JP2016053400A - 無段変速機の油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の構成部品を要することなく、セカンダリバランス油室への作動油の供給／停止を適切に制御することができ、作動油の消費量を低減して、オイルポンプの負荷を軽減することが可能な無段変速機の油圧回路を提供する。
【解決手段】無段変速機の油圧回路は、セカンダリ駆動油室と連通する第１油路７１、及び、セカンダリバランス油室と連通する第２油路７２と接続され、ダウンシフト時に、オイルポンプから吐出されるライン圧を元圧として、セカンダリ駆動油室に供給するセカンダリ圧を調圧して第１油路７１に供給し、アップシフト時に、第１油路７１と第２油路７２とを連通して、セカンダリ駆動油室から排出される作動油をセカンダリバランス油室に供給するセカンダリコントロールバルブ５０を備える。セカンダリコントロールバルブ５０は、ダウンシフト時には、第１油路７１と第２油路７２との連通を遮断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無段変速機の油圧回路に関する。

近年、車両の自動変速機として、変速比を無段階に変更でき、変速ショックがなく、かつ燃費を改善することができるチェーン式やベルト式などの無段変速機（ＣＶＴ）が広く実用化されている。ここで、チェーン式などの無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリに掛け渡されるチェーンなどの動力伝達要素とを有し、それぞれのプーリの溝幅を変化させて動力伝達要素の巻き付け径を変化させることによって、変速比を無段階に変化させている。

無段変速機の変速制御は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリそれぞれに設けられた油圧シリンダへの油圧を制御することにより行われる。無段変速機が稼働しているときに、プライマリプーリおよびセカンダリプーリは制御された変速比で回転しており、この回転により各油圧シリンダには遠心油圧が発生する。プライマリプーリに設けられた油圧シリンダに発生する遠心油圧は、プーリ溝幅を狭くするアップシフト方向、すなわち変速比がＯＤ方向側となるように作用させる。一方、セカンダリプーリの油圧シリンダに発生する遠心油圧は、プーリ溝幅を狭くするダウンシフト方向、すなわち変速比がＬＯＷ方向側になるように作用する。

そこで、従来から、プライマリプーリの油圧シリンダを形成するプランジャの背面にバランス油室を形成し、このバランス油室に作動油を充填することでバランス油室に遠心油圧を発生させ、油圧シリンダに発生する遠心油圧による上記ＯＤ方向に作用する付勢をキャンセルしている。一方、セカンダリプーリには、油圧シリンダを形成するシリンダ部材の先端に一端が結合され他端が固定プーリの軸部に摺動可能に形成されたバランス油室シリンダによってプランジャの背面にバランス油室を形成し、このバランス油室に作動油を充填することでバランス油室に遠心油圧を発生させ、油圧シリンダに発生する遠心油圧による上記ＬＯＷ方向に作用する付勢をキャンセルしている。

ところで、従来、一般的に、それぞれのバランス油室に対しては潤滑圧路から潤滑油（作動油）が供給されるように構成されていた。特に、セカンダリプーリに形成されたバランス油室には、常にオイルポンプから潤滑油が供給されることから、無段変速機の稼働時における必要な潤滑油供給量が増大してオイルポンプの大型化を招き、機械的損失が増大するという問題があった。

このような問題を解決するために、特許文献１には、新たにバランス油圧コントロールバルブを追加して設け、該バランス油圧コントロールバルブを制御することで、ダウンシフト時にセカンダリバランス油室への潤滑油（作動油）の供給を停止し、潤滑油供給が必要となるアップシフト時にのみ潤滑油を供給するようにした油圧回路構造が開示されている。より具体的には、バランス油室コントロールバルブは、スプール及びスプリングを有しており、プライマリバルブからのドレン油圧を元圧として、アップシフト時にはプライマリバルブからの増大するドレン油量によってスプールが押し込まれて連通状態となりセカンダリバランス油室へ潤滑油を供給する。一方、ダウンシフト時には、プライマリバルブからのドレン油量が少なくなるため、スプリングによってスプールが押し戻されてセカンダリバランス油室への油路を遮断し、潤滑油供給を停止する。

特許第４６３７３１８号公報

上述した特許文献１に記載の油圧回路構造によれば、変速状態に応じて潤滑油（作動油）の供給/停止を切替え、セカンダリバランス油室への供給油量を制御することにより、無段変速機の潤滑油供給量を削減でき、オイルポンプの小型化、機械損失の低減等を図ることができる。

