JP5811011B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機を搭載した車両に関する。

特開２００９−２７０６９０号公報（特許文献１）には、プライマリプーリに供給される油圧（プライマリ油圧）を制御するためのリニアソレノイドの異常によって変速異常が発生した場合にフェールセーフバルブを作動させて、セカンダリプーリに供給される油圧（セカンダリ油圧）を制御するためのリニアソレノイドバルブにより調整された油圧をプライマリプーリおよびセカンダリプーリの各々のアクチュエータに供給する技術が開示される。

特開２００９−２７０６９０号公報

ところで、プライマリ油圧を制御するためのソレノイドバルブを用いてライン圧を調整する構成の場合には、当該ソレノイドバルブの異常によってライン圧を適切に制御できない場合がある。そのため、フェールセーフバルブを作動させた場合に変速比を適切に制御できない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速異常が発生した場合に変速比を適切に制御する無段変速機を提供することである。

この発明のある局面に係る無段変速機は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各々に巻き掛けられるベルトと、プライマリプーリにおけるベルトの掛かり径を油圧を用いて変更するための第１アクチュエータと、セカンダリプーリにおけるベルトの掛かり径を油圧を用いて変更するための第２アクチュエータと、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータに供給される油圧の元圧となるライン圧を生成するためのライン圧制御バルブと、ライン圧制御バルブに制御圧を供給することによってライン圧を制御するとともにライン圧を用いて第１アクチュエータに供給される油圧を制御するための第１ソレノイドバルブと、ライン圧を用いて第２アクチュエータの油圧を制御するための第２ソレノイドバルブと、変速異常が発生した場合に第１ソレノイドバルブに代えて第２ソレノイドバルブを用いて第１アクチュエータの油圧を制御するための第１油路を形成するためのフェールセーフバルブとを含む。第１油路が形成される場合には、第１ソレノイドバルブからライン圧制御バルブへの制御圧の供給を遮断する第２油路が形成される。

好ましくは、無段変速機は、第１ソレノイドバルブとライン圧制御バルブとの間に設けられ、第１ソレノイドバルブからの制御圧をライン圧制御バルブに供給する第１状態と、ライン圧制御バルブへの制御圧の供給を遮断する第２状態とのうちのいずれか一方を選択するための切替バルブをさらに含む。第１油路が形成される場合には、第２状態が選択される。

さらに好ましくは、フェールセーフバルブは、第１油路が形成されない場合には、第１ソレノイドバルブからの制御圧をライン圧制御バルブに供給する第１状態を選択し、第１油路が形成される場合には、ライン圧制御バルブへの制御圧の供給を遮断する第２状態を選択する。

さらに好ましくは、無段変速機は、第１油路を形成するとともに第２状態を選択する状態と、第１油路の形成を解除するとともに第１状態を選択する状態とを切り替えるための第３ソレノイドバルブをさらに含む。

さらに好ましくは、無段変速機は、第１油路に設けられ、第２アクチュエータの油圧が第１アクチュエータの油圧よりも大きい場合に開き、第２アクチュエータの油圧が第１アクチュエータよりも小さい場合に閉じるチェックバルブをさらに含む。

さらに好ましくは、無段変速機は、変速異常が発生した場合に第２ソレノイドバルブを用いて調整される油圧が下限値を下回らないように第２ソレノイドバルブを制御するための制御装置をさらに含む。

さらに好ましくは、下限値は、チェックバルブが閉じない状態が維持される第２アクチュエータの油圧範囲の下限の値である。

本発明によると、変速異常が発生した場合に、第１油路が形成されるとともに第１ソレノイドバルブからライン圧制御バルブへの制御圧の供給が遮断される第２油路が形成される。これにより、第１ソレノイドバルブの故障に起因したライン圧の上昇を抑制することができる。そのため、第１アクチュエータに供給される油圧の増加を抑制することができる。第１アクチュエータに供給される油圧の増加を抑制することにより、変速異常の発生時に無段変速機の変速比がアップシフト側に変化することを抑制することができる。したがって、変速異常が発生した場合に変速比を適切に制御する無段変速機を提供することができる。

車両の概略構成を示す図である。 ＥＣＵおよびＥＣＵに接続される機器類を示す制御ブロック図である。 油圧制御回路の一部の構成を示した図である。 フェールセーフバルブにおける作動油の流れを説明するための図（その１）である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 プライマリ油圧とセカンダリ油圧との関係を示す図である。 ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 油圧制御回路における作動油の流れを説明するための図である。 ＳＬＳの制御値とセカンダリ油圧とのそれぞれの関係を示す図である。 フェールセーフバルブにおける作動油の流れを説明するための図（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

図１は、本実施の形態に係る車両１の概略構成を示す図である。この車両１は、エンジン２００の動力を駆動輪８００に伝達することによって走行する。エンジン２００から駆動輪８００までの動力伝達経路上には、ロックアップクラッチ３０８付のトルクコンバータ３００、前後進切替装置４００、ベルト式の無段変速機５００、減速歯車６００、差動歯車装置７００が備えられる。

エンジン２００の出力は、トルクコンバータ３００および前後進切替装置４００を経由して無段変速機５００に入力される。無段変速機５００の出力は、減速歯車６００および差動歯車装置７００に伝達され、左右の駆動輪８００へ分配される。

トルクコンバータ３００は、エンジン２００のクランク軸に連結されたポンプ翼車３０２と、タービン軸３０４を介して前後進切替装置４００に連結されたタービン翼車３０６と、ポンプ翼車３０２およびタービン翼車３０６の間に設けられたロックアップクラッチ３０８とを含む。

