JP5317824B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される無段変速機の制御装置に関する。

自動車等の車両に搭載される無段変速機（ＣＶＴ）は、入力軸側に設けられるプライマリプーリと、出力軸側に設けられるセカンダリプーリとを備え、各プーリには動力を伝達する駆動ベルト（動力伝達要素）が巻き付けられている。駆動ベルトは、各プーリを形成する固定シーブと可動シーブとの間に挟持され、例えば、プライマリプーリ（変速プーリ）に作動油を給排することにより、可動シーブが固定シーブに近接または離間して駆動ベルトの巻き付け径が変化し、変速比が無段階で制御される。また、セカンダリプーリ（締付プーリ）に作動油を給排することにより、可動シーブが固定シーブに近接または離間して駆動ベルトのクランプ力（締め付け力）が変化し、駆動ベルトの滑りを抑制して動力の伝達効率が高められる。

無段変速機の変速比制御は、車両に搭載されるコントローラにより行われ、コントローラは、制御マップを参照してスロットル開度や車速に基づき目標変速比を設定するようになっている。コントローラは、設定した目標変速比を得るための所定圧の作動油（プライマリ圧）をプライマリプーリに供給し、これにより変速比が目標変速比に制御されるようになっている。

このような無段変速機を制御する制御装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された無段変速機の制御装置は、プライマリプーリとオイルポンプ（作動油供給源）との間に、プライマリ制御弁およびセカンダリ制御弁を備えている。プライマリ制御弁はプライマリプーリ側に配置され、プライマリプーリに作動油を給排してプライマリ圧を調圧し、セカンダリ制御弁はオイルポンプ側に配置され、セカンダリプーリに所定圧の作動油（セカンダリ圧）を供給したり、当該セカンダリ圧をプライマリ制御弁に供給したりする。

特許文献１に記載された無段変速機の制御装置は、プライマリ制御弁が何らかの原因で故障（天絡故障や断線故障等）した場合に、変速比を中間変速比とするフェイルセーフ対策を施している。これにより、高速走行時に変速比が急激にダウンシフトされてホイールロック等を起こし、車両が挙動不安定になるのを抑制し、さらには変速比が高速側（変速比小）で固定されて、車両の再発進／再加速が困難になるのを抑制している。

特許文献１に記載された無段変速機の制御装置においては、１つのプライマリ制御弁によりプライマリプーリへの作動油の給排を行っているが、例えば、１つのプライマリプーリに対して２つの制御弁（供給弁／排出弁）を接続し、供給弁によりプライマリプーリへの作動油の供給を制御し、排出弁によりプライマリプーリからの作動油の排出を制御するようにした無段変速機の制御装置も提案されている。

このような２つの制御弁を備える無段変速機の制御装置においては、供給系統の油圧回路と排出系統の油圧回路とを別に設けることができ、例えば、供給系統の油圧回路の残圧が排出系統の油圧回路に影響することが無い。したがって、プライマリプーリへの作動油の供給制御と排出制御との切り換えの応答性を良くすることができ、より高精度な変速比制御を実現できるという利点がある。

特開平５−１０６７２８号公報（図１）

しかしながら、特許文献１に記載された無段変速機の制御装置は、プライマリ制御弁の故障時に変速比を中間変速比とするものであり、例えば、より高速側の変速比でプライマリ制御弁が故障した場合においても、中間変速比へのダウンシフトを許容する。したがって、より高速で走行している時のダウンシフトが運転者に不安感を与える虞があるため、高速走行時にプライマリ制御弁が故障した場合には、ダウンシフトをさせないようにすることが望ましい。また、ダウンシフトをさせないようにするフェイルセーフ制御については、その応答性を高めることが望ましく、上述のような２つの制御弁を備えた無段変速機の制御装置に適用することで、より運転者に不安感を与えない無段変速機の制御装置を実現できるようになる。

本発明の目的は、供給弁／排出弁によりアップシフト／ダウンシフトする無段変速機の制御装置において、高速走行時に排出ソレノイドが故障したとしてもダウンシフトするのを確実に防止することができる無段変速機の制御装置を提供することにある。

本発明の無段変速機の制御装置は、動力伝達要素が巻き付けられる変速プーリおよび締付プーリを備え、前記変速プーリへの作動油の給排を調整して前記動力伝達要素の巻き付け径を制御し、前記締付プーリへの作動油の給排を調整して前記動力伝達要素に対するクランプ力を制御する無段変速機の制御装置であって、前記変速プーリおよび前記締付プーリに前記作動油を供給する作動油供給源と、前記作動油を貯留するオイルパンと、前記作動油供給源と前記変速プーリとの間に設けられ、前記変速プーリに前記作動油を供給する連通状態と供給を停止する遮断状態とに切り換えられる供給弁と、前記変速プーリと前記オイルパンとの間に設けられ、前記変速プーリから前記作動油を排出する連通状態と排出を停止する遮断状態とに切り換えられる第１排出弁と、前記第１排出弁と前記オイルパンとの間に設けられ、前記第１排出弁から前記作動油を排出する連通状態と排出を停止する遮断状態とに切り換えられる第２排出弁と、前記供給弁を連通状態かつ前記第２排出弁を遮断状態とする供給位置および、前記供給弁を遮断状態かつ前記第２排出弁を連通状態とする排出位置を有する供給ソレノイドと、前記第１排出弁を連通状態とする連通位置および、前記第１排出弁を遮断状態とする遮断位置を有する排出ソレノイドと、前記供給ソレノイドおよび前記排出ソレノイドを制御するコントローラと、前記コントローラに設けられ、前記排出ソレノイドからの故障信号を受けて、前記排出ソレノイドの故障状態を検出する故障検出手段と、車両の車速を検出し、前記コントローラに車速信号を出力する車速検出手段とを備え、前記コントローラは前記故障信号を検出したとき、前記排出ソレノイドを遮断位置に切り換え、前記車速信号が所定値以上のときには、前記供給ソレノイドを供給位置に切り換え、前記車速信号が所定値未満のときには、前記供給ソレノイドを排出位置に切り換えることを特徴とする。

