| 【発明の名称】 |
油圧制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀 直樹
【氏名】山下 勝司
【氏名】萱嶋 浩一
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| 【要約】 |
【課題】出力ポートの出力油圧特性を切り換える際に、出力油圧の変化を抑制することのできる油圧制御装置を提供する。
【解決手段】出力ポートの出力油圧を調整するスプールと、スプールに付勢力を付与するコイルばねと、スプールに電磁力を作用させることにより付勢力を付与する電磁コイルとを備え、コイルばねからスプールに対して与えられる付勢力のつり合い状態を変更することにより電磁力に対する出力ポートの出力油圧特性を変更することができる電磁弁を有し、電磁力を制御することにより出力ポートの出力油圧を変更することのできるリニアソレノイドバルブを有する油圧制御装置において、出力ポートの出力油圧特性を変更する際に、スプールに作用する付勢力のつり合い状態の変化を抑制するように、電磁力を制御する電磁力制御手段（スプール１，２）を備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 出力ポートの出力油圧を調整する弁体と、この弁体に付勢力を付与する付勢力付与機構と、前記弁体に電磁力を作用させることにより付勢力を付与する電磁コイルとを備え、前記付勢力付与機構から前記弁体に対して与えられる付勢力のつり合い状態を変更することにより前記電磁力に対する前記出力ポートの出力油圧特性を変更することができる電磁弁を有し、前記電磁力を制御することにより前記出力ポートの出力油圧を制御する油圧制御装置において、前記出力ポートの出力油圧特性を変更する際に、前記弁体に作用する付勢力のつり合い状態の変化を抑制するように、前記電磁力を制御する電磁力制御手段を備えていることを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】 前記付勢力付与機構は第１の油圧室を有し、前記電磁弁は、前記第１の油圧室の油圧が変更されることにより前記出力ポートの出力油圧特性が変更されるものであり、前記電磁力制御手段は、前記第１の油圧室の油圧変化に影響を与える因子に基づいて前記電磁力を制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
【請求項３】 前記電磁弁は、前記出力ポートに連通する第２の油圧室の油圧を用いて前記第１の油圧室の油圧が変更されるものであり、前記電磁力制御手段は、前記電磁弁の目標出力油圧に基づいて前記電磁力を制御することを特徴とする請求項２に記載の油圧制御装置。
【請求項４】 複数の回転要素に巻き掛け伝動部材を巻き掛けた無段変速機と、前記出力ポートの出力油圧に基づいて、前記巻掛け伝動部材に対する前記回転要素の保持力を制御する保持力制御機構とを備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧制御装置。
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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、出力特性を変更可能な電磁弁を有する油圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無段変速機は、変速比を無段階（つまり連続的）に制御することができる伝動装置である。このため、車両用エンジンの出力側に無段変速機を配置することにより、車両の加速要求に応じてエンジン回転数を制御することができる。したがって、エンジンの運転状態を最適燃費曲線に近づけ易くなり、燃費が向上する利点がある。一方、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータをエンジンの出力側に配置した場合は、ロックアップクラッチのオフ（解放）状態では、エンジントルクをトルクコンバータにより増幅することができるとともに、トルクコンバータを構成する複数の回転要素同士が、流体的な動力の伝達状態になるために、エンジントルクの変動を吸収することができる利点がある。これに対して、ロックアップクラッチがオン（係合）されると、トルクコンバータを構成する複数の回転要素同士が直結状態になり、機械的な動力伝達状態になるため、回転要素同士の間における動力損失が抑制され、燃費が向上する利点がある。
【０００３】上記のようなトルクコンバータおよび無段変速機を、エンジンの出力側に配置したパワートレーンの一例が、特開平１１−１８２６５６号公報に記載されている。この公報においては、エンジンの出力側にトルクコンバータが設けられており、このトルクコンバータの出力側に無段変速機が設けられている。このトルクコンバータはロックアップクラッチを有し、トルクコンバータの出力軸に無段変速機が接続されている。この無段変速機は、相互に平行に配置された駆動側回転軸および従動側回転軸を有している。そして、駆動側回転軸側には駆動側プーリが設けられており、従動側回転軸には従動側プーリが設けられている。さらに、駆動側プーリおよび従動側プーリにはベルトが巻き掛けられている。
【０００４】また、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力などを制御する油圧回路が設けられており、各種センサ群の信号がコンピュータに入力され、これらの信号に基づく制御信号がアクチュエータに入力されるように構成されている。
【０００５】この油圧回路は、カットバルブおよびリニアソレノイドバルブならびにベルト押圧油圧制御弁を備えている。リニアソレノイドバルブは、出力ポートの出力油圧を調整するためのスプールや、スプールに電磁力を作用させる電磁コイルを備え、出力ポートの出力油圧が目標出力油圧となるように電磁コイルに対する電流値が制御されるとともに、出力ポートの出力油圧をベルト押圧油圧制御弁に向けて出力している。一方、ベルト押圧油圧制御弁は、リニアソレノイドバルブからの出力油圧に応じた出力油圧を出力ポートから従動側プーリの油圧室に向けて出力している。こうしたことにより、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力を制御している。
