| 【発明の名称】 |
変速機の油圧制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】村上 新
【氏名】大竹 正訓
【氏名】小島 真一
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| 【要約】 |
【課題】油圧制御装置の小型化・軽量化を図り、かつ、摩擦係合装置の損傷を防止し、かつ、摩擦係合装置の制御応答性を向上する。
【解決手段】トルクの伝達経路に変速機と摩擦係合装置とが設けられており、変速機が、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材とを摩擦接触させるとともに、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材との接触位置を変更することにより変速をおこない、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材との接触圧が油圧により制御されるとともに、摩擦係合装置の係合・解放を油圧により制御される変速機の油圧制御装置において、油圧源の吐出圧を、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材との接触圧の制御に用いる第１の油圧に制御する第１の調圧機構と、第１の油圧を、摩擦係合装置を係合させる油路に供給する第２の油圧に低下させる第２の調圧機構とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トルクの伝達経路に変速機と摩擦係合装置とが設けられており、前記変速機が、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材とを摩擦接触させるとともに、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触位置を変更することにより変速をおこない、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧が油圧により制御されるとともに、前記摩擦係合装置の係合・解放が油圧により制御される変速機の油圧制御装置において、油圧源に接続されている油路の油圧を調圧することにより、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧を制御する油路に供給する第１の油圧を出力する第１の調圧機構と、この第１の調圧機構から出力された第１の油圧を調圧することにより、前記摩擦係合装置を係合させる油路に供給する第２の油圧を出力する第２の調圧機構とを備えていることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材との接触圧が高油圧の油圧により制御され、摩擦係合装置の係合・解放が低圧の油圧により制御される変速機の油圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、変速比を段階的（不連続的）に、かつ、自動的に制御することのできる有段変速機は、複数の遊星歯車機構を有する歯車変速機構と、歯車変速機構のトルク伝達経路を切り換えるための複数の摩擦係合装置と、これらの摩擦係合装置の係合・解放を油圧により制御する油圧制御装置とを備えている。このような有段変速機においては、所定の条件に基づいて、摩擦係合装置に作用する油圧を制御することにより、摩擦係合装置の係合・解放が制御されて変速がおこなわれる。油圧制御装置の油圧源の吐出油圧は、油圧回路全体の元圧であるライン圧よりも高く設定されているために、油圧源の吐出圧をそのまま摩擦係合装置の係合圧として用いた場合は、いわゆる変速ショックが生じる問題がある。そこで、油圧源の吐出圧を所定圧まで減圧してから、摩擦係合装置の係合圧として用いる自動変速機の油圧制御装置の一例が、特開平８−２８５０６７号公報に記載されている。
【０００３】この公報に記載された自動変速機はエンジンの出力側に配置されているとともに、この自動変速機は、トルクコンバータと複数の遊星歯車機構を有する歯車変速機構と複数の摩擦係合装置と油圧制御装置とを備えている。この油圧制御装置は、油圧源としてのオイルポンプと、オイルポンプの吐出圧を車速とスロットル開度とに応じたライン圧に調圧するプライマリレギュレータバルブと、ライン圧が入力され、かつ、各シフトポジションに対応して油圧を出力するマニュアルバルブと、エンジンブレーキ力を必要とするシフトポジションにおいて、マニュアルバルブから出力される油圧を、摩擦係合装置の油圧サーボに対する供給圧に減圧するモジュレータバルブとを有している。そして、エンジンブレーキ力を必要とするシフトポジションが選択された場合は、所定の変速段を設定する場合に係合される摩擦係合装置に供給する油圧よりも減圧した油圧を、その摩擦係合装置に供給することにより、エンジンブレーキ時の変速ショックを抑制することができるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変速比を自動的に制御することのできる変速機には、上記公報に記載されているような有段変速機のほかに、変速比を無段階（連続的）に制御することのできる無段変速機がある。この無段変速機の一例として、駆動側プーリおよび従動側プーリならびにベルトを備えたベルト式無段変速機が挙げられる。前記駆動側プーリおよび従動側プーリの外周には、Ｖ字形状の溝がそれぞれ形成されているとともに、各溝にベルトが巻き掛けられている。また、駆動側プーリおよび従動側プーリの溝幅を制御する油圧制御装置が設けられている。
【０００５】そして、駆動側プーリ側の溝幅を制御することにより、ベルトの巻き掛け径が変化し、その変速比が制御される。また、従動側プーリの溝幅、言い換えれば、ベルトに対する挟持力を調整することにより、ベルトの張力が制御される。このようにして、駆動側プーリおよび従動側プーリとベルトとの接触圧が制御されることにより、無段変速機に入力されるトルクおよび変速比に応じたトルク伝達容量を確保することができる。
