JP2541815B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用のベルト式無断変速機の変速制御装
置に関し、詳しくは、キックダウン時と減速時の変速速
度可変制御に関する。

【従来の技術】

一般に無断変速機の変速制御装置は、油圧制御系のバ
ルブにより例えばプライマリシリンダにライン圧を供給
してプライマリ圧を高くすることによりアップシフト
し、逆にプライマリシリンダをドレンしてプライマリ圧
を低下することでダウンシフトする構成である。従っ
て、プライマリシリンダの給排油の流量を変化すること
で、変先速度も変わることになり、このため給排油によ
る変速方向と流量による変速速度を共に制御するように
なっている。 ここで、ダウンシフトに関して述べると、一般にはブ
レーキングにより減速してダウンシフトすることが多
く、この場合はダウンシフトスピードを速くして低速段
への戻りを促すと共にライン圧の上昇を迅速化し、再加
速時のベルトスリップを防ぐ必要がある。このため、例
えばバルブのドレン側は上述の要求に一致するように設
定されている。一方、ダウンシフトに関しては上述の他
にアクセル踏込みのキックダウンがあり、このキックダ
ウン時にも上述と同様に変速速度が速いと、応対性は良
いがキックダウンショックが強くなってフィーリングを
損うことが考えられる。このことから、減速時はダウン
シフトスピードを速くし、キックダウン時はそれを遅く
するように可変制御することが望まれる。 従来、無断変速機の変速制御装置に関しては、例えば
特開昭59−159456号公報の先行技術がある。ここで、電
磁弁を備えたシフト切換弁装置とシフト速度制御弁装置
を設け、シフト方向と速度を各別に制御することが示さ
れている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記先行技術のものにあっては、独立した
バルブ構成であるから、バルブ個数が増えて複雑化す
る。また、アップシフトまたはダウンシフトの過程で変
速速度を可変制御することを前提としているので、キッ
クダウンのような操作時の変速速度制御には対処してい
ない。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、減
速時とキックダウン時のダウンシフトスピードを最適に
制御するようにした無断変速機の変速制御装置を提供す
ることを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、プライマリシリ
ンダに変速比制御弁により給排油してアップシフトまた
はダウンシフトし、変速比制御弁のスプール溝形状によ
り変速速度制御する構成において、変速比制御弁のドレ
ン回路にアクセル開度に応じた排油量可変機構を設ける
ように構成されている。

【作用】

上記構成に基づき、プライマリシリンダが変速比制御
弁により排油してダウンシフトする場合において、その
排油量と共にダウンシフトスピードが排油量可変機構に
よりアクセル開度に応じて可変制御される。即ち、アク
セル開度の小さい減速時には排油量が多いことでダウン
シフトスピードが速いが、アクセル開度の大きいキック
ダウン時には排油量が絞られてダウンシフトスピードが
上述に比べて遅い最適なものになる。 こうして本発明では、ダウンシフトの変速を行う場合
の特にキックダウン時には、最適な変速速度により応答
性とフィーリングを共に向上することが可能となる。

【実 施 例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図において、フロントエンジン・フロントドライ
ブ（FF）ベースの横置きトランスアクスル型で電磁粉式
クラッチにベルト式無段変速機を組合わせたものについ
て説明する。 符号１は電磁粉式クラッチ、２は前後進切換装置、３
は無段変速機、４はフロントデフ装置である。そしてク
ラッチハウジング６の一方に電磁粉式クラッチ１が収容
され、そのクラッチハウジング６の他方と、そこに接合
されるメインケース7,更にメインケース７のクラッチハ
ウジング６と反対側に接合されるサイドケース８の内部
