JP3925987B2 - 無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用の無段変速機の油圧制御装置に関し、詳しくは、無段変速機に組み込まれた前後進切換装置の作動及びロックアップ切換えを制御する油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、入力軸に設けられたプライマリプーリと出力軸に設けられたセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを装着し、油圧によってそれぞれのプーリのコーン面間隔を変化させることによってプーリ径を変化させて出力軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。それぞれのプーリの駆動は、エンジンにより駆動されるオイルポンプからの油圧を調圧して制御された油圧によって行なわれている。
【０００３】
このような無段変速機には、車両を前進動作と後退動作とに切り換えるための前後進切換装置が組み込まれており、この装置はそれぞれ摩擦多板式構造の前進用クラッチと後退用ブレーキとを有している。それぞれ摩擦係合要素である前進用クラッチと後退用ブレーキはシリンダ内の油室に供給される油圧によって作動するようになっており、車室内に設けられたコントロールレバーつまりセレクトレバーの操作によって前進レンジが選択されると前進用クラッチが作動し、後退レンジが選択されると後退用ブレーキが作動する。
【０００４】
エンジンの回転をロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを介して入力軸に伝達するようにしたタイプの無段変速機が開発されており、トルクコンバータへ供給される潤滑油の供給およびロックアップ動作は、オイルポンプから吐出された油圧を調整して得られた油圧により制御される。
【０００５】
特開昭57-161360 号公報に記載された油圧制御装置では、１つのオイルポンプを用いてこのオイルポンプにより得られるライン圧を利用してプーリの作動制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の作動とを制御するようにしている。また、ライン圧を調圧してロックアップクラッチを作動するためのロックアップ圧を取り出している。しかしながら、この油圧制御系ではエンジントルクの変化や変速制御に伴うライン圧の変動が前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧に影響を与えるという不都合がある。
【０００６】
このような不都合を解消するために、特開昭63-297852 号公報に記載されるように、高圧用と低圧用の２つのオイルポンプを設けて高圧用ポンプの圧力をプーリの制御に、そして低圧用ポンプの圧力を前後進切換装置の摩擦係合要素とロックアップの制御に使い分けるようにした油圧制御系が提案されている。
【０００７】
ところで、前後進切換装置としては、特開平3-125074号公報に記載されるように、ダブルピニオン式プラネタリギヤと前後進摩擦係合要素とを有するタイプが開発されている。このタイプでは、後退レンジが選択された場合に後退用ブレーキに加えられるトルクを、前進レンジが選択された場合における前進用クラッチに加えられるトルクの２倍に設定するようにしている。このため、後退用ブレーキを前進用クラッチに比べて大型にしなければならない。
【０００８】
一方、前進走行時に誤ってセレクトレバーが後退レンジに選択された場合には、前進用係合要素である前進用クラッチが解放される前に、後退用係合要素である後退用ブレーキが係合してしまい、インターロックを起こして異常なショックが発生し、後退用ブレーキの焼損を起こすことがある。これを防ぐために、従来では、前進用クラッチのドレーン路には急速に排出するために絞りを設けず、後退用ブレーキへの供給側の油路には絞りを設けて係合を遅らせるようにしている。しかしながら、この絞り径を小さくすると、通常の操作のようにアイドリング状態においてニュートラル（Ｎ）レンジからリバース（Ｒ）レンジへの選択がなされた場合には、後退用ブレーキの係合が遅れて発進遅れを惹起させることになる。
【０００９】
特開平4-357357号公報には、走行中にＲレンジにミスシフトされた場合に、前進用クラッチと後退用ブレーキのそれぞれを作動するシリンダ内の油室から油圧をドレンするようにしたセイフティロック弁を有する油圧制御装置が示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１つのオイルポンプからの油圧を使用してプーリの制御、ロックアップの制御および前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧制御をそれぞれ独立して相互に干渉することなく精度良く行なうことができる簡素な油圧制御装置を低コストで提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、後退用ブレーキに対する充分なトルク容量を確保して、後退用ブレーキを小型化し得るようにすることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、アイドリング状態においてニュートラルレンジからリバースレンジに選択された場合における後退用ブレーキの係合遅れを最小限に抑えながら、前進あるいは後退走行しているときに、これとは逆の走行レンジが選択された場合に、セイフティロック弁を設けることなく、前進用クラッチと後退用ブレーキのインターロックを防止し得るようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、本発明の無段変速機の制御装置は、エンジンの回転がロックアップクラッチ付きトルクコンバータおよび前後進切換装置を介して伝達されるとともにプーリのコーン面間隔可変のプライマリプーリが設けられた入力軸と、前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリのコーン面間隔可変のセカンダリプーリが設けられた出力軸とを有する無段変速機の油圧制御装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧を前記セカンダリプーリを作動させるセカンダリ圧に調圧するセカンダリ圧制御弁と、前記セカンダリ圧を減圧したクラッチ圧を前記ロックアップクラッチと、前記前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するシリンダとの少なくともいずれか一方に供給するクラッチ圧制御弁と、セレクトレバーに連動してこのセレクトレバーが前進レンジに選択されたときと後退レンジに選択されたときとで前記クラッチ圧制御弁に外部パイロット圧を切り換えて供給するリバースシグナル弁とを有し、前記セレクトレバーが前記前進レンジに選択されたときには前記後退レンジに選択されたときよりも前記クラッチ圧を低減することを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、エンジンにより駆動される油圧源からの油圧をセカンダリ圧制御弁によって得られたセカンダリ圧によってセカンダリプーリの作動を制御するとともに、そのセカンダリ圧を減圧して得られるクラッチ圧を使用してロックアップクラッチや前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するようにしたので、セカンダリプーリの制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の制御とが独立して相互に干渉することなく行なわれることになり、それぞれの制御を高精度で行なうことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１はベルトを用いた車両用の無段変速機の駆動系を示す概略図であり、図示省略したエンジンにより駆動されるクランク軸１は、トルクコンバータ２のポンプ側ケース３にドライブプレート４を介して直結されており、ポンプ側ケース３内に設けられたポンプインペラ３ａに対向して配置されたタービンランナ５はタービン軸６に直結されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ５の間にはステータ７が配置され、このステータ７はステータ支持軸８に取り付けられたワンウェイクラッチ８ａにより支持されている。タービン軸６には、ドライブプレート４に係合および解放可能にロックアップクラッチ９が直結されており、エンジンの動力はトルクコンバータ２またはロックアップクラッチ９を介してタービン軸６に伝達される。
【００１８】
ロックアップクラッチ９の一方側は供給室つまりアプライ室９ａとなり、他方側は解放室つまりリリース室９ｂとなっており、リリース室９ｂ内に供給した油圧をアプライ室９ａを介して循環させることにより、トルクコンバータ２は作動状態となる。一方、アプライ室９ａに油圧を供給し、リリース室９ｂ内の油圧を下げることによりロックアップクラッチ９はドライブプレート４と係合してロックアップ状態となる。このリリース室９ｂ内の圧力を調整することによりロックアップクラッチ９を滑らせるようにしたスリップ制御が行われる。
【００１９】
タービン軸６は前後進切換装置１１を介して無段変速機１２の入力軸１３に伝達されるようになっている。入力軸１３にはプライマリプーリ１４が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シーブ１４ａが入力軸１３に対してボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ１４はプーリのコーン面間隔可変となっている。入力軸１３に平行に配置された出力軸１５にはセカンダリプーリ１６が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シーブ１６ａが出力軸１５に対して、可動シーブ１４ａと同様に軸方向に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ１６はプーリのコーン面間隔可変となっている。なお、駆動系全体はケース１０内に組み込まれている。
【００２０】
プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１６との間には駆動ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１４，１６の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ１４，１６に対する巻付け径の比率を変化させて出力軸１５の回転数が無段変速されることになる。
【００２１】
プライマリプーリ１４の溝幅を変化させるために、可動シーブ１４ａとの間にプライマリ油室１８を形成するシリンダ１９が入力軸１３に取り付けられ、セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、可動シーブ１６ａとの間にセカンダリ油室２１を形成するプランジャ２２が出力軸１５に取り付けられている。
【００２２】
出力軸１５はギヤ２３，２４を介して中間軸２５に連結されており、中間軸２５に取り付けられたギヤ２６がディファレンシャル装置２７のファイナルギヤ２８に噛み合い、ディファレンシャル装置２７に連結された車軸２９ａ，２９ｂには車輪３１ａ，３１ｂが取り付けられている。前輪駆動車の場合には、車輪３１ａ，３１ｂは前輪となる。
【００２３】
前後進切換装置１１は、タービン軸６に固定される前進用クラッチドラム部に設けられたクラッチシリンダ３２と、入力軸１３に固定されたクラッチハブ３３とを有し、これらの間には多板式の前進用クラッチ３４が設けられている。この前進用クラッチ３４を作動するための油圧ピストン３５がクラッチシリンダ３２内に組み込まれている。したがって、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧を供給して前進用クラッチ３４を接続状態とすると、タービン軸６の回転はクラッチハブ３３を介して入力軸１３に伝達されて入力軸１３はタービン軸６と同一の正転方向に回転する。
【００２４】
入力軸１３にはサンギヤ３６が固定され、この外側にはリングギヤ３７が回転自在にケース１０内に設けられている。クラッチシリンダ３２を備えた前進用クラッチドラム部に取り付けられたキャリア３８には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニオンギヤ４１，４２が回転自在に装着され、一方のプラネタリピニオンギヤ４１はサンギヤ３６に噛み合い、他方のプラネタリピニオンギヤ４２はリングギヤ３７の内歯と噛み合っており、これらのギヤによりダブルピニオン式プラネタリギヤが構成されている。それぞれのプラネタリピニオンギヤ４１，４２は図１にあっては作図の便宜上離して示されているが、図２に示すように、これらに対となって噛み合っており、これらのプラネタリピニオンギヤ４１，４２は複数対設けられている。