本発明の無段変速機の制御装置は、前記コントローラは、前記供給ソレノイドを排出位置に切り換えた後に、前記車速信号が所定値以上となった場合であっても、前記供給ソレノイドの排出位置を保持することを特徴とする。

本発明によれば、変速プーリに作動油を供給する供給弁と、変速プーリから作動油を排出する第１排出弁と、第１排出弁から作動油を排出する第２排出弁と、供給弁を連通状態かつ第２排出弁を遮断状態とする供給位置および供給弁を遮断状態かつ第２排出弁を連通状態とする排出位置を有する供給ソレノイドと、第１排出弁を連通状態とする連通位置および第１排出弁を遮断状態とする遮断位置を有する排出ソレノイドとを備える。コントローラは排出ソレノイドの故障信号を検出したとき、排出ソレノイドを遮断位置に切り換え、車速信号が所定値以上のときには供給ソレノイドを供給位置に切り換え、車速信号が所定値未満のときには供給ソレノイドを排出位置に切り換える。したがって、排出ソレノイドが連通位置または遮断位置で故障して変速比が高速側のときに、供給弁を連通状態，第２排出弁を遮断状態として、ダウンシフトするのを防止できる。これにより、変速比が高速側であるときにダウンシフトするのを防止して、運転者に不安感を与えることが無い。また、排出ソレノイドが連通位置または遮断位置で故障して変速比が低速側のときに、供給弁を遮断状態，第２排出弁を連通状態として、アップシフトするのを防止できる。

本発明によれば、コントローラは、供給ソレノイドを排出位置に切り換えた後に、車速信号が所定値以上となった場合であっても、供給ソレノイドの排出位置を保持するので、変速比を低速側で固定して最低限の車両走行性を確保することができる。

無段変速機のスケルトン図である。 本発明に係る無段変速機の制御装置の油圧回路図である。 変速比制御の内容を説明するメインフローチャートである。 変速比を小さくする際の制御装置の動作を説明する説明図である。 変速比を大きくする際の制御装置の動作を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、排出ソレノイドの故障時における問題点を纏めた表および本発明に係るフェイルセーフ制御の内容を纏めた表である。 排出ソレノイドの故障判定処理内容を説明するサブフローチャートである。 排出ソレノイドがＯＰＥＮ故障した際のフェイルセーフ動作を説明する説明図である。 排出ソレノイドがＣＬＯＳＥ故障した際のフェイルセーフ動作を説明する説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は無段変速機のスケルトン図を、図２は本発明に係る無段変速機の制御装置の油圧回路図をそれぞれ表している。

図１に示すように、無段変速機１０は、自動車等の車両（図示せず）に搭載され、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸（入力軸）１２と、プライマリ軸１２と平行に設けられるセカンダリ軸（出力軸）１３とを備えている。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられ、プライマリ軸１２の回転は変速機構１４を介してセカンダリ軸１３に伝達され、セカンダリ軸１３の回転は減速機構１５およびディファレンシャル機構１６を介して左右の駆動輪１７に伝達される。

プライマリ軸１２にはプライマリプーリ（変速プーリ）２０が設けられている。プライマリプーリ２０は、プライマリ軸１２に一体回転可能に設けられた固定シーブ２０ａと、固定シーブ２０ａと対向してプライマリ軸１２に対して軸方向に摺動する可動シーブ２０ｂとを備えている。セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ（締付プーリ）２１が設けられている。セカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸１３に一体回転可能に設けられた固定シーブ２１ａと、固定シーブ２１ａと対向してセカンダリ軸１３に対して軸方向に摺動する可動シーブ２１ｂとを備えている。

プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１には、駆動ベルト（動力伝達要素）２２が巻き付けられている。そして、各固定シーブ２０ａ，２１ａに対して各可動シーブ２０ｂ，２１ｂをそれぞれ近接または離間させることにより、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１の溝幅を変化させ、駆動ベルト２２の巻き付け径を無段階で変化（変速比を無段階で変化）できるようにしている。ここで、駆動ベルト２２のプライマリプーリ２０に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速機構１４の変速比はＲｓ／Ｒｐとなる。

プライマリプーリ２０は、プライマリ軸１２に固定されるプランジャ２３と、可動シーブ２０ｂに固定されるシリンダ２４とを備えている。プランジャ２３の外周面にはシリンダ２４の内周面が摺接しており、プランジャ２３およびシリンダ２４は、作動油が出入りする作動油室２５を画成している。セカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸１３に固定されるプランジャ２６と、可動シーブ２１ｂに固定されるシリンダ２７とを備えている。プランジャ２６の外周面にはシリンダ２７の内周面が摺接しており、プランジャ２６およびシリンダ２７は、作動油が出入りする作動油室２８を画成している。各プーリ２０，２１の溝幅は、プライマリ側の作動油室２５に供給されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の作動油室２８に供給されるセカンダリ圧Ｐｓとをそれぞれ調圧することにより制御される。