ロックアップクラッチ３０８は、外部から供給される油圧に応じて係合または解放されるようになっている。ロックアップクラッチ３０８が係合されることにより、ポンプ翼車３０２およびタービン翼車３０６は一体的に回転する。ポンプ翼車３０２には、油圧を発生する機械式のオイルポンプ３１０が設けられている。

前後進切替装置４００は、トルクコンバータ３００と無段変速機５００との間に設けられる。前後進切替装置４００は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。トルクコンバータ３００のタービン軸３０４はサンギヤ４０２に連結されている。無段変速機５００の入力軸５０２はキャリア４０４に連結されている。キャリア４０４とサンギヤ４０２とはＣ１クラッチ４０６を介して連結されている。リングギヤ４０８は、Ｂ１ブレーキ４１０を介在させてハウジングに固定される。Ｃ１クラッチ４０６およびＢ１ブレーキ４１０は外部から供給される油圧によって係合または解放される。

Ｃ１クラッチ４０６が係合されかつＢ１ブレーキ４１０が解放されると、前後進切替装置４００は、前進方向の駆動力を無段変速機５００に伝達する前進動力伝達状態となる。Ｃ１クラッチ４０６が解放されかつＢ１ブレーキ４１０が係合されると、前後進切替装置４００は、後進方向の駆動力を無段変速機５００に伝達する後進動力伝達状態となる。Ｃ１クラッチ４０６が解放されると、前後進切替装置４００は動力伝達を遮断するニュートラル状態になる。

無段変速機５００は、入力軸５０２に設けられたプライマリプーリ５０４と、出力軸５０６に設けられたセカンダリプーリ５０８と、これらのプーリに巻き掛けられた金属製のベルト５１０とから構成される。各プーリとベルト５１０との間の摩擦力を利用して、動力伝達が行われる。

プライマリプーリ５０４の油圧シリンダの油圧が制御されることにより、各プーリの溝幅が変化する。これにより、ベルト５１０の掛かり径が変更され、変速比γ（＝プライマリプーリ回転数ＮＩＮ／セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴ）が連続的に変化させられる。

図２は、車両１の各機器を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００およびＥＣＵ８０００に接続される機器類を示す制御ブロック図である。

図２に示すように、ＥＣＵ８０００には、エンジン回転数センサ９０２、タービン回転数センサ９０４、車速センサ９０６、スロットル開度センサ９０８、冷却水温センサ９１０、油温センサ９１２、アクセル開度センサ９１４、フットブレーキスイッチ９１６、ポジションセンサ９１８、プライマリプーリ回転数センサ９２２およびセカンダリプーリ回転数センサ９２４が接続されている。

エンジン回転数センサ９０２は、エンジン２００の回転速度（以下「エンジン回転数ＮＥ」という）を検出する。タービン回転数センサ９０４は、タービン軸３０４の回転速度（以下「タービン回転数ＮＴ」という）を検出する。車速センサ９０６は、車速Ｖを検出する。スロットル開度センサ９０８は、電子スロットルバルブの開度θ（ＴＨ）を検出する。冷却水温センサ９１０は、エンジン２００の冷却水温Ｔ（Ｗ）を検出する。油温センサ９１２は、無段変速機５００などの油温Ｔ（Ｃ）を検出する。アクセル開度センサ９１４は、アクセル開度（ユーザによるアクセルペダルの操作量）Ａを検出する。フットブレーキスイッチ９１６は、フットブレーキの操作の有無を検出する。ポジションセンサ９１８は、ユーザによって操作されるシフトレバー９２０のポジションＰ（ＳＨ）を検出する。プライマリプーリ回転数センサ９２２は、プライマリプーリ５０４の回転速度（以下「プライマリプーリ回転数ＮＩＮ」という）を検出する。セカンダリプーリ回転数センサ９２４は、セカンダリプーリ５０８の回転速度（以下「セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴ」という）を検出する。前後進切替装置４００が前進動力伝達状態である場合、タービン回転数ＮＴはプライマリプーリ回転数ＮＩＮと一致する。車速Ｖは、セカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴと対応した値になる。したがって、車両１が停車状態にあり、かつＣ１クラッチ４０６が係合された状態では、タービン回転数ＮＴは０となる。各センサは、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、電子スロットルバルブ１０００、燃料噴射装置１１００、点火装置１２００などを制御することによって、エンジン２００の出力を制御する。また、ＥＣＵ８０００は、油圧制御回路２０００を制御することによってロックアップクラッチ３０８および前後進切替装置４００の係合制御、無段変速機５００の変速制御などを実行する。

図３を参照して、油圧制御回路２０００の要部について説明する。なお、以下に説明する油圧制御回路２０００は一例であって、これに限らない。

この油圧制御回路２０００は、オイルポンプ３１０と、ライン圧制御バルブ２０１０と、ＳＬＰソレノイドバルブ（以下、単にＳＬＰと記載する）２０２０と、ＳＬＳソレノイドバルブ（以下、単にＳＬＳと記載する）２０３０と、プライマリ油圧制御バルブ２０４０と、セカンダリ油圧制御バルブ２０５０と、チェックバルブ２０６０と、フェールセーフバルブ２０７０と、プライマリ油圧アクチュエータ２０８０と、セカンダリ油圧アクチュエータ２０９０と、マニュアルバルブ２１００と、ＳＬＵソレノイドバルブ（以下、単にＳＬＵと記載する）２１２０と、オンオフソレノイドバルブ（以下、単にオンオフバルブと記載する）２１３０と、第１切替バルブ２１４０と、第２切替バルブ２１５０とを含む。

