JP3930924B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用のベルト式無段変速機における前進と後進との切換時における切換ショックを軽減するようにした無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、入力軸に設けられたプライマリプーリと出力軸に設けられたセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを装着し、油圧によってプーリ径を変化させて出力軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。
【０００３】
車両を前進動作と後退動作とに切り換えるために、油圧多板式の前進用クラッチと後退用ブレーキとが無段変速機内に組み込まれており、車室内のコントロールレバーつまりセレクトレバーの操作によって、前進用クラッチを作動させると車両は前進モードとなり、後退用ブレーキを作動させると後退モードとなる。これらのクラッチとブレーキは、それぞれエンジンにより駆動される油圧ポンプからの油圧をクラッチシリンダとブレーキシリンダとに切換制御して供給することによって作動されるようになっており、このような制御装置としては、たとえば、特開平3-223565号公報に記載されるようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セレクトレバーの操作によって油圧バルブを切り換えてクラッチシリンダとブレーキシリンダとに対する油圧の供給が切り換えられたときには、切換ショックが発生することから、これを軽減するために、油圧回路にアキュムレータを接続するようにしている。
【０００５】
後退用ブレーキをダブルピニオン式プラネタリギヤつまり遊星歯車により構成したタイプの無段変速機にあっては、後退用ブレーキをプライマリプーリ側に配置し、前進用クラッチをトルクコンバータ側に配置するようにしており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリの軸を支持する軸受の外側にブレーキシリンダを配置する必要がある。このため、ブレーキシリンダはクラッチシリンダに比して有効面積を大きくとることができないので、ブレーキシリンダの作動力は、後退用ブレーキが遊星歯車を有するタイプであることもあり、大きく設定する必要がある。
【０００６】
このように、ブレーキシリンダにはクラッチシリンダよりも高い作動圧を供給しなければならないので、ブレーキシリンダとクラッチシリンダとに対しては、圧力が相違した油圧を供給する必要がある。したがって、切換時のショックを軽減するためには、従来、ブレーキシリンダ用とクラッチシリンダ用の２つのアキュムレータを設けるようにしている。
【０００７】
しかしながら、２つのアキュムレータを組み込むようにすると、それだけトランスミッション内の油圧回路が複雑となるだけでなく、それぞれの設置スペースが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、無段変速機における前進と後退の切換時における切換ショックを簡単な構造により低減し得るようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１０】
すなわち、本発明の無段変速機の制御装置は、入力軸に装着されるプーリ間隔可変のプライマリプーリと、出力軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリ間隔可変のセカンダリプーリと、エンジン側の回転を前記入力軸に正転方向に伝達する前進用クラッチを作動させるクラッチシリンダと、エンジン側の回転を前記入力軸に逆転方向に伝達する後退用ブレーキを作動させるとともに前記クラッチシリンダよりも小さな油室面積のブレーキシリンダとを有する無段変速機の制御装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧が所定の圧力に制御されて供給される第１と第２の流入ポートと、前記ブレーキシリンダにブレーキ油路を介して接続されて後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートと導通状態になる第１の吐出ポートと、前記クラッチシリンダにクラッチ油路を介して接続されて前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートに導通状態になる第２の吐出ポートとを有するマニュアル弁と、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートとの導通が遮断される一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートと導通状態となる調圧ポートからの油圧により、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートを介して前記第１の吐出ポートに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートを介して前記第２の吐出ポートに供給される油圧よりも高い圧力に設定する圧力制御弁と、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１の吐出ポートと連通する一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第２の吐出ポートに連通するアキュムレータ油路が接続されるアキュムレータ室と、サポート油路に接続されてアシスト圧力が供給されるサポート室とが設けられたアキュムレータとを有し、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記ブレーキシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記クラッチシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧よりも高くすることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を有する無段変速機の制御装置にあっては、マニュアル弁に設けられた調圧ポートにより圧力制御弁が作動して、マニュアル弁が前進位置に操作されたときにクラッチシリンダとアキュムレータとに導通される圧力と、マニュアル弁が後退位置に操作されたときにブレーキシリンダとアキュムレータとに導通される圧力とが相違した圧力に設定される。共通のアキュムレータによって前後進切換時の切換ショックを低減することができ、部品点数を低減させるとともに装置の小型化を達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１はベルトを用いた車両用の無段変速機の駆動系を示すスケルトン図であり、図示省略したエンジンにより駆動されるクランク軸１は、トルクコンバータ２のポンプ側ケース３にドライブプレート４を介して直結されており、ポンプ側ケース３内に設けられたポンプインペラ３ａに対向して配置されたタービンランナ５はタービン軸６に直結されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ５の間にはステータ７が配置され、ワンウエイクラッチ８により支持されている。これにより、エンジンの動力は、トルクコンバータ２を介してタービン軸６に伝達される。
【００１４】
タービン軸６は前後進切換機構１１を介して無段変速機１２の入力軸１３に伝達されるようになっている。入力軸１３にはプライマリプーリ１４が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シープ１４ａが入力軸１３に対してボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ１４はプーリ間隔可変となっている。入力軸１３に平行に配置された出力軸１５にはセカンダリプーリ１６が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シープ１６ａが出力軸１５に対して、可動シープ１４ａと同様に軸方向に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ１６はプーリ間隔可変となっている。なお、駆動系全体はケース１０内に組み込まれている。
【００１５】
プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１６との間には駆動ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１４，１６の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ１４，１６に対する巻付け径の比率を変化させて出力軸１５の回転数を無段変速するようにしている。
【００１６】
プライマリプーリ１４の溝幅を変化させるために、可動シープ１４ａとの間に油室１８を形成するシリンダ１９が入力軸１３に取り付けられ、セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、可動シープ１６ａとの間に油室２１を形成するシリンダ２２が出力軸１５に取り付けられている。
【００１７】
出力軸１５はギヤ２３，２４を介して中間軸２５に連結されており、中間軸２５に取り付けられたギヤ２６がディファレンシャル装置２７のファイナルギヤ２８に噛み合い、ディファレンシャル装置２７に連結された車軸２９ａ，２９ｂには車輪３１ａ，３１ｂが取り付けられている。前輪駆動車の場合には、車輪３１ａ，３１ｂは前輪となる。
【００１８】
