JP2010230097A - 車両用無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップ制御を採用した車両で、変速機用電動オイルポンプを備えない場合において、アイドルストップ解除後の低油圧時でも確実に前進用過渡油圧回路を形成できる車両用無段変速装置を提供する。
【解決手段】切替え弁６４は、アイドルストップ制御解除後において、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２に一定圧として供給される元圧Ｐsmの油圧に関わらず、前記ソレノイド弁から供給される信号圧Ｐds1，Ｐds2によりスプール６４ｈを過渡位置Ｄに保持するスプリング６４ｇと、前記スプリング６４ｇの付勢力と対向する前記元圧Ｐsmが供給されるカウンタポート６４ｉとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用無段変速装置に関し、詳細にはアイドルストップ解除後の発進におけるクラッチの係合をスムーズに行えるようにした車両用無段変速装置に関する。

ガレージシフト時の前進用クラッチの過渡圧と保持圧を切り換えるガレージシフトバルブがバルブ作動不良により過渡圧経路に切換え不能となる場合のベルトすべり防止制御方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−８４８３１

最近では、車両の走行停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ制御を行うことが推奨されている。前記特許文献に記載の従来装置の場合、アイドルストップ時の油圧確保用として電動オイルポンプを備えているため、アイドルストップの解除直後から必要な油圧が得られ、アイドルストップ解除後の発進をスムーズに行うことができる。

しかしながら、前記電動オイルポンプは、高価であるため、電動オイルポンプを備えない場合がある。このような車両の場合、アイドルストップの解除直後においては、油圧が低く、発進時に確実にクラッチの過渡圧経路を形成できない場合がある。

本発明は、アイドルストップ制御を採用した車両で、変速機用電動オイルポンプを備えない場合において、アイドルストップ解除後の低油圧時でも確実に発進用過渡油圧回路を形成できる車両用無段変速装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、エンジン動力を駆動輪側に伝達するベルト式無段変速機と、油圧により前記エンジン回転を前進方向あるいは後進方向に切り替えて前記無段変速機に伝達する前後進切替え機構と、前記前後進切替え機構への油圧をエンジン回転により発生させる機械式オイルポンプと、スプールをソレノイド弁から供給される信号圧により過渡位置又は保持位置に切り替えることにより、過渡油圧又は保持油圧を前記前後進切替え機構に供給する切替え弁とを備え、走行停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ制御を行うようにした車両用無段変速装置において、前記切替え弁は、前記ソレノイド弁に一定圧として供給される元圧の油圧に関わらず前記ソレノイド弁から供給される信号圧により前記スプールを前記過渡位置に保持するスプリングと、前記元圧が前記スプリングの付勢力と対抗して供給されるカウンタポートとを有することを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用無段変速装置において、前記一定圧と同油圧に予め保持された油圧を供給する第１経路が接続された第１ポートと、前記第１経路よりも上流の第２経路が接続された第２ポートとを備え、通常時には前記第１経路の油圧を前記カウンタポートに供給するとともに、前記第１経路の油圧がフェイルした場合には、前記第２経路の油圧を前記カウンタポートに供給するフェイルセーフ弁を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、アイドルストップ制御解除後のエンジン始動時において、信号圧が低い時にはその元圧も低いので、切替え弁は過渡位置に保持され、また元圧が正規圧に達した場合には同時に信号圧も正規圧になるのでこの時点でも切替え弁は過渡位置に保持される。従って例えば前記元圧のみが早く正規圧に達して切替え弁が保持位置に切り換えられることを防止でき、保持位置に切り替わることなく、ベルト伝達トルク容量を上回らない様に前後進切換えのクラッチあるいはブレーキのトルク容量を制御してベルト滑りを防止できる。

また、元圧が正規圧であっても切換え弁をソレノイドにより制御できる為、通常のガレージ制御時の前後進切換えのクラッチあるいはブレーキのトルク容量を制御して締結ショックを防止できる。

請求項２の発明によれば、通常時には第１経路の油圧をカウンタポートに供給し、前記第１経路の油圧がフェイルした場合には、前記第２経路の油圧を前記カウンタポートに供給するフェイルセーフ弁を備えたので、バルブロックなどで前記一定圧を供給できなくなった場合でも、前記切替え弁を保持位置に保持できる。その結果、第１経路の油圧がフェイルした場合でも、前後進切替え機構に保持油圧を供給でき、走行不能になるのを回避できる。

