JP2765081B2

JP2765081B2 - 変速機の油圧制御装置

Info

Publication number: JP2765081B2
Application number: JP1205634A
Authority: JP
Inventors: 俊一忍足
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: US5086671A; JPH0369849A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、変速機の油圧制御装置に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術従来の変速機として、例えば特開昭63−176862号公報
に示されるように、Ｖベルト式無段変速機構と歯車変速
機構とを組合わせたものがある。この変速機の場合に
は、無段変速機構の変速比範囲の最大変速比側に歯車変
速機構の変装比が設定されている。発進時及び比較的大
きい動力を必要とする場合に歯車変速機構が選択され、
高速走行時など比較的小さい駆動力でよい運転条件では
無段変速機構が選択される。両変速機構間の切換はクラ
ッチを用いて行なわれる。このような変速機の制御を行
なう制御装置が本出願人の出願にかかる特願平１−5392
4号に開示されている。これによると、車速及びスロッ
トル開度の関係により、伝達経路の切換、すなわちクラ
ッチの締結及び解放の制御が行なわれる。有段伝達経路
と無段伝達経路との切換線（変速パターン）は、スロッ
トル開度が大きいほど高車速となるように設定される。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかしながら、上述のような従来の変速機の油圧制御
装置では、無段変速機構から歯車変速機構への急速な切
換を指令する操作（いわゆるキックダウン操作又はコー
ストダウン操作）を行なった場合に時間遅れが発生し、
直ちに歯車変速機構に切換わらないという問題点があ
る。すなわち、無段変速機構から歯車変速機構に切換え
るためには、無段変速機構を選択するためのクラッチを
解放すればよい。しかし、上述の従来の変速機の油圧制
御装置では、上記クラッチには無段変速機構の駆動プー
リと同一の油圧が供給されており、クラッチの油圧を急
速に排出すると駆動プーリの油圧も急速に排出されるこ
とになる。駆動プーリの油圧が急速に低下すると、Ｖベ
ルトと張力が作用しなくなるため、Ｖベルトのすべりが
発生する。これを防止するためには、従動プーリに大量
の油を急速に供給する必要がある。しかしながら、オイ
ルポンプの容量には限界があるため駆動プーリから排出
される流量と同等以上の流量を従動プーリに供給するこ
とはできない。このため、Ｖベルトのすべりを生じない
速度でしか駆動プーリの油圧を排出することができな
い。この結果、上記クラッチの油圧も緩やかに排出され
ることになり、無段変速機構から歯車変速機構への切換
に時間がかかることになる。運転者が急速な切換を要求
してキックダウン操作又はコーストダウン操作を行なっ
ているにもかかわらず、無段変速機構から歯車変速機構
への切換に時間遅れがあるため、非常に運転フィーリン
グの悪いものとなる。本発明はこのような課題を解決す
ることを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、無段伝達経路から有段伝達経路への切換が
指令された場合に無段伝達経路を選択するためのクラッ
チへの油圧の供給を遮断することにより、上記課題を解
決する。すなわち、本発明は、入力軸（14）と出力軸
（46）との間に、１段以上の有段変速機構（42、48）を
介して回転力を伝達する有段伝達経路と、Ｖベルト式無
段変速機構（16、26、24）を介して有段伝達経路の最小
変速比よりも小さい変速比の領域で回転力を伝達する無
段伝達経路とを有する変速機の油圧制御装置であって、
電気アクチュエータ（118）によって作動し有段伝達経
路と無段伝達経路との切換の指令及びＶベルト式無段変
速機の変速比の指令を行なう変速指令弁（114）と、変
速指令弁とリンクにより連結されＶベルト式無段変速機
構の駆動プーリ（16）のシリンダ室（20）及び無段伝達
経路を選択するためのクラッチ（60）に油圧を供給する
変速制御弁（112）とを有し、Ｖベルト式無段変速機構
の従動プーリ（26）のシリンダ室（32）には常にライン
圧が供給されている変速機の油圧制御装置を前提とした
ものであり、変速指令弁が有段伝達経路での動力伝達を
指令する位置にある場合に上記クラッチに油圧を供給す
る油路を遮断する遮断弁（124）が設けられていること
を特徴としている。なお、かっこ内の符号は後述の実施
例の対応する部材を示す。

