JP2605788B2

JP2605788B2 - 変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2605788B2
Application number: JP63075973A
Authority: JP
Inventors: 佳寿安保; 俊一忍足
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH01250660A; EP0336323A3; DE68911721T2; US4895552A; EP0336323B1; EP0336323A2; DE68911721D1

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、変速機の制御装置に関するものである。

（ロ）従来の技術Ｖベルト式無段変速機構と歯車機構とを組合わせて２
つの伝達経路を構成し、歯車機構によって大きい変速比
を得ると共に無段変速機構によって変速比小側の変速を
行わせるようにした変速機として、本出願人の出願に係
る特願昭62−4029号（特開昭63−176862号公報）に示さ
れるものがある。この変速機はロークラッチ及びハイク
ラッチの２つのクラッチを有しており、歯車伝達経路を
介して回転力を伝達する際にはロークラッチが締結さ
れ、またＶベルト伝達経路を介して回転力が伝達される
際にはハイクラッチが締結される。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記のような変速機のハイクラッチ及びロークラッチ
の作動を制御する制御装置は示されていないが、これら
をソレノイドによって切換えられる油圧バルブによって
制御しようとする場合には、ロークラッチ用のソレノイ
ド及びハイクラッチ用のソレノイドをそれぞれ必要とす
ることになる。このように２つのクラッチにそれぞれソ
レノイド及び油圧バルブを用いる場合には価格が高いも
のとなるのに加えて制御装置も複雑化する。本発明はこ
のような課題を解決することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段本発明はハイクラッチに駆動プーリの油圧シリンダに
供給される油圧と同じ油圧を供給し、一方ロークラッチ
には変速指令弁が最大変速比を越えるオーバストローク
位置にある場合に出力される油圧を供給することにより
上記課題を解決する。すなわち、本発明による変速機の
制御装置は、入力軸と出力軸との間に、歯車を介して回
転力を伝達する歯車伝達経路と、Ｖベルト式無段変速機
構を介して上記歯車伝達経路の最小変速比（歯車が１段
の場合には、最小変速比＝固定変速比、となり、歯車を
多段とした場合にはこれらの内の最小変速比）よりも小
さい変速比の領域で回転力を伝達するＶベルト伝達経路
と、を有する変速機であって、上記歯車伝達経路を介し
て回転力を伝達する際にはロークラッチ（44）を締結
し、Ｖベルト伝達経路を介して回転力を伝達する際には
ハイクラッチ（60）を締結するように構成される変速機
の制御装置を対象としたものであり、Ｖベルト式無段変
速機構の駆動プーリのみぞ間隔を制御するための駆動プ
ーリシリンダ室（20）と、上記ハイクラッチとが、同一
油路（176）に接続されており、この同一油路は、Ｖベ
ルト式無段変速機構の変速比を制御する変速指令弁（11
1）が最大変速比及び最小変速比に対応する位置にある
場合に油圧が供給され、最大変速比に対応する位置より
も更に変速比大側のオーバストローク位置にある場合に
油圧がドレーンされることを特徴としている。また、ロ
ークラッチは、Ｖベルト式無段変速機構の変速比を制御
する変速指令弁が最大変速比に対応する位置よりも更に
変速比大側のオーバストローク位置にあるときに締結さ
れるように構成される。また、ハイクラッチへの油路の
途中に切換弁（500）を設け、前進レンジの場合にのみ
ハイクラッチに油圧が供給されるようにすることもでき
る。なお、かっこ内の符号は後述の実施例の対応する部
材を示す。

（ホ）作用変速指令弁がＶベルト式無段変速機構の最大変速比及
び最小変速比の間の変速比を指令する状態では、駆動プ
ーリのシリンダ室に所定の油圧が供給される。駆動プー
リのシリンダ室の油圧はハイクラッチにも供給されるの
で、その間はハイクラッチが締結される。従って、この
間はＶベルト伝達経路を介して回転力の伝達が行われ
る。一方、変速指令弁が最大変速比位置よりも変速比大
側のオーバストローク位置に作動すると、ハイクラッチ
への油圧の供給が停止され、ロークラッチへ油圧が供給
される。これにより歯車伝達経路を介して回転力が伝達
されることになる。従って、ハイクラッチ及びロークラ
ッチ用に特別なソレノイドなどを設けることなく、これ
らのクラッチの制御を行うことができる。また、前進レ
ンジの場合にのみハイクラッチに油圧の供給を許容する
切換弁を設けることにより、確実にニュートラル状態を
実現することができる。

