WO2014136280A1 - 車両の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

　油圧に応じてトルク容量が変化する無段変速機と、無段変速機と直列に連結され、油圧に応じてトルク容量が変化する係合装置とを備えた車両の油圧制御装置において、油圧の元圧が車両の定常走行中に設定される定常圧よりも低圧の場合に、係合装置の係合圧を設定するための複数の指示パターンを選択するように構成された選択手段を備え、選択手段は、元圧が定常圧よりも低い状態における元圧の変化状態と、無段変速機の回転数との少なくともいずれかに応じて係合装置のトルク容量が無段変速機のトルク容量を超えないように指示パターンを選択する（ステップＳ１）。

Description

車両の油圧制御装置

　この発明は、車両に搭載された無段変速機と係合装置との油圧を制御する装置に関するものである。特に、係合装置の伝達トルク容量を無段変速機の伝達トルク容量よりも低く維持するように構成された車両の油圧制御装置に関するものである。

　走行している車両は、車体および搭乗者ならびに積載物を含む総質量と車速とに応じた慣性力を有している。そのため、アクセルを戻してエンジンなどの駆動力源が駆動力を出力しなくなった状態であっても、その慣性力によって走行状態を維持する。この惰性走行の状態において減速の必要がない場合、例えば駆動力源と駆動輪との間に設けられた係合装置を解放することにより、駆動力源と駆動輪との間の動力の伝達を遮断することができる。また、ブレーキペダルが踏まれたりパーキングギヤがロックされていたりして車両が停車している状態において、駆動力源から駆動輪に動力を伝達する必要がなければ、上述と同様に係合装置を解放することができる。さらに、駆動力源である内燃機関からの出力トルクを伝達する必要がない場合には、運転者による操作に拘わらず内燃機関に対する燃料供給を停止することにより燃費を向上させることができる。このように内燃機関への燃料供給を停止させる制御は、Ｓ＆Ｓ（ストップアンドスタート）制御と称されることがある。

　また、伝動部材と入力側回転部材あるいは出力側回転部材とが摩擦接触することによって動力を伝達するように構成された変速機構が知られている。そのように摩擦接触して動力を伝達する変速機構において伝動部材に滑りが生じた際に、伝動部材や各回転部材の耐久性が低下してしまう可能性がある。そのように伝動部材に滑りが生じることを抑制もしくは防止するように構成された車両が広く知られている。具体的には、係合装置の伝達トルク容量を変速機構の伝達トルク容量よりも小さく維持するように構成された車両が広く知られている。このように構成された車両において、動力伝達装置に大きなトルクが入力されると、係合装置をスリップさせることによって伝達部材と各回転部材との接触面に過剰なトルクが作用することを抑制もしくは防止することができる。つまり、このように構成された車両において、係合装置がいわゆるヒューズとして機能する。これら係合装置や変速機構としては、それぞれに付設された油圧アクチュエータの油圧を制御することによって伝達トルク容量が制御されるものが知られている。なお、それら各油圧アクチュエータは、内燃機関の出力トルクに応じて駆動するオイルポンプや電動オイルポンプの吐出圧を元圧として制御される。

　上述したように係合装置や変速機構の伝達トルク容量が油圧アクチュエータによって制御される場合、上記Ｓ＆Ｓ制御を実行して各油圧アクチュエータの油圧が低下した後あるいは低下している間に、内燃機関を再度始動させることにより係合装置と変速機構とに同時にオイルを供給されると、各油圧アクチュエータの構造的な差異などに起因して係合装置の伝達トルク容量が変速機構の伝達トルク容量より大きくなってしまう可能性がある。そのため、特開２００１－０８２５９４号公報に記載された制御装置は、油圧アクチュエータの油圧の元圧となるライン圧が、伝動部材であるベルトと各回転部材であるプーリとが滑らない程度まで上昇した後に、係合装置を係合させる制御を開始するように構成されている。すなわち、上記ベルトとプーリとによって構成されたベルト式無段変速機の伝達トルク容量を十分に上昇させた後に、係合装置の伝達トルク容量を増大させるように構成されている。また、特開２００１－０８２５９４号公報に記載された制御装置は、係合装置の係合が完了するまで、内燃機関をアイドル回転数に維持して、係合装置やベルト式無段変速機に入力されるトルクを比較的低くするように構成されている。

　また、Ｓ＆Ｓ制御によって内燃機関を停止させることによりベルト式無段変速機や係合装置の油圧が低下している場合、内燃機関を再始動させた直後にシフト操作によって非走行レンジであるＮレンジから走行レンジであるＤレンジに切り替えられてベルト式無段変速機と係合装置とに油圧を供給すると、係合装置の伝達トルク容量がベルト式無段変速機の伝達トルク容量より大きくなってしまう可能性がある。そのため、特開２０１１－１３３０１２号公報に記載された制御装置は、内燃機関の再始動の直後にシフト操作が行われたときには、係合装置の伝達トルク容量がベルト式無段変速機の伝達トルク容量より小さくなるように、ベルト式無段変速機の伝達トルク容量に基づいて係合装置の油圧を制御するように構成されている。

　なお、特開２００８－０１４３６２号公報に記載された制御装置は、所定の勾配以上の登坂路で車両を発進させる際には、ベルト式無段変速機におけるベルトの挟圧力を路面の勾配角度に応じて、平坦路で車両を発進させるときのベルトの挟圧力より大きくするように構成されている。

　特開２００１－０８２５９４号公報に記載されたように内燃機関を再始動させてベルト式無段変速機の伝達トルク容量が増大した後に係合装置の係合を開始すると、係合装置がトルクを伝達することができるようになるまでは駆動輪に駆動力を伝達することができない。その結果、加速応答性が低下してしまう可能性がある。また、特開２０１１－１３３０１２号公報に記載されたように内燃機関を再始動させた直後にシフト操作によって係合装置やベルト式無段変速機に油圧を供給する際に、係合装置の油圧をベルト式無段変速機の伝達トルク容量に基づいて定めると、係合装置の制御が複雑となってしまう可能性がある。

