JP4322007B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載される無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の駆動系に適用されるベルト式無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、プーリの溝幅を変化させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることによって、変速比を無段階に変化させながら入力軸の回転を出力軸に伝達することができる。
【０００３】
このような無段変速機の変速制御装置は走行状況に応じて変速比を自動的に制御する。つまり、スロットル開度、車速、あるいはエンジン回転数などの走行状態を示すパラメータに基づき、基本変速特性マップを参照して目標プライマリ回転数を設定するとともに、この目標プライマリ回転数に実プライマリ回転数を収束させるように、無段変速機の変速比をローからオーバードライブまで連続的に設定する。
【０００４】
ここで、伝達トルクに応じたクランプ力を駆動ベルトに与えるため、セカンダリプーリにはセカンダリ圧調整弁を介して調圧されたライン圧つまりセカンダリ圧が供給される。また、プーリの溝幅を変化させて変速比を設定するため、プライマリプーリには変速制御弁を介して変速用作動油が供給される。この変速制御弁としては圧力制御弁や流量制御弁が用いられ、圧力制御弁によってライン圧を調圧して一義的に変速用作動油のプライマリ圧を定める場合や、流量制御弁によって一義的に変速用作動油の供給量および排出量を定める場合がある。
【０００５】
このように、変速用作動油やセカンダリ圧を車両の走行状況に応じて随時制御する必要があり、セカンダリ圧調整弁や変速制御弁には電磁制御弁が用いられる。これら電磁制御弁は変速制御装置からの制御信号によって駆動されるが、万一、変速制御装置からの制御信号を得ることができないフェール時であっても、プーリに作動油を供給して最低限の走行を可能とする必要がある。このため、セカンダリ圧調整弁や変速制御弁には常開式つまりノーマルオープンの電磁制御弁を用いることが多く、フェール時にはオイルポンプからの作動油がプーリに直接供給される。
【０００６】
しかしながら、プライマリプーリとセカンダリプーリとには、オイルポンプの最大圧力が減圧されずに供給されるため、通常走行時に比べて高い圧力が供給されることになる。特に、通常走行時のプライマリプーリにはセカンダリ圧よりも低いプライマリ圧が供給されるため、オイルポンプからの最大圧力はプライマリプーリにとって過大な圧力となり強度上の不都合を生ずるおそれがある。このため、プライマリプーリには必要以上の耐圧強度が要求されるが、耐圧強度を上げることは無段変速機の重量増加や高コスト化を招くことになる。
【０００７】
そこで、プライマリ圧が供給される油路から分岐するように排出弁を設け、フェール時にはプライマリ圧を減圧する変速制御装置が開発されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−６５６８４号公報（第５頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プライマリ圧は減圧されるものの、セカンダリ圧が供給される油路とプライマリ圧が供給される油路とは、ノーマルオープンのプライマリ圧調整弁を介して連通されるため、プライマリ圧とセカンダリ圧とは同じ圧力に設定され、プライマリ圧とセカンダリ圧との油圧比は１に設定される。
【００１０】
つまり、フェール時においては、油圧比が１に設定されるため無段変速機の変速比が常にオーバードライブ側にアップシフトされることになり、十分な駆動力を確保することができず、発進時や低速走行時の走行に支障をきたすおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、フェール時において、プライマリ圧の昇圧を抑制するとともに車両の走行性や発進性を確保することにある。
【００１２】
【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、原動機に駆動されるプライマリプーリの回転数を動力伝達要素を介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機の変速制御装置であって、前記セカンダリプーリに設けられたセカンダリシリンダに供給される作動油を調圧するセカンダリ圧調整弁と、前記プライマリプーリに設けられたプライマリシリンダと前記セカンダリ圧調整弁とを接続する連通路に設けられ、前記プライマリシリンダに変速用作動油を供給する変速制御弁と、前記連通路に設けられ、前記連通路を連通状態と遮断状態とに切り換え、前記変速用作動油の上限圧力を規制する減圧弁とを有し、前記減圧弁は、前記連通状態に応じた連通位置と前記遮断状態に応じた遮断位置とに移動自在の弁軸と、前記弁軸を収容するとともに付勢室と圧力室とを区画形成する弁ハウジングとを備え、前記付勢室に収容される付勢手段により前記弁軸は前記連通位置に向けて付勢される一方、前記圧力室に加えられるフィードバック圧により前記弁軸は前記遮断位置に向けて付勢されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記減圧弁は前記変速制御弁の上流側に設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記圧力室に連通して設けられ、前記フィードバック圧を減圧するリリーフ弁を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記付勢室に連通して設けられ、前記フィードバック圧に対向して前記弁軸を前記付勢手段とともに付勢する補助油圧を供給する切換弁を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、連通路に減圧弁を設けることにより、変速制御弁がフェール状態となる場合であっても、プライマリシリンダに供給される変速用作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリシリンダ等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００１８】
また、減圧弁を遮断状態に駆動することにより、プライマリシリンダとセカンダリシリンダとに供給される油圧を異なる値に設定することができ、油圧比を１以外に設定することができる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【００１９】
【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、この無段変速機は原動機であるエンジン１に駆動される駆動側のプライマリ軸２と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸３とを有しており、プライマリ軸２にはクランク軸４の回転がトルクコンバータ５と前後進切換装置６とを介して伝達される。
【００２０】
プライマリ軸２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２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２にボールスプラインなどを介して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７ａ，７ｂ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３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３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３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。
【００２１】
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である駆動ベルト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７，８に対する駆動ベルト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２の回転がセカンダリ軸３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、変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。
【００２２】
セカンダリ軸３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。
【００２３】
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２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１３が可動プーリ７ｂに固定されており、プランジャ１２とプライマリシリンダ１３とにより駆動油室１４が形成されている。一方、セカンダリプーリ８の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸３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１６が可動プーリ８ｂに固定されており、プランジャ１５とセカンダリシリンダ１６とにより駆動油室１７が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の駆動油室１４に導入される変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の駆動油室１７に導入される作動油のセカンダリ圧Ｐｓとを調整することにより設定される。つまり、変速比はプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの油圧比に応じて設定される。
