JPH02240438A - 変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、変速機の油圧制御装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来のＶベルト式無段変速機として、特開昭５７−１７
１１５４号公報に示されるものがある。これに示される
Ｖベルト式無段変速機は、遠心力補正装置を有している
。すなわち、プーリは固定円すい部材とこれに対して移
動可能な可動円すい部材とによって構成されており、可
動円すい部材側に設けられるプーリシリンダ室の背面側
に遠心油圧補正室が設けられている。遠心油圧補正室に
は常時油が供給されており、プーリシリンダ室の油に作
用する遠心力と、遠心油圧補正室の油に作用する遠心力
とが、可動円すい部材に互いに逆向きの力を作用するよ
うに構成されている。これにより、高速回転時に可動円
すい部材に作用する油圧が遠心力の作用によって増大す
ることが防止される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような遠心力補正装置を、例えば
特開昭６３−１７６８６２号公報に示されるようなＶベ
ルト式無段変速機構と歯車変速機構とを組合わせた変速
機に適用すると、遠心油圧補正室に供給するための油量
の損失が大きくなるという問題点がある。この変速機は
、歯車機構によって大きい変速比を得ると共に無段変速
機構によって変速比小側の変速を行なわせるように構成
されている。従って、歯車機構によって回転力の伝達が
行なわれている際にも無段変速機構の遠心油圧補正室に
は常に油が供給されることになる。車両が停止したアイ
ドリンク時などエンジン回転速度が低い場合にも遠心油
圧補正室に所定量の油を供給する必要があるため、オイ
ルポンプの容量を大きく設定する必要があり、これに伴
なって変速機の効率が低下することになる。本発明はこ
のような課題を解決することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、歯車機構、チェーン機構などの有段伝達経路
を介して回転力が伝達されている際には遠心油圧補正室
への油の供給を停止させることにより、上記３題を解決
する。すなわち、本発明による変速機の油圧制御装置は
、人力軸（１４）と出力！１ｈ（４６）との間に、歯車
機構、チェーン機構など１段以上の有段変速機構（４２
，４８）を介して回転力を伝達する有段伝達経路と、Ｖ
ベルト式無段変速機構（１６，２４，２６）を介して有
段伝達経路の変速比よりも小さい変速比の領域で回転力
を伝達する無段伝達経路とを有し、Ｖベルト式無段変速
機構の駆動プーリ（１６）及び従動プーリ（２６）の両
方又は一方に遠心力によって発生する油圧力を補正する
ための遠心油圧補正室（２３，３３）が設けられている
変速機を面提とするものであり、遠心油圧補正室には無
段伝達経路が選択されている場合にのみ油が供給される
ように構成されていることを特徴としている。なお、か
っこ内の符号は後述の実施例の対応する部材を示す。

（ホ）作用 有段伝達経路を介して回転力が伝達されている際には、
遠心油圧補正室への油の供給が停止され、不必要な油の
流出が停止されるため、アイドリング時などのエンジン
回転速度が低い場合であってもライン圧低下などの問題
は発生しない。

一方、有段伝達経路から無段伝達経路へ切り換えられる
と、遠心油圧補正室に油の供給が開始され、所定の遠心
力補正作用が得られる。無段伝達経路が使用されるのは
比較的エンジン回転速度が上昇している場合であるから
、油量の不足によってライン圧が低下するなどの問題は
発生しない。

