JPS6342147B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、Ｖベルト式無段変速機の油圧制御装
置に関するものである。 従来のＶベルト式無段変速機（以下、本明細書
においては「無段変速機」と称する）の油圧制御
装置として、例えば第１図に示すようなものがあ
る（米国雑誌Automotive Engineering」1980年
２月号の第138頁の図参照）。タンク２０１内の油
はフイルター２０２を通してオイルポンプ２０３
によつて油路２０４に吐出されライン圧調圧弁２
０５に供給される。ライン圧調圧弁２０５によつ
て調圧されたライン圧は、一方では従動プーリ２
０６のシリンダ室２０６ａに供給され、他方では
変速比制御弁２０７を介して駆動プーリ２０８の
シリンダ室２０８ａに供給される。変速比制御弁
２０７は、スロツトルカム２０９の回動によつて
ばね２１０に生ずる右向きの力と、油路２１１か
らの油圧により作用する左向きの力とバランスに
応じて所定の油圧をシリンダ室２０８ａに供給し
て、駆動プーリ２０８及び従動プーリ２０６間の
変速比を制御する。なお、油路２１１には駆動プ
ーリ２０８の回転数に応じた油圧が生ずるように
してある。ライン圧調圧弁２０５にも油路２１１
が接続され、ライン圧調圧弁２０５に左方向の力
を作用している。ライン圧調圧弁２０５には、ロ
ツド２１２、レバー２１３、スライダ２１４及び
ばね２１５を介して駆動プーリ２０８の軸方向の
動きが伝えられ、プーリ２０８，２０６間の減速
比が大きいほど大きな力をライン圧調圧弁２０５
に作用するようにしてある。ライン圧調圧弁２０
５は右方向への力が大きく左方向への力が小さい
ほど高い圧力を生ずるようにしてあるから、減速
比が大きいほどライン圧は高くなり、プーリ２０
８の回転速度が小さければ、小さいほどライン圧
は高くなる。すなわち、ライン圧は減速比と駆動
プーリ回転数とによつて制御される。 しかしながら、従来の無段変速機にあつては、
上記のようにライン圧を減速比及び駆動プーリ回
転数によつて制御するだけであり、エンジンの出
力トルクとライン圧とは無関係であつたため、エ
ンジンの小出力時から大出力時まで必要なＶベル
トの伝達トルク容量を常に確保するためには、エ
ンジンの最大トルク発生時においてもＶベルトと
プーリとの滑りを生じないようにライン圧を高く
設定しておく必要があつた。従つて、エンジンの
出力トルクの小さいときには、ライン圧は必要以
上に高くなり、Ｖベルトに必要以上の油圧が加え
られＶベルトの耐久性が低下するという問題があ
り、また不必要な高圧油を吐出するオイルポンプ
の損失も大きくなつていた。また、一般にＶベル
トの動力伝達効率は、Ｖベルトの最大伝達容量と
実際の伝達動力との差が大きいほど悪くなるの
で、効率の面からも、油圧が高いということは好
ましくなかつた。 本発明は、上記のような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、変速制御弁に供給される
変速制御作動圧であるライン圧を、エンジン出力
トルク（又はエンジン出力トルク及び減速比）に
比例した油圧にするライン圧調圧弁を設けること
により、上記問題点を解決することを目的として
いる。 次下、本発明をその実施例を示す添付図面の第
２〜４図に基づいて説明する。 まず、本発明による制御装置を適用する無段変
速機の動力伝達機構を第２及び３図に示す。エン
ジンのクランクシヤフト（図示してない）と一体
に回転するエンジン出力軸２に、ポンプインペラ
ー４、タービンランナ６、ステータ８及びロツク
アツプクラツチ（ロツクアツプ装置）１０から成
るトルクコンバータ１２が取り付けられている。
ロツクアツプクラツチ１０はタービンランナ６に
連結されると共に軸方向に移動可能であり、ポン
プインペラー４と一体のエンジン出力軸２に連結
された部材４ａとの間にロツクアツプクラツチ油