（ホ）作用電気アクチュエータに無段伝達経路から有段伝達経路
への切換が指令されると、これに応じて変速指令弁が有
段伝達経路側へ移動する。これと同時に遮断パルプによ
ってクラッチへの油圧の供給が停止される。これによ
り、クラッチが解放され、直ちに有段伝達経路を介して
動力伝達が行なわれる状態となる。従って、例えばキッ
クダウン操作又はコーストダウン操作を行なうと、直ち
に無段伝達経路が有段伝達経路へ切換わることになる。

（ヘ）実施例第２及び３図に本発明による車両用変速機を示す。エ
ンジン10の出力軸10aに対してトルクコンバータ12が連
結されている。トルクコンバータ12はポンプインペラー
12a、タービンランナー12b、及びステータ12cを有して
おり、またポンプインペラー12aとタービンランナー12b
とを連結又は切離し可能なロックアップクラッチ12dを
有している。トルクコンバータ12のタービンランナー12
bが駆動軸14と連結されている。駆動軸14に駆動プーリ1
6が設けられている。駆動プーリ16は、駆動軸14に固着
された固定円すい部材18と、固定円すい部材18に対向配
置されてＶ字状ピーリみぞを形成すると共に駆動プーリ
シリンダ室20に作用する油圧によって駆動軸14の軸方向
に移動可能である可動円すい部材22とから成っている。
駆動プーリ16はＶベルト24によって従動プーリ26と伝動
可能に結合されている。従動プーリ26は、従動軸28に固
着された固定円すい部材30と、固定円すい部材30に対向
配置されＶ字状プーリみぞを形成すると共に従動プーリ
シリンダ室32に作用する油圧によって従動軸28の軸方向
に移動可能である可動円すい部材34とから成っている。
これらの駆動プーリ16、Ｖベルト24及び従動プーリ26に
よりＶベルト式無段変速機構が構成される。なお、Ｖベ
ルト式無段変速機構の最大減速比は、後述の前進用駆動
軸側歯車42と前進用出力軸側歯車48との間の減速比より
小さく設定してある。駆動軸14の外周には中空軸36が回
転可能に支持されており、この中空軸36の外周には後退
用駆動軸側歯車38及び前進用駆動軸側歯車42が回転可能
に設けられている。前進用駆動軸側歯車42及び後退用駆
動軸側歯車38は機械式切換クラッチである同期かみ合い
機構52によってそれぞれ選択的に中空軸36に対して一体
に回転するように連結可能である。駆動軸14と中空軸36
とはドライブ・リバースクラッチ44によって互いに連結
又は切離し可能である。駆動軸14と平行に配置された出
力軸46には前進用出力軸側歯車48がワンウェイクラッチ
40を介して連結され、また後退用出力軸側歯車50が一体
に回転するように設けられている。前進用出力軸側歯車
48は前述の前進用駆動軸側歯車42と常時かみ合ってい
る。この２つの歯車により歯車変速機構が構成されてい
る。後退用出力軸側歯車50は、回転可能に設けられた後
退用アイドラ軸54と一体に回転する後退用アイドラ歯車
56と常にかみ合っている。後退用アイドラ歯車56は前述
の後退用駆動軸側歯車38とも常にかみ合っている。な
お、第２図では、すべての部材を同一断面上に図示する
ことができないため、後退用アイドラ軸54及び後退用ア
イドラ歯車56は破線によって示してあるが、実際には第
３図に示すような位置関係にある。また同じ理由により
第２図では軸間距離、歯車の径なども必ずしも正確に図
示されておらず、これらについては第３図を参照する必
要がある。前述の従動軸28には前進用従動軸側歯車58が
設けられている。従動軸28と前進用従動軸側歯車58とは
ハイクラッチ60によって互いに連結又は切離し可能であ
る。前進用従動軸側歯車58は前述の後退用出力軸側歯車
50と常にかみ合っている（なお、第２図では前進用従動
軸側歯車58と後退用出力軸側歯車50とは図示の都合上か
み合っていないように見えるが、実際には第３図に示す
ように両者は互いにかみ合っている）。前進用従動軸側
歯車58と後退用出力軸側歯車50とは同一径としてある。
出力軸46にはリダクション歯車62が一体に回転するよう
に設けられており、このリダクション歯車62とファイナ
ル歯車64とが常にかみ合っている。ファイナル歯車64に
は差動機構66が設けられている。すなわち、ファイナル
歯車64と一体に回転するように一対のピニオンギア68及
び70が設けられており、このピニオンギア68及び70と一
対のサイドギア72及び74がかみ合っており、サイドギア
72及び74はそれぞれドライブ軸76及び78と連結されてい
る。