　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って、簡素な制御により、無段変速機の伝達トルク容量よりも係合装置の伝達トルク容量が低い状態を維持しつつ、加速応答性の低下を回避することができる車両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、油圧に応じてトルク容量が変化する無段変速機と、前記無段変速機と直列に連結され、油圧に応じてトルク容量が変化する係合装置とを備えた車両の油圧制御装置において、前記油圧の元圧が前記車両の定常走行中に設定される定常圧よりも低圧の場合に、前記係合装置の係合圧を設定するための複数の指示パターンを選択するように構成された選択手段を備え、前記選択手段は、前記元圧が定常圧よりも低い状態における前記元圧の変化状態と、前記無段変速機の回転数との少なくともいずれかに応じて前記係合装置のトルク容量が前記無段変速機のトルク容量を超えないように前記指示パターンを選択することを特徴とするものである。

　前記選択手段は、前記係合装置の入力側の回転部材の回転数と出力側の回転部材の回転数との差に応じて前記指示パターンを選択する手段を含んでもよい。

　前記選択手段は、制動要求および路面の勾配に応じて前記指示パターンを選択する手段を含んでもよい。

　また、駆動力を出力する駆動力源と、該駆動力源に連結され前記係合装置に駆動力を出力する流体伝動装置を更に備え、前記元圧のレベルが定常圧まで増大させられた状態で、前記流体伝動装置の出力回転数が低下したことに基づいて前記係合装置が係合し始めたと判断する判断手段を備えている。

　さらに、前記判断手段によって前記係合装置が係合し始めたと判断された場合、前記係合装置の係合圧を連続的に増大させるスイープ制御手段を備えている。

　前記係合装置は、入力軸の回転方向と出力軸の回転方向とを反転させることができる前後進切替機構に設けられたクラッチおよびブレーキを含んでもよい。

　また、走行する動力によって駆動され、オイルを吐出するように構成された機械式オイルポンプを更に備えている。

　さらに、電動機によって駆動され、オイルを吐出するように構成されるとともに、前記機械式オイルポンプより容量が小さい電動オイルポンプを備えている。

　前記機械式オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路の油圧を調圧するレギュレータバルブを更に備え、前記元圧は、前記レギュレータバルブにより前記油路の油圧レベルが所定のレベルに調圧された油圧を含んでもよい。

　そして、前記油路の油圧が高く、前記レギュレータバルブによって前記油路から排出されたオイルが、前記係合装置および前記無段変速機に要求される油圧よりも要求される油圧レベルが低圧の低圧供給部に排出されるように構成されている。

　この発明によれば、油圧に応じてトルク容量が変化する無段変速機と、その無段変速機と直列に連結され、油圧に応じてトルク容量が変化する係合装置とを備えている。また、それら油圧の元圧が定常走行中に設定される定常圧よりも低い状態では、係合装置のトルク容量が無段変速機のトルク容量を超えないように、選択手段によって係合装置の係合圧のパターンが選択される。そのため、元圧が定常圧よりも低圧であっても、無段変速機のトルク容量よりも係合装置のトルク容量が低くなるため、係合装置をいわゆるトルクヒューズとして機能させることができる。また、係合装置は、無段変速機のトルク容量を超えない範囲で係合圧が発生するように構成されているため、係合装置を係合させ始めてから動力を伝達することができるように係合するまでの時間を短くすることができ、その結果、加速応答性の低下を回避することができる。さらに、元圧の変化状態と無段変速機の回転数との少なくともいずれかに応じて、係合装置の係合圧を設定する指示パターンが選択される。そのため、係合装置の係合圧は、選択された指示パターンに応じて変化するため、係合装置の係合圧を設定するための制御を簡素化することができる。

　また、係合装置の入力側の回転部材の回転数と出力側の回転部材の回転数との差に応じて指示パターンを選択するように構成されている場合には、係合装置を係合した時点でのショックの発生を回避することができる。

　さらに、制動要求および路面の勾配に応じて指示パターンを選択するように構成されている場合には、係合装置を係合させることにより、車両が急激に発進することを回避することができる。

この発明に係る車両の油圧制御装置の制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明における車両の対象とすることができる動力伝達装置の一例を説明するための模式図である。 その動力伝達装置における油圧アクチュエータ、クラッチ、ブレーキにオイルを供給する油圧回路の一例を説明するための模式図である。 図１のステップＳ１におけるクラッチの係合圧の指示パターンを説明するための図表である。 エンジンを停止させる制御を実行しているときにＤレンジに変更された場合の、エンジンおよびタービンランナーの回転数、クラッチおよびＣＶＴの指示圧、クラッチおよびＣＶＴに加えられる実際の油圧の変化を説明するためのタイムチャートである。 エンジンが停止しているときにＤレンジに変更された場合の、エンジンおよびタービンランナーの回転数、クラッチおよびＣＶＴの指示圧、クラッチおよびＣＶＴに加えられる実際の油圧の変化を説明するためのタイムチャートである。

　この発明で対象とする車両は、油圧に応じてトルク容量が変化するように構成された係合装置と無段変速機とを備えたものであって、それら係合装置と無段変速機とを備えた動力伝達装置の構成の一例を図２に模式的に示している。なお、以下の説明では、無段変速機としてベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴと記す。）を例に挙げて説明する。図２に示す動力伝達装置は、駆動力源として機能するエンジン１を備えている。このエンジン１は、供給された燃料を燃焼して動力を出力するものであり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＬＰＧエンジンなどである。なお、エンジン１には、エンジン１をクランキングさせるためのスタータモータ２が連結されている。