本発明の一実施形態に係る車両用無段変速装置の模式構成図である。 前記無段変速装置に使用される油圧制御装置の模式構成図である。 前記油圧制御装置の、ガレージシフトバルブ(切換え弁)の模式構成図である。 従来のガレージシフトバルブの模式構成図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。

図１ないし図３は本発明の一実施形態に係る自動車用無段変速装置を説明するための図である。

図１において、５０はＦＦ横置き式の自動車用無段変速装置である。この無段変速装置５０は、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸３と、該入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４と、駆動プーリ１１と従動プーリ２１とにＶベルト１５が巻き掛けられたベルト式無段変速機８と、従動軸２０の動力を出力軸２３ａに伝達するデファレンシャル装置２３等で構成されている。なお、前記Ｖベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。

前記トルクコンバータ２と前後進切替え装置４との間には機械式のオイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプ６はトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動される。トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂは入力軸３に連結され、ステータ２ｃはワンウエイクラッチ２ｄを介してケースにより支持されている。入力軸３とポンプインペラ２ａとの間にロックアップクラッチ２ｆが設けられている。

前記前後進切替え装置４は、遊星歯車機構７と逆転ブレーキＢ１と直結クラッチＣ１とで構成されている。遊星歯車機構７のサンギヤ７ａは入力軸３に連結され、リングギヤ７ｂは駆動軸１０に連結されている。この遊星歯車機構７はシングルピニオン方式であり、逆転ブレーキＢ１はピニオンギヤ７ｄを支えるキャリア７ｃと変速機ケース５との間に設けられ、直結クラッチＣ１はキャリア７ｃとサンギヤ７ａまたは入力軸３との間に設けられている。

前記直結クラッチＣ１を解放、逆転ブレーキＢ１を締結とすると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられ、前進走行状態となる。一方、逆転ブレーキＢ１を解放、直結クラッチＣ１を締結とすると、遊星歯車機構７のキャリア７ｃとサンギヤ７ａとが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結され、後進走行状態となる。

従って、前記逆転ブレーキＢ１および直結クラッチＣ１は走行レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジなど）においてのみ締結され、非走行レンジ（Ｎレンジ、Ｐレンジ）では解放される。

前記ベルト式無段変速機８の駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた駆動側油室１２とを備えている。駆動側油室１２への油量を制御することにより、変速制御が実施される。

前記従動プーリ２１は、従動軸２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられたベルト挟圧手段である従動側油室２２とを備えている。従動側油室２２の油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト挟圧力が与えられる。なお、従動側油室２２には初期挟圧力を与えるスプリングを配置してもよい。

前記従動軸２０の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ２４が固定されている。出力ギヤ２４はデファレンシャル装置２３のリングギヤ２５に噛み合っており、デファレンシャル装置２３から左右に延びる出力軸２３ａに動力が伝達され、車輪が駆動される。

図２は、前記無段変速装置５０に使用される油圧制御装置６０の、前記前後進切替え機構４を構成する逆転ブレーキＢ１及び直結クラッチＣ１の制御回路部分及び変速制御回路部分のみを示している。

図２において、６１はレギュレータ弁、６２はクラッチモジュレータ弁、６３はソレノイドモジュレータ弁、６４はガレージシフト弁、６５はマニュアル弁、６６はダウンシフト用レシオ制御弁、６７はアップシフト用レシオ制御弁、６８はレシオチェック弁、６９はライン圧モジュレータ弁である。またＳＬＳは前後進切替え機構４の前記直結クラッチＣ１，前記逆転ブレーキＢ１の過渡油圧Ｐslsを調圧制御するソレノイド弁、ＤＳ１はアップシフト用信号圧Ｐds1を調圧制御するアップシフト用ソレノイド弁、ＤＳ２はダウンシフト用信号圧Pds2を調圧制御するダウンシフト用ソレノイド弁である。