【０００６】ところで、トルクコンバータは、その入力回転速度と出力回転速度との比、すなわち、速度比が所定の領域にある場合には、エンジントルクを増幅することができる。このため、ロックアップクラッチがオフされている場合と、オンされている場合とでは、無段変速機に入力されるトルクが異なる。したがって、ロックアップクラッチの状態に対応して、無段変速機のトルク容量、すなわちベルトに対する従動側プーリの挟持力を適切に制御する必要がある。
【０００７】そこで、特開平１１−１８２６５６号公報においては、カットバルブを用い、ロックアップクラッチのオン・オフに対応して、リニアソレノイドバルブの出力油圧特性、すなわち、電磁力に対する出力ポートの出力油圧特性を変更することがおこなわれている。具体的には、リニアソレノイドバルブのスプールに与えられる油圧室の油圧力を変更し、リニアソレノイドバルブのスプールに与えられる付勢力のつり合い状態を変更することがおこなわれている。このため、電磁コイルに対する電流値が同じであっても、ロックアップクラッチがオフされている場合には、オンされている場合に比べてリニアソレノイドバルブの出力油圧を高めることができるようになる。その結果、ロックアップクラッチの状態に応じて、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力を適切に制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リニアソレノイドバルブの出力油圧特性を変更する過程において、リニアソレノイドバルブのスプールに与えられる付勢力のつり合い状態が変化するために、リニアソレノイドバルブの出力油圧が急激に変化するとともに、出力油圧の変動を招く。その結果、出力油圧が所望の値から外れるという問題があった。
【０００９】そして、出力油圧が所望の値から外れると、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力が、伝達するべきトルクに対応する値以上に高められてしまい、ベルトの耐久性が減少するといったおそれがある。また、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力が、伝達するべきトルクに対応する値以下に減少してしまい、ベルトのスリップが発生するといったおそれがある。
【００１０】そこで、上記公報においては、ロックアップクラッチがオフ状態からオン状態に切り換えられることにともない、リニアソレノイドバルブの出力油圧特性を変更する際に、まず、リニアソレノイドバルブの出力油圧を高め、その後にリニアソレノイドバルブのスプールに与えられる油圧室の油圧力を変更することで、ベルトに対する従動側プーリの挟圧力が不用意に減少することを防止している。
【００１１】しかしこうした制御をおこなうと、リニアソレノイドバルブの出力油圧特性を変更する際に、リニアソレノイドバルブの出力油圧が必要以上に高められることから、ベルトの耐久性のうえで好ましいものではなかった。
【００１２】この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、電磁弁の出力油圧特性を変更する際に、電磁弁の出力ポートの出力油圧の変化を抑制することのできる油圧制御装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【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、請求項１の発明は、出力ポートの出力油圧を調整する弁体と、この弁体に付勢力を付与する付勢力付与機構と、前記弁体に電磁力を作用させることにより付勢力を付与する電磁コイルとを備え、前記付勢力付与機構から前記弁体に対して与えられる付勢力のつり合い状態を変更することにより前記電磁力に対する前記出力ポートの出力油圧特性を変更することができる電磁弁を有し、前記電磁力を制御することにより前記出力ポートの出力油圧を制御する油圧制御装置において、前記出力ポートの出力油圧特性を変更する際に、前記弁体に作用する付勢力のつり合い状態の変化を抑制するように、前記電磁力を制御する電磁力制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】請求項１の発明によれば、出力ポートの出力油圧特性を変更する際に、電磁力の制御により、弁体に付与される付勢力のつり合い状態が変化することが抑制される。
【００１５】請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記付勢力付与機構は第１の油圧室を有し、前記電磁弁は、前記第１の油圧室の油圧が変更されることにより前記出力ポートの出力油圧特性が変更されるものであり、前記電磁力制御手段は、前記第１の油圧室の油圧変化に影響を与える因子に基づいて前記電磁力を制御することを特徴とするものである。
【００１６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じるほか、電磁力を第１油圧室の実際の油圧変化に応じて制御することができる。
【００１７】請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記電磁弁は、前記出力ポートに連通する第２の油圧室の油圧を用いて前記第１の油圧室の油圧が変更されるものであり、前記電磁力制御手段は、前記電磁弁の目標出力油圧に基づいて前記電磁力を制御することを特徴とするものである。
【００１８】請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の作用が生じるほか、電磁弁の目標出力油圧に基づいて電磁力が制御されるため、センサなどの格別の構成を設けることなく電磁力を制御することができる。
【００１９】請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、複数の回転要素に巻き掛け伝動部材を巻き掛けた無段変速機と、前記出力ポートの出力油圧に基づいて、前記巻掛け伝動部材に対する前記回転要素の保持力を制御する保持力制御機構とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じるほか、巻き掛け伝動部材に対する回転要素の保持力が、無段変速機により伝達するべきトルクに応じた状態に制御される。
