(57)【要約】【課題】発進時のアップシフトの応答遅れの発生を防止し、無段変速機の変速用のシリンダに過大な圧力が加わらないようにする。【解決手段】無段変速機はそれぞれ溝幅が可変のプライマリプーリ７とセカンダリプーリ８とこれらのプーリに掛け渡されるベルト９とを有している。プライマリプーリ７には変速用のシリンダ１３が設けられ、セカンダリプーリ８には締め付け用のシリンダ１６が設けられている。変速用のシリンダ１３とライン圧路２４との間に設けられた変速比調整弁２１は、変速用油室に接続される供給ポート２６ｐをライン圧が流入する元圧ポート２６ｓとドレンポート２６ｄとのいずれかに連通させる給排位置および供給ポート２６ｐを遮断する中立位置に移動するスプールを有し、プーリ比の演算停止時にはスプールは中立位置に設定される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリ軸に装着され溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に装着され溝幅が可変のセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡された動力伝達要素とを有する無段変速機の変速制御装置であって、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの一方に設けられる変速用のシリンダと、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの他方に設けられる締め付け用のシリンダと、
オイルポンプから前記締め付け用のシリンダに供給されるライン圧を調整する圧力調整弁と、
前記変速用のシリンダに接続される供給ポートを前記ライン圧が流入する元圧ポートとドレンポートとのいずれかに連通させる給排位置および前記元圧ポートと前記ドレンポートの両方と前記供給ポートを遮断する中立位置に移動するスプールが設けられるとともに、前記スプールを駆動する電磁ソレノイドが設けられた変速比調整弁と、
車両の走行状態に応じて演算したプーリ比に基づいて前記スプールを前記給排位置に設定し、プーリ比の演算停止時に前記スプールを前記中立位置に設定する変速制御手段とを有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、車両の停止時、制御系の異常時に前記プーリ比の演算を停止することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、前記変速用のシリンダを前記プライマリプーリに設け、前記締め付け用のシリンダを前記セカンダリプーリに設けることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載されるベルト式無段変速機の変速比を制御する無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両に用いられるベルト式無段変速機は、入力軸に設けられる入力側のプライマリプーリと、出力軸に設けられる出力側のセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡されるベルトやチェーンなどの動力伝達要素とを有している。それぞれのプーリの溝幅を変化させて動力伝達要素の巻き付け径の比率、つまりプーリ比を変化させることによって変速比が無段階に変化し、入力軸の回転は変速比に応じた所定の回転数となって出力軸に伝達される。
【０００３】
ベルト式無段変速機においては、プライマリプーリにはプライマリシリンダが設けられ、セカンダリプーリにはセカンダリシリンダが設けられており、それぞれのシリンダの油室に供給される油圧を調整することにより変速比が制御される。それぞれの油室に対してはエンジンや電動モータにより駆動されるオイルポンプからの作動油が供給される。変速制御装置は、一般にオイルポンプから吐出した作動油を調圧してセカンダリ油室に供給されるライン圧を調整する圧力調整弁つまりレギュレータバルブと、ライン圧を元圧としてプライマリシリンダに変速用の油圧を供給する変速比調整弁とを有している。プライマリ油室に供給される油圧によりベルトの巻き付け径が調整されて変速比が制御され、セカンダリ油室に供給される油圧によりベルトには動力伝達に必要な締め付け力が加えられる（特許文献１参照）。
【０００４】
変速比調整弁には、ソレノイドに供給される電流もしくはデューティ値を制御することにより一義的に圧力を設定する圧力調整弁と、圧力ではなくプライマリシリンダ側の供給ポートに対する元圧側のポートまたはドレン側のポートの連通開度をスプールにより調整するようにした流量調整弁とがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４８７１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
