JP6565028B2 - 動力分割式無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力分割式無段変速機の油圧制御装置、とりわけ動力分割式無段変速機において、走行モードを切替える場合のクラッチの油圧制御に関する。

一般に、無段変速機と、副変速機とを備えた動力分割式無段変速機が提供されている。この動力分割式無段変速機では、変速機の変速範囲を拡大するため、無段変速機と、無段変速機の増速側より高いギヤ比に増速可能な副変速機とを備えており、通常走行時には無段変速機のみが駆動する無段変速機モードで走行し、高速走行時には前記無段変速機の変速を補助するために備えた副変速機、及び／又は該副変速機と前記無段変速機とを併用して駆動するスプリットモードで走行することで、高速走行時の燃費の向上を図っている。

無段変速機モードと、スプリットモードとの切替えは、無段変速機モードクラッチと、スプリットモードクラッチとを持ち替える（切替える）ことで行われる。この両クラッチの切替え制御は、無段変速機モードクラッチ用電磁弁から出力される無段変速機モードクラッチ制御圧と、スプリットモードクラッチ用電磁弁から出力されるスプリットモードクラッチ制御圧とを切替え制御することで行われる。

一般に電磁弁は、図４に示すような供給油圧に対する出力油圧の特性を有する。即ち、低供給油圧時に不感領域を有し、供給油圧ＰＳ２以上では、電磁弁への指示電流値に応じた圧力を出力可能な出力圧安定領域となり、上記した不感領域と、出力圧安定領域との間の領域は、電磁弁への指示電流値に対する出力圧が不安定な出力圧不安定領域となる。

無段変速機モードと、スプリットモードとの切替え制御を行うときに、上記無段変速機モードクラッチ用電磁弁、及びスプリットモードクラッチ用電磁弁に供給される制御元圧が不安定であると、両電磁弁から出力される無段変速機モードクラッチ制御圧、及びスプリットモードクラッチ制御圧も不安定となる。このため、両クラッチの切替えを安定して行うことが困難となり、その結果、ユーザにショックや、エンジンの吹け上がり等の違和感を与えてしまう。

実際に、例えば特許文献１に開示されている、無段変速機に副変速機を備えた無限変速機（無段変速機）が開示されているでも、最高速度比付近の出力状態での伝達効率が改善されて車両走行燃費が向上されるものの、無段変速機モード用クラッチと、スプリットモード用クラッチと、の切替え時における制御元圧の変動の問題は残っている。

特許第４５５２３７６号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、無段変速機のみが駆動する無段変速機モードと、副変速機と前記無段変速機とを併用して駆動するスプリットモードとで走行可能な動力分割式無段変速機において、電磁弁の特性により制御元圧が変動する場合も、両モードの切替え制御を安定して実施可能な油圧制御装置の提供を目的とする。

本発明は、通常走行時には無段変速機のみが駆動する無段変速機モードで走行し、高速走行時には前記無段変速機の変速を補助するために備えた副変速機、及び／又は該副変速機と前記無段変速機とを併用して駆動するスプリットモードで走行する動力分割式無段変速機の油圧制御装置を提供する。この油圧制御装置では、
前記無段変速機モード用のクラッチ又はブレーキと、前記スプリットモード用のクラッチ又はブレーキとの切替え時において、
前記両クラッチ又はブレーキの作動を制御する元油圧を上昇させ、定常圧よりも高く電磁弁への指示電流値に応じた圧力を出力可能な出力圧安定領域の所定圧までの上昇を確認後に、前記両クラッチ又はブレーキの切替えを許可し、前記元油圧の前記所定圧までの上昇を確認できない場合は前記両クラッチ又はブレーキの切替えを許可しない。

また、前記無段変速機モード用のクラッチ又はブレーキと、前記スプリットモード用のクラッチ又はブレーキとの切替えが終了した後に、前記元油圧を定常圧まで低下させる。

本発明の動力分割式無段変速機の油圧制御装置によれば、無段変速機モード時に係合されるクラッチ又はブレーキ、及びスプリットモード時に係合されるクラッチ又はブレーキの切替え制御に用いられる作動油の元油圧を、定常圧よりも高く、上述した出力圧安定領域にある所定圧まで上昇させた後に、両クラッチ又はブレーキの切替えが許可される。これにより、電磁弁の特性により制御元圧が変動する場合も、両モードの切替え制御を安定して実施することが可能となる。

