JP4649998B2

JP4649998B2 - 無段変速機の受圧面差を伴う変速制御装置

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Publication number: JP4649998B2
Application number: JP2005008518A
Authority: JP
Inventors: 正記光安
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2006194390A

Description

本発明は、無段変速機の変速制御装置に係る。

無段変速機としては、ディスク／ローラ型無段変速機、無端ベルト型無段変速機等が知られている。ディスク／ローラ型無段変速機は、ローラを担持するトラニオンがローラの中心軸線をディスクの中心軸線に交差させた中立位置より駆動側ディスクの回転方向に偏倚されると変速比を増大させ、これと逆の方向に偏倚されると変速比を減小させるようになっている。また無端ベルト型無段変速機は、互いに円錐面を対向させた複数のプーリ対間に無端ベルトが掛け渡され、駆動側プーリ対と被駆動側プーリ対における対向円錐面間距離の比が増大されると変速比を増大させ、これと逆に同比が低減されると変速比を減小させるようになっている。これらの無段変速機においては、トラニオンやプーリ対の一方は、それを変速比増大側（減速側）へ偏倚させるための第一の受圧面とそれを変速比減小側（増速側）へ偏倚させるための第二の受圧面とを有するピストンに連結され、かかるピストンの第一および第二の受圧面に対する第一および第二の油圧室を形成する油圧シリンダと、かかる第一および第二の油圧室に対する油圧の給排を制御する油流制御弁と、かかる油流制御弁の作動を制御する弁制御手段とを有する変速制御装置を伴って作動されるようになっていてよい。尚、ディスク／ローラ型無段変速機のディスクに於けるローラ係合面は通常トロイド面の一部とされるので、ディスク／ローラ型無段変速機はトロイダル型無段変速機とも称されている。

上記の如く無段変速機を変速させるためには、圧油源からの油の供給を第一および第二の油圧室に通じる第一および第二のポートの間に切り換え、またこれに対応して同時に該第二および第一のポートの排油路への接続を切り換えるサーボ弁を備えた油圧回路装置が設けられる。このような油圧回路装置に於けるサーボ弁は、一般に弁スプールの切り換え移動に応じて何れか一方が圧油供給通路に接続される２つの油圧供給ポートと、何れか一方が排油通路に接続される２つのドレーンポートとを備えた所謂４ポート型のサーボ弁である。トロイダル型無段変速機に対するそのような４ポート型のサーボ弁を含む油圧回路装置の一例が下記の特許文献１に示されている。
特開平１０-２７４３０１

従来、ディスク／ローラ型無段変速機や無端ベルト型無段変速機に於いては、その変速制御用ピストンは、それを変速比増大側（減速側）へ偏倚させるための第一の受圧面とそれを変速比減小側（増速側）へ偏倚させるための第二の受圧面とが同一面積を呈するものとされてきた。そのため油流制御弁が弁座部に於ける固形物の噛込み等により第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着（スティック）すると、第二のピストン受圧面に対しても油圧を連続して供給するよう油圧回路装置に臨時の切換えが施されても、ディスク／ローラ型無段変速機においては、トラニオンはディスクよりローラに作用する駆動トルクにより変速比増大側へ偏倚され、また無端ベルト型無段変速機に於いても、駆動側プーリ対間には駆動トルクによりプーリ対を押し広げようとする力が作用するので、変速機は最大変速比まで減速されてしまう。

本発明は、ディスク／ローラ型や無端ベルト型の無段変速機に於ける上記の問題に対処し、その変速制御用油流制御弁に上記の如く減速側ピストン受圧面に油圧を供給し続ける状態の固着が生じても、変速機が最大変速比まで減速されてしまうことのないよう、その変速制御装置を改良することを課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、無段変速機を減速側へ変位させるための第一の受圧面と該無段変速機を増速側へ変位させるための第二の受圧面とを有するピストンと、前記ピストンの前記第一および第二の受圧面に対し第一および第二の油圧室を形成する油圧シリンダと、前記第一および第二の油圧室に対する油圧の給排を制御する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する弁制御手段とを有する変速制御装置にして、前記ピストンの前記第一の受圧面は該ピストンの前記第二の受圧面より小さくされていることを特徴とする変速制御装置を提案するものである。