【００２１】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明をＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式の車両に用いた一実施形態のスケルトン図である。図２において、１は車両の駆動力源としてのエンジンであり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用いられる。そして、エンジン１のクランクシャフト２が車両の幅方向に配置されている。
【００２２】また前記エンジン１の出力側には、トランスアクスル３が設けられている。このトランスアクスル３は内部中空のケーシング４を有し、ケーシング４の内部には、トルクコンバータ５と前後進切り換え機構６と無段変速機７と最終減速機（言い換えれば差動装置）８とが設けられている。まず、トルクコンバータ５の構成について説明する。ケーシング４の内部には、クランクシャフト２と同一の軸線（図示せず）を中心として回転可能なインプットシャフト９が設けられており、インプットシャフト９におけるエンジン１側の端部にはタービンランナ１０が取り付けられている。
【００２３】一方、クランクシャフト２の後端にはドライブプレート１１を介してフロントカバー１２が連結されており、フロントカバー１２にはポンプインペラ１３が接続されている。このタービンランナ１０とポンプインペラ１３とは対向して配置され、タービンランナ１０およびポンプインペラ１３の内側にはステータ１４が設けられている。また、インプットシャフト９におけるフロントカバー１２側の端部には、ダンパ機構１６を介してロックアップクラッチ１５が設けられている。上記のように構成されたフロントカバー１２およびポンプインペラ１３などにより形成されたケーシング（図示せず）内に、作動流体としてのオイルが供給されている。
【００２４】上記構成により、エンジン１の動力（トルク）がクランクシャフト２からフロントカバー１２に伝達される。この時、ロックアップクラッチ１５が解放されている場合は、ポンプインペラ１３のトルクが流体によりタービンランナ１０に伝達され、ついでインプットシャフト９に伝達される。ロックアップクラッチ１５の解放状態では、ポンプインペラ１３からタービンランナ１０に伝達されるトルクを、ステータ１４により増幅することができる。これに対して、ロックアップクラッチ１５が係合されている場合は、フロントカバー１２のトルクが機械的にインプットシャフト９に伝達される。つまり、ロックアップクラッチ１５の係合状態では、トルクの増幅がおこなわれない。
【００２５】前記ケーシング４の内部におけるトルクコンバータ５と前後進切り換え機構６との間には、オイルポンプ１７が設けられている。このオイルポンプ１７のロータ（図示せず）と、ポンプインペラ１３とが円筒形状のハブ１９により接続されている。また、オイルポンプ１７のボデー（図示せず）はケーシング４側に固定されている。この構成により、エンジン１の動力がポンプインペラ１３を介してロータに伝達され、オイルポンプ１７を駆動することができる。
【００２６】前記無段変速機７は、インプットシャフト９と同心状に配置された駆動側シャフト２１と、駆動側シャフト２１と相互に平行に配置された従動側シャフトとしてのカウンタシャフト２２とを有している。駆動側シャフト２１には駆動側プーリ２３が設けられており、カウンタシャフト２２側には従動側プーリ２４が設けられている。駆動側プーリ２３は、駆動側シャフト２１に固定された固定シーブ２５と、駆動側シャフト２１の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ２６とを有している。
【００２７】また、この可動シーブ２６を駆動側シャフト２１の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ２６と固定シーブ２５とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ２７が設けられている。この油圧アクチュエータ２７は、油圧シリンダ（図示せず）と、この油圧シリンダ内に設けられ、かつ、駆動側シャフト２１の軸線方向に動作するピストン（図示せず）と、リターンスプリング（図示せず）とを備えた公知のものである。
【００２８】一方、従動側プーリ２４は、カウンタシャフト２２に固定された固定シーブ２８と、カウンタシャフト２２の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ２９とを有している。また、この可動シーブ２９をカウンタシャフト２２の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ２９と固定シーブ２８とを接近・離隔させる油圧アクチュエータ３０が設けられている。この油圧アクチュエータ３０は、油圧シリンダ（図示せず）と、この油圧シリンダ内に設けられ、かつ、カウンタシャフト２２の軸線方向に動作するピストン（図示せず）と、リターンスプリング（図示せず）とを備えた公知のものである。さらに、駆動側プーリ２３および従動側プーリ２４に対してベルト３１が巻き掛けられている。
【００２９】上記構成の無段変速機７においては、油圧アクチュエータ２７の油圧シリンダに作用する油圧を制御することにより、固定シーブ２５と可動シーブ２６との間の溝幅が調整される。その結果、駆動側プーリ２３におけるベルト３１の巻き掛け半径が変化し、無段変速機７の入力回転数と出力回転数との比、すなわち変速比が無段階（連続的）に制御される。一方、油圧アクチュエータ３０に作用する油圧を制御することにより、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力（言い換えれば保持力）が制御される。このように、ベルト３１の挟圧力が制御されることにより、ベルト３１の張力（言い換えればトルク容量）が制御される。
