專利名稱：無級變速器的液壓控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于帶式無級變速器的液壓控制系統及方法，所述帶式無級變 速器基于分別施加至驅動帶輪和從動帶輪的滑輪壓力來改變所述帶輪的回轉半徑以變速， 圍繞驅動帶輪和從動帶輪纏繞有帶，其中，所述液壓控制系統執行液壓控制以調節所述滑 輪壓力。
背景技術：
帶式無級變速器在實踐中用作為車輛用變速器等。例如，如圖5所示，帶式無級變 速器包括槽寬分別可變的驅動帶輪100和從動帶輪101、以及圍繞這些帶輪纏繞的金屬帶 102。另外，改變驅動帶輪100和從動帶輪101中的每一個的槽寬以改變這些帶輪上的帶 102的回轉半徑，由此以無級的方式變速。帶式無級變速器的驅動帶輪100和從動帶輪101的槽寬是通過調節分別施加至所 述帶輪的液壓壓力(第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout)來改變的。因此，帶式無級 變速器配裝有執行液壓控制以調節滑輪壓力的液壓控制系統。如圖5所示，在帶式無級變速器的液壓控制系統中，在第一調節閥111和第二調節 閥112處調節從泵供給的液壓油的壓力，從而獲得用于液壓控制的作為源壓力的管路壓力 P1。另外，在調制閥113處減小管路壓力Pl的壓力以獲得恒定的調制壓力Pm。從調制閥113輸出的調制壓力Pm被供給至第一電磁閥114和第二電磁閥115。第 一電磁閥114和第二電磁閥115分別通過控制供給至各自的內部線性電磁線圈的電流來調 節調制壓力Pm，從而獲得并輸出所需的第一電磁線圈壓力Pslp和所需的第二電磁線圈壓 力 Psls。從第一電磁閥114輸出的第一電磁線圈壓力Pslp傳遞至第一滑輪壓力調節閥 116。于是，第一滑輪壓力調節閥116基于第一電磁線圈壓力Pslp來調節管路壓力Pl以獲 得施加至驅動帶輪100的第一滑輪壓力Pin。另一方面，從第二電磁閥115輸出的第二電磁 線圈壓力Psls傳遞至第二滑輪壓力調節閥117。于是，第二滑輪壓力調節閥117基于第二 電磁線圈壓力Psls來調節管路壓力Pl以獲得施加至從動帶輪101的第二滑輪壓力Pout。 由此，在該液壓控制系統中，通過控制分別供給至第一電磁閥114和第二電磁閥115的線性 電磁線圈的電流來調節分別施加至驅動帶輪100和從動帶輪101的第一滑輪壓力Pin和第 二滑輪壓力Pout，從而可變地設定驅動帶輪100和從動帶輪101的槽寬。通過這么做，執行 了變速器的變速控制。附帶地，在如此構造的無級變速器的液壓控制系統中，隨著管路壓力Pl增大，油 泵的驅動負荷也增大。這引起了燃料經濟性的降低。為此，在該液壓控制系統中，基于第一 滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout來以反饋的方式調節管路壓力P1，從而抑制管路壓力 Pl的不必要增大。圖5所示的液壓控制系統以反饋的方式來調節管路壓力P1。在該液壓控制系統 中，分別從第一滑輪壓力調節閥116和第二滑輪壓力調節閥117輸出的第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout還傳遞至第二調節閥112。于是，第二調節閥112選擇所供給的第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout中較 高的一個，并基于該選定壓力來產生管路壓力調節液壓壓力Psrv。管路壓力調節液壓壓力 Psrv傳遞至第一調節閥111。于是第一調節閥111基于所供給的管路壓力調節液壓壓力 Psrv來調節管路壓力P1。如圖6所示，如此調節后的管路壓力Pl是略高于此時的第一滑 輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout中較高的一個的壓力。附帶地，第一滑輪壓力調節閥116和/或第二滑輪壓力調節閥117可能例如由于 異物滯留等發生故障使得所輸出的滑輪壓力變得相對較高。當滑輪壓力變得過大的上述故 障，即，由于過大的滑輪壓力所引起的故障發生時，以反饋的方式通過該滑輪壓力調節的管 路壓力Pi也隨著滑輪壓力的增大而增大。隨后，滑輪壓力隨著管路壓力的增大而進一步增 大，于是管路壓力隨著滑輪壓力的增大而進一步增大。由此，出現惡性循環，且滑輪壓力持 續增大。這可能降低帶102的耐久性。另外，管路壓力Pl的過度增大降低了油泵的耐久性。例如，如日本專利申請公開No. 2005-163869 (JP-A-2005-163869)所述，描述了一 種無級變速器的液壓控制系統，該液壓控制系統配有故障保護閥以防止在由于過大的滑輪 壓力引起故障時分別施加至帶輪的液壓壓力的上述過度增大。如圖7所示，在該液壓控制 系統中，故障保護閥120設置在第一滑輪壓力調節閥116與驅動帶輪100之間。在正常情 況下，故障保護閥120將從第一滑輪壓力調節閥116輸出的第一滑輪壓力Pin輸出至驅動 帶輪100，而在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時，故障保護閥120將從第二滑輪壓 力調節閥117輸出的第二滑輪壓力Pout輸出至驅動帶輪100。如果設置了如此構造的故障保護閥120，則在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起 故障時沒有過大的液壓壓力施加至驅動帶輪100，因而，可防止帶102的耐久性的降低。但 是，即使具有故障保護閥120，也難以防止管路壓力Pl由于上述惡性循環而過度增大，且難 以避免諸如油泵的耐久性因管路壓力Pl的過度增大而降低之類的麻煩。
