JP3692052B2 - 油圧制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機の作動制御を行うための信号圧を作り出す油圧制御装置に関し、さらに詳しくは変速機の発進クラッチの制御等に使用されるエンジン回転に対応した信号圧を得るための油圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に車両用変速機において、原動機(エンジン)により駆動される入力側部材と車輪と連結した出力側部材の間には車両の発進、停止時の動力伝達を制御するための発進クラッチが設けられており、発進、停止等時にはその係合制御がなされる。この係合制御を油圧制御により行うことが一般的に知られているが、このような発進クラッチの作動制御は、原動機の回転数をセンサ等で検出し、この回転数検出信号を用いて電気制御バルブの作動を制御して制御油圧を作り出し、この制御油圧を用いることにより、原動機の回転に対応した係合制御を行うように構成されている。
【0003】
このような電気制御バルブを用いる油圧制御では、電気的な故障(例えば、制御システムダウン)や、オープンスティック(バルブスプールがスティックして開放したままとなる状態)が発生した場合に電気的な油圧制御が不能となる。このため、原動機の回転数に対応した信号圧を発生させるバルブ等を別途設け、この信号圧を用いて係合制御を行うようにしたバックアップ装置が設けられることが多い。これには、例えばピトー管を用いて信号圧を作り出し、この信号圧を用いて係合制御を行うものが知られている(例えば、実開昭63−30662号公報、特開平6−26565号公報等参照)が、ピトーフランジを設置するためのスペースが必要であり変速機が大きくなるという問題がある。
【0004】
このようなことから、本出願人により、特開平11−257445号公報に開示されているような変速機の油圧制御装置が提案されている。この装置では、エンジンにより駆動されてエンジン回転に対応した油量を吐出するオイルポンプからの吐出油を、オリフィスを有した油路に流し、このオリフィスの前後差圧を用いて信号圧を作り、この信号圧を用いて係合制御を行うようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
但し、オリフィスの前後差圧は油温が一定で油の粘性が変化しない限りにおいては油量に対応して変化し、油量すなわちオイルポンプを駆動するエンジン回転に対応した信号圧を得ることができるが、油温が変化して粘性が変化すると、流量が同一でも油温に応じて前後差圧が変化するという問題がある。このため、上記の装置では、例えば、オリフィスを流れる油が低温の時にはこれが高温のときよりオリフィス前後差圧が高くなって信号圧が高くなりすぎ、このままこの信号圧を用いて係合制御を行うと良好な係合制御が行えないという問題がある。
【0006】
本発明は上述のような問題に鑑みてなされたものであり、油温の変動に係わらず、オリフィスの前後差圧を用いて常にエンジン回転に対応した信号圧を作ることができるような構成の油圧制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明においては、原動機により駆動されたオイルポンプからの吐出油を調圧してライン圧PLを作り出すレギュレータバルブと、少なくとも電気制御バルブを有し、ライン圧を用いて変速機の作動制御を行う制御バルブ群と、レギュレータバルブによりライン圧が調圧された余剰油を流す排出油路(例えば、実施形態における油路102)とを有して油圧制御装置が構成され、排出油路が第1分岐排出油路(例えば、実施形態における油路102a,105)と第2分岐排出油路(例えば、実施形態における油路103)とに分岐している。そして、第1分岐排出油路には、電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて第1分岐排出油路を閉塞する開閉バルブ(例えば、実施形態におけるSCシフトバルブ92)が設けられ、第2分岐排出油路には第1オリフィス絞り(例えば、実施形態における第1オリフィス絞り66)が設けられている。さらに、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの前後差圧を受けて前後差圧に対応する信号圧を発生する信号圧発生バルブ(例えば、実施形態におけるSCバックアップバルブ94)を備えており、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの上流にチョーク絞り(例えば、実施形態におけるチョーク絞り75)を設けている。
【0008】
