JP2557269B2 - 変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路 - Google Patents

変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路

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JP2557269B2 JP1509464A JP50946489A JP2557269B2 JP 2557269 B2 JP2557269 B2 JP 2557269B2 JP 1509464 A JP1509464 A JP 1509464A JP 50946489 A JP50946489 A JP 50946489A JP 2557269 B2 JP2557269 B2 JP 2557269B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はCVT、すなわち、変速比連続可変型変速器に
使用される油圧制御回路に関する。特に本発明は自動車
用CVTに関し、更に、公知のトロイダル・レース転動ト
ラクション型のCVTに関する。この形式の油圧制御型変
速器は当該技術分野で周知であり、特許明細書GB−C−
2023753、EP−B−0078125、US−A−4662248に記載さ
れている。
背景技術 全ての高効率自動車用CVTの制御機構は、過酷な使用
や過荷重に対して変速器を保護するように構成しなけれ
ばならない。トロイダル・レース型のCVTの場合、過酷
な使用状態や過荷重の典型的なものとして、変速比を変
更するためにローラーが移動する通常の角度運動スパン
を超えてローラーが移動しようとし、そのために変速比
変更ユニットであるバリエータの入力ディスク及び出力
ディスク上の部分トロイダル形レースの縁部を外れると
いうことがある。駆動系の主要な機能がエンジンから車
輪へ動力を伝達することである場合、CVTでは、過酷な
使用や過荷重によりその機能が阻害される。そのような
過荷重の典型的な例として車輪に無理な要求が加わった
場合があり、このような状態は緊急停止時などにおいて
車両のブレーキで生じることがある。又、ホイール・ス
ピンの際にトラクションが失われたり、回復したりする
場合などにおいて、車輪と地面との間の接触面でそのよ
うな無理な要求が生じる。
従来技術において、そのようなCVTに油圧式エンド・
ストップ機構を組み込むことは周知である。該機構は、
ローラー取付部がその角度的許容運動範囲の限界に近付
いた時に、それらが更に角度的に運動することを防止す
るように作用する。そのような機構は冒頭の段落で引用
した3件の従来特許明細書に盛り込まれている。ところ
が、一般的な従来の技術や、特に、上述の3件の明細書
では、以下に概略を述べるような一連の段階を経てエン
ド・ストップ効果を発生させる構成が一般的である。ま
ず、油圧ラム・ピストンはローラー・キャリッジに連結
して該ピストンにより角度的に移動させられるようにな
っており、そのピストンが通常の運動範囲の一方の極限
を行き過ぎる。次に、この行き過ぎることにより、CVT
の作動回路内のいずれかにおいて油圧が生じる。次に、
CVT内の弁型構成要素が運動させられる。これらの構成
要素は、EP−B−0078125、US−A−4662248、GB−C−
2023753に記載の実施例では、それぞれ、弁22、23のス
プール及びスプール161である。次に、それらの移動部
分が、ピストンに直接係合するか(スプール161の場
合)、又は、ラム・シリンダーの室内の圧力を上昇させ
(弁22、23の場合)、ピストンがそれ以上運動すること
を抑制する。この方法は、実際にはかなり効果的である
ことが分かっているが、過荷重や過酷条件の下で生じる
可能性のあるローラー角度や回路圧力の急激な変化に対
する所要の応答性を考えた場合、必然的に、充分な程度
にまでは直接的かつ瞬間的なものとはならない。
発明の開示 本発明の課題は、上述の過酷な使用状態や過荷重状態
においてピストンが移動し過ぎることに対抗するため
に、ラム・シリンダー内の油圧をより高速かつ直接的に
変化させ得るようにすることにある。本発明の別の課題
は、変速器のバリエータと最終出力部との間の機械的連
結構造における安全連結部のように作動できるクラッチ
やその他の機構を含むCVTにおいて、高いラム室圧力を
使用してそのようなクラッチの接続の程度を調節するた
めの装置を提供することにある。トロイダル・レース転
