JP3820229B2 - トランスミッションの電気液圧制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッション制御装置に関し、更に詳細には、連続可変(無段変速)トランスミッション用の(すなわち、シーブィティ又はCVT用の)電気液圧式の(例えば、電気油圧式の)制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続可変トランスミッション(すなわち、連続可変式変速器又はシーブィティ)は、ベルト及びプーリ機構や遊星歯車装置等の歯車機構等の連続可変ユニット(CVU)を含む。歯車機構は、従来は、液圧流体によって選択的に作動されるトルク伝達機構(即ちクラッチ又はブレーキ)によって制御されていた。連続可変ユニットは、ベルト及びプーリ機構に十分なクランプ力を確保するために高い圧力を必要とする。CVUの有効比(effective ratio)は、ベルトがプーリと係合する半径で決まる。多くの場合、この比は、アンダードライブからオーバードライブまで変化できる。
【0003】
必要なクランプ圧力の量は、トランスミッションへの入力トルク及び可変トランスミッションユニットの作動比の関数である。クランプ圧力が低い場合にはベルトがスリップする可能性がある。ベルトのスリップは、少量でも、CVUにとって有害である。一方のプーリ(一般的には入力プーリ)のシーブ半部の一方に作用する圧力の増減によりCVUの比を変化する。この際、他方のプーリの圧力は実質的に一定に維持される。いずれかのプーリで制御圧力が大き過ぎる場合には、トランスミッション内で効率の損失が生じ、CVUの構成要素を損傷したりこれらの構成要素に過剰の応力が加わったりする。
【0004】
トルク伝達機構の係合に必要な制御圧力レベルは、一般的には、CVUの制御に必要な圧力よりも低い。必要な圧力の量は、本質的には、伝達されるトルクと、可動ピストン及びクラッチパックを含む従来のクラッチハードウェアの大きさとの関数である。制御圧力が必要な値よりも低い場合には、摩擦プレートのスリップが生じ、これによりトルク伝達機構の寿命が短くなる。
【0005】
液圧回路は、一般的には、圧力調整バルブを含み、このバルブは、可変トランスミッションユニット又はトルク伝達ユニットのいずれかの寿命が短くなることがないようにするため、正しいクランプ圧力及び正しいトルク伝達係合圧力を調整できなければならない。
【0006】
回路内の圧力は、容積式ポンプ(容量型ポンプ)によって発生される。ポンプが発生できる圧力の量は、ポンプ速度、トランスミッションの流れ要求、及び回路内での漏れの関数である。トランスミッションが必要とする流れが大きければ大きい程、発生できるライン圧力が小さくなる。一般的には、CVU制御用及びトルク伝達機構用の二つの調整バルブを使用する。これらのバルブは、通常は、CVUライン圧力回路が優先であるように流れ関係で配置されている。CVU制御で使用されなかった全ての液圧流体が、伝動装置セクション(歯車区分)を制御するため、調整バルブに通過する。かくして、伝動装置セクション制御用の調整バルブは、トランスミッションの作動中、特に比変更中、制御プーリでの圧力が減少した場合に大量の流体流れを収容する大きさでなければならない。このことは、ポンプがCVUに必要なライン圧力を供給できない場合、所望のライン圧力を達成するため、トランスミッション流れ要求の部分を調整バルブによって減少するように流れの優先が設定されるということを意味する。
【0007】
例えば、ベルト−プーリ型トランスミッションのシーブに必要なライン圧力を保存するため、ライン圧力調整バルブはオイルクーラーへの流れを減少できる。シーブに流れるオイルは、オイルクーラーに行くオイルよりも優先が高いと言われる。一般的には、トランスミッションの一つの部分への流れを、トランスミッションの他の部分での圧力を維持するために犠牲にすることは、大量の漏れが発生した場合やトランスミッション内で迅速な比変更(ratio change)が行われる場合等の極端な条件又は移行的条件でしか起こらない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、連続可変トランスミッション用の改良液圧制御システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの特徴では、液圧制御システムは、連続可変トランスミッションのCVUプーリ、クラッチ、ソレノイド、及びトルクコンバータへのライン圧力(管路圧又はラインプレッシャー)を調整する。
【0010】
本発明の別の特徴では、別の調整バルブが、第1ライン圧力及び第2ライン圧力を提供し、これによってオイル流れ要求を最少にし、移行的な(過渡的な又は瞬間的な)シフト性能及び燃費を向上する。
【0011】
本発明の更に別の特徴では、過剰のポンプ流が、第1のライン圧力を制御する圧力調整バルブだけに差し向けられ、これにより制御システム内の残りのバルブの大きさ及び重量を減少できる。
【0012】
本発明の他の特徴では、液圧制御システムは、第1ライン圧力内の圧力を全ての他の圧力要求よりも上位に優先し、このライン圧力を連続可変トランスミッションのシーブに差し向ける。
【0013】
本発明の更に他の特徴では、液圧制御システムは、第1ライン圧力を全ての他の圧力要求よりも上位に優先することにより、移行的な(過渡的な又は瞬間的な)流れ要求の効果及びソレノイド制御の圧力出力を最少にする。