前記ピストンは前記第一および第二の油圧室を貫通する第一および第二の軸部を有し、前記第一の軸部の径は前記第二の軸部の径より大きくされていてよい。

前記油流制御弁は前記第一のピストン受圧面に対し油圧を給排する第一の油流制御弁と前記第二のピストン受圧面に対し油圧を給排する第二の油流制御弁とが個別に構成されていてよい。

変速制御装置は、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させて変速制御を行なうようになっていてよい。

また、無段変速機は動力源により車輌を駆動する変速機であり、変速制御装置は、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させると共に、前記動力源の出力トルクを制御して変速制御を行なうようになっていてよい。この場合、前記動力源の出力トルクの制御は該動力源の出力トルクの上限を下げる制御であってよく、或はまた、前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させる制御は該第二のピストン受圧面に対する供給油圧を最大値まで増大させる制御とされ、前記動力源の出力トルクの制御による変速制御は前記第二のピストン受圧面に作用する油圧力と前記第一のピストン受圧面に作用する油圧力の差に対し前記動力源の出力トルクを増減させる制御とされてもよい。

本発明の変速制御装置の適用対象は、一対のディスク間に複数のローラが挾圧されて該一対のディスク間に変速比可変に回転力を伝達するディスク／ローラ型無段変速機であってよく、或はまた互いに円錐面を対向させた複数のプーリ対間に無端ベルトが掛け渡され、駆動側プーリ対と被駆動側プーリ対に於ける対向円錐面間距離が相反的に変更されることにより変速比可変に回転力を伝達する無端ベルト型変速機であってもよい。

無段変速機の変速制御装置が、無段変速機を減速側へ変位させるための第一の受圧面と無段変速機を増速側へ変位させるための第二の受圧面とを有するピストンと、前記ピストンの前記第一および第二の受圧面に対し第一および第二の油圧室を形成する油圧シリンダと、前記第一および第二の油圧室に対する油圧の給排を制御する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する弁制御手段とを有し、前記ピストンの前記第一の受圧面が該ピストンの前記第二の受圧面より小さくされていれば、油流制御弁が弁座部に於ける固形物の噛込み等により第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したときには、前記第二のピストン受圧面に対して前記第一のピストン受圧面に対する油圧と同じ油圧かそれに近い油圧を供給するよう前記油流制御弁を臨時に切り換え、前記第一および第二のピストン受圧面の差に対応して、無段変速機の減速側への変速を阻止するか或は無段変速機を増速側へ変速させことが可能となる。

前記ピストンが前記第一および第二の油圧室を貫通する第一および第二の軸部を有し、前記第一の軸部の径が前記第二の軸部の径より大きくされていれば、ピストンをシリンダ室に対しその両側の軸部にて安定して案内し、且つ第一および第二の油圧室に対するピストン径を同一に保ってその一方の側に展開される第一のピストン受圧面をその他方の側に展開される第二のピストン受圧面に対し小さくすることができる。

前記油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を給排する第一の油流制御弁と前記第二のピストン受圧面に対し油圧を給排する第二の油流制御弁とが個別に構成されたものとされれば、これら第一および第二の油流制御弁を互いに相反的に切り換えることにより無段変速機を変速比増大側或は変速比減小側に自由に変速させることができ、また第一の油流制御弁が弁座部に於ける固形物の噛込み等により第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したときには、第二の油流制御弁を第二のピストン受圧面に対し油圧を供給する側に切り換えることにより、無段変速機の変速比増大側への変速を抑制することができる。

変速制御装置が、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させて変速制御を行なうようになっていれば、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大と無段変速機に掛かる駆動トルクに対抗して前記第二のピストン受圧面に対する油圧を制御すべく前記第二の油流制御弁の切換えを制御することにより、前記第一の油流制御弁が開固着した状態でも変速制御を行うことが可能となる。

また、無段変速機が動力源により車輌を駆動する変速機であり、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させると共に、前記動力源の出力トルクを制御して変速制御を行なうようになっていれば、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大と無段変速機に掛かる駆動トルクに対抗して前記第二のピストン受圧面に対する油圧を制御すると共に、動力源の出力トルクを制御して無段変速機に掛かる駆動トルクの大きさを制御することにより、前記第一の油流制御弁が開固着した状態でも変速制御を行うことが可能となる。この場合、動力源の出力トルクの制御が動力源の出力トルクの上限を下げる制御とされれば、開固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二のピストン受圧面に対する油圧を増大させて変速制御を行うに当り、動力源の出力トルクによる無段変速機への減速圧力が緩和されるので、前記第二のピストン受圧面に対する油圧の増減により変速比を制御できる制御幅が拡大される。また、前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させる制御が該第二のピストン受圧面に対する供給油圧を最大値まで増大させる制御とされ、動力源の出力トルクの制御による変速制御が前記第二のピストン受圧面に作用する油圧力と前記第一のピストン受圧面に作用する油圧力の差に対し動力源の出力トルクを増減させる制御とされれば、開固着により前記第一のピストン受圧面に対する油圧が増大したときにも、動力源出力トルクの増減により変速比を増減制御することが可能となる。

