WO2018025372A1 - 無段変速機、及び、その制御方法 - Google Patents

無段変速機、及び、その制御方法 Download PDF

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oil
flow rate
pulley
valve
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良平 豊田
啓 寺井
智普 中野
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a continuously variable transmission and a control method thereof.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a second oil pump that includes the second oil pump.
  • a second oil pump is interposed in a speed change oil passage that connects a primary pulley and a secondary pulley and is connected to an oil passage that is a line pressure.
  • the hydraulic circuit described in Patent Document 1 since the oil flow in and out of the primary oil chamber is adjusted by controlling the rotation direction of the second oil pump, the oil is supplied to the primary pulley and the secondary pulley. The amount of oil can be adjusted.
  • a continuously variable transmission includes a primary pulley oil chamber, a secondary pulley oil chamber, a first oil passage connected to the secondary pulley oil chamber, a branch from the first oil passage, A second oil passage connected to the pulley oil chamber, an electric oil pump provided in the second oil passage, and oil supplied to the primary pulley oil chamber by the electric oil pump is discharged out of the second oil passage.
  • An oil discharge mechanism includes a primary pulley oil chamber, a secondary pulley oil chamber, a first oil passage connected to the secondary pulley oil chamber, a branch from the first oil passage, A second oil passage connected to the pulley oil chamber, an electric oil pump provided in the second oil passage, and oil supplied to the primary pulley oil chamber by the electric oil pump is discharged out of the second oil passage.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the hydraulic circuit.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of rotations of the oil pump and the oil flow rate.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a hydraulic circuit.
  • FIG. 5 is a flowchart of valve control according to the oil flow rate.
  • FIG. 6 is a flowchart of valve control according to the oil temperature.
  • FIG. 7 is a diagram used for explaining the control of the valve according to the oil temperature.
  • FIG. 8 is a flowchart of valve control according to the oil temperature and the PRI pressure.
  • FIG. 9 is a diagram used for explaining the control of the valve according to the PRI pressure.
  • FIG. 10 is a flowchart of valve control according to the PRI pressure.
  • FIG. 11 is a flowchart of valve control according to the number of rotations.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle.
  • the vehicle includes an engine 1, a torque converter 2 with a lock-up clutch 2 a, a forward / reverse switching mechanism 3, a variator 4, a final reduction mechanism 5, drive wheels 6, and a hydraulic circuit 100.
  • Engine 1 constitutes a drive source for the vehicle.
  • the output of the engine 1 is transmitted to the drive wheels 6 via the torque converter 2, the forward / reverse switching mechanism 3, the variator 4, and the final reduction mechanism 5.
  • the variator 4 is provided in a power transmission path for transmitting power from the engine 1 to the drive wheels 6 together with the torque converter 2, the forward / reverse switching mechanism 3, and the final reduction mechanism 5.
  • the forward / reverse switching mechanism 3 is provided between the torque converter 2 and the variator 4 in the power transmission path described above.
  • the forward / reverse switching mechanism 3 switches the rotation direction of the input rotation between a forward rotation direction corresponding to forward travel and a reverse rotation direction corresponding to reverse travel.
  • the forward / reverse switching mechanism 3 includes a forward clutch 31 and a reverse brake 32.
  • the forward clutch 31 is fastened when the rotation direction is the forward rotation direction.
  • the reverse brake 32 is fastened when the rotation direction is the reverse rotation direction.
  • One of the forward clutch 31 and the reverse brake 32 can be configured as a clutch that intermittently rotates between the engine 1 and the variator 4.
  • the variator 4 includes a primary pulley 41, a secondary pulley 42, and a belt 43 wound around the primary pulley 41 and the secondary pulley 42.
  • the primary is also referred to as PRI
  • the secondary is also referred to as SEC.
  • the variator 4 constitutes a belt-type continuously variable transmission mechanism that changes speed by changing the winding diameter of the belt 43 by changing the groove widths of the PRI pulley 41 and the SEC pulley 42, respectively.
  • the PRI pulley 41 includes a fixed pulley 41a and a movable pulley 41b.
  • the controller 10 controls the amount of oil supplied to the PRI pulley hydraulic chamber 41c, the movable pulley 41b is operated and the groove width of the PRI pulley 41 is changed.
  • the SEC pulley 42 includes a fixed pulley 42a and a movable pulley 42b.
  • the controller 10 controls the amount of oil supplied to the SEC pulley hydraulic chamber 42c, the movable pulley 42b operates and the groove width of the SEC pulley 42 is changed.
  • the belt 43 has a V-shaped sheave surface formed by the fixed pulley 41a and the movable pulley 41b of the PRI pulley 41, and a V-shape formed by the fixed pulley 42a and the movable pulley 42b of the SEC pulley 42. Wound around the sheave surface.
  • the final deceleration mechanism 5 transmits the output rotation from the variator 4 to the drive wheels 6.
  • the final reduction mechanism 5 includes a plurality of gear trains and differential gears. The final reduction mechanism 5 rotates the drive wheels 6 via the axle.
  • the hydraulic circuit 100 supplies hydraulic pressure to the variator 4, specifically, the PRI pulley 41 and the SEC pulley 42.
  • the hydraulic circuit 100 supplies hydraulic pressure to the forward / reverse switching mechanism 3, the lockup clutch 2a, and a lubrication system and a cooling system (not shown).
  • the hydraulic circuit 100 is configured as follows.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the hydraulic circuit 100.
  • the hydraulic circuit 100 includes an original pressure oil pump 101, a line pressure adjusting valve 102, a pressure reducing valve 103, a line pressure solenoid valve 104, a forward / reverse switching mechanism solenoid valve 105, a transmission circuit pressure solenoid valve 107, a manual A valve 108, a line pressure oil passage 109 (first oil passage), a low pressure system control valve 130, a speed change circuit 110, and a line pressure electric oil pump 111 are provided.
  • the solenoid valve is referred to as SOL.
  • the original pressure oil pump 101 is a mechanical oil pump that is driven by the power of the engine 1.
  • the original pressure oil pump 101 is connected to a line pressure adjusting valve 102, a pressure reducing valve 103, a transmission circuit pressure SOL 107 and a transmission circuit 110 through a line pressure oil passage 109.
  • the line pressure oil passage 109 constitutes a line pressure oil passage.
  • the line pressure is a hydraulic pressure that is a source pressure of the PRI pressure or the SEC pressure.
  • the line pressure electric oil pump 111 is driven by an electric motor 117.
  • the line pressure electric oil pump 111 is operated to supply line pressure when the engine 1 is stopped by, for example, idling / stop control and the main pressure oil pump 101 is stopped accordingly.
  • the line pressure adjusting valve 102 adjusts the hydraulic pressure generated by the original pressure oil pump 101 to generate a line pressure.
  • the generation of the line pressure by the source pressure oil pump 101 includes the generation of the line pressure under the action of the line pressure adjusting valve 102.
  • the oil that is relieved when the line pressure regulating valve 102 regulates pressure is supplied to the lock-up clutch 2a, the lubrication system, and the cooling system via the low-pressure system control valve 130.
  • the pressure reducing valve 103 reduces the line pressure.
  • the hydraulic pressure reduced by the pressure reducing valve 103 is supplied to the line pressure SOL 104 and the forward / reverse switching mechanism SOL 105.
  • the line pressure SOL104 is a linear solenoid valve and generates a control hydraulic pressure corresponding to the control current.
  • the control hydraulic pressure generated by the line pressure SOL104 is supplied to the line pressure adjustment valve 102, and the line pressure adjustment valve 102 adjusts the pressure by operating according to the control hydraulic pressure generated by the line pressure SOL104. For this reason, the command value of the line pressure PL can be set by the control current to the line pressure SOL104.
  • the forward / reverse switching mechanism SOL 105 is a linear solenoid valve that generates hydraulic pressure in accordance with the control current.
  • the hydraulic pressure generated by the forward / reverse switching mechanism SOL 105 is supplied to the forward clutch 31 and the reverse brake 32 via a manual valve 108 that operates according to the operation of the driver.
  • the transmission circuit pressure SOL107 is a linear solenoid valve, and generates hydraulic pressure to be supplied to the transmission circuit 110 according to the control current. Therefore, the command value for the transmission circuit pressure can be set by the control current to the transmission circuit pressure SOL107.
  • the transmission circuit pressure generated by the transmission circuit pressure SOL107 is supplied to the transmission oil passage 106 (second oil passage).
  • the transmission circuit pressure may be generated by, for example, a SOL that generates a control hydraulic pressure corresponding to the control current and a pressure regulating valve that generates a control circuit pressure from the line pressure PL according to the control hydraulic pressure generated by the SOL.
