(57)【要約】【課題】本発明は、ベルト式自動変速機に関し、非走行レンジから走行レンジへの操作時おいて燃費を損なうことなく確実にベルトスリップを防止できるようにする。【解決手段】駆動プーリ２０及び従動プーリ２２の溝幅を変更することにより変速比を変更するベルト式自動変速機において、非走行レンジから走行レンジへの切り換え時には、最低変速比を保持するクランプ力と、駆動プーリと無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力とのうち、大きい方の値が駆動プーリに対するクランプ力の目標値として設定されるように構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転駆動力が入力される駆動プーリと、該駆動プーリから掛け渡された無端ベルトを介して該駆動プーリからの回転駆動力が伝達される従動プーリとを有し、
該駆動プーリ及び該従動プーリの溝幅を変更することにより変速比を変更するベルト式自動変速機において、
非走行レンジから走行レンジへの切り換え時には、最低変速比を保持するクランプ力と、該駆動プーリと該無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力とのうち、大きい方の値が該駆動プーリに対するクランプ力の目標値として設定されることを特徴とする、ベルト式自動変速機。
【請求項２】
該駆動プーリと該無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力は、該駆動プーリと該無端ベルトとの間においてすべりが発生しない最低限のクランプ力に所定のクランプ力を加えた値として設定される
ことを特徴とする、請求項１記載のベルト式自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリの溝幅を変更することにより無段階で変速比の変更を行なう、ベルト式自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両に搭載される変速機として無段階で変速を行なう無段自動変速機が開発されている。そして、このような無段自動変速機としては、溝幅を変更可能に構成された一対のプーリ間に無端ベルトを掛け渡したベルト式自動変速機、いわゆるＣＶＴ（＝Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が広く知られている。
【０００３】
このようなＣＶＴでは、エンジンの出力軸に接続されたプライマリシャフト及び、上記プライマリシャフトに平行に配設されたセカンダリシャフトを備えており、プライマリシャフト上にドライブプーリ（駆動プーリ）が、また、セカンダリシャフト上には、ドリブンプーリ（従動プーリ）が設けられている。
ドライブプーリは、プライマリシャフトと一体に形成された固定シーブと、プライマリシャフト上に設けられて軸方向に移動可能な可動シーブとからなっており、これらのシーブ間にはＶ字状の溝が形成されている。また、ドリブンプーリも上記ドライブプーリと同様に、セカンダリシャフトと一体に構成された固定シーブと軸方向に移動可能な可動シーブをそなえており、各シーブ間には、やはりＶ字状の溝が形成されている。
【０００４】
そして、これらのドライブプーリとドリブンプーリとの間に無端ベルト（スチールベルト）が掛け渡されており、このベルトを介してドライブプーリの回転駆動力がドリブンプーリに伝達されるようになっている。
つまり、ドライブプーリ側においては、ベルトとドライブプーリとの間の摩擦力によりドライブプーリの回転駆動力がベルトに伝達され、ドリブンプーリ側においては、ベルトとドリブンプーリとの間の摩擦力によりドリブンプーリが回転駆動される。そして、ドライブプーリ及びドリブンプーリにそれぞれ設けられた固定シーブと可動シーブとの間の距離、すなわち溝幅を変更することにより、変速比が変更される。
【０００５】
このため、ドライブプーリ側及びドリブンプーリ側には、それぞれ可動シーブを駆動してドライブプーリの溝幅を変更するための油圧ピストン機構が付設されており、油圧ピストン機構にはオイルポンプにより作動油が供給されるようになっている。