（ヘ）実施例（第１実施例）第２及び３図に変速機の骨組図を示す。エンジン10の
出力軸10aに対してトルクコンバータ12が連結されてい
る。トルクコンバータ12はポンプインペラー12a、ター
ビンランナー12b、及びステータ12cを有しており、また
ポンプインペラー12aとタービンランナー12bとを連結又
は切離し可能なロックアップクラッチ12dを有してい
る。トルクコンバータ12のタービンランナー12bが駆動
軸14と連結されている。駆動軸14に駆動プーリ16が設け
られている。駆動プーリ16は、駆動軸14に固着された固
定円すい部材18と、固定円すい部材18に対向配置されて
Ｖ字状プーリみぞを形成すると共に駆動プーリシリンダ
室20に作用する油圧によって駆動軸14の軸方向に移動可
能である可動円すい部材22とから成っている。駆動プー
リ16はＶベルト24によって従動プーリ26と伝動可能に結
合されている。従動プーリ26は、従動軸28に固着された
固定円すい部材30と、固定円すい部材30に対向配置され
Ｖ字状プーリみぞを形成すると共に従動プーリシリンダ
室32に作用する油圧によって従動軸28の軸方向に移動可
能である可動円すい部材34とから成っている。これらの
駆動プーリ16、Ｖベルト24及び従動プーリ26によりＶベ
ルト式無段変速機構が構成される。なお、Ｖベルト式無
段変速機構の最大減速比は、後述の前進用駆動軸側歯車
42と前進用出力軸側歯車48との間の減速比より小さく設
定してある。駆動軸14の外周には中空軸36が回転可能に
支持されており、この中空軸36の外周には後退用駆動軸
側歯車38及び前進用駆動軸側歯車42が回転可能に設けら
れている。前進用駆動軸側歯車42及び後退用駆動軸側歯
車38は油圧式クラッチである前進用クラッチ52及び後進
用クラッチ53によってそれぞれ選択的に中空軸36に対し
て一体に回転するように連結可能である。駆動軸14と中
空軸36とはロークラッチ44によって互いに連結又は切離
し可能である。駆動軸14と平行に配置された出力軸46に
は前進用出力軸側歯車48がワンウェイクラッチ40を介し
て連結され、また後退用出力軸側歯車50が一体に回転す
るように設けられている。前進用出力軸側歯車48は前述
の前進用駆動軸側歯車42と常時かみ合っている。後退用
出力軸側歯車50は、回転可能に設けられた後退用アイド
ラ軸54と一体に回転する後退用アイドラ歯車56と常にか
み合っている。後退用アイドラ歯車56は前述の後退用駆
動軸側歯車38とも常にかみ合っている。なお、第２図で
は、すべての部材を同一断面上に図示することができな
いため、後退用アイドラ軸54及び後退用アイドラ歯車56
は破線によって示してあるが、実際には第３図に示すよ
うな位置関係にある。また同じ理由により第２図では軸
間距離、歯車の径なども必ずしも正確に図示されておら
ず、これらについては第３図を参照する必要がある。前
述の従動軸28には前進用従動軸側歯車58が設けられてい
る。従動軸28と前進用従動軸側歯車58とはハイクラッチ
60によって互いに連結又は切離し可能である。前進用従
動軸側歯車58は前述の後退用出力軸側歯車50と常にかみ
合っている（なお、第２図では前進用従動軸側歯車58と
後退用出力軸側歯車50とは図示の都合上かみ合っていな
いように見えるが、実際には第３図に示すように両者は
互いにかみ合っている）。前進用従動軸側歯車58と後退
用出力軸側歯車50とは同一径としてある。出力軸46には
リダクション歯車62が一体に回転するように設けられて
おり、このリダクション歯車62とファイナル歯車64とが
常にかみ合っている。ファイナル歯車64には差動機構66
が設けられている。すなわち、ファイナル歯車64と一体
に回転するように一対のピニオンギア68及び70が設けら
れており、このピニオンギア68及び70と一対のサイドギ
ア72及び74がかみ合っており、サイドギア72及び74はそ
れぞれドライブ軸76及び78と連結されている。

