(57)【要約】【課題】必要な油圧と流量を確保しつつ、エンジン負荷を軽減することで燃費の向上を図ることが可能な無段変速機の油圧制御装置を提供すること。【解決手段】エンジンにより駆動されるメインポンプを油圧源とし、プーリ油圧を供給するライン圧回路系と、少なくとも前記ライン圧回路系からドレンされた油圧を油圧源とし、流体電動装置、前後進切換機構等に油圧を供給する他の油圧回路系とを備え、Ｖベルト式無段変速機構を制御する無段変速機の油圧制御装置において、電動モータにより駆動されるサブポンプを設け、サブポンプと他の油圧回路系とを、サブポンプ側からの油圧供給のみ許容する逆止弁を介して接続した。【選択図】        図２
2004316832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されるメインポンプを油圧源とし、プーリ油圧を供給するライン圧回路系と、少なくとも前記ライン圧回路系からドレンされた油圧を油圧源とし、流体電動装置、前後進切換機構等に油圧を供給する他の油圧回路系とを備え、Ｖベルト式無段変速機構を制御する無段変速機の油圧制御装置において、
電動モータにより駆動されるサブポンプを設け、
前記サブポンプと前記他の油圧回路系とを、前記サブポンプ側からの油圧供給のみ許容する逆止弁を介して接続したことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記サブポンプと接続された油圧回路系の油圧を検出する油圧検出手段と、
検出された油圧に応じて前記電動モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを設けたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無段変速機の油圧制御装置において、
前記油圧検出手段を、前記前後進切換機構の締結圧を検出する締結圧検出手段としたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の無段変速機の油圧制御装置において、
所定の条件が成立したときは、エンジンのアイドリングを停止するアイドルストップ制御手段と、
アイドルストップ時の前記電動モータの駆動を制御するアイドルストップ時モータ駆動制御手段とを設けたことを特徴とする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、無段変速機の油圧制御装置に関し、特にベルト式無段変速機の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。この技術は、エンジンにより駆動される一つのオイルポンプによって、ベルトを狭持するプーリ、流体電動装置、前後進切換機構、及び各潤滑部位等に油圧を供給する。このとき、プーリ用油圧が最も高い油圧を要求するため、油圧回路としては、プーリ用油圧を調圧するプレッシャレギュレータバルブのドレン圧を他の装置や機構用の油圧として使用している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２５９９３９号公報（第４，５頁参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にでは、下記に示す問題があった。すなわち、ベルト式無段変速機では、要求されるプーリ用油圧が他の装置や機構用の油圧に比べて非常に高く、プレッシャレギュレータバルブのドレン圧を用いた場合であっても、他の装置や機構用としては必要以上に高い油圧が供給されている。よって、全体としては各走行条件において、本来不必要な流量を吐出するサイズのオイルポンプを設けていたため、燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
特に、プーリ用油圧は高い必要があるが、流量としては一部のバルブリーク量と変速時の変速流量にすぎない。これに対しオイルポンプに要求される能力は、他の回路系への流量を確保しつつ高い油圧を吐出することが要求されるため、燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するために成されたもので、必要な油圧と流量を確保しつつ、エンジン負荷を軽減することで燃費の向上を図ることが可能な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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明では、Ｖベルト式無段変速機構を制御する無段変速機の油圧制御装置において、電動モータにより駆動されるサブポンプを設け、サブポンプと他の油圧回路系とを、サブポンプ側からの油圧供給のみ許容する逆止弁を介して接続することで、上記課題を解決するに至った。