【0014】
本発明の別の特徴では、制御システムは、クラッチへの第2ライン圧力流をクーラーの流れ要求よりも上位に優先することによって、トルク伝達機構内のスリップを最少にする。
【0015】
本発明は、第1ライン圧力調整バルブ及び第2ライン圧力調整バルブの両方を制御する単一の可変ブリードソレノイド(VBS)バルブを使用する。この機能を果たすために単一の可変ブリードソレノイドを使用することにより、トランスミッション制御装置の費用を軽減する。液圧システムは、可変ブリードソレノイドバルブを過圧から保護するアクチュエータ供給制限バルブを有する。第2ライン圧力供給制限バルブが制御装置に組み込まれており、これによって、トルク伝達機構及びトルクコンバータの両方を過度に加圧しないように制限している。かかる制限は、第2ライン圧力調整バルブの出力をこれらの装置のいずれかへの流体の分配前に制限することによって行われる。
【0016】
【発明の実施の形態】
制御システム10が、図1A及び図1Bに示されており、連続可変トランスミッション12が図1Cに示されている。制御システム10はバイナリポンプ14を含む。このポンプは、入口即ち吸入ポート16と、二つの出口ポート18及び20とを有する。ポート18は、一次ポンプ出力ポートであり、ポート20は二次ポンプ出力ポートである。これらのポート18及び20には、制御システム10の作動中、様々な圧力が作用する。制御システム10は、更に、一次圧力調整バルブ22、二次調整バルブ24、可変ブリードソレノイド(VBS)26、一次過圧調整バルブ28、圧力トランスジューサー30、一次供給制限バルブ32、アクチュエータ供給制限バルブ34、可変ブリードソレノイド(VBS)36、オン/オフソレノイド38、比制御機構40、二次ライン圧力制限バルブ42、クラッチブーストバルブ44、トルクコンバータクラッチ調整適用バルブ46、クラッチ制御バルブ48、トルクコンバータクラッチ可能化バルブ50、及び手動制御バルブ52を更に含む。
【0017】
圧力調整バルブ22は、バルブボア部分22Bが形成されたバルブ本体部分22Aを含む。バルブボア22B内にはバルブスプール22Cが摺動自在に配置されており、このバルブスプールは、制御ばね22Dによって右方に押圧されている。バルブ本体部分22Aは、一対のライン圧力ポート22E、一対の横に並んだ二つの供給ポート22F、第2ライン圧力ポート22G、可変ブリードソレノイド(VBS)信号ポート22H、及び吸入又は排出ポート22Iを含む。ポート22Eは、一次即ち第1ライン圧力通路54を通ってポンプ14の出力ポート18に連続的に連結されている。ポート22Gは、二次圧力通路56を通ってポンプ14の出力ポート20に連続的に連結されている。ポート22Iは、ポンプ14の入口ポート16に連続的に連結された吸入ライン即ち入口ライン57に連続的に連結されている。
【0018】
二次調整バルブ24は、バルブボア24Bが形成されたバルブ本体部分24Aを含む。バルブボア24Bにはスプールバルブ24Cが摺動自在に配置されており、制御ばね24Dによって図1のBで見て右方に押圧されている。バルブ本体24Aは入口ポート24Eを有し、このポートは、供給通路58を通ってバルブ22のポート22Fと連続的に連通している。
【0019】
バルブ本体24Aには、更に、一対の第2ライン圧力通路24Fが形成されており、これらの通路は、第2ライン圧力通路60と連続的に連通している。バルブ本体24Aは、第2ライン制限通路62と連続的に連通した第2ライン制限ポート24G、及び被制限コンバータ供給通路64と連通した被制限コンバータ供給ポート24Hを更に含む。被制限コンバータ供給通路64は、更に、絞り即ちオリフィス66を通して通路62と連通している。
【0020】
バルブ本体24Aは可変ブリード信号ポート24Jを含み、このポートは、可変ブリード信号ライン68と連続的に連通し、この信号ラインは、更に、バルブ22のポート22H及び可変ブリードソレノイドバルブ26の信号ポート26Aに連結されている。
【0021】
可変ブリードソレノイドバルブ26は、更に、アクチュエータ供給制限通路70と連通した入口ポート26Bを有する。可変ブリードソレノイド26、可変ブリードソレノイド36、及びオン/オフソレノイドバルブ38は、液圧制御機構の技術分野で周知の通常のソレノイドバルブである。
【0022】
過圧調整バルブ28は、バルブ本体部分28A、入口ポート28B、及びボールチェックアッセンブリ28Cを含む。ボールチェックアッセンブリ28Cは、通路54内の圧力が所定の最大値を越えたとき、ポート28Bに連結された通路54を開放し、排出するように設定されている。従って、このバルブの機能は、通路54内で達成する場合がある最大圧力を制限することである。
【0023】
圧力トランスジューサー30は従来の電気−液圧装置であり、通路58内の圧力によって作動され、圧力レベルに対して電気信号を発生する。圧力トランスジューサー30、可変ブリードソレノイドバルブ26、可変ブリードソレノイドバルブ36、オン/オフソレノイドバルブ38、及び比制御機構40は全て、通常の電気制御ユニット(ECU)(図示せず)と通信する。電気制御ユニットは、周知のように、プログラム可能なデジタルコンピュータを含んでもよく、このコンピュータは、トランスミッション12及び圧力トランスジューサー30の両方から受け取ったセンサ信号に応じて電気制御ユニットによって与えられたコマンドに従って、電気信号をこれらの機構に分配する。
