(57)【要約】【課題】低摩擦路面からの発進時にスリップを生じることなく発進する可能な車両用ベルト式無段変速システムの油圧制御装置を提供する。【解決手段】本発明は、プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２に作用する油圧を制御する制御手段２０と、車両発進時の目標プーリ比を切り換えるプーリ比切換手段２９とを備え、制御手段は、車両停止時にプーリ比切換手段によって現在のプーリ比ｉ１より小さい目標プーリ比ｉ２が設定された場合に、車両停止中にこの目標プーリ比となるようにプライマリプーリとセカンダリプーリの油圧を制御し、プーリ比を目標プーリ比に切り換える車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置である。【選択図】図１
2008106813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、
油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するＶベルトとを備えた車両用ベルト式無段変速機において、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに作用する油圧を制御する制御手段と、
車両発進時の目標プーリ比を切り換えるプーリ比切換手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両停止時に前記プーリ比切換手段によって現在のプーリ比より小さい目標プーリ比が設定された場合に、車両停止中にこの目標プーリ比となるように前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの油圧を制御し、プーリ比を目標プーリ比に切り換えることを特徴とする車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記目標プーリ比が設定された場合に、前記プライマリプーリに最大油圧の作動油を供給し、前記セカンダリプーリに作用する油圧をゼロとしてプーリ比を変化させ、プーリ比が目標プーリ比に達した後に、プーリ比が目標プーリ比を維持するように前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに作用する油圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記目標プーリ比が設定された場合に、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに作用する油圧を最も小さいプーリ比となるように制御して、プーリ比が目標プーリ比に達した後に、プーリ比が目標プーリ比を維持するように前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに作用する油圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
前記セカンダリプーリに作用する油圧を検出する油圧センサと、
前記制御手段からの信号に応じて位置を変化させ、前記プライマリプーリに供給する作動油の油圧を調整するステップモータと、
前記ステップモータの位置を検出する位置センサとを備え、
車両停止中のプーリ比は、前記セカンダリプーリの検出油圧と、前記ステップモータの検出位置により推定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用ベルト式無段変速機において、車両の発進路面が圧雪路、氷上路や砂地等の低摩擦路面である場合に、発進時の車輪のスリップを抑制するために通常の発進時に使用するギア比より高いギア比を発進時に選択する走行モード、いわゆるスノーモードを備えた無段変速機がある（特許文献１参照のこと）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、車両停車時に運転者がスノーモードのスイッチをオンした場合に、変速パターンをスノーモードのシフトパターンに変更し、通常発進時の変速比が最大変速比であれば、目標変速比として最大変速比より高い変速比、例えば有段自動変速機の２速相当の制限時最大変速比を発進時の変速比として設定する。そして、車両発進後に油圧を制御して目標変速比となるように実変速比を変速制御するものである。
【特許文献１】特開平１１−６３１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の従来技術においては、車両発進後に変速のための油圧制御を開始するため、実変速比が目標変速比となるまでの過渡的な状態での車両のスリップを防止することができないという課題がある。
【０００５】
そこで本発明は、車両発進前に実変速比を目標変速比に変更しておき、発進時のスリップを確実に防止する車両用ベルト式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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するＶベルトとを備えた車両用ベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに作用する油圧を制御する制御手段と、車両発進時の目標プーリ比を切り換えるプーリ比切換手段とを備え、前記制御手段は、前記車両停止時に前記プーリ比切換手段によって現在のプーリ比より小さい目標プーリ比が設定された場合に、車両停止中にこの目標プーリ比となるように前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの油圧を制御し、プーリ比を目標プーリ比に切り換えることを特徴とする車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、車両停止時に、現在のプーリ比より小さいプーリ比が目標プーリ比として設定されても、車両停止中に油圧の制御によりこの目標プーリ比が達成されるので、車両発進時にスリップを生じることなく、効率よく駆動力を路面に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明によるベルト式無段変速機の一実施形態を示す概略構成図である。
【０００９】
ベルト式無段変速機１０は、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２と、Ｖベルト１３と、ＣＶＴコントロールユニット２０と、油圧コントロールユニット３０とを備える。
【００１０】
プライマリプーリ１１は、このベルト式無段変速機１０にエンジン１の回転を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ１１は、入力軸１１ｄと一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、この固定円錐板１１ｂに対向配置されて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１１ｃへ作用する油圧（プライマリ圧）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａとを備える。プライマリプーリ１１は、前後進切り替え機構３、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２を介してエンジン１に連結され、そのエンジン１の回転を入力する。プライマリプーリ１１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ２６によって検出される。