に、前後進切換装置2,無段変速機3,フロントデフ装置４
が収容される。 電磁粉式クラッチ１は、エンジンからのクランク軸10
にドライブプレート11を介して一体係合するリング状の
ドライブメンバ12,変速機入力軸13に同時に回転方向に
一体的にスプライン結合するディスク状のドリブンメン
バ14を有する。そしてドリブンメンバ14の外周部側にコ
イル15が内蔵されて、両メンバ12,14の間に円周に沿い
ギャップ16が形成され、このギャップ16は電磁粉を有す
る。またコイル15を具備するドリブンメンバ14のハブ部
のスリップリング18には、給電用ブラシ19が摺接し、ス
リップリング18から更にドリブンメンバ14内部を通りコ
イル15に接続されてクラッチ電流回路が構成されてい
る。 こうして、コイル15にクラッチ電流を流すと、ギャッ
プ16を介してドライブおよびドリブンメンバ12,14の間
に生じる磁力線により、そのギャップ16に電磁粉が鎖状
に結合して集積し、これによる結合力でドライブメンバ
12に対しドリブンメンバ14が滑りながら一体結合して、
クラッチ接続状態になる。一方、クラッチ電流をカット
すると、電磁粉によるドライブおよびドリブンメンバ1
2,14の結合力が消失してクラッチ切断状態になる。そし
てこの場合のクラッチ電流の制御を、前後進切換装置２
の操作に連動して行うようにすれば、Ｐ（パーキング）
またはＮ（ニュートラル）レンジから前進のＤ（ドライ
ブ）,Ds（スポーティドライブ）または後退のＲ（リバ
ース）レンジへの切換え時に自動的にクラッチ１が接断
して、クラッチペダル操作が不要になる。 次いで前後進切換装置２は、上記クラッチ１からの入
力軸13と、これに同軸上に配置されたプライマリ軸20と
の間に設けられる。即ち、入力軸13に前進被係合側を兼
ねた後進用ドライブギヤ21が形成され、プライマリ軸20
には後進用被係合側のギヤ22が回転自在に嵌合してあ
り、これらのギヤ21,22が、軸23で支持されたカウンタ
ギヤ24,軸25で支持されたアイドラギヤ26を介して噛合
い構成される。そしてプライマリ軸20とギヤ21および22
との間に、切換機構27が設けられる。ここで常時噛合っ
ている上記ギヤ21,24,26,22は、クラッチ１のコイル15
を有するドリブンメンバ14に連結しており、クラッチ切
断時のこの部分の慣性マスが比較的大きい点に対応して
切換機構27は、プライマリ軸20のハブ28にスプライン嵌
合するスリーブ29が、シンクロ機構30,31を介して各ギ
ヤ21,22に噛合い結合するように構成されている。 これによりＰまたはＮレンジの中立位置では、切換機
構27のスリーブ29がハブ28とのみ嵌合して、プライマリ
軸20が入力軸13から切離される。次いでスリーブ29を、
シンクロ機構30を介してギヤ21側に噛合わすと、入力軸
13に対しプライマリ軸20が直結してＤまたはD_Sレンジの
前進状態になる。一方、スリーブ29を、逆にシンクロ機
構31を介してギヤ22側に噛合わせると、入力軸13はギヤ
21,24,26,22を介してプライマリ軸20に連結され、エン
ジン動力が減速逆転してＲレンジの後進状態になる。 無段変速機３は、上記プライマリ軸20に対しセカンダ
リ軸35が水平配置され、これらの両軸20,35にそれぞれ
プライマリプーリ36,セカンダリプーリ37が設けられ、
かつ両プーリ36,37の間にエンドレスの駆動ベルト34が
掛け渡してある。プーリ36,37はいずれも２分割に構成
され、一方の固定プーリ36a,37aに対し、他方の可動プ
ーリ36b,37bがプーリ間隔を可変にすべく移動可能にさ
れ、可動プーリ36b,37bには、それ自体ピストンを兼ね
た油圧サーボ装置38,39が付設され、更にセカンダリプ
ーリ37の可動プーリ37bには、プーリ間隔を狭くする方
向にスプリング40が付勢されている。 また油圧制御系として、作動源のオイルポンプ41がプ
ライマリプーリ36の隣りに設置される。このオイルポン
プ41は、高圧用のギヤポンプであり、ポンプ駆動軸42
が、プライマリプーリ36,プライマリ軸20および入力軸1
3の内部を貫通してクランク軸10に直結し、エンジン運
