(57)【要約】【課題】  簡素な構成で、過剰なライン圧指令を回避したベルト式無段変速機における油圧制御装置を提供する。【解決手段】  補償部３０５によって、実プライマリ圧とマージン圧設定部３０１で算出されたマージン圧との合計圧に対するプライマリ必要圧の定常偏差を減少させることにより、過剰に見積もられていた補正後プライマリ必要圧を最適に補正することができる。よって、ライン圧指示値選択部３０４において補正後プライマリ必要圧にもとづいてライン圧指示値を算出する場合に、プライマリ必要圧を補正しない場合に比べてライン圧指示値が低減され、ライン圧を低いものとすることができる。このように、ライン圧センサを適用してフィードバック回路等を構成することなく、過剰なライン圧指令を回避することができる。【選択図】              図３
2006097811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側に連結されてプライマリ圧が作用するプライマリプーリと、出力軸側に連結されてセカンダリ圧が作用するセカンダリプーリと、前記両プーリに掛け渡されたベルトと、前記プライマリ圧とセカンダリ圧の基圧となるライン圧の制御を行うライン圧制御部と、変速指令によって駆動されるステップモータと、該ステップモータによって駆動されるとともに実変速比のフィードバックを受けて前記ライン圧よりプライマリ圧を生成する変速制御弁とを備えたベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置において、
前記プライマリ圧の実際の油圧を実プライマリ圧として検出するプライマリ圧センサと、
前記プライマリプーリに必要なプライマリ必要圧の補正を行う補償部とを備え、
該補償部は、前記実プライマリ圧に対する前記プライマリ必要圧の定常偏差が減少するように、前記プライマリ必要圧を補正して補正後プライマリ必要圧を算出し、
前記ライン圧制御部は、前記補正後プライマリ必要圧と、前記セカンダリプーリに必要なセカンダリ必要圧とにもとづいて、ライン圧制御の指示値となるライン圧指示値を算出し、前記ライン圧の制御を行うことを特徴とするベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項２】
マージン圧を設定するマージン圧設定部を備え、
前記補償部は、前記実プライマリ圧とマージン圧との合計圧に対する前記プライマリ必要圧の定常偏差が減少するように、前記補正後プライマリ必要圧を算出することを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項３】
前記マージン圧は、前記プライマリ圧およびライン圧の油圧系統における油圧のばらつきの最大値を包含するように設定されることを特徴とする請求項２に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項４】
前記マージン圧は、前記ライン圧の動特性上の最大変化が、補正後プライマリ必要圧の１演算周期中にあった場合にも、前記プライマリ必要圧が、前記実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を超えることがないように、設定されることを特徴とする請求項２または３に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項５】
前記補償部は、
前回算出された補正後プライマリ必要圧を今回の処理における前記プライマリ必要圧として用い、補正後プライマリ必要圧の算出を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項６】
前記ライン圧制御部は、前記補正後プライマリ必要圧が、前記実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を下回る場合に、前記実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を前記補正後プライマリ必要圧として出力するリミット処理部を備えることを特徴とする請求項２から５のいずれか１に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項７】
前記ライン圧制御部は、前記補正後プライマリ必要圧および前記セカンダリ必要圧のうち、油圧値の高いものにもとづいて前記ライン圧指示値を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【請求項８】
締結要素を有する前後進切替機構を備え、
前記ライン圧制御部は、前記補正後プライマリ必要圧、前記セカンダリ必要圧、前記前後進切替機構の締結要素に供給する締結要素圧のうち、油圧値がもっとも高いものにもとづいて、前記ライン圧指示値の算出を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載のベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用に適した無段変速機としてＶベルトを用いたベルト式無段変速機（以下、ベルトＣＶＴ）がある。このベルトＣＶＴは、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
ベルトＣＶＴの入力軸側にはオイルポンプが連結され、このオイルポンプによって生成された油圧を調圧弁によって調圧し、ライン圧が生成される。プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれプライマリプーリシリンダ室、セカンダリプーリシリンダ室が付設され、プライマリプーリシリンダ室へはライン圧を変速制御弁で調圧したプライマリ圧を供給し、またセカンダリプーリシリンダ室へはライン圧を調圧弁で調圧したセカンダリ圧を供給する。各シリンダ室へ供給された油圧によりプライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅が変更され、Ｖベルトと各プーリとの接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
【０００３】
ライン圧を生成するために調圧弁に指示するライン圧指示値は、変速機内の各部の駆動に必要な必要油圧のうち、最大となる油圧にもとづいて算出される。
