JP6673483B2 - 無段変速機、及び、その制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機、及び、その制御方法に関する。

無段変速機の油圧回路として、オイルパンからオイルを汲み上げてライン圧を発生させる第１のオイルポンプと、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に設けられ、プライマリプーリ油室の油の出入りを調整する第２のオイルポンプと、を備えるものが特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の油圧回路では、プライマリプーリとセカンダリプーリとを連通し、かつライン圧となる油路と接続される変速用油路に第２のオイルポンプが介装されている。そして、特許文献１に記載の油圧回路によれば、第２のオイルポンプの回転方向を制御することにより、プライマリー油室の油の出入りが調整されるので、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに供給されるオイル量を調整することができる。

特開２００８−２４０８９４号公報

特許文献１に記載の油圧回路では、変速制御を行うためには変速用油路にオイルが供給されることが必要となる。ここで、各プーリの油室の油の出入りが調整されると、プーリと接続されたシリンダに設けられたピストンが動作する。しかしながら、シリンダとピストンとの間には隙間が存在しているため、油圧回路からオイルがリークしてしまう。そこで、オイルポンプを駆動させることにより、このオイルのリーク分を補填することができる。

オイルポンプにおいては、オイルポンプを駆動させるモータの制御可能な下限回転数に応じた下限流量が存在する。そのため、油圧回路からのオイルのリーク流量が少ない場合に、補填されるべきオイル流量が、その下限流量を下回ることがある。このような場合には、リークされる流量だけのオイルを補填しようとしても、その流量を上回るオイルが供給されてしまう。そのため、プライマリー油室の油の出入りが適切に調整されないので、無段変速機における変速比率を所望値にすることができない。

本発明では、変速比率の制御精度の低下を抑制することができる無段変速機を提供することを目的とする。

本発明のある態様による無段変速機は、プライマリプーリ油室と、セカンダリプーリ油室と、セカンダリプーリ油室と接続される第１の油路と、第１の油路から分岐して、プライマリプーリ油室と接続される第２の油路と、第２の油路に設けられる電動オイルポンプと、電動オイルポンプによってプライマリプーリ油室に供給されるオイルを第２の油路の外に排出するオイル排出機構とを、備える。

上記態様によれば、変速比率の制御精度の低下を抑制することができる。

図１は、車両の概略構成図である。 図２は、油圧回路の概略構成図である。 図３は、オイルポンプの回転数とオイル流量との関係を示すグラフである。 図４は、油圧回路の概略構成図である。 図５は、オイル流量に応じた弁の制御のフローチャートである。 図６は、オイル温度に応じた弁の制御のフローチャートである。 図７は、オイル温度に応じた弁の制御の説明に用いる図である。 図８は、オイル温度とＰＲＩ圧に応じた弁の制御のフローチャートである。 図９は、ＰＲＩ圧に応じた弁の制御の説明に用いる図である。 図１０は、ＰＲＩ圧に応じた弁の制御のフローチャートである。 図１１は、回転数に応じた弁の制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、車両の概略構成図である。車両は、エンジン１と、ロックアップクラッチ２ａ付きトルクコンバータ２と、前後進切替機構３と、バリエータ４と、終減速機構５と、駆動輪６と、油圧回路１００と、を備える。

エンジン１は、車両の駆動源を構成する。エンジン１の出力は、トルクコンバータ２、前後進切替機構３、バリエータ４、及び終減速機構５を介して駆動輪６へと伝達される。したがって、バリエータ４は、トルクコンバータ２や前後進切替機構３や終減速機構５とともに、エンジン１から駆動輪６に動力を伝達する動力伝達経路に設けられる。

前後進切替機構３は、上述の動力伝達経路においてトルクコンバータ２とバリエータ４との間に設けられる。前後進切替機構３は、前進走行に対応する正転方向と後退走行に対応する逆転方向との間で、入力される回転の回転方向を切り替える。

前後進切替機構３は具体的には、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２と、を備える。前進クラッチ３１は、回転方向を正転方向とする場合に締結される。後退ブレーキ３２は、回転方向を逆転方向とする場合に締結される。前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２の一方は、エンジン１とバリエータ４と間の回転を断続するクラッチとして構成することができる。

バリエータ４は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられたベルト４３と、を有する。以下では、プライマリをＰＲＩとも称し、セカンダリをＳＥＣとも称す。バリエータ４は、ＰＲＩプーリ４１とＳＥＣプーリ４２との溝幅をそれぞれ変更することでベルト４３の巻掛け径を変更して変速を行うベルト式無段変速機構を構成している。

ＰＲＩプーリ４１は、固定プーリ４１ａと、可動プーリ４１ｂと、を備える。コントローラ１０がＰＲＩプーリ油圧室４１ｃに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ４１ｂが作動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が変更される。

ＳＥＣプーリ４２は、固定プーリ４２ａと、可動プーリ４２ｂと、を備える。コントローラ１０がＳＥＣプーリ油圧室４２ｃに供給されるオイル量を制御することにより、可動プーリ４２ｂが作動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が変更される。

