JP6412351B2 - 無段変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、一組のプーリにベルト又はチェーンを掛け渡して構成される無段変速機の制御装置に関する。

一組のプーリにベルト又はチェーンを掛け渡し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅を変更することにより変速を行う無段変速機において、大きな入力トルクに対してベルトをスリップさせないためには、ベルトの挟持力を大きくする必要がある。

ベルトの挟持力を大きくするには、油圧室に供給する油圧を増大する、又は、油圧室の受圧面積を増大する、という手法がある。

油圧を増大させるためには、油圧ポンプ等の油圧源の容量を増大する必要がある。受圧面積を増大するためには、各プーリの半径を増大する必要がある。このような構成では、油圧ポンプのフリクションの増大や、油圧ポンプ及び変速機のサイズや重量の増加による燃費の悪化や配置の制約等の問題が発生する。

このような問題に対して、プーリの油圧室を軸方向に二重構造とした無段変速機が知られている。軸方向に二重構造とすることでプーリの径を増加することなく受圧面積を増大させることができる。

特許文献１には、セカンダリ側プーリ油室が第１油圧室と第２油圧室とを有し、第１油圧室と第２油圧室とのいずれか一方のみに切換バルブを介してセカンダリ側制御油圧を供給し、他方にはライン圧が供給されるベルト式無段変速機が開示されている。

特開２００５−２７３７３０号公報

前述の特許文献１に記載の技術は、切換バルブを切り換えることによって、第１油圧室と第２油圧室との双方に油圧を供給することができる。

このように切換バルブを切り換え制御する場合、切換バルブをＯＮ／ＯＦＦするときに油圧の変動が生じる場合がある。プライマリプーリとセカンダリプーリとで協働してベルト巻掛け半径を変更する無段変速機において、油圧が切換バルブのＯＮ／ＯＦＦによりステップ状に変化すると、プーリ間で油圧の過不足が生じ、ベルトの滑りの発生や、意図しない変速比への変動が発生する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の油圧室を備え、受圧面積を増大させた無段変速機において、油圧室への油圧の変動を抑制できる無段変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある実施態様によると、セカンダリプーリの回転軸に固定される固定シーブと、回転軸の軸方向に摺動可能に備えられ、第１油圧室及び第２油圧室を有し、第１油圧室及び第２油圧室に供給される油圧によって可動する可動シーブと、固定シーブ及び可動シーブの間に挟持されるベルトと、を備える無段変速機の制御装置であって、油圧源の油圧を調圧して供給する第１調圧部と、第１調圧部と第１油圧室とを連通する第１油路と、第１油路と第２油圧室とを連通する第２油路と、第１油路と第２油路との間に備えられ、第１油路が供給する油圧を調圧して第２油路に供給する第２調圧部と、第１調圧部及び第２調圧部を制御する制御部と、を備え、制御部は、第２調圧部を制御して第２油圧室に油圧の供給を開始する際、又は、第２調圧部を制御して第２油圧室への油圧の供給を停止する際に、第１調圧部が調圧する油圧を増大させることを特徴とする。

上記態様によると、第２油圧室に供給する油圧を変更する際に、油圧源の油圧を調圧する第１調圧部が調圧する油圧を変更するので、第１油圧室及び第２油圧室からなる複数の油圧室を備える場合に、一方の油圧室の油圧を変更する際に、油圧源から調圧される油圧を変更することによって、油圧の変動を抑制することができる。これにより、プーリ間で油圧の過不足が発生することを抑制して、ベルトの滑りの発生や、意図しない変速比への変動を防止できる。

本発明の実施形態の無段変速機（ＣＶＴ）の構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の無段変速機構のセカンダリプーリの説明図である。 本発明の実施形態の油圧制御装置の油圧制御のフローチャートである。 本実施形態の無段変速機構が適用される車両が走行するときの制御のタイムチャートである。 本実施形態の無段変速機構における、キックダウンを伴う大きな加速要求があった場合の制御のタイムチャートである。 本実施形態の無段変速機構における、第２調圧弁のＯＮ／ＯＦＦの制御のタイムチャートである。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の無段変速機（ＣＶＴ）の構成の一例を示す説明図である。

エンジン１により駆動されるクランク軸１１の回転は、トルクコンバータ２及び前後進切換機構３を介して無段変速機構４に伝達される。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチを備えており、油圧によりコンバータ状態及びロックアップ状態（スリップロックアップ）に制御される。

前後進切換機構３は、トルクコンバータ２の出力軸であるタービン軸６の回転を無段変速機構４に正（前進）方向に伝達するための前進用クラッチと、逆（後退）方向に伝達するための後退用ブレーキとを備える。

