(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
油圧を供給する油圧ポンプと、
該油圧ポンプからの油圧を所定のライン圧に調圧するライン圧制御手段と、
運転状態に基づいて変速指令を出力する変速制御手段と、
前記変速指令に基づいてライン圧を元圧とした油圧を前記変速機構部の可変プーリへ供給する変速制御弁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、前記所定のライン圧として、通常走行時に対して所定の低車速領域においては低速時ライン圧特性に基づくライン圧を前記ライン圧制御手段へ指令し、
通常走行時のライン圧特性と前記低速時ライン圧特性はそれぞれ入力トルクに対する一次関数で表わされ、クリープトルク値に対応する点までは同一に設定されるとともに、クリープトルク値以上の入力トルクに対して前記低速時ライン圧特性が通常走行時のライン圧特性に対して高い値を設定されてい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】
前記所定の低車速領域が、前記変速制御弁のオープン制御領域に対応す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】
前記変速制御手段は、車速が前記所定の低車速領域を越えて通常走行時のライン圧特性に基づく低いライン圧へ移行する際、減少度合いを制限したライン圧を指令することを特徴とする請求項１または２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ベルトを用いた無段変速機がある。
これは、トルクコンバータを介して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。
すなわち、プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、セカンダリプーリの第２シリンダ室にはライン圧が常時供給され、プライマリプーリの第１シリンダ室へはライン圧を元圧としてこれを変速制御弁で調圧した油圧が供給される。そして、走行中は、第１シリンダ室への油圧によりプライマリプーリの溝幅が変更されることにより、変速比が変化する。この間、ライン圧は入力トルクに対応して所定の範囲で変化され、Ｖベルトに対する推力（挟持圧力）を制御するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような無段変速機を搭載した車両が、例えば上り坂などでストール発進したような場合、エンジン回転が吹き上がる現象が発生し、その後大きなショックが生じるという不具合がある。
【０００４】
これは、上述のようにライン圧は走行中の入力トルクに対応して制御され、ベルトのすべりが生じない値に設定されているにもかかわらず、ストール発進時にはベルトのすべりが発生しており、ショックはそのすべっているベルトがプーリと締結した瞬間の衝撃によるものである。さらにそのすべりの原因は、低速時は入出力回転数の検出が困難であるために変速制御弁がオープン制御とされる結果、ライン圧が常時供給されるセカンダリプーリはともかくとして、変速制御弁を介して供給されるプライマリプーリへの油圧の不安定にあると考えられる。
【０００５】
そこで、対策としてライン圧を通常走行中の入力トルクに対応する必要値よりも一律に高い値に設定することが考えられるが、これでは、負荷が小さいときはライン圧も低くて済むにもかかわらず、プーリとベルト間の摩擦損失を常時増大させることとなる。その結果また、ポンプ負荷も常時大きくなってしまうという問題がある。
したがって本発明は、通常走行時の摩擦損失やポンプ負荷の増大を招くことなく、ストール発進の際にもベルトのすべりが発生しないようにした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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、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、油圧を供給する油圧ポンプと、該油圧ポンプからの油圧を所定のライン圧に調圧するライン圧制御手段と、運転状態に基づいて変速指令を出力する変速制御手段と、変速指令に基づいてライン圧を元圧とした油圧を変速機構部の可変プーリへ供給する変速制御弁とを備える無段変速機の油圧制御装置において、変速制御手段は、所定のライン圧として、通常走行時に対して所定の低車速領域においては低速時ライン圧特性に基づくライン圧をライン圧制御手段へ指令する。
そして、通常走行時のライン圧特性と低速時ライン圧特性はそれぞれ入力トルクに対する一次関数で表わされ、クリープトルク値に対応する点までは同一に設定されるとともに、クリープトルク値以上の入力トルクに対して低速時ライン圧特性が通常走行時のライン圧特性に対して高い値を設定されているものとした。
【０００７】
本発明では、低車速においてライン圧を増大させるので、ベルトに対する挟持圧力が確保され、上り坂でストール発進を行ってもベルトのすべりが発生しない。
そしてとくに、各ライン圧特性は入力トルクに対する一次関数としているので、入力トルクが小さいときのライン圧は入力トルクが大きいときよりも相対的に低く、必要量に対応した適正な値とされるので油圧ポンプの負荷が小さい。
また、低速時ライン圧特性はクリープトルク値に対応する点までは通常走行時のライン圧特性と同一に設定され、クリープトルク値以上でのみライン圧を通常より増大させるので、それより低い極低速時には油圧ポンプの回転上昇もなく、騒音が抑えられる。
