JP3462745B2 - 変速機の油圧回路 - Google Patents

変速機の油圧回路

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JP3462745B2 JP05782798A JP5782798A JP3462745B2 JP 3462745 B2 JP3462745 B2 JP 3462745B2 JP 05782798 A JP05782798 A JP 05782798A JP 5782798 A JP5782798 A JP 5782798A JP 3462745 B2 JP3462745 B2 JP 3462745B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、変速機の作動制御
を行うための信号圧を作り出す油圧回路、さらに詳しく
は変速機の発進クラッチの制御等に使用されるエンジン
回転に対応した信号圧を得るための油圧回路に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に車両用変速機においては、原動機
により駆動される入力側部材と車輪と連結した出力側部
材の間には車両の発進、停止時の動力伝達を制御するた
めのクラッチ装置が設けられており、発進、停止等時に
はその係合制御がなされる。この係合制御を油圧制御に
より行うことが一般的に知られているが、このような発
進クラッチの作動のための油圧制御は、原動機の回転数
をセンサ等で検出し、その回転数に対応した量で電気制
御バルブを駆動させて行うものが多い。 【0003】このような電気制御バルブを用いる油圧制
御では、電気的な故障(例えば、制御システムダウン)
や、オープンスティック(バルブスプールがスティック
して開放したままとなる状態)が発生した場合に油圧制
御が不能となることを避けるため、原動機の回転数に対
応した信号圧を発生させ、これにより油圧制御を行うよ
うにしたバックアップ装置が設けられることが多い。こ
れには例えばピトー管を用いたものが知られており、以
下、図8を用いてこの装置の構成について説明する。 【0004】円盤状のピトーフランジ8は外周が内周側
に曲げられてなる油室82aを有し、原動機により駆動
される回転部材81に固設されている。油室82aには
油路84から分岐して設けられるオイルデリバリーパイ
プ85よりオイル83が供給され、オイル83にはピト
ー管86の検出部86aが挿入されている。またピトー
管86は信号圧発生バルブ87の油室87cに繋がって
いる。ここで入力部材81が回転するとピトーフランジ
82も一体となって回転するが、このとき油室82a内
のオイル83もその粘性により油室82aに引きずられ
て回転する。このときピトー管86は回転するオイル8
3の動圧を検出してピトーフランジ82の回転数に相当
するオイル83を信号圧発生バルブ87の油室87cへ
供給するため、スプール87aはばね87bに抗して右
方に駆動される。これにより油路88には原動機の回転
数に対応した信号圧(ピトー圧)が出力される。 【0005】なお、特開平6−26565号公報には、
Vベルト式無段変速機のプーリの回転速度に対応して潤
滑油量を制御するための油圧制御装置が開示されてお
り、回転速度に対応する油圧をピトー管を用いて作り出
す例が従来技術として開示されている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなピトー管を用いた信号圧発生装置にあっては、ピ
トーフランジ82を設置するためのスペースが必要であ
るためその分の軸方向サイズが大きくなり、変速機自体
が大きくなっていた。また、上記公報(特開平6−26
565号公報)における装置によればピトーフランジ等
を必要とせず変速機の小型化が図れるが、レギュレータ
弁からの排出油の油圧がレギュレータ弁のライン圧調圧
に影響を与えることも考えられる。 【0007】本発明は上述のような問題に鑑みてなされ
たものであり、故障時(例えば、制御システムダウン時
やオープンスティック時)に原動機の回転数に対応した
信号圧を発生させて油圧制御(発進クラッチの係合制御
等)を行うことができ、且つ、レギュレータバルブのラ
イン圧調圧に影響を与えない構成の変速機の油圧回路を
