(57)【要約】【課題】クラッチ圧調圧手段が故障して調圧されない高圧が作用する場合であっても、ベルト滑りを生じさせない車両用ベルト式無段変速システムを提供する。【解決手段】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２１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２２と、プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ２２とに巻き掛けられ、溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト２３とを備えたベルト式無段変速手段を有する車両用ベルト式無段変速システムであって、エンジンからの回転を断続してプライマリプーリ２１に入力するクラッチ手段２０と、クラッチ手段２０に油圧を供給し、その供給油圧を調整することでクラッチ手段２０の断続をコントロールするクラッチ圧調整手段３５と、クラッチ圧調整手段３５からクラッチ手段２０に供給される油圧が急激に上昇することを防止する油圧急上昇防止手段とを備える。【選択図】　　　　図１
2004125103.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ベルトとを備えたベルト式無段変速手段を有する車両用ベルト式無段変速システムであって、
前記プライマリプーリに対して、エンジンからの回転を断続して入力するクラッチ手段と、
前記クラッチ手段に油圧を供給し、その供給油圧を調整することで前記クラッチ手段の断続をコントロールするクラッチ圧調整手段と、
前記クラッチ圧調整手段から前記クラッチ手段に供給される油圧が急激に上昇することを防止する油圧急上昇防止手段と
を備える車両用ベルト式無段変速システム。
【請求項２】
前記油圧急上昇防止手段は、前記クラッチ圧調整手段から前記クラッチ手段に供給される油圧の流路の断面面積を狭める絞りを有する
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システム。
【請求項３】
前記油圧急上昇防止手段は、前記クラッチ圧調整手段から前記クラッチ手段に供給される油圧を一時的に貯えるアキュムレータを有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ベルト式無段変速システム。
【請求項４】
エンジン回転数に応じて油圧を前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリに供給してベルトトルク容量を変化させる制御手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用ベルト式無段変速システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の発動機の回転を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用される車両用ベルト式無段変速システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載する変速システムとしては、従来より、例えば車両用ベルト式無段変速システムといわれるものが知られている。この車両用ベルト式無段変速システムは、エンジンの回転を入力するプライマリプーリと、駆動輪に回転を出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに挟持され、プライマリプーリの回転をセカンダリプーリに伝達するＶベルトとを備え、プライマリプーリ及びセカンダリプーリがＶベルトを挟持する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を変化させて、入力と出力との回転数の比率（変速比）を調整するものである。
【０００３】
このように、車両用ベルト式無段変速システムでは、Ｖベルトをプライマリプーリ及びセカンダリプーリで挟持しているが、このＶベルトに滑りが生じるとＶベルトの寿命低下のおそれがあるので、Ｖベルトの滑りを防止するための種々の提案がなされている。例えば、ＤレンジからＬレンジにセレクトされた場合や、ＬレンジからＤレンジにセレクトされた場合に、ライン圧を一時的に上昇させることで、プライマリプーリ及びセカンダリプーリがＶベルトを挟持する力を高めてＶベルトの滑りを防止しようとしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−３１８３３号公報（第３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンとプライマリプーリとの間には、エンジンの回転を断続するためのクラッチ部が設けられている。このクラッチ部には、ライン圧調整装置を通過し、さらにクラッチ圧調整装置で減圧調整された油圧が供給され、この油圧を利用してクラッチ板の断続を行っている。
【０００６】
しかし、このクラッチ圧調整装置が、万一、故障すると、ライン圧調整装置から出た油圧が減圧されることなく、クラッチ部に供給されてしまう可能性がある。すると、クラッチ締結時にクラッチ板が極めて短時間で当接することとなり、プライマリプーリが一気に回転させられることとなる。すると、そのときの力によって、Ｖベルトが滑るおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、万一、クラッチ圧調整装置が故障した場合であっても、Ｖベルトのベルト滑りを生じさせるおそれのない車両用ベルト式無段変速システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
第１の発明は、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（２１）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（２２）と、前記プライマリプーリ（２１）と前記セカンダリプーリ（２２）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ベルト（２３）とを備えたベルト式無段変速手段を有する車両用ベルト式無段変速システムであって、エンジンからの回転を断続して前記プライマリプーリ（２１）に入力するクラッチ手段（２０）と、前記クラッチ手段（２０）に油圧を供給し、その供給油圧を調整することで前記クラッチ手段（２０）の断続をコントロールするクラッチ圧調整手段（３５）と、前記クラッチ圧調整手段（３５）から前記クラッチ手段（２０）に供給される油圧が急激に上昇することを防止する油圧急上昇防止手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記油圧急上昇防止手段は、前記クラッチ圧調整手段（３５）から前記クラッチ手段（２０）に供給される油圧の流路の断面面積を狭める絞り（３７）を有することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記油圧急上昇防止手段は、前記クラッチ圧調整手段（３５）から前記クラッチ手段（２０）に供給される油圧を一時的に貯えるアキュムレータ（３８）を有することを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、前記第１から第３までのいずれかの発明において、エンジン回転数に応じて油圧を前記プライマリプーリ（２１）及び前記セカンダリプーリ（２２）に供給してベルトトルク容量を変化させる制御手段（４０）を備えることを特徴とする。
