JPH06207662A - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベルト式無段変速機の異常時におけるエンジ
ンの過回転の防止と発進・登坂性との両立を図る。 【構成】 レギュレータバルブ１５と変速比制御バルブ
１６とプライマリ圧排出バルブ８とに接続され、レギュ
レータバルブを制御する制御弁９、変速比制御バルブを
制御する制御弁１０又はこれらの制御弁を制御する制御
手段の何れかに異常が発生した時に制御油圧を出力して
レギュレータバルブ１５をライン圧を高める側に、変速
比制御バルブ１６を低速段側に制御し、且つプライマリ
圧排出バルブ８を閉弁させてプライマリプーリの油圧を
徐々に低下させるソレノイドバルブ１８を設けた構成と
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルト式無段変速機の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト式無段変速機は、ベルトとプーリ
とを使用して変速比を無段階に変化させる変速機で、図
１に示すようにエンジンから電磁クラッチ、流体継手等
（図示せず）を介して駆動されるプライマリプーリ（入
力軸）１と、前車軸に連結されるセカンダリプーリ（出
力軸）２と、これらのプライマリプーリ１とセカンダリ
プーリ２との間に掛回されたベルト３と、プライマリプ
ーリ１、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｐ、Ｗｓを制御す
る油圧制御装置４等により構成されている。

【０００３】プライマリプーリ１、セカンダリプーリ２
は、所定の傾斜面を有するシャフト１ａ、２ａと、可動
シーブ１ｂ、２ｂと、可動シーブ１ｂ、２ｂの背面に夫
々設けられたプライマリシリンダ１ｃ、セカンダリシリ
ンダ２ｃとを備え、可動シーブ１ｂ、２ｂは、ボールス
プラインによりシャフト１ａ、２ａ上を摺動可能とさ
れ、油圧制御装置４から供給されるプライマリ油圧Ｐ
ｐ、セカンダリ油圧Ｐｓによりプーリの溝幅Ｗｐ、Ｗｓ
が可変されるようになっている。油圧制御装置４は、電
子制御装置（図示せず）を備えており、アクセル開度、
エンジン回転数、車速等の各信号を入力し、これらの信
号に基づいて油圧ポンプ５から供給される油圧を制御し
てプライマリプーリ１、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗ
ｐ、Ｗｓを制御する。

【０００４】即ち、ロー状態のときには図２のようにプ
ライマリプーリ１の溝幅Ｗｐが広く、セカンダリプーリ
２の溝幅Ｗｓが狭くなり、変速比が大きくなる。反対に
オーバドライブ状態のときには図３のようにプライマリ
プーリ１の溝幅Ｗｐが狭く、セカンダリプーリ２の溝幅
Ｗｓが広くなり、変速比が小さくなる。油圧制御装置４
は、図４のようにレギュレータバルブ６、変速比制御バ
ルブ７、プライマリ圧排出バルブ８、ソレノイドバルブ
９、１０等により構成されている。ソレノイドバルブ
９、１０は、ノーマルクローズタイプのバルブで前記電
子制御装置によりアクセル開度、エンジン回転数、車速
等の車両の運転状態に応じてデューティ制御される。こ
れらのソレノイドバルブ９、１０は、ポート９ａ、１０
ａに所定のソレノイド供給圧Ｐｖが供給され、ポート９
ｂ、１０ｂからデューティ比に応じた制御油圧（以下単
に「制御圧」という）Ｐｖｂ（≦Ｐｖ）、Ｐｖａ（≦Ｐ
ｖ）を出力してレギュレータバルブ６、変速比制御バル
ブ７に供給する。また、ソレノイドバルブ１０のデュー
ティ比は、変速比が低速段のときに大きく、高速段側の
ときに小さくなり、制御圧Ｐｖａは、低速段側から高速
段側に移行するに伴い低くなる。