【００２４】
また、トルクコンバータ５はクランク軸４に連結されたポンプ側シェル１８と、トルクコンバータ出力軸１９に連結されたタービンランナ２０とを有し、トルクコンバータ出力軸１９にはポンプ側シェル１８に固定されたフロントカバー２１に係合するロックアップクラッチ２２が取り付けられている。ロックアップクラッチ２２の一方側にはアプライ室２２ａが形成され、他方側にはリリース室２２ｂが形成されている。
【００２５】
アプライ室２２ａとリリース室２２ｂには調圧された作動油が供給され、リリース室２２ｂの作動油の圧力を低下させると、アプライ室２２ａに供給される油圧によってロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に係合する直結状態つまりロックアップ状態となる。一方、リリース室２２ｂに供給される油圧を高めてリリース室２２ｂからアプライ室２２ａを介して作動油をトルクコンバータ５内で循環させることにより、ロックアップクラッチ２２が解放される解除状態となりトルクコンバータ５は作動状態になる。そして、リリース室２２ｂに供給する油圧を調圧することにより、ロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に対してスリップ状態つまり半クラッチ状態となる。
【００２６】
また、前後進切換装置６は、遊星歯車やクラッチやブレーキなどによって構成されており、クラッチやブレーキの締結制御を行うことによって、トルクコンバータ出力軸１９からプライマリ軸２に対する動力伝達径路を切り換えることができる。トルクコンバータ出力軸１９とプライマリ軸２とを締結制御する前進用クラッチ２３を係合状態に作動すると、トルクコンバータ出力軸１９の回転がそのままプライマリ軸２に伝達され、前後進切換装置６は動力を前進方向に伝達する。一方、遊星歯車のリングギヤ２４の回転を規制する後退用ブレーキ２５を係合状態に作動すると、トルクコンバータ出力軸１９の回転が遊星歯車を介してプライマリ軸２に逆方向に伝達され、前後進切換装置６は動力を後退方向に伝達する。なお、前進用クラッチ２３および後退用ブレーキ２５を共に解放すると、トルクコンバータ出力軸１９とプライマリ軸２とは切り離され、前後進切換装置６は動力を伝達しない中立状態となる。
【００２７】
図２は本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、駆動油室１７にはエンジン１あるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ３０によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ３０の吐出口に接続されるセカンダリ圧路３１は、駆動油室１７に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁３２の調圧ポート３２ａに連通されている。このセカンダリ圧調整弁３２によって調圧されて駆動油室１７に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、駆動ベルト９に対してトルク伝達に必要な張力を与える圧力に調整される。
【００２８】
オイルポンプ３０の吐出口と変速制御弁であるプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａとは、セカンダリ圧路３１に接続される連通路としての入力路３４を介して接続されており、入力路３４には減圧弁３５が設けられている。なお、プライマリシリンダ１３とセカンダリ圧調整弁３２とを接続する連通路は、入力路３４と後述するプライマリ圧路４９とにより形成されている。
【００２９】
減圧弁３５は、長手方向に弁孔３６が形成された弁ハウジング３７と、弁孔３６に移動自在に収容されるとともに２つの弁体３８，３９を備えた弁軸４０とを有しており、弁ハウジング３７には弁孔３６に連通する入力ポート４１、出力ポート４２および排出ポート４３が形成されている。入力ポート４１はオイルポンプ３０の吐出口と接続され、出力ポート４２はプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａと接続されている。このような弁ハウジング３７に収容された弁軸４０は、入力ポート４１と出力ポート４２とを連通するとともに排出ポート４３を閉塞する連通位置と、入力ポート４１を閉塞するとともに出力ポート４２と排出ポート４３とを連通する遮断位置とに移動自在となっている。
【００３０】
また、弁ハウジング３７と弁軸４０とにより、弁軸４０の一方側には付勢室としてのばね室４４が区画形成される一方、弁軸４０の他方側には圧力室４５が区画形成されており、ばね室４４には付勢手段としてのばね部材４６が収容され、圧力室４５は弁ハウジング３７に形成されたフィードバック圧路４７を介して出力ポート４２と連通されている。このように、弁軸４０はばね部材４６のばね力により連通位置に向けて付勢される一方、フィードバック圧路４７を介して供給されるフィードバック圧つまり出力ポート４２から出力されるセカンダリ圧Ｐｓにより遮断位置に向けて付勢されることになる。なお、ばね室４４には外部に連通する開放孔４８が形成されている。
【００３１】
このような減圧弁３５を経たセカンダリ圧Ｐｓが供給されるプライマリ圧調整弁３３は、出力ポート３３ｂに接続された連通路であるプライマリ圧路４９を介してプライマリ側の駆動油室１４に連通されている。プライマリ圧調整弁３３によって、セカンダリ圧Ｐｓは目標変速比、車速などに応じたプライマリ圧Ｐｐに調圧され、プライマリ圧Ｐｐによりプライマリプーリ７の溝幅が変化されて変速比が制御される。ここで、プライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓを減圧した圧力となるが、駆動油室１４の受圧面積は駆動油室１７に比べて大きく設定されるため、プライマリ圧Ｐｐの供給制御によってプライマリプーリ７の溝幅を変化させるとともに、駆動ベルト９を介してセカンダリプーリ８の溝幅を変化させることができる。
【００３２】
セカンダリ圧Ｐｓを調圧するセカンダリ圧調整弁３２と、プライマリ圧Ｐｐを調圧するプライマリ圧調整弁３３とは、それぞれ電磁制御弁であり、変速機制御ユニット５０からそれぞれのソレノイドコイル５１，５２に供給される電流値を制御することによってセカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐが調圧される。セカンダリ圧調整弁３２とプライマリ圧調整弁３３とは、常開式つまりノーマルオープンタイプの制御弁であり、ソレノイドコイル５１，５２に供給される電流が遮断されると作動油が調圧されずに駆動油室１４，１７に対して供給されることになる。
【００３３】
なお、変速制御弁としては、実際のプライマリ圧Ｐｐをパイロット圧室に入力して、一義的に変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐを設定する圧力制御弁としてのプライマリ圧調整弁３３を設けているが、プライマリ圧Ｐｐを設定することなく弁軸の移動量を制御して、一義的に変速用作動油の供給量および排出量を設定する流量制御弁を設けるようにしても良い。
【００３４】
また、リリース室２２ｂの圧力を調整してロックアップクラッチ２２をロックアップ状態、解除状態およびスリップ状態に設定するためにロックアップクラッチの制御用として設けられる図示しない電磁制御弁に対しても、変速機制御ユニット５０からの制御信号が送られるようになっている。さらに、前進用クラッチ２３および後退用ブレーキ２５の締結を制御して前後進切換装置６の動力伝達径路を切り換えるために前後進切換装置の制御用として設けられる図示しない電磁制御弁に対しても変速機制御ユニット５０からの制御信号が送られるようになっている。
【００３５】
変速機制御ユニット５０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５３、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５４からの検出信号が入力される。さらに、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ５５、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５６、アクセルペダルの踏み込みを検出するアクセル開度センサ５７、運転者により操作されるセレクトレバーにより選択された走行レンジを検出するレンジ検出センサ５８、その他の各種センサ５９からの検出信号が変速機制御ユニット５０に入力される。
【００３６】
変速機制御ユニット５０は、それぞれのセンサなどからの信号に基づいてソレノイドコイル５１，５２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データと制御用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、入出力ポート等を備えている。
【００３７】