必要油圧のうち、主要なものはプライマリ圧とセカンダリ圧である。セカンダリ圧は、油圧のフィードバック回路を用いて制御され、プライマリ圧は、調圧弁を作動させるためにステップモータによって駆動された変速リンクから、油圧のメカニカルフィードバックを受けることによって制御される。
またフェールセーフ等のために、プライマリ圧を検出するプライマリ圧センサやセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサが、各プーリへの油圧の供給路に備えられていた。
【特許文献１】特開２００２−２６６２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のベルト式ＣＶＴにあっては、ライン圧に対して、実圧観測によるフィードバック回路が付加されていないため、プライマリ圧にもとづいてライン圧を算出する場合に、油圧ばらつきが問題となり、その対策としてばらつき補償を行っていたが、該補償器の作動可能域に制約があるため、初期状態としては最悪ばらつきを包含するためのマージンをとる必要があり、ライン圧が過剰となってしまっていた。
これを防止するため、ライン圧センサを適用してフィードバック回路を構成することで油圧ばらつきを抑え、ライン圧の過剰分を低減することも考えられるが、コストが高くなってしまうといった問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような問題点に鑑み、簡素な構成で、過剰なライン圧指令を回避したベルト式無段変速機における油圧制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジン側に連結されてプライマリ圧が作用するプライマリプーリと、出力軸側に連結されてセカンダリ圧が作用するセカンダリプーリと、両プーリに掛け渡されたベルトと、プライマリ圧とセカンダリ圧の基圧となるライン圧の制御を行うライン圧制御部と、変速指令によって駆動されるステップモータと、ステップモータによって駆動されるとともに実変速比のフィードバックを受けて、ライン圧よりプライマリ圧を生成する変速制御弁とを備えたベルト式無段変速機におけるライン圧制御装置において、プライマリ圧の実際の油圧を実プライマリ圧として検出するプライマリ圧センサと、ライン圧制御部に設けられ、プライマリプーリに必要なプライマリ必要圧の補正を行う補償部とを備え、補償部は、実プライマリ圧およびマージンに対するプライマリ必要圧の定常偏差が減少するように、プライマリ必要圧を補正して補正後プライマリ必要圧を算出し、ライン圧制御部は、該補正後プライマリ必要圧と、セカンダリプーリに必要なセカンダリ必要圧とに基づいて、ライン圧制御の指示値となるライン圧指示値を算出し、ライン圧の制御を行うものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、補償部は、実プライマリ圧に対するプライマリプーリに必要なプライマリ必要圧の定常偏差が減少するように、プライマリ必要圧を補正して補正後プライマリ必要圧を算出するので、過剰に見積もられていた補正後プライマリ必要圧を最適に補正することができる。よって、ライン圧制御部が補正後プライマリ必要圧にもとづいてライン圧指示値を算出する場合に、プライマリ必要圧を補正しない場合に比べてライン圧指示値が低減され、ライン圧を低いものとすることができる。
このように、もともと冗長制御等に供するプライマリ圧センサを利用するだけで新たにライン圧センサを適用してフィードバック回路等を構成することなく、過剰なライン圧指令を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明をベルトＣＶＴに適用した概略構成を示し、図２は油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す。
図１において、図示しない前後進切り替え機構を備えた変速機構部５、およびロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２より構成されるベルトＣＶＴ３がエンジン１に連結される。変速機構部５は一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４を介してディファレンシャル６に連結される。
【０００９】
変速機構部５の変速比やＶベルト１２の接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット１００によって制御される。またＣＶＴコントロールユニット２０はエンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）２１に接続され、互いに情報交換を行っている。ＣＶＴコントロールユニット２０はＥＣＵ２１からの入力トルク情報、スロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）などから変速比や接触摩擦力を決定する。またＥＣＵ２１には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１５が接続されている。
【００１０】
変速機構部５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用するプライマリ圧に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成されている。
セカンダリプーリ１１は、出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、固定円錐板１１ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用するセカンダリ圧に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００１１】
エンジン１から入力された入力トルクは、トルクコンバータ２を介して変速機構部５に入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａおよびセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２と各プーリ１０、１１との接触半径を変化させることにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変化させることができる。