エンジン１１のクランク軸１１ａとプライマリ軸１２との間には、トルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０は、クランク軸１１ａに連結されるポンプインペラ３０ａと、ポンプインペラ３０ａと対向するタービンランナ３０ｂとを備え、タービンランナ３０ｂにはタービン軸３２が連結されている。トルクコンバータ３０内には、車両の走行状態に応じてクランク軸１１ａとタービン軸３２とを締結するロックアップクラッチ３３が設けられている。

前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３４，前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６を備え、前進用クラッチ３５や後退用ブレーキ３６を作動させてエンジン１１の動力の伝達経路を切り換えるようにしている。前進用クラッチ３５および後退用ブレーキ３６の双方を開放すると、タービン軸３２とプライマリ軸１２とが切り離されて、前後進切換機構３１はプライマリ軸１２に動力を伝達しないニュートラル状態に切り換えられる。また、後退用ブレーキ３６を開放して前進用クラッチ３５を締結すると、タービン軸３２の回転がそのままプライマリプーリ２０に伝達され、前進用クラッチ３５を開放して後退用ブレーキ３６を締結すると、逆転されたタービン軸３２の回転がプライマリプーリ２０に伝達される。

図２に示すように、無段変速機１０の変速比制御を行う制御装置４０は、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１を形成する各作動油室２５，２８に対して、作動油の給排を行う油圧回路により形成されている。

制御装置４０の一方側（図中左側）には、エンジン１１（図１参照）により駆動されるオイルポンプ（作動油供給源）４１が設けられている。オイルポンプ４１は、制御装置４０の他方側（図中右側）に設けられたプライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２１に作動油を供給するようになっている。

オイルポンプ４１の上流側には作動油を貯留するオイルパン４２が設けられ、オイルパン４２に貯留された作動油は、ストレーナ（濾過器）４３を介してオイルポンプ４１の吸込口から吸い込まれる。オイルポンプ４１の下流側には、第１ライン管路４４および第２ライン管路４５の一端側が接続され、第１ライン管路４４の他端側は、セカンダリプーリ２１の作動油室２８に接続されている。

第１ライン管路４４の途中にはライン圧制御弁５０が設けられている。ライン圧制御弁５０は、ＣＶＴ制御ユニット９０により制御され、オイルポンプ４１からの作動油の一部を下流側に開放し、油圧回路の基準油圧となるライン圧ＰＬを生成するようになっている。ライン圧制御弁５０によって開放された作動油の一部は、ライン圧制御弁５０の下流側に設けられた潤滑回路５１を介して各油圧作動機器（図示せず）に送出され、さらに、パイロット圧ＰＰとして潤滑管路４６を介して供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３に送出される。なお、潤滑回路５１から送出された余剰分の作動油はオイルパン４２に戻される。

第２ライン管路４５の他端側には、プライマリプーリ２０の作動油室２５に作動油を供給するための供給弁６０が接続されている。供給弁６０は、オイルポンプ４１とプライマリプーリ２０との間に設けられ、ノーマルクローズ（常閉）のパイロット制御型スプール弁となっている。供給弁６０は、ケーシング６１とケーシング６１内をスライドするスプール６２とを備え、ケーシング６１には、第２ライン管路４５が接続される流入ポート６１ａ，プライマリ管路４７の一端側が接続される排出ポート６１ｂ，第１パイロット管路４８ａの他端側が接続されるパイロットポート６１ｃが形成されている。ここで、プライマリ管路４７の他端側はプライマリプーリ２０の作動油室２５に接続され、第１パイロット管路４８ａの一端側は供給ソレノイド５２に接続されている。

スプール６２は、流入ポート６１ａと排出ポート６１ｂとを連通状態または遮断状態に切り換える開閉ランド（弁部）６２ａを備えている。供給弁６０は、供給ソレノイド５２を供給位置に切り換えることで、開閉ランド６２ａにより連通状態とされプライマリプーリ２０に作動油を供給し、供給ソレノイド５２を排出位置に切り換えることで、開閉ランド６２ａにより遮断状態とされプライマリプーリ２０への作動油の供給を停止する。

開閉ランド６２ａの一端側には、スプール６２を移動させて流入ポート６１ａと排出ポート６１ｂとを遮断状態とするスプリング６３が設けられている。また、開閉ランド６２ａの他端側には、パイロットポート６１ｃからのパイロット圧ＰＰを受ける受圧ランド６２ｂが設けられている。これによりスプール６２は、パイロットポート６１ｃからのパイロット圧ＰＰとスプリング６３の付勢力とのバランス関係により移動するようになっている。なお、開閉ランド６２ａの外周には、その長手方向に延びる複数の凹溝６２ｃが形成され、各凹溝６２ｃは、スプール６２の移動によりプライマリ管路４７の圧力が急激に上昇するのを抑える役割を果たすものである。

プライマリ管路４７の途中には、プライマリプーリ２０の作動油室２５から作動油を排出するための排出弁（第１排出弁）７０が接続されている。排出弁７０は、プライマリプーリ２０とオイルパン４２との間に設けられ、供給弁６０と同様にノーマルクローズのパイロット制御型スプール弁となっている。排出弁７０は、ケーシング７１とケーシング７１内をスライドするスプール７２とを備え、ケーシング７１には、プライマリ管路４７が接続される流入ポート７１ａ，排出管路４９の他端側が接続される排出ポート７１ｂ，第３パイロット管路４８ｃの他端側が接続されるパイロットポート７１ｃが形成されている。ここで、排出管路４９の一端側は排出スイッチ弁８０の流入ポート８１ａに接続され、第３パイロット管路４８ｃの一端側は排出ソレノイド５３に接続されている。