【０００６】一方、ベルト式無段変速機においては、駆動側プーリおよび従動側プーリと、駆動側プーリおよび従動側プーリの外周側に配置される部品との位置関係により、駆動側プーリおよび従動側プーリの外径が制約される。このため、ベルト式無段変速機の単独では、変速比の制御幅を拡大することに限界がある。そこで、エンジンから車輪に至るトルクの伝達経路に、ベルト式無段変速機と、上記公報に記載されているような遊星歯車機構および摩擦係合装置を備えた変速機とを直列に配置することにより、変速比の制御幅を拡大するようにしたレイアウトが提案されている。このレイアウトを採用した車両においては、油圧制御装置の部品点数を抑制し、かつ、小型化・軽量化を図る観点から、従動側プーリの溝幅を制御する油圧と、摩擦係合装置の係合・解放を制御する油圧との元圧を吐出する油圧源は、同一であることが好ましい。
【０００７】ところで、ベルト式無段変速機と歯車変速機構を有する変速機とを比較すると、その動力の伝達形式に相違があり、そのため、ベルトの挟圧力を生じさせるための油圧と、摩擦係合装置の係合に必要な油圧とに差が生じる。すなわち、ベルト式無段変速機の場合は、比較的小さい外径の駆動側プーリおよび従動側プーリと、ベルトの円周方向の一部とが摩擦接触してトルク伝達容量が確保される構成であるのに対して、歯車変速機構を有する変速機においては、比較的外径の大きい摩擦係合装置が全周に亘って摩擦接触することにより、トルク伝達容量が確保される構成である。つまり、従動側プーリの溝幅を制御するために必要な油圧の方が、摩擦係合装置を係合させるために必要な油圧よりも高くなる。
【０００８】しかしながら、油圧源の吐出圧を高油圧に制御するとともに、この高油圧を摩擦係合装置側に供給すると、摩擦係合装置に至る油圧回路の構成部品の強度を、高油圧に耐えられる状態にしなければならず、油圧制御装置の大型化および大重量化ならびに製造コストの上昇を招く問題があった。さらに、油圧源の吐出圧がそのまま摩擦係合装置に作用することになり、摩擦係合装置側にも高油圧圧対策が必要になり、その大型化および大重量化ならびに製造コストの上昇を招くとともに、摩擦係合装置が損傷する可能性があった。
【０００９】この発明は、上記の技術的課題に着目し、油圧制御装置の小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができるとともに、摩擦係合装置の損傷を未然に防止することができる変速機の油圧制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するためにこの発明は、トルクの伝達経路に変速機と摩擦係合装置とが設けられており、前記変速機が、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材とを摩擦接触させるとともに、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触位置を変更することにより変速をおこない、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧が油圧により制御されるとともに、前記摩擦係合装置の係合・解放が油圧により制御される変速機の油圧制御装置において、油圧源に接続されている油路の油圧を調圧することにより、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧を制御する油路に供給する第１の油圧を出力する第１の調圧機構と、この第１の調圧機構から出力された第１の油圧を調圧することにより、前記摩擦係合装置を係合させる油路に供給する第２の油圧を出力する第２の調圧機構とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】したがって、この発明によれば、油圧回路のうち、第２の油圧とは異なる油圧の第１の油圧、例えば高油圧が作用する油路が可及的に短くなる。このため、高油圧対策を施す必要のある油圧回路構成部品が減少し、かつ、油圧回路構成部品が可及的に薄肉化される。また、第１の油圧が第２の油圧に調圧されて摩擦係合装置側の油路に供給されるため、摩擦係合装置および摩擦係合装置に至る油路には、高油圧対策が不要になる。さらに、摩擦係合装置の係合圧が、第２の油圧より第１の油圧に依存していないために、第１の油圧のバラツキによる摩擦係合装置の係合油圧のバラツキが解消される。
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とすることのできるパワートレーンの一例を示すと図２のとおりである。図２に示す例は、ハイブリッド車のパワートレーンの一例であり、動力源１の出力側に動力合成装置２が設けられているとともに、動力合成装置２の出力側に無段変速機３が設けられている。つまり、動力源１および動力合成装置２ならびに無段変速機３が直列に配置されている。そして、無段変速機３から出力されたトルクが車輪４に伝達されるように構成されている。
【００１３】まず、動力源１は、第１の動力源としての内燃機関５と、第２の動力源としての電動機６とを有している。内燃機関５としては、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンなどを用いることができる。以下の説明では、内燃機関５をエンジン５と記す。このエンジン５は、吸排気装置（図示せず）、燃料噴射装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、冷却装置（図示せず）などを備えた公知のものである。エンジン５の吸気管には、アクセルペダルの操作、または、アクセルペダルの操作状態以外の条件に基づいて、その開度を制御することのできる電子スロットルバルブ（図示せず）が設けられている。
