JP2646922B2 - 無段変速機の変速比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は一対のプーリに巻装され
るベルトの巻き付け径比を変化させて無段変速を行う無
段変速機の変速比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プライマリプーリとセカンダリプ
ーリの間に駆動ベルトを巻装し、両プーリに巻装される
ベルトの巻き付け径比を変化させて無段変速を行うベル
ト駆動式の無段変速機が知られている。この無段変速機
は車両の運転情報に応じて決定された変速比と現変速比
に基づく変速制御油圧を変速比制御バルブに供給し、同
バルブで調圧されたプライマリプーリ制御油圧をプライ
マリプーリの固定側プーリ材と可動側プーリ材の相対間
隔を接離操作する油圧アクチュエータに供給する。これ
によって、一対のプーリに巻装されるベルトの巻き付け
径比を変化させて無段変速を行う。一方、セカンダリプ
ーリの固定側プーリ材と可動側プーリ材の相対間隔を接
離操作する油圧アクチュエータへはレギュレータバルブ
により調圧された油圧が供給され、駆動ベルトの挟持力
を調整している。更に、無段変速部を含む動力伝達系に
は前後進段を切り換える前後進切り換え部が配備され、
同切り換え部の前後進切り換え用の油圧アクチュエータ
には変速レンジ切り換え用のマニュアルバルブを介して
圧油が供給され、前後進切換用油圧アクチュエータが前
後進段を切り換える様に構成されている。

【０００３】そして、プライマリプーリ用油圧アクチュ
エータに油圧を供給するとプライマリプーリの巻き掛け
径比が大きくなって、低変速比（高変速段）が達成さ
れ、逆に、プライマリプーリ用油圧アクチュエータの油
圧を低下させるに応じてプライマリプーリの巻き掛け径
比は小さくなり高変速比（低変速段）が達成される。

【０００４】ところで、図６に示すように、セカンダリ
プーリの油圧アクチュエータであるセカンダリシリンダ
２には常時レギュレータバルブ３側よりライン圧が供給
され、プライマリプーリの油圧アクチュエータであるプ
ライマリシリンダ１には変速比制御バルブ４よりプーリ
制御油圧が供給される。しかもプライマリシリンダ１側
がセカンダリシリンダ２側よりその受圧面積が大きくな
るように設定されており、このため、同一油圧を両シリ
ンダに供給するとプライマリプーリの巻き掛け径比がセ
カンダリプーリより大きくなり、低変速比（高変速段）
が達成され、逆に、プライマリシリンダ１側の油圧を低
下させるに応じて高変速比（低変速段）が達成される。

【０００５】変速比制御バルブ４はプライマリポート４
０１、セカンダリポート４０２、ドレーンポート４０３
及び制御圧ポート４０４を備える。内部のスプール５は
ばね６によってプライマリポート４０１とセカンダリポ
ート４０２とを連結させる方向に押圧され、制御圧ポー
ト４０４を介してソレノイドバルブ７からの目標変速比
に基づく変速制御油圧を受けるとスプール５はプライマ
リポート４０１をドレーンポート４０３に連通させる方
向に押圧される様に構成されている。

【０００６】このソレノイドバルブ７には、制御手段８
からの目標変速比と現変速比に応じた変速制御信号が入
力され、同信号に基づきソレノイドバルブ７がソレノイ
ド供給圧Ｐ１を変速制御油圧Ｐ２に調圧している。ここ
で制御手段８はエンジン回転数やエンジン負荷等の車両
の運転情報に応じて目標変速比を算出し、目標変速比と
現変速比に応じた変速制御信号を出力する様に構成され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このよう
に、制御手段８が目標変速比信号をソレノイドバルブ７
に供給して同バルブ７が変速比制御圧を変速比制御バル
ブ４に供給しようとしても、ソレノイドバルブ７が故障
し、或いは同バルブの駆動ケーブルが断線してしまった
場合、変速比制御バルブ４には変速比制御圧が供給され
ず、変速比制御バルブ４のスプール５はバネ６によって
プライマリポート４０１とセカンダリポート４０２とを
連通させ、結果として無段変速機は低変速比（高変速
段）に切り換えられる。