転中、常に油圧を生じるようになっている。そしてこの
オイルポンプ41の油圧を制御して、各油圧サーボ装置3
8,39に給排油し、プライマプーリ36とセカンダリプーリ
37のプーリ間隔を逆の関係に変化して、駆動ベルト34の
プーリ36,37におけるプーリ比を無段階に変換し、無段
変速した動力をセカンダリ軸35に出力する。 フロントデフ装置４は、上記無段変速機３の高速段側
最小プーリ比が、例えば0.5と非常に小さく、このため
セカンダリ軸35の回転数が大きい点に鑑み、セカンダリ
軸35に対し１組の中間減速ギヤ43を介して出力軸44が連
結される。そしてこの出力軸44のドライブギヤ45に、フ
ァイナルギヤ46が噛合い、ファイナルギヤ46から差動機
構47を介して左右の前輪の車軸48,49に伝動構成され
る。 第２図において無段変速機３の油圧制御系について説
明すると、プライマリ油圧サーボ装置38において、プラ
イマリ軸20と一体的なシリンダ38aに可動プーリ36bが嵌
合し、シリンダ38a内にライン圧が導入される。またセ
カンダリ油圧サーボ装置39においても、セカンダリ軸35
と一体的なシリンダ39aに可動プーリ37bが嵌合し、シリ
ンダ39a内にライン圧が導入される。ここで可動プーリ3
7bに比べて可動プーリ36bの方が、ライン圧の受圧面積
が大きくなっている。 そして油溜70からオイルポンプ41により汲み上げられ
たオイルは、油路71を介してライン圧調整弁80に導か
れ、油路71から分岐するライン圧の油路72が、セカンダ
リシリンダ39aに常にライン圧を導入すべく連通する。
油路71は、更に変速比制御弁90に連通し、この変速比制
御弁90とプライマシリンダ38aとの間にライン圧を給排
油する油路73が連通し、ライン圧調整弁80,変速比制御
弁90のドレン油路74,75が油溜側に連通する。またプラ
イマリシリンダ38aと個所には、クラッチ係合後の変速
制御において、エンジン回転数に応じたピトー圧の制御
信号圧を取出す回転数センサ76が設置され、この回転数
センサ76からのピトー圧が、油路77を介してライン圧調
整弁80,変速比制御弁90に導かれる。 更に、エンジン回転数の低い状態を含む広範囲で変速
制御を行うＤレンジに対し、エンジン回転数の高い範囲
に限定して変速制御を行い、アクセル開放の場合にエン
ジンブレーキを作用するD_Sレンジを得る油圧系として、
ライン圧調整弁80からのドレン油路74にリリーフ弁78が
設けられ、このリリーフ弁78の上流側から分岐する潤滑
油圧回路の油路79が、セレクト位置検出弁110に連通
し、油路79から更に分岐する油路88が、変速比制御弁90
のエンジンブレーキ用アクチュエータ120に連通してい
る。 ライン圧調整弁80は、弁本体81,スプール82,スプール
82の一方のブッシュ83との間に付勢されるスプリング84
を有し、プライマリ可動プーリ36bに係合して実際の変
速比を検出するとセンサシュー85が、潤滑通路を兼ねた
軸管86で移動可能に支持されてブッシュ83に連決する。
弁本体81において、スプール82のスプリング84と反対側
のポート81aには油路77のピトー圧が、ポート81bには油
路71のポンプ油圧が導かれる。またポート81cには、油
路71と変速比制御弁90への油路87が連通している。この
ポート81cのスプリング84側のポート81f,およびポート8
1aと81bの間に設けられてポンプ油圧の漏れがピトー圧
に影響するのを防ぐポート81eが設けられており、漏れ
た油はドレンされ油溜70に導かれる。また、スプール82
のランド82aのチャンファ部でポート81cと81dを連通し
て調圧するようになっている。 即ち、スプール82にはピトー圧およびポンプ油圧が、
ドレンポート81dを開く方向に作用し、これに対しセン
サシュー85による変速比に応じたスプリング84の荷重
が、ドレンポート81dを閉じる方向に作用する。これに
より、例えば変速比の大きい低速段ではポート81cにベ
ルトのスリップを避けるために高いライン圧を生じ、可
動プーリ36bが図示右側に動くことにより、変速比が小
さい高速段に移行するのに従ってセンサシュー85が図示
右側に動き、スプリング84の荷重の低下によりライン圧