このような構成の油圧制御装置において、正常時(電気的な故障がなく、電気制御バルブが正常に作動する時)には、電気制御バルブによりエンジン回転に対応する信号圧を作ることができ、この信号圧が発進クラッチの係合制御等に用いられる。このときには開閉バルブは第1分岐排出油路を開放し、レギュレータバルブからの余剰油は第1分岐排出油路を通って、潤滑部等に供給される。なお、第2分岐排出油路を介して油の排出も可能であるが、ここには第1オリフィス絞りが設けられて流路抵抗が大きいため、主として第1分岐排出油路を介して油が排出される。
【0009】
一方、電気的な故障が発生したときには、電気制御バルブによりエンジン回転に対応する信号圧を作ることができない。但し、このときには開閉バルブが第1分岐排出油路を閉じ、レギュレータバルブからの余剰油は第2分岐排出油路に流される。この結果、第2分岐排出油路において第1オリフィス絞りの前後にその流量に応じた差圧が発生し、この前後差圧に対応する信号圧が信号圧発生バルブから発生する。この流量、すなわち、レギュレータバルブからの余剰油流量はエンジンにより駆動されたオイルポンプの吐出量に対応し、エンジン回転速度に対応するため、この信号圧をエンジン回転に対応する回転対応油圧として用いて、例えば、発進クラッチの係合制御等に用いることがてきる。
【0010】
但し、このままでは油温が変動してその粘性が変化すると第1オリフィス絞りの前後差圧が変動するという問題があるため、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの上流にチョーク絞りを設けて、油温変動に対してチョーク絞りにより第1オリフィス絞りに流れる量を変化させるようにしている。これにより、油温変動の影響を抑えることができ、常にエンジン回転に対応した信号圧を得ることができる。
【0011】
本発明ではさらに、第2分岐排出油路において、チョーク絞りの上流部と第1オリフィス絞りの下流部とを連通するバイパス油路(例えば、実施形態における油路104a)を設け、このバイパス油路に第2オリフィス絞り(例えば、実施形態における第2オリフィス絞り67)を配設している。なお、電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて開閉バルブが第1分岐排出油路を閉塞した状態で、第2分岐排出油路におけるチョーク絞りの上流部の油圧が所定圧以上となったときに開閉バルブはチョーク絞りの上流部の油圧を受けて開放されるように構成するのが好ましい。このようにすれば、油温変動により油の粘性が変動したときに、この粘性変動によりチョーク絞り上流側に油圧が変動し、バイパス油路を流れる油量を変化させたり、開閉バルブを開放して第1分岐排出油路に油を流したりする。この結果、第1オリフィス絞りの前後差圧に対する油温変動の影響をより一層抑制することができ、信号圧発生バルブから発生する信号圧が油温変動を受けることがなく、常にエンジン回転速度に応じた圧となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図1および図2に本発明に係る油圧制御装置を備えたベルト式無段変速機CVTを示している。このベルト式無段変速機CVTは、エンジンENGの出力軸Esとカップリング機構CPを介して繋がる変速機入力軸1と、この変速機入力軸1と平行に配設された変速機カウンタ軸2と、変速機入力軸1および変速機カウンタ軸2の間を繋いで配設された金属Vベルト機構10と、変速機入力軸1上に配設された遊星歯車式の前後進切換機構20と、変速機カウンタ軸2上に配設された発進クラッチ機構40と、出力伝達ギヤ列6a,6b,7a,7bおよびディファレンシャル機構8とを変速機ハウジング内に備える。また、変速機入力軸1上に位置してオイルポンプ50が配設されている。
【0013】
なお、変速機ハウジングは第1〜第4ハウジングH1〜H4をボルト結合して構成されており、第1ハウジングH1内にカップリング機構CPが配設され、第1および第2ハウジングH1,H2に囲まれた空間内に発進クラッチ40、出力伝達ギヤ列6a,6b,7a,7b、ディファレンシャル機構8等が配設され、第2および第3ハウジングH2,H3に囲まれた空間内に金属Vベルト機構10が配設され、第3および第4ハウジングH3,H4に囲まれた空間内に前後進切換機構20が配設されている。
【0014】
金属Vベルト機構10は、変速機入力軸1上に配設された駆動側プーリ11と、変速機カウンタ軸2上に配設された従動側プーリ16と、両プーリ11,16間に巻き掛けられた金属Vベルト15とから構成される。駆動側プーリ11は、変速機入力軸1上に回転自在に配設された固定プーリ半体12と、この固定プーリ半体12に対して軸方向に移動可能で一体回転する可動プーリ半体13とからなり、駆動側シリンダ室14に供給される油圧力により可動プーリ半体13を軸方向に移動させる制御がなされる。一方、従動側プーリ16は、変速機カウンタ軸2に固定された固定プーリ半体17と、この固定プーリ半体17に対して軸方向に移動可能で一体回転する可動プーリ半体18とからなり、従動側シリンダ室19に供給される油圧力により可動プーリ半体18を軸方向に移動させる制御がなされる。
【0015】