  • the speed change circuit 110 includes a speed change oil path 106 connected to the line pressure oil path 109 via a speed change circuit pressure SOL107, and a speed change oil pump 112 interposed in the speed change oil path 106.
  • the speed change oil passage 106 communicates the PRI pulley hydraulic chamber 41c and the SEC pulley hydraulic chamber 42c.
  • the shift oil pump 112 is an electric oil pump that is driven by an electric motor 113.
  • the electric motor 113 is controlled by the controller 10 via the inverter 114.
  • the shift oil pump 112 can switch the rotation direction between the forward direction and the reverse direction.
  • the forward direction is the direction in which oil is sent from the SEC pulley hydraulic chamber 42c side to the PRI pulley hydraulic chamber 41c side
  • the reverse direction is the oil from the PRI pulley hydraulic chamber 41c side to the SEC pulley hydraulic chamber 42c side. It is the direction to send.
  • the oil in the transmission oil passage 106 is supplied to the PRI pulley hydraulic chamber 41c.
  • the movable pulley 41b of the PRI pulley 41 moves in a direction approaching the fixed pulley 41a, and the groove width of the PRI pulley 41 decreases.
  • the movable pulley 42b of the SEC pulley 42 moves away from the fixed pulley 42a, and the groove width of the SEC pulley 42 increases.
  • the oil is supplied from the line pressure oil passage 109 to the transmission oil passage 106 so that the SEC-side hydraulic pressure is also not lower than the transmission circuit pressure command value.
  • the command value of the transmission circuit pressure is set in consideration of preventing the belt 43 from slipping.
  • the hydraulic pressure of the transmission oil passage 106 closer to the PRI pulley hydraulic chamber 41 c (hereinafter also referred to as “PRI side”) than the transmission oil pump 112 is also referred to as PRI-side hydraulic pressure.
  • the shifting oil pump 112 controls shifting of oil in and out of the PRI pulley hydraulic chamber 41c.
  • the outline of the shift control will be described later.
  • the speed change oil path 106 is provided with a branch path that branches from between the speed change oil pump 112 and the PRI pulley hydraulic chamber 41c.
  • the branch passage is provided with an orifice 120, and oil can be discharged from the orifice 120 to the outside of the speed change oil passage 106.
  • the orifice 120 is formed so as to have a small diameter in a part of the oil passage, and the end of the speed change oil passage 106 opposite to the branch point is opened. Oil always leaks from this open end.
  • Oil discharged from the orifice to the outside of the speed change oil passage 106 is discharged to a space in the case of the continuously variable transmission.
  • the outside of the speed change oil passage 106 (the tip of the orifice 120) in this embodiment is a space, but the outside of the speed change oil passage 106 (the tip of the orifice 120) is more hydraulic than the speed change oil passage 106.
  • the oil path may be low. That is, the outside of the speed change oil passage 106 may be any place where the oil pressure is lower than that of the speed change oil passage 106.
  • the orifice 120 is an example of an oil discharge mechanism.
  • the vehicle further includes a controller 10.
  • the controller 10 is an electronic control device, and a signal from the sensor / switch group 11 is input to the controller 10.
  • the controller 10 includes a microcomputer that includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). It is also possible to configure the controller 10 with a plurality of microcomputers.
  • the sensor switch group 11 detects, for example, an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening of the vehicle, a brake sensor that detects the brake depression force of the vehicle, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed Vsp, and the rotational speed NE of the engine 1.
  • An engine speed sensor detects, for example, an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening of the vehicle, a brake sensor that detects the brake depression force of the vehicle, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed Vsp, and the rotational speed NE of the engine 1.
  • the sensor switch group 11 further includes a PRI pressure sensor 115 that detects the PRI pressure, a SEC pressure sensor 116 that detects the SEC pressure, a pump rotation speed sensor 118 that detects the rotation speed of the shift oil pump 112, and a shift switch.
  • An oil temperature sensor 119 that detects the temperature of the oil in the oil passage 106 is included.
  • a signal from the sensor / switch group 11 may be input to the controller 10 via another controller, for example. The same applies to signals such as information generated by other controllers based on signals from the sensor / switch group 11.
  • the controller 10 controls the hydraulic circuit 100 based on signals from the sensor / switch group 11. Specifically, the controller 10 controls the line pressure SOL 104 and the shift circuit 110 shown in FIG. The controller 10 is further configured to control the forward / reverse switching mechanism SOL 105 and the transmission circuit pressure SOL 107.
  • the controller 10 In controlling the line pressure SOL104, the controller 10 energizes the line pressure SOL104 with a control current corresponding to the command value of the line pressure PL.
  • the controller 10 sets a target gear ratio based on a signal from the sensor / switch group 11.
  • the winding diameter (target winding diameter) of each of the pulleys 41 and 42 for realizing the target gear ratio is determined.
  • the groove widths (target groove widths) of the pulleys 41 and 42 for realizing the target winding diameter are determined.
  • the movable pulley 41b of the PRI pulley 41 moves in response to the oil being taken in and out from the PRI pulley hydraulic chamber 41c by the speed change oil pump, and the movable pulley 42b of the SEC pulley 42 is also moved accordingly. To do. That is, there is a correlation between the amount of movement of the movable pulley 41b of the PRI pulley 41 and the amount of movement of the movable pulley 42b of the SEC pulley 42.
  • the controller 10 operates the shift oil pump 112 so that the position of the movable pulley 41b of the PRI pulley 41 is a position corresponding to the target gear ratio. Whether the movable pulley 41b is at a desired position is calculated by calculating the actual gear ratio from the detection values of the PRI rotational speed sensor 41d and the SEC rotational speed sensor 42d, and whether the actual gear ratio matches the target gear ratio. Judgment by whether or not.
  • the operation of the speed change oil pump 112 by the controller 10 is not limited to the speed change. Even when the target speed ratio does not change, the controller 10 operates the speed change oil pump 112 when oil leaks from the pulley hydraulic chambers 41c and 42c and the actual speed ratio changes. In the present embodiment, control for maintaining such a target gear ratio is also included in the shift control.
  • the shift control of the present embodiment is feedback control for converging the position of the movable pulley 41b of the PRI pulley 41 to the target position.
  • the control target of the feedback control is not the hydraulic pressure of each of the pulley hydraulic chambers 41c and 42c but the groove width of the PRI pulley 41, in other words, the position of the movable pulley 41b.
  • a sensor that detects the position of the movable pulley 41b may be provided to determine whether or not the movable pulley 41b is at a position corresponding to the target gear ratio.
  • the target gear ratio can be realized by controlling the flow rate of the oil flowing in and the piston moving in the cylinder.
  • oil leaks from the gap during movement or the like.
  • the control accuracy of the gear ratio may be reduced. Therefore, by operating the electric motor 113 to be larger than the predetermined number of revolutions, oil is discharged to the shifting oil pump 112. In this way, the PRI pulley 41 is supplemented with only the leaked oil, so that it is possible to suppress a decrease in the control accuracy of the transmission ratio.
  • the electric motor 113 has a characteristic that it cannot be appropriately controlled when the command value of the rotational speed is extremely small. That is, the electric motor 113 has a controllable lower limit rotation speed Nmin. Therefore, there is a lower limit to the oil flow rate F that can be discharged by the transmission oil pump 112.
  • Fmin the lower limit oil flow rate that can be discharged by the shifting oil pump 112
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the rotational speed N of the electric motor 113 and the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41.
  • the horizontal axis shows the rotational speed N of the electric motor 113
  • the vertical axis shows the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41.
  • a hatched area indicates that control by the electric motor 113 cannot be performed accurately.
  • the electric motor 113 cannot be accurately controlled at the rotation speed N lower than the lower limit rotation speed Nmin. Therefore, the shifting oil pump 112 cannot discharge oil having a flow rate lower than the lower limit flow rate Fmin.
  • the transmission oil pump 112 discharges the oil flow rate Fa by controlling the electric motor 113 at the rotation speed Na.
  • the PRI pulley 41 is supplemented with oil for the leaked flow rate.
  • the speed change oil passage 106 is provided with an orifice 120 capable of discharging oil outside the speed change oil passage 106. Therefore, even if the electric motor 113 discharges the oil having the flow rate Fmin, a part of the oil is discharged from the orifice 120 to the outside of the speed change oil passage 106. Therefore, the PRI pulley 41 is filled with oil by the leaked flow rate Fb, so that it is possible to suppress a reduction in the control accuracy of the transmission ratio.
