JP5207266B2 - 無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ - Google Patents

Description

本発明は、車両用無段変速機の油圧制御システムに適用されるマニュアルバルブに係り、より詳しくはＤ→Ｎ、Ｒ→Ｎの変速時に解除圧を制御可能にして変速衝撃を最小にすることができるようにした無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブに関する。

例えば、車両の変速機にはエンジンの回転力を駆動輪に伝達する機能を持っているが、このような変速機には運転者の意志通りに直接変速段を選択する手動変速機と、車両の走行条件によって自動的に変速が行われる自動変速機と、各変速段の間に特定の変速領域がなく無段で連続的な変速が行われる無段変速機とに大別される。

前記のような変速機において、本発明は油圧を利用する自動変速機の短所を補完して燃費及び動力伝達性能、そして重量面で大きい長所を有する無段変速機に係り、その無段変速機は入力軸と出力軸に装着されるプーリの直径変位を利用する方式が主に用いられている。
このような無段変速機において、駆動及び受動軸プーリは固定側プーリと移動側プーリで構成される。移動側プーリの後側に形成された油圧チェンバに作用する油圧によって、駆動トルクに適当な水準で可変側プーリが金属ベルト側面に推進力を加えるようになり、これらプーリの直径変換によって無段変速が行われるものである。

そして、前記のような無段変速機には、正／逆回転転換手段として遊星ギヤセットを使用することが普通であり、前記遊星ギヤセットの３つの作動要素のうちの２つの作動要素は、各々常時に入力要素及び出力要素として作動するようにし、残りの一つの作動要素は選択的に入力要素及び固定要素として作動することができるように、フォワードクラッチとリバースブレーキによって制御できるように構成されている。

このようなフォワードクラッチ及びリバースブレーキに油圧を供給するに当っては、図５のように、レギュレーターバルブによって一定の圧力で制御されたライン圧が圧力制御バルブ１００の入力ポート１０２に流入すれば、前記圧力制御バルブ１００はソレノイドバルブ１０４によって制御されてマニュアルバルブ１０６に供給される。
マニュアルバルブ１０６は運転席に備えられているセレクトレバーによって連動されながら入力ポート１０２から供給された油圧が選択的にフォワードクラッチ（Ｃ）またはリバースブレーキ（Ｂ）に供給されるようにしている。

前進または後進変速段でフォワードクラッチ（Ｃ）またはリバースブレーキ（Ｂ）に供給された油圧は、Ｎレンジにマニュアルバルブ１０６が切り換えられれば、マニュアルバルブ１０６を通じて排出されるように構成されている。
より具体的に、マニュアルバルブ１０６のバルブボディーは、圧力制御バルブ１００から油圧の供給を受ける入力ポート１１０と、入力ポート１１０に供給された油圧をフォワードクラッチ（Ｃ）に供給する前進ポート１１２と、入力ポート１１０に供給された油圧をリバースブレーキ（Ｂ）に供給する後進ポート１１４と、両側の２つの排出ポート（ＥＸ）とを含んで構成される。

前記バルブボディーに内蔵されるバルブスプールは、一側にセレクトレバーと連結される連結具１１６と、連結具１１６の反対側端に形成される第１ランド１１８と、第１ランド１１８と共に入力ポート１１０を選択的に前進ポート１１２または後進ポート１１４と連通させる第２ランド１２０と、Ｎレンジ時に第２ランド１２０と共に後進ポート１１４を排出ポート（ＥＸ）と連通させる第３ランド１２２とを含んで構成される。

このような無段変速機の油圧制御システムに適用されるマニュアルバルブは、フォワードクラッチ及びリバースブレーキに供給された作動圧がマニュアルバルブに形成されている排出ポートにのみ排出されるように構成されているので、人為的な排出油圧の制御ができなくなる。
また、油圧を形成する変速流体は、温度によってその粘度が異なるが、常温では排出時間が速く、低温では変速流体の粘度が高くなって排出時間が遅れるなど温度条件により排出制御が不可能になることにより、Ｄ→Ｎ、Ｒ→Ｎの変速時に変速衝撃が発生するという問題点を有している。
特開２００６−０２９３９１号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、温度条件によって排出時間を制御することができるようにしてＤ→Ｎ、Ｒ→Ｎの変速時に変速衝撃を最小にするようにした無段変速機制御システムのマニュアルバルブを提供することである。