また、無段変速機モード用のクラッチ又はブレーキと、スプリットモード用のクラッチ又はブレーキとの切替えが終了した後に、上記元油圧が定常圧まで速やかに低下されるため、元油圧を上昇させることによる車両の走行燃費の低下を最小限に抑制できる。

請求項１〜２に記載の本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機の油圧制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が採用される動力分割式無段変速機の構成の概略を示すスケルトン図である。 本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が備える油圧回路の要部を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る油圧制御装置に使用される電磁弁の出力圧特性の概略を示す図表である。

《動力分割式無段変速機の構成》
本発明の油圧制御装置について説明する前提として、動力分割式無段変速機の構成について、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が採用される動力分割式無段変速機６０の構成の概略を示すスケルトン図である図２を参照しながら説明する。

動力分割式無段変速機６０は、無段変速機１０と、副変速機２０とを備える。無段変速機１０は、概ねプライマリプーリ１２と、セカンダリプーリ１４と、プライマリプーリ１２とセカンダリプーリ１４との間に掛け渡されて、動力を伝達する無端ベルト１６とで構成される。また、副変速機２０は、概ねフロントプラネタリ２２と、スプリットギヤ２４と、リヤプラネタリ２４とで構成される。

無段変速機１０のみが駆動する無段変速機モード（以下、単に「ＣＶＴモード」とも称する）で走行する場合は、ＣＶＴモードクラッチ３０が係合されて、エンジン（図示せず）から動力分割式無段変速機６０へ入力された駆動力を無段変速機１０で変速して出力し、車両（図示せず）は走行する。

副変速機２０、及び／又は副変速機２０と無段変速機１０とを併用して駆動するスプリットモードで走行する場合は、スプリットモードブレーキ３２が係合されて、上記エンジンから動力分割式無段変速機６０へ入力された駆動力を副変速機２０、及び／又は副変速機２０と無段変速機１０とを併用して変速して出力し、上記車両は走行する。

車両が停止状態から発進、加速する通常走行時は、ＣＶＴモードクラッチ３０が係合されてＣＶＴモードで走行し、車両速度が所定値以上になる等の条件が成立すると、スプリットモードブレーキ３２が係合され、ＣＶＴモードクラッチ３０が解放されてスプリットモードでの走行に移行する。

《動力分割式無段変速機の制御構成》
本発明の油圧制御装置について説明する前提として、図２に示す動力分割式無段変速機６０の制御構成について、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が備える油圧回路の要部を示す概略図である図３と、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置に使用される電磁弁の、供給圧（元油圧）と、電磁弁への指示電流値に応じて出力可能な出力圧との関係の概略を示す図表である図４と、図２とを参照しながら、詳細に説明する。

図３に示すように、本発明の圧制御装置が備える油圧回路は、油圧を発生させるオイルポンプ３４と、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１４を変速作動させるための制御元圧を生成する変速制御用レギュレータバルブ５６と、ＣＶＴモードクラッチ３０及びスプリットモードブレーキ３２を各々係合、解放制御するＣＶＴモードクラッチ用電磁弁５２、及びスプリットモードブレーキ用電磁弁５４と、上記両電磁弁に元油圧を供給するクラッチ用レギュレータバルブ５０とを備える。

変速制御用レギュレータバルブ５６では、オイルポンプ３４で発生された油圧が調圧され、図示しない変速制御用電磁弁へ供給されて、プライマリプーリ１２、及びセカンダリプーリ１４を変速作動させて溝幅を変更し、図示しない無端ベルト（図２に１６として示す）の巻き掛け径を変更して変速制御が行われる。

また、クラッチ用レギュレータバルブ５０では、オイルポンプ３４で発生された油圧が調圧され、ＣＶＴモードクラッチ３０、及びスプリットモードブレーキ３２の作動を制御する元油圧が生成されて、ＣＶＴモードクラッチ用電磁弁５２、及びスプリットモードブレーキ用電磁弁５４へ供給される。

ＣＶＴモードクラッチ用電磁弁５２、及びスプリットモードブレーキ用電磁弁５４へ供給された元油圧は、両電磁弁で油圧が制御されて、各々ＣＶＴモードクラッチ３０、及びスプリットモードブレーキ３２へ供給され、ＣＶＴモードと、スプリットモードとの切替えが行われる。