なお、ドライブプーリとドリブンプーリとではドライブプーリ側の方が溝幅を狭くするときには大きな力を必要とする（ベルトを介してドリブンプーリの溝幅を拡幅する力が加わるため）。このため、ドライブプーリ側の油圧ピストン機構の方が、ドリブンプーリ側よりも作動油の受圧面積が大きく設定（通常２倍前後）されており、小さい油圧でも大きなベルトクランプ力を発揮できるようになっている。
【０００６】
このように構成されたＣＶＴの変速制御では、一般には、車速及びアクセル開度からプライマリシャフトの目標回転速度が設定され、この目標回転速度となるようにフィードバック制御（回転フィードバック制御）が実行される。
また、車速センサによる車速検出が困難となる極低速時（例えば５ｋｍ／ｈ以下、停車中も含む）には、実ライン圧とのバランスからフルＬＯＷ〔変速比がもっとも低速側となる状態（最低変速比）、即ち、ドライブプーリの溝幅が最大となっている状態〕を保持するプライマリ油圧（ドライブプーリ側の油圧）の目標値を設定し、この目標油圧となるようにフィードバック制御（油圧フィードバック制御）が行なわれる。なお、目標プライマリ圧は下式により設定される。
【０００７】
目標プライマリ圧＝Ｋ×実ライン圧（Ｋ：フルＬＯＷを保持するプライマリ圧算出係数）
また、目標ライン圧は、プライマリ及びセカンダリ側のベルトスリップを防止する油圧として設定される。
ところで、エンジンの高負荷，高回転運転時等には油温が上昇するが、このような高油温時においては、オイル粘性が低下して各油圧機器の隙間からオイルが漏れ、実ライン圧が低下する場合がある。この場合、実ライン圧に基づいて設定された目標プライマリ圧がベルトをクランプするのに必要な油圧を下回り、ベルトスリップが生じるおそれがある。
【０００８】
特に、非走行レンジ（例えばニュートラルレンジ）から走行レンジ（ドライブレンジ又はリバースレンジ）へのシフト（以下、Ｎ−Ｄ／Ｒシフトという）時はそれまでライン圧が供給されていなかったクラッチアクチュエータにもライン圧が供給されるため、油圧回路内の油圧が一時的に低下し、ベルトがスリップするおそれがあった。
【０００９】
これに対して、従来は、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時にはライン圧自体を高めることによりベルトスリップを防止するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−３０４３８８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト操作時に常に目標ライン圧を増圧補正するものであるため、実際にベルトを十分にクランプできる油圧が確保されている場合にも必要以上に目標ライン圧を高めてしまうため、燃費が悪化するという課題がある。
【００１２】
また、通常、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト操作時はエンジン回転数が低くオイルポンプの油圧発生能力が低い上に、高油温時では上記オイルの漏れもあり、目標ライン圧を高くしても実ライン圧が目標ライン圧に達しないおそれもある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、非走行レンジから走行レンジへの操作時おいて燃費を損なうことなく確実にベルトスリップを防止できるようにした、ベルト式自動変速機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】
このため、請求項１記載の本発明のベルト式自動変速機は、エンジンの回転駆動力が入力される駆動プーリと、該駆動プーリから掛け渡された無端ベルトを介して該駆動プーリからの回転駆動力が伝達される従動プーリとを有し、該駆動プーリ及び該従動プーリの溝幅を変更することにより変速比を変更するベルト式自動変速機において、非走行レンジから走行レンジへの切り換え時には、該駆動プーリに対するクランプ力の目標値として、最低変速比を保持するクランプ力と、該駆動プーリと該無端ベルトとの間ですべりを防止するクランプ力とのうち、大きい方の値が設定されることを特徴としている。