【００１２】
図２に示すように、油圧コントロールユニット１００は、ライン圧を制御する調圧弁６０とプライマリプーリシリンダ室１０ｃへのプライマリ（Ｐｒｉ）圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへのセカンダリ（Ｓｅｃ）圧を制御する減圧弁６１を主体に構成される。
変速制御弁３０はメカニカルフィードバック機構を構成する変速リンク５０に連結され、変速リンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、変速リンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【００１３】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ８０からの圧油を調圧するソレノイド５９を備えた調圧弁６０で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）によって運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド６２を備えた減圧弁６１にそれぞれ供給される。また油圧ポンプ８０はベルトＣＶＴ３の入力軸に連結され、エンジン回転を動力源として油圧を生成する。
【００１４】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動する変速リンク５０の変位に応じて変速制御弁３０のスプール３１が駆動され、変速制御弁３０に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の給排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了すると変速リンク５０からの変位を受けてスプール３１を閉弁する。
【００１５】
ここで、ＣＶＴコントロールユニット２０は、図１において変速機構部５のプライマリプーリ１０の回転数を検出するプライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ１１の回転速度（または車速）を検出するセカンダリプーリ速度センサ２７、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室１１ｃに作用する実セカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ２８からの信号と、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号と、運転者がアクセルペダルを操作することによって開閉するスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）と、油温センサ２５によって検出される変速機構部５の油温とを読み込んで変速比やＶベルト１２の接触摩擦力を可変制御する。
【００１６】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速やスロットル開度などに応じて目標変速比を決定し、ステップモータ４０を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部２０１と、入力トルクや変速比、油温などに応じてプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部２０２から構成される。
【００１７】
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とにもとづく変速比、油温等からプライマリプーリに必要なプライマリ必要圧、セカンダリプーリに必要なセカンダリ必要圧、前後進切替クラッチ等に作用させるクラッチ必要圧を算出して、これらの必要圧のうち最も高い必要圧にもとづいてライン圧の目標値となるライン圧指示値を決定し、該ライン圧指示値にもとづいて調圧弁６０のソレノイド５９を駆動することでライン圧の制御を行う。
【００１８】
またプーリ圧制御部２０２は、セカンダリ必要圧よりセカンダリプーリに供給する油圧の目標値となるセカンダリ目標圧を決定し、該セカンダリ目標圧に応じて減圧弁６１のソレノイド６２を駆動してフィードバック制御（閉ループ制御）によりセカンダリ圧を制御する。
さらに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃに作用する実プライマリ圧を検出するプライマリ圧センサ２９からの信号がプーリ圧制御部２０２に入力される。
【００１９】
次に、プーリ圧制御部２０２によるライン圧指示値の算出処理の詳細について説明する。
図３は、プーリ圧制御部２０２の機能ブロック図である。
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報より得られるプライマリプーリ入力トルク推定値と、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度より得られる変速比とより、プライマリ必要圧を算出するプライマリ必要圧算出部３００を備える。
【００２０】
プーリ圧制御部２０２は、マージン圧設定部３０１と、ＰＩ補償器３０２を有する補償部３０５とを備える。
補償部３０５は、ＰＩ補償器３０２を用いて、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧に対するプライマリ必要圧の定常偏差を減少させるものである。
また補償部３０５は、定常偏差を減少させることを目的とするため、ＰＩ補償器３０２の特性は緩慢なものとする。
【００２１】
マージン圧設定部３０１は、プライマリ圧およびライン圧の油圧系統における油圧のばらつきの最大値を包含し、さらに、ライン圧の動特性上の最大変化が、ライン圧指令値の１演算周期中にあった場合にも、プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を超えることがないようにマージン圧を設定する。