ロークラッチ44及びハイクラッチ60を解放状態とする
ことにより、駆動軸14の回転力の出力軸46への伝達が遮
断され、中立状態となる。

発進時、登坂時など比較的大きな駆動力を必要とする
走行条件の場合には、前進用クラッチ52を締結すると共
にロークラッチ44を締結する。ハイクラッチ60は解放状
態とする。この状態ではエンジン10の出力軸10aの回転
力は、トルクコンバータ12を介して駆動軸14に伝達さ
れ、更に駆動軸14から締結状態のロークラッチ44を介し
て中空軸36へ伝達される。中空軸36の回転力は前進用ク
ラッチ52を介して前進用駆動軸側歯車42に伝達され、前
進用駆動軸側歯車42からこれとかみ合う前進用出力軸側
歯車48へ伝達される。前進用出力軸側歯車48はワンウェ
イクラッチ40を介して出力軸46と一体に回転するように
連結されているので、出力軸46に回転力が伝達される。
次いで、リダクション歯車62及びファイナル歯車64を介
して差動機構66へ回転力が伝達され、差動機構66により
ドライブ軸76及び78に回転力が分配され図示してない車
輪が駆動される。上記のような回転力の伝達の際、Ｖベ
ルト式無段変速機構を通しての回転力の伝達は行われて
おらず、回転力は歯車機構を介して伝達される。前進用
駆動軸側歯車42と前進用出力軸側歯車48との間の減速比
により回転力が増大されており、これにより大きな駆動
力を得ることができる。

次いで、比較的駆動力が小さくてよい運転条件になる
と、上述の状態からハイクラッチ60を締結させればよ
い。これによりＶベルト式無段変速機構を介して回転力
の伝達が行われることになる。すなわち、駆動軸14の回
転力は、駆動プーリ16、Ｖベルト24及び従動プーリ26を
介して従動軸28に伝達され、更に締結状態にあるハイク
ラッチ60を介して前進用従動軸側歯車58に伝達される。
前進用従動軸側歯車58は後退用出力軸側歯車50とかみ合
っているため、回転力が出力軸46に伝達され、更に上述
の場合と同様にドライブ軸76及び78に回転力が伝達され
る。この場合、出力軸46は前進用出力軸側歯車48よりも
高速で回転することになるため、ワンウェイクラッチ40
は空転状態となる。このため、ロークラッチ44は締結さ
せたままの状態としておくことができる。上述のように
Ｖベルト式無段変速機構によって回転力の伝達が行われ
るため、駆動プーリ16及び従動プーリ26のＶ字状みぞ間
隔を調節することにより、連続的に変速比を変えること
ができる。

車両用変速機を後退状態とする場合には次のような動
作が行われる。すなわち、後進用クラッチ53を締結さ
せ、後退用駆動軸側歯車38が中空軸36と一体に回転する
ようにし、またロークラッチ44を締結させ、ハイクラッ
チ60を解放する。この状態では駆動軸14の回転力はロー
クラッチ44、中空軸36、後進用クラッチ53、後退用駆動
軸側歯車38、後退用アイドラ歯車56、及び後退用出力軸
側歯車50を介して出力軸46に伝達される。後退用アイド
ラ歯車56が動力伝達経路に介在されているため出力軸46
の回転方向が前述の場合とは逆転する。これにより後退
走行を行うことができる。

なお、上記変速機では、前進用クラッチ52及び後退用
クラッチ53は油圧式クラッチとしたが、これは同期かみ
合い機構とし、これの切換えを油圧サーボ装置によって
行うようにしてもよい。

次にこの変速機の制御装置について説明する。制御装
置は、第１図に示すように、オイルポンプ101、ライン
圧調圧弁102、マニアル弁104、変速制御弁106、調整圧
切換弁108、変速モータ110、変速指令弁111、変速操作
機構112、スロットル弁114、一定圧調圧弁116、電磁弁1
18、トルクコンバータ圧調圧弁120、ロックアップ制御
弁122などからなっている。