以下、変速制御装置によるプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓの供給制御について説明する。まず、変速機制御ユニット５０によりエンジン回転数やスロットル開度などのパラメータに基づいて、目標とするセカンダリ圧Ｐｓが設定され、セカンダリ圧調整弁３２のソレノイドコイル５１に制御信号が出力される。たとえば、アクセルの踏み込みによりエンジントルクが大きく出力されるときには、エンジン１から無段変速機に入力される入力トルクも大きくなるため、駆動ベルト９を挟み込むためのセカンダリ圧Ｐｓも高く設定される。また、走行時の変速比が大きくなり高い伝達トルクが必要とされるときにはセカンダリ圧Ｐｓが高く設定される一方、変速比が小さくなり低い伝達トルクとなるときにはセカンダリ圧Ｐｓが低く設定される。
【００３８】
このように設定されるセカンダリ圧Ｐｓは、セカンダリ圧路３１を介してセカンダリプーリ８の駆動油室１７に供給されるとともに、入力路３４を介して減圧弁３５の入力ポート４１に供給される。ここで、減圧弁３５の弁軸４０は、ばね部材４６からのばね力によって連通位置に移動されており、セカンダリ圧Ｐｓは減圧弁３５の出力ポート４２から入力路３４を経てプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａに案内される。また、減圧弁３５の出力ポート４２はフィードバック圧路４７を介して圧力室４５に連通するため、圧力室４５にフィードバック圧として供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、ばね力に抗して弁軸４０を遮断位置に向けて付勢する。
【００３９】
圧力室４５に供給されるフィードバック圧が所定の圧力に達すると、弁軸４０は遮断位置に移動されるため、出力ポート４２と排出ポート４３が連通してプライマリ圧調整弁３３に供給されていた作動油が排出される一方、排出に伴って圧力室４５に供給されるフィードバック圧が所定の圧力を下回ると、ばね力によって弁軸４０は再び連通位置に移動される。つまり、減圧弁３５を介してプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、予め設定された所定の上限圧力を超えることのないよう減圧弁３５によって減圧されることになる。
【００４０】
このように、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油は、セカンダリ圧Ｐｓの圧力値に応じて０〜上限圧力の範囲で調圧される。そして、変速機制御ユニット５０は、エンジン回転数、スロットル開度および車速などのパラメータに基づいて目標とする変速比を算出し、これに実際の変速比を収束させるようにプライマリ圧Ｐｐを調圧するためプライマリ圧調整弁３３のソレノイドコイル５２に対して制御信号を出力する。
【００４１】
これにより、セカンダリ圧Ｐｓを減圧したプライマリ圧Ｐｐはプライマリプーリ７の駆動油室１４に供給され、変速比を無段階に変化させながら車両を発進から高速走行まで滑らかに走行させる。なお、プライマリプーリ７の受圧面積は、駆動油室１４に供給される上限圧力によって、セカンダリプーリ８を上回る推力を発生させる面積に設定される。
【００４２】
続いて、変速機制御ユニット５０やプライマリ圧調整弁３３の故障等により、プライマリ圧調整弁３３を制御できないフェール時におけるプライマリ圧Ｐｐの供給制御について説明する。フェール時においては、ソレノイドコイル５２に対して電流が供給されないため、ノーマルオープンタイプのプライマリ圧調整弁３３は作動油を調圧することなくプライマリプーリ７に供給する状態、つまりセカンダリ圧Ｐｓが直接供給され得る状態となる。しかしながら、入力路３４に減圧弁３５が設けられており、プライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓが上限圧力を超える場合には、圧力室４５に加えられるフィードバック圧によって弁軸４０は遮断位置に移動されるため、セカンダリ圧Ｐｓは上限圧力まで減圧されてプライマリ圧調整弁３３に供給されることになる。
【００４３】
このように、プライマリ圧調整弁３３を制御することができない状態であっても、プライマリプーリ７に供給されるプライマリ圧Ｐｐは、減圧弁３５によって設定される上限圧力を超えることがないため、オイルポンプ３０の最大圧力を考慮することなく、プライマリプーリ７やプライマリ圧調整弁３３の耐圧強度を低下させて設計することができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。また、フィードバック圧とばね力によって駆動される簡易な減圧弁３５を用いるため、構造上および制御上の複雑化を回避するだけでなく、減圧弁３５の駆動時の信頼性を容易に向上させることができる。
【００４４】
また、減圧弁３５によって入力路３４とセカンダリ圧路３１とは遮断されるため、駆動油室１４に供給されるプライマリ圧Ｐｐと駆動油室１７に供給されるセカンダリ圧Ｐｓとの圧力値を異なるように設定することができ、油圧比を所定の値に設定して変速比をたとえば１程度に設定することができる。これにより、変速比がオーバードライブ側にアップシフトされる状態を回避することができ、発進時や低速走行時における最低限の走行性能を確保することができる。さらに、プライマリ圧Ｐｐを設定できない場合であっても、プライマリプーリ７を保護するために、セカンダリ圧Ｐｓを低下させる必要がなく、クランプ力の低下による駆動ベルト９の滑りの発生を防止することもできる。
【００４５】
さらに、減圧弁３５から下流側つまりプライマリプーリ７側に設けられる各種油路の耐圧強度を下げることができるため、たとえば、プライマリ圧調整弁３３が設けられる図示しないコントロールバルブの油路壁を薄く形成して、コントロールバルブの小型化を達成することができる。さらに、作動油圧の上昇を回避することにより、作動油のリーク量を低減することができ、オイルポンプ容量の低減を図るとともに燃費を向上させることができる。
【００４６】
なお、プライマリ圧調整弁３３のフェール時について説明を行ったが、たとえばプライマリ圧調整弁３３とともにセカンダリ圧調整弁３２がフェール状態となり、オイルポンプ３０から最大圧力で出力される作動油がプライマリプーリ７に向けて出力される場合であっても、減圧弁３５によって上限圧力まで減圧するとともに所定の油圧比に設定するため、プライマリプーリ７に対する過大な圧力供給を回避するとともに不要なアップシフトを防止することができる。
【００４７】
図３は本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。図３においては図２に示した部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図３に示す変速制御装置は、図２に示す減圧弁３５にリリーフ弁６０を加えたものである。
【００４８】
図３に示すように、減圧弁３５の一端にはリリーフ弁６０が設けられており、このリリーフ弁６０によって圧力室４５のフィードバック圧は減圧制御される。リリーフ弁６０は排出ポート６１を備えた減圧室６２と、減圧室６２と圧力室４５とを連通する連通孔６３を開閉制御するニードル６４と、このニードル６４を駆動制御するソレノイドコイル６５とを備えている。また、変速機制御ユニット５０からソレノイドコイル６５に対して制御信号が出力されるようになっており、ソレノイドコイル６５に対する通電によって、ニードル６４がばね部材６６に抗する後退方向に移動して連通孔６３の開口面積を確保する一方、ソレノイドコイル６５に対する通電が遮断されると、ニードル６４がばね力によって前進方向に移動して連通孔６３を閉塞する。
【００４９】
このリリーフ弁６０は電磁制御弁であり、変速機制御ユニット５０からソレノイドコイル６５に供給される電流値を制御することによって連通孔６３の開口面積が制御される。このような減圧弁３５を用いると、通常走行時にはソレノイドコイル６５に通電制御することで圧力室４５内の作動油を排出することができる。つまり、フィードバック圧を減圧することができ、減圧弁３５によって設定される上限圧力を高めることができる。
【００５０】
図４は図３に示す減圧弁３５を用いた際にプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量とセカンダリ圧Ｐｓとの関係を示す線図である。図４に示すように、リリーフ弁６０により連通孔６３を閉塞した状態のもとで、フィードバック圧路４７を介して圧力室４５に供給されるセカンダリ圧Ｐｓつまりフィードバック圧が上昇すると、減圧弁３５の弁軸４０は遮断位置に向けて付勢されるために減圧弁３５を経てプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量は減少する。そして、セカンダリ圧Ｐｓが上限圧力Ｐ１ｍａｘまで上昇すると、弁軸４０の遮断位置に向けた移動が完了するため、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量は０となる。ここで、リリーフ弁６０を駆動させて連通孔６３の開口面積を確保すると、フィードバック圧を減圧することができ、減圧弁３５が遮断状態に駆動される際の上限圧力をＰ２ｍａｘまで上昇させることができる。つまり、リリーフ弁６０のソレノイドコイル６５に対する通電を制御することによって、減圧弁３５によって規制されるセカンダリ圧Ｐｓの上限圧力を図示するαの範囲で調節することができる。
【００５１】
このように、リリーフ弁６０を用いて上限圧力を上昇させることにより、図４に示すように、上限圧力Ｐ１ｍａｘ付近においてプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を流量Ｑまで増やすことができる。これにより、通常走行時においてプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を十分に確保することができるため、変速速度を上昇させて迅速な変速動作を達成することができる。なお、フェール時にはリリーフ弁６０を用いて連通孔６３を閉塞することにより、図２に示す減圧弁３５と同様に、上限圧力Ｐ１ｍａｘでプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓを規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５２】