動トラクション型の油圧作動式CVTにおいて、本発明の
別の課題は、ラム・シリンダー圧力が僅かに増加した場
合でも、バリエータにエンド荷重を及ぼす油圧機構の圧
力がそれに対応して増加するようにし、それにより、入
力ディスクとローラーとの間及びローラーと出力ディス
クとの間の連続的トラクションを維持するようにするこ
とにある。
本発明は請求の範囲で定義した通りであり、その内容
は本件明細書の開示内容から明らかであり、又、本発明
の実施例を以下に図面を参照して説明する。
図面の簡単な説明 図は、トロイダル・レース転動トラクション型のCVT
に使用される油圧回路と、変速器の機械的構成要素の一
部とを示す略図である。
発明を実施するための最良の形態 2段型変速比連続可変式変速器であって、従来周知の
車両用トロイダル・レース転動トラクション型のもの
は、例えば、特許明細書GB−C−2023753及びGB−A−1
078791に詳細に記載されており、そのような変速器は、
姿勢可変型の変速比変更構成要素であるバリエータを含
み、該バリエータは、2個の入力ディスク1、2と、そ
れらとともに回転する入力軸3と、それを駆動する主駆
動装置4とを備えている。ディスク2は軸3に固定さ
れ、ディスク1は軸にスプライン嵌合されて軸方向に所
定の範囲内で相対的に移動できるようになっている。2
面型出力ディスク5がディスク1、2の間に配置され、
1組のローラー(1個のローラー6のみ図示)が、ディ
スク1、5に形成した部分トロイダル形レース7、8の
間に転がり接触状態で配置されている。別の組のローラ
ー(1個のローラー9のみ図示)が、ディスク5の反対
側の面とディスク2との間にそれぞれ形成した部分トロ
イダル型レース10、11の間に同様の転がり接触状態で配
置されている。従来周知の手段(GB−C−2023753及びG
B−A−1078791では基本的には機械的な手段、US−A−
4662248などのその他の数多くの従来刊行物のものでは
主に油圧式手段)により、2組のローラー6、9は、そ
れらのローラーが常に、共通の第1半径において入力デ
ィスク1、2の2個のレース7、10と接触し、又、共通
の第2半径において出力ディスク5の2個のレース8、
11と接触するように制御される。矢印12で示す方向に両
組のローラーを従来周知の方法で傾けて、入力ディスク
及び出力ディスクに対するそれらの接触半径を変更する
ことにより、出力ディスクと入力ディスクの角速度の比
が変化する。ディスク1は、バリエータの入力部材とし
ての機能の外に、筒状ハウジング13内を軸方向に移動で
きるピストンを構成しており、室14は、通路15を介して
流体圧力源に連通しており、該圧力源はディスク1の左
面に作用して、駆動力伝達のために必要な接触力をロー
ラー6、9及びディスク1、2、5の間に発生させる。
ベル形出力部材20がディスク5を遊星歯車機構の構成
要素に連結している。該遊星歯車機構は全体が符号21で
示されており、図示の実施例では、相互に連結する2個
の遊星歯車組22、23を備えている。この機構の出力軸24
は変速器全体としての最終出力部を構成しており、部材
20の外に、バリエータの入力軸3も機構21の別の入力部
を形成している。機構21はさらにクラッチ25、26で形成
される2個の接続自在な構成要素を含んでおり、クラッ
チ25は必要な場合に、遊星歯車組22の一つの構成要素
(プラネット)をロック状態にするとともに、クラッチ
26は必要な場合に軸24を出力部材20の延長部に直接連結
する。これらの詳細な形状は米国特許第4628766号明細
書に記載されている。低速段として知られている変速器
の一方の動作のときクラッチ25が接続され他方26が遮断
される。高速段として知られている変速器の他方の動作
のときクラッチ26が接続されクラッチ25が離れる。低速
段の動作は、ローラーをその角度運動の範囲の一方の極
限から他方の極限まで傾けることによって行われる。そ
の傾斜によって、主駆動部4が一定の速度で回転してい
る間に出力部材24が速度を連続的に変える。最初そのロ
ーラーの傾斜の一方の極限では一方の回転方向に最大速
度で回転していることになる。ローラーが傾くにつれて
その速度はゼロにまで低下し、さらに傾斜方向が逆にな
って軸24が前とは逆方向に前進方向に回転して加速さ
れ、ローラーがその運動範囲の他方の限界に到達するま
で低速段前進を継続する。この他方の限界に到達した時
点でクラッチ25、26の接続状態を逆にする。機構21のギ
ヤ比は、「同期変化」として従来しられている変化によ
って瞬間的な不自然な変化が全く生じないように変化す