このため、上記両シリンダ室14,19への供給油圧を適宜制御することにより、可動プーリ半体13,18に作用する軸方向移動力を制御し、両プーリ11,16のプーリ幅を変化させることができる。これにより、金属Vベルト15の両プーリ11,16に対する巻き掛け半径を変化させて変速比を無段階に変化させる制御を行うことができる。
【0016】
前後進切換機構20は、変速機入力軸1に繋がるサンギヤ21と、サンギヤ21と噛合する複数のピニオンギヤ22aを回転自在に保持するとともにサンギヤ21と同軸上を回転自在なキャリア22と、ピニオンギヤ22aと噛合するとともにサンギヤ21と同軸上を回転自在なリングギヤ23とを有したシングルピニオンタイプの遊星歯車機構からなり、キャリア22を固定保持可能な後進ブレーキ25と、サンギヤ21とリングギヤ23とを係脱自在に繋げる前進クラッチ30とを備える。なお、後進ブレーキ25および前進クラッチ30はその詳細構造説明は省略するが、作動油圧の給排制御により係脱制御が行われる。
【0017】
このように構成された前後進切換機構20において、後進ブレーキ25が解放された状態で前進クラッチ30を係合させると、サンギヤ21とリングギヤ23とが結合されて一体回転する状態となり、サンギヤ21、キャリア22およびリングギヤ23の全てが変速機入力軸1と一体回転して、駆動プーリ11が変速機入力軸1と同方向(前進方向)に回転駆動される状態となる。一方、前進クラッチ30を解放させて後進ブレーキ25を係合させると、キャリア22が固定保持され、リングギヤ23はサンギヤ21と逆の方向に回転され、駆動プーリ11が変速機入力軸1とは逆方向(後進方向)に回転駆動される状態となる。
【0018】
以上のようにして、変速機入力軸1の回転が前後進切換機構20により切換されて駆動側プーリ11が前進方向もしくは後進方向に回転駆動されると、この回転が金属Vベルト機構10により無段階に変速されて変速機カウンタ軸2に伝達される。変速機カウンタ軸2には発進クラッチ40が配設されており、この発進クラッチ40により出力伝達ギヤ6aへの駆動力伝達制御が行われる。このように発進クラッチ40により制御されて出力伝達ギヤ6aに伝達された回転駆動力は、この出力伝達ギヤ6aを有する出力伝達ギヤ列6a,6b,7a,7bおよびディファレンシャル機構8を介して左右の車輪(図示せず)に伝達される。このため、発進クラッチ40による係合制御を行えば、車輪に伝達される回転駆動力制御が可能であり、例えば、発進クラッチ40により車両発進制御を行うことができる。
【0019】
なお、この発進クラッチ40の係合制御はエンジン回転に応じて行われるものであり、後述するようにエンジン回転速度に対応する回転対応油圧Prを受けて係合制御が行われる。この回転対応油圧Prは、正常時と、電気的な故障時とで異なる油圧発生装置を用いて作られるが、これについては後述する。
【0020】
以上のように構成された無段変速機において、上述したように、金属Vベルト機構10を構成する駆動側シリンダ室14および従動側シリンダ室19への作動油の給排制御を行って無段変速制御が行われ、前後進切換機構20を構成する前進クラッチ30および後進ブレーキ25への作動油給排制御により前後進切換制御が行われ、発進クラッチ40への作動油圧供給制御により発進制御が行われる。このような制御のため、作動油の供給を行うオイルポンプ50と、オイルポンプ50からの油の給排制御を行う油圧制御バルブ(第1油圧制御バルブ60、セパレータプレート70および第2油圧制御バルブ80から構成される)とが設けられている。なお、この油圧制御バルブは、後述するようにソレノイド作動タイプの電気制御バルブ類を有した第3油圧制御バルブ85も有している。
【0021】
オイルポンプ50は図1に示すように変速機入力軸1の上に取り付けられおり、この部分を拡大して図3に示している。また、オイルポンプ50が変速機入力軸1の上に組み付けられる前の状態、すなわちポンプ単体での構成を図4に示している。変速機ハウジングを構成する第1ハウジングH1の側端面(図1および図3における左側端面)S1に第1油圧制御バルブ60が接合して配設されており、この第1油圧制御バルブ60の側端面(図1および図3における右側端面)S2にオイルポンプ50が接合して配設されている。なお、第1ハウジングH1の側端面S1を図5に示し、第1油圧制御バルブ60の側端面S2を図6に示している。図5から分かるように、第1ハウジングH1の側端面S1には多数の油路溝が形成されており、油圧制御バルブの一部を構成しており、この部分も特許請求の範囲のバルブボディに該当する。なお、これらの図において変速機入力軸1の軸芯の位置を符号O1で示している。
【0022】