【0024】
一次制限バルブ32は、バルブスプール32Cが摺動自在に配置されたバルブボア32Bが形成されたバルブ本体部分32Aを含む。バルブスプール32Cは、制御ばね32Dによって、図1のAで見て右方に押圧されている。バルブ本体部分32Aは、一次供給通路72に連結された一次供給ポート32E、及び一次制限供給通路74と連通した一対の一次供給制限ポート32Fを含む。一次制限供給通路74は、更に、オリフィス即ち絞り76を通して第1ライン圧力通路54と連通している。
【0025】
アクチュエータ供給制限バルブ34は、スプールバルブ34Cが内部に摺動自在に配置されたバルブボア34Bが形成されたバルブ本体部分34Aを含む。スプールバルブ34Cは、制御ばね34Dによって、バルブボア34B内で図1のAで見て右方に押圧されている。バルブ本体部分34Aは、第1ライン圧力通路54と流体連通した入口ポート34E、及びアクチュエータ供給制限通路70と流体連通した一対のアクチュエータ制限供給通路34Fを有する。アクチュエータ供給制限バルブ34は、被制御圧力を可変ブリードソレノイド26、可変ブリードソレノイド36、及びオン/オフソレノイド38に提供するように作動する。
【0026】
可変ブリードソレノイド36は、アクチュエータ供給制限通路70と流体連通した入口ポート36A、及び可変ブリード信号通路(VBS)78と流体連通した出口ポート36Bを有する。VBS信号通路78は、可変ブリードソレノイド36のところで発生した可変制御信号を提供する。
【0027】
オン/オフソレノイドバルブ38は、入口ポート38A及び出口ポート38Bを有する。入口ポート38Aはアクチュエータ供給制限通路70と流体連通している。出口ポート38Bは、TCC可能化信号通路80と流体連通している。
【0028】
比制御機構40は、液圧バルブ40A、従来のステッパモータ40B、及びシーブ従動体40Cを含む。バルブ40Aはバルブ本体40Dを有する。バルブ本体40Dには、バルブスプール40Fが摺動自在に配置されたバルブボア40Eが形成されている。バルブ本体40Dは、ライン圧力通路54と流体連通した入口ポート40G、及び一次供給通路72と流体連通した出口ポート40Hを含む。
【0029】
ステッパモータ40Bにはレバーアーム40Iが連結されている。このレバーアームはバルブスプール40Fにピン止めされており、シーブ従動体40Cの一部であるカム従動体40Jと摺動自在に係合する。カム従動体40Jは、入力プーリ140の構成要素であるシーブ166と係合する。
【0030】
制限バルブ42は、バルブ本体部分42Aを有している。バルブ本体部分42Aには、バルブスプール42Cが摺動自在に配置されたバルブボア42Bが形成されている。バルブ本体42Aは、第2ライン圧力通路60と流体連通した入口ポート42D、及び第2ライン制限通路62と流体連通した一対の出口ポート42Eを有する。ライン制限バルブ42の機能は、通路62内の圧力を、バルブスプール42Cの面積及び制御ばね42Fの力で決まるレベルに制限することである。通路60内の圧力がこの値以下である場合には、バルブスプール42Cにより、通路60と62との間で流れを制限なしに流すことができる。
【0031】
クラッチブーストバルブ44は、バルブ本体部分44Aを有している。バルブ本体部分44Aには、バルブスプール44Cが摺動自在に配置されたバルブボア44Bが形成されている。バルブスプール44Cは、制御ばね44Dによってバルブボア44B内で右方に押圧されている。バルブ本体44Aは、入口ポート44E及び出口ポート44Fを有する。入口ポート44Eは通路62と連通しており、出口ポート44Fはクラッチブースト通路82と流体連通している。
【0032】
トルクコンバータクラッチ調整適用バルブ46は、バルブ本体部分46Aを有する。バルブ本体部分46Aには、バルブスプール46Cが摺動自在に配置されたバルブボア46Bが形成されている。バルブスプール46Cは、制御ばね46Dによって図1のBで見て左方に押圧されている。バルブ本体46Aは、通路62と流体連通した入口ポート46E、被調整適用通路84と流体連通した一対の出口ポート46F、及びVBS信号通路78と流体連通した可変ブリードソレノイド信号ポート46Gを含む。
【0033】
クラッチ制御バルブ48は、バルブ本体部分48Aを有する。バルブ本体部分48Aには、バルブスプール48Cが摺動自在に配置されたバルブボア48Bが形成されている。バルブ本体部分48Aには、通路62と流体連通した入口ポート48D、クラッチ制御通路86と流体連通した一対の出口ポート48E、VBS信号通路78と流体連通した第1信号ポート48F、及びクラッチブースト通路82と流体連通した第2信号ポート48Gが形成されている。制御ばね48Hは、バルブスプール48Cをバルブボア48B内で図1のBで見て右方に押圧する。バルブスプール48Cは、更に、クラッチブースト通路82内の流体圧力によって右方に押圧され、VBS信号通路78内の制御圧力によって、及びバルブスプール48Cの端部に作用する出口ポート48Eの圧力によって左方に押圧される。かくして、クラッチ制御通路86内の圧力は、通路82内のクラッチブースト圧力、通路78内の可変ブリードソレノイド圧力信号、及びクラッチ制御バルブ48の出口圧力の関数である。
