JP2004522103A

JP2004522103A - 無段変速機用の油圧制御回路

Info

Publication number: JP2004522103A
Application number: JP2002585838A
Authority: JP
Inventors: フラー，ジョン・ウィリアム・エドワード
Original assignee: トロトラック・（ディベロップメント）・リミテッド
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2004-07-22
Also published as: EP1392990A1; DE60205892T2; WO2002088577A1; EP1392990B1; DE60205892D1; ES2244804T3; ATE303536T1; US7278951B2; US20040171451A1

Abstract

連続可変比伝達ユニット（「バリエータ」）１０を備える無段変速機向けの油圧制御回路であって、供給ライン１０６と、供給ライン内に加圧された流体流体を流すための手段（ポンプ１１０の形態を取ることができる）と、供給ラインに背圧を発生させるための手段（圧力制御バルブ１１６を備えることができる）と、バリエータ１０の移動可能なトルク伝達２３〜３７素子（ローラー２８を備えることができる）に作用するように供給ラインから油圧アクチュエータ１００に流体を供給するための少なくとも１つの接続と、を備える回路を開示する。供給ラインに接続したバルブ手段１５２は、供給ラインの流れ速度に応答して供給ラインの圧力を選択的に修正することを可能にする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には無段変速機に関し、より具体的には無段変速機の油圧制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機はとりわけ、原動機によって回転可能な入力シャフトと、車両のホイールに接続される出力シャフトと、これら入力シャフトと出力シャフトの間に配置した比率変更用部品（以下において「バリエータ」と云う）と、を備えている。このバリエータは、典型的には、運転者の要求、道路の状態その他に従ってバリエータの実効比を調整できる油圧によって制御される。安定状態下または変化が滑らかな状態下では、必要となる油圧流体流れは比較的小さい。しかし、たとえばブレーキ操作、急速なエンジン加速や酷使状態の間など、バリエータの比率の変化が急激である間では、時として問題が生じることがある。こうした急激な比率変化の間では、流体の流れが過度になり、システムの制御性を損なう結果になりかねない。
【０００３】
このことは、トルク制御のバリエータの場合に（この場合だけではないが）特に当てはまる。
【０００４】
「フルトロイダルの」トロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプの周知のトルク制御バリエータ１０の主要な構成要素を図１に示している。ここで、２つの入力円盤１２、１４は、ドライブシャフト１６に取り付られドライブシャフトと共に回転するようになっていると共に、中央の出力円盤２６のに形成させた対応する部分トロイダル表面２２、２４と対面したそれぞれの部分トロイダル表面１８、２０を有している。この出力円盤は、シャフト１６と独立して回転できるように軸支されている。エンジンやその他の原動機からの駆動力は、シャフト１６および入力円盤１２、１４を介して入力され、トロイダル窪み内に配置させた一組のローラーを介して出力円盤２６に伝達される。代表的なローラー２８を１つだけ図示しているが、典型的には、両窪み内にはこうしたローラーが３つ設けられている。油圧エンドロードデバイス１５によって入力円盤１２、１４の両側に加えられたエンドロードによって、ローラーと円盤の間に、駆動力の伝達を可能とするような接触力が与えられる。駆動力は、出力円盤からトランスミッションの別の部品に、典型的には、当技術分野でよく知られており、たとえば（ＥＰ０１８５４６３として公表されている）欧州特許出願８５３０８３４４．２に記載されているようなエピサイクリック・ミキサーに導かれる。各ローラーは、油圧アクチュエータ３２に結合されているそれぞれのキャリッジ３０に軸支されており、これによって制御された並進力をローラー／キャリッジ結合体に与えることができる。並進運動が可能であるだけではなく、このローラー／キャリッジ結合体は、当業者に周知のように、ローラーの「チルト角」を変更しさらにローラーと円盤の間の接触部を移動させるように、油圧アクチュエータ３２によって決定される軸の周りに回転させることができ、これによってバリエータの伝達比を変更することができる。
【０００５】
上述したように、図示したバリエータは当技術分野において「トルク制御式」として知られているタイプの装置である。油圧アクチュエータ３２はローラー／キャリッジに制御された力を作用させており、また平衡を得るため、この力は、円盤表面１８、２０、２２、２４とローラー２８との間で伝達されるトルクに起因するローラーへのリアクション・フォースによってバランスさせている。当技術分野でよく知られているように、ローラーの中心は、対応する円盤対によって形成されるトーラスの中心円を追従するように拘束を受けている。アクチュエータ３２によって決定される軸は、この中心円の面に対して角度がついている。この角度のことを「キャスタ角」と云う。この配置のよく知られた結果は、使用時に、各ローラーが、アクチュエータ３２からのバイアス力によって決まるトルクを伝達するのに必要な場所およびチルト角まで自動的に移動し、かつ歳差運動することである。
【０００６】
このバイアス力は、アクチュエータに流体を可変圧力で供給する油圧回路によって制御している。
【０００７】