上記第1油圧制御バルブ60の上にはセパレータプレート70と第2油圧制御バルブ80とが図示のように重なって接合配設されている。このようにセパレータプレート70が重ねられる第1油圧制御バルブ60の左側端面S3を図7に示し、セパレータプレート70を図8に示し、第2油圧制御バルブ80の右側端面S4を図9に示している。これらの図においても変速機入力軸1の軸芯の位置を符号O1で示している。なお、第1油圧制御バルブ60はそのバルブボディ60a内に複数のバルブスプール等が配設されて、複数の油圧制御バルブ(油圧制御要素)が設けられているが、第2油圧制御バルブ80はそのバルブボディ80a内に油路溝が形成されただけで、バルブスプールは配設されていない。
【0023】
このように第1ハウジングH1の側端面S1の上に接合配設された第1油圧制御バルブ60の側端面にオイルポンプ50を接合配設した状態では、オイルポンプ50は第1ハウジングH1の側端面S1より内側(図1および図3における右側)に突出する。このため、オイルポンプ50を収容するためのポンプ収容凹部D1が第1ハウジングH1に形成されている。なお、このポンプ収容凹部D1は図5におけるハッチングを施した部分に形成されている。これにより、オイルポンプ50を変速機ハウジング内にコンパクトに配設することができる。
【0024】
オイルポンプ50は、ロータ受容凹部51aを有したポンプケーシング51と、ロータ受容凹部51aにより形成される空間内に外周部が回転自在に受容保持されたアウターロータ52と、このように受容保持されたアウターロータ52のインターナルトロコイド歯52aに囲まれた空間内に配設されたインナーロータ53と、このようにアウターロータ52およびインナーロータ53をロータ受容凹部51a内に配設した状態でこれらを覆ってポンプケーシング51にボルト56により取り付けられたポンプカバー54とを備えて構成される。さらに、ポンプケーシング51にはリング状受け部51cを有して軸方向に貫通形成された挿入孔51bが形成されており、この挿入孔51b内にベアリング55が挿入配設されている。
【0025】
ベアリング55は軸方向外側端面がリング状受け部51cに当接して位置決めされており、この状態でベアリング55の軸方向内側端部55aがロータ受容凹部51a内に突出する。そして、このように突出する軸方向内側端部55aを受容するリング状の嵌入凹部53bがインナーロータ53の側端面に形成されている。この結果、オイルポンプ50が図4に示すように単体で組み立てられた状態において、インナーロータ53がベアリング55の軸方向内側端部55aの外周にガイドされ、ベアリング55と同心となるようにセンタリングされて回転自在に保持される。一方、アウターロータ52を回転自在に受容保持するロータ受容凹部51aはベアリング55の中心に対して偏心しており、アウターロータ52はポンプケーシング51により偏心してセンタリングされる。この結果、アウターロータ52の内周側インターナルトロコイド歯52aがインナーロータ53の外周側エクスターナルトロコイド歯53aと偏心状態で噛合する。
【0026】
ポンプカバー54には図4(B)に示すように吸入ポート開口54a,54bと吐出ポート開口54c,54dとが形成されている。さらに、ポンプケーシング51には吸入ポート開口54a,54bに連通する吸入ポート空間51dと、吐出ポート開口54c,54dに連通する吐出ポート空間51eとが形成されている。これら吸入ポート空間51dおよび吐出ポート空間51eはベアリング55の挿入孔51bの外周側に設けられている。このように、ベアリング55の挿入孔51bのために軸方向に厚くなる部分を利用して吸入ポート空間51dおよび吐出ポート空間51eを設けることにより、オイルポンプ50の幅方向寸法が大きくなることを防止している。
【0027】
ポンプカバー54にはベアリング55と同心に位置する貫通孔54eが軸方向に貫通して形成されており、変速機入力軸1が貫通孔54eを通ってベアリング55内に挿入するようにしてオイルポンプ50が変速機入力軸1の上に取り付けられる。このとき上述のようにインナーロータ53がベアリング55によりセンタリングされて保持されているため、変速機入力軸1上へのオイルポンプ50の取付作業を簡単に行うことができる。この状態で、ポンプケーシング51およびポンプカバー54が第1油圧制御バルブ60の側端面S2にボルト結合されて取り付けられ、変速機入力軸1はベアリング55により回転自在に支持される。さらに、変速機入力軸1に形成されたエクスターナルスプライン1aがインナーロータ53の内径部に形成されたインターナルスプライン53cと嵌合し、変速機入力軸1とインナーロータ53とが一体回転する状態となる。
【0028】
なお、ポンプケーシング51およびポンプカバー54が第1油圧制御バルブ60の側端面S2にボルト結合されて取り付けられた状態で、吸入ポート開口54a,54bおよび吐出ポート開口54c,54dにそれぞれ対向する吸入油路61および吐出油路62が、図6に示すように、第1油圧制御バルブ60のバルブボディ60aに形成されている。吸入油路61は、一端側61aにおいて吸入ポート開口54a,54bと対向し、他端側61bにおいてストレーナST(図1参照)と繋がる。ストレーナSTは変速機ハウジングの底部に形成されたオイルタンク空間内に位置し、ストレーナSTから吸入油路61を介してオイルタンク空間内の作動油を吸入するようになっている。また吐出油路62は、一端側62aにおいて吐出ポート開口54c,54dと対向し、他端側62bにおいてバルブボディ60a内の内部油路と繋がる。このため、オイルポンプ50からの吐出油が油路62を介してバルブボディ60a内に供給される。