無段変速機構４は、前後進切換機構３に連結される入力軸１２に連結されるプライマリプーリ１５と、入力軸１２と並列に配置される出力軸１３に連結されるセカンダリプーリ１６と、プライマリプーリ１５とセカンダリプーリ１６との間に掛け渡される無端の動力伝達部材（Ｖベルト）１７とを備えるベルト式無段変速機構である。

プライマリプーリ１５には、固定プーリ（固定シーブ）１５ａと、固定プーリ１５ａに対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定プーリとの間にＶ溝を形成する可動プーリ（可動シーブ）１５ｂと、可動プーリ１５ｂの背面に設けられて可動プーリ１５ｂを軸方向に変位させる油圧シリンダ２１とを備える。

セカンダリプーリ１６には、固定プーリ（固定シーブ）１６ａと、可動プーリ（可動シーブ）１６ｂと、可動プーリ１６ｂの背面に設けられて可動プーリ１６ｂを軸方向に変位させる油圧シリンダ２２とを備える。セカンダリプーリ１６の油圧シリンダ２２は、第１油圧室５１及び第２油圧室５２を備える。

これら油圧シリンダ２１、２２に供給する油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト１７と各プーリ１５、１６との接触半径が変化して、無段変速機構４の変速比が無段階に変化する。

セカンダリ軸１４の回転は、終減速装置１８を介して車輪に伝達される。

オイルポンプ３０が発生する油圧は、油圧回路３１を介して無段変速機構４の各部（プライマリプーリ１５、セカンダリプーリ１６、トルクコンバータ２等）に供給される。

油圧シリンダ２１、２２には、オイルポンプ３０が発生する油圧を元圧として、第１調圧弁１０１により調圧された油圧が供給される。油圧制御装置４０は、第１調圧弁１０１が調圧して出力する油圧を制御する。

第１調圧弁１０１によって調圧された油圧は、油路２００及び第１油路２０１を経由して第１油圧室５１へと送られる。さらに、第１調圧弁１０１によって調圧された油圧は、油路２００から第２調圧弁１０２を介して第２油路２０２を経由して第２油圧室５２へと送られる。

油圧制御装置４０は第１調圧弁１０１及び第２調圧弁１０２を制御して油圧シリンダ２１、２２の油圧をそれぞれ制御することにより、プライマリプーリ１５及びセカンダリプーリ１６の溝幅をそれぞれ変更して、無段変速機構４の変速比が変更される。

第１調圧弁１０１は、例えば電磁ソレノイド等により構成され、油圧制御装置４０から出力される制御指令に基づいて、デューティー比制御されて、油圧を制御する。

第２調圧弁１０２は、例えばＯＮ−ＯＦＦソレノイド等により構成される。第２調圧弁１０２がＯＮのときは、第１油圧室５１に供給される油圧と同圧が第２油圧室５２にも供給される。第２調圧弁１０２がＯＦＦのときは、第２油圧室５２には油圧が供給されない。油圧制御装置４０は、第２調圧弁のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御指令を出力する。

油圧回路３１により供給される油圧は、無段変速機構４の内部で作動油（潤滑油）として機能する。作動油は各部からドレンされた後にオイルパン１９に落下し、再びオイルポンプ３０に供給される。

次に、セカンダリプーリ１６の油圧シリンダ２２の構成を説明する。

図２は、本発明の実施形態のセカンダリプーリ１６の説明図である。

セカンダリプーリ１６の油圧シリンダ２２には、第１油圧室５１と第２油圧室５２とが備えられる。

可動プーリ１６ｂは、出力軸１３の外周に嵌装され、出力軸１３に対して摺動する軸方向延設部１６ｄが備えられる。また、可動プーリ１６ｂの外周側には、可動プーリ１６ｂから軸方向に延設される外筒部１６ｃを備える。

第１油圧室５１及び第２油圧室５２は、シリンダ５３と、可動プーリ１６ｂの外筒部１６ｃとにより画成される内部空洞内に形成される。

油圧シリンダ２２の内部には、第１仕切壁６１と第２仕切壁６２とが備えられる。第１仕切壁６１は、シリンダ５３の端部に連結され、シリンダ５３に対して不動に、すなわち軸方向に不動に固定される。第２仕切壁６２は、軸方向延設部１６ｄに固定され、可動プーリ１６ｂの移動に伴って、油圧シリンダ２２内を移動する。第１仕切壁６１と第２仕切壁６２との間の中間部７０は、空隙となっている。