（へ）実施例 第２及び３図に変速機の骨組図を示す。エンジン１０の
出力軸１０ａに対してトルクコンバータ１２が連結され
ている。トルクコンバータ１２はポンプインペラー１２
ａ、タービンランナー１２ｂ、及びステータ１２ｃを有
しており、またポンプインペラー１２ａとタービンラン
ナー１２ｂとを連結又は切離し可能なロックアツプクラ
ッチ１２ｄを有している。トルクコンバータ１２のター
ビンランナー１２ｂが駆動軸１４と連結されている。駆
動軸１４に駆動プーリ１６が設けられている。駆動プー
リ１６は、駆動軸１４に固着された固定円すい部材１８
と、固定円すい部材１８に対向配置されてＶ字状プーリ
みぞを形成すると共に駆動プーリシリンダ室２０に作用
する油圧によって駆動軸１４の軸方向に移動可能である
可動円すい部材２２とから成っている。可動円すい部材
２２と共に駆動プーリシリンダ室２０を区画する底壁部
材２１の背面側に、遠心油圧補正室２３が設けられてい
る。遠心油圧補正室２３に作用する油圧は、可動円すい
部材２２に駆動プーリシリンダ室２０の油圧による力と
は逆向きの力を作用する。遠心油圧補正室２３には管路
９０　ｈ）ら油を供給可能である。駆動プーリ１６はＶ
ヘルド２４によって従動プーリ２６と伝動可能に結合さ
れている。従動プーリ２６は、従動軸２８に固着された
固定円すい部材３０と、固定円すい部材３０に対向配置
されＶ字状プーリみぞを形成すると共に従動プーリシリ
ンダ室３２に作用する油圧によって従動軸２８の軸方向
に移動可能である可動円すい部材３４とから成っている
。従動プーリ２６にも、駆動プーリ１６と同様に、遠心
油圧補正室３３が設けられており、遠心油圧補正室３３
には管路９２から油を供給可能である。これらの駆動プ
ーリ１６、■ベルト２４及び従動プーリ２６によりＶベ
ルト式無段変速機構が構成される。なお、Ｖベルト式無
段変速機構の最大減速比は、後述の前進用駆動軸側歯車
４２と前進用出力軸側歯車４８との間の減速比より小さ
く設定しである。駆動軸１４の外周には中空軸３６が回
転可能に支持されており、この中空軸３６の外周には後
退用駆動軸側歯車３８及び前進用駆動軸側歯車４２が回
転可能に設けられている。前進用駆動軸側歯車４２及び
後退用駆動軸側歯車３８は油圧式クラッチである前進用
クラッチ５２及び後進用クラッチ５３によってそれぞれ
選択的に中空軸３６に対して一体に回転するように連結
可能である。

駆動軸１４と中空軸３６とはロークラッチ４４によって
互いに連結又は切離し可能である。駆動軸１４と平行に
配置された出力軸４６には前進用出力軸側歯車４８がワ
ンウェイクラッチ４０を介して連結され、また後退用出
力軸側歯車５ｏが一体、に回転するように設けられてい
る。前進用出力軸側歯車４８は前述の前進用駆動軸側歯
車４２と常時かみ合っている。後退用出力軸側歯車５ｏ
は、回転可能に設けられた後退用アイドラ軸５４と一体
に回転する後退用アイドラ歯車５６と常にかみ合ってい
る。後退用アイドラ歯車５６は前述の後退用駆動軸側歯
車３８とも常にかみ合っている。なお、第２図では、す
べての部材を同−断面上に図示することができないため
、後退用アイドラ軸５４及び後退用アイドラ歯車５６は
破線によって示しであるが、実際には第３図に示すよう
な位置関係にある。また同じ理由により第２図では軸間
距離、歯車の径なども必ずしも正確に図示されておらず
、これらについては第３図を参照する必要がある。前述
の従動輪２８には前進用従動輪側歯車５８が設けられて
いる。従動輪２８と前進用従動軸側歯車５８とはハイク
ラッチ６０によって互いに連結又は切離し可能である。

前進用従動軸側歯車５８は前述の後退用出力軸側歯車５
０と常にかみ合っている（なお、第２図では前進用従動
軸側歯車５８と後退用出力軸側歯車５０とは図示の都合
上かみ合っていないように見えるが、実際には第３図に
示すように両者は互いにかみ合っている）。前進用従動
軸側歯車５８と後退用出力軸側歯車５０とは同一径とし
である。

出力軸４６にはりダクション歯車６２が一体に回転する
ように設けられており、このリダクション歯車６２とフ
ァイナル歯車６４とが常にかみ合っている。ファイナル
歯車６４には差動機構６６が設けられている。すなわち
、ファイナル歯車６４と一体に回転するように一対のビ
ニオンギア６８及び７０が設けられており、このビニオ
ンギア６８及び７０と一対のサイドギア７２及び７４が
かみ合っており、サイドギア７２及び７４はそれぞれド
ライブ軸７６及び７８と連結されている。

