JPH04244656A - 流体機械式無段変速機の制御機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の油圧機械等に利
用される流体機械式無段変速機の制御機構に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】流体機械式無段変速機のなかには、シン
クロメッシュクラッチ機構やバンドブレ−キ機構等を有
効に利用したものがある。その一例として、図２に示す
ものは、本願出願人が特願平１−２７９４３９号におい
て提案した流体機械式無段変速機であり、サンギヤ１、
プラネタリギヤ２及びリングギヤ３から構成されプラネ
タリギヤ２に入力軸４を接続した遊星歯車機構５と、こ
の遊星歯車機構５を主体としてプラネタリギヤ２からサ
ンギヤ１に向かう方向に形成される低速側の機械式伝動
系ａおよびプラネタリギヤ２からリングギヤ３に向かう
方向に形成される高速側の機械式伝動系ｂと、これらの
機械式伝動系ａ、ｂに対して低速側伝動端ａ０　の近傍
に一方の流体ポンプ／モ−タ７の入出力軸７ａを接続し
高速側伝動端ｂ０　の近傍に他方の流体ポンプ／モ−タ
８の入出力軸８ａを接続することにより該機械式伝動系
ａ、ｂに対して並列に可変速の流体式伝動系Ａ、Ｂを形
成する、液圧回路９ａを主体とした流体伝動機構９と、
前記低速側伝動端ａ０　を共通回転要素２４を介して出
力軸１０に対し断接させる低速側のクラッチＣＬおよび
前記高速側伝動端ｂ０　を共通回転要素２４を介して出
力軸１０に対して断接させる高速側のクラッチＣＨとを
具備してなる。ＣＦは前進用のクラッチで、前進時はサ
ンギヤ１を低速側伝動端ａ０　に接続しており、後退時
にのみサンギヤ１を低速側伝動端ａ０　から切断する役
割をなす。

【０００３】しかして、この無段変速機の入力軸４から
エンジン動力を入力して出力軸１０で車輪を駆動するよ
うにし、その際に各クラッチＣＬ、ＣＨ、ＣＦを背反的
に切換えることで、低速モ−ドまたは高速モ−ドのいず
れかを選択することができる。すなわち、低速前進時は
クラッチＣＬ、ＣＦが「接」、クラッチＣＨが「断」と
なることで、エンジン動力を入力時に並列に分割し、一
部を低速側の機械式伝動系ａを通じて出力軸１０に伝達
するとともに、残りを流体式伝動系Ａを通じて出力軸１
０に伝達することが可能になり、高速走行時はクラッチ
ＣＨ、ＣＦを「接」、クラッチＣＬを「断」とすること
で、エンジン動力の一部を高速側の機械式伝動系ｂを通
じて出力軸１０に伝達するとともに、残りを流体式伝動
系Ｂを通じて出力軸１０に伝達することが可能になる。

【０００４】なお、図示装置ではトップロックアップモ
−ド（出力回転数／入力回転数で表される速度比を最大
値に保持して走行するモ−ド）が設定されており、サン
ギヤ１に制動を加えることによって高速走行時に流体式
伝動系Ｂをロックし、これにより高速側の機械式伝動系
ｂを通じてのみ動力伝達を可能にして純機械駆動による
高効率が得られるようにしている。また、この装置では
、低速後退時にクラッチＣＬを「接」、クラッチＣＨ、
ＣＦを「断」とすることで、全エンジン動力を流体式伝
動系Ａを通じてのみ出力軸１０に伝達するようにしてお
り、この際に、動力循環等を生じて適正な出力が得られ
なくなることを防止するために、やはりサンギヤ１をロ
ックすることで、ロスの少ない純液圧駆動を行い得るよ
うにしている。

【０００５】そして、この無段変速機において、前記各
クラッチＣＬ、ＣＨ、ＣＦにシンクロメッシュクラッチ
機構を採用している。その理由は、湿式多板クラッチ機
構等では部品点数が多く嵩高いものになり、ドッグクラ
ッチ機構等では速度検出やアクチュエ−タ動作速度に高
精度のものを必要にするという不具合があるのに対して
、シンクロメッシュクラッチ機構はそのような不具合を
伴うことが少ないことによる。