第１油圧室５１は、可動プーリ１６ｂと第１仕切壁６１とで画成された空間により形成される。第１油圧室５１には、油圧制御装置４０から供給される油圧が、出力軸１３の内部に形成される第１供給油路１３１及び第１油圧供給孔８１を介して供給される。第１油圧室５１に油圧が供給されることにより、軸方向に不動に固定される第１仕切壁６１に対する油圧が作用して、可動プーリ１６ｂを、Ｖベルト１７を挟持する方向に押圧する。第１仕切壁６１は、外筒部１６ｃの内周と軸方向延設部１６ｄの外周とに対して摺動する。第１仕切壁６１の摺動部分にはオイルシール６１ａが備えられる。

第２油圧室５２は、第２仕切壁６２とシリンダ５３とで画成された空間により形成される。第２油圧室５２には、第１調圧弁により調圧された油圧が、第２調圧弁１０２を経由し、出力軸１３の内部に形成される第２供給油路１３２及び第２油圧供給孔８２を介して供給される。第２油圧室５２に油圧が供給されることにより、軸方向に不動に固定されるシリンダ５３に対する油圧が作用して、第２仕切壁６２を押圧して、可動プーリ１６ｂを、Ｖベルト１７を挟持する方向に押圧する。第２仕切壁６２は、シリンダ５３の内周に対して摺動する。第２仕切壁６２の摺動部分にはオイルシール６２ａが備えられる。

このようにセカンダリプーリ１６を構成することにより、セカンダリプーリ１６における受圧面積を増大させることができるので、無段変速機構４の入力トルクの上限を大きくすることができる。第１油圧室５１は、可動プーリ１６ｂの背面に近い側に備えられる。第１油圧室５１は、後述するように常に可動プーリ１６ｂに対して油圧を供給するものであり、シーブ面全体に油圧を作用させることができ、Ｖベルト１７を均一に挟持できる。第２油圧室５２は、主に、大きな挟持力が必要な場合に油圧が供給される。

次に、このように構成された無段変速機構４における制御を説明する。

油圧制御装置４０により、プライマリプーリ１５及びセカンダリプーリ１６の油圧シリンダ２１、２２の油圧をそれぞれ制御することにより、各プーリ１５、１６の溝幅が変更されて、変速比が変更される。

ここで、無段変速機構４に大きなトルクが入力される場合を想定する。大きなトルクが入力される場合とは、例えば、車速ゼロからの発進、キックダウンを伴う大きな加速要求等がある。大きなトルクが入力される場合は、Ｖベルト１７のスリップを防止しつつ大きなトルクを伝達させるために、油圧シリンダ２１及び２２大きな油圧が要求される。

一般的な、ベルト式の無段変速機においては、プライマリプーリ１５の油圧は主に変速比を制御し、セカンダリプーリ１６の油圧は、主にＶベルト１７が滑らないような挟持力を提供する。そのため、大きなトルクを伝達するためにセカンダリプーリ１６に大きな油圧が必要となる。

本実施形態では、前述のようにセカンダリプーリ１６に、軸方向に並列して第１油圧室５１と第２油圧室５２とを備えることにより、受圧面積を増大したので、油圧室が一つである場合と比較して大きな油圧を作用させることができる。

ここで、セカンダリプーリ１６の受圧面積のみを大きくした場合は、プライマリプーリ１５の受圧面積とに差異が生じ、同一の油圧を供給した場合にシーブ面に加わる挟持力が不均衡となってしまう。

そこで、本実施形態では、次のような制御を行うことにより、Ｖベルト１７をスリップさせることなく大きなトルクを伝達できると共に、油圧の不均衡を抑制するように制御した。

図３は、本実施形態の油圧制御装置４０が実行する油圧制御のフローチャートである。図３に示す油圧制御は、油圧制御装置４０において、他の処理と並行して周期的に実行される。

制御が開始されると、油圧制御装置４０は、ステップＳ１１において、セカンダリプーリ１６に要求されるＶベルト１７の挟持力を取得し、取得した挟持力が、予め定めた閾値以上であるか否かを判定する。Ｖベルト１７の挟持力は、車速、エンジン回転速度、変速比、及び加速要求（アクセル開度）等に基づいて決定される。

ステップＳ１１における閾値は、前述のように、車速ゼロからの発進、キックダウンを伴う大きな加速要求等、大きなトルクが入力される状況を想定して、現在の車速、エンジン回転速度、エンジントルク、変速比、油温等に基づいて決定される。一例として、高車速での加速要求よりも車速が比較的低速である場合の加速要求における閾値を小さく設定する。