【００２５】
このリングギヤ３７とケース１０との間には多板式の後退用ブレーキ４３が設けられており、この後退用ブレーキ４３を作動するための油圧ピストン４４がケース１０に形成されたブレーキシリンダ４５内に組み込まれている。したがって、前進用クラッチ３４が解放された状態のもとで、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧を供給して後退用ブレーキ４３を制動状態とすると、リングギヤ３７がケース１０に固定された状態になるので、タービン軸６とともにキャリア３８が回転することにより、対となったプラネタリピニオンギヤ４１，４２を介してサンギヤ３６および入力軸１３は、タービン軸６とは逆の逆転方向に回転する。前進用クラッチ３４および後退用ブレーキ４３は、前後進切換装置１１の摩擦係合要素となっている。
【００２６】
このように、後退用ブレーキ４３がプライマリプーリ１４側に配置され、前進用クラッチ３４がトルクコンバータ２側に配置されており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリ１４の軸を支持する軸受４６の外側にブレーキシリンダ４５が配置されている。又セカンダリ側の可動シーブ１６ａからの制約を受けるため、ブレーキシリンダ４５はクラッチシリンダ３２に比して有効面積を大きくとることができず、しかも、リングギヤ３７は入力トルクと出力トルクの両方の反力を受けるので、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａ内には、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａよりも作動圧の高い油圧を供給する必要がある。
【００２７】
ブレーキシリンダ４５やクラッチシリンダ３２などの油圧作動機器を作動させるために、ケース１０内には油圧源としてのオイルポンプ４７が配置されており、このオイルポンプ４７はクランク軸１によりポンプ側ケース３を介して駆動されるようになっている。
【００２８】
図３は図１に示された駆動系の作動を制御するための油圧回路を示す図であり、オイルパン４８内の油を吸引して吐出するオイルポンプ４７の吐出口はセカンダリ圧路５０によりセカンダリプーリ１６の可動シーブ１６ａを作動させるセカンダリ油室２１に接続されるとともに、セカンダリ圧制御弁５１のセカンダリ圧ポートに接続されている。このセカンダリ圧制御弁５１によって、セカンダリ油室２１に供給されるセカンダリ圧は、たとえば、１〜３MPa 程度の範囲内のうち所定の圧力に調整されて駆動ベルト１７に必要な伝達容量に見合った値に制御される。つまり、登坂や急加速などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧は上げられて駆動ベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはセカンダリ圧は下げられてオイルポンプ４７のロスと伝達効率の向上が図られる。
【００２９】
セカンダリ圧路５０はプライマリ圧制御弁５２のセカンダリ圧ポートに接続され、この制御弁５２の制御圧ポートに接続されたプライマリ圧路５３はプライマリプーリ１４側の可動シーブ１４ａを作動させるプライマリ油室１８に接続され、この油室１８にはプライマリ圧制御弁５２により調圧されたプライマリ圧が供給される。このプライマリ圧はセカンダリ圧を調圧つまり減圧して設定されるので、セカンダリ圧を超えない。ただし、プライマリ油室１８の受圧面積はセカンダリ油室２１の受圧面積よりも大きく設定されているので、駆動ベルト１７を挟み付ける力はセカンダリプーリ１６側よりもプライマリプーリ１４側の方を大きくすることができる。このように、プライマリ油室１８の受圧面積がセカンダリ油室２１の受圧面積よりも大きく設定されているので、プライマリ圧を目標変速比、変速速度に応じた値に制御することにより、プライマリプーリ１４の溝幅を変化させて車速を制御することが可能となる。
【００３０】
セカンダリ圧制御弁５１とプライマリ圧制御弁５２は、図示する場合には、いずれも比例電磁式リリーフ弁が使用されており、ソレノイド５１ａ，５２ａに供給される電流値に応じてセカンダリ圧とプライマリ圧とが設定される。ただし、それぞれの制御弁５１，５２としては、ソレノイド５１ａ，５２ａへの通電と非通電とからなる１サイクルのうち通電が行なわれるデューティ比を変化させるようにして圧力を調整するようにしたデューティソレノイド弁を使用するようにしても良い。
【００３１】
セカンダリ圧制御弁５１のドレーン路は、リリーフ弁である潤滑圧制御弁５４に対して潤滑圧路５５により接続されており、この潤滑圧制御弁５４により、潤滑圧はたとえば、0.２〜0.４MPa 程度に調圧され、この圧力の油圧が駆動ベルトや前後進切換装置１１などの変速機各部やロックアップ解放時のリリース室９ｂに供給される。
【００３２】
図６（Ａ）は潤滑圧制御弁５４の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングには潤滑圧路５５が接続されるポート５４ａと、オイルポンプ４７の吸入ポート側に接続された排出路５６が接続されるポート５４ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール５４ｃが弁ハウジング内に組み込まれている。さらに、弁ハウジングには、ポート５４ａの油圧が供給される内部パイロット室５４ｄが形成され、このパイロット室５４ｄに供給される油圧によってばね力に抗する方向の力がスプール５４ｃに加えられる。これにより、潤滑圧路５５内の油圧に応じて排出路５６に油圧が排出されて潤滑圧が所定の値に設定される。
【００３３】
図３に示すように、セカンダリ圧路５０は減圧弁であるクラッチ圧制御弁５７に接続されており、このクラッチ圧制御弁５７により、この吐出ポートに接続されたクラッチ圧路５８に対しては、たとえば、0.７MPa 程度の低いクラッチ圧と、たとえば、1.２MPa 程度の高いクラッチ圧とのいずれかに減圧して供給されることになる。
【００３４】
クラッチ圧路５８と潤滑圧路５５との間にはバイパス路５９が接続され、このバイパス路５９には、クラッチ圧路５８から潤滑圧路５５に向かう油圧の流れを阻止し、潤滑圧がクラッチ圧よりも高くなったときにのみ、潤滑圧路５５からクラッチ圧路５８に向かう流れを許容する逆止め弁６０が設けられている。
【００３５】
図６（Ｂ）はクラッチ圧制御弁５７の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングにはセカンダリ圧路５０が接続されるポート５７ａと、クラッチ圧路５８が接続されるポート５７ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール５７ｃが組み込まれている。ポート５７ｂの油圧が供給される内部パイロット室５７ｄと、外部パイロット室５７ｅとが弁ハウジングに形成され、両方のパイロット室５７ｄ，５７ｅに供給される油圧によってばね力に抗する方向の力がスプール５７ｃに加えられる。外部パイロット室５７ｅに外部パイロット圧を供給することにより、クラッチ圧路５８に対して、たとえば、0.７MPa の低いクラッチ圧が供給され、外部パイロット圧の供給を停止することによりクラッチ圧路５８に対して、たとえば、1.２MPa の高いクラッチ圧が供給される。
【００３６】
図３に示すように、トルクコンバータ２のアプライ室９ａに接続されたアプライ圧路６１、リリース室９ｂに接続されたリリース圧路６２、後退用ブレーキ４３を作動させるブレーキ油室４５ａに接続されたブレーキ用切換圧路６３、および前進用クラッチ３４を作動させるクラッチ油室３２ａに接続されたクラッチ用切換圧路６４と、前述した潤滑圧路５５およびクラッチ圧路５８との接続などを制御するために、スイッチ弁６５が設けられている。
【００３７】
このスイッチ弁６５は、それぞれ３ポート切換弁構造となった４つの部分を有し、図３および図４に示すように外部パイロット圧が加わらない状態における前後進切換装置１１の油圧制御位置と、図５に示すように外部パイロット圧が加わった状態におけるロックアップ制御位置との２位置に作動する。
【００３８】
前後進切換装置１１の油圧制御位置にあっては、図４に示すように潤滑圧路５５とリリース圧路６２とがスイッチ弁６５により連通状態となり、オイルクーラ６６が設けられた冷却路６７とアプライ圧路６１とが連通状態となる。これにより、油圧回路はトルクコンバータ２が作動し、前後進切換装置１１の油圧制御が可能なモードつまりＦ＆Ｒモードとなり、このときには、潤滑圧に設定された油圧はリリース室９ｂに供給され、アプライ室９ａから排出されてオイルクーラ６６を経てオイルパンに戻される。
【００３９】
一方、ロックアップ制御位置にあっては、図５に示すように、クラッチ圧路５８とアプライ圧路６１とが連通状態となり、クラッチ圧に設定された油圧がアプライ室９ａに供給される。このときには、クラッチ圧路５８に接続されたスリップ圧路６８がリリース圧路６２に連通される。スリップ圧路６８にはスリップ圧制御弁７１が設けられており、このスリップ圧制御弁７１はこれの外部パイロット室に供給される外部パイロット圧に応じてスリップ圧路６８に供給されるスリップ圧を、クラッチ圧と同一の圧力から圧力０の範囲のうち任意の圧力に制御する。したがって、スリップ圧が０になるとロックアップクラッチ９が係合してロックアップ状態となり、クラッチ圧と同一になるとロックアップクラッチ９が解放される。そして、このスリップ圧を適宜制御することによりロックアップクラッチ９の回転差を一定に制御するロックアップクラッチ９のスリップ制御を行なうことができるロックアップモードとなる。
【００４０】
また、スイッチ弁６５のロックアップ制御位置にあっては、潤滑圧路５５はスイッチ弁６５を介して冷却路６７に連通することになり、このときの潤滑油の流れ量を減少させるために、潤滑圧路５５のうちスイッチ弁６５の入口には絞り５５ａが設けられている。
【００４１】
スリップ圧制御弁７１に外部パイロット圧を供給するために、この弁７１のパイロットポートとクラッチ圧路５８との間にはパイロット圧路７２が接続されており、このパイロット圧路７２にはパイロット圧を制御するために電磁減圧弁７３が設けられている。この電磁減圧弁７３はソレノイド７３ａに供給される電流のデューティ比を変化させることにより圧力を調整するようにしたデューティソレノイド弁が使用されているが、セカンダリ圧制御弁５１と同様に電流制御による比例電磁式のリリーフ弁を使用するようにしても良い。
【００４２】
図６（Ｃ）はスリップ圧制御弁７１の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングにはクラッチ圧路５８が接続されるポート７１ａと、スリップ圧路６８が接続されるポート７１ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール７１ｃが組み込まれている。ポート７１ｂの油圧が供給される内部パイロット室７１ｄと、外部パイロット室７１ｅとが弁ハウジングに形成され、外部パイロット室７１ｅにはパイロット圧路７２が接続され、外部パイロット室７１ｅに供給される油圧によってばね力および内部パイロット室７１ｄに対向する方向の力がスプール７１ｃに加えられる。これにより、スリップ圧路６８を介してリリース室９ｂに加えられる圧力が制御される。
【００４３】
車室内に設けられた走行モード切換用のコントロールレバーつまりセレクトレバー７４には、これによりそれぞれ連動するマニュアル弁７５とリバースシグナル弁７６とが連結されており、それぞれの弁７５，７６はセレクトレバー７４によって設定されるＰ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジおよびＤs （スポーツドライブ）レンジに対応した５位置に作動する。
【００４４】
リバースシグナル弁７６を介してクラッチ圧路５８をスイッチ弁６５の外部パイロット室に連通させるパイロット圧路７７には、３ポート式の電磁切換弁７８が設けられており、その切換弁７８のソレノイド７８ａに通電すると、図５および図７（Ｂ）に示すように、スイッチ弁６５はロックアップ制御位置となり、通電が解除されると図４および図７（Ａ）に示すようにＦ＆Ｒモード位置となる。パイロット圧路７７は、破線で示すようにクラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅに接続されており、リバースシグナル弁７６がＮ位置、Ｄ位置およびＤs 位置のいずれかに設定された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにクラッチ圧が供給されて、クラッチ圧は低い圧力、たとえば0.７MPa に設定される。一方、リバースシグナル弁７６が上記以外のＰ位置およびＲ位置に設定された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅには油圧が供給されずに、クラッチ圧は高い圧力、たとえば、1.２MPa に設定される。