　このエンジン１の出力軸３には、流体流によって動力を伝達するトルクコンバータ４が連結されている。図２に示すトルクコンバータ４は、エンジン１の出力軸３と一体となって回転するポンプインペラー５と、そのポンプインペラー５と対向して配置され、後述する前後進切替機構６に連結されたタービンランナー７とを備えており、ポンプインペラー５が回転することにより内部に供給されたオイルが流動してタービンランナー７を回転させるように構成されている。すなわち、図２に示すトルクコンバータ４は、流体流によって動力を伝達する流体伝動装置である。さらに、入力されたトルクを増幅して出力するために、内部のオイルの流れを一方向に誘導するステータ８がポンプインペラー５とタービンランナー７との間に設けられている。このステータ８は、図示しないワンウェイクラッチを介してケース９に連結されている。具体的には、エンジン１から出力された動力によってポンプインペラー５が回転する方向と、タービンランナー７を介してポンプインペラー５にオイルが戻るときにポンプインペラー５に作用させる荷重の方向とが同一方向となるように、ステータ８がワンウェイクラッチを介してケース９に固定されて、流体が流れる方向を制限するように構成されている。

　また、図２に示す例では、エンジン１の出力トルクを前後進切替機構６に直接伝達することができるようにロックアップクラッチ１０が設けられている。具体的に、このロックアップクラッチ１０は、その両面の油圧差に応じて軸線方向に移動するように構成されている。図２に示す例では、例えばロックアップクラッチ１０のエンジン１側（図２における右側）の油圧を低下させることにより、ロックアップクラッチ１０がエンジン１側に移動して、エンジン１の出力トルクが前後進切替機構６に直接伝達される。さらに、エンジン１の出力トルクが伝達されて駆動するオイルポンプ１１が設けられている。具体的には、オイルポンプ１１はポンプインペラー５と一体となって駆動することにより、図示しないオイルパンに貯留されたオイルを汲み上げるように構成されている。

　そして、上記トルクコンバータ４やロックアップクラッチ１０の出力部材であるタービンランナー７の回転方向と後述するＣＶＴ１７の入力軸１８との回転方向を反転させることができる前後進切替機構６が設けられている。図２に示す前後進切替機構６は、外歯車のサンギヤ１２と、内歯車のリングギヤ１３と、内周側ピニオンギヤ１４と、外周側ピニオンギヤ１５と、キャリヤ１６とによって構成されたダブルピニオン型の遊星歯車機構を備えている。具体的には、タービンランナー７にサンギヤ１２が連結されており、そのサンギヤ１２に内周側ピニオンギヤ１４が噛み合っている。さらに、内周側ピニオンギヤ１４には外周側ピニオンギヤ１５が噛み合い、その外周側ピニオンギヤ１５にリングギヤ１３が噛み合っている。キャリヤ１６は、内周側ピニオンギヤ１４と外周側ピニオンギヤ１５とのそれぞれが自転しつつ、サンギヤ１２の回転軸線を中心として公転することができるように各ピニオンギヤ１４，１５を保持するように構成されており、後述するＣＶＴ１７に連結されている。すなわち、サンギヤ１２が入力要素として機能し、キャリヤ１６が出力要素として機能し、リングギヤ１３が反力要素として機能するように構成されている。

　また、係合することによってキャリヤ１６とサンギヤ１２とを一体として回転させるクラッチＣ１と、係合することによってリングギヤ１３を停止させるブレーキＢ１とが設けられている。したがって、クラッチＣ１を係合すると前後進切替機構６は一体となって回転するので、タービンランナー７とＣＶＴ１７の入力軸１８とが同一方向に回転する。また、ブレーキＢ１を係合すると、サンギヤ１２とキャリヤ１６とが反対方向に回転する。そのため、ブレーキＢ１を係合することによって、タービンランナー７とＣＶＴ１７の入力軸１８との回転方向が反転する。上記クラッチＣ１やブレーキＢ１は、供給される油圧に応じて伝達トルク容量が変化するように構成されており、この発明における係合装置に相当する。

　この前後進切替機構６から伝達された駆動力の回転数やトルクを変化させて出力するＣＶＴ１７が設けられている。図２に示すＣＶＴ１７は、前後進切替機構６と連結された入力軸１８と、入力軸１８と一体となって回転するプライマリープーリ１９と、入力軸１８と平行に配置された出力軸２０と、出力軸２０と一体となって回転するセカンダリープーリ２１と、プライマリープーリ１９とセカンダリープーリ２１とに巻き掛けられた無端状のベルト２２とによって構成されている。図２に示すプライマリープーリ１９は、入力軸１８と一体化された円錐状の固定シーブ２３と、軸線方向に摺動可能であってかつ一体回転可能に入力軸１８に嵌合された円錐状の可動シーブ２４と、その可動シーブ２４の背面に付設されかつ供給される油圧に応じた推力を可動シーブ２４に作用させる油圧アクチュエータ２５とを備えている。また、セカンダリープーリ２１は、出力軸２０と一体化された円錐状の固定シーブ２６と、軸線方向に摺動可能であってかつ一体回転可能に出力軸２０に嵌合された円錐状の可動シーブ２７と、その可動シーブ２７の背面に付設されかつ供給される油圧に応じた推力を可動シーブ２７に作用させる油圧アクチュエータ２８とを備えている。そして、ＣＶＴ１７から出力されたトルクが、ギヤトレーン部２９およびデファレンシャルギヤ３０を介して駆動輪３１，３１に伝達される。

　また、図２に示すＣＶＴ１７は、各油圧アクチュエータ２５，２８の油圧差に応じてベルト２２の巻き掛け半径を変更するように構成されている。また、各油圧アクチュエータ２５，２８の少なくともいずれか一方の油圧を制御してベルト２２を押圧する荷重を変更することによって、伝達トルク容量を変更するように構成されている。具体的には、入力軸１８の回転数と出力軸２０の回転数とから現在の変速比を求め、その変速比と目標変速比との差に基づいてプライマリープーリ１９に加えられる油圧を制御して変速比を制御する。また、路面状態や車速などに応じてＣＶＴ１７に入力されるトルクを想定して、その想定されたトルクが入力されたとしてもベルト２２と各プーリ１９，２１とが滑らない程度にセカンダリープーリ２１に油圧を供給して伝達トルク容量を制御するように構成されている。