【0034】
トルクコンバータクラッチ可能化バルブ50は、バルブ本体部分50Aを有する。バルブ本体部分50Aには、バルブスプール50Cが摺動自在に配置されたバルブボア50Bが形成されている。バルブスプール50Cは、バルブボア50B内で制御ばね50Dによって右方に押圧されている。
【0035】
バルブスプール50Cは、制御ポート50Eを通してバルブスプール50Cの右端に加えられた通路80内の圧力によって左方に押圧される。バルブ本体50Aは、クラッチ制御入口ポート50F、被調整適用ポート50G、一対のコンバータ供給ポート50H、被制限クラッチ制御供給ポート50I、第2ライン制限ポート50J、トルクコンバータ解放出口ポート50K、及びトルクコンバータ適用出口ポート50Lを有する。ポート50Fはクラッチ制御通路86と流体連通しており、ポート50Gは調整適用通路84と流体連通しており、ポート50Hはコンバータ供給通路64と流体連通しており、ポート50Iはクラッチ供給通路88と流体連通しており、ポート50Jは第2ライン制限通路62と流体連通しており、ポート50Kはトルクコンバータ解放通路90と流体連通しており、ポート50Lはトルクコンバータ適用通路92と流体連通している。
【0036】
手動制御バルブ52は、バルブ本体部分52Aを有している。バルブ本体部分52Aには、スプールバルブ52Cが摺動自在に配置されたバルブボア52Bが形成されている。バルブスプール52Cは、好ましくは、通常の手動シフト制御機構に連結されており、このシフト制御機構は、バルブスプールバルブ52Cをバルブボア52B内で直線的に移動する。バルブボア52Bは、クラッチ供給通路88と流体連通した入口ポート52D、ドライブ通路94と流体連通したドライブポート52E、及び後退通路96と流体連通した後退ポート52Fを含む。バルブスプール52Cを後退位置(REV)まで移動すると、通路88を通して送出された流体圧力がバイパスポート52Gを通って流れ、これにより流体を入口ポート52Dから後退ポート52F及び通路96に連通できる。更に、複数の排出ポートが設けられており、これらの排出ポートにより、ニュートラル(NEUT)中、ドライブ(DR)中、及び駐車(PARK)中に後退通路を排出し、ニュートラル中、後退中、又は駐車中にバルブスプール52Cの端部にあるドライブ通路を排出する。
【0037】
ドライブ通路94にはボールチェック−オリフィス装置98が配置されている。この装置は、迅速適用及び被制御流れ解放を可能にする通常のタイミング装置である。後退通路96は、後退駆動のクラッチ適用及びクラッチ解放を行うための同様のタイミング機構100を有する。ドライブ通路94は、絞り182を通して第2ライン制限通路62と流体連通しており、後退通路は、絞り104を通して第2ライン制限通路62と流体連通している。これにより、クラッチは、それらの通常の係合速度で流体で予備充填される。
【0038】
トランスミッション12は、トルクコンバータ106、遊星歯車装置108、連続可変ユニット(CVU)110、及び最終駆動(ファイナルドライブ又は最終減速機)機構112を含む。トルクコンバータ106は、エンジンにより駆動されるインペラー114、流体により駆動されるタービン116、及びステータ118を持つ通常の流体力学装置である。
【0039】
トルクコンバータクラッチ120が、タービン116と入力シェル122との間に配置されている。入力シェル122は、エンジン124とインペラー114との間に従来の方法で駆動連結されている。遊星歯車装置108は、太陽歯車126、リング歯車128、及び遊星キャリヤアッセンブリ130を含む。遊星キャリヤアッセンブリ130は、キャリヤ部材132と、太陽歯車126及びリング歯車128の夫々と噛み合う複数の噛み合いピニオン134及び136とを含む。
【0040】
キャリヤ部材132は、タービン116及びトルクコンバータクラッチ120に駆動連結されたシャフト138によって駆動される。太陽歯車126には、CVU110の入力プーリ140が駆動連結されている。リング歯車128は、トルク伝達機構又はブレーキ142を作動させることができるように連結されている。ブレーキ142が適用されると、リング歯車128が定置の状態に保持される。キャリヤ132及び太陽歯車126は、トルク伝達機構又はクラッチ144によって作動できるように相互連結され、トルク伝達機構又はクラッチが適用されたとき、遊星歯車装置108のリング歯車部材128及び遊星キャリヤアッセンブリ部材130を一緒に固定し、遊星システムが単一のユニットとして回転する。
【0041】
入力プーリ140は、摩擦ベルトアッセンブリ146によって出力プーリ148に連結されている。出力プーリ148は、一対のトランスファー歯車150及び152によって、通常の最終駆動ディファレンシャル154に連結される。最終駆動ディファレンシャル154は、最終駆動機構112の構成要素である。
【0042】
ブレーキ142は、後退通路96と流体連通した適用キャビティ156を有し、クラッチ144は、通路94と流体連通した適用キャビティ158を有する。かくして、前進−後退クラッチ及びブレーキの係合状態が、バルブ50及び手動バルブ52によって制御される。トルクコンバータクラッチ可能化バルブ50は、バルブが図示のばね設定位置にある場合には、通路86内のクラッチ制御圧力をクラッチ供給通路88に供給し、ポート50Eの圧力信号によりバルブスプール50Cが圧力設定位置にある場合には、第2ライン制限通路62からクラッチ供給通路88に供給するように作動する。