【０００５】レギュレータバルブ６は、ポート６ａに供
給されるライン圧ＰＬとスプリング６ｓａのばね圧と、
ポート６ｃに供給される制御圧Ｐｖｂとスプリング６ｓ
ｂのばね圧との差圧によりスプール６ｐが制御され、油
圧ポンプ５から吐出される高圧の油圧を所定のライン圧
ＰＬに調圧する。変速比制御バルブ７は、ポート７ｅに
供給されるソレノイド供給圧Ｐｖとスプリング７ｓａの
ばね圧と、ポート７ｃに供給される制御圧Ｐｖａとスプ
リング７ｓｂのばね圧との差圧によりスプール７ｐが制
御され、プライマリシリンダ１ｃの油圧を制御する。

【０００６】ライン圧ＰＬは、常時セカンダリシリンダ
２ｃに供給されてセカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓを狭く
するように作用する。ソレノイドバルブ１０の制御圧Ｐ
ｖａが高いときには、変速比制御バルブ７のスプール７
ｐが図中左方に押動され、ポート７ａを７ｂから遮断す
ると共に排出ポート７ｘに連通させ、プライマリシリン
ダ１ｃをプライマリ圧排出バルブ８に接続し、当該プラ
イマリシリンダ１ｃの油圧によりスプリング８ｓに抗し
てスプール８ｐを押動し、シリンダ内の油圧を排出ポー
ト８ｘから徐々に排出させる。この結果、図２のように
プライマリプーリ１の溝幅Ｗｐが最大、セカンダリプー
リ２の溝幅Ｗｓが最小となり、変速比が低速段となる。

【０００７】ソレノイドバルブ１０の制御圧Ｐｖａが低
くなると、これに伴いスプール７ｐが図中右方に押動さ
れ、ポート７ａと７ｂとが徐々に連通され、ライン圧Ｐ
Ｌがプライマリシリンダ１ｃに供給される。プライマリ
シリンダ１ｃは、セカンダリシリンダ２ｃよりも受圧面
積が大きく（図１）、従って、プライマリシリンダ１ｃ
にライン圧ＰＬが供給されるに伴いプライマリシリンダ
１ｃの押圧力がセカンダリシリンダ２ｃの押圧力よりも
大きくなり、プライマリプーリ１の溝幅Ｗｐが徐々に狭
くなり、これに応じて、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓ
が広くなり、変速比が高速段側に変化する。

【０００８】ソレノイドバルブ１０の制御圧Ｐｖａが更
に低くなると、スプール７ｐが図中更に右方に押動さ
れ、ポート７ａと７ｂとが完全に連通される。これによ
り図３に示すようにプライマリプーリ１の溝幅Ｗｐが最
小、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓが最大となり、変速
比がオーバドライブ状態となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の変速
機の制御装置は、変速比制御バルブ７を制御しているソ
レノイドバルブ１０、又は電子制御装置（図示せず）の
故障によりソレノイドバルブ１０が消勢されて閉弁さ
れ、制御圧Ｐｖａが０となると、変速比制御バルブ７の
ポート７ａと７ｂとが連通されて変速比が高速段側に変
化するように油圧バランスが設定されている。これは、
故障時に変速比が低速段側になるように設定すると、高
速走行時にエンジンが過回転する場合があり、かかる不
具合を防止するためである。このためソレノイドバルブ
１０又は前記電子制御装置が故障した時には変速比が最
も高速段側になり、車両の発進性・登坂性が著しく低下
するという問題がある。

【００１０】更にソレノイドバルブ９、又は前記電子制
御装置の故障によってソレノイドバルブ９が消勢されて
閉弁され、制御圧Ｐｖｂが０となると、レギュレータバ
ルブ６のスプール６ｐが図中右方に移動してポート６ｂ
と６ｘｐとが連通され、ライン圧ＰＬがポート６ｘｐか
ら油圧ポンプ５の吸込口側に排出されて最低となるよう
に設定されている。これは、変速比が高速段側のときに
ライン圧ＰＬを高くするとベルト３の寿命が低下するた
めにライン圧を低くしている。従って、ソレノイドバル
ブ９又は前記電子制御装置が故障した時にはライン圧Ｐ
Ｌが最低となり、この状態でプライマリプーリ１に過大
なトルクが加わると、ベルト３がスリップしてベルトの
寿命が低下するという問題がある。