　上述したように構成された動力伝達装置は、車両が前進走行するようにエンジン１から駆動力を駆動輪３１に伝達するときには、クラッチＣ１を係合し、車両が後進走行するようにエンジン１から駆動力を駆動輪３１に伝達するときには、ブレーキＢ１を係合するように構成されている。また、それらクラッチＣ１とブレーキＢ１とは、それぞれに供給される油圧に応じた伝達トルク容量となる。したがって、クラッチＣ１やブレーキＢ１が係合されているときに、供給されている油圧に応じた伝達トルク容量以上の過剰なトルクが入力されると、クラッチＣ１やブレーキＢ１がスリップする。一方、エンジン１から駆動輪３１に駆動力を伝達する必要がない場合には、クラッチＣ１とブレーキＢ１とが解放されるように構成されている。具体的には、車両の慣性力によって惰性走行している状態で制動力あるいは駆動力が要求されていない場合、もしくはブレーキ機構やパーキングギヤによって制動力が作用された状態で停車している場合などにクラッチＣ１とブレーキＢ１とが解放される。また、シフトレバーが「Ｎ」ポジションに操作されたときにもクラッチＣ１とブレーキＢ１とが解放される。さらに、上述した動力伝達装置は、バッテリーや空調などの補機類を駆動させる必要がない場合や、駆動輪３１にエンジン1の出力トルクを伝達する必要が場合には、エンジン１を停止させることができる。

　このように上記クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、エンジン１と駆動輪３１との間の動力伝達が遮断されると、駆動輪３１からトルクが入力されたときであっても、そのトルクに反力が作用しないため、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量が小さくてもベルト２２とプーリ１９，２１とに滑りが生じる可能性が低い。したがって、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量を低くすることができる。

　つぎに、上述した構成におけるクラッチＣ１およびブレーキＢ１ならびに各油圧アクチュエータ２５，２８に油圧を供給する油圧回路の構成の一例について説明する。図３は、その構成の一例を説明するための模式図である。まず、図３に示す油圧回路には、オイルパン３２に貯留されたオイルを汲み上げるオイルポンプ１１が、油圧源として機能するように設けられている。このオイルポンプ１１は、上述したポンプインペラー５に連結された機械式のオイルポンプであって、エンジン１が回転しているときにはオイルパン３２からオイルを汲み上げることができるように構成されている。また、バッテリーから供給される電力によって駆動する電動オイルポンプ３３が、機械式のオイルポンプ１１と並列的に設けられており、電動オイルポンプ３３は機械式のオイルポンプ１１の補助として機能するように構成されている。すなわち、電動オイルポンプ３３によって汲み上げることができるオイル量は、機械式のオイルポンプ１１によって汲み上げることができるオイル量より少ない。言い換えると、電動オイルポンプ３３の容量は、機械式のオイルポンプ１１の容量よりも小さい。

　これらオイルポンプ１１，３３によって汲み上げられたオイルは、油路３４に吐出される。この油路３４には、プライマリーレギュレータバルブ３５が設けられており、そのプライマリレギュレータバルブ３５によって油路３４の油圧を調圧するように構成されている。具体的には、アクセル開度などに応じた信号圧がプライマリレギュレータバルブ３５に供給され、油路３４の油圧レベルがその信号圧に応じたレベルとなるようにプライマリレギュレータバルブ３５により調圧されるように構成されている。すなわち、油路３４の油圧レベルが、信号圧に応じて調圧される油圧レベルより高くなると、プライマリレギュレータバルブ３５が開弁する。また、油路３４の油圧レベルが信号圧に応じて調圧される油圧レベルより低いときには、プライマリレギュレータバルブ３５が閉弁する。そして、プライマリレギュレータバルブ３５から排出されたオイルは、潤滑部３６やトルクコンバータ４など要求される油圧が比較的低い箇所に供給される。

　一方、プライマリレギュレータバルブ３５によって調圧された油路３４の油圧（ライン圧）を元圧として、各油圧アクチュエータ２５，２８やクラッチＣ１およびブレーキＢ１の油圧が制御され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１９に付設された油圧アクチュエータ２５の油圧あるいは油量を制御する第１制御弁３７と、セカンダリープーリ２１に付設された油圧アクチュエータ２８の油圧あるいは油量を制御する第２制御弁３８と、クラッチＣ１およびブレーキＢ１の油圧を制御する第３制御弁３９とが連結されている。なお、これら各制御弁３７，３８，３９は、ソレノイドバルブであってもよく、または信号圧に応じて開弁することができるように構成された制御バルブであってもよい。また、スプール型のバルブであってもポペット型のバルブであってもよい。さらに、増圧用の制御弁と減圧用の制御弁とを各油圧アクチュエータ２５，２８やクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１のそれぞれに設けてあってもよい。

　さらに、図３に示す例では、第３制御弁３９とクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１との間には、切り替えバブル４０が設けられている。この切り替えバルブ４０は、シフトレバー４１のポジションが「Ｄ］のときには、クラッチＣ１と第３制御弁３９とが連通しかつブレーキＢ１のオイルがドレーンされ、シフトレバー４１のポジションが「Ｎ」のときには、クラッチＣ１とブレーキＢ１とのそれぞれのオイルがドレーンされ、シフトレバー４１のポジションが「Ｒ」のときには、ブレーキＢ１と第３制御弁３９とが連通しかつクラッチＣ１のオイルがドレーンされるように構成されている。

　なお、上記動力伝達装置や油圧回路には電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す。）が連結されている。このＥＣＵは、予め用意された演算式やマップが保存されたＲＯＭや、各センサによって検出された信号や演算された値などを一時的に保存するＲＡＭや、演算などを行うＣＰＵなどを備えている。また、ＥＣＵには、エンジン回転数Ｎe を検出するセンサ、タービン回転数Ｎt を検出するセンサ、ＣＶＴ１７の入力軸１８の回転数を検出するセンサ、ＣＶＴ１７の出力軸２０の回転数を検出するセンサ、各油圧アクチュエータ２５，２８の油圧を検出するセンサ、クラッチＣ１やブレーキＢ１の油圧を検出するセンサ、シフトレバー４１の位置を検出するセンサ、アクセルペダルやブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するセンサなどから信号が入力される。さらに、入力された信号に応じて各制御弁に供給する油圧を制御するための信号を出力したり、エンジン１へ供給する燃料や空気量を制御するための信号を出力したりする。