前後進切換機構１１は、タービン軸６に固定される前進用クラッチドラム部を備えた環状のクラッチシリンダ３２と、入力軸１３に固定され端部にクラッチハブを備えるキャリア３４とを有し、クラッチシリンダ３２の端部に設けられたクラッチドラム部と、前記クラッチハブ３５との間には、多板式の前進用クラッチ３６が設けられており、この前進用クラッチ３６を作動するための油圧ピストン３７がクラッチシリンダ３２内に組み込まれている。したがって、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧を供給して前進用クラッチ３６を接続状態とすると、タービン軸６の回転はクラッチハブ３５およびキャリア３４を介して入力軸１３に伝達されて入力軸１３はタービン軸６と同一の正転方向に回転する。
【００１９】
キャリア３４に固定された支持軸には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニオンギヤ３８，３９が回転自在に装着され、一方のプラネタリピニオンギヤ３８はタービン軸６に固定されたサンギヤ４１に噛み合い、他方のプラネタリピニオンギヤ３９はサンギヤ４１の外側に設けられたリングギヤ４２の内歯と噛み合っており、これらのギヤによりダブルピニオン式プラネタリギヤが構成されている。それぞれのプラネタリピニオンギヤ３８，３９は図１にあっては作図の便宜上離して示されているが、これらに対となって噛み合っており、これらのプラネタリピニオンギヤ３８，３９を複数対設けるようにしても良い。このリングギヤ４２とケース１０との間には多板式の後退用ブレーキ４３が設けられており、この後退用ブレーキ４３を作動するための油圧ピストン４４がケース１０に形成されたブレーキシリンダ４５内に組み込まれている。
【００２０】
したがって、前進用クラッチ３６が解放された状態のもとで、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧を供給して後退用ブレーキ４３を制動状態とすると、リングギヤ４２がケース１０に固定された状態になるので、タービン軸６と一体のサンギヤ４１の回転は対となったプラネタリピニオンギヤ３８，３９を介してキャリア３４に伝達され、入力軸１３はタービン軸６とは逆の逆転方向に回転する。
【００２１】
このように、後退用ブレーキ４３がプライマリプーリ１４側に配置され、前進用クラッチ３６がトルクコンバータ２側に配置されており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリ１４の軸を支持する軸受４６の外側にブレーキシリンダ４５が配置されている。このため、ブレーキシリンダ４５はクラッチシリンダ３２に比して有効面積を大きくとることができないので、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａ内には、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａよりも作動圧の高い油圧を供給する必要がある。
【００２２】
ブレーキシリンダ４５やクラッチシリンダ３２などの油圧作動機器を作動させるために、ケース１０内には油圧源としてのオイルポンプ４７が配置されており、このオイルポンプ４７はクランク軸１によりポンプ側ケース３を介して駆動されるようになっている。
【００２３】
図２は図１に示された駆動系の作動を制御するための油圧回路を示す図であり、オイルポンプ４７はトロコイド歯形式のギヤポンプであり、エンジンにより駆動される駆動側歯車とこれに噛み合う従動側歯車とを有し、吐出口４８と吸入口４９とが設けられている。吸入口４９にはオイルパン５１に接続された流入側油路５２が接続され、吐出口４８にはライン圧油路５３が接続されている。
【００２４】
このライン圧油路５３はセカンダリプーリ１６側の可動シープ１６ａを作動させる油室２１に接続されるとともに、変速制御弁５４とライン圧制御弁５５のライン圧ポートに接続されている。これらの制御弁５４，５５は、比例電磁リリーフ弁であり、それぞれ制御ユニット５６からの電力により作動するソレノイドを有している。
【００２５】
ライン圧制御弁５５はそのソレノイドに制御ユニット５６から供給される電流に対応したライン圧油路５３の圧力を制御してセカンダリプーリ１６の油室２１に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧を制御する。また、ライン圧制御弁５５の吐出ポートにはコントロール圧油路５７が接続されており、このコントロール圧油路５７は所定の圧力のコントロール圧を供給する。
【００２６】
変速制御弁５４のプライマリポートにはプライマリプーリ１４側の可動シープ１４ａを作動させる油室１８に連通したプライマリ油路５８が接続されており、変速制御弁５４はそのソレノイドに制御ユニット５６から供給される電流に対応したプライマリ圧を油室１８に供給する。このプライマリ圧はライン圧を調圧して設定されるので、ライン圧を超えない。ただし、油室１８の断面積は油室２１の断面積よりも大きく設定されているので、駆動ベルト１７を挟み付ける力はセカンダリプーリ側よりも大きくすることができる。
【００２７】
登坂や急加速などのエンジン出力が大きいときには、ライン圧は高く調圧されて駆動ベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはライン圧は低く調圧されてオイルポンプ４７のロスと伝達効率の向上が図られる。
【００２８】
前述したように、車両を前進させる際には前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧が供給され、車両を後退させる際には後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧が供給され、それ以外ではそれぞれの油室３２ａ，４５ａには油圧の供給が停止される。
【００２９】
このように前進用クラッチ３６と後退用ブレーキ４３を作動させるために、車室内に設けられたコントロールレバーつまりセレクトレバーにより作動するマニュアル弁６１が設けられている。このマニュアル弁６１は弁ケース６２とこの中を摺動するスプール弁体６３とを有し、弁ケース６２には第１の流入ポート６２ａと第２の流入ポート６２ｂが形成されており、それぞれのポート６２ａ，６２ｂにはコントロール圧油路５７が接続されている。
【００３０】
マニュアル弁６１を拡大して示すと、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）および図４（Ａ),（Ｂ）に示す通りである。後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５にはこの中の油室４５ａに連通するブレーキ油路６４が接続され、このブレーキ油路６４は弁ケース６２に形成された第１の吐出ポート６２ｃに接続されており、マニュアル弁６１を、図４（Ａ）に示すように後退位置に設定すると、第１の流入ポート６２ａと第１の吐出ポート６２ｃとが導通状態となり、コントロール圧油路５７からの油圧がブレーキシリンダ４５内に供給される。
【００３１】
前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２にはこの中の油室３２ａに連通するクラッチ油路６５が接続され、このクラッチ油路６５は弁ケース６２に形成された第２の吐出ポート６２ｄに接続されており、マニュアル弁６１を、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように前進位置に設定すると、第２の流入ポート６２ｂと第２の吐出ポート６２ｄとが導通状態となり、コントロール圧油路５７からの油圧がクラッチシリンダ３２内に供給される。図３（Ａ）はＤS レンジを示し、図３（Ｂ）はＤレンジを示すが、ＤL レンジにあっても、ＤS レンジとそれぞれのポートの導通状態は同様である。
【００３２】
弁ケース６２には第３の流入ポート６２ｅが形成され、さらに、弁ケース６２にはマニュアル弁６１を、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように前進位置に設定した場合に流入ポート６２ｅと導通状態となる調圧ポート６２ｆが形成されている。
【００３３】
コントロール圧油路５７は、図２に示すように、圧力制御弁６６の圧力制御ポート６６ａに接続されており、この圧力制御弁６６はばね部材とスプール弁体とを有し、マニュアル弁６１の調圧ポート６２ｆにパイロット油路６７により接続される調圧ポート６６ｂと、潤滑油吐出ポート６６ｃとが圧力制御弁６６に形成されている。調圧ポート６６ｂに油圧を供給すると、圧力制御ポート６６ａと潤滑油吐出ポート６６ｃとの相互の開度が変化することになる。したがって、マニュアル弁６１を前進位置に設定すると、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように、パイロット油路６７を介して調圧ポート６６ｂに油圧が供給されて、潤滑油吐出ポート６６ｃの開度が大きくなるので、マニュアル弁６１に形成された第２の流入ポート６２ａに供給される油の圧力すなわちコントロール圧が低い値に制御される。
【００３４】
マニュアル弁６１をＲレンジなどのような前進位置以外の位置に設定すると、調圧ポート６２ｆと第３の流入ポート６２ｅとの導通が遮断されるので、前進位置に設定された場合よりも高い圧力のコントロール圧が第１と第２の流入ポート６２ａ，６２ｂに供給されることになる。このように、マニュアル弁６１に形成された調圧ポート６２ｆからの油圧によって圧力制御弁６６が低圧側に作動され、クラッチシリンダ３２内にはブレーキシリンダ４５内よりも低い圧力のコントロール圧が供給される。
【００３５】
圧力制御弁６６としては、図示する場合には、マニュアル弁６１が前進位置に設定されたときには、それ以外の位置のときよりもコントロール圧を低下させてクラッチシリンダ３２内に供給するようにしているが、パイロット油路６７からの油圧によって、前進位置以外の位置に設定されたときには、前進位置に設定されたときよりも高い圧力の油を流入ポート６２ａ，６２ｂに供給してそれをブレーキシリンダ４５内に供給するようにしても良い。つまり、ブレーキシリンダ４５内に供給される圧力をクラッチシリンダ３２内に供給される圧力よりも高い圧力に設定することができれば何れでも良い。