スプール７２は、流入ポート７１ａと排出ポート７１ｂとを連通状態または遮断状態に切り換える開閉ランド７２ａを備えている。排出弁７０は、排出ソレノイド５３を連通位置に切り換えることで、開閉ランド７２ａにより連通状態とされプライマリプーリ２０から作動油を排出し、排出ソレノイド５３を遮断位置に切り換えることで、開閉ランド７２ａにより遮断状態とされプライマリプーリ２０から作動油の排出を停止する。

開閉ランド７２ａの一端側には、スプール７２を移動させて流入ポート７１ａと排出ポート７１ｂとを遮断状態とするスプリング７３が設けられている。また、開閉ランド７２ａの他端側には、パイロットポート７１ｃからのパイロット圧ＰＰを受ける受圧ランド７２ｂが設けられている。これによりスプール７２は、パイロットポート７１ｃからのパイロット圧ＰＰとスプリング７３の付勢力とのバランス関係により移動するようになっている。

排出スイッチ弁８０は、排出弁７０とオイルパン４２との間に設けられている。排出スイッチ弁８０は、ノーマルオープン（常開）のパイロット制御型スプール弁となっており、ケーシング８１とケーシング８１内をスライドするスプール８２とを備えている。ケーシング８１には、排出管路４９の一端側が接続される流入ポート８１ａ，作動油をオイルパン４２に戻すドレンポート８１ｂ，第２パイロット管路４８ｂの他端側が接続されるパイロットポート８１ｃが形成されている。ここで、第２パイロット管路４８ｂの一端側は供給ソレノイド５２に接続されている。

スプール８２は、流入ポート８１ａとドレンポート８１ｂとを連通状態または遮断状態に切り換える開閉ランド８２ａを備えている。排出スイッチ弁８０は、供給ソレノイド５２を排出位置に切り換えることで、開閉ランド８２ａにより連通状態とされ排出弁７０から作動油を排出し、供給ソレノイド５２を供給位置に切り換えることで、開閉ランド８２ａにより遮断状態とされ排出弁７０から作動油の排出を停止する。

開閉ランド８２ａの他端側にはバネ座ランド８２ｂが設けられ、バネ座ランド８２ｂの他端側には、スプール８２を移動させて流入ポート８１ａとドレンポート８１ｂとを連通状態とするスプリング８３が設けられている。開閉ランド８２ａの一端側には、パイロットポート８１ｃからのパイロット圧ＰＰが作用するようになっており、これによりスプール８２は、パイロットポート８１ｃからのパイロット圧ＰＰとスプリング８３の付勢力とのバランス関係により移動するようになっている。

図２に示すように、制御装置４０は、車室内のグローブボックス等（図示せず）に設置されるＣＶＴ制御ユニット（コントローラ）９０を備えている。ＣＶＴ制御ユニット９０には、ライン圧制御弁５０，供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３がそれぞれ電気的に接続され、ＣＶＴ制御ユニット９０は、ライン圧制御弁５０，供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３を、所定の制御ロジックに基づきそれぞれ開閉制御するようになっている。

ＣＶＴ制御ユニット９０には、図示しないインターフェイスを介してエンジン制御ユニット９１，スロットル開度センサ９２，車速センサ９３，プライマリ回転数センサ９４およびセカンダリ回転数センサ９５がそれぞれ電気的に接続されている。ＣＶＴ制御ユニット９０は、エンジン制御ユニット９１，スロットル開度センサ９２，車速センサ９３，プライマリ回転数センサ９４およびセカンダリ回転数センサ９５からの車両情報信号に基づいて、制御マップ（図示せず）を参照して目標変速比を設定し、当該目標変速比に基づくプライマリ圧Ｐｐおよびセカンダリ圧Ｐｓをそれぞれ算出するようになっている。

ＣＶＴ制御ユニット９０は、さらに排出ソレノイド５３の故障判定を行う故障判定部９６を備えている。故障判定部９６は、排出ソレノイド５３から出力される故障信号を受けて、当該故障信号の入力に基づき排出ソレノイド５３の故障状態を検出するようになっている。ＣＶＴ制御ユニット９０は、故障判定部９６により排出ソレノイド５３が故障したと判定した際に、所定の制御ロジックに基づき制御装置４０をフェイルセーフ制御するようになっている。

次に、以上のように形成した制御装置４０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図３は変速比制御の内容を説明するメインフローチャートを、図４は変速比を小さくする際の制御装置の動作を説明する説明図を、図５は変速比を大きくする際の制御装置の動作を説明する説明図をそれぞれ表している。

図３に示すように、イグニッションスイッチ（図示せず）をオン操作することにより、変速比制御のプログラムがスタートする（ステップＳ１）。ステップＳ２では、エンジン制御ユニット９１，スロットル開度センサ９２，車速センサ９３等から現在の車両情報信号がＣＶＴ制御ユニット９０に入力される。ステップＳ３では、ＣＶＴ制御ユニット９０が、入力された各種車両情報信号に基づいて制御マップを参照し、当該制御マップから目標変速比を設定する。その後、設定した目標変速比に基づいて最適なプライマリ圧Ｐｐおよびセカンダリ圧Ｐｓを算出する。ステップＳ４では、プライマリプーリ２０の作動油室２５内の圧力がプライマリ圧Ｐｐとなるように、また、セカンダリプーリ２１の作動油室２８内の圧力がセカンダリ圧Ｐｓとなるように、ライン圧制御弁５０，供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３をそれぞれ開閉駆動する。なお、ライン圧制御弁５０，供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３はそれぞれ可動体（図示せず）を有しており、例えば、デューティ制御により可動体を微振動させ、これにより可動体の固着等を防止して可動体の滑らかな移動や位置精度等を向上させている。