ベルト４３は、ＰＲＩプーリ４１の固定プーリ４１ａと可動プーリ４１ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面と、ＳＥＣプーリ４２の固定プーリ４２ａと可動プーリ４２ｂとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面に巻き掛けられる。

終減速機構５は、バリエータ４からの出力回転を駆動輪６に伝達する。終減速機構５は、複数の歯車列やディファレンシャルギアを有して構成される。終減速機構５は、車軸を介して駆動輪６を回転する。

油圧回路１００は、バリエータ４、具体的にはＰＲＩプーリ４１及びＳＥＣプーリ４２に油圧を供給する。油圧回路１００は、前後進切替機構３やロックアップクラッチ２ａ、さらには図示しない潤滑系や冷却系にも油圧を供給する。油圧回路１００は具体的には、次のように構成される。

図２は、油圧回路１００の概略構成図である。油圧回路１００は、元圧用オイルポンプ１０１と、ライン圧調整弁１０２と、減圧弁１０３と、ライン圧ソレノイドバルブ１０４と、前後進切替機構用ソレノイドバルブ１０５と、変速回路圧ソレノイドバルブ１０７と、マニュアルバルブ１０８と、ライン圧油路１０９（第１の油路）と、低圧系制御弁１３０と、変速用回路１１０と、ライン圧用電動オイルポンプ１１１と、を備える。以下では、ソレノイドバルブをＳＯＬと称す。

元圧用オイルポンプ１０１は、エンジン１の動力によって駆動する機械式のオイルポンプである。元圧用オイルポンプ１０１は、ライン圧油路１０９を介して、ライン圧調整弁１０２と、減圧弁１０３と、変速回路圧ＳＯＬ１０７及び変速用回路１１０と、接続される。ライン圧油路１０９はライン圧の油路を構成する。ライン圧は、ＰＲＩ圧やＳＥＣ圧の元圧となる油圧である。

ライン圧用電動オイルポンプ１１１は、電動モータ１１７によって駆動する。ライン圧用電動オイルポンプ１１１は、例えばアイドリング・ストップ制御によりエンジン１が停止し、これに伴い元圧用オイルポンプ１０１が停止した場合に、ライン圧を供給するために稼働する。

ライン圧調整弁１０２は、元圧用オイルポンプ１０１が発生させる油圧を調整してライン圧を生成する。元圧用オイルポンプ１０１がライン圧を発生させることは、このようなライン圧調整弁１０２の作用のもと、ライン圧を発生させることを含む。ライン圧調整弁１０２が調圧時にリリーフするオイルは、低圧系制御弁１３０を介してロックアップクラッチ２ａや、潤滑系や冷却系に供給される。

減圧弁１０３は、ライン圧を減圧する。減圧弁１０３によって減圧された油圧は、ライン圧ＳＯＬ１０４や前後進切替機構用ＳＯＬ１０５に供給される。

ライン圧ＳＯＬ１０４は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた制御油圧を生成する。ライン圧ＳＯＬ１０４が生成した制御油圧は、ライン圧調整弁１０２に供給され、ライン圧調整弁１０２は、ライン圧ＳＯＬ１０４が生成した制御油圧に応じて作動することで調圧を行う。このため、ライン圧ＳＯＬ１０４への制御電流によってライン圧ＰＬの指令値を設定することができる。

前後進切替機構用ＳＯＬ１０５は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じた油圧を生成する。前後進切替機構用ＳＯＬ１０５が生成した油圧は、運転者の操作に応じて作動するマニュアルバルブ１０８を介して前進クラッチ３１や後退ブレーキ３２に供給される。

変速回路圧ＳＯＬ１０７は、リニアソレノイドバルブであり、制御電流に応じて変速用回路１１０に供給する油圧を生成する。このため、変速回路圧ＳＯＬ１０７への制御電流によって変速回路圧の指令値を設定することができる。変速回路圧ＳＯＬ１０７が生成した変速回路圧は、変速用油路１０６（第２の油路）に供給される。変速回路圧は例えば、制御電流に応じた制御油圧を生成するＳＯＬと、当該ＳＯＬが生成した制御油圧に応じてライン圧ＰＬから制御回路圧を生成する調圧弁とによって生成されてもよい。

変速用回路１１０は、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介してライン圧油路１０９と接続される変速用油路１０６と、変速用油路１０６に介装される変速用オイルポンプ１１２と、を備える。変速用油路１０６はＰＲＩプーリ油圧室４１ｃとＳＥＣプーリ油圧室４２ｃとを連通する。

変速用オイルポンプ１１２は、電動モータ１１３によって駆動する電動式のオイルポンプである。電動モータ１１３はインバータ１１４を介してコントローラ１０に制御される。変速用オイルポンプ１１２は、回転方向を正方向と逆方向に切り替え可能である。ここでいう正方向とは、オイルをＳＥＣプーリ油圧室４２ｃ側からＰＲＩプーリ油圧室４１ｃ側へ送る方向であり、逆方向とは、オイルをＰＲＩプーリ油圧室４１ｃ側からＳＥＣプーリ油圧室４２ｃ側へ送る方向である。