ロークラッチ４４及びハイクラッチ６０を解放状態とす
ることにより、駆動軸１４の回転力の出力軸４６への伝
達が遮断され、中立状態となる。

発進時、登板時など比較的大きな駆動力を必要とする走
行条件の場合には、前進用クラッチ５２を締結すると共
にロークラッチ４４を締結する。

ハイクラッチ６０は解放状態とする。この状態ではエン
ジンｌＯの出力軸１０ａの回転力は、トルクコンバータ
１２を介して駆動軸１４に伝達され、更に駆動軸１４か
ら締結状態のロークラッチ４４を介して中空軸３６へ伝
達される。中空軸３６の回転力は前進用クラッチ５２を
介して前進用駆動軸側歯車４２に伝達され、前進用駆動
軸側歯車４２からこれとかみ合う前進用出方軸側歯車４
８へ伝達される。前進用出力軸側歯車４８はワンウェイ
クラッチ４０を介して出力軸４６と一体に回転するよう
に連結されているので、出力軸４６に回転力が伝達され
る。次いで、リダクション歯車６２及びファイナル歯車
６４を介して差動機構６６へ回転力が伝達され、差動機
構６６によりドライブ軸７６及び７８に回転力が分配さ
れ図示してない車輪が駆動される。上記のような回転力
の伝達の際、Ｖベルト式無段変速機構を通しての回転力
の伝達は行われておらず、回転力は歯車機構を介して伝
達される。前進用駆動軸側歯車４２と前進用出力軸側歯
車４８との間の減速比により回転力か増大されており、
これにより大きな駆動力を得ることができる。

次いで、比較的駆動力が小さくてよい運転条件になると
、上述の状態からハイクラッチ６０を締結させればよい
。これによりＶベルト式無段変速機構を介して回転力の
伝達が行われることになる。すなわち、駆動軸１４の回
転力は、駆動プーリ１６、■ベルト２４及び従動プーリ
２６を介して従動軸２８に伝達され、更に締結状態にあ
るハイクラッチ６０を介して前進用従動軸側歯車５８に
伝達される。前進用従動輪側歯車５８は後退用出力軸側
歯車５０とかみ合っているため、回転力か出力軸４６に
伝達され、更に上述の場合と同様にドライブ軸７６及び
７８に回転力が伝達される。この場合、出力軸４６は旧
道用出力軸側歯車４８よりも高速で回転することになる
ため、ワンウェイクラッチ４０は空転状態となる。この
ため、ロークラッチ４４は締結させたままの状態として
おくことかできる。上述のようにＶベルト式無段変速機
構によって回転力の伝達が行われるため、駆動プーリ１
６及び従動プーリ２６のＶ字状みぞ間隔を調節すること
により、連続的に変速比を変えることができる。

車両用変速機を後退状態とする場合には次のような動作
か行われる。すなわち、後進用クラッチ５３を締結させ
、後退用駆動軸側歯車３８が中空軸３６と一体に回転す
るようにし、またロークラッチ４４を締結させ、ハイク
ラッチ６ｏを解放する。この状態では駆動軸１４の回転
力はロークラッチ４４、中空軸３６、後進用クラッチ５
３、後退用駆動軸側歯車３８、後退用アイドラ歯車５６
、及び後退用出方軸側歯車５ｏを介して出力軸４６に伝
達される。後退用アイドラ歯車５６が動力伝達経路に介
在されているため出力軸４６の回転方向が前述の場合と
は逆転する。これにより後退走行を行うことができる。

なお、上記変速機では、前進用クラッチ５２及び後進用
クラッチ５３は油圧式クラッチとしたが、これは同期か
み合い機構とし、これの切換えを油圧サーボ装置によっ
て行うようにしてもよい。

次にこの変速機の油圧制御装置について説明する。油圧
制御装置は、第１図に示すように、オイルポンプ１０１
、ライン圧調圧弁１０２、マニアル弁１０４、変速制御
弁１０６、調整圧切換弁１０８、変速モータ（ステップ
モータ）１１ｏ、変速指令弁１１１、変速操作機構１１
２、スロットル弁１１４、一定圧調圧弁１１６、電磁弁
１１８、トルクコンバータ圧調圧弁１２０１０ツタアッ
プ制御弁１２２などからなっている。