また、請求項２記載の本発明のベルト式自動変速機は、上記請求項１記載の構成において、該駆動プーリと該無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力は、該駆動プーリと該無端ベルトとの間においてすべりが発生しない最低限のクランプ力に所定のクランプ力を加えた値として設定されることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるベルト式自動変速機について説明すると、図１において、車両に搭載されるエンジン２に連結された変速機ケース４内には、ベルト式自動変速機を構成する変速機構５、同変速機構５とエンジン２との間に介装されたトルクコンバータ６とクラッチ／ブレーキユニット（油圧式係合手段）１８、デファレンシャル３０等が配設されており、トルクコンバータ６のポンプインペラ８はエンジン２のクランク軸１０に接続され、一方、トルクコンバータ６のタービンランナ１２はクラッチ／ブレーキユニット１８を介してプライマリシャフト１４に接続されている。
【００１５】
また、プライマリシャフト１４及びセカンダリシャフト１６上には、それぞれプライマリプーリ（ドライブプーリ又は駆動プーリともいう）２０及びセカンダリプーリ（ドリブンプーリ又は従動プーリともいう）２２が設けられており、これらプーリ２０，２２間に無端状の駆動ベルト２４が掛け回されている。
また、セカンダリシャフト１６はトランスファドライブギヤ２６を有し、このトランスファドライブギヤ２６からトランスファ軸２８及びそのギヤ列を通じてデファレンシャル３０に接続されている。駆動軸３２はデファレンシャル３０に接続されてトランスミッションケース４から延び、車両の駆動輪Ｗに接続されている。
【００１６】
上記変速機構５は、プライマリプーリ２０，セカンダリプーリ２２及び駆動ベルト２４等から構成され、プーリ２０，２２は、それぞれ可動シーブ３４，３６及びこれらの可動シーブ３４，３６に対向する固定シーブ３８，３９を有しており、互いに対向する固定シーブ３８，３９と可動シーブ３４，３６との間にはＶ字状の溝が形成されている。
【００１７】
そして、可動シーブ３４，３６を軸方向に移動させてＶ字溝の溝幅を変更することにより、変速比が変更されるようになっている。
また、上述したクラッチ／ブレーキユニット１８は、例えばプラネタリギヤユニットを含む前後進切換機構を構成しており、前進用クラッチ又は後進用ブレーキ（何れも図示省略）の係合により、タービンランナ１２とプライマリシャフト１４との間で回転の伝達方向を正逆のいづれかの方向に切り換えることができるようになっている。また、クラッチ／ブレーキユニット１８は、その前進用クラッチ及び後進用ブレーキのいずれの係合をも解除して非走行状態（ニュートラルやパーキング）とする一方、これら前進用クラッチ又は後進用ブレーキを係合させることにより、非走行状態から走行状態（ドライブやリバース）への切り換えを達成することができるようになっている。
【００１８】
また、ベルト式自動変速機は、変速機構５及びクラッチ／ブレーキユニット１８を作動させるための油圧制御システムを備えている。具体的には、油圧制御システムは油圧ポンプ４０を有し、油圧ポンプ４０から変速制御回路４２及び係合制御回路４４を通じてそれぞれ、上述した変速機構５及びクラッチ／ブレーキユニット１８に油圧を供給するようになっている。
【００１９】
変速制御回路４２は、例えば図２に示すように、ライン圧調整バルブ６２及び変速制御バルブ６４や図示しないソレノイドバルブ等を有して構成されている。ライン圧調整バルブ６２は、油圧ポンプ４０から供給される作動油の圧力を調整するものであって、このライン圧調整バルブ６２により制御された油圧がライン圧としてセカンダリプーリ２２の可動シーブ３６に供給されるようになっている。また、変速制御バルブ６４は、ライン圧をさらに調圧してプライマリプーリ２０の可動シーブ３４に油圧を供給するようになっている。なお、変速制御バルブ６４で調圧された油圧を以降、プライマリ圧という。
【００２０】