　上述したように構成された車両は、定常走行時には、エンジン１の駆動力によって機械式オイルポンプ１１が駆動することによりライン圧が定常圧に維持される。一方、駆動力の出力要求がないときや、エンジンブレーキを作用させる必要がないとき、あるいはシフトレバー４１のポジションがＮレンジのときなどには、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放される。さらに、補機類などを駆動させる必要がない場合には、エンジン１が停止させられる。したがって、エンジン１を停止させているときには、機械式オイルポンプ１１が駆動しないため、定常走行時よりもライン圧が低圧となる。その結果、シフトレバー４１のポジションがＤレンジに変更されたときにクラッチＣ１の伝達トルク容量が、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量よりも高くなってしまう可能性がある。そのため、この発明に係る油圧制御装置は、元圧であるライン圧が定常圧より低い状態であっても、クラッチＣ１あるいはブレーキＢ１の伝達トルク容量をＣＶＴ１７の伝達トルク容量より低く維持することができ、加えて、再度クラッチＣ１を係合させることにより加速する場合の加速応答性の低下を回避できるように構成されている。具体的には、クラッチＣ１やブレーキＢ１の係合圧を設定する指示パターンを複数用意し、エンジン１やライン圧あるいはＣＶＴ１７の回転数などに応じて指示パターンを選択して、その選択された指示パターンに従ってクラッチＣ１あるいはブレーキＢ１の係合圧を設定する。

　図１は、その制御装置の一例を説明するためのフローチャートである。図１に示す制御例は、非走行レンジである「Ｎ」レンジから走行レンジである「Ｄ」レンジあるいは「Ｒ」レンジに変更されたときに実行される。以下の説明では、「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジに変更されたときを例に挙げて説明する。なお、「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジに変更するのは、運転者によるシフトレバー４１の操作によって変更される場合と、車両の走行状態などに応じて自動的にレンジが変更される場合とを含むものである。具体的には、クラッチＣ１やブレーキＢ１を解放することによりニュートラル状態で惰行している状態で、あるいはニュートラル状態で停車している状態で、アクセルペダルが踏み込まれるなどしてクラッチＣ１が係合させられる場合に、シフトレバー４１のポジションに拘わらず自動的に走行レンジが変更される場合がある。そのような場合であっても、図１に示す制御を行うことができる。

　図１に示す制御例では、運転者によってシフトレバーが「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションに変更されると、まず、クラッチＣ１の指示パターンが選択される（ステップＳ１）。すなわち、ステップＳ１において、クラッチＣ１の係合圧を設定する指示パターンが選択される。図４は、ステップＳ１におけるクラッチＣ１の指示パターンを設定するための図表である。図４に示すように、まず、ライン圧の状態、すなわち油圧を発生することができる状態か否かが判断される。例えば、エンジン１の停止に伴い機械式のオイルポンプ１１が非駆動状態であり、かつ電動オイルポンプ３３が故障している場合など、油圧を発生させることができない場合には、油圧が不足している状態と判断される。反対に、機械式オイルポンプ１１が駆動していない場合であっても、電動オイルポンプ３３が正常に機能していれば、油圧を発生させることができる状態と判断される。このライン圧の状態は、油路３４の油圧を検出して判断したり、電動オイルポンプ３３の故障を判断する装置からの信号に基づいて判断したりすることができる。その結果、油圧が不足している状態であると判断されたときには、図４に示す、クラッチＣ１の係合圧が比較的高いパターンＡが選択される。なお、図４におけるライン圧の状態の判断は、ライン圧が定常走行時におけるライン圧（定常圧）よりも低い状態において行われる。この状態において、油圧が不足している状態と、油圧を発生させることができる状態とが、この発明における元圧の変化状態に相当する。

　次に、電動オイルポンプ３３が正常に駆動している場合であって、油圧を発生させることができる場合には、エンジン１の状態に応じて前述の指示パターンが選択される。具体的には、エンジン１から駆動輪３１に動力を伝達する必要がなくなり、かつ補機類などをエンジン１により駆動させる必要がなくなった場合において、エンジン１を停止させる制御を行っている場合、すなわち、ＥＣＵがエンジン１の停止を要求している場合には、パターンＢが選択される。また、エンジン１を再始動させる制御を実行している場合にも、パターンＢが選択される。すなわち、エンジン１が安定して駆動していないときには、パターンＢが選択される。なお、エンジン１の状態は、エンジン１を制御するエンジン用電子制御装置からの信号に基づき、あるいはエンジン回転数Ｎe がアイドル回転数以下か否かに基づき判断することができる。

　一方、エンジン１が停止させられている場合、すなわちアイドルストップ制御が実行されている場合、セカンダリプーリ２１の回転数に応じて上記指示パターンが選択される。具体的には、セカンダリプーリ２１の回転数が所定値より大きい場合には、パターンＢが選択される。この場合の所定値は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放して車両の慣性力によって惰性走行しているか否かを判断するための基準値である。例えば、車両の走行中であって、セカンダリープーリ２１の回転数が所定値より大きい場合において、クラッチＣ１やブレーキＢ１を急激に係合してしまうと、車両の走行慣性力によってベルト２２が滑ってしまったりショックが生じてしまったりする可能性がある。そのため、セカンダリープーリ２１の回転数が所定値よりも大きいと判断された場合には、クラッチＣ１の係合圧が最も低いパターンＢを設定する。