發明內容
本發明提供了一種無級變速器的液壓控制系統及方法，抑制了在由于過大的滑輪 壓力引起故障時的管路壓力的過度增大。本發明的第一方面提供了一種無級變速器的液壓控制系統。所述液壓控制系統應 用于帶式無級變速器，所述帶式無級變速器包括驅動帶輪和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶 輪和所述從動帶輪纏繞，并且所述帶式無級變速器基于分別施加至所述帶輪的液壓壓力來 改變所述帶輪的帶回轉半徑以變速。所述液壓控制系統執行液壓控制以調節分別施加至所 述帶輪的所述液壓壓力。所述液壓控制系統包括第一滑輪壓力調節閥，所述第一滑輪壓力 調節閥對用于所述液壓控制的作為源壓力的管路壓力進行調節以獲得第一滑輪壓力；故障 保護閥，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力和故障保護液壓壓力中的任一個至 其中一個所述帶輪；以及管路壓力調節部，所述管路壓力調節部基于來自所述故障保護閥 的輸出壓力來調節所述管路壓力。在第一方面中，當所述第一滑輪壓力高于預定的上限壓力時，所述故障保護閥可 選擇所述故障保護液壓壓力。根據以上方面，防止了因為在由于過大的滑輪壓力引起故障時施加至帶輪的液壓
5壓力的過度增大而引起的帶、帶輪的缸體等的耐久性的降低。另外，根據第一方面，管路壓力調節部基于來自故障保護閥的輸出壓力來調節所 述管路壓力。因此，即使滑輪壓力過大，也可防止管路壓力響應于過大的滑輪壓力而變得過 大，從而可避免由于上述惡性循環所引起的管路壓力和滑輪壓力的過度增大。因而，可抑制 在由于過大的滑輪壓力引起故障時的管路壓力的過度增大。另外，當所述第一滑輪壓力低于預定的下限壓力時，所述故障保護閥可選擇所述 故障保護液壓壓力。在第一方面中，可進一步在所述故障保護閥與所述其中一個帶輪之間的油通道中 設置孔口。所述管路壓力調節部可基于所述油通道中的位于所述孔口的所述故障保護閥側 的液壓壓力來調節所述管路壓力。根據以上方面，可選擇性使用油通道中位于孔口的故障保護閥側的液壓壓力(孔 口前輸出壓力)和相同油通道中位于孔口的其中一個帶輪側的液壓壓力(孔口后輸出壓 力)中的任一個作為來自所述故障保護閥的輸出壓力以調節所述管路壓力。使用以上構造，管路壓力是基于孔口前輸出壓力來調節的。孔口前輸出壓力比孔 口后輸出壓力更快速地追蹤滑輪壓力的變化。由此，可在急升檔(改變無級變速器的傳動 比以增大速度)時響應于滑輪壓力的增大而更快速地增大管路壓力，因而，可提高變速速 度。在第一方面中，可在所述故障保護閥與所述其中一個帶輪之間的油通道中設置孔 口。所述管路壓力調節部可基于所述油通道中的位于所述孔口的所述其中一個帶輪側的液 壓壓力來調節所述管路壓力。根據以上方面，孔口后輸出壓力比孔口前輸出壓力更接近于實際施加至所述其中 一個帶輪的液壓壓力。因此，當以反饋的方式供給孔口后輸出壓力以調節管路壓力時，可使 管路壓力進一步接近實際需要的液壓壓力，因而，可提高管路壓力與施加至所述其中一個 帶輪的液壓壓力之間的壓差的準確性。因此，可將管路壓力控制成進一步接近最小必要液 壓壓力，因而，可將管路壓力減小得更多。因此，可減少油泵的操作，從而提高燃料經濟性。在以上方面中，所述其中一個帶輪可以是所述驅動帶輪。在以上方面中，可進一步設置輸出第二滑輪壓力的第二滑輪壓力調節閥。因而，所 述故障保護液壓壓力可以是所述第二滑輪壓力。本發明的第二方面提供了一種帶式無級變速器的液壓控制系統，所述帶式無級變 速器包括驅動帶輪和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶輪和所述從動帶輪纏繞，并且所述帶式 無級變速器基于分別施加至所述帶輪的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回轉半徑以變速。所 述液壓控制系統包括第一滑輪壓力調節閥，所述第一滑輪壓力調節閥對用于液壓控制的 作為源壓力的管路壓力進行調節以獲得輸出至所述驅動帶輪的第一滑輪壓力；第二滑輪壓 力調節閥，所述第二滑輪壓力調節閥調節所述管路壓力以獲得輸出至所述從動帶輪的第二 滑輪壓力；故障保護閥，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力和所述第二滑輪壓 力中的任一個或者故障保護液壓壓力至所述驅動帶輪和所述從動帶輪；以及管路壓力調節 部，所述管路壓力調節部基于來自所述故障保護閥的輸出壓力來調節所述管路壓力。在第二方面中，當所述滑輪壓力高于預定的上限壓力時，所述故障保護閥可選擇 所述故障保護液壓壓力。