【0029】
以上のように構成されたベルト式無段変速機CVTにおいて、エンジンENGにより変速機入力軸1が回転駆動されると、変速機入力軸1とともにインナーロータ53が回転され、インナーロータ53の外周側エクスターナルトロコイド歯53aとアウターロータ52の内周側インターナルトロコイド歯52aとが偏心状態で噛合したままアウターロータ52が一緒に回転される。この結果、ストレーナSTおよび吸入油路61を通って吸入ポート開口54a,54bおよび吸入ポート空間51dから作動油が吸入され、吐出ポート開口54c,54dおよび吐出ポート空間51eに作動油が吐出され、この吐出油が吐出油路62を通って第1油圧制御バルブ60に供給される。そして、第1制御バルブ60、セパレータプレート70および第2制御バルブ80により金属Vベルト機構10による変速制御、前後進切換機構20の作動制御および発進クラッチ40の作動制御を行う制御油圧が作られる。
【0030】
但し、本実施形態に係るベルト式無段変速機CVTにおいては、図10に示すように、第2ハウジングH2の上面に第3油圧制御バルブ85が配設されており、上記第1油圧制御バルブ60および第2油圧制御バルブ80等に加えて第3油圧制御バルブ85により上記制御油圧が作られて、上述の各制御が行われる。第3油圧制御バルブ85は変速機の外面に配設されるものであるため、ソレノイドバルブ等のような電気制御部品や、作動点検、部品交換等が要求されることが多い油圧制御バルブ要素およびその部品などが主としてこの第3油圧制御バルブ85に搭載される。
【0031】
なお、図10にはベルト式無段変速機CVTを第1ハウジングH1およびこれに取り付けられた部品を取り外した状態でエンジン側から見て示しており、変速機入力軸1の軸心位置を符号O1で示し、変速機カウンタ軸2の軸心位置を符号O2で示し、出力伝達ギヤ6b,7aが設けられたシャフトの軸心位置を符号O3で示し、ディファレンシャル機構8の軸心位置を符号O4で示している。
【0032】
上記第1から第3油圧制御バルブ60,80,85による各制御は、図11に示すようにオイルポンプ50により変速機ハウジング底面に形成されたオイルタンクOTから吸入して吐出供給される作動油をレギュレータバルブ90により調圧して作られたライン圧PLを用いて行われる。なお、レギュレータバルブ90にはライン101から第1制御圧Pc1が作用しており、ライン圧PLは第1制御圧Pc1に応じて設定される。このライン圧PLは油路100を介して供給されるが、このライン圧PLを用いて制御を行う各油圧制御バルブ要素(この中には電気制御バルブが含まれる)についての説明は省略する。
【0033】
一方、図11において、レギュレータバルブ90により調圧されたときの余剰油は油路102に送られ、回転対応油圧Prを作り出したり、潤滑油として変速機内部機構に供給されたり、オイルタンクOTに戻されたりする。このときに、回転対応油圧制御、潤滑油圧制御等を行う油圧制御バルブ要素が図11に示すように設けられており、これについて以下に説明する。
【0034】
レギュレータバルブ90から余剰油が供給される油路102は油路102aと油路103(この油路103は図示のようにチョーク絞り75の上流側油路103aと下流側油路103bとからなる)とに分岐し、分岐油路102aはSCシフトバルブ92のポート92bに繋がる。SCシフトバルブ92は、軸方向に移動自在に配設されたスプール93aとこれを右方に付勢するスプリング93bとを有して構成され、右端部に第2制御油圧Pc2が作用するポート91aが設けられ、左端部に油路103aの油圧を受けるポート92dが設けられ、中間部に油路105に繋がるポート92cが設けられている。
【0035】
第2制御油圧Pc2は電気制御バルブにより作られる油圧であり、正常時には電気制御信号を受けて零油圧に設定され、電気的な故障発生時には所定の油圧となる。このため、正常時にはスプール93aはスプリング93bに付勢されて図示のように右動された位置にあり、分岐油路102aはポート92bおよび92cを介して油路105に連通する。
【0036】