  • the speed change oil passage 106 is provided with a discharge mechanism (orifice 120) capable of discharging oil.
  • the electric motor 113 cannot be controlled at a rotational speed smaller than the lower limit rotational speed Nmin.
  • the oil flow rate F discharged from the shifting oil pump 112 is assumed to be the lower limit flow rate Fmin. That is, the shift oil pump 112 cannot discharge oil having a flow rate lower than the lower limit flow rate Fmin.
  • the orifice 120 is provided as an oil discharge mechanism.
  • the orifice 120 can be configured by reducing the diameter in a part of the oil passage. Therefore, compared with the case where a valve etc. are provided, the control accuracy of the transmission ratio can be improved with a simple configuration.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the hydraulic circuit 100 of the present embodiment. According to this figure, a valve 121 that can be opened and closed is provided in place of the orifice 120 as compared with the hydraulic circuit 100 of the first embodiment shown in FIG. The valve 121 is controlled to be opened and closed by the controller 10.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the control of the valve 121 using the oil flow rate F.
  • the control is repeatedly performed at intervals of, for example, several milliseconds.
  • step S11 the controller 10 determines whether or not the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41 exceeds the lower limit flow rate Fmin.
  • the process proceeds to step S12.
  • the oil flow rate F is equal to or lower than the lower limit flow rate Fmin (S11: No)
  • the process proceeds to step S13.
  • step S12 the controller 10 closes the valve 121.
  • step S13 the controller 10 opens the valve 121.
  • the transmission oil pump 112 can discharge oil at a flow rate F by driving the electric motor 113 at a rotation speed larger than the lower limit rotation speed Nmin. Therefore, even if the valve 121 is closed (S12), the PRI pulley 41 is supplemented with leaked oil at a flow rate, so that a reduction in control accuracy of the gear ratio can be suppressed. Furthermore, the valve 121 is closed (S12), so that the oil from the valve 121 is not discharged wastefully.
  • the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41 varies depending on the oil temperature T of the speed change oil passage 106 and the PRI pressure P in the PRI pulley 41. Therefore, the opening / closing of the valve 121 can be controlled using these parameters. Further, the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41 can be estimated from the measured value of the rotational speed N of the electric motor 113. Therefore, the valve 121 can also be controlled using the rotational speed N of the electric motor 113. Below, the example which controls opening and closing of the valve 121 using these parameters is demonstrated.
  • the PRI pressure P is detected by the PRI pressure sensor 115.
  • the oil temperature T of the speed change oil passage 106 is measured by the oil temperature sensor 119.
  • the rotational speed N of the speed change oil pump 112 is measured by a pump rotational speed sensor 118.
  • valve 121 is controlled in accordance with the oil temperature T of the transmission oil passage 106.
  • FIG. 6 is a flowchart showing control of the valve 121 using the oil temperature T.
  • the control is repeatedly performed at intervals of about several milliseconds, for example.
  • the process of step S ⁇ b> 11 is deleted in this flowchart, and the process of step S ⁇ b> 21 is added.
  • step S21 the controller 10 determines whether or not the oil temperature T exceeds the threshold temperature Tth.
  • the process proceeds to step S12.
  • the oil temperature T is equal to or lower than the threshold temperature Tth (S21: No)
  • the process proceeds to step S13.
  • the threshold temperature Tth may be calculated based on the relationship between the oil temperature T and the flow rate of oil leaked in the PRI pulley 41, which is obtained in advance through experiments or the like.
  • the threshold temperature Tth may be a low temperature (for example, 10 ° C.) at which the oil viscosity is relatively high.
  • the threshold temperature Tth is specifically calculated will be described.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship among the rotational speed N, the oil flow rate F, and the PRI pressure P.
  • the left side of the drawing shows the relationship between the rotational speed N and the oil flow rate F as shown in FIG.
  • the right side of the drawing shows the relationship between the PRI pressure P and the oil flow rate F.
  • the lower limit pressure Pmin corresponds to the lowest PRI pressure P in the pressure range of the PRI pressure P determined according to the gear ratio.
  • the PRI pressure P is lower, the oil flow rate F leaked at the PRI pulley 41 is smaller. Therefore, in a situation where the gear ratio is determined, when the PRI pressure P is the lower limit pressure Pmin, the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41 is minimized. Therefore, on the assumption that the PRI pressure P is the lower limit pressure Pmin, a threshold temperature Tth, which is a control condition for opening and closing the valve 121, is obtained based on the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41.
  • the oil temperature T when the PRI pressure P is the lower limit pressure Pmin and the oil flow rate leaked at the PRI pulley 41 is Fmin is assumed to be the threshold temperature Tth. And opening / closing of the valve 121 is controlled using this threshold temperature Tth.
  • the PRI pressure P is the lower limit pressure Pmin
  • the oil temperature T is Ta higher than the threshold temperature Tth (S21: Yes)
  • the oil flow rate F leaked in the PRI pulley 41 becomes the lower limit flow rate Fmin. It exceeds Fa (Fa> Fmin).
  • the electric motor 113 is controlled at the rotation speed Na
  • the speed change oil pump 112 discharges oil corresponding to the flow rate Fa.
  • the PRI pulley 41 is supplied with the oil having the leaked flow rate Fa, so that it is possible to suppress a reduction in the control accuracy of the transmission ratio.
  • the valve 121 is closed (S12), so that wasteful discharge of oil can be suppressed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the control of the valve 121 according to the oil temperature T and the PRI pressure P.
  • the control is repeatedly performed at intervals of about several milliseconds, for example.
  • this flowchart has a process of step S ⁇ b> 31 added after the process of step S ⁇ b> 21.
  • step S31 it is determined whether or not the PRI pressure P exceeds the lower limit pressure Pmin.
  • the process proceeds to S12.
  • the PRI pressure P is equal to or lower than the lower limit pressure Pmin (S31: No)
  • the process proceeds to S13.
  • the opening / closing control of the valve 121 according to the PRI pressure P is performed.
  • the amount of oil leaked in the PRI pulley 41 increases, so that the necessity of closing the valve 121 becomes lower. Therefore, in the case where the oil temperature T is higher than the threshold temperature Tth, the valve 121 is assumed on the assumption that the oil flow rate leaked in the PRI pulley 41 is minimum, that is, the oil temperature T is the threshold temperature Tth.
  • FIG. 9 shows the relationship between the rotational speed N of the electric motor 113, the oil flow rate F, and the PRI pressure P.
  • the left side of the drawing shows the relationship between the rotational speed N and the oil flow rate F.
  • the right side of the drawing shows the relationship between the PRI pressure P and the oil flow rate F when the oil temperature T is the threshold temperature Tth.
  • the PRI pulley 41 leaks oil having a flow rate lower than the lower limit flow rate Fmin.
  • the electric motor 113 cannot be controlled at a rotational speed lower than the lower limit rotational speed Nmin. If the electric motor 113 is controlled at the lower limit rotation speed Nmin, the speed change oil pump 112 discharges oil at the lower limit flow rate Fmin. Therefore, it is necessary to open the valve 121. For this reason, when the PRI pressure P is equal to or lower than the lower limit pressure Pmin (S31: No), the valve 121 is opened (S13).
  • the controller 10 drives the electric motor 113 so that the position of the piston does not change. That is, the controller 10 controls the electric motor 113 to cause the oil pump 112 for shifting to discharge only the oil flow rate leaked in the PRI pulley 41.
  • the electric motor 113 has a controllable lower limit value Nmin of the rotational speed. However, when the electric motor 113 is controlled with a command value of the rotational speed lower than the lower limit rotational speed Nmin, an error occurs.
  • the rotation speed is close to the command value, that is, the rotation speed is lower than the lower limit rotation speed Nmin.
  • the electric motor 113 since the electric motor 113 is not properly controlled, the electric motor 113 may rotate at a rotational speed that exceeds the desired rotational speed. In such a case, there is a possibility that the oil pump 112 for shifting will discharge oil with a flow rate that exceeds the flow rate leaked at the PRI pulley 41.
  • the transmission oil pump 112 may be able to discharge only oil having a flow rate lower than the flow rate leaked at the PRI pulley 41. Therefore, as shown below, the opening / closing of the valve 121 and the rotation of the electric motor 113 are controlled according to the magnitude relationship between the rotational speed N of the electric motor 113 and the lower limit rotational speed Nmin.
  • FIG. 11 is a flowchart of control of the valve 121 according to the rotation speed N of the electric motor 113 when the speed ratio is constant. The control is repeatedly performed at intervals of about several milliseconds, for example. In this flowchart, the process of S11 is deleted and the process of S41 is added compared to the flowchart of FIG.