変速用オイルポンプ１１２が正方向に回転すると、変速用油路１０６にあるオイルがＰＲＩプーリ油圧室４１ｃに供給される。これによりＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが固定プーリ４１ａに近づく方向に移動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が減少する。一方、ＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂは固定プーリ４２ａから遠ざかる方向に移動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が増大する。なお、変速用オイルポンプ１１２が正回転する際には、変速用オイルポンプ１１２よりもＳＥＣプーリ油圧室４２ｃ側（以下、「ＳＥＣ側」とも称する）の変速用油路１０６の油圧（以下、「ＳＥＣ側油圧」とも称する）が変速回路圧の指令値を下回らないように、ライン圧油路１０９から変速用油路１０６へオイルが供給される。変速回路圧の指令値は、ベルト４３の滑りを防止すること等を考慮して設定される。なお、変速用オイルポンプ１１２よりもＰＲＩプーリ油圧室４１ｃ側（以下、「ＰＲＩ側」とも称する）の変速用油路１０６の油圧を、ＰＲＩ側油圧とも称する。

また、変速用オイルポンプ１１２が逆方向に回転すると、ＰＲＩプーリ油圧室４１ｃからオイルが流出する。これによりＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが固定プーリ４１ａから離れる方向に移動し、ＰＲＩプーリ４１の溝幅が増大する。一方、ＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂは固定プーリ４２ａに近づく方向に移動し、ＳＥＣプーリ４２の溝幅が減少する。ＰＲＩプーリ油圧室４１ｃから流出したオイルが流入することでＳＥＣ側油圧は上昇するが、変速回路圧ＳＯＬ１０７によりＳＥＣ側油圧が指令値を超えないように制御される。すなわち、ＳＥＣ側油圧が指令値を超える場合には、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介して変速用油路１０６からオイルが排出される。一方、ＳＥＣ側油圧が指令値未満の場合には、変速回路圧ＳＯＬ１０７を介してライン圧油路１０９からオイルが流入する。

上記の通り、本実施形態の無段変速機では、変速用オイルポンプ１１２によりＰＲＩプーリ油圧室４１ｃのオイルの出入りを制御することによって変速を行う。変速制御の概要については後述する。

変速用油路１０６には、変速用オイルポンプ１１２とＰＲＩプーリ油圧室４１ｃとの間から分岐する分岐路が設けられている。そして、分岐路には、オリフィス１２０が設けられており、オリフィス１２０から変速用油路１０６の外にオイルを排出することができる。具体的には、オリフィス１２０は、油路の一部において径が小さくなるように形成されており、変速用油路１０６における分岐点の反対側の端が開放されている。この開放端からは常にオイルがリークし続ける。変速用オイルポンプ１１２によってＰＲＩプーリ油圧室４１ｃにオイルが供給される場合には、一部のオイルがオリフィス１２０からリークすることになる。オリフィスから変速用油路１０６の外に排出されるオイルは、無段変速機のケース内の空間に排出される。このように、本実施形態の変速用油路１０６の外（オリフィス１２０の先）は空間であるが、変速用油路１０６の外（オリフィス１２０の先）は、変速用油路１０６よりも油圧の低い油路となっていてもよい。すなわち、変速用油路１０６の外は、変速用油路１０６より油圧が低い場所であれば良い。なお、オリフィス１２０は、オイル排出機構の一例である。

図１に戻り、車両はコントローラ１０をさらに備える。コントローラ１０は電子制御装置であり、コントローラ１０には、センサ・スイッチ群１１からの信号が入力される。なお、コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

センサ・スイッチ群１１は例えば、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサや、車両のブレーキ踏力を検出するブレーキセンサや、車速Ｖｓｐを検出する車速センサや、エンジン１の回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサを含む。

センサ・スイッチ群１１は、さらに、ＰＲＩ圧を検出するＰＲＩ圧センサ１１５、ＳＥＣ圧を検出するＳＥＣ圧センサ１１６、変速用オイルポンプ１１２の回転速度を検出するポンプ回転速度センサ１１８、及び、変速用油路１０６のオイルの温度を検出する油温センサ１１９を含む。センサ・スイッチ群１１からの信号は例えば、他のコントローラを介してコントローラ１０に入力されてもよい。センサ・スイッチ群１１からの信号に基づき他のコントローラで生成された情報等の信号についても同様である。

コントローラ１０は、センサ・スイッチ群１１からの信号に基づき油圧回路１００を制御する。具体的には、コントローラ１０は、図２に示すライン圧ＳＯＬ１０４や変速用回路１１０を制御する。コントローラ１０はさらに、前後進切替機構用ＳＯＬ１０５や変速回路圧ＳＯＬ１０７を制御するように構成される。