一方、油路103はチョーク絞り75および第1オリフィス絞り66を介して油路106に繋がり、油路106は変速機内部機構の潤滑部に繋がっている。また、上記油路105もそのまま油路106に繋がっている。このため、正常時には、油路102に流れてくる作動油は、チョーク絞り75および第1オリフィス絞り66が流路抵抗となって油路103にはあまり流れず、主として油路102aからSCシフトバルブ92を通って油路105に流れて、油路106から内部機構の潤滑油として供給される。なお、この油路105は油路107から潤滑バルブ96に繋がっており、この潤滑バルブ96により潤滑圧が油路116を介して作用する第3制御圧Pc3に対応した所定の圧となるように調整される。この潤滑バルブ96により調圧されるときの余剰油は油路108からオイルクーラ98およびフィルタ99を通ってオイルタンクOTに戻され、油路109からオイルポンプ50の吸入側に戻される。
【0037】
油路103bにおける第1オリフィス絞り66の前後からそれぞれ油路113,114が分岐しており、これら油路113,114はSCバックアップバルブ94に繋がる。SCバックアップバルブ94は、軸方向に移動自在なスプール95aとこれを左方向に付勢するスプリング95bとを有し、油路113,114が繋がるポート94a,94bと、第2制御圧Pc2が作用する油路112に繋がるポート94cと、回転対応油圧Prを出力するための油路115に繋がるポート94d,94eとが設けられている。SCバックアップバルブ94は、故障時において所定油圧となる第2制御圧Pc2が油路112から供給されたときに、第1オリフィス絞り66の前後の差圧に応じて回転対応油圧Prを油路115に出力するために用いられ、第2制御圧Pc2が零となる正常時には回転対応油圧Prは零であり、SCバックアップバルブ94は用いられない。
【0038】
なお、回転対応油圧Prは前述のように発進クラッチ40の係合制御に用いられる油圧であり、エンジンENGの回転速度Ne(もしくは変速機入力軸1の回転速度)に対応する油圧である。正常時はに上記のように油路115に出力される回転対応油圧Prは零であるが、これとは別に電気制御バルブ(例えば、電磁比例制御バルブ)からなる発進クラッチ制御バルブ(図示せず)が設けられており、この発進クラッチ制御バルブにより回転対応油圧Prが作られて、この回転対応油圧Prを用いて発進クラッチ40の係合制御が行われる。
【0039】
ところが、電気的な故障時(例えば、システムダウン時のように電気制御バルブへの電力供給が経たれたとき)には電気制御バルブからなる発進クラッチ制御バルブは作動させることができないため、SCバックアップバルブ94により回転対応油圧Prを作り出して発進クラッチ40の係合制御を行うようになっている。このため、故障時におけるSCバックアップバルブ94の作動について説明する。
【0040】
上述のように故障時には第2制御圧Pc2が所定油圧となるように構成されており、この所定油圧の第2制御圧Pc2が油路111からSCシフトバルブ92のポート92aに作用し、そのスプール93aを左動させる。この結果、スプール93aによりポート92bが閉止され、油路102に流れてきた作動油は、油路103に送られる。そして、この作動油はチョーク絞り75および第1オリフィス絞り66を通って油路106に流される。
【0041】
ここで、レギュレータバルブ90により調圧されて油路100に送られるライン圧PLを有した作動油は制御時にのみ必要とされるものであり、油路102に流される余剰油量はオイルポンプ50の吐出油量にほぼ対応する。このオイルポンプ50は前述のように変速機入力軸1により回転駆動されるものであり、油路102に流される油量はエンジンENGの回転速度に対応している。このため、第1オリフィス絞り66の前後差圧はエンジン回転速度に対応し、この前後差圧を油路113,114を介して受けて作動するSCバックアップバルブ94は、油路112からの第2制御圧Pc2をこの前後差圧に応じて調圧して油路115に回転対応油圧Prとして出力する。このことから分かるように、油路115から出力される回転対応油圧Prはエンジン回転速度に対応する油圧であり、この回転対応油圧Prを用いて発進クラッチ40の係合制御を行えば、故障時においてもエンジン回転速度に対応して発進クラッチ40の係合制御を行うことができる。
【0042】
但し、第一オリフィス絞り66の前後差圧は、ここを流れる流量が同一でも、油温が相違して作動油の粘度が異なると変動する。このためこのままでは、例えば、低温時に前後差圧が大きくなりすぎて回転対応油圧Prが高くなりすぎ、発進クラッチ40の係合制御を良好に行うことができなくなる。このようなことから、チョーク絞り75の上流側の油路103aにおいて、油路103aから分岐してSCシフトバルブ92のポート92dに繋がる油路104bを設け、且つ油路103aから分岐して油路106にバイパスするとともに第2オリフィス絞り67を有する油路104aを設けている。
【0043】
チョーク絞り75は、その絞り流路断面積に比して絞り流路長が長くて、ここを流れる油の粘性変化に応じて流路抵抗が大きく変化するように構成されている。このため、油路103を流れる油温が低くて粘性が高いときに、チョーク絞り75の流路抵抗が大きくなって第2オリフィス絞り67を有する油路104aを通って一部の作動油が油路106にバイパスされる。さらに、チョーク絞り75の上流側の油路103aにおける油圧が高くなり、油路104bからSCシフトバルブ92のポート92dに作用する油圧が所定油圧以上にまで高くなると、スプール92を右動させて一部の作動油を油路102aから油路105にバイパスさせ、潤滑油量を確保する。