また、各プーリ２０，２２は変速制御回路４２からのプライマリ圧及びライン圧の供給を受け、それぞれ駆動ベルト２４に対する適切な挟持力を発揮するようになっている。そして、各プーリ２０，２２に供給された圧油により可動シーブ３４，３６を軸線方向に移動させることで、プライマリ及びセカンダリプーリ２０，２２における駆動ベルト２４の巻き掛け径比を変更し、変速を行なうようになっている。
【００２１】
一方、図１に示す係合制御回路４４は、例えば複数のソレノイドバルブや油圧制御バルブを組み合わせて構成され、これらのバルブの作動状態を切り換えることにより、クラッチ／ブレーキユニット１８に対する油圧の供給状態が制御されるようになっている。
また、係合制御回路４４は運転者によるシフトレバー４６の切り換え操作に連動するマニュアルバルブ（図示省略）を有しており、マニュアルバルブはその切り換え位置に対応した油路を開き、前進用クラッチ及び後進用ブレーキに対する供給経路の開閉及びその切り換えを行なうようになっている。具体的には、運転者がセレクタレバー４６の操作によりニュートラルレンジ（Ｎレンジ）やパーキングレンジ（Ｐレンジ）等の非走行レンジを選択すると、マニュアルバルブにより係合制御回路４４からクラッチ／ブレーキユニット１８への供給経路を閉じた状態となる。この状態で、クラッチ／ブレーキユニット１８の前進用クラッチ及び後進用ブレーキは何れも解放されている。
【００２２】
そして、運転者がセレクタレバー４６を操作してドライブレンジ（Ｄレンジ）やリバースレンジ（Ｒレンジ）を選択すると、マニュアルバルブの位置が切り替わり、前進用クラッチ又は後進用ブレーキに対する供給経路が開くようになっている。
また、上述した変速制御回路４２及び係合制御回路４４における各制御バルブの作動制御は、コントローラ（電子制御ユニット：ＥＣＵ）５０からの制御信号に基づいて行われるようになっている。すなわち、ＥＣＵ５０は変速制御回路４２における変速制御バルブ６４の作動を制御して変速比を変更する一方、ライン圧調整バルブ６２の作動を制御することにより、ライン圧を適切に制御するようになっている。
【００２３】
また、ＥＣＵ５０は係合制御回路４４における各バルブの作動を制御することにより、前進用クラッチ及び後進用ブレーキをそれぞれ解放状態又は係合状態に切り換えるようになっている。ここで、ＥＣＵ５０はインヒビタスイッチ５２に接続されており、このインヒビタスイッチ５２からのスイッチ信号に基づいて変速機に対する非走行レンジ（Ｎレンジ，Ｐレンジ）から走行レンジ（Ｄレンジ，Ｒレンジ）への切り換え操作を検出することができるようになっている。
【００２４】
また、変速機ケース４内には、図１及び図２に示すように、タービンランナ１２及びプライマリシャフト１４の回転速度Ｎｉｎ，Ｎｏｕｔ　を検出する回転速度センサ５４，５６がそれぞれ設けられており、ＥＣＵ５０には、回転速度センサ５４，５６で検出された回転速度Ｎｉｎ，Ｎｏｕｔ　がそれぞれ入力されるようになっている。
【００２５】
また、図２に示すように、ライン圧調整バルブ６２とセカンダリプーリ２２との間の油圧供給経路上には実ライン圧ＰＬ　を検出する圧力センサ（以下、実ライン圧センサという）６６が設けられ、また、変速制御バルブ６４とプライマリプーリ２０との間の油圧供給経路には、プライマリ圧ＰＰ　を検出する圧力センサ（以下、プライマリ圧センサという）６８が設けられている。
【００２６】
次に、本発明の要部について説明すると、本発明は非走行レンジ（Ｎレンジ，Ｐレンジ）から走行レンジ（Ｄレンジ，Ｒレンジ）への切り換え時の制御に特徴がある。つまり、上述の従来の技術の欄でも述べたように、非走行レンジから走行レンジへのシフト（以下、Ｎ−Ｄ／Ｒシフトという）は、一般には車両が停車しているときに実行されるが、このような停車時や極低速時は、車速センサにより車速検出が困難となるので、プライマリシャフトの回転数フィードバック制御が実行できない。このため、従来Ｎ−Ｄ／Ｒシフト操作時は下式により設定される目標プライマリ圧となるように油圧フィードバック制御が実行されていた。
【００２７】
目標プライマリ圧＝フルＬＯＷとなる油圧＝Ｋ×実ライン圧（ＫはフルＬＯＷを保持する係数）
しかしながら、上述のようなＮ−Ｄ／Ｒシフト操作時に、それまでライン圧が供給されていなかったクラッチ／ブレーキユニット１８にもライン圧が供給されるため、油圧回路内の油圧が一時的に低下し、これにより目標プライマリ圧も低下してベルト２４がスリップするおそれがあった。