ローラーの平衡点はリアクション・フォースと加えたバイアス力とのバランスによって決定されるが、この位置の周りでのローラー／キャリッジ結合体を不要に振動運動させようとするポテンシャルが存在し、トランスミッション機能が損なわれる結果となることを理解されたい。可能な振動モードは１つではないが、最も単純なモードでは、ローラーがすべて一致して振動しており、またこの振動運動には油圧回路内で対応する流体流れが伴う。
【０００８】
こうした振動の減衰は、油圧回路によって、また具体的には、アクチュエータ３２に出入りする流体流れを規制すること、すなわち絞ることによって得ることができる。バリエータの伝達比の変化の間では、ローラー２８を新たな位置に移動させかつ歳差運動させ、これによって流体がアクチュエータ３２のピストンの一方の側からは排出され、もう一方の側では取り込まれることになる。これらの状態では、油圧回路の流体流れが適切に規制されていれば、油圧回路内の圧力は流体の排除側では増大しかつ該回路のもう一方の側では減少し、これによってローラーに作用する正味の力は、アクチュエータによってローラーの動きを妨げる傾向をもつように、したがってバリエータの入力円盤と出力円盤の間にトルクを発生させるように修正される。
【０００９】
この効果には次の２通りがある。
ｉ．特に機械式の動力伝達機構に据え付ける場合において、スムーズで振動のないバリエータ応答を伝達するのに役立つような減衰が提供される、また一方で、
ｉｉ．発生したトルクによって、必要な比率変更が妨げられ、急激なブレーキ操作や急激な加速などの急激な過渡事象の間でトランスミッションのパフォーマンスが損なわれる可能性がある。
【００１０】
詳細には、こうした「過渡状態」、すなわち、対応して車両が伝達比を急激に変更する必要があるような操作状態の急激な変更、によってトランスミッションに対して厳格な要件が課せられている。緊急停止や「ブレーキ操作による停止」はその一例である。ブレーキ操作による停止の間にエンジン速度を維持しかつエンジンの失速を回避するためには、バリエータに対して急激な比率変更が要求される。このことは、車輪が静止している間であってもそのバリエータが車両の車輪との結合状態を保っているような「ギヤード・ニュートラル」タイプのトランスミッションにおいて、すなわち、車輪とエンジンを切り離すためのクラッチやその他の手段がその車両に無い場合において特に重要である。急激なブレーキ操作による停止の間で必要とされる高速な比変更は、バリエータのローラーおよびこれに付随するピストンに対する急激な動きに対応する。油圧制御回路内には大きなフローが発生する。こうした動きを吸収するような適度な油圧フローが、特にこうしたフローが規制されているために、得られない場合、そのローラーは十分な速さで動くことができず、たとえばエンストにつながることがある。油圧回路内における影響は、回路の一方の側で圧力が大きく上昇し、回路のもう一方の側で圧力が大きく低下することになりかねない。結果としてローラー／キャリッジ結合体にかかる正味のバイアス力が大きくならざるを得ず、このことがエンストの原因であるバリエータの大きなトルクとなって反映される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
実際上では、スムーズなトランスミッション動作を達成するのに必要となる減衰のレベルでは、急激な過渡状態が生じた際にバリエータ応答を容認できない程度にしか抑制できないことが分かっている。応答に対する安定性について必要なバランスが達成されるかは疑わしいことが立証されている。この問題を克服すること、あるいは少なくとも緩和することが本発明の目的の１つである。
【００１２】
この必要性は、トロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプのバリエータに固有のものではなく、さらに油圧式制御による別の多くのタイプのバリエータ、たとえば、その周りにバンドを懸けた２つのプーリー・ユニットの各々のシーブの分離を油圧によって制御しているようなバンド・アンド・シーブ（ｂａｎｄ−ａｎｄ−ｓｈｅａｖｅ）タイプのバリエータ、にも当てはまるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、少なくとも１つの油圧アクチュエータに流体圧力を加えてその移動可能なトルク伝達要素に作用させることによって制御可能であるような連続可変比伝達ユニット（「バリエータ」）を含む無段変速機用の油圧回路であって、油圧アクチュエータと接続されその油圧アクチュエータに対して流体を送り入れまた送り出すための流体供給ラインと、流体供給ラインを通して流体の流体を流すための手段と、流体供給ライン内で油圧アクチュエータへの接続の下流側にあってその位置で調節可能な背圧を発生させるための可変制御バルブ手段と、流体供給ラインと接続されその供給ラインの流体流れ速度に応答して供給ラインの圧力を選択的に修正するための別のバルブ手段とを備える油圧回路が得られる。
【００１４】
こうした回路では、バルブ手段によって制御される経路は、過渡状態に応答してフロー・ラインを通じて流体流れを排出する、かつ／または補充する役目を果たすこと、またこのためフローの増加を可能にする役目を果たすことができる。
【００１５】
ライン内の圧力ではなくライン内の流れ速度に反応することによって、この別のバルブ手段は、可変制御バルブ手段によってバリエータの制御が損なわれることなく、過渡状態を吸収することができる。
【００１６】
本発明をトロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプのバリエータに適用する場合、その移動可能なトルク伝達要素は、バリエータ・ローラーの形態を取る。図１に表したローラー２８はその一例である。
【００１７】
この別のバルブ手段は、供給ラインの圧力を修正するためにこの供給ラインへの別の接続を制御しているバルブを備えることが好ましい。
【００１８】
このバルブ手段は、フロー・ラインの流れ速度が選択した範囲内にある間にその開き具合が実質的に一定であるように制御されていることが好ましい。バルブ手段は、流れ速度がこの選択した範囲内にある間は閉じていることがさらに好ましい。
【００１９】