【0044】
この結果、油温が低くてその粘性が高いときには、この粘性増加に対応して第1オリフィス絞り66を流れる油量が少なくなり、その前後差圧が高くなるのが抑えられる。これにより、図12に示すように、第1オリフィス絞り66の前後差圧は油温に影響されることなく、常にエンジン回転速度に対応した油圧となり、油路115には油温に係わらずエンジン回転に対応した回転対応油圧Prが出力される。なお、図12において、横軸にエンジン回転速度Ne、縦軸に回転対応油圧Prを示し、実線が図11の構成の油路115から得られる回転対応油圧Prの変化を示し、破線がチョーク絞り75および油路104aがないときに油路115から得られる回転対応油圧Prの変化を、油温T=−20°C,80°Cおよび120°Cの場合について示す。このため、図11の構成の油路115から得られる回転対応油圧Prを用いれば、油温が高いときにも低いときにも良好な発進クラッチ40の係合制御を行うことができる。
【0045】
以上のような構成の油圧制御バルブにおいて、チョーク絞り75が第1油圧制御バルブ60と第2油圧制御バルブ80とに挟まれたセパレータプレート70に形成されており、これについて説明する。まず、図6および図7に破線で示すように、第1油圧制御バルブ60のバルブボディ60a内にSCシフトバルブ92およびSCバックアップバルブ94が配設されている。
【0046】
一方、チョーク絞り75の上流側に位置する油路103aを構成する油路として、第2油圧制御バルブ80のバルブボディ80aに図9に示すように上流側油路溝81が形成されている。また、チョーク絞り75の下流側に位置する油路103bを構成する油路として、第1油圧制御バルブ60のバルブボディ60aに図7に示すように油路溝63が形成され、且つ第2油圧制御バルブ80のバルブボディ80aに図9に示すように油路溝82が形成されている。また、図8に示すようにセパレータプレート70にはスロット状開口からなるチョーク絞り開口75aが貫通形成されている。
【0047】
そして、第1および第2油圧制御バルブ60,80の間にセパレータプレート70を挟持したときに、図7および図9において破線で示すように、チョーク絞り開口75aが位置する。このため、油路溝81からチョーク絞り開口75aを通って油路溝63,82に油が流れる。ここで、チョーク絞り開口75aの中間部分はバルブボディ60a,80aに挟まれており、セパレータプレート70の厚さ×幅分の断面積しかない狭くて且つ長い絞り流路が形成される。この結果、絞り流路断面積に比して絞り流路長が長くて、ここを流れる油の粘性変化に応じて流路抵抗が大きく変化する構成のチョーク絞り75を得ることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レギュレータバルブからの余剰油を流す排出油路が第1分岐排出油路と第2分岐排出油路とに分岐し、第1分岐排出油路には、電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて第1分岐排出油路を閉塞する開閉バルブが設けられ、第2分岐排出油路には第1オリフィス絞りが設けられ、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの前後差圧を受けて前後差圧に対応する信号圧を発生する信号圧発生バルブを備え、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの上流にチョーク絞りを設けて油圧制御装置が構成されている。
【0049】
このような構成の油圧制御装置において、正常時(電気的な故障がなく、電気制御バルブが正常に作動する時)には、電気制御バルブにより作られたエンジン回転に対応する信号圧により発進クラッチの係合制御等を行うことができ、このときには開閉バルブは第1分岐排出油路を開放し、レギュレータバルブからの余剰油は第1分岐排出油路を通って、潤滑部等に供給される。一方、電気的な故障が発生したときには、電気制御バルブによりエンジン回転に対応する信号圧を作ることができないが、このときには開閉バルブが第1分岐排出油路を閉じ、レギュレータバルブからの余剰油は第2分岐排出油路に流され、第2分岐排出油路において第1オリフィス絞りの前後にその流量に応じた差圧が発生し、この前後差圧に対応する信号圧が信号圧発生バルブから発生する。この信号圧は、レギュレータバルブからの余剰油の流量に対応し、この余剰油流量はエンジン回転速度に対応するため、この信号圧をエンジン回転に対応する回転対応油圧として用いて、例えば、発進クラッチの係合制御等を行うことができる。
【0050】