室１４を形成しており、このロツクアツプクラツ
チ油室１４の油圧がトルクコンバータ１２内の油
圧よりも低くなると、ロツクアツプクラツチ１０
は部材４ａに押し付けられてこれと一緒に回転す
るようにしてある。タービンランナ６は、軸受１
６及び１８によつてケース２０に回転自在に支持
された駆動軸２２の一端とスプライン結合されて
いる。駆動軸２２の軸受１６及び１８間の部分に
は駆動プーリ２４が設けられている。駆動プーリ
２４は、駆動軸２２に固着された固定円すい板２
６と、固定円すい板２６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２８（第４図）に作用する油圧よつて駆動軸２
２の軸方向に移動可能である可動円すい板３０と
から成つている。なお、Ｖ字状プーリみぞの最大
幅を制限する環状部材２２ａが、駆動軸２２上に
可動円すい板３０と係合可能に固着してある（第
４図）。駆動プーリ２４はＶベルト３２によつて
従動プーリ３４と伝動可能に結合されているが、
この従動プーリ３４は、ケース２０に軸受３６及
び３８によつて回動自在に支持された従動軸４０
上に設けられている。従動プーリ３４は、従動軸
４０に固着された固定円すい板４２と、固定円す
い板４２に対向配置されて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４４（第４
図）に作用する油圧によつて従動軸４０の軸方向
に移動可能である可動円すい板４６とから成つて
いる。駆動プーリ２４の場合と同様に、従動軸４
０上に固着した環状部材４０ａにより可動円すい
板４６の動きは制限されて最大のＶ字状プーリみ
ぞ幅以上にはならないようにしてある（第４図）。
固定円すい板４２には前進用多板クラツチ４８を
介して前進用駆動ギア５０が連結可能にされてお
り、この前進用駆動ギア５０は従動軸４０上に回
転自在に支承されると共にリングギア５２とかみ
合つている。従動軸４０には後退用駆動ギア５４
が固着されており、この後退用駆動ギア５４はア
イドラギア５６とかみ合つている。アイドラギア
５６は後退用多板クラツチ５８を介してアイドラ
軸６０と結合可能にされており、このアイドラ軸
６０には、リングギア５２とかみ合う別のアイド
ラギア６２が固着されている（なお、第２図にお
いては、図示を分かりやすくするためにアイドラ
ギア６２、アイドラ軸６０及び後退用多板クラツ
チ５４は正規の位置からずらしてあるので、アイ
ドラギア６２とリングギア５２とはかみ合つてな
いように見えるが、実際には第３図に示すように
かみ合つている）。リングギア５２には、１対の
ピニオンギア６４及び６６が取り付けられ、この
ピニオンギア６４及び６６とかみ合つて差動装置
６７を構成する１対のサイドギア６８及び７０に
それぞれ出力軸７２及び７４が連結されており、
軸受７６及び７８によつてそれぞれ支持された出
力軸７２及び７４は互いに反対方向にケース２０
から外部へ伸長している。この出力軸７２及び７
４は図示しないロードホイールに連結されること
になる。なお、軸受１８の右側には、後述の制御
装置の油圧源である内接歯車式のオイルポンプ８
０が設けられているが、このオイルポンプ８０は
中空の駆動軸２２を貫通するオイルポンプ駆動軸
８２を介してエンジン出力軸２によつて駆動され
るようにしてある。 このようにロツクアツプ装置付きトルクコンバ
ータ、Ｖベルト式無段変速機構及び差動装置を組
み合わせて成る無段変速機にエンジン出力軸２か
ら入力された回転力は、トルクコンバータ１２、
駆動軸２２、駆動プーリ２４、Ｖベルト３２、従
動プーリ３４、従動軸４０へと順に伝達されてい
き、次いで、前進用多板クラツチ４８が締結され
且つ後退用多板クラツチ５８が解放されている場
合には、前進用駆動ギア５０、リングギア５２、
差動装置６７を介して出力軸７２及び７４が前進
方向に回転され、逆に、後退用多板クラツチ５８
が締結され且つ前進用多板クラツチ４８が解放さ
れている場合には、後退用駆動ギア５４、アイド