【００２２】
補償部３０５より出力された補正後プライマリ必要圧は、リミット処理部３０３へ入力される。さらに、リミット処理部３０３に、マージン圧設定部３０１で設定されたマージン圧と、実プライマリ圧とが入力される。
リミット処理部３０３は、補償部３０５より出力された補正後プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計値よりも低い場合には、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を補正後プライマリ必要圧として出力する。
一方、補償部３０５より出力された補正後プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧よりも高い場合には、補償部３０５より出力された補正後プライマリ必要圧を出力する。
【００２３】
リミット処理部３０３から出力された補正後プライマリ必要圧は、ライン圧指示値選択部３０４へ入力される。またライン圧指示値選択部３０４へは、セカンダリ必要圧とクラッチ必要圧が入力される。
ライン圧指示値選択部３０４は、入力された各必要圧のうち、もっとも高い必要圧を選択し、ライン圧指示値として出力する。
【００２４】
なお、リミット処理部３０３から一旦、補正後プライマリ必要圧が出力された後は、プライマリ必要圧算出部３００によって算出されたプライマリ必要圧に代えて、リミット処理部３０３で算出した補正後プライマリ必要圧をプライマリ必要圧として補償部３０５へ入力し、補償部３０５における定常偏差を減少させるための処理を繰り返す。
また、マージン圧設定部３０１において設定されるマージン圧は、常に補正後プライマリ必要圧＞実プライマリ圧を満たすように設定される。
なお本実施例において、リミット処理部３０３、ライン圧指示値選択部３０４が本発明におけるライン圧制御部を構成する。
【００２５】
本実施例は以上のように構成され、補償部３０５によって、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧に対するプライマリ必要圧の定常偏差を減少させることにより、過剰に見積もられていたプライマリ必要圧を最適に補正することができる。よって、ライン圧指示値選択部３０４において補正後プライマリ必要圧にもとづいてライン圧指示値を算出する場合に、プライマリ必要圧を補正しない場合に比べてライン圧指示値が低減され、ライン圧を低いものとすることができる。
このように、ライン圧センサを適用してフィードバック回路等を構成することなく、過剰なライン圧指令を回避することができる。（請求項１に対応する効果）
【００２６】
プライマリ必要圧の補正は、定常偏差を減少させることを目的とし、ＰＩ補償器３０２の特性は緩慢なものとすることにより、プライマリ必要圧の過剰な補正を回避することができる。（請求項１、２に対応する効果）
また、マージン圧設定部３０１は、プライマリ圧およびライン圧の油圧系統における油圧のばらつきの最大値を包含するようにマージン圧を設定する。
これにより、プライマリ圧およびライン圧の油圧系統のセンサやアクチュエータ等に起因して油圧にばらつきが生じた場合にも、マージン圧が適切に設定されていることにより、プライマリ必要圧の過剰補正を回避することができる。（請求項３に対応する効果）
【００２７】
さらにマージン圧設定部３０１は、ライン圧の動特性上の最大変化が、ライン圧指令値の１演算周期中にあった場合にも、プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を超えることがないようにマージン圧を設定する。
これにより、プライマリ圧はメカニカルフィードバック機構によって決定されるが、該フィードバック機構によってプライマリ圧が急激に変化した場合にも、プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を超えることがなく、実プライマリ圧と補正後プライマリ必要圧との間で矛盾が生じない。（請求項４に対応する効果）
【００２８】
リミット処理部３０３において、一旦、補正後プライマリ必要圧が算出された後は、該補正後プライマリ必要圧を補償部３０５に入力して定常偏差を減少させる補正を行うことにより、過剰に見積もられていたプライマリ必要圧を最適化することができる。（請求項５に対応する効果）
【００２９】
リミット処理部３０３において、補償部３０５から出力された補正後プライマリ必要圧が、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧を下回る場合に、実プライマリ圧とマージン圧との合計圧をリミット処理部３０３から出力する補正後プライマリ必要圧とすることにより、ＰＩ補償器３０２が不安定になった場合にも、補正後プライマリ必要圧が過剰に補正されることを防ぐことができる。（請求項６に対応する効果）
【００３０】
また、ライン圧指示値選択部３０４において、補正後プライマリ必要圧、セカンダリ必要圧、クラッチ必要圧のうち、もっとも高い油圧にもとづいてライン圧指示値を算出することにより、適切にライン圧指示値を算出することができる。（請求項６、７に対応する効果）
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】油圧コントロールユニットとＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図３】プーリ圧制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    プライマリプーリ
２０    セカンダリプーリ
２０    ＣＶＴコントロールユニット
２９    プライマリ圧センサ
３０    変速制御弁
６０    調圧弁
６１    減圧弁
８０    油圧ポンプ
１００    油圧コントロールユニット
２０１    変速制御部
２０２    プーリ圧制御部
３００    プライマリ必要圧算出部
３０１    マージン圧設定部
３０２    ＰＩ補償器
３０３    リミット処理部
３０４    ライン圧指示値選択部
３０５    補償部
【図１】
2006097811.tif 000003
【図２】
2006097811.tif 000004
【図３】
2006097811.tif 000005