(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ第１および第２シリンダ室が付設され油圧を供給されて溝幅を変更可能の１対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、
ライン圧を生成し該ライン圧を第２シリンダ室へ常時供給するライン圧供給手段と、
アクチュエータに駆動されてライン圧を元圧とした油圧を第１シリンダ室へ供給する変速制御弁と、
運転状態に基づいてアクチュエータを制御する変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を変化させる変速制御手段とを備える無段変速機の油圧制御装置において、
前記変速制御手段は、変速指令に対する変速達成状況を検出する変速達成検出手段を有し、前記変速制御弁で高速側への変速が達成されないときは前記ライン圧供給手段により前記ライン圧を上昇させることを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは目標変速比に対応する位置まで駆動されるステップモータを備え、
前記変速制御手段は高速側への変速が達成されない場合に、前記ステップモータをさらに所定の付加ステップずつ駆動させ、変速が達成されないまま付加ステップ数があらかじめ定めた値に達したときに前記ライン圧を上昇させるものであることを特徴とする請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは目標変速比に対応する位置まで駆動されるステップモータを備え、
前記変速制御手段は高速側への変速が達成されない場合に、前記ステップモータをさらに所定の付加ステップずつ駆動させ、変速が達成されないままステップモータの位置が最高速変速比に対応する位置に達したときに前記ライン圧を上昇させるものであることを特徴とする請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
前記変速達成検出手段は、前記１対の可変プーリ間の回転数比と目標変速比を比較して変速達成状況を検出することを特徴とする請求項1、２または３記載の無段変速機の油圧制御装置。
【請求項５】
前記変速制御手段は、ライン圧を上昇させたあと前記変速達成検出手段により変速が達成されたことを検出したとき、ライン圧を前記上昇前のレベルに戻すことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の無段変速機の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等用のＶベルトを用いた無段変速機、とくにその油圧制御装置における改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用に適した無段変速機として、例えば特開平１１−８２７２５号公報に開示されたようなＶベルト式無段変速機がある。
これは、エンジン側に連結されたプライマリプーリと車軸側に連結されたセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
その概略構成と油圧制御装置を図２、図３に示す。
【０００３】
プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の間にＶベルト２４を掛け渡した変速機構部１０はロックアップクラッチ１１を備えるトルクコンバータ１２を介して図示しないエンジンに連結されている。
プライマリプーリ１６は、トルクコンバータ１２の出力軸と一体に回転する固定円錐板１８と、これに対向する可動円錐板２２とでＶ字状のプーリ溝を形成し、可動円錐板２２の背面に油圧を及ぼし可動円錐板を軸方向に変位させる第１シリンダ室２０を備えている。
セカンダリプーリ２６は、図示しない車軸側への出力軸と一体に回転する固定円錐板３０と、これに対向する可動円錐板３４とでＶ字状のプーリ溝を形成している。可動円錐板３４は図示しないリターンスプリングでプーリ溝の溝幅を狭める方向に付勢されるとともに、その背面に油圧を及ぼし可動円錐板３４を軸方向に変位させる第２シリンダ室３２を備えている。
【０００４】
変速機構部１０はＣＶＴコントロールユニット１からの信号に基づいて油圧コントロールバルブ３により制御される。