図５は本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。図５においては図２に示した部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図５に示す変速制御装置は、図２に示す減圧弁３５に切換弁７０を加えたものである。
【００５３】
図５に示すように、減圧弁３５の付勢室であるばね室４４には切換弁７０を介して補助油圧が供給されるようになっている。切換弁７０は入力ポート７１、出力ポート７２および排出ポート７３を備えており、入力ポート７１には図示しない減圧機構を介してオイルポンプ３０からの油圧が補助油圧として供給され、出力ポート７２は油路７４を介して減圧弁３５のばね室４４に連通されている。この切換弁７０は変速機制御ユニット５０からの制御信号に基づいて、入力ポート７１と出力ポート７２とを連通する供給状態と、出力ポート７２と排出ポート７３とを連通する排出状態とに切換駆動される。
【００５４】
このような切換弁７０を用いると、通常走行時には供給状態に切り換えることによりばね室４４に補助油圧を供給することができ、この補助油圧とばね力とによって減圧弁３５の弁軸４０を連通位置に向けて付勢することができる。つまり、フィードバック圧に対向して弁軸４０を付勢する推力を高めることができるため、減圧弁３５を遮断状態に駆動するためのフィードバック圧を高く設定することができ、前述の減圧弁３５と同様に、減圧弁３５によって規制される上限圧力を高めることができる。このように簡易な構造の切換弁７０を用いた低コストの変速制御装置であっても、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を十分に確保することができ、迅速な変速動作を達成することができる。
【００５５】
なお、フェール時には切換弁７０を排出状態に切り換えてばね室４４内の補助油圧を開放することにより、図２に示す減圧弁３５と同様に、予め設定された上限圧力でプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓを規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５６】
これまで説明したように、入力路３４に減圧弁３５を設けることにより、プライマリ圧調整弁３３がフェール状態となる場合であっても、プライマリプーリ７に供給される作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリプーリ７やプライマリ圧調整弁３３等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００５７】
また、減圧弁３５が遮断状態に駆動されることによって、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力値を分けて設定することができ、油圧比が１に設定されることを回避できる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【００５８】
なお、図２、図３および図５に示す減圧弁３５は、プライマリ圧調整弁３３の上流側に接続された入力路３４に設けられているが、プライマリ圧調整弁３３の下流側に接続された連通路としてのプライマリ圧路４９に減圧弁３５を設けるようにしても良い。ここで、図６は図２に示す減圧弁３５をプライマリ圧路４９に設けた場合の変速制御装置を示す概略図である。図６に示すように、減圧弁３５をプライマリ圧路４９に設けた場合であっても、図２に示す減圧弁３５と同様に駆動され、プライマリ圧調整弁３３のフェール時には、プライマリプーリ７に供給される変速用作動油の上限圧力を規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５９】
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ことはいうまでもない。たとえば、変速制御弁としては、実際のプライマリ圧Ｐｐをパイロット圧室に入力して、一義的に変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐを設定する圧力制御弁としてのプライマリ圧調整弁３３が設けられているが、プライマリ圧Ｐｐを設定することなく弁軸の移動量を制御して、一義的に変速用作動油の供給量および排出量を設定する流量制御弁を設けるようにしても良い。この流量制御弁がフェール状態となり、プライマリプーリ７に供給される変速用作動油の流量を絞ることができない場合であっても、減圧弁３５によって変速用作動油の圧力つまりプライマリ圧Ｐｐを上限圧力まで減圧することができ、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００６０】
また、原動機として内燃機関であるエンジン１が設けられているが、エンジン１に代えて電動モータを用いるようにしても良い。また、図示する無段変速機は前輪駆動車に適用されているが、後輪駆動車に適用しても良く、４輪駆動車に適用しても良いことはいうまでもない。
【００６１】
さらに、減圧弁３５の弁軸４０に設けられた２つの弁体３８，３９は同じ受圧面積に設定されているが、これを変更するようにしても良い。たとえば、圧力室４５を区画形成する弁体３８の受圧面積に比べて、ばね室４４を区画形成する弁体３９の受圧面積を大きく設定しても良く、このように減圧弁３５を構成することによって、２つの弁体３８，３９に挟まれた空間を圧力室として設定することができ、フィードバック圧路４７を介して出力ポート４２と連通される圧力室４５を廃止することができる。つまり、減圧弁３５の入力ポート４１から出力ポート４２に流れる作動油が設定された圧力室を通過する際に、２つの弁体３８，３９の受圧面積の差に応じた推力によって弁軸４０を遮断位置に向けて付勢することができ、前述の減圧弁３５と同様に機能させることができる。
【００６２】
またさらに、圧力室４５に連通して設けられるリリーフ弁６０を、連通孔６３を開口させた位置と連通孔６３を閉塞させた位置との２位置に切換駆動するようにしても良く、ばね室４４に連通して設けられる切換弁７０を電磁制御弁として電流値に応じて補助油圧を供給制御するようにしても良い。
【００６３】
なお、ばね室４４に収容される付勢手段としてばね部材４６が設けられているが、他の付勢手段であっても良く、たとえば、付勢室に連通させてアキュムレータを設けて弁軸４０を連通位置に向けて付勢するようにしても良い。また、プライマリプーリ７からセカンダリプーリ８に動力を伝達する動力伝達要素としては駆動ベルト９に限られることなく、駆動チェーンを用いても良いことはいうまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、連通路に減圧弁を設けることにより、変速制御弁がフェール状態となる場合であっても、プライマリシリンダに供給される変速用作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリシリンダ等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００６５】
また、減圧弁を遮断状態に駆動することにより、プライマリシリンダとセカンダリシリンダとに供給される油圧を異なる値に設定することができ、油圧比を１以外に設定することができる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【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】本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図４】プライマリ圧調整弁に供給される作動油の流量と圧力との関係を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１ エンジン（原動機）
７ プライマリプーリ
８ セカンダリプーリ
９ 駆動ベルト（動力伝達要素）
１３ プライマリシリンダ
１６ セカンダリシリンダ
３２ セカンダリ圧調整弁
３３ プライマリ圧調整弁（変速制御弁）
３４ 入力路（連通路）
３５ 減圧弁
４０ 弁軸
４４ ばね室（付勢室）
４５ 圧力室
４６ ばね部材（付勢手段）
４９ プライマリ圧路（連通路）
６０ リリーフ弁
７０ 切換弁
Ｐｐ プライマリ圧
Ｐｓ セカンダリ圧（フィードバック圧）
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載される無段変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の駆動系に適用されるベルト式無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡される駆動ベルトとを備えており、プーリの溝幅を変化させて駆動ベルトの巻き付け径を変化させることによって、変速比を無段階に変化させながら入力軸の回転を出力軸に伝達することができる。
【０００３】
このような無段変速機の変速制御装置は走行状況に応じて変速比を自動的に制御する。つまり、スロットル開度、車速、あるいはエンジン回転数などの走行状態を示すパラメータに基づき、基本変速特性マップを参照して目標プライマリ回転数を設定するとともに、この目標プライマリ回転数に実プライマリ回転数を収束させるように、無段変速機の変速比をローからオーバードライブまで連続的に設定する。
【０００４】