しかしながら、上記油圧回路構造では、専用部品として、バランス油圧コントロールバルブを新たに追加する必要があるため、部品点数やコストの増大、組立や整備性の複雑化、また、回路構造の大型化・質量増大を招くという問題があった。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、例えば、上記バランス油室コントロールバルブ等の専用の構成部品を要することなく、セカンダリバランス油室への作動油の供給／停止を適切に制御することができ、作動油の消費量を低減して、オイルポンプの負荷を軽減することが可能な無段変速機の油圧回路を提供することを目的とする。

本発明に係る無段変速機の油圧回路は、プライマリ軸に軸支される溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に軸支される溝幅が可変のセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に巻装された駆動力伝達部材とを備える無段変速機の油圧回路であって、セカンダリプーリに駆動油圧を加えるセカンダリ駆動油室と、セカンダリ駆動油室に発生する遠心油圧をキャンセルする遠心油圧をセカンダリプーリに付与するセカンダリバランス油室と、セカンダリ駆動油室と連通する第１油路、及び、セカンダリバランス油室と連通する第２油路と接続され、ダウンシフト時に、オイルポンプから吐出されるライン圧を元圧として、セカンダリ駆動油室に供給するセカンダリ圧を調圧して第１油路に供給し、アップシフト時に、第１油路と第２油路とを連通して、セカンダリ駆動油室から排出される作動油をセカンダリバランス油室に供給するセカンダリコントロールバルブとを備えることを特徴とする。

本発明に係る無段変速機の油圧回路によれば、アップシフト時に、第１油路と第２油路とが連通されることにより、セカンダリ駆動油室から排出される作動油がセカンダリバランス油室に供給される。よって、ライン圧を調圧してセカンダリ駆動油室に供給するセカンダリコントロールバルブ（元々備えている）を用いて、アップシフト時にセカンダリ駆動油室から排出される（従来はオイルパン側に戻されていた）作動油をセカンダリバランス油室に供給することができる。その結果、例えば、上記バランス油室コントロールバルブ等の専用の構成部品を備えることなく、セカンダリバランス油室への作動油の供給／停止を適切に制御することができ、作動油の消費量を低減して、オイルポンプの負荷を低減することが可能となる。

本発明に係る無段変速機の油圧回路では、セカンダリコントロールバルブが、ダウンシフト時には、第１油路と第２油路との連通を遮断することが好ましい。

ところで、ダウンシフト時には、セカンダリバランス油室から作動油が排出されるため、作動油の供給は不要である。この場合、ダウンシフト時に、第１油路と第２油路との連通が遮断され、セカンダリ駆動油室からセカンダリバランス油室への作動油の供給が停止される。そのため、セカンダリバランス油室への作動油の供給が不要なときには、供給を停止することができ、作動油の消費量をより適切に低減することが可能となる。

また、本発明に係る無段変速機の油圧回路は、セカンダリバランス油室と連通する第３油路と接続され、パイロット圧を調圧した後のドレン油を第３油路に供給する油圧調節手段を備えることが好ましい。

このようにすれば、パイロット圧を調圧した後のドレン油が第３油路（すなわちセカンダリバランス油室）に供給される。そのため、例えば、セカンダリバランス油室から漏れがあるような場合であっても、その漏れ分を補充することが可能となる。

本発明に係る無段変速機の油圧回路では、上記油圧調節手段が、パイロット圧を調圧してセカンダリコントロールバルブに供給し、該セカンダリコントロールバルブを駆動制御するセカンダリ制御ソレノイドであることが好ましい。

この場合、セカンダリ制御ソレノイドからのドレン油を第３油路（すなわちセカンダリバランス油室）に供給することができる。そのため、例えば、セカンダリバランス油室から漏れがあるような場合であっても、その漏れ分を補充することが可能となる。

本発明によれば、専用の構成部品を要することなく、セカンダリバランス油室への作動油の供給／停止を適切に制御することができ、作動油の消費量を低減して、オイルポンプの負荷を低減することが可能となる。

実施形態に係る油圧回路が適用される無段変速機の構成を示す図である。 実施形態に係る無段変速機の油圧回路の要部の構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る無段変速機の油圧回路の構成について説明する。図１は、実施形態に係る油圧回路が適用される無段変速機１０の構成を示す図である。また、図２は、実施形態に係る無段変速機の油圧回路の要部の構成を示す図である。

無段変速機１０は、例えば、リダクションギヤ（又は前後進切換機構）及びトルクコンバータ（図示省略）を介して、エンジン（図示省略）のクランク軸に接続され、エンジンからの駆動力を変換して出力する。無段変速機１０は、トルクコンバータの出力軸と接続されるプライマリ軸（入力軸）２０と、該プライマリ軸２０と平行に配設されたセカンダリ軸（出力軸）３０とを有している。