【０００８】このような異常事態に陥った場合、車両を
所定の安全地帯や修理工場に移動させることと成るが、
その移動走行の際、高変速段しか使用出来ないため、坂
道の走行が不可能となることも推測され、問題と成って
いる。他方、ソレノイドの非通電時によって、変速比制
御バルブ４に変速比制御圧が供給されないときに、スプ
ール５がプライマリポート４０１をドレーンポート４０
３に連通させるような構成の変速比制御バルブを採用し
た場合、例えば、高速走行途中で故障すると高変速比
（低変速段）側に切り換えが行われ、エンジン及び無段
変速機のプライマリプーリが過回転してしまい、エンジ
ンが破損したり、駆動ベルトが破断したり、ベアリング
等の回転部材の異常摩耗等が生じるという問題が生じて
しまう。

【０００９】この場合に、エンジンと無段変速機との間
に配設されたクラッチを切離し、エンジンの破損を防止
するという構成を採ったものが特開平１−２６６０２２
号公報に開示される。しかし、この場合でもプライマリ
プーリ側が過回転してしまい、駆動ベルトの破断やベア
リング等の回転部材の異常摩耗が生じるという問題が解
決されない。

【００１０】本発明の目的は、変速比制御バルブに供給
される変速比制御圧が異常レベルに陥った場合における
走行を容易化出来る無段変速機の変速比制御装置を提供
することに有る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明はプライマリプーリ、同プライマ
リプーリの溝幅を調整するプライマリプーリ用油圧アク
チュエータ、セカンダリプーリ、同セカンダリプーリの
溝幅を調整するセカンダリプーリ用油圧アクチュエー
タ、両プーリ間に掛け渡された駆動ベルトからなる無段
変速部と、車両の前進段及び後進段を切り換える前後進
切換部と、上記前進段を達成する前進段達成用油圧アク
チュエータと、上記後進段を達成する後進段達成用油圧
アクチュエータとを備えた無段変速機において、上記車
両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、同運転状
態検出手段により検出された車両の運転状態に応じて上
記プライマリプーリ用油圧アクチュエータへ供給する油
圧を調整する油圧制御手段と、同油圧制御手段によりそ
の位置が切り換えられて上記無段変速部の変速比を制御
する変速比制御弁と、車室内に配置されたシフトレバー
により自動変速レンジ、低速段固定レンジ、後退レンジ
の夫々に対応した位置に切り換えられる変速レンジ切換
弁と、上記油圧制御手段の故障を検出する故障検出手段
とを備え、上記変速比制御弁は、上記故障検出手段によ
り上記油圧制御手段の故障が検出され且つ上記変速レン
ジ切換弁が上記自動変速レンジにあるとき、上記プライ
マリプーリ用油圧アクチュエータヘ油圧が供給される第
一位置へ切り換えられるとともに、上記変速レンジ切換
弁が上記低速段固定レンジ又は上記後退レンジにあると
き、上記前進段達成用アクチュエータ又は上記後進段達
成用アクチュエータへ供給される油圧により上記プライ
マリプーリ用油圧アクチュエータから油圧が排出される
第二位置へ切り換えられることを特徴とする。請求項２
の発明は、特許請求の範囲第１項記載の無段変速機の変
速比制御装置において、上記変速比制御弁を上記第二位
置へ切り換える油圧は、上記変速レンジ切換弁を介して
供給されることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の発明では、無段変速部と、前後進切
換部と、前進段達成用油圧アクチュエータと、後進段達
成用油圧アクチュエータとを備えた無段変速機におい
て、車両の運転状態に応じてプライマリプーリ用油圧ア
クチュエータへ供給する油圧を調整する油圧制御手段が
故障した場合、変速比制御弁が油圧制御手段によりその
位置が切り換えられない状態に陥ったとしても、故障検
出手段により油圧制御手段の故障が検出され且つ変速レ
ンジ切換弁が自動変速レンジにあるときには、この変速
比制御弁は、プライマリプーリ用油圧アクチュエータヘ
油圧が供給される第一位置へ切り換えられ、低変速比
（高変速段）を確保出来、更に、変速レンジ切換弁が低
速段固定レンジ又は後退レンジに切換えられると、この
変速比制御弁は、前進段達成用アクチュエータ又は後進
段達成用アクチュエータへ供給される油圧によりプライ
マリプーリ用油圧アクチュエータから油圧が排出される
第二位置へ切り換えられ、高変速比（低変速段）を確保
できるようになる。請求項２の発明では、特許請求の範
囲第１項記載の無段変速機の変速比制御装置において、
変速比制御弁を第二位置へ切り換える油圧は、変速レン
ジ切換弁を介して供給されるので、手動操作により第二
位置への切り換えが行われる。