　なお、車両が停止した直後などエンジン１が停止して間もない場合には、タービンランナー７はエンジン１が停止に遅れて停止する。具体的には、エンジン１の停止直後には、タービンランナー７がタービンランナー７自体の慣性力によって未だ回転している可能性がある。そのため、車両の停止中にセカンダリープーリ２１の回転数が所定値以下であり、加えて、エンジン１が停止しているとしても、クラッチＣ１を係合するとショックが生じてしまう可能性がある。この場合、図４に示す例では、クラッチＣ１の入力側の回転部材であるタービン回転数Ｎt と、クラッチＣ１の出力側の回転部材であるプライマリープーリの回転数Ｎinとの差が所定値より大きいか否かに基づいて上記指示パターンを選択する。なお、この場合の所定値は、上述の条件下においてクラッチＣ１を係合することにより運転者がショックを感じる回転数差の基準値であり、実験やシミュレーションなどに基づいて設定される。そして、タービン回転数Ｎt とプライマリープーリの回転数Ｎinとの差が所定値より大きい場合にはパターンＢが選択される。

　それとは反対にタービン回転数Ｎt とプライマリープーリの回転数Ｎinとの差が所定値以下の場合には、クラッチＣ１を係合することによって、急激に駆動力が駆動輪３１に伝達されることによる車両の急激な発進を回避するために、制動要求の有無、すなわちブレーキの操作の有無や、走行路面の勾配に応じて上記指示パターンが選択される。この場合、具体的には、ブレーキ操作がされておらず、かつ車両が平坦路にいる場合には、クラッチＣ１の係合圧が比較的低いパターンＣが選択される。一方、ブレーキが操作されている場合、あるいは車両が坂路にいる場合には、クラッチＣ１の係合圧が最も高いパターンＤが選択される。なお、ブレーキ操作の有無は、ブレーキペダルに踏み込みを検出するスイッチを設け、そのスイッチからの信号に基づいて判断することができる。なお、図４では、ブレーキが操作されていない状態をＯＦＦ年飯、ブレーキが操作されている状態をＯＮと示す。

　上述のように、パターンＤ，Ａ，Ｃ，Ｂの順に、クラッチＣ１の係合圧が高くなっており、加えて、その係合圧の変化率が大きくなる。なお、パターンＤが選択された場合には、クラッチＣ１を係合することによるショックが生じることがなく、またクラッチＣ１を係合することによって車両が急激に発進することもない。そのため、パターンＤが選択された場合、クラッチＣ１の指示圧を特定の待機圧に維持することなく、ライン圧を供給することができる。

　このようにステップＳ１においてクラッチＣ１の係合圧の指示パターンが選択された後に、油圧回路内へのオイルの供給量が消費量より多いか否かを判断する（ステップＳ２）。エンジン回転数Ｎe が高くなることにより機械式のオイルポンプ１１の吐出量が増大する。そのため、一例として、このステップＳ２の判断は、エンジン回転数Ｎe が所定値α以上となったか否かに基づいて行うことができる。

　運転者がシフトレバー４１を操作した直後であって、エンジン１が未だ始動していないとき、あるいはエンジン回転数Ｎe が増加していないときには、上記ステップＳ２で否定的に判断される。ステップＳ２で否定的に判断された場合、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量を確保するために充分なレベルにまで油圧が上昇させられていない可能性がある。この場合、クラッチＣ１へのオイルの供給量が多く、クラッチＣ１の係合圧が高くなってしまうと、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量よりクラッチＣ１の伝達トルク容量が大きくなってしまう可能性がある。そのため、エンジン回転数Ｎe が所定値α以上となり、ステップＳ２で肯定的に判断されるまで、クラッチＣ１の係合圧が上記ステップＳ１で選択された各指示パターンに基づいて制御される（ステップＳ３）。なお、このステップＳ３では、オイルポンプ１１から吐出されるオイル量が、上記各指示パターンに従ってクラッチＣ１を係合させるために要するオイル量よりも少ない場合には、電動オイルポンプ３３からオイルを吐出させる。

　エンジン１が始動してオイルポンプ１１の吐出量が増大することにより、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、通常の走行時におけるクラッチＣ１の制御と同様にクラッチＣ１の係合圧が制御される（ステップＳ４）。なお、このステップＳ４において設定されるクラッチＣ１の係合圧は、ステップＳ３において設定されるクラッチＣ１の係合圧より大きい。ついで、タービン回転数Ｎt が低下しているか否かが判断される（ステップＳ５）。具体的に、ステップＳ５において、クラッチＣ１の係合圧を一定に維持することによって、タービンランナー７からプライマリープーリ１９に動力が伝達され始めたか否かが判断される。このステップＳ５の判断は、タービン回転数Ｎt の変化率が負の値となっているか否かによっても行うことができる。したがって、タービン回転数Ｎt が未だ低下していないことにより、ステップＳ５で否定的に判断された場合には、タービン回転数Ｎt が低下するまでクラッチＣ１をステップＳ４で設定された係合圧に維持し続ける。したがって、ステップＳ５で肯定的に判断されるまでは、ステップＳ５の判断が繰り返し実行される。

　それとは反対にタービン回転数Ｎt が低下してステップＳ５で肯定的に判断された場合には、クラッチＣ１の係合圧を連続的に増大させるスイープ制御が実行され（ステップＳ６）、その後に、クラッチＣ１が係合したか否かが判断される（ステップＳ７）。このステップＳ７におけるクラッチＣ１の係合は、タービン回転数Ｎt とプライマリープーリ９の回転数Ｎinとがほぼ一致したか否かに基づいて判断することができる。クラッチＣ１が係合していないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合は、クラッチＣ１の係合が完了してステップＳ７で肯定的に判断されるまで上述のスイープ制御が続行され、ステップＳ７の判断が繰り返し実行される。それとは反対に、クラッチＣ１の係合が完了したことによりステップＳ７で肯定的に判断された場合には、この図１に示す制御を一旦終了する。なお、クラッチＣ１が係合したときには、クラッチＣ１の油圧は予め定められた値に維持される。