ライン圧ＳＯＬ１０４を制御するにあたり、コントローラ１０は、ライン圧ＰＬの指令値に応じた制御電流をライン圧ＳＯＬ１０４に通電する。

変速制御を実行するにあたり、コントローラ１０はセンサ・スイッチ群１１からの信号に基づいて目標変速比を設定する。目標変速比が定まれば、当該目標変速比を実現するための各プーリ４１、４２の巻掛け径（目標巻掛け径）が定まる。目標巻掛け径が定まれば、目標巻掛け径を実現するための各プーリ４１、４２の溝幅（目標溝幅）が定まる。

また、変速用回路１１０では、変速用オイルポンプによるＰＲＩプーリ油圧室４１ｃからのオイルの出し入れに応じてＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂが移動し、これに応じてＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂも移動する。つまり、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの移動量とＳＥＣプーリ４２の可動プーリ４２ｂの移動量とには相関がある。

そこでコントローラ１０は、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの位置が目標変速比に応じた位置になるように変速用オイルポンプ１１２を稼働させる。可動プーリ４１ｂが所望の位置にあるか否かは、ＰＲＩ回転速度センサ４１ｄ及びＳＥＣ回転速度センサ４２ｄの検出値から実変速比を算出し、この実変速比と目標変速比とが一致しているか否かによって判断する。

また、コントローラ１０が変速用オイルポンプ１１２を稼働させるのは、変速時に限られるわけではない。目標変速比が変化しない場合でも、各プーリ油圧室４１ｃ、４２ｃからオイルがリークして実変速比が変化した場合には、コントローラ１０は変速用オイルポンプ１１２を稼働させる。本実施形態においては、このような目標変速比を維持するための制御も、変速制御に含めることとする。

すなわち、本実施形態の変速制御は、ＰＲＩプーリ４１の可動プーリ４１ｂの位置を目標位置に収束させるフィードバック制御である。そして、当該フィードバック制御の制御対象は、各プーリ油圧室４１ｃ、４２ｃの油圧ではなく、ＰＲＩプーリ４１の溝幅、換言すると可動プーリ４１ｂの位置である。

なお、可動プーリ４１ｂの位置を検出するセンサを設けて、可動プーリ４１ｂが目標変速比に応じた位置にあるか否かを判断してもよい。

ＰＲＩプーリ４１、及び、ＳＥＣプーリ４２においては、流入されるオイル流量を制御することにより、ピストンがシリンダ内を移動させることで、目標変速比を実現することができる。しかしながら、ピストンとシリンダとの間には隙間があるので、移動時などにおいて、その隙間からオイルがリークしてしまう。例えば、ＰＲＩプーリ４１においてオイルがリークされると、変速比の制御精度が低下してしまうおそれがある。そこで、電動モータ１１３を所定の回転数よりも大きく動作させることにより、変速用オイルポンプ１１２にオイルを吐出させる。このようにすることで、ＰＲＩプーリ４１にはリークされた流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

ここで、電動モータ１１３は、回転数の指令値が極めて小さい場合には、適切に制御できないという特性がある。すなわち、電動モータ１１３には制御可能な下限回転数Ｎｍｉｎがある。そのため、変速用オイルポンプ１１２が吐出できるオイル流量Ｆには下限がある。以下では、この変速用オイルポンプ１１２が吐出できる下限のオイル流量を、Ｆｍｉｎと称して説明する。

図３は、電動モータ１１３の回転数Ｎと、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆとの関係を示すグラフである。この図において、横軸（図面左方向）には、電動モータ１１３の回転数Ｎが示されており、縦軸（図面上方向）には、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが示されている。斜線のハッチングが付されている領域は、電動モータ１１３による制御を正確に行えないことを示している。

電動モータ１１３を、下限回転数Ｎｍｉｎを下回る回転数Ｎでは正確に制御できない。そのため、変速用オイルポンプ１１２は、下限流量Ｆｍｉｎを下回る流量のオイルを吐出できない。

例えば、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが下限流量Ｆｍｉｎを上回るＦａである場合について検討する（Ｆａ＞Ｆｍｉｎ）。この場合には、電動モータ１１３を回転数Ｎａで制御することにより、変速用オイルポンプ１１２は、オイル流量Ｆａを吐出する。このような場合には、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填される。

一方、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが下限流量Ｆｍｉｎを下回るＦｂである場合について検討する（Ｆｂ＜Ｆｍｉｎ）。この場合には、電動モータ１１３を回転数Ｎｂで制御できないので、変速用オイルポンプ１１２は、オイル流量Ｆｂだけのオイルを吐出することができない。電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで制御してしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、所望の流量Ｆｂよりも多い流量Ｆｍｉｎのオイルを吐出してしまう。

本実施形態においては、変速用油路１０６には、変速用油路１０６の外にオイルを排出可能なオリフィス１２０が設けられている。そのため、電動モータ１１３が、流量Ｆｍｉｎのオイルを吐出しても、一部のオイルがオリフィス１２０から変速用油路１０６の外に排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１には、リークされる流量Ｆｂだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