提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明においては、原動機(例えば、実施形態
におけるエンジンENG)により駆動された油圧ポンプ
からの吐出油を調圧してライン圧を作り出すレギュレー
タバルブと、少なくとも電気制御バルブ(例えば、実施
形態における第1リニアソレノイドバルブ34、第2リ
ニアソレノイドバルブ35、発進クラッチ制御バルブ4
5)を有し、ライン圧を用いて変速機(例えば、実施形
態におけるCVT)の作動制御を行う制御バルブ群と
(例えば、実施形態における図2、図3中のバルブ
群)、レギュレータバルブからの排出油路(例えば、実
施形態における油路61)に設けられた絞りと、この絞
りの上流側及び下流側を連通させるバイパス油路と、電
気制御バルブが故障したときに発生する油圧(例えば、
電気制御バルブが故障して開放状態となって発生する最
大油圧)を受けてバイパス油路を閉塞するバイパス開閉
バルブと、バイパス油路の閉塞時に、絞りの上流側の油
圧もしくは上流側及び下流側の油圧の差圧に対応する信
号圧を発生する信号圧発生バルブ(例えば、実施形態に
おけるS/Cバックアップバルブ48)とを備える。 【0009】このような構成であれば、正常時には、バ
イパス開閉バルブはバイパス油路を開放するのでレギュ
レータバルブからの排出油は絞りを通らずにスムーズに
排出される。このため、レギュレータバルブからの排出
圧が高くなることはなく、ライン圧の調圧に影響はな
い。一方、故障時(例えば、制御システムダウン時やオ
ープンスティック時)には、バイパス開閉バルブがバイ
パス油路を閉塞するのでレギュレータバルブからの排出
油は絞りを通るようになり、このとき信号圧発生バルブ
は絞りの上流側の油圧(もしくは上流側及び下流側の油
圧の差圧)に対応する信号圧、すなわち、レギュレータ
バルブからの排出油量に対応する信号圧を発生させる。
この排出油量は油圧ポンプからの吐出油量に比例するも
のであり、エンジン(原動機)の回転に対応する。この
ことから分かるように、このようにして得られる信号圧
はエンジン回転に対応する油圧であり、ピトー管を用い
て得られる信号圧(ピトー圧)と同様の油圧が得られ
る。 【0010】ここで、この装置の場合には、ピトーフラ
ンジを設置するためのスペースを必要とせず、その分の
軸方向サイズを小さくすることができ、変速機全体をコ
ンパクトにすることができる。また新たな配管を設ける
必要がほとんどなく、コストダウンを図れる。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。図1及び図2に本発
明に係る油圧回路を有した無段変速機の構成を示してい
る。この無段変速機は金属Vベルトを用いたベルト式無
段変速機であり、このベルト式無段変速機CVTは、入
力軸1とカウンター軸2との間に配設された金属Vベル
ト機構10と、入力軸1とドライブ側可動プーリ11と
の間に配設された遊星歯車式前後進切換機構20と、カ
ウンター軸2と出力部材(ディファレンシャル機構8な
ど)との間に配設された発進クラッチ5とから構成され
る。なお、本無段変速機CVTは車両用として用いら
れ、入力軸1はカップリング機構CPを介してエンジン
ENGの出力軸に繋がり、ディファレンシャル機構8に
伝達された動力は左右の車輪に伝達される。 【0012】金属Vベルト機構10は、入力軸1上に配
設されたドライブ側可動プーリ11と、カウンター軸2
上に配設されたドリブン側可動プーリ16と、両プーリ
11,16間に巻き掛けられた金属Vベルト15とから
なる。 【0013】ドライブ側可動プーリ11は、入力軸1上
に回転自在に配設された固定プーリ半体12と、この固
定プーリ半体12に対して軸方向に相対移動可能な可動
プーリ半体13とからなる。可動プーリ半体13の側方
には、固定プーリ半体12に結合されたシリンダ壁12
aにより囲まれてドライブ側シリンダ室14が形成され
ており、ドライブ側シリンダ室14内に供給される油圧
により、可動プーリ半体13を軸方向に移動させる側圧
が発生される。 【0014】ドリブン側可動プーリ16は、カウンター
軸2に固設された固定プーリ半体17と、この固定プー