オイルポンプ３１０は、不純物を取り除くためのオイルストレーナを介して吸引された作動油をライン圧制御バルブ２０１０に吐出する。オイルポンプ３１０は、たとえば、エンジン２００を動力源とする機械式オイルポンプであるとして説明するが、モータを動力源とする電動オイルポンプであってもよいし、機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを併用するものであってもよい。

ライン圧制御バルブ２０１０は、ＳＬＰ２０２０およびＳＬＳ２０３０のうちのいずれか一方から制御圧を受けて、オイルポンプ３１０から供給される作動油の油圧をプライマリ油圧Ｐｉｎおよびセカンダリ油圧Ｐｏｕｔの元圧となるライン圧ＰＬに調圧する。

ライン圧制御バルブ２０１０において調圧されたライン圧ＰＬは、プライマリ油圧制御バルブ２０４０およびセカンダリ油圧制御バルブ２０５０に供給される。また、ライン圧制御バルブ２０１０において調圧されたライン圧ＰＬは、図示しないモジュレータバルブによって一定のモジュレータ圧ＰＭが生成され、ＳＬＰ２０２０およびＳＬＳ２０３０の各々に供給される。

ＳＬＰ２０２０およびＳＬＳ２０３０は、内蔵されたリニアソレノイドの通電力がＥＣＵ８０００によって制御されることによってモジュレータ圧ＰＭを調圧して、制御圧Ｐｓｌｐおよび制御圧Ｐｓｌｓをそれぞれ生成する。ＳＬＰ２０２０およびＳＬＳ２０３０は、いずれもノーマリオープンのバルブである。

ＳＬＰ２０２０は、生成した制御圧Ｐｓｌｐをプライマリ油圧制御バルブ２０４０に供給する。

プライマリ油圧制御バルブ２０４０は、制御圧Ｐｓｌｐに応じてライン圧制御バルブ２０１０から供給されるライン圧ＰＬを減圧する。プライマリ油圧制御バルブ２０４０において生成された油圧は、フェールセーフバルブ２０７０を経由してプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。

ＳＬＳ２０３０は、生成した制御圧Ｐｓｌｓをセカンダリ油圧制御バルブ２０５０に供給する。

セカンダリ油圧制御バルブ２０５０は、制御圧Ｐｓｌｓに応じてライン圧制御バルブ２０１０から供給されるライン圧ＰＬを減圧する。セカンダリ油圧制御バルブ２０５０において生成された油圧は、セカンダリ油圧アクチュエータ２０９０に供給される。

上述したように、プライマリ油圧制御バルブ２０４０による調圧およびセカンダリ油圧制御バルブ２０５０による調圧によりプライマリプーリ５０４およびセカンダリプーリ５０８の各々におけるベルト５１０の掛かり径を変化させることによって、無段変速機５００の変速制御が行なわれる。

ＥＣＵ８０００は、たとえば、車速Ｖとアクセル開度Ａとに基づいて目標変速比を決定する。ＥＣＵ８０００は、実変速比が目標変速比になるようにＳＬＰ２０２０およびＳＬＳ２０３０を制御することによって無段変速機５００の変速制御を行なう。

オンオフバルブ２１３０は、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、油圧を出力するオン状態と油圧を出力しないオフ状態のいずれかの状態に制御される。本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、変速異常が発生していない場合には、オンオフバルブ２１３０をオフ状態にする。また、ＥＣＵ８０００は、変速異常が発生している場合には、オンオフバルブ２１３０をオン状態にする。オンオフバルブ２１３０は、後述するフェールセーフバルブ２０７０や第１切替バルブ２１４０を作動させるための油圧をフェールセーフバルブ２０７０および第１切替バルブに供給する。

第１切替バルブ２１４０は、第１入力ポート２１４２と、第２入力ポート２１４４と、ドレンポート２１４６と、出力ポート２１４８とを含む。

第１入力ポート２１４２は、オンオフバルブ２１３０と連通する。第２入力ポート２１４４は、ＳＬＰ２０２０と連通する。第２入力ポート２１４４には、ＳＬＰ２０２０から制御圧Ｐｓｌｐが供給される。出力ポート２１４８は、第２切替バルブ２１５０の第２入力ポート２１５４と連通する。

第１切替バルブ２１４０は、オンオフバルブ２１３０から油圧が供給されない場合に、第２入力ポート２１４４と出力ポート２１４８とが連通する状態になる。第１切替バルブ２１４０は、オンオフバルブ２１３０から油圧が供給される場合に、第２入力ポート２１４４と出力ポート２１４８とが遮断されるとともに、ドレンポート２１４６と出力ポート２１４８とが連通する状態になる。

具体的には、オンオフバルブ２１３０がオフ状態である場合には、第１入力ポート２１４２にオンオフバルブ２１３０から油圧が供給されない。そのため、第１切替バルブ２１４０の内部のスプリングの付勢力によって図示しないスプール弁がスプール弁の一方端側（第１入力ポート２１４２に接近する側）の初期位置で保持される。スプール弁が初期位置で保持される場合には、第２入力ポート２１４４と出力ポート２１４８とが連通する状態が保持される。

第２入力ポート２１４４と出力ポート２１４８とが連通する状態になる場合には、ＳＬＰ２０２０から制御圧Ｐｓｌｐが第１切替バルブ２１４０を経由して第２切替バルブ２１５０に供給される。

一方、オンオフバルブ２１３０がオン状態である場合には、第１入力ポート２１４２にオンオフバルブ２１３０から油圧が供給される。第１入力ポート２１４２に供給される油圧により、第１切替バルブ２１４０の内部のスプール弁が初期位置からスプール弁の他方端側（第１入力ポート２１４２から離隔する側）に移動させられる。その結果、第２入力ポート２１４４と出力ポート２１４８とが遮断されるとともに、ドレンポート２１４６と出力ポート２１４８とが連通する状態になる。