【００３６】
圧力制御弁６６の潤滑油吐出ポート６６ｃはトルクコンバータ２の流入口に流入油路６８により接続され、トルクコンバータ２の吐出口は流出油路６９によりオイルパン５１に接続されている。これにより、トルクコンバータ２内には潤滑油が循環されることになり、流入油路６８内の潤滑油の圧力を調整するために、この流入油路６８には潤滑圧制御弁７１が接続され、流出油路６９にはオイルクーラ７２が設けられている。
【００３７】
図２に示すように、マニュアル弁６１に形成された第３の吐出ポート６２ｇにはアキュムレータ油路７４が接続され、このアキュムレータ油路７４はアキュムレータ７５のアキュムレータ室７６に接続されており、このアキュムレータ７５内に組み込まれたピストン７７によりアキュムレータ室７６に対してサポート室７８が仕切られている。このサポート室７８はアキュムレータ室７６を収縮させる方向に作動させる力を付与するものであって、アキュムレータ７５内にはピストン７７に対してアキュムレータ室７６を収縮させる方向のばね力を付与するためのばね部材７９が組み込まれている。
【００３８】
アキュムレータ油路７４は、図４（Ａ）に示すように、マニュアル弁６１がＲレンジに設定されたときには、流入ポート６２ａに吐出ポート６２ｃ，６２ｇを介して導通状態となり、このときには、流入ポート６２ｅと調圧ポート６２ｆとが連通しない状態となるので、コントロール圧油路５７からのコントロール圧がそのままの圧力でアキュムレータ室７６内に供給される。さらに、このときには、吐出ポート６２ｄと６２ｃとが導通状態となるので、コントロール圧がブレーキ油路６４を介してブレーキシリンダ４５に供給される。
【００３９】
また、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１がＤレンジ、ＤL 〜ＤS レンジに設定されたときには、流入ポート６２ｂと吐出ポート６２ｄ，６２ｇとが導通状態となり、このときには、流入ポート６２ｅと調圧ポート６２ｆとが導通状態となるので、圧力制御弁６６の作動により、これが不作動のときよりも低い圧力となったコントロール圧がクラッチシリンダ３２内に供給される。さらに、このときには、コントロール圧がアキュムレータ油路７４を介してアキュムレータ室７６に供給される。
【００４０】
ライン圧油路５３に接続されたサポート油路８１がサポート室７８に接続されており、サポート室７８にはアシスト圧力が供給されるようになっている。
【００４１】
図５はアキュムレータ７５の作動特性を示す特性線図である。この図に示すように、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５の制御圧範囲ＰＢと、前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２の制御圧範囲ＰＣとでは、相互に異なっており、後退用ブレーキ４３の方が高い圧力範囲内で作動する。
【００４２】
マニュアル弁６１がＲレンジつまり後退位置に設定された場合には、コントロール圧がブレーキシリンダ４５とアキュムレータ室７６に供給されるので、時間とともにこれらの中の圧力が上昇してライン圧Ｐ１に到達する。同様に、マニュアル弁６１がＤ，ＤL,ＤS レンジつまり前進位置に設定された場合には、後退位置に設定された場合よりも低く制御されたコントロール圧がクラッチシリンダ３２とアキュムレータ室７６に供給され、時間とともにこれらの中の圧力が上昇して潤滑圧Ｐ２に到達する。
【００４３】
アキュムレータ７５に組み込まれたばね部材７９により、ピストン７７を介してアキュムレータ室７６には一定のばね力が付与されており、サポート室７８にはライン圧油路５３からライン圧が供給されてアシスト圧力が付与されているので、後退用ブレーキ４３にライン圧を供給したときのアキュムレータ７５内のピスント７７のストローク特性（ブレーキ作動時のストローク特性）ＳＢは図示するようになる。また、前進用クラッチ３６にコントロール圧を供給したときのアキュムレータ７５内のピストン７７のストローク特性（クラッチ作動時のストローク特性）ＳＣは図示するようになる。
【００４４】
このように、アキュムレータ室７６に供給される圧力に対応してサポート室７８に供給されるライン圧をアシスト圧力として使用しており、ライン圧を制御することによって、ブレーキシリンダ４５およびアキュムレータ室７６に油圧が供給される場合には、クラッチシリンダ３２およびアキュムレータ室７６に油圧が供給される場合よりも、サポート室７８には高い圧力に制御されたライン圧がアシスト圧として供給されることになり、棚圧が加えられることになる。これにより、アキュムレータ７５は前進時と後退時のいずれにおいても、圧力調整が行われて、それぞれの特性ＳＢとＳＣの傾斜角度が同一となり、ほぼ同一の時間で所定のストローク作動することになるので、共通のアキュムレータ７５を用いて前進切換時と後退切換時の切換ショックを同様の特性で軽減することができる。
【００４５】
前進用クラッチ３６と後退用ブレーキ４３のそれぞれの作動時間は、コントロール圧油路５７のうちそれぞれの流入ポート６２ａ，６２ｂの上流側に設けられた絞りないしオリフィス８２，８３により制御される。
【００４６】
マニュアル弁６１の操作により、クラッチシリンダ３２内に油圧を導通させる際、およびブレーキシリンダ４５内に油圧を導通させる際には、それぞれの導通がなされる前にアキュムレータ油路７４を導通させて、アキュムレータ室７６内に油圧を供給するようにしても良く、そのような構成は、マニュアルバルブのスプール形状とバルブに設けられるポート位置の設定により、切換タイミングを適正化することによりなされる。
【００４７】
マニュアル弁６１はスプール弁体６３がその中心軸回りに非対称となった異形の連通溝を有しており、流入ポート６２ａと吐出ポート６２ｃはＲレンジの位置において導通状態となり、他のレンジでは導通が解かれる。また、流入ポート６２ｂと吐出ポート６２ｄはＤS ，ＤL ，Ｄレンジの位置において吐出ポート６２ｇを介して導通状態となり、他のレンジでは導通が解かれる。また、軸方向に隣合う吐出ポート相互はマニュアル弁６１の操作位置に応じて導通するようになっている。
【００４８】
弁ケース６２には、図３（Ｃ）、図４（Ａ),（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１が前進位置以外の位置に設定された場合つまりＮ、ＲおよびＰレンジに設定された場合に、クラッチ油路６５に導通されるドレンポート６２ｈと、パイロット油路６７に導通されるドレンポート６２ｉとが形成されており、このときには、クラッチシリンダ３２内の油圧およびパイロット油路６７内の油圧はオイルパン５１に排出される。また、弁ケース６２には、マニュアル弁６１が後退位置以外に設定されたときには、吐出ポート６２ｃと導通状態となってブレーキシリンダ４５内の油圧を排出するドレンポート６２ｊが形成されている。
【００４９】
このように、ブレーキシリンダ４５内の油圧を排出するとき、およびクラッチシリンダ３２内の油圧を排出するときには、アキュムレータ油路７４を導通させた状態のもとでブレーキ油路６４とクラッチ油路６５を閉じるようにし、それからそれぞれのシリンダ４５，３２内の油圧を排出するようにしても良い。このような作動は、マニュアルバルブのスプール形状とバルブに設けられるポート位置の設定により、切換タイミングを適正化することにより達成される。
【００５０】
次に、コントロールレバーを操作することによって、車両を前後進させる場合の無段変速機の作動について説明する。
【００５１】
車両が駐車している状態では、セレクトレバーはＰレンジに設定されており、図４（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１のスプール弁体６３は図において最右端の位置に設定され、このときには、エンジンが作動していても、コントロール圧油路５７に接続されたそれぞれの流入ポート６２ａ，６２ｂ，６２ｅはいずれの吐出ポートとも導通されていないので、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５および前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２には油圧は供給されず、後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３６はオフとなっている。
【００５２】
この状態で車両を後退させるべくマニュアル弁６１がＲレンジに設定されると、図４（Ａ）に示すように、第１の流入側ポート６２ａはブレーキ油路６４とアキュムレータ油路７４とそれぞれ導通状態となり、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａとアキュムレータ室７６に油圧が供給される。これにより、後退用ブレーキ４３がオンとなり、入力軸１３は逆転方向に回転する。このとき、ライン圧はブレーキシリンダ４５内のみならず、アキュムレータ室７６内にも供給されることから、ＰレンジからＲレンジの切換時における切換ショックが低減される。そして、Ｒレンジが保持されている間では、常に、ブレーキ油路６４とアキュムレータ油路７４はコントロール圧油路５７と導通状態に保持される。
【００５３】
Ｒレンジから中立位置のＮレンジにマニュアル弁６１が操作されると、図３（Ｃ）に示すように、後退用ブレーキ４３がオフとなるとともに、ブレーキシリンダ４５の油室４５ａ内の油圧はドレンポート６２ｊから、そしてアキュムレータ室７６内の油圧はドレンポート６２ｈから排出されてオイルパン５１に戻される。
【００５４】