【００４５】
スイッチ弁６５とマニュアル弁７５との間には共通の切換圧路７９が設けられており、この切換圧路７９はスイッチ弁６５が図４に示すようにＦ＆Ｒモード位置になるとスリップ圧路６８に連通し、スイッチ弁６５が図５に示すようにロックアップ制御位置となるとクラッチ圧路５８に連通する。この切換圧路７９はセレクトレバー７４の操作によりマニュアル弁７５がＤレンジとＤs レンジのいずれかに設定されたときには、マニュアル弁７５を介してクラッチ用切換圧路６４に連通状態となり、Ｒレンジに設定されたときにはブレーキ用切換圧路６３に連通状態となる。
【００４６】
図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれスイッチ弁６５の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジング内には軸方向に摺動自在にスプール６５ａが組み込まれ、このスプール６５ａに付勢された軸方向のばね力に対向する方向の油圧を加える外部パイロット室６５ｂが形成されている。図７（Ａ）は外部パイロット室６５ｂに油圧が供給されていない状態を示し、図７（Ｂ）は外部パイロット室６５ｂに油圧が供給されている状態を示す。
【００４７】
このスイッチ弁６５はクラッチ圧路５８が接続されるポート６５ｃと、アプライ圧路６１が接続されるポート６５ｄとを有し、図７（Ｂ）に示すように、外部パイロット圧が供給されたときにこれらのポート６５ｃ，６５ｄは連通状態となる。また、潤滑圧路５５が接続されるポート６５ｅと、冷却路６７が接続されるポート６５ｆとを有し、これらは外部パイロット圧が供給されると連通状態となる。冷却路６７は外部パイロット圧が供給されないときには図７（Ａ）に示すように、アプライ圧路６１と連通状態となる。さらに、スイッチ弁６５はスリップ圧路６８が接続されるポート６５ｇと、リリース圧路６２が接続されるポート６５ｈとを有し、これらのポートは外部パイロット圧が供給されると連通状態となる。また、切換圧路７９が接続されるポート６５ｉと、クラッチ圧路５８が接続されるポート６５ｊとを有し、これらは外部パイロット圧が供給されると、図７（Ｂ）に示すように連通状態となる。外部パイロット圧が供給されないときは図７（Ａ）に示すようにリリース圧路６２と潤滑圧路５５が連通状態となり、又切換圧路７９とスリップ圧路６８が連通状態となる。
【００４８】
図８はマニュアル弁７５とリバースシグナル弁７６の具体的構造と流路切換状態を示す説明図であり、それぞれの弁７５，７６は弁ハウジングに軸方向に摺動自在に装着された弁ロッド７５ａ，７６ａを有するスプール形の切換弁となっている。マニュアル弁７５は切換圧路７９が接続されるポート７５ｂを有し、Ｐ位置ではこのポート７５ｂは閉塞され、クラッチ用切換圧路６４とブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。Ｒ位置ではポート７５ｂはブレーキ用切換圧路６３が接続されるポート７５ｃと連通され、クラッチ用切換圧路６４はドレーン状態となる。マニュアル弁７５がＮ位置に設定されるとポート７５ｂは閉塞される状態となり、クラッチ用切換圧路６４とブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。Ｄ位置およびＤs 位置ではクラッチ用切換圧路６４が接続されるポート７５ｄとポート７５ｂとが連通状態となり、ブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。
【００４９】
一方、リバースシグナル弁７６はクラッチ圧路５８が接続されるポート７６ｂと、パイロット圧路７７が接続されるポート７６ｃとを有し、これらのポートはリバースシグナル弁７６がＰ位置およびＲ位置では遮断され、パイロット圧路７７はドレーン状態となる。Ｎ位置、Ｄ位置およびＤs 位置ではポート７６ｂとポート７６ｃが連通状態となる。
【００５０】
両方の弁ロッド７５ａ，７６ａの端部には作動部材８１が取り付けられており、その作動部材８１の詳細を示すと、図９の通りである。作動部材８１は、取付壁部８１ａと補強壁部８１ｂとこれらに一体となった連動壁部８１ｃとを有し、金属製の板をプレスにより折り曲げ加工することによって、図９（Ｂ）に示されるように、断面コの字形状に形成されている。取付壁部８１ａには弁ロッド７５ａの端部が貫通する取付孔８２と弁ロッド７６ａの端部が係合する切り欠き孔８３とが形成され、補強壁部８１ｂには弁ロッド７５ａが貫通する貫通孔８４が形成されている。また、連動壁部８１ｃには、セレクトレバー７４により作動する作動ピン８５と係合する長孔８６が形成されており、この作動ピン８５は円弧状の軌跡に沿って、図８に示すようにＰ位置からＤs 位置の間を移動するようになっている。
【００５１】
弁ロッド７６ａの端部には環状の係合溝８７が形成されており、この係合溝８７を作動部材８１の切り欠き孔８３の部分で係合させた状態で、弁ロッド７５ａを取付孔８２に貫通させ、次いで、止めリング８８を弁ロッド７５ａの端部に形成された係合溝８９に係合させることにより、両方の弁ロッド７５ａ，７６ａを１つの止めリング８８により作動部材８１に取り付けることができる。
【００５２】
上述した油圧制御回路を有する車両にあっては、セレクトレバー７４の操作によって図４に示すようにＤレンジが選択された場合、さらにＤs レンジおよびＮレンジが選択された場合には、リバースシグナル弁７６を介してクラッチ圧路５８がパイロット圧路７７に連通状態となり、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにはクラッチ圧が供給されるので、クラッチ圧路５８には低いクラッチ圧が供給される。したがって、セレクトレバー７４の操作によって前進走行位置であるＤレンジおよびＤs レンジのいずれもが設定された場合には、低いクラッチ圧が、クラッチ圧路５８、スリップ圧路６８および切換圧路７９を介して前進用クラッチ３４の油室３２ａに供給される。
【００５３】
一方、セレクトレバー７４の操作によってＰレンジおよびＲレンジのいずれかが設定された場合には、リバースシグナル弁７６によってクラッチ圧路５８とパイロット圧路７７との連通が遮断されて、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅがドレーン状態となるので、クラッチ圧路５８には高いクラッチ圧が供給される。したがって、セレクトレバー７４の操作によって後退位置であるＲレンジが設定された場合には、高いクラッチ圧がクラッチ圧路５８、スリップ圧路６８および切換圧路７９を介して後退用ブレーキ４３の油室４５ａに供給される。
【００５４】
図１０は油圧制御回路の作動を制御する制御回路を示すブロック図であり、中央演算処理装置などを有する制御部９１には、セレクトレバー７４により選択された所定のレンジを検出するレンジ検出手段９２と、車速を検出する車速検出手段９３と、混合気の通路を開閉してエンジンに供給される混合気の量を制御して出力を調整するための絞り弁つまりスロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段９４とが接続されており、これらの検出信号がそれぞれ制御部９１に送られるようになっている。
【００５５】
この制御部９１からはプライマリ圧制御弁５２のソレノイド５２ａと、セカンダリ圧制御弁５１のソレノイド５１ａと、電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａと、電磁切換弁７８のソレノイド７８ａとにそれぞれ作動信号が送られるようになっている。
【００５６】
制御部９１からの信号によって上述したそれぞれのソレノイドの作動を制御することによって、スロットル開度と車速に応じて図１１に示すロックアップ線図のように油圧制御回路の作動が制御される。図１１に示すように、スロットル開度が小さくしかも車速が低い状態ではトルクコンバータ２が作動するＦ＆Ｒモードとなり、所定の車速Ｖ2 以上のロックアップＯＮ特性線Ａを超える車速となったときにはロックアップモードとなる。このロックアップモードの状態から車速が低下した場合には、ロックアップＯＦＦ特性線Ｂより示されるように、車速Ｖ2 よりも低い車速Ｖ1 以下になると、ロックアップモードからＦ＆Ｒモードに戻される。また、ロックアップモードであって、スロットル開度がＴＨ1 以下の場合には、スリップ制御領域Ｃとなる。
【００５７】
低車速であり高スロットル開度時においては、ロックアップクラッチを解放してトルコンを作動させる必要があるので、Ｆ＆Ｒモードとし、図４に示されるように、電磁切換弁７８のソレノイド７８ａには通電されず、スイッチ弁６５は、図７（Ａ）に示すように、外部パイロット室６５ｂに圧力が供給されずに、スプール弁６５ａは図において右側に位置しトルコン作動位置となる。このモードにあっては、切換圧路７９にはスリップ圧路６８を介してクラッチ圧が供給されるので、セレクトレバー７４の操作によりＮレンジからＤレンジに切り換えられた場合、およびＮレンジからＲレンジに切り換えられた場合には、スリップ圧制御弁７１の外部パイロット室７１ｅに供給される油圧を電磁減圧弁７３によって制御することにより、切換ショックを少なくして前進用クラッチ３４と後退用ブレーキ４３の作動を制御することができる。
【００５８】
セレクトレバー７４がＮレンジ、ＤレンジおよびＤs レンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにはパイロット圧路７７から外部パイロット圧が供給されるので、低いクラッチ圧、たとえば0.７MPa の油圧がクラッチ圧路５８に供給される。このようにして、ＤレンジおよびＤs レンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７により設定された低いクラッチ圧が前進用クラッチ３４の油室３２ａに供給されることになる。
【００５９】
一方、セレクトレバー７４がＰレンジおよびＲレンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅには外部パイロット圧が供給されないので、高いクラッチ圧、たとえば1.２MPa の油圧がクラッチ圧路５８に供給される。このように、Ｒレンジに操作された場合には、高いクラッチ圧が後退用ブレーキ４３の油室４５ａに供給されることになり、後退用ブレーキ４３のトルク容量が確保される。
【００６０】
Ｆ＆Ｒモードでは、図４に示すように、潤滑圧路５５からリリース室９ｂにたとえば、0.２〜0.４MPa に調圧された潤滑圧が供給され、アプライ室９ａ内の油圧はオイルクーラ６６を経由してドレーンに戻され、オイルクーラ６６によりトルクコンバータ２の冷却が行なわれる。そして、ロックアップが解除されることから、エンジンの動力はトルクコンバータ２を介してのみ入力軸１３に伝達される。
【００６１】
高車速であり低スロットル開度ではロックアップが必要なため、図５に示すように電磁切換弁７８のソレノイド７８ａが通電されて、スイッチ弁６５がロックアップ制御位置に作動すると、油圧制御装置はロックアップモードとなる。このモードではトルクコンバータ２のアプライ室９ａにはクラッチ圧路５８が連通状態となり、リリース室９ｂにはスリップ圧路６８が連通状態となる。この状態では、クラッチ圧制御弁５７の作動によってクラッチ圧は低いクラッチ圧に設定されており、その圧力がアプライ室９ａに供給されることになる。このモードではスリップ圧をスリップ圧制御弁７１により制御することにより、ロックアップクラッチ９を係合させたり、係合解放制御が可能となる。すなわち、スリップ圧が０の場合には、ロックアップクラッチ９が係合し、スリップ圧が低いクラッチ圧と同じ0.７MPa の場合にはロックアップクラッチ９が解放される。ロックアップクラッチ９が係合する過程ではスリップ圧を滑らかに低下させることにより、ショックの無いロックアップの係合が可能となる。
【００６２】
また、スリップ圧を適宜制御することにより、ロックアップクラッチ９の回転差を一定に制御するロックアップクラッチ９のスリップ制御も可能となる。スリップ制御が行なわれるのは、図１１に示すスリップ制御領域Ｃにおける車速およびスロットル開度となる場合である。
【００６３】
上述した作動条件に応じた油圧制御状態を示すと表１の通りである。
【００６４】
【表１】
【００６５】
