前記油圧コントローラは、前記停車後の再発進意図が発生した後、前記セカンダリプーリに供給するセカンダリ圧が安定するタイミングを推定し、
    前記停車後の再発進意図が発生してから、前記セカンダリ圧が安定するまでの間に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値が目標値に達する速度で、前記指示値を上昇させる
    ことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
  5. 請求項2又は請求項3に記載された無段変速機の油圧制御装置において、
    前記油圧コントローラは、前記停車後の再発進意図が発生した後、前記無段変速機を介して走行駆動源トルクを駆動輪へ伝達可能になるまでの時間を推定し、
    前記停車後の再発進意図が発生してから、前記無段変速機を介したトルク伝達が可能になるまでの間に、前記プライマリ圧調整弁に対する指示値が目標値に達する速度で、前記指示値を上昇させる
    ことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
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