(57)【要約】【課題】減速時のプーリ比の変速速度を向上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。【解決手段】本発明は、車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置において、プライマリプーリの作動油の供給及び排出を切り換える第１切換弁３３ａと、この第１切換弁から排出された作動油を、作動油の油圧を所定の油圧以上に維持する保圧弁３３ｂに供給するか、保圧弁をバイパスして作動油を貯留するタンク３６に作動油を排出するかを切り換える第２切換弁３３ｄと、車両の減速度に基づいて、第２切換弁を切り換えるコントロールユニット４０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008106812.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ベルトとを備えたベルト式無段変速機を有する車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置において、
前記プライマリプーリ内の作動油の供給及び排出を切り換える第１切換弁と、
この第１切換弁から排出された作動油を、作動油の油圧を所定の油圧以上に維持する保圧弁に供給するか、または前記保圧弁をバイパスして作動油を貯留するタンクに排出するかを選択的に切り換える第２切換弁と、
前記車両の減速度に基づいて、前記第２切換弁を切り換えるコントロールユニットと、
を備えた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】
前記コントロールユニットは、前記車両の減速度が所定の減速度を越える場合に、前記第１切換弁から排出される作動油を前記タンクに直接的に排出し、所定の減速度以下の場合に、前記第１切換弁から排出される作動油を前記保圧弁に供給するように前記第２切換弁を切り換え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】
前記所定の減速度は、前記車両の走行車速から停車するまでの間に前記ベルト式無段変速機のプーリ比が所定のプーリ比に変速することができない減速度であることを特徴とする請求項２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】
前記保圧弁が保持する前記所定の油圧は、前記プライマリプーリと前記Ｖベルトとの間に滑りが生じない下限の油圧であ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５】
前記保圧弁と前記第２切換弁との間にオリフィスを設けた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。
【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、急減速を検知した時に再発進に備えてプーリ比を最も低いプーリ比である最ローに変速することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明では、車両の減速度が大きい場合に目標プーリ比を最ローとして変速速度を速めて車両が停車するまでに最ローに変速することが開示されている。
【０００４】
また、ベルト式無段変速機の変速比制御機構として、プライマリプーリのベルト接触半径の変更を、ステップモータとプライマリプーリとを連結するリンク機構と、このリンク機構によってスプールが変位し、プライマリプーリへの作動油の給排を行う変速制御弁にて行うものがある。このような機構では、変速比制御弁が作動油をプライマリプールから排出するように変位した場合、急激に作動油が排出されるとベルト滑りが生じる恐れがあり、ベルト滑りが生じない油圧を維持しつつ排出するように、排出ポートの下流油路に所定の下限圧に油圧を維持する保圧弁やオリフィス等を備えている。
【特許文献１】特開平１１−１３８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来技術においては、ベルト滑りを防止するために所定の必要油圧を確保しておく必要があり、プーリ比の変速速度は、この必要油圧によって制限されることになる。プーリ比の変速速度が制限されると、減速度が大きい場合には、車両が走行速度から停止するまでの間にプーリ比を最ローに変速することができないことが考えられる。このような場合には、再発進時に最ローより高いプーリ比で発進することになり、発進性能が低下し、運転性を悪化させることになる。
【０００６】
そこで本発明は、ベルト滑りを防止しつつ、プーリ比の変速速度を高め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】
【０００７】
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ベルトとを備えたベルト式無段変速機を有する車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置において、前記プライマリプーリ内の作動油の供給及び排出を切り換える第１切換弁と、この第１切換弁から排出された作動油を、作動油の油圧を所定の油圧以上に維持する保圧弁に供給するか、または前記保圧弁をバイパスして作動油を貯留するタンクに排出するかを選択的に切り換える第２切換弁と、前記車両の減速度に基づいて、前記第２切換弁を切り換えるコントロールユニットと、を備えた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】
【０００８】