添付の図１は本発明をディスク／ローラ型無段変速機の変速制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図である。図に於いて、１０はディスク／ローラ型無段変速機としては周知の構造に於けるローラ（パワーローラ）であり、トラニオン１２より偏心軸１４を経て支持されて図には示されていない一対のディスクの間に挾圧された状態に配置され、一対のディスクに対する傾動角を変えることにより一対のディスク間に伝達される回転動力の変速比を変更するようになっている。一対のディスクに対するローラの傾動角の変更は、トラニオン１２が油圧アクチュエータ１６により図にて上下に一時的に変位されることによりもたらされる。

即ち、ローラの中心軸線がディスクの中心軸線に交差しているときには、ローラがディスクに対し如何なる傾動角にあっても、駆動側ディスクがローラとの接触点に於いてローラに及ぼす力はローラの傾動軸線に平行に作用し、ローラには傾動角を変更させる力は作用しないが、ローラの中心軸線がディスクの中心軸線に対し上下何れか一方に変位されると、ローラにはディスクより偏向力を受ける。この場合、ローラと駆動側ディスクとの接点で見て、ローラの変位方向がディスクの回転方向に沿う方向であれば、ローラにはそれを駆動側ディスクの中心へ向かわせる方向の力が作用することから、ローラは変速比を増大させる方向（即ちダウンシフト方向）に傾動され、また逆に、変位方向がディスクの回転方向に逆らう方向であれば、ローラにはそれを駆動側ディスクの中心より遠ざける方向の力が作用することから、ローラは変速比を減小させる方向（即ちアップシフト方向）に傾動される。

こうして変速比を一定に保つべきときには、駆動側ディスクよりローラに及ぼされる駆動力に抗するだけの力をトラニオンに与えてローラをその中心軸線が駆動ディスク（従ってまた被駆動ディスク）の中心軸線に交差する位置に維持し、変速比を変更すべきときには、一時的にローラの中心軸線をディスクの中心軸線に対し変位させることにより変速比を増減させることができる。図示の実施の形態に於いては、ローラ１０は図には示されていない駆動ディスクとの接触点に於いて下向きに駆動されるようになっており、ローラ１０がその中心軸線を駆動ディスクの中心軸線に交差させる中立位置より下方へ変位されると変速比は増大側に変更され（即ちダウンシフトされ）、ローラ１０がその中立位置より上方へ変位されると変速比は減小側に変更される（即ちアップシフトされる）ようになっている。尚、ローラは通常一対のディスク間に一対として或は３個が３つ巴状に配置されるので、ローラが一対として配置される場合には、図示のローラ１０と対をなす他方のローラは他の一つのトラニオンにより対称に支持されるが、この他方のローラは、ダウンシフトに際しては一時図にて上方へ変位され、アップシフトに際しては一時図にて下方へ変位されることになる。

油圧アクチュエータ１６はトラニオン１２の下端と連結されたピストン１８と、該ピストンの下方に形成された油圧室２０と、該ピストンの上方に形成された油圧室２２とを有しており、ポート２４より油圧室２０内へ油が給入され、ポート２６より油圧室２２内の油が排出されることによりピストン１８が上向きに変位されてアップシフトを生じ、逆にポート２６より油圧室２２内へ油が給入され、ポートを２４より油圧室２０内の油が排出されることによりピストン１８が下向きに変位されてダウンシフトを生ずるようになっている。ピストンは下方の油圧室２０を貫通する下方の軸部２８と上方の油圧室２２を貫通する上方の軸部３０とを有しており、上方の軸部３０の径が下方の軸部２８の径より大きくされていることにより、トラニオン１２を減速側へ変位させるための上方のピストン受圧面３２は、トラニオン１２を増速側へ偏倚させるための下方の受圧面３４より小さくされている。