【００３０】前記前後進切り換え機構６は、インプットシャフト９と無段変速機７との間の動力伝達経路に設けられている。前後進切り換え機構６はダブルピニオン形式の遊星歯車機構３２を有している。この遊星歯車機構３２は、インプットシャフト９の無段変速機７側の端部に設けられたサンギヤ３３と、このサンギヤ３３の外周側に、サンギヤ３３と同心状に配置されたリングギヤ３４と、サンギヤ３３に噛み合わされたピニオンギヤ３５と、このピニオンギヤ３５およびリングギヤ３４に噛み合わされたピニオンギヤ３６と、ピニオンギヤ３５およびピニオンギヤ３６を、サンギヤ３３の周囲を一体的に公転可能な状態で保持したキャリヤ３７とを有している。そして、このキャリヤ３７と駆動側シャフト２１とが連結されている。また、キャリヤ３７とインプットシャフト９との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチＣＲが設けられている。さらに、ケーシング４側には、リングギヤ３４の回転・固定を制御するブレーキＢＲが設けられている。
【００３１】前記無段変速機７と最終減速機８との間の動力伝達経路には、カウンタシャフト２２と相互に平行なインターミディエイトシャフト３９が設けられている。インターミディエイトシャフト３９にはカウンタドリブンギヤ４０とファイナルドライブギヤ４１とが形成されている。前記カウンタシャフト２２にはカウンタドライブギヤ４２が形成され、カウンタドライブギヤ４２とカウンタドリブンギヤ４０とが噛み合わされている。
【００３２】一方、前記最終減速機８はリングギヤ４３を有し、ファイナルドライブギヤ４１とリングギヤ４３とが噛み合わされている。また、リングギヤ４３はデフケース（図示せず）の外周に形成され、このデフケースの内部には複数のピニオンギヤ（図示せず）が取り付けられている。このピニオンギヤには２つのサイドギヤ（図示せず）が噛み合わされている。２つのサイドギヤには別個にフロントドライブシャフト４４が接続され、各フロントドライブシャフト４４には、駆動輪（前輪）４５が接続されている。
【００３３】図３は、無段変速機７を制御するための油圧回路の一部を示す図である。オイルポンプ１７の吸入側がオイルタンク４６に接続されており、オイルタンク４６には、作動油をオイルタンク４６に還流する戻し油路４７が接続されている。また、オイルポンプ１７の吐出側には吐出油路４８が設けられている。この吐出油路４８には、リニアソレノイドバルブ４９およびベルト押圧油圧制御弁５０が接続されている。
【００３４】まず、リニアソレノイドバルブ４９の構成について説明する。このリニアソレノイドバルブ４９は、電磁コイル５０Ａと、ケーシングＫ１の内部に往復自在に配置され、かつ、電磁コイル５０Ａへの通電により発生する電磁力により、図３の下側に押圧されるスプール５１とを有している。このスプール５１には、ランド５３，〜５５が形成されている。また、ケーシングＫ１の内部における電磁コイル５０Ａとは反対側の位置には、スプール５１を図３の上側に向けて押圧するコイルばね５６が設けられている。
【００３５】ケーシングＫ１にはライン圧入力ポート５７と、このライン圧入力ポート５７に連通する出力ポート５８とが形成されている。ライン圧入力ポート５７は、ケーシングＫ１におけるランド５４に対応する位置に設けられている。このライン圧入力ポート５７と吐出油路４８とが接続されている。また、出力ポート５８は、ケーシングＫ１におけるランド５４とランド５５との間に臨んで設けられている。なお、ランド５４の下端面の受圧面積と、ランド５５の上端面の受圧面積は同一に設定されている。
【００３６】また、ケーシングＫ１におけるランド５４とランド５５との間には油圧室５９Ａが形成され、この油圧室５９Ａに臨むポート５９が形成されている。さらに、油圧室５９Ａと出力ポート５８とが連通されている。さらに、ケーシングＫ１の内部におけるランド５３とランド５４との間には油圧室６０Ａが形成されている。油圧室６０Ａに臨むランド５３およびランド５４は、ランド５３の下端面の受圧面積の方がランド５４の上端面の受圧面積よりも狭く設定されている。また、油圧室６０Ａと油圧室５９Ａとが、フィードバックポート６０および出力ポート５８により接続されている。さらにまた、ケーシングＫ１の内部におけるランド５３の上方には油圧室６１が設けられている。さらに、油圧室６１に臨むフィードバックポート６１Ａが設けられている。
【００３７】上記構成のリニアソレノイドバルブ４９は、電磁コイル５０Ａに対して通電されていない状態（つまりオフ）では、通電されている状態に比べて、スプール５１が図３において上側に位置されて、ライン圧入力ポート５７と出力ポート５８との間の油路の流通面積が拡大される。
【００３８】ベルト押圧油圧制御弁５０は、ケーシングＫ２の内部に往復移動可能に収納されたスプール６２と、このスプール６２を所定方向（図３の下側）に押圧するコイルばね６３とを有している。スプール６２にはランド６４，６５が形成され、ランド６４に臨んで油圧室６６が形成されている。この油圧室６６に臨む入力ポート６６Ａが設けられ、入力ポート６６Ａと出力ポート５８とが接続されている。
【００３９】また、ランド６４とランド６５との間に臨んでライン圧入力ポート６７および出力ポート６８が形成されている。このライン圧入力ポート６７と吐出油路４８とが接続されている。また、ランド６５に臨んで油圧室６９Ａが形成され、ケーシングＫ２における油圧室６９Ａに臨む位置には、フィードバックポート６９が形成されている。そして、出力ポート６８が油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに接続されている。さらに、フィードバックポート６９と出力ポート６８とが接続されている。
【００４０】一方、リニアソレノイドバルブ４９にはカットバルブ７０が接続されている。このカットバルブ７０は、ケーシングＫ３の内部に往復移動可能に設けられたスプール７１と、スプール７１を所定方向に押圧するコイルばね７２とを有している。また、スプール７１にはランド７３，７４が形成されている。また、ケーシングＫ３におけるランド７３とランド７４との間に臨む位置にはポート７５が形成されており、ランド７４に臨む位置には、切換油路７５Ａを介してポート７５に接続されたポート７６が形成されている。ポート７５が油圧室６１に接続され、ポート７６がポート５９に接続されている。
【００４１】さらに、ランド７３に臨む位置には、切換油路７７Ａを介してポート７５に連通するドレーンポート７７が形成され、ランド７３に臨んで油圧室７８が形成されている。この油圧室７８には、ロックアップクラッチ１５のオン・オフに対応してオン・オフ制御されるソレノイドバルブ７９の出力ポート７９Ａが接続されている。なお、吐出油路４８は、ライン圧制御弁８０およびロックアップクラッチリレーバルブ８１を介してロックアップクラッチ１５の油圧室に接続されている。