を低下すべく制御し、こうして常にベルトスリップを生
じないプーリ押付力を保持する。 変速比制御弁90は、弁本体91,スプール92,スプール92
の一方の操作プランジャ93との間に付勢されるスプリン
グ94を有し、弁本体91におけるスプール92のスプリング
94と反対側の端部のポート91aに油路77のピトー圧が導
かれる。また中間のポート91bに油路73が、そのスプリ
ング側ポート91cに油路87が、反対側ポート91dにドレン
油路75が連通し、スプール92の溝部92aが、ポート91bと
91cまたは91dを連通してライン圧を、プライマリシリン
ダ38aに給排油するようになっている。スプール92の内
部からスプリング94側にモジュレータプランジャ95が突
出して移動可能に挿入され、このモジュレータプランジ
ャ95の突出部先端のリテーナ96と操作プランジャ93との
間に、調整スプリング97が設置され、モジュレータプラ
ンジャ95とスプール92との間に、モジュレータスプリン
グ98が付勢される。そしてライン圧ポート91cが、スプ
ール92の小孔99を介してスプール92内部に連通し、ライ
ン圧をスプール92とモジュレータプランジャ95に作用し
て、ライン圧によりスプール92に対するモジュレータプ
ランジャ95の突出量、即ち調整スプリング97の荷重を変
化するようになっている。 更に、操作プランジャ93は、アクセル開度に応じてリ
フト作用するカム100からのロッド101と分離して弱いス
プリング102を介して連結し、ロッド101と同じストロー
ク移動すべくストッパ103を有する。そしてプランジャ9
3内部が、切欠き104,ポート93a,オリフィス105,油路106
を介してポート91aに連通し、スプリング102の荷重を調
整するスプリング107が、スプール92の端部で弁本体91
との間に付勢される。 こうしてスプール92には、ピトー圧が、ポート91bと9
1cの連通でライン圧をプライマリシリンダ38aに導入し
てアップシフトする方向に作用し、一方、アクセル開度
に応じたスプリング94とライン圧で調整されるスプリン
グ97の荷重が、ポート91bと91dの連通でプライマリシリ
ンダ38aをドレンしてシフトダウンする方向に作用し、
両者の平衡関係で変速比を定める。ここで、変速開始前
のライン圧が最大の場合はモジュレータプランジャ95が
最も引込んでスプリング97の荷重を零にし、このことか
ら、スプリング97が無い状態で平衡して変速開始点を定
め、この変速開始点以降は、ライン圧の低下に基づいて
スプリング97の荷重を増し、変速比の小さい高速段へシ
フトされるのに従ってエンジン回転数を上昇する。更
に、上述の関係で平衡するピトー圧は、油路106等によ
り操作プランジャ93に作用し、このプランジャ93が受け
る上記ピトー圧による力を相殺する。 なお、スプール92の溝部92aは所定の形状に面取りさ
れており、給排油の流量と共に変速速度を変化する構成
になっている。 セレクト位置検出弁110は、弁本体111にドレン孔112
を有する弁体113が挿入され、弁本体113にはセレクト操
作に応じて回動するカム115が当接してある。ここでカ
ム115において、D,N,Rのレンジ位置は凸部115aであり、
両端のP,D_Sのレンジ位置は凹部115bになっており、上記
D,N,Rの各レンジでドレン孔112を閉じて操作油圧を生じ
る。また油路79における油路88の分岐部上流側には、オ
リフィス116が設けられて、P,D_Sレンジでドレン孔112が
開く際の油路74の油圧の低下を防ぐようになっている。 エンジンブレーキ用アクチュエータ120は、シリンダ1
21にピストン122が挿入され、このピストン122の一方に
リターン用スプリング123が付勢され、その他方のピス
トン室124に油路88の操作油圧が導かれる。またピスト
ン122の先端のレバー125が、変速比制御弁90のロッド10
1のピン126と係合可能になっており、P,D_Sレンジで操作
油圧が無い場合にピストン122,レバー125によりロッド1
01を強制的に所定のストローク押込み、変速領域をエン
ジン回転数の高い側に制限する。これによりD_Sレンジで