在以上方面中，所述故障保護閥可選擇并輸出所述第一滑輪壓力和所述故障保護 液壓壓力中的任一個至所述驅動帶輪和所述管路壓力調節部作為第一輸出壓力，而且所述 故障保護閥可選擇并輸出所述第二滑輪壓力和所述故障保護液壓壓力中的任一個至所述 從動帶輪和所述管路壓力調節部作為第二輸出壓力。所述管路壓力調節部可基于所述第一 輸出壓力和所述第二輸出壓力中較高的一個來調節所述管路壓力。在以上方面中，可在所述故障保護閥與所述驅動帶輪之間的油通道中設置孔口。 所述油通道中的位于所述孔口的所述故障保護閥側的液壓壓力可輸入至所述管路壓力調 節部。可替代地，所述油通道中的位于所述孔口的所述驅動帶輪側的液壓壓力可輸入至所 述管路壓力調節部。本發明的第三方面提供了一種應用于帶式無級變速器的液壓控制方法，所述帶式 無級變速器包括驅動帶輪和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶輪和所述從動帶輪纏繞，并且所 述帶式無級變速器基于分別施加至所述帶輪的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回轉半徑以 變速，其中，所述液壓控制方法用于執行液壓控制以調節分別施加至所述帶輪的所述液壓 壓力。所述液壓控制方法包括對用于所述液壓控制的作為源壓力的管路壓力進行調節以 獲得滑輪壓力；選擇并輸出所述滑輪壓力和故障保護液壓壓力中的任一個至其中一個帶 輪；以及基于所述滑輪壓力和所述故障保護液壓壓力中的被選擇的一個來調節所述管路壓 力。
本發明的特征、優點、以及技術的和工業的意義將在以下參考附圖對本發明的示 例實施方式的詳細描述中進行描述，其中，相同的數字表示相同的元件，且其中圖1是示意性示出根據本發明的第一實施方式的液壓控制系統的構造的圖；圖2是示出在根據第一實施方式的無級變速器的液壓控制系統中在變速期間液 壓壓力隨時間變化的時序圖；圖3是示意性示出根據本發明的第二實施方式的液壓控制系統中的故障保護閥 以及該故障保護閥周圍的液壓回路的構造的圖；圖4是示出根據本發明的第三實施方式的液壓控制系統中的故障保護閥以及該 故障保護閥周圍的液壓回路的構造的框圖；圖5是示意性示出現有的無級變速器的液壓控制系統的示例的總體構造的框圖；圖6是示出關于現有的無級變速器的液壓控制系統的示例的第一滑輪壓力和第 二滑輪壓力與管路壓力之間的關系的圖表；以及圖7是示意性示出配裝有故障保護閥的現有的無級變速器的液壓控制系統的總 體構造的框圖。
具體實施例方式以下，將參考圖1和圖2來更詳細地描述根據本發明的第一實施方式的無級變速 器的液壓控制系統。根據本實施方式的無級變速器的液壓控制系統控制安裝在車輛上的帶 式無級變速器的液壓壓力。本實施方式的液壓控制系統配裝有第一調節閥12，第一調節閥12對經過用于去除雜質的濾油器10由油泵11所泵送的液壓油的壓力進行調節以獲得用于液壓控制的作為 源壓力的管路壓力P1。注意，第一調節閥12調節由油泵11所泵送的液壓油的壓力并將液 壓油傳送至另一調節閥(未示出)。調節閥產生用于變矩器和前進/倒退轉換機構的液壓 油壓力Psec。另外，液壓控制系統包括調制閥14，調制閥14減小管路壓力Pl以獲得恒定的調 制壓力Pm。從調制閥14輸出的調制壓力Pm供給至第一電磁閥15和第二電磁閥16。第一 電磁閥15和第二電磁閥16分別通過控制供給至內部線性電磁線圈的電流來調節調制壓力 Pm以獲得所需的第一電磁線圈壓力Pslp以及所需的第二電磁線圈壓力Psls。由第一電磁閥15所產生的第一電磁線圈壓力Pslp被傳遞至第一滑輪壓力調節閥 17。第一滑輪壓力調節閥17基于第一電磁線圈壓力Pslp來調節管路壓力Pl以獲得第一滑 輪壓力Pin。在此，第一電磁線圈壓力Pslp與第一滑輪壓力Pin之間的關系如以下表達式 (1)所表示。在以下表達式(1)中，“ α 1”表示第一滑輪壓力調節閥17中的第一滑輪壓力 Pin相對于第一電磁線圈壓力Pslp的增益，而“β 1”表示常數。這些增益α 和常數β 是基于第一滑輪壓力調節閥17的機械構造、尺寸、彈簧負荷等來確定的。Pin = α lXPslp+β 1...⑴另一方面，由第二電磁閥16所產生的第二電磁線圈壓力Psls被傳遞至第二滑輪 壓力調節閥18。第二滑輪壓力調節閥18基于第二電磁線圈壓力Psls來調節管路壓力Pl 以獲得第二滑輪壓力Pout。在此，第二電磁線圈壓力Psls與第二滑輪壓力Pout之間的關 系如以下表達式(2)所表示。在以下表達式(2)中，“ α 2”表示第二滑輪壓力調節閥18處 的第二滑輪壓力Pout相對于第二電磁線圈壓力Psls的增益，而“ β 2”表示常數。這些增 益α 2和常數β 2是基于第二滑輪壓力調節閥18的機械構造、尺寸、彈簧負荷等來確定的。 注意，在本實施方式的液壓控制系統中，在第二滑輪壓力調節閥18處的增益α 2等于在第 一滑輪壓力調節閥17處的增益α 1。Pout = α 2XPsls+3 2... (2)由第一滑輪壓力調節閥17所產生的第一滑輪壓力Pin通過故障保護閥19傳遞至 驅動帶輪21。于是，基于所施加的第一滑輪壓力Pin來改變驅動帶輪21的槽寬。另一方 面，由第二滑輪壓力調節閥18所產生的第二滑輪壓力Pout直接傳遞至從動帶輪22。于是， 基于所施加的第二滑輪壓力Pout來改變從動帶輪22的槽寬。隨著驅動帶輪21和從動帶輪22中的每一個的槽寬的變化，纏繞驅動帶輪21和從 動帶輪22中的每一個的金屬帶23的回轉半徑改變。這能改變通過帶23而一起轉動的驅 動帶輪21和從動帶輪22的轉速比，即，無級變速器的傳動比。具體地，增大第一滑輪壓力 Pin以減小驅動帶輪21的槽寬，從而增大驅動帶輪的帶的回轉半徑，同時減小第二滑輪壓 力Pout以增大從動帶輪22的槽寬，從而減小從動帶輪的帶的回轉半徑。由此，改變無級變 速器的傳動比以增大速度。另外，減小第一滑輪壓力Pin以增大驅動帶輪21的槽寬從而減 小驅動帶輪的帶的回轉半徑，同時增大第二滑輪壓力Pout以減小從動帶輪22的槽寬從而 增大從動帶輪的帶的回轉半徑。由此，改變無級變速器的傳動比以降低速度。附帶地，如上所述，故障保護閥19設置在第一滑輪壓力調節閥17與驅動帶輪21 之間。從第一滑輪壓力調節閥17輸出的第一滑輪壓力Pin以及從第二滑輪壓力調節閥18 輸出的第二滑輪壓力Pout分別被引至故障保護閥19的兩個輸入口。因而，故障保護閥19