る。高速段においてはローラー6、9が反対側の最初の
運動限界まで戻るように傾けられるにつれて出力軸24は
その回転速度を高め、限界位置で最高速度となる。
図面の挿入部分から明らかなように、複数のローラー
6、9の内の第1のローラーは空洞部33に取り付けた軸
30に取り付けてある。空洞部33は、複動式ピストン35の
軸34に設けられ、該ピストン35に形成した両方のピスト
ン・ヘッド36、37は同軸円筒状キャップ38、39内の油圧
荷重を受けて摺動するようになっており、又、軸34を中
心にして自由に回転できる。同じピストンを片側頭部式
にし、該片側頭部の両面を流体に露出させることも可能
である。油圧流体用の入口44、45と出口52、53がキャッ
プ38、39のそれぞれ端壁及び側壁に形成されている。従
来周知の(例えばUS−A−4524641)図示されていない
手段により、その他の複数のローラーの対応する複数の
油圧シリンダー内の圧力がキャップ38、39内の圧力に対
応し、それにより、全てのローラーが同じ姿勢をとるよ
うになっている。従来周知の如く(例えばGB−A−9790
62に詳細に説明されているように)、そのようなキャッ
プ内に第1のローラーを取り付けてキャップの軸を並
べ、それらが、レース7、8、10、11により形成される
仮想トーラス(円環体)の中心円に対して概ね接線方向
にあり、かつ、従来「キャンバー」又は「キャスター」
角度として知られている僅かな傾斜角をつけることによ
り、ピストン35に及ぼされる軸方向力を適当に調整する
ことにより、ピストンが種々の軸方向位置を占めるよう
になり、具体的には、ディスク1、2、5に対して第1
のローラーをあらゆる所望の角度的設定状態に設定で
き、それに伴ってその他のローラー6、9も同様に設定
できるような軸方向位置をピストンが占めるようにでき
る。
本発明によると、そのような変速器に使用する油圧制
御回路は油ポンプ40を備えており、該ポンプ40は油圧流
体を油溜め41から均等な流量で左右の上流側流路42、43
へ送り出す。これらの流路により流体は、図面の挿入部
に示す如く、ピストン35を収容した2個のシリンダー3
8、39の入口44、45にそれぞれ送られる。流路42、43の
相互接続部48は逆止弁49、50と通路15とを介して変速器
のエンド荷重機構、すなわち室14に連通しており、それ
により、室14には、流路42、43内の2つの圧力の内の高
い方に等しい圧力で流体が常に供給される。
キャップ38、39の出口52、53は左右の下流側流路54、
55を介して2個の電磁油圧制御弁56、57の入口に接続し
ている。弁56、57もフィードバック圧力で調節される。
該圧力は、室14に供給される油圧と同じ圧力を示してお
り、流路58から供給される。左右の流路54、55の間の相
互接続部60は逆止弁61、62と接続部68、切り替え装置63
ならびに流路74、75をそれぞれ介して、クラッチ25、26
の作動機構に連通している。装置63の設定状態に応じ
て、CVTが「ニュートラル」又は「パーキング」モード
にある時、作動流体はクラッチ25、26のいずれにも供給
されない。CVTがドライブ・モードになると、流路54、5
5内の高い方の圧力で作動流体がクラッチ25、26の一方
に供給され、それにより、対応するクラッチが低速段又
は高速段のいずれかの状態で接続する。制御弁56、57の
出口よりも下流において、左右の流路は部分64において
一体化しており、それよりも下流側において、接続部65
が低圧かつ高流量の流体をクラッチ25、26に導いてそれ
らを満たし、又、接続部66は変速器の一般的な潤滑のた
めに流体を各部に供給し、オンワード流路67は、部分66
において潤滑流体の定量供給を確実に行うための低圧吹
き出し弁72から油溜め41へ流体を戻す。装置63は、回路
の中央電子制御機構69により制御されている。典型的な
例では、制御機構69は、車両の運転者からの情報(例え
ば、アクセル・ペダルの位置、前進・中立・後進の選択
など)と、速度センサー(図示せず)からの情報を受け
取って、変速段の変更を行う時期を決定するように作動
する。ペダル位置と速度情報に基づいて制御弁56、57が
制御され、前進・中立・後進指令と速度情報とに基づい
て、機構69は制御装置63を制御してクラッチ25、26の接
続又は遮断を行う。制御装置63は機構69からの指令で動
作する通常の3方向切換弁で、流路68を、第1の位置で
はクラッチ25に連結し、第2の位置ではクラッチ26に連
結し、第3の位置では双方のクラッチから切り離す。ラ