変速機の発熱はトルクコンバータ２における滑りが主因となっており、ロックアップ解放時には係合時に比べて発熱量が多い、そこで、オイルクーラ６６の流量もロックアップ解放時に多く、係合時には少なくすることが必要である。ロックアップ時には図５に示すように、潤滑圧路５５からスイッチ弁６５を介してオイルクーラ６６にも潤滑油が流れるが、そのときの潤滑油の量を減少させるために、潤滑圧路５５のスイッチ弁６５の入口に絞り５５ａが設けられているので、オイルクーラ６６に流入する潤滑油の量が制限されることになり、Ｆ＆Ｒモードよりも過剰な冷却流量を減らすことができる。
【００６６】
この絞り５５ａをスイッチ弁６５の弁ハウジング内に独立して設けると、スイッチ弁６５の周辺の油圧回路が複雑となり、スイッチ弁６５の全長が長くなる。そこで、図７（Ｃ）に示すように、スイッチ弁６５の潤滑圧路５５が接続されるポート６５ｅと、オイルクーラ６６に接続された冷却路６７が接続されるポート６５ｆとの間のスプール部分に切り欠き９８を形成したり、図７（Ｄ）に示すように段部９８ａを形成することにより、絞り５５ａと同様の機能を得るようにしても良い。
【００６７】
前述したように、低クラッチ圧は0.７MPa であり、潤滑圧は0.２〜0.４MPa であるので、通常はバイパス路５９に設けられた逆止め弁６０が作動することはないが、たとえば、クラッチ圧制御弁５７が閉ロックするなどの故障によりクラッチ圧が発生しなくなると、逆止め弁６０が開いて潤滑圧がクラッチ圧路５８に導かれることになり、最小限の走行が可能な程度のクラッチ圧が確保されるようになっている。
【００６８】
次に、リバースインヒビット制御つまり後退用ブレーキ４３の作動を禁止するためのブレーキ作動禁止制御について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。制御部９１には図１０に示すように、モード判断部９５と、ブレーキ作動禁止判断部９６とが設けられており、この判断部９６からの制御信号によって一定の条件のもとで電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａおよび電磁切換弁７８のソレノイド７８ａに制御信号が送られるようになっている。
【００６９】
通常の走行中では上述のように、図１１に示すスケジュールに基づいて、Ｆ＆Ｒモード、ロックアップモードが選択されて、電磁切換弁７８の作動が制御される。ところが、たとえば、前進走行中にＤレンジからＲレンジが選択されると、前進用クラッチ３４のクラッチシリンダ３２内の油圧は、マニュアル弁７５を介して絞りを通ることなく急速に排出される。一方、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内には、マニュアル弁７５を介して油圧の充填が開始されることになる。
【００７０】
この時点で、たとえば車速が１５km/h以上などのように高い車速であって、ロックアップモードとなっていた場合には、図１２に示すステップＳ１でＤレンジからＲレンジに選択されたことを判断した後に、ステップＳ２でＮＯつまりロックアップモードとなっていることが判断されて、ステップＳ３が実行される。これにより、電磁切換弁７８に対する通電が停止されて、Ｆ＆Ｒモードに切り換えられる。次いで、ステップＳ４では車速が所定の車速VH、たとえば１０km/h以上となっているか否かが判断され、この車速以上となっている場合には、ステップＳ５が実行されて電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａに通電がなされる。これにより、スリップ圧制御弁７１が作動し、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内の油圧が排出される。
【００７１】
このように、Ｄレンジなどで前進走行中に、たとえば１０km/hなどの所定の車速VH以上となっているときに、Ｒレンジの選択がなされた場合には、前進用クラッチ３４の油圧が急速に排出される一方、後退用ブレーキ４３も係合が始まる前に油圧がスリップ圧制御弁７１から排出されることになり、ニュートラル状態となってインターロックが防止される。
【００７２】
その後、Ｄレンジが選択された場合などのように、Ｒレンジ以外のレンジが選択されたことが判断された場合（ステップＳ６）、あるいは車速が所定の車速VL、たとえば５km/h以下となったことが判断された場合（ステップＳ７）には、ステップＳ８において通常の制御状態に復帰する。このようにして、セイフティロック弁を設けることなく、電磁減圧弁７３の作動を制御するのみで、後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３４のインターロックを回避することができる。
【００７３】
以上のリバースインヒビット制御は、Ｒレンジで走行中にＤレンジの選択がなされた場合にも同様に制御される。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００７６】
(1).ロックアップクラッチと前後進切換装置の摩擦係合要素作動用のシリンダに供給する油圧をクラッチ圧制御弁により調圧することによって、ロックアップの制御と、前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧制御と、プーリの制御とをそれぞれ独立して相互に干渉することなく精度良く行うことができる。
【００７７】
(2).クラッチ圧制御弁によって後退レンジの際にはクラッチ圧が高められるので、後退用ブレーキの小型化およびこのブレーキを構成する摩擦係合要素の枚数を低減することができる。
【００７８】
(3).トルクコンバータのアプライ室とリリース室に対する油圧の供給制御と、前後進切換装置のクラッチとブレーキとを作動させるそれぞれのシリンダに対する油圧の供給制御とをスイッチ弁により行うようにしたので、油圧回路が簡素化され、高い精度での作動制御を低コストの油圧制御装置によって達成することができる。
【００７９】
(4).スリップ圧制御弁に対する外部パイロット圧を電磁減圧弁によって制御するようにしたので、スリップ圧を用いてロックアップクラッチの作動制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の作動制御との双方をきめ細かく行うことができる。
【００８０】
(5).スイッチ弁のスプールに絞りを設けるというコンパクトな構成によって、オイルクーラの流量をロックアップ解放時に多くし、ロックアップ作動時には少なくすることができ、充分な冷却能力の確保とオイルポンプの容量を小型化とを両立することができる。
【００８１】
(6).たとえば、クラッチ圧制御弁がロックするなどの故障によりクラッチ圧が発生しなくなっても、最小限の走行を確保することができる。
【００８２】
(7).前進走行時に誤ってセレクトレバーが後退レンジに選択されても、セイフティロック弁を設けることなく、一時的にニュートラル状態となり、前進用クラッチと後退用ブレーキとのインターロックが起こらず、ショックの発生や後退用ブレーキの焼損を防止できる。これにより、後退用ブレーキへ油圧を供給する回路での絞り径を大きくすることができるので、通常のようにアイドル状態でのＮレンジからＲレンジへ選択された場合でも後退用ブレーキの作動時間を短縮することができる。
【００８３】
(8).マニュアル弁とリバースシグナル弁とをそれぞれの弁ロッドに作動部材を係合させることによって連結させることができ、簡単な構造の作動部材により、セレクトレバーの操作を同時にそれぞれの弁の切換動作に変換させることができるとともに弁体の全長を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用のベルト式無段変速機の駆動系を示す概略図である。
【図２】図１に示された前後進切換装置の後退用ブレーキを示す概略図である。
【図３】図１に示された駆動系の作動を制御する油圧制御装置を示す油圧回路図である。
【図４】図３に示された油圧制御装置がＦ＆Ｒモードとなった状態を示す油圧回路図である。
【図５】図３に示された油圧制御装置がロックアップモードとなった状態を示す油圧回路図である。
【図６】（Ａ）は潤滑圧制御弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｂ）はクラッチ圧制御弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｃ）はスリップ圧制御弁の具体的構造を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は前後進切換装置の油圧制御位置となった状態におけるスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｂ）はロックアップ制御位置となった状態におけるスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｃ）は他のタイプのスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｄ）はさらに他のタイプのスイッチ弁の要部を示す断面図である。
【図８】マニュアル弁とリバースシグナル弁の具体的構造と流路切換状態を示す説明図である。
【図９】（Ａ）は図８に示された作動部材を示す斜視図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う矢視図である。
【図１０】無段変速機の制御回路を示すブロック図である。
【図１１】無段変速機におけるＦ＆Ｒモードとロックアップモードの作動特性を示すロックアップ特性線図である。
【図１２】ブレーキ作動禁止制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ トルクコンバータ
４ ドライブプレート
５ タービンランナ
９ ロックアップクラッチ
９ａ アプライ室
９ｂ リリース室
１１ 前後進切換装置
１２ 無段変速機
１３ 入力軸
１４ プライマリプーリ
１５ 出力軸
１６ セカンダリプーリ
１７ 駆動ベルト
１８ プライマリ油室
２１ セカンダリ油室
３２ クラッチシリンダ
３２ａ 油室
３４ 前進用クラッチ
３５ 油圧ピストン
４１，４２ プラネタリピニオン
４３ 後退用ブレーキ
４４ 油圧ピストン
４５ ブレーキシリンダ
４７ オイルポンプ
５０ セカンダリ圧路
５１ セカンダリ圧制御弁
５１ａ ソレノイド
５２ プライマリ圧制御弁
５２ａ ソレノイド
５３ プライマリ圧路
５４ 潤滑圧制御弁
５５ 潤滑圧路
５６ 排出路
５７ クラッチ圧制御弁
５８ クラッチ圧路
５９ バイパス路
６０ 逆止め弁
６１ アプライ圧路
６２ リリース圧路
６３ ブレーキ用切換圧路
６４ クラッチ用切換圧路
６５ スイッチ弁
６６ オイルクーラ
６７ 冷却路
６８ スリップ圧路
７１ スリップ圧制御弁
７２ パイロット圧路
７３ 電磁減圧弁
７４ セレクトレバー
７５ マニュアル弁
７６ リバースシグナル弁
７７ パイロット圧路
７８ 電磁切換弁
７９ 切換圧路
８１ 作動部材
８２ 取付孔
８３ 切り欠き孔
８４ 貫通孔
８５ 作動ピン
９１ 制御部
９５ モード判断部
９６ ブレーキ作動禁止判断部
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用の無段変速機の油圧制御装置に関し、詳しくは、無段変速機に組み込まれた前後進切換装置の作動及びロックアップ切換えを制御する油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、入力軸に設けられたプライマリプーリと出力軸に設けられたセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを装着し、油圧によってそれぞれのプーリのコーン面間隔を変化させることによってプーリ径を変化させて出力軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。それぞれのプーリの駆動は、エンジンにより駆動されるオイルポンプからの油圧を調圧して制御された油圧によって行なわれている。
【０００３】
このような無段変速機には、車両を前進動作と後退動作とに切り換えるための前後進切換装置が組み込まれており、この装置はそれぞれ摩擦多板式構造の前進用クラッチと後退用ブレーキとを有している。それぞれ摩擦係合要素である前進用クラッチと後退用ブレーキはシリンダ内の油室に供給される油圧によって作動するようになっており、車室内に設けられたコントロールレバーつまりセレクトレバーの操作によって前進レンジが選択されると前進用クラッチが作動し、後退レンジが選択されると後退用ブレーキが作動する。
【０００４】
エンジンの回転をロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを介して入力軸に伝達するようにしたタイプの無段変速機が開発されており、トルクコンバータへ供給される潤滑油の供給およびロックアップ動作は、オイルポンプから吐出された油圧を調整して得られた油圧により制御される。