  • step S41 the controller 10 determines whether or not the rotational speed N of the electric motor 113 exceeds the lower limit rotational speed Nmin. And when the rotation speed N exceeds the minimum rotation speed Nmin (S41: Yes), it progresses to step S12. When the rotation speed N is less than or equal to the lower limit rotation speed Nmin (S41: No), the process proceeds to step S13.
  • the valve 121 is opened (S11). Then, the controller 10 controls the electric motor 113 at the lower limit rotation speed Nmin instead of the rotation speed command value according to the position of the piston in the PRI pulley 41. If the electric motor 113 is controlled at the lower limit rotation speed Nmin, the speed change oil pump 112 discharges more oil than the flow rate leaked in the PRI pulley 41. However, since the valve 121 is opened (S11), a part of the oil is discharged from the valve 121 to the outside of the transmission oil passage 106. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed.
  • valve 121 is opened when the command value of the rotational speed for the electric motor 113 obtained by the controller 10 is lower than the lower limit rotational speed Nmin.
  • the electric motor 113 is controlled not at the required command value but at the lower limit rotational speed Nmin. If the electric motor 113 is controlled at the lower limit rotation speed Nmin, the shifting oil pump 112 discharges oil at a flow rate that exceeds the flow rate leaked at the PRI pulley 41.
  • valve 121 since the valve 121 is opened (S11), a part of the oil is discharged from the valve 121 to the outside of the transmission oil passage 106. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed.
  • control according to the rotational speed N may be used in combination with control according to the oil temperature T shown in FIG. 6, control according to the PRI pressure P shown in FIG.
  • control according to the PRI pressure P shown in FIG. may be used in combination with control according to the oil temperature T shown in FIG. 6, control according to the PRI pressure P shown in FIG.
  • the valve 121 was demonstrated using the example controlled by the controller 10, it is not restricted to this.
  • the valve 121 may be a mechanical valve that opens and closes according to conditions.
  • the valve 121 is provided as an oil discharge mechanism. Compared with the case where the orifice 120 is provided, the valve 121 has higher control accuracy of whether or not oil is discharged from the speed change oil passage 106, and therefore can suppress wasteful oil outflow. Therefore, since the rotation amount of the engine 1 can be reduced as a whole, energy saving can be realized.
  • the electric motor 113 has a controllable lower limit rotation speed Nmin. Therefore, the valve 121 is opened when the oil flow rate leaked in the PRI pulley 41 is lower than the lower limit flow rate Fmin corresponding to the lower limit rotation speed Nmin. For example, when the oil flow rate leaked at the PRI pulley 41 is smaller than the lower limit flow rate Fmin, the transmission oil pump 112 is leaked at the PRI pulley 41 if the electric motor 113 is rotated at the lower limit rotation speed Nmin. Oil that exceeds the flow rate is discharged. However, since the valve 121 is opened, a part of the oil is discharged from the valve 121. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed.
  • the valve 121 when the oil temperature T is lower than the threshold temperature Tth, the valve 121 is opened.
  • the viscosity is increased, so that the oil flow rate leaked in the PRI pulley 41 is reduced. Therefore, for example, when the oil temperature T is lower than the threshold temperature Tth, the transmission oil pump 112 exceeds the flow rate leaked in the PRI pulley 41 if the electric motor 113 is rotated at the lower limit rotation speed Nmin.
  • the oil of the flow rate is discharged.
  • the valve 121 since the valve 121 is opened, a part of the oil is discharged from the valve 121. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed.
  • the valve 121 when the PRI pressure P is lower than the lower limit pressure Pmin, the valve 121 is opened.
  • the transmission oil pump 112 causes the flow rate leaked in the PRI pulley 41 when the electric motor 113 is rotated at the lower limit rotation speed Nmin. Excess oil will be discharged.
  • the valve 121 since the valve 121 is opened, a part of the oil is discharged from the valve 121. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed.
  • the electric motor when the gear ratio of the continuously variable transmission is constant, the electric motor is operated so that the position of the piston of the PRI pulley 41 does not change according to the oil flow rate leaked in the PRI pulley 41.
  • the motor 113 is controlled.
  • the electric motor 113 is controlled at a rotational speed smaller than the lower limit rotational speed Nmin, there is an error, but the rotational speed is generally controlled at a rotational speed smaller than the lower rotational speed Nmin. .
  • due to the error it is difficult for the shifting oil pump 112 to discharge oil having the same flow rate as that leaked in the PRI pulley 41.