【0043】
プーリ140のシーブ166は、通路74を通して流体圧力を受け取るデュアルチャンバピストン160を有する。デュアルチャンバピストン160内の圧力は、シーブ半部をベルト146に対して保持する力を制御する。出力プーリ148は制御ピストン162を有しており、制御ピストン162はチャンバ164を有している。チャンバ164は、通路54と流体連通している。従って、通路54内の流体圧力が、プーリ148のシーブ半部をベルト146に対して保持する力を提供する。
【0044】
ベルト146は、図1のCで二つの位置で示してある。ベルト146の部分146Aが、入力プーリ140の最外端(即ち、最外直径)のところにある位置では、オーバードライブ位置であり、ベルト146の部分146Bが入力プーリ140の最内直径にある位置では、最大アンダードライブ状態である。トランスミッションが前進又は後退で作動しているとき、圧力が制御ピストン160に加えられ、ベルト146を位置146Bから位置146Aに向かって押圧する。ベルトが入力プーリ上で外方に移動するとき、ベルトは出力プーリ上で内方に移動し、これによって入力プーリの速度をトランスミッション12の出力速度に対して減少する。
【0045】
チャンバ164の圧力は、一次調整バルブ22によって、通路68のVBS信号により決定される。ピストン160及び通路74での圧力は、比制御機構40によって決定され、一次供給制限バルブ32によってその最大量に制限される。比制御機構40は、ステッパモータ40Bの入力要求及びシーブ従動体40Cの位置と比例した出力圧力を有する。
【0046】
図1Cでわかるように、比制御機構40はトランスミッション上に配置されており、シーブ従動体40Cは入力プーリ140のシーブ半部166によって作動される。ステッパモータ40Bが比の変更を要求した場合には、バルブ40Aが、これに従って、通路72内の一次供給圧力に影響を及ぼし、これによってピストン160内の圧力を変化させ、その結果、シーブ166が圧力変化に応じて一方の又は他方の方向に移動し、シーブ従動体40Cがレバー制御装置40Iを移動し、所定位置にバルブスプール40Fを戻す。その所定位置において、通路54内の圧力が、計測されて、所望の比を維持する所定レベルで一次供給通路72に供給される。
【0047】
圧力調整バルブ22は、三つのモード、即ち一次モード、二次モード、及び優先モードで作動する。一次モード中、ポンプ14内の流体流れがポート18から通路54に送出され、ここでポート22Eを通ってバルブスプール22Cのディファレンシャル領域22Kに進入する。ディファレンシャル領域22Kに作用する流体圧力は、通路68内の可変ブリードソレノイド信号及びばね22Dの力と逆方向に作用し、バルブスプール22Cを左方に移動し、通路56がポート22Gを通して吸入ポート22Iに対して開放することにより、流体を通路57を通してポンプ14の吸入ポート16に戻す。かくして、ポンプ14のポート20からの流れが、吸入ポート16に直接戻り、及び従って、ポンプ14での抵抗即ちエネルギ吸収が全く発生しない。この作動中、通路54内の流体の入口の一部が調整バルブ22を通して差し向けられ、ポート22Fの一方から出て通路58に入り、ここで二次圧力調整バルブ24に差し向けられる。
【0048】
二次モード中、システム圧力必要条件及び流れ必要条件は十分に高く、そのため、バルブスプール22Cがポート22Gに対して閉鎖され、ポート20からの出力流が、ポンプ切替えボール170を通過して通路54に入り、次いでディファレンシャル領域22Kで使用され、ポート22HのVBS信号圧力及びばね22Dの力に対抗する。この作動中、通路54内の流体の入口の一部が調整バルブ22を通して差し向けられ、ポート22Fの一方を通って出て通路58に入り、ここで二次圧力調整バルブ24に差し向けられる。
【0049】
作動の優先モード中、バルブスプール22Cは、ポート22Hでの圧力及びばね22Dの力により右方に十分に移動され、その結果、通路54は、ポート22Fの一方と連結した状態から外れ、絞り22Jを通って通路58に至り、二次調整バルブ24への最小流量を維持する。過圧逃がしバルブ28は、圧力の瞬間的なスパイク(急激な上昇)から保護される。圧力の瞬間的なスパイクは、移行状態即ちシフト状態が迅速に起こった場合にバルブスプール22Cがシステム圧力を変化させるのに十分迅速に応答しない場合に起こる。
【0050】
圧力調整バルブ24は、トルク伝達機構、トルクコンバータ、及びオイルクーラーへの供給オイルを提供するライン60内の圧力を制御する。圧力調整バルブ24により、多くの運転条件中、通路60内の圧力を通路54内の圧力よりも低い値に維持できる。圧力が低いと漏れが減少し、これにより移行挙動に利用できる流れが増大し、二次ポンプポート20を早期に作動状態から切り離すことができるため、燃費が向上する。
【0051】
バルブ24は二つの機能を果たす。このバルブ24は、通路60内の圧力、通路68内の可変ブリードソレノイド信号、及びバルブばね24Dの間で力が均衡するまで、ポート24Eと排出24Iとの間で変調することによって、通路60内の圧力を調整する。第2に、バルブ24は、被制限コンバータ通路64によりオイルを、通路60内のオイルよりも低い優先度で供給する。構成要素の数を少なくするため、同じ可変ブリードソレノイド26を使用して圧力信号をバルブ22及びバルブ24の両方に提供する。