この方法によって、過渡状態に対する迅速な応答も可能にしながら、バリエータに関して安定的で制御可能な動作が達成できることが分かっている。
【００２０】
このバルブは、供給ラインの流れ速度に応じて制御させている可変の開口を有することが好ましい。バルブの開口を可変にすると、バリエータの安定性を維持する際に一層役立つ。
【００２１】
このバルブ手段は、流れ抵抗体の上流側および下流側からのパイロット圧力によって制御を受けるようなスプールを有するパイロット作動式バルブを備えることが好ましい。
【００２２】
このバルブ手段は、フロー・ラインからの過剰な流体を排出するために低圧力の領域への経路を制御することが好ましい。この方法では、このバルブ手段によって、フロー・ライン内に過剰な圧力がたまるのを防ぐことができる。
【００２３】
追加的に、または別法として、このバルブ手段は、流体流れをフロー・ライン内に選択的に補充するために加圧されたアキュムレータに接続した経路を制御することができる。
【００２４】
こうした実施態様の重要な利点の１つは、加圧された流体を流すための手段（典型的にはポンプとして形成する）に要求される能力を、その能力が回路の最大要件を満たすように選択されている既存の回路と比較して軽減することができることである。アキュムレータを設けることによって、必要の際にアキュムレータからラインに流れを補充することが可能となり、ポンプは最大要求流れ速度を供給する必要がない。
【００２５】
本発明のある種の好ましい実施態様では、この別のバルブ手段は、その供給ラインに流れ制限用バルブを備えている。この流れ制限用バルブが油圧式であることは当技術分野で周知である。このバルブは、可変制御バルブ手段に対する最大流れを制限する、あるいは可変制御バルブ手段に対して最小流れを保証する役割をすることができる。この両機能を満足させるために、供給ラインにこうしたバルブを２つ設けることもできる。
【００２６】
実際の回路では一般に、二重動作のアクチュエータを制御しており、また本発明の別の好ましい実施態様では、その回路は一対の流体供給ラインを備えており、その油圧アクチュエータは二重動作をし、かつ２つの供給ラインから相対している流体圧を受ける。各供給ラインは前記の可変制御バルブ手段を１つと前記の別のバルブ手段を１つとを含む。
【００２７】
ここで、本発明の具体的な実施形態を、添付の図面を参照しながら単なる一例として記載することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図２に表した油圧回路は、図１を参照しながら上で記載したタイプのトルク制御バリエータと共に使用するのに適している。図２は、例示を目的として、３つの油圧アクチュエータ１００、１００’および１００”からなる組を示している（典型的には、上述のツイン窪みタイプのバリエータでは、窪み１つあたりこうしたアクチュエータ６個を設けることになるが、簡明にするため残りのアクチュエータは省略してある）。各アクチュエータは、双方面が第１および第２の稼働チャンバ１０４、２０４の制御圧力に曝されて、これらの制御圧力の差によって各アクチュエータの与えるバイアス力が決まるピストン１０２を備えている。各アクチュエータ１００は、図１に表したタイプの対応するローラー／キャリッジ・アセンブリに結合させている。
【００２９】
油圧回路は、第１の稼働チャンバ１０４に油圧流体を供給するための第１のフロー・ライン１０６と、第２の稼働チャンバ２０４に流体を供給するための第２のフロー・ライン２０６とを備えている。
【００３０】
第１のフロー・ライン１０６は、供給ライン１１２および排出ライン１１４を備えている。ポンプ１１０は、油だめ１１１から油圧流体を引き出し（図面ではこの油だめの記号をいくつかの箇所に示しているが、これらはすべて同じものであり、この回路には油だめは１つだけであることに留意すべきである）、またアクチュエータ１００の第１の稼働チャンバ１０４に供給ライン１１２を通じて加圧された流体の流れを供給している。この供給ラインは、第１の稼働チャンバ１０４のすべてを接続するように分岐している。しかし、排出ラインは、これらのチャンバのうちの１つ（すなわち、第１のマスタ・アクチュエータと呼ぶアクチュエータ１００’のチャンバ１０４’）に結合させているだけである。供給ライン１１２内の圧力、またしたがってアクチュエータ稼働チャンバ１０４内の圧力は、排出ライン１１４に組み込んだ第１の圧力制御バルブ１１６によって調整している。このバルブは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１７によって制御されている。繰り返しになるが、表現上の都合のため図面上の２箇所にＥＣＵの記号が見られるが、これらの記号はいずれもこうしたユニット１つを指し示していることを理解されたい。圧力制御バルブ１１６の下流側から、排出ラインは油だめ１１１に戻り、この油だめ１１１から油圧流体が再循環される。
【００３１】
第２のフロー・ライン２０６も第１のフロー・ラインに対するのと同様に形成されており、第２のポンプ２１０から第２の稼働チャンバ２０４まで加圧された油圧流体を供給している第２の供給ライン２１２と、第２の圧力制御バルブ２１６を介して油だめ１１１まで続いている第２の排出ライン２１４とを備えている。この第２の排出ライン２１４は、第２のマスタ・アクチュエータ１００”の稼働チャンバ２０４”に接続されている。
【００３２】
マスタ・アクチュエータ１００’および１００”は、当技術分野で周知のように、アクチュエータの行程に対する制限を与える。ピストン１０２が左側に十分遠くまで移動する場合、第１のマスタ・アクチュエータ１００’のピストン１０２’は排出ライン１１４の口部をカバーし、これによりこの口部を通って流体がさらに放出されるのが防止され、またこのためピストンがこれ以上左側に移動するのが防止される。第２のマスタ・アクチュエータ１００”は、ピストンの右側への行程を類似の方式で制限している。
【００３３】