プライマリ軸２０には、プライマリプーリ２１が設けられている。プライマリプーリ２１は、プライマリ軸２０に接合された固定プーリ２１ａと、該固定プーリ２１ａに対向して、プライマリ軸２０の軸方向に摺動自在でかつ相対回転不能に装着された可動プーリ（シーブ）２１ｂとを有し、それぞれのプーリ２１ａ，２１ｂのコーン面間隔、すなわちプーリ溝幅を変更できるように構成されている。一方、セカンダリ軸３０には、セカンダリプーリ３１が設けられている。セカンダリプーリ３１は、セカンダリ軸３０に接合された固定プーリ３１ａと、該固定プーリ３１ａに対向して、セカンダリ軸３０の軸方向に摺動自在でかつ相対回転不能に装着された可動プーリ（シーブ）３１ｂとを有し、プーリ溝幅を変更できるように構成されている。

プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ３１との間には駆動力を伝達するチェーン４０（特許請求の範囲に記載の駆動力伝達部材に相当）が掛け渡されている。プライマリプーリ２１及びセカンダリプーリ３１の溝幅を変化させて、各プーリ２１，３１に対するチェーン４０の巻き付け径の比率（プーリ比）を変化させることにより、変速比が無段階に変更される。なお、チェーン４０のプライマリプーリ２１に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ３１に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比ｉは、ｉ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される。

ここで、プライマリプーリ２１（可動プーリ２１ｂ）にはプライマリ駆動油室（油圧シリンダ室）２２が形成されている。一方、セカンダリプーリ３１（可動プーリ３１ｂ）にはセカンダリ駆動油室（油圧シリンダ室）３２が形成されている。プライマリプーリ２１、セカンダリプーリ３１それぞれの溝幅は、プライマリ駆動油室２２に導入されるプライマリ油圧と、セカンダリ駆動油室３２に導入されるセカンダリ油圧とを調節することにより設定・変更される。

より詳細には、プライマリ軸２０には円筒部とディスク部とを有するプランジャ２３が固定され、このプランジャ２３の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ２４が可動プーリ２１ｂに固定されており、プランジャ２３と可動プーリ２１ｂとの間にはプライマリ駆動油室２２が形成されている。一方、プライマリシリンダ２４の開口端部に設けられたカバー２５とプランジャ２３との間にはバランス油室２６が形成されている。

同様に、セカンダリ軸３０にはテーパー状の円筒部を有するプランジャ３３が固定され、このプランジャ３３の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ３４が可動プーリ３１ｂに固定されており、プランジャ３３と可動プーリ３１ｂとの間にはセカンダリ駆動油室３２が形成されている。一方、セカンダリシリンダ３４の開口端部に設けられたカバー３５とプランジャ３３との間にはバランス油室３６が形成されている。

プライマリ駆動油室２２に作動油を供給してその容積を大きくすると、可動プーリ２１ｂは固定プーリ２１ａ側に移動してプーリ溝幅が狭くなり、容積を小さくするとプーリ溝幅が広くなる。また、セカンダリシリンダ３４の駆動油室３２に作動油を供給してその容積を大きくすると、可動プーリ３１ｂは固定プーリ３１ａ側に移動してプーリ溝幅が狭くなり、容積を小さくするとプーリ溝幅が広くなる。

無段変速機１０が稼働しているときには、プライマリ駆動油室２２にはプライマリプーリ２１の回転によって遠心油圧が発生し、その遠心油圧は可動プーリ２１ｂにベルト４０を押し付ける方向に作用するが、この方向とは逆方向の遠心油圧がバランス油室２６に発生する。同様に、セカンダリ駆動油室３２にはセカンダリプーリ３１の回転によって遠心油圧が発生するが、この方向とは逆方向の遠心油圧がバランス油室３６に発生する。

無段変速機１０を変速させるための油圧、すなわち、上述したプライマリ油圧及びセカンダリ油圧は、コントロールバルブ機構が組み込まれたバルブボディ（図示省略）によってコントロールされる。バルブボディは、複数のスプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブ（電磁弁）を用いてバルブボディ内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプから吐出された油圧（ライン圧）を調整して、プライマリ駆動油室２２及びセカンダリ駆動油室３２に供給する。また、バルブボディは、例えば、車両の前進／後進を切替える前後進切替機構等にも油圧を供給する。