Ｖベルト１７の挟持力が閾値以上であると判定した場合はステップＳ１２に移行する。Ｖベルト１７の挟持力が閾値未満であると判定した場合は、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ１２では、油圧制御装置４０は、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方の油圧室であるか否かを判定する。既に第２調圧弁１０２がＯＮであり、第１油圧室５１と第２油圧室５２との双方に油圧が供給されている場合は、ステップＳ１３に移行して、油圧制御装置４０は、ステップＳ１１におけるセカンダリプーリ１６に要求されるＶベルト１７の挟持力を満足する油圧を供給する。ステップＳ１３の処理の後、本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

ステップＳ１２において、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方の油圧室でないと判定した場合は、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２がＯＦＦであり、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１のみである。この場合は、ステップＳ１１におけるＶベルト１７の挟持力に対して油圧が不足するので、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１に加えて第２油圧室５２にも油圧を供給するように次のステップＳ１５からＳ１９の制御を実行する。

ステップＳ１５において、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２に油圧を供給する前準備として、第１油圧室５１に供給する油圧を増圧する油圧増加制御を行う。

第２調圧弁１０２をＯＮとして第２油圧室５２に油圧の供給を開始した場合は、第２油路２０２や第２油圧室５２に作動油が充填されるまでの間、第１油圧室５１の油圧が一時的に低下する。特にＶベルト１７に大きな挟持力が要求されている場合に油圧の低下が発生すると、Ｖベルト１７にスリップが発生する可能性がある。

そこで、本実施形態では、第２油圧室５２に油圧を供給する前に、一旦第１油圧室５１に供給される油圧を上昇させて、挟持力が低下することを防止する。

ステップＳ１５では、油圧制御装置４０は、第１調圧弁１０１に制御指令を出力して、第１油圧室５１に供給する油圧を増圧する。このときの増圧分は、第２油圧室５２に油圧の供給を開始することによって減少する油圧分を超えるように、予め油路の管路長、油圧室の体積等により計算で求めた値と、現在供給されている油圧とに基づいて算出する。

次に、油圧制御装置４０は、ステップＳ１６において、タイマ１のインクリメントを開始する。次に、ステップＳ１７において、タイマ１が所定時間を満了したかを判定する。

ステップＳ１７における所定時間は、ステップ１５において油圧の増加制御を開始してから、第１油圧室５１の油圧が十分に上昇するまでに必要な時間を設定する。例えば前述のように、予め油路の管路長、油圧室の体積等により計算で求めた値と、現在供給されている油圧とに基づいて算出してもよい。

ステップＳ１７において、ステップＳ１６でインクリメントを開始したタイマ１が所定時間を満了していない場合は本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

タイマ１が満了したと判定した場合は、ステップＳ１８において、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２をＯＮに設定し、第２油圧室５２に油圧の供給を開始する。

第２油圧室５２に油圧の供給を開始した後、ステップＳ１９において、油圧制御装置４０は、ステップＳ１５において増圧した油圧を低下させる油圧低下制御を実行する。

第２油圧室５２に油圧を供給することで、セカンダリプーリ１６の受圧面積が増大することによりＶベルト１７の挟持力が増大する。そこで、油圧制御装置４０は、第１調圧弁１０１に制御指令を出力して、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給する油圧を、増大した挟持力からステップＳ１１にて取得した要求される挟持力を差し引いた分だけ低下させる。

ステップＳ１９の制御の後、本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

ステップＳ１１において、Ｖベルト１７の挟持力が閾値未満であると判定した場合は、油圧制御装置４０は、ステップＳ２１において、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方の油圧室であるか否かを判定する。

既に第２調圧弁１０２がＯＮであり、第１油圧室５１と第２油圧室５２との双方に油圧が供給されている場合は、ステップＳ１１におけるＶベルト１７の挟持力に対して油圧が過多となるので、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１のみ油圧が供給されるように次のように制御する。

まず、ステップＳ２２において、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２への油圧の供給を停止する前準備として、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給する油圧を増圧する油圧増加制御を行う。

第２調圧弁１０２をＯＦＦとして第２油圧室５２の油圧の供給を停止する場合は、セカンダリプーリ１６における受圧面積が急に減少することになり、ベルト挟持力が一時的に低下して挟持力がベルトスリップの限界を下回る可能性がある。

そこで、本実施形態では、第２油圧室５２の油圧の供給を停止する前に、一旦第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給される油圧を上昇させて、第２油圧室５２の油圧の供給を停止した後にも挟持力がベルトスリップの限界を下回らないように制御する。