ここで、伝達トルクに応じたクランプ力を駆動ベルトに与えるため、セカンダリプーリにはセカンダリ圧調整弁を介して調圧されたライン圧つまりセカンダリ圧が供給される。また、プーリの溝幅を変化させて変速比を設定するため、プライマリプーリには変速制御弁を介して変速用作動油が供給される。この変速制御弁としては圧力制御弁や流量制御弁が用いられ、圧力制御弁によってライン圧を調圧して一義的に変速用作動油のプライマリ圧を定める場合や、流量制御弁によって一義的に変速用作動油の供給量および排出量を定める場合がある。
【０００５】
このように、変速用作動油やセカンダリ圧を車両の走行状況に応じて随時制御する必要があり、セカンダリ圧調整弁や変速制御弁には電磁制御弁が用いられる。これら電磁制御弁は変速制御装置からの制御信号によって駆動されるが、万一、変速制御装置からの制御信号を得ることができないフェール時であっても、プーリに作動油を供給して最低限の走行を可能とする必要がある。このため、セカンダリ圧調整弁や変速制御弁には常開式つまりノーマルオープンの電磁制御弁を用いることが多く、フェール時にはオイルポンプからの作動油がプーリに直接供給される。
【０００６】
しかしながら、プライマリプーリとセカンダリプーリとには、オイルポンプの最大圧力が減圧されずに供給されるため、通常走行時に比べて高い圧力が供給されることになる。特に、通常走行時のプライマリプーリにはセカンダリ圧よりも低いプライマリ圧が供給されるため、オイルポンプからの最大圧力はプライマリプーリにとって過大な圧力となり強度上の不都合を生ずるおそれがある。このため、プライマリプーリには必要以上の耐圧強度が要求されるが、耐圧強度を上げることは無段変速機の重量増加や高コスト化を招くことになる。
【０００７】
そこで、プライマリ圧が供給される油路から分岐するように排出弁を設け、フェール時にはプライマリ圧を減圧する変速制御装置が開発されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−６５６８４号公報（第５頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プライマリ圧は減圧されるものの、セカンダリ圧が供給される油路とプライマリ圧が供給される油路とは、ノーマルオープンのプライマリ圧調整弁を介して連通されるため、プライマリ圧とセカンダリ圧とは同じ圧力に設定され、プライマリ圧とセカンダリ圧との油圧比は１に設定される。
【００１０】
つまり、フェール時においては、油圧比が１に設定されるため無段変速機の変速比が常にオーバードライブ側にアップシフトされることになり、十分な駆動力を確保することができず、発進時や低速走行時の走行に支障をきたすおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、フェール時において、プライマリ圧の昇圧を抑制するとともに車両の走行性や発進性を確保することにある。
【００１２】
【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、原動機に駆動されるプライマリプーリの回転数を動力伝達要素を介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機の変速制御装置であって、前記セカンダリプーリに設けられたセカンダリシリンダに供給される作動油を調圧するセカンダリ圧調整弁と、前記プライマリプーリに設けられたプライマリシリンダと前記セカンダリ圧調整弁とを接続する連通路に設けられ、前記プライマリシリンダに変速用作動油を供給する変速制御弁と、前記連通路に設けられ、前記連通路を連通状態と遮断状態とに切り換え、前記変速用作動油の上限圧力を規制する減圧弁とを有し、前記減圧弁は、前記連通状態に応じた連通位置と前記遮断状態に応じた遮断位置とに移動自在の弁軸と、前記弁軸を収容するとともに付勢室と圧力室とを区画形成する弁ハウジングとを備え、前記付勢室に収容される付勢手段により前記弁軸は前記連通位置に向けて付勢される一方、前記圧力室に加えられるフィードバック圧により前記弁軸は前記遮断位置に向けて付勢されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記減圧弁は前記変速制御弁の上流側に設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記圧力室に連通して設けられ、前記フィードバック圧を減圧するリリーフ弁を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の無段変速機の変速制御装置は、前記付勢室に連通して設けられ、前記フィードバック圧に対向して前記弁軸を前記付勢手段とともに付勢する補助油圧を供給する切換弁を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、連通路に減圧弁を設けることにより、変速制御弁がフェール状態となる場合であっても、プライマリシリンダに供給される変速用作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリシリンダ等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００１８】
また、減圧弁を遮断状態に駆動することにより、プライマリシリンダとセカンダリシリンダとに供給される油圧を異なる値に設定することができ、油圧比を１以外に設定することができる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【００１９】
【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、この無段変速機は原動機であるエンジン１に駆動される駆動側のプライマリ軸２と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸３とを有しており、プライマリ軸２にはクランク軸４の回転がトルクコンバータ５と前後進切換装置６とを介して伝達される。
【００２０】
プライマリ軸２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２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２にボールスプラインなどを介して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７ａ，７ｂ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３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３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３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。
【００２１】
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である駆動ベルト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７，８に対する駆動ベルト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２の回転がセカンダリ軸３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、変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。
【００２２】
セカンダリ軸３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。
【００２３】
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２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１３が可動プーリ７ｂに固定されており、プランジャ１２とプライマリシリンダ１３とにより駆動油室１４が形成されている。一方、セカンダリプーリ８の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸３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１６が可動プーリ８ｂに固定されており、プランジャ１５とセカンダリシリンダ１６とにより駆動油室１７が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の駆動油室１４に導入される変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の駆動油室１７に導入される作動油のセカンダリ圧Ｐｓとを調整することにより設定される。つまり、変速比はプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの油圧比に応じて設定される。
【００２４】
また、トルクコンバータ５はクランク軸４に連結されたポンプ側シェル１８と、トルクコンバータ出力軸１９に連結されたタービンランナ２０とを有し、トルクコンバータ出力軸１９にはポンプ側シェル１８に固定されたフロントカバー２１に係合するロックアップクラッチ２２が取り付けられている。ロックアップクラッチ２２の一方側にはアプライ室２２ａが形成され、他方側にはリリース室２２ｂが形成されている。
【００２５】