【００１１】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、レギュレータバルブを制御する制御弁、変速比制御
バルブを制御する制御弁或いはこれらの制御弁を制御す
る電子制御装置等に異常が発生したときに、変速比を高
速段側から低速段側にゆっくり変化させてエンジンの過
回転の防止と発進・登坂性とを両立させるようにしたベ
ルト式無段変速機の制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、入力軸及び出力軸に設けられたプラ
イマリプーリ及びセカンダリプーリとの間にベルトを掛
回し、油圧により各プーリの溝幅を相対的に変化させて
変速させるベルト式無段変速機の前記各プーリの油圧を
制御し、供給される制御油圧が高いときには前記変速機
を低速段側に、低いときには高速段側に変速させる変速
比制御バルブと、前記変速機に供給するライン圧を設定
するレギュレータバルブと、前記変速比制御バルブが低
速段側のときに前記プライマリプーリ内の油の排出を制
限するプライマリ圧排出バルブと、前記変速比制御バル
ブ及び前記レギュレータバルブに夫々車両の運転状態に
応じた制御油圧を供給する第１及び第２の制御弁と、こ
れらの制御弁に並列に接続されると共に前記プライマリ
圧排出バルブに接続され、前記第１、第２の制御弁の何
れかに異常が発生したときに制御油圧を出力して前記レ
ギュレータバルブを前記ライン圧を高める側に、前記変
速比制御バルブを低速段側に夫々制御し、且つ前記プラ
イマリ圧排出バルブを閉弁させる第３の制御弁とを備え
た構成としたものである。

【００１３】

【作用】第３の制御弁は、第１又は第２の制御弁の何れ
かに異常が発生したときに、制御油圧を発生してレギュ
レータバルブ、変速比制御バルブ及びプライマリ圧排出
バルブに油圧を供給し、レギュレータバルブをライン圧
を高める側に制御し、変速比制御バルブを低速段側に制
御し、且つプライマリ圧排出バルブを閉弁させる。プラ
イマリプーリの油圧は、プライマリ圧排出バルブから徐
々に漏れて低下し、これに伴いプライマリプーリの溝幅
が徐々に広く、セカンダリプーリの溝幅が徐々に狭くな
り、変速比が徐々に低速段側に変化する。また、ライン
圧が高くなりベルトのスリップが防止される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図１と同一部材には同一の符号を付し
て、詳細な説明は省略する。図５においてレギュレータ
バルブ１５は、スプール１５ｐと１５ｐ’とを有し、ス
プール１５ｐ’は、スプール１５ｐと同径のランド１５
ｍと当該ランド１５ｍよりも僅かに大径のランド１５ｎ
とが一体に形成され、ランド１５ｍは、ばね座とされて
いる。スプール１５ｐの一端とばね座１５ｇとの間には
スプリング１５ｓａが、当該スプール１５ｐの他端とス
プール１５ｐ’のランド１５ｍとの間にはスプリング１
５ｓｂが夫々縮設されている。

【００１５】変速比制御バルブ１６は、レギュレータバ
ルブ１５と同様にスプール１６ｐと１６ｐ’とを有し、
スプール１６ｐ’は、スプール１６ｐと同径のランド１
６ｍとランド１６ｎとが一体に形成され、ランド１６ｍ
は、ばね座とされている。スプール１６ｐの一端とハウ
ジングの端面との間にはスプリング１６ｓａが、当該ス
プール１６ｐの他端とスプール１６ｐ’のランド１６ｍ
との間にはスプリング１６ｓｂが夫々縮設されている。
また、プライマリ圧排出バルブ８は、スプール８ｐを挟
んで排出ポート８ｘと反対側即ち、スプリング８ｓ側に
ポート８ａが設けられている。