ラギア５６、アイドラ軸６０、アイドラギア６
２、リングギア５２、差動装置６７を介して出力
軸７２及び７４が後退方向に回転される。この動
力伝達の際に、駆動プーリ２４の可動円すい板３
０及び従動プーリ３４の可動円すい板４６を軸方
向に移動させてＶベルト３２との接触位置半径を
変えることにより、駆動プーリ２４と従動プーリ
３４との回転比を変えることができる。例えば、
駆動プーリ２４のＶ字状プーリみぞの幅を拡大す
ると共に従動プーリ３４のＶ字状プーリみぞの幅
を縮小すれば、駆動プーリ２４側のＶベルト接触
位置半径は小さくなり、従動プーリ３４側のＶベ
ルト接触位置半径は大きくなり、結局大きな減速
比が得られることになる。可動円すい板３０及び
４６を逆方向に移動させれば、上記と全く逆に減
速比は小さくなる。また、動力伝達に際してトル
クコンバータ１２は、運転状況に応じてトルク増
大作用を行なう場合と流体継手として作用する場
合とがあるが、これに加えてこのトルクコンバー
タ１２にはロツクアツプ装置としてタービンラン
ナ６に取り付けられたロツクアツプクラツチ１０
が設けてあるので、ロツクアツプクラツチ油室１
４の油圧をドレーンさせてロツクアツプクラツチ
１０をインペラー４と一体の部材４ａに押圧する
ことにより、エンジン出力軸２と駆動軸２２とを
機械的に直結した状態とすることができる。 次に、この無段変速機の制御装置について説明
する。制御装置は、第４図に示すように、オイル
ポンプ８０、ライン圧調圧弁１０２、マニアル弁
１０４、変速制御弁１０６、ロツクアツプ弁１０
８変速モータ１１０、変速操作機構１１２等から
成つている。 オイルポンプ８０は、前述のようにエンジン出
力軸２によつて駆動されて、タンク１１４内の油
を油路１１６に吐出する。なお、第４図では図を
明瞭にするため、オイルポンプ駆動軸８２を省略
してある。油路１１６は、ライン圧調圧弁１０２
のポート１１８ａ及び１１８ｃに導びかれて、後
述のようにライン圧として所定圧力に調圧され
る。また、油路１１６はマニアル弁１０４のポー
ト１２０ｂ及び変速制御弁１０６のポート１２２
ｃに連通している。 マニアル弁１０４は、５つのポート１２０ａ，
１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ及び１２０ｅを有
する弁穴１２０と、この弁穴１２０に対応した２
つのランド１２４ａ及び１２４ｂを有するスプー
ル１２４とから成つており、運転席のシフトレバ
ー（図示してない）によつて動作されるスプール
１２４はＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ及びＬの５つの停止位置
を有している。ポート１２０ａは、油路１２６に
よつてポート１２０ｄと連通すると共に油路１２
８によつて後退用多板クラツチ５８のシリンダ室
５８ａと連通している。また、ポート１２０ｃは
油路１３０によつてポート１２０ｅと連通すると
共に前進用多板クラツチ４８のシリンダ室４８ａ
に連通している。ポート１２０ｂは前述のように
油路１１６のライン圧と連通している。スプール
１２４がＰの位置では、ライン圧が加圧されたポ
ート１２０ｂはランド１２４ｂによつて閉鎖され
且つポート１２０ｄ，１２０ｅが共にドレーンさ
れ後退用多板クラツチ５８のシリンダ室５８ａ及
び前進用多板クラツチ４８のシリンダ室４８ａは
共にドレーンされる。スプール１２４がＲ位置に
あると、ポート１２０ｂとポート１２０ａがラン
ド１２４ａ及び１２４ｂ間において連通して、後
退用多板クラツチ５８のシリンダ室５８ａにライ
ン圧が供給され、他方、前進用多板クラツチ４８
のシリンダ室４８ａはポート１２０ｅを経てドレ
ーンされる。スプール１２４がＮ位置にくると、
ポート１２０ｂはランド１２４ａ及び１２４ｂに
よつてはさまれて他のポートに連通することがで
きず、一方、ポート１２０ａ，１２０ｅは共にド
レーンされるからＰ位置の場合と同様に後退用多