【００１４】また電動機６は、電力が供給されることにより回転して動力を出力する動力装置である。電動機６としては、同期型などの各種の形式のモータを使用することができ、さらには発電機能を備えた電動機を使用することができる。以下の説明では、電動機６として発電機能を備えたものを例として示し、電動機６をモータ・ジェネレータ６と記す。
【００１５】前記動力合成装置２は、エンジン５またはモータ・ジェネレータ６の少なくとも一方の動力（言い換えればトルク）を、個別にもしくは合成して出力する機能と、動力合成装置２の出力側の回転方向を制御する（つまり、正逆回転させる）機能とを有している。言い換えれば、動力合成装置２は、車両の前進・後進を切り換える機能を有している。この動力合成装置２は、公知の遊星歯車機構７と、公知の複数の摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とを有している。複数の摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３としては、いわゆる湿式多板クラッチやバンドブレーキなどを用いることができる。
【００１６】湿式多板クラッチは、動力合成装置２の入力部材（図示せず）または出力部材（図示せず）を中心として配置位置された環状のクラッチプレートおよび環状のクラッチディスクを複数有している。これらのクラッチプレートおよびクラッチディスクは、入力部材または出力部材の軸線方向に交互に配置されている。バンドブレーキは、遊星歯車機構７の回転要素の回転を選択的に固定するものであり、その回転要素の外周側に設けられている。これらの摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合・解放は、油圧室およびシリンダならびにピストンなどを有する油圧サーボ機構（図示せず）により、制御されるように構成されている。
【００１７】前記無段変速機３は、動力合成装置２の出力側に対してトルク伝達可能に接続された駆動側シャフト８と、駆動側シャフト８と相互に平行に配置された従動側シャフト（言い換えればカウンタシャフト）９とを有している。駆動側シャフト８にはプライマリプーリ１０が設けられており、従動側シャフト９側にはセカンダリプーリ１１が設けられている。プライマリプーリ１０は、駆動側シャフト８に固定された固定シーブ１２と、駆動側シャフト８の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ１３とを有している。そして、固定シーブ１２と可動シーブ１３との対向面には、相互の組合せによりＶ字形状の溝Ｍ１を構成する方向に傾斜した保持面１４，１５が形成されている。
【００１８】また、可動シーブ１３を駆動側シャフ８の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ１３と固定シーブ１２とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ１６が設けられている。この油圧アクチュエータ１６は、シリンダ１７の内部に形成された油圧室１８と、可動シーブ１３に接続され、かつ、油圧室１８の油圧に応じて駆動側シャフト８の軸線方向に動作するピストン１９とを備えている。
【００１９】一方、セカンダリプーリ１１は、従動側シャフト９に固定された固定シーブ２０と、従動側シャフト９の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ２１とを有している。そして、固定シーブ２０と可動シーブ２１との対向面には、相互の組合せによりＶ字形状の溝Ｍ２を構成する方向に傾斜した保持面２２，２３が形成されている。
【００２０】また、可動シーブ２１を従動側シャフト９の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ２１と固定シーブ２０とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ２４が設けられている。この油圧アクチュエータ２４は、シリンダ２５の内部に形成された油圧室２６と、可動シーブ２１に接続され、かつ、油圧室２６の油圧により従動側シャフト９の軸線方向に動作するピストン３０とを備えている。
【００２１】上記構成のプライマリプーリ１０の溝Ｍ１およびセカンダリプーリ１１の溝Ｍ２に対して、ベルト３１が巻き掛けられている。ベルト３１の幅方向の両側には、保持面１４，１５，２２，２３に接触する接触面３２が形成されている。なお、前記従動側シャフト９の出力側に対して、車輪４がトルク伝達可能に接続されている。
【００２２】つぎに、動力合成装置２および無段変速機２を制御する油圧制御装置３３の油圧回路の一部を、図１および図３に基づいて説明する。この実施形態においては、オイルポンプ３４で発生させた油圧を、先ず、無段変速機３のベルト３１の挟圧力として要求される第１のライン圧に調圧し、その第１のライン圧を元圧として、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を係合させるために要求される第２のライン圧（クラッチ元圧）に調圧するように構成されている。
【００２３】オイルポンプ３４は、エンジン５もしくはモータ・ジェネレータ６によって駆動されるように構成され、あるいは図示しない他の電動機によって駆動されるように構成されている。その吐出圧を第１のライン圧に調圧するプライマリーレギュレータバルブ３５が設けられている。このプライマリーレギュレータバルブ３５は、スプール３６を挟んでスプリング３７とフィードバックポート３８とを設けるとともに、スプリング３６側に信号圧ポート３９を設けてある。この信号圧ポート３９に対して、リニアソレノイドバルブ３９Ａの出力ポート３９Ｂが接続されている。さらにスプール３６の中間部に相当する位置に、スプール３６によって選択的に連通・遮断される入力ポート４０とドレーンポート４１とを設けた調圧バルブである。入力ポート４０には、前記油圧室１８および油圧室２６が相互に並列に接続されている。