8基于根據由開-關電磁閥20所施加的液壓壓力而移動的閥件的位置，選擇性地將引入第一 滑輪壓力Pin的輸入口或引入第二滑輪壓力Pout的輸入口中的任一個與輸出口連通。具 體地，在開-關電磁閥20關斷且無液壓壓力施加至閥件的狀態(正常)下，引入第一滑輪 壓力Pin的輸入口與輸出口連通。另一方面，在開-關電磁閥20接通且將液壓壓力施加至 閥件的狀態(故障)下，引入第二滑輪壓力Pout的輸入口與輸出口連通。由此，故障保護 閥19選擇第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout中的任一個并將所選定的壓力輸出至驅 動帶輪21。注意，當滿足以下條件中的任一個時，開-關電磁閥20接通。當存在第一滑輪壓 力Pin不足(當第一滑輪壓力Pin低于預定的下限壓力時)且無級變速器的傳動比陡變而 降低速度的可能性時，或者當第一滑輪壓力Pin由于第一滑輪壓力調節閥17中的異物滯留 而過度增大(當第一滑輪壓力Pin高于預定的上限壓力時)時、或其他情況(在由于過大 的第一滑輪壓力Pin引起故障時)，條件中的任一個得以滿足。當第一滑輪壓力Pin不足且 因此無級變速器的傳動比陡變而降低速度時，發動機轉速可能突然增大而引起超速狀態或 者車輪可能鎖止。另外，當第一滑輪壓力Pin過度增大且因此施加至驅動輪21的液壓壓力 過大時，帶23和驅動帶輪21的液壓缸的耐久性可能降低。為此，在液壓控制系統中，為了避免以上不便，當以上條件中的任一個滿足時，接 通開_關電磁閥20以通過故障保護閥19將正常情況下施加至從動帶輪22的第二滑輪壓 力Pout代替第一滑輪壓力Pin輸出至驅動帶輪21。由此，故障保護閥19不僅防止了在第 一滑輪壓力Pin減小時的速度陡降，而且防止了在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障 時將過大的液壓壓力施加至驅動帶輪21。注意，在本實施方式的液壓控制系統中，故障保護 閥19在正常情況下將第一滑輪壓力Pin施加至驅動帶輪21，而在由于過大的第一滑輪壓力 Pin引起故障時將第二滑輪壓力Pout作為故障保護液壓壓力施加至驅動帶輪21。附帶地，在連接故障保護閥19的輸出口與驅動帶輪21的油通道24中設置孔口 25。設置孔口 25以防止在第一滑輪壓力調節閥17或第一電磁閥15發生故障且因此第一 滑輪壓力Pin不足時、或者在故障保護閥19將輸出壓力Psf從第一滑輪壓力Pin轉換至第 二滑輪壓力Pout時，由于施加至驅動帶輪21的液壓壓力陡降而發生帶23的滑移。在根據本實施方式的無級變速器的液壓控制系統中，為了將管路壓力Pl維持于 最小必要值，以反饋的方式來調節管路壓力P1。在本實施方式中，來自故障保護閥19的輸 出壓力Psf以反饋的方式從驅動帶輪21側供給，并且從第二電磁閥16輸出的第二電磁線 圈壓力Psls以反饋的方式自從動帶輪22側供給從而調節管路壓力Pl。以反饋的方式調節管路壓力Pl的具體構造如下。在本實施方式的液壓控制系統 中，來自故障保護閥19的輸出壓力Psf (在此為油通道24中的位于孔口 25的故障保護閥 19側的液壓壓力)和從第二電磁閥16輸出的第二電磁線圈壓力Psls被傳遞至第二調節 閥13。由此，將用作為驅動帶輪21側液壓壓力的來自故障保護閥19的輸出壓力Psf以及 用作為從動帶輪22側液壓壓力的第二電磁線圈壓力Psls以反饋的方式供給至第二調節閥 13。于是，第二調節閥13基于這些輸出壓力Psf和第二電磁線圈壓力Psls來調節調制壓 力Pm，以獲得管路壓力調節液壓壓力Psrv。管路壓力調節液壓壓力Psrv被傳遞至第一調 節閥12并被用于在第一調節閥12處調節管路壓力P1。在本實施方式中，基于來自故障保 護閥19的輸出壓力Psf來調節管路壓力P1。
注意，第二調節閥13處的第二電磁線圈壓力Psls、管路壓力調節液壓壓力Psrv、 以及輸出壓力Psf之間的關系由以下表達式(3)表示。在表達式(3)中，“V”表示預定的增 益，而“ΔΡ”表示預定的常數。另外，在表達式(3)中，“α 2”如上所述表示第二滑輪壓力 調節閥18處的第二滑輪壓力Pout相對于第二電磁線圈壓力Psls的增益。這些增益ν和 常數ΔΡ是基于第二調節閥13的機械構造、尺寸、彈簧負荷等來確定的。Psrv = MAX(0, νX (MAX(Psf/α 2，Psls)-ΔP))... (3)另一方面，第一調節閥12處的管路壓力調節液壓壓力Psrv與管路壓力Pl之間的 關系如以下表達式(4)所表示。在表達式(4)中，“α ”表示預定的增益且等于以上的增益 α 和α2(α = α = α2)。另外，在表達式⑷中，“ β ”表示預定的常數且大于以上的 常數β 和β2(β > β ，β2)。注意，如以下表達式(4)所表示，第一調節閥12處的管 路壓力調節液壓壓力Psrv相對于管路壓力Pl的增益是“ α /V”。第一調節閥12處的增益 “ α /V”和常數β是基于第一調節閥12的機械構造、尺寸、彈簧負荷等來確定的。Pl= α /ν X Psrv+β = α XMAX (0，MAX (Psf/α 2，Psls) - Δ P) + β ... (4)在此，如上所述，來自故障保護閥19的正常輸出壓力Psf是第一滑輪壓力Pin。 