前記課題を実現するために本発明は、１つの入力ポート及び２つの出力ポートを有するバルブボディーと、一側に連結具を設け、その一側から順次形成され、前記入力ポートを選択的に前記出力ポートのうちのいずれか１つのポートと連結すると同時に、前記入力ポートを２つの前記出力ポートと完全遮断する第１、２ランドを保有するバルブスプールとを含んでなり、前記第１、２ランドはそれぞれの両端部外周縁にスロットを各々形成し、前記スロットの内端部が中立状態で各々前記出力ポートと連結される無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブであって、前記第２ランドの前記第１ランドの反対側には前記第２ランドによって制御される前記出力ポートからの排出圧を排出する、排出孔と排出溝からなる排出流路が内部に形成された第３ランドがさらに形成されたことを特徴とする。

前記スロットはその深さが外側端は深く、内側端に行くほど浅く形成されたことが好ましい。
また、前記第１、２ランドで互いに対向する方向に形成された前記スロットは、前記入力ポートの反対側にのみ形成されたことが好ましい。

前記第３ランドはＰレンジで前記第１ランドによって制御される前記出力ポートと連通するバイパスポートを開口させることができる長さに形成されたことが好ましい。

本発明の他の実施形態によるマニュアルバルブは、圧力制御バルブから油圧の供給を受ける入力ポート及び前記入力ポートに供給された油圧を選択的にリバースブレーキとフォワードクラッチに供給する後進ポートと前進ポートを含んで構成されるバルブボディー及び、運転席セレクトレバーと連結される連結具の一側で前記入力ポートを選択的に前記後進及び前進ポートと連通させ、相互離隔して形成された第１、２ランドと、前記第２ランドと共に前記前進ポートから排出される変速流体を排出させる排出流路を内部に有する第３ランドとを含んで構成されるバルブスプールを備え、前記第１、２ランドは前記後進及び前進ポートを形成する周囲溝の幅より長さを長く構成されて、それぞれの両端部に、中立状態で内端部が前記後進及び前進ポートと連結するスロットが各々形成されたことが好ましい。

前記スロットはその深さが外側端は深く、内側端に行くほど浅く形成されたことが好ましい。
また、前記第１、２ランドで互いに対向する方向に形成された前記スロットは、前記入力ポートの反対側にのみ形成されたことが好ましい。

前記第３ランドはＰレンジで後進圧管路と連通するバイパスポートを開口させることができる長さに形成されたことが好ましい。

本発明によれば、無段変速機に適用されるマニュアルバルブを改良して変速流体の温度が低くて粘性が高い時には圧力制御バルブの制御圧を低くして排出時間を急速に制御し、逆に、変速流体の温度が高くて粘性が低くなる時には圧力制御バルブの制御圧を高くすることによって排出時間を遅延させて、Ｒ→Ｎ、Ｄ→Ｎのマニュアル変速時に変速衝撃を最少化することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明によるマニュアルバルブが適用された油圧制御システムの構成図であって、ベルト式無段変速機を運用するための油圧制御システムは、オイルポンプ２から圧送される油圧がラインレギュレーターバルブ４とセカンドレギュレーターバルブ６、そしてトルクコンバータフィードバルブ８によって３段リリーフが行われるように構成される。

すなわち、ラインレギュレーターバルブ４によって１次的に調節された油圧がセカンダリープーリ１０に直接供給されると同時に、ソレノイドコントロールバルブ１２を通じて第１、２ソレノイドバルブＳ１、Ｓ２に供給されるようにして、変速比コントロールバルブ１４を通じてプライマリープーリ１６の作動圧とフェイルセイフバルブ１８の制御圧として供給されることによって、ベルトプーリ機構の制御性を確保して最小の車両運転が可能になるように構成される。

そして、第１ソレノイドバルブＳ１の制御圧は変速比コントロールバルブ１４の制御圧として供給され、第２ソレノイドバルブＳ２の制御圧はラインレギュレーターバルブ４及びセカンドレギュレーターバルブ６の制御圧として供給されるように連通する。
また、ラインレギュレーターバルブ４の油圧の一部がセカンドレギュレーターバルブ６に供給されて２次調節され、この調節された油圧が圧力制御バルブ２０とダンパークラッチコントロールバルブ２２のトルクコンバータアプライ圧、そしてリデューシングバルブ２４に供給されるように構成される。

リデューシングバルブ２４に供給された油圧は再び減圧が行われて第３、４ソレノイドバルブＳ３、Ｓ４の制御圧として供給され、圧力制御バルブ２０に供給された油圧は第３ソレノイドバルブＳ３の制御によって制御されてマニュアルバルブ２６に供給され、マニュアルバルブ２６に供給された油圧はマニュアルバルブ２６のレンジ変換によって選択的にフォワードクラッチＣまたはリバースブレーキＢに供給され、ダンパークラッチコントロールバルブ２２に供給された油圧は第４ソレノイドバルブＳ４の制御によってトルクコンバータアプライ圧として作用する。

