JP2009299702A - 変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機構のドライブプーリ用の油圧アクチュエータ７１ｂに供給する油圧を制御する常開型の第１ソレノイド弁１４と、ドリブンプーリ用の油圧アクチュエータ７２ｂに供給する油圧を制御する常開型の第２ソレノイド弁１５とを備える変速機の油圧制御装置において、第２ソレノイド弁１４が閉じ側にスティックしても、電力供給が遮断される故障時に無段変速機構が高速段の状態に張り付くことを防止できるようにする。
【解決手段】故障時に第１ソレノイド弁１４から出力される高圧の油圧を受けて切換動作され、所定の故障時圧を第２ソレノイド弁１５のドレンポート１５ｃに導入する切換バルブ手段２１を備える。また、前後進用の油圧アクチュエータ８４，８５に供給する油圧を制御する第３ソレノイド弁１６が常閉型である場合には、故障時に該弁のドレンポート１６ｃにも故障時圧が導入されるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、主としてベルト式無段変速機構を具備する変速機に適用される油圧制御装置に関し、更に詳細には、変速機に備える油圧アクチュエータに供給する油圧を電気信号に応じて制御する常開型または常閉型の制御弁を備える変速機の油圧制御装置に関する。

従来、プーリ幅可変のドライブプーリと、プーリ幅可変のドリブンプーリと、ドライブプーリとドリブンプーリとの間に掛け渡されるベルト部材と、ドライブプーリのプーリ幅制御を行うドライブ側油圧アクチュエータと、ドリブンプーリのプーリ幅制御を行うドリブン側油圧アクチュエータとを備え、これらドライブ側とドリブン側の各油圧アクチュエータに供給する油圧を制御して、プーリ幅を変化させることにより、変速比を無段階に可変するようにしたベルト式無段変速機構を具備する変速機が知られている。

そして、このような変速機の油圧制御装置として、ドライブ側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する第１ソレノイド弁と、ドリブン側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する第２ソレノイド弁とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。各ソレノイド弁は、元圧が入力される入力ポートと、調圧された制御圧を出力する出力ポートと、制御圧を元圧以下に調圧するためのドレンポートとを有しており、ソレノイドに通電される電流値に応じた制御圧を出力するように構成される。

ところで、第１と第２の各ソレノイド弁が常閉型であると、システムダウン等の電力供給が遮断される故障時に各ソレノイド弁から出力される制御圧が零になり、ドライブ側とドリブン側の各油圧アクチュエータの油圧が低下して、動力伝達不能になる。そこで、上記従来例のものでは、第１と第２の各ソレノイド弁を常開型として、故障時には上限圧が出力ポートから出力されるようにしている。

然し、上記従来例のものでは、第２ソレノイド弁が閉じ側（出力ポートがドレンポートに連通する側）でスティックすると、故障時に第２ソレノイド弁への通電が停止されても、第２ソレノイド弁から出力される制御圧、即ち、ドリブン側油圧アクチュエータに供給される油圧は低圧のままになる。そのため、無段変速機構が高速段の状態に張り付き、走行性能が著しく制限されることになる。
特許第４０６０４２８号公報

本発明は、以上の点に鑑み、故障時のフェールセーフを図れるようにした変速機の油圧制御装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、変速機に備える油圧アクチュエータに供給する油圧を電気信号に応じて制御する常開型または常閉型の制御弁を備える変速機の油圧制御装置であって、制御弁は、元圧が入力される入力ポートと、調圧された制御圧を出力する出力ポートと、制御圧を元圧以下に調圧するためのドレンポートとを有し、電力供給が遮断される故障時に所定の故障時圧を制御弁のドレンポートに導入する切換バルブ手段を備えることを特徴とする。

ここで、変速機が上記ベルト式無段変速機構を具備し、油圧制御装置がドライブ側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する第１ソレノイド弁と、ドリブン側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する常開型の第２ソレノイド弁とを備えるものである場合、第２ソレノイド弁を上記制御弁とすれば、第２ソレノイド弁が閉じ側でスティックしても、故障時には第２ソレノイド弁のドレンポートに故障時圧が導入されて、ドレンポートに連通する出力ポートから故障時圧が出力される。従って、故障時にドリブン側油圧アクチュエータの油圧を高くすることができ、無段変速機構が高速段の状態に張り付くことを防止して、故障時の走行性能を向上させることができる。

また、第１ソレノイド弁が常開型である場合、切換バルブ手段は、故障時に第１ソレノイド弁から出力される油圧を受けて、故障時圧を第２ソレノイド弁のドレンポートに導入するように切換動作されるものであることが望ましい。ここで、切換バルブ手段を電磁弁で構成することも可能であるが、これではコストが高くなる。これに対し、切換バルブ手段を上記の如く第１ソレノイド弁から出力される油圧に応動するものに構成すれば、切換バルブ手段を作動させるソレノイドが不要になり、省電力化とコストダウンとを図る上で有利である。