第１実施形態によれば、変速用油路１０６にオイルを排出可能な排出機構（オリフィス１２０）が設けられている。電動モータ１１３は、下限回転数Ｎｍｉｎよりも小さい回転数では制御できない。ここで、電動モータ１１３が下限回転数Ｎｍｉｎで制御される場合において、変速用オイルポンプ１１２が吐出するオイル流量Ｆは、下限流量Ｆｍｉｎであるものとする。すなわち、変速用オイルポンプ１１２は下限流量Ｆｍｉｎを下回る流量のオイルを吐出できない。

しかしながら、電動モータ１１３が下限回転数Ｎｍｉｎで制御されて、変速用オイルポンプ１１２が下限流量Ｆｍｉｎのオイルを吐出したとしても、一部のオイルがオリフィス１２０から排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされた流量だけのオイルが供給されることになるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

第１実施形態によれば、オイル排出機構として、オリフィス１２０が設けられている。オリフィス１２０は、油路の一部において径を小さくすることにより構成することができる。そのため、弁などを設ける場合と比較すると、単純な構成で変速比の制御精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
第１実施形態においては、オイル排出機構としてオリフィス１２０が設けられている例について説明した。第２実施形態では、オイル排出機構として開閉可能な弁が設けられている例について説明する。

図４は、本実施形態の油圧回路１００の概略構成図である。この図によれば、図２に示した第１実施形態の油圧回路１００と比較すると、オリフィス１２０の代わりに、開閉可能な弁１２１が設けられている。弁１２１は、コントローラ１０により開閉が制御される。

ここで、弁１２１の制御の概念を説明するために、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆを用いた弁１２１の制御について以下に示す。

図５は、オイル流量Ｆを用いた弁１２１の制御を示すフローチャートである。なお、当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。

ステップＳ１１において、コントローラ１０は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが、下限流量Ｆｍｉｎを上回るか否かを判定する。そして、オイル流量Ｆが下限流量Ｆｍｉｎを上回る場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へと進む。オイル流量Ｆが下限流量Ｆｍｉｎ以下の場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１３へと進む。

ステップＳ１２においては、コントローラ１０は、弁１２１を閉じる。

ステップＳ１３においては、コントローラ１０は、弁１２１を開ける。

例えば、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが、下限流量Ｆｍｉｎよりも大きい場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）について考察する。この場合には、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎよりも大きな回転数で駆動させることにより、変速用オイルポンプ１１２は、流量Ｆのオイルを吐出させることができる。そのため、弁１２１が閉じられていても（Ｓ１２）、ＰＲＩプーリ４１には、リークされる流量のオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。さらに、弁１２１が閉じられる（Ｓ１２）ことにより、弁１２１からのオイルが無駄に排出されなくなる。

次に、ＰＲＩプーリ４１においてリークするオイル流量Ｆが、下限流量Ｆｍｉｎよりも小さい場合（Ｓ１１：Ｎｏ）について考察する。電動モータ１１３は下限回転数Ｎｍｉｎよりも小さい回転数で駆動することはできない。また、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで駆動してしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆを上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開けられる（Ｓ１３）ことにより、一部のオイルが変速用油路１０６の外に排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１には、リークされる流量のオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆは、変速用油路１０６のオイル温度Ｔや、ＰＲＩプーリ４１におけるＰＲＩ圧Ｐに応じて変化する。そのため、これらのパラメータを用いて弁１２１の開閉を制御することができる。また、電動モータ１１３の回転数Ｎの測定値によって、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆを推測することができる。そのため、電動モータ１１３の回転数Ｎを用いても、弁１２１を制御することもできる。以下では、これらのパラメータを用いて弁１２１の開閉を制御する例について説明する。

なお、ＰＲＩ圧Ｐは、ＰＲＩ圧センサ１１５により検出される。変速用油路１０６のオイル温度Ｔは、油温センサ１１９により測定される。また、変速用オイルポンプ１１２の回転数Ｎは、ポンプ回転速度センサ１１８により測定される。

まず、変速用油路１０６のオイル温度Ｔに応じて弁１２１を制御する例について説明する。

図６は、オイル温度Ｔを用いた弁１２１の制御を示すフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図５のフローチャートと比較すると、ステップＳ１１の処理が削除されており、ステップＳ２１の処理が追加されている。

ステップＳ２１において、コントローラ１０は、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈを上回るか否かを判定する。そして、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈを上回る場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へと進む。オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以下の場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、ステップＳ１３と進む。

ここで、オイル温度Ｔが低くなると、オイルの粘度が高くなるので、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量は少なくなる。そのため、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで制御させてしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回るオイルを吐出してしまう。そこで、弁１２１を開いておくことにより一部のオイルが弁１２１から排出されるので、ＰＲＩプーリ４１にはリークされたオイルの流量だけのオイルが供給されることになる。したがって、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

例えば、閾値温度Ｔｔｈは、予め実験などにより求められた、オイル温度Ｔと、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイルの流量との関係に基づいて算出してもよい。また、閾値温度Ｔｔｈは、オイルの粘度が比較的高くなる低温（例えば、１０℃）としてもよい。以下では、閾値温度Ｔｔｈを具体的に算出する一例について説明する。