【００４２】つぎに上記構成を有するＦＦ車の制御系統を、図４のブロック図に基づいて説明する。エンジン１およびロックアップクラッチ１５ならびに無段変速機７を制御するコントローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）１０４が設けられている。この電子制御装置１０４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。この電子制御装置１０４に対して、エンジン回転数センサ１０５の信号、アクセル開度センサ１０６の信号、スロットル開度センサ１０７の信号、ブレーキスイッチ１０８の信号、シフトレバー（図示せず）の操作状態を検出するシフトポジションセンサ１０９の信号、駆動側プーリ２３の回転数を検出する入力回転数センサ１１０の信号、従動側プーリ２４の回転数を検出する出力回転数センサ１１１の信号などが入力されている。
【００４３】前記シフトポジションセンサ１０９の信号に基づいて、駆動ポジションまたは被駆動ポジションのいずれが選択されているかが判断される。さらに、駆動ポジションのうち、前進ポジションまたは後進ポジションのいずれが選択されているかが判断される。また、入力回転数センサ１１０の信号、出力回転数センサ１１１の信号に基づいて、車速および無段変速機７の変速比を演算することができる。
【００４４】また、この電子制御装置１０４には、各種の信号に基づいてエンジン１およびロックアップクラッチ１５ならびに無段変速機７を制御するために各種のデータが予め記憶されている。例えば、アクセル開度および車速などのような走行状態に基づいて、無段変速機７の変速比を制御することにより、エンジン１の最適な運転状態を選択するためのデータが、電子制御装置１０４に記憶されている。また、電子制御装置１０４にはアクセル開度および車速をパラメータとするロックアップクラッチ制御マップが記憶されており、このロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチリレーバルブ８１が制御されて、ロックアップクラッチ１５が係合・解放、もしくはスリップの各状態に制御される。
【００４５】さらに電子制御装置１０４に対しては、燃料噴射制御装置１１２および点火時期制御装置１１３ならびにリニアソレノイドバルブ４９が接続されている。そして、各種の入力信号やデータに基づいて、電子制御装置１０４から、燃料噴射制御装置１１２、点火時期制御装置１１３、リニアソレノイドバルブ４９に対して制御信号が出力される。
【００４６】ここで、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、スプール５１がこの発明の弁体に相当し、リニアソレノイドバルブ４９がこの発明の電磁弁に相当し、コイルばね５６および油圧室６１がこの発明の付勢力付与機構に相当し、リニアソレノイドバルブ４９がこの発明の電磁弁に相当し、リニアソレノイドバルブ４９および電子制御装置１０４が、この発明の電磁弁を有する油圧制御装置に相当する。また、駆動側プーリ２３および従動側プーリ２４がこの発明の回転要素に相当し、ベルト３１がこの発明の巻き掛け伝動部材に相当し、油圧アクチュエータ３０、ベルト押圧油圧制御弁５０がこの発明の保持力制御機構に相当する。さらに、油圧室６１がこの発明の第１の油圧室に相当し、油圧室５９Ａがこの発明の第２の油圧室に相当する。
【００４７】上記構成を有する車両の動作について説明する。エンジン１のトルクはトルクコンバータ５を経由して前後進切り換え機構６に伝達される。また、シフト装置の操作に基づいて前後進切り換え機構６が制御される。まず、前進段が選択された場合はクラッチＣＲが係合され、かつ、ブレーキＢＲが解放されて、インプットシャフト９と駆動側シャフト２１とが直結状態になる。この状態でインプットシャフト９にトルクが伝達されると、インプットシャフト９およびキャリヤ３７ならびに駆動側シャフト２１が一体回転する。駆動側シャフト２１のトルクはベルト３１を介してカウンタシャフト２２に伝達されるとともに、このトルクはインターミディエイトシャフト３９を介して最終減速機８に伝達された後、さらにこのトルクが車輪４５に伝達されて車両が前進する。
【００４８】これに対して、後進段が選択された場合はクラッチＣＲが解放され、かつ、ブレーキＢＲが係合されて、リングギヤ３４が固定される。すると、インプットシャフト９の回転にともなってピニオンギヤ３５，３６が共に自転しつつ公転し、キャリヤ３７がインプットシャフト９の回転方向とは逆の方向に回転する。その結果、駆動側シャフト２１およびカウンタシャフト２２ならびにインターミディエイトシャフト３９が前進段の場合とは逆方向に回転し、車両が後退する。
【００４９】つぎに、無段変速機７の変速比の制御と、ロックアップクラッチ１５の制御とについて説明する。無段変速機７においては、油圧アクチュエータ２７の油圧シリンダに作用する油圧を制御することにより、駆動側プーリ２３の溝幅が調整される。その結果、無段変速機７の変速比が制御される。また、無段変速機７に入力されるトルクおよび無段変速機７の変速比に基づいて、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力（つまり保持力）が制御される。さらに、電子制御装置１０４に記憶されているロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ１５が、オン（係合）・オフ（解放）・スリップのいずれかに制御される。
【００５０】そして、無段変速機７に入力されるトルクは、エンジントルクおよびロックアップクラッチ１５の状態に基づいて変化する。エンジントルクは、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて判断することができる。ところで、トルクコンバータ５は、その入力回転速度と出力回転速度との比、すなわち、速度比が所定の領域にある場合は、トルクを増幅することができる。このため、ロックアップクラッチ１５がオンされている場合と、オフされている場合とでは、無段変速機７に入力されるトルクが異なる。したがって、ベルト３１の滑りを防止し、かつ、耐久性を向上することを目的として、ロックアップクラッチ１５の状態に対応して、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力が制御される。