【0052】
図2は、最大のオーバードライブ比(OD)で適切なシーブトルクを提供するのに必要な可変ブリードソレノイド圧力信号が、最大のアンダードライブ比(UD)を提供するのに必要な可変ブリード圧力信号よりも小さいということを示す。トルク伝達機構を作動する通路62内の圧力は、比の関数ではなく、単に入力トルクの関数である。同じ信号通路68を使用してバルブ22及びバルブ24の両方の調節が行われるため、バルブ24は、入力トルク及びオーバードライブ比について、可変ブリード信号で、トルク伝達機構の最大容量に達しなければならない。このことは、可変ブリードソレノイド信号が最大オーバードライブ比での最大入力トルクよりも上の値に上昇するときに、通路60内のライン圧力が上昇し続けるということを意味する。
【0053】
バルブ42は、通路62内の圧力の最大値を、トルク伝達機構及びトルクコンバータ構成要素での受容可能な最大値に又はそれ以下に制限するため、調整バルブ24の下流に位置決めされている。これにより、これらのユニットの寿命を保持する。バルブ42は、バルブ42の端部に作用する通路62内の圧力とばね42Fとの間で力が均衡するまで、ポート42Dと排出との間で調節される。結果的に得られた通路62内の圧力を図2に示す。
【0054】
更に、バルブ24は、通路60内の圧力を受容可能なレベルに維持するため、被制限コンバータ供給オイルである通路64内の圧力を制御するための優先機能を提供する。圧力調整バルブ24は、通路60についての流れ必要条件が達成された後にだけ、通路64に通路62から流体を供給することによって、この優先関係を確立する。これは、通路64の供給路をバルブ24に通すことによって提供される。通路60内に十分な圧力を発生させることができない場合には、ばね24D及び可変ブリードソレノイド圧力信号がバルブスプール24Cを右方に押し、排出への通路60内の流体の流れを停止する。通路60内の圧力がそれでも不足している場合には、バルブスプール24Cは、被制限トルクコンバータ供給通路64に供給するポート24Gを制限するまで、更に右方に移動する。通路64内の流体の流れは、力が均衡するまで、又はポート24Gが完全に閉鎖するまで減少される。オリフィス66は、極端な作動条件下で又は移行的作動条件下で幾らかの低温の流れを提供するため、通路64が決して完全には閉鎖しないようにするために設けられている。
【0055】
バルブ34は、ソレノイドに供給するように機能する。これらのソレノイドは、最高の優先順位のオイルが、即ち通路54内のオイルが供給される。通路54内の圧力が、多くの場合、ソレノイドでの最大許容圧力よりも高いため、ソレノイドに供給される最大圧力を製造者が推奨する最大値以下に制限するためにバルブ34が設けられている。
【0056】
ライン圧力トランスジューサー30は、二つの重要な機能を提供する。ライン圧力トランスジューサー30は、これらの機能を果たすため、バルブ22と24との間の通路58内に配置されている。第1に、トランスジューサー30は、通路54内の実際の圧力に関して正確なフィードバックをECUに提供する。これにより、通路54内の圧力を閉ループ制御でき、その結果、圧力安全性要因の減少により燃費が向上する。第2に、トランスジューサー30を通路58に配置することにより、トランスミッションの作動時に正確な診断信号を提供する。この際、通路60からの流体の分配を優先する。この種の作動を生じる条件には、ポンプの漏れ又は他の回路の漏れの増大が含まれる。この信号は、比を一定に保持することやアイドリング速度を増大すること、及び他の作動機能等といった診断作用を行うためにECUによって使用できる。
【0057】
クラッチ制御バルブ48は、ばね48H及びポート48Fでの可変ソレノイド圧力に対して力が均衡するまで、ポート48Dと排出ポートとの間で調節する場合に、通路86内の圧力を調整する。
【0058】
シフト中即ち相互切替え中、通路86内の圧力を、クラッチ調整バルブ48、ばね48H、ポート48Fでの可変信号ソレノイドの圧力の面積比の関数として調節する。面積比をバルブゲインと呼ぶ。ここで言う面積比は、バルブスプール48Cの端部の面積及びポート48Fのディファレンシャル面積(差異面積)である。通路86内の圧力と通路78内の圧力との間のゲインが大きければ大きい程、通路78内の圧力の変化及び変動に対するクラッチ制御圧力の変化が大きい。通路86内の圧力が変化すると、シフト感覚が変化する。これは、オペレータにとって受け入れられない。
【0059】
従来、クラッチ制御バルブ48のゲインの大きさは、トルク伝達機構の最大圧力必要条件について、保持トルクのその最悪の場合について定められてきた。多くの場合、保持トルクはシフトトルクよりも遙に高い。シフトトルク中、クラッチがスリップする。クラッチがスリップしたときにだけ、クラッチ圧力のエラーが、オペレータにとって不快なシフト感覚として現れる。このため、シフトを行うバルブゲインを最小であるように設定するのが望ましい。これにより、トルク保持時に追加の圧力を供給するという問題点が残る。
【0060】