【００２４】その入力ポート４０にオイルポンプ３４の吐出口が油路４２によって接続されるとともに、入力ポート４０とフィードバックポート３８とがオリフィス４３を介して連通されている。そのフィードバックポート３８に油圧が印加されると、受圧面積の差によってスプール３６をスプリング３７側に押圧する圧力が生じるように構成されている。したがってスプリング３７の弾性力と信号圧ポート３９に印加される油圧とに応じた油圧が油路４２に生じるように構成されている。
【００２５】この油路４２に生じる相対的に高油圧の第１ライン圧を元圧として、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合に用いられ、かつ、相対的に低圧の第２のライン圧を調圧するライン圧モジュレータバルブ４４が設けられている。このライン圧モジュレータバルブ４４も出力圧をフィードバック圧としてスプールに印加することにより調圧をおこなうバルブであって、スプリング４５によって軸線方向での一方向に押圧されたスプール４６を有しており、そのスプール４６の軸線方向での中間部に相当する箇所に、スプール４６の位置に拘わらず常時開口している出力ポート４７が形成され、この出力ポート４７を挟んで、スプール４６の軸線方向での両側に、入力ポート４８とドレーンポート４９とが形成されている。すなわちスプール４６がスプリング４５に押されて移動することにより入力ポート４８と出力ポート４７とが連通し、また反対にスプール４６がスプリング４５側に移動することにより出力ポート４７がドレーンポート４９に連通するようになっている。
【００２６】さらに、スプール４６を挟んでスプリング４５とは反対側にフィードバックポート５０が形成され、ここに出力ポート４７がオリフィス５１を介して連通されている。そしてこのフィードバックポート５０に油圧が印加されることにより、スプール４６をスプリング４５側に押圧する圧力が生じるようになっている。したがってライン圧モジュレータバルブ４４は、スプリング４５の弾性力に応じた油圧が出力ポート４７に生じるように構成されている。
【００２７】さらに、前記プライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンポート４１が油路５２によってドレーンポート４９に接続されている。この油路５２は、フェール時にも出力ポート４７に油圧を生じさせるフェールセーフのための油路であって、ライン圧モジュレータバルブ４４がクローズドフェールした場合、すなわち入力ポート４８が閉じられるフェールが生じた場合に、プライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンオイルをライン圧モジュレータバルブ４４のドレーンポート４９に導き、フェールによってそのドレーンポート４９が出力ポート４７に連通していることにより、結局、プライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンオイルを、ライン圧モジュレータバルブ４４の出力ポート４７から出力させるようになっている。
【００２８】また、図１および図３において、符号５３は潤滑油圧を調圧する潤滑バルブを示し、スプール５４を挟んでスプリング５５とフィードバックポート５６とが設けられている。また、スプール５４の軸線方向での中間部に相当する位置に、スプール５４によって連通・遮断される入力ポート５７とドレーンポート５８とが形成されている。そして、入力ポート５７とフィードバックポート５６とがオリフィス５９を介して連通され、さらにその入力ポート５７がプライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンポート４１に接続されている。したがってこの潤滑バルブ５３は、スプリング５５の弾性力に応じた油圧が入力ポート５７に生じるように構成されている。
【００２９】ここで、上述したプライマリーレギュレータバルブ３５およびライン圧モジュレータバルブ４４ならびに潤滑バルブ５３のそれぞれの調圧レベルについて説明すると、プライマリーレギュレータバルブ３５による最高調圧値が最も高く、ついでライン圧モジュレータバルブ４４の調圧値が高く、潤滑バルブ５３の調圧値が最も低くなっている。したがって前記の油路５２を介してライン圧モジュレータバルブ４４に供給される油圧が、このライン圧モジュレータバルブ４４による調圧値より低いので、ライン圧モジュレータバルブ４４がクローズドフェールした場合には、正規の油圧より低圧の係合圧がライン圧モジュレータバルブ４４から出力される。
【００３０】前記ライン圧モジュレータバルブ４４の出力ポート４７に対して、調圧バルブ（コントロールバルブ）６０，〜６２が相互に並列に接続されている。調圧バルブ６０は摩擦係合装置Ｃ１に対応するものであり、調圧バルブ６０は、スプール６３を挟んでスプリング６４と信号圧ポート６５とを設けるとともに、スプール６３の中間部に相当する位置に、スプール６３によって選択的に連通・遮断される入力ポート６６およびドレーンポート６７ならびに出力ポート６８とを設けた調圧バルブである。この入力ポート６６に、ライン圧モジュレータバルブ４４の出力ポート４７が接続されている。
【００３１】また、調圧バルブ６０に対応するリニアソレノイドバルブ６９が設けられており、リニアソレノイドバルブ６９の信号圧出力ポート７０と信号圧ポート６５とが接続されている。リニアソレノイドバルブ６９は、供給される電力のオン・オフの割合、すなわちデューティ比に応じた信号圧を出力するものである。なお、出力ポート６８には、摩擦係合装置Ｃ１の係合・解放を制御する油圧室７１が接続されている。したがって、スプリング６４の弾性力と信号圧ポート６５に印加される油圧とに応じた油圧が、出力ポート６８から出力されるように構成されている。
【００３２】また、調圧バルブ６１は摩擦係合装置Ｃ２に対応するものであり、調圧バルブ６１は、スプール７２を挟んでスプリング７３と信号圧ポート７４とを設けるとともに、スプール７２の中間部に相当する位置に、スプール７２によって選択的に連通・遮断される入力ポート７５およびドレーンポート７６ならびに出力ポート７７とを設けた調圧バルブである。この入力ポート７５に、ライン圧モジュレータバルブ４４の出力ポート４７が接続されている。