３６は油圧室２０および２２に対する圧油の供給源となる油圧ポンプであり、３８は油圧室２０および２２より排出される油を受ける排油溜である。油圧ポンプ３６より油圧室２０、２２への圧油の供給および油圧室２０、２２から排油溜３８への油の排出は、個別の油流制御弁４０および４２により制御されるようになっている。

油流制御弁４０は、油圧ポンプ３６より圧油の供給を受ける給油ポート４４、排油溜３８へ向けて油を排出する排油ポート４６、油圧室２０に接続された出入ポート４８を備えた弁ハウジング５０と、ポート４４，４６，４８間の連通および遮断を制御する弁スプール５２と、弁スプール５２を図にて左方へ向けて付勢する圧縮コイルばね５４と、圧縮コイルばね５４のばね力に抗して弁スプール５２を図にて右方へ駆動する電磁駆動装置５６とを有している。出入ポート４８は、弁スプール５２の移動位置に応じて、給油ポート４４のみに連通されるか、排油ポート４６のみに連通されるか、或いは給油ポート４４および排油ポート４６のいずれからも遮断される。即ち、弁スプール５２が図にて下半に示されている切換え位置にあると、出入ポート４８は給油ポート４４に連通されて排油ポート４６より遮断され、弁スプール５２が図にて上半に示されている切換え位置にあると、出入ポート４８は給油ポート４４より遮断されて排油ポート４６に連通され、弁スプール５２がこれらの中間位置にあると、出入ポート４８は給油ポート４４および排油ポート４６のいずれよりも遮断されるようになっている。

同様に、油流制御弁４２は、油圧ポンプ３６より圧油の供給を受ける給油ポート５８、排油溜３８へ向けて油を排出する排油ポート６０、油圧室２２に接続された出入ポート６２を備えた弁ハウジング６４と、ポート５８，６０，６２間の連通および遮断を制御する弁スプール６６と、弁スプール６６を図にて左方へ向けて付勢する圧縮コイルばね６８と、圧縮コイルばね６８のばね力に抗して弁スプール６６を図にて右方へ駆動する電磁駆動装置７０とを有している。出入ポート６２は、弁スプール６６の移動位置に応じて、給油ポート５８のみに連通されるか、排油ポート６０のみに連通されるか、或いは給油ポート５８および排油ポート６０のいずれからも遮断される。即ち、弁スプール６６が図にて上半に示されている切換え位置にあると、出入ポート６２は給油ポート５８に連通されて排油ポート６０より遮断され、弁スプール６６が図にて下半に示されている切換え位置にあると、出入ポート６２は給油ポート５８より遮断されて排油ポート６０に連通され、弁スプール６６がこれらの中間位置にあると、出入ポート６２は給油ポート５８および排油ポート６０のいずれよりもより遮断されるようになっている。

電磁駆動装置５６および７０への通電は、マイクロコンピュータを備えた弁制御手段７２により制御されるようになっている。

上記の如き構造に於いて、変速比を減小させるべきときには、弁制御手段７２により油流制御弁４０および４２の電磁駆動装置５６および７０への電流の供給を制御し、油流制御弁４０の出入ポート４８を一時的に給油ポート４４に連通させて油圧室２０へ油を送り込むと同時に、油流制御弁４２の出入ポート６２を一時的に排油ポート６０に連通させて油圧室２２より油を排出させ、ピストン１８を図にて上向きに駆動し、ローラ１０の中心軸線を図には示されていないディスクの中心軸線に対し上方へ偏倚させる。ローラ１０の中心軸線がディスクの中心軸線に対し上方へ偏倚されると、ローラは変速比を減小させる方向に偏向されるので、その結果生じた変速比の変化が図には示されていないローラの偏向角度を検出するセンサ等により検出され、その信号が弁制御手段７２へ送られ、変速比の変化につれて弁制御手段７２は適当なフィードバック制御を実行し、ローラ１０に所望の傾動が生じ或いは生ずる見通しが立ったところで、電磁駆動装置５６および７０への供給電流を制御し、ピストン１８を中立位置まで戻す。