トルクコンバータフィードバルブ８はフェイルセイフバルブ１８とダンパークラッチコントロールバルブ２２のリリース管路と連通して、トルクコンバータリリース圧を制御する。
第１、２、３、４ソレノイドバルブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は３ウェイバルブからなり、マニュアルバルブ２６からフォワードクラッチＣとリバースブレーキＢを連結する管路上には、各々オリフィス２８、３０とチェックバルブＣＶ１、ＣＶ２が並列配置されて、フォワードクラッチＣとリバースクラッチＢに締結圧を供給する時にはオリフィス２８、３０によって制御され、解除時にはチェックバルブＣＶ１、ＣＶ２によって速かに排出される構成を有する。

フェイルセイフバルブ１８にはエキゾーストバルブ３４が連結されてプライマリープーリ１６のリリース圧を制御するように構成されており、ラインレギュレーターバルブ４の下流側管路は、セカンドレギュレーターバルブ６のトルクコンバータアプライ圧管路３６とオリフィス３８を介して接続されると同時に、トルクコンバータアプライ圧管路３６は再びトルクコンバータリリース圧管路４０ともオリフィス４２を介して接続される。
これは互いに高圧を維持している油圧によってリリースされる圧が安定的に制御されるようにするためである。

そして、オイルポンプ２とラインレギュレーターバルブ４との間にはリデューシングバルブ１２の減圧を制御圧として供給を受けるラインリリーフバルブ４４が配置されて、過度なライン圧の生成時に油圧をリリーフさせる。
前記のように構成され作動される無段変速機の油圧制御システムにおいて、本発明はマニュアルバルブ２６に適用されるバルブスプール５０を構成するにあたって、図２及び図３のように、一側に連結具５２を設けて、その一側に順次に第１、２、３ランド５４、５６、５８を形成し、第１、２ランド５４、５６は入力ポート６０を選択的に後進及び前進ポート６２、６４と連通できる位置に形成した。

そして、第１、２ランド５４、５６は後進及び前進ポート６２、６４を形成する周囲溝６６、６８の幅よりその長さ（Ｌ、Ｌ´）を長く形成し、それぞれの両端部にスロット７０、７２、７４、７６を形成し、これらの内端部が中立の状態で後進及び前進ポート６２、６４と連結できるようにした。
スロット７０〜７６は外端部側が深く形成されて、内端部側に行くほど浅く形成される。第１、２ランド５４、５６で互いに対向する方向に形成されたスロット７２、７４を形成するにあたっては、入力ポート６０の反対側にだけ形成した。
これは中立（Ｎ）の状態で入力ポート６０の油圧が後進及び前進ポート６２、６４と迂回的に連結できるようにするためである。

第３ランド５８の内部には長さ方向に一側が開口される排出溝７８を形成し、第２、３ランド５６、５８の間で排出溝７８と直交する方向に貫通形成される排出孔８０と連結されるようにした。
そして、第３ランド５８の長さは、Ｐレンジで後進圧管路８２と連通するバイパスポート８４を開口できる程度に形成するのが好ましい。
前記のように構成される本発明のマニュアルバルブ２６によれば、中立位置では第１、２ランド５６、５８の両側端に形成されたスロット７０、７６によって後進及び前進ポート６２、７４が排出ポートＥＸと連結されることによって、リバースブレーキＢとフォワードクラッチＣに供給された油圧の排出が行われる。

このような排出状態では、高温の場合、粘性が低くなり排出時間が速くなる。低温の場合には粘性が高くなり排出時間が長くなるが、この時には第３ソレノイドバルブＳ３を制御して排出時間を制御する。
すなわち、変速流体の温度が高い時には排出時間が速くなるが、第３ソレノイドバルブＳ３は圧力制御バルブ２０を制御して高い制御圧がマニュアルバルブ２６に供給されるようにする。

そうすると、その制御圧がＲ→Ｎ変速時にはスロット７０、７２を通じて後進排出圧と合い、Ｄ→Ｎ変速時にはスロット７４、７６を通じて前進排出圧と合いながら流量増加による後進排出圧または前進排出圧の排出を妨害して排出圧の制御が行われる。
そして、前記とは逆に、変速流体の温度が低くて粘性が高くなって排出時間が長くなる時には、圧力制御バルブ２０の制御圧を低くすれば後進及び前進排出圧を排出ポートＥＸを通じて排出させると同時に、圧力制御バルブ２０の排出ポートＥＸにも排出させることができるようになり、排出時間を急速に制御することができる。