【００１３】

【実施例】図１の無段変速機の変速比制御装置は車両の
動力伝達系に配備される。この動力伝達系は図２に示す
様に、エンジン１、流体継手２、無段変速機３、減速機
４、ディファレンシャル５、左右アクスルシャフト６及
び図示しない駆動輪を備え、この順に回転力が伝達され
る様に構成されている。流体継手２はエンジン出力軸７
と一体回転するポンプ８、このポンプ８の回転エネルギ
をオイルを介して受けるタービン９及び直結クラッチ１
０から成る。なお、ポンプ８の先端はタービン軸１１と
同心的にケーシング１４の基部に軸受１２を介し枢支さ
れる。ここではこのポンプ８の先端がオイルポンプ１３
の駆動軸を兼ねており、これによって無段変速機３及び
流体継手２にオイル供給を可能としている。

【００１４】無段変速機３は前後進切り換え部１５及び
無段変速部１６から成る。ここで前後進切り換え部１５
は一対の軸受１２，１７間に枢支されるタービン軸１１
の前後に前進クラッチ１８と後進ブレーキ１９を備え
る。前進クラッチ１８はタービン軸１１と一体の回転体
２０と後述の遊星歯車列２１のキャリア２２とを接離す
るもので、前進クラッチ１８用の油圧ピストン２３によ
って切り換えられる。ここで遊星歯車列２１はタービン
軸１１と一体のサンギア２４、その周辺で噛合しキャリ
ア２２に枢支される複数の遊星ギア２５、遊星ギア２５
が噛合する内周歯を備えたリングギア２６とで構成され
る。後進ブレーキ１９はリングギア２６の外周部とケー
シング１４との間を接離させるブレーキ機能を有し、後
進ブレーキ１９用の油圧ピストン２７によって切り換え
られる。この場合、前進クラッチ１８のみが接合すると
タービン軸１１とキャリア２２側が一体化され、エンジ
ン回転（タービン回転）がそのまま無段変速部１６の主
軸２８に伝達され、後進ブレーキ１９のみが接合すると
キャリア２２はタービン軸１１の回転と反対側に回転し
無段変速部１６の主軸２８に伝達される。

【００１５】無段変速部１６はキャリア２２と一体の主
軸２８とこれに所定間隔離れて平行に配備される副軸２
９を備え、主軸にプライマリプーリ３０が副軸２９にセ
カンダリプーリ３１がそれぞれ設けられ、且つ、両プー
リ間にエンドレスのベルト３２が掛け渡してある。プー
リ３０，３１は共に２分割に構成され、可動側プーリ材
３０１，３１１は固定側プーリ材３０２，３１２に相対
回転不可に相対間隔を接離可能に外嵌される。この可動
側プーリ材３０１，３１１には固定側プーリ材との相対
間隔を接離操作する油圧アクチュエータとしてのプライ
マリシリンダ３３とセカンダリシリンダ３４とが配設さ
れる。ここで例えばプライマリプーリ３０の固定側プー
リ材３０２に対し可動側プーリ材３０１を近付けてプラ
イマリプーリの巻き掛け径を大きくし、セカンダリプー
リ３１の固定側プーリ材３１２より可動側プーリ３１１
を遠ざけて巻き掛け径を小さくすると、全体として巻き
掛け径比（セカンダリプーリ巻き付け径／プライマリプ
ーリ巻き付け径）は小さくなり、低変速比（高変速段）
が達成される。また、逆に操作すると高変速比（低変速
段）が達成される様に構成されている。