変速比調整弁として流量調整弁を使用する場合、流量調整弁のスプールは、元圧の作動油をプライマリシリンダに供給する位置つまりアップシフト位置と、プライマリシリンダから作動油を排出するドレン位置つまりダウンシフト位置と、プライマリシリンダを元圧側およびドレン側のいずれにも連通させない中立位置とのいずれかの位置に設定される。この流量調整弁のスプールは、車両の走行中にはプーリが回転しているので、プーリ比の演算結果に基づいて目標変速比に追従するように、アップシフト位置とダウンシフト位置のいずれかの位置に設定され、目標変速比となったときには中立位置に設定される。
【０００７】
しかしながら、信号待ちのようにプーリ比の演算を行わない車両停止時には、プーリが回転していないために実際のプーリ比を検出することができなくなる。したがって、従来では変速比調整弁として流量調整弁を使用すると、プライマリ圧を検出する圧力センサなどが設けられていない場合には、スプールがアップシフト位置に設定されているときに車両が停止すると、停止中にプライマリシリンダに過大な圧力が加わることになる。一方、スプールがダウンシフト位置に設定されているときに車両が停止すると、停止中にプライマリシリンダ内の作動油が抜けてしまうので、車両の再発進に際してはシフトアップを行う際に応答遅れが発生することになる。
【０００８】
本発明の目的は、発進時のアップシフトの応答遅れの発生を防止することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、無段変速機のシリンダに過大な圧力が加わらないようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、プライマリ軸に装着され溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に装着され溝幅が可変のセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡された動力伝達要素とを有する無段変速機の変速制御装置であって、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの一方に設けられる変速用のシリンダと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリの他方に設けられる締め付け用のシリンダと、オイルポンプから前記締め付け用のシリンダに供給されるライン圧を調整する圧力調整弁と、前記変速用のシリンダに接続される供給ポートを前記ライン圧が流入する元圧ポートとドレンポートとのいずれかに連通させる給排位置および前記元圧ポートと前記ドレンポートの両方と前記供給ポートを遮断する中立位置に移動するスプールが設けられるとともに、前記スプールを駆動する電磁ソレノイドが設けられた変速比調整弁と、車両の走行状態に応じて演算したプーリ比に基づいて前記スプールを前記給排位置に設定し、プーリ比の演算停止時に前記スプールを前記中立位置に設定する変速制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、車両の停止時、制御系の異常時に前記プーリ比の演算を停止することを特徴とする。また、本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記変速用のシリンダを前記プライマリプーリに設け、前記締め付け用のシリンダを前記セカンダリプーリに設けることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、車両の停止時、制御系の異常時などのようにプーリ比の演算が停止されたときには、変速比調整弁のスプールが中立位置に設定され、変速用のシリンダ内の変速用油室に対する油圧の給排が停止させるので、プーリ比の演算停止直前のプーリ比が保持される。これにより、変速用のシリンダ内に過大な圧力の油圧が供給されることが防止される。また、プーリ比の演算が停止されても、変速用のシリンダ内から作動油が排出されることがないので、再発進が行われる際にアップシフトの応答遅れを防止することができる。さらに、変速用のシリンダ内に過大な圧力の作動油が供給されることがなくなるので、変速用のシリンダ内に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサが不要となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は無段変速機の一例としてベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図であり、この無段変速機はエンジン１のクランク軸２の回転がトルクコンバータ３と前後進切換装置４とを介して伝達される駆動側のプライマリ軸５と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸６とを有している。
【００１４】