【０００８】
【発明の作用】
本願発明にあっては、エンジンにより駆動するメインポンプによって高油圧であるプーリ圧についてのみ供給し、低油圧の流量をサブポンプにより供給することで、メインポンプを必要最低限のポンプサイズとすることが可能となり、エンジン負荷の軽減を図ることができる。また、ライン圧回路系からドレンされた油圧を他の油圧回路系の油圧源として使用しているため、サブポンプの駆動が必要ないときには、電動モータの低回転化もしくは停止することが可能となり、電力の消費量を低減することができる。
【０００９】
このように、電力をエンジンの回転エネルギからオルタネータで変換されているため、各走行条件で必要最低限の電動ポンプ駆動を実行することで、無駄なエネルギ消費を削減することが可能となり、車両の燃費向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるベルト式無段変速機３（以下ＣＶＴと記載する）を備えた自動変速機の制御系を表す図である。
【００１２】
１はトルクコンバータ、２はロックアップクラッチ、３はＣＶＴ、４はプライマリ回転数センサ、５はセカンダリ回転数センサ、６は油圧コントロールバルブユニット、８はエンジンにより駆動されるメインポンプ、９はＣＶＴコントロールユニット、１０はアクセル開度センサ、１１は油温センサである。
【００１３】
エンジン出力軸には回転伝達機構としてトルクコンバータ１が連結されるとともに、エンジンとＣＶＴ３を直結するロックアップクラッチ２が備えられている。トルクコンバータ１の出力側は前後進切換機構２０のリングギア２１と連結されている。前後進切換機構２０は、エンジン出力軸１２と連結したリングギア２１，ピニオンキャリア２２，変速機入力軸１３と連結したサンギア２３からなる遊星歯車機構から構成されている。ピニオンキャリア２２には、変速機ケースにピニオンキャリア２２を固定する後退ブレーキ２４と、変速機入力軸１３とピニオンキャリア２２を一体に連結する前進クラッチ２５が設けられている。
【００１４】
変速機入力軸１３の端部にはＣＶＴ３のプライマリプーリ３０ａが設けられている。ＣＶＴ３は、上記プライマリプーリ３０ａとセカンダリプーリ３０ｂと、プライマリプーリ３０ａの回転力をセカンダリプーリ３０ｂに伝達するベルト３４等からなっている。プライマリプーリ３０ａは、変速機入力軸１３と一体に回転する固定円錐板３１と、固定円錐板３１に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共にプライマリプーリシリンダ室３３に作用する油圧によって変速機入力軸１３の軸方向に移動可能である可動円錐板３２からなっている。
【００１５】
セカンダリプーリ３０ｂは、従動軸３８上に設けられている。セカンダリプーリ３０ｂは、従動軸３８と一体に回転する固定円錐板３５と、固定円錐板３５に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共にセカンダリプーリシリンダ室３７に作用する油圧によって従動軸３８の軸方向に移動可能である可動円錐板３６とからなっている。
【００１６】
従動軸３８には図示しない駆動ギアが固着されており、この駆動ギアはアイドラ軸に設けられたピニオン、ファイナルギア、差動装置を介して図外の車輪に至るドライブシャフトを駆動する。
【００１７】
上記のようなＣＶＴ３にエンジン出力軸１２から入力された回転力は、トルクコンバータ１及び前後進切換機構２０を介してＣＶＴ１３に伝達される。変速機入力軸１３の回転力はプライマリプーリ３０ａ，ベルト３４，セカンダリプーリ３０ｂ，従動軸３８，駆動ギア，アイドラギア，アイドラ軸，ピニオン，及びファイナルギアを介して差動装置に伝達される。
【００１８】
上記のような動力伝達の際に、プライマリプーリ３０ａの可動円錐板３２及びセカンダリプーリ３０ｂの可動円錐板３６を軸方向に移動させてベルト３４との接触位置半径を変えることにより、プライマリプーリ３０ａとセカンダリプーリ３０ｂとの間の回転比つまり変速比を変えることができる。このようなＶ字状のプーリ溝の幅を変化させる制御は、ＣＶＴコントロールユニット９を介してプライマリプーリシリンダ室３３またはセカンダリプーリシリンダ室３７への油圧制御により行われる。
【００１９】
ＣＶＴコントロールユニット９には、スロットル開度センサ１０からのスロットル開度ＴＶＯ、油温センサ１１からの変速機内油温ｆ、プライマリ回転数センサ４からのプライマリ回転数Ｎｐｒｉ、セカンダリ回転数センサ５からのセカンダリ回転数Ｎｓｅｃ、プーリクランプ圧センサ１４からのプーリクランプ圧等が入力される。この入力信号を元に制御信号を演算し、油圧コントロールバルブユニット６へ制御信号を出力する。