コントロールレバーの操作によって、ＮレンジからＤレンジにマニュアル弁６１が操作されると、図３（Ｂ）に示すように、第２の流入ポート６２ｂがクラッチ油路６５とアキュムレータ油路７４とにそれぞれ導通状態となり、さらに、流入ポート６２ｅが調圧ポート６２ｆに導通状態となるので、ブレーキシリンダ４５内に供給される油圧よりも圧力が低下されたコトンロール圧がクラッチシリンダ３２内の油室３２ａに供給されるとともに、アキュムレータ室７６内にも供給される。これにより、前進用クラッチ３６がオンとなり、入力軸１３は正転方向に回転する。このとき、クラッチシリンダ３２内のみならず、アキュムレータ室７６内にも油圧が供給されることから、ＮレンジからＤレンジの切換時における切換ショックが低減される。そして、Ｄレンジが保持されている間では、常に、クラッチ油路６５とアキュムレータ油路７４はコントロール圧油路５７と導通状態に保持される。
【００５５】
ＤS レンジおよびＤL レンジにマニュアル弁６１が操作された場合にも、Ｄレンジの導通状態が維持される。Ｄレンジから中立位置のＮレンジにマニュアル弁６１が操作されると、クラッチシリンダ３２の油室３２ａ内とアキュムレータ室７６内の油圧は、それぞれドレンポート６２ｈ，６２ｊから排出されてオイルパン５１に戻される。
【００５６】
後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３６の作動速度は、コントロール圧油路５７のうち流入ポート６２ａ，６２ｂの上流側に設けられたオリフィス８２，８３によって制御される。
【００５７】
また、ブレーキ油路６４とクラッチ油路６５にそれぞれオリフィスを設けることにより、ブレーキシリンダ４５およびクラッチシリンダ３２に油圧が作用する前に、アキュムレータ７５内のアキュムレータ室７６に油圧を供給することができる。これにより、切換ショックをより低減することが可能となる。
【００５８】
さらに、ブレーキシリンダ４５およびクラッチシリンダ３２への油圧の供給を停止する際には、アキュムレータ油路７４を導通状態にさせた状態でブレーキ油路６４およびクラッチ油路６５を閉じた後に、それぞれのシリンダ４５，３２内の油圧がドレンポート６２ｈ，６２ｊから排出される。
【００５９】
図６は本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置における油圧系を示す回路図であり、図２に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００６０】
この油圧回路は、図２に示された変速制御弁５４と同様の機能を果たすシフトコントロール弁８４と、ライン圧制御弁５５と同様の機能を果たすライン圧調整弁８５とを有している。この場合には、図２に示した場合ではサポート油路８１をライン圧油路５３に接続しているのに対して、サポート油路８１をコントロール圧油路５７に接続している。
【００６１】
ライン圧調整弁８５はセカンダリプーリ１６の油室２１に供給される油圧を制御するとともに、コントロール圧油路５７に油圧を供給するようになっており、ばね部材のばね力はプライマリプーリ１４の可動シープ１４ａに連結されているレシオセンサ８６により調整されるようになっている。そして、ライン圧調整弁８５にはライン圧油路５３が接続されるポート８５ａとコントロール圧油路５７が接続されるポート８５ｂが形成され、プライマリプーリ１４の回転により発生する油の圧力が供給されるピトー圧油路８７が前記のばね力に対向する側に接続されている。したがって、プーリ比が大きいロー側のときには、ばね力が強くなってライン圧が上げられ、プーリ比が小さいときにはライン圧が下げられる。また、エンジン回転が高くピトー圧が高いときにはライン圧が下げられ、エンジン回転が低いときにはライン圧の上昇が抑制されるようにライン圧調整弁８５は作動する。
【００６２】
シフトコントロール弁８４はライン圧を調整してプライマリプーリ１４の油室１８に供給されるプライマリ圧を制御するようになっており、ピトー圧油路８７のピトー圧とアクセルペダルの踏み込み量との関係で変速比が制御されるようになっている。すなわち、アクセルペダルを踏み込むと、アクセルペダルと連動したシフトカム８４ａの作用により、アクセルペダルの踏み込みが深いと、油室１８のプライマリ圧を排出する方向に作動し、ロー側に変速される。また、エンジン回転数が上昇してピトー圧が高くなると、油室１８にライン圧を供給する方向に作動し、プライマリ圧の上昇と共にハイ側に変速制御されるようになっている。
【００６３】
ここで、オイルポンプ４７で吐出される油圧は、ライン圧調整弁８５でポート８５ｂ側に流出させながら変速比等に応じた所定のライン圧に調圧される。ポート８５ｂから流出した油圧は、油路５７へ供給され、この油路に設けられている圧力制御弁６６によりコントロール圧に調圧される。このコントロール圧に基づいて、図２の実施の形態と同様に、前後進切換機構１１の切り換え作動およびアキュムレータ７５による切換時の切換ショックが低減される。
【００６４】
このように、本発明は制御ユニットからの信号によりそれぞれ比例電磁リリーフ弁である変速制御弁５４とライン圧制御弁５５によりプライマリ圧とライン圧を制御するようにしたタイプの無段変速機に適用することができるとともに、エンジンの回転数、アクセルベダルの踏み込み量などに応じて機械的にプライマリ圧とライン圧を制御するようにしたタイプのものにも適用することができる。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００６７】
(1).共通のアキュムレータによって無段変速機における前進と後退の切換時の切換ショックを低減することができる。
【００６８】
(2).単一の共通のアキュムレータを用いて切換ショックを低減することができるので、前進用のアキュムレータと後退用のアキュムレータを用いた場合に比して構造が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置の駆動系を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示された制御装置の作動を制御する油圧系を示す油圧回路図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２に示されたマニュアル弁の作動状態を示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ),（Ｂ）はそれぞれ図２に示されたマニュアル弁の作動状態を示す拡大断面図である。
【図５】図２に示されたアキュムレータの作動特性を示す線図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である制御装置の作動を制御する油圧系を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ トルクコンバータ
３ ポンプ側ケース
５ タービンランナ
６ タービン軸
７ ステータ
１０ ケース
１１ 前後進切換機構
１２ 無段変速機
１３ 入力軸
１４ プライマリプーリ
１５ 出力軸
１６ セカンダリプーリ
１７ 駆動ベルト
１８ 油室
１９ シリンダ
２１ 油室
２２ シリンダ
２７ ディファレンシャル装置
３２ クラッチシリンダ
３４ キャリア
３５ クラッチハブ
３６ 前進用クラッチ
３７ 油圧ピストン
３８，３９ プラネタリピニオンギヤ
４３ 後退用ブレーキ
４７ オイルポンプ
５３ ライン圧油路
５４ 変速制御弁
５５ ライン圧制御弁
５６ 制御ユニット
５７ コントロール圧油路
５８ プライマリ油路
６１ マニュアル弁
６４ ブレーキ油路
６５ クラッチ油路
６６ 圧力制御弁
６７ パイロット油路
７１ 潤滑圧制御弁
７４ アキュムレータ油路
７５ アキュムレータ
７６ アキュムレータ室
７７ ピストン
７８ サポート室
７９ ばね部材
８１ サポート油路
８２，８３ オリフィス
８４ シフトコントロール弁
８５ ライン圧調整弁
８６ レシオセンサ
８７ ピトー圧油路
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用のベルト式無段変速機における前進と後進との切換時における切換ショックを軽減するようにした無段変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、入力軸に設けられたプライマリプーリと出力軸に設けられたセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを装着し、油圧によってプーリ径を変化させて出力軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。
【０００３】
車両を前進動作と後退動作とに切り換えるために、油圧多板式の前進用クラッチと後退用ブレーキとが無段変速機内に組み込まれており、車室内のコントロールレバーつまりセレクトレバーの操作によって、前進用クラッチを作動させると車両は前進モードとなり、後退用ブレーキを作動させると後退モードとなる。これらのクラッチとブレーキは、それぞれエンジンにより駆動される油圧ポンプからの油圧をクラッチシリンダとブレーキシリンダとに切換制御して供給することによって作動されるようになっており、このような制御装置としては、たとえば、特開平3-223565号公報に記載されるようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セレクトレバーの操作によって油圧バルブを切り換えてクラッチシリンダとブレーキシリンダとに対する油圧の供給が切り換えられたときには、切換ショックが発生することから、これを軽減するために、油圧回路にアキュムレータを接続するようにしている。
【０００５】