【００３３】また、調圧バルブ６１に対応するリニアソレノイドバルブ７８が設けられており、リニアソレノイドバルブ７８の信号圧出力ポート７９と信号圧ポート７４とが接続されている。リニアソレノイドバルブ７８は、供給される電力のオン・オフの割合、すなわちデューティ比に応じた信号圧を出力するものである。なお、出力ポート７７には、摩擦係合装置Ｃ２の係合・解放を制御する油圧室８０が接続されている。したがって、スプリング７３の弾性力と信号圧ポート７４に印加される油圧とに応じた油圧が、出力ポート７７から出力されるように構成されている。
【００３４】さらに、調圧バルブ６２は摩擦係合装置Ｃ３に対応するものであり、調圧バルブ６３は、スプール８１を挟んでスプリング８２と信号圧ポート８３とを設けるとともに、スプール８１の中間部に相当する位置に、スプール８１によって選択的に連通・遮断される入力ポート８４およびドレーンポート８５ならびに出力ポート８６とを設けた調圧バルブである。この入力ポート８４に、ライン圧モジュレータバルブ４４の出力ポート４７が接続されている。
【００３５】また、調圧バルブ６２に対応するリニアソレノイドバルブ８７が設けられており、リニアソレノイドバルブ８７の信号圧出力ポート８８と信号圧ポート８３とが接続されている。リニアソレノイドバルブ８７は、供給される電力のオン・オフの割合、すなわちデューティ比に応じた信号圧を出力するものである。なお、出力ポート８６には、摩擦係合装置Ｃ３の係合・解放を制御する油圧室８９が接続されている。したがって、スプリング８２の弾性力と信号圧ポート８３に印加される油圧とに応じた油圧が、出力ポート８６から出力されるように構成されている。
【００３６】上記構成の車両全体を制御する総合制御装置（ＥＣＵ）９０が設けられている。この総合制御装置９０は、油圧制御装置３３およびモータ・ジェネレータ６を制御するコントローラ（図示せず）ならびにエンジン５を制御する電子制御装置（図示せず）に対して、相互に信号通信可能に接続されている。この総合制御装置９０は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００３７】この総合制御装置９０に対しては、エンジン回転数センサ９１の信号、エンジン冷却水温センサ９２の信号、アクセル開度センサ９３の信号、スロットル開度センサ９４の信号、シフトポジションセンサ９５の信号、プライマリプーリ１０の回転数を検出する入力回転数センサ９６の信号、セカンダリプーリ１１の回転数を検出する出力回転数センサ９７の信号、エンジン５の吸入空気量センサ９８の信号、モータ・ジェネレータ６に電力を供給するバッテリ９９の充電量を示す信号、油圧制御装置３３の作動油（オイル）の温度を検出する油温センサ１００の信号などが入力されている。
【００３８】そして、出力回転数センサ９７の信号に基づいて車速が求められる。また、エンジン回転数センサ９１の信号および入力回転数センサ９６の信号ならびに出力回転数センサ９７の信号などに基づいて、無段変速機３の変速比が求められる。一方、総合制御装置９０からは、エンジン５を制御する信号、モータ・ジェネレータ６を制御する信号、動力合成装置２を制御する信号、無段変速機３を制御する信号、油圧制御装置３３を制御する信号が出力される。
【００３９】ここで、この実施形態の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、プライマリプーリ１０がこの発明の駆動側回転部材に相当し、セカンダリプーリ１１がこの発明の従動側回転部材に相当し、ベルト３１がこの発明の伝動部材に相当し、オイルポンプ３４がこの発明の油圧源に相当し、第１のライン圧（言い換えれば高油圧）がこの発明の第１の油圧に相当し、第２のライン圧（言い換えればクラッチ元圧）がこの発明の第２の油圧（言い換えれば低油圧）に相当し、プライマリレギュレータバルブ３５がこの発明の第１の調圧機構に相当し、ライン圧モジュレータバルブ４４がこの発明の第２の調圧機構に相当する。
【００４０】上記構成の車両においては、総合制御装置９０に入力される各種の信号、例えば、シフトポジションおよびアクセル開度ならびに車速に基づいて、車両に対する要求駆動力が判断される。そして、この判断結果に基づいて、エンジン５の駆動・停止と、モータ・ジェネレータ６の駆動（言い換えれば力行）・停止・発電（言い換えれば回生）とを制御するモードが選択される。エンジン５に対しては、例えば、燃料噴射装置、点火装置、電子スロットルバルブなどを制御する信号などが出力される。モータ・ジェネレータ６に対しては、モータ・ジェネレータ６の駆動時に供給する電流値を制御する信号、モータ・ジェネレータ６の回生時に回生制動力を制御する信号などが出力される。
【００４１】また、前記モードの選択に基づいて、各摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合・解放の態様が選択されるとともに、油圧室７１，８０，８９の油圧が制御される。各摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合・解放の態様の選択により、無段変速機３に入力されるトルク（動力）の伝達状態もしくは、動力合成装置２の出力部材の回転方向の切り換えなどがおこなわれる。ここで、各摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合圧は、動力合成装置２に入力されるトルクに基づいて制御される。
【００４２】さらに、総合制御装置９０には、エンジン５の最適な運転状態を選択するためのデータが記憶されている。そして、このデータと車両の走行状態、例えば、アクセル開度および車速とに基づいて、無段変速機３の変速比が制御される。具体的には、油圧室１８の油圧を制御することにより、プライマリプーリ１０の溝Ｍ１の幅が制御される。これと同時に、無段変速機３に入力されるトルクおよび無段変速機３の変速比に基づいて、油圧室２６の油圧を制御することにより、セカンダリプーリ１１の溝幅Ｍ２が制御される。