【００１３】
【作用・効果】
第１の発明によれば、エンジンからの回転を断続して前記プライマリプーリに入力するクラッチ手段に供給する油圧が急激に上昇することを防止する油圧急上昇防止手段を設けたので、万一、クラッチ圧調整装置が故障しても、クラッチトルクをベルトトルク容量よりも低く抑えることができ、ベルト滑りを防止することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、油圧急上昇防止手段は絞りを有するので、クラッチ手段への供給油量が急激に増加しても、クラッチ圧の上昇量を低く抑えることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、油圧急上昇防止手段はアキュムレータを有するので、クラッチ圧を時間の経過とともに上昇させることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、エンジン回転数に応じて油圧をプライマリプーリ及びセカンダリプーリに供給するので、ベルトトルク容量を変化させることで、ベルト滑りをさらに確実に防止することができる。また、エンジンが低回転時に必要以上にプーリ圧を上げないため、燃費改善の効果と、クラッチへの供給油量不足を引き起こさない効果も期待できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は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。
【００１８】
車両用ベルト式無段変速システム１は、クラッチ部１０と、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、トルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）５０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。
【００１９】
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、後退ブレーキ圧）を調整して締結状態を制御する。
【００２０】
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、後退ブレーキ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、後退ブレーキ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ブレーキ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
油圧ポンプ３１は、エンジン６０で駆動されて、オイルを圧送する。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
クラッチ圧調整装置３５は、ライン圧調整装置３２からの油圧を元圧として、コントロールユニット４０の油圧指令値に基づいて調整し、その調整した油圧をクラッチ部１０に供給して、皿バネ３８ａを備えた前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３を締結又は解放する。なお、皿バネ３８ａは、前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３において急激な締結を緩和する役割を果たす。
【００３１】
クラッチ圧調整装置３５の油圧は、クラッチ圧供給配管３６を通ってクラッチ部１０に供給される。クラッチ供給配管３６の経路途中には、絞り３７及びアキュムレータ３８が設けられている。絞り３７はクラッチ供給配管３６の管路の断面面積を狭めてクラッチ圧の伝達を制限する。アキュムレータ３８はクラッチ供給配管３６の内部の高圧流体を一時的に貯えておき、必要に応じてこの高圧流体を活動部分へ伝達し仕事を行わせる。
【００３２】
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のレンジ信号、アクセルペダル４４のアクセル踏み込み量信号、エンジン６０（またはエンジン制御装置）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。
【００３３】
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ブレーキ圧を制御してクラッチの締結状態をコントロールする。
【００３４】
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（変速比）、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）、アクセル踏み込み量、油温、油圧等の信号を読み込んで目標変速比を決定し、その目標変速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、変速比がコントロールされる。
【００３５】
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。
【００３６】
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、変速比を連続的に変化させる。
【００３７】
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。
【００３８】
トルクコンバータ５０は、エンジン６０とクラッチ部１０との間に設けられ、内部に有する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。
【００３９】
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。
【００４０】