ここで、セカンダリ駆動油室３２に供給されるセカンダリ圧は、図２に示されるセカンダリコントロールバルブ５０及びセカンダリリニアソレノイド６０によって、ベルト４０に要求される伝達容量に見合った圧力に調整される。また、プライマリ駆動油室２２に供給されるプライマリ圧は、プライマリコントロール弁及びプライマリリニアソレノイド（図示省略）によって、目標変速比、車速などに応じた値に調整される。

セカンダリコントロールバルブ５０は、セカンダリ駆動油室３２と連通する第１油路７１、及び、セカンダリバランス油室３６と連通する第２油路７２と接続されている。セカンダリコントロールバルブは、その内部に、スプール５１が軸方向に摺動自在に収容している。このスプール５１の端部にはスプリング５２が配設されており、セカンダリリニアソレノイド６０により生成された制御油圧（詳細は後述する）とバネ力とのバランスに応じてスプール５１が軸方向に駆動されることにより、油路の開度調節や油路の切り換えが行われる。

より具体的には、セカンダリコントロールバルブ５０は、アップシフト時に、第１油路７１（セカンダリ駆動油室３２）と第２油路７２（セカンダリバランス油室３６）とを連通して、セカンダリ駆動油室３２から排出される作動油をセカンダリバランス油室３６に供給する。

一方、セカンダリコントロールバルブ５０は、ダウンシフト時に、オイルポンプから吐出されライン圧路７４を通して供給されるライン圧を元圧として、セカンダリ駆動油室３２に供給するセカンダリ圧（作動油）を調圧して第１油路７１に供給する。

また、セカンダリコントロールバルブ５０は、ダウンシフト時には、第１油路７１（セカンダリ駆動油室３２）と第２油路７２（セカンダリバランス油室３６）との連通を遮断して、セカンダリバランス油室３６への作動油の供給を停止する。

セカンダリリニアソレノイド６０（特許請求の範囲に記載のセカンダリ制御ソレノイドに相当）は、印加される電流値に応じてバルブを軸方向に変位させるリニアソレノイド６１を有しており、該リニアソレノイド６１に印加する電流を制御して、パイロット油路７５からの供給圧（パイロット圧）とドレンとのバランスを調節することにより、パイロット圧（制御油圧）を調圧する。調圧されたパイロット圧（制御油圧）がセカンダリコントロールバルブ５０に供給されることにより、上述したように、セカンダリコントロールバルブ５０が駆動制御される。

また、セカンダリリニアソレノイド６０は、セカンダリバランス油室３６と連通する第３油路７３と接続され、パイロット圧を調圧した後のドレン油を第３油路７３を通してセカンダリバランス油室３６に供給する。よって、調圧中はドレン油がバランス油室３６に常時供給される。

ところで、アップシフト時には、セカンダリ駆動油室３２の作動油はドレンされることからセカンダリ駆動油室３２の容積が減少し、バランス油室３６の容積が増大していく。ここで、上述したように油圧回路が構成されることにより、アップシフト時に、第１油路７１と第２油路７２とが連通されて、セカンダリ駆動油室３２から排出される作動油がセカンダリバランス油室３６に供給される。すなわち、ライン圧を調圧してセカンダリ駆動油室３２に供給するセカンダリコントロールバルブ５０を用いて、アップシフト時にセカンダリ駆動油室３２から排出される（従来はオイルパン側に戻されていた）作動油がセカンダリバランス油室３６に供給される。

ここで、セカンダリバランス油室３６への必要供給量はセカンダリバランス油室断面積（Ａ１）×セカンダリシーブ（可動プーリ）ストローク量（Ｌ）の容積で決まるが、セカンダリ駆動油室断面積（Ａ２）に対し常に「Ａ２＞Ａ１」の関係が成立することから、セカンダリプーリ３１が変速する際のドレン流量により、セカンダリバランス油室３６の必要油量が常に確保される。

一方、ダウンシフト時には、セカンダリ駆動油室３２には作動油が供給されて該セカンダリ駆動油室３２の容積が増大し、セカンダリバランス油室３６の容積が減少することになる。このときにはセカンダリバランス油室３６には作動油が充填されており、セカンダリバランス油室３６の容積も減少するので、作動油の供給は不要である。そこで、ダウンシフト時には、第１油路７１と第２油路７２との連通が遮断され、セカンダリ駆動油室３２からセカンダリバランス油室３６への作動油の供給が停止される。すなわち、セカンダリバランス油室３６への作動油の供給が不要なときには供給を停止する。