プライマリ軸５にはプライマリプーリ７が設けられており、このプライマリプーリ７はプライマリ軸５に一体となった固定プーリ７ａと、これに対向してプライマリ軸５にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ７ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸６にはセカンダリプーリ８が設けられており、このセカンダリプーリ８はセカンダリ軸６に一体となった固定プーリ８ａと、これに対向してセカンダリ軸６に可動プーリ７ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ８ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【００１５】
プライマリプーリ７とセカンダリプーリ８との間には動力伝達要素としてのベルト９が掛け渡されており、両方のプーリ７，８の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト９の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸５の回転がセカンダリ軸６に無段階に変速されて伝達されることになる。駆動ベルト９のプライマリプーリ７に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ８に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比つまりプーリ比ｉはｉ＝Ｒｓ／Ｒｐとなる。
【００１６】
セカンダリ軸６の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置１０を有する歯車列を介して駆動輪１１ａ，１１ｂに伝達されるようになっており、前輪駆動の場合には駆動輪１１ａ，１１ｂは前輪となる。
【００１７】
プライマリプーリ７の溝幅を変化させるために、プライマリ軸５にはプランジャ１２が固定され、このプランジャ１２の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダつまり変速用のシリンダ１３が可動プーリ７ｂに固定されており、プランジャ１２と変速用のシリンダ１３とにより変速用油室１４が形成されている。一方、セカンダリプーリ８に対してベルト９へ張力を加えるために、セカンダリ軸６にはプランジャ１５が固定され、このプランジャ１５の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダつまり締め付け用のシリンダ１６が可動プーリ８ｂに固定されており、プランジャ１５と締め付け用のシリンダ１６とにより締め付け用油室１７が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の変速用油室１４に導入されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の締め付け用油室１７に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとに導入される作動油により設定される。
【００１８】
図２は無段変速機の変速制御装置を示す概略図であり、変速制御装置は変速比調整弁２１とライン圧調整弁つまり圧力調整弁２２とを有している。エンジンあるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ２３の吐出口に接続されるライン圧路２４は、締め付け用油室１７に連通されるとともに圧力調整弁２２のセカンダリ圧ポート２２ａに連通されている。この圧力調整弁２２によって締め付け用油室１７に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、ベルト９による動力伝達に必要な締め付け力に見合った圧力に調整される。圧力調整弁２２は電磁ソレノイド２５を有し、この電磁ソレノイド２５に供給される電流もしくはデューティ値を制御することにより締め付け用油室１７に供給されるライン圧Ｐｓが調整される。
【００１９】
ライン圧路２４は変速比調整弁２１の元圧ポート２６ｓに連通油路２７を介して接続されており、変速比調整弁２１の供給ポート２６ｐは変速油路２８を介して変速用油室１４に連通されている。この変速比調整弁２１としては流量調整弁が使用されており、図３（ａ）〜図３（ｃ）はそれぞれ変速比調整弁２１の拡大断面図である。
【００２０】
この変速比調整弁２１は内部に弁体収容孔３１が形成されたバルブハウジング３２を有し、このバルブハウジング３２に供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとドレンポート２６ｄとがそれぞれ弁体収容孔３１に連通して形成されている。それぞれのポートは供給ポート２６ｐを中心としてその軸方向両側に所定の距離離れて元圧ポート２６ｓとドレンポート２６ｄとが形成されている。弁体収容孔３１内にはスプール３３が軸方向に摺動自在に装着されている。このスプール３３は供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとの連通開度を調整するとともにこれらの連通を遮断するための弁体３４ａと、供給ポート２６ｐとドレンポート２６ｄとの連通開度を調整するとともにこれらの連通を遮断するための弁体３４ｂとが設けられた弁軸３５により形成されている。