【００５１】ここで、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力の制御について説明する。まず、スプール５１に対して、コイルばね５６の弾性力などの付勢力がランド５５の下端面に作用し、その付勢力によりスプール５１が図３の上側に向けて押圧される。一方、リニアソレノイドバルブ４９の電磁コイル５０Ａに対する電流が所望の値に制御される。電磁コイル５０Ａに電流値に応じた電磁力が発生し、その電磁力により、スプール５１がコイルばね５６の弾性力などに抗して図３において下向きに押圧される。
【００５２】また、油圧室５９Ａの油圧は、出力ポート５８およびフィードバックポート６０を介して油圧室６０Ａに伝達されており、その油圧がランド５４の上端面およびランド５３の下端面に作用している。ここで、上端面の受圧面積の方が下端面の受圧面積よりも広いため、油圧室６０Ａの油圧はスプール５１を図３の下側に向けて押圧する力として作用する。また、油圧室５９Ａの油圧は、ランド５４の下端面およびランド５５の上端面にも作用するが、ランド５４の下端面の受圧面積と、ランド５５の上端面の受圧面積が同じであるために、ランド５４の下端面に作用する油圧力と、ランド５５の上端面に作用する油圧力とが相殺される。
【００５３】また、油圧室６１の油圧がランド５３の上端面に作用している。ここで、ロックアップクラッチ１５のオフ時には、ソレノイドバルブ７９の出力ポート７９Ａからカットバルブ７０の油圧室７８に対して、パイロット圧が導入されない。このため、スプール７１がコイルばね７２の弾性力により押圧され、スプール７１は図３の右側半分に示すオフ位置に位置する。このとき、切換油路７７Ａは開いた状態にあることから、油圧室６１の油がドレーンポート７７からドレーンされて、油圧室６１は大気圧まで減圧されている。
【００５４】一方、ロックアップクラッチ１５のオン時には、リニアソレノイドバルブ７９の出力ポート７９Ａからカットバルブ７０の油圧室７８に対して、パイロット圧が導入される。このため、スプール７１がコイルばね７２の弾性力に抗して図３の下方に向けて押圧され、スプール７１は図３の左側半分に示すオン位置に位置する。このとき、切換油路７５Ａは開いた状態にあることから、油圧室６１には油圧室５９Ａの油圧が伝達されて、油圧室６１の油圧は油圧室５９Ａの油圧と等しくなっている。
【００５５】上記のように、スプール５１に対してその軸線方向に作用する各種の付勢力、具体的には、電磁コイル５０Ａの電磁力、油圧室６１の油圧力、油圧室６０Ａの油圧力、ランド５５の下端面に作用するコイルばね５６の弾性力のつり合い（バランス）状態に基づいて、スプール５１の軸線方向の位置が決まるとともに、出力ポート５８の開度が制御され、出力ポート５８の出力油圧が調整される。
【００５６】そして、この実施形態においては、ロックアップクラッチ１５のオンからオフへの切り換え時には、油圧室６１の油圧力が減少して、スプール５１に作用する付勢力のつり合い状態が変化し、ライン圧入力ポート５７と出力ポート５８との間の油路の連通面積が広くなる。なお、スプール５１に作用する付勢力がつり合った状態でスプール５１は停止する。すると、出力ポート５８の出力油圧が増加し、油圧室６６の油圧が増加する。その結果、コイルばね６３の弾性力および油圧室６６の油圧力と、油圧室６９Ａの油圧力とのバランスにより、出力ポート６８の出力油圧が増加する。このようにして、従動側プーリ２４の油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が増加し、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力が増加する。したがって、無段変速機７のトルク容量を、トルクコンバータ５のトルク増幅状態に対応した値に制御することができる。
【００５７】これに対して、ロックアップクラッチ１５のオフからオンへの切り換え時には、油圧室６１の油圧が増加してスプール５１に作用する付勢力のつり合い状態が変化し、ライン圧入力ポート５７と出力ポート５８との間の油路の連通面積が縮小される。なお、スプール５１に作用する付勢力がつり合った状態で、スプール５１が停止する。すると、出力ポート５８の出力油圧が減少し、油圧室６６の油圧が減少する。その結果、スプール６２に作用する力のつり合い関係が変化して、出力ポート６８の出力油圧が減少する。このようにして、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が減少し、ベルト３１に対する駆動側プーリ２４の挟圧力が減少する。つまり、無段変速機７のトルク容量が減少することになる。
【００５８】つぎに、ロックアップクラッチ１５のオン・オフに対応するリニアソレノイドバルブ４９の出力油圧特性を説明する。図５は、ロックアップクラッチ１５のオン・オフに対応する出力ポート５８の出力油圧と、電磁コイル５０Ａに対する電流値（言い換えれば電磁コイル５０Ａの電磁力）との関係を示す線図である。図５において、特性１がロックアップクラッチ１５のオフに対応し、特性２がロックアップクラッチ１５のオンに対応している。そして、特性１を示す線分の勾配の方が、特性２を示す線分の勾配よりも傾斜が急になっている。２つの特性を比較すると、同じ電流値に対して、特性１の出力油圧の方が特性２の出力油圧よりも高い値になる。このような出力油圧特性の切り換えは、カットバルブ７０のオン・オフ制御により油圧室６１の油圧を変更することにより達成される。
【００５９】ところで、出力油圧特性を特性１と特性２とで相互に切り換える際には、つぎのような問題が生じる。例えば、特性１から特性２に切り換える際には、特性１の油圧室６１に対して油圧室５９Ａの油圧が作用しておらず、スプール５１に作用する軸線方向の押圧力のバランスにより、スプール５１が軸線方向の所定位置に保持されている状態から、特性２に切り換えられる際には、油圧室６１に対して油圧室５９Ａの油圧が作用して、例えば、図６に示すように油圧室６１の油圧力が急激に増加した後、ほぼ一定の状態になる。