ドレンポート２１４６と出力ポート２１４８とが連通する状態になることにより、制御圧Ｐｓｌｐの第２切替バルブ２１５０への供給が遮断されるとともに、出力ポート２１４８に接続される第１切替バルブ２１４０と第２切替バルブ２１５０との間の油路２１６２内の作動油がドレンポート２１４６から排出される。

第２切替バルブ２１５０は、第１入力ポート２１５２と、第２入力ポート２１５４と、第３入力ポート２１５６と、第４入力ポート２１５８と、出力ポート２１６０とを含む。

第１入力ポート２１５２および第２入力ポートは、第１切替バルブの出力ポート２１４８と連通する。第３入力ポート２１５６とおよび第４入力ポート２１５８は、ＳＬＳ２０３０と連通する。

第２切替バルブ２１５０の内部にはスプール弁が設けられており、第１入力ポート２１５２に入力された油圧によりスプール弁には、第１方向（第１入力ポート２１５２側から第４入力ポート２１５８側への方向）の力が作用する。また、第４入力ポート２１５８に入力された油圧によりスプール弁には、第１方向とは逆の第２方向（第４入力ポート２１５８側から第１入力ポート２１５２側への方向）の力が作用する。

第２切替バルブ２１５０は、制御圧Ｐｓｌｐが制御圧Ｐｓｌｓよりも大きい場合には、第２入力ポート２１５４と出力ポート２１６０とを連通するとともに、第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とを遮断する状態になる。

また、第２切替バルブ２１５０は、制御圧Ｐｓｌｓが制御圧Ｐｓｌｐよりも大きい場合には、第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とを連通するとともに、第２入力ポート２１５４と出力ポート２１６０とを遮断する状態になる。

具体的には、制御圧Ｐｓｌｐが制御圧Ｐｓｌｓよりも大きい場合には、第１入力ポート２１５２に入力された制御圧Ｐｓｌｐによる第１方向の力が第４入力ポート２１５８に入力された制御圧Ｐｓｌｓによる第２方向の力を上回る。そのため、スプール弁が第４入力ポート２１５８側に移動することにより、第２切替バルブ２１５０は、第２入力ポート２１５４と出力ポート２１６０とが連通するとともに、第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とを遮断する状態になる。

第２入力ポート２１５４と出力ポート２１６０とが連通する状態になることにより、ＳＬＰ２０２０の制御圧Ｐｓｌｐが第１切替バルブ２１４０および第２切替バルブ２１５０を経由してライン圧制御バルブ２０１０に供給されることとなる。

一方、制御圧Ｐｓｌｓが制御圧Ｐｓｌｐよりも大きい場合には、第４入力ポート２１５８に入力された制御圧Ｐｓｌｓによる第２方向の力が第１入力ポート２１５２に入力された制御圧Ｐｓｌｐによる第１方向の力を上回る。そのため、スプール弁が第１入力ポート２１５４側に移動することにより、第２切替バルブ２１５０は、第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とを連通するとともに、第２入力ポート２１５４と出力ポート２１６０とを遮断する状態になる。

第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とが連通する状態になることにより、ＳＬＳ２０３０の制御圧Ｐｓｌｓが第２切替バルブ２１５０を経由してライン圧制御バルブ２０１０に供給されることとなる。

チェックバルブ２０６０は、チェックバルブ２０６０のセカンダリ油圧制御バルブ２０５０側の油圧がチェックバルブ２０６０のフェールセーフバルブ２０７０側の油圧よりも大きい場合に開く。チェックバルブ２０６０は、チェックバルブ２０６０のフェールセーフバルブ２０７０側の油圧がチェックバルブ２０６０のセカンダリ油圧制御バルブ２０５０側の油圧よりも大きい場合に閉じる。

チェックバルブ２０６０は、チェックバルブ２０６０のセカンダリ油圧制御バルブ２０５０側の油圧がチェックバルブ２０６０のフェールセーフバルブ２０７０側の油圧よりも大きい場合にセカンダリ油圧制御バルブ２０５０から供給される油圧を減圧してフェールセーフバルブ２０７０に供給する。

フェールセーフバルブ２０７０は、第１入力ポート２０７１と、第２入力ポート２０７２と、第３入力ポート２０７３と、第４入力ポート２０７４と、第５入力ポート２０７５と、第１出力ポート２０７６と、第２出力ポート２０７７と、スプール弁２０７８と、スプリング２０７９とを含む。

スプール弁２０７８は、フェールセーフバルブ２０７０のバルブボディ内を摺動可能に設けられる。スプリング２０７９は、スプール弁２０７８の他方端側に設けられ、スプール弁２０７８に対して第１入力ポート２０７１側の付勢力を付与する。

第１出力ポート２０７６は、プライマリ油圧アクチュエータ２０８０に連通する。プライマリ油圧制御バルブ２０４０からの油圧およびセカンダリ油圧制御バルブ２０５０からの油圧のうちのいずれか一方の油圧が第１出力ポート２０７６からプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。

第２出力ポート２０７７は、マニュアルバルブ２１００に連通する。クラッチ係合保持圧およびＳＬＵ２１２０の制御圧のうちのいずれか一方が第２出力ポート２０７７からマニュアルバルブ２１００に供給される。

第１入力ポート２０７１は、オンオフバルブ２１３０と連通する。第１入力ポート２０７１は、スプール弁２０７８の一方端側に形成される。

オンオフバルブ２１３０がオン状態である場合には、第１入力ポート２０７１には、オンオフバルブ２１３０から油圧が供給される。そのため、スプール弁２０７８が紙面下側に移動して図３の左側の状態になる。オンオフバルブ２１３０がオフ状態である場合には、第１入力ポート２０７１には、油圧が供給されないため、スプリング２０７９の付勢力によりスプール弁２０７８が紙面上側に移動して図３の右側の状態になる。