尚、本発明において制御弁が常閉型のものである場合、故障時には制御弁のドレンポートに導入される故障時圧が出力ポートから出力されることになる。従って、故障時にも油圧アクチュエータの油圧を高くすることができ、フェールセーフを図れる。

図１は本発明の油圧制御装置を適用する車両用の変速機を示している。この変速機は、エンジン１に直結クラッチ２ａ付きの流体トルクコンバータ２を介して連結される入力軸３と、左右の駆動輪に動力を伝達する出力部材たる差動ギヤ４に出力ギヤ５を介して連結される出力軸６と、入力軸３と出力軸６との間に介設したベルト式無段変速機構７及び前後進切換機構８とを備えている。

ベルト式無段変速機構７は、入力軸３上のドライブプーリ７１と、出力軸６上のドリブンプーリ７２と、両プーリ７１，７２間に巻き掛けされる金属Ｖベルトから成るベルト部材７３とで構成されている。各プーリ７１，７２は、軸方向に移動自在な可動プーリ半体７１ａ，７２ａを備えており、可動プーリ半体７１ａ，７２ａの移動でプーリ幅が可変するようになっている。また、ドライブプーリ７１の可動プーリ半体７１ａを軸方向内方（プーリ幅を狭める方向）に押圧する油圧アクチュエータたるドライブ側シリンダ７１ｂと、同じくドリブンプーリ７２の可動プーリ半体７２ａを軸方向内方（プーリ幅を狭める方向）に押圧する油圧アクチュエータたるドリブン側シリンダ７２ｂとを設けている。そして、ドライブ側とドリブン側の各シリンダ７１ｂ，７２ｂへの供給油圧を適宜制御することにより、ベルト部材７３の滑りを生ずることがない適切なプーリ側圧を発生させると共に両プーリ７１，７２のプーリ幅を変化させて、変速比を無段階に変化させるようにしている。

前後進切換機構８は、ダブルピニオン型の遊星ギヤ機構で構成されている。この遊星ギヤ機構のサンギヤ８１は入力軸３に固定され、キャリア８２はドライブプーリ７１に固定され、リングギヤ８３は後進用の油圧アクチュエータたる後進ブレーキ８４により変速機ケースに固定可能である。また、サンギヤ８１とキャリア８２とを連結可能な前進用の油圧アクチュエータたる前進クラッチ８５が設けられている。前進クラッチ８５を係合させると、遊星ギヤ機構がロック状態となり、ドライブプーリ７１は入力軸３と等速度で同方向（前進方向）に回転する。一方、後進ブレーキ８４を係合させると、ドライブプーリ７１は入力軸３より減速された速度で逆方向（後進方向）に回転する。

油圧制御装置は、図２に示す如く、タンク１０から作動油を汲み上げるポンプ１１と、ポンプ１１からの油圧を所定のライン圧に調圧して油路Ｌ１に出力するメインレギュレータ弁１２と、ライン圧より減圧されたモジュレータ圧を油路Ｌ２に出力するモジュレータ弁１３と、油路Ｌ２を介してモジュレータ圧が供給される第１乃至第３ソレノイド弁１４，１５，１６と、油路Ｌ１を介して供給されるライン圧を元圧にしてドライブ側シリンダ７１ｂとドリブン側シリンダ７２ｂに供給する油圧を夫々調圧する第１と第２のレギュレータ弁１７，１８とを備えている。尚、図中の×印は、その部分から油がドレンされることを示している。

各ソレノイド弁１４，１５，１６は、元圧たるモジュレータ圧を入力する入力ポート１４ａ，１５ａ，１６ａと、調圧された制御圧を出力する出力ポート１４ｂ，１５ｂ，１６ｂと、制御圧をモジュレータ圧以下に調圧するためのドレンポート１４ｃ，１５ｃ，１６ｃとを備えており、ソレノイド１４ｄ，１５ｄ，１６ｄへの通電電流値に応じた制御圧を出力するリニヤソレノイド弁で構成される。ここで、第１ソレノイド弁１４と第２ソレノイド弁１５は、出力ポート１４ｂ，１５ｂを入力ポート１４ａ，１５ａに連通させる図面で左方の開き側にばね１４ｅ，１５ｅで付勢される常開型である。一方、第３ソレノイド弁１６は、出力ポート１６ａをドレンポート１６ｃに連通させる図面で左方の閉じ側にばね１６ｅで付勢される常閉型である。