  • the electric motor 113 is rotated at the lower limit rotation speed Nmin and the valve 121 is opened. If it does in this way, the oil pump 112 for transmission will discharge the oil of the flow volume exceeding the flow volume leaked in the PRI pulley 41. FIG. However, since the valve 121 is opened, a part of the oil is discharged from the valve 121. For this reason, the PRI pulley 41 is supplemented with an oil amount corresponding to the leaked flow rate, so that a reduction in the control accuracy of the gear ratio can be suppressed. Further, since oil discharge can be suppressed, energy saving can be realized.

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Abstract

無段変速機は、プライマリプーリ油室(41c)と、セカンダリプーリ油室(42c)と、セカンダリプーリ油室(42c)と接続される第1の油路(109)と、第1の油路(109)から分岐して、プライマリプーリ油室(41c)と接続される第2の油路(106)と、第2の油路(106)に設けられる電動オイルポンプ(112)と、電動オイルポンプ(112)によってプライマリプーリ油室(41c)に供給されるオイルを第2の油路(106)の外に排出するオイル排出機構(120,121)とを、備える。

Description

無段変速機、及び、その制御方法
 本発明は、無段変速機、及び、その制御方法に関する。
 無段変速機の油圧回路として、オイルパンからオイルを汲み上げてライン圧を発生させる第1のオイルポンプと、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に設けられ、プライマリプーリ油室の油の出入りを調整する第2のオイルポンプと、を備えるものが特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の油圧回路では、プライマリプーリとセカンダリプーリとを連通し、かつライン圧となる油路と接続される変速用油路に第2のオイルポンプが介装されている。そして、特許文献1に記載の油圧回路によれば、第2のオイルポンプの回転方向を制御することにより、プライマリー油室の油の出入りが調整されるので、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに供給されるオイル量を調整することができる。
特開2008-240894号公報
 特許文献1に記載の油圧回路では、変速制御を行うためには変速用油路にオイルが供給されることが必要となる。ここで、各プーリの油室の油の出入りが調整されると、プーリと接続されたシリンダに設けられたピストンが動作する。しかしながら、シリンダとピストンとの間には隙間が存在しているため、油圧回路からオイルがリークしてしまう。そこで、オイルポンプを駆動させることにより、このオイルのリーク分を補填することができる。
 オイルポンプにおいては、オイルポンプを駆動させるモータの制御可能な下限回転数に応じた下限流量が存在する。そのため、油圧回路からのオイルのリーク流量が少ない場合に、補填されるべきオイル流量が、その下限流量を下回ることがある。このような場合には、リークされる流量だけのオイルを補填しようとしても、その流量を上回るオイルが供給されてしまう。そのため、プライマリー油室の油の出入りが適切に調整されないので、無段変速機における変速比率を所望値にすることができない。
 本発明では、変速比率の制御精度の低下を抑制することができる無段変速機を提供することを目的とする。
 本発明のある態様による無段変速機は、プライマリプーリ油室と、セカンダリプーリ油室と、セカンダリプーリ油室と接続される第1の油路と、第1の油路から分岐して、プライマリプーリ油室と接続される第2の油路と、第2の油路に設けられる電動オイルポンプと、電動オイルポンプによってプライマリプーリ油室に供給されるオイルを第2の油路の外に排出するオイル排出機構とを、備える。
 上記態様によれば、変速比率の制御精度の低下を抑制することができる。
図1は、車両の概略構成図である。 図2は、油圧回路の概略構成図である。 図3は、オイルポンプの回転数とオイル流量との関係を示すグラフである。 図4は、油圧回路の概略構成図である。 図5は、オイル流量に応じた弁の制御のフローチャートである。 図6は、オイル温度に応じた弁の制御のフローチャートである。 図7は、オイル温度に応じた弁の制御の説明に用いる図である。 図8は、オイル温度とPRI圧に応じた弁の制御のフローチャートである。 図9は、PRI圧に応じた弁の制御の説明に用いる図である。 図10は、PRI圧に応じた弁の制御のフローチャートである。 図11は、回転数に応じた弁の制御のフローチャートである。
 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
 (第1実施形態)
 図1は、車両の概略構成図である。車両は、エンジン1と、ロックアップクラッチ2a付きトルクコンバータ2と、前後進切替機構3と、バリエータ4と、終減速機構5と、駆動輪6と、油圧回路100と、を備える。
 エンジン1は、車両の駆動源を構成する。エンジン1の出力は、トルクコンバータ2、前後進切替機構3、バリエータ4、及び終減速機構5を介して駆動輪6へと伝達される。したがって、バリエータ4は、トルクコンバータ2や前後進切替機構3や終減速機構5とともに、エンジン1から駆動輪6に動力を伝達する動力伝達経路に設けられる。
 前後進切替機構3は、上述の動力伝達経路においてトルクコンバータ2とバリエータ4との間に設けられる。前後進切替機構3は、前進走行に対応する正転方向と後退走行に対応する逆転方向との間で、入力される回転の回転方向を切り替える。
 前後進切替機構3は具体的には、前進クラッチ31と、後退ブレーキ32と、を備える。前進クラッチ31は、回転方向を正転方向とする場合に締結される。後退ブレーキ32は、回転方向を逆転方向とする場合に締結される。前進クラッチ31及び後退ブレーキ32の一方は、エンジン1とバリエータ4と間の回転を断続するクラッチとして構成することができる。
 バリエータ4は、プライマリプーリ41と、セカンダリプーリ42と、プライマリプーリ41及びセカンダリプーリ42に巻き掛けられたベルト43と、を有する。以下では、プライマリをPRIとも称し、セカンダリをSECとも称す。バリエータ4は、PRIプーリ41とSECプーリ42との溝幅をそれぞれ変更することでベルト43の巻掛け径を変更して変速を行うベルト式無段変速機構を構成している。
 PRIプーリ41は、固定プーリ41aと、可動プーリ41bと、を備える。コントローラ10がPRIプーリ油圧室41cに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ41bが作動し、PRIプーリ41の溝幅が変更される。
 SECプーリ42は、固定プーリ42aと、可動プーリ42bと、を備える。コントローラ10がSECプーリ油圧室42cに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ42bが作動し、SECプーリ42の溝幅が変更される。
 ベルト43は、PRIプーリ41の固定プーリ41aと可動プーリ41bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面と、SECプーリ42の固定プーリ42aと可動プーリ42bとにより形成されるV字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。
 終減速機構5は、バリエータ4からの出力回転を駆動輪6に伝達する。終減速機構5は、複数の歯車列やディファレンシャルギアを有して構成される。終減速機構5は、車軸を介して駆動輪6を回転する。
 油圧回路100は、バリエータ4、具体的にはPRIプーリ41及びSECプーリ42に油圧を供給する。油圧回路100は、前後進切替機構3やロックアップクラッチ2a、さらには図示しない潤滑系や冷却系にも油圧を供給する。油圧回路100は具体的には、次のように構成される。
 図2は、油圧回路100の概略構成図である。油圧回路100は、元圧用オイルポンプ101と、ライン圧調整弁102と、減圧弁103と、ライン圧ソレノイドバルブ104と、前後進切替機構用ソレノイドバルブ105と、変速回路圧ソレノイドバルブ107と、マニュアルバルブ108と、ライン圧油路109(第1の油路)と、低圧系制御弁130と、変速用回路110と、ライン圧用電動オイルポンプ111と、を備える。以下では、ソレノイドバルブをSOLと称す。
 元圧用オイルポンプ101は、エンジン1の動力によって駆動する機械式のオイルポンプである。元圧用オイルポンプ101は、ライン圧油路109を介して、ライン圧調整弁102と、減圧弁103と、変速回路圧SOL107及び変速用回路110と、接続される。ライン圧油路109はライン圧の油路を構成する。ライン圧は、PRI圧やSEC圧の元圧となる油圧である。
 ライン圧用電動オイルポンプ111は、電動モータ117によって駆動する。ライン圧用電動オイルポンプ111は、例えばアイドリング・ストップ制御によりエンジン1が停止し、これに伴い元圧用オイルポンプ101が停止した場合に、ライン圧を供給するために稼働する。
 ライン圧調整弁102は、元圧用オイルポンプ101が発生させる油圧を調整してライン圧を生成する。元圧用オイルポンプ101がライン圧を発生させることは、このようなライン圧調整弁102の作用のもと、ライン圧を発生させることを含む。ライン圧調整弁102が調圧時にリリーフするオイルは、低圧系制御弁130を介してロックアップクラッチ2aや、潤滑系や冷却系に供給される。
 減圧弁103は、ライン圧を減圧する。減圧弁103によって減圧された油圧は、ライン圧SOL104や前後進切替機構用SOL105に供給される。
 ライン圧SOL104は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた制御油圧を生成する。ライン圧SOL104が生成した制御油圧は、ライン圧調整弁102に供給され、ライン圧調整弁102は、ライン圧SOL104が生成した制御油圧に応じて作動することで調圧を行う。このため、ライン圧SOL104への制御電流によってライン圧PLの指令値を設定することができる。
 前後進切替機構用SOL105は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた油圧を生成する。前後進切替機構用SOL105が生成した油圧は、運転者の操作に応じて作動するマニュアルバルブ108を介して前進クラッチ31や後退ブレーキ32に供給される。
 変速回路圧SOL107は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じて変速用回路110に供給する油圧を生成する。このため、変速回路圧SOL107への制御電流によって変速回路圧の指令値を設定することができる。変速回路圧SOL107が生成した変速回路圧は、変速用油路106(第2の油路)に供給される。変速回路圧は例えば、制御電流に応じた制御油圧を生成するSOLと、当該SOLが生成した制御油圧に応じてライン圧PLから制御回路圧を生成する調圧弁とによって生成されてもよい。
 変速用回路110は、変速回路圧SOL107を介してライン圧油路109と接続される変速用油路106と、変速用油路106に介装される変速用オイルポンプ112と、を備える。変速用油路106はPRIプーリ油圧室41cとSECプーリ油圧室42cとを連通する。