【０００８】
請求項２の発明は、上記所定の低車速領域を変速制御弁のオープン制御領域に対応させたものである。
可変プーリへの油圧が不安定になりやすいオープン制御時にライン圧が増大されるので、最適な領域で確実にベルトのすべりが防止される。
【０００９】
請求項３の発明は、変速制御手段が、車速が所定の低車速領域を越えて通常走行時のライン圧特性に基づく低いライン圧へ移行する際、減少度合いを制限したライン圧を指令するようにしたものである。
ライン圧が急激に低下することによって発生し得るベルトのすべりも防止される。
【００１０】
【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。
まず、図１は実施例における無段変速機の概略構成を示し、図２はその油圧制御回路を示す。
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が、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。
【００１１】
セカンダリプーリ２６は、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。
【００１２】
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る。油圧コントロールバルブはさらに変速制御弁６３を備え、ライン圧を元圧として調圧された油圧を第１シリンダ室２０に供給するようになっている。
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。
【００１３】
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して変速が行なわれ、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。
【００１４】
油圧コントロールバルブ３では、電動モータ８１で駆動される油圧ポンプ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、上述のように、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。
【００１５】
ＣＶＴコントロールユニット１は、通常走行中、通常ライン圧特性に基づいてライン圧をフィードバック制御する。
すなわち、インヒビタスイッチ８からのセレクト位置信号に加え、走行中の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に基づいて算出されるエンジントルクをもとに、トルクコンバータ１２を経て変速機構部１０に入力する入力トルクを求め、この入力トルクに対応して通常ライン圧特性により必要なライン圧を求める。
そして、これに対応したデューティ比信号を油圧指令として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。
【００１６】
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。
なお、必要なライン圧の生成を可能とするため、電動モータの回転もＣＶＴコントロールユニット１により制御され、油圧ポンプの出力も可変となっている。
ここでは、ＣＶＴコントロールユニット１が変速制御手段を構成し、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がライン圧制御手段を構成している。
【００１７】
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。溝幅がステップモータ６４の位置に対応した幅になると、可動円錐板２２と連動した変速リンク６７の変位により第１シリンダ室２０への油圧供給が停止する。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。
【００１８】
ＣＶＴコントロールユニット１には、プライマリプーリ１６およびセカンダリプーリ２６の入力、出力回転数Ｎｐｒｉ、Ｎｓｅｃ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、通常走行時、これらの検出信号に基づいて変速機構部１０における実変速比を求め、フィードバック制御を行なう。
【００１９】
ここで、本実施例では、入力トルクに対するライン圧特性が車速によって切替え制御されるようになっている。
すなわち、ＣＶＴコントロールユニット１は、前述の通常のフィードバック制御に適用する走行状態に対応する通常ライン圧特性に加えて、低速時ライン圧特性を備えている。
図３は、これらのライン圧特性を示す。低速時ライン圧特性Ｂは通常ライン圧特性Ａに対して傾斜の大きい一次関数の直線となっており、基本的には通常ライン圧特性によるよりも高いライン圧を設定するようになっており、その始点Ｘはクリープトルク値としてある。
【００２０】
図４は、ＣＶＴコントロールユニット１によるライン圧制御の流れを示すフローチャートである。
まずステップ１０１で、ＣＶＴコントロールユニット１では後述する前回値を保存する内部メモリをクリアしてから、ステップ１０２において入力トルクを算出する。
ステップ１０３では、通常ライン圧特性に基づいて必要ライン圧を算出する。
【００２１】
続いてステップ１０４において、現在の車速が設定車速Ｖ以下であるかどうかをチェックする。設定車速Ｖは、変速制御のオープン制御領域に属する５ｋｍ／ｈ程度の低車速としてある。