ステップＳ２２では、油圧制御装置４０は、第１調圧弁１０１に制御指令を出力して、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給する油圧を増圧する。このときの増圧分は、セカンダリプーリに１６におけるＶベルト１７の挟持力が、プライマリプーリ１５のＶベルト挟持力と不均衡とならないように現在の車速、エンジン回転速度、変速比等に基づいて決定する。

次に、油圧制御装置４０は、ステップＳ２３において、タイマ２のインクリメントを開始する。次に、ステップＳ２４において、タイマ２が所定時間を満了したかを判定する。

ステップＳ２４における所定時間は、ステップ２２において油圧の増加制御を開始してから、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の油圧が十分に上昇するまでに必要な時間を設定する。例えば前述のように、予め油路の管路長、油圧室の体積等により計算で求めた値と、現在供給されている油圧とに基づいて算出してもよい。

ステップＳ２４において、ステップＳ２２でインクリメントを開始したタイマ２が所定時間を満了していない場合は本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

タイマ２が満了したと判定した場合は、ステップＳ２５において、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２をＯＦＦに設定し、第２油圧室５２の油圧の供給を停止する。

第２油圧室５２の油圧の供給を停止した後、ステップＳ２６において、油圧制御装置４０は、第１調圧弁１０１に制御指令を出力して、ステップＳ２２において増圧した油圧を低下させ、第１油圧室５１に供給される油圧のみでＶベルト１７の挟持力を発揮できるように制御する油圧低下制御を実行する。

ステップＳ２６の制御の後、本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

ステップＳ２１において、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方の油圧室でないと判定した場合は、第２調圧弁１０２がＯＦＦであり、現在油圧が供給されているのは第１油圧室５１のみである。この場合は、油圧制御装置４０は、ステップＳ３２において、第１油圧室５１に供給する油圧によってＶベルト１７の挟持力を発揮できるように制御する油圧制御を実行する。

ステップＳ３２の制御の後、本フローチャートの処理を一旦終了して、他の処理に戻る。

このような制御によって、第１油圧室５１のみを用いるか、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方を用いるかを適切に制御すると共に、これらの切換時にもＶベルト１７の挟持力が過渡的に低下することがないように制御できる。

図３に示すフローチャートの制御では、ステップＳ１６、Ｓ１７及びステップＳ２３、Ｓ２４において、油圧の増大を指令してから所定時間の経過を待って、第２調圧弁１０２のＯＮ−ＯＦＦを制御した。これに対して、第１油圧室５１、第２油圧室５２に油圧センサを設け、油圧センサが取得した実油圧の上昇を確認してから、第２調圧弁１０２のＯＮ−ＯＦＦを制御するように構成してもよい。

図４は、本実施形態の無段変速機構４が適用される車両が走行するときの油圧制御装置４０の制御のタイムチャートを示す。

図４に示すタイムチャートは、車速、プーリ比（変速比）、Ｖベルト１７の挟持力、セカンダリプーリ１６の供給油圧及び油圧室の状態を、時間を横軸としたタイムチャートで示す。なお、供給油圧については、セカンダリプーリ１６の油圧室が一つである従来の無段変速機構の供給油圧を点線で示す。

車両が停止しているときに、タイミングＴ１１で車両の発進要求があった場合は大きなトルクが必要とされる。そこで、前述のように油圧制御装置４０は、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給して、Ｖベルトの挟持力を増大させる。

車両が発進した後、車速が上昇し、変速比がＨｉｇｈ側へと変速されると、Ｖベルト１７が必要な挟持力が低下する（タイミングＴ１２）。このとき、挟持力が閾値を下回った場合は、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１のみに油圧を供給するように第２調圧弁１０２をＯＦＦに制御して、Ｖベルトの挟持力を低下させる。

定常走行時（タイミングＴ１３）では、Ｖベルト１７の挟持力は大きくないので、第１油圧室５１のみで走行を行う。

その後、車両が減速し、変速比がＬｏｗ側へと変速する。このとき、Ｖベルト１７の挟持力が閾値を上回った場合は（タイミングＴ１４）、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給して、Ｖベルトの挟持力を増大させる（タイミングＴ１５）。なお、車両が停車した後は、次の発進時の大きなトルクが必要となり、大きなＶベルトの挟持力が必要となるので。停車中も第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給する状態が維持される。

このように、車両の発進時や減速時など、入力トルクが大きく、Ｖベルト１７に大きな挟持力が必要である場合に、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給することで受圧面積を増大させることができる。これにより、供給する油圧は、油圧室が一つである従来の無段変速機構と比べて低く抑えることができる。