以下の説明において図３の左側の状態をフェールセーフモードに対応する位置とし、図３の右側の状態をノーマルモードに対応する位置として説明する。

第２入力ポート２０７２は、プライマリ油圧制御バルブ２０４０と連通する。第２入力ポート２０７２には、プライマリ油圧制御バルブ２０４０から油圧が供給される。

スプール弁２０７８がノーマルモードに対応する位置になる場合には、第２入力ポート２０７２と第１出力ポート２０７６とが連通する状態になる。この場合、第２入力ポート２０７２に入力される油圧は、第１出力ポート２０７６からプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。

また、スプール弁２０７８が後述するフェールセーフモードに対応する位置（図３の左側の状態）になる場合には、第２入力ポート２０７２と第１出力ポート２０７６とが遮断される状態になる。

第３入力ポート２０７３は、チェックバルブ２０６０に連通する。第３入力ポート２０７３には、セカンダリ油圧制御バルブ２０５０からチェックバルブ２０６０を経由して油圧が供給される。

スプール弁２０７８がノーマルモードに対応する位置になる場合には、第３入力ポート２０７３と第１出力ポート２０７６とが遮断される状態になる。

また、スプール弁２０７８がフェールセーフモードに対応する位置になる場合には、第３入力ポート２０７３と第１出力ポート２０７６とが連通する状態になる。この場合、第３入力ポート２０７３に入力される油圧は、第１出力ポート２０７６からプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。

第４入力ポート２０７４には、Ｃ１クラッチ４０６またはＢ１ブレーキ４１０の係合状態を保持するためのクラッチ係合保持圧が供給される。スプール弁２０７８がノーマルモードに対応する位置になる場合には、第４入力ポート２０７４と第２出力ポート２０７７とが連通する状態になる。この場合、第４入力ポート２０７４に入力されるクラッチ係合保持圧が第２出力ポート２０７７からマニュアルバルブ２１００に供給される。

スプール弁２０７８がフェールセーフモードに対応する位置になる場合には、第４入力ポート２０７４と第２出力ポート２０７７とが遮断される状態になる。

第５入力ポート２０７５には、ＳＬＵ２１２０からＣ１クラッチ４０６またはＢ１ブレーキ４１０の係合状態を制御するための制御圧Ｐｓｌｕが供給される。スプール弁２０７８がノーマルモードに対応する位置になる場合には、第５入力ポート２０７５と第２出力ポート２０７７とが遮断される状態になる。

スプール弁２０７８がフェールセーフモードに対応する位置になる場合には、第５入力ポート２０７５と第２出力ポート２０７７とが連通する状態になる。この場合、第５入力ポート２０７５に入力されるＳＬＵ２１２０からの制御圧Ｐｓｌｕが第２出力ポート２０７７からマニュアルバルブ２１００に供給される。

マニュアルバルブ２１００は、運転者のシフトレバーのシフトレンジの選択操作に連動して作動する。そのため、マニュアルバルブ２１００においては、シフトレバーの操作により選択されたシフトレンジに対応した油路が形成される。Ｃ１クラッチ４０６またはＢ１ブレーキ４１０には、選択されたシフトレンジに応じて油圧が供給される。

たとえば、前進走行レンジが選択された場合には、Ｃ１クラッチ４０６に油圧が供給される。たとえば、後進走行レンジが選択された場合には、Ｃ１クラッチ４０６およびＢ１ブレーキ４１０に油圧が供給される。さらに、たとえば、ニュートラルレンジが選択された場合には、Ｃ１クラッチ４０６およびＢ１ブレーキへの油圧の供給が遮断される。

以上のような構成を有する無段変速機において、ＳＬＰ２０２０が断線やバルブスティック等によりオフ故障した場合には、ＳＬＰ２０２０の制御圧Ｐｓｌｐの上限値がライン圧制御バルブ２０１０に供給される。そのため、ライン圧ＰＬが上限値まで増加することとなる。ライン圧ＰＬが上限値まで増加し、ＳＬＰ２０２０の制御圧Ｐｓｌｐが上限値となる場合には、プライマリ油圧制御バルブ２０４０において生成される油圧も上限値となる。そのため、上限値の油圧がプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給されることにより、実変速比が目標変速比よりもアップシフト側に変化する変速異常が発生する。

ＥＣＵ８０００は、変速異常が発生した場合にオンオフバルブ２１３０をオン状態にすることによってフェールセーフバルブ２０７０のスプール弁２０７８を図３の左側の状態に変化させる。これにより、プライマリ油圧制御バルブ２０４０に連通する第２入力ポート２０７２と第１出力ポート２０７６とが遮断される状態になる。また、セカンダリ油圧制御バルブ２０５０からの油圧がチェックバルブ２０６０において減圧されて、プライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。そのため、実変速比がアップシフト側に変化することが抑制される。

しかしながら、ＳＬＰ２０２０のオフ故障によりライン圧ＰＬが増加することによって、各ポート間の作動油の洩れ込みや洩れ出しによる流れが発生する。図４に示すように、フェールセーフモードである場合に、プライマリ油圧制御バルブ２０４０からフェールセーフバルブ２０７０に供給される油圧の増加により第２入力ポート２０７２から第１出力ポート２０７６に向けてスプール弁２０７８とバルブボディとの間の隙間から作動油が洩れ込む。