第２シリンダ室３２には油圧コントロールバルブ３からライン圧が常時供給され、第１シリンダ室２０は油圧コントロールバルブの変速制御弁６３に接続されている。
なお、第１シリンダ室２０の受圧面積は第２シリンダ室３２の受圧面積よりも大きく設定されている。
【０００５】
第１シリンダ室２０にかかる油圧が変速制御弁６３により制御されてプライマリプーリ１６の溝幅を変える一方、第２シリンダ室３２へはライン圧が供給されて、Ｖベルト２４に対する挟持圧力を制御するようになっている。これにより、Ｖベルト２４と各プーリ１６、２６との接触摩擦力に応じて、駆動力の伝達がなされる。
これを回転数でみれば、プライマリプーリ１６の溝幅を広げて、Ｖベルト２４の接触半径が小でセカンダリプーリ２６側の接触半径が大のプーリ比Ｌｏｗ（低速側）のときには、変速比が大きくなってエンジン側回転数が減速されて車軸側へ出力されることとなる。逆のプーリ比Ｈｉ（高速側）では小さな変速比で出力される。この間、プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ２６の接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
【０００６】
油圧コントロールバルブ３では、油圧ポンプ８０からの油圧をライン圧レギュレータ６０で調圧したライン圧が、第２シリンダ室３２へ常時供給されるとともに、変速制御弁６３へ供給される。第１シリンダ室２０への油圧はライン圧を元圧として変速制御弁６３がステップモータ６４で駆動されることにより制御される。
油圧コントロールバルブ３は、さらにライン圧ソレノイド４、プレッシャモディファイヤ６２、パイロット弁６１を備える。
【０００７】
ＣＶＴコントロールユニット１は、インヒビタスイッチ８からのセレクト位置信号に加え、スロットル開度センサ５からのスロットル開度（アクセルペダル開度）ＴＶ０およびエンジン回転数Ｎｅから推定したエンジントルクに基づいて必要なライン圧を求め、これに対応したデューティ比信号をライン圧ソレノイド４へ出力するとともに、変速指令をステップモータ６４へ出力する。
ステップモータ６４は例えば２００ステップの範囲内で目標の変速比に対応して２０〜１７０ステップの位置が選択されるようになっている。
【０００８】
ライン圧ソレノイド４はパイロット弁６１からの油圧をＣＶＴコントロールユニット１からのデューティ比信号に応じてプレッシャモディファイヤ６２側へ供給し、ライン圧レギュレータ６０は油圧ポンプ８０からの油圧をプレッシャモディファイヤ６２から出力される油圧に応じたライン圧に設定する。ライン圧はこうして必要な伝達駆動力の大きさに応じて所定の範囲で変化されて出力される。
【０００９】
変速制御弁６３はプライマリプーリ１６の可動円錐板２２とステップモータ６４間に掛け渡された変速リンク６７の変位に応じてスプール６３ａが駆動され、ライン圧レギュレータ６０からのライン圧を調整して第１シリンダ室２０へ供給する。これにより、プライマリプーリ１６の溝幅が可変制御されて所定の変速比が得られる。
ＣＶＴコントロールユニット１へは、プライマリプーリ１６およびセカンダリプーリ２６の各回転数を検出する第１回転数センサ６および第２回転数センサ７が接続され、これらの検出信号に基づいて変速機構部１０における変速比が求められる。
上述のほか、図２および図３の全体構成の詳細は、特開平１１−８２７２５公報の記載を引用する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、変速制御弁６３および第２シリンダ室３２へ供給されるライン圧は、両プーリ間での確実なトルク伝達を得られる値に設定する必要があるが、必要以上に大きなライン圧に設定すると、Ｖベルト２４と各プーリ１６、２６との間の接触摩擦力による摩擦損失が大きくなり、燃費が悪化するという問題がある。
したがって、常にトルク伝達可能な最低限の油圧とするよう高精度にライン圧を制御するのが一般的である。
【００１１】
しかしながら、例えばアクセル開度１／８程度の軽いアクセルペダル踏み込み状態において、容易にＨｉ側への変速が達成されず途中で留まってしまうという現象が発生し、変速幅が実際上狭くなるという問題が生じる。
すなわち、変速機構部１０において、通常現在の変速比が維持されるためには、プライマリプーリ１６およびセカンダリプーリ２６における各可動円錐板２２、３４の溝幅を狭める方向への推力の比が各シリンダ室の受圧面積に基づく所定の関係であることが必要で、プライマリプーリ１６の推力がこの関係より低下すると変速比がＬｏｗ側へ移行しやすくなる。