ドライブ・リバースクラッチ44及びハイクラッチ60を
解放状態とすることにより、駆動軸14の回転力の出力軸
46への伝達が遮断され、中立状態となる。なお、同期か
み合い機構52は中立状態としておいてもよく、また前進
位置（Ｆ位置）又は後退位置（Ｒ位置）としておいても
差し支えない（同期かみ合い機構52は中立位置のない形
式のものであってもよい）。

発進時、登板時など比較的大きな駆動力を必要とする
走行条件の場合には、同期かみ合い機構52をＦ位置にす
ると共にドライブ・リバースクラッチ44を締結する。ハ
イクラッチ60は解放状態とする。この状態ではエンジン
10の出力軸10aの回転力は、トルクコンバータ12を介し
て駆動軸14に伝達され、更に駆動軸14から締結状態のド
ライブ・リバースクラッチ44を介して中空軸36へ伝達さ
れる。中空軸36の回転力は同期かみ合い機構52を介して
前進用駆動軸側歯車42に伝達され、前進用駆動軸側歯車
42からこれとかみ合う前進用出力軸側歯車48へ伝達され
る。先進用出力軸側歯車48はワンウェイクラッチ40を介
して出力軸46と一体に回転するように連結されているの
で、出力軸46に回転力が伝達される。次いで、リダクシ
ョン歯車62及びファイナル歯車64を介して差動機構66へ
回転力が伝達され、差動機構66によりドライブ軸76及び
78に回転力が分配され図示してない車輪が駆動される。
上記のような回転力の伝達の際、Ｖベルト式無段変速機
構を通しての回転力の伝達は行われておらず、回転力は
歯車機構を介して伝達される。前進用駆動軸側歯車42と
前進用出力軸側歯車48との間の減速比により回転力が増
大されており、これにより大きな駆動力を得ることがで
きる。

次いで、比較的駆動力の小さくてよい運転条件になる
と、上述の状態からハイクラッチ60を締結させればよ
い。これによりＶベルト式無段変速機構を介して回転力
の伝達が行われることになる。すなわち、駆動軸14の回
転力は、駆動プーリ16、Ｖベルト24及び従動プーリ26を
介して従動軸28に伝達され、更に締結状態にあるハイク
ラッチ60を介して前進用従動軸側歯車58に伝達される。
前進用従動軸側歯車58は後退用出力軸側歯車50とかみ合
っているため、回転力が出力軸46に伝達され、更に上述
の場合と同様にドライブ軸76及び78に回転力が伝達され
る。この場合、出力軸46は前進用出力軸側歯車48よりも
高速で回転することになるため、ワンウェイクラッチ40
は空転状態となる。このため、ドライブ・リバースクラ
ッチ44は締結させたままの状態としておくことができ
る。上述のようにＶベルト式無段変速機構によって回転
力の伝達が行われるため、駆動プーリ16及び従動プーリ
26のＶ字状みぞ間隔を調節することにより、連続的に変
速比を変えることができる。

車両用変速機を後退状態とする場合には次のような動
作が行われる。すなわち、同期かみ合い機構52をＲ位置
側に切換え、後退用駆動軸側歯車38が中空軸36と一体に
回転するようにし、またドライブ・リバースクラッチ44
を締結させ、ハイクラッチ60を解放する。この状態では
駆動軸14の回転力はドライブ・リバースクラッチ44、中
空軸36、同期かみ合い機構52、後退用駆動軸側歯車38、
後退用アイドラ歯車56、及び後退用出力軸側歯車50を介
して出力軸46に伝達される。後退用アイドラ歯車56が動
力伝達経路に介在されているため出力軸46の回転方向が
前述の場合とは逆転する。これにより後退走行を行うこ
とができる。