【００２０】
油圧コントロールバルブユニット６へは、アクセル開度や変速比、入力軸回転数、プライマリ油圧等が入力され、プライマリプーリシリンダ室３３とセカンダリプーリシリンダ室３７へ制御圧を供給することで変速制御を行う。
【００２１】
図２は実施の形態１におけるベルト式無段変速機の油圧回路を表す回路図である。
【００２２】
４０は油路４１から供給されたメインポンプ８の吐出圧を、ライン圧（プーリクランプ圧）として調圧するプレッシャレギュレータバルブである。油路４１には油路４２が接続され、ＣＶＴ３のプライマリプーリシリンダ室３３及びセカンダリプーリシリンダ室３７に、ベルト３４をクランプするプーリクランプ圧を供給する。
【００２３】
５０はプレッシャレギュレータバルブ４０からドレンされた油圧をクラッチ締結圧として調圧するクラッチレギュレータバルブ５０である。クラッチレギュレータバルブ５０によって調圧された油圧は、油路５１を介して運転者の選択するセレクトレバーに応動するマニュアルバルブ６０によって前進クラッチ２５若しくは後退ブレーキ２４に供給される。
【００２４】
７０はクラッチレギュレータバルブ５０からドレンされた油圧をトルクコンバータ１供給圧として調圧するトルコンレギュレータバルブである。トルコンレギュレータバルブ５０により調圧された油圧は、油路７１に接続された油路７２を介してロックアップコントロールバルブ８０に供給される。トルコンレギュレータバルブ７０から油路７３を介して出力される油圧によってロックアップコントロールバルブ８０を調圧し、トルクコンバータ１及びロックアップクラッチ２締結状態を制御する。
【００２５】
ロックアップコントロールバルブ８０からドレンされた油圧は、油路８１からクーラ８２を介して各潤滑部位を経由し、オイルパンに回収される。
【００２６】
また、本実施の形態１におけるベルト式無段変速機３の油圧回路には、ＣＶＴコントロールユニット９からの指令信号に基づいて作動するサブポンプ９０として、電動モータ９１により駆動するサブポンプ９０が設けられている。このサブポンプ９０の吐出側は、サブポンプ９０側からの出力のみ許容するワンウェイバルブ９３を介して油路７１に接続されている。
【００２７】
また、油路７１の油圧を検出する油圧センサ９４が設けられ、ＣＶＴコントロールユニット９に対し、油圧信号を出力している。
【００２８】
以下、上記構成の作用について説明する。
（ポンプエネルギの低減）
図６は従来技術における走行状態毎に要求される油圧と流量の関係を表す図である。一般に、ベルト式無段変速機の最大設定油圧は、プーリ推力を発生させるために、通常の有段変速機に比べ、２倍から３倍の油圧を必要とし、必要流量としては一部のバルブリーク量と変速油量程度である。これに対し、それ以外の部位、例えば前進クラッチ２５または後退ブレーキ２４の締結圧、トルクコンバータ１及びロックアップクラッチ２用のトルコン圧、ベルトとプーリの摺動部やデファレンシャル等を潤滑する潤滑圧等は、さほど油圧を必要としない。すなわち、必要流量と必要油圧は、部位毎にまちまちである。
【００２９】
図３は実施の形態１における無段変速機の油圧制御装置における走行状態毎に要求される油圧と流量の関係を表す図である。例えば全開ストール時（スロットルを全開にし、エンジン回転数が十分に上昇してから発進する場合）に必要な最大油圧Ｐｍａｘは従来の構成と変わりないが、トルクコンバータ１や各潤滑部位に共有する油圧をサブポンプ９０により供給するため、メインポンプ８に要求される必要な最大流量ｆｍａｘは、従来の流量Ｆｍａｘよりも低減することができる。
【００３０】
ただし、サブポンプ９０は電動モータ９１によって駆動されており、サブポンプ９０に要求される最大油圧はＰｓｍａｘ、最大流量はｆｓｍａｘである。この電力はオルタネータ等の負荷をエンジンに与える。このモータ用の発電効率を考慮して油圧と流量の積で表される面積分、すなわち図３のＡ領域分のエネルギロスを低減することができる（請求項１に対応）。
【００３１】
また、油圧センサ９４が設けられたことで、サブポンプ９０による油圧供給が必要な状況かどうかを判断することが可能となり、無駄にサブポンプ９０を駆動すること無く、電力の消費量を確実に低減することができる（請求項２に対応）。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２におけるベルト式無段変速機の油圧回路を表す回路図である。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