アクセル開放の場合は、ダウンシフトしてエンジンブレ
ーキが効くようになる。 更に、D_Sレンジの特性を補正するため、変速比に応じ
て変化するセンサシュー85とアクチュエータ120のピス
トン先端のレバー125との間に、中間をピン127で支持し
た天秤式の補正レバー128が設けられる。この補正レバ
ー128は、アクチュエータ120の押込み動作の場合にのみ
そのピストンレバー125に一端が係合し、この状態で変
速比の大きい低速段側にシフトしてセンサシュー85が所
定の変速比の位置に達した場合に、そのセンサシュー85
にレバー128の他端が係合する。そしてこれ以降は、変
速比が大きくなるに従ってアクチュエータ120のピスト
ン122を引き戻し、変速比最大においてピストン122を、
略元の待機位置まで戻すようになっている。 上記油圧制御系において、変速比制御弁90のドレン油
路75には、変速比最大時プライマリシリンダ38aが油路7
5と連通状態においてエアの侵入を防き所定の予圧を与
えるためのチェック弁108が設けてあり、このチェック
弁108の上，下流いずれの個所に排油量可変機構として
可変オリフィス130が設けられる。 第３図（ａ）ないし（ｄ）において、可変オリフィス
130の具体的構成について述べる。 先ず、上述の弁が収容されているバルブボデー60はセ
パレートプレート61により閉塞されており、チェック弁
108の取付部のポート62から油路75が油溜70側に配管さ
れる。そこで、かかるチェック弁取付部に可変オリフィ
ス130の回転式絞り弁131が取付けられるのであり、この
絞り弁131はシリンダ形状でバルブボデー60とプレート6
1による室63の内部に回転自在に挿入され、頭部がバル
ブボデー60の外に突出する。また、絞り弁131の周上に
は一部切欠き132が形成され、内部の孔133とプレート61
との間にチェック弁108のボール108aおよびスプリング1
08bが収容設置される。そして絞り弁131が回転して、切
欠き132により第３図（ｃ）のようにポート62を開くこ
とで排油量を多くし、第３図（ｄ）のようにポート62を
閉じると、絞り弁131とプレート61との隙間ｄに応じた
開度にして排油量を少なくするようになっている。 一方、アクセル開度に応じて動作するため、変速比制
御弁90のシフトカム100にロッド134が取付けられ、この
ロッド134がレバー135を介して絞り弁131に連結する。
ここで、アクセル全閉時にはシフトカム100によりロッ
ド134を引いて、レバー135により絞り弁131を第３図
（ｃ）のように開動作し、所定のアクセル開度以上では
シフトカム100の回転によりロッド134を押して、レバー
135により絞り弁131を第３図（ｄ）のように閉動作する
ように設定されている。 次いで、このように構成された変速制御装置の作用に
ついて説明する。 先ず、車両停止または走り始めの変速開始前には、ラ
イン圧調整弁80で調節されたライン圧が油路72によりセ
カンダリシリンダ39aにのみ導入しており、プライマリ
シリンダ38aは変速比制御弁90によりドレン油路75に連
通している。そのため無段変速機３では、駆動ベルト34
のプライマプーリ36に対してセカンダリプーリ37の巻付
け径が最も大きく、最大変速比i_Lの低速段となる。 このとき、アクセル全開の車両停止時には、シフトカ
ム100により可変オリフィス130の絞り弁131は第３図
（ｃ）のようにポート62を開いており、これによりプラ
イマリシリンダ38aのドレンを促す。 次いで、走行後に回転数センサ76のピトー圧が上昇し
て変速比制御弁90のスプール92を移動し、油路87のライ
ン圧が油路73を介してプライマリシリンダ38aに供給さ
れると、プリフィル作用で直ちにプライマリ圧を生じて
アップシフトを開始する。そしてプライマリ圧の上昇に
より、駆動ベルト34のプライマリプーリ36に対する巻付
け径が増し、最終的には第４図のように最小変速比i_Hの
高速段に無段変速する。 ここで、第４図のラインl₁で変速中にアクセルを全開
にすると、直ちに変速比制御弁90により最小変速比i_Hに
アップシフトし、ブレーキングにより減速すると最低変