変速制御弁106は、５つのポート172a、172b、172c、1
72d及び172eを有する弁穴172と、この弁穴172に対応し
た３つのランド174a、174b及び174cを有するスプール17
4と、スプール174を図中左方向に押すスプリング175と
から成っている。ポート172bは油路176を介して駆動プ
ーリシリンダ室20と連通しており、また油路176はハイ
クラッチ60とも連通している。ポート172a及びポート17
2eはドレーンポートである。なお、ポート172aの出口に
はオリフィス177が設けてある。ポート172dは油路179を
介して従動プーリシリンダ室32と連通している。ポート
172cはライン圧回路である油路132と連通してライン圧
が供給されている。スプール174の左端は後述の変速操
作機構112のレバー178のほぼ中央部にピン181によって
回転自在に連結されている。ランド174bの軸方向断面は
曲線形状としてあるため、ポート172cに供給されるライ
ン圧はポート172bに流れ込むが、その一部はポート172a
へ排出されるので、ポート172bの圧力は流入する油と排
出される油の比率によって決定される圧力となる。従っ
て、スプール174が左方向に移動するに従ってポート172
bのライン圧側のすきまが大きくなり排出側のすきまが
小さくなるのでポート172bの圧力は次第に高くなってい
く。一方、ポート172dには通常はポート172cのライン圧
が供給されている。ポート172bの油圧は、油路176を介
して駆動プーリシリンダ室20へ供給され、またポート17
2dの油圧は油路179を介して従動プーリシリンダ室32に
供給される。従って、スプール174が左方向に移動する
と、駆動プーリシリンダ室20の圧力は高くなって駆動プ
ーリ16のＶ字状プーリみぞの幅が小さくなり、他方、従
動プーリ26のＶ字状プーリみぞの幅が大きくなる。すな
わち、駆動プーリ16のＶベルト接触半径が大きくなると
共に従動プーリ26のＶベルト接触半径が小さくなるの
で、変速比は小さくなる。逆にスプール174を右方向に
移動させると、上記と全く逆の作用により、変速比は大
きくなる。

変速操作機構112のレバー178は前述のようにそのほぼ
中央部において変速制御弁106のスプール174とピン181
によって結合されているが、レバー178の一端は変速比
伝達部材158とピン183によって結合されており、また他
端は変速指令弁111のロッド182にピン185によって結合
されている。ロッド182はラック182cを有しており、こ
のラック182cは変速モータ110のピニオンギア110aとか
み合っている。このような変速操作機構112において、
変速モータ110のピニオンギア110aを回転することによ
り、ロッド182を例えば図中右方向に移動させると、レ
バー178はピン183を支点として時計方向に回転し、レバ
ー178に連結された変速制御弁106のスプール174を右方
向に動かす。これによって、前述のように、駆動プーリ
16の可動円すい板22は第２図中で右方向に移動して駆動
プーリ16のＶ字状プーリみぞ間隔は大きくなり、同時に
これに伴なって従動プーリ26のＶ字状プーリみぞ間隔は
小さくなり、変速比は大きくなる。レバー178の一端は
ピン183によって変速比伝達部材158と連結されているの
で、可動円すい板22の移動に伴なって変速比伝達部材15
8が第１図中で左方向に移動すると、今後はレバー178の
他端側のピン185を支点としてレバー178は時計方向に回
転する。このためスプール174は左方向に引きもどされ
て、駆動プーリ16及び従動プーリ26を変速比が小さい状
態にしようとする。このような動作によってスプール17
4、駆動プーリ16及び従動プーリ26は、変速モータ110の
回転位置に対応して所定の変速比の状態で安定する。変
速モータ110を逆方向に回転した場合も同様である。な
お、ロッド182は変速比最大値に対応する位置を越えて
更に図中で右側（オーバストローク位置）へ移動可能で
あり、オーバストローク位置に移動すると切換検出スイ
ッチ298が作動し、この信号は電子制御装置に入力され
る。従って、変速モータ110を所定の変速パターンに従
って作動させると、変速比はこれに追従して変化するこ
とになり、変速モータ110を制御することによって無段
変速機構の変速を制御することができる。