定常走行時では、一つの第１油圧室５１のみでＶベルト挟持力を制御する。油圧室が一つである従来の無段変速機構では、発進時や減速時の大きな入力トルクに備えて、油圧室の受圧面積を大きくする必要があるが、本実施形態では、入力トルクが小さい場合のみを第１油圧室５１によって制御するので、第１油圧室５１の受圧面積は小さくてもよい。

従って、本実施形態では、油圧室が一つである従来の無段変速機構と比較して、オイルポンプ３０の容量を小型化でき、フリクション及び重量が減少することにより、燃費を向上することができる。

図５は、本実施形態の無段変速機構４における、キックダウンを伴う大きな加速要求があった場合の油圧制御装置４０の制御のタイムチャートを示す。

図５に示すタイムチャートは、アクセル開度、車速、プーリ比（変速比）、Ｖベルト１７の挟持力、セカンダリプーリ１６の供給油圧及び油圧室の状態を、時間を横軸としたタイムチャートで示す。なお、供給油圧については、セカンダリプーリ１６の油圧室が一つである従来の無段変速機構の供給油圧を点線で示す。

車両が走行中に、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込むことにより大きな加速要求があった場合は、油圧制御装置４０は、変速比をＬｏｗ側にキックダウンさせる。このとき、Ｖベルト１７の挟持力が上昇し閾値を上回った場合は（タイミングＴ２１）、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給して、Ｖベルトの挟持力を増大させる。

変速比をキックダウンすることで車速が上昇する。その後、車速の上昇に伴って油圧制御装置４０は、無段変速機構４をＨｉｇｈ側に変速させる。Ｈｉｇｈ側の変速により、挟持力が閾値を下回った場合（タイミングＴ２２）は、油圧制御装置４０は、第１油圧室５１のみに油圧を供給するように第２調圧弁１０２をＯＦＦに制御して、Ｖベルトの挟持力を低下させる（タイミングＴ２３）。

このように、キックダウンを伴う大きな加速要求があり、Ｖベルト１７に大きな挟持力が必要である場合に、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の双方に油圧を供給することで受圧面積を増大させる、挟持力を増大させることができる。これにより、供給する油圧は、油圧室が一つである従来の無段変速機構と比べて低く抑えることができる。従って、油圧室が一つである従来の無段変速機構と比較して、オイルポンプ３０の容量を小型化でき、フリクション及び重量が減少することにより、燃費を向上することができる。

図６は、本実施形態の無段変速機構４における、第２調圧弁１０２のＯＮ／ＯＦＦの制御のタイムチャートを示す。

図６に示すタイムチャートは、Ｖベルト１７の挟持力、油圧室の状態、第２調圧弁１０２の状態、セカンダリプーリ１６の供給油圧及びプライマリプーリ１５の供給油圧を、時間を横軸としたタイムチャートで示す。

油圧制御装置４０は、第１油圧室５１に加えて第２油圧室５２にも油圧を供給する場合は、次のように制御する。

まず、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２に油圧を供給することを決定した場合は（タイミングＴ３１）、前準備として、第１油圧室５１に供給する油圧を増圧する油圧増加制御を行う。

第２調圧弁１０２をＯＮとして第２油圧室５２に油圧の供給を開始した場合は、第２油路２０２や第２油圧室５２に作動油が充填されるまでの間、第１油圧室５１の油圧が一時的に低下し、Ｖベルト１７の挟持力が低下する。挟持力の低下を抑制するために、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２に油圧を供給する前に、一旦、第１油圧室５１に供給される油圧を上昇させる。

これにより、セカンダリプーリ１６の供給油圧が上昇するが、セカンダリプーリ１６の油圧の上昇に合わせて、プライマリプーリ１５の供給油圧も同様に上昇させて、Ｖベルト１７の挟持力をバランスさせる。

油圧増加制御は、タイマ１が所定時間を満了するまで行われる（タイミングＴ３２）。タイマ１が所定時間を満了した後、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２をＯＮに設定し、第２油圧室５２に油圧の供給を開始する。

次に、第２油圧室５２に油圧を供給することで、セカンダリプーリ１６の受圧面積が増大することによりＶベルト１７の挟持力が増大することを抑制するために、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給する油圧を、受圧面積が増大して挟持力が増大した分だけ低下させる（タイミングＴ３３）。

次に、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２の油圧の供給を終了する場合は、次のように制御する。

油圧制御装置４０は、第２油圧室５２の油圧の供給を停止することを決定した場合は（タイミングＴ３４）、前準備として、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給する油圧を増圧する油圧増加制御を行う。