　つぎに、図１に示す制御例を実行した場合の、エンジン１の回転数Ｎe およびタービンランナー７の回転数Ｎt の変化、クラッチＣ１の指示圧の変化、ＣＶＴ１７のベルト挟圧力を制御するための指示圧の変化、ＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧の変化、クラッチＣ１に加えられるの実際の油圧の変化を図５に示すタイムチャートを参照して説明する。図５において、回転数を示す実線はエンジン回転数Ｎe を示し、破線はタービン回転数Ｎt を示している。一方、圧力を示す実線はクラッチＣ１およびＣＶＴ１７の指示圧を示し、破線はそれらに加えられる実際の油圧を示している。なお、実際の油圧に比例して伝達トルク容量が変化する。図５に示す例は、エンジン１を停止させるための制御を実行している過程でシフトレバー４１が「Ｎ」位置から「Ｄ」位置に操作されたときの例である。したがって、クラッチＣ１の係合圧を設定するパターンとして、パターンＢが選択される。なお、上述したようにパターンＢは、クラッチＣ１の係合圧が他のパターンより低く設定される。図５に示すように、ｔ１時点においてレンジが「Ｎ」から「Ｄ」に変更されると、図１に示す制御が開始されて、ステップＳ１でクラッチＣ１の係合圧のパターンとして、パターンＢが選択される。また、ステップＳ２で油圧回路内へのオイルの供給量が消費量より多いか否かが判断される。図５におけるｔ１時点では、エンジン回転数Ｎe が低いためオイルの供給量が消費量より少ない。したがって、上記ステップＳ２で否定的に判断される。そのため、クラッチＣ１がステップＳ１で選択されたパターンＢの指示圧に応じて係合させられる。その結果、クラッチＣ１の伝達トルク容量がパターンＢの係合圧に応じて設定される。

　一方、エンジン１を停止させるための制御が実行されたためにエンジン回転数Ｎe が低下させられた場合、オイルポンプ１１からのオイルの吐出量が低下する。この場合には、ＣＶＴ１７の指示圧に関係なく、ＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧が低下する。すなわち、ＣＶＴ１７の伝達トルク容量が低下する。なお、ｔ１時点では、クラッチＣ１を係合させる制御が実行されることにより、ＣＶＴ１７に入力されるトルクが増大するため、ＣＶＴ１７の指示圧が所定値までステップ的に増大させられる。また、タービン回転数Ｎt がエンジン回転数Ｎe に遅れて低下する。

　ついで、ｔ１時点から所定時間経過すると、ｔ２時点においてエンジン１を停止させる制御が終了し、エンジン１を再始動させる制御が開始される。なお、ここでの所定時間とは、運転者がＤレンジを選択しているか否かの判断が確定するまでの時間である。この間に、シフトレバー４１の「Ｄ」ポジションにおける滞在が一時的なものであるか否か、換言すると、シフトレバー４１の操作が「Ｄ」ポジションを経由した「Ｄ」ポジション以外のシフトポジションへの移動であるか否かが判断される。そして、ｔ２時点でエンジン１を再始動させる制御が開始されることにより、エンジン回転数Ｎe が増大し始めるとともに、ＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧、すなわちＣＶＴ１７の伝達トルク容量が増大し始める。また、エンジン回転数Ｎe に遅れてタービン回転数Ｎt が増大し始める。この一時遅れは、トルクコンバータ４の流体流を介してエンジン１のトルクがタービンランナー７に伝達されるまでに要する時間である。

　そして、ｔ３時点においてエンジン回転数Ｎe が所定値α以上となると、図１におけるステップＳ２で肯定的に判断される。そのため、クラッチＣ１に対する指示圧が通常走行時と同様に設定される。なお、図５に示す例では、クラッチＣ１の指示圧が一時的かつステップ的に増大させられた後、ｔ３時点以前の係合圧より高い係合圧に維持される。その結果、クラッチＣ１の伝達トルク容量が増大する。一方、図５に示す例では、エンジン回転数Ｎe の増加に伴いＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧が増大し、ｔ３時点より若干遅れてＣＶＴ１７の指示圧とＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧とが次第にほぼ一致する。そして、ＣＶＴ１７の指示圧とＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧とがほぼ一致した後は、ＣＶＴ１７の指示圧を漸次的に増大させる。

　上述したようにクラッチＣ１の指示圧を通常走行時の係合圧に設定され、クラッチＣ１が動力を伝達し始めると、ｔ４時点でタービン回転数Ｎt が低下し始める。そのため、図１におけるステップＳ５で肯定的に判断されて、クラッチＣ１の指示圧のスイープ制御が実行される。その結果、クラッチＣ１に加えられる実際の係合圧も比例的に増大し始める。すなわち、クラッチＣ１の伝達トルク容量が比例的に増大し始める。なお、図５には示していないが、タービン回転数Ｎt とプライマリープーリ１９の回転数Ｎinとが一致することによりクラッチＣ１が完全に係合したことが判断されると、クラッチＣ１の指示圧は予め定められた一定圧に維持され、図１に示す制御が終了する。

　つぎに、ブレーキ操作がされて車両が停止しているときにエンジン１が停止している状態で、シフトレバー４１が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションに移動させられた場合の例について説明する。図６は、その例を説明するためのタイムチャートであり、エンジン１の回転数Ｎe およびタービンランナー７の回転数Ｎt の変化、クラッチＣ１の指示圧の変化、ＣＶＴ１７のベルト挟圧力を制御するための指示圧の変化、ＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧の変化、クラッチＣ１に加えられるの実際の油圧の変化を示している。図６において、回転数を示す実線はエンジン回転数Ｎe を示し、破線はタービン回転数Ｎt を示している。一方、圧力を示す実線はクラッチＣ１およびＣＶＴ１７の指示圧を示し、破線はそれらに加えられる実際の油圧を示している。なお、実際の油圧に比例して伝達トルク容量が変化する。図６に示す例では、レンジが変更されたｔ５時点では、エンジン１がアイドルストップ制御されて停止している。また、前提としてブレーキ操作されているので、クラッチＣ１の係合圧のパターンとして、パターンＤが選択される。すなわち、クラッチＣ１は、その係合圧を比較的低圧の待機圧に維持することなく、ライン圧相当の油圧が供給されて係合させられる。そのため、図６に示す例では、ｔ５時点でクラッチＣ１の指示圧がステップ的に増大して一定圧に維持されている。一方、エンジン１が停止していることにより、オイルポンプ１１からのオイルの吐出量が少ない。そのため、クラッチＣ１に加えられる実際の油圧、すなわちクラッチＣ１の伝達トルク容量は、低い状態となっている。他方、ＣＶＴ１７の指示圧も、クラッチＣ１の指示圧と同様にステップ的に増大させられる。なお、その指示圧は、車両が発進する際にＣＶＴ１７に入力されるトルクによってベルト２２が滑らない程度の油圧に設定されている。同様に、ＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧、すなわちＣＶＴ１７の伝達トルク容量は、低い状態となっている。