【００１２】
上記プライマリプーリ１６の推力はほとんど第１シリンダ室２０への油圧によって決定されるが、セカンダリプーリ２６側の推力は、第２シリンダ室３２への油圧による推力のほかリターンスプリングおよびＶベルト２４による入力トルクに基づく推力が加わって形成されるため、アクセル開度１／８程度の伝達トルクが小さい状態では、ライン圧が極く低い値（通常最低油圧値）に設定され、上記シリンダ室の油圧が小さくなり、油圧以外の推力の影響が相対的に大きくなってしまい、上記推力関係を保てなくなる。
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、Ｈｉ側への変速を設計通りに可能としながら、ベルト、プーリ間の摩擦損失を低減し、燃費性能を向上させる無段変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、それぞれ第１および第２シリンダ室が付設され油圧を供給されて溝幅を変更可能の１対の可変プーリと該可変プーリ間に掛け渡されたベルトからなる変速機構部と、ライン圧を生成し該ライン圧を第２シリンダ室へ常時供給するライン圧供給手段と、アクチュエータに駆動されてライン圧を元圧とした油圧を第１シリンダ室へ供給する変速制御弁と、運転状態に基づいてアクチュエータを制御する変速指令を出力するとともにライン圧供給手段が出力するライン圧を変化させる変速制御手段とを備える無段変速機の油圧制御装置において、変速制御手段が変速指令に対する変速達成状況を検出する変速達成検出手段を有し、変速制御弁で高速側への変速が達成されないときはライン圧供給手段によりライン圧を上昇させるものとした。
アクチュエータへ変速指令を出力しても目標通りに変速が達成されない場合はライン圧の値が上昇して変速が実現されるから、変速前の油圧は変速機構部における摩擦損失の少ない低い値に設定でき、変速が達成される限りその低い設定値が保持される。
【００１４】
請求項２の発明は、とくにアクチュエータが目標変速比に対応する位置まで駆動されるステップモータを備え、変速制御手段は高速側への変速が達成されない場合に、ステップモータをさらに所定の付加ステップずつ駆動させ、変速が達成されないまま付加ステップ数があらかじめ定めた値に達したときにライン圧を上昇させるようにしたものである。
所定の付加ステップ数になるまでステップモータを駆動させても変速が達成されないことを確認してから、すなわち不感状態を確認してから油圧を上昇させるから、多少の応答遅れで直ちにライン圧を変動させることがなく、また、付加ステップ数が所定値に設定されて不感状態確認の時間も変動することがないから、安定した制御特性が得られる。
【００１５】
請求項３の発明は、アクチュエータが目標変速比に対応する位置まで駆動されるステップモータを備え、変速制御手段は高速側への変速が達成されない場合に、ステップモータをさらに所定の付加ステップずつ駆動させ、変速が達成されないままステップモータの位置が最高速変速比に対応する位置に達したときにライン圧を上昇させるようにしたものである。
変速が達成されない場合直ちに油圧を上昇させず、付加ステップの駆動を行うから、請求項３の発明と同様に、多少の応答遅れでライン圧を変動させることがない。一方、付加ステップの駆動は最高速変速比に対応する位置に達するまで行うので、付加ステップ数をカウントする必要がなく演算負荷が軽減される。
【００１６】
なお、各発明において、変速達成検出手段は、請求項４のように、１対の可変プーリ間の回転数比と目標変速比を比較して変速達成状況を検出するものとすることができる。
【００１７】
また、請求項５の発明は、変速制御手段がライン圧を上昇させたあと変速達成検出手段により変速が達成されたことを検出したとき、さらにライン圧を上昇前のレベルに戻すものとしたものである。
変速が達成されたあと油圧を上昇前のレベルに戻すから、変速を達成するに必要な最小限の期間を除き、変速機構部に供給される油圧は常時摩擦損失の少ない値に維持される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