另外，因為“i32<<Pout”，所以第二電磁線圈壓力Psls與增益α (= α2)的乘積 (α X Psls)基本等于第二滑輪壓力Pout (α XPsls Pout)。由此，將正常管路壓力Pl調 節至略高于第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout中較高的一個的液壓壓力。另一方面，當第一滑輪壓力Pin過大時，開-關電磁閥20接通，并將來自故障保護 閥19的輸出壓力Psf從第一滑輪壓力Pin轉換至第二滑輪壓力Pout。因而，將來自故障保 護閥19的輸出壓力Psf即第二滑輪壓力Pout以反饋的方式供給至第二調節閥13作為驅 動帶輪21側的液壓壓力。因此，此時的管路壓力Pl略高于第二滑輪壓力Pout，而且避免了 管路壓力Pl響應于由于過大的第一滑輪壓力Pin所引起的故障而變得過大。因此，在根據 本實施方式的無級變速器的液壓控制系統中，在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時 抑制了管路壓力Pl的過度增大。附帶地，第一調節閥12、第二調節閥13、調制閥14以及第二滑輪壓力調節閥18中 的每一個都被供給來自其自身的輸出壓力作為反饋壓力。這些閥基于從其自身供給的作為 反饋壓力的輸出壓力與指令壓力之間的對比結果來以反饋的方式調節它們的輸出壓力。例 如，在接收第二電磁線圈壓力Psls作為指令壓力并輸出第二滑輪壓力Pout作為輸出壓力 的第二滑輪壓力調節閥18中，對應于第二滑輪壓力Pout (輸出壓力)與第二電磁線圈壓力 Psls (指令壓力)和增益α 2的乘積(a2XPsls)之間的壓差(Pout-a 2XPsls)的力作用 在閥件上。因而，以反饋的方式調節了第二滑輪壓力Pout使得閥件移動以減小壓差，因此， 第二滑輪壓力Pout (輸出壓力)變為與第二電磁線圈壓力Psls (指令壓力)相對應的值。另一方面，第一滑輪壓力調節閥17也以基本類似的方式以反饋的方式調節輸出 壓力。但是，在第一滑輪壓力調節閥17的情況下，不是供給作為其自身的輸出壓力的第一 滑輪壓力Pin、而是供給油通道24中的位于孔口 25的驅動帶輪21側的液壓壓力(以下將 該液壓壓力稱為“孔口后輸出壓力Psf”)作為反饋壓力。之所以如此構造第一滑輪壓力調節閥17的原因如下。如上所述，第一滑輪壓力調 節閥17使用第一電磁線圈壓力Pslp作為指令壓力、使用第一滑輪壓力Pin作為輸出壓力、 并使用孔口后輸出壓力Psf作為反饋壓力。
圖2示出了在第一電磁線圈壓力Pslp增大或減小時第一滑輪壓力Pin和孔口后 輸出壓力Psf隨時間的變化。如圖所示，隨著第一電磁線圈壓力Pslp的增大或減小，第一 滑輪壓力Pin在恒定延遲之后改變以追蹤所需壓力“ α lXPslp+β 1”。另一方面，因為所設 置的故障保護閥19和孔口 25，孔口后輸出壓力Psf在比第一滑輪壓力Pin更長的延遲之后 追蹤所需壓力。在此，與反饋壓力與所需壓力之間的壓差相對應的力作用在第一滑輪壓力調節閥 17的閥件上，并且閥件由該力移動。由此，相比將第一滑輪壓力Pin用作為反饋壓力時，當 將孔口后輸出壓力Psf用作為反饋壓力時，以上壓差較大。因此，可增強第一滑輪壓力調節 閥17的響應。另外，孔口后輸出壓力Psf比第一滑輪壓力Pin更接近實際施加至驅動帶輪 21的液壓壓力。因此，可進一步準確地控制施加至驅動帶輪21的液壓壓力，因而，實際傳動 比有可能進一步快速地追隨無級變速器的目標傳動比。注意，在本實施方式中，第一調節閥12和第二調節閥13用作為對用于液壓控制的 作為源壓力的管路壓力進行調節的管路壓力調節部。另外，第一滑輪壓力調節閥17用作為 調節管路壓力以獲得第一滑輪壓力的第一滑輪壓力調節閥。此外，在本實施方式中，第一滑 輪壓力Pin用作為通過由第一滑輪壓力調節閥調節管路壓力所獲得的第一滑輪壓力。使用如上所述根據本實施方式的無級變速器的液壓控制系統，可獲得以下有益效^ ο(1)根據本實施方式的液壓控制系統配裝有調節管路壓力Pl以獲得第一滑輪壓 力Pin的第一滑輪壓力調節閥17、以及故障保護閥19。在此，故障保護閥19選擇性地將 第一滑輪壓力Pin和故障保護液壓壓力(第二滑輪壓力Pout)中的任一個輸出至驅動帶 輪21。在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時，將故障保護液壓壓力(第二滑輪壓力 Pout)施加至驅動帶輪21。隨后，第一調節閥12和第二調節閥13以反饋的方式接收來自 故障保護閥19的輸出壓力Psf作為驅動帶輪21側液壓壓力以調節管路壓力P1。隨后，在 由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時，故障保護閥19輸出作為故障保護液壓壓力的第 二滑輪壓力Pout代替過大的第一滑輪壓力Pin作為輸出壓力Psf。這防止了由于施加至驅 動帶輪21的液壓壓力的過度增大所引起的帶23、驅動帶輪21的缸體等的耐久性的降低。 隨后，使用來自故障保護閥19的輸出壓力Psf即第二滑輪壓力Pout作為驅動帶輪21側液 壓壓力來以反饋的方式調節此時的管路壓力Pl。由此，即使在第一滑輪壓力Pin過大時，也 可防止管路壓力Pl響應于過大的第一滑輪壓力Pin而變得過大，從而使得有可能避免由于 上述惡性循環所引起的第一滑輪壓力Pin和管路壓力Pl的過度增大。