ＥＣＵ１１７は、フロー・ライン１０６、２０６の両方の圧力をそれぞれの圧力トランスジューサ１１８、２１８によって監視し、かつ、圧力制御バルブ１１６、２１６の開放を制御している。これらのバルブの目的は、フロー・ライン内に調節可能な背圧を発生させることである。バルブの下流側（排出側）では回路内の圧力は低い。典型的にはこの領域は、大気圧に近いか大気圧である。バルブの上流側では、バルブ１１６、２１６によって制御を受け、通常圧力がより高い。この方法では、圧力制御バルブ１１６、２１６を設定することによって、ＥＣＵはアクチュエータ１００に加わる圧力、ならびにアクチュエータ１００から受ける力に影響を与えている。しかし、これらの圧力および力は、バルブ１１６、２１６によるだけではなく、バリエータが受けるトルクおよびその結果としてのローラー／ピストンの動きによっても決まってくることを理解されたい。これについては以下でさらに説明することにする。
【００３４】
図２はさらに、供給ライン１１２、２１２の両方に接続させたそれぞれ１つの入力を有するような、「最大圧決定式（highest pressure wins）」タイプのバルブ装置１２１も示している。この装置は、要求されるエンドロードをバリエータ円盤に加えるために、油圧アクチュエータ（図１の参照番号１５）に対する圧力がより高い供給ラインからその出力１２３を介して油圧流体を供給している。図２にはさらに、第１および第２の供給ライン１１２、２１２にそれぞれ接続させた第１および第２の圧力制限用バルブ１２４、２２４も示している。
【００３５】
上では、ピストン１０２の振動運動、したがってこれらの接続先であるローラーの振動運動を減衰させる必要性について言及した。特に圧力制御バルブ１１６、２１６の効力によってある程度の減衰が回路内に存在し、流体流れのサージを規制する傾向にあるが、第１および第２のフロー・ラインのそれぞれに組み込まれた第１および第２の抵抗体１５０、２５０によっても図示した回路に減衰がもたらされる。より具体的には、各抵抗体は、アクチュエータ稼働チャンバに対するフロー・ラインの接続の下流側であるが、それぞれの圧力制御バルブ１１６、２１６の上流側で、それぞれの排出ライン１１４、２１４に接続させている。これらの抵抗体は、フロー・ラインの別の領域と比べて断面がより小さく、また流体流れの方向がある狭い範囲（すなわち、薄刃オリフィス）であるような制量オリフィスとして形成させている。油圧流体の粘性が、ある程度温度に依存することは不可避である。流れの方向に沿ってある小さい範囲を有するオリフィスの制量効果は、規制させる通路がより長いような場合の効果と比べて、粘性への依存がより小さく、またしたがって温度に伴ってより変化しにくい。使用時には、各抵抗体を通るフローは、下流側がより低い圧力となるようにその両側で圧力差分を発生させる。この圧力差分は、概ね流体流れ速度の二乗に比例する。この効果は、バリエータ・ローラーの振動によるサージを含む流体流れのサージに対抗するものであり、またこのためローラーの動きを減衰させる。
【００３６】
上で指摘したように、適度な減衰を与える回路によれば、バリエータの過渡的で急激な比率変更の間で問題となることを立証することができる。図２に表した回路は、こうした問題を排除するような補償バルブ１５２、２５２を組み込んでいる。しかし先ず初めに、これらのバルブをもたない回路に関する急激な比率変更の影響について考察してみる。アクチュエータのピストンが図２において左方向に動くように要求されると仮定してみる。流体は第１のアクチュエータ・チャンバ１０４から第１のフロー・ライン１０６内に排出されなければならず、またこの余分な流体のみが第１の抵抗体１５０および第１の圧力制御バルブ１１６を通って流出することができる。これらの部分を通るように要求される流れ速度が上昇するためこれらの間の背圧が上昇し、これにより第１のフロー・ライン１０６の圧力が上昇し、必要となるピストンの動き、ならびにバリエータのローラーの動きが抑えられる。回路のもう一方の側では、第２のアクチュエータの稼働チャンバ２０４内への流体流れに関する１つの要件が存在しており、第２のフロー・ライン２０６の排出ライン２１４内に逆流が発生しなければ、この上昇した流れ速度をポンプによって供給しなければならない。周知の回路では、必要となる流れ速度はポンプの能力を超える可能性があり、このことによって、ここでも必要となるピストン／ローラーの動きに対抗しまたキャビテーションを生じさせることがあるような回路のこちら側の圧力が大幅に低下することにつながる。抵抗体１５０、２５０が無い場合であっても、圧力制御バルブ１１６、２１６の開く能力が制限され、またポンプ１１０、２１０の能力が制限されされているため、過剰フロー要件に関するこうした問題が生じる可能性がある。
【００３７】
補償バルブ１５２、２５２は、圧力を受容可能な限度内に保つ必要性に応じて、高圧力のフロー・ラインから流体を排出すること、ならびに、図示した実施形態において低圧力のフロー・ラインに流体を注入することによって、こうした問題の回避を可能にしている。本発明の範囲内で別のバルブ構造も可能であるが、図示した実施形態では、各補償バルブ１５２、２５２を２重パイロット作動式の方向制御バルブとして形成させている。このバルブは比例応答を有する。ここで、その動作について図２および３を参照しながら記載することにする。
【００３８】
図３に表した補償バルブ１５２、２５２は、その関連する抵抗体１５０、２５０の両側の圧力差分に応答する。これは、バルブ・シリンダ３００、このシリンダに沿って移動可能なバルブ・スプール３０２、ならびに、以下の３つのポートを備えている。
ｉ．スプール３０２によってシリンダ３００内を区画されているそれぞれの連絡チャンバ３０６、３０８にヘッド３０９のいずれかの側に応じて選択的に接続可能な共通ポート３０４。
ii．油だめ１１１への経路に接続された排出ポート３１０。
iii.アキュムレータ１５４、２５４に接続させた注入ポート３１２（図２参照）。
アキュムレータは、高い圧力（たとえば、４５〜５５バールの範囲）で一定に維持されており、これについては以下でより詳細に記載する。
【００３９】