後退用ブレーキをダブルピニオン式プラネタリギヤつまり遊星歯車により構成したタイプの無段変速機にあっては、後退用ブレーキをプライマリプーリ側に配置し、前進用クラッチをトルクコンバータ側に配置するようにしており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリの軸を支持する軸受の外側にブレーキシリンダを配置する必要がある。このため、ブレーキシリンダはクラッチシリンダに比して有効面積を大きくとることができないので、ブレーキシリンダの作動力は、後退用ブレーキが遊星歯車を有するタイプであることもあり、大きく設定する必要がある。
【０００６】
このように、ブレーキシリンダにはクラッチシリンダよりも高い作動圧を供給しなければならないので、ブレーキシリンダとクラッチシリンダとに対しては、圧力が相違した油圧を供給する必要がある。したがって、切換時のショックを軽減するためには、従来、ブレーキシリンダ用とクラッチシリンダ用の２つのアキュムレータを設けるようにしている。
【０００７】
しかしながら、２つのアキュムレータを組み込むようにすると、それだけトランスミッション内の油圧回路が複雑となるだけでなく、それぞれの設置スペースが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、無段変速機における前進と後退の切換時における切換ショックを簡単な構造により低減し得るようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１０】
すなわち、本発明の無段変速機の制御装置は、入力軸に装着されるプーリ間隔可変のプライマリプーリと、出力軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリ間隔可変のセカンダリプーリと、エンジン側の回転を前記入力軸に正転方向に伝達する前進用クラッチを作動させるクラッチシリンダと、エンジン側の回転を前記入力軸に逆転方向に伝達する後退用ブレーキを作動させるとともに前記クラッチシリンダよりも小さな油室面積のブレーキシリンダとを有する無段変速機の制御装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧が所定の圧力に制御されて供給される第１と第２の流入ポートと、前記ブレーキシリンダにブレーキ油路を介して接続されて後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートと導通状態になる第１の吐出ポートと、前記クラッチシリンダにクラッチ油路を介して接続されて前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートに導通状態になる第２の吐出ポートとを有するマニュアル弁と、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートとの導通が遮断される一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートと導通状態となる調圧ポートからの油圧により、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートを介して前記第１の吐出ポートに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートを介して前記第２の吐出ポートに供給される油圧よりも高い圧力に設定する圧力制御弁と、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１の吐出ポートと連通する一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第２の吐出ポートに連通するアキュムレータ油路が接続されるアキュムレータ室と、サポート油路に接続されてアシスト圧力が供給されるサポート室とが設けられたアキュムレータとを有し、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記ブレーキシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記クラッチシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧よりも高くすることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を有する無段変速機の制御装置にあっては、マニュアル弁に設けられた調圧ポートにより圧力制御弁が作動して、マニュアル弁が前進位置に操作されたときにクラッチシリンダとアキュムレータとに導通される圧力と、マニュアル弁が後退位置に操作されたときにブレーキシリンダとアキュムレータとに導通される圧力とが相違した圧力に設定される。共通のアキュムレータによって前後進切換時の切換ショックを低減することができ、部品点数を低減させるとともに装置の小型化を達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１はベルトを用いた車両用の無段変速機の駆動系を示すスケルトン図であり、図示省略したエンジンにより駆動されるクランク軸１は、トルクコンバータ２のポンプ側ケース３にドライブプレート４を介して直結されており、ポンプ側ケース３内に設けられたポンプインペラ３ａに対向して配置されたタービンランナ５はタービン軸６に直結されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ５の間にはステータ７が配置され、ワンウエイクラッチ８により支持されている。これにより、エンジンの動力は、トルクコンバータ２を介してタービン軸６に伝達される。
【００１４】
タービン軸６は前後進切換機構１１を介して無段変速機１２の入力軸１３に伝達されるようになっている。入力軸１３にはプライマリプーリ１４が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シープ１４ａが入力軸１３に対してボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ１４はプーリ間隔可変となっている。入力軸１３に平行に配置された出力軸１５にはセカンダリプーリ１６が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シープ１６ａが出力軸１５に対して、可動シープ１４ａと同様に軸方向に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ１６はプーリ間隔可変となっている。なお、駆動系全体はケース１０内に組み込まれている。
【００１５】
プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１６との間には駆動ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１４，１６の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ１４，１６に対する巻付け径の比率を変化させて出力軸１５の回転数を無段変速するようにしている。
【００１６】
プライマリプーリ１４の溝幅を変化させるために、可動シープ１４ａとの間に油室１８を形成するシリンダ１９が入力軸１３に取り付けられ、セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、可動シープ１６ａとの間に油室２１を形成するシリンダ２２が出力軸１５に取り付けられている。
【００１７】
出力軸１５はギヤ２３，２４を介して中間軸２５に連結されており、中間軸２５に取り付けられたギヤ２６がディファレンシャル装置２７のファイナルギヤ２８に噛み合い、ディファレンシャル装置２７に連結された車軸２９ａ，２９ｂには車輪３１ａ，３１ｂが取り付けられている。前輪駆動車の場合には、車輪３１ａ，３１ｂは前輪となる。
【００１８】
前後進切換機構１１は、タービン軸６に固定される前進用クラッチドラム部を備えた環状のクラッチシリンダ３２と、入力軸１３に固定され端部にクラッチハブを備えるキャリア３４とを有し、クラッチシリンダ３２の端部に設けられたクラッチドラム部と、前記クラッチハブ３５との間には、多板式の前進用クラッチ３６が設けられており、この前進用クラッチ３６を作動するための油圧ピストン３７がクラッチシリンダ３２内に組み込まれている。したがって、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧を供給して前進用クラッチ３６を接続状態とすると、タービン軸６の回転はクラッチハブ３５およびキャリア３４を介して入力軸１３に伝達されて入力軸１３はタービン軸６と同一の正転方向に回転する。
【００１９】
キャリア３４に固定された支持軸には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニオンギヤ３８，３９が回転自在に装着され、一方のプラネタリピニオンギヤ３８はタービン軸６に固定されたサンギヤ４１に噛み合い、他方のプラネタリピニオンギヤ３９はサンギヤ４１の外側に設けられたリングギヤ４２の内歯と噛み合っており、これらのギヤによりダブルピニオン式プラネタリギヤが構成されている。それぞれのプラネタリピニオンギヤ３８，３９は図１にあっては作図の便宜上離して示されているが、これらに対となって噛み合っており、これらのプラネタリピニオンギヤ３８，３９を複数対設けるようにしても良い。このリングギヤ４２とケース１０との間には多板式の後退用ブレーキ４３が設けられており、この後退用ブレーキ４３を作動するための油圧ピストン４４がケース１０に形成されたブレーキシリンダ４５内に組み込まれている。
【００２０】
したがって、前進用クラッチ３６が解放された状態のもとで、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧を供給して後退用ブレーキ４３を制動状態とすると、リングギヤ４２がケース１０に固定された状態になるので、タービン軸６と一体のサンギヤ４１の回転は対となったプラネタリピニオンギヤ３８，３９を介してキャリア３４に伝達され、入力軸１３はタービン軸６とは逆の逆転方向に回転する。