変速制御弁１０６は、５つのポート１７２ａ、１７２ｂ
、１７２ｃ、１７２ｄ及び１７２ｅを有する弁穴１７２
と、この弁穴１７２に対応した３つのラント１７４ａ、
１７４ｂ及び１７４ｃを有するスプール１７４と、スプ
ール１７４を図中左方向に押すスプリング１７５とから
成っている。

ポート１７２ｂは油路１７６を介して駆動プーリシリン
ダ室２０と連通しており、また油路１７６はハイクラッ
チ６０とも連通している。ポート１７２ａ及びポート１
７２ｅはドレーンポートである。なお、ポート１７２ａ
の出口にはオリフィス１７７か設けである。ポート１７
２ｄは油路１７９を介して従動プーリシリンダ室３２と
連通している。ポート１７２ｃはライン圧回路である油
路１３２と連通してライン圧が供給されている。スプー
ル１７４の左端は後述の変速操作機構１１２（１’）レ
バー　１７８のほぼ中央部にピン１８１によって回転自
在に連結されている。ランド１７４ｂの軸方向断面は曲
線形状としであるため、ポート１７２ｃに供給されるラ
イン圧はポート１７２ｂに流れ込むが、その一部はポー
ト１７２ａへ排出されるので、ポート１７２ｂの圧力は
流入する油と排出される油の比率によって決定される圧
力となる。従って、スプール１７４が左方向に移動する
に従ってボート１７２ｂのライン圧側のすきまが大きく
なり排出側のすきまが小さくなるのでボート１７２ｂの
圧力は次第に高くなっていく。一方、ボート１７２ｄに
は通常はボート１７２Ｃのライン圧が供給されている。

ボート１７２ｂの油圧は、油路１７６を介して駆動プー
リシリンダ室２０へ供給され、またボート１７２ｄの油
圧は油路１７９を介して従動プーリシリンダ室３２に供
給される。従って、スプール１７４が左方向に移動する
と、駆動プーリシリンダ室２０の圧力は高くなって駆動
プーリ１６のＶ字状プーリみぞの幅が小さくなり、他方
、従動プーリ２６のＶ字状プーリみぞの幅が大きくなる
。すなわち、駆動プーリ１６のＶベルト接触半径が大き
くなると共に従動プーリ２６のＶベルト接触半径が小さ
くなるので、変速比は小さくなる。逆にスプール１７４
を右方向に移動させると、上記と全く逆の作用により、
変速比は大きくなる。

変速操作機構１１２のレバー１７８は前述のようにその
ほぼ中央部において変速制御弁１０６のスプール１７４
とピン１８１によって結合されているが、レバー１７８
の一端は変速比伝達部材１５８とピン１８３によって結
合されており、また他端は変速指令弁１１１のロッド１
８２にピン１８５によって結合されている。ロッド１８
２はラック１８２ｃを有しており、このラック１８２ｃ
は変速モータ１１０のピニオンギア１１０ａとかみ合っ
ている。このような変速操作機構１１２において、変速
モータ１１０のピニオンギア１１０ａを回転することに
より、ロット１８２を例えば図中在方向に移動させると
、レバー１７８はピン１８３を支点として時計方向に回
転し、レバー１７８に連結された変速制御弁１０６のス
プール１７４を右方向に動かす。これによって、前述の
ように、駆動プーリ１６の可動円すい板２２は第１図中
で左方向に移動して駆動プーリ１６のＶ字状プーリみぞ
間隔は太きくなり、同時にこれに伴なって従動プーリ２
６のｖ字状プーリみぞ間隔は小さくなり、変速比は大き
くなる。レバー１７８の一端はピン１８３によって変速
比伝達部材１５８と連結されているので、可動円すい板
２２の移動に伴なって変速比伝達部材１５８が第１図中
で左方向に移動すると、今度はレバー１７８の他端側の
ピン１８５を支点としてレバー１７８は時計方向に回転
する。このためスプール１７４は左方向に引きもどされ
て、駆動プーリ１６及び従動プーリ２６を変速比が小さ
い状態にしようとする。このような動作によってスプー
ル１７４、駆動プーリ１６及び従動プーリ２６は、変速
モータ１１０の回転位置に対応して所定の変速比の状態
で安定する。変速モータ１１０を逆方向に回転した場合
も同様である。