共通ポート３０４は、抵抗体１５０、２５０の上流側で、関連するフロー・ライン１０６または２０６と接続されている。図示した実施形態では、この接続は、油圧アクチュエータ１００への接続の下流側にある排出ライン１１４、２１４内の１つの点で得ている。
【００４０】
シリンダ３００内のスプール３０２の位置は、関連する抵抗体１５０、２５０の上流側および下流側から取り出しスプール３０２のそれぞれの反対側の面３１４、３１６に加えられるパイロット圧力信号によって制御している。これらのパイロット圧力信号によってスプールに作用する力は通常は同じではない、というのは、抵抗体１５０、２５０を通る流れによってその両側に背圧が発生するが、スプールで得られる正味の力はスプールに作用するスプリング３１８によって対抗されるためである（当業者には明らかであろうように、スプールへの力をバランスさせるための追加的または代替的な方法として面３１４、３１６の相対的面積を変化させることがある）。本実施形態では、バルブの特性は、通常で非過渡的なバリエータ動作の間でスプールのヘッド３０９により共通ポート３０４が閉じられるように選択している。すなわち、非過渡的動作の間では、関連するフロー・ライン１０６、２０６を通る流れ速度、ならびに抵抗体１５０、２５０の両側で得られる圧力差分は、補償バルブ１５２、２５２を閉鎖状態に維持するものである。このため本実施形態では、こうした動作状態の間において、その補償バルブ１５２、２５２は油圧回路の機能に重大な影響を与えない。バルブヘッドのバルブ・スプール移動方向の長さは、図３の双方向矢印で示すように、その制御する共通ポート３０４と比べより長い。このため、バルブは「不感帯」を有する、すなわち、補償バルブ１５２、２５２が開かない、ある種のバルブ・スプール移動（非過渡的なバリエータ動作に対応する）が起こる。
【００４１】
バリエータの過渡的で急激な比率変更の間で、図２に表すようにアクチュエータのピストン１０２が再び左側に移動すると何が起こるか考えてみる。第１のアクチュエータ稼働チャンバ１０４から排出された流体は、再び第１のフロー・ライン１０６内の圧力を上昇させ、チャンバからの流れ速度が上昇する。第１の抵抗体１５０の両側の圧力差分が結果的に高くなり（上で説明したように、この圧力差分は抵抗体を通る流れ速度の二乗に関連するため）、また第１の補償バルブ１５２に対するパイロット圧力信号がこれに応じて変更される。再び図３を参照すると（第１の抵抗体１５０の上流側に接続されている）スプール面３１４の圧力は（第１の抵抗体１５０の下流側に接続されている）対向する面３１６上の圧力を超えて上昇する。したがって、スプールは、図３に表すように右側に変位され、またこの変位が不感帯を越えてスプールを移動させる程に大きければ、補償バルブ１５２の共通ポート３０４はその排出ポート３１０に接続される。これによって、油圧流体の流れが第１のフロー・ライン１０６から油だめ１１１に向かうように経路が開かれる。このバルブの開き具合は可変であり、抵抗体１５０の両側の圧力差分に関連することに留意されたい。すなわち、このバルブは漸進型の応答を有する。大きな流れ速度に関する要件に対応して背圧が大きいと、これに応じて生じるバルブ開放は、この大きな流れの吸収に適するように大きくなる。この漸進型応答は、トランスミッションの安定性の維持に役立っており、目下のところ好ましいバルブ特性について以下で説明する。
【００４２】
さらに、図示した回路の構成のために、第１の補償バルブ１５２（また同様に第２のバルブ２５２）は負のフィードバック・ループで動作するものと見なすことができることに留意されたい。第１の補償バルブ１５２を通ってフロー・ラインから排出される流体によって、第１の抵抗体１５０を通る流れ速度が低下し、このためにバルブ開放を小さくする傾向にある。結果としてバルブの安定した漸進型制御が得られる。実際に、バルブ１５２はそのライン１０６を通るフローに反応し該フローを調整している。しかしバルブ１５２は、ライン圧力が変化してもその結果流れ速度が変化しない限り、ライン圧力の変化には反応しないことに留意されたい。
【００４３】
ここで油圧回路のもう一方の側を見ると、ピストン１０２の左向きの変位によって第２のアクチュエータ稼働チャンバ２０４内への急激な流体流れに関する要件が発生する。このため、第２の抵抗体２５０を通る流れと、またしたがってその両側の圧力差分とが低下し、ここでも補償バルブ２５２に対するパイロット圧力信号がこれに応じて変更される。第２の補償バルブ２５２のスプール３０２の両側の圧力差分が小さくなり、結果として、スプリング３１８のバイアス力の下でスプールは、アキュムレータ２５４の第２のフロー・ライン２０６からの経路を開くように移動する。アキュムレータ２５４は第２のフロー・ライン２０６の圧力と比べてより高い圧力に維持され、これにより第２の補償バルブ２５２が開放する効果は、その内部での過剰な圧力低下を防止する必要に応じてフロー・ライン内への流体流れを生じさせることになる。ここでも、この動作は漸進方式で実施されており、負のフィードバック・ループ効果を介した制御を受けている。
【００４４】
ＥＣＵ１１７は圧力制御バルブ１１６、２１６の適当な制御によって過渡状態の発生させる差分圧力に反応するようにプログラムされている。たとえば、高圧力側の圧力制御バルブ１１６が全開状態にある間で、低圧力側の圧力制御バルブ２１６は閉じておき、過渡状態の間の圧力変化を補償する（ならびに、低下させる）のに役立たせてもよい。
【００４５】
もちろん、この要件が反対方向への（図２では右側への）ピストン１０２の動きに関するものである場合は、この２つの補償バルブ１５２、２５２の役割は入れ替わるが、その他の点では回路の機能は上述のようになる。２つの補償バルブ１５２、２５２の開放は同時である必要はなく、またいくつかの過渡状態ではたとえば、一方は開かせるがもう一方は開かせなくてもよい。
【００４６】