この場合において、第２入力ポート２０７２側から第１出力ポート２０７６側への作動油の洩れ込み量Ｌｉｎ（１）がプライマリ油圧アクチュエータ２０８０における作動油の洩れ出し量Ｌｏｕt（１）と、第３入力ポート２０７３側から第４入力ポート２０７４側への作動油の洩れ出し量Ｌｏｕt（２）との和よりも大きい場合には、プライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される油圧が増加する。プライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される油圧が増加することによってプライマリプーリ５０４におけるベルト５１０の掛かり径が大きくなることによって、アップシフト側への変速比の変化が抑制できない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ８０００が変速異常が発生したと判定した場合にオンオフバルブ２１３０がオン状態になるように制御することによって、ＳＬＰ２０２０からライン圧制御バルブ２０１０への制御圧Ｐｓｌｐの供給が遮断される油路が形成される点を特徴とする。

さらに、ＥＣＵ８００は、変速異常が発生したと判定した場合に、ＳＬＳ２０３０を用いて調整される油圧が下限値を下回らないようにＳＬＳ２０３０を制御する。下限値は、チェックバルブ２０６０が閉じない状態が維持されるセカンダリ油圧アクチュエータ２０９０の油圧範囲の下限の値である。

図５に、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置であるＥＣＵ８０００の機能ブロック図を示す。

ＥＣＵ８０００は、異常判定部８０１０と、オンオフバルブ制御部８０２０と、下限ガード制御部８０３０とを含む。

異常判定部８０１０は、変速異常が発生しているか否かを判定する。異常判定部８０１０は、たとえば、実変速比と目標変速比との差の大きさがしきい値を超えるようにアップシフトしている場合に変速異常が発生していると判定する。

異常判定部８０１０は、たとえば、実変速比と目標変速比との差の大きさがしきい値を超えるようにアップシフトしている状態が予め定められた時間以上継続する場合に変速異常が発生していると判定してもよい。なお、異常判定部８０１０は、たとえば、変速異常が発生していると判定した場合に異常判定フラグをオン状態にしてもよい。

オンオフバルブ制御部８０２０は、異常判定部８０１０によって変速異常が発生していると判定された場合にオンオフバルブ２１３０がオン状態になるようにオンオフバルブ２１３０を制御する。なお、オンオフバルブ制御部８０２０は、たとえば、異常判定フラグがオン状態である場合にオンオフバルブ２１３０がオン状態になるようにオンオフバルブ２１３０を制御してもよい。

下限ガード制御部８０３０は、異常判定部８０１０によって変速異常が発生していると判定された場合にＳＬＳ２０３０から出力される制御圧Ｐｓｌｓが下限ガード値Ｐｓｌｓ（０）を下回らないように制御圧Ｐｓｌｓを制御する。

図６に、オンオフバルブ２１３０がオン状態になる場合におけるプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給されるプライマリ油圧Ｐｉｎとセカンダリ油圧アクチュエータ２０９０に供給されるセカンダリ油圧Ｐｏｕｔとの関係が示される。セカンダリ油圧制御バルブ２０５０からプライマリ油圧アクチュエータ２０８０とセカンダリ油圧アクチュエータ２０９０に油圧が供給される場合には、セカンダリ油圧制御バルブ２０５０からの油圧がチェックバルブ２０６０により減圧される。そのため、セカンダリ油圧Ｐｏｕｔは、プライマリ油圧Ｐｉｎよりも減圧分αだけ高い油圧になる。

セカンダリ油圧ＰｏｕｔがＰｏｕｔ（０）よりも低い油圧になる場合には、チェックバルブ２０６０が閉じる。そのため、作動油の洩れ込みによりプライマリ油圧ＰｉｎがＰｉｎ（０）で一定となる状態が維持されることとなる。このような場合には、プライマリ油圧Ｐｉｎがセカンダリ油圧Ｐｏｕｔよりも高くなる場合が生じ得る。

そのため、オンオフバルブ２１３０がオン状態になる場合には、プライマリ油圧Ｐｉｎとセカンダリ油圧Ｐｏｕｔとの関係は、チェックバルブ２０６０が開く領域の下限値であって、かつ、推力比（セカンダリ油圧アクチュエータの推力／プライマリ油圧アクチュエータの推力）が最も高くなる（もっとも変速比がダウンシフト側になる）図６のポイントＡにおける関係となることが望ましい。そのため、下限ガード制御部８０３０は、ポイントＡにおけるセカンダリ油圧Ｐｏｕｔ（０）に対応する制御圧Ｐｓｌｓ（０）を下限値として制御圧Ｐｓｌｓを制御する。なお、変速比が高い場合（減速側である場合）の推力比は、変速比が低い場合（増速側である場合）の推力比よりも高い。

また、下限ガード制御部８０３０は、無段変速機５００の作動油の温度Ｔ（Ｃ）に基づいて下限値Ｐｏｕｔ（０）を決定してもよい。下限ガード制御部８０３０は、たとえば、作動油の温度Ｔ（Ｃ）が高い場合には、低い場合に比べて値が大きくなるように下限値Ｐｏｕｔ（０）を決定してもよい。

あるいは、下限ガード制御部８０３０は、無段変速機５００の実変速比に基づいて下限値Ｐｏｕｔ（０）を決定してもよい。下限ガード制御部８０３０は、たとえば、変速比が小さい（増速側である）場合には、大きい（減速側である）場合に比べて値が大きくなるように下限値Ｐｏｕｔ（０）を決定してもよい。

また、下限ガード制御部８０３０は、たとえば、異常判定フラグがオン状態である場合に下限値Ｐｓｌｓ（０）を下回らないように制御圧Ｐｓｌｓを制御してもよい。

本実施の形態において、異常判定部８０１０と、オンオフバルブ制御部８０２０と、下限ガード制御部８０３０とは、いずれもＥＣＵ８０００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両１に搭載される。