アプライ室２２ａとリリース室２２ｂには調圧された作動油が供給され、リリース室２２ｂの作動油の圧力を低下させると、アプライ室２２ａに供給される油圧によってロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に係合する直結状態つまりロックアップ状態となる。一方、リリース室２２ｂに供給される油圧を高めてリリース室２２ｂからアプライ室２２ａを介して作動油をトルクコンバータ５内で循環させることにより、ロックアップクラッチ２２が解放される解除状態となりトルクコンバータ５は作動状態になる。そして、リリース室２２ｂに供給する油圧を調圧することにより、ロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に対してスリップ状態つまり半クラッチ状態となる。
【００２６】
また、前後進切換装置６は、遊星歯車やクラッチやブレーキなどによって構成されており、クラッチやブレーキの締結制御を行うことによって、トルクコンバータ出力軸１９からプライマリ軸２に対する動力伝達径路を切り換えることができる。トルクコンバータ出力軸１９とプライマリ軸２とを締結制御する前進用クラッチ２３を係合状態に作動すると、トルクコンバータ出力軸１９の回転がそのままプライマリ軸２に伝達され、前後進切換装置６は動力を前進方向に伝達する。一方、遊星歯車のリングギヤ２４の回転を規制する後退用ブレーキ２５を係合状態に作動すると、トルクコンバータ出力軸１９の回転が遊星歯車を介してプライマリ軸２に逆方向に伝達され、前後進切換装置６は動力を後退方向に伝達する。なお、前進用クラッチ２３および後退用ブレーキ２５を共に解放すると、トルクコンバータ出力軸１９とプライマリ軸２とは切り離され、前後進切換装置６は動力を伝達しない中立状態となる。
【００２７】
図２は本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置の油圧制御系および電子制御系を示す概略図である。図２に示すように、駆動油室１７にはエンジン１あるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ３０によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ３０の吐出口に接続されるセカンダリ圧路３１は、駆動油室１７に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁３２の調圧ポート３２ａに連通されている。このセカンダリ圧調整弁３２によって調圧されて駆動油室１７に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐｓは、駆動ベルト９に対してトルク伝達に必要な張力を与える圧力に調整される。
【００２８】
オイルポンプ３０の吐出口と変速制御弁であるプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａとは、セカンダリ圧路３１に接続される連通路としての入力路３４を介して接続されており、入力路３４には減圧弁３５が設けられている。なお、プライマリシリンダ１３とセカンダリ圧調整弁３２とを接続する連通路は、入力路３４と後述するプライマリ圧路４９とにより形成されている。
【００２９】
減圧弁３５は、長手方向に弁孔３６が形成された弁ハウジング３７と、弁孔３６に移動自在に収容されるとともに２つの弁体３８，３９を備えた弁軸４０とを有しており、弁ハウジング３７には弁孔３６に連通する入力ポート４１、出力ポート４２および排出ポート４３が形成されている。入力ポート４１はオイルポンプ３０の吐出口と接続され、出力ポート４２はプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａと接続されている。このような弁ハウジング３７に収容された弁軸４０は、入力ポート４１と出力ポート４２とを連通するとともに排出ポート４３を閉塞する連通位置と、入力ポート４１を閉塞するとともに出力ポート４２と排出ポート４３とを連通する遮断位置とに移動自在となっている。
【００３０】
また、弁ハウジング３７と弁軸４０とにより、弁軸４０の一方側には付勢室としてのばね室４４が区画形成される一方、弁軸４０の他方側には圧力室４５が区画形成されており、ばね室４４には付勢手段としてのばね部材４６が収容され、圧力室４５は弁ハウジング３７に形成されたフィードバック圧路４７を介して出力ポート４２と連通されている。このように、弁軸４０はばね部材４６のばね力により連通位置に向けて付勢される一方、フィードバック圧路４７を介して供給されるフィードバック圧つまり出力ポート４２から出力されるセカンダリ圧Ｐｓにより遮断位置に向けて付勢されることになる。なお、ばね室４４には外部に連通する開放孔４８が形成されている。
【００３１】
このような減圧弁３５を経たセカンダリ圧Ｐｓが供給されるプライマリ圧調整弁３３は、出力ポート３３ｂに接続された連通路であるプライマリ圧路４９を介してプライマリ側の駆動油室１４に連通されている。プライマリ圧調整弁３３によって、セカンダリ圧Ｐｓは目標変速比、車速などに応じたプライマリ圧Ｐｐに調圧され、プライマリ圧Ｐｐによりプライマリプーリ７の溝幅が変化されて変速比が制御される。ここで、プライマリ圧Ｐｐはセカンダリ圧Ｐｓを減圧した圧力となるが、駆動油室１４の受圧面積は駆動油室１７に比べて大きく設定されるため、プライマリ圧Ｐｐの供給制御によってプライマリプーリ７の溝幅を変化させるとともに、駆動ベルト９を介してセカンダリプーリ８の溝幅を変化させることができる。
【００３２】
セカンダリ圧Ｐｓを調圧するセカンダリ圧調整弁３２と、プライマリ圧Ｐｐを調圧するプライマリ圧調整弁３３とは、それぞれ電磁制御弁であり、変速機制御ユニット５０からそれぞれのソレノイドコイル５１，５２に供給される電流値を制御することによってセカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐが調圧される。セカンダリ圧調整弁３２とプライマリ圧調整弁３３とは、常開式つまりノーマルオープンタイプの制御弁であり、ソレノイドコイル５１，５２に供給される電流が遮断されると作動油が調圧されずに駆動油室１４，１７に対して供給されることになる。
【００３３】
なお、変速制御弁としては、実際のプライマリ圧Ｐｐをパイロット圧室に入力して、一義的に変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐを設定する圧力制御弁としてのプライマリ圧調整弁３３を設けているが、プライマリ圧Ｐｐを設定することなく弁軸の移動量を制御して、一義的に変速用作動油の供給量および排出量を設定する流量制御弁を設けるようにしても良い。
【００３４】
また、リリース室２２ｂの圧力を調整してロックアップクラッチ２２をロックアップ状態、解除状態およびスリップ状態に設定するためにロックアップクラッチの制御用として設けられる図示しない電磁制御弁に対しても、変速機制御ユニット５０からの制御信号が送られるようになっている。さらに、前進用クラッチ２３および後退用ブレーキ２５の締結を制御して前後進切換装置６の動力伝達径路を切り換えるために前後進切換装置の制御用として設けられる図示しない電磁制御弁に対しても変速機制御ユニット５０からの制御信号が送られるようになっている。
【００３５】
変速機制御ユニット５０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５３、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５４からの検出信号が入力される。さらに、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ５５、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５６、アクセルペダルの踏み込みを検出するアクセル開度センサ５７、運転者により操作されるセレクトレバーにより選択された走行レンジを検出するレンジ検出センサ５８、その他の各種センサ５９からの検出信号が変速機制御ユニット５０に入力される。
【００３６】
変速機制御ユニット５０は、それぞれのセンサなどからの信号に基づいてソレノイドコイル５１，５２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データと制御用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、入出力ポート等を備えている。
【００３７】
以下、変速制御装置によるプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓの供給制御について説明する。まず、変速機制御ユニット５０によりエンジン回転数やスロットル開度などのパラメータに基づいて、目標とするセカンダリ圧Ｐｓが設定され、セカンダリ圧調整弁３２のソレノイドコイル５１に制御信号が出力される。たとえば、アクセルの踏み込みによりエンジントルクが大きく出力されるときには、エンジン１から無段変速機に入力される入力トルクも大きくなるため、駆動ベルト９を挟み込むためのセカンダリ圧Ｐｓも高く設定される。また、走行時の変速比が大きくなり高い伝達トルクが必要とされるときにはセカンダリ圧Ｐｓが高く設定される一方、変速比が小さくなり低い伝達トルクとなるときにはセカンダリ圧Ｐｓが低く設定される。
【００３８】
このように設定されるセカンダリ圧Ｐｓは、セカンダリ圧路３１を介してセカンダリプーリ８の駆動油室１７に供給されるとともに、入力路３４を介して減圧弁３５の入力ポート４１に供給される。ここで、減圧弁３５の弁軸４０は、ばね部材４６からのばね力によって連通位置に移動されており、セカンダリ圧Ｐｓは減圧弁３５の出力ポート４２から入力路３４を経てプライマリ圧調整弁３３の入力ポート３３ａに案内される。また、減圧弁３５の出力ポート４２はフィードバック圧路４７を介して圧力室４５に連通するため、圧力室４５にフィードバック圧として供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、ばね力に抗して弁軸４０を遮断位置に向けて付勢する。