リ半体17に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ
半体18とからなる。可動プーリ半体18の側方には、
固定プーリ半体17に結合されたシリンダ壁17aによ
り囲まれてドリブン側シリンダ室19が形成されてお
り、ドリブン側シリンダ室19内に供給される油圧によ
り、可動プーリ半体18を軸方向に移動させる側圧が発
生される。 【0015】このため、上記両シリンダ室14,19へ
の供給油圧を適宜制御することにより、ベルト15の滑
りを発生することのない適切なプーリ側圧を設定すると
ともに両プーリ11,16のプーリ幅を変化させること
ができ、これにより、Vベルト15の巻掛け半径を変化
させて変速比を無段階に変化させることができる。 【0016】遊星歯車式前後進切換機構20はダブルピ
ニオンタイプのプラネタリギヤ列を有し、そのサンギヤ
21は入力軸1に結合され、キャリア22は固定プーリ
半体12に結合され、リングギヤ23は後進ブレーキ2
7により固定保持可能である。また、サンギヤ21とリ
ングギヤ23とを連結可能な前進クラッチ25を有し、
この前進クラッチ25が係合されると全ギヤ21,2
2,23が入力軸1と一体に回転し、ドライブ側プーリ
11は入力軸1と同方向(前進方向)に駆動される。一
方、後進ブレーキ27が係合されると、リングギヤ23
が固定保持されるため、キャリア22はサンギヤ21と
は逆の方向に駆動され、ドライブ側プーリ11は入力軸
1とは逆方向(後進方向)に駆動される。 【0017】発進クラッチ5は、カウンター軸2と出力
側部材との間の動力伝達を制御するクラッチであり、係
合時には両者間での動力伝達が可能となるとともに、係
合力を制御することにより入力側と出力側との間のトル
クの伝達容量(トルク容量)も制御できる。このため、
発進クラッチ5が係合の時には、金属Vベルト機構10
により変速されたエンジン出力がギヤ6a,6b,7
a,7bを介してディファレンシャル機構8に伝達さ
れ、このディファレンシャル機構8により左右の車輪
(図示せず)に分割されて伝達される。また、発進クラ
ッチ5が解放されたときには、この動力伝達が行えず、
変速機は中立状態となる。 【0018】次に、本発明の油圧回路を含む油圧制御装
置について、図3及び図4を参照して説明する。ここ
で、図3及び図4における丸で囲まれたA、B、C及び
Dの記号はそれぞれ同じ記号の箇所で連続していること
を示している。なお、この図における×印はその部分が
ドレンに繋がっていることを意味する。 【0019】この油圧制御装置では、ポンプPから供給
されるタンクTの作動油の油圧をレギュレータバルブ3
1及び32により調圧して油路51内の油圧をライン圧
PLとなし、このライン圧PLをモジュレータバルブ3
3により減圧してモジュレータ圧PMを作り出す。 【0020】モジュレータ圧PMは油路52a,52b
をそれぞれ介して第1及び第2リニアソレノイドバルブ
34,35に供給され、リニアソレノイド34a,35
aの通電制御を行うことにより所望の第1及び第2制御
背圧PB1,PB2を油路53a,53bにそれぞれ供
給する。これら第1及び第2制御背圧PB1,PB2は
図示のように第1及び第2プーリ制御バルブ36,37
に供給され、プーリ制御バルブ36,37は油路51を
介して供給されるライン圧PLを調圧して、第1及び第
2制御背圧PB1,PB2に対応する第1及び第2制御
油圧PC1,PC2を作り出す。このように作られた第
1及び第2制御油圧PC1,PC2は油路55a,55
bを介してそれぞれドライブ側及びドリブン側シリンダ
室14,19に供給される。 【0021】このようにリニアソレノイド34a,35
aの通電制御を行うことにより、ドライブ側及びドリブ
ン側シリンダ室14,19に供給される第1及び第2制
御油圧PC1,PC2を制御し、ドライブ及びドリブン
プーリのプーリ幅を可変設定する制御を行わせて、変速
制御を行うことができる。 【0022】第1及び第2リニアソレノイドバルブ3
4,35により作り出された第1及び第2制御背圧PB
1,PB2は、油路54a,54bを介してレギュレー
タバルブ32にも供給されている。このため、レギュレ
ータバルブ31、32はこれら制御背圧PB1,PB2
を受けて、油路56からのライン圧PLを調圧し、両制