図２は、ライン圧調整装置からの油圧が直接クラッチ部に供給される場合のシフトチェンジ（Ｎ→Ｄ）前後のクラッチ部の状態変化を示す線図である。横軸に時刻をとり、縦軸に回転数（図２（Ａ））、トルク（図２（Ｂ））、クラッチ圧（図２（Ｃ））をとる。また、図中、実線は本実施形態（クラッチ供給配管の経路途中に絞り及びアキュムレータを設け、さらに前進クラッチ及び後退ブレーキに皿バネを設けた場合）を示し、破線は従来品（クラッチ供給配管の経路途中に絞り及びアキュムレータを設けない場合）を示す。
【００４１】
この図２に基づいて本実施形態の効果を説明する。
【００４２】
従来品では、ＮレンジからＤレンジに変更すると、クラッチ圧が急上昇し（図２（Ｃ））、クラッチトルクが急激に立ち上がってそのピークトルクはベルトトルク容量（ベルトが滑ることなく動力を伝達できる最大トルク）を超えてしまっていることがわかる（図２（Ｂ））。また、タービン回転とプライマリプーリ回転との差の回転数は、実線に比べて短時間で落ち込んむことがわかる（図２（Ａ））。
【００４３】
一方、本実施形態では、ＮレンジからＤレンジに変更したときに、まず、クラッチ圧の上昇量が低く抑えられる（図２（Ｃ））。これは、クラッチ供給配管３６の経路途中に設けられた絞り３７の作用によるものである。また、その後もクラッチ圧は、時間の経過とともに徐々に上昇することとなる（図２（Ｃ））。これは、クラッチ供給配管３６の経路途中に設けられたアキュムレータ３８及び前進クラッチ１２及び後退ブレーキ１３に設けられた皿バネ３８ａの作用によるものである。クラッチ圧がこのように変化するので、クラッチトルクの立ち上がりも緩やかになり、また、ピークトルクもベルトトルク容量よりも低く抑えられ（図２（Ｂ））、タービン回転とプライマリプーリ回転との差の回転数は、破線に比べて時間をかけて落ち込んむことがわかる（図２（Ａ））。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、クラッチ供給配管３６の経路途中に絞り３７及びアキュムレータ３８を設けたので、万一、クラッチ圧調整装置が故障してライン圧調整装置３２からの油圧が直接クラッチ部１０に供給されることとなっても、クラッチトルクをベルトトルク容量よりも低く抑えられる。このように、クラッチトルクが、常にベルトトルク容量よりも低いので、ベルト滑りを防止することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
本実施形態では、ニュートラルレンジから前進レンジ又は後進レンジにセレクトされたら、ライン圧を、そのときのエンジン回転数に応じて変化させ、また、プライマリプーリ圧及びセカンダリプーリ圧も、そのときのエンジン回転数に応じた油圧としてベルトトルク容量を高めることで、ベルト滑りをさらに確実に防止しようとするものである。以下に、本実施形態で特にポイントとなるコントローラの制御方法の概要を説明する。
【００４６】
図３は第２実施形態の制御方法を説明するフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ１では、ニュートラルレンジから前進レンジ又は後進レンジにセレクトされたら処理を開始する。
【００４８】
ステップＳ２では、エンジン回転数及び油温を測定する。
【００４９】
ステップＳ３では、そのエンジン回転数及び油温の基づいてライン圧、プライマリプーリ圧、セカンダリプーリ圧を算出する。具体的には、図４のような線図を、温度ごとに用意しておき、その線図に基づき、決定する。そして、そのライン圧、プライマリプーリ圧、セカンダリプーリ圧になるように、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を調整する。
【００５０】
ステップＳ４では、一定時間が経過し、ベルト滑りを生じ得ないと判断できる状態になったら、処理を終了する。
【００５１】
図４は、ある一定油温におけるエンジン回転数に対する油圧及びトルク容量の関係を示す線図であり、横軸にエンジン回転数、縦軸にトルク容量（図４（Ａ））、油圧（図４（Ｂ））をとる。
【００５２】
本実施形態では、図４（Ｂ）に示したように、エンジン回転数が上がるほど、クラッチ締結に必要なエネルギーが大となり、その結果、クラッチ圧及びクラッチ締結時のピークトルク、すなわちライン圧等が高くなる。これは、エンジン回転の高いときほどクラッチ締結時のショックが大きくなるからであり、そのため、あらかじめライン圧等を高くしておこうとしているのである。なお、図４（Ｂ）では、エンジン回転数及び油温から求まる発生可能なライン圧限界が示されており、ライン圧は当然にそれ以下である。また、ライン圧等を決定すると、そのライン圧等からベルトトルク容量が求まる。そのベルトトルク容量は、エンジン回転数変化に対して図４（Ａ）のように変化する。また、そのベルトトルク容量に基づいて、クラッチ締結ピークトルクを、ベルトトルク容量よりも小さくなるように決める（図４（Ａ））。そして、そのクラッチ締結ピークトルクを実現できるようなクラッチ圧を決定する。そのクラッチ圧を図４（Ｂ）に示した。
【００５３】
本実施形態によれば、ニュートラルレンジから前進レンジ又は後進レンジにセレクトされたら、ライン圧、プライマリプーリ圧、セカンダリプーリ圧を、そのときのエンジン回転数に応じた油圧としてベルトトルク容量を高めるので、第１実施形態の効果に加えて、ベルト滑りをさらに確実に防止することができる。
【００５４】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００５５】
例えば、上記第２実施形態では、ステップＳ４の終了判断を、一定時間経過したか否かで行ったが、例えば、クラッチタービンの回転数を測定し、その回転数が、プライマリプーリの回転数と一致した状態になったら処理を終了させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【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】ライン圧調整装置からの油圧が直接クラッチ部に供給される場合のシフトチェンジ（Ｎ→Ｄ）前後のクラッチ部の状態変化を示す線図である。
【図３】図３は第２実施形態の制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】ある一定油温におけるエンジン回転数に対する油圧及びトルク容量の関係を示す線図である。
【符号の説明】
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
３４　セカンダリ圧調整装置
３５　クラッチ圧調整装置
４０　コントロールユニット
５０　トルクコンバータ
６０　エンジン
７０　駆動輪
【図１】
2004125103.tif 000003
【図２】
2004125103.tif 000004
【図３】
2004125103.tif 000005
【図４】
2004125103.tif 000006