【００１１】
Ｖベルト１３は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に巻き掛けられ、プライマリプーリ１１の回転をセカンダリプーリ１２に伝達する。
【００１２】
セカンダリプーリ１２は、Ｖベルト１３によって伝達された回転をディファレンシャル４に出力する。セカンダリプーリ１２は、出力軸１２ｄと一体となって回転する固定円錐板１２ｂと、この固定円錐板１２ｂに対向配置されて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１２ｃへ作用する油圧（セカンダリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１２ａとを備える。なお、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃの受圧面積は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの受圧面積と略等しく設定されている。
【００１３】
セカンダリプーリ１２は、アイドラギア１４及びアイドラシャフトを介してディファレンシャル４を連結しており、このディファレンシャル４に回転を出力する。セカンダリプーリ１２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ２７によって検出される。なお、このセカンダリプーリ１２の回転速度から車速を算出することができる。
【００１４】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、インヒビタスイッチ２３、アクセルペダルストローク量センサ２４、油温センサ２５、プライマリプーリ回転速度センサ２６、セカンダリプーリ回転速度センサ２７等からの信号や、エンジンコントロールユニット２１からの入力トルク情報に基づいて、目標プーリ比（セカンダリプーリ１２の有効半径をプライマリプーリ１１の有効半径で除した値であり、変速比と同義である。）や接触摩擦力を決定し、油圧コントロールユニット３０に指令を送信して、ベルト式無段変速機１０を制御する。
【００１５】
また、ＣＶＴコントロールユニット２０は、後述する変速制御弁３２を変位するステップモータ４０の位置を検出する位置センサ４０ａの出力信号と、無段変速機１０の変速モード、例えば通常走行用の自動モード、スポーツ走行や登坂路走行用のパワーモード及び通常発進時の発進用ギア比より小さいギア比（例えば、有段変速機の２速相当）で発進する低摩擦路面用のスノーモードを選択するシフトパターンスイッチ２９の出力信号を読み込む。
【００１６】
油圧コントロールユニット３０は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に基づいて応動する。油圧コントロールユニット３０は、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対して油圧を供給し、可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａを回転軸方向に往復移動させる。
【００１７】
可動円錐板１１ａ及び可動円錐板１２ａが移動するとプーリ溝幅が変化する。すると、Ｖベルト１３が、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２上で移動する。これによって、Ｖベルト１３のプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に対する接触半径が変わり、プーリ比及びＶベルト１３の接触摩擦力がコントロールされる。
【００１８】
エンジン１の回転が、トルクコンバータ２、前後進切り替え機構３を介してベルト式無段変速機１０へ入力され、プライマリプーリ１１からＶベルト１３、セカンダリプーリ１２を介してディファレンシャル４へ伝達される。
【００１９】
アクセルペダルが踏み込まれたり、マニュアルモードでシフトチェンジされると、プライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａ及びセカンダリプーリ１２の可動円錐板１２ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１３との接触半径を変更することにより、プーリ比を連続的に変化させる。
【００２０】
図２は本発明によるベルト式無段変速機の油圧コントロールユニット及びＣＶＴコントロールユニットの概念図である。
【００２１】
油圧コントロールユニット３０は、レギュレータバルブ３１と、変速制御弁３２と、減圧弁３３とを備え、油圧ポンプ３４から供給される油圧を制御してプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２に供給する。
【００２２】
レギュレータバルブ３１は、ソレノイドを有し、油圧ポンプ３４から圧送された油の圧力を、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）に応じて運転状態に応じて所定のライン圧ＰＬに調圧する調圧弁である。
【００２３】
変速制御弁３２は、プライマリプーリシリンダ室１１ｃの油圧（以下「プライマリ圧」という）をプライマリプーリ目標圧となるよう制御する制御弁である。変速制御弁３２は、メカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク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、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１１の可動円錐板１１ａから溝幅、つまり実プーリ比のフィードバックを受ける。変速制御弁３２は、スプール３２ａの変位によってプライマリプーリシリンダ室１１ｃへの油圧の吸排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標プーリ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サーボリンク５０からの変位を受けてスプール３２ａを閉弁位置に保持する。
【００２４】
減圧弁３３は、ソレノイドを備え、セカンダリプーリシリンダ室１２ｃへの供給圧（以下「セカンダリ圧」という）をセカンダリプーリ目標圧に制御する制御弁である。
【００２５】
油圧ポンプ３４から供給され、レギュレータバルブ３１によって調圧されたライン圧ＰＬは、変速制御弁３２と、減圧弁３３にそれぞれ供給される。
【００２６】
プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２のプーリ比は、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に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３２のスプール３２ａが駆動され、変速制御弁３２に供給されたライン圧ＰＬが調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ１１へ供給し、溝幅が可変制御されて所定のプーリ比に設定される。
【００２７】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、インヒビタースイッチ２３からのセレクト位置、アクセルペダルストローク量センサ２４からのアクセルペダルストローク量、油温センサ２５からベルト式無段変速機１０の油温や、プライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ速度センサ２７、油圧センサ２８からの信号等を読み込んでプーリ比やＶベルト１３の接触摩擦力を可変制御する。なお、油圧センサ２８は、セカンダリプーリ１２のシリンダ室１２ｃにかかるセカンダリ圧を検出するセンサである。
【００２８】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速やスロットル開度等に応じて目標のプーリ比を決定し、ステップモータ４０を駆動して現在のプーリ比を目標のプーリ比へ向けて制御する変速制御部２０１と、入力トルクやプーリ比、油温、目標変速速度などに応じて、プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２の推力を制御するプーリ圧（油圧）制御部２０２から構成される。
【００２９】
変速制御部２０１は、アクセルペダル２４のストローク量、シフトレンジのセレクト位置信号及びシフトパターン信号等を読み込み、目標変速速度を算出してプーリ圧制御部２０２へ出力し、かつステッピングモータ４０へ変速指令信号を出力する。変速指令信号を入力したステッピングモータ４０は、指令信号に基づいて変速制御弁３２のスプール３２ａを変位させてプライマリプーリ１１ｃのプライマリ圧を制御する。
【００３０】
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリとセカンダリプーリとのプーリ比、油温からライン圧の目標値を決定し、レギュレータバルブ３１のソレノイドを駆動することでライン圧の制御を行い、また、セカンダリ圧の目標値を決定して、油圧センサ２８の検出値と目標値とに応じて減圧弁３３のソレノイドを駆動して、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。
【００３１】
このように構成されたベルト式無段変速機の油圧制御装置において、車両停止時にシフトパターンがスノーモードへ切り換えられた場合の油圧制御について図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３２】
本油圧制御は、車両停止時において運転者が停止路面が雪上等の低摩擦路面であることを把握してスムースな発進を行うために、運転者がシフトパターンを自動モードからスノーモードへと切り換えた場合に、停止中に通常発進時のプーリ比ｉ１に代えて、より小さいプーリ比ｉ２に切り換える油圧制御である。
【００３３】
まず時刻ｔ１で車速ＶＳＰが０（車両停止状態）で、かつシフトパターンがスノーモードに切り換えられると、目標プーリ比を最ハイ（最も小さいプーリ比ｉｈ）に設定する。目標プーリ比に基づいて、セカンダリ圧の指示圧は０ＭＰａとなり、プライマリ圧の指示圧は最高圧（＝ライン圧）となるようにステップモータ４０の位置Ａｉｈを制御する。このように、プーリ比をｉ１からｉ２に変更するに当たり、一時的に目標プーリ比を最ハイｉｈに設定することで各プーリの変速速度を速めることができる。目標プーリ比の設定に基づく油圧制御により、プライマリプーリ１１のＶベルトとの接触半径が大きくなり、一方でセカンダリプーリ１２の接触半径が小さくなることでプーリ比が小さくできる。ここで、ライン圧を上昇させるためにエンジン回転数を増大制御するようにしてもよい。
【００３４】
この油圧制御により、車両停止状態においてプーリ比ｉはオートモードでの発進時のプーリ比ｉ１からスノーモードでの発進時のプーリ比ｉ２（ｉ１＞ｉ２）へ向けて変速する。なお、実際のプーリ比は各プーリが停止しているため、検出することができず、油圧センサ２８により検出されるセカンダリ圧から推定されるセカンダリプーリ１２の位置と、ステップモータ４０の位置を検出する位置センサ４０ａにより推定されるプライマリプーリ１１の位置とからプーリ比ｉを算出する。
【００３５】
プーリ比ｉがスノーモード発進時のプーリ比であるｉ２に達した時（時刻ｔ２）に、目標プーリ比をｉｈからスノーモード発進時のプーリ比であるｉ２に切り換える。これによりステップモータ４０の位置とセカンダリ圧とはプーリ比ｉ２を達成する圧力に制御される。
【００３６】
そして、時刻ｔ３でステップモータ４０の位置とセカンダリ圧とが目標プーリ比ｉ２に対応するものとなった場合に、車両は発進してもスリップを起こすことなくスムースに発進することができる。
【００３７】
したがって、本発明では、車両用のベルト式無段変速機において、プライマリプーリとセカンダリプーリに作用する油圧を制御するＣＶＴコントロールユニット２０と、車両発進時の目標プーリ比を切り換えるシフトパターンスイッチ２９とを備え、ＣＶＴコントロールユニット２０は、シフトパターンスイッチ２９によって自動モードから、より発進時の目標プーリ比が小さいスノーモードへと切り換えられた場合に、目標プーリ比となるようにプライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２に作用する油圧を制御するため、車両発進時に自動モードの発進時プーリ比より小さいスノーモードの発進時プーリ比に切り換えられており、車両発進時にスリップを生じることなく、効率よく駆動力を路面に伝達することができる。
【００３８】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による車両用ベルト式無段変速機を示す概略構成図である。
【図２】プライマリ圧調整装置の詳細構成を説明する構成図である。
【図３】本発明の油圧制御を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  エンジン
２  トルクコンバータ
１０  ベルト式無段変速機
１１  プライマリプーリ
１２  セカンダリプーリ
１３  Ｖベルト
２０  ＣＶＴコントロールユニット
２１  エンジンコントロールユニット
２６  プライマリプーリ回転速度センサ
２７  セカンダリプーリ回転速度センサ
２８  油圧センサ
２９  シフトパターンスイッチ
３０  油圧コントロールユニット
３１  油圧ポンプ
３２  変速制御弁
３２ａ  スプール
４０  ステッピングモータ
４０ａ  位置センサ
【図１】
2008106813.tif 000003
【図２】
2008106813.tif 000004
【図３】
2008106813.tif 000005