本実施例では、図２および図３に示した構成において、ＣＶＴコントロールユニット１によるライン圧の制御に際し、まず最低油圧を伝達トルクに見合った必要最小限の値である第１の設定値として制御を行うものとし、ステップモータ６４を制御してＨｉ側へ変速しようとしても目標の変速比が達成されないとき、最低油圧を第１の設定値よりも高い第２の設定値へ切替えるようにする。その他の構成は図２および図３に示したものと同じである。
【００１９】
図１は、ＣＶＴコントロールユニット１における制御の流れと油圧コントロールバルブ３の作動を示すフローチャートである。
油圧コントロールバルブ３はそのライン圧レギュレータ６０において、油圧ポンプ８０からの油圧をＣＶＴコントロールユニット１からの指令にしたがい、例えば０．６ＭＰａとした第１の設定値の最低油圧から約４ＭＰａの最大油圧の範囲で変化するライン圧として出力する。
なお、油圧ポンプ８０、ライン圧ソレノイド４、プレッシャモディファイヤ６２、、パイロット弁６１およびライン圧レギュレータ６０で発明のライン圧供給手段が構成されている。
【００２０】
まずステップ１０１において、ＣＶＴコントロールユニット１で目標の変速比が決定される（変速開始）と、ステップ１０２で当該目標の変速比に対応したステップモータ６４の標準のステップ位置が算出され、現在位置との差分のステップ数が変速指令としてステップモータ６４へ出力される。なお、ここではＨｉ側への変速を考える。
ステップ１０３では、後段の制御のための付加ステップ数をｎ＝０に設定する。
【００２１】
ステップ１０４ではステップモータ６４が上記変速指令のステップ数だけ移動し、これにしたがって変速リンク６７を介して変速制御弁６３が作動し、プライマリプーリ１６可動円錐板２２の位置が変化してＶベルト２４の接触半径が変化する。
次のステップ１０５において、ＣＶＴコントロールユニット１では、第１回転数センサ６および第２回転数センサ７からプライマリプーリ１６およびセカンダリプーリ２６の各回転数を読み込み、実変速比を算出する。
【００２２】
ステップ１０６では、その実変速比と目標の変速比とを比較して、変速が終了したかどうかをチェックする。そして、変速が終了していない、すなわち変速未達のときは、ステップ１０７へ進む。
ステップ１０７では、変速指令に対する付加ステップ数として、ｎ＝ｎ＋１とし、続いてステップ１０８において、付加ステップ数ｎが所定のしきい値（例えば１５）を越えたかどうかをチェックする。
【００２３】
ここで、ｎ≦１５であれば、ステップ１０９へ進み、ＣＶＴコントロールユニット１から１ステップ分の変速指令がステップモータ６４へ出力されて、その後ステップ１０４へ戻る。
ステップ１０８のチェックでｎが１５を越えたときは、ステップ１１０へ進んで、ＣＶＴコントロールユニット１からライン圧ソレノイド４を通じて制御されるライン圧の最低油圧を第１の設定値から第２の設定値へ変更する補正を行ない、ステップ１０４へ戻る。
【００２４】
なお、ステップ１０６のチェックで変速が終了したことが確認されたときには、ステップ１１１でライン圧の最低油圧を第１の設定値へ戻す処理を行って終了する。
【００２５】
こうして、通常はライン圧の最低油圧を確実なトルク伝達を得るに必要な、第２の設定値より低い第１の設定値としておき、変速に際してステップモータ６４が標準のステップ位置に基づいて駆動されても目標通りにＨｉ側へ移行しないときは、さらにステップモータ６４の駆動ステップ数を１ステップずつ増してゆくようにし、目標の変速比が達成された時点で制御が終了する。
【００２６】
一方、付加ステップ数がしきい値に達するまで駆動ステップを増してもＨｉ側へ移行しない不感状態が続いたら、最低油圧を第１の設定値より高い第２の設定値へ変更することにより、確実にＨｉ側へ移行させる。これにより、目標の変速比に達すると、再びライン圧の最低油圧は第１の設定値へ戻される。
なお、上記のＣＶＴコントロールユニット１が発明における変速制御手段を構成し、またＣＶＴコントロールユニット１による上記制御フローにおけるステップ１０６が変速達成検出手段を構成している。
【００２７】
実施例は以上のように構成され、ライン圧の最低油圧をベルト２４、プーリ１６、２６間の摩擦損失が低減される第１の設定値とし、変速時にＨｉ側への移行が達成されないときのみ最低油圧を第２の設定値へ高めて、変速ができた時点で再び第１の設定値へ戻すものとしたので、Ｈｉ側への移行が可能な限り最低油圧が第１の設定値に保持され、高い燃費性能が得られる。
【００２８】