ステップＳ５では、ＣＶＴ制御ユニット９０の故障判定部９６により、排出ソレノイド５３の故障判定処理が実行される。排出ソレノイド５３が正常の場合にはステップＳ６でリターン処理されてステップＳ２に戻り、再び各種車両情報信号がＣＶＴ制御ユニット９０に入力される。排出ソレノイド５３が故障の場合には、後述するフェイルセーフ制御（図７参照）が実行される。

ここで、変速比を高速側に変化させる場合および低速側に変化させる場合の制御装置４０の具体的な動作について説明する。

［高速側への変速比制御］
車両が高速走行可能なように変速比を高速側に変化させる場合には、まず、ライン圧制御弁５０が所定の開度で開弁操作され、図４に示すように第１ライン管路４４および第２ライン管路４５が所定のライン圧ＰＬとなる。また、潤滑管路４６は、潤滑回路５１を介してライン圧ＰＬよりも小さな圧力のパイロット圧ＰＰ（ＰＰ＜ＰＬ）となる。供給ソレノイド５２は開弁操作されて供給位置（ＯＰＥＮ）となり、排出ソレノイド５３は閉弁操作されて遮断位置（ＣＬＯＳＥ）となる。

供給ソレノイド５２が供給位置に切り換えられたことにより、第１パイロット管路４８ａおよび第２パイロット管路４８ｂはパイロット圧ＰＰとなる。供給弁６０のケーシング６１内には、パイロットポート６１ｃを介してパイロット圧ＰＰの作動油が流入し、スプール６２の受圧ランド６２ｂがパイロット圧ＰＰを受ける。パイロット圧ＰＰにより、図中矢印（１ａ）に示すようにスプール６２がスプリング６３を押し縮めて移動し、これにより開閉ランド６２ａは流入ポート６１ａおよび排出ポート６１ｂを連通させ、供給弁６０が連通状態となり、第２ライン管路４５とプライマリ管路４７とが連通する。

排出スイッチ弁８０のケーシング８１内には、パイロットポート８１ｃを介してパイロット圧ＰＰの作動油が流入し、スプール８２の開閉ランド８２ａがパイロット圧ＰＰを受ける。パイロット圧ＰＰにより、図中矢印（２ａ）に示すようにスプール８２がスプリング８３を押し縮めて移動し、これにより開閉ランド８２ａは流入ポート８１ａおよびドレンポート８１ｂを遮断し、排出スイッチ弁８０が遮断状態となり、排出管路４９とオイルパン４２とが遮断される。

排出ソレノイド５３は遮断位置にあるため、潤滑管路４６と第３パイロット管路４８ｃとは遮断されている。したがって、パイロット圧ＰＰは排出弁７０に作用せず、スプリング７３の付勢力によりスプール７２は遮断状態にあり、排出弁７０は、プライマリ管路４７と排出管路４９との遮断状態を保持する。

これにより、プライマリプーリ２０の作動油室２５内の圧力が高められてプライマリ圧Ｐｐとなり、図中矢印（３ａ）に示すように可動シーブ２０ｂが固定シーブ２０ａに近接移動する。よって、図中矢印（４ａ）に示すように駆動ベルト２２がプライマリプーリ２０の径方向外側に移動して駆動ベルト２２の巻き付け径Ｒｐが大きくなる。

一方、セカンダリプーリ２１の作動油室２８内の圧力は、ライン圧ＰＬと略等しいセカンダリ圧Ｐｓに高められている。このとき可動シーブ２１ｂは、プライマリプーリ２０に対する駆動ベルト２２の巻き付け径Ｒｐが大径化したことにより、図中矢印（５ａ）に示すように固定シーブ２１ａから離間移動する。そして、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２の巻き付け径Ｒｓが小径化して変速比が小さくなる（アップシフト）。なお、可動シーブ２１ｂは、高められたセカンダリ圧Ｐｓによる図中破線矢印の方向へのクランプ力ＣＦを駆動ベルト２２に作用させ、これにより駆動ベルト２２の滑りを抑制している。

［低速側への変速比制御］
車両が低速走行可能なように変速比を低速側に変化させる場合には、まず、ライン圧制御弁５０が所定の開度で開弁操作され、図５に示すように第１ライン管路４４および第２ライン管路４５が所定のライン圧ＰＬとなる。また、潤滑管路４６は、潤滑回路５１を介してライン圧ＰＬよりも小さな圧力のパイロット圧ＰＰ（ＰＰ＜ＰＬ）となる。供給ソレノイド５２は閉弁操作されて排出位置（ＣＬＯＳＥ）となり、排出ソレノイド５３は開弁操作されて連通位置（ＯＰＥＮ）となる。

供給ソレノイド５２は排出位置にあるため、潤滑管路４６と、第１パイロット管路４８ａおよび第２パイロット管路４８ｂとは遮断され、パイロット圧ＰＰは供給弁６０および排出スイッチ弁８０に作用しない。したがって、供給弁６０のスプール６２は、図中矢印（１ｂ）に示すようにスプリング６３の付勢力により押圧され、開閉ランド６２ａにより流入ポート６１ａおよび排出ポート６１ｂを遮断する。よって、供給弁６０は遮断状態となり、第２ライン管路４５とプライマリ管路４７とが遮断される。

また、排出スイッチ弁８０のスプール８２は、図中矢印（２ｂ）に示すようにスプリング８３の付勢力により押圧され、開閉ランド８２ａは流入ポート８１ａとドレンポート８１ｂとを連通する。よって、排出スイッチ弁８０は連通状態となり、排出管路４９とオイルパン４２とが連通する。