【００２８】
そこで、本発明のベルト式自動変速機では、インヒビタスイッチ５２からの検出情報に基づいて、ドライバがＮ−Ｄ／Ｒシフトを実行したことが検出されると、ＥＣＵ５０に設けられた目標プライマリ圧設定手段５０１により、下式により目標プライマリ圧が設定されるようになっている。
目標プライマリ圧＝ｍａｘ（フルＬＯＷとなる油圧，すべり限界油圧＋α）：ただし、αはＮ−Ｄ／Ｒシフト操作時の油圧落ち込みに備えたマージン（所定のクランプ力）である。
【００２９】
つまり、本装置では、Ｎ−Ｄ／Ｒ操作時には、フルＬＯＷを保持する油圧と、すべり限界油圧＋αとのうち大きい方を目標プライマリ圧として設定するようになっているのである。ここで、フルＬＯＷとは、変速比がもっとも低速側となる状態であって、最低変速比ともいう。また、フルＬＯＷとなる油圧とは、従来通りＫ×実ライン圧（ＫはフルＬＯＷを保持する係数）として算出される値であって、最低変速比を保持するクランプ力に相当している。
【００３０】
また、すべり限界油圧は、ベルト２４が滑らずにクランプできる最低限必要な油圧であって、プライマリプーリ２０とベルト２４との間においてすべりが発生しない最低限のクランプ力に相当する。なお、すべり限界油圧は、ＥＣＵ５０に設けられたすべり限界油圧算出手段５０２により算出されるようになっており、エンジン２の推定トルクから算出されるようになっている。ここで、すべり限界油圧の具体的な算出手法については、公知の技術であるので説明を省略する。
【００３１】
また、αはＮ−Ｄ／Ｒ操作時における油圧低下に備えた余裕代（マージン）であって、予め設定された固定値である。そして、すべり限界油圧＋αが、プライマリプーリ２０とベルト２４との間のすべりを防止するクランプ力に相当している。
また、通常走行時（例えばＤレンジ）においては、車速及びアクセル開度からプライマリシャフト１４の目標回転速度が設定され、この目標回転速度となるようにフィードバック制御（回転フィードバック制御）が実行されるが、車速センサによる車速検出が困難となる極低速時（例えば５ｋｍ／ｈ以下、停車中も含む）には、下式によりプライマリ油圧（ドライブプーリ側の油圧）の目標値を設定し、この目標油圧となるようにフィードバック制御（油圧フィードバック制御）が実行されるようになっている。
【００３２】
目標プライマリ圧＝ｍａｘ（フルＬＯＷとなる油圧，すべり限界油圧）
そして、上述のようにプライマリ圧を設定することにより、ライン圧が十分高いときは目標プライマリ圧をフルＬＯＷを保持する油圧に、ライン圧低下時は必要なクランプ力を発生する油圧に制御することができる。また、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時は目標プライマリ圧を油圧の落ち込みに備えた値に設定することができ、オイルポンプ４０の油圧性能低下時や、油圧機器から作動油が漏れるような高油温時でもベルト２４を確実にクランプできベルトスリップを回避することができる。
なお、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時は通常停車しており、プライマリ圧を高くしてもＯＤ側へ変速することはない。
【００３３】
本発明の一実施形態に係るベルト式自動変速機は上述のように構成されているので、例えば図３に示すフローチャートに基づいてライン圧制御が実行される。すなわち、ステップＳ１において、インヒビタスイッチ５２からの情報に基づいて非走行レンジから走行レンジへの切り換え（Ｎ−Ｄ／Ｒシフト）が実行されたか否かが判定される。
【００３４】
そして、Ｎ−Ｄ／Ｒシフトの実行が判定されるとステップＳ２以降に進み、そうでない場合にはリターンする。ステップＳ２に進んだ場合には、まず変速比がフルＬＯＷとなる状態を保持する油圧Ｐ１　が算出される。なお、この油圧Ｐ１　は定数Ｋに実ライン圧ＰＬ　を乗じることにより算出される。次に、ステップＳ３に進み、エンジン２の推定トルクからベルト２４がスリップしないすべり限界油圧Ｐｓを算出するとともに、このすべり限界油圧Ｐｓに所定値αを加算して、プライマリプーリ２０とベルト２４との間のすべりを防止する油圧Ｐ２　を算出する。