図７は、回転数Ｎと、オイル流量Ｆと、ＰＲＩ圧Ｐとの関係を示すグラフである。図面左側は、図３に示したように、回転数Ｎとオイル流量Ｆとの関係を示している。図面右側は、ＰＲＩ圧Ｐとオイル流量Ｆとの関係を示している。

この図において、下限圧力Ｐｍｉｎは、変速比に応じて定まるＰＲＩ圧Ｐの圧力範囲のうちの、最低のＰＲＩ圧Ｐに相当する。ＰＲＩ圧Ｐが低い方が、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆは少ない。そのため、変速比が定まった状況においては、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎである場合に、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが最小となる。そこで、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎであることを前提として、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆに基づいて、弁１２１の開閉の制御条件である閾値温度Ｔｔｈを求める。

オイルは温度Ｔが高くなると粘度が低くなるので、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが多くなる。そこで、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎである場合、かつ、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量がＦｍｉｎとなる場合におけるオイル温度Ｔを、閾値温度Ｔｔｈとするものとする。そして、この閾値温度Ｔｔｈを用いて、弁１２１の開閉が制御される。

例えば、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎである場合には、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈを上回るＴａである時に（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆが、下限流量Ｆｍｉｎを上回るＦａとなる（Ｆａ＞Ｆｍｉｎ）。このような場合には、電動モータ１１３が回転数Ｎａで制御されると、変速用オイルポンプ１１２は、流量Ｆａだけのオイルを吐出する。そのため、ＰＲＩプーリ４１には、リークされる流量Ｆａだけのオイルが供給されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。また、弁１２１が閉じられる（Ｓ１２）ことにより、オイルの無駄な排出を抑制することができる。

一方、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈを下回るＴｂである時には（Ｓ２１：Ｎｏ）、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量Ｆは、下限流量Ｆｍｉｎを下回るＦｂとなる（Ｆｂ＜Ｆｍｉｎ）。ここで、電動モータ１１３を回転数Ｎｂでは制御することができないので、変速用オイルポンプ１１２は、流量Ｆｂだけのオイルを吐出することができない。しかしながら、弁１２１が開かれているので（Ｓ１１）、一部のオイルが弁１２１から排出される。そのため、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで制御して、変速用オイルポンプ１１２が流量Ｆｍｉｎだけのオイルを吐出しても、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量Ｆｂだけのオイルが補填される。したがって、変速比の制御性能の低下を抑制することができる。

次に、ＰＲＩ圧Ｐに応じて弁１２１を制御する例について説明する。

図８は、オイル温度Ｔ及びＰＲＩ圧Ｐに応じた弁１２１の制御を示すフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図６のフローチャートと比較すると、ステップＳ２１の処理の後に、ステップＳ３１の処理が追加されている。

ステップＳ３１において、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを上回るか否かを判定する。ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを上回る場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、Ｓ１２へと進む。ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎ以下の場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ１３へと進む。以下では、弁１２１の開閉制御の条件に、下限圧力Ｐｍｉｎを用いることについて説明する。

このフローチャートによれば、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈよりも高い場合に（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ＰＲＩ圧Ｐに応じた弁１２１の開閉制御が行われる。オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈよりも高くなるほど、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量が多くなるので、弁１２１を閉じる必要性は低くなる。そのため、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈよりも高い場合のうちの、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量が最小となる場合、すなわち、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈである場合を前提として、弁１２１の開閉の制御条件を定める例について説明する。

図９には、電動モータ１１３の回転数Ｎ、オイル流量Ｆ、及び、ＰＲＩ圧Ｐの関係が示されている。図面左側は、回転数Ｎとオイル流量Ｆとの関係を示している。図面右側は、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈである場合における、ＰＲＩ圧Ｐとオイル流量Ｆとの関係を示している。

この図によれば、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを下回っている場合には、ＰＲＩプーリ４１においては下限流量Ｆｍｉｎを下回る流量のオイルがリークしていることになる。しかしながら、電動モータ１１３は、下限回転数Ｎｍｉｎを下回る回転数では制御できない。電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで制御してしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、下限流量Ｆｍｉｎのオイルを吐出してしまう。そのため、弁１２１を開く必要がある。このような理由により、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎ以下である場合に（Ｓ３１：Ｎｏ）、弁１２１が開かれる（Ｓ１３）。

例えば、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを上回るＰａである場合（Ｐａ＞Ｐｍｉｎ）には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量は、下限流量Ｆｍｉｎを上回るＦａとなる（Ｆａ＞Ｆｍｉｎ）。電動モータ１１３を回転数Ｎａで制御すると、変速用オイルポンプ１１２は、流量Ｆａだけのオイルを吐出する。そのため、ＰＲＩプーリ４１においてはリークされる流量Ｆａだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。さらに、弁１２１が閉じられる（Ｓ１２）ので、オイルの無駄な排出を抑制することができる。