上述の変速機の変速制御を行なう変速制御装置を第１
図に示す。この変速制御装置はマニアル弁102、スロッ
トル弁104、ライン圧調圧弁106、トルクコンバータ減圧
弁108、ロックアップ制御弁110、変速制御弁112、変速
指令弁114、電磁弁116、ステップモータ118、ライン圧
サーボ弁120、リバースインヒビタ弁122、遮断弁124、
シフト弁126、ドライブリバースクラッチ増圧弁128、ハ
イクラッチアキュムレータ129などを有しており、これ
らはドライブリバースクラッチ44、ハイクラッチ60、駆
動プーリシリンダ室20、従動プーリシリンダ室32、トル
クコンバータ12のアプライ圧室及びレリーズ圧室などと
図示のように接続されている。マニアル弁102は運転者
によって操作されるセレクトレバーと連動し、前後進な
どを切換えるための弁である。スロットル弁104はエン
ジンの吸気管負圧に反比例するスロットル圧を調圧する
弁である。ライン圧調圧弁106はオイルポンプの吐出油
を調圧する弁である。トルクコンバータ減圧弁108はト
ルクコンバータ12へ供給する油圧を所定の状態に調圧す
る弁である。ロックアップ制御弁110はロックアップク
ラッチの締結・解放を制御するための弁である。変速制
御弁112はＶベルト式無段変速機構の変速を制御するた
めの弁である。変速指令弁114はステップモータ118によ
って作動し、Ｖベルト式無段変速機の変速比を指令する
ための弁である。電磁弁116はロックアップ制御弁110を
制御すると共にライン圧を制御するためのものである。
ステップモータ118は図示してない電子制御装置からの
指令に応じて変速指令弁114を作動させる。ライン圧サ
ーボ弁120はライン圧を制御するための弁である。リバ
ースインヒビタ弁122はハイクラッチ60とリバースクラ
ッチ44とが同時に締結されてインターロック状態となる
ことを防止するための弁である。遮断年124はＮレンジ
などで確実にニュートラル状態が実現されるようにする
と共に後述のようにＶベルト式無段変速機構から歯車変
速機構への切換を迅速に行なわせる弁である。シフト弁
126は同期かみ合い機構52を切換えるための弁である。
ハイクラッチアキュムレータ129はハイクラッチ60の締
結を緩和するアキュムレータである。ドライブリバース
クラッチ増圧弁128はドライブリバースクラッチ44へ供
給される油圧を制御するための弁である。

次に本発明と直接関連する変速指令弁114、遮断弁124
などについて更に説明する。変速指令弁114のスプール2
14はステップモータ118のピニオン118aとかみ合うラッ
ク214aを有しており、ステップモータ118の作動に応じ
て軸方向に移動する。ステップモータ118が最小変速比
と最大変速比との間を移動している間は変速指令弁114
のスプール214は油路152をドレーンポート153に連通さ
せている。しかし、ステップモータ118が最大変速比を
越えたオーバーストローク領域まで作動すると、油路15
2と油路153とを連通させる。油路152は遮断弁124のポー
ト124aと接続されている。油路153は常にライン圧が供
給されるライン圧油路である。遮断弁124は、スプール2
24及びスプリング324を有している。スプール224は、油
路424と油路425とを接続する位置と、油路425をドレー
ンポート124cに接続する位置との間を切換わり可能であ
る。油路424は駆動プーリシリンダ室20と連通する油路4
20と連通している。油路425はハイクラッチ60と連通し
ている。スプール224の上記切換わりは、ポート124a及
びポート124bに作用する油圧により制御される。ポート
124aは前述の油路152と連通している。ポート124bは、
前進走行時に常に油圧が供給される油路426と連通して
いる。