第１ソレノイド弁１４の出力ポート１４ｂから出力される制御圧は、油路Ｌ３を介して第１レギュレータ弁１７にこれを図面で左方の開き側に押圧する背圧として入力され、ドライブ側シリンダ７１ｂに制御圧に対応する油圧が供給される。同様に、第２ソレノイド弁１５の出力ポート１５ｂから出力される制御圧は、油路Ｌ４を介して第２レギュレータ弁１８にこれを図面で左方の開き側に押圧する背圧として入力され、ドリブン側シリンダ７２ｂに制御圧に対応する油圧が供給される。

また、第１ソレノイド弁１４から出力される制御圧と第２ソレノイド弁１５から出力される制御圧は夫々油路Ｌ３ａ，Ｌ４ａを介して選択弁１９に入力される。そして、両制御圧のうち高圧の制御圧を選択弁１９から油路Ｌ５を介してメインレギュレータ弁１２にこれを図面で左方の開き側（ライン圧を高くする側）に押圧する背圧として入力している。そのため、メインレギュレータ弁１２から出力されるライン圧は、第１ソレノイド弁１４から出力される制御圧と第２ソレノイド弁１５から出力される制御圧のうち高圧の制御圧に対応する油圧になる。

第３ソレノイド弁１６の出力ポート１６ｂから出力される制御圧は油路Ｌ６を介してマニュアル弁２０に供給される。マニュアル弁２０は、図外のシフトレバーに連動して切換動作される弁であり、シフトレバーを後進位置にしたとき、第３ソレノイド弁１６から出力される制御圧が後進ブレーキ８４に供給され、シフトレバーを前進位置にしたとき、この制御圧が前進クラッチ８５に供給される。

油圧制御装置は、更に、システムダウン時や制御異常判断時等の電力供給が遮断される故障時のフェールセーフを図るため、切換バルブ手段たるフェールセーフ弁２１を備えている。フェールセーフ弁２１には、モジュレータ弁１３からモジュレータ圧を供給する油路Ｌ２ａが接続されると共に、第２ソレノイド弁１５のドレンポート１５ｃに連なる油路Ｌ７と、第３ソレノイド弁１６のドレンポート１６ｃに連なる油路Ｌ８とが接続されている。更に、メインレギュレータ弁１２に、これを図面で右方の閉じ側に押圧する圧力室１２ａを設けると共に、第１レギュレータ弁１７に、これを図面で右方の閉じ側に押圧する圧力室１７ａを設け、これら圧力室１２ａ，１７ａに連なる油路Ｌ９，Ｌ１０を合流させてフェールセーフ弁２１に接続している。

フェールセーフ弁２１は、正常時は油路Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０をドレンする図面で左方の閉じ位置（図示の位置）にばね２１ａで付勢保持されている。従って、正常時は、第２と第３の各ソレノイド弁１５，１６のドレンポート１５ｃ，１６ｃから油がフェールセーフ弁２１を介してドレンされることになり、第２と第３の各ソレノイド弁１５，１６の調圧機能が確保される。また、フェールセーフ弁２１には、第１レギュレータ弁１４の出力ポート１４ｂから出力される油圧が油路Ｌ３ａを介してフェールセーフ弁２１を右方の開き側に押圧する背圧として入力されている。そして、故障時に第１ソレノイド弁１４のソレノイド１４ｄへの通電が停止されて、上限圧（元圧たるモジュレータ圧またはモジュレータ圧より若干低い油圧）が出力ポート１４ｂから出力されたとき、フェールセーフ弁２１がばね２１ａの付勢力に抗して開き位置に切換えられる。尚、第１レギュレータ弁１４の出力ポート１４ｂから出力される油圧（制御圧）は、正常時には上限圧より低い圧力範囲で可変され、フェールセーフ弁２１が開き位置に切換えられることはない。

フェールセーフ弁２１の開き位置では、油路Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０が油路２ａに連通する。そのため、故障時には故障時圧たるモジュレータ圧が油路Ｌ７を介して第２ソレノイド弁１５のドレンポート１５ｃに導入されることになる。ここで、第２ソレノイド弁１５が閉じ側（出力ポート１５ｂがドレンポート１５ｃに連通する側）でスティックすると、フェールセーフ弁２１がない場合、故障時に第２ソレノイド弁１５への通電が停止されても、第２ソレノイド弁１５から出力される制御圧、即ち、ドリブン側シリンダ７２ｂに供給される油圧は低圧のままになる。そのため、無段変速機構７が高速段の状態に張り付き、低速段側での発進が不能になる等して走行性能が著しく制限されることになる。