【００１６】レギュレータバルブ１５のポート１５ｂ
は、油圧ポンプ５の吐出口に接続され、ると共に変速比
制御バルブ１６のポート１６ｂに接続され、ポート１５
ｘｐは、油圧ポンプ５の吸込口側に、ポート１５ｃは、
ソレノイドバルブ９のポート９ｂに、ポート１５ｄは、
ソレノイドバルブ１８のポート１８ｂに夫々接続されて
いる。変速比制御バルブ１６のポート１６ａは、プライ
マリシリンダ１ｃに、ポート１６ｂは、セカンダリシリ
ンダ２ｃに、ポート１６ｃは、ソレノイドバルブ１０の
ポート１０ｂに、ポート１６ｄは、ソレノイドバルブ１
８のポート１８ｂに、ポート１６ｘは、プライマリ圧排
出バルブ８に夫々接続されている。また、プライマリ圧
排出バルブ８のポート８ａは、ソレノイドバルブ１８の
ポート１８ｂに接続されている。

【００１７】ソレノイドバルブ９、１０、１８は、入力
側の各ポート９ａ、１０ａ、１８ａにソレノイド供給圧
Ｐｖが供給される。これらのソレノイドバルブ９、１
０、１８は、前記電子制御装置により駆動される。ソレ
ノイドバルブ１８は、ノーマルオープンタイプのオン−
オフバルブで、制御圧Ｐｖｃ（＝Ｐｖ）を出力してレギ
ュレータバルブ１５のポート１５ｄ、変速比制御バルブ
１６のポート１６ｄ及びプライマリ圧排出バルブ８のポ
ート８ａに供給する。

【００１８】ソレノイドバルブ１８は、ソレノイドバル
ブ９、１０、及び前記電子制御装置が正常な状態のとき
には付勢されて閉弁され、ソレノイドバルブ９、又はソ
レノイドバルブ１０、又は前記電子制御装置の何れかに
異常が発生したときには消勢されて開弁して制御圧Ｐｖ
ｃ（＝Ｐｖ）を出力する。以下に作用を説明する。

【００１９】ソレノイドバルブ１８は、ソレノイドバル
ブ９、ソレノイドバルブ１０、前記電子制御装置が正常
状態にあるときには付勢されて閉弁され、制御圧Ｐｖｃ
が０となっている。ソレノイドバルブ９、１０は、前記
電子制御装置によりデューティ制御され、制御圧Ｐｖ
ｂ、Ｐｖａを出力する。レギュレータバルブ１５は、ポ
ート１５ａに供給されるライン圧ＰＬとスプリング１５
ｓａのばね圧と、ソレノイドバルブ９の制御圧Ｐｖｂと
スプリング１５ｓｂのばね圧との差圧に応じて油圧ポン
プ５から吐出される高圧の油圧を所定のライン圧ＰＬに
調圧する。このライン圧ＰＬは、セカンダリシリンダ２
ｃに供給され、セカンダリプーリ２（図１）の溝幅Ｗｓ
が狭くなる。

【００２０】変速比制御バルブ１６は、ポート１６ｅに
供給されるソレノイド供給圧Ｐｖとスプリング１６ｓａ
のばね圧と、ソレノイドバルブ１０の制御圧Ｐｖａとス
プリング１６ｓｂのばね圧との差圧に応じてスプール１
６ｐが位置決め制御され、制御圧Ｐｖａが高いときには
スプール１６ｐが左方に押動され、ポート１６ａがポー
ト１６ｂから遮断されると共に排出ポート１６ｘに連通
される。これによりプライマリシリンダ１ｃの油がポー
ト１６ｘを経てプライマリ圧排出バルブ８から徐々に排
出される。この結果、図２のようにプライマリプーリ１
の溝幅Ｗｐが最大、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓが最
小となり、変速比は、低速段側（ロー側）に制御され
る。