【０００６】また、前述したサンギヤ１のロック手段と
して、バンドブレ−キ機構２０を採用している。このバ
ンドブレ−キ機構２０は、前記遊星歯車機構５のサンギ
ヤ１にブレ−キドラム２０ａを一体回転可能に設け、こ
のブレ−キドラム２０ａの制動面をリングギヤの外周を
包囲する位置に配設してバンド２０ｂを巻掛けたもので
あり、バンド２０ｂを適宜緊締させることによりサンギ
ヤ１をロックできるようにしている。バンドブレ−キ機
構２０を用いる理由は、例えばサンギヤ１と一体回転可
能に爪車を設けその爪車に固定部材に取着された爪を係
脱させるようにしたものでは、爪と爪とが緩やかに相対
回転している状態をつくり出して速やかに行わなければ
うまくいかないため機構、作動、制御的に難しくなる不
具合があるのに対して、バンドブレ−キ機構２０はその
ような不具合を伴うことが少ないことによる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したシ
ンクロメッシュクラッチＣＬ、ＣＨ、ＣＦのアクチュエ
−タＡＣやバンドブレ−キ機構２０のアクチュエ−タＡ
Ｂは、従来では図示しない位置において液圧回路９ａと
ともに圧力補償用のブ−ストポンプ３０に接続されてい
る。このため、それらのアクチュエ−タＡＣ、ＡＢには
常にそのブ−ストポンプ３０の吐出圧が掛かり、その結
果、シンクロメッシュクラッチＣＬ、ＣＨ、ＣＦは切換
時のみならず保持状態時においても高い圧力で作動し、
バンドブレ−キ機構２０は常に最大トルクに対応した圧
力で作動していることになる。しかし、実際には、それ
らのシンクロメッシュクラッチＣＬ、ＣＨ、ＣＦは湿式
多板クラッチ等と違って常時高い押付け力を必要とする
わけではなく、切換時のみ高圧が導入されればその前後
の保持状態時は低圧でも十分である。また、バンドブレ
−キ機構２０においても、最大トルクが掛かることは希
れであって通常はもっと低圧でも十分機能し得る。この
ため、ブ−ストポンプ３０はクラッチ切換やブレ−キ締
結のために相当の不必要な動力を消費していることにな
り、無段変速機全体において無視することのできない効
率低下をもたらしていると考えられる。

【０００８】本発明は、以上のような着眼点にたってな
されたものであって、図示無段変速機を始めとして、一
般にある目的でシンクロメッシュクラッチ機構やバンド
ブレ−キ機構が用いられる流体機械式無段変速機におい
て、それらの機構を作動させるために装置全体の効率を
大きく低下させることがないようにした流体機械式無段
変速機の制御機構を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものである
。

【００１０】すなわち、本発明に係る流体機械式無段変
速機の制御機構は、シンクロメッシュクラッチ機構及び
／又はバンドブレ−キ機構を備えたものにおいて、前記
シンクロメッシュクラッチ機構及び／又はバンドブレ−
キ機構のアクチュエ−タに、これらの機構を駆動する専
用の補助ポンプを接続し、この補助ポンプの吐出圧を、
吐出回路に設けた可変リリ−フバルブの制御を通じてク
ラッチ切換の瞬間またはバンドブレ−キ締結の瞬間にだ
け所要圧に高めるようにしたことを特徴とする。

【００１１】その際、ここで言う所要圧は、例えばシン
クロメッシュクラッチ機構のアクチュエ−タに対しては
従来どおり一定の圧を与えることとし、バンドブレ−キ
機構のアクチュエ−タに対してはバンドブレ−キ締結中
にも制動すべきトルクに応じて変化させるようにすると
一層効果的になる。

【００１２】

【作用】このような構成のものであると、従来のブ−ス
トポンプにおいては、少なくともこれらの機構がその負
荷から取り除かれるので、その負担軽減を果たすことが
できる。一方、補助ポンプにおいては、その吐出圧が可
変リリ−フバルブを通じてクラッチ切換の瞬間またはバ
ンドブレ−キ締結の瞬間にだけ所要圧に高められ、クラ
ッチ機構が保持状態時のときや、バンドブレ−キ機構が
休止時のとき等はその補助ポンプの吐出圧は０若しくは
小さい値に抑えられることになる。このため、これらの
機構を駆動するために従来ブ−ストポンプが費やしてい
た動力に比べて、この補助ポンプがそれらに費やす動力
を有効に軽減することができる。しかも、バンドブレ−
キ機構が必要とするいわゆる所要圧を制動すべきトルク
との関連において与えるようにすれば、バンドブレ−キ
締結中にも動力軽減の効果をもたらすことができ、全体
の効率向上を一層促進することが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。