設定車速Ｖ以下であるときは、ステップ１０５で、低速時ライン圧特性を選択し、入力トルクに対応するライン圧を算出する。
そして、ステップ１０６において、低速時ライン圧特性によるライン圧と先のステップ１０３で求めた通常ライン圧特性によるライン圧とを比較して、大きい方の算出値を選択し、これを油圧指令値とする。
【００２２】
つぎに、ステップ１０４のチェックで車速が設定車速を越えているときは、ステップ１０７に進んで、内部メモリに保存されている前回値とステップ１０３または１０６で求めたライン圧の差が所定値ΔＰ以内であるかどうかをチェックする。
差が所定値以内であるときはステップ１０９へ進む。
差が所定値を越えているときは、ステップ１０７からステップ１０８へ進み、油圧指令値＝前回値−Ｐｄに補正してから、ステップ１０９へ進む。
ステップ１０９では、ステップ１０７を経たライン圧またはステップ１０８で補正された値を油圧指令値として出力する。
ステップ１１０では内部メモリの前回値を上記出力された油圧指令値で更新する。
【００２３】
こうして、発進状態近傍の低車速時には、通常ライン圧特性に対して傾斜の大きい一次関数の低速時ライン圧特性に基づくライン圧が設定され、低車速領域を抜けたあと通常ライン圧特性によるライン圧が設定されるようになる。
また、通常ライン圧特性に移行する際には、ステップ１０７、１０８によってライン圧の減少率が制限され、設定されるライン圧が極端に低くなる場合でも急減しない。
【００２４】
実施例は以上のように構成され、発進時を含む低車速のときに入力トルクに対するライン圧を増大させるようにしたので、変速制御弁のオープン制御状態でプライマリプーリへの油圧が不安定になってもＶベルトに対する挟持圧力が確保されるので、ストール発進を行ってもベルトのすべりが発生しない。
また、低速時ライン圧特性を一次関数としたので、入力トルクが小さいときのライン圧は入力トルクが大きいときに比較してその増大量が低く、必要量に対応した適正な値とされるので、油圧ポンプの負荷も小さい。
【００２５】
さらに、一次関数の直線の始点がクリープトルク値となっているので、それ以下ではライン圧増大のため油圧ポンプの回転を上昇させることもなく、騒音が抑えられる。
また、車速が上昇後設定される通常ライン圧特性によるライン圧への落差が大きいときはその減少度合いを制限するようにしたので、ライン圧が急激に低下することによって懸念されるベルトのすべりも防止される。
【００２６】
なお、実施例では、変速機構部への入力トルクをＣＶＴコントロールユニット１において算出するようにしているが、例えばパワトレーンにエンジンと駆動モータを備えたハイブリッド車両などにおいて、エンジンや駆動モータ、ならびに無段変速機が統合制御ユニットに接続されているときは、入力トルクは統合制御ユニットからの入力トルク指令としてＣＶＴコントロールユニットに受けることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、油圧を供給されて溝幅を変更可能の可変プーリにベルトを掛け渡した変速機構部を備え、変速制御弁でライン圧を元圧とした油圧を可変プーリへ供給するようにした無段変速機の油圧制御装置において、所定の低車速領域ではライン圧の設定を通常走行時に対して低速時ライン圧特性に基づくものとし、低速時ライン圧特性はクリープトルク値に対応する点までは通常走行時のライン圧特性と同一に設定されるとともに、クリープトルク値以上の入力トルクに対して通常走行時のライン圧特性よりも高い値を設定されているものとしたので、ベルトに対する挟持圧力が確保され、上り坂でストール発進を行ってもベルトのすべりが発生せず、したがってその後の急激なベルト締結によるショックも防止されるとともに、クリープトルク値より低い極低速時には油圧ポンプの回転上昇もなく、騒音が抑えられるという効果を有する。
【００２８】
そして、通常走行時のライン圧特性と低速時ライン圧特性はそれぞれ入力トルクに対する一次関数で表わされるものとしたので、入力トルクにしたがって適正量だけライン圧が増大され、油圧ポンプの負荷が小さい。
【００２９】
また、低速時ライン圧特性を適用する所定の低車速領域を変速制御弁のオープン制御領域に対応させることにより、可変プーリへの油圧が不安定になりやすいオープン制御時にライン圧が増大され、最適な領域で確実にベルトのすべりが防止される。
【００３０】
さらにまた、車速が所定の低車速領域を越えて通常走行時のライン圧特性に基づく低いライン圧へ移行する際のライン圧の減少度合いを制限することにより、ライン圧が急激に低下することによって発生し得るベルトのすべりも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の無段変速機の概略構成を示す図である。
【図２】無段変速機の油圧制御回路を示す図である。
【図３】ライン圧の制御特性を示す図である。
【図４】ライン圧制御の流れを示すフローチャートである。
【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
１１      ロックアップクラッチ
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
８１      電動モータ
【図１】
0003718405.tif 000002
【図２】
0003718405.tif 000003
【図３】
0003718405.tif 000004
【図４】
0003718405.tif 000005