図７を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ８０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ８０００は、変速異常が発生したか否かを判定する。変速異常が発生した場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、オンオフバルブ２１３０がオン状態になるようにオンオフバルブ２１３０を制御する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、下限ガード制御を実行する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ８０００の動作について図８、図９および図１０を参照しつつ説明する。

たとえば、車両１の走行中にＳＬＰ２０２０がオフ故障するなどしてオープンフェールの状態になる場合には、制御圧Ｐｓｌｐが上限値となる。第２切替バルブ２１５０においては、第２入力ポートと出力ポート２１６０とが連通する状態であるため、ライン圧制御バルブ２０１０において生成されるライン圧ＰＬが上限値まで増加する。ＳＬＰ２０２０がオフ故障のため、プライマリ油圧Ｐｉｎが上限値まで増加する。その結果、プライマリプーリ５０４におけるベルト５１０の掛かり径が増加して、実変速比が目標変速比よりもアップシフト側に大きくなるように変化する。

実変速比と目標変速比との差の大きさがしきい値を越えるようにアップシフトする場合に、変速異常が発生したと判定される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。そのため、オンオフバルブ２１３０がオン状態になる（Ｓ１０２）。

図８に示すように、オンオフバルブ２１３０がオン状態になる場合には、フェールセーフバルブ２０７０のスプール弁２０７８がフェールセーフモードに対応する位置に移動する。また、オンオフバルブ２１３０がオン状態である場合には、第１切替バルブ２１４０は、ＳＬＰ２０２０からの制御圧Ｐｓｌｐが第１切替バルブ２１４０において遮断されるとともにドレンポート２１４６と出力ポート２１４８とが連通する状態になる。

そのため、第１切替バルブ２１４０と第２切替バルブ２１５０との間の油路２１６２内の作動油がドレンポート２１４６から排出される。その結果、第２切替バルブ２１５０は、第４入力ポート２１５８に供給される制御圧Ｐｓｌｓによって第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とが連通する状態に切り替わる。

第３入力ポート２１５６と出力ポート２１６０とが連通する状態になることにより、制御圧Ｐｓｌｓが第２切替バルブ２１５０を経由してライン圧制御バルブ２０１０に供給される。その結果、ライン圧ＰＬは、制御圧Ｐｓｌｓによって制御されることとなる。

そのため、たとえば、図９に示すように、ＳＬＳ２０３０の制御圧ＰｓｌｓがＰｓｌｓ（０）である場合には、ライン圧制御バルブ２０１０において生成されるライン圧ＰＬがＰＬ（０）になる。この場合、セカンダリ油圧制御バルブ２０５０において制御圧Ｐｓｌｓにより減圧された油圧Ｐｏｕｔ（１）がセカンダリ油圧としてチェックバルブ２０６０およびセカンダリ油圧アクチュエータ２０９０に供給される。チェックバルブ２０６０に供給される油圧Ｐｏｕｔ（１）は、チェックバルブ２０６０によってさらに減圧されてプライマリ油圧アクチュエータ２０８０に供給される。そのため、プライマリ油圧Ｐｉｎは、セカンダリ油圧Ｐｏｕｔよりも低い油圧になる。

ライン圧ＰＬがＰＬ（０）になる場合には、ＳＬＰ２０２０がオフ故障のため、プライマリ油圧制御バルブ２０４０において生成される油圧は、ライン圧ＰＬ（０）と同じ油圧になる。そのため、プライマリ油圧制御バルブ２０４０からフェールセーフバルブ２０７０の第２入力ポート２０７２には、ライン圧ＰＬ（０）が供給されることとなる。

その結果、図１０に示すように、プライマリ油圧制御バルブ２０４０に連通する第２入力ポート２０７２から第１出力ポート２０７６側への作動油の洩れ込み量Ｌｉｎ（２）は、ライン圧ＰＬの増加を抑制することによって上述した図４で示されるＬｉｎ（１）よりも小さくなる。

このとき、洩れ込み量Ｌｉｎ（２）がプライマリ油圧アクチュエータ２０８０における洩れ出し量Ｌｏｕｔ（２）よりも小さくなるため、クラッチ係合保持圧が供給される第４入力ポートから第３入力ポート２０７３側への洩れ込み量Ｌｉｎ（３）が発生することになる。そのため、プライマリ油圧Ｐｉｎの増加が抑制されるため、変速比のアップシフト側への変化が抑制される。

さらに、変速異常が発生したと判定される場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＳＬＳ２０３０に対して下限ガード制御が実行される（Ｓ１０４）。そのため、図６で示したようにセカンダリ油圧Ｐｏｕｔが下限ガード値Ｐｏｕｔ（０）以上となる状態が維持される。そのため、チェックバルブ２０６０が閉じることが抑制される。その結果、チェックバルブ２０６０が閉じることによるアップシフト側への変速が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る無段変速機によると、ＳＬＰ２０２０がオフ故障した場合にオンオフバルブ２１３０がオン状態になることによりＳＬＰ２０２０からの制御圧Ｐｓｌｐがライン圧制御バルブ２０１０に供給されないようにすることができる。そのため、ＳＬＰ２０２０のオフ故障によるライン圧の上昇を抑制することができる。これにより、プライマリ油圧の増加を抑制して、変速異常の発生時に無段変速機の変速比がアップシフト側に変化することを抑制することができる。したがって、変速異常が発生した場合に変速比を適切に制御する無段変速機を提供することができる。