【００１４】この制御機構は、例えば、図２に示した流
体機械式無段変速機に適用されるものであって、シンク
ロメッシュクラッチＣＨ、ＣＬ、ＣＦのアクチュエ−タ
ＡＣ及びバンドブレ−キ機構２０のアクチュエ−タＡＢ
に共通の補助ポンプ４０を接続し、この補助ポンプ４０
の吐出圧を、その吐出回路４１に設けた可変リリ−フバ
ルブ４２の制御を通じてクラッチ切換の瞬間またはバン
ドブレ−キ締結の瞬間にだけ所要圧に高めるようにして
いる。

【００１５】具体的に説明すると、補助ポンプ４０は、
例えば前記流体機械式無段変速機においてエンジン動力
により効率良く駆動され得る場所に接続されたもので、
吐出口４０ａが吐出回路４１を介して前記シンクロメッ
シュクラッチＣＨ、ＣＬ、ＣＦの各アクチュエ−タＡＣ
及び前記バンドブレ−キ機構２０のアクチュテ−タＡＢ
に接続されている。アクチュエ−タＡＣは、例えばソレ
ノイドバルブ４３ａを付帯した復動式のもので、図に示
す切換位置において両シリンダ室４３ｂ、４３ｃを液圧
回路４１に連通させ、ピストン４３ｄの受圧面積差を利
用して該ピストン４３ｄを突出位置に保持するようにし
ている。そして、この状態からソレノイドバルブ４３ａ
の切換位置が変化したとき、シリンダ室４３ｃを液圧回
路４１に連通させたままでシリンダ室４３ｂをタンク等
に開放し、ピストン４３ｄを没入位置に保持するように
している。また、アクチュエ−タＡＢは、例えばソレノ
イドバルブ４４ａを付帯した単動式もので、図に示す開
位置でシリンダ室４４ｂを液圧回路４１に連通させるこ
とによりその際の回路圧をスプリング４４ｃ等に対して
拮抗させ、これによりピストン４４ｄを釣合位置に保持
するようにしている。そして、この状態からソレノイド
バルブ４４ａの切換位置が変化したとき、シリンダ室４
４ｂをタンク等に開放してピストン４４ｄをスプリング
４４ｃにより付勢し、突出位置に保持するようにしてい
る。

【００１６】可変リリ−フバルブ４２は、前記液圧回路
４１をタンクに連通させるシリンダ４２ａと、このシリ
ンダ４２ａ内に摺動可能に嵌合し該シリンダ４２ａの内
方端に設けたシ−ト部４２ｂに脱着して該シ−ト部４２
ｂとの間の絞りを変化させるポペット４２ｃと、このポ
ペット４２ｃをスプリング４２ｄを介して前記シ−ト部
４２ｂに押し付ける可動板４２ｅとを具備してなる。そ
して、この可動板４２ｅに、ラックピニオン機構４５を
介してステッピングモ−タ４６の出力軸を接続し、その
進退位置を制御するようにしている。

【００１７】このような構成において、この実施例は、
前記ソレノイドバルブ４３ａ、４４ａおよびステッピン
グモ−タ４６を、コントロ−ラ５０によって制御するよ
うにしている。このコントロ−ラ５０は、例えば前記無
段変速機において制御全般を司どるために設けられてい
るコントロ−ラと同一のもので、該コントロ−ラ５０に
おいてクラッチ切換信号やブレ−キ締結信号が発生する
と、それに対応した信号を前記各アクチュエ−タ４３ａ
、４４ａに入力するようにしている。しかして、このコ
ントロ−ラ５０は、クラッチ切換信号を出力するときは
事前に液圧回路４１の圧をクラッチ切換圧ＰＨに高める
ようなリリ−フ駆動信号を前記ステッピングモ−タ４６
に対して出力し、クラッチ切換が完了した後は、その液
圧回路４１の圧を最低圧ＰＬに戻すようなリリ−フ駆動
信号を該ステッピングモ−タ４６に対して出力するよう
になっている。また、このコントロ−ラ５０は、ブレ−
キ締結信号を出力するときにはそれ以後に液圧回路４１
の圧をブレ−キ締結圧ＰＢに保持するためのリリ−フ駆
動信号を前記ステッピングモ−タ５０に対して出力し、
ブレ−キ締結信号が解除された後は、その液圧回路４１
の圧を再び最低圧ＰＬに戻すようなリリ−フ駆動信号を
該ステッピングモ−タ４６に対して出力するようになっ
ている。なお、この場合において、前記クラッチ切換圧
ＰＨは常に一定値としている。また、前記ブレ−キ締結
圧ＰＢは、回転数センサ４７を介して取り出されるバン
ドブレ−キホイ−ル２０ａの回転数を０にするところで
リリ−フバルブ４２の駆動を止め、その結果として液圧
回路４１に現れる回路圧に対応している。