速ラインl_Aに沿いダウンシフトする。このとき、アクセ
ル全開時のシフトカム100に連動して可変オリフィス130
の口径は大きくなるため、変速比制御弁90によりプライ
マリシリンダ38aがドレンしてダウンシフトを開始する
際の排油量が多くなり、これにより車速の低下に追従
し、速いスピードでダウンシフトすることになる。 一方、第４図の点P₁でアクセル踏込みによりキックダ
ウン操作すると、変速比制御弁90はシフトカム100の押
込みによりスプール92が急激にドレン側に移動し、プラ
イマリシリンダ38aをドレンしてダウンシフトし、エン
ジン回転数の上昇をを促す。このとき、シフトカム100
に連動して可変オリフィス130は第３図（ｄ）のように
口径を小さく変化することから、変速比制御弁90のドレ
ン作用にかかわらずプライマリシリンダ38aの排油量が
制限され、このためラインl₂のように遅いスピードでダ
ウンシフトする。そして、点P₂でこの場合のアクセル開
度のラインl₃に達して、ピトー圧とスプリング力とがバ
ランスした以降は変速比制御弁90によりアップシフトす
るのである。 第５図において、本発明の他の実施例について述べる
と、スライド式絞り弁131′が細孔136を有してバルブボ
デー60のポート62に取付けられ、この絞り弁131′がシ
フトカム100側に延びてリターンスプリング139が付勢さ
れる。また、カム軸137にはカム138が設けられ、アクセ
ル開度大の場合はカム138により絞り弁131′を移動して
ポート62を閉じ、細孔136に応じた小さい口径にする構
成である。 なお、第２図において一点鎖線で示すように可変オリ
フィス130に対し、固定オリフィス140を並列に設けても
良い。排油量可変機構は、可変オリフィスに限定される
ものではなく、口径の異なる回路を切換えても良い。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、無段変速機
の変速制御において、アクセル全開の減速時のダウンシ
フトスピードは速く設定されるので、低速段への戻りが
良く、再加速のベルトスリップを防止し得る。 アクセル開度の大きいキックダウン時のダウンシフト
スピードは上述に比べて遅いので、滑らかにダウンシフ
トしてショックが低減し、フィーリングが良くなる。 上記変速比制御は変速比制御弁のドレン側の排油量可
変機構で行うので、構造が簡単で各ダウンシフトスピー
ドを最適に設定でき、コースティング時等に対し影響を
与えない。 第３図の実施例は、バルブボデーの有効利用が図ら
れ、部品点数が少なく、組付性も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無段変速機の一例を示す断面図、 第２図は変速制御装置の実施例を示す油圧回路図、 第３図（ａ），（ｂ）は排油量可変機構の平面図と一部
断面した側面図、（ｃ），（ｄ）は可変状態を示す図、 第４図は変速特性図、 第５図（ａ）は他の実施例の平面図，（ｂ）は同側面図
である。 62……ドレンポート、75……ドレン油路、90……変速比
制御弁、100……シフトカム、130……可変オリフィス、
131……絞り弁、132……切欠き、134……ロッド、135…
…レバー

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プライマリシリンダに変速比制御弁により
   給排油してアップシフトまたはダウンシフトし、変速比
   制御弁のスプール溝形状により変速速度制御する構成に
   おいて、 変速比制御弁のドレン回路にアクセル開度に応じた排油
   量可変機構を設けることを特徴とする無断変速機の変速
   制御装置。
2. 【請求項２】上記排油量可変機構は、ドレン回路中にド
   レンポート開度を変化する回転または移動式の可変絞り
   弁を有し、 可変絞り弁を変速比制御弁のシフトカム側に連動構成し
   て、アクセル開度小の場合は排油量を多くし、アクセル
   開度大の場合は排油量を少なく制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の無断変速機の変速制御装
   置