【００３９】
圧力室４５に供給されるフィードバック圧が所定の圧力に達すると、弁軸４０は遮断位置に移動されるため、出力ポート４２と排出ポート４３が連通してプライマリ圧調整弁３３に供給されていた作動油が排出される一方、排出に伴って圧力室４５に供給されるフィードバック圧が所定の圧力を下回ると、ばね力によって弁軸４０は再び連通位置に移動される。つまり、減圧弁３５を介してプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、予め設定された所定の上限圧力を超えることのないよう減圧弁３５によって減圧されることになる。
【００４０】
このように、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油は、セカンダリ圧Ｐｓの圧力値に応じて０〜上限圧力の範囲で調圧される。そして、変速機制御ユニット５０は、エンジン回転数、スロットル開度および車速などのパラメータに基づいて目標とする変速比を算出し、これに実際の変速比を収束させるようにプライマリ圧Ｐｐを調圧するためプライマリ圧調整弁３３のソレノイドコイル５２に対して制御信号を出力する。
【００４１】
これにより、セカンダリ圧Ｐｓを減圧したプライマリ圧Ｐｐはプライマリプーリ７の駆動油室１４に供給され、変速比を無段階に変化させながら車両を発進から高速走行まで滑らかに走行させる。なお、プライマリプーリ７の受圧面積は、駆動油室１４に供給される上限圧力によって、セカンダリプーリ８を上回る推力を発生させる面積に設定される。
【００４２】
続いて、変速機制御ユニット５０やプライマリ圧調整弁３３の故障等により、プライマリ圧調整弁３３を制御できないフェール時におけるプライマリ圧Ｐｐの供給制御について説明する。フェール時においては、ソレノイドコイル５２に対して電流が供給されないため、ノーマルオープンタイプのプライマリ圧調整弁３３は作動油を調圧することなくプライマリプーリ７に供給する状態、つまりセカンダリ圧Ｐｓが直接供給され得る状態となる。しかしながら、入力路３４に減圧弁３５が設けられており、プライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓが上限圧力を超える場合には、圧力室４５に加えられるフィードバック圧によって弁軸４０は遮断位置に移動されるため、セカンダリ圧Ｐｓは上限圧力まで減圧されてプライマリ圧調整弁３３に供給されることになる。
【００４３】
このように、プライマリ圧調整弁３３を制御することができない状態であっても、プライマリプーリ７に供給されるプライマリ圧Ｐｐは、減圧弁３５によって設定される上限圧力を超えることがないため、オイルポンプ３０の最大圧力を考慮することなく、プライマリプーリ７やプライマリ圧調整弁３３の耐圧強度を低下させて設計することができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。また、フィードバック圧とばね力によって駆動される簡易な減圧弁３５を用いるため、構造上および制御上の複雑化を回避するだけでなく、減圧弁３５の駆動時の信頼性を容易に向上させることができる。
【００４４】
また、減圧弁３５によって入力路３４とセカンダリ圧路３１とは遮断されるため、駆動油室１４に供給されるプライマリ圧Ｐｐと駆動油室１７に供給されるセカンダリ圧Ｐｓとの圧力値を異なるように設定することができ、油圧比を所定の値に設定して変速比をたとえば１程度に設定することができる。これにより、変速比がオーバードライブ側にアップシフトされる状態を回避することができ、発進時や低速走行時における最低限の走行性能を確保することができる。さらに、プライマリ圧Ｐｐを設定できない場合であっても、プライマリプーリ７を保護するために、セカンダリ圧Ｐｓを低下させる必要がなく、クランプ力の低下による駆動ベルト９の滑りの発生を防止することもできる。
【００４５】
さらに、減圧弁３５から下流側つまりプライマリプーリ７側に設けられる各種油路の耐圧強度を下げることができるため、たとえば、プライマリ圧調整弁３３が設けられる図示しないコントロールバルブの油路壁を薄く形成して、コントロールバルブの小型化を達成することができる。さらに、作動油圧の上昇を回避することにより、作動油のリーク量を低減することができ、オイルポンプ容量の低減を図るとともに燃費を向上させることができる。
【００４６】
なお、プライマリ圧調整弁３３のフェール時について説明を行ったが、たとえばプライマリ圧調整弁３３とともにセカンダリ圧調整弁３２がフェール状態となり、オイルポンプ３０から最大圧力で出力される作動油がプライマリプーリ７に向けて出力される場合であっても、減圧弁３５によって上限圧力まで減圧するとともに所定の油圧比に設定するため、プライマリプーリ７に対する過大な圧力供給を回避するとともに不要なアップシフトを防止することができる。
【００４７】
図３は本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。図３においては図２に示した部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図３に示す変速制御装置は、図２に示す減圧弁３５にリリーフ弁６０を加えたものである。
【００４８】
図３に示すように、減圧弁３５の一端にはリリーフ弁６０が設けられており、このリリーフ弁６０によって圧力室４５のフィードバック圧は減圧制御される。リリーフ弁６０は排出ポート６１を備えた減圧室６２と、減圧室６２と圧力室４５とを連通する連通孔６３を開閉制御するニードル６４と、このニードル６４を駆動制御するソレノイドコイル６５とを備えている。また、変速機制御ユニット５０からソレノイドコイル６５に対して制御信号が出力されるようになっており、ソレノイドコイル６５に対する通電によって、ニードル６４がばね部材６６に抗する後退方向に移動して連通孔６３の開口面積を確保する一方、ソレノイドコイル６５に対する通電が遮断されると、ニードル６４がばね力によって前進方向に移動して連通孔６３を閉塞する。
【００４９】
このリリーフ弁６０は電磁制御弁であり、変速機制御ユニット５０からソレノイドコイル６５に供給される電流値を制御することによって連通孔６３の開口面積が制御される。このような減圧弁３５を用いると、通常走行時にはソレノイドコイル６５に通電制御することで圧力室４５内の作動油を排出することができる。つまり、フィードバック圧を減圧することができ、減圧弁３５によって設定される上限圧力を高めることができる。
【００５０】
図４は図３に示す減圧弁３５を用いた際にプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量とセカンダリ圧Ｐｓとの関係を示す線図である。図４に示すように、リリーフ弁６０により連通孔６３を閉塞した状態のもとで、フィードバック圧路４７を介して圧力室４５に供給されるセカンダリ圧Ｐｓつまりフィードバック圧が上昇すると、減圧弁３５の弁軸４０は遮断位置に向けて付勢されるために減圧弁３５を経てプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量は減少する。そして、セカンダリ圧Ｐｓが上限圧力Ｐ１ｍａｘまで上昇すると、弁軸４０の遮断位置に向けた移動が完了するため、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量は０となる。ここで、リリーフ弁６０を駆動させて連通孔６３の開口面積を確保すると、フィードバック圧を減圧することができ、減圧弁３５が遮断状態に駆動される際の上限圧力をＰ２ｍａｘまで上昇させることができる。つまり、リリーフ弁６０のソレノイドコイル６５に対する通電を制御することによって、減圧弁３５によって規制されるセカンダリ圧Ｐｓの上限圧力を図示するαの範囲で調節することができる。
【００５１】
このように、リリーフ弁６０を用いて上限圧力を上昇させることにより、図４に示すように、上限圧力Ｐ１ｍａｘ付近においてプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を流量Ｑまで増やすことができる。これにより、通常走行時においてプライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を十分に確保することができるため、変速速度を上昇させて迅速な変速動作を達成することができる。なお、フェール時にはリリーフ弁６０を用いて連通孔６３を閉塞することにより、図２に示す減圧弁３５と同様に、上限圧力Ｐ１ｍａｘでプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓを規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５２】
図５は本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。図５においては図２に示した部材と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図５に示す変速制御装置は、図２に示す減圧弁３５に切換弁７０を加えたものである。
【００５３】
図５に示すように、減圧弁３５の付勢室であるばね室４４には切換弁７０を介して補助油圧が供給されるようになっている。切換弁７０は入力ポート７１、出力ポート７２および排出ポート７３を備えており、入力ポート７１には図示しない減圧機構を介してオイルポンプ３０からの油圧が補助油圧として供給され、出力ポート７２は油路７４を介して減圧弁３５のばね室４４に連通されている。この切換弁７０は変速機制御ユニット５０からの制御信号に基づいて、入力ポート７１と出力ポート７２とを連通する供給状態と、出力ポート７２と排出ポート７３とを連通する排出状態とに切換駆動される。