 変速用オイルポンプ112は、電動モータ113によって駆動する電動式のオイルポンプである。電動モータ113はインバータ114を介してコントローラ10に制御される。変速用オイルポンプ112は、回転方向を正方向と逆方向に切り替え可能である。ここでいう正方向とは、オイルをSECプーリ油圧室42c側からPRIプーリ油圧室41c側へ送る方向であり、逆方向とは、オイルをPRIプーリ油圧室41c側からSECプーリ油圧室42c側へ送る方向である。
 変速用オイルポンプ112が正方向に回転すると、変速用油路106にあるオイルがPRIプーリ油圧室41cに供給される。これによりPRIプーリ41の可動プーリ41bが固定プーリ41aに近づく方向に移動し、PRIプーリ41の溝幅が減少する。一方、SECプーリ42の可動プーリ42bは固定プーリ42aから遠ざかる方向に移動し、SECプーリ42の溝幅が増大する。なお、変速用オイルポンプ112が正回転する際には、変速用オイルポンプ112よりもSECプーリ油圧室42c側(以下、「SEC側」とも称する)の変速用油路106の油圧(以下、「SEC側油圧」とも称する)が変速回路圧の指令値を下回らないように、ライン圧油路109から変速用油路106へオイルが供給される。変速回路圧の指令値は、ベルト43の滑りを防止すること等を考慮して設定される。なお、変速用オイルポンプ112よりもPRIプーリ油圧室41c側(以下、「PRI側」とも称する)の変速用油路106の油圧を、PRI側油圧とも称する。
 また、変速用オイルポンプ112が逆方向に回転すると、PRIプーリ油圧室41cからオイルが流出する。これによりPRIプーリ41の可動プーリ41bが固定プーリ41aから離れる方向に移動し、PRIプーリ41の溝幅が増大する。一方、SECプーリ42の可動プーリ42bは固定プーリ42aに近づく方向に移動し、SECプーリ42の溝幅が減少する。PRIプーリ油圧室41cから流出したオイルが流入することでSEC側油圧は上昇するが、変速回路圧SOL107によりSEC側油圧が指令値を超えないように制御される。すなわち、SEC側油圧が指令値を超える場合には、変速回路圧SOL107を介して変速用油路106からオイルが排出される。一方、SEC側油圧が指令値未満の場合には、変速回路圧SOL107を介してライン圧油路109からオイルが流入する。
 上記の通り、本実施形態の無段変速機では、変速用オイルポンプ112によりPRIプーリ油圧室41cのオイルの出入りを制御することによって変速を行う。変速制御の概要については後述する。
 変速用油路106には、変速用オイルポンプ112とPRIプーリ油圧室41cとの間から分岐する分岐路が設けられている。そして、分岐路には、オリフィス120が設けられており、オリフィス120から変速用油路106の外にオイルを排出することができる。具体的には、オリフィス120は、油路の一部において径が小さくなるように形成されており、変速用油路106における分岐点の反対側の端が開放されている。この開放端からは常にオイルがリークし続ける。変速用オイルポンプ112によってPRIプーリ油圧室41cにオイルが供給される場合には、一部のオイルがオリフィス120からリークすることになる。オリフィスから変速用油路106の外に排出されるオイルは、無段変速機のケース内の空間に排出される。このように、本実施形態の変速用油路106の外(オリフィス120の先)は空間であるが、変速用油路106の外(オリフィス120の先)は、変速用油路106よりも油圧の低い油路となっていてもよい。すなわち、変速用油路106の外は、変速用油路106より油圧が低い場所であれば良い。なお、オリフィス120は、オイル排出機構の一例である。
 図1に戻り、車両はコントローラ10をさらに備える。コントローラ10は電子制御装置であり、コントローラ10には、センサ・スイッチ群11からの信号が入力される。なお、コントローラ10は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ10を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
 センサ・スイッチ群11は例えば、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサや、車両のブレーキ踏力を検出するブレーキセンサや、車速Vspを検出する車速センサや、エンジン1の回転速度NEを検出するエンジン回転速度センサを含む。
 センサ・スイッチ群11は、さらに、PRI圧を検出するPRI圧センサ115、SEC圧を検出するSEC圧センサ116、変速用オイルポンプ112の回転速度を検出するポンプ回転速度センサ118、及び、変速用油路106のオイルの温度を検出する油温センサ119を含む。センサ・スイッチ群11からの信号は例えば、他のコントローラを介してコントローラ10に入力されてもよい。センサ・スイッチ群11からの信号に基づき他のコントローラで生成された情報等の信号についても同様である。
 コントローラ10は、センサ・スイッチ群11からの信号に基づき油圧回路100を制御する。具体的には、コントローラ10は、図2に示すライン圧SOL104や変速用回路110を制御する。コントローラ10はさらに、前後進切替機構用SOL105や変速回路圧SOL107を制御するように構成される。
 ライン圧SOL104を制御するにあたり、コントローラ10は、ライン圧PLの指令値に応じた制御電流をライン圧SOL104に通電する。
 変速制御を実行するにあたり、コントローラ10はセンサ・スイッチ群11からの信号に基づいて目標変速比を設定する。目標変速比が定まれば、当該目標変速比を実現するための各プーリ41、42の巻掛け径(目標巻掛け径)が定まる。目標巻掛け径が定まれば、目標巻掛け径を実現するための各プーリ41、42の溝幅(目標溝幅)が定まる。
 また、変速用回路110では、変速用オイルポンプによるPRIプーリ油圧室41cからのオイルの出し入れに応じてPRIプーリ41の可動プーリ41bが移動し、これに応じてSECプーリ42の可動プーリ42bも移動する。つまり、PRIプーリ41の可動プーリ41bの移動量とSECプーリ42の可動プーリ42bの移動量とには相関がある。
 そこでコントローラ10は、PRIプーリ41の可動プーリ41bの位置が目標変速比に応じた位置になるように変速用オイルポンプ112を稼働させる。可動プーリ41bが所望の位置にあるか否かは、PRI回転速度センサ41d及びSEC回転速度センサ42dの検出値から実変速比を算出し、この実変速比と目標変速比とが一致しているか否かによって判断する。
 また、コントローラ10が変速用オイルポンプ112を稼働させるのは、変速時に限られるわけではない。目標変速比が変化しない場合でも、各プーリ油圧室41c、42cからオイルがリークして実変速比が変化した場合には、コントローラ10は変速用オイルポンプ112を稼働させる。本実施形態においては、このような目標変速比を維持するための制御も、変速制御に含めることとする。
 すなわち、本実施形態の変速制御は、PRIプーリ41の可動プーリ41bの位置を目標位置に収束させるフィードバック制御である。そして、当該フィードバック制御の制御対象は、各プーリ油圧室41c、42cの油圧ではなく、PRIプーリ41の溝幅、換言すると可動プーリ41bの位置である。
 なお、可動プーリ41bの位置を検出するセンサを設けて、可動プーリ41bが目標変速比に応じた位置にあるか否かを判断してもよい。
 PRIプーリ41、及び、SECプーリ42においては、流入されるオイル流量を制御することにより、ピストンがシリンダ内を移動させることで、目標変速比を実現することができる。しかしながら、ピストンとシリンダとの間には隙間があるので、移動時などにおいて、その隙間からオイルがリークしてしまう。例えば、PRIプーリ41においてオイルがリークされると、変速比の制御精度が低下してしまうおそれがある。そこで、電動モータ113を所定の回転数よりも大きく動作させることにより、変速用オイルポンプ112にオイルを吐出させる。このようにすることで、PRIプーリ41にはリークされた流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 ここで、電動モータ113は、回転数の指令値が極めて小さい場合には、適切に制御できないという特性がある。すなわち、電動モータ113には制御可能な下限回転数Nminがある。そのため、変速用オイルポンプ112が吐出できるオイル流量Fには下限がある。以下では、この変速用オイルポンプ112が吐出できる下限のオイル流量を、Fminと称して説明する。
 図3は、電動モータ113の回転数Nと、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fとの関係を示すグラフである。この図において、横軸(図面左方向)には、電動モータ113の回転数Nが示されており、縦軸(図面上方向)には、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが示されている。斜線のハッチングが付されている領域は、電動モータ113による制御を正確に行えないことを示している。
 電動モータ113を、下限回転数Nminを下回る回転数Nでは正確に制御できない。そのため、変速用オイルポンプ112は、下限流量Fminを下回る流量のオイルを吐出できない。
 例えば、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが下限流量Fminを上回るFaである場合について検討する(Fa>Fmin)。この場合には、電動モータ113を回転数Naで制御することにより、変速用オイルポンプ112は、オイル流量Faを吐出する。このような場合には、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填される。
 一方、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが下限流量Fminを下回るFbである場合について検討する(Fb<Fmin)。この場合には、電動モータ113を回転数Nbで制御できないので、変速用オイルポンプ112は、オイル流量Fbだけのオイルを吐出することができない。電動モータ113を下限回転数Nminで制御してしまうと、変速用オイルポンプ112は、所望の流量Fbよりも多い流量Fminのオイルを吐出してしまう。
 本実施形態においては、変速用油路106には、変速用油路106の外にオイルを排出可能なオリフィス120が設けられている。そのため、電動モータ113が、流量Fminのオイルを吐出しても、一部のオイルがオリフィス120から変速用油路106の外に排出される。そのため、PRIプーリ41には、リークされる流量Fbだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
 第1実施形態によれば、変速用油路106にオイルを排出可能な排出機構(オリフィス120)が設けられている。電動モータ113は、下限回転数Nminよりも小さい回転数では制御できない。ここで、電動モータ113が下限回転数Nminで制御される場合において、変速用オイルポンプ112が吐出するオイル流量Fは、下限流量Fminであるものとする。すなわち、変速用オイルポンプ112は下限流量Fminを下回る流量のオイルを吐出できない。
 しかしながら、電動モータ113が下限回転数Nminで制御されて、変速用オイルポンプ112が下限流量Fminのオイルを吐出したとしても、一部のオイルがオリフィス120から排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされた流量だけのオイルが供給されることになるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 第1実施形態によれば、オイル排出機構として、オリフィス120が設けられている。オリフィス120は、油路の一部において径を小さくすることにより構成することができる。そのため、弁などを設ける場合と比較すると、単純な構成で変速比の制御精度を向上させることができる。
 (第2実施形態)
 第1実施形態においては、オイル排出機構としてオリフィス120が設けられている例について説明した。第2実施形態では、オイル排出機構として開閉可能な弁が設けられている例について説明する。