この制御システムにより、クラッチ制御バルブ48のゲインの大きさをシフト時について最適にできると同時に、保持時について強化された圧力を提供する。ブーストバルブ44は、ブーストバルブ44の端部に作用する通路62内の圧力のレベルに応じて、通路82内の排出又は圧力のいずれかをバルブ48のばね端に送出する。ブーストバルブ44の出力が排出に連結されている場合には、力が通常通りに均衡し、通路86内のクラッチ調整圧力は、バルブ48のゲイン、通路78内の圧力、及びばね48Hの力の関数となる。バルブ44の出力が通路62内の圧力に等しい場合には、バルブ48は開放位置に押され、ポート48Dがポート48Eに対して開放する。通路86内の圧力は、この最中に通路62内の圧力レベルにまで上昇する。通路62内の圧力のレベルは、バルブ24の調節制御によって独立して設定され、保持時に十分な圧力を提供する。
【0061】
バルブ46は、ばね46D及びポート46Gでの可変ソレノイドバルブの圧力に対して力が均衡するまで、ポート46Eでの圧力と排出ポートとの間で調節することによって、通路84内の被制御圧力を調整する。トルクコンバータクラッチの作動中、通路84内の圧力を、調整バルブ46、ばね46D、及びポート46Gでの可変ブリードソレノイド圧力の面積比の関数として調節する。標準的な又は比較的従来のパルス幅変調ソレノイドの代わりに可変ブリードソレノイド36を使用することによって、ノイズの少ない信号を提供し、ライン圧力の変化の変動が小さくなる。その結果、トルクコンバータクラッチの作動が改善される。
【0062】
トルクコンバータクラッチバルブ50は、二つの別個の位置、即ちばね設定位置及び圧力設定位置を持つシフトバルブである。ばねは、バルブをその消勢位置即ちばね設定位置に押す。トルクコンバータソレノイドバルブ38を電気的に作動すると、通路80内の信号がポート50Eに送出され、バルブスプールをばね50に抗してその賦勢位置(すなわち、作動位置)即ち圧力設定位置に押し込む。消勢位置即ちばね設定位置では、バルブ50は、通路86から通路88に圧力を供給する。バルブ50は、更に、通路64から通路90に圧力を供給し、通路92をオイルクーラー回路172に連結する。この位置では、バルブは、更に、ポート50Gを閉鎖する。賦勢位置即ち圧力設定位置では、バルブ50は、通路62から通路88に圧力を供給し、通路90内の流体をオリフィス174を通して排出し、通路92に通路84内の流体を供給し、通路64をオイルクーラー回路172に連結する。
【0063】
バルブ50は、このバルブ50が消勢位置にある場合、また、トルク伝達機構を適用する必要があるが、トルクコンバータクラッチを解放しなければならない場合、通路86から通路88に調節された制御圧力流体を供給できる。この一例は、通路88内の圧力を使用してトランスミッションのトルク伝達機構の一つを係合し、車輛の発進を開始することである。通路86内の圧力は、VBSバルブ36から来る通路78内の圧力によって制御される。このような条件下では、エンストが起こらないようにするため、及びトルクコンバータによりトルクを増大して発進性能を改良できるようにするため、トルクコンバータクラッチを解放する必要がある。開放条件のトルクコンバータは、このような条件下で熱を発生するため、通路92内の戻し流れがオイルクーラー回路172に連結される。
【0064】
バルブ50が賦勢位置即ち圧力設定位置にある場合、バルブ50を使用してトルクコンバータクラッチを適用する。通路84内の圧力は、通路92内の圧力に差し向けられ、これによりトルクコンバータクラッチを賦勢する(換言すれば、作動させる)。次に、トルクコンバータクラッチからの戻しオイルである通路90内の圧力を、オリフィス174を通して排出し、トルクコンバータクラッチの適用感覚を補助する。ソレノイドバルブ36がトルクコンバータクラッチシステムの必要条件に従って調節されるため、通路86内の圧力は、係合させたトルク伝達機構について正しくないレベルで調節される。この理由により、通路62内の圧力を通路88に連結する。トルクコンバータクラッチの適用時に発生したトルクコンバータ熱が最少であるため、通路64はトルクコンバータを迂回し、オイルクーラー回路172に直接連結される。
【0065】
従来は、トルク伝達機構制御装置及びトルクコンバータクラッチ制御装置の両方について、別体の調整バルブ、制御バルブ、オン/オフソレノイド、及び可変ブリードソレノイドバルブが設けられてきた。本システムでは、これらの二つの基準は、一つのバルブ組が両機能を提供するように二つのシステムを複合する又は多重通信式にすることによって満たされる。二つのシステムについての故障モード保護及び調節必要条件は非常に類似している。トルク伝達機構が適用されている際にはトルクコンバータクラッチが適用されないため、及びその逆がいえるため、調節モード(変調モード)は互いに相容れない。これにより、費用を軽減し、製造及び組み立てに要する時間を短縮し、更にシステムの全体としての信頼性を向上するため、VBSバルブ36、ソレノイドバルブ38、及びバルブ50を再使用できる。
【0066】
通路92及び88内の圧力についての調節必要条件は極めて類似している。これらは、両方とも、バルブゲイン、ばね負荷、及びVBSバルブ36が提供する電子制御式変調圧力信号の関数として、被調整圧力を必要とする。従って、トルクコンバータクラッチの係合及びトルク伝達機構の係合の両方の最中にバルブ回路の再使用を利用できる。
【0067】