ム35へ供給できる最大圧力は圧力逃し弁70により制限さ
れ、実際には、回路内のあらゆる位置における許容最大
圧力が制限される。圧力逃し弁71は流路68に存在できる
圧力を制限し、後述する理由により、弁70よりも低い圧
力で開放するように設定される。
変速器の通常の動作状態では、ピストン35に及ぼされ
た力及び(従って)ピストン35が支持するローラーの角
度的設定状態と、それによるその他のローラーの角度的
設定状態は、機構69から弁56、57へ与えられる信号で決
定され、弁56、57はそれに応答して回路の左半部及び右
半部との間の圧力差を制御する。変速器の通常動作状態
のいずれの点においても、機構69からの信号は一般にそ
れらの弁の一方を完全に開放させ、他方を部分的に閉鎖
させるようになっている。図面の挿入部分から明らかな
ように、シリンダー・キャップ38、39への入口44、45は
シリンダー端壁に配置されるか、又はその近傍に配置さ
れており、出口52、53はそれらの端壁から距離を隔てて
配置されている。出口52、53の間の軸方向間隔はピスト
ン35の通常の最大ストロークを表しており、それは、2
つの傾斜極限位置におけるローラー6、9の設定状態の
角度的な差に対応している。従って、ピストン頭部36、
37がそれぞれ出口52、53を行き過ぎようとする場合、ロ
ーラーはレース7、8及び10、11の縁部から外れようと
し、危険な状態にある。ところが、ピストン35がその許
容ストロークを超えようとすると、ピストン頭部36又は
37が、それに対応する室の出口を制限し、それにより、
その室内の圧力が逃し弁70で設定された限度まで上昇す
る。これにより、トロイダル・レース転動トラクション
型の変速器にとって2つの重要な効果が得られる。第1
に、上昇した圧力により、ピストン35が更に行き過ぎる
ことを規制でき、従って、ローラーの傾きを効果的に規
制できる。第2に、高い圧力が、相互接続部48及び通路
15を介してエンド荷重室14へ導入されるので、エンド荷
重が増加して充分な反作用がディスクとローラーとの間
で維持され、それにより、例外的な状況、すなわち、過
荷重や過酷な使用状態の結果として生じ、ピストン35の
行き過ぎを生じさせるような状況の下で、トラクション
の伝達が継続される。
トラクションが急激に低下せず、従って、過荷重・過
酷使用状態の初期段階では維持されることが望ましい
が、上昇したエンド荷重と、それによりディスクとロー
ラーとの間に生じる高い反力が、それらの部分に過度の
応力を与えないことも重要である。従って、大きい力の
接続期間は短くしなければならない。流路58により制御
弁56、57に及ぼされる高圧力フィードバックがそれを実
現するように設定されている。ピストン35が出口52、53
の一方を制限し始めると、回路内の高圧制御を行おうと
する一方の制御弁56又は57に対する流路58内の強化され
たフィードバック圧力によりその弁が開放され、それに
より、その弁を含む流路の圧力が減少する。減少した圧
力は切り替え装置63を介して、接続しているクラッチ25
又は26に送られる。従って、そのクラッチの容量が減少
する。バリエターはどちらのクラッチ(25又は26)が接
続されていても伝達されるトルクによって荷重を受けて
いるだけであるので、(流路58の高圧フィードバック信
号を生じさせた)過荷重を連結的に加えると接続された
クラッチの圧力をクラッチの滑りが生じるように低下さ
せる。
上述の一連の工程は一例として説明したものである。
弁56が機構69からの命令に基づいて作動して部分的に閉
鎖しており、従って弁57が全開状態にあり、ピストン35
がその通常ストロークの右端を行き過ぎて出口53が部分
的又は場合によっては完全に制限されていると仮定す
る。この場合、作動中の上流側及び下流側の流路42、54
の圧力は概ね等しく、通常、上流側流路43の圧力は流路
42の圧力よりも高い値となっている。従って、流路43の
圧力は相互接続部48と弁50、流路58を介して作動中の弁
56のフィードバック側と連通している。弁56に対する圧
力が均等でないことにより、弁56が更に開いて流路54の
圧力が低下する。この低下した圧力は相互接続部60、逆
止弁61、流路58を介して切り替え装置63に到達する。
クラッチが滑り始めると、バリエータとそのクラッチ
が調和状態で作動してバリエータに対するトルクを、下
流側流路(54又は55)に対して作用する制御弁(56又は
57)により要求される値に等しくなるように維持し、
又、その値は回路中の圧力源40にも存在する。この状況
