JP3905445B2 - Ｖベルト式無段変速機における油圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖベルト式無段変速機においてオイルポンプの油量収支に応じたライン圧およびセカンダリ圧の制御を行う油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−１６５２９３号公報
従来、車両用に適した無段変速機としてＶベルトを用いたＶベルト式無段変速機（以下、ベルトＣＶＴ）がある。このベルトＣＶＴは、プライマリプーリとセカンダリプーリの間にＶベルトを掛け渡し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅を油圧により可変制御するものである。
ベルトＣＶＴの入力軸側にはオイルポンプが連結され、このオイルポンプによって生成された油圧を調圧弁によって調圧し、ライン圧が生成される。プライマリプーリとセカンダリプーリにはそれぞれ第１、第２シリンダ室が付設され、第１シリンダ室へはライン圧を変速制御弁を介してプライマリ圧として供給し、また第２シリンダ室へはライン圧を調圧したセカンダリ圧を供給する。そして各シリンダ室へ供給された油圧によりプライマリプーリおよびセカンダリプーリの溝幅が変更され、Ｖベルトと各プーリとの接触半径比に対応して変速比が連続的に変化する。
また第１シリンダ室のプライマリ圧の受圧面積と、第２シリンダ室のセカンダリ圧の受圧面積とは同じ面積に設定されている。（例えば、特開２００１−１６５２９３号）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のベルトＣＶＴにあっては、高車速領域においてアクセルペダルをＯＦＦしたまま、シフトレンジのＤレンジからＮレンジそしてＤレンジへの操作を行った場合、Ｎレンジにおいてエンジン回転数が低下し、ライン圧の基圧を生成するオイルポンプが指示通りの油圧を出すことができない現象が発生していた。このためライン圧、プライマリ圧、セカンダリ圧の実油圧が同じになり、高車速の変速比を維持することができずにダウンシフトするといった問題があった。
【０００４】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、ライン圧の指示圧がオイルポンプによって生成される油圧よりも高くなることを防止したＶベルト式無段変速機における油圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジン側に連結されたプライマリプーリにプライマリ圧を作用させ、出力軸に連結されたセカンダリプーリにセカンダリ圧を作用させ、プライマリ圧およびセカンダリ圧の基圧をライン圧とし、エンジン側に連結されて、ライン圧の基圧を生成するオイルポンプと、ライン圧、およびセカンダリ圧の制御を行う油圧制御部と、操作者が選択するレンジの検出を行うレンジ検出手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを備えたＶベルト式無段変速機において、油圧制御部は、レンジ検出手段によって検出されたレンジが、走行レンジから非走行レンジへ、または非走行レンジから走行レンジへの切り替わりを検出したときから所定時間、または非走行レンジを検出しているときのいずれかの場合に、オイルポンプのエンジン回転数に対する油量収支に応じたライン圧を算出し、該算出されたライン圧を基にライン圧の制御を行うものとした。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、走行レンジから非走行レンジへ、または非走行レンジから走行レンジへの切り替わりを検出したときから所定時間、または非走行レンジを検出しているときのいずれかの場合に、油圧制御部は、オイルポンプのエンジン回転数に対する油量収支に応じてライン圧を制御することにより、エンジン回転数の低下によってオイルポンプが生成する油圧が低下した際にも、ライン圧の指示圧がオイルポンプによって生成される油圧よりも高くなることが防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明をベルトＣＶＴに適用した概略構成を示し、図２は油圧コントロールユニットおよびＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す。
図１において、図示しない前後進切り替え機構を備えた変速機構部５、およびロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２より構成されるベルトＣＶＴ３がエンジン１に連結される。変速機構部５は一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４を介してディファレンシャル６に連結される。
【０００８】