【００２１】
このように、後退用ブレーキ４３がプライマリプーリ１４側に配置され、前進用クラッチ３６がトルクコンバータ２側に配置されており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリ１４の軸を支持する軸受４６の外側にブレーキシリンダ４５が配置されている。このため、ブレーキシリンダ４５はクラッチシリンダ３２に比して有効面積を大きくとることができないので、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａ内には、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａよりも作動圧の高い油圧を供給する必要がある。
【００２２】
ブレーキシリンダ４５やクラッチシリンダ３２などの油圧作動機器を作動させるために、ケース１０内には油圧源としてのオイルポンプ４７が配置されており、このオイルポンプ４７はクランク軸１によりポンプ側ケース３を介して駆動されるようになっている。
【００２３】
図２は図１に示された駆動系の作動を制御するための油圧回路を示す図であり、オイルポンプ４７はトロコイド歯形式のギヤポンプであり、エンジンにより駆動される駆動側歯車とこれに噛み合う従動側歯車とを有し、吐出口４８と吸入口４９とが設けられている。吸入口４９にはオイルパン５１に接続された流入側油路５２が接続され、吐出口４８にはライン圧油路５３が接続されている。
【００２４】
このライン圧油路５３はセカンダリプーリ１６側の可動シープ１６ａを作動させる油室２１に接続されるとともに、変速制御弁５４とライン圧制御弁５５のライン圧ポートに接続されている。これらの制御弁５４，５５は、比例電磁リリーフ弁であり、それぞれ制御ユニット５６からの電力により作動するソレノイドを有している。
【００２５】
ライン圧制御弁５５はそのソレノイドに制御ユニット５６から供給される電流に対応したライン圧油路５３の圧力を制御してセカンダリプーリ１６の油室２１に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧を制御する。また、ライン圧制御弁５５の吐出ポートにはコントロール圧油路５７が接続されており、このコントロール圧油路５７は所定の圧力のコントロール圧を供給する。
【００２６】
変速制御弁５４のプライマリポートにはプライマリプーリ１４側の可動シープ１４ａを作動させる油室１８に連通したプライマリ油路５８が接続されており、変速制御弁５４はそのソレノイドに制御ユニット５６から供給される電流に対応したプライマリ圧を油室１８に供給する。このプライマリ圧はライン圧を調圧して設定されるので、ライン圧を超えない。ただし、油室１８の断面積は油室２１の断面積よりも大きく設定されているので、駆動ベルト１７を挟み付ける力はセカンダリプーリ側よりも大きくすることができる。
【００２７】
登坂や急加速などのエンジン出力が大きいときには、ライン圧は高く調圧されて駆動ベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはライン圧は低く調圧されてオイルポンプ４７のロスと伝達効率の向上が図られる。
【００２８】
前述したように、車両を前進させる際には前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧が供給され、車両を後退させる際には後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧が供給され、それ以外ではそれぞれの油室３２ａ，４５ａには油圧の供給が停止される。
【００２９】
このように前進用クラッチ３６と後退用ブレーキ４３を作動させるために、車室内に設けられたコントロールレバーつまりセレクトレバーにより作動するマニュアル弁６１が設けられている。このマニュアル弁６１は弁ケース６２とこの中を摺動するスプール弁体６３とを有し、弁ケース６２には第１の流入ポート６２ａと第２の流入ポート６２ｂが形成されており、それぞれのポート６２ａ，６２ｂにはコントロール圧油路５７が接続されている。
【００３０】
マニュアル弁６１を拡大して示すと、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）および図４（Ａ),（Ｂ）に示す通りである。後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５にはこの中の油室４５ａに連通するブレーキ油路６４が接続され、このブレーキ油路６４は弁ケース６２に形成された第１の吐出ポート６２ｃに接続されており、マニュアル弁６１を、図４（Ａ）に示すように後退位置に設定すると、第１の流入ポート６２ａと第１の吐出ポート６２ｃとが導通状態となり、コントロール圧油路５７からの油圧がブレーキシリンダ４５内に供給される。
【００３１】
前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２にはこの中の油室３２ａに連通するクラッチ油路６５が接続され、このクラッチ油路６５は弁ケース６２に形成された第２の吐出ポート６２ｄに接続されており、マニュアル弁６１を、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように前進位置に設定すると、第２の流入ポート６２ｂと第２の吐出ポート６２ｄとが導通状態となり、コントロール圧油路５７からの油圧がクラッチシリンダ３２内に供給される。図３（Ａ）はＤS レンジを示し、図３（Ｂ）はＤレンジを示すが、ＤL レンジにあっても、ＤS レンジとそれぞれのポートの導通状態は同様である。
【００３２】
弁ケース６２には第３の流入ポート６２ｅが形成され、さらに、弁ケース６２にはマニュアル弁６１を、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように前進位置に設定した場合に流入ポート６２ｅと導通状態となる調圧ポート６２ｆが形成されている。
【００３３】
コントロール圧油路５７は、図２に示すように、圧力制御弁６６の圧力制御ポート６６ａに接続されており、この圧力制御弁６６はばね部材とスプール弁体とを有し、マニュアル弁６１の調圧ポート６２ｆにパイロット油路６７により接続される調圧ポート６６ｂと、潤滑油吐出ポート６６ｃとが圧力制御弁６６に形成されている。調圧ポート６６ｂに油圧を供給すると、圧力制御ポート６６ａと潤滑油吐出ポート６６ｃとの相互の開度が変化することになる。したがって、マニュアル弁６１を前進位置に設定すると、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように、パイロット油路６７を介して調圧ポート６６ｂに油圧が供給されて、潤滑油吐出ポート６６ｃの開度が大きくなるので、マニュアル弁６１に形成された第２の流入ポート６２ａに供給される油の圧力すなわちコントロール圧が低い値に制御される。
【００３４】
マニュアル弁６１をＲレンジなどのような前進位置以外の位置に設定すると、調圧ポート６２ｆと第３の流入ポート６２ｅとの導通が遮断されるので、前進位置に設定された場合よりも高い圧力のコントロール圧が第１と第２の流入ポート６２ａ，６２ｂに供給されることになる。このように、マニュアル弁６１に形成された調圧ポート６２ｆからの油圧によって圧力制御弁６６が低圧側に作動され、クラッチシリンダ３２内にはブレーキシリンダ４５内よりも低い圧力のコントロール圧が供給される。
【００３５】
圧力制御弁６６としては、図示する場合には、マニュアル弁６１が前進位置に設定されたときには、それ以外の位置のときよりもコントロール圧を低下させてクラッチシリンダ３２内に供給するようにしているが、パイロット油路６７からの油圧によって、前進位置以外の位置に設定されたときには、前進位置に設定されたときよりも高い圧力の油を流入ポート６２ａ，６２ｂに供給してそれをブレーキシリンダ４５内に供給するようにしても良い。つまり、ブレーキシリンダ４５内に供給される圧力をクラッチシリンダ３２内に供給される圧力よりも高い圧力に設定することができれば何れでも良い。
【００３６】
圧力制御弁６６の潤滑油吐出ポート６６ｃはトルクコンバータ２の流入口に流入油路６８により接続され、トルクコンバータ２の吐出口は流出油路６９によりオイルパン５１に接続されている。これにより、トルクコンバータ２内には潤滑油が循環されることになり、流入油路６８内の潤滑油の圧力を調整するために、この流入油路６８には潤滑圧制御弁７１が接続され、流出油路６９にはオイルクーラ７２が設けられている。
【００３７】
図２に示すように、マニュアル弁６１に形成された第３の吐出ポート６２ｇにはアキュムレータ油路７４が接続され、このアキュムレータ油路７４はアキュムレータ７５のアキュムレータ室７６に接続されており、このアキュムレータ７５内に組み込まれたピストン７７によりアキュムレータ室７６に対してサポート室７８が仕切られている。このサポート室７８はアキュムレータ室７６を収縮させる方向に作動させる力を付与するものであって、アキュムレータ７５内にはピストン７７に対してアキュムレータ室７６を収縮させる方向のばね力を付与するためのばね部材７９が組み込まれている。
【００３８】
アキュムレータ油路７４は、図４（Ａ）に示すように、マニュアル弁６１がＲレンジに設定されたときには、流入ポート６２ａに吐出ポート６２ｃ，６２ｇを介して導通状態となり、このときには、流入ポート６２ｅと調圧ポート６２ｆとが連通しない状態となるので、コントロール圧油路５７からのコントロール圧がそのままの圧力でアキュムレータ室７６内に供給される。さらに、このときには、吐出ポート６２ｄと６２ｃとが導通状態となるので、コントロール圧がブレーキ油路６４を介してブレーキシリンダ４５に供給される。
【００３９】