このとき、係合状態にあるＣＶＴモードクラッチ３０を開放するとともに、開放状態にあるスプリットモードブレーキ３２を係合する、いわゆる持ち替え制御が行われる。本発明の油圧制御装置においては、係合制御（持ち替え制御）に用いられる作動油（図示せず）の元油圧を定常圧よりも高い所定圧まで上昇させた後に、両クラッチ又はブレーキの切替えが許可される。

詳述すると、図４に示すように、上記係合制御（持ち替え制御）に用いられる図示しない電磁弁（図３に５２、５４として示す）の出力特性は、供給圧（元油圧）ＰＳ２以上において、指示電流値に応じた圧力Ｐ２以上を出力可能な出力圧安定領域となる。

本発明の油圧制御装置では、上記元油圧が定常圧ＰＳ１よりも高い所定圧ＰＳｄまで上昇された後に、両クラッチ又はブレーキの切替え、即ちＣＶＴモードと、スプリットモードとの切替えが許可される。

《本発明の油圧制御装置の制御構成》
本発明の油圧制御装置における両モード間のモード切替え制御について、請求項１〜２に記載の本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機の油圧制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である図１、図２、及び図４を参照しながら、詳細に説明する。

図１の制御フローのＳＴＥＰ１１０（以下、単に「Ｓ１１０」と称す。他のＳＴＥＰも同様とする）で、ＣＶＴモードと、スプリットモードとのモード切替え制御が開始される。Ｓ１１２では、車両速度が所定値以上であることが確認される。上記の確認結果を満たせば、Ｓ１１４へ進む。車両速度が所定値より低い場合は、ＣＶＴモードでの走行を継続した方が燃費向上に有効であると判断され、モード切替えは中止される。

図１のＳ１１４では、アクセル開度が所定値以上であることが確認される。上記の確認結果を満たせば、Ｓ１１６へ進む。アクセル開度が所定値より低い場合は、ユーザ（運転者）に減速の意図があると判断され、モード切替え制御は中止される。

図１のＳ１１６では、クラッチ制御の元油圧の上昇が指示される。本発明の油圧制御装置が採用される図示しない動力分割式無段変速機（図２に６０として示す）は、車両が道路を走行する際に路面から受ける抵抗や、エンジン、変速機等における摩擦により生じる駆動抵抗等の走行抵抗を受けながら、略一定速度で走行する、いわゆるＲｏａｄ−Ｌｏａｄ（ロード−ロード）での定常走行時（高速走行時も含む）には、クラッチ制御の元油圧を低下させている。

詳述すると、上記した定常走行時には、クラッチ制御の元油圧を図４に例示する定常圧ＰＳ１に低下させている。定常走行時は、図２に示す無段変速機１０による変速が行われず、副変速機２０を構成するフロントプラネタリ２２、及び／又はリヤプラネタリにより変速（増速）して走行する。

したがって、無段変速機１０を構成する無端ベルト１６を押圧するプライマリプーリ１２、及びセカンダリプーリ１４や、ＣＶＴモードクラッチ３０、及びスプリットモードブレーキ３２への供給油圧は高い油圧を必要としない。また、細かな油圧制御を実施しないため、出力圧Ｐ１が図４の出力圧不安定領域にあっても、略一定速度での走行が可能となる。

このため、変速制御、及びクラッチ制御の元油圧をＰＳ１に低下させて、エンジンにより駆動される図示しないオイルポンプ（図３に３４として示す）の吐出圧を低下させることにより、オイルポンプの駆動トルクを低減させ、燃費の向上が図られる。

モード切替え制御を行う場合には、細かな油圧制御を実施するため、先述したように供給圧（元油圧）がＰＳ２以上で、電磁弁への指示電流値に応じた圧力Ｐ２以上を出力可能な出力圧安定領域で、ＣＶＴモードクラッチ３０と、スプリットモードブレーキ３２との持ち替え制御を行う必要がある。

このため、Ｓ１１６において、クラッチ用レギュレータバルブ５０からＣＶＴモードクラッチ用電磁弁５２、及びスプリットモードブレーキ用電磁弁５４へ供給されるクラッチ制御の元油圧の上昇が指示される。