　ついで、レンジが変更されてから所定時間経過すると、ｔ６時点でエンジン１を再始動させる制御が開始させられる。その結果、エンジン回転数Ｎe が増大するとともに、クラッチＣ１に加えられる実際の油圧（伝達トルク容量）およびＣＶＴ１７に加えられる実際の油圧（伝達トルク容量）が増大し始める。そして、ｔ７時点で、クラッチＣ１の伝達トルク容量が、クラッチＣ１の指示圧に応じた値となる。なお、エンジン回転数Ｎe が増大したとしても、ブレーキ操作がされていることによって、タービン回転数Ｎt は増大していない。

　上述したようにクラッチＣ１を係合させ始める時点で、クラッチＣ１の伝達トルク容量がＣＶＴ１７の伝達トルク容量よりも大きくなってしまうことを回避することができる。また、オイルポンプ１１から吐出されるオイル量が増大するまでは、クラッチＣ１が比較的低い係合圧に維持される。具体的には、オイルポンプ１１から吐出されるオイル量が増大して、ベルト２２の伝達トルク容量が比較的増大した後にクラッチＣ１の係合圧を増大させても、クラッチＣ１が事前に低圧の係合圧に待機している。そのため、クラッチＣ１の係合圧を増大させる量を少なくすることができる。その結果、クラッチＣ１の係合圧を増大させるまでの時間を短くすることができる。したがって、クラッチＣ１の係合圧が増大する時間を短くすることができるので、クラッチＣ１がトルクを伝達するまでの時間が短くなり、加速応答性の低下を回避することができる。さらに、上述したようにクラッチＣ１の係合圧のパターンを、ライン圧やエンジン１の状態あるいはＣＶＴ１７における各部材の回転数などに応じて選択することができる。その結果、クラッチＣ１の係合圧を設定するための制御を簡素化することができる。そして、クラッチＣ１の係合圧を、タービン回転数Ｎt とプライマリープーリの回転数Ｎinとの差に基づいて設定することによって、クラッチＣ１を係合する際のショックを低減することができる。

　なお、上述した例では、ベルト式無段変速機を例に挙げて説明したが、油圧に応じて伝達トルク容量が制御される変速機であればよいので、トロイダル型の無段変速機であってもよい。また、クラッチの指示パターンを設定するための要因は、上述した例に限定されず、上述した例よりも指示パターンを選択するための要因を少なくしてもよく、多くしてもよい。また、指示パターンを更に多くしても少なくしてもよい。

Claims (10)

1. 　油圧に応じてトルク容量が変化する無段変速機と、前記無段変速機と直列に連結され、油圧に応じてトルク容量が変化する係合装置とを備えた車両の油圧制御装置において、
   　前記油圧の元圧が前記車両の定常走行中に設定される定常圧よりも低圧の場合に、前記係合装置の係合圧を設定するための複数の指示パターンを選択するように構成された選択手段を備え、
   　前記選択手段は、前記元圧が定常圧よりも低い状態における前記元圧の変化状態と、前記無段変速機の回転数との少なくともいずれかに応じて前記係合装置のトルク容量が前記無段変速機のトルク容量を超えないように前記指示パターンを選択することを特徴とする車両の油圧制御装置。
2. 　前記選択手段は、前記係合装置の入力側の回転部材の回転数と出力側の回転部材の回転数との差に応じて前記指示パターンを選択する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の油圧制御装置。
3. 　前記選択手段は、制動要求および路面の勾配に応じて前記指示パターンを選択する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の油圧制御装置。
4. 　駆動力を出力する駆動力源と、該駆動力源に連結され前記係合装置に駆動力を出力する流体伝動装置を更に備え、
   　前記元圧のレベルが定常圧まで増大させられた状態で、前記流体伝動装置の出力回転数が低下したことに基づいて前記係合装置が係合し始めたと判断する判断手段を備え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車両の油圧制御装置。
5. 　前記判断手段によって前記係合装置が係合し始めたと判断された場合、前記係合装置の係合圧を連続的に増大させるスイープ制御手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の車両の油圧制御装置。
6. 　前記係合装置は、入力軸の回転方向と出力軸の回転方向とを反転させることができる前後進切替機構に設けられたクラッチおよびブレーキ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車両の油圧制御装置。
7. 　走行する動力によって駆動され、オイルを吐出するように構成された機械式オイルポンプを更に備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両の油圧制御装置。
8. 　電動機によって駆動され、オイルを吐出するように構成されるとともに、前記機械式オイルポンプより容量が小さい電動オイルポンプを更に備えていることを特徴とする請求項７に記載の車両の油圧制御装置。
9. 　前記機械式オイルポンプから吐出されたオイルが流動する油路の油圧を調圧するレギュレータバルブを更に備え、
   　前記元圧は、前記レギュレータバルブにより前記油路の油圧レベルが所定のレベルに調圧された油圧を含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両の油圧制御装置。
10. 　前記油路の油圧が高く、前記レギュレータバルブによって前記油路から排出されたオイルが、前記係合装置および前記無段変速機に要求される油圧よりも要求される油圧レベルが低圧の低圧供給部に排出されるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の車両の油圧制御装置。

Images