JP5662110B2 - 自動車の無段変速機用油圧制御システム - Google Patents

Description

本発明は自動車の無段変速機に係り、より詳細には、マニュアルバルブがスイッチバルブの機能を兼ねることにより原価節減と信頼性を向上させた自動車の無段変速機用油圧制御システムに関する。

一般的に車両に用いられている無段変速機の大半は、無段変速ベルト機構と、遊星歯車セットからなる前後進制御機構と、前後進制御機構に適用される摩擦要素を制御する油圧制御システムと、を含んで構成される。無段変速ベルト機構は、エンジンの回転動力がプライマリプーリに入力されてセカンダリプーリを介して出力がなされるが、この時、無段変速はプライマリプーリとセカンダリプーリの半径を可変させることによって実現される。前後進制御機構は、シングルまたはダブルピニオン遊星歯車セットと、この遊星歯車セットを制御する複数の摩擦要素とで構成され、摩擦要素の制御に応じてセカンダリプーリから入力される回転動力を前進または後進方向に転換させる。前後進制御機構は単に前進および後進制御のみがなされるように構成されるが、通常は動力伝達の効率を高めるために前進２速および後進１速で制御がなされるように構成する。

油圧制御システムは、前後進制御機構に適用される摩擦要素の作動を制御し、上述のように、前進２速および後進１速の変速を行なうが、前進２速および後進１速を実現する従来の油圧制御システムは、詳しくは図１のとおりである。まず、前進２速および後進１速の変速を実現するためには、前進１速を実現する第１ブレーキＢ１と、前進２速を実現する第１クラッチＣ１と、後進変速を実現する第２ブレーキＢ２とが適用され、油圧制御システムは摩擦要素Ｃ１、Ｂ１、Ｂ２を制御する。

具体的には、圧力調節手段（図示せず）から供給される油圧が運転席のセレクトレバーのレンジ選択に応じて制御されるマニュアルバルブ２を介してスイッチバルブ４に供給される。これにより、スイッチバルブ４はマニュアルバルブ２から供給される前後進圧を選択的に第１圧力制御ソレノイドバルブ６に供給し、第１圧力制御ソレノイドバルブ６では、この油圧を制御し、他の管路を介して再びスイッチバルブ４に供給する。そして、スイッチバルブ４に供給された第１圧力制御ソレノイドバルブ６の制御圧は、第１クラッチ（Ｃ１）または第２ブレーキ（Ｂ２）の作動圧として供給される。また、マニュアルバルブ２から供給された前進圧の一部は第２圧力制御ソレノイドバルブ８に供給され、第２圧力制御ソレノイドバルブ８で制御されて、第１ブレーキ（Ｂ１）に供給される。

このため、マニュアルバルブ２は、圧力調節手段から油圧の供給を受ける第１ポート１０と、第１ポート１０に供給された油圧を前進（Ｄ）レンジ時にスイッチバルブ４および第２圧力制御ソレノイドバルブ８に供給する第２ポート１２と、第１ポート１０に供給された油圧を後進（Ｒ）レンジ時にスイッチバルブ４に供給する第３ポート１４とを含んで構成される。

これにより、前進（Ｄ）レンジ時には第１ポート１０の油圧が第２ポート１２に供給され、後進（Ｒ）レンジ時には第１ポート１０の油圧が第３ポート１４に供給される。スイッチバルブ４は、一側端でマニュアルバルブ２から供給される前進圧を制御圧として供給を受ける第１ポート１６と、第１ポート１６に隣接して配置され第１圧力制御ソレノイドバルブ６から油圧の供給を受ける第２ポート１８と、第２ポート１８の油圧を第１クラッチ（Ｃ１）に供給する第３ポート２０と、第２ポート１８の油圧を第２ブレーキ（Ｂ２）に供給する第４ポート２２と、マニュアルバルブ２から前進圧の供給を受ける第５ポート２４と、マニュアルバルブ２から後進圧の供給を受ける第６ポート２６と、第５ポート２４および第６ポート２６に供給された油圧を選択的に第１圧力制御ソレノイドバルブ６に供給する第７ポート２８と、を含んで構成される。

前進（Ｄ）レンジでは、第５ポート２４に供給される前進圧が、第７ポート２８を介して第１圧力制御ソレノイドバルブ６に供給される。第１圧力制御ソレノイドバルブ６で制御された前進圧が、第２ポート１８および第３ポート２０を介して第１クラッチ（Ｃ１）に供給される。後進（Ｒ）レンジでは、第６ポート２６に供給される後進圧が、第７ポート２８を介して第１圧力制御ソレノイドバルブ６に供給され、第１圧力制御ソレノイドバルブ６で制御された後進圧が、第２ポート１８および第４ポート２２を介して第２ブレーキ（Ｂ２）に供給される。また、第１ブレーキ（Ｂ１）には、第２圧力制御ソレノイドバルブ８で制御された油圧が作動圧として供給される。これにより、前進１速では第１ブレーキ（Ｂ１）が作動し、前進２速では第１クラッチ（Ｃ１）が作動し、後進変速段では第２ブレーキ（Ｂ２）が作動して、前進２速および後進１速の変速段を実現できる。