一方、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを下回るＰｂである場合（Ｐｂ＜Ｐｍｉｎ）には（Ｓ３１：Ｎｏ）、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量は、下限流量Ｆｍｉｎを下回るＦｂとなる（Ｆｂ＜Ｆｍｉｎ）。しかしながら、電動モータ１１３を回転数Ｎｂでは制御できないので、変速用オイルポンプ１１２は、流量Ｆｂのオイルを吐出できない。電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで駆動させると、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量Ｆｂを上回る流量Ｆｍｉｎのオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので（Ｓ１１）、一部のオイルは変速用油路１０６の外に排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１においてはリークされた流量Ｆｂだけオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

なお、図８に示したフローチャートでは、オイル温度Ｔによる制御（Ｓ２１）、及び、ＰＲＩ圧Ｐによる制御（Ｓ３１）を同時に行ったがこれに限らない。図１０に示すように、ＰＲＩ圧Ｐによる制御（Ｓ３１）のみを行ってもよい。

次に、電動モータ１１３の回転数Ｎに応じて、弁１２１を制御する例について説明する。変速用オイルポンプ１１２と電動モータ１１３とが接続されているので、ポンプ回転速度センサ１１８により測定される変速用オイルポンプ１１２の回転数Ｎと、電動モータ１１３の回転数Ｎとは等しい。ここで、ＰＲＩプーリ４１においてオイルがリークしてしまうと、ピストンの位置が変化してしまうので、コントローラ１０は、ピストンの位置が変化しないように、電動モータ１１３を駆動させる。すなわち、コントローラ１０は、電動モータ１１３を制御することで、変速用オイルポンプ１１２に対してＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量だけ吐出させる。

電動モータ１１３には、制御可能な回転数の下限値Ｎｍｉｎが存在するが、電動モータ１１３は、下限回転数Ｎｍｉｎを下回る回転数の指令値で制御される場合には、誤差が生じてしまうが、その指令値に近い回転数、すなわち、下限回転数Ｎｍｉｎを下回る回転数で回転する。しかしながら、電動モータ１１３は、適切に制御されていないため、所望の回転数を上回る回転数で回転してしまうことがある。そのような場合には、変速用オイルポンプ１１２がＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまうおそれがある。また、電動モータ１１３が、所望の回転数を下回る回転数で回転してしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を下回る流量のオイルしか吐出できないおそれがある。そこで、以下に示すように、電動モータ１１３の回転数Ｎと、下限回転数Ｎｍｉｎとの大小関係により、弁１２１の開閉を制御するとともに、電動モータ１１３の回転を制御する。

図１１は、変速比が一定である場合に、電動モータ１１３の回転数Ｎに応じた弁１２１の制御のフローチャートである。当該制御は、例えば、数ミリ秒程度の間隔で繰り返し行われる。このフローチャートは、図５のフローチャートと比較すると、Ｓ１１の処理が削除されており、Ｓ４１の処理が追加されている。

ステップＳ４１において、コントローラ１０は、電動モータ１１３の回転数Ｎが下限回転数Ｎｍｉｎを上回るか否かを判定する。そして、回転数Ｎが下限回転数Ｎｍｉｎを上回る場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へと進む。回転数Ｎが下限回転数Ｎｍｉｎ以下の場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、ステップＳ１３と進む。

回転数Ｎが下限回転数Ｎｍｉｎを上回る場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、弁１２１が閉じられる（Ｓ１２）。このような場合には、電動モータ１１３が回転数Ｎで回転することにより、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量だけのオイルを吐出する。そのため、ＰＲＩプーリ４１には、リークされた流量だけオイルが補填されるので、変速比の制御性能の低下を抑制することができる。

一方、回転数Ｎが下限回転数Ｎｍｉｎ以下となる場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、弁１２１が開かれる（Ｓ１１）。そして、コントローラ１０は、ＰＲＩプーリ４１におけるピストンの位置に応じた回転数の指令値ではなく、下限回転数Ｎｍｉｎで、電動モータ１１３を制御する。電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで制御してしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量よりも多いオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので（Ｓ１１）、一部のオイルが弁１２１から変速用油路１０６の外に排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

なお、ここでは、電動モータ１１３の回転数Ｎに応じて弁１２１を制御する例を説明したが、これに限らない。電動モータ１１３に対する回転数の指令値を用いてもよい。このような場合には、コントローラ１０により求められる電動モータ１１３に対する回転数の指令値が、下限回転数Ｎｍｉｎを下回る場合には、弁１２１が開かれる。そして、電動モータ１１３は、求められる指令値でなく、下限回転数Ｎｍｉｎで制御される。電動モータ１１３が下限回転数Ｎｍｉｎで制御されてしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので（Ｓ１１）、一部のオイルが弁１２１から変速用油路１０６の外に排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

なお、このような回転数Ｎに応じた制御は、図６に示したオイル温度Ｔに応じた制御や、図９に示したＰＲＩ圧Ｐに応じた制御などと組み合わせて用いてもよい。また、弁１２１は、コントローラ１０により制御される例を用いて説明したが、これに限らない。弁１２１は、条件に応じて開閉する機械式の弁であってもよい。