変速機構部５の変速比やＶベルト１２の接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応じて作動する油圧コントロールユニット１００によって制御される。またＣＶＴコントロールユニット２０はエンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）２１に接続され、互いに情報交換を行っている。ＣＶＴコントロールユニット２０はＥＣＵ２１からの入力トルク情報、スロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）などから変速比や接触摩擦力を決定する。またＥＣＵ２１には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１５が接続されている。
【０００９】
変速機構部５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（以下、プライマリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成されている。
セカンダリプーリ１１は、出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、固定円錐板１１ｂとの対向位置に配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（以下、セカンダリ圧）に応じて軸方向に変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
プライマリプーリシリンダ室１０ｃとセカンダリプーリシリンダ室１１ｃは、等しい受圧面積に設定されている。
【００１０】
エンジン１から入力された入力トルクは、トルクコンバータ２を介して変速機構部５に入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達される。プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａおよびセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２と各プーリ１０、１１との接触半径を変化させることにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変化させることができる。
【００１１】
図２に示すように、油圧コントロールユニット１００は、ライン圧を制御する調圧弁６０とプライマリプーリシリンダ室１０ｃへのプライマリ（Ｐｒｉ）圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへのセカンダリ（Ｓｅｃ）圧を制御する減圧弁６１を主体に構成される。
変速制御弁３０は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５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａから溝幅、すなわち実変速比のフィードバックを受ける。
【００１２】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ８０からの圧油を調圧するソレノイド５９を備えた調圧弁６０で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０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て所定のライン圧に調圧する。ライン圧は、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイド６２を備えた減圧弁６１にそれぞれ供給される。また油圧ポンプ８０はベルトＣＶＴ３の入力軸に連結され、エンジン回転を動力源として油圧を生成する。
【００１３】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３０のスプール３１が駆動され、変速制御弁３０に供給されたライン圧を調圧したプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の給排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３１を閉弁する。
【００１４】
ここで、ＣＶＴコントロールユニット２０は、図１において変速機構部５のプライマリプーリ１０の回転数を検出するプライマリプーリ速度センサ２６、セカンダリプーリ１１の回転速度（または車速）を検出するセカンダリプーリ速度センサ２７、セカンダリプーリのセカンダリプーリシリンダ室１１ｃに作用するセカンダリ圧を検出するセカンダリ圧センサ２８からの信号と、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号と、運転者がアクセルペダルを操作することによって開閉するスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ２４からのスロットル開度（ＴＶＯ）と、油温センサ２５によって検出される変速機構部５の油温とを読み込んで変速比やＶベルト１２の接触摩擦力を可変制御する。
【００１５】