また、逆にディスク／ローラ型無段変速機の変速比を増大させるべきときには、弁制御手段７２により油流制御弁４０および４２の電磁駆動装置５６および７０への電流の供給を制御し、油流制御弁４０の出入ポート４８を一時的に排油ポート４６に連通させて油圧室２０より油を排出させると同時に、油流制御弁４２の出入ポート６２を一時的に給油ポート５８に連通させて油圧室２２内へ油を送り込み、ピストン１８を図にて下向きに駆動し、ローラ１０の中心軸線を図には示されていないディスクの中心軸線に対し下方へ偏倚させる。この場合にも、ローラ１０の中心軸線がディスクの中心軸線に対し下方へ偏倚されると、ローラは変速比を増大させる方向に偏向されるので、その結果生じた変速比の変化が図には示されていないローラの偏向角度を検出するセンサ等により検出され、その信号が弁制御手段７２へ送られ、変速比の変化につれて弁制御手段７２は適当なフィードバック制御を実行し、ローラ１０に所望の傾動が生じ或いは生ずる見通しが立ったところで、電磁駆動装置５６および７０への供給電流を制御し、ピストン１８を中立位置まで戻す。

図２は本発明を無端ベルト型無段変速機の変速制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図である。図に於いて、７４および７６は円錐面を互いに対向させた駆動側のプーリであり、７８および８０は円錐面を互いに対向させた被駆動側のプーリであり、これらのプーリ対の円錐面間に無端ベルト８２が掛け渡されている。駆動側に於いては、プーリ７４は軸線方向の動きに対し固定されており、これ対しプーリ７６は油圧アクチュエータ８４により軸線方向に変位されるようになっている。同様に、被駆動側に於いては、プーリ７８は軸線方向の動きに対し固定されており、これ対しプーリ８０は油圧アクチュエータ８６により軸線方向に変位されるようになっている。

駆動側の油圧アクチュエータ８４に於いては、シリンダ８８内にポート９０を経て圧油が供給され、シリンダ８８内よりポート９２を経て油が排出されるとき、シリンダ８８内にて摺動するピストン９４が図にて左方へ駆動され、プーリ７４と７６の間の隔置距離を縮小し、逆にシリンダ８８内にポート９２を経て圧油が供給され、シリンダ８８内よりポート９０を経て油が排出されるとき、シリンダ８８内にて摺動するピストン９４が図にて右方へ駆動され、プーリ７４と７６の間の隔置距離を拡大するようになっている。シリンダ８８内をピストン９４より図にて左方の領域にて貫通するピストンの軸部はシリンダ８８内をピストン９４より図にて右方の領域にて貫通するピストンの軸部より太くされており、これによってピストン９４の図に於ける左方の受圧面は図に於ける右方の受圧面より小さくされている。

同様に、被駆動側の油圧アクチュエータ８６に於いては、シリンダ９６内にポート９８を経て圧油が供給され、シリンダ９６内よりポート１００を経て油が排出されるとき、シリンダ９６内にて摺動するピストン１０２は図にて左方へ駆動され、プーリ７８と８０の間の隔置距離を拡大し、逆にシリンダ９６内にポート１００を経て圧油が供給され、シリンダ９６内よりポート９８を経て油が排出されるとき、シリンダ９６内にて摺動するピストン１０２が図にて右方へ駆動され、プーリ７８と８０の間の隔置距離を縮小するようになっている。シリンダ９６内をピストン１０２より図にて右方の領域にて貫通するピストンの軸部はシリンダ９６内をピストン１０２より図にて左方の領域にて貫通するピストンの軸部より太くされており、これによってピストン１０２の図に於ける右方の受圧面は図に於ける左方の受圧面より小さくされている。尚、被駆動側プーリ対に於けるプーリ間隔置距離は、駆動側プーリ対に対するプーリ間隔置距離制御に追従して、ばね装置により自動的に変更されるようになっていてもよい。

駆動側プーリ７４と７６の間の隔置距離が拡大され、被駆動側プーリ７８と８０の間の隔置距離が縮小されるとき、変速比が増大されてダウンシフトが生じ、逆に駆動側プーリ７４と７６の間の隔置距離が縮小され、被駆動側プーリ７８と８０の間の隔置距離が拡大されるとき、変速比が減小されてアップシフトが生じる。従って、この場合にも、無段変速機を減速側へ偏倚させるための第一の受圧面と該無段変速機を増速側へ偏倚させるための第二の受圧面とを有するピストンに於いて、ピストンの第一の受圧面は該ピストンの第二の受圧面より小さくされている。かかる無端ベルト型無段変速機の変速のための油圧アクチュエータ８４および８６の各ポートに対する油圧の給排は、図１に示した油圧給排手段と同様の油圧給排手段により同様の要領にて行われてよいので、同様の説明は明細書の冗長化を避けるため省略する。