このような従来の無段変速機の油圧制御システムでは、スプールバルブであるスイッチバルブが設けられて、これによる流路を形成しなければならないため、バルブボディーの構成が複雑で原価上昇の要因となっていた。また、バルブスティックの発生の恐れがあり、信頼性が低下するという問題点を有している。

特開２００３−２８２８２号公報

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、マニュアルバルブがスイッチバルブの機能を兼ねることで原価節減および信頼性を向上させた自動車の無段変速機用油圧制御システムを提供することにある。

本発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリを通じてエンジンの回転動力を受けて出力する無段変速ベルト機構と、
遊星歯車セットと前記遊星歯車セットを制御する複数の摩擦要素とを含み、前記無段変速ベルト機構から入力される回転動力を２つの前進変速段と１つの後進変速段で変速して出力する前後進制御機構とを含み、
前記複数の摩擦要素は、前進１速で作動する第１ブレーキと、前進２速で作動する第１クラッチと、後進変速段で作動する第２ブレーキとを含む無段変速機の油圧制御システムであって、
前記第１クラッチおよび前記第２ブレーキは、第１比例制御ソレノイドバルブで制御されてマニュアルバルブを介して供給される作動圧によって作動し、前記第１ブレーキは、マニュアルバルブを介して受けた油圧を第２比例制御ソレノイドバルブで制御される作動圧によって作動することを特徴とする。

前記マニュアルバルブは、ライン圧の供給を受ける第１ポートと、前記第１ポートに供給された油圧を前記第２比例制御ソレノイドバルブに供給する第２ポートと、前記第１比例制御ソレノイドバルブから油圧の供給を受ける第３ポートと、前記第３ポートの油圧を前記第１クラッチに供給する第４ポートと、前記第３ポートの油圧を第２ブレーキに供給する第５ポートとを含んで構成されることを特徴とする。

前記第１比例制御ソレノイドバルブと前記マニュアルバルブを連結する管路と、前記第２比例制御ソレノイドバルブと前記第１ブレーキを連結する管路上に、それぞれアキュムレータが配置され、安定して油圧が供給されることを特徴とする。

本発明によれば、従来のスプールバルブからなるスイッチバルブを省略することができ、スイッチバルブの役割をマニュアルバルブが兼ねることによって部品数が節減され、これに伴うバルブボディーの構成を単純化して生産原価を節減できる。また、本発明によれば、スプールバルブによるバルブスティックの発生を根本的に解決でき、バルブスティックの発生による信頼性の低下を未然に防止することができる。

従来の無段変速機油圧制御システムを示す構成図である。 本発明の実施形態に係る油圧制御システムのＮ−Ｐレンジを示す構成図である。 本発明の実施形態に係る油圧制御システムの前進１速における油圧を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る油圧制御システムの前進２速における油圧を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る油圧制御システムの後進における油圧を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。なお、本発明は多様な形態で実現することができ、この実施例に限定されるものではない。

図２は、本発明の実施形態に係る無段変速機の油圧制御システムである。この実施形態は、前進１速を実現する第１ブレーキ（Ｂ１）と、前進２速を実現する第１クラッチ（Ｃ１）と、後進変速を実現する第２ブレーキ（Ｂ２）とを制御するための油圧制御システムである。具体的には、油圧はオイルポンプ（図示せず）で生成され圧力調節手段（図示せず）から供給される。すなわち圧力調節手段が無段変速機の運用に適合するライン圧に調節して供給する。ライン圧の一部は、運転席のセレクトレバーのレンジ変化に応じて制御されるマニュアルバルブ１００に供給され、一部は第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）で制御されてマニュアルバルブ１００に供給される。また、マニュアルバルブ１００に直接供給された油圧はＤレンジで第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）を介して制御されて第１ブレーキ（Ｂ１）の作動圧として供給される。第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）を介して制御されてマニュアルバルブ１００に供給された油圧は、Ｄレンジで第１クラッチ（Ｃ１）に供給され、Ｒレンジとして第２ブレーキ（Ｂ２）に供給される。

マニュアルバルブ１００は、ライン圧の供給を受ける第１ポート１０２と、第１ポート１０２に供給された油圧を第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）に供給する第２ポート１０４と、第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）から油圧の供給を受ける第３ポート１０６と、第３ポート１０６の油圧を第１クラッチ（Ｃ１）に供給する第４ポート１０８と、第３ポート１０６の油圧を第２ブレーキ（Ｂ２）に供給する第５ポート１１０とを含んで構成される。