第２調圧弁１０２をＯＦＦとして第２油圧室５２の油圧の供給を停止する場合は、セカンダリプーリ１６における受圧面積が減少するため、ベルト挟持力が一時的に低下する。挟持力の低下を抑制するために、油圧制御装置４０は、第２油圧室５２の油圧を停止する前に、一旦、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給される油圧を上昇させる。

このときも同様に、セカンダリプーリ１６の供給油圧が上昇するが、セカンダリプーリ１６の油圧の上昇に合わせて、プライマリプーリ１５の供給油圧も同様に上昇させて、Ｖベルト１７の挟持力をバランスさせる。

油圧増加制御は、タイマ２が所定時間を満了するまで行われる（タイミングＴ３５）。タイマ２が所定時間を満了した後、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２をＯＦＦに設定し、第２油圧室５２の油圧の供給を停止する。

次に、第１油圧室５１に供給する油圧を増圧させる。セカンダリプーリ１６の受圧面積が減少することによりＶベルト１７の挟持力が低下することを抑制するために、第１油圧室５１に供給する油圧を、受圧面積が減少して挟持力が低下した分だけ増大させる。

このような制御により、第２調圧弁１０２のＯＮ−ＯＦＦを切り換えたときのセカンダリプーリの油圧の変動を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態は、回転軸（出力軸）１３に固定される固定シーブ１６ａと、出力軸１３の軸方向に摺動可能に備えられ、第１油圧室５１及び第２油圧室５２を有し、第１油圧室５１及び第２油圧室５２に供給される油圧によって可動する可動シーブ１６ｂと、固定シーブ１６ａ及び可動シーブ１６ｂの間に挟持されるＶベルト１７と、を備える無段変速機構４の制御装置であって、油圧源（オイルポンプ）３０の油圧を調圧して供給する第１調圧部（第１調圧弁）１０１と、第１調圧弁１０１と第１油圧室５１とを連通する第１油路２０１と、第１油路２０１と第２油圧室５２とを連通する第２油路２０２と、第１油路２０１と第２油路２０２との間に備えられ、第１油路２０１が供給する油圧を調圧して第２油路２０２に供給する第２調圧部（第２調圧弁）１０２と、第１調圧弁１０１及び第２調圧弁１０２を制御する制御部としての油圧制御装置４０と、を備え、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２を制御して第２油圧室５２に供給する油圧を変更する際に、第１調圧弁１０１が調圧する油圧を変更してＶベルト１７を挟持する挟持力が不足することを抑制する。

このような制御により、第１油圧室５１及び第２油圧室５２からなる複数の油圧室を備える無段変速機構４において、一方の第２油圧室５２の油圧を変更する際に、オイルポンプ３０から調圧される油圧を第１調圧弁１０１により変更することによって、油圧の変動を抑制することができる。これにより、プーリ間で油圧の過不足が発生することを抑制して、Ｖベルト１７の滑りの発生や、意図しない変速比への変動を防止できる。この効果は請求項１及び５に対応する。

さらに、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２を制御して第２油圧室５２に供給する油圧を変更する際に、第１調圧弁１０１が調圧する油圧を増大させる。すなわち、第２調圧弁１０２をＯＮとして第２油圧室５２に油圧の供給を開始した場合は、第２油路２０２や第２油圧室５２に作動油が充填されるまでの間、第１油圧室５１の油圧が一時的に低下してＶベルト１７の挟持力が低下することを抑制できると共に、第２調圧弁１０２をＯＦＦとして第２油圧室５２の油圧の供給を停止する場合は、セカンダリプーリ１６における受圧面積が減少してベルト挟持力が一時的に低下することを抑制できる。この効果は請求項２に対応する。

さらに、油圧制御装置４０は、第２調圧弁１０２を制御して第２油圧室５２に供給する油圧を変更する場合は、第１調圧弁１０１に、第１調圧弁１０１が調圧する油圧を変更する制御指令を出力した後に、第２調圧弁１０２に、第２油圧室５２に供給する油圧を変更する制御指令を出力する。これにより、油路の管長や油圧室の体積により油圧の応答が遅れることを予期して、第１油圧室５１及び第２油圧室５２の油圧を制御することができる。この効果は請求項３に対応する。