次にこの実施例の作用について説明する。無段変速機
構によって動力伝達が行なわれる状態では変速指令弁11
4のスプール214は第１図中下半部に示す状態であり、油
路152はドレーンポート153を通して常にドレーンされた
状態にある。従って、遮断弁124のポート124aには油圧
が作用しておらず、遮断弁124のスプール224は、スプリ
ング324とポート124bに作用する油圧とのバランスによ
り切換わる。ポート124bにはマニュアル弁102が前進走
行用レンジにある場合には常に油路426から油圧が作用
しているため、スプールは第１図中上半部に示す状態に
あり、油路424と油路425とが接続され、ハイクラッチ60
に駆動プーリシリンダ室20へ供給される油圧と同一の油
圧が供給可能な状態となっている。従って、この状態で
はハイクラッチ60が締結され、無段変速機構により動力
伝達経路が形成される。

一方、例えばキックダウン操作によってステップモー
タ118が無段変速領域から最大変速比位置を越えてオー
バーストローク領域まで回転すると、変速指令弁114の
スプール214は第１図中上半部に示す状態となる。この
ため、油路152と油路153とが連通する。油路153は常に
ライン圧が供給されている油路であり、これと油路152
とが連通するため、油路152にライン圧が作用する。油
路152のライン圧は遮断弁124のポート124aに作用する。
このため、遮断弁124のスプール224はポート124bの油圧
の状態にかかわらず第１図中下半部の状態に切換わる。
このため、ハイクラッチ60がドレーンポート124cを通し
て常にドレーンされる状態となり、ハイクラッチ60は直
ちに解放される。これにより、歯車変速機構により動力
伝達経路が実現される。このハイクラッチ60の解放は変
速指令弁114がオーバーストローク領域に入ると同時に
行なわれるので、キックダウン動作が行なわれると直ち
に無段変速機構から歯車変速機構への切換が行なわれる
ことになる。なお、駆動プーリシリンダ室20と接続され
た油路420に設けられた一方向オリフィス421は駆動プー
リシリンダ室20から排出される油の速度を遅くし、急速
な変速比大側への変速時に必要以上に油圧が低下してＶ
ベルト24がすべることを防止するためのものである。

以上、この実施例はキックダウン操作した場合のもの
であるが、アクセルを急戻しして急減速するいわゆるコ
ーストダウン操作の場合も基本的に上記と同様である。

（ト）発明の効果以上説明してきたように、本発明によると、変速指令
弁が有段伝達経路を指令する位置にある場合には無段伝
達経路選択用のクラッチへの油圧の供給を遮断する遮断
弁が設けられているため、無段伝達経路から有段伝達経
路への切換が急速に行なわれ、良好なキックダウン及び
コーストダウンの応答性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の油圧制御装置を示す図、第２
図は変速機の骨組図、第３図は第２図に示す変速機の軸
の位置関係を示す図である。 14……駆動軸（入力軸）、16……駆動プーリ、20……駆
動プーリシリンダ室、24……Ｖベルト、26……従動プー
リ、32……従動プーリシリンダ室、42……歯車、46……
出力軸、48……歯車、60……ハイクラッチ、112……変
速制御弁、114……変速指令弁、118……ステップモータ
（電気アクチュエータ）、124……遮断弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸と出力軸との間に、１段以上の有段
変速機構を介して回転力を伝達する有段伝達経路と、Ｖ
ベルト式無段変速機構を介して有段伝達経路の最小変速
比よりも小さい変速比の領域で回転力を伝達する無段伝
達経路とを有する変速機の油圧制御装置であって、電気
アクチュエータによって作動し有段伝達経路と無段伝達
経路との切換の指令及びＶベルト式無段変速機構の変速
比の指令を行なう変速指令弁と、変速指令弁とリンクに
より連結されＶベルト式無段変速機構の駆動プーリのシ
リンダ室及び無段伝達経路を選択するためのクラッチに
油圧を供給する変速制御弁とを有し、Ｖベルト式無段変
速機構の従動プーリのシリンダ室には常にライン圧が供
給されている変速機の油圧制御装置において、変速指令弁が有段伝達経路での動力伝達を指令する位置
にある場合に上記クラッチに油圧を供給する油路を遮断
する遮断弁が設けられていることを特徴とする変速機の
油圧制御装置。