【００１８】次に、本実施例の作動を説明する。通常状
態において、リリ−フバルブ４２はステッピングモ−タ
４６によって液圧回路４１の圧力を最低値ＰＬとする位
置に保持されている。次に、コントロ−ラ５０において
クラッチ切換信号が発生すると、先ずステッピングモ−
タ４６が起動してリリ−フバルブ４２を介し液圧回路４
１の圧力を最大圧ＰＨにし、しかる後、ソレノイドバル
ブ４３ａがアクチュエ−タＡＣに圧液を導入してシンク
ロメッシュクラッチＣＨ、ＣＬ、ＣＦをしかるべき方向
に切換駆動する。切換が完了すると、これらのクラッチ
ＣＨ、ＣＬ、ＣＦは湿式多板クラッチ等と違って常時一
定の押付け力を必要としないので、コントロ−ラ５０が
リリ−フバルブ４２を介して液圧回路４１を最低圧ＰＬ
に戻しても、直前の切換位置を保持する。また、コント
ロ−ラ５０においてブレ−キ締結信号が発生すると、先
ずソレノイドバルブ４４ａが開になり、次にバンドブレ
−キホイ−ル２０ａの回転数を０にする位置までステッ
ピングモ−タ４６を介してリリ−フバルブ４２が駆動さ
れる。そして、回転数が０になった時点でリリ−フバル
ブ４２に対する駆動が完了する。この過程に並行して、
アクチュエ−タＡＢは徐々にバンド２０ｂを緊締させて
ゆき、最終的に一定の張力でバンドブレ−キホイ−ル２
０ａのトルクを過不足なく吸収するに至る。

【００１９】しかして、このような補助ポンプ４０から
なる制御機構を設けると、従来のブ−ストポンプ３０か
らこれらのアクチュエ−タＡＣ、ＡＢを切り離すことが
できるので、その負担軽減を果たすことができる。一方
、この補助ポンプ４０においては、その吐出圧が上述し
た如く可変リリ−フバルブ４２を通じてクラッチ切換の
瞬間またはバンドブレ−キ締結の瞬間にだけ所要圧に高
められ、シンクロメッシュクラッチＣＨ、ＣＬ、ＣＦが
保持状態時にあるときや、バンドブレ−キ機構２０が作
動していない時等には、補助ポンプ４０の吐出圧は極め
て小さい値に抑えられることになる。このため、この制
御機構は、クラッチＣＨ、ＣＬ、ＣＦやブレ−キ２０を
作動させるために従来のブ−ストポンプ３０が費やして
いた動力に比べて、この補助ポンプ４０に必要とされる
動力を軽減することができる。しかも、バンドブレ−キ
２０は常に最大圧で駆動するわけではなく、回転数が小
さいときには極めて小さい圧力でしか作動しないので、
バンドブレ−キ締結中にも補助ポンプ４０が必要とする
動力を軽減することができる。これらの結果、この制御
機構が組み込まれる無段変速機のシステム効率を確実に
向上させることが可能になる。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る流体機械式無段変速機の制
御機構は、以上説明したように、シンクロメッシュクラ
ッチ機構やバンドブレ−キ機構が用いられた流体機械式
無段変速機において、それらの機構が作動上必要とする
最少限の液圧を発生させるようにしたため、補助ポンプ
の動力を節減でき、その結果、この制御機構が適用され
る無段変速機全体のシステム効率を従来に比べて確実に
向上することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す原理図。

【図２】流体機械式無段変速機の構成例を示すシステム
図。

【符号の説明】

ＣＨ、ＣＬ、ＣＦ…シンクロメッシュクラッチＡＣ、Ａ
Ｂ…アクチュエ−タ ２０…バンドブレ−キ ４０…補助ポンプ ４１…吐出回路 ４２…可変リリ−フバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンクロメッシュクラッチ機構及び／又は
   バンドブレ−キ機構を備えた流体機械式無段変速機にお
   いて、前記シンクロメッシュクラッチ機構及び／又はバ
   ンドブレ−キ機構のアクチュエ−タに、これらの機構を
   駆動する専用の補助ポンプを接続し、この補助ポンプの
   吐出圧を、吐出回路に設けた可変リリ−フバルブの制御
   を通じてクラッチ切換の瞬間またはバンドブレ−キ締結
   の瞬間にだけ所要圧に高めるようにしたことを特徴とす
   る流体機械式無段変速機の制御機構。