可能なさまざまなアキュムレータ構造は、当業者には周知であろうが、このアキュムレータは、弾力的に可変の体積を有するアキュムレータ容器を、圧力ポンプの高いフローを連続的に必要とせずに該容器を満たしているアンローダ回路内に接続して備えていることが好ましい。図４は、その容器を番号４００で表しており、かつ非帰還バルブ４０２を介してポンプ４０４に接続されているような適当な回路を示している。バルブ４０６は、アキュムレータ容器内で要求される圧力が達成されかつその回路の出力が４０８の位置に来ると、ポンプ出力は油だめ１１１に振り向けられる。
【００４７】
補償バルブ１５２、２５２の特性は、油圧減衰（必然的に、バルブ開放によって若干低下する）に関する要件を過渡状態中の急激な流れに関する要件に対して適切にバランスさせるように選択しなければならない。さらに、バルブの開放および閉鎖の間でトランスミッションの安定性を保持することも重要である。目下のところ好ましい特性については図５および６から理解することができるが、やがては開発の継続によって別の特性が好ましくなることもある点を理解する必要がある。
【００４８】
図５において、垂直軸は圧力制御バルブ１１６または２１６を通る前進流れに対応しており、また水平軸は対応する抵抗体１５０、２５０を通る前進流れに対応している。制御不感帯領域５００では、関連する補償バルブ１５２、２５２は閉じている。したがって、抵抗体および圧力制御バルブを通る流れは同じであり、このグラフはその軸を通過する直線の形態を有する。調整器に入る流れが不感帯領域を越えると補償バルブが開放されて流体が排出され、また図示した場合では、得られる圧力制御バルブを通る流れは漸進型バルブ応答による制御を受け、概ね一定となる（また実際上は、抵抗体の流れに伴って極めて緩やかな上昇を受ける）。同様に、調整器に入る流れが不感帯より下まで下がると、補償バルブは概ね一定の最小の流れのレベルを維持する。
【００４９】
図６には、圧力制御バルブ１１６、２１６が一定の開放状態である場合に、この流れ特性が圧力とどのように関係するかについて表しており、図６はフロー・ラインの圧力（垂直軸）を抵抗体への流れに対して示したものである。このグラフは、不感帯領域内ではその背圧が流れ速度の二乗に関連するような概ね平方関数となる。この領域の外側では、補償バルブは基本的には、それぞれの制御バルブ１１６、２１６の開放に関連するようなフロー・ライン内の最大圧力と最小圧力を設定する役割を果たしている。図示した流れ特性は圧力制御バルブ１１６または２１６の開放が一定に保たれる状況を示しているが、実際にはこれらのバルブは過渡状態に応答して調整し、２つのフロー・ラインの流れ速度が過渡状態によって影響を受けても、この両ラインの差分圧力は大幅に変更を要しないようにすべきであることが一般的であることに留意することが重要である。
【００５０】
上述の例示的な回路に関する可能な多数の変形形態は当業者には明らかであろう。たとえば、図示した回路は過剰に高い流れ速度と過剰に低い流れ速度の両方を補償することができるが、一方でこの回路では、提供できるのは回路の高圧力側からの流体の排出だけであり、低圧力側の圧力低下（もちろん油圧ロックまでには達する可能性はない）は受容するか、または別の何らかの方法によって補償する。補償バルブ１５２、２５２に関する適当なさまざまな構造は、当業者には周知であり、また図示したバルブは油圧式で制御しているが、電子式制御のバルブを利用することも可能である。
【００５１】
本発明の別の実施形態では、圧力が望ましくない極限にならず必要な流れ速度を可能にするために、フロー・ライン内で流れ制御バルブを用いることができる。
【００５２】
図７は、こうした実施形態の１つを記号表記でで図示しており、上述したようなトロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプのバリエータのそれぞれのローラー（図示せず）の位置を制御するようにその各々が配置されている複数の二重動作式アクチュエータ・ピストン５１０を示している。図７では明瞭にするため、これらのピストン５１０のうちの１つだけを示している。
【００５３】
これまでの回路の場合と同様に、各ピストン５１０の２つの面の各々には、２つのフロー・ライン５１２、５１４のうちのそれぞれの１つから油圧流体が供給されている。油圧流体は圧力下で、関連するポンプ５１８、５２０（典型的には、０〜５０バールの出力で動作する）によって油だめ５１６から右手側および左手側のフロー・ライン５１２、５１４の各々に供給されており、さらに各ピストン５１０の面に供給される。図７では、最も上のピストン５１０’がマスタ・ピストンであり、このピストン５１０’にはポンプ５１８、５２０から油圧流体が直接供給される。残りのピストン５１０は、供給分岐５２２、５２４のそれぞれによって左手側および右手側のフロー・ライン５１２、５１４に接続させている「スレーブ」ピストンとして周知であり、分岐５２２、５２４内の圧力はマスタ・ピストン５１０’のそれぞれのピストン面に加わる圧力に従う。図示した配置では、単一のピストン５１０’によってマスタ・ピストンを形成させている。しかし、当業者であれば理解するように、別のフロー・ライン５１２、５１４に対する第１のピストンの一方の側。
【００５４】
ポンプ５１８、５２０は、左手側および右手側のフロー・ライン５１２、５１４のピストン５１０の下流側に位置する制御バルブ５２６、５２８が十分に制限されていれば、ポンプのアウトレット圧力でピストンに油圧流体を提供する。したがって、バルブ５２６、５２８の各々を閉じる程度を制御することによって、ピストンの両側の面にバリエータを制御するように圧力が加えられる。左手側および右手側のフロー・ライン５１２、５１４は制御バルブ２６、２８の下流側で結合され、さらに通常はドレイン５３０につながっている。
【００５５】
ここまでで記載したような図７の配置は一般に従来式のものである。しかし、２つの同一の流れ制御バルブ５３２、５３４のそれぞれの１つは、左手側および右手側のフロー・ライン５１２、５１４の各々においてピストン５１０とそれぞれの制御バルブ５２６、５２８との間に位置していることに着目されたい。この流れ制御バルブ５３２、５３４は従来の構造をしており、バルブを通ってそれぞれの制御バルブ５３２、５３４まで通過することができる油圧流体の流れを制限する、すなわち上限を設けるように動作する。流れ制御バルブ５３２、５３４内への流体流れが所定の制限値すなわち上限値（典型的には、５リットル／分）を超えていれば、過剰な流れはすべてドレイン５３６、５３８に吐きだされ、上限の流れがそれぞれの制御バルブ５２６、５２８に供給される。制御バルブ５３２、５３４に対する流れ制御は、所定の制限値すなわち上限値未満の流れ速度には影響を受けない。