一方、本実施形態では、第２ソレノイド弁１５が閉じ側でスティックしても、故障時には第２ソレノイド弁１５のドレンポート１５ｃにモジュレータ圧が導入されて、ドレンポート１５ｃに連通する出力ポート１５ｂからモジュレータ圧が出力される。従って、故障時にドリブン側油圧アクチュエータ７２ｂの油圧を高くすることができ、無段変速機構７が高速段の状態に張り付くことを防止して、走行性能を向上させることができる。更に、本実施形態では、故障時にメインレギュレータ弁１２の圧力室１２ａに油路９を介してモジュレータ圧が導入されて、ライン圧が所定量減圧されると共に、第１レギュレータ弁１７の圧力室１７ａに油路Ｌ１０を介してモジュレータ圧が導入されて、ドライブ側シリンダ７１ｂの油圧が所定量減圧されるため、無段変速機構７の変速比が低速段側になり、低速段側での発進が可能になる。

また、第３ソレノイド弁１６は常閉型であるため、電力供給が遮断される故障時には出力ポート１６ｂがドレンポート１６ｃに連通する状態になって、フェールセーフ弁２１がない場合は、出力ポート１６ｂから出力される油圧が零になり、後進ブレーキ８４や前進クラッチ８５を係合できなくなる。一方、本実施形態では、故障時に第３ソレノイド弁１６のドレンポート１６ｃに油路Ｌ８を介してモジュレータ圧が導入されるため、出力ポート１６ｂからモジュレータ圧が出力される。従って、故障時にも後進ブレーキ８４や前進クラッチ８５を係合でき、フェールセーフを図ることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、フェールセーフ弁２１を第１ソレノイド弁１４から出力される油圧に応動して切換動作されるように構成したが、フェールセーフ弁２１を電磁弁で構成し、ソレノイドへの通電時は閉じ位置に保持され、通電停止時に開き位置に切換えられるようにしても良い。但し、上記実施形態によれば、フェールセーフ弁２１用のソレノイドが不要になり、省電力化とコストダウンとを図る上で有利である。

また、上記実施形態はベルト式無段変速機構７を具備する変速機の油圧制御装置に本発明を適用したものであるが、変速用の油圧アクチュエータを備える多段変速機の油圧制御装置にも同様に本発明を適用できる。

本発明の油圧制御装置を具備する変速機の一例を示すスケルトン図。 本発明の油圧制御装置の実施形態を示す油圧回路図。

符号の説明

７…ベルト式無段変速機構、７１…ドライブプーリ、７１ｂ…ドライブ側シリンダ（ドライブ側油圧アクチュエータ）、７２…ドリブンプーリ、７２ｂ…ドリブン側シリンダ（ドリブン側油圧アクチュエータ）、８…前後進切換機構、８４…後進ブレーキ（後進用油圧アクチュエータ）、８５…前進クラッチ（前進用油圧アクチュエータ）、１４…第１ソレノイド弁、１５…第２ソレノイド弁（常開型の制御弁）、１６…第３ソレノイド弁（常閉型の制御弁）、１４ａ，１５ａ，１６ａ…入力ポート、１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ…出力ポート、１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ…ドレンポート、２１…フェールセーフ弁（切換バルブ手段）。

Claims (3)

1. 変速機に備える油圧アクチュエータに供給する油圧を電気信号に応じて制御する常開型または常閉型の制御弁を備える変速機の油圧制御装置であって、
   制御弁は、元圧が入力される入力ポートと、調圧された制御圧を出力する出力ポートと、制御圧を元圧以下に調圧するためのドレンポートとを有し、
   電力供給が遮断される故障時に所定の故障時圧を制御弁のドレンポートに導入する切換バルブ手段を備えることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
2. プーリ幅可変のドライブプーリと、プーリ幅可変のドリブンプーリと、ドライブプーリとドリブンプーリとの間に掛け渡されるベルト部材と、ドライブプーリのプーリ幅制御を行うドライブ側油圧アクチュエータと、ドリブンプーリのプーリ幅制御を行うドリブン側油圧アクチュエータとから成るベルト式無段変速機構を具備する変速機に適用される請求項１記載の変速機の油圧制御装置であって、ドライブ側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する第１ソレノイド弁と、ドリブン側油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する常開型の第２ソレノイド弁とを備えるものにおいて、前記制御弁が第２ソレノイド弁であることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
3. 請求項２記載の変速機の油圧制御装置であって、前記第１ソレノイド弁は常開型であり、前記切換バルブ手段は、故障時に第１ソレノイド弁から出力される油圧を受けて、前記故障時圧を第２ソレノイド弁のドレンポートに導入するように切換動作されることを特徴とする変速機の油圧制御装置。

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