本実施の形態２におけるベルト式無段変速機３の油圧回路では、サブポンプ９０の吐出側は、サブポンプ９０側からの出力のみ許容するワンウェイバルブ９３を介して油路５１に接続されている。この油路５１は、プレッシャレギュレータバルブ４０からドレンされた油圧をクラッチレギュレータバルブ５０で調圧し、前進クラッチ２５及び後退ブレーキ２４に供給する回路である。また、油路５１の油圧を検出する油圧センサ９４が設けられ、ＣＶＴコントロールユニット９に対し、油圧信号を出力している。
【００３３】
図５は実施の形態２における無段変速機の油圧制御装置における走行状態毎に要求される油圧と流量の関係を表す図である。すなわち、実施の形態２の油圧制御装置では、サブポンプ９０によってクラッチ締結圧を必要に応じて供給可能な構成となっている。このため、サブポンプ９０に要求される最大油圧Ｐｓｍａｘは、実施の形態１に比べて若干高くなるが、低油圧の範囲内であり、さほどサブポンプ９０を大型化する必要はない。また、モータ用の発電効率を考慮する領域は増大するが、やはり実施の形態１において説明したように、Ａ領域分のエネルギロスを低減することができる。
【００３４】
また、実施の形態２における油圧センサ９４は、クラッチ締結圧を検出することができる。これにより、クラッチ締結圧を自由に制御することが可能となり、走行状態に応じて、無駄にサブポンプ９０を駆動すること無く、電力の消費量を確実に低減することができる（請求項３に対応）。
【００３５】
（アイドルストップ制御時におけるクラッチ締結制御）
次に、実施の形態２における無段変速機の油圧制御装置を、アイドルストップ車両に適用した場合について説明する。車両が停止し、かつ所定の停止条件が成立した場合に、エンジンを自動的に停止させ、燃料の節約、排気エミッションの低減、あるいは騒音の低減等を図るように構成したアイドルストップ車両がすでに実用化されている。このような車両にあってはエンジンが停止すると、エンジンにより駆動されているメインポンプ８が停止してしまうため、例えば、前進クラッチ２５に供給されている油も油路から抜け、油圧が低下してしまう。そのため、エンジンが再始動されるときには、前進走行時に係合されるべき前進クラッチ２５もその係合状態が解かれてしまった状態となってしまうことになり、エンジン再始動時に、この前進クラッチ２５が速やかに係合されないと、いわばニュートラルの状態のままアクセルペダルが踏み込まれることになり、エンジンが吹き上がった状態で前進クラッチ２５が係合して係合ショックが発生する可能性がある。
【００３６】
そこで、アイドルストップ時にはサブポンプ９０を駆動し、前進クラッチ２５の締結圧を確保することで、係合ショックを防止し、かつ、スムーズな発進を達成することができる（請求項４に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるベルト式無段変速機の全体構成を表すシステム図である。
【図２】実施の形態１における無段変速機の油圧回路を表す回路図である。
【図３】実施の形態１におけるポンプの必要油圧と流量の関係を表す図である。
【図４】実施の形態１における無段変速機の油圧回路を表す回路図である。
【図５】実施の形態１におけるポンプの必要油圧と流量の関係を表す図である。
【図６】従来技術におけるポンプの必要油圧と流量の関係を表す図である。
【符号の説明】
１    トルクコンバータ
２    ロックアップクラッチ
３    ベルト式無段変速機
４    プライマリ回転数センサ
５    セカンダリ回転数センサ
６    油圧コントロールバルブユニット
８    メインポンプ
９    コントロールユニット
１０    スロットル開度センサ
１１    油温センサ
１２    エンジン出力軸
１３    変速機入力軸
１４    プーリクランプ圧センサ
２０    前後進切換機構
２１    リングギア
２２    ピニオンキャリア
２３    サンギア
２４    後退ブレーキ
２５  前進クラッチ
４０    プレッシャレギュレータバルブ
５０    クラッチレギュレータバルブ
５０    トルコンレギュレータバルブ
６０    マニュアルバルブ
７０    トルコンレギュレータバルブ
８０    ロックアップコントロールバルブ
９０  サブポンプ
９１    電動モータ
９３    ワンウェイバルブ
９４    油圧センサ
【図１】
2004316832.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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