御背圧PB1,PB2のうちの高圧の制御背圧に対応す
るライン圧PLの設定を行う。 【0023】レギュレータバルブ31、32によりライ
ン圧PLが作り出された際の余剰油は油路61に排出さ
れ、潤滑系統へ送られる。油路61には絞り41が設け
られており、この絞り41の上流と下流を繋ぐようにバ
イパス油路62が設けられている。またバイパス油路6
2の途中にはバイパス油路を開閉可能なバイパス開閉バ
ルブ42が設けられており、正常時(後述する故障時で
ないとき)にはスプール42aが左方へ位置してバイパ
ス油路62を開放している。このため油路61の作動油
は絞り41を通らずに主にバイパス油路62を通って潤
滑系統へ送られる(図5参照)。 【0024】モジュレータバルブ33により調圧された
モジュレータ圧PMの一部は油路52cへを経てマニュ
アルバルブ43へ繋がる油路63、発進クラッチ5へ繋
がる油路64及び後進ブレーキ制御バルブ44へ繋がる
油路68へ供給される。油路63へ供給された油圧はマ
ニュアルバルブ43の手動操作により油路を切り換えら
れて前進クラッチ25又は後進ブレーキ27を作動させ
る。すなわちマニュアルバルブ43のスプール43aを
図4の中立位置から左動させて前進モードに切り換える
と、油路63の油圧は油路65を経由して前進クラッチ
25へ供給され、また、マニュアルバルブ43のスプー
ル43aを図4の中立位置から右動させて後進モードに
切り換えると、油路63の油圧は油路66、後進ブレー
キ制御バルブ44及び油路67を経由して後進ブレーキ
27へ供給される。なお、後進ブレーキ制御バルブ44
は油路68から供給されるモジュレータ圧PMにより制
御され、マニュアルバルブ43から流入した油圧を調整
して後進ブレーキ27へ供給する。 【0025】一方、油路64へ供給された油圧は発進ク
ラッチ制御バルブ45へ繋がる油路64aと、シフト制
御バルブ46へ繋がる油路64bへ分岐される。発進ク
ラッチ制御バルブ45はリニアソレノイド45aの通電
制御を行うことにより所望の油圧を油路69(途中にア
キュムレータ47が設けられている)からシフト規制バ
ルブ46を介して発進クラッチ5に供給し、これを作動
させることができる。ここで発進クラッチ制御バルブ4
5は、入力軸1の回転数を検出する回転数検出器(図示
せず)からの情報に基づいて通電制御され、発進クラッ
チ5へ供給する油圧を調整する。これにより発進クラッ
チ5の係合制御を、入力軸1の回転数(すなわちエンジ
ンENGの回転数)等に応じて適切に行うことができ
る。 【0026】次に、故障時(例えば、システムダウン時
のように電気制御バルブへの電力供給が経たれたとき)
における発進クラッチ5の制御について説明する。故障
時には第1及び第2リニアソレノイドバルブ34、35
は消磁されて初期位置に戻りそのまま電気制御不能とな
るが、このとき第1及び第2リニアソレノイドバルブ3
4、35は開放状態となるため、油路53a及び油路5
3bへ出力される背圧(油路52a、52bのモジュレ
ータ圧PMが調圧されて出力される背圧)は最大とな
る。そしてこれにより第1及び第2プーリ制御バルブ3
6、37のスプールは左動して開放状態となり、油路5
5a及び油路55bからドライブ側及びドリブン側シリ
ンダ室14、19へ供給されるプーリ側圧は最大となる
(これにより故障時の金属Vベルト15のスリップが防
止される)。 【0027】このように故障時において第1リニアソレ
ノイドバルブ34が開放状態となったときには、油路5
4aへ出力される背圧(油路52aのモジュレータ圧P
Mが調圧されて出力される背圧)も最大となり、油路7
0からシフト規制バルブ46の油室46cへ供給され
る。これによりシフト規制バルブ46のスプール46a
はばね46bによる右方への付勢力に抗して左動され、
油路69は遮断される。このため、システムダウンによ
り発進クラッチ制御バルブ45が調整不能となっても、
このバルブ45からの油圧が発進クラッチ5へ流入する
のが防止される。 【0028】これと同時に油路71は油路64bと連通
され、油路64bの油圧が油路71へ供給されるように
なる。図5に詳しく示すように、油路71は油路71a
及び油路71bに分岐しており、油路71aはバイパス
開閉バルブ42(の油室42b)へ、油路71bはS/