実際に、Ｒ→Ｎ変速時にシミュレーションをしてみた結果、図４のように、圧力制御バルブ２０の制御圧が０ｂａｒである時よりも６ｂａｒである時に排出時間が遅延することを確認できた。

本発明のマニュアルバルブが適用される油圧制御システムの油圧回路図である。 本発明のマニュアルバルブに適用されるバルブスプールの斜視図である。 本発明によるマニュアルバルブの構成図である。 本発明の効果を説明するための図面である。 従来の無段変速機油圧制御システムの一部抜粋図である。

符号の説明

２ オイルポンプ
４ ラインレギュレーターバルブ
６ セカンドレギュレーターバルブ
８ トルクコンバータフィードバルブ
１０ セカンダリープーリ
１２ ソレノイドコントロールバルブ
１４ 変速比コントロールバルブ
１６ プライマリープーリ
１８ フェイルセイフバルブ
２０ 圧力制御バルブ
２２ ダンパークラッチコントロールバルブ
２４ リデューシングバルブ
２６ マニュアルバルブ
２８、３０、３８、４２ オリフィス
３４ エキゾーストバルブ
３６ トルクコンバータアプライ圧管路
４０ トルクコンバータリリース圧管路
４４ ラインリリーフバルブ
５０ バルブスプール
５２ 連結具
５４、５６、５８ 第１、２、３ランド
６０ 入力ポート
６２、６４ 前進ポート
６６、６８ 周囲溝
７０、７２、７４、７６ スロット
７８ 排出溝
８０ 排出孔
８２ 後進圧管路
８４ バイパスポート
１００ 圧力制御バルブ
１０２ 入力ポート
１０４ ソレノイドバルブ
１０６ マニュアルバルブ
１１０ 入力ポート
１１２ 前進ポート
１１４ 後進ポート
１１６ 連結具
１１８ 第１ランド
１２０ 第２ランド
１２２ 第３ランド

Claims (8)

1. １つの入力ポート及び２つの出力ポートを有するバルブボディーと、
   一側に連結具を設け、その一側から順次形成され、前記入力ポートを選択的に前記出力ポートのうちのいずれか１つのポートと連結すると同時に、前記入力ポートを２つの前記出力ポートと完全遮断する第１、２ランドを保有するバルブスプールとを含んでなり、
   前記第１、２ランドはそれぞれの両端部外周縁にスロットを各々形成し、
   前記スロットの内端部が中立状態で各々前記出力ポートと連結される無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブであって、
   前記第２ランドの前記第１ランドの反対側には前記第２ランドによって制御される前記出力ポートからの排出圧を排出する、排出孔と排出溝からなる排出流路が内部に形成された第３ランドがさらに形成されたことを特徴とする無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
2. 前記スロットはその深さが外側端は深く、内側端に行くほど浅く形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
3. 前記第１、２ランドで互いに対向する方向に形成された前記スロットは、前記入力ポートの反対側にのみ形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
4. 前記第３ランドはＰレンジで前記第１ランドによって制御される前記出力ポートと連通するバイパスポートを開口させることができる長さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
5. 圧力制御バルブから油圧の供給を受ける入力ポート及び前記入力ポートに供給された油圧を選択的にリバースブレーキとフォワードクラッチに供給する後進ポートと前進ポートを含んで構成されるバルブボディー及び、
   運転席セレクトレバーと連結される連結具の一側で前記入力ポートを選択的に前記後進及び前進ポートと連通させ、相互離隔して形成された第１、２ランドと、前記第２ランドと共に前記前進ポートから排出される変速流体を排出させる排出流路を内部に有する第３ランドとを含んで構成されるバルブスプールを備え、
   前記第１、２ランドは前記後進及び前進ポートを形成する周囲溝の幅より長さを長く構成されて、それぞれの両端部に、中立状態で内端部が前記後進及び前進ポートと連結するスロットが各々形成されたことを特徴とする無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
6. 前記スロットはその深さが外側端は深く、内側端に行くほど浅く形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
7. 前記第１、２ランドで互いに対向する方向に形成された前記スロットは、前記入力ポートの反対側にのみ形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。
8. 前記第３ランドはＰレンジで後進圧管路と連通するバイパスポートを開口させることができる長さに形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無段変速機油圧制御システムのマニュアルバルブ。

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