前記レギュレータ弁６１は、オイルポンプ６の吐出圧を、信号ポート６１ａに入力される信号油圧に応じたライン圧Ｐ_Lに調圧する弁である。

前記クラッチモジュレータ弁６２は、直結クラッチＣ１および逆転ブレーキＢ１に供給されるクラッチ圧を調圧する弁である。入力ポート６２ａにはライン圧Ｐ_L が入力され、出力ポート6２ｂからクラッチモジュレータ圧Ｐcmが出力される。また、第１信号ポート６２ｃには出力圧がスプールを付勢するスプリング荷重と対向するようにフィードバックされている。そのため、前進時のクラッチ圧は、ライン圧Ｐ_L が所定値以下の場合にはライン圧と同じ圧とされ、ライン圧Ｐ_L が所定値を越えると、一定圧に制限される。

前記マニュアル弁６５はシフトレバーと機械的に連結された手動操作弁であり、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｓ、Ｂの各レンジに切り換えられ、前記ガレージシフト弁６４から供給される油圧を直結クラッチＣ１，又は逆転ブレーキＢ１に選択的に導くものである。入力ポート６５ａにはガレージシフト弁６４からの油圧が供給され、出力ポート６５ｂは直結クラッチＣ１に接続され、出力ポート６５ｃ，６５ｄは共に逆転ブレーキＢ１に接続されている。マニュアル弁６５は、Ｒレンジでは直結クラッチＣ１に油圧を供給するとともに逆転ブレーキＢ１の油圧をドレーンし、Ｄ、Ｓ、Ｂレンジでは逆転ブレーキＢ１に油圧を供給するとともに直結クラッチＣ１の油圧をドレーンし、非走行レンジであるＰ、Ｎレンジでは直結クラッチＣ１および逆転ブレーキＢ１の油圧を共にドレーンする。

前記ソレノイドモジュレータ弁６３はクラッチモジュレータ弁６２の出力圧を調圧して一定のソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍを発生する弁である。このソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍは、ダウンシフト用およびアップシフト用ソレノイド弁ＤＳ2，ＤＳ1に供給されている。

さらに本実施形態では、後述するように、ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍは、前記ガレージシフト弁６４にも供給される。

前記アップシフト用レシオ制御弁６７は、前記駆動プーリ１１の駆動側油室１２に給排される作動油量を調整する。また前記ダウンシフト用レシオ制御弁６６は前記従動プーリ２１の従動側油室２２に給排される作動油の流量を制御する。さらにまた前記レシオチェック弁６８は駆動側油圧と従動側油圧との比率を予め設定された関係とする。

前記ガレージシフト弁６４は、シフトレバーをＮからＤまたはＮからＲへ切り替えた時（ガレージシフト時）に、逆転ブレーキＢ１または直結クラッチＣ１への供給圧を過渡制御できる様に油路を切替えるための切替え弁である。

ここで、図４は従来のガレージシフト弁７５を示す。この従来のガレージシフト弁７５では、バルブボディ７５ｆ内の一端に配置されたスプリング７５ｇによりスプール７５ｈをポート７５ａ，７５ｂ側に付勢している。

この従来のガレージシフト弁７５においては、シフトレバーのＮからＤまたはＮからＲへの切り替えに伴い、スプール７５ｈを付勢するスプリング荷重と対向するように、信号ポート７５ａ，７５ｂにそれぞれダウンシフト用ソレノイド弁ＤＳ２およびアップシフト用ソレノイド弁ＤＳ１のＯＮ信号圧Ｐds2，Ｐds1が同時に入力される。そのため、ガレージシフト弁７５は、図４の中心線より左側に示された過渡位置に切り替わり、ソレノイド弁ＳＬＳによって制御された過渡油圧Ｐslsがポート７５ｃ，７５ｄを介してマニュアル弁へ送られ、さらに直結クラッチＣ１または逆転ブレーキＢ１へ供給される。その結果、締結ショックが回避される。やがて、必要油圧まで立ち上がると、ソレノイド弁ＤＳ１あるいはＤＳ２の信号圧がドレーンされるため、ガレージシフト弁７５は図4の中心線より右側に示された保持位置に切り替わり、クラッチモジュレータ弁から所定のクラッチモジュレータ圧（保持圧）Pｃｍがポート７５ｅ，７５ｄを介して直結クラッチＣ１または逆転ブレーキＢ１に供給される。そのため、ソレノイド弁ＳＬＳの作動に関係なく直結クラッチＣ１、逆転ブレーキＢ１は締結状態を保持することができる。