本発明はこのような構成を備えたので、プライマリプーリからの作動油の排出を促進して、プライマリプーリの変速速度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明による車両用Ｖベルト式無段変速システムを示す概略構成図である。
【００１０】
車両用Ｖベルト式無段変速システム１は、クラッチ部１０と、Ｖベルト式無段変速部２０と、油圧調整部３０と、コントロールユニット４０とを備え、エンジン６０の回転を減速して駆動輪７０に伝達する。また、本実施形態の車両用ベルト式無段変速システム１では、エンジン６０とクラッチ部１０との間にトルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）５０が設けられている。このトルクコンバータ５０は、タービン、インペラ、ステータ等から構成され、内部に充填されたオイルの流れによってエンジン６０の回転トルクを伝達する装置である。
【００１１】
エンジン回転数Ｎｅ、トルコン容量係数τ、トルコントルク比ｔとすると、トルクコンバータ５０への入力トルクＴin、トルクコンバータ５０からの出力トルクＴoutは、それぞれ、
Ｔin  ＝  τ×Ｎｅ2
Ｔout  ＝  τ×Ｎｅ2×ｔ
で、表される。このように、トルクコンバータ５０の伝達トルクは、エンジン回転数によって決定される。
【００１２】
クラッチ部１０は、エンジン６０側とプライマリプーリ２１側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車１１と、前進クラッチ１２と、後退ブレーキ１３とを有し、クラッチ圧調整装置３５から供給される油圧によって、車両の前進時には前進クラッチ１２を締結し、車両の後退時には後退ブレーキ１３を締結し、中立位置（ニュートラルやパーキング）では前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３を共に解放する。クラッチ圧調整装置３５は、コントロールユニット４０からの指令に応じて前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３に供給する油圧（前進クラッチ圧、後退クラッチ圧）を調整して締結状態を制御する。
【００１３】
前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ１２を締結するとともに、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退ブレーキ１３を解放する。一方、後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）は、前進クラッチ圧をドレンに接続するとともに、前進クラッチ１２を解放し、後退クラッチ圧を供給して後退ブレーキ１３を締結する。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３を共に解放する。
【００１４】
Ｖベルト式無段変速部２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、Ｖベルト２３とを備える。
【００１５】
プライマリプーリ２１は、エンジン６０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２１は、入力軸２１ｃと一体となって回転する固定円錐板２１ａと、この固定円錐板２１ａ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、プライマリプーリに作用する油圧（以下「プライマリ圧」という）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板２１ｂとを備える。プライマリプーリ２１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ４１によって検出される。
【００１６】
セカンダリプーリ２２は、Ｖベルト２３によって伝達された回転をアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪７０に伝達する。セカンダリプーリ２２は、出力軸２２ｃと一体となって回転する固定円錐板２２ａと、この固定円錐板２２ａ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２２に作用する油圧（以下「セカンダリ圧」という）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板２２ｂとを備える。なお、セカンダリプーリの受圧面積とプライマリプーリの受圧面積とは、同等又はほぼ同等である。セカンダリプーリ２２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ４２によって検出される。なお、このセカンダリプーリ２２の回転速度から車速が算出される。
【００１７】
Ｖベルト２３は、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２に巻き掛けられ、プライマリプーリ２１の回転をセカンダリプーリ２２に伝達する。
【００１８】
油圧調整部３０は、油圧ポンプ３１と、ライン圧調整装置３２と、プライマリ圧調整装置３３と、セカンダリ圧調整装置３４と、クラッチ圧調整装置３５とを備える。
【００１９】
油圧ポンプ３１は、クラッチ部１０の入力側などに連結されており、エンジン６０で駆動されて、タンク３６のオイルを圧送する。
【００２０】
ライン圧調整装置３２は、油圧ポンプ３１から圧送されたオイルの圧力を、コントロールユニット４０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た所定のライン圧に調圧する。