これにより、Ｎ−Ｐレンジでは、図２に示すように、ライン圧がマニュアルバルブ１００と第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）によって遮断され、いかなる作動もされない。

また、Ｄレンジ前進１速では、図３に示すように、マニュアルバルブ１００の第１ポート１０２に供給された油圧が第２ポート１０４を介して第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）に供給され、この油圧は第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）で制御されて第１ブレーキ（Ｂ１）に供給されることで変速がなされる。

また、前進２速では、図４に示すように、第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）が第１ブレーキ（Ｂ１）に供給される油圧を遮断し、第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）で制御された油圧がマニュアルバルブ１００の第３ポート１０６と第４ポート１０８を介して第１クラッチ（Ｃ１）に供給されることで変速がなされる。

さらに、Ｒレンジでは、図５に示すように、マニュアルバルブ１００に直接供給されたライン圧は遮断され、第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）で制御された油圧がマニュアルバルブ１００の第３ポート１０６と第５ポート１１０を介して第２ブレーキ（Ｂ２）に供給されことで後進変速がなされる。

すなわち、前進２速と後進変速段で作動する第１クラッチ（Ｃ１）および第２ブレーキ（Ｂ２）は、第１比例制御ソレノイドバルブＶＦＳ１で制御されてマニュアルバルブ１００を介して供給される作動圧によって作動する。前進１速で作動する第１ブレーキ（Ｂ１）は、マニュアルバルブ１００を介して受けた油圧を第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）で制御する作動圧で作動する。

また、本発明の油圧制御システムでは、第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）とマニュアルバルブ１００を連結する管路１１６と、第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）と第１ブレーキ（Ｂ１）を連結する管路１１４上に、それぞれアキュムレータ１２０、１２２を配置し、安定して油圧が供給されるようにした。

また、第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）および第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ）は、一般に使用される比例制御バルブである。第１比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ１）は、ノーマルオープン型を適用し、第２比例制御ソレノイドバルブ（ＶＦＳ２）は、ノーマルクロス型を適用している。

本発明に係る油圧制御システムは、このように、従来のスイッチバルブを省略して、これをマニュアルバルブが兼ねるように構成できる。このため、部品数が節減でき、バルブボディーが単純化されて生産原価も節減できる。また、スプールバルブによるバルブスティックの発生を根本的に解決するので、バルブスティックの発生による信頼性の低下を未然に防止できる。

本発明は、マニュアルバルブがスイッチバルブの機能を兼ねる小型で信頼性の高い無段変速機用油圧制御システムに適している。

１００ マニュアルバルブ
１２０、１２２ アキュムレータ
ＶＦＳ１ 第１比例制御ソレノイドバルブ
ＶＦＳ２ 第２比例制御ソレノイドバルブ

Claims (3)

1. プライマリプーリとセカンダリプーリを通じてエンジンの回転動力を受けて出力する無段変速ベルト機構と、
   遊星歯車セットと前記遊星歯車セットを制御する複数の摩擦要素とを含み、前記無段変速ベルト機構から入力される回転動力を２つの前進変速段と１つの後進変速段で変速して出力する前後進制御機構とを含み、
   前記複数の摩擦要素は、前進１速で作動する第１ブレーキと、前進２速で作動する第１クラッチと、後進変速段で作動する第２ブレーキとを含む無段変速機の油圧制御システムであって、
   前記第１クラッチおよび前記第２ブレーキは、第１比例制御ソレノイドバルブで制御されてマニュアルバルブを介して供給される作動圧によって作動し、前記第１ブレーキは、マニュアルバルブを介して受けた油圧を第２比例制御ソレノイドバルブで制御される作動圧によって作動することを特徴とする自動車の無段変速機用油圧制御システム。
2. 前記マニュアルバルブは、ライン圧の供給を受ける第１ポートと、前記第１ポートに供給された油圧を前記第２比例制御ソレノイドバルブに供給する第２ポートと、前記第１比例制御ソレノイドバルブから油圧の供給を受ける第３ポートと、前記第３ポートの油圧を前記第１クラッチに供給する第４ポートと、前記第３ポートの油圧を第２ブレーキに供給する第５ポートとを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の無段変速機用油圧制御システム。
   
3. 前記第１比例制御ソレノイドバルブと前記マニュアルバルブを連結する管路と、前記第２比例制御ソレノイドバルブと前記第１ブレーキを連結する管路上に、それぞれアキュムレータが配置され、安定して油圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の無段変速機用油圧制御システム。
   
   
   

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