【００２１】
バルブハウジング３２内には、スプール３３を図３において右方向つまり供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとを連通させ、供給ポート２６ｐとドレンポート２６ｄとの連通を遮断させる方向にばね力を加えるために、圧縮コイルばね３６が装着されている。一方、バルブハウジング３２に取り付けられるコイルハウジング３７内には、ばね力に抗してスプール３３を左方向つまり供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとの連通を遮断させ、供給ポート２６ｐとドレンポート２６ｄとを連通させる方向に推力を加えるために、電磁ソレノイド３８が組み込まれている。
【００２２】
図２に示す変速機制御ユニット４０にはプライマリプーリ７の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ４１、およびセカンダリプーリ８の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ４２からの検出信号が入力される。さらに、エンジン回転数センサ４３，スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ４４，車両の走行速度を検出する車速センサ４５，その他の回転系の各種センサ４６からの検出信号が変速機制御ユニット４０に入力される。
【００２３】
変速機制御ユニット４０は、それぞれのセンサなどからの信号に基づいて電磁ソレノイド２５，３８に対する制御信号を演算するマイクロプロセッサＣＰＵと、テーブル、マップおよび演算式などの制御用のデータと制御用のプログラムとを格納するＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭと、入出力ポートなどを備えている。この変速機制御ユニット４０はそれぞれのセンサなどからの信号に基づいて車両の走行状態を判定して目標のプーリ比を演算する。
【００２４】
その演算結果により、変速機をアップシフトする状態にあると判定されると、図３（ａ）に示されるように、変速比調整弁２１のスプール３３は元圧ポート２６ｓと供給ポート２６ｐとを連通させる位置に設定され、変速用のシリンダ１３には作動油が供給されてプライマリプーリ７の溝幅は狭くなる。このときには、ドレンポート２６ｄと供給ポート２６ｐとの連通は遮断された状態となり、元圧ポート２６ｓと供給ポート２６ｐとの連通開度は、電磁ソレノイド３８に対して送られる電気信号によってスプール３３に左方向に推力が発生し任意の開度に設定される。
【００２５】
一方、変速機をダウンシフトする状態にあると判定されると、図３（ｂ）に示されるように、変速比調整弁２１のスプール３３は供給ポート２６ｐとドレンポート２６ｄとを連通させる位置に設定され、変速用のシリンダ１３内の作動油はドレンポート２６ｄを介してオイルパンに戻されてプライマリプーリ７の溝幅は広げられる。このときには、供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとの連通は遮断された状態となり、ドレンポート２６ｄと供給ポート２６ｐとの連通開度は、電磁ソレノイド３８に対して送られる電気信号によってスプール３３に左方向に推力が発生し任意の開度に設定され、電気信号が送られないときにはスプール３３に加えられるばね力により連通開度は最大となる。
【００２６】
プーリ比が目標プーリ比に一致したと判定されたときには、図３（ｃ）に示されるように、変速比調整弁２１のスプール３３は中立位置に設定される。これにより、変速用のシリンダ１３内への作動油の供給と変速用のシリンダ１３内からの作動油の排出とが停止され、この給排の停止によりプーリ比は保持される。このときには、ばね力に抗してスプール３３を中立位置に設定するために、電磁ソレノイド３８には所定の電流もしくはデューティ値の電気信号が送られる。
【００２７】
このように変速比調整弁２１の電磁ソレノイド３８には、スプール３３を給排位置および中立位置に設定するために変速機制御ユニット４０から電気信号が送られる。また、圧力調整弁２２の電磁ソレノイド２５に対しては、プーリ比に応じてベルト９による動力伝達に見合った締め付け力となるように変速機制御ユニット４０から信号が送られる。
【００２８】
この変速制御装置においては、プーリ比の演算が停止されたときには、変速比調整弁２１のスプール３３が図３（ｃ）に示すように中立位置すなわち、スプール３３は供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとの連通を遮断するとともに供給ポート２６ｐとドレンポート２６ｄとの連通を遮断するように変速機制御ユニット４０から電磁ソレノイド３８に電気信号が送られる。プーリ比の演算は、車速が所定値以下の低速となったときに停止するようにしている。ただし、車両が完全に停止されてプーリの回転が停止されたときにプーリ比の演算を停止するようにしても良く、プーリの回転が停止されたときには変速比つまりプーリ比は最大変速比である低速段となる。また、プライマリプーリ回転数センサ４１などの制御系の異常が発生してプーリ比の演算が停止状態となったときにも、プーリ比の演算を停止してスプール３３は中立位置に設定される。