【００２１】
プライマリ圧調整装置３３は、プライマリ圧を制御する装置であり、例えば図２に示すように、ソレノイドや、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及びステップモータなどによって構成されているリンク機構により変位するスプールを備えた第１切換弁３３ａと、プライマリプーリ２１に作用する最低必要油圧（＝プライマリプーリ２１とＶベルト２３との間の滑りが生じない下限油圧）を維持する保圧弁３３ｂと、プライマリプーリ２１に作用する油圧を低下させるための作動油排出時の排出速度を制限するオリフィス３３ｃとを備える。さらには、プライマリプーリ２１から作動油が排出される場合（プライマリ圧を低下させる場合）であって、かつ車両の減速度が所定の減速度を越える場合に、排出される作動油を前述の保圧弁３３ｂとオリフィス３３ｃを通過することなくタンク３６に戻す第２切換弁３３ｄを備えている。
【００２２】
図１において、セカンダリ圧調整装置３４は、コントロールユニット４０からの指令によって制御され、ライン圧調整装置３２で調圧されたライン圧をさらに減圧して運転状態に応じた所定のセカンダリ圧に調圧する。
【００２３】
クラッチ圧調整装置３５は、油圧ポンプ３１からの油圧を元圧として前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を調整する。クラッチ圧調整装置３５は、コントロールユニット４０の油圧指令値に応じて前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を調整して前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３の締結又は解放を行う。
【００２４】
コントロールユニット４０は、セカンダリプーリ回転速度センサ４２からの車速信号、シフトレバーに応動するインヒビタスイッチ４３からのレンジ信号、エンジン６０（またはエンジン制御装置）からのエンジン回転速度信号等の運転状態及び運転操作に基づいて、油圧指令値を決定してクラッチ圧調整装置３５へ指令する。なお、インヒビタスイッチ４３は、前進（Ｄレンジ）、中立位置＝ニュートラル（Ｎレンジ）、後退（Ｒレンジ）のいずれか一つを選択する例を示す。
【００２５】
また、コントロールユニット４０は、クラッチ圧調整装置３５をコントロールして、前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３に供給する油圧を調整して前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を制御してクラッチの締結状態をコントロールする。
【００２６】
さらに、コントロールユニット４０は、入力トルク情報、プライマリプーリの回転速度とセカンダリプーリの回転速度との比（プーリ比）、インヒビタスイッチ４３からのセレクト位置や、車速（セカンダリプーリ回転速度）、アクセルペダル踏み込み量、油温、油圧等の信号を読み込んで目標プーリ比を決定し、その目標プーリ比を実現するためのプライマリ圧及びセカンダリ圧の目標圧を算出し、必要に応じて目標圧の補正を行って、その目標圧通りになるように、ライン圧調整装置３２、プライマリ圧調整装置３３、セカンダリ圧調整装置３４を制御して、プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２に供給する油圧を調整して可動円錐板２１ｂ及び可動円錐板２２ｂを回転軸方向に往復移動させてプライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２のプーリ溝幅を変化させる。すると、Ｖベルト２３がプライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２上で移動して、Ｖベルト２３のプライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ２２に対する接触半径が変わり、プーリ比がコントロールされる。
【００２７】
エンジン６０の回転が、トルクコンバータ５０、クラッチ部１０を介してベルト式無段変速部２０へ入力され、プライマリプーリ２１からＶベルト２３、セカンダリプーリ２２を介して駆動輪７０へ伝達される。
【００２８】
コントロールユニット４０は、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２１の可動円錐板２１ｂ及びセカンダリプーリ２２の可動円錐板２２ｂを軸方向へ変位させて、Ｖベルト２３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。
【００２９】
さらに、コントロールユニット４０は、エンジン６０の燃料噴射量、スロットル開度を制御してエンジントルク、回転数を制御する。
【００３０】
次に図２を用いてプライマリ圧調整装置３３について詳細を説明する。
【００３１】
前述したように、プライマリ圧調整装置３３は、第１切換弁３３ａと、第１切換弁３３ａを流通する作動油の油圧を所定油圧以上に保つ保圧弁３３ｂと、保圧弁３３ｂ上流に設置されるオリフィス３３ｃと、第１切換弁３３ａとオリフィス３３ｃとの間に設置される第２切換弁３３ｄを備えている。第１切換弁３３ａは、３ポート２位置切換弁で構成され、ポートａはプライマリプーリ２１に接続され、ポートｂは油圧ポンプ３１に接続し、ポートｃは作動油を排出し、第２切換弁３３ｄのポートｄに接続する。なお、第１、第２切換弁３３ａ、３３ｄはコントロールユニット４０により切換制御される。
【００３２】