図３は、本発明の変速制御装置により無段変速機の変速比を制御する要領の一例を示すフローチャートである。かかるフローチャートによる制御は、数ミリセカンド〜数１００ミリセカンドの周期にて、その都度各種のセンサ等より必要な情報を読み取りつつ行われる。

制御が開始されると、読みとられた情報に基づき、ステップ１（Ｓ１）にて、無段変速機の変速比を増大側へ変化させる図１に於ける油流制御弁４２に固形異物の噛込み等により開状態での固着（スティック）が生じていないか否かの判断が行われる。無段変速機の変速制御装置に変速比を増大させる状態での固着が生ずると、従来の変速制御装置の構造では、無段変速機に作用する駆動力の下で変速比は最大値まで増大し、そこに保持されたままとなるので、車輌走行に困難を来たす虞れがある。本発明はかかる障害に対処する構成を備えるものであり、先ずステップ１にてこの点に関するチェックが行われる。そして答がノー（Ｎ）であれば、制御はステップ２へ進み、以下の要領にて変速要求に応じた変速制御が行われる。

ステップ２に於いては、アクセル開度θと車速Ｖとに基づき、予め設定されたマップ等を参照し、θとＶの関数γt＝ｆ(θ,Ｖ)として目標変速比γtが算出される。次いで、ステップ３に於いて、上に算出された目標変速比γtと現在の変速比γの偏差Δγが算出される。

次いで、ステップ４に於いて、Δγが或る正の微小値δa以上であるか否かが判断される。答がイエス（Ｙ）であれば、制御はステップ５へ進み、図１の例では、油流制御弁４２の給油ポート５８を出入ポート６２に対し開いて油圧アクチュエータ１６の油圧室２２内の油圧Ｐdをｋ１(Ａu/Ａd)Δγだけ上昇させ、また同時に油流制御弁４０の排油ポート４６を出入ポート４８に対し開いて油圧アクチュエータ１６の油圧室２０内の油圧Ｐuをｋ１(Ａd/Ａu)Δγだけ低下させ、ピストン１８を図にて下方へ変位させることが行われる。ＡdおよびＡuはそれぞれピストン１８のダウンシフト側（上側）受圧面３２およびアップシフト側（下側）受圧面３４の面積であり、ｋ１は適当な比例定数である。

一方、ステップ４の答がノーであれば、制御はステップ６へ進み、Δγが或る負の微小値−δa以下であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ７へ進み、油流制御弁４０の給油ポート４４を出入ポート４８に対し開いて油圧アクチュエータ１６の油圧室２０内の油圧Ｐuをｋ１(Ａd/Ａu)Δγだけ上昇させ、また同時に油流制御弁４２の排油ポート６０を出入ポート６２に対し開いて油圧アクチュエータ１６の油圧室２２内の油圧Ｐdをｋ１(Ａu/Ａd)Δγだけ低下させ、ピストン１８を図にて上方へ偏倚させることが行われる。

ステップ６の答がノーであれば、制御はそのままリターンし、油流制御弁４０および４２の開閉制御は行われず、油圧アクチュエータ１６に於けるピストン１８はそのままの位置に保持される。

油流制御弁４２に固形異物の噛込み等による開状態での固着（スティック）が生じ、ステップ１の答がイエスになると、制御はステップ８へ進み、今動力源は内燃機関であるとして、アクセルペダルの踏込みに対するアクセル開度θを或る比較的小さいθo以下に制限すること行われ、これによって内燃機関の出力トルクＴeは或る比較的小さい値Ｔeo以下に制限される。その後制御はステップ９へ進み、制限された範囲でのスロットル開度θと車速Ｖとに基づき、ステップ２に於けると同じく、予め設定されたマップ等を参照し、θとＶの関数γt＝ｆ(θ,Ｖ)として目標変速比γtが算出される。次いで、ステップ１０に於いて、上に算出された目標変速比γtと現在の変速比γの偏差Δγが算出される。

次いで、ステップ１１に於いて、Δγが正の微小値δa以上であるか否かが判断される。この場合、ピストン１８の上側受圧面３２には開状態に固着した油流制御弁４２の給油ポート５８より連続して圧油が供給されており、加えてピストン１８にはディスクからローラ１０へ伝えられた駆動トルクによる図にて下向きの力が作用しているが、それでも尚現在の変速比γより目標変速比γtが高く、ステップ１１の答がイエスであれば、制御はステップ１２へ進み、油流制御弁４０の排油ポート４６を出入ポート４８に対し開いて油圧アクチュエータ１６の油圧室２０内の油圧Ｐuをｋ２Δγずつ低下させ、ピストン１８を図にて下方へ偏倚させることが行われる。ｋ２は或る適当な定数である。