板クラツチ５８のシリンダ室５８ａ及び前進用多
板クラツチ４８のシリンダ室４８ａは共にドレー
ンされる。スプール１２４のＤ及びＬ位置におい
ては、ポート１２０ｂとポート１２０ｃとがラン
ド１２４ａ及び１２４ｂ間において連通して、前
進用多板クラツチ４８のシリンダ室４８ａにライ
ン圧が供給され、他方、後退用クラツチ５８のシ
リンダ室５８ａはポート１２０ａを経てドレーン
される。これによつて、結局、スプール１２４が
Ｐ又はＮ位置にあるときには、前進用多板クラツ
チ４８及び後退用クラツチ５８は共に解放されて
動力の伝達がしや断され出力軸７２及び７４は駆
動されず、スプール１２４がＲ位置では後退用多
板クラツチ５８が締結されて出力軸７２及び７４
は前述のように後退方向に駆動され、またスプー
ル１２４がＤ又はＬ位置にあるときには前進用多
板クラツチ４８が締結されて出力軸７２及び７４
は前進方向に駆動されることになる。なお、Ｄ位
置とＬ位置との間には上述のように油圧回路上は
何の相違もないが、両位置は電気的に検出されて
異なつた変速パターンに応じて変速するように後
述の変速モータ１１０の作動が制御される。 ライン圧調圧弁１０２は、５つのポート１１８
ａ，１１８ｂ，１１８ｃ，１１８ｄ及び１１８ｅ
を有する弁穴１１８と、この弁穴１１８に対応し
て５つのランド１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，
１３２ｄ及び１３２ｅを有するスプール１３２
と、スプール１３２の両端に配置したスプリング
１３４及び１３６とから成つている。なお、スプ
ール１３２の両端のランド１３２ａ及び１３２ｅ
は中間部のランド１３２ｂ，１３２ｃ及び１３２
ｄよりも小径にしてある。左側のスプリング１３
４はスロツトルリンク１３８とスプール１３２の
左端との間にはさまれているが、スロツトルリン
ク１３８はスロツトルカム１３９によつて動かさ
れてエンジンのスロツトル開度が大きい場合に左
方向に移動し、小さい場合に右方向に移動するよ
うにしてある。従つて、スロツトル開度が大きい
場合にはスプリング１３４がスプール１３２に作
用する右方向の力は小さく、逆にスロツトル開度
が小さい場合にはスプリング１３４による右方向
の力は大きくなる。右側のスプリング１３６は、
駆動プーリ２４の可動円すい板３０と連動するロ
ツド１４０とスプール１３２の右端との間にはさ
まれている。従つて、駆動プーリ２４の可動円す
い板３０が右方向に移動した状態（減速比が小さ
い状態）ではスプリング１３６がスプール１３２
に作用する左方向の力は小さく、逆に可動円すい
板３０が左方向に移動した状態（減速比が大きい
状態）ではスプリング１３６がスプール１３２に
作用する左方向の力は大きくなる。このライン圧
調圧弁１０２のポート１１８ａ及び１１８ｃに
は、前述のように油路１１６からオイルポンプ８
０の吐出圧が供給されているが、ポート１１８ａ
の入口にはオリフイス１４２が設けてある。ポー
ト１１８ｂは常にドレーンされており、ポート１
１８ｄは油路１４４によつてトルクコンバータ・
インレツトポート１４６及びロツクアツプ弁１０
８のポート１５０ｃに接続され、またポート１１
８ｅは油路１４８によつてトルクコンバータ１２
内のロツクアツプクラツチ油室１４及びロツクア
ツプ弁１０８のポート１５０ｂに連通している。
なお、油路１４４には、トルクコンバータ１２内
に過大な圧力が作用しないようにオリフイス１４
５が設けてある。結局このライン圧調圧弁１０２
のスプール１３２には、スプリング１３４による
力及びランド１３２ａ及び１３２ｂ間の面積差に
作用するライン圧による力という２つの右方向の
力と、スプリング１３６による力及びランド１３
２ｄ及び１３２ｅ間の面積差に作用するポート１
１８ｅの油圧による力という２つの左方向の力と
が作用するが、スプール１３２はポート１１８ｃ
の油のポート１１８ｄ及び１１８ｂへの洩れ量を