排出ソレノイド５３が連通位置に切り換えられたことにより、第３パイロット管路４８ｃはパイロット圧ＰＰとなる。排出弁７０のケーシング７１内には、パイロットポート７１ｃを介してパイロット圧ＰＰの作動油が流入し、スプール７２の受圧ランド７２ｂがパイロット圧ＰＰを受ける。パイロット圧ＰＰにより、図中矢印（３ｂ）に示すようにスプール７２がスプリング７３を押し縮めて移動し、これにより開閉ランド７２ａは流入ポート７１ａおよび排出ポート７１ｂを連通させ、排出弁７０が連通状態となり、プライマリ管路４７と排出管路４９とが連通する。

これにより、プライマリプーリ２０の作動油室２５内の作動油がプライマリ管路４７および排出管路４９を介してオイルパン４２に戻され、プライマリ圧Ｐｐが低下する。一方、セカンダリプーリ２１の作動油室２８内の圧力は、ライン圧ＰＬと略等しいセカンダリ圧Ｐｓに高められている。

したがって、プライマリプーリ２０の可動シーブ２０ｂが、図中矢印（４ｂ）に示すように固定シーブ２０ａから離間移動し、これに伴い図中矢印（５ｂ）に示すように、プライマリプーリ２０に対する駆動ベルト２２の巻き付け径Ｒｐが小径化する。また、セカンダリプーリ２１の可動シーブ２１ｂが、図中矢印（６ｂ）に示すように固定シーブ２１ａに近接移動するとともに、セカンダリプーリ２１に対する駆動ベルト２２の巻き付け径Ｒｓが大径化し、変速比が大きくなる（ダウンシフト）。なお、可動シーブ２１ｂは、高められたセカンダリ圧Ｐｓによる図中破線矢印の方向へのクランプ力ＣＦを駆動ベルト２２に作用させ、これにより駆動ベルト２２の滑りを抑制している。

次に、図３のステップＳ５における排出ソレノイドの故障判定処理内容について、図面を用いて詳細に説明する。

図６（ａ），（ｂ）は排出ソレノイドの故障時における問題点を纏めた表および本発明に係るフェイルセーフ制御の内容を纏めた表を、図７は排出ソレノイドの故障判定処理内容を説明するサブフローチャートを、図８は排出ソレノイドがＯＰＥＮ故障した際のフェイルセーフ動作を説明する説明図を、図９は排出ソレノイドがＣＬＯＳＥ故障した際のフェイルセーフ動作を説明する説明図をそれぞれ表している。

ここで、フェイルセーフ制御の動作説明に先立ち、排出ソレノイド５３の故障時に生じ得る問題点について説明する。図６（ａ）に示すように、例えば、車速状態が高速時に排出ソレノイド５３が故障した場合には、以下に示すような問題が生じ得る。

排出ソレノイド５３が天絡故障して開弁状態に固定（ＯＰＥＮ故障）された場合には、排出弁７０は連通状態となる。これによりプライマリ圧Ｐｐが低下して急激なダウンシフトが発生したり、ライン圧ＰＬの低下に伴いセカンダリ圧Ｐｓも低下したりする虞がある。一方、排出ソレノイド５３が断線故障して閉弁状態に固定（ＣＬＯＳＥ故障）された場合には、排出弁７０は遮断状態となる。これによりプライマリ圧Ｐｐが保持されるかそれ以上に上昇し、変速比が小さいまま固定、またはそれ以下の変速比にされて車速低下時からの再加速が困難になる虞がある。そこで、本発明においては、排出ソレノイド５３の故障検知後に実行されるフェイルセーフ制御を、車両の車速状態、つまり車速センサ９３からの車速信号の大きさに応じて異ならせている。

図７に示すように、ステップＳ１０において排出ソレノイド５３の故障判定処理が実行されると、続くステップＳ１１では、排出ソレノイド５３からの故障信号が検出されるか否かを判定する。ステップＳ１１で故障信号を検出しないと判定した場合（ｎｏ）には、排出ソレノイド５３は正常であるとして、ステップＳ２（図３参照）に戻り通常制御（正常時制御）を継続する。ステップＳ１１で故障信号を検出したと判定した場合（ｙｅｓ）には、ステップＳ１２に進み、排出ソレノイド５３の故障判定フラグを立てる。ここで、運転者に排出ソレノイド５３が故障、つまり制御装置４０（図２参照）が故障したことを知らせるために、メータパネルの警告灯（図示せず）を点灯させるようにしても良い。

ステップＳ１３以降の処理内容は、フェイルセーフ制御の処理内容を示している。ステップＳ１３では、車速センサ９３からの車速信号が、第１しきい値としてのＶａｋｍ／ｈ未満を未経験であるか否かを判定する。ここで、しきい値Ｖａは、例えば１０ｋｍ／ｈに設定される。ステップＳ１３において車速がＶａｋｍ／ｈ未満を未経験であると判定（ｙｅｓ）した場合には、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、車速が第２しきい値としてのＶｂｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定する。ここで、しきい値Ｖｂは、しきい値Ｖａよりも大きい例えば２０ｋｍ／ｈに設定される（Ｖｂ＞Ｖａ）。ステップＳ１４で車速がＶｂｋｍ／ｈ以上であると判定（ｙｅｓ）した場合には、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、「車速がＶａｋｍ／ｈ未満を未経験」かつ「車速がＶｂｋｍ／ｈ以上」であることに基づき、車両が高速走行中であるとし、供給ソレノイド５２をＯＮ（ＯＰＥＮ）操作して供給位置に制御する。また、ステップＳ１５では、プライマリ圧Ｐｐが低下することによる不具合を考慮して、排出ソレノイド５３をＯＦＦ（ＣＬＯＳＥ）操作させて遮断位置とする駆動信号を、排出ソレノイド５３に送出しておく。