従って、変速モータ１１０を所定の変速パターンに従っ
て作動させると、変速比はこれに追従して変化すること
になり、変速モータ１１０を制御することによって無段
変速機構の変速を制御することができる。なお、ロット
１８２は変速比最大値に対応する位置を越えて更に図中
で右側（オーバストローク位置）へ移動可能であり、オ
ーバストローク位置に移動すると切換検出スイッチ２９
８が作動し、この信号は図示してない電子制御装置に入
力される。

変速モータ１１０は、電子制御装置から送られてくるパ
ルス数信号に対応して回転位置が決定される。電子制御
装置からのパルス数信号は所定の変速パターンに従って
与えられる。

調整圧切換弁１０８は、その弁体を変速指令弁１１１の
ロッド１８２と一体に形成しである。すなわち、調整圧
切換弁１０８はボート１８６ａ、１８６ｂ、１８６ｃ及
び１８６ｄを有する弁穴１８６と、ロッド１８２に形成
したランド１８２ａ及び１８２ｂとから成っている。ボ
ート１８６ａは油路１８８と連通している。ボート１８
６ｂは、油路１９０を介して電磁弁１１８と連通してい
る。ボート１８６ｃは油路１８９と連通している。ボー
ト１８６ｄはドレーンボートである。通常はボート１８
６ａとボート１８６ｂとはランド１８２ａ及び１８２ｂ
間において連通しているが、ロッド１８２が変速比最大
値に対応する位置を越えてオーバストローク位置に移動
したときにのみボート１８６ａは封鎖され、ボート１８
６ｂとボート１８６ｃとが連通ずるようにしである。上
述の油路１８９はロークラッチ４４と連通している。

駆動プーリシリンダ室２０に油圧を供給する油路１７６
からそれぞれオリフィス９４及び９６を介して分岐した
油路が、前述の管路９０及び９２と接続されている。前
述のように、管路９０及び９２は、それぞれ遠心油圧補
正室２３及び３０に油を供給可能である。

なお、上記以外の弁の構成は特開昭６１−１０５３５１
号公報に示されるものと基本的に同様である。

次にこの実施例の作用について説明する。変速モータ１
１０を変速比大側に作動させ、ロッド１８２を最大変速
比位置を越えるオーバーストローク位置まで移動させる
と、調整圧切換弁１０８は第１図中下半部に示す状態と
なり油路１９０と油路１８９とが連通し、ロークラッチ
４４の油圧が電磁弁１１８によって調整可能な状態とな
る。これによりロークラッチ４４を、電磁弁１１８によ
って調整される油圧に応じた所定のトルク容量で締結さ
せることができる。このように調整圧切換弁１０８がオ
ーバーストローク位置にある状態ではロッド１８２とレ
バー１７８を介して連結された変速制御弁１０６のスプ
ール１７４は第１図中右方向に押されており、ボート１
７２ｂはトレーンボート１７２ａと連通している。この
ため、駆動プーリシリンダ室２０及びハイクラッチ６０
の油圧はドレーンされている。結局、ロークラッチ４４
のみが締結されることになり、前述のように回転力は歯
車機構を介して伝達される。この状態では前進用駆動軸
側歯車４２と前進用出力軸側歯車４８との間の減速比に
より回転力が増大されており、大きい駆動力を得ること
ができる。この状態では、上述のように、油路１７６に
油圧が供給されていないので、管路９０及び９２から遠
心油圧補正室２３及び３３に油が供給されることはない
。従って、不必要に油を流出させることが防止されてい
る。