しかし、油流制御弁４２が開状態に固着し、給油ポート５８より出入ポートへ連続して圧油が供給され、またピストン１８にディスクからローラ１０へ伝えられた駆動トルクによる図にて下向きの力が作用している状態では、やがてステップ１１の答はノーとなり、更にステップ１３の答はイエスとなる。このとき制御はステップ１４へ進み、油流制御弁４０の給油ポート４４を出入ポート４８に対し開いて油圧室２０の油圧Ｐuをｋ２Δγずつ増大させることが行われる。このとき、ピストン１８が従来のこの種のアクチュエータに於ける如く上下同一の受圧面積を有する構造であれば、油圧室２０の油圧Ｐuを増大させても、ピストン１８はディスクからローラ１０へ伝えられた駆動トルクによる図にて下向きの力により結局は下方の最大変速比位置まで変位されてしまうが、ピストン１８のダウンシフト側受圧面３２がアップシフト側受圧面３４より小さくされていれば、ステップ８にてエンジントルクが制限されることと相俟って、ピストン１８のダウンシフト方向への変位を途中で止め、また場合によってはピストン１８をアップシフト方向へ押し戻すことも可能となる。

図４は、油流制御弁４２に固形異物の噛込み等による開状態での固着が生じ、ステップ１の答がイエスになって制御がステップ８へ進んだときの各種パラメータの変化を示すグラフである。この種の無段変速機の油圧アクチュエータによる変速制御は、通常、装置の可動部に於ける固着を防ぎ、制御の微調整を可能にするため、ピストンの両側の油圧室に対する油圧の付与は、各油圧室に対し油圧の給排を周期的にオンオフさせる割合を変える所謂デューティ比制御により行われ、油流制御弁４０および４２は常時少しずつ開閉されている。そのような制御過程に於いて、時点ｔ１に於いて油流制御弁４２に開スティックが生じ、この時点よりアクチュエータ１６に於けるダウンシフト側油圧Ｐdが最大値に張り付いたままになったとする。これに対しては、ステップ８に於いて直ちにスロットル開度の制限が課せられ、エンジントルクがやや遅れて低減されるが、トラニオンに作用するダウンシフト方向の力（エンジントルクによる力Ｆe＋ダウンシフト側油圧による力Ｆd−アップシフト側油圧による力Ｆu）は図示の如く一時高くなり、これによって変速比γは次第に増大してくる。しかし、低減されたエンジントルクと車速に見合って設定される目標変速比γｔが適当であれば、時点ｔ２よりアップシフト側油圧Ｐuが高められ、それがピストンの上下の受圧面積の差により上向きの有効な力として作用するので、これより変速比の増大は抑えられ、時点ｔ３以降、変速比を制御された目標変速比γｔとすることができる。

図５は、本発明の変速制御装置により無段変速機の変速比を制御する要領の他の一例を示す図３と同様のフローチャートである。図５のフローチャートに於いて油流制御弁４２に開固着が生じていないときの制御であるステップ１〜７は図３に於けるステップと同じであり、また油流制御弁４２に開固着が生じたときの制御に於けるステップ９，１０、１１，１３も図３に於けるステップと同じである。また図６は、油流制御弁４２に開固着が生じたとき図５のフローチャートに従って変速制御が行われる場合の各種パラメータの変化を示す図４と同様のグラフである。

この例では、時点ｔ１にて油流制御弁４２に開固着が生じ、制御がステップ１０１へ進んだときには、ここで油流制御弁４０を開いて給油ポート４４を出入ポート４８に連通させ、アップシフト側油圧室２０の油圧Ｐuを最大値Ｐumaxにすることが行われる。そうするとトラニオンに作用するダウンシフト方向の力Ｆe＋Ｆd−Ｆuは大きく低下するので、変速比γはこれより次第に大きく低下していく。このことはステップ１１の答がイエスとなることによって感知され、ステップ１０２に於いて目標変速比γtに対比した実変速比γの不足分Δγの増大に比例してエンジントルクＴeを増大させることが行われる。ｋ３は適当な比例定数である。そして、油流制御弁４２が開状態に固着していても、或る程度の時間が経った時点ｔ２にて、変速比γをスロットル開度θと車速Ｖに対応した目標値γtに落ち着けることができる。