 図4は、本実施形態の油圧回路100の概略構成図である。この図によれば、図2に示した第1実施形態の油圧回路100と比較すると、オリフィス120の代わりに、開閉可能な弁121が設けられている。弁121は、コントローラ10により開閉が制御される。
 ここで、弁121の制御の概念を説明するために、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fを用いた弁121の制御について以下に示す。
 図5は、オイル流量Fを用いた弁121の制御を示すフローチャートである。なお、当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。
 ステップS11において、コントローラ10は、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが、下限流量Fminを上回るか否かを判定する。そして、オイル流量Fが下限流量Fminを上回る場合には(S11:Yes)、ステップS12へと進む。オイル流量Fが下限流量Fmin以下の場合には(S11:No)、ステップS13へと進む。
 ステップS12においては、コントローラ10は、弁121を閉じる。
 ステップS13においては、コントローラ10は、弁121を開ける。
 例えば、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが、下限流量Fminよりも大きい場合(S11:Yes)について考察する。この場合には、電動モータ113を下限回転数Nminよりも大きな回転数で駆動させることにより、変速用オイルポンプ112は、流量Fのオイルを吐出させることができる。そのため、弁121が閉じられていても(S12)、PRIプーリ41には、リークされる流量のオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。さらに、弁121が閉じられる(S12)ことにより、弁121からのオイルが無駄に排出されなくなる。
 次に、PRIプーリ41においてリークするオイル流量Fが、下限流量Fminよりも小さい場合(S11:No)について考察する。電動モータ113は下限回転数Nminよりも小さい回転数で駆動することはできない。また、電動モータ113を下限回転数Nminで駆動してしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fを上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開けられる(S13)ことにより、一部のオイルが変速用油路106の外に排出される。そのため、PRIプーリ41には、リークされる流量のオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fは、変速用油路106のオイル温度Tや、PRIプーリ41におけるPRI圧Pに応じて変化する。そのため、これらのパラメータを用いて弁121の開閉を制御することができる。また、電動モータ113の回転数Nの測定値によって、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fを推測することができる。そのため、電動モータ113の回転数Nを用いても、弁121を制御することもできる。以下では、これらのパラメータを用いて弁121の開閉を制御する例について説明する。
 なお、PRI圧Pは、PRI圧センサ115により検出される。変速用油路106のオイル温度Tは、油温センサ119により測定される。また、変速用オイルポンプ112の回転数Nは、ポンプ回転速度センサ118により測定される。
 まず、変速用油路106のオイル温度Tに応じて弁121を制御する例について説明する。
 図6は、オイル温度Tを用いた弁121の制御を示すフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図5のフローチャートと比較すると、ステップS11の処理が削除されており、ステップS21の処理が追加されている。
 ステップS21において、コントローラ10は、オイル温度Tが閾値温度Tthを上回るか否かを判定する。そして、オイル温度Tが閾値温度Tthを上回る場合には(S21:Yes)、ステップS12へと進む。オイル温度Tが閾値温度Tth以下の場合には(S21:No)、ステップS13と進む。
 ここで、オイル温度Tが低くなると、オイルの粘度が高くなるので、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量は少なくなる。そのため、電動モータ113を下限回転数Nminで制御させてしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回るオイルを吐出してしまう。そこで、弁121を開いておくことにより一部のオイルが弁121から排出されるので、PRIプーリ41にはリークされたオイルの流量だけのオイルが供給されることになる。したがって、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 例えば、閾値温度Tthは、予め実験などにより求められた、オイル温度Tと、PRIプーリ41においてリークされるオイルの流量との関係に基づいて算出してもよい。また、閾値温度Tthは、オイルの粘度が比較的高くなる低温(例えば、10℃)としてもよい。以下では、閾値温度Tthを具体的に算出する一例について説明する。
 図7は、回転数Nと、オイル流量Fと、PRI圧Pとの関係を示すグラフである。図面左側は、図3に示したように、回転数Nとオイル流量Fとの関係を示している。図面右側は、PRI圧Pとオイル流量Fとの関係を示している。
 この図において、下限圧力Pminは、変速比に応じて定まるPRI圧Pの圧力範囲のうちの、最低のPRI圧Pに相当する。PRI圧Pが低い方が、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fは少ない。そのため、変速比が定まった状況においては、PRI圧Pが下限圧力Pminである場合に、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが最小となる。そこで、PRI圧Pが下限圧力Pminであることを前提として、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fに基づいて、弁121の開閉の制御条件である閾値温度Tthを求める。
 オイルは温度Tが高くなると粘度が低くなるので、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが多くなる。そこで、PRI圧Pが下限圧力Pminである場合、かつ、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量がFminとなる場合におけるオイル温度Tを、閾値温度Tthとするものとする。そして、この閾値温度Tthを用いて、弁121の開閉が制御される。
 例えば、PRI圧Pが下限圧力Pminである場合には、オイル温度Tが閾値温度Tthを上回るTaである時に(S21:Yes)、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fが、下限流量Fminを上回るFaとなる(Fa>Fmin)。このような場合には、電動モータ113が回転数Naで制御されると、変速用オイルポンプ112は、流量Faだけのオイルを吐出する。そのため、PRIプーリ41には、リークされる流量Faだけのオイルが供給されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。また、弁121が閉じられる(S12)ことにより、オイルの無駄な排出を抑制することができる。
 一方、オイル温度Tが閾値温度Tthを下回るTbである時には(S21:No)、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量Fは、下限流量Fminを下回るFbとなる(Fb<Fmin)。ここで、電動モータ113を回転数Nbでは制御することができないので、変速用オイルポンプ112は、流量Fbだけのオイルを吐出することができない。しかしながら、弁121が開かれているので(S11)、一部のオイルが弁121から排出される。そのため、電動モータ113を下限回転数Nminで制御して、変速用オイルポンプ112が流量Fminだけのオイルを吐出しても、PRIプーリ41にはリークされる流量Fbだけのオイルが補填される。したがって、変速比の制御性能の低下を抑制することができる。
 次に、PRI圧Pに応じて弁121を制御する例について説明する。
 図8は、オイル温度T及びPRI圧Pに応じた弁121の制御を示すフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図6のフローチャートと比較すると、ステップS21の処理の後に、ステップS31の処理が追加されている。
 ステップS31において、PRI圧Pが下限圧力Pminを上回るか否かを判定する。PRI圧Pが下限圧力Pminを上回る場合には(S31:Yes)、S12へと進む。PRI圧Pが下限圧力Pmin以下の場合には(S31:No)、S13へと進む。以下では、弁121の開閉制御の条件に、下限圧力Pminを用いることについて説明する。
 このフローチャートによれば、オイル温度Tが閾値温度Tthよりも高い場合に(S21:Yes)、PRI圧Pに応じた弁121の開閉制御が行われる。オイル温度Tが閾値温度Tthよりも高くなるほど、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量が多くなるので、弁121を閉じる必要性は低くなる。そのため、オイル温度Tが閾値温度Tthよりも高い場合のうちの、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量が最小となる場合、すなわち、オイル温度Tが閾値温度Tthである場合を前提として、弁121の開閉の制御条件を定める例について説明する。
 図9には、電動モータ113の回転数N、オイル流量F、及び、PRI圧Pの関係が示されている。図面左側は、回転数Nとオイル流量Fとの関係を示している。図面右側は、オイル温度Tが閾値温度Tthである場合における、PRI圧Pとオイル流量Fとの関係を示している。
 この図によれば、PRI圧Pが下限圧力Pminを下回っている場合には、PRIプーリ41においては下限流量Fminを下回る流量のオイルがリークしていることになる。しかしながら、電動モータ113は、下限回転数Nminを下回る回転数では制御できない。電動モータ113を下限回転数Nminで制御してしまうと、変速用オイルポンプ112は、下限流量Fminのオイルを吐出してしまう。そのため、弁121を開く必要がある。このような理由により、PRI圧Pが下限圧力Pmin以下である場合に(S31:No)、弁121が開かれる(S13)。
 例えば、PRI圧Pが下限圧力Pminを上回るPaである場合(Pa>Pmin)には(S31:Yes)、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量は、下限流量Fminを上回るFaとなる(Fa>Fmin)。電動モータ113を回転数Naで制御すると、変速用オイルポンプ112は、流量Faだけのオイルを吐出する。そのため、PRIプーリ41においてはリークされる流量Faだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。さらに、弁121が閉じられる(S12)ので、オイルの無駄な排出を抑制することができる。