また、変速異常の発生時に無段変速機の変速比を減速側で維持することができるため、車両を退避走行のために発進させることができる。

さらに、ＳＬＳ２０３０に対して下限ガード制御を実行することによって、チェックバルブ２０６０が閉じることを抑制することができる。そのため、車速が低い領域において、チェックバルブ２０６０が閉じることによるアップシフト側への変速を抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、フェールセーフバルブ２０７０と第１切替バルブ２１４０とは別構成のバルブとして説明したが、フェールセーフバルブ２０７０と第１切替バルブ２１４０とは、一体のバルブとして構成されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２００ エンジン、３００ トルクコンバータ、３０２ ポンプ翼車、３０４ タービン軸、３０６ タービン翼車、３０８ ロックアップクラッチ、３１０ オイルポンプ、４００ 前後進切替装置、４０２ サンギヤ、４０４ キャリア、４０６ クラッチ、４０８ リングギヤ、４１０ ブレーキ、５００ 無段変速機、５０２ 入力軸、５０４ プライマリプーリ、５０６ 出力軸、５０８ セカンダリプーリ、５１０ ベルト、６００ 減速歯車、７００ 差動歯車装置、８００ 駆動輪、９０２ エンジン回転数センサ、９０４ タービン回転数センサ、９０６ 車速センサ、９０８ スロットル開度センサ、９１０ 冷却水温センサ、９１２ センサ、９１４ アクセル開度センサ、９１６ フットブレーキスイッチ、９１８ ポジションセンサ、９２０ シフトレバー、９２２ プライマリプーリ回転数センサ、９２４ セカンダリプーリ回転数センサ、１０００ 電子スロットルバルブ、１１００ 燃料噴射装置、１２００ 点火装置、２０００ 油圧制御回路、２０１０ ライン圧制御バルブ、２０４０ プライマリ油圧制御バルブ、２０５０ セカンダリ油圧制御バルブ、２０６０ チェックバルブ、２０７０ フェールセーフバルブ、２０７８ スプール弁、２０７９ スプリング、２０８０ プライマリ油圧アクチュエータ、２０９０ セカンダリ油圧アクチュエータ、２１００ マニュアルバルブ、２１３０ オンオフバルブ、２１４０ 第１切替バルブ、２１５０ 第２切替バルブ、８０００ ＥＣＵ、８０１０ 異常判定部、８０２０ オンオフバルブ制御部、８０３０ 下限ガード制御部。

Claims (7)

1. プライマリプーリと、
   セカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリの各々に巻き掛けられるベルトと、
   前記プライマリプーリにおける前記ベルトの掛かり径を油圧を用いて変更するための第１アクチュエータと、
   前記セカンダリプーリにおける前記ベルトの掛かり径を油圧を用いて変更するための第２アクチュエータと、
   油圧を発生させるオイルポンプと、
   前記オイルポンプから供給される油圧と制御圧とに基づいて前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータに供給される油圧の元圧となるライン圧を生成するためのライン圧制御バルブと、
   前記ライン圧制御バルブに供給される前記制御圧を生成することによって前記ライン圧を制御するとともに前記ライン圧を調圧して前記第１アクチュエータに供給される油圧を制御するための第１ソレノイドバルブと、
   前記ライン圧を調圧して前記第２アクチュエータの油圧を制御するための第２ソレノイドバルブと、
   変速異常が発生した場合に前記第１ソレノイドバルブに代えて前記第２ソレノイドバルブを用いて前記第１アクチュエータの油圧を制御するための第１油路を形成するためのフェールセーフバルブとを含み、
   前記第１油路が形成される場合には、前記第１ソレノイドバルブから前記ライン圧制御バルブへの前記制御圧の供給を遮断する第２油路が形成される、無段変速機。
2. 前記無段変速機は、前記第１ソレノイドバルブと前記ライン圧制御バルブとの間に設けられ、前記第１ソレノイドバルブからの前記制御圧を前記ライン圧制御バルブに供給する第１状態と、前記ライン圧制御バルブへの前記制御圧の供給を遮断する第２状態とのうちのいずれか一方を選択するための第１切替バルブをさらに含み、
   前記第１油路が形成される場合には、前記第２状態が選択される、請求項１に記載の無段変速機。
3. 前記無段変速機は、前記第１油路が形成されない場合には、前記第１ソレノイドバルブからの前記制御圧を前記ライン圧制御バルブに供給する第１状態を選択し、前記第１油路が形成される場合には、前記ライン圧制御バルブへの前記制御圧の供給を遮断するとともに、前記第２ソレノイドバルブによって前記制御圧を生成する第２状態を選択する第２切替バルブをさらに含む、請求項１に記載の無段変速機。
4. 前記無段変速機は、前記第１油路を形成するとともに前記第２状態を選択する状態と、前記第１油路の形成を解除するとともに前記第１状態を選択する状態とを切り替えるための第３ソレノイドバルブをさらに含む、請求項２に記載の無段変速機。
5. 前記無段変速機は、前記第１油路に設けられ、前記第２アクチュエータの油圧が前記第１アクチュエータの油圧よりも大きい場合に開き、前記第２アクチュエータの油圧が前記第１アクチュエータよりも小さい場合に閉じるチェックバルブをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速機。
6. 前記無段変速機は、前記変速異常が発生した場合に前記第２ソレノイドバルブを用いて調整される油圧が下限値を下回らないように前記第２ソレノイドバルブを制御するための制御装置をさらに含み、
   前記下限値は、前記チェックバルブが閉じない状態が維持される前記第２アクチュエータの油圧範囲の下限値である、請求項５に記載の無段変速機。
7. 前記下限値は、前記チェックバルブが閉じない状態が維持される前記第２アクチュエータの油圧範囲の下限の値である、請求項６に記載の無段変速機。

Images