但し、このままでは油温が変動してその粘性が変化すると第1オリフィス絞りの前後差圧が変動するという問題があるため、本発明の油圧制御装置では、第2分岐排出油路における第1オリフィス絞りの上流にチョーク絞りを設けて、油温変動に対してチョーク絞りにより第1オリフィス絞りに流れる量を変化させるようにしている。これにより、油温変動の影響を抑えることができ、常にエンジン回転に対応した信号圧を得ることができる。
【0051】
本発明ではさらに、第2分岐排出油路において、チョーク絞りの上流部と第1オリフィス絞りの下流部とを連通するバイパス油路を設け、このバイパス油路にチョーク絞り75とは温度特性が異なる第2オリフィス絞りを配設している。なお、電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて開閉バルブが第1分岐排出油路を閉塞した状態で、第2分岐排出油路におけるチョーク絞りの上流部の油圧が所定圧以上となったときに開閉バルブはチョーク絞りの上流部の油圧を受けて開放されるように構成するのが好ましい。このようにすれば、油温変動により油の粘性が変動したときに、この粘性変動によりチョーク絞り上流側に油圧が変動し、バイパス油路を流れる油量を変化させたり、開閉バルブを開放して第1分岐排出油路に油を流したりする。この結果、第1オリフィス絞りの前後差圧に対する油温変動の影響をより一層抑制することができ、信号圧発生バルブから発生する信号圧が油温変動を受けることがなく、常にエンジン回転速度に応じた圧となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧制御装置を有したベルト式無段変速機の断面図である。
【図2】上記無段変速機の動力伝達経路構成を示す概略図である。
【図3】上記無段変速機においてオイルポンプ取付部を拡大して示す断面図である。
【図4】上記オイルポンプ単体の構成を示す側面図および断面図である。
【図5】第1ハウジングにおける第1油圧制御バルブが接合配設される端面S1を示す端面図である。
【図6】第1油圧制御バルブにおける第1ハウジングと接合される端面S2を示す側面図である。
【図7】第1油圧制御バルブにおけるセパレータプレートと接合される端面S3を示す側面図である。
【図8】セパレータプレートの側面図である。
【図9】第2油圧制御バルブにおけるセパレータプレートと接合される端面S4を示す側面図である。
【図10】上記無段変速機を第1ハウジングを取り外した状態で示す側面図である。
【図11】上記油圧制御装置の内部構成を示す油圧回路図である。
【図12】上記油圧制御装置により作り出される回転対応油圧Prとエンジン回転との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
60 第1油圧制御バルブ
66 第1オリフィス絞り
67 第2オリフィス絞り
75 チョーク絞り
80 第2油圧制御バルブ
90 レギュレータバルブ
92 SCシフトバルブ(開閉バルブ)
94 SCバックアップバルブ(信号圧発生バルブ)
102 油路(排出油路)
103 油路(第2分岐排出油路)
104a 油路(バイパス油路)
105 油路(第1分岐排出油路)
Claims (2)
- 原動機により駆動されたオイルポンプからの吐出油を調圧してライン圧を作り出すレギュレータバルブと、
少なくとも電気制御バルブを有し、前記ライン圧を用いて変速機の作動制御を行う制御バルブ群と、
前記レギュレータバルブにより前記ライン圧が調圧された余剰油を流す排出油路とを有し、
前記排出油路が第1分岐排出油路と第2分岐排出油路とに分岐しており、
前記第1分岐排出油路には、前記電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて前記第1分岐排出油路を閉塞する開閉バルブが設けられ、
前記第2分岐排出油路には第1オリフィス絞りが設けられ、前記第2分岐排出油路における前記第1オリフィス絞りの前後差圧を受けて前記前後差圧に対応する信号圧を発生する信号圧発生バルブを備え、
前記第2分岐排出油路における前記第1オリフィス絞りの上流にチョーク絞りが設けられ、
前記第2分岐排出油路において、前記チョーク絞りの上流部と前記第1オリフィス絞りの下流部とを連通するバイパス油路が設けられ、前記バイパス油路に第2オリフィス絞りが配設されていることを特徴とする油圧制御装置。 - 前記電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受けて前記開閉バルブが前記第1分岐排出油路を閉塞した状態で、前記第2分岐排出油路における前記チョーク絞りの上流部の油圧が所定圧以上となったときに前記開閉バルブは前記チョーク絞りの上流部の油圧を受けて開放されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の油圧制御装置。
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