【００５６】
ブレーキ操作、急激な入力（エンジン）加速または酷使などの操縦のために過渡的な比率変更が生じると、ピストン５１０はこれに応答して急激に移動し、このためフロー・ライン５１２、５１４のうちの一方の中に大きな油圧流体の流れが注入される。しかし、流れ制御バルブ５３２、５３４のために、制御バルブ５２６、５２８により受ける流れ速度は流れ制御バルブ５３２、５３４が設定する所定値を超えることがない。したがって、従来技術に関連するような、フロー・ライン圧力が極度になることや、システムの制御性が失われること、許容度の誤用を回避することができる。
【００５７】
図８に表した実施形態の構造は図７の構造と類似しており、図７の同じ特徴を同じ参照番号を用いて示している。しかし、重要な違いは、図７の流れ制御バルブ５３２、５３４を２つの同一の流れ増強バルブ５４２、５４４で置き換えていることであり、それぞれの一方のバルブは左手側および右手側のフロー・ライン５１２、５１４の各々に位置しており、また油圧流体アキュムレータ５４６は流れ増強バルブ５４２、５４４に接続させている。
【００５８】
流れ増強バルブ５４２、５４４は従来式の構造であり、またバルブ５４２、５４４をその内部に位置させている関連するフロー・ライン５１２、５１４の流れ速度が事前設定の値（典型的には、５リットル／分）未満まで低下したときに各バルブはアキュムレータ５４６をフロー・ライン５１２、５１４に接続するように配置させている。これによって、フロー・ライン内の流体流れは最小値未満に低下しないことが保証される。フロー・ライン５１２、５１４内で流れ速度が事前設定値を超えると、バルブ５４２、５４４によってアキュムレータはそのフロー・ラインから分離される。
【００５９】
したがって、フロー・ライン５１２、５１４内の流れ速度が所定の値を下回ったときには常に、アキュムレータ５４６から追加的な圧力がフロー・ライン５１２、５１４のいずれかまたは両方に供給される。急激な比率変更の間では、ピストン５１０の一方の側は排出状態になることになる。この排出の速さは、キャビテーションまたは相対的流れが通常に生じ、これにより問題の制御に寄与できる程度に大きくしてもよい。しかし、流れ増強バルブ、５４２、５４４を使用することによって、排出の速さが所定のレベルを超えた場合に常に、アキュムレータ５４６からの油圧圧力がフロー・ライン５１２、５１４の一方または両方に供給され、これによってフロー・ライン５１２、５１４が最小圧力に、あるいは該圧力以上に、維持されるように保証される。
【００６０】
図８の実施形態では、流れ増強バルブ５４２、５４４は、ピストン５１０の下流側かつ主流れ制御バルブ５２６、５２８の上流側に接続されている。しかし、流れ増強バルブは主制御バルブ５２６、５２８の上流側でバルブ回路範囲の別の箇所に位置させてもよい。たとえば、図８のＡおよびＢの点線で図示したように、流れ増強バルブ５４２、５４４はピストン５１０のすべてまたはいくつかの上流側に位置させてもよい。この流れ増強バルブ５４２、５４４は、図８のＡに示したように、ピストン５１０のすべての上流側に位置させることが好ましい。
【００６１】
図９の実施形態も図７および８の実施形態と極めて類似しており、同じ特徴を同じ参照番号を用いて示している。実際に、図９の実施形態は、その流れ制御バルブ５３２、５３４をピストン５１０の下流側に位置させ、かつ流れ増強バルブ５４２、５４４をその流れ制御バルブを有するライン内で流れ制御バルブと制御バルブ５２６、５２８の間に位置させるようにして第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせたものである。
【００６２】
図９に示すように、流れ増強バルブ５４２、５４４は流れ制御バルブ５３２、５３４の上流側に位置させている。しかし、流れ増強バルブは流れ制御バルブ５３２、５３４の上流側に位置させてもよい。図９のＡ、ＢおよびＣの点線で図示したように、流れ増強バルブ５４２、５４４は、図８の実施形態の場合と同様に、ピストン１０のすべてまたはいくつかの上流側に位置させることがある。別法として、流れ増強バルブは、図９のＣで示すように、流れ制御バルブ５３２、５３４とピストン５１０の間に位置させてもよい。
【００６３】
図７〜９に表した実施形態はいずれも、図２の回路で使用されているような減衰用オリフィスを組み込んでいないことに留意すべきである。この場合、この回路、また具体的には制御バルブ５２６、５２８によって十分な減衰を提供できる。しかし、オリフィスを組み込むことも可能である。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態の詳細に限定されない。たとえば、トロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプのバリエータを引用しながら実施形態を記載してきたが、本発明は、上で指摘したように別のタイプのバリエータ（たとえばバンド・アンド・シーブ・タイプのバリエータ）にも等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】以下に記載する油圧回路による制御に適当であるような、周知のトロイダルレース・ローリング・トラクション・タイプのバリエータの簡略図である。
【図２】本発明を具現化している油圧回路の概要図である。
【図３】図２の回路で利用される制御バルブおよびこれらへの接続を表した概要図である。
【図４】図２の回路の一部を形成するアキュムレータ回路の概要図である。
【図５】図２の回路のフロー・ライン内の総前進流れを回路の抵抗体を通る流れに対して表したグラフである。