因此，根據本實施方 式，可抑制在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時管路壓力Pl的過度增大。(2)在本實施方式中，第一調節閥12和第二調節閥13基于故障保護閥19與驅動 帶輪21之間的油通道24中的孔口 25的故障保護閥19側的液壓壓力(以下將這種液壓壓 力稱為“孔口前輸出壓力Psf”)來調節管路壓力PI。相比以上的孔口后輸出壓力PsfJL 口前輸出壓力Psf更快速地追蹤第一滑輪壓力Pin的變化。由此，可在急升檔(改變無級 變速器的傳動比以增大速度)時響應于第一滑輪壓力Pin的增大而更快速地增大管路壓力 Pl，因而可提高變速速度。(3)在本實施方式中，以孔口后輸出壓力Psf作為反饋壓力供給第一滑輪壓力調 節閥17。因為所設置的故障保護閥19和孔口 25，孔口后輸出壓力Psf在比第一滑輪壓力
11Pin更長的延遲之后追蹤第一電磁線圈壓力Pslp的增大或減小。在此，對應于反饋壓力與 所需壓力之間的壓差的力作用在第一滑輪壓力調節閥17的閥件上，并且該閥件由該力移 動。由此，相比將第一滑輪壓力Pin用作為反饋壓力時，當將孔口后輸出壓力Psf用作為反 饋壓力時，以上壓差較大。因此，可增強第一滑輪壓力調節閥17的響應。另外，孔口后輸出 壓力Psf比第一滑輪壓力Pin更接近實際施加至驅動帶輪21的液壓壓力。因此，可進一步 準確地控制施加至驅動帶輪21的液壓壓力，因而，實際傳動比有可能進一步快速地追隨無 級變速器的目標傳動比。將進一步參考圖3，描述根據本發明的第二實施方式的無級變速器的液壓控制系 統與以上實施方式的區別。注意，在本實施方式以及以下實施方式中，相同的參考數字表示 與第一實施方式的部件相同的部件，并省略其詳細描述。在第一實施方式中，將孔口前輸出壓力Psf以反饋的方式供給至第二調節閥13作 為驅動帶輪21側液壓壓力。在本實施方式中，如圖3所示，將油通道24中的位于孔口 25的 驅動帶輪21側的液壓壓力(孔口后輸出壓力Psf)以反饋的方式供給至第二調節閥13作 為驅動帶輪21側液壓壓力。即，在本實施方式中，第一調節閥12和第二調節閥13基于孔 口后輸出壓力Psf來調節管路壓力P1。孔口后輸出壓力Psf比孔口前輸出壓力Psf (油通道24中的位于孔口 25的故障 保護閥19側的液壓壓力)更接近實際施加至驅動帶輪21的液壓壓力。由此，當以反饋的 方式供給孔口后輸出壓力Psf以調節管路壓力Pl時，可使管路壓力Pl進一步接近實際所 需的液壓壓力，因而，可提高管路壓力Pl與施加至驅動帶輪21的液壓壓力之間的壓差的準 確性。因此，可將管路壓力Pl控制為進一步接近最小必要液壓壓力，因而，管路壓力Pl可 減小得更多。因此，可減少油泵11的操作，從而提高燃料經濟性。將進一步參考圖4，描述根據本發明的第三實施方式的無級變速器的液壓控制系 統與以上實施方式的區別。在第一實施方式和第二實施方式中，故障保護閥19僅設置在驅動帶輪21側以處 理由于過大的第一滑輪壓力Pin所引起的故障。相比之下，在本實施方式中，故障保護閥處 理由于過大的第一滑輪壓力Pin或過大的第二滑輪壓力Pout中的任一個所引起的故障。圖4示出了根據本實施方式的無級變速器的液壓控制系統中的故障保護閥30以 及故障保護閥30周圍的液壓回路的構造。如圖所示，故障保護閥30具有四個輸入口和兩 個輸出口。故障保護閥30的這些輸入口中的兩個分別引入第一滑輪壓力Pin和第二滑輪 壓力Pout，而其余的兩個輸入口各自引入調制壓力Pm作為在由于過大的滑輪壓力引起故 障時施加至驅動帶輪21和從動帶輪22中的每一個的故障保護液壓壓力。另外，故障保護 閥30的兩個輸出口分別連接至驅動帶輪21和從動帶輪22 (參見圖1等)。故障保護閥30的閥件基于是否通過開-關電磁閥31施加了液壓壓力來移動。因 而，當開-關電磁閥31關斷時，故障保護閥30分別從兩個輸出口輸出第一滑輪壓力Pin和 第二滑輪壓力Pout，而當開-關電磁閥31接通時，故障保護閥30從兩個輸出口輸出調制壓 力Pm。來自故障保護閥30的兩個輸出口的輸出壓力Psfl和Psf2還傳遞至第二調節閥 32 (選擇閥)。于是，第二調節閥32將這些輸出壓力Psfl和Psf2中較高的一個輸出作為 管路壓力調節液壓壓力Psrv。
管路壓力調節液壓壓力Psrv傳遞至第一調節閥33。于是，第一調節閥33基于管 路壓力調節液壓壓力Psrv來調節由油泵34泵送的液壓油的壓力以獲得管路壓力Pl。在根據本實施方式的如此構造的液壓控制系統中，在正常情況下關斷開_關電磁 閥31，并分別以來自故障保護閥30的第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout供給驅動帶 輪21和從動帶輪22。第一滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout在此時被輸入至第二調節閥 32(選擇閥)，而這些液壓壓力中較高的一個被輸出作為管路壓力調節液壓壓力Psrv。隨 后，第一調節閥33調節管路壓力Pl使得管路壓力Pl略高于該較高的液壓壓力(MAX(Pin， Pout))ο另一方面，在由于過大的第一滑輪壓力Pin和/或過大的第二滑輪壓力Pout引起 故障時，接通開-關電磁閥31，然后以作為來自故障保護閥30的故障保護液壓壓力的調制 壓力Pm供給驅動帶輪21和從動帶輪22兩者。