変速モータ110は、電子制御装置から送られてくるパ
ルス数信号に対応して回転位置が決定される。電子制御
装置からのパルス数信号は所定の変速パターンに従って
与えられる。

調整圧切換弁108は、その弁体を変速指令弁111のロッ
ド182と一体に形成してある。すなわち、調整圧切換弁1
08はポート186a、186b、186c及び186dを有する弁穴186
と、ロッド182に形成したランド182a及び182bとから成
っている。ポート186aは油路188と連通している。ポー
ト186bは、油路190を介して電磁弁118を連通している。
ポート186cは油路189と連通している。ポート186dはド
レーンポートである。通常はポート186aとポート186bと
はランド182a及び182b間において連通しているが、ロッ
ド182が変速比最大値に対応する位置を越えてオーバス
トローク位置に移動したときにのみポート186aは封鎖さ
れ、ポート186bとポート186cとが連通するようにしてあ
る。上述の油路189はロークラッチ44と連通している。

なお、上記以外の弁の構成は特開昭61−105351号公報
に示されるものと基本的に同様である。

次にこの実施例の作用について説明する。変速モータ
110を変速比大側に作動させ、ロッド182を最大変速比位
置を越えるオーバーストローク位置まで移動させると、
調整圧切換弁108は第１図中下半部に示す状態となり油
路190と油路189とが連通し、ロークラッチ44の油圧が電
磁弁118によって調整可能な状態となる。これによりロ
ークラッチ44を、電磁弁118によって調整される油圧に
応じた所定のトルク容量で締結させることができる。こ
のように調整圧切換弁108がオーバーストローク位置に
ある状態ではロッド182とレバー178を介して連結された
変速制御弁106のスプール174は第１図中右方向に押され
ており、ポート172bはドレーンポート172aと連通してい
る。このため、駆動プーリシリンダ室20及びハイクラッ
チ60の油圧はドレーンされている。結局、ロークラッチ
44のみが締結されることになり、前述のように回転力は
歯車機構を介して伝達される。この状態では前進用駆動
軸側歯車42と前進用出力軸側歯車48との間の減速比によ
り回転力が増大されており、大きい駆動力を得ることが
できる。

次に比較的駆動力が小さくてよい運転条件になると、
変速モータ110は変速比小側に向けて作動し、ロッド182
をオーバーストローク位置から最大変速比位置を越えて
これよりも変速比小側に移動させる。これに応じてレバ
ー178によってロッド182と連結されている変速制御弁10
6のスプール174も第１図中で左方向へ移動し、所定の変
速制御状態となる。すなわち、ポート172bのドレーンポ
ート172aへの連通状態が遮断され、ポート172bにポート
172cから油圧が供給される状態となる。従って、駆動プ
ーリシリンダ室20に油圧が供給されて無段変速機構が所
定の変速比状態になると共にハイクラッチ60が締結され
る。これによりＶベルト式無段変速機構によって回転力
の伝達が行われることになり、駆動プーリ16及び従動プ
ーリ26のＶ字状みぞ間隔を調整することにより連続的に
変速比を変えることができる。なお、この間ロークラッ
チ44は締結状態に保持されるが、ワンウェイクラッチ40
が空転状態となるため、上述のようにＶベルト式無段変
速機構を介して回転力が伝達される。なお、この状態で
は調整圧切換弁108によって油路188と190とが連通する
ので、電磁弁118はロックアップ制御弁122を制御するこ
とができ、これによりロックアップクラッチ12dの締結
状態が電磁弁118によって制御されることになる。な
お、第４図にＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ及びＬレンジにおける各要
素への油圧供給状態を表にして示す。なお、Ｐ及びＮレ
ンジは、変速指令弁111がオーバストローク位置になる
と共に電磁弁118がドレーン状態となるので、ロークラ
ッチ44には油圧が作用しないことになる。また、第５図
に変速指令弁111のロッド182のストロークに対応して各
油圧の変化状態を示す。また、第６図には変速指令弁11
1のロッド182のストロークに対応して変化する駆動プー
リシリンダ室20及び従動プーリシリンダ室32の油圧の変
化を示す。第６図に示すように駆動プーリシリンダ室20
の油圧は最大変速比よりも少し変速比が大きい領域から
徐々に油圧が増大していき、これと同じ油圧がハイクラ
ッチ60に供給されるので、ハイクラッチ60の締結は円滑
に行われ、歯車伝達経路からＶベルト伝達経路への切換
えの際のショックも低減される。