【００４３】このようにして、ベルト３１の巻き掛け半径が変化して無段変速機３の変速比が制御されるとともに、ベルト３１に対するセカンダリプーリ１１の幅方向の挟持力（挟圧力）が制御される。ここで、無段変速機３に入力されるトルクは、エンジン５のトルク、モータ・ジェネレータ６のトルク、動力合成装置２の状態などに基づいて判断される。このようにして、ベルト３１の張力、言い換えれば、ベルト３１とプライマリプーリ１０およびセカンダリプーリ１１との接触面圧が制御される。つまり、ベルト３１のトルク伝達容量が制御され、トルクの伝達時にベルト３１が滑ることが抑制される。
【００４４】ところで、無段変速機３と動力合成装置２とを比較すると、その動力の伝達形式に相違がある。このため、ベルト３１の挟圧力を生じさせるために必要な油圧と、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を係合させるために必要な油圧とが異なる。すなわち、無段変速機３の場合は、比較的小さい外径のプライマリプーリ１０およびセカンダリプーリ１１と、ベルト３１の円周方向の一部とが摩擦接触してトルク伝達容量が確保される構成である。言い換えれば、プライマリプーリ１０およびセカンダリプーリ１１とベルト３１とが相対移動することにより、トルクの伝達がおこなわれる。
【００４５】これに対して、動力合成装置２においては、比較的外径の大きい摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が全周に亘って摩擦接触することにより、トルク伝達容量が確保される構成である。言い換えれば、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が係合されてトルクの伝達が行なわれる場合には、構成部品同士は相対移動しない。このため、セカンダリプーリ１１に対応する油圧室２６の油圧の方を、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を係合させる油圧室７１，８０，８９のいずれかの油圧よりも高く設定する必要がある。
【００４６】上述した油圧回路の作用について次に説明する。先ずライン圧（ＰＬ）の発生について説明すると、オイルポンプ３４が駆動されて吐出した油圧は油路４２に供給され、その結果、プライマリーレギュレータバルブ３５の入力ポート４０に油圧が印加される。一方、アクセル開度および車速などの駆動力要求に基づいて、リニアソレノイドバルブ３９Ａが制御され、リニアソレノイドバルブ３９Ａから出力された信号圧が信号圧ポート３９に入力される。このため、当初は、スプリング３７および信号圧ポート３９に作用する油圧により、スプール３６がフィードバックポート３８側に押圧されている。
【００４７】そして、前記入力ポート４０の油圧がフィードバックポート３８にも作用するので、フィードバックポート３８側に押圧されているスプール３６に、これとは反対方向の圧力が次第に作用する。入力ポート４０は当初、出力ポート４１に対して遮断されているので、オイルポンプ３４が油圧を吐出し続けることにより油路４２の油圧が次第に高くなり、それに伴ってフィードバックポート３８の油圧すなわち油路４２に生じる油圧が高くなると、スプール３６がスプリング３７および信号圧ポート３９に作用する油圧に抗して移動し、ドレーンポート４１が開かれる。すなわち油路４２の油圧は、それ以上には高くならず、結局、スプリング３７の弾性力および信号圧ポート３９に作用している油圧に基づいて決まる高油圧の油圧（第１のライン圧）が油路４２に生じる。
【００４８】その油路４２の第１のライン圧がライン圧モジュレータバルブ４４の入力ポート４８に供給されている。出力ポート４７に現れる油圧が低い状態では、スプール４６がスプリング４５に押されてフィードバックポート５０側に移動してるので、入力ポート４８が出力ポート４７に連通している。その結果、出力ポート４７の油圧が高くなると、これと同様にフィードバックポート５０の油圧が高くなるので、スプール４６がそのフィードバックポート５０の油圧に押圧されてスプリング４５を圧縮する方向に移動し、入力ポート４８が閉じられるとともに、ドレーンポート４９が出力ポート４７に対して連通する。その結果、出力ポート４７に現れる圧力は、スプリング４５の弾性力で決まる低圧の油圧（言い換えれば、第２のライン圧もしくはクラッチ元圧）となる。このようにして調圧された第２のライン圧、すなわち摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合用のライン圧が、調圧バルブ６０，６１，６２の入力ポート６６，７５，８４に供給される。
【００４９】一方、プライマリーレギュレータバルブ３５が調圧作用をおこなうことに伴って、前述したようにドレーンポート４１から排圧が生じ、これが潤滑バルブ５３の入力ポート５７に供給されている。これと同じ圧力がフィードバックポート５６に印加されているので、入力ポート５７の油圧が低い状態では、その入力ポート５７が閉じられており、そのために排圧が次第に高くなる。その結果、フィードバックポート５６の油圧が次第に高くなってスプール５４がスプリング５５の弾性力に抗して移動すると、入力ポート５７が開かれてドレーンポート５８に連通する。そのため、入力ポート５７に現れる油圧はそれ以上に高くなることがなく、したがって潤滑バルブ５３は、スプリング５５の弾性力に応じた油圧に調圧をおこなう。
【００５０】つぎに、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合・解放について説明する。まず、摩擦係合装置Ｃ１の解放時には、リニアソレノイドバルブ６９がオフされる。このため、スプリング６４の押圧力によりスプール６３が信号圧ポート６５側に押圧されて所定位置で停止している。したがって、入力ポート６６がスプール６３により閉じられているとともに、出力ポート６６とドレーンポート６７とが連通する。このようにして、油圧室７１の油圧が低下し、摩擦係合装置Ｃ１が解放される。