また、図３（Ａ),（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１がＤレンジ、ＤL 〜ＤS レンジに設定されたときには、流入ポート６２ｂと吐出ポート６２ｄ，６２ｇとが導通状態となり、このときには、流入ポート６２ｅと調圧ポート６２ｆとが導通状態となるので、圧力制御弁６６の作動により、これが不作動のときよりも低い圧力となったコントロール圧がクラッチシリンダ３２内に供給される。さらに、このときには、コントロール圧がアキュムレータ油路７４を介してアキュムレータ室７６に供給される。
【００４０】
ライン圧油路５３に接続されたサポート油路８１がサポート室７８に接続されており、サポート室７８にはアシスト圧力が供給されるようになっている。
【００４１】
図５はアキュムレータ７５の作動特性を示す特性線図である。この図に示すように、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５の制御圧範囲ＰＢと、前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２の制御圧範囲ＰＣとでは、相互に異なっており、後退用ブレーキ４３の方が高い圧力範囲内で作動する。
【００４２】
マニュアル弁６１がＲレンジつまり後退位置に設定された場合には、コントロール圧がブレーキシリンダ４５とアキュムレータ室７６に供給されるので、時間とともにこれらの中の圧力が上昇してライン圧Ｐ１に到達する。同様に、マニュアル弁６１がＤ，ＤL,ＤS レンジつまり前進位置に設定された場合には、後退位置に設定された場合よりも低く制御されたコントロール圧がクラッチシリンダ３２とアキュムレータ室７６に供給され、時間とともにこれらの中の圧力が上昇して潤滑圧Ｐ２に到達する。
【００４３】
アキュムレータ７５に組み込まれたばね部材７９により、ピストン７７を介してアキュムレータ室７６には一定のばね力が付与されており、サポート室７８にはライン圧油路５３からライン圧が供給されてアシスト圧力が付与されているので、後退用ブレーキ４３にライン圧を供給したときのアキュムレータ７５内のピスント７７のストローク特性（ブレーキ作動時のストローク特性）ＳＢは図示するようになる。また、前進用クラッチ３６にコントロール圧を供給したときのアキュムレータ７５内のピストン７７のストローク特性（クラッチ作動時のストローク特性）ＳＣは図示するようになる。
【００４４】
このように、アキュムレータ室７６に供給される圧力に対応してサポート室７８に供給されるライン圧をアシスト圧力として使用しており、ライン圧を制御することによって、ブレーキシリンダ４５およびアキュムレータ室７６に油圧が供給される場合には、クラッチシリンダ３２およびアキュムレータ室７６に油圧が供給される場合よりも、サポート室７８には高い圧力に制御されたライン圧がアシスト圧として供給されることになり、棚圧が加えられることになる。これにより、アキュムレータ７５は前進時と後退時のいずれにおいても、圧力調整が行われて、それぞれの特性ＳＢとＳＣの傾斜角度が同一となり、ほぼ同一の時間で所定のストローク作動することになるので、共通のアキュムレータ７５を用いて前進切換時と後退切換時の切換ショックを同様の特性で軽減することができる。
【００４５】
前進用クラッチ３６と後退用ブレーキ４３のそれぞれの作動時間は、コントロール圧油路５７のうちそれぞれの流入ポート６２ａ，６２ｂの上流側に設けられた絞りないしオリフィス８２，８３により制御される。
【００４６】
マニュアル弁６１の操作により、クラッチシリンダ３２内に油圧を導通させる際、およびブレーキシリンダ４５内に油圧を導通させる際には、それぞれの導通がなされる前にアキュムレータ油路７４を導通させて、アキュムレータ室７６内に油圧を供給するようにしても良く、そのような構成は、マニュアルバルブのスプール形状とバルブに設けられるポート位置の設定により、切換タイミングを適正化することによりなされる。
【００４７】
マニュアル弁６１はスプール弁体６３がその中心軸回りに非対称となった異形の連通溝を有しており、流入ポート６２ａと吐出ポート６２ｃはＲレンジの位置において導通状態となり、他のレンジでは導通が解かれる。また、流入ポート６２ｂと吐出ポート６２ｄはＤS ，ＤL ，Ｄレンジの位置において吐出ポート６２ｇを介して導通状態となり、他のレンジでは導通が解かれる。また、軸方向に隣合う吐出ポート相互はマニュアル弁６１の操作位置に応じて導通するようになっている。
【００４８】
弁ケース６２には、図３（Ｃ）、図４（Ａ),（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１が前進位置以外の位置に設定された場合つまりＮ、ＲおよびＰレンジに設定された場合に、クラッチ油路６５に導通されるドレンポート６２ｈと、パイロット油路６７に導通されるドレンポート６２ｉとが形成されており、このときには、クラッチシリンダ３２内の油圧およびパイロット油路６７内の油圧はオイルパン５１に排出される。また、弁ケース６２には、マニュアル弁６１が後退位置以外に設定されたときには、吐出ポート６２ｃと導通状態となってブレーキシリンダ４５内の油圧を排出するドレンポート６２ｊが形成されている。
【００４９】
このように、ブレーキシリンダ４５内の油圧を排出するとき、およびクラッチシリンダ３２内の油圧を排出するときには、アキュムレータ油路７４を導通させた状態のもとでブレーキ油路６４とクラッチ油路６５を閉じるようにし、それからそれぞれのシリンダ４５，３２内の油圧を排出するようにしても良い。このような作動は、マニュアルバルブのスプール形状とバルブに設けられるポート位置の設定により、切換タイミングを適正化することにより達成される。
【００５０】
次に、コントロールレバーを操作することによって、車両を前後進させる場合の無段変速機の作動について説明する。
【００５１】
車両が駐車している状態では、セレクトレバーはＰレンジに設定されており、図４（Ｂ）に示すように、マニュアル弁６１のスプール弁体６３は図において最右端の位置に設定され、このときには、エンジンが作動していても、コントロール圧油路５７に接続されたそれぞれの流入ポート６２ａ，６２ｂ，６２ｅはいずれの吐出ポートとも導通されていないので、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５および前進用クラッチ３６のクラッチシリンダ３２には油圧は供給されず、後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３６はオフとなっている。
【００５２】
この状態で車両を後退させるべくマニュアル弁６１がＲレンジに設定されると、図４（Ａ）に示すように、第１の流入側ポート６２ａはブレーキ油路６４とアキュムレータ油路７４とそれぞれ導通状態となり、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａとアキュムレータ室７６に油圧が供給される。これにより、後退用ブレーキ４３がオンとなり、入力軸１３は逆転方向に回転する。このとき、ライン圧はブレーキシリンダ４５内のみならず、アキュムレータ室７６内にも供給されることから、ＰレンジからＲレンジの切換時における切換ショックが低減される。そして、Ｒレンジが保持されている間では、常に、ブレーキ油路６４とアキュムレータ油路７４はコントロール圧油路５７と導通状態に保持される。
【００５３】
Ｒレンジから中立位置のＮレンジにマニュアル弁６１が操作されると、図３（Ｃ）に示すように、後退用ブレーキ４３がオフとなるとともに、ブレーキシリンダ４５の油室４５ａ内の油圧はドレンポート６２ｊから、そしてアキュムレータ室７６内の油圧はドレンポート６２ｈから排出されてオイルパン５１に戻される。
【００５４】
コントロールレバーの操作によって、ＮレンジからＤレンジにマニュアル弁６１が操作されると、図３（Ｂ）に示すように、第２の流入ポート６２ｂがクラッチ油路６５とアキュムレータ油路７４とにそれぞれ導通状態となり、さらに、流入ポート６２ｅが調圧ポート６２ｆに導通状態となるので、ブレーキシリンダ４５内に供給される油圧よりも圧力が低下されたコトンロール圧がクラッチシリンダ３２内の油室３２ａに供給されるとともに、アキュムレータ室７６内にも供給される。これにより、前進用クラッチ３６がオンとなり、入力軸１３は正転方向に回転する。このとき、クラッチシリンダ３２内のみならず、アキュムレータ室７６内にも油圧が供給されることから、ＮレンジからＤレンジの切換時における切換ショックが低減される。そして、Ｄレンジが保持されている間では、常に、クラッチ油路６５とアキュムレータ油路７４はコントロール圧油路５７と導通状態に保持される。
【００５５】
ＤS レンジおよびＤL レンジにマニュアル弁６１が操作された場合にも、Ｄレンジの導通状態が維持される。Ｄレンジから中立位置のＮレンジにマニュアル弁６１が操作されると、クラッチシリンダ３２の油室３２ａ内とアキュムレータ室７６内の油圧は、それぞれドレンポート６２ｈ，６２ｊから排出されてオイルパン５１に戻される。
【００５６】
後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３６の作動速度は、コントロール圧油路５７のうち流入ポート６２ａ，６２ｂの上流側に設けられたオリフィス８２，８３によって制御される。
【００５７】
また、ブレーキ油路６４とクラッチ油路６５にそれぞれオリフィスを設けることにより、ブレーキシリンダ４５およびクラッチシリンダ３２に油圧が作用する前に、アキュムレータ７５内のアキュムレータ室７６に油圧を供給することができる。これにより、切換ショックをより低減することが可能となる。
【００５８】
さらに、ブレーキシリンダ４５およびクラッチシリンダ３２への油圧の供給を停止する際には、アキュムレータ油路７４を導通状態にさせた状態でブレーキ油路６４およびクラッチ油路６５を閉じた後に、それぞれのシリンダ４５，３２内の油圧がドレンポート６２ｈ，６２ｊから排出される。
【００５９】