【００６０】ここで、図７に示すように、電磁コイル５０Ａへの通電により生じる電磁力が一定であるとすれば、スプール５１を図３において下方に向けて押圧する押圧力も、油圧室６１の油圧力の変化に同期して急激に変化する。その結果、出力ポート５８の出力油圧が急激に変化する。
【００６１】また、出力油圧特性を特性２から特性１に切り換える場合には油圧室６１の油圧力が急激に減少し変動した後、ほぼ一定の状態になる。ここで、電磁コイル５０Ａへの通電により生じる電磁力が一定であるとすれば、スプール５１を図３において下方に向けて押圧する押圧力も、油圧室６１の油圧力の変化に同期して急激に変化する。その結果、出力ポート５８の出力油圧が急激に変化し、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が急激に変化する。
【００６２】このようにして、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が急激に変化すると、その過程において、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が許容上限油圧よりも大きくなったり、逆に許容下限油圧よりも小さくなるという事態を招く。そして、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が許容上限油圧よりも大きくなると、ベルト３１に対する挟圧力が、伝達するべきトルクに対応する値以上に高められてしまい、ベルト３１の耐久性が減少するといったおそれがある。また、油圧アクチュエータ３０の油圧シリンダに作用する油圧が許容下限油圧よりも小さくなると、ベルト３１に対する挟圧力が、伝達するべきトルクに対応する値以下に減少してしまい、ベルト３１のずべりが発生するといった問題がある。
【００６３】そこで、この実施形態においては、図１に示す制御をおこなうことにより、リニアソレノイドバルブ４９の出力油圧特性の切換過程において、出力ポート５８の出力油圧が変化することを抑制している。なお、図１に示す制御は、リニアソレノイドバルブ４９の出力油圧特性を切り換えるべき判断がなされたときにおこなわれる。まず、ステップＳ１においては、電磁コイル５０Ａに対する電流値の変化のさせ方と、カットバルブ７０の切り換え（つまり、出力油圧特性切り換え）指示との相対的なタイミングが決定される。ここで、このステップＳ１においては、スプール５１を図３の下方向に付勢する押圧力の変化が抑制されるように、電流値の変化のさせ方が決定される。
【００６４】以下、ステップＳ１の制御内容を具体的に説明する。例えば、出力油圧特性を特性１から特性２に切り換える場合は、油圧室６１の油圧力が、前述した理由により図７のような変化を示す。そこで、この実施形態においては、電磁コイル５０Ａに対する通電により発生する電磁力が、油圧室６１の油圧力の変化とは逆位相となり、電磁力による付勢力と油圧室６１の油圧による付勢力との和が一定となるように、電磁コイル５０Ａに対する電流値の制御内容を決定する。つまり、油圧室６１の油圧力が増加する場合は、電磁力が弱められるように電磁コイル５０Ａの電流値を決定し、油圧室６１の油圧力が減少する場合は、電磁力が強められるように電磁コイル５０Ａの電流値を決定し、油圧室６１の油圧力が一定である場合は、電磁力が一定になるように電磁コイル５０Ａの電流値を決定する。
【００６５】図８は、この実施形態の制御内容をさらに詳細に示すものであり、出力油圧特性を特性１から特性２に切り換える場合のカットバルブ７０の切換指示と、電磁コイル５０Ａの電流値との変化態様を示すタイムチャートである。図８には、電磁コイル５０Ａの電流値を特性１に対応する第１の電流値から、特性２に対応する第２の電流値に変更する過程の制御が示されている。
【００６６】ここで、図９に示すように、破線で示すリニアソレノイドバルブ４９の電流値の電流指示信号に対して、実線で示す実際の電磁力の変化には所定の応答遅れが生じる。
【００６７】また、カットバルブ７０の油圧回路切り換え指示が発生してから、油圧室６１の油圧力が変化を開始するまでの間に所定の応答遅れが生じる。そこで、図８に示すように、電磁力の応答遅れおよび油圧室６１の油圧力の応答遅れを考慮して、カットバルブ７０の切り換え指示と、電流値を変更させる時点との相対的なタイミング（つまり時間差）が決定される。
【００６８】さらに、油圧室６１の油圧変化は、カットバルブ７０の切換動作遅れなどに加え、油圧室６１の油圧状態や、油圧室６１には油圧室５９Ａの油圧が伝達されることから油圧室５９Ａの油圧状態といった油圧回路の内部状態の影響を受ける。そこで、図８に示す時間差は、油圧室６１の油圧変化に影響を与える油圧室５９Ａの油圧状態（因子）に応じて決定される。
【００６９】具体的には、図１０の線図に示すように、油圧室５９Ａの油圧を間接的に示すリニアソレノイドバルブ４９の目標出力油圧が高圧になるほど、電流値を変化させる時点を早めるように、時間差が短く（少なく）設定される。その理由は、油圧室５９Ａの油圧が高圧になるほど、油圧室６１の圧力の増加開始のタイミングが早まるためである。なお、目標出力油圧は、たとえばエンジン回転数、スロットル開度、無段変速機７の変速比、ロックアップクラッチ１５の状態などの各種の条件に基づいて判断され、その判断結果をマップ化したデータが電子制御装置１０４に記憶されている。
【００７０】また、油圧室６１の油圧力は、図７に示すように急激に増加した後、一旦減少して再度増加し、その後所定油圧力になるという変動現象を生じる。そこで、この実施形態においては、電磁コイル５０Ａの電流値を第１の電流値から第２の電流値まで減少させる過程で、図８に示すように、まず、電磁コイル５０Ａの電流値を、油圧室６１の油圧力の急激な変化に対応させて所定の変化速度（言い換えれば変化割合、もしくは変化勾配）で第２の電流値よりもオフセット量だけ低い仮電流値まで減少させる。そして、この仮電流値を所定のオフセット保持時間に亘って継続した後、第２の電流値に増加させる変化態様が決定される。このようにして、電磁コイル５０Ａに対する通電による電磁力が、図９に示すような変化を示し、油圧室６１の油圧力の変化とは逆位相になり、油圧室６１の油圧力の変化に起因してスプール５１に作用する押圧力の変化を抑制することができる。