図１のＳ１１８では、クラッチ制御元圧が圧力ＰＳ２以上に設定された所定圧（図４にＰＳｄとして示す）に達していることが確認される。上記の確認結果を満たせば、Ｓ１２０へ進む。クラッチ制御元圧が所定値ＰＳｄよりも小さい場合は、モード切替え、即ち、ＣＶＴモードクラッチ３０と、スプリットモードブレーキ３２との持ち替えを安定して行うことができないと判断され、モード切替え制御は中止される。

図１のＳ１２０では、Ｓ１１２〜Ｓ１１８までの結果を受け、モード切替えが許可されてＣＶＴモードと、スプリットモードとの切替え制御が実施され、請求項１に記載の本発明では、Ｓ１２２で上記切替え制御が終了される。

上述してきた制御フローに従って、ＣＶＴモードと、スプリットモードとの切替え制御が実行されることにより、両モードの切替え制御を安定して実施することを達成し得る。

また、請求項２に記載の本発明では、図１のＳ１２１で、クラッチ制御の元油圧の低下が指示され、クラッチ制御の元油圧が図４に示す所定圧ＰＳｄから定常圧ＰＳ１へ低下され、Ｓ１２２で上記切替え制御が終了される。

上記により、ＣＶＴモードと、スプリットモードとの切替え制御の終了後、クラッチ制御の元油圧が定常圧Ｐ１まで速やかに低下される。これにより、元油圧を上昇させることによる車両の走行燃費の低下を最小限に抑制することが可能となる。

尚、上記ではＣＶＴモード時に係合するものをクラッチとし、スプリットモード時に係合するものをブレーキとしたが、これは動力分割式無段変速機の構成により適宜変更されても良い。

また、上記及び図４では、クラッチ制御の元油圧の所定圧ＰＳｄを、出力圧を安定して制御可能なクラッチ制御の元油圧の閾値ＰＳ２よりも高く設定することとしたが、クラッチ制御の元油圧の所定圧ＰＳｄは、上記クラッチ制御の元油圧の閾値ＰＳ２以上であれば良く、元油圧の閾値ＰＳ２と同一に設定されても良い。

以上、本発明の動力分割式無段変速機の油圧制御装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１０ 無段変速機
１２ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１６ 無端ベルト
２０ 副変速機
２２ フロントプラネタリ
２４ スプリットギヤ
２６ リヤプラネタリ
３０ ＣＶＴモードクラッチ
３２ スプリットモードブレーキ
３４ オイルポンプ
５０ クラッチ用レギュレータバルブ
５２ ＣＶＴモードクラッチ用電磁弁
５４ スプリットモードブレーキ用電磁弁
５６ 変速制御用レギュレータバルブ
６０ 動力分割式無段変速機
ＰＳ１ クラッチ制御の元油圧の定常圧
ＰＳ２ 出力圧を安定制御可能なクラッチ制御の元油圧の閾値
ＰＳｄ クラッチ制御の元油圧の所定圧
Ｐ１ 出力不安定領域にある出力圧
Ｐ２ 出力安定領域にある出力圧の下限値

Claims (1)

1. 通常走行時には無段変速機のみが駆動する無段変速機モードで走行し、高速走行時には前記無段変速機の変速を補助するために備えた副変速機、及び／又は該副変速機と前記無段変速機とを併用して駆動するスプリットモードで走行する動力分割式無段変速機の油圧制御装置であって、
   前記無段変速機モード用のクラッチ又はブレーキと、前記スプリットモード用のクラッチ又はブレーキとの切替え時において、
   前記両クラッチ又はブレーキの作動を制御する元油圧を上昇させ、定常圧よりも高く電磁弁への指示電流値に応じた圧力を出力可能な出力圧安定領域の所定圧までの上昇を確認後に、前記両クラッチ又はブレーキの切替えを許可し、前記元油圧の前記所定圧までの上昇を確認できない場合は前記両クラッチ又はブレーキの切替えを許可せず、
   前記無段変速機モード用のクラッチ又はブレーキと、前記スプリットモード用のクラッチ又はブレーキとの切替えが終了した後に、前記元油圧を定常圧まで低下させる、
   ことを特徴とする動力分割式無段変速機の油圧制御装置。