ところが、本実施形態では、電動式オイルポンプを備えておらず、機械式オイルポンプ６からの油圧により前記ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の信号圧をガレージシフト弁７５に供給するようにしている。そのため、アイドルストップを解除したスタータ作動直後においては、オイルポンプ６の吐出量が少なく油圧が低くいため、前記ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の信号圧Ｐds1，Ｐds2も低い。その結果ガレージシフト弁７５を図４の左側の過渡位置に切り替えることができず、一定圧であるクラッチモジュレータ圧Ｐcmが前記逆転ブレーキＢ１または直結クラッチＣ１に供給され、これらのブレーキあるいはクラッチのトルク伝達容量がベルト伝達トルク容量を上回ってしまいベルト滑りが発生する。

そこで本実施形態では、ガレージシフト弁６４を図３に示す構造とした。バルブボディ６４ｆ内にスプール６４ｈを軸方向移動可能に挿入配置するとともに、該スプール６４ｈを前記ＤＳ１，ＤＳ２の信号圧の作用方向と同じ方向に付勢するスプリング６４ｇを配設した。これにより前記スプール６４ｈａを図３の中心線より左側の過渡位置Ｄに切替え可能とした。

一方、前記バルブボディ６４ｆの前記スプリング６４ｇと反対側の端部に、前記スプリング６４ｇの付勢力と対向する方向に油圧を導入するカウンタポート６４ｉを設けた。

そして前記アイドルストップ解除後のエンジン始動時には、ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍが前記カウンタポート６４ｉに低圧状態のままで供給される一方、前記前記ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２からの信号圧Ｐds1，Ｐds2も低圧状態でポート６４ｂ，６４ａに供給される。この状態では、前記スプリング６４ｇの付勢力により前記ガレージシフト弁６４は、図３の中心線より左側の過渡位置Ｄに保持される。その後ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍが正規圧まで上昇した場合には同時に信号圧も正規圧状態となるため、前記ガレージシフト弁６４は、この正規圧状態でも過渡位置に保持される。そしてソレノイド弁ＳＬＳによって制御された過渡油圧Ｐsls（制御圧）が、ポート６４ｃから６４ｄを介してマニュアルバルブ６５に供給され、シフトレバーの回動位置に応じて直結クラッチＣ１または逆転ブレーキＢ１に供給される。

そして前記過渡油圧Ｐslsが必要油圧まで立ち上がると、ソレノイド弁ＤＳ１又はＤＳ２により、信号圧Ｐds1，Ｐds2の少なくとも一方をドレーンさせるので、スプール６４ｈの位置は、図３の中心線より右側の保持位置Ｅに切り替えられる。これにより、クラッチモジュレータ圧Ｐcm（保持圧）が、マニュアルバルブ６５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１に供給される。

このように本実施形態では、ガレージシフト弁６４は、ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍが低圧状態のままで供給される場合には、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２からの信号圧Ｐds1，Ｐds2も低圧状態で供給されるので、過渡位置に保持され、さらにソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍが正規圧まで上昇した場合には同時に信号圧Ｐds1，Ｐds2も正規圧状態となるため、この正規圧状態でも過渡位置に保持される。従って、前記過渡油圧Pslsによってベルト伝達トルク容量を上回らない様に前後進切換えの逆転ブレーキＢ１あるいは直結クラッチＣ１のトルク容量を制御してベルト滑りを防止できる。

ここで本実施形態では、ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍをカウンタポート６４ｉに供給して、ガレージシフト弁６４を保持位置Ｅに切り替えるように構成している。従って、仮にソレノイドモジュレータ圧がバルブロック等によって供給されなくなると、ガレージシフト弁６４を保持位置Ｅに切り替えることができなくなり、急坂などの走行が不能となる場合が生じるおそれがある。

そこで本実施形態では、図３の左下部に示すように、前記ソレノイドモジュレータ圧の供給経路にフェイルセーフ弁７６を介在させている。このフェイルセーフ弁７６では、バルブボディ７６ａ内にスプール７６ｂが軸方向に摺動可能に配置され、該スプール７６ｂはスプリング７６ｃにより図３右方に付勢されている。