【００２１】ソレノイドバルブ１８の制御圧Ｐｖａが低
くなると変速比制御バルブ１６のスプール１６ｐが図中
右方に押動され、ポート１６ａが排出ポート１６ｘと遮
断されると共にポート１６ｂに徐々に連通され、プライ
マリシリンダ１ｃにもライン圧ＰＬが供給される。プラ
イマリシリンダ１ｃは、セカンダリシリンダ２ｃよりも
受圧面積が大きく（図１）、従って、プライマリシリン
ダ１ｃの押圧力がセカンダリシリンダ２ｃの押圧力より
も大きくなり、この結果、プライマリプーリ１の溝幅Ｗ
ｐが狭く、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓが広くなり、
変速比は、高速段側に制御される。

【００２２】ソレノイドバルブ１０の制御圧Ｐｖａが更
に低くなると、スプール１６ｐが図中更に右方に押動さ
れ、ポート１６ａと１６ｂとが完全に連通される。これ
により図３に示すようにプライマリプーリ１の溝幅Ｗｐ
が最小、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓが最大となり、
変速比がオーバドライブ状態となる。さて、オーバドラ
イブ状態で走行中に例えば、ソレノイドバルブ９が故障
して消勢（閉弁）したとする。前記電子制御装置は、ソ
レノイドバルブ９が故障したことを検知すると同時にソ
レノイドバルブ１８を消勢させて開弁させる。ソレノイ
ドバルブ９が閉弁すると制御圧Ｐｖａが０となり、レギ
ュレータバルブ１５は、ポート１５ａからスプール１５
ｐの左側に加わるライン圧ＰＬとスプリング１５ｓａの
ばね力とがスプリング１５ｓｂのばね力よりも大きくな
り、スプール１５ｐは、右方に押動されるような押圧力
を受ける。

【００２３】ところが、ソレノイドバルブ１８から吐出
された制御圧Ｐｖｃ（＝Ｐｖ）がポート１５ｄに供給さ
れ、ランド１５ｎが左方に押動され、これと共にばね座
１５ｍが左動してスプリング１５ｓｂを圧縮する。これ
によりスプリング１５ｓｂのばね力が高くなり、ライン
圧ＰＬが確保される。同時にソレノイドバルブ１８から
の制御圧Ｐｖｃが変速比制御バルブ１６のポート１６ｄ
に供給され、ランド１６ｎが左方に押動され、これと共
にばね座１６ｍが左動してスプリング１６ｓｂを圧縮す
る。これによりスプリング１６ｓｂのばね力が高くな
り、ポート１６ｐが左方に移動し、ポート１６ａがポー
ト１６ｂから遮断されると共に排出ポート１６ｘに連通
され、プライマリシリンダ１ｃにライン圧ＰＬが供給さ
れなくなる。また、ソレノイドバルブ１８の制御圧Ｐｖ
ｃは、プライマリ圧排出バルブ８のポート８ａにも供給
され、スプール８ｐが左方に押動されて排出ポート８ｘ
が閉塞され、閉弁される。

【００２４】プライマリシリンダ１ｃ内の油圧は、変速
比制御バルブ１６のポート１６ａ、排出ポート１６ｘか
らプライマリ圧排出バルブ８へと流れる。プライマリ圧
排出バルブ８は、排出ポート８ｘが閉塞されているが、
排出ポート１６ｘから供給された油は、スプール８ｐと
ランド８ｒとの間の隙間を通して徐々に排出ポート８ｘ
から漏れ、これに伴いプライマリシリンダ１ｃの油圧が
徐々に低下する。一方、セカンダリシリンダ２ｃにはラ
イン圧ＰＬが供給されており、従って、セカンダリシリ
ンダ２ｃの押圧力がプライマリシリンダ１ｃの押圧力よ
りも大きくなり、セカンダリプーリ２の溝幅Ｗｓが徐々
に狭くなり、これに伴いプライマリプーリ１の溝幅Ｗｐ
が徐々に広くなる。この結果、変速装置は、オーバドラ
イブ状態から徐々にロー状態に移行する。