【００１６】減速機４は副軸２９と一体のギア３５にギ
ア列３６を介しファイナルギア３７を連結した構成を採
り、ディファレンシャル５はファイナルギア３７と一体
の図示しないデフケーシング内に作動機構を収容し、左
右回転差を許容した上で回転力を２分割して出力する周
知の構成をとる。このような図２の無段変速機３の油圧
回路を図１と共に説明する。この油圧回路はオイルポン
プ１３を備え、その吐出油はレギュレータバルブ３９に
より調圧され、流体継手２と、前後進切り換え部１５の
前進クラッチ１８及び後進ブレーキ１９と、無段変速部
１６のプライマリシリンダ３３及びセカンダリシリンダ
３４に供給される。

【００１７】ここでオイルポンプ１３はエンジン回転に
応じ駆動し、その油圧を変化させ、このため同吐出圧は
その最大許容圧がオイルプレッシャリリーフバルブ３８
で規制され、しかも設定値で有るライン圧を保持する様
に、レギュレータバルブ３９が調圧作動する。ライン圧
路４０の一部はクラッチプレッシャコントロールバルブ
４１によって設定値に調圧され、クラッチ油路４２を経
てマニュアルバルブ４３に供給される。このマニュアル
バルブ４３は変速レンジを切り換える弁で、車室内に配
置された手動切り換えレバー（シフトレバー）に連動
し、前進側Ｄ（自動変速），２，Ｌ（低速段固定）の各
レンジと、後進側Ｒレンジと、ニュートラルＮ及びパー
キングＰの各レンジの夫々に対応する位置を備える。

【００１８】このマニュアルバルブ４３は特にクラッチ
油路４２に連通する給油ポート４３１、前進クラッチ１
８に連通する前進ポート４３２、後進ブレーキ１９に連
通する後進ポート４３３、Ｌレンジで給油ポート４３１
に連通するＬポート４３４をそれぞれ形成される。ここ
では特に、後進ポート４３３とＬポート４３４が逆止弁
４４を介し低速段切り換え油路４５に連通される。この
低速段切り換え油路４５は後述の低変速段ポート４９４
に連通する。この場合、前進側Ｄ，２，Ｌの各レンジで
は前進クラッチ１８が接合され、エンジン回転がそのま
ま無段変速部１６に伝達され、後進側Ｒレンジではエン
ジン回転が逆転されて無段変速部１６に伝達される。

【００１９】オイルポンプ１３に続くライン圧路４０の
一部はプレッシャモジュレータバルブ４６によって設定
値に調圧され、同油圧が変速比制御圧供給手段としての
ソレノイドバルブ４７によって目標変速比に応じた変速
比制御圧Ｐｃに調圧される。なおこのソレノイドバルブ
４７は変速コントロールユニット４８に接続され、同コ
ントロールユニットの出力信号に応じた変速比制御圧Ｐ
ｃを後述の変速比制御バルブ４９に出力する。なお、変
速コントロールユニット４８はエンジン回転数Ｎ、スロ
ットル開度θ、吸入空気量Ｑ等のエンジン運転情報を各
センサ５０，５１，５２より取り込み、最適変速比を算
出してその目標変速比に現変速比を修正出来る出力信号
でソレノイドバルブ４７を駆動させるように構成され
る。ここで無段変速部１６のプライマリシリンダ３３と
セカンダリシリンダ３４はそれぞれ、変速比制御バルブ
４９の主ポート４９１、副ポート４９２に連通され、特
にセカンダリシリンダ３４はライン圧路４０にも直結さ
れる。