なお、上記実施例では、不感状態確認のためにしきい値に達するまで付加ステップ数の演算を行うようにしているが、演算を行うかわりに、付加ステップによる駆動を繰り返してステップモータ６４が最高速変速比に対応する位置に達したときに、最低油圧を第２の設定値へ高めるようにしてもよい。これにより、ＣＶＴコントロールユニット１における演算負荷が軽減される。
【００２９】
また、実施例は特開平１１−８２７２５公報に記載の装置をベースとして説明したが、本発明は変速機構部のプライマリプーリをトルクコンバータに直接連結した形態のエンジン駆動車両に限定されることなく、種々の形態の車両に適用することができる。
例えば、駆動源としてエンジンと電動モータを備えたハイブリッド車両においては、変速機構部を電動モータに連結して設置してもよい。
また、油圧コントロールバルブの油圧源もエンジン駆動による油圧ポンプに限らず、上記駆動源電動モータあるいは専用のモータで駆動される油圧ポンプを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、それぞれシリンダ室が敷設された１対の可変プーリにベルトを掛け渡した変速機構部を備え、ライン圧を一方のシリンダ室に常時供給するとともに、アクチュエータに駆動される変速制御弁を介してライン圧を元圧とする油圧を他方のシリンダ室に供給して可変プーリの溝幅を変更し変速を行う無段変速機の油圧制御装置において、変速制御弁で高速側への変速が達成されないときはライン圧を上昇させるものとしたので、変速前の油圧は変速機構部における摩擦損失の少ない低い値に設定でき、確実に変速を実現しながら高い燃費性能が得られるという効果を有する。
【００３１】
そして、とくにアクチュエータが目標変速比に対応する位置まで駆動されるステップモータを備え、高速側への変速が達成されない場合に、ステップモータをさらに所定の付加ステップずつ駆動させ、変速が達成されないまま付加ステップ数があらかじめ定めた値に達したときにライン圧を上昇させるようにすることにより、多少の応答遅れではライン圧を変動させることなく、安定した制御特性が得られる。
【００３２】
あるいは、付加ステップ数があらかじめ定めた値に達したときにライン圧を上昇させるかわりに、所定の付加ステップずつ駆動させて、変速が達成されないままステップモータの位置が最高速変速比に対応する位置に達したときにライン圧を上昇させるようにすることによっても、同様に安定した制御特性が得られる。この場合、付加ステップ数をカウントする必要がなく演算負荷が軽減されるという利点を有している。
【００３３】
また、ライン圧を上昇させたあと変速が達成されたことを検出したときには、さらにライン圧を上昇前のレベルに戻すものとすることにより、変速を達成するに必要な最小限の期間を除き、変速機構部に供給される油圧が常時摩擦損失の少ない値に維持されるので、一層燃費性能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すＣＶＴコントロールユニットにおける制御のフローチャートである。
【図２】本発明の適用対象を示すＶベルト式無段変速機の概略構成を示す図である。
【図３】図２の無段変速機における油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１        ＣＶＴコントロールユニット
３        油圧コントロールバルブ
４        ライン圧ソレノイド
６        第１回転数センサ
７        第２回転数センサ
８        インヒビタスイッチ
１０      変速機構部
１２      トルクコンバータ
１６      プライマリプーリ
１８      固定円錐板
２０      第１シリンダ室
２２      可動円錐板
２４      Ｖベルト
２６      セカンダリプーリ
３０      固定円錐板
３２      第２シリンダ室
３４      可動円錐板
６０      ライン圧レギュレータ
６１      パイロット弁
６２      プレッシャモディファイヤ
６３      変速制御弁
６３ａ    スプール
６４      ステップモータ
６７      変速リンク
８０      油圧ポンプ
【図１】
0003696474.tif 000002
【図２】
0003696474.tif 000003
【図３】
0003696474.tif 000004