【０００５】
特開昭57-161360 号公報に記載された油圧制御装置では、１つのオイルポンプを用いてこのオイルポンプにより得られるライン圧を利用してプーリの作動制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の作動とを制御するようにしている。また、ライン圧を調圧してロックアップクラッチを作動するためのロックアップ圧を取り出している。しかしながら、この油圧制御系ではエンジントルクの変化や変速制御に伴うライン圧の変動が前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧に影響を与えるという不都合がある。
【０００６】
このような不都合を解消するために、特開昭63-297852 号公報に記載されるように、高圧用と低圧用の２つのオイルポンプを設けて高圧用ポンプの圧力をプーリの制御に、そして低圧用ポンプの圧力を前後進切換装置の摩擦係合要素とロックアップの制御に使い分けるようにした油圧制御系が提案されている。
【０００７】
ところで、前後進切換装置としては、特開平3-125074号公報に記載されるように、ダブルピニオン式プラネタリギヤと前後進摩擦係合要素とを有するタイプが開発されている。このタイプでは、後退レンジが選択された場合に後退用ブレーキに加えられるトルクを、前進レンジが選択された場合における前進用クラッチに加えられるトルクの２倍に設定するようにしている。このため、後退用ブレーキを前進用クラッチに比べて大型にしなければならない。
【０００８】
一方、前進走行時に誤ってセレクトレバーが後退レンジに選択された場合には、前進用係合要素である前進用クラッチが解放される前に、後退用係合要素である後退用ブレーキが係合してしまい、インターロックを起こして異常なショックが発生し、後退用ブレーキの焼損を起こすことがある。これを防ぐために、従来では、前進用クラッチのドレーン路には急速に排出するために絞りを設けず、後退用ブレーキへの供給側の油路には絞りを設けて係合を遅らせるようにしている。しかしながら、この絞り径を小さくすると、通常の操作のようにアイドリング状態においてニュートラル（Ｎ）レンジからリバース（Ｒ）レンジへの選択がなされた場合には、後退用ブレーキの係合が遅れて発進遅れを惹起させることになる。
【０００９】
特開平4-357357号公報には、走行中にＲレンジにミスシフトされた場合に、前進用クラッチと後退用ブレーキのそれぞれを作動するシリンダ内の油室から油圧をドレンするようにしたセイフティロック弁を有する油圧制御装置が示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１つのオイルポンプからの油圧を使用してプーリの制御、ロックアップの制御および前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧制御をそれぞれ独立して相互に干渉することなく精度良く行なうことができる簡素な油圧制御装置を低コストで提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、後退用ブレーキに対する充分なトルク容量を確保して、後退用ブレーキを小型化し得るようにすることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、アイドリング状態においてニュートラルレンジからリバースレンジに選択された場合における後退用ブレーキの係合遅れを最小限に抑えながら、前進あるいは後退走行しているときに、これとは逆の走行レンジが選択された場合に、セイフティロック弁を設けることなく、前進用クラッチと後退用ブレーキのインターロックを防止し得るようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、本発明の無段変速機の制御装置は、エンジンの回転がロックアップクラッチ付きトルクコンバータおよび前後進切換装置を介して伝達されるとともにプーリのコーン面間隔可変のプライマリプーリが設けられた入力軸と、前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリのコーン面間隔可変のセカンダリプーリが設けられた出力軸とを有する無段変速機の油圧制御装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧を前記セカンダリプーリを作動させるセカンダリ圧に調圧するセカンダリ圧制御弁と、前記セカンダリ圧を減圧したクラッチ圧を前記ロックアップクラッチと、前記前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するシリンダとの少なくともいずれか一方に供給するクラッチ圧制御弁と、セレクトレバーに連動してこのセレクトレバーが前進レンジに選択されたときと後退レンジに選択されたときとで前記クラッチ圧制御弁に外部パイロット圧を切り換えて供給するリバースシグナル弁とを有し、前記セレクトレバーが前記前進レンジに選択されたときには前記後退レンジに選択されたときよりも前記クラッチ圧を低減することを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、エンジンにより駆動される油圧源からの油圧をセカンダリ圧制御弁によって得られたセカンダリ圧によってセカンダリプーリの作動を制御するとともに、そのセカンダリ圧を減圧して得られるクラッチ圧を使用してロックアップクラッチや前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するようにしたので、セカンダリプーリの制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の制御とが独立して相互に干渉することなく行なわれることになり、それぞれの制御を高精度で行なうことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１はベルトを用いた車両用の無段変速機の駆動系を示す概略図であり、図示省略したエンジンにより駆動されるクランク軸１は、トルクコンバータ２のポンプ側ケース３にドライブプレート４を介して直結されており、ポンプ側ケース３内に設けられたポンプインペラ３ａに対向して配置されたタービンランナ５はタービン軸６に直結されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ５の間にはステータ７が配置され、このステータ７はステータ支持軸８に取り付けられたワンウェイクラッチ８ａにより支持されている。タービン軸６には、ドライブプレート４に係合および解放可能にロックアップクラッチ９が直結されており、エンジンの動力はトルクコンバータ２またはロックアップクラッチ９を介してタービン軸６に伝達される。
【００１８】
ロックアップクラッチ９の一方側は供給室つまりアプライ室９ａとなり、他方側は解放室つまりリリース室９ｂとなっており、リリース室９ｂ内に供給した油圧をアプライ室９ａを介して循環させることにより、トルクコンバータ２は作動状態となる。一方、アプライ室９ａに油圧を供給し、リリース室９ｂ内の油圧を下げることによりロックアップクラッチ９はドライブプレート４と係合してロックアップ状態となる。このリリース室９ｂ内の圧力を調整することによりロックアップクラッチ９を滑らせるようにしたスリップ制御が行われる。
【００１９】
タービン軸６は前後進切換装置１１を介して無段変速機１２の入力軸１３に伝達されるようになっている。入力軸１３にはプライマリプーリ１４が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シーブ１４ａが入力軸１３に対してボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ１４はプーリのコーン面間隔可変となっている。入力軸１３に平行に配置された出力軸１５にはセカンダリプーリ１６が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シーブ１６ａが出力軸１５に対して、可動シーブ１４ａと同様に軸方向に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ１６はプーリのコーン面間隔可変となっている。なお、駆動系全体はケース１０内に組み込まれている。
【００２０】
プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１６との間には駆動ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１４，１６の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ１４，１６に対する巻付け径の比率を変化させて出力軸１５の回転数が無段変速されることになる。
【００２１】
プライマリプーリ１４の溝幅を変化させるために、可動シーブ１４ａとの間にプライマリ油室１８を形成するシリンダ１９が入力軸１３に取り付けられ、セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、可動シーブ１６ａとの間にセカンダリ油室２１を形成するプランジャ２２が出力軸１５に取り付けられている。
【００２２】
出力軸１５はギヤ２３，２４を介して中間軸２５に連結されており、中間軸２５に取り付けられたギヤ２６がディファレンシャル装置２７のファイナルギヤ２８に噛み合い、ディファレンシャル装置２７に連結された車軸２９ａ，２９ｂには車輪３１ａ，３１ｂが取り付けられている。前輪駆動車の場合には、車輪３１ａ，３１ｂは前輪となる。
【００２３】
前後進切換装置１１は、タービン軸６に固定される前進用クラッチドラム部に設けられたクラッチシリンダ３２と、入力軸１３に固定されたクラッチハブ３３とを有し、これらの間には多板式の前進用クラッチ３４が設けられている。この前進用クラッチ３４を作動するための油圧ピストン３５がクラッチシリンダ３２内に組み込まれている。したがって、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧を供給して前進用クラッチ３４を接続状態とすると、タービン軸６の回転はクラッチハブ３３を介して入力軸１３に伝達されて入力軸１３はタービン軸６と同一の正転方向に回転する。
【００２４】
入力軸１３にはサンギヤ３６が固定され、この外側にはリングギヤ３７が回転自在にケース１０内に設けられている。クラッチシリンダ３２を備えた前進用クラッチドラム部に取り付けられたキャリア３８には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニオンギヤ４１，４２が回転自在に装着され、一方のプラネタリピニオンギヤ４１はサンギヤ３６に噛み合い、他方のプラネタリピニオンギヤ４２はリングギヤ３７の内歯と噛み合っており、これらのギヤによりダブルピニオン式プラネタリギヤが構成されている。それぞれのプラネタリピニオンギヤ４１，４２は図１にあっては作図の便宜上離して示されているが、図２に示すように、これらに対となって噛み合っており、これらのプラネタリピニオンギヤ４１，４２は複数対設けられている。
【００２５】
このリングギヤ３７とケース１０との間には多板式の後退用ブレーキ４３が設けられており、この後退用ブレーキ４３を作動するための油圧ピストン４４がケース１０に形成されたブレーキシリンダ４５内に組み込まれている。したがって、前進用クラッチ３４が解放された状態のもとで、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧を供給して後退用ブレーキ４３を制動状態とすると、リングギヤ３７がケース１０に固定された状態になるので、タービン軸６とともにキャリア３８が回転することにより、対となったプラネタリピニオンギヤ４１，４２を介してサンギヤ３６および入力軸１３は、タービン軸６とは逆の逆転方向に回転する。前進用クラッチ３４および後退用ブレーキ４３は、前後進切換装置１１の摩擦係合要素となっている。
【００２６】
このように、後退用ブレーキ４３がプライマリプーリ１４側に配置され、前進用クラッチ３４がトルクコンバータ２側に配置されており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリ１４の軸を支持する軸受４６の外側にブレーキシリンダ４５が配置されている。又セカンダリ側の可動シーブ１６ａからの制約を受けるため、ブレーキシリンダ４５はクラッチシリンダ３２に比して有効面積を大きくとることができず、しかも、リングギヤ３７は入力トルクと出力トルクの両方の反力を受けるので、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａ内には、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａよりも作動圧の高い油圧を供給する必要がある。