次に比較的駆動力が小さくてよい運転条件になると、変
速モータ１１０は変速比小側に向けて作動し、ロッド１
８２をオーバーストローク位置から最大変速比位置を越
えてこれよりも変速比小側に移動させる。これに応じて
レバー１７８によってロッド１８２と連結されている変
速制御弁１０６のスプール１７４も第１図中で左方向へ
移動し、所定の変速制御状態となる。すなわち、ボート
１７２ｂのドレーンボート１７２ａへの連通状態が遮断
され、ボート１７２ｂにボート１７２ｃから油圧が供給
される状態となる。従って、駆動プーリシリンダ室２０
に油圧が供給されて無段変速機構が所定の変速比状態に
なると共にハイクラッチ６０が締結される。これにより
Ｖベルト式無段変速機構によって回転力の伝達が行われ
ることになり、駆動プーリ１６及び従動プーリ２６のＶ
字状みぞ間隔を調整することにより連続的に変速比を変
えることができる。なお、この間口−クラッチ４４は締
結状態に保持されるが、ワンウェイクラッチ４０が空転
状態となるため、上述のようにＶベルト式無段変速機構
を介して回転力が伝達される。この状態では、油路１７
６に油圧が供給されるため、油路１７６の油の一部はそ
れぞれオリフィス９４及び９６を通して管路９０及び９
２に流れ、遠心油圧補正室２３ｉび３３に油が供給され
る。これにより、遠心油圧補正室２３及び３３に油が満
たされ、高速で回転した場合に遠心力による油圧か発生
し、駆動プーリシリンダ室２０及び従動プーリシリンダ
室３２で同様に遠心力により発生する油圧を打ち消すこ
とができる。なお、第４図にＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ及びＬレン
ジにおける各要素への油圧供給状態を表にして示す。な
お、Ｐ及びＮレンジでは、変速指令弁１１１がオーバス
トローク位置になると共に電磁弁１１８がドレーン状態
となるので、ロークラッチ４４には油圧が作用しないこ
とになる。また、第５図に変速指令弁１１１のロッド１
８２のストローフに対応して各油圧の変化状態を示す。

また、第６図には変速指令弁１１１のロッド１８２のス
トロークに対応して変化する駆動プーリシリンダ室２０
及び従動プーリシリンダ室３２の油圧の変化を示す。

なお、この実施例では、遠心油圧補正室が駆動プーリ及
び従動プーリの両方に設けられているが、いずれか一方
の場合であっても本発明が適用可能であることは明らか
である。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、歯車機構など
の有段伝達経路が選択されている場合には、■ベルト式
無段変速機構の遠心油圧補正室への油の供給を停止する
ようにしたので、アイドリング時などのエンジン低速回
転時に必要とされる油量を減少させることができ、小型
のオイルポンプであっても必要な油量を確保することが
できるようになり、変速機の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は変速機の油圧回路を示す図、第２図は変速機の
骨組図、第３図は変速機の軸の位置関係を示す図、第４
図は各レンジで各要素へ供給される油圧の組合わせを示
す図、第５図は変速指令弁のストロークに応じて変化す
るクラッチ油圧の状態を示す図、第６図は変速指令弁の
ストロークに応じて変化するプーリ油圧の状態を示す図
である。 １４・ ２３・ ト、２６・ 補正室、 ４６・ 歯車。 ・駆動軸、１６・　・駆動プーリ、 ・遠心油圧補正室、２４・・・Ｖベル ・・従動プーリ、３３・・・遠心油圧 ４２・・・前進用駆動軸側歯車、 ・出力軸、４８・・・前進用出力軸側 特許出願人　　日産自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　宮内利行 第２図 弔 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸と出力軸との間に、１段以上の有段変速機構
   を介して回転力を伝達する有段伝達経路と、Ｖベルト式
   無段変速機構を介して有段伝達経路の変速比よりも小さ
   い変速比の領域で回転力を伝達する無段伝達経路とを有
   し、Ｖベルト式無段変速機構の駆動プーリ及び従動プー
   リの両方又は一方に遠心力によって発生する油圧力を補
   正するための遠心油圧補正室が設けられている変速機の
   油圧制御装置において、 遠心油圧補正室には、無段伝達経路が選択されている場
   合にのみ油が供給されるように構成されていることを特
   徴とする変速機の油圧制御 装置。 ２、遠心油圧補正室には、駆動プーリの油圧室に油圧を
   供給する油路からオリフィスを介して油が供給される請
   求項１記載の変速機の油圧制御装置。