Cバックアップバルブ48へそれぞれ繋がっている。油
路71aからバイパス油路開閉バルブ42の油室42b
に油圧が供給されると、スプール42aは右動してバイ
パス油路62は閉塞される。このため油路61の作動油
は全て絞り41を通って潤滑系統へ排出される。 【0029】S/Cバックアップバルブ48において
は、スプール48aは、ばね48bによる左方への付勢
力と、絞り41前後に設けられた油路61a及び油路6
1bの油圧の差圧と、油室48c内の圧力とを受け、こ
れらのバランスにより決まる信号圧PSが油路72(7
2a、72b)に発生する。なお、この信号圧PSはス
プール48aの駆動量が大きいほど大きく、またスプー
ル48aの駆動量は絞り41前後の差圧が大きいほど大
きくなる。 【0030】ここで、故障時における入力回転数(すな
わちエンジンENG回転数)に対する油圧ポンプP吐出
量、潤滑油量、ライン系(ライン圧PLを用いた制御
系)消費流量及び絞り41上流圧の関係を図6に示す。
ポンプ吐出量L1は入力回転数とともに増大し、これに
従ってライン系消費流量L3も増大する。しかしライン
系流量L3は所定の流量(このときの入力回転数をN1
とする)に達した後はほぼ一定となり、各バルブの隙間
やプーリの油室14、19の隙間等から漏れた分の作動
油を補充する範囲でのみ若干の変動をする。潤滑流量L
2はポンプ吐出量L1からライン系消費流量L3を作り
出したときの余剰油であり、回転数N1よりも大きい領
域で、ポンプ吐出流量L1の増大に従って増大する。絞
り上流圧L4は潤滑流量に対応して変化し、回転数N1
よりも大きい領域でポンプ吐出量L1の増大、すなわち
エンジンENG回転数の増大に従って高くなる。 【0031】このように絞り41の上流圧はエンジンE
NG回転数の増大に従って高くなるが、このとき絞り4
1前後の差圧も大きくなる。また、前述したように信号
圧PSは絞り41前後の差圧が大きいほど大きいため、
出力される信号圧PSはエンジンENG回転数の増大に
伴って増大することとなる。なお故障時には、レギュレ
ータバルブ31、32がライン圧PLを最高圧に調圧し
ているため、信号圧PSはエンジンENG回転数に応じ
た広い範囲で出力させることができる。 【0032】上述のように油路72に出力された信号圧
PSは、シフト制御バルブ46(スプール46aは左動
している)を経て発進クラッチ5へ供給される。これに
より発進クラッチ5を入力軸1の回転数(すなわちエン
ジンENGの回転数)に応じたトルク伝達量で入力側の
トルクを出力側に伝達するよう制御することが可能であ
る。このため、システムダウン時のような場合でも、エ
ンジン回転に対応する信号圧PSが発進クラッチ5に供
給され、車両の発進停止時のみならず走行時における発
進クラッチ5のある程度の作動制御を行わせることがで
きる。 【0033】以上説明したように、正常時にはバイパス
油路62を開放することによりレギュレータバルブ31
からの排出圧を低くしてライン圧の調圧に影響を与える
ことがない。一方、故障時にはバイパス油路62を閉塞
させてS/CバックアップバルブによりエンジンENG
の回転数に対応した信号圧PSを発生させることができ
るので、ピトー管を用いて信号圧(ピトー圧)を発生さ
せる装置を用いた場合と同様の効果を得られる。 【0034】なお、上記実施例では、S/Cバックアッ
プバルブ48は絞り41の上流側の油圧と下流側の油圧
との両方の差圧により信号圧を出力するものであった
が、簡易的に上流側の油圧のみから信号圧を出力する構
成のバルブであってもよい。 【0035】また、バイパス開閉バルブは上記実施例に
示したものに代えて、図7に示すような構成のバルブ4
2’であってもよい。このバイパス開閉バルブ42’の
スプール42a’は正常時にはばね42c’の力及び油
路61cより流入する作動油の圧力により左方へ付勢さ
れており、これにより油路61の作動油は絞り41を迂
回してバイパス油路62から潤滑系統へ排出される。こ
のため正常時にはレギュレータバルブ31からの排出圧
を上昇させることがなく、ライン圧PL調圧に影響を与
えるおそれがない。 【0036】一方、システムダウン等のような故障時に
は、上記実施例に示した場合と同じように油路71から