此時僅調制壓力Pm被輸入至第二調節閥 32 (選擇閥)，并且調制壓力Pm被輸出作為管路壓力調節液壓壓力Psrv。由此，即使在第一 滑輪壓力Pin和第二滑輪壓力Pout中的任一個變得過大時，管路壓力Pl也不會變得過大。 因此，在本實施方式中，同樣抑制了在由于過大的滑輪壓力引起故障時管路壓力Pl的過度 增大。上述實施方式可修改成以下替代性實施方式。在第一實施方式和第二實施方式 中，第二滑輪壓力Pout被用作為在由于過大的第一滑輪壓力Pin引起故障時的故障保護液 壓壓力。替代地，除第二滑輪壓力Pout之外的液壓壓力，例如，調制壓力Pm等可被用作為 故障保護液壓壓力。另外，在第三實施方式中，調制壓力Pm被用作為在由于過大的第一滑 輪壓力Pin和/或過大的第二滑輪壓力Pout引起故障時的故障保護液壓壓力。替代地，除 調制壓力Pm之外的液壓壓力也可用作為故障保護液壓壓力。在第一實施方式和第二實施方式中，油通道24中的位于孔口 25的驅動帶輪21側 的液壓壓力被供給至第一滑輪壓力調節閥17作為反饋壓力，從而增強第一滑輪壓力調節 閥17的響應。但是，當第一滑輪壓力調節閥17的響應得以充分保證等時，可將從第一滑輪 壓力調節閥17輸出的第一滑輪壓力Pin以反饋的方式直接供給至第一滑輪壓力調節閥17。在第一實施方式和第二實施方式中，將第二電磁線圈壓力Psls以反饋的方式供 給至第二調節閥13作為從動帶輪22側液壓壓力。因而，在第二調節閥13中，管路壓力調 節液壓壓力Psrv是通過對比來自故障保護閥19的輸出壓力Psf與第二電磁線圈壓力Psls 來設定的，并被輸出至第一調節閥12。當需要進一步提高管路壓力Pl的壓差準確性等時， 可將第二滑輪壓力Pout代替第二電磁線圈壓力Psls以反饋的方式供給至第二調節閥13。在這種情況下，當將來自故障保護閥19的輸出壓力Psf以反饋的方式供給至第二 調節閥13作為驅動帶輪21側液壓壓力時，同樣可抑制在由于過大的第一滑輪壓力Pin引 起故障時管路壓力Pl的過度增大。另外，當在從動帶輪22側設置類似的故障保護閥并隨 后將該故障保護閥的輸出壓力以反饋的方式供給至第二調節閥13作為從動帶輪22側液壓 壓力時，可適當抑制在由于過大的第二滑輪壓力Pout引起故障時管路壓力Pl的過度增大。在第一實施方式和第二實施方式中，故障保護閥19設置在驅動帶輪21側，并將來 自故障保護閥19的輸出壓力Psf以反饋的方式供給至第二調節閥13作為驅動帶輪21側 液壓壓力。可將驅動帶輪21側的液壓控制系統的構造與從動帶輪22側的液壓控制系統的 構造進行互換。即，故障保護閥設置在從動帶輪22側，并將該故障保護閥的輸出壓力以反饋的方式供給至第二調節閥13作為從動帶輪22側液壓壓力。在這種情況下，可適當抑制 在由于過大的第二滑輪壓力Pout引起故障時管路壓力Pl的過度增大。在以上實施方式中，管路壓力Pl由兩個調節閥，即，第一調節閥12、33和第二調節 閥13、32調節。用于調節管路壓力Pl的構造不局限于此，而是可作適當修改。簡言之，只 要管路壓力調節部基于來自故障保護閥19的輸出壓力Psf調節管路壓力P1，就可抑制在由 于過大的滑輪壓力引起故障時管路壓力的過度增大。在第一實施方式和第二實施方式中，基于來自故障保護閥19的輸出壓力Psf來調 節管路壓力。但是，即使在未以這種方式調節管路壓力的情況下，當將故障保護閥19與驅 動帶輪21之間的油通道24中的孔口 25的驅動帶輪21側的液壓壓力供給至第一滑輪壓力 調節閥17作為反饋壓力時，也可提高第一滑輪壓力調節閥17的響應并快速追隨目標傳動 比。當如下所述構造液壓控制系統時，可增強第二滑輪壓力調節閥18的響應以快速 追隨無級變速器的目標傳動比。即，在第二滑輪壓力調節閥18與從動帶輪22之間設置故 障保護閥，并在故障保護閥與從動帶輪之間的油通道中設置孔口。然后，將上述油通道中的 位于孔口的從動帶輪側的液壓壓力供給至第二滑輪壓力調節閥18作為反饋壓力。在第一實施方式和第二實施方式中，孔口 25設置在故障保護閥19與驅動帶輪21 之間的油通道24中。當不必防止由于第一滑輪壓力調節閥17或第一電磁閥15的故障所 引起的第一滑輪壓力Pin的陡降、或者由于在由故障保護閥19轉換液壓壓力時施加至驅動 帶輪21的液壓壓力的陡降而發生帶23的滑移時，可省卻孔口 25。在以上實施方式中，以上描述提供了將根據本發明各方面的液壓控制系統應用于 安裝在車輛上的帶式無級變速器的示例。本發明的各方面可類似地應用于除安裝在車輛上 的無級變速器之外的無級變速器，只要該無級變速器是如下帶式無級變速器即可所述帶 式無級變速器包括驅動帶輪和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶輪和從動帶輪纏繞，而且所述 帶式無級變速器基于分別施加至這些帶輪的半帶輪部的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回 轉半徑以變速。
權利要求
一種應用于帶式無級變速器的液壓控制系統，所述帶式無級變速器包括驅動帶輪和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶輪和所述從動帶輪纏繞，并且所述帶式無級變速器基于分別施加至所述帶輪的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回轉半徑以變速，其中，所述液壓控制系統執行液壓控制以調節分別施加至所述帶輪的所述液壓壓力，所述液壓控制系統的特征在于包括第一滑輪壓力調節閥，所述第一滑輪壓力調節閥對用于所述液壓控制的作為源壓力的管路壓力進行調節以獲得第一滑輪壓力；故障保護閥，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力和故障保護液壓壓力中的任一個至其中一個所述帶輪；以及管路壓力調節部，所述管路壓力調節部基于來自所述故障保護閥的輸出壓力來調節所述管路壓力。