【００３５】
その後、ステップＳ４において、Ｐ１　とＰ２　を比べて、Ｐ１　が大きければステップＳ５において、この油圧Ｐ１　が目標プライマリ圧として設定される。また、Ｐ２　が大きければステップＳ６において、この油圧Ｐ２　が目標プライマリ圧として設定される。
そして、ステップＳ７において、上記ステップＳ５又はステップＳ６で設定された目標プライマリ圧を出力するとともに、この目標プライマリ圧となるように変速制御バルブ６４がデューティ制御され、ステップＳ８でＮ−Ｄ／Ｒシフト終了が判定されると一連の制御が終了する。なお、ステップＳ８でＮ−Ｄ／Ｒシフト終了が判定されない場合には、上記ステップＳ２に戻り、再びステップＳ２以降のルーチンを実行する。また、ステップＳ８におけるＮ−Ｄ／Ｒシフト終了は、ステップＳ１におけるＮ−Ｄ／Ｒシフト開始から所定時間経過したか否かにより判定される。
【００３６】
以上のように、本発明の一実施形態に係るベルト式自動変速機によれば、非走行レンジから走行レンジへの切り換え（Ｎ−Ｄ／Ｒシフト）時には、最低変速比を保持するクランプ力（フルＬＯＷとなる油圧、即ちＫ×実ライン圧に相当）と、プライマリプーリ２０とベルト２４との間のすべりを防止するクランプ力（すべり限界油圧＋αに相当）とを比較し、このうち大きい方の値がプライマリプーリ２０に対するクランプ力の目標値として設定されるので、実ライン圧がベルト２４をクランプする圧力よりも低下した場合のみ、目標プライマリ圧がベルト２４を確実にクランプできる油圧（すべり限界油圧＋α）に変更されることになる。したがって、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時にライン圧が低下しない場合には、目標プライマリ圧としてフルＬＯＷとなる油圧が設定されるので、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時に常に目標ライン圧を増加させるような従来の技術に対して、必要以上に目標ライン圧を高めるようなことがなくなり、燃費の向上を図ることができるという利点があるほか、Ｎ−Ｄ／Ｒシフト時にライン圧が低下しても、ベルト２４のスリップを確実に防止することができるという利点がある。
【００３７】
なお、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のベルト式自動変速機によれば、非走行レンジから走行レンジへの切り換え時には、最低変速比を保持するクランプ力と、該駆動プーリと無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力とのうち、大きい方の値が駆動プーリに対するクランプ力の目標値として設定されるので、簡素な構成で燃費を悪化させることなくベルトのスリップを確実に防止することができるという利点がある。
【００３９】
また、請求項２記載の本発明のベルト式自動変速機によれば、上記の駆動プーリと無端ベルトとの間のすべりを防止するクランプ力は、駆動プーリと無端ベルトとの間においてすべりが発生しない最低限のクランプ力に所定のクランプ力を加えた値として設定されるので、この所定のクランプ力分がスリップを防止する余裕代として作用して、確実にベルトのスリップを防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるベルト式自動変速機の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるベルト式自動変速機の要部構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるベルト式自動変速機の作用を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２　エンジン
２０　プライマリプーリ（駆動プーリ）
２２　セカンダリプーリ（従動プーリ）
２４　ベルト（無端ベルト）
５０　ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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