【００２０】変速比制御バルブ４９は主ポート４９１、
副ポート４９２のほかに前述の低変速段ポート４９４、
ソレノイドバルブ４７の変速比制御圧Ｐｃを受けるパイ
ロットポート４９３、オイルタンク６０に連通するドレ
ーンポート４９５を備え、スプール５３によって油路の
切り換え制御が成される。ここで、スプール５３のパイ
ロットポート４９３との対抗部分は、図５に示すよう
に、大径部５３１と小径部５３２を有し、一端にはばね
５７を付設する。スプール５３はばね５７の押圧力Ｆｓ
を右方向に受け、大径部５３１と小径部５３２の面積差
Ｓ（＝Ａ−Ｂ）に変速比制御圧Ｐｃが働き油圧力Ｆｐを
左向きに受ける。しかも、このスプール５３の小径部５
３２の端面は低速段ポート４９４に対抗し、低速段切り
換え油圧を適時に受けるようにも構成される。

【００２１】このため、スプール５３は、基本的に押圧
力Ｆｓと油圧力Ｆｐのバランス位置に切り換え移動し、
図３に示すように変速比制御圧がＰｃ１で不感帯ａ１を
脱し、移動量を増加させる。この時、スプール５３の左
移動（変速比制御圧Ｐｃが増）に応じて副ポート４９２
が閉鎖され、一定移動の後に完全に閉鎖され、更に、一
定移動の後にドレーンポート４９５が順次解放量を増加
させる。この場合、変速比制御圧Ｐｃが大きいと副ポー
ト４９２が閉じ、主ポート４９１がドレーンポート４９
５に連通する第二位置に達し、高変速比（低変速段）と
なり、逆に、変速比制御圧Ｐｃが小さいと副ポート４９
２が大きく開き、第一位置側に達し、主ポート４９１、
副ポート４９２の油圧が等しくなり、低変速比（高変速
段）となる。

【００２２】このような無段変速機の変速制御装置は、
まずマニュアルバルブ４３がＤレンジにあるときはエン
ジン回転速度、スロットル開度θ、吸入空気量Ｑ等に応
じて目標変速段を設定する。そしてこれに基づいて駆動
されたソレノイドバルブ４７からの変速比制御圧Ｐｃに
よって変速比制御バルブ４９を第一位置側に移動して所
望の変速段となるように制御する。また、マニュアルバ
ルブ４３がＬレンジ或いは後進用のＲレンジに切り換え
られると、給油ポート４３１がＬポート４３４と逆止弁
４４（或いは後進ポート４３３と逆止弁４４）を介して
低速段切換油路４５及び低速段ポート４９４に連通され
る。これによって変速比制御バルブ４９は図中左動し、
第二位置側に移動し、プライマリシリンダ３３をドレー
ンポート４９５に連通させ、無段変速部１６を高変速比
（低変速段）に切り換えてその位置に保持する。

【００２３】一方、Ｄレンジ走行中にソレノイドバルブ
４７や変速コントロールユニット４８の故障、ハーネス
の断線等で変速比制御圧Ｐｃが発生しなくなったとき
は、変速比制御バルブ４９はその左端に配設された故障
検出手段をなすばね５７により第一位置に切換えられ、
主ポート４９１と副ポート４９２とが連通され、低変速
比（高変速段）に変速する。このため、たとえ高速走行
時にソレノイドバルブ４７や変速コントロールユニット
４８が故障してもプライマリプーリ３０が過剰回転する
ことはない。さらにＬレンジに切り換えれば、必ず無段
変速部１６を高変速比（低変速段）とすることができ、
坂道でも走行可能にできるし、Ｒレンジとすれば必ず後
退段とすることができるので修理工場まで運転していく
ことが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明では、油
圧制御手段が故障しても、走行時であれば必ず無段変速
部を低変速比（高変速段）に切り換えることができ、プ
ライマリプーリが過剰回転することを防止でき、さらに
変速レンジ切換弁が低速段固定レンジ或いは後退レンジ
に切り換えられれば、必ず無段変速部を高変速比（低変
速段）に切り換えることができ、緊急時の走行、特に走
行抵抗の大きい坂道走行等を容易に行うことが出来る。
特に、変速レンジ切換弁をマニュアル操作することによ
り、変速比制御弁を第二位置へ切り換えるようにした場
合、特に、緊急時の操作性を良好にでき、確実に高変速
比（低変速段）を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての無段変速機の変速比
制御装置の油圧回路図である。