 一方、PRI圧Pが下限圧力Pminを下回るPbである場合(Pb<Pmin)には(S31:No)、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量は、下限流量Fminを下回るFbとなる(Fb<Fmin)。しかしながら、電動モータ113を回転数Nbでは制御できないので、変速用オイルポンプ112は、流量Fbのオイルを吐出できない。電動モータ113を下限回転数Nminで駆動させると、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量Fbを上回る流量Fminのオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので(S11)、一部のオイルは変速用油路106の外に排出される。そのため、PRIプーリ41においてはリークされた流量Fbだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 なお、図8に示したフローチャートでは、オイル温度Tによる制御(S21)、及び、PRI圧Pによる制御(S31)を同時に行ったがこれに限らない。図10に示すように、PRI圧Pによる制御(S31)のみを行ってもよい。
 次に、電動モータ113の回転数Nに応じて、弁121を制御する例について説明する。変速用オイルポンプ112と電動モータ113とが接続されているので、ポンプ回転速度センサ118により測定される変速用オイルポンプ112の回転数Nと、電動モータ113の回転数Nとは等しい。ここで、PRIプーリ41においてオイルがリークしてしまうと、ピストンの位置が変化してしまうので、コントローラ10は、ピストンの位置が変化しないように、電動モータ113を駆動させる。すなわち、コントローラ10は、電動モータ113を制御することで、変速用オイルポンプ112に対してPRIプーリ41においてリークされるオイル流量だけ吐出させる。
 電動モータ113には、制御可能な回転数の下限値Nminが存在するが、電動モータ113は、下限回転数Nminを下回る回転数の指令値で制御される場合には、誤差が生じてしまうが、その指令値に近い回転数、すなわち、下限回転数Nminを下回る回転数で回転する。しかしながら、電動モータ113は、適切に制御されていないため、所望の回転数を上回る回転数で回転してしまうことがある。そのような場合には、変速用オイルポンプ112がPRIプーリ41においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまうおそれがある。また、電動モータ113が、所望の回転数を下回る回転数で回転してしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を下回る流量のオイルしか吐出できないおそれがある。そこで、以下に示すように、電動モータ113の回転数Nと、下限回転数Nminとの大小関係により、弁121の開閉を制御するとともに、電動モータ113の回転を制御する。
 図11は、変速比が一定である場合に、電動モータ113の回転数Nに応じた弁121の制御のフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図5のフローチャートと比較すると、S11の処理が削除されており、S41の処理が追加されている。
 ステップS41において、コントローラ10は、電動モータ113の回転数Nが下限回転数Nminを上回るか否かを判定する。そして、回転数Nが下限回転数Nminを上回る場合には(S41:Yes)、ステップS12へと進む。回転数Nが下限回転数Nmin以下の場合には(S41:No)、ステップS13と進む。
 回転数Nが下限回転数Nminを上回る場合には(S41:Yes)、弁121が閉じられる(S12)。このような場合には、電動モータ113が回転数Nで回転することにより、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量だけのオイルを吐出する。そのため、PRIプーリ41には、リークされた流量だけオイルが補填されるので、変速比の制御性能の低下を抑制することができる。
 一方、回転数Nが下限回転数Nmin以下となる場合には(S41:No)、弁121が開かれる(S11)。そして、コントローラ10は、PRIプーリ41におけるピストンの位置に応じた回転数の指令値ではなく、下限回転数Nminで、電動モータ113を制御する。電動モータ113を下限回転数Nminで制御してしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量よりも多いオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので(S11)、一部のオイルが弁121から変速用油路106の外に排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 なお、ここでは、電動モータ113の回転数Nに応じて弁121を制御する例を説明したが、これに限らない。電動モータ113に対する回転数の指令値を用いてもよい。このような場合には、コントローラ10により求められる電動モータ113に対する回転数の指令値が、下限回転数Nminを下回る場合には、弁121が開かれる。そして、電動モータ113は、求められる指令値でなく、下限回転数Nminで制御される。電動モータ113が下限回転数Nminで制御されてしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので(S11)、一部のオイルが弁121から変速用油路106の外に排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 なお、このような回転数Nに応じた制御は、図6に示したオイル温度Tに応じた制御や、図9に示したPRI圧Pに応じた制御などと組み合わせて用いてもよい。また、弁121は、コントローラ10により制御される例を用いて説明したが、これに限らない。弁121は、条件に応じて開閉する機械式の弁であってもよい。
 第2実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
 第2実施形態によれば、オイル排出機構として、弁121が設けられている。弁121は、オリフィス120を設ける場合と比較すると、変速用油路106からのオイルの排出有無の制御精度が高いため、無駄なオイルの流出を抑制できる。そのため、全体としてエンジン1の回転量を小さくできるので、省エネルギーを実現できる。
 第2実施形態によれば、電動モータ113には、制御可能な下限回転数Nminがある。そこで、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量が、下限回転数Nminと対応する下限流量Fminを下回る場合に、弁121が開かれる。例えば、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量が下限流量Fminよりも少ない場合には、電動モータ113を下限回転数Nminで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回るオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので、一部のオイルは弁121から排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 第2実施形態によれば、オイル温度Tが閾値温度Tthを下回る場合に、弁121が開かれる。ここで、オイル温度Tが低くなると、粘度が高くなるので、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量は少なくなる。そこで、例えば、オイル温度Tが閾値温度Tthよりも低い場合には、電動モータ113を下限回転数Nminで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので、一部のオイルは弁121から排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 第2実施形態によれば、PRI圧Pが下限圧力Pminを下回る場合には、弁121が開かれる。例えば、PRIプーリ41におけるオイル圧力Paが下限圧力Pminよりも小さい場合には、電動モータ113を下限回転数Nminで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので、一部のオイルは弁121から排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。
 第2実施形態によれば、無段変速機の変速比が一定である場合には、PRIプーリ41においてリークされるオイル流量に応じて、PRIプーリ41のピストンの位置が変化しないように、電動モータ113が制御される。ここで、電動モータ113は、下限回転数Nminよりも小さい回転数で制御される場合には、誤差はあるが、概ねその回転数、すなわち、下限回転数Nminよりも小さい回転数で制御される。しかしながら、その誤差により、変速用オイルポンプ112がPRIプーリ41においてリークされる流量と同じ流量のオイルを吐出することは難しい。
 そこで、電動モータ113を下限回転数Nminで回転させるとともに、弁121を開く。このようにすると、変速用オイルポンプ112は、PRIプーリ41においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁121が開かれているので、一部のオイルは弁121から排出される。そのため、PRIプーリ41にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。また、オイルの排出を抑制できるので、省エネルギーを実現できる。
 なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

Claims (8)

  1.  プライマリプーリ油室と、
     セカンダリプーリ油室と、
     前記セカンダリプーリ油室と接続される第1の油路と、
     前記第1の油路から分岐して、前記プライマリプーリ油室と接続される第2の油路と、
     前記第2の油路に設けられ、前記プライマリプーリ油室のオイルを出し入れする電動オイルポンプと、
     前記電動オイルポンプによって前記プライマリプーリ油室に供給されるオイルを前記第2の油路の外に排出するオイル排出機構とを、備える無段変速機。
  2.  請求項1に記載の無段変速機において、
     前記オイル排出機構は、オリフィスである、無段変速機。
  3.  請求項1に記載の無段変速機において、
     前記オイル排出機構は、開閉可能な弁である、無段変速機。
  4.  請求項3に記載の無段変速機において、
     前記電動オイルポンプには、制御可能な下限回転速度があり、
     前記弁は、前記プライマリプーリ油室におけるオイルのリーク流量が、前記電動オイルポンプが前記下限回転速度で回転した場合に吐出する下限流量を下回る場合に、開弁する、無段変速機。
  5.  請求項4に記載の無段変速機において、
     前記弁は、前記第2の油路におけるオイル温度が所定の閾値温度よりも小さい場合に、開弁する、無段変速機。
  6.  請求項4または5に記載の無段変速機において、
     前記弁は、前記第2の油路におけるオイル圧力が変速比に応じて定まる範囲のうちの最低の圧力である下限圧力よりも小さい場合に、開弁する、無段変速機。
  7.  請求項4から6のいずれか1項に記載の無段変速機において、
     前記弁は、変速比が一定である場合における前記電動オイルポンプの回転速度が前記下限回転速度よりも低い場合に、開弁する、無段変速機。
  8.  プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に設けられた電動オイルポンプにより前記プライマリプーリ油室のオイルの出入りを制御する無段変速機の制御方法であって、
     前記電動オイルポンプにより、前記プライマリプーリ油室にオイルを供給し、
     前記プライマリプーリ油室におけるオイルのリーク流量が、前記電動オイルポンプが制御可能な下限の回転速度で回転した場合に前記電動オイルポンプが吐出する下限流量を下回る場合には、
     前記電動オイルポンプに、前記下限流量のオイルを吐出させ、
     弁を開き、前記電動オイルポンプによって前記プライマリプーリ油室に供給されるオイルの一部を前記油路の外へ排出する、無段変速機の制御方法。
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