さらに、パイロット圧を調圧した後のドレン油が、第３油路７３（すなわちセカンダリバランス油室３６）に供給（調圧中は常時供給）される。そのため、例えば、セカンダリバランス油室３６から若干の漏れがあるような場合であっても、その漏れ分が補充される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、アップシフト時に、第１油路７１と第２油路７２とが連通されることにより、セカンダリ駆動油室３２から排出される作動油がセカンダリバランス油室３６に供給される。よって、ダウンシフト時にライン圧を調圧してセカンダリ駆動油室３２に供給する（元々備えている）セカンダリコントロールバルブ５０を用いて、アップシフト時にセカンダリ駆動油室３２から排出される（従来はオイルパン側に戻されていた）作動油をセカンダリバランス油室３６に供給することができる。その結果、専用の構成部品を備えることなく、セカンダリバランス油室３６の作動油の供給／停止を適切に制御することができ、作動油の消費量を低減して、オイルポンプの負荷を低減し、燃費を向上することが可能となる。

また、本実施形態によれば、ダウンシフト時に、第１油路７１と第２油路７２との連通が遮断され、セカンダリ駆動油室３２からセカンダリバランス油室３６への作動油の供給が停止される。そのため、セカンダリバランス油室３６への作動油の供給が不要なときには、供給を停止することができ、作動油の消費量をより適切に低減することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、セカンダリリニアソレノイド６０からのドレン油を第３油路７３（すなわちセカンダリバランス油室３６）に供給することができる。そのため、例えば、セカンダリバランス油室３６から若干の漏れがあるような場合であっても、その漏れ分を補充することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明をチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）に適用したが、チェーン式の無段変速機に代えて、例えば、ベルト式の無段変速機等にも適用することができる。

上記実施形態では、セカンダリリニアソレノイド６０として、スプールバルブをリニアソレノイド６１により駆動するタイプのものを用いたが、リニアソレノイドに代えて、例えば、デューティソレノイドやステッピングモータ等により駆動するタイプのものを用いてもよい。

上記実施形態では、セカンダリリニアソレノイド６０のドレン油をセカンダリバランス油室３６に供給する構成としたが、セカンダリリニアソレノイド６０に限られることなく、例えば、他のデューティソレノイド／リニアソレノイドでオイルパン側に排出するドレン分をセカンダリバランス油室３６へ導く構成としてもよい。

１０ 無段変速機
２０ プライマリ軸
２１ プライマリプーリ
２２ プライマリ駆動油室
２６ プライマリバランス油室
３０ セカンダリ軸
３１ セカンダリプーリ
３２ セカンダリ駆動油室
３６ セカンダリバランス油室
４０ チェーン
５０ セカンダリコントロールバルブ
５１ スプール
６０ セカンダリリニアソレノイド
７１ 第１油路
７２ 第２油路
７３ 第３油路
７４ ライン圧路
７５ パイロット圧路

Claims (4)

1. プライマリ軸に軸支される溝幅が可変のプライマリプーリと、セカンダリ軸に軸支される溝幅が可変のセカンダリプーリと、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に巻装された駆動力伝達部材とを備える無段変速機の油圧回路であって、
   前記セカンダリプーリに駆動油圧を加えるセカンダリ駆動油室と、
   前記セカンダリ駆動油室に発生する遠心油圧をキャンセルする遠心油圧を前記セカンダリプーリに付与するセカンダリバランス油室と、
   前記セカンダリ駆動油室と連通する第１油路、及び、前記セカンダリバランス油室と連通する第２油路と接続され、ダウンシフト時に、オイルポンプから吐出されるライン圧を元圧として、前記セカンダリ駆動油室に供給するセカンダリ圧を調圧して前記第１油路に供給し、アップシフト時に、前記第１油路と前記第２油路とを連通して、前記セカンダリ駆動油室から排出される作動油を前記セカンダリバランス油室に供給するセカンダリコントロールバルブと、を備えることを特徴とする無段変速機の油圧回路。
2. 前記セカンダリコントロールバルブは、ダウンシフト時には、前記第１油路と前記第２油路との連通を遮断することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の油圧回路。
3. 前記セカンダリバランス油室と連通する第３油路と接続され、パイロット圧を調圧した後のドレン油を前記第３油路に供給する油圧調節手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機の油圧回路。
4. 前記油圧調節手段は、パイロット圧を調圧して前記セカンダリコントロールバルブに供給し、該セカンダリコントロールバルブを駆動制御するセカンダリ制御ソレノイドであることを特徴とする請求項３に記載の無段変速機の油圧回路。
   

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