【００２７】
ブレーキシリンダ４５やクラッチシリンダ３２などの油圧作動機器を作動させるために、ケース１０内には油圧源としてのオイルポンプ４７が配置されており、このオイルポンプ４７はクランク軸１によりポンプ側ケース３を介して駆動されるようになっている。
【００２８】
図３は図１に示された駆動系の作動を制御するための油圧回路を示す図であり、オイルパン４８内の油を吸引して吐出するオイルポンプ４７の吐出口はセカンダリ圧路５０によりセカンダリプーリ１６の可動シーブ１６ａを作動させるセカンダリ油室２１に接続されるとともに、セカンダリ圧制御弁５１のセカンダリ圧ポートに接続されている。このセカンダリ圧制御弁５１によって、セカンダリ油室２１に供給されるセカンダリ圧は、たとえば、１〜３MPa 程度の範囲内のうち所定の圧力に調整されて駆動ベルト１７に必要な伝達容量に見合った値に制御される。つまり、登坂や急加速などのようにエンジン出力が大きいときには、セカンダリ圧は上げられて駆動ベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはセカンダリ圧は下げられてオイルポンプ４７のロスと伝達効率の向上が図られる。
【００２９】
セカンダリ圧路５０はプライマリ圧制御弁５２のセカンダリ圧ポートに接続され、この制御弁５２の制御圧ポートに接続されたプライマリ圧路５３はプライマリプーリ１４側の可動シーブ１４ａを作動させるプライマリ油室１８に接続され、この油室１８にはプライマリ圧制御弁５２により調圧されたプライマリ圧が供給される。このプライマリ圧はセカンダリ圧を調圧つまり減圧して設定されるので、セカンダリ圧を超えない。ただし、プライマリ油室１８の受圧面積はセカンダリ油室２１の受圧面積よりも大きく設定されているので、駆動ベルト１７を挟み付ける力はセカンダリプーリ１６側よりもプライマリプーリ１４側の方を大きくすることができる。このように、プライマリ油室１８の受圧面積がセカンダリ油室２１の受圧面積よりも大きく設定されているので、プライマリ圧を目標変速比、変速速度に応じた値に制御することにより、プライマリプーリ１４の溝幅を変化させて車速を制御することが可能となる。
【００３０】
セカンダリ圧制御弁５１とプライマリ圧制御弁５２は、図示する場合には、いずれも比例電磁式リリーフ弁が使用されており、ソレノイド５１ａ，５２ａに供給される電流値に応じてセカンダリ圧とプライマリ圧とが設定される。ただし、それぞれの制御弁５１，５２としては、ソレノイド５１ａ，５２ａへの通電と非通電とからなる１サイクルのうち通電が行なわれるデューティ比を変化させるようにして圧力を調整するようにしたデューティソレノイド弁を使用するようにしても良い。
【００３１】
セカンダリ圧制御弁５１のドレーン路は、リリーフ弁である潤滑圧制御弁５４に対して潤滑圧路５５により接続されており、この潤滑圧制御弁５４により、潤滑圧はたとえば、0.２〜0.４MPa 程度に調圧され、この圧力の油圧が駆動ベルトや前後進切換装置１１などの変速機各部やロックアップ解放時のリリース室９ｂに供給される。
【００３２】
図６（Ａ）は潤滑圧制御弁５４の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングには潤滑圧路５５が接続されるポート５４ａと、オイルポンプ４７の吸入ポート側に接続された排出路５６が接続されるポート５４ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール５４ｃが弁ハウジング内に組み込まれている。さらに、弁ハウジングには、ポート５４ａの油圧が供給される内部パイロット室５４ｄが形成され、このパイロット室５４ｄに供給される油圧によってばね力に抗する方向の力がスプール５４ｃに加えられる。これにより、潤滑圧路５５内の油圧に応じて排出路５６に油圧が排出されて潤滑圧が所定の値に設定される。
【００３３】
図３に示すように、セカンダリ圧路５０は減圧弁であるクラッチ圧制御弁５７に接続されており、このクラッチ圧制御弁５７により、この吐出ポートに接続されたクラッチ圧路５８に対しては、たとえば、0.７MPa 程度の低いクラッチ圧と、たとえば、1.２MPa 程度の高いクラッチ圧とのいずれかに減圧して供給されることになる。
【００３４】
クラッチ圧路５８と潤滑圧路５５との間にはバイパス路５９が接続され、このバイパス路５９には、クラッチ圧路５８から潤滑圧路５５に向かう油圧の流れを阻止し、潤滑圧がクラッチ圧よりも高くなったときにのみ、潤滑圧路５５からクラッチ圧路５８に向かう流れを許容する逆止め弁６０が設けられている。
【００３５】
図６（Ｂ）はクラッチ圧制御弁５７の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングにはセカンダリ圧路５０が接続されるポート５７ａと、クラッチ圧路５８が接続されるポート５７ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール５７ｃが組み込まれている。ポート５７ｂの油圧が供給される内部パイロット室５７ｄと、外部パイロット室５７ｅとが弁ハウジングに形成され、両方のパイロット室５７ｄ，５７ｅに供給される油圧によってばね力に抗する方向の力がスプール５７ｃに加えられる。外部パイロット室５７ｅに外部パイロット圧を供給することにより、クラッチ圧路５８に対して、たとえば、0.７MPa の低いクラッチ圧が供給され、外部パイロット圧の供給を停止することによりクラッチ圧路５８に対して、たとえば、1.２MPa の高いクラッチ圧が供給される。
【００３６】
図３に示すように、トルクコンバータ２のアプライ室９ａに接続されたアプライ圧路６１、リリース室９ｂに接続されたリリース圧路６２、後退用ブレーキ４３を作動させるブレーキ油室４５ａに接続されたブレーキ用切換圧路６３、および前進用クラッチ３４を作動させるクラッチ油室３２ａに接続されたクラッチ用切換圧路６４と、前述した潤滑圧路５５およびクラッチ圧路５８との接続などを制御するために、スイッチ弁６５が設けられている。
【００３７】
このスイッチ弁６５は、それぞれ３ポート切換弁構造となった４つの部分を有し、図３および図４に示すように外部パイロット圧が加わらない状態における前後進切換装置１１の油圧制御位置と、図５に示すように外部パイロット圧が加わった状態におけるロックアップ制御位置との２位置に作動する。
【００３８】
前後進切換装置１１の油圧制御位置にあっては、図４に示すように潤滑圧路５５とリリース圧路６２とがスイッチ弁６５により連通状態となり、オイルクーラ６６が設けられた冷却路６７とアプライ圧路６１とが連通状態となる。これにより、油圧回路はトルクコンバータ２が作動し、前後進切換装置１１の油圧制御が可能なモードつまりＦ＆Ｒモードとなり、このときには、潤滑圧に設定された油圧はリリース室９ｂに供給され、アプライ室９ａから排出されてオイルクーラ６６を経てオイルパンに戻される。
【００３９】
一方、ロックアップ制御位置にあっては、図５に示すように、クラッチ圧路５８とアプライ圧路６１とが連通状態となり、クラッチ圧に設定された油圧がアプライ室９ａに供給される。このときには、クラッチ圧路５８に接続されたスリップ圧路６８がリリース圧路６２に連通される。スリップ圧路６８にはスリップ圧制御弁７１が設けられており、このスリップ圧制御弁７１はこれの外部パイロット室に供給される外部パイロット圧に応じてスリップ圧路６８に供給されるスリップ圧を、クラッチ圧と同一の圧力から圧力０の範囲のうち任意の圧力に制御する。したがって、スリップ圧が０になるとロックアップクラッチ９が係合してロックアップ状態となり、クラッチ圧と同一になるとロックアップクラッチ９が解放される。そして、このスリップ圧を適宜制御することによりロックアップクラッチ９の回転差を一定に制御するロックアップクラッチ９のスリップ制御を行なうことができるロックアップモードとなる。
【００４０】
また、スイッチ弁６５のロックアップ制御位置にあっては、潤滑圧路５５はスイッチ弁６５を介して冷却路６７に連通することになり、このときの潤滑油の流れ量を減少させるために、潤滑圧路５５のうちスイッチ弁６５の入口には絞り５５ａが設けられている。
【００４１】
スリップ圧制御弁７１に外部パイロット圧を供給するために、この弁７１のパイロットポートとクラッチ圧路５８との間にはパイロット圧路７２が接続されており、このパイロット圧路７２にはパイロット圧を制御するために電磁減圧弁７３が設けられている。この電磁減圧弁７３はソレノイド７３ａに供給される電流のデューティ比を変化させることにより圧力を調整するようにしたデューティソレノイド弁が使用されているが、セカンダリ圧制御弁５１と同様に電流制御による比例電磁式のリリーフ弁を使用するようにしても良い。
【００４２】
図６（Ｃ）はスリップ圧制御弁７１の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジングにはクラッチ圧路５８が接続されるポート７１ａと、スリップ圧路６８が接続されるポート７１ｂとが形成され、軸方向にばね力が付勢されたスプール７１ｃが組み込まれている。ポート７１ｂの油圧が供給される内部パイロット室７１ｄと、外部パイロット室７１ｅとが弁ハウジングに形成され、外部パイロット室７１ｅにはパイロット圧路７２が接続され、外部パイロット室７１ｅに供給される油圧によってばね力および内部パイロット室７１ｄに対向する方向の力がスプール７１ｃに加えられる。これにより、スリップ圧路６８を介してリリース室９ｂに加えられる圧力が制御される。
【００４３】
車室内に設けられた走行モード切換用のコントロールレバーつまりセレクトレバー７４には、これによりそれぞれ連動するマニュアル弁７５とリバースシグナル弁７６とが連結されており、それぞれの弁７５，７６はセレクトレバー７４によって設定されるＰ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジおよびＤs （スポーツドライブ）レンジに対応した５位置に作動する。
【００４４】
リバースシグナル弁７６を介してクラッチ圧路５８をスイッチ弁６５の外部パイロット室に連通させるパイロット圧路７７には、３ポート式の電磁切換弁７８が設けられており、その切換弁７８のソレノイド７８ａに通電すると、図５および図７（Ｂ）に示すように、スイッチ弁６５はロックアップ制御位置となり、通電が解除されると図４および図７（Ａ）に示すようにＦ＆Ｒモード位置となる。パイロット圧路７７は、破線で示すようにクラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅに接続されており、リバースシグナル弁７６がＮ位置、Ｄ位置およびＤs 位置のいずれかに設定された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにクラッチ圧が供給されて、クラッチ圧は低い圧力、たとえば0.７MPa に設定される。一方、リバースシグナル弁７６が上記以外のＰ位置およびＲ位置に設定された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅには油圧が供給されずに、クラッチ圧は高い圧力、たとえば、1.２MPa に設定される。
【００４５】
スイッチ弁６５とマニュアル弁７５との間には共通の切換圧路７９が設けられており、この切換圧路７９はスイッチ弁６５が図４に示すようにＦ＆Ｒモード位置になるとスリップ圧路６８に連通し、スイッチ弁６５が図５に示すようにロックアップ制御位置となるとクラッチ圧路５８に連通する。この切換圧路７９はセレクトレバー７４の操作によりマニュアル弁７５がＤレンジとＤs レンジのいずれかに設定されたときには、マニュアル弁７５を介してクラッチ用切換圧路６４に連通状態となり、Ｒレンジに設定されたときにはブレーキ用切換圧路６３に連通状態となる。
【００４６】
図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれスイッチ弁６５の具体的構造を示す断面図であり、弁ハウジング内には軸方向に摺動自在にスプール６５ａが組み込まれ、このスプール６５ａに付勢された軸方向のばね力に対向する方向の油圧を加える外部パイロット室６５ｂが形成されている。図７（Ａ）は外部パイロット室６５ｂに油圧が供給されていない状態を示し、図７（Ｂ）は外部パイロット室６５ｂに油圧が供給されている状態を示す。
【００４７】