【００５４】
このような切換弁７０を用いると、通常走行時には供給状態に切り換えることによりばね室４４に補助油圧を供給することができ、この補助油圧とばね力とによって減圧弁３５の弁軸４０を連通位置に向けて付勢することができる。つまり、フィードバック圧に対向して弁軸４０を付勢する推力を高めることができるため、減圧弁３５を遮断状態に駆動するためのフィードバック圧を高く設定することができ、前述の減圧弁３５と同様に、減圧弁３５によって規制される上限圧力を高めることができる。このように簡易な構造の切換弁７０を用いた低コストの変速制御装置であっても、プライマリ圧調整弁３３に供給される作動油流量を十分に確保することができ、迅速な変速動作を達成することができる。
【００５５】
なお、フェール時には切換弁７０を排出状態に切り換えてばね室４４内の補助油圧を開放することにより、図２に示す減圧弁３５と同様に、予め設定された上限圧力でプライマリ圧調整弁３３に供給されるセカンダリ圧Ｐｓを規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５６】
これまで説明したように、入力路３４に減圧弁３５を設けることにより、プライマリ圧調整弁３３がフェール状態となる場合であっても、プライマリプーリ７に供給される作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリプーリ７やプライマリ圧調整弁３３等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００５７】
また、減圧弁３５が遮断状態に駆動されることによって、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとの圧力値を分けて設定することができ、油圧比が１に設定されることを回避できる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【００５８】
なお、図２、図３および図５に示す減圧弁３５は、プライマリ圧調整弁３３の上流側に接続された入力路３４に設けられているが、プライマリ圧調整弁３３の下流側に接続された連通路としてのプライマリ圧路４９に減圧弁３５を設けるようにしても良い。ここで、図６は図２に示す減圧弁３５をプライマリ圧路４９に設けた場合の変速制御装置を示す概略図である。図６に示すように、減圧弁３５をプライマリ圧路４９に設けた場合であっても、図２に示す減圧弁３５と同様に駆動され、プライマリ圧調整弁３３のフェール時には、プライマリプーリ７に供給される変速用作動油の上限圧力を規制するとともに、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００５９】
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ことはいうまでもない。たとえば、変速制御弁としては、実際のプライマリ圧Ｐｐをパイロット圧室に入力して、一義的に変速用作動油のプライマリ圧Ｐｐを設定する圧力制御弁としてのプライマリ圧調整弁３３が設けられているが、プライマリ圧Ｐｐを設定することなく弁軸の移動量を制御して、一義的に変速用作動油の供給量および排出量を設定する流量制御弁を設けるようにしても良い。この流量制御弁がフェール状態となり、プライマリプーリ７に供給される変速用作動油の流量を絞ることができない場合であっても、減圧弁３５によって変速用作動油の圧力つまりプライマリ圧Ｐｐを上限圧力まで減圧することができ、プライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを所定の油圧比に設定することができる。
【００６０】
また、原動機として内燃機関であるエンジン１が設けられているが、エンジン１に代えて電動モータを用いるようにしても良い。また、図示する無段変速機は前輪駆動車に適用されているが、後輪駆動車に適用しても良く、４輪駆動車に適用しても良いことはいうまでもない。
【００６１】
さらに、減圧弁３５の弁軸４０に設けられた２つの弁体３８，３９は同じ受圧面積に設定されているが、これを変更するようにしても良い。たとえば、圧力室４５を区画形成する弁体３８の受圧面積に比べて、ばね室４４を区画形成する弁体３９の受圧面積を大きく設定しても良く、このように減圧弁３５を構成することによって、２つの弁体３８，３９に挟まれた空間を圧力室として設定することができ、フィードバック圧路４７を介して出力ポート４２と連通される圧力室４５を廃止することができる。つまり、減圧弁３５の入力ポート４１から出力ポート４２に流れる作動油が設定された圧力室を通過する際に、２つの弁体３８，３９の受圧面積の差に応じた推力によって弁軸４０を遮断位置に向けて付勢することができ、前述の減圧弁３５と同様に機能させることができる。
【００６２】
またさらに、圧力室４５に連通して設けられるリリーフ弁６０を、連通孔６３を開口させた位置と連通孔６３を閉塞させた位置との２位置に切換駆動するようにしても良く、ばね室４４に連通して設けられる切換弁７０を電磁制御弁として電流値に応じて補助油圧を供給制御するようにしても良い。
【００６３】
なお、ばね室４４に収容される付勢手段としてばね部材４６が設けられているが、他の付勢手段であっても良く、たとえば、付勢室に連通させてアキュムレータを設けて弁軸４０を連通位置に向けて付勢するようにしても良い。また、プライマリプーリ７からセカンダリプーリ８に動力を伝達する動力伝達要素としては駆動ベルト９に限られることなく、駆動チェーンを用いても良いことはいうまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、連通路に減圧弁を設けることにより、変速制御弁がフェール状態となる場合であっても、プライマリシリンダに供給される変速用作動油を所定の上限圧力まで減圧することができる。これにより、プライマリシリンダ等のプライマリ油圧系に対する過大な圧力供給を回避することができるため、プライマリ油圧系の設計耐圧を低下させることができ、無段変速機の軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００６５】
また、減圧弁を遮断状態に駆動することにより、プライマリシリンダとセカンダリシリンダとに供給される油圧を異なる値に設定することができ、油圧比を１以外に設定することができる。これにより、無段変速機の不要なアップシフトを回避することができ、発進時や低速走行時における走行性能を確保することができる。
【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】本発明の一実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図４】プライマリ圧調整弁に供給される作動油の流量と圧力との関係を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１ エンジン（原動機）
７ プライマリプーリ
８ セカンダリプーリ
９ 駆動ベルト（動力伝達要素）
１３ プライマリシリンダ
１６ セカンダリシリンダ
３２ セカンダリ圧調整弁
３３ プライマリ圧調整弁（変速制御弁）
３４ 入力路（連通路）
３５ 減圧弁
４０ 弁軸
４４ ばね室（付勢室）
４５ 圧力室
４６ ばね部材（付勢手段）
４９ プライマリ圧路（連通路）
６０ リリーフ弁
７０ 切換弁
Ｐｐ プライマリ圧
Ｐｓ セカンダリ圧（フィードバック圧）
Claims (4)
- 原動機に駆動されるプライマリプーリの回転数を動力伝達要素を介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機の変速制御装置であって、
前記セカンダリプーリに設けられたセカンダリシリンダに供給される作動油を調圧するセカンダリ圧調整弁と、
前記プライマリプーリに設けられたプライマリシリンダと前記セカンダリ圧調整弁とを接続する連通路に設けられ、前記プライマリシリンダに変速用作動油を供給する変速制御弁と、
前記連通路に設けられ、前記連通路を連通状態と遮断状態とに切り換え、前記変速用作動油の上限圧力を規制する減圧弁とを有し、
前記減圧弁は、前記連通状態に応じた連通位置と前記遮断状態に応じた遮断位置とに移動自在の弁軸と、前記弁軸を収容するとともに付勢室と圧力室とを区画形成する弁ハウジングとを備え、前記付勢室に収容される付勢手段により前記弁軸は前記連通位置に向けて付勢される一方、前記圧力室に加えられるフィードバック圧により前記弁軸は前記遮断位置に向けて付勢されることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。 - 請求項１記載の無段変速機の変速制御装置において、前記減圧弁は前記変速制御弁の上流側に設けられることを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
- 請求項１または２記載の無段変速機の変速制御装置において、前記圧力室に連通して設けられ、前記フィードバック圧を減圧するリリーフ弁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１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機の変速制御装置において、前記付勢室に連通して設けられ、前記フィードバック圧に対向して前記弁軸を前記付勢手段とともに付勢する補助油圧を供給する切換弁を有することを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
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