【００２９】
このように、プーリが停止されたとき、プーリが所定以下の低速回転となったとき、あるいはプライマリプーリ回転数センサ４１などの制御系が異常状態となったときには、スプール３３は中立位置に設定され、変速用のシリンダ１３内の変速用油室１４に対する油圧の給排を停止させるようにしたので、プーリ比はプーリ比の演算停止直前の比に保持されることになる。これにより、変速用のシリンダ１３内に過大な圧力の油圧が供給されることが防止され、変速用のシリンダ１３の耐久性を向上させることができる。また、プーリ比の演算が停止されても、変速用のシリンダ１３内から作動油が排出されることがないので、車両の再発進が行われる際におけるアップシフトの応答遅れを防止することができる。さらに、再発進時に変速用のシリンダ１３内へ多量の作動油を供給する操作が不要となり、充填流量消費を低減することができる。
【００３０】
上述のように、変速用のシリンダ１３内に過大な圧力の作動油が供給されることがなくなるので、変速用のシリンダ１３内に供給される作動油の圧力を検出するための圧力センサが不要となる。これにより、無段変速機を構成する部材を保護しつつプーリ比制御が可能となり、無段変速機の製造コストを低減することが可能となる。プーリの回転数を検出するための回転系に故障が発生し、制御系に異常が発生しても、スプール３３が中立位置に設定されるので、無段変速機の保護を図りつつ最低限の走行性能を確保できる。
【００３１】
図示する実施の形態においては、プライマリプーリ７に設けられた変速用のシリンダ１３内の変速用油室１４に供給される油圧によってプーリ溝幅を変化させて変速比を制御するようにし、セカンダリプーリ８に設けられた締め付け用のシリンダ１６内の締め付け用油室１７に供給される油圧によってベルト９には動力伝達に必要な締め付け力を加えるようにしている。これに対して、セカンダリプーリ８に設けられたシリンダ１６内のセカンダリ油室１７に供給される油圧によってプーリ溝幅を変化させて変速比を制御するようにし、プライマリプーリ７に設けられたシリンダ１３内のプライマリ油室１４に供給される油圧によってベルト９には動力伝達に必要な締め付け力を加えるようにしても良い。つまり、それぞれのシリンダ１３，１６のいずれを変速用のシリンダとしても良い。
【００３２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、変速比調整弁２１における各ポートの配置は、図３に示される場合に限定されることなく、スプール３３が給排位置と中立位置とに作動するのであれば任意の位置とすることができる。また、電磁ソレノイド３８に対する電気信号の供給を停止すると、圧縮コイルばね３６のばね力によりドレンポート２６ｄと供給ポート２６ｐとが連通するようになっているが、電気信号の供給が停止されたときにばね力により供給ポート２６ｐと元圧ポート２６ｓとが連通するようにしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、変速制御手段がプーリ比の演算を停止すると、変速用のシリンダ内の油室への作動油の給排を変速比調整弁が中立位置となって停止するので、変速用のシリンダ内に過大な圧力が加わったり、シリンダ内の作動油が排出されることがなくなる。これにより、変速用のシリンダの耐久性を向上させることができるとともに、発進時のアップシフトの応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図３】変速比調整弁を示す拡大断面図であり、（ａ）は供給ポートが元圧ポートと連通した状態を示し、（ｂ）は供給ポートがドレンポートと連通した状態を示し、（ｃ）は元圧ポートとドレンポートの両方と供給ポートが遮断した状態を示す。
【符号の説明】
５      プライマリ軸
６      セカンダリ軸
７      プライマリプーリ
８      セカンダリプーリ
１３    変速用のシリンダ（プライマリシリンダ）
１４    変速用油室（プライマリ油室）
１６    締め付け用のシリンダ（セカンダリシリンダ）
１７    締め付け用油室（セカンダリ油室）
２１    変速比調整弁
２６ｄ      ドレンポート
２６ｐ      供給ポート
２６ｓ      元圧ポート
２２    圧力調整弁
２３    オイルポンプ
２４    ライン圧路
２５    電磁ソレノイド
３８    電磁ソレノイド
４０    変速機制御ユニット（変速制御手段）
【図１】
2004257456.tif 000003
【図２】
2004257456.tif 000004
【図３】
2004257456.tif 000005