これにより、図８に示すように、排出ソレノイド５３がＯＰＥＮ故障して排出弁７０が連通状態に保持された場合（スプール７２が図中破線矢印方向に移動不可の場合）であっても、供給弁６０のスプール６２が図中矢印（１ｃ）の方向に移動し、かつ排出スイッチ弁８０のスプール８２が図中矢印（２ｃ）の方向に移動する。よって、プライマリ圧Ｐｐが保持されるかそれ以上となって、現在の変速比が保持されるかより小さくなり、急激なダウンシフトを防止して運転者に不安感を与えることが無い（図６（ｂ）上段参照）。なお、ライン圧ＰＬは保持されるので、セカンダリプーリ２１による駆動ベルト２２に対するクランプ力ＣＦは保持される。

続くステップＳ１６では、車速がＶａｋｍ／ｈ未満となったか否かを判定する。運転者がアクセル操作を継続する等して、車速が未だＶａｋｍ／ｈ以上であると判定（ｎｏ）した場合には、ステップＳ１４に戻る。一方、運転者がブレーキ操作をする等して車速がＶａｋｍ／ｈ未満になったと判定（ｙｅｓ）した場合には、車速がＶａｋｍ／ｈ未満を経験したとしてステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、車速がＶａｋｍ／ｈ未満であることに基づき、供給ソレノイド５２をＯＦＦ（ＣＬＯＳＥ）操作して排出位置に制御する。また、ステップＳ１７においては、ステップＳ１５での処理と同様に、排出ソレノイド５３をＯＦＦ（ＣＬＯＳＥ）操作させて遮断位置とする駆動信号を、排出ソレノイド５３に送出しておく。

これにより、図９に示すように、排出ソレノイド５３がＣＬＯＳＥ故障して排出弁７０が遮断状態に保持された場合（スプール７２が図中破線矢印方向に移動不可の場合）であっても、供給弁６０のスプール６２が図中矢印（１ｄ）の方向に移動し、かつ排出スイッチ弁８０のスプール８２が図中矢印（２ｄ）の方向に移動する。よって、プライマリ圧Ｐｐがそれ以上になるのを抑制し、現在の変速比からアップシフトされるのを防止して車速低下状態からの再加速に備えることができる（図６（ｂ）中段参照）。なお、ライン圧ＰＬは保持されるので、セカンダリプーリ２１による駆動ベルト２２に対するクランプ力ＣＦは保持される。

ステップＳ１８では、リターン処理が実行されてステップＳ１１に戻り、その後、再びステップＳ１２以降の処理が行われる。今回の制御周期におけるステップＳ１３では、前回の制御周期におけるステップＳ１６での判定がｙｅｓ（車速がＶａｋｍ／ｈ未満）であることに基づきｎｏと判定される。つまり、今回以降の制御周期におけるステップＳ１３では、車速がＶａｋｍ／ｈ未満を経験したと判定される。したがって、供給ソレノイド５２を一旦排出位置に切り換えた後は、車速がＶａｋｍ／ｈ以上となった場合であっても、供給ソレノイド５２の排出位置が保持される。つまり、車速変化を見ること無く変速比を車速低下状態からの再加速に備えた状態に固定（低速側で固定）し、これにより最低限の車両走行性を確保する（図６（ｂ）下段参照）。

また、初回（前回）の制御周期において、最初から車速がＶａｋｍ／ｈ未満である場合には、ステップＳ１３での判定はｎｏ（Ｖａｋｍ／ｈ未満を経験済）となり、直接ステップＳ１７に進む。そして、それ以降の制御周期において変速比を低速側で固定し、これにより最低限の車両走行性を確保する（図６（ｂ）下段参照）。

さらに、ステップＳ１４でｎｏと判定した場合、つまり、車速がＶａｋｍ／ｈ以上かつＶｂｋｍ／ｈ未満である場合には車速は低速側にあるとし、この場合にはダウンシフトしても運転者に不安感を殆ど与えることが無いため直接ステップＳ１７に進み、それ以降の制御周期において変速比を低速側で固定する。これにより最低限の車両走行性を確保する（図６（ｂ）下段参照）。

このように、ステップＳ１３において車速がＶａｋｍ／ｈ未満を経験したと判定した以降は、ステップＳ１７において変速比が低速側で固定される。これにより、高速走行不可として、運転者に故障したことを明確に知らせることができ、さらに修理すべきことを促すことができる。この場合、最低限の車両走行性が確保されているので、一般道を利用する等して修理工場等へ自走が可能である。

なお、ステップＳ１１において何らかの原因（ノイズ等の発生）で、排出ソレノイド５３が一時的に故障したと判定された場合には、それ以降のステップＳ１１での判定においてフェイルセーフ制御を解除することができる。この場合には、フェイルセーフ制御をリセット（初期化）して制御装置４０を通常の変速比制御に復帰させる。