（第２実施例）第７図に本発明の第２実施例を示す。この第２実施例
は第１図に示した第１実施例の油路176のハイクラッチ6
0側へ分岐した部分に切換弁500を設けたものである。こ
の切換弁500は油路142の前進信号圧によって切換えら
れ、前進時にのみ油路176を連通させ、前進時以外の場
合にはハイクラッチ60をドレーンするようにしたもので
ある。従って、前進時以外のＮ、Ｒ及びＰレンジではＶ
ベルト式無段変速機構による動力伝達は行われない。こ
れにより、例えばＤレンジで走行中に運転者がＮレンジ
にセレクトした場合、ハイクラッチ圧60がドレーンされ
直ちにニュートラル状態となる。なお、第１実施例の場
合に同様に走行中にＤレンジからＮレンジへのセレクト
が行われると、ハイクラッチ60は締結状態にあり、変速
モータ110はオーバーストローク位置へ作動するので、
一時的に急激なエンジンブレーキが作動する。また、第
１実施例では前進走行中にＤレンジからＲレンジにセレ
クトした場合にはインターロックが発生するが、第２実
施例ではこれも防止される。

（ト）発明の効果以上説明してきたように、本発明によると、駆動プー
リシリンダ室と同じ油圧をハイクラッチに供給するよう
にし、またロークラッチには変速指令弁が最大変速比位
置を越えたオーバーストローク位置にあるときに油圧を
供給するようにしたので、ハイクラッチ及びロークラッ
チの制御のために専用の電磁弁などを設ける必要がな
く、価格を低減すると共に制御装置を簡略化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速機の制御装置を示す図、第２図は
変速機の骨組図、第３図は第２図に示す変速機の軸の位
置関係を示す図、第４図は各レンジで各要素へ供給され
る油圧の組合わせを示す図、第５図は変速指令弁のスト
ロークに応じて変化する油圧の状態を示す図、第６図は
プーリのシリンダ室の油圧の変化を示す図、第７図は第
２実施例を示す図である。 20……駆動プーリシリンダ室、44……ロークラッチ、60
……ハイクラッチ、111……変速指令弁、176……油路、
500……切換弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸と出力軸との間に、歯車を介して回
転力を伝達する歯車伝達経路と、Ｖベルト式無段変速機
構を介して上記歯車伝達経路の最小変速比よりも小さい
変速比の領域で回転力を伝達するＶベルト伝達経路と、
を有する変速機であって、上記歯車伝達経路を介して回
転力を伝達する際にはロークラッチを締結し、Ｖベルト
伝達経路を介して回転力を伝達する際にはハイクラッチ
を締結するように構成される変速機の制御装置におい
て、Ｖベルト式無段変速機構の駆動プーリのみぞ間隔を制御
するための駆動プーリシリンダ室と、上記ハイクラッチ
とが、同一油路に接続されており、この同一油路は、Ｖ
ベルト式無段変速機構の変速比を制御する変速指令弁が
最大変速比及び最小変速比に対応する間の位置にある場
合に油圧が供給され、最大変速比に対応する位置よりも
更に変速比大側のオーバストローク位置にある場合に油
圧がドレーンされることを特徴とする変速機の制御装
置。
【請求項２】ロークラッチは、変速指令弁が上記オーバ
ストローク位置にあるときに締結されるように構成され
る請求項１記載の変速機の制御装置。
【請求項３】上記同一油路のハイクラッチ側へ分岐した
部分の途中に、前進レンジが選択されている場合に油路
を連通させ、前進レンジ以外のレンジが選択されている
場合にはハイクラッチの油圧をドレーンする切換弁が設
けられている請求項１又は２記載の変速機の制御装置。