はクラッチの滑りが停止するまで継続され、ピストン35
がそれ以上行き過ぎることがなくなり、従って、室38、
39からの出口52、53の両方が再び覆われない状態となる
と、通常の作動状態となる。
弁70は装置63に供給される最大圧力を制限し、又、そ
の設定圧力は弁71よりも低く、それにより、ラムが行き
過ぎ状態にある間、作動中の制御弁(56又は57)の圧力
のバランスが変化して、(流路54又は55の)上流側圧力
がフィードバック圧力を超え、従って、作動中の弁の閉
鎖を引き起こすことがないようになっている。
圧力源40は上述の如く単一のものでも良いが、2ガン
グ油ポンプでも良く、その場合、流体を均等な流量で2
個の流路へ送り出すようにし、又、左右の流路42、43へ
流体を同じ運動状態で送り出すことは別の方法で実現す
ることもでき、例えば、単一ガングポンプから分流装置
を経て流体を送り出すようにしても良い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−17784(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】姿勢を変更できる比変更構成要素(6、
    9)と、接続状態において伝達するトルクを変更できる
    少なくとも1個の接続自在な構成要素(25、26)とを含
    む変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路において、 油圧流体用の入口(44、45)と出口(52、53)とを備え
    たシリンダ(38、39)内を所定のストロークにわたって
    移動可能なピストン頭部を備えた油圧ラム手段を設け、
    使用状態において前記姿勢を変更できる比変更構成要素
    (6、9)の姿勢が前記ストローク内でのピストン頭部
    の位置に対応するように油圧ラム手段に前記比変更構成
    要素(6、9)を結合し、 シリンダの上記出口(52、53)が、ピストン頭部がその
    所定のストロークを行き過ぎた際に制限されて前記油圧
    ラム手段の上流側の油圧回路の圧力が上昇する位置に設
    けられ、 変速比連続可変型変速機の使用時の上記した上流側の油
    圧回路の圧力上昇に応答して上記連続自在な構成要素
    (25、26)の伝達するトルクを減少させる制御手段(5
    6、57)を設けたことを特徴とする変速比連続可変型変
    速機用の油圧制御回路。
  2. 【請求項2】ピストン頭部が所定のストローク内におい
    ては、ピストン頭部をそのストローク内の定められた位
    置に保持するように油圧流体の流れを調整する制御弁を
    上記制御手段が備えていることを特徴とする請求項1記
    載の変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路。
  3. 【請求項3】前記ピストン頭部はラム手段の両端に向き
    合って形成され、入口、出口をそれぞれが有する前記シ
    リンダ(38、39)内に移動可能に挿入されていることを
    特徴とする請求項1記載の変速比連続可変型変速機用の
    油圧制御回路。
  4. 【請求項4】並列に構成されてそれぞれが前記制御手段
    (56、57)へ接続されている二つの油圧回路(42、54及
    び43、55)中に前記二つのシリンダ中のそれぞれの入口
    及び出口を接続し、かつその回路中に、それぞれのシリ
    ンダの入口より上流側の圧力の高い方の圧力を検出し
    て、その検出した高い圧力を前記制御手段へ加えてその
    制御手段に流体の流量を調整させる手段(49、50、58)
    を設けたことを特徴とする請求項3記載の変速比連続可
    変型変速機用の油圧制御回路。
  5. 【請求項5】前記二つの油圧回路のシリンダの出口より
    下流側の流体圧力の高い方を検出し、その高い圧力を前
    記接続自在な構成要素へ加え、トルクを伝達させる手段
    (61、62、68)を設けたことを特徴とする請求項4記載
    の変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路。
  6. 【請求項6】前記制御手段が前記接続自在な構成要素へ
    加える圧力を低下させることを特徴とする請求項5記載
    の変速比連続可変型変速機用の油圧制御回路。
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