【００５１】これに対して、摩擦係合装置Ｃ１の係合時には、動力合成装置２に入力されるトルクに基づいて、リニアソレノイドバルブ６９のデューティ比が制御されるとともに、リニアソレノイドバルブ６９から出力された信号圧が信号圧ポート６５に入力される。すると、信号圧ポート６５の油圧とスプリング６４の押圧力とのバランスにより、スプール６３がスプリング６４側に押圧されて、ドレーンポート６７がスプール６３により遮断されるとともに、入力ポート６６と出力ポート６８とが連通される。このようにして、リニアソレノイドバルブ６９のデューティ比の制御に基づいて、クラッチ元圧が、調圧バルブ６０によりさらに低圧に調圧されて油圧室７１に供給され、摩擦係合装置Ｃ１が係合する。
【００５２】また、摩擦係合装置Ｃ２の解放時には、リニアソレノイドバルブ７８がオフされる。このため、スプリング７３の押圧力によりスプール７２が信号圧ポート７４側に押圧されて所定位置で停止している。したがって、入力ポート７５がスプール７２により閉じられているとともに、出力ポート７７とドレーンポート７６とが連通する。このようにして、油圧室８０の油圧が低下し、摩擦係合装置Ｃ２が解放される。
【００５３】これに対して、摩擦係合装置Ｃ２の係合時には、動力合成装置２に入力されるトルクに基づいて、リニアソレノイドバルブ７８のデューティ比が制御されるとともに、リニアソレノイドバルブ７８から出力された信号圧により、信号圧ポート７４の油圧が高油圧になる。すると、信号圧ポート７４の油圧とスプリング７３の押圧力とのバランスにより、スプール７２がスプリング７３側に押圧されて、ドレーンポート７６がスプール７２により遮断されるとともに、入力ポート７５と出力ポート７７とが連通される。このようにして、リニアソレノイドバルブ７８の制御に基づいて、クラッチ元圧が、調圧バルブ６１によりさらに低圧に調圧されて油圧室８０に供給され、摩擦係合装置Ｃ２が係合する。
【００５４】さらに、摩擦係合装置Ｃ３の解放時には、リニアソレノイドバルブ８７がオフされる。このため、スプリング８２の押圧力によりスプール８１が信号圧ポート８３側に押圧されて所定位置で停止している。したがって、入力ポート８４がスプール８１により閉じられているとともに、出力ポート８６とドレーンポート８５とが連通する。このようにして、油圧室８９の油圧が低下し、摩擦係合装置Ｃ３が解放される。
【００５５】これに対して、摩擦係合装置Ｃ３の係合時には、動力合成装置２に入力されるトルクに基づいて、リニアソレノイドバルブ８７が制御されるとともに、リニアソレノイドバルブ８７から出力された信号圧が信号圧ポート８３に入力される。すると、信号圧ポート８３の油圧とスプリング８２の押圧力とのバランスにより、スプール８１がスプリング８２側に押圧されて、ドレーンポート８５がスプール８１により遮断されるとともに、入力ポート８４と出力ポート８６とが連通される。このようにして、リニアソレノイドバルブ８７のデューティ比の制御に基づいて、クラッチ元圧が、調圧バルブ６２によりさらに低圧に調圧されて油圧室８０に供給され、摩擦係合装置Ｃ３が係合する。
【００５６】以上のように、オイルポンプ３４の吐出圧を、プライマリレギュレータバルブ３５により高油圧（第１のライン圧）に調圧して油圧室２６に作用させるとともに、第１のライン圧をライン圧モジュレータバルブ４４によりクラッチ元圧に減圧し、ついで、調圧バルブ弁６１，６２，６３により、クラッチ元圧をさらに低圧の油圧に減圧して油圧室７１，８０，８９に作用させている。
【００５７】このため、油圧制御装置３３の油圧回路において、高油圧が伝達される油路が可及的に短くなる（油圧回路全体において、高油圧が伝達される油路の占める割合が少なくなる）。したがって、高油圧対策を必要とする油圧回路構成部品が減少し、かつ、油圧回路構成部品の肉厚を可及的に薄くすることができ、油圧制御装置３３の小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができる。さらに、高油圧が伝達される油路の低減にともない、油圧回路におけるオイル漏れが抑制され、オイルポンプ３４を駆動する動力損失の低減を図ることができる。
【００５８】また、プライマリレギュレータバルブ３５により調圧された第１のライン圧が、ライン圧モジュレータバルブ４４により中間圧まで減圧されている。このため、各調圧バルブ６０，６１，６２がオープンフェールした場合、つまり、入力ポート６６，７５，８４の少なくとも一つが開放されたままになるフェールが生じた場合でも、各油圧室７１，８０，８９にはクラッチ元圧（中間圧）が作用し、第１のライン圧が直接作用することが回避される。したがって、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３および油圧サーボ機構などのようなクラッチハード系に、強度アップなどの高油圧対策を施す必要がなく、その小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができるとともに、その損傷を防止することができる。
【００５９】さらに、第１のライン圧をライン圧モジュレータバルブ３６により中間油圧に減圧し、ついで、中間油圧を各調圧バルブ６１，６２，６３により減圧するように構成されている。このため、各調圧バルブ６１，６２，６３における高油圧対策が不要となり、油圧制御装置３３の小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができる。さらに、調圧バルブ６０，６１，６２に入力される油圧が、第１のライン圧に依存していないために、第１のライン圧のバラツキによる調圧バルブ６０，６１，６２の出力油圧のバラツキが解消され、かつ、第１のライン圧の低圧化によるヒステリシスが低減される。したがって、調圧バルブ６０，６１，６２の作動応答性が向上して、第１のライン圧を、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合油圧にまで迅速に減圧することができる。