ＣＶＴコントロールユニット２０は、車速やスロットル開度などに応じて目標変速比を決定し、ステップモータ４０を駆動して実変速比を目標変速比へ向けて制御する変速制御部２０１と、入力トルクや変速比、油温などに応じてプライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を算出し、算出された推力を油圧に換算するプーリ圧制御部２０２から構成される。
【００１６】
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度とに基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、調圧弁６０のソレノイド５９を駆動することでライン圧の制御を行い、またセカンダリ圧の目標値を決定して油圧センサ２８の検出値と目標値に応じて減圧弁６１のソレノイド６２を駆動してフィードバック制御（閉ループ制御）によりセカンダリ圧を制御する。
【００１７】
次に、セレクト判定時または非走行レンジ判定時におけるライン圧制御およびセカンダリ圧制御について説明する。
図３は、プーリ圧制御部におけるライン圧およびセカンダリ圧の制御の流れを示す図であり、図４はオイルポンプの油量収支に基づいたエンジン回転数に対するライン圧の指示圧を示す図である。
ここでセレクト判定とは、インヒビタースイッチ２３からプーリ圧制御部２０２へ入力されるレンジ信号が、走行レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジなど）から非走行レンジ（Ｎレンジ、Ｐレンジなど）、または非走行レンジから走行レンジへの切り替わりを指し、セレクト判定時とは、セレクト判定を検知したときから所定時間（例えば１．５〜２秒間）経過するまでの間を指す。さらに非走行レンジ判定とは、インヒビタースイッチ２３からプーリ圧制御部２０２へ非走行レンジ信号が入力されている状態を指す。
【００１８】
プーリ圧制御部２０２は、ステップ３００においてインヒビタースイッチ２３から入力されるレンジ信号が切り替わり、セレクト判定となったかどうかの判定を行う。セレクト判定でない場合は後述するステップ３０５へ進む。一方セレクト判定である場合はステップ３０１において、オイルポンプの油量収支に応じて、通常時よりも低く設定されたライン圧の算出を行う。
このオイルポンプの油量収支に応じたライン圧の算出は、エンジン回転数センサ１５からのエンジン回転数（ｒｐｍ）と、油温センサ２５からの油温を基に算出され、図４に示すようにエンジン回転数（ｒｐｍ）の増加に伴いライン圧を高く設定し、また油温の上昇に伴いライン圧を低く設定する。
【００１９】
ステップ３０２では、ステップ３０１において算出されたライン圧を基に、セカンダリ圧の算出を行う。このセカンダリ圧の算出は、ベルトＣＶＴ３のプーリ比を維持するために、ステップ３０１において算出されたライン圧と、セレクト判定がなかった場合に指示する予定であったライン圧との比を、指示する予定であったセカンダリ圧に乗算することによって行われ、算出されたセカンダリ圧は通常時よりも低い油圧となる。ステップ３０３では、ステップ３０１およびステップ３０２において算出されたライン圧およびセカンダリ圧を用いてセレクト判定時における油圧制御を行う。
【００２０】
ステップ３０４では、セレクト判定があってから所定時間を経過するまでの間のセレクト判定時を終了したかどうかの判断を行う。このセレクト判定時の終了の判断は、セレクト判定があってから所定時間（例えば１．５〜２秒間）を経過したかどうかを判定することによって行われる。所定時間を経過していないときはステップ３０１に戻り、オイルポンプの油量収支に応じた油圧制御を続ける。
一方所定時間を経過したときは、ステップ３０５へ進み、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号がＮレンジまたはＰレンジ信号であるかどうかを判定する非走行レンジ判定を行う。非走行レンジである場合はステップ３０６へ進む。ステップ３０６では、上述のステップ３０１と同様にオイルポンプの油量収支に応じて通常時よりも低く設定されたライン圧の算出を行う。
【００２１】
ステップ３０７では、ベルトＣＶＴ３のプーリ比を維持するため上述のステップ３０２と同様に、ステップ３０６で算出されたライン圧を基にセカンダリ圧の算出を行う。この算出されたセカンダリ圧は、通常時よりも低い油圧となる。ステップ３０８では、ステップ３０６およびステップ３０７で算出されたライン圧およびセカンダリ圧を用いて非走行レンジ判定時における油圧制御を行う。
一方ステップ３０５において非走行レンジでないと判定された場合、ステップ３０９へ進み、通常時のライン圧およびセカンダリ圧制御を行う。すべての処理が終了するとステップ３００へ戻り上述の処理を繰り返す。
【００２２】
例えばインヒビタースイッチ２３からのレンジ信号がＤレンジからＮレンジへ切り替わった場合、プーリ圧制御部２０２はＤレンジからＮレンジへの切り替わりをセレクト判定と判定し、セレクト判定から所定時間経過するまではセレクト判定時であるとしてオイルポンプの油量収支に応じた油圧制御を行う。その後所定時間が経過しセレクト判定時が終了した後は、非走行レンジ判定により非走行レンジであると判定し、オイルポンプの油量収支に応じた油圧制御を行う。