以上詳述したように、本実施の形態に係る制御装置４０によれば、プライマリプーリ２０に作動油を供給する供給弁６０と、プライマリプーリ２０から作動油を排出する排出弁７０と、排出弁７０から作動油を排出する排出スイッチ弁８０と、供給弁６０を連通状態かつ排出スイッチ弁８０を遮断状態とする供給位置および供給弁６０を遮断状態かつ排出スイッチ弁８０を連通状態とする排出位置を有する供給ソレノイド５２と、排出弁７０を連通状態とする連通位置および排出弁７０を遮断状態とする遮断位置を有する排出ソレノイド５３とを設けた。そして、ＣＶＴ制御ユニット９０は、排出ソレノイド５３の故障信号を検出して車速がＶｂｋｍ／ｈ以上のときに供給ソレノイド５２を供給位置に切り換える。したがって、変速比が高速側のときに、供給弁６０を連通状態，排出スイッチ弁８０を遮断状態とすることができ、ダウンシフトするのを防止して運転者に不安感を与えることが無い。

また、本実施の形態に係る制御装置４０によれば、供給弁６０と排出弁７０とを有するので、作動油の供給制御と排出制御との切り換えの応答性を良くして、より高精度な変速比制御を実現することができる。供給制御と排出制御との切り換えの応答性を良くすることができるので、排出ソレノイド５３の故障時におけるフェイルセーフ制御の応答性も良くすることができ、運転者に違和感を殆ど与えること無くフェイルセーフ制御を実行することができる。

さらに、本実施の形態に係る制御装置４０によれば、ＣＶＴ制御ユニット９０は、排出ソレノイド５３の故障信号を検出して車速がＶａｋｍ／ｈ未満のときに供給ソレノイド５２を排出位置に切り換える。したがって、変速比が低速側のときに、供給弁６０を遮断状態，排出スイッチ弁８０を連通状態とすることができ、アップシフトするのを防止して再発進／再加速に備えることができる。

また、本実施の形態に係る制御装置４０によれば、ＣＶＴ制御ユニット９０は、供給ソレノイド５２を排出位置に切り換えた後に、車速がＶａｋｍ／ｈ以上となった場合であっても、供給ソレノイド５２の排出位置を保持するので、変速比を低速側で固定して最低限の車両走行性を確保することができる。

本発明は上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言うまでもない。上記実施の形態においては、供給弁６０，排出弁７０および排出スイッチ弁８０を、いずれもパイロット圧ＰＰで駆動するパイロット制御型としたものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、供給ソレノイド５２および排出ソレノイド５３の可動体（プランジャ）によって、各弁６０，７０，８０のスプール６２，７２，８２を直接駆動させるようにした電磁弁を用いることもできる。

また、上記実施の形態においては、プライマリプーリ２０を変速プーリとし、セカンダリプーリ２１を締付プーリとしたものを示したが、本発明はこれに限らず、プライマリプーリ２０を締付プーリとし、セカンダリプーリ２１を変速プーリとすることもできる。この場合、セカンダリプーリ２１に供給弁６０や排出弁７０等が接続されることになる。

１０ 無段変速機
２０ プライマリプーリ（変速プーリ）
２１ セカンダリプーリ（締付プーリ）
２２ 駆動ベルト（動力伝達要素）
４０ 制御装置
４１ オイルポンプ（作動油供給源）
４２ オイルパン
５２ 供給ソレノイド
５３ 排出ソレノイド
６０ 供給弁
７０ 排出弁（第１排出弁）
８０ 排出スイッチ弁（第２排出弁）
９０ ＣＶＴ制御ユニット（コントローラ）
９３ 車速センサ（車速検出手段）
９６ 故障判定部（故障検出手段）

Claims (2)

1. 動力伝達要素が巻き付けられる変速プーリおよび締付プーリを備え、前記変速プーリへの作動油の給排を調整して前記動力伝達要素の巻き付け径を制御し、前記締付プーリへの作動油の給排を調整して前記動力伝達要素に対するクランプ力を制御する無段変速機の制御装置であって、
   前記変速プーリおよび前記締付プーリに前記作動油を供給する作動油供給源と、
   前記作動油を貯留するオイルパンと、
   前記作動油供給源と前記変速プーリとの間に設けられ、前記変速プーリに前記作動油を供給する連通状態と供給を停止する遮断状態とに切り換えられる供給弁と、
   前記変速プーリと前記オイルパンとの間に設けられ、前記変速プーリから前記作動油を排出する連通状態と排出を停止する遮断状態とに切り換えられる第１排出弁と、
   前記第１排出弁と前記オイルパンとの間に設けられ、前記第１排出弁から前記作動油を排出する連通状態と排出を停止する遮断状態とに切り換えられる第２排出弁と、
   前記供給弁を連通状態かつ前記第２排出弁を遮断状態とする供給位置および、前記供給弁を遮断状態かつ前記第２排出弁を連通状態とする排出位置を有する供給ソレノイドと、
   前記第１排出弁を連通状態とする連通位置および、前記第１排出弁を遮断状態とする遮断位置を有する排出ソレノイドと、
   前記供給ソレノイドおよび前記排出ソレノイドを制御するコントローラと、
   前記コントローラに設けられ、前記排出ソレノイドからの故障信号を受けて、前記排出ソレノイドの故障状態を検出する故障検出手段と、
   車両の車速を検出し、前記コントローラに車速信号を出力する車速検出手段とを備え、
   前記コントローラは前記故障信号を検出したとき、前記排出ソレノイドを遮断位置に切り換え、
   前記車速信号が所定値以上のときには、前記供給ソレノイドを供給位置に切り換え、
   前記車速信号が所定値未満のときには、前記供給ソレノイドを排出位置に切り換えることを特徴とする無段変速機の制御装置。
2. 請求項１記載の無段変速機の制御装置において、前記コントローラは、前記供給ソレノイドを排出位置に切り換えた後に、前記車速信号が所定値以上となった場合であっても、前記供給ソレノイドの排出位置を保持することを特徴とする無段変速機の制御装置。

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