油圧が供給されるので、スプール42a’は右方向の力
を受ける。これにより、バイパス油路62は閉塞されて
油路61の作動油は絞り41を通り、S/Cバックアッ
プバルブ48が油路71及び油路71bから供給された
油圧を調圧して信号圧PSとして油路72aに出力す
る。 【0037】但し、このバイパス開閉バルブ42’にお
いては、絞り41の上流側の油圧が高くなり、油路61
cからスプール42’に作用する左方向の油圧力が大き
くなると、スプール42’が左動されて信号圧PSはこ
れ以上高くなることがない。すなわち、図6において線
L5で示すように、入力回転数N2において絞り41の
上流側の油圧がP1に達すると入力回転数N2が高くな
ってもこの油圧は一定のままとなる。このようにすれ
ば、レギュレータバルブ31からの排出圧は所定値P1
を越えることがなく、ライン圧PLの調圧に対する影響
を防止することができる。 【0038】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧回路
によれば、電気系統の不具合等により電力供給が停止す
るような故障時においては、原動機の回転数に応じた信
号圧が得られ、これを用いて油圧制御を行うことによ
り、変速機のアクチュエータ(例えば、発進クラッチ)
の作動を制御することができる。また正常時にはバイパ
ス油路を開放してレギュレータバルブからの排出圧を低
圧のまま保持するので、ライン圧の調圧には影響を与え
ない。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る油圧回路を有した無段変速機の断
面図である。 【図2】この無段変速機の動力伝達経路構成を示す概略
図である。 【図3】本発明の実施形態に係る油圧回路の構成を示す
図である。 【図4】本発明の実施形態に係る油圧回路の構成を示す
図である。 【図5】この油圧回路を構成するS/Cバックアップバ
ルブ及びバイパス開閉バルブを詳しく示す断面図であ
る。 【図6】この油圧回路により制御される油圧の関係を示
すグラフである。 【図7】別形態のバイパスバルブを用いた油圧回路の構
成を示す図である。 【図8】ピトー管を用いた従来の信号圧出力装置の構成
を示す図である。 【符号の説明】 31、32 レギュレータバルブ 34 第1リニアソレノイドバルブ(電気制御バル
ブ) 35 第2リニアソレノイドバルブ(電気制御バル
ブ) 41 絞り 42 バイパス開閉バルブ 45 発進クラッチ制御バルブ(電気制御バルブ) 48 S/Cバックアップバルブ(信号圧発生バル
ブ) 61 排出油路 62 バイパス油路 P 油圧ポンプ PL ライン圧 PS 信号圧 ENG エンジン(原動機) CVT 変速機
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−243634(JP,A) 特開 平7−4485(JP,A) 特開 平9−72396(JP,A) 特開 平7−190183(JP,A) 特開 平4−266659(JP,A) 特開 昭61−130653(JP,A) 特公 昭47−9961(JP,B1) 特表 平8−510032(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 9/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 原動機により駆動された油圧ポンプから
    の吐出油を調圧してライン圧を作り出すレギュレータバ
    ルブと、 少なくとも電気制御バルブを有し、前記ライン圧を用い
    て変速機の作動制御を行う制御バルブ群と、 前記レギュレータバルブからの排出油路に設けられた絞
    りと、 この絞りの上流側及び下流側を連通させるバイパス油路
    と、 前記電気制御バルブが故障したときに発生する油圧を受
    けて前記バイパス油路を閉塞するバイパス開閉バルブ
    と、 前記バイパス油路の閉塞時に、前記絞りの上流側の油圧
    もしくは上流側及び下流側の油圧の差圧に対応する信号
    圧を発生する信号圧発生バルブとを備えることを特徴と
    する変速機の油圧回路。
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