【００２５】オーバドライブ状態で走行中にソレノイド
バルブ１０が故障して閉弁した場合、或いは前記電子制
御装置が故障した場合にもソレノイドバルブ１８が開弁
され、上述と同様に変速比制御バルブ１６を作動させて
プライマリシリンダ１ｃへのライン圧ＰＬの供給を遮断
し、且つ当該プライマリシリンダ１ｃ内の油圧を、プラ
イマリ圧排出バルブ８の排出ポート８ｘから徐々に漏出
させる。これにより変速装置は、オーバドライブ状態か
ら徐々にロー状態に移行する。この結果、オーバドライ
ブ状態で走行中にソレノイドバルブ９、又はソレノイド
バルブ１０、又は前記電子制御装置の何れかが故障した
場合でもエンジンの過回転が防止され、且つ発進・登坂
性が確保される。

【００２６】尚、図６のように変速比制御バルブ７のポ
ート７ａにセカンダリシリンダ２ｃが、ポート７ｂにプ
ライマリシリンダ１ｃが接続され、ソレノイドバルブ１
０が非通電のとき即ち、閉弁して制御圧Ｐｖｂが０にな
ったときにポート７ｂが排出ポート７ｘに連通されてプ
ライマリ圧排出バルブ８に接続されて低速段側に変速す
るように設定されている場合には、当該変速比制御バル
ブ７にソレノイドバルブ１８の制御圧Ｐｖｃを導かなく
とも良い。従って、変速比制御バルブ７の構成が簡単と
なる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ギュレータバルブ、変速比制御バルブを制御する各制御
弁、或いはこれらの制御弁を制御する電子制御装置に異
常が発生した場合、当該異常発生直後は、ゆっくりと低
速段側に変速装置を変速させるようにしたことにより、
高速走行時でもエンジンが過回転することを防止するこ
とができ、しかも、変速比が低速段側になるために発進
性・登坂性等が確保される。更にライン圧を高くするこ
とによりベルトスリップによるベルト寿命の低下、プー
リのベルトと圧接するコーン面の損傷等が防止されると
共に、雪道での急ブレーキ等タイヤロックを伴う減速後
の発進に必要な油圧の確保が実現できる等の優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベルト式無段変速機の構成図である。

【図２】図１の変速機の低速段側（ロー側）の状態を示
す斜視図である。

【図３】図１の変速機の高速段側（オーバドライブ側）
の状態を示す斜視図である。

【図４】図１のベルト式無段変速機の従来の油圧制御装
置の回路図である。

【図５】本発明に係るベルト式無段変速機の制御装置の
一実施例を示す油圧回路図である。

【図６】本発明に係るベルト式無段変速機の制御装置の
他の実施例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ プライマリプーリ １ｃ プライマリシリンダ ２ セカンダリプーリ ２ｃ セカンダリシリンダ ３ ベルト ４ 油圧制御装置 ５ 油圧ポンプ ８ プライマリ圧排出バルブ ９、１０、１８ ソレノイドバルブ １５ レギュレータバルブ １６ 変速比制御バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸及び出力軸に設けられたプライマ
   リプーリ及びセカンダリプーリとの間にベルトを掛回
   し、油圧により各プーリの溝幅を相対的に変化させて変
   速させるベルト式無段変速機の前記各プーリの油圧を制
   御し、供給される制御油圧が高いときには前記変速機を
   低速段側に、低いときには高速段側に変速させる変速比
   制御バルブと、前記変速機に供給するライン圧を設定す
   るレギュレータバルブと、前記変速比制御バルブが低速
   段側のときに前記プライマリプーリ内の油の排出を制限
   するプライマリ圧排出バルブと、前記変速比制御バルブ
   及び前記レギュレータバルブに夫々車両の運転状態に応
   じた制御油圧を供給する第１及び第２の制御弁と、これ
   らの制御弁に並列に接続されると共に前記プライマリ圧
   排出バルブに接続され、前記第１、第２の制御弁の何れ
   かに異常が発生したときに制御油圧を出力して前記レギ
   ュレータバルブを前記ライン圧を高める側に、前記変速
   比制御バルブを低速段側に夫々制御し、且つ前記プライ
   マリ圧排出バルブを閉弁させる第３の制御弁とを備えた
   ことを特徴とするベルト式無段変速機の制御装置。