プーリ比を小さくする、つまり増速側に変速する場合には、第１切換弁３３ａのポートａとポートｂとを連通させて油圧ポンプ３１からの作動油をプライマリプーリ２１に供給して、プライマリプーリ２１でのＶベルト２３の接触半径を大きくする。
【００３３】
一方、プーリ比を大きくする、つまり減速側に変速する場合には、第１切換弁３３ａのポートａとポートｃとを連通させて、プライマリプーリ２１に作用する作動油を下流の第２切換弁３３ｄに排出する。これによりプライマリ圧が低下してプライマリプーリ２１でのＶベルト２３の接触半径が小さくなり、プーリ比が大きく変更される。
【００３４】
第１切換弁３３ａから排出される作動油が供給される第２切換弁３３ｄは、第１切換弁３３ａと同様に、３ポート２位置切換弁で構成され、ポートｄは第１切換弁３３ａのポートｃに接続され、作動油を排出するポートｄは下流のオリフィス３３ｃを通じて保圧弁３３ｂに接続し、同じく作動油を排出するポートｅは作動油を貯留するタンク３６に接続する。
【００３５】
コントロールユニット４０は、図示しない車両の加減速度を検出または推定する手段から入力した減速度が所定の減速度を越えているかどうかを判断して、第２切換弁３３ｄの切り換えを制御する。ここで、所定の減速度とは、この減速度で現状の走行車速から停車するまでの時間の間に、プーリ比を次回の発進時の所定のプーリ比、通常は最ローに変速することができない減速度であり、予め実験等により設定し、コントロールユニット４０に記憶しておく。したがって、所定の減速度は車速に応じて変更するようにしてもよい。車両の加減速度を検出または推定する手段とは、車両に予め備えた加減速度センサを用いてもよいし、ブレーキペダルの踏み込み速度や車速の変化を算出して、算出した踏み込み速度や車速の変化から減速度を推定するようにしても良い。
【００３６】
車両の減速度が所定の減速度以下の場合には、第２切換弁３３ｄは、ポートｄとポートｅとを連通し、作動油はオリフィス３３ｃと保圧弁３３ｂとを通過してタンク３６に排出される。この場合には、作動油がオリフィス３３ｃと保圧弁３３ｂを通過するため、プライマリプーリ２１内の油圧の低下速度がオリフィス３３ｃの作用により制限され、またプライマリプーリ２１内の油圧の低下が保圧弁３３ｂの作用により所定の油圧以上に維持される。ここで、所定の油圧は、プライマリプーリ２１とＶベルト２３との間の滑りを生じない下限油圧に設定される。このように、車両の減速度が所定の減速度以下の場合には、プライマリプーリ２１の作動油の油圧及び作動油の油圧の低下速度を制限して、プライマリプーリ２１に作用する油圧を下限油圧以上に確実に保持し、Ｖベルト２３の滑りを生じないように制御する。
【００３７】
一方、車両の減速度が所定の減速度を越えている場合には、第２切換弁３３ｄは、ポートｄとポートｆとを連通し、プライマリプーリ２１内の作動油はオリフィス３３ｃと保圧弁３３ｂとを通過することなく直接タンク３６に排出される。この場合には、排出される作動油がオリフィス３３ｃ等の抵抗を受けることがないので、作動油の排出速度が速く、プライマリプーリ２１の変速速度を高めることができる。結果として車両の減速度が所定の減速度を越える場合でも車両が停止するまでにプーリ比を最ローに設定することができる。なお、この急減速時の変速制御を行う場合には、車両前進時には前進クラッチ１２を非締結状態とし、または車両後進時には後進ブレーキ１３を非締結状態とする。
【００３８】
したがって、本発明は、車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置において、プライマリプーリ２１の作動油の供給及び排出を切り換える第１切換弁３３ａと、この第１切換弁３３ａから排出された作動油を、作動油の油圧を所定の油圧以上に維持する保圧弁３３ｂに供給するか、作動油を貯留するタンク３６に作動油を排出するかを切り換える第２切換弁３３ｄと、車両の減速度に基づいて、第２切換弁３３ｄを切り換えるコントロールユニット４０と、を備えたので、減速度が所定減速度を越える場合には、作動油をプライマリプーリ２１〜第１切換弁３３ａ〜第２切換弁３３ｄ〜タンク３６と、保圧弁３３ｂ、オリフィス３３ｃを通過させずに流通させて、プライマリプーリ２１内の作動油の排出を促進する。このため、減速度が所定減速度を越える場合に、プライマリプーリ２１の変速速度を向上させて、車両が停止するまでに所定の変速比、例えば最ローに確実に変速することができる。一方、減速度が所定減速度以下の場合にはプライマリプーリに作用する最低油圧を保圧弁により補償し、Ｖベルト２３とプライマリプーリ２１との間の滑りを確実に防止することができる。
【００３９】
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】
【００４０】
【図１】本発明による車両用ベルト式無段変速システム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。
【符号の説明】
【００４１】
１  車両用ベルト式無段変速システム
１０  クラッチ部
２０  ベルト式無段変速部
２１  プライマリプーリ
２２  セカンダリプーリ
２３  Ｖベルト
３０  油圧調整部
３１  油圧ポンプ
３２  ライン圧調整装置
３３  プライマリ圧調整装置
３３ａ  第１切換弁
３３ｂ  保圧弁
３３ｃ  オリフィス
３３ｄ  第２切換弁
３４  セカンダリ圧調整装置
３５  クラッチ圧調整装置
３６  タンク
４０  コントロールユニット
４１  プライマリプーリ回転速度センサ
４２  セカンダリプーリ回転速度センサ
５０  トルクコンバータ
６０  エンジン
７０  駆動輪
【図１】
2008106812.tif 000003
【図２】
2008106812.tif 000004