以上に於いては、本発明をディスク／ローラ型無段変速機および無端ベルト型無段変速機の変速制御部のピストンに係る基本構造と、それを用いて無段変速機の変速制御を行う二つの態様について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明をトロイダル型無段変速機の変速制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図。本発明を無端ベルト型無段変速機の変速制御装置に適用した一つの実施の形態を示す概略図。本発明の変速制御装置により無段変速機の変速比を制御する要領の一例を示すフローチャート。図１に示す油流制御弁４２に開状態での固着が生じ、図３のフローチャートに於いて制御がステップ８へ進んだときの各種パラメータの変化を示すグラフ。本発明の変速制御装置により無段変速機の変速比を制御する要領の他の一例を示す図３と同様のフローチャート。図１に示す油流制御弁４２に開状態での固着が生じ、図５のフローチャートに於いて制御がステップ１０１へ進んだときの各種パラメータの変化を示すグラフ。

符号の説明

１０…ローラ、１２…トラニオン、１４…偏心軸、１６…油圧アクチュエータ、１８…ピストン、２０，２２…油圧室、２４，２６…ポート、２８，３０…軸部、３２，３４…ピストン受圧面、３６…油圧ポンプ、３８…排油溜、４０，４２…油流制御弁、４４…給油ポート、４６…排油ポート、４８…出入ポート、５０…弁ハウジング、５２…弁スプール、５４…圧縮コイルばね、５６…電磁駆動装置、５８…給油ポート、６０…排油ポート、６２…出入ポート、６４…弁ハウジング、６６…弁スプール、６８…圧縮コイルばね、７０…電磁駆動装置、７２…弁制御手段、７４，７６…駆動側プーリ、７８，８０…被駆動側プーリ、８２…無端ベルト、８４，８６…油圧アクチュエータ、８８…シリンダ、９０，９２…ポート、９４…ピストン、９６…シリンダ、９８，１００…ポート、１０２…ピストン

Claims

無段変速機を減速側へ変位させるための第一の受圧面と該無段変速機を増速側へ変位させるための第二の受圧面とを有するピストンと、前記ピストンの前記第一および第二の受圧面に対する第一および第二の油圧室を形成する油圧シリンダと、前記第一および第二の油圧室に対し油圧の給排を制御する油流制御弁と、前記油流制御弁の作動を制御する弁制御手段とを有する変速制御装置にして、前記ピストンの前記第一の受圧面は該ピストンの前記第二の受圧面より小さくされており、前記油流制御弁は前記第一のピストン受圧面に対し油圧を給排する第一の油流制御弁と前記第二のピストン受圧面に対し油圧を給排する第二の油流制御弁とが個別に構成されており、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させて変速制御を行なうようになっていることを特徴とする変速制御装置。
前記無段変速機は動力源により車輛を駆動する変速機であり、前記第一の油流制御弁が前記第一のピストン受圧面に対し油圧を供給し続ける状態に固着したとき、該固着による前記第一のピストン受圧面に対する油圧の増大に対抗して前記第二の油流制御弁により前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させると共に、前記動力源の出力トルクを制御して変速制御を行なうようになっていることを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
前記動力源の出力トルクの制御は該動力源の出力トルクの上限を下げる制御であることを特徴とする請求項２に記載の変速制御装置。
前記第二のピストン受圧面に対する供給油圧を増大させる制御は該第二のピストン受圧面に対する供給油圧を最大値まで増大させる制御であり、前記動力源の出力トルクの制御による変速制御は前記第二のピストン受圧面に作用する油圧力と前記第一のピストン受圧面に作用する油圧力の差に対し前記動力源の出力トルクを増減させる制御であることを特徴とする請求項２に記載の変速制御装置。
前記無段変速機は一対のディスク間に複数のローラが挾圧されて該一対のディスク間に変速比可変に回転力を伝達するディスク／ローラ型無段変速機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変速制御装置。
前記無段変速機は互いに円錐面を対向させた複数のプーリ対間に無端ベルトが掛け渡され、駆動側プーリ対と被駆動側プーリ対における対向円錐面間距離が相反的に変更されることにより変速比可変に回転力を伝達する無端ベルト型変速機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変速制御装置。