【図２】図１の無段変速機の変速比制御装置が装着され
た車両の動力伝達系の概略構成図である。

【図３】図１の変速比制御装置が用いる変速比制御バル
ブのスプールの移動量特性線図である。

【図４】図１の変速比制御装置が用いる変速比制御バル
ブのドレーンポート４９５及び副ポート４９２の開口量
と変速比制御圧の変化特性線図である。

【図５】図１の変速比制御装置が用いる変速比制御バル
ブのスプールの拡大側面図である。

【図６】従来装置の油圧回路図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３ 無段変速機 １３ オイルポンプ １５ 前後進切り換え部 １６ 無段変速部 １８ 前進クラッチ １９ 後進ブレーキ ３０ プライマリプーリ ３１ セカンダリプーリ ３２ 駆動ベルト ３３ プライマリシリンダ ３４ セカンダリシリンダ ４３ マニュアルバルブ ４５ 低速切り換え油路 ４７ ソレノイドバルブ ４８ 変速コントロールユニット ４９ 変速比制御バルブ ５３ スプール ３０１ プライマリプーリの可動側プーリ材 ３１１ セカンダリプーリの可動側プーリ材 ３０２ プライマリプーリの固定側プーリ材 ３１２ セカンダリプーリの固定側プーリ材 ４９４ 低変速段ポート Ｐｃ 変速比制御圧

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プライマリプーリ、同プライマリプーリの
   溝幅を調整するプライマリプーリ用油圧アクチュエー
   タ、セカンダリプーリ、同セカンダリプーリの溝幅を調
   整するセカンダリプーリ用油圧アクチュエータ、両プー
   リ間に掛け渡された駆動ベルトからなる無段変速部と、 車両の前進段及び後進段を切り換える前後進切換部と、 上記前進段を達成する前進段達成用油圧アクチュエータ
   と、 上記後進段を達成する後進段達成用油圧アクチュエータ
   とを備えた無段変速機において、 上記車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 同運転状態検出手段により検出された車両の運転状態に
   応じて上記プライマリプーリ用油圧アクチュエータへ供
   給する油圧を調整する油圧制御手段と、 同油圧制御手段によりその位置が切り換えられて上記無
   段変速部の変速比を制御する変速比制御弁と、 車室内に配置されたシフトレバーにより自動変速レン
   ジ、低速段固定レンジ、 後退レンジの夫々に対応した位置に切り換えられる変速
   レンジ切換弁と、 上記油圧制御手段の故障を検出する故障検出手段とを備
   え、 上記変速比制御弁は、 上記故障検出手段により上記油圧制御手段の故障が検出
   され且つ上記変速レンジ切換弁が上記自動変速レンジに
   あるとき、上記プライマリプーリ用油圧アクチュエータ
   ヘ油圧が供給される第一位置へ切り換えられるととも
   に、 上記変速レンジ切換弁が上記低速段固定レンジ又は上記
   後退レンジにあるとき、上記前進段達成用アクチュエー
   タ又は上記後進段達成用アクチュエータへ供給される油
   圧により上記プライマリプーリ用油圧アクチュエータか
   ら油圧が排出される第二位置へ切り換えられることを特
   徴とする無段変速機の変速比制御装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の無段変速機の
   変速比制御装置において、 上記変速比制御弁を上記第二位置へ切り換える油圧は、
   上記変速レンジ切換弁を介して供給されることを特徴と
   する無段変速機の変速比制御装置。 【０００１】