【００７１】さらに、油圧室６１の油圧力の変化（つまり油圧変化）は、前述した理由により油圧室５９Ａの油圧状態の影響を受ける。そこで、図８に示す電流値の変化速度、オフセット量および保持時間は、油圧室６１の油圧変化に影響を与える油圧室５９Ａの油圧状態に応じて決定される。
【００７２】具体的には、図１１に示すように、リニアソレノイドバルブ４９の目標出力油圧が高圧になるほど、電流値の変化速度が高速に設定される。その理由は、油圧室５９Ａの油圧が高圧になるほど、油圧室６１の油圧力の増加速度が速くなるからである。
【００７３】また、図１２に示すように、リニアソレノイドバルブ４９の目標出力油圧が高圧になるほどオフセット量が多く設定される。その理由は、油圧室５９Ａの油圧が高いほど、油圧室６１の油圧力の増加・減少の変化量（言い換えれば変化程度もしくは変化割合）が多く（大きく）なるからである。また、図１３に示すように、リニアソレノイドバルブ４９の目標出力油圧が高圧になるほどオフセット保持時間が長く設定される。その理由は、油圧室５９Ａ油圧が高圧になるほど、油圧室６１の油圧力の変化時間が長くなるからである。
【００７４】図１４には、出力油圧特性を特性２から特性１に切り換える場合の電磁コイル５０Ａの電流値を、特性２に対応した第２の電流値から、特性１に対応する第１の電流値に変更する過程の制御が示されている。この図１４の場合も、図８の場合と同様にして、電磁コイル５０Ａの電流値の制御内容が決定される。
【００７５】上記のようにして、ステップＳ１で決定された制御内容に基づいて制御信号を出力し（ステップＳ２）、この制御ルーチンを終了する。ここで、図１の制御例に示された機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ１およびステップＳ２がこの発明の電磁力制御手段に相当する。
【００７６】以上のように、カットバルブ７０を切り換えて電磁コイル５０Ａの電磁力に対する出力ポート５８の出力油圧特性を切り換える際に、スプール５１に作用する付勢力のつり合い状態が変化することを抑制するように、電磁コイル５０Ａの電磁力が制御されている。このため、出力ポート５８の出力油圧特性を変更する過程で、ライン圧入力ポート５７と出力ポート５８との間の油路の流通面積の変化が抑制され、出力油圧の変化（変動）が抑制される。
【００７７】また、油圧室６１の油圧変化は、油圧室５９Ａの油圧状態といった油圧回路の内部状態の影響を受けるが、この実施形態においては、油圧室５９Ａの油圧状態に応じて電磁力が制御されている。したがって、電磁力を油圧室６１の実際の油圧変化に応じて制御することができ、出力ポート５８の出力油圧の制御精度を向上することができる。
【００７８】さらに、この実施形態においては、リニアソレノイドバルブ４９の目標出力油圧に基づいて油圧室５９Ａの油圧状態が間接的に判断されるため、センサなどの格別な構成を設けることなく、電磁力を制御することができる。したがって、油圧回路の部品点数の増加が抑制され、油圧回路の低コスト化・小型化・軽量化を図ることができる。
【００７９】さらにまた、この実施形態によれば、ベルト３１に対する従動側プーリ２４の挟圧力（言い換えればベルト３１の保持力）が、無段変速機７に入力されるトルクに応じた状態に高精度に制御することができる。したがって、ベルト３１に対する挟圧力が必要値（伝達するべきトルクに応じた挟圧力）以上に高められることを抑制でき、ベルト３１の耐久性を向上することができる一方、ベルト３１に対する挟圧力が必要値（伝達するべきトルクに応じた挟圧力）以下に減少することを抑制でき、ベルト３１のスリップを回避できるとともに、無段変速機７のトルク伝達性能が向上して車両の走行性能が一層向上する。
【００８０】なお、図２に示すスケルトン図においては、駆動力源としてエンジンが搭載されているが、エンジンに代えて電動機を搭載した電気自動車に対して、この実施形態の制御を適用することもできる。さらに、駆動力源としてエンジンおよび電動機の両方を搭載した、いわゆるハイブリッド車に対して、この実施形態の制御を適用することもできる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によれば、出力ポートの出力油圧特性を変更する際に、弁体に付与される付勢力のつり合い状態が変化することが抑制されるように電磁力が制御される。したがって、出力ポートの出力油圧の変化（振動）が抑制される。
【００８２】請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られるほか、電磁力を、第１の油圧室の実際の油圧変化に応じて制御することができる。したがって、出力ポートの出力油圧の制御精度を向上することができる。
【００８３】請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られるほか、電磁弁の目標出力油圧に基づいて電磁力が制御されるため、センサなどの格別の構成を設けることなく、電磁力を制御することができる。したがって、油圧制御装置の部品点数の増加を抑制することができ、油圧制御装置の低コスト化・小型化・軽量化を図ることができる。
【００８４】請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られるほか、巻き掛け伝動部材に対する回転要素の保持力が、無段変速機により伝達するべきトルクに応じた状態に制御される。したがって、巻き掛け伝動部材に対する保持力が必要以上に高められることを抑制でき、巻き掛け伝動部材の耐久性を向上することができる。また、巻き掛け伝動部材に対する保持力が必要値以下に減少することを抑制でき、巻き掛け伝動部材のスリップを回避でき、無段変速機のトルク伝達性能の減少を回避することができる。
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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１５日（１９９９．１０．１５） |
| 【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２００１−１１６１２６（Ｐ２００１−１１６１２６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９４４４０ |
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