【図６】抵抗体を通る流れに対して圧力を表したグラフである。
【図７】本発明を具現化している別の油圧回路の概要図である。
【図８】本発明を具現化しているまた別の油圧回路の概要図である。
【図９】本発明を具現化しているさらに別の油圧回路の概要図である。

Claims

少なくとも１つの油圧アクチュエータに流体圧力を加えてその移動可能なトルク伝達要素上に作用させることによって制御可能であるような連続可変比伝達ユニット（「バリエータ）を含む無段変速機のための油圧回路であって、前記油圧アクチュエータと接続され、その油圧アクチュエータに対して流体を送り入れまた送り出すための流体供給ラインと、前記流体供給ラインを通して流体の流体を流すための手段と、流体供給ライン内で前記油圧アクチュエータへの接続の下流側にあってその中に調節可能な背圧を発生させるための可変制御バルブ手段と、前記流体供給ラインと接続され該供給ラインの流体流れ速度に応答して該供給ラインの圧力を選択的に修正するための別のバルブ手段と、を備える油圧回路。
前記別のバルブ手段が、前記供給ラインの圧力を修正するためにその供給ラインへの別の接続を制御しているバルブを備えている請求項１に記載の油圧制御回路。
前記バルブは、供給ラインの流れ速度が選択した範囲内にある間において実質的に一定の開き具合を維持するように制御されている請求項２に記載の油圧制御回路。
前記バルブは、前記流れ速度が前記選択した範囲内にある間は閉じている請求項３に記載の油圧制御回路。
前記バルブが供給ラインの流れ速度に応じて制御を受ける可変の開口を有している請求項２から５のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記フロー・ライン内に流れ抵抗体をさらに備えている前記請求項のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記流れ抵抗体が、前記フロー・ライン内にそのフロー・ラインの別の部分と比べて断面を小さくした制量オリフィスとして形成されている請求項６に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が前記流れ抵抗体の両側の圧力差分に応答している請求項６または７に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が通常は閉じており、前記流れ抵抗体の両側の圧力差分が過剰になるのに応答して開くような請求項８に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が、前記流れ抵抗体の上流側および下流側からのパイロット圧力によって制御を受けるようなスプールを有するパイロット作動式バルブを備えている請求項６から９のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記パイロット作動式バルブが、その範囲内では前記パイロット圧力が変化してもバルブの開き具合に実質的に変化が生じないような不感帯を有している請求項１０に記載の油圧制御回路。
前記パイロット作動式バルブはその不感帯において閉じている請求項１１に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が、前記フロー・ラインからの過剰な流れを逃がすために低圧力の領域への経路を制御している前記請求項のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が、前記フロー・ライン内に流体流れを選択的に補充するために、加圧されたアキュムレータに接続された経路を制御している前記請求項のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が、低圧力の領域への経路および加圧されたアキュムレータへの経路をそれぞれ制御している前記請求項のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が２重パイロット作動式方向制御バルブを備えている請求項１５に記載の油圧制御回路。
前記別のバルブ手段が前記供給ライン内に流れ制限用バルブを備えている請求項１から７のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
前記流れ制限用バルブが前記可変制御バルブ手段への流体の最大流れを制限している請求項１７に記載の油圧制御回路。
前記流れ制限用バルブが前記可変制御バルブ手段への流体の最小流れを保証するための増強バルブ手段の役目を果たしている請求項１８に記載の油圧制御回路。
前記増強バルブ手段が、前記流体供給ラインを通過する流れが所定の値まで低下した場合に、該供給ラインに加圧された流体源を接続するように適合されている請求項１９に記載の油圧制御回路。
前記増強バルブ手段が前記油圧アクチュエータとの接続の下流側に位置している請求項１９または２０に記載の油圧制御回路。
前記増強バルブ手段が前記油圧アクチュエータとの接続の上流側に位置している請求項１９または２０に記載の油圧制御回路。
それぞれが前記流体供給ラインに接続された複数の油圧アクチュエータを備えると共に、前記増強バルブ手段がその油圧アクチュエータの１つまたはいくつかの上流側に位置している請求項１９または２０に記載の油圧制御回路。
一対の流体供給ラインを備えており、前記油圧アクチュエータは二重動作をし、２本の供給ラインからの相対する流体圧力を受け、前記各々の流体供給ラインが前記可変制御バルブ手段と前記別のバルブ手段とを有する前記請求項のいずれか一項に記載の油圧制御回路。
請求項２４に記載の油圧制御回路を備える無段変速機であって、バリエータがローラーをその間に配置して有する少なくとも一対のトロイダルに窪んだ円盤を備えているトロイダルレース・トラクション・タイプであり、そのバリエータの調整手段は、各々が前記ローラーのそれぞれの１つと接続されている複数の流体作動式ピストンであって、そのピストンの２つの側の各々が前記流体供給ラインのそれぞれ１つに接続されているピストンを備えている無段変速機。