このスイッチ弁６５はクラッチ圧路５８が接続されるポート６５ｃと、アプライ圧路６１が接続されるポート６５ｄとを有し、図７（Ｂ）に示すように、外部パイロット圧が供給されたときにこれらのポート６５ｃ，６５ｄは連通状態となる。また、潤滑圧路５５が接続されるポート６５ｅと、冷却路６７が接続されるポート６５ｆとを有し、これらは外部パイロット圧が供給されると連通状態となる。冷却路６７は外部パイロット圧が供給されないときには図７（Ａ）に示すように、アプライ圧路６１と連通状態となる。さらに、スイッチ弁６５はスリップ圧路６８が接続されるポート６５ｇと、リリース圧路６２が接続されるポート６５ｈとを有し、これらのポートは外部パイロット圧が供給されると連通状態となる。また、切換圧路７９が接続されるポート６５ｉと、クラッチ圧路５８が接続されるポート６５ｊとを有し、これらは外部パイロット圧が供給されると、図７（Ｂ）に示すように連通状態となる。外部パイロット圧が供給されないときは図７（Ａ）に示すようにリリース圧路６２と潤滑圧路５５が連通状態となり、又切換圧路７９とスリップ圧路６８が連通状態となる。
【００４８】
図８はマニュアル弁７５とリバースシグナル弁７６の具体的構造と流路切換状態を示す説明図であり、それぞれの弁７５，７６は弁ハウジングに軸方向に摺動自在に装着された弁ロッド７５ａ，７６ａを有するスプール形の切換弁となっている。マニュアル弁７５は切換圧路７９が接続されるポート７５ｂを有し、Ｐ位置ではこのポート７５ｂは閉塞され、クラッチ用切換圧路６４とブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。Ｒ位置ではポート７５ｂはブレーキ用切換圧路６３が接続されるポート７５ｃと連通され、クラッチ用切換圧路６４はドレーン状態となる。マニュアル弁７５がＮ位置に設定されるとポート７５ｂは閉塞される状態となり、クラッチ用切換圧路６４とブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。Ｄ位置およびＤs 位置ではクラッチ用切換圧路６４が接続されるポート７５ｄとポート７５ｂとが連通状態となり、ブレーキ用切換圧路６３はドレーン状態となる。
【００４９】
一方、リバースシグナル弁７６はクラッチ圧路５８が接続されるポート７６ｂと、パイロット圧路７７が接続されるポート７６ｃとを有し、これらのポートはリバースシグナル弁７６がＰ位置およびＲ位置では遮断され、パイロット圧路７７はドレーン状態となる。Ｎ位置、Ｄ位置およびＤs 位置ではポート７６ｂとポート７６ｃが連通状態となる。
【００５０】
両方の弁ロッド７５ａ，７６ａの端部には作動部材８１が取り付けられており、その作動部材８１の詳細を示すと、図９の通りである。作動部材８１は、取付壁部８１ａと補強壁部８１ｂとこれらに一体となった連動壁部８１ｃとを有し、金属製の板をプレスにより折り曲げ加工することによって、図９（Ｂ）に示されるように、断面コの字形状に形成されている。取付壁部８１ａには弁ロッド７５ａの端部が貫通する取付孔８２と弁ロッド７６ａの端部が係合する切り欠き孔８３とが形成され、補強壁部８１ｂには弁ロッド７５ａが貫通する貫通孔８４が形成されている。また、連動壁部８１ｃには、セレクトレバー７４により作動する作動ピン８５と係合する長孔８６が形成されており、この作動ピン８５は円弧状の軌跡に沿って、図８に示すようにＰ位置からＤs 位置の間を移動するようになっている。
【００５１】
弁ロッド７６ａの端部には環状の係合溝８７が形成されており、この係合溝８７を作動部材８１の切り欠き孔８３の部分で係合させた状態で、弁ロッド７５ａを取付孔８２に貫通させ、次いで、止めリング８８を弁ロッド７５ａの端部に形成された係合溝８９に係合させることにより、両方の弁ロッド７５ａ，７６ａを１つの止めリング８８により作動部材８１に取り付けることができる。
【００５２】
上述した油圧制御回路を有する車両にあっては、セレクトレバー７４の操作によって図４に示すようにＤレンジが選択された場合、さらにＤs レンジおよびＮレンジが選択された場合には、リバースシグナル弁７６を介してクラッチ圧路５８がパイロット圧路７７に連通状態となり、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにはクラッチ圧が供給されるので、クラッチ圧路５８には低いクラッチ圧が供給される。したがって、セレクトレバー７４の操作によって前進走行位置であるＤレンジおよびＤs レンジのいずれもが設定された場合には、低いクラッチ圧が、クラッチ圧路５８、スリップ圧路６８および切換圧路７９を介して前進用クラッチ３４の油室３２ａに供給される。
【００５３】
一方、セレクトレバー７４の操作によってＰレンジおよびＲレンジのいずれかが設定された場合には、リバースシグナル弁７６によってクラッチ圧路５８とパイロット圧路７７との連通が遮断されて、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅがドレーン状態となるので、クラッチ圧路５８には高いクラッチ圧が供給される。したがって、セレクトレバー７４の操作によって後退位置であるＲレンジが設定された場合には、高いクラッチ圧がクラッチ圧路５８、スリップ圧路６８および切換圧路７９を介して後退用ブレーキ４３の油室４５ａに供給される。
【００５４】
図１０は油圧制御回路の作動を制御する制御回路を示すブロック図であり、中央演算処理装置などを有する制御部９１には、セレクトレバー７４により選択された所定のレンジを検出するレンジ検出手段９２と、車速を検出する車速検出手段９３と、混合気の通路を開閉してエンジンに供給される混合気の量を制御して出力を調整するための絞り弁つまりスロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段９４とが接続されており、これらの検出信号がそれぞれ制御部９１に送られるようになっている。
【００５５】
この制御部９１からはプライマリ圧制御弁５２のソレノイド５２ａと、セカンダリ圧制御弁５１のソレノイド５１ａと、電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａと、電磁切換弁７８のソレノイド７８ａとにそれぞれ作動信号が送られるようになっている。
【００５６】
制御部９１からの信号によって上述したそれぞれのソレノイドの作動を制御することによって、スロットル開度と車速に応じて図１１に示すロックアップ線図のように油圧制御回路の作動が制御される。図１１に示すように、スロットル開度が小さくしかも車速が低い状態ではトルクコンバータ２が作動するＦ＆Ｒモードとなり、所定の車速Ｖ2 以上のロックアップＯＮ特性線Ａを超える車速となったときにはロックアップモードとなる。このロックアップモードの状態から車速が低下した場合には、ロックアップＯＦＦ特性線Ｂより示されるように、車速Ｖ2 よりも低い車速Ｖ1 以下になると、ロックアップモードからＦ＆Ｒモードに戻される。また、ロックアップモードであって、スロットル開度がＴＨ1 以下の場合には、スリップ制御領域Ｃとなる。
【００５７】
低車速であり高スロットル開度時においては、ロックアップクラッチを解放してトルコンを作動させる必要があるので、Ｆ＆Ｒモードとし、図４に示されるように、電磁切換弁７８のソレノイド７８ａには通電されず、スイッチ弁６５は、図７（Ａ）に示すように、外部パイロット室６５ｂに圧力が供給されずに、スプール弁６５ａは図において右側に位置しトルコン作動位置となる。このモードにあっては、切換圧路７９にはスリップ圧路６８を介してクラッチ圧が供給されるので、セレクトレバー７４の操作によりＮレンジからＤレンジに切り換えられた場合、およびＮレンジからＲレンジに切り換えられた場合には、スリップ圧制御弁７１の外部パイロット室７１ｅに供給される油圧を電磁減圧弁７３によって制御することにより、切換ショックを少なくして前進用クラッチ３４と後退用ブレーキ４３の作動を制御することができる。
【００５８】
セレクトレバー７４がＮレンジ、ＤレンジおよびＤs レンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅにはパイロット圧路７７から外部パイロット圧が供給されるので、低いクラッチ圧、たとえば0.７MPa の油圧がクラッチ圧路５８に供給される。このようにして、ＤレンジおよびＤs レンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７により設定された低いクラッチ圧が前進用クラッチ３４の油室３２ａに供給されることになる。
【００５９】
一方、セレクトレバー７４がＰレンジおよびＲレンジに操作された場合には、クラッチ圧制御弁５７の外部パイロット室５７ｅには外部パイロット圧が供給されないので、高いクラッチ圧、たとえば1.２MPa の油圧がクラッチ圧路５８に供給される。このように、Ｒレンジに操作された場合には、高いクラッチ圧が後退用ブレーキ４３の油室４５ａに供給されることになり、後退用ブレーキ４３のトルク容量が確保される。
【００６０】
Ｆ＆Ｒモードでは、図４に示すように、潤滑圧路５５からリリース室９ｂにたとえば、0.２〜0.４MPa に調圧された潤滑圧が供給され、アプライ室９ａ内の油圧はオイルクーラ６６を経由してドレーンに戻され、オイルクーラ６６によりトルクコンバータ２の冷却が行なわれる。そして、ロックアップが解除されることから、エンジンの動力はトルクコンバータ２を介してのみ入力軸１３に伝達される。
【００６１】
高車速であり低スロットル開度ではロックアップが必要なため、図５に示すように電磁切換弁７８のソレノイド７８ａが通電されて、スイッチ弁６５がロックアップ制御位置に作動すると、油圧制御装置はロックアップモードとなる。このモードではトルクコンバータ２のアプライ室９ａにはクラッチ圧路５８が連通状態となり、リリース室９ｂにはスリップ圧路６８が連通状態となる。この状態では、クラッチ圧制御弁５７の作動によってクラッチ圧は低いクラッチ圧に設定されており、その圧力がアプライ室９ａに供給されることになる。このモードではスリップ圧をスリップ圧制御弁７１により制御することにより、ロックアップクラッチ９を係合させたり、係合解放制御が可能となる。すなわち、スリップ圧が０の場合には、ロックアップクラッチ９が係合し、スリップ圧が低いクラッチ圧と同じ0.７MPa の場合にはロックアップクラッチ９が解放される。ロックアップクラッチ９が係合する過程ではスリップ圧を滑らかに低下させることにより、ショックの無いロックアップの係合が可能となる。
【００６２】
また、スリップ圧を適宜制御することにより、ロックアップクラッチ９の回転差を一定に制御するロックアップクラッチ９のスリップ制御も可能となる。スリップ制御が行なわれるのは、図１１に示すスリップ制御領域Ｃにおける車速およびスロットル開度となる場合である。
【００６３】
上述した作動条件に応じた油圧制御状態を示すと表１の通りである。
【００６４】
【表１】
変速機の発熱はトルクコンバータ２における滑りが主因となっており、ロックアップ解放時には係合時に比べて発熱量が多い、そこで、オイルクーラ６６の流量もロックアップ解放時に多く、係合時には少なくすることが必要である。ロックアップ時には図５に示すように、潤滑圧路５５からスイッチ弁６５を介してオイルクーラ６６にも潤滑油が流れるが、そのときの潤滑油の量を減少させるために、潤滑圧路５５のスイッチ弁６５の入口に絞り５５ａが設けられているので、オイルクーラ６６に流入する潤滑油の量が制限されることになり、Ｆ＆Ｒモードよりも過剰な冷却流量を減らすことができる。
【００６６】
この絞り５５ａをスイッチ弁６５の弁ハウジング内に独立して設けると、スイッチ弁６５の周辺の油圧回路が複雑となり、スイッチ弁６５の全長が長くなる。そこで、図７（Ｃ）に示すように、スイッチ弁６５の潤滑圧路５５が接続されるポート６５ｅと、オイルクーラ６６に接続された冷却路６７が接続されるポート６５ｆとの間のスプール部分に切り欠き９８を形成したり、図７（Ｄ）に示すように段部９８ａを形成することにより、絞り５５ａと同様の機能を得るようにしても良い。
【００６７】
前述したように、低クラッチ圧は0.７MPa であり、潤滑圧は0.２〜0.４MPa であるので、通常はバイパス路５９に設けられた逆止め弁６０が作動することはないが、たとえば、クラッチ圧制御弁５７が閉ロックするなどの故障によりクラッチ圧が発生しなくなると、逆止め弁６０が開いて潤滑圧がクラッチ圧路５８に導かれることになり、最小限の走行が可能な程度のクラッチ圧が確保されるようになっている。
【００６８】
次に、リバースインヒビット制御つまり後退用ブレーキ４３の作動を禁止するためのブレーキ作動禁止制御について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。制御部９１には図１０に示すように、モード判断部９５と、ブレーキ作動禁止判断部９６とが設けられており、この判断部９６からの制御信号によって一定の条件のもとで電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａおよび電磁切換弁７８のソレノイド７８ａに制御信号が送られるようになっている。
【００６９】