【００６０】さらにまた、ライン圧モジュレータバルブ４４がクローズドフェールした場合、すなわち入力ポート４８が閉じられるフェールが生じた場合は、プライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンオイルをライン圧モジュレータバルブ４４のドレーンポート４９に導くことができる。つまり、ライン圧モジュレータバルブ４４は、フェールによってそのドレーンポート４９が出力ポート４７に連通しているために、プライマリーレギュレータバルブ３５のドレーンポート４１の油圧を、ドレーンポート４１および出力ポート４７を介して各調圧バルブ６０，６１，６２の入力ポート６６，７５，８４に入力することができる。したがって、ライン圧モジュレータバルブ４４がクローズドフェールした場合でも、車両のリンプフォーム走行（退避走行）に必要な油圧を確保することができる。なお、ここで入力ポート６６，７５，８４に作用する油圧は、正規の油圧（クラッチ元圧）より低圧である。
【００６１】また、ライン圧モジュレータバルブ４４のドレーンポート４９からの排出オイルを、油路５２を経由して潤滑系統に送ることができる。このため、オイルポンプ３４の吐出量を低減することができ、この吐出量の低減分に対応して、オイルポンプ３４を駆動するための動力が低減され、結果的に燃費を向上することができる。
【００６２】なお、この実施形態においては、変速機としていわゆるトロイダル式の無段変速機を用いることもできる。トロイダル式の無段変速機は、円弧面を有する入力ディスク（駆動側回転部材）および出力ディスク（従動側回転部材）と、入力ディスクおよび出力ディスクの円弧面に接触するパワーローラ（伝動部材）とを有している。そして、入力ディスクおよび出力ディスクとパワーローラとの接触圧を高油圧により制御し、この高油圧を低油圧に制御して摩擦係合装置を係合させる油路に供給することになる。なお、トロイダル式の無段変速機の動力伝達原理は、トラクション伝動であるが、この発明においては、このトラクション伝動も摩擦接触の一例として把握している。
【００６３】また、動力合成装置２に代えて、摩擦係合装置の係合・解放により変速比が段階的（不連続）に制御される有段変速機が搭載されている車両に対しても、この実施形態を適用することができる。このように、有段変速機の出力側に無段変速機が配置されているレイアウトにおいては、無段変速機に入力されるトルクが増加し易くなるために、無段変速機のセカンダリプーリの挟持圧を制御する油圧と、摩擦係合装置の係合に必要な油圧との差が一層大きくなり、この実施形態が一層有効に機能することになる。また、摩擦係合装置の入力側、つまり、動力源から摩擦係合装置に至るトルクの伝達経路に、無段変速機が設けられている車両に対しても、この実施形態を適用することができる。
【００６４】さらにまた、調圧バルブ６０，６１，６２に代えて、調圧機能を備えていない切り換えバルブを用いることができる。つまり、ライン圧モジュレータバルブ４４により調圧されたクラッチ元圧が、摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の係合油圧として用いられる。なお、この場合は、上記の調圧バルブ６０，６１，６２およびリニアソレノイドバルブ６９，７８，８７に代えて、オン・オフソレノイドバルブが用いられる。
【００６５】ここで、上記の具体例に基づいて開示されたこの発明の特徴的な構成を記載すれば以下のとおりである。すなわち、動力源から車輪に至るトルクの伝達経路に変速機と摩擦係合装置とが設けられており、前記変速機が、駆動側回転部材および従動側回転部材と伝動部材とを摩擦接触させるとともに、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触位置を変更することにより変速をおこない、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧が油圧により制御されるとともに、前記摩擦係合装置の係合・解放を油圧により制御する切り換え機構（調圧バルブ）を備えている変速機の油圧制御装置において、油圧源の吐出油圧を、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材と前記伝動部材との接触圧の制御に用いる高油圧に制御する第１の調圧機構と、この高油圧を低油圧に制御して前記切り換え機構の入力側に供給する第２の調圧機構とを備えていることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、油圧回路全体において、第２の油圧とは異なる第１の油圧、例えば高油圧が伝達される油路が可及的に短くなるために、高油圧用の対策を施す油圧回路構成部品が減少し、かつ、油圧回路構成部品を可及的に薄肉化することができる。したがって、油圧制御装置の小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができる。また、第１の油圧が第２の油圧に低下されて摩擦係合装置を係合させる油路に供給されるために、摩擦係合装置およびその油路に高油圧対策を施す必要がなく、その小型化および軽量化ならびに低コスト化を図ることができるとともに、その損傷を防止することができる。さらに、摩擦係合装置の係合油圧が、第１の油圧に依存していないために、第１の油圧のバラツキによる摩擦係合装置の係合油圧のバラツキが解消され、摩擦係合装置の作動応答性が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月８日（１９９９．１０．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８０８９（Ｐ２００１−１０８０８９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８８６４３ |
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