第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

第２実施形態によれば、オイル排出機構として、弁１２１が設けられている。弁１２１は、オリフィス１２０を設ける場合と比較すると、変速用油路１０６からのオイルの排出有無の制御精度が高いため、無駄なオイルの流出を抑制できる。そのため、全体としてエンジン１の回転量を小さくできるので、省エネルギーを実現できる。

第２実施形態によれば、電動モータ１１３には、制御可能な下限回転数Ｎｍｉｎがある。そこで、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量が、下限回転数Ｎｍｉｎと対応する下限流量Ｆｍｉｎを下回る場合に、弁１２１が開かれる。例えば、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量が下限流量Ｆｍｉｎよりも少ない場合には、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回るオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので、一部のオイルは弁１２１から排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

第２実施形態によれば、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈを下回る場合に、弁１２１が開かれる。ここで、オイル温度Ｔが低くなると、粘度が高くなるので、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量は少なくなる。そこで、例えば、オイル温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈよりも低い場合には、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので、一部のオイルは弁１２１から排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

第２実施形態によれば、ＰＲＩ圧Ｐが下限圧力Ｐｍｉｎを下回る場合には、弁１２１が開かれる。例えば、ＰＲＩプーリ４１におけるオイル圧力Ｐａが下限圧力Ｐｍｉｎよりも小さい場合には、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで回転させてしまうと、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので、一部のオイルは弁１２１から排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。

第２実施形態によれば、無段変速機の変速比が一定である場合には、ＰＲＩプーリ４１においてリークされるオイル流量に応じて、ＰＲＩプーリ４１のピストンの位置が変化しないように、電動モータ１１３が制御される。ここで、電動モータ１１３は、下限回転数Ｎｍｉｎよりも小さい回転数で制御される場合には、誤差はあるが、概ねその回転数、すなわち、下限回転数Ｎｍｉｎよりも小さい回転数で制御される。しかしながら、その誤差により、変速用オイルポンプ１１２がＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量と同じ流量のオイルを吐出することは難しい。

そこで、電動モータ１１３を下限回転数Ｎｍｉｎで回転させるとともに、弁１２１を開く。このようにすると、変速用オイルポンプ１１２は、ＰＲＩプーリ４１においてリークされる流量を上回る流量のオイルを吐出してしまう。しかしながら、弁１２１が開かれているので、一部のオイルは弁１２１から排出される。そのため、ＰＲＩプーリ４１にはリークされる流量だけのオイルが補填されるので、変速比の制御精度の低下を抑制することができる。また、オイルの排出を抑制できるので、省エネルギーを実現できる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

Claims (8)

1. プライマリプーリ油室と、
   セカンダリプーリ油室と、
   前記セカンダリプーリ油室と接続される第１の油路と、
   前記第１の油路から分岐して、前記プライマリプーリ油室と接続される第２の油路と、
   前記第２の油路に設けられ、前記プライマリプーリ油室のオイルを出し入れする電動オイルポンプと、
   前記電動オイルポンプによって前記プライマリプーリ油室に供給されるオイルの一部を前記第２の油路の外に排出するオイル排出機構とを、備える無段変速機。
2. 請求項１に記載の無段変速機において、
   前記オイル排出機構は、オリフィスである、無段変速機。
3. 請求項１に記載の無段変速機において、
   前記オイル排出機構は、開閉可能な弁である、無段変速機。
4. 請求項３に記載の無段変速機において、
   前記電動オイルポンプには、制御可能な下限回転速度があり、
   前記弁は、前記プライマリプーリ油室におけるオイルのリーク流量が、前記電動オイルポンプが前記下限回転速度で回転した場合に吐出する下限流量を下回る場合に、開弁する、無段変速機。
5. 請求項４に記載の無段変速機において、
   前記弁は、前記第２の油路におけるオイル温度が所定の閾値温度よりも小さい場合に、開弁する、無段変速機。
6. 請求項４または５に記載の無段変速機において、
   前記弁は、前記第２の油路におけるオイル圧力が変速比に応じて定まる範囲のうちの最低の圧力である下限圧力よりも小さい場合に、開弁する、無段変速機。
7. 請求項４から６のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記弁は、変速比が一定である場合における前記電動オイルポンプの回転速度が前記下限回転速度よりも低い場合に、開弁する、無段変速機。
8. プライマリプーリ油室とセカンダリプーリ油室との間の油路に設けられた電動オイルポンプにより前記プライマリプーリ油室のオイルの出入りを制御する無段変速機の制御方法であって、
   前記電動オイルポンプにより、前記プライマリプーリ油室にオイルを供給し、
   前記プライマリプーリ油室におけるオイルのリーク流量が、前記電動オイルポンプが制御可能な下限の回転速度で回転した場合に前記電動オイルポンプが吐出する下限流量を下回る場合には、
   前記電動オイルポンプに、前記下限流量のオイルを吐出させ、
   弁を開き、前記電動オイルポンプによって前記プライマリプーリ油室に供給されるオイルの一部を前記油路の外へ排出する、無段変速機の制御方法。