通常の走行中では上述のように、図１１に示すスケジュールに基づいて、Ｆ＆Ｒモード、ロックアップモードが選択されて、電磁切換弁７８の作動が制御される。ところが、たとえば、前進走行中にＤレンジからＲレンジが選択されると、前進用クラッチ３４のクラッチシリンダ３２内の油圧は、マニュアル弁７５を介して絞りを通ることなく急速に排出される。一方、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内には、マニュアル弁７５を介して油圧の充填が開始されることになる。
【００７０】
この時点で、たとえば車速が１５km/h以上などのように高い車速であって、ロックアップモードとなっていた場合には、図１２に示すステップＳ１でＤレンジからＲレンジに選択されたことを判断した後に、ステップＳ２でＮＯつまりロックアップモードとなっていることが判断されて、ステップＳ３が実行される。これにより、電磁切換弁７８に対する通電が停止されて、Ｆ＆Ｒモードに切り換えられる。次いで、ステップＳ４では車速が所定の車速VH、たとえば１０km/h以上となっているか否かが判断され、この車速以上となっている場合には、ステップＳ５が実行されて電磁減圧弁７３のソレノイド７３ａに通電がなされる。これにより、スリップ圧制御弁７１が作動し、後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内の油圧が排出される。
【００７１】
このように、Ｄレンジなどで前進走行中に、たとえば１０km/hなどの所定の車速VH以上となっているときに、Ｒレンジの選択がなされた場合には、前進用クラッチ３４の油圧が急速に排出される一方、後退用ブレーキ４３も係合が始まる前に油圧がスリップ圧制御弁７１から排出されることになり、ニュートラル状態となってインターロックが防止される。
【００７２】
その後、Ｄレンジが選択された場合などのように、Ｒレンジ以外のレンジが選択されたことが判断された場合（ステップＳ６）、あるいは車速が所定の車速VL、たとえば５km/h以下となったことが判断された場合（ステップＳ７）には、ステップＳ８において通常の制御状態に復帰する。このようにして、セイフティロック弁を設けることなく、電磁減圧弁７３の作動を制御するのみで、後退用ブレーキ４３と前進用クラッチ３４のインターロックを回避することができる。
【００７３】
以上のリバースインヒビット制御は、Ｒレンジで走行中にＤレンジの選択がなされた場合にも同様に制御される。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００７６】
(1).ロックアップクラッチと前後進切換装置の摩擦係合要素作動用のシリンダに供給する油圧をクラッチ圧制御弁により調圧することによって、ロックアップの制御と、前後進切換装置の摩擦係合要素の油圧制御と、プーリの制御とをそれぞれ独立して相互に干渉することなく精度良く行うことができる。
【００７７】
(2).クラッチ圧制御弁によって後退レンジの際にはクラッチ圧が高められるので、後退用ブレーキの小型化およびこのブレーキを構成する摩擦係合要素の枚数を低減することができる。
【００７８】
(3).トルクコンバータのアプライ室とリリース室に対する油圧の供給制御と、前後進切換装置のクラッチとブレーキとを作動させるそれぞれのシリンダに対する油圧の供給制御とをスイッチ弁により行うようにしたので、油圧回路が簡素化され、高い精度での作動制御を低コストの油圧制御装置によって達成することができる。
【００７９】
(4).スリップ圧制御弁に対する外部パイロット圧を電磁減圧弁によって制御するようにしたので、スリップ圧を用いてロックアップクラッチの作動制御と前後進切換装置の摩擦係合要素の作動制御との双方をきめ細かく行うことができる。
【００８０】
(5).スイッチ弁のスプールに絞りを設けるというコンパクトな構成によって、オイルクーラの流量をロックアップ解放時に多くし、ロックアップ作動時には少なくすることができ、充分な冷却能力の確保とオイルポンプの容量を小型化とを両立することができる。
【００８１】
(6).たとえば、クラッチ圧制御弁がロックするなどの故障によりクラッチ圧が発生しなくなっても、最小限の走行を確保することができる。
【００８２】
(7).前進走行時に誤ってセレクトレバーが後退レンジに選択されても、セイフティロック弁を設けることなく、一時的にニュートラル状態となり、前進用クラッチと後退用ブレーキとのインターロックが起こらず、ショックの発生や後退用ブレーキの焼損を防止できる。これにより、後退用ブレーキへ油圧を供給する回路での絞り径を大きくすることができるので、通常のようにアイドル状態でのＮレンジからＲレンジへ選択された場合でも後退用ブレーキの作動時間を短縮することができる。
【００８３】
(8).マニュアル弁とリバースシグナル弁とをそれぞれの弁ロッドに作動部材を係合させることによって連結させることができ、簡単な構造の作動部材により、セレクトレバーの操作を同時にそれぞれの弁の切換動作に変換させることができるとともに弁体の全長を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用のベルト式無段変速機の駆動系を示す概略図である。
【図２】図１に示された前後進切換装置の後退用ブレーキを示す概略図である。
【図３】図１に示された駆動系の作動を制御する油圧制御装置を示す油圧回路図である。
【図４】図３に示された油圧制御装置がＦ＆Ｒモードとなった状態を示す油圧回路図である。
【図５】図３に示された油圧制御装置がロックアップモードとなった状態を示す油圧回路図である。
【図６】（Ａ）は潤滑圧制御弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｂ）はクラッチ圧制御弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｃ）はスリップ圧制御弁の具体的構造を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は前後進切換装置の油圧制御位置となった状態におけるスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｂ）はロックアップ制御位置となった状態におけるスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｃ）は他のタイプのスイッチ弁の具体的構造を示す断面図であり、（Ｄ）はさらに他のタイプのスイッチ弁の要部を示す断面図である。
【図８】マニュアル弁とリバースシグナル弁の具体的構造と流路切換状態を示す説明図である。
【図９】（Ａ）は図８に示された作動部材を示す斜視図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う矢視図である。
【図１０】無段変速機の制御回路を示すブロック図である。
【図１１】無段変速機におけるＦ＆Ｒモードとロックアップモードの作動特性を示すロックアップ特性線図である。
【図１２】ブレーキ作動禁止制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ クランク軸
２ トルクコンバータ
４ ドライブプレート
５ タービンランナ
９ ロックアップクラッチ
９ａ アプライ室
９ｂ リリース室
１１ 前後進切換装置
１２ 無段変速機
１３ 入力軸
１４ プライマリプーリ
１５ 出力軸
１６ セカンダリプーリ
１７ 駆動ベルト
１８ プライマリ油室
２１ セカンダリ油室
３２ クラッチシリンダ
３２ａ 油室
３４ 前進用クラッチ
３５ 油圧ピストン
４１，４２ プラネタリピニオン
４３ 後退用ブレーキ
４４ 油圧ピストン
４５ ブレーキシリンダ
４７ オイルポンプ
５０ セカンダリ圧路
５１ セカンダリ圧制御弁
５１ａ ソレノイド
５２ プライマリ圧制御弁
５２ａ ソレノイド
５３ プライマリ圧路
５４ 潤滑圧制御弁
５５ 潤滑圧路
５６ 排出路
５７ クラッチ圧制御弁
５８ クラッチ圧路
５９ バイパス路
６０ 逆止め弁
６１ アプライ圧路
６２ リリース圧路
６３ ブレーキ用切換圧路
６４ クラッチ用切換圧路
６５ スイッチ弁
６６ オイルクーラ
６７ 冷却路
６８ スリップ圧路
７１ スリップ圧制御弁
７２ パイロット圧路
７３ 電磁減圧弁
７４ セレクトレバー
７５ マニュアル弁
７６ リバースシグナル弁
７７ パイロット圧路
７８ 電磁切換弁
７９ 切換圧路
８１ 作動部材
８２ 取付孔
８３ 切り欠き孔
８４ 貫通孔
８５ 作動ピン
９１ 制御部
９５ モード判断部
９６ ブレーキ作動禁止判断部
Claims (7)
- エンジンの回転がロックアップクラッチ付きトルクコンバータおよび前後進切換装置を介して伝達されるとともにプーリのコーン面間隔可変のプライマリプーリが設けられた入力軸と、前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるプーリのコーン面間隔可変のセカンダリプーリが設けられた出力軸とを有する無段変速機の油圧制御装置であって、
前記エンジンにより駆動される油圧源からの油圧を前記セカンダリプーリを作動させるセカンダリ圧に調圧するセカンダリ圧制御弁と、
前記セカンダリ圧を減圧したクラッチ圧を前記ロックアップクラッチと、前記前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するシリンダとの少なくともいずれか一方に供給するクラッチ圧制御弁と、
セレクトレバーに連動してこのセレクトレバーが前進レンジに選択されたときと後退レンジに選択されたときとで前記クラッチ圧制御弁に外部パイロット圧を切り換えて供給するリバースシグナル弁とを有し、
前記セレクトレバーが前記前進レンジに選択されたときには前記後退レンジに選択されたときよりも前記クラッチ圧を低減することを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。 - 請求項１記載の無段変速機の油圧制御装置であって、前記セカンダリ圧制御弁のドレーン圧である潤滑圧を供給する潤滑圧路と前記ロックアップクラッチのリリース室に接続されたリリース圧路とを連通させるとともに、オイルクーラを有する冷却路と前記ロックアップクラッチのアプライ室に接続されたアプライ圧路とを連通させる位置と、前記クラッチ圧を供給するクラッチ圧路と前記アプライ圧路とを連通させるとともに、前記クラッチ圧を減圧するスリップ圧制御弁により調圧されたスリップ圧を供給するスリップ圧路と前記リリース圧路とを連通させる位置とに作動するスイッチ弁を有し、前記スイッチ弁を車速とスロットル開度に応じて制御するようにしたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
- 請求項２に記載の無段変速機の油圧制御装置であって、前記潤滑圧路から前記冷却路を介して前記オイルクーラに至る油路のうち前記スイッチ弁の入口に絞りを設けるようにしたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
- 請求項３に記載の無段変速機の油圧制御装置であって、前記スイッチ弁のうち前記潤滑圧路が接続される流入側のポートと前記冷却路が接続される流出側のポートとの間に位置するスプールに切り欠き又は段付き形状を設けて前記絞りを形成したことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の無段変速機の油圧制御装置であって、前記潤滑圧路と前記クラッチ圧路との間にバイパス路を接続し、このバイパス路に前記潤滑圧路から前記クラッチ圧路に向かう流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止め弁を設けたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
- 請求項２〜５のいずれか１項に記載の無段変速機の油圧制御装置であって、所定の車速以上で走行中に走行方向の逆の走行レンジが選択された場合に、前記前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するシリンダに対する油圧の供給を遮断する制御手段を有することを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の無段変速機の油圧制御装置であって、前記クラッチ圧を制御するクラッチ圧制御弁に対して前記外部パイロット圧の供給を制御するリバースシグナル弁と、前記前後進切換装置の摩擦係合要素を作動するシリンダに対する油圧の供給を制御するマニュアル弁とのそれぞれの弁ロッドに作動部材を係合し、前記作動部材にセレクトレバーにより作動する作動ピンを係合し、前記セレクトレバーにより前記リバースシグナル弁と前記マニュアル弁とを同時に作動するようにしたことを特徴とする無段変速機の油圧制御装置。
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