機能モード必要条件が失われることもまた、通路92内の圧力及び通路88内の圧力について非常に類似している。トルクコンバータクラッチシステムについて、単一のエレメントの故障が起こることにより、トルクコンバータへのコンバータ流れが失われてトルクコンバータクラッチが適用されなくなったりトルクコンバータクラッチが低い車輛速度で適用されることによりエンストが起こることは受け入れられることではない。これらの二つの必要条件を満たすのに必要なハードウェアは、適用調整バルブと直列の独立した電子制御式シフトバルブである。通路88内の圧力について、単一のエレメントの故障が起こることにより、トルク伝達機構を適用することができなくなることは受け入れられない。この必要条件を満たすのに必要なハードウェアは、クラッチ調整バルブと直列の独立した電子制御式シフトバルブである。この保護は、バルブ50、38、及び36によって両方の場合に提供される。更に、ラインによって賦勢されたブーストバルブ44は、独立した保護を提供する。
【0068】
電子システムが万一作動不能になった場合、バルブ50は、ばね50Dによるばね設定位置をとる。通路86内のクラッチ制御圧力は、ばね48Hによる最大値に維持され、通路内の押圧圧力がポート48Gに適用される。バルブ50は、通路86内の加圧流体を通路88内に送出し、この通路はバルブ52と連通しており、このバルブは、オペレータによって選択されたトルク伝達機構に加圧流体を分配する。調整バルブ22及び24によって確立されたシステム圧力は最大値となり、CVU110の比は不変のままである。これにより、オペレータは、電気機能を回復できる修理工場まで車輛を運転できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、図1A、図1B及び図1Cの配置関係をしめしているブロック図である。
【図1A】図1Aは、液圧制御システムの概略図である。
【図1B】図1Bは、液圧制御システムの概略図である。
【図1C】図1Cは、図1A及び図1Bの制御システムを使用する連続可変トランスミッションの断面図である。
【図2】図2は、VBS信号圧力、システム圧力、及びCVU入力トルクの間の関係を示す複数の曲線の図である。
【符号の説明】
10 制御システム
12 無断変速トランスミッション
14 バイナリポンプ
16 吸入ポート
18 一次ポンプ出力ポート
20 二次ポンプ出力ポート
22 一次圧力調整バルブ
24 二次調整バルブ
26 可変ブリードソレノイド(VBS)
28 一次過圧調整バルブ
30 圧力トランスジューサー
32 一次供給制限バルブ
34 アルミニウム供給制限バルブ
36 可変ブリードソレノイド(VBS)
38 オン/オフソレノイド
40 比制御機構
42 二次ライン圧力制限バルブ
44 クラッチブーストバルブ
46 トルクコンバータクラッチ調整適用バルブ
48 クラッチ制御バルブ
50 トルクコンバータクラッチ可能化バルブ
52 手動制御バルブ
Claims (2)
- 所定の第1レベルを必要とする連続可変ユニット(110)と、所定の第2レベルを必要とする少なくとも一つのトルク伝達機構(142、144)とを有するトランスミッションの電気液圧制御装置であって、
流体圧力源(14)と、
前記流体圧力源(14)の圧力を所定の第1レベルに制限して前記連続可変ユニット(110)を制御する、前記流体圧力源と流体連通する第1圧力調整バルブ(22)と、
流体出力圧力を前記所定の第1レベルよりも低い値の所定の第2レベルに制限して前記トルク伝達機構(142、144)を制御する、前記第1圧力調整バルブ(22)の下流側に設けられて該第1圧力調整バルブと流体連通する第2圧力調整バルブ(24)と、
前記流体圧力源(14)と流体連通し、前記第1及び第2の圧力調整バルブ(22、24)の両方に制御圧力を提供して前記第1及び第2の所定のレベルを確立するため、前記第1及び第2の圧力調整バルブの両方と連通した可変出力圧力を有する、可変圧力制御バルブ手段(26)とを備え、
前記流体圧力源(14)は、第1及び第2の出口ポート(18、20)と、入口ポート(16)とを有し、
前記第1圧力調整バルブ(22)は、一次モードと二次モードと優先モードとを有しており、
前記一次モードにおいて、その非制限ポート(22Fの右)が、前記第2圧力調整バルブ(24)と流体連通状態に置かれ、また、前記流体圧力源(14)の前記第2の出口ポート(20)が、戻しポート(22G)を通して前記流体圧力源(14)の前記入口ポート(16)に直接連結され、
前記二次モードにおいて、前記非制限ポート(22Fの右)が、前記第2圧力調整バルブ(24)と流体連通状態に置かれ、また、前記戻しポート(22G)が閉鎖され、
前記優先モードにおいて、前記第1調整バルブの被制限出力ポート(22Fの左)が、前記第2圧力調整バルブ(24)と絞り(22J)を介して流体連通状態に置かれて該第2圧力調整バルブ(24)に流体を供給し、また、前記戻しポート(22G)を閉鎖する、電気液圧制御装置。 - 請求項1に記載の電気液圧制御装置において、
前記可変圧力制御バルブ手段(26)は電気的に制御されており、
前記可変圧力制御バルブ手段(26)が電気制御の停止により作動不能である場合に、前記第1及び第2の圧力調整バルブ(22、24)の各々は、これらのバルブからの出力圧力を最大にするように設定されている、電気液圧制御装置。
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