【００２３】
以上のように、プーリ圧制御部２０２は、インヒビタースイッチ２３からのレンジ信号が非走行レンジ、またはセレクト判定時の少なくともいずれか一方の場合において、エンジン回転数と油温を基にしたオイルポンプの油量収支に応じたライン圧を算出する。このライン圧は通常時よりも低い油圧が設定され、さらにこのライン圧を基にプーリ比を維持するためのセカンダリ圧の算出を行い、算出されたライン圧およびセカンダリ圧を用いて油圧制御を行う。
本実施例において、エンジン回転数センサ１５が本発明におけるエンジン回転数検出手段を構成し、ステップ３００およびステップ３０５が本発明におけるレンジ検出手段を構成する。またプーリ圧制御部２０２が本発明における油圧制御部を構成する。
【００２４】
本実施例は以上のように構成され、走行レンジから非走行レンジへ、または非走行レンジから走行レンジへの切り替わりを検知してから所定時間が経過するまでの間のセレクト判定時と、非走行レンジを検知しているときの少なくともいずれかの場合において、オイルポンプのエンジン回転数に対する油量収支に応じたライン圧を指示する。これにより、セレクト判定時または非走行レンジが検出されている際に、エンジン回転数の低下によってライン圧の指示圧がオイルポンプによって生成される油圧よりも高くなることが防止され、常に適正なライン圧とオイルポンプが生成する油圧との関係を保つことができる。
【００２５】
またセレクト判定時または非走行レンジを検知しているときに、算出されたライン圧と、指示する予定であったライン圧との比をセカンダリ圧に乗算してセカンダリ圧を制御することにより、オイルポンプの油量収支に応じてライン圧の制御を行っている際にもベルトＣＶＴのプーリ比を維持することができる。
さらにセレクト判定時、または非走行レンジを検知したときに、油温とエンジン回転数を基にオイルポンプの油量収支に応じたライン圧を算出することにより、オイルポンプの油量収支に応じた、より適正なライン圧の算出を行うことができる。
【００２６】
なお本発明は上記構成に限定されず、エンジン回転数をエンジン回転数センサ１５を用いて検出するものとしたが、エンジンの制御を行うＥＣＵ２１によってエンジン回転数の算出を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】油圧コントロールユニットとＣＶＴコントロールユニットの概略構成を示す図である。
【図３】ライン圧およびセカンダリ圧の算出の流れを示す図である。
【図４】エンジン回転数と油温に応じたライン圧を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
５ 変速機構部
１５ エンジン回転数センサ
２０ ＣＶＴコントロールユニット
２３ インヒビタースイッチ
２５ 油温センサ
８０ 油圧ポンプ
１００ 油圧コントロールユニット
２０２ プーリ圧制御部

Claims (3)

1. エンジン側に連結されたプライマリプーリにプライマリ圧を作用させ、出力軸に連結されたセカンダリプーリにセカンダリ圧を作用させ、
   前記プライマリ圧およびセカンダリ圧の基圧をライン圧とし、前記エンジン側に連結されて、前記ライン圧の基圧を生成するオイルポンプと、
   前記ライン圧、およびセカンダリ圧の制御を行う油圧制御部と、
   操作者が選択するレンジの検出を行うレンジ検出手段と、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを備えたＶベルト式無段変速機において、
   前記油圧制御部は、前記レンジ検出手段が走行レンジから非走行レンジへ、または非走行レンジから走行レンジへの切り替わりを検出したときから所定時間、または非走行レンジを検出しているときのいずれかの場合に、
   前記オイルポンプのエンジン回転数に対する油量収支に応じたライン圧値を算出し、該算出されたライン圧値を基に前記ライン圧の制御を行うことを特徴とするＶベルト式無段変速機における油圧制御装置。
2. 前記Ｖベルト式無段変速機内の油温を検出する油温センサを備え、
   前記油圧制御部は、前記オイルポンプの油量収支に応じたライン圧値を算出する際に、前記油温センサからの検出値を基にライン圧値を算出することを特徴とする請求項１記載のＶベルト式無段変速機における油圧制御装置。
3. 前記油圧制御部は、前記オイルポンプの油量収支に応じてライン圧の制御を行う際に、
   前記オイルポンプの油量収支に応じたライン圧値と、指示する予定であったライン圧値との比を、指示する予定であるセカンダリ圧値に乗算し、該算出されたセカンダリ圧値を基に前記セカンダリ圧の制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載のＶベルト式無段変速機における油圧制御装置。

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