さらに、第２調圧弁１０２は、第１油路２０１の油圧を第２油路２０２を介して第２油圧室５２に供給するか、第２油圧室５２への油圧の供給を停止するか、のいずれかに切り換えられるＯＮ−ＯＦＦソレノイドにより構成される。第２調圧弁１０２としてデューティーソレノイドを用いてデューティー比制御すると、調圧弁の上流と下流で油圧に差が生じ、制御先の油圧の増大、減少を例えば油圧センサにより把握する必要があり、油圧センサを設ける分コストが上昇する。これに対して、ＯＮ−ＯＦＦソレノイドを用いた場合は、調圧弁の上流と下流とで差が生じず、例えば油圧センサを設ける必要がなく、コストを低減することができる。この効果は請求項３に対応する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、プーリ間にＶベルト１７を掛け渡したベルト式無段変速機構４を例に説明したが、これに限られない。Ｖベルト１７の代わりにプーリ間にチェーンを掛け渡した無段変速機構であってもよい。

上記実施例では、セカンダリプーリ１６の油圧室を第１油圧室５１及び第２油圧室５２により構成したが、これをプライマリプーリ１５に適用してもよい。さらに、プライマリプーリ１５及びセカンダリプーリ１６の双方に、複数の油室を備える構成としてもよい。このように構成した場合も、前述のような制御を行うことで、油圧の変動を抑制できる。

上記実施例では、図３に示すフローチャートのように、Ｖベルト１７の挟持力が閾値以上であるか否かによって制御を行っている。このため、閾値付近でハンチングが発生する可能性がある。このような場合は、ヒステリシスを持たせるように、所定の運転状態が継続する間は、第２調圧弁１０２をＯＮに設定する。油圧制御装置４０や第２調圧弁１０２にフェールが発生した場合は、Ｖベルト１７のスリップを防ぐ観点から、第２調圧弁をＯＮに制御する。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
４ 無段変速機構
６ タービン軸
１１ クランク軸
１２ 入力軸
１３ 回転軸（出力軸）
１５ プライマリプーリ
１６ セカンダリプーリ
１６ａ 固定プーリ（固定シーブ）
１６ｂ 可動プーリ（可動シーブ）
１７ 動力伝達部材（Ｖベルト）
３０ オイルポンプ
３１ 油圧回路
４０ 油圧制御装置
５１ 第１油圧室
５２ 第２油圧室
１０１ 第１調圧弁（第１調圧部）
１０２ 第２調圧弁（第２調圧部）
２００ 油路
２０１ 第１油路
２０２ 第２油路

Claims (4)

1. セカンダリプーリの回転軸に固定される固定シーブと、
   前記回転軸の軸方向に摺動可能に備えられ、第１油圧室及び第２油圧室を有し、前記第１油圧室及び第２油圧室に供給される油圧によって可動する可動シーブと、
   前記固定シーブ及び前記可動シーブの間に挟持されるベルトと、を備える無段変速機の制御装置であって、
   油圧源の油圧を調圧して供給する第１調圧部と、
   前記第１調圧部と前記第１油圧室とを連通する第１油路と、
   前記第１油路と前記第２油圧室とを連通する第２油路と、
   前記第１油路と前記第２油路との間に備えられ、前記第１油路が供給する油圧を調圧して前記第２油路に供給する第２調圧部と、
   前記第１調圧部及び前記第２調圧部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第２調圧部を制御して前記第２油圧室に油圧の供給を開始する際、又は、前記第２調圧部を制御して前記第２油圧室への油圧の供給を停止する際に、前記第１調圧部が調圧する油圧を増大させる
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記制御部は、前記第２調圧部を制御して前記第２油圧室に供給する油圧を変更する場合は、
   前記第１調圧部に、前記第１調圧部が調圧する油圧を変更する制御指令を出力した後に、前記第２調圧部に、前記第２油圧室に供給する油圧を変更する制御指令を出力する
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記第２調圧部は、前記第１油路の油圧を、前記第２油路を介して前記第２油圧室に供給するか、前記第２油圧室への油圧の供給を停止するか、のいずれかに切り換えられる
   ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
4. セカンダリプーリの回転軸に固定される固定シーブと、
   前記回転軸の軸方向に摺動可能に備えられ、第１油圧室及び第２油圧室を備え、前記第１油圧室及び前記第２油圧室に供給される油圧によって可動する可動シーブと、
   前記固定シーブ及び前記可動シーブの間に挟持されるベルトと、を備える無段変速機の制御方法であって、
   油圧源の油圧を第１調圧部によって調圧して第１油路を介して前記第１油圧室に供給し、
   前記第１油路から第２調圧部及び第２油路を介して前記第２油圧室に油圧を供給し、
   前記第２調圧部を制御して前記第２油圧室に油圧の供給を開始する際、又は、前記第２調圧部を制御して前記第２油圧室への油圧の供給を停止する際に、前記第１調圧部が調圧する油圧を増大させる
   ことを特徴とする無段変速機の制御方法。

Images