そして前記バルブボディ７６ａの第１ポート７６ｄには前記ソレノイドモジュレータ圧を供給する第１経路７６ｅが接続され、第２ポート７６ｆには、前記ソレノイドモジュレータ圧より上流側の、例えばライン圧Ｐ_Lを供給する第２経路７６ｇが接続されている。また出力ポート７６ｈは前記ガレージシフト弁６４のカウンタポート６４ｉに接続されている。なお、前記第１経路７６ｅは第３ポート７６ｉにも接続されている。

通常時には、前記スプール７６ｂは、図３のバルブ中心線より上側に示す位置にあり、前記第１経路７６ｅのソレノイドモジュレータ圧が第１ポート７６ｄから出力ポート７６ｈを介してガレージシフト弁６４のカウンタポート６４ｉに供給される。一方、前記第１経路７６ｅの油圧がフェイルした場合には、前記スプール７６ｂは図３のバルブ中心線より下側に示す状態になり、前記第２経路７６ｇのライン圧Ｐ_Lが第２ポート７６ｆから出力ポート７６ｈを介して前記ガレージシフト弁６４に供給される。

このように、本実施形態では、バルブロック等によってソレノイドモジュレータ圧が供給されなくなった場合でも、ソレノイドモジュレータ圧より上流側の、例えばライン圧Ｐ_Lが供給されるので、前記直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１を確実に作動させることができ、バルブロック等による走行不能の確率を低下できる。

なお、前記アイドルストップ制御の許可条件が満たされない場合は、アイドルストップは行われず、従って車両停止時も、エンジンは回転しており、油圧の立ち上がりの問題はない。そしてこの場合、前記ソレノイドモジュレータ圧Ｐｓｍ及び信号圧Ｐds1，Ｐds2は正規圧に保持され走行レンジ（Ｄレンジ，Ｒレンジなど）から非走行レンジ（Ｎレンジ，Ｐレンジ）に切換えない限り前記ガレージシフト弁６４は保持位置に保持されている。また、アイドルストップ制御が実施されない場合でかつ非走行レンジに切換えた後に走行レンジに戻したときは、通常のガレージ制御が実施される。

４ 前後進切替え機構
６ 機械式オイルポンプ
８ ベルト式無段変速機
５０ 無段変速装置。

６４ ガレージシフト弁（切替え弁）
６４ｇ スプリング
６４ｈ スプール
６４ｉ カウンタポート
７６ フェイルセーフ弁
７６ｄ 第１ポート
７６ｅ 第１経路
７６ｆ 第２ポート
７６ｇ 第２経路
７６ｈ 第３ポート
Ｄ 過渡位置
Ｅ 保持位置
ＤＳ１，ＤＳ２ ソレノイド弁
Ｐcm クラッチモジュレータ圧（保持油圧）
Ｐds1，Ｐds2 信号圧
Ｐsls ＳＬＳ油圧（過渡油圧）
Ｐｓｍ ソレノイドモジュレータ圧（元圧）

Claims (2)

1. エンジン動力を駆動輪側に伝達するベルト式無段変速機と、
   油圧により前記エンジン回転を前進方向あるいは後進方向に切り替えて前記無段変速機に伝達する前後進切替え機構と、
   前記前後進切替え機構への油圧をエンジン回転により発生させる機械式オイルポンプと、
   スプールを、ソレノイド弁から供給される信号圧により過渡位置又は保持位置に切り替えることにより、過渡油圧又はこれより高圧の保持油圧を前記前後進切替え機構に供給する切替え弁とを備え、
   走行停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ制御を行う車両用無段変速装置において、
   前記切替え弁は、前記ソレノイド弁に一定圧として供給される元圧の油圧に関わらず、前記ソレノイド弁から供給される信号圧により前記スプールを前記過渡位置に保持するスプリングと、
   前記元圧が前記スプリングの付勢力と対抗して供給されるカウンタポートとを有する
   ことを特徴とする車両用無段変速装置。
2. 請求項１に記載の車両用無段変速装置において、
   前記一定圧と同油圧に予め保持された油圧を供給する第１経路が接続された第１ポートと、前記第１経路よりも上流の第２経路が接続された第２ポートとを備え、通常時には前記第１経路の油圧を前記カウンタポートに供給するとともに、前記第１経路の油圧がフェイルした場合には、前記第２経路の油圧を前記カウンタポートに供給するフェイルセーフ弁を備えた
   ことを特徴とする車両用無段変速装置。

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