図６は本発明の他の実施の形態である無段変速機の制御装置における油圧系を示す回路図であり、図２に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００６０】
この油圧回路は、図２に示された変速制御弁５４と同様の機能を果たすシフトコントロール弁８４と、ライン圧制御弁５５と同様の機能を果たすライン圧調整弁８５とを有している。この場合には、図２に示した場合ではサポート油路８１をライン圧油路５３に接続しているのに対して、サポート油路８１をコントロール圧油路５７に接続している。
【００６１】
ライン圧調整弁８５はセカンダリプーリ１６の油室２１に供給される油圧を制御するとともに、コントロール圧油路５７に油圧を供給するようになっており、ばね部材のばね力はプライマリプーリ１４の可動シープ１４ａに連結されているレシオセンサ８６により調整されるようになっている。そして、ライン圧調整弁８５にはライン圧油路５３が接続されるポート８５ａとコントロール圧油路５７が接続されるポート８５ｂが形成され、プライマリプーリ１４の回転により発生する油の圧力が供給されるピトー圧油路８７が前記のばね力に対向する側に接続されている。したがって、プーリ比が大きいロー側のときには、ばね力が強くなってライン圧が上げられ、プーリ比が小さいときにはライン圧が下げられる。また、エンジン回転が高くピトー圧が高いときにはライン圧が下げられ、エンジン回転が低いときにはライン圧の上昇が抑制されるようにライン圧調整弁８５は作動する。
【００６２】
シフトコントロール弁８４はライン圧を調整してプライマリプーリ１４の油室１８に供給されるプライマリ圧を制御するようになっており、ピトー圧油路８７のピトー圧とアクセルペダルの踏み込み量との関係で変速比が制御されるようになっている。すなわち、アクセルペダルを踏み込むと、アクセルペダルと連動したシフトカム８４ａの作用により、アクセルペダルの踏み込みが深いと、油室１８のプライマリ圧を排出する方向に作動し、ロー側に変速される。また、エンジン回転数が上昇してピトー圧が高くなると、油室１８にライン圧を供給する方向に作動し、プライマリ圧の上昇と共にハイ側に変速制御されるようになっている。
【００６３】
ここで、オイルポンプ４７で吐出される油圧は、ライン圧調整弁８５でポート８５ｂ側に流出させながら変速比等に応じた所定のライン圧に調圧される。ポート８５ｂから流出した油圧は、油路５７へ供給され、この油路に設けられている圧力制御弁６６によりコントロール圧に調圧される。このコントロール圧に基づいて、図２の実施の形態と同様に、前後進切換機構１１の切り換え作動およびアキュムレータ７５による切換時の切換ショックが低減される。
【００６４】
このように、本発明は制御ユニットからの信号によりそれぞれ比例電磁リリーフ弁である変速制御弁５４とライン圧制御弁５５によりプライマリ圧とライン圧を制御するようにしたタイプの無段変速機に適用することができるとともに、エンジンの回転数、アクセルベダルの踏み込み量などに応じて機械的にプライマリ圧とライン圧を制御するようにしたタイプのものにも適用することができる。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００６７】
(1).共通のアキュムレータによって無段変速機における前進と後退の切換時の切換ショックを低減することができる。
【００６８】
(2).単一の共通のアキュムレータを用いて切換ショックを低減することができるので、前進用のアキュムレータと後退用のアキュムレータを用いた場合に比して構造が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である無段変速機の制御装置の駆動系を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示された制御装置の作動を制御する油圧系を示す油圧回路図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２に示されたマニュアル弁の作動状態を示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ),（Ｂ）はそれぞれ図２に示されたマニュアル弁の作動状態を示す拡大断面図である。
【図５】図２に示されたアキュムレータの作動特性を示す線図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である制御装置の作動を制御する油圧系を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ トルクコンバータ
３ ポンプ側ケース
５ タービンランナ
６ タービン軸
７ ステータ
１０ ケース
１１ 前後進切換機構
１２ 無段変速機
１３ 入力軸
１４ プライマリプーリ
１５ 出力軸
１６ セカンダリプーリ
１７ 駆動ベルト
１８ 油室
１９ シリンダ
２１ 油室
２２ シリンダ
２７ ディファレンシャル装置
３２ クラッチシリンダ
３４ キャリア
３５ クラッチハブ
３６ 前進用クラッチ
３７ 油圧ピストン
３８，３９ プラネタリピニオンギヤ
４３ 後退用ブレーキ
４７ オイルポンプ
５３ ライン圧油路
５４ 変速制御弁
５５ ライン圧制御弁
５６ 制御ユニット
５７ コントロール圧油路
５８ プライマリ油路
６１ マニュアル弁
６４ ブレーキ油路
６５ クラッチ油路
６６ 圧力制御弁
６７ パイロット油路
７１ 潤滑圧制御弁
７４ アキュムレータ油路
７５ アキュムレータ
７６ アキュムレータ室
７７ ピストン
７８ サポート室
７９ ばね部材
８１ サポート油路
８２，８３ オリフィス
８４ シフトコントロール弁
８５ ライン圧調整弁
８６ レシオセンサ
８７ ピトー圧油路
Claims (4)
- 入力軸に装着されるプーリ間隔可変のプライマリプーリと、出力軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリ間隔可変のセカンダリプーリと、エンジン側の回転を前記入力軸に正転方向に伝達する前進用クラッチを作動させるクラッチシリンダと、エンジン側の回転を前記入力軸に逆転方向に伝達する後退用ブレーキを作動させるとともに前記クラッチシリンダよりも小さな油室面積のブレーキシリンダとを有する無段変速機の制御装置であって、
前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧が所定の圧力に制御されて供給される第１と第２の流入ポートと、前記ブレーキシリンダにブレーキ油路を介して接続されて後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートと導通状態になる第１の吐出ポートと、前記クラッチシリンダにクラッチ油路を介して接続されて前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートに導通状態になる第２の吐出ポートとを有するマニュアル弁と、
前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートとの導通が遮断される一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第１、第２の流入ポートと導通状態となる調圧ポートからの油圧により、前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されたときに前記第１の流入ポートを介して前記第１の吐出ポートに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記第２の流入ポートを介して前記第２の吐出ポートに供給される油圧よりも高い圧力に設定する圧力制御弁と、
前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記第１の吐出ポートと連通する一方、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されると前記第２の吐出ポートに連通するアキュムレータ油路が接続されるアキュムレータ室と、サポート油路に接続されてアシスト圧力が供給されるサポート室とが設けられたアキュムレータとを有し、
前記マニュアル弁が前記後退位置に設定されると前記ブレーキシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧を、前記マニュアル弁が前記前進位置に設定されたときに前記クラッチシリンダと前記アキュムレータ室とに供給される油圧よりも高くすることを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項１記載の無段変速機の制御装置であって、前記マニュアル弁は、前記ブレーキシリンダに油圧を導通させる前、および前記クラッチシリンダに油圧を導通させる前に、前記アキュムレータ油室に油圧を供給することを特徴とする無段変速機の制御装置。
- 請求項１記載の無段変速機の制御装置であって、前記マニュアル弁は、前記ブレーキシリンダ内の油圧を排出するとき、および前記クラッチシリンダ内の油圧を排出するときに、前記アキュムレータ室内の油圧も排出することを特徴とする無段変速機の制御装置。
- 請求項３記載の無段変速機の制御装置であって、前記マニュアル弁は、前記ブレーキシリンダおよび前記クラッチシリンダ内の油圧を排出するときに、前記アキュムレータ油路を導通させた状態で前記ブレーキ油路およびクラッチ油路を閉じ、次いでそれぞれのシリンダ内の油圧を排出することを特徴とする無段変速機の制御装置。
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| JP25258296A JP3930924B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 無段変速機の制御装置 |
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