2.如權利要求1所述的液壓控制系統，其中，當所述第一滑輪壓力高于預定的上限壓 力時，所述故障保護閥選擇所述故障保護液壓壓力。
3.如權利要求1所述的液壓控制系統，其中，當所述第一滑輪壓力低于預定的下限壓 力時，所述故障保護閥選擇所述故障保護液壓壓力。
4.如權利要求1至3中任一項所述的液壓控制系統，進一步包括孔口，所述孔口設置在 所述故障保護閥與所述其中一個帶輪之間的油通道中，其中，所述管路壓力調節部基于所 述油通道中的位于所述孔口的所述故障保護閥側的液壓壓力來調節所述管路壓力。
5.如權利要求1至3中任一項所述的液壓控制系統，進一步包括孔口，所述孔口設置在 所述故障保護閥與所述其中一個帶輪之間的油通道中，其中，所述管路壓力調節部基于所 述油通道中的位于所述孔口的所述其中一個帶輪側的液壓壓力來調節所述管路壓力。
6.如權利要求1至5中任一項所述的液壓控制系統，其中，所述其中一個帶輪是所述驅 動帶輪。
7.如權利要求1至6中任一項所述的液壓控制系統，進一步包括第二滑輪壓力調節閥， 所述第二滑輪壓力調節閥輸出第二滑輪壓力，其中，所述故障保護液壓壓力是所述第二滑輪壓力。
8.一種帶式無級變速器的液壓控制系統，所述帶式無級變速器包括驅動帶輪和從動帶 輪，帶環繞所述驅動帶輪和所述從動帶輪纏繞，并且所述帶式無級變速器基于分別施加至 所述帶輪的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回轉半徑以變速，所述液壓控制系統的特征在于 包括第一滑輪壓力調節閥，所述第一滑輪壓力調節閥對用于液壓控制的作為源壓力的管路 壓力進行調節以獲得輸出至所述驅動帶輪的第一滑輪壓力；第二滑輪壓力調節閥，所述第二滑輪壓力調節閥調節所述管路壓力以獲得輸出至所述 從動帶輪的第二滑輪壓力；故障保護閥，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力和所述第二滑輪壓力中的 任一個或者故障保護液壓壓力至所述驅動帶輪和所述從動帶輪；以及管路壓力調節部，所述管路壓力調節部基于來自所述故障保護閥的輸出壓力來調節所 述管路壓力。
9.如權利要求8所述的液壓控制系統，其中，當所述滑輪壓力高于預定的上限壓力時，所述故障保護閥選擇所述故障保護液壓壓力。
10.如權利要求8或9所述的液壓控制系統，其中，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力和所述故障保護液壓壓力中的任一個 至所述驅動帶輪和所述管路壓力調節部作為第一輸出壓力，而且所述故障保護閥選擇并輸 出所述第二滑輪壓力和所述故障保護液壓壓力中的任一個至所述從動帶輪和所述管路壓 力調節部作為第二輸出壓力，并且所述管路壓力調節部基于所述第一輸出壓力和所述第二輸出壓力中較高的一個來調 節所述管路壓力。
11.如權利要求8至10中任一項所述的液壓控制系統，進一步包括孔口，所述孔口設置 在所述故障保護閥與所述驅動帶輪之間的油通道中，其中，所述油通道中的位于所述孔口 的所述故障保護閥側的液壓壓力輸入至所述管路壓力調節部。
12.如權利要求8至10中任一項所述的液壓控制系統，進一步包括孔口，所述孔口設置 在所述故障保護閥與所述驅動帶輪之間的油通道中，其中，所述油通道中的位于所述孔口 的所述驅動帶輪側的液壓壓力輸入至所述管路壓力調節部。
13. 一種應用于帶式無級變速器的液壓控制方法，所述帶式無級變速器包括驅動帶輪 和從動帶輪，帶環繞所述驅動帶輪和所述從動帶輪纏繞，并且所述帶式無級變速器基于分 別施加至所述帶輪的液壓壓力來改變所述帶輪的帶回轉半徑以變速，其中，所述液壓控制 方法用于執行液壓控制以調節分別施加至所述帶輪的所述液壓壓力，所述液壓控制方法的 特征在于包括對用于所述液壓控制的作為源壓力的管路壓力進行調節以獲得滑輪壓力；選擇并輸出所述滑輪壓力和故障保護液壓壓力中的任一個至其中一個帶輪；以及基于所述滑輪壓力和所述故障保護液壓壓力中的被選擇的一個來調節所述管路壓力。
全文摘要
一種無級變速器的液壓控制系統，包括第一滑輪壓力調節閥(17)，所述第一滑輪壓力調節閥對用于所述液壓控制的作為源壓力的管路壓力(Pl)進行調節以獲得第一滑輪壓力(Pin)；故障保護閥(19)，所述故障保護閥選擇并輸出所述第一滑輪壓力(Pin)和在由于過大的第一滑輪壓力(Pin)引起故障時施加至驅動帶輪(21)的故障保護液壓壓力(第二滑輪壓力(Pout))中的任一個到驅動帶輪(21)；以及調節所述管路壓力(Pl)的第一調節閥(12)和第二調節閥(13)。故障保護閥(19)的輸出壓力(Psf)以反饋的方式供給至第一和第二調節閥(12、13)作為驅動帶輪(21)側液壓壓力，從而調節管路壓力(Pl)。
文檔編號F16H61/662GK101910685SQ200880122995
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月23日 優先權日2007年12月27日
發明者大形勇介, 青山俊洋 申請人:豐田自動車株式會社