調節して（まずポート１１８ｄから油路１４４へ
洩れ、これだけで調節できない場合にポート１１
８ｂからもドレーンされるようにしてある）、常
に左右方向の力が平衡するようにライン圧を制御
する。従つて、ライン圧は、スロツトル開度が大
きいほど高くなり、減速比が大きいほど高くな
り、またポート１１８ｅの油圧（すなわち、ロツ
クアツプシリンダ油室１４の油圧）が高いほど
（この場合、後述のようにトルクコンバータ１２
は非ロツクアツプ状態にある）高くなる。このよ
うにライン圧を調節するのは、スロツトル開度が
大きいほどエンジンの出力トルクが大きく、また
減速比が大きいほどトルクが増大されるので、油
圧を上げてプーリのＶベルト押圧力を増大させて
摩擦による動力伝達トルクを大きくするためであ
り（これについては後述する）、またロツクアツ
プ前の状態ではトルクコンバータ１２のトルク増
大作用があるためこれに応じて油圧を上げて伝達
トルクを大きくするためである。 なお、第４図に示す実施例ではエンジン出力ト
ルクを検出するのにスロツトルカム１３９を用い
たが、これに代えて第５図に示すようにダイヤフ
ラム３０１を用いてエンジン吸気管負圧を検出す
るようにしてもよい。以下第４図と異なる部分の
み異符号を付して説明する。ダイヤフラム３０１
にはダイヤフラムアーム３０２が固着してあり、
これとスプール１３２との間にリターンスプリン
グ３０３が設けてある。なお、１３２ｆは弁穴１
１８内をしゆう動可能なプレートである。ダイヤ
フラム３０１の右側には負圧室３０４、左側には
大気圧室３０５が区画されている。また、ダイヤ
フラム３０１が所定距離以上ストロークしないよ
うにストツパ３０６が設けてある。このようなダ
イヤフラムの構成によつて、エンジン負圧が高い
ほどスプール１３２に右方向に作用する力が大き
く、エンジン負圧が低いほど上記力が小さくな
り、前記スロツトルカム１３９の場合と同様の作
用が得られることは明らかである。 変速制御弁１０６は、５つのポート１２２ａ，
１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ及び１２２ｅを有
する弁穴１２２と、この弁穴１２２に対応した４
つのランド１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ及び１
５２ｄを有するスプール１５２とから成つてい
る。中央のポート１２２ｃは前述のように油路１
１６と連通してライン圧が供給されており、その
左右のポート１２２ｂ及び１２２ｄはそれぞれ油
路１５４及び１５６を介して駆動プーリ２４の駆
動プーリシリンダ室２８及び従動プーリ３４の従
動プーリシリンダ室４４と連通している。なお、
ポート１２２ｂは油路１５８を介してロツクアツ
プ弁１０８のポート１５０ｄとも接続されてい
る。両端のポート１２２ａ及び１２２ｅは共にド
レーンされている。スプール１５２の左端は後述
の変速操作機構１１２のレバー１６０のほぼ中央
に連結されている。ランド１５２ｂ及び１５２ｃ
の軸方向長さはポート１２２ｂ及び１２２ｄの幅
よりも多少小さくしてあり、またランド１５２ｂ
及び１５２ｃ間の距離はポート１２２ｂ及び１２
２ｄ間の距離にほぼ等しくしてある。従つて、ラ
ンド１５２ｂ及び１５２ｃ間の油室にポート１２
２ｃから供給されるライン圧はランド１５２ｂと
ポート１２２ｂとのすきまを通つて油路１５４に
流れ込むが、その一部はランド１５２ｂとポート
１２２ｂとの他方のすきまからドレーンされるの
で、油路１５４の圧力は上記両すきまの面積の比
率によつて決定される圧力となる。同様に油路１
５６の圧力も、ランド１５２ｃとポート１２２ｄ
との両側のすきまの面積の比率によつて決定され
る圧力となる。従つて、スプール１５２が中央位
置にあるときには、ランド１５２ｂとポート１２
２ｂとの関係及びランド１５２ｃとポート１２２
ｄとの関係は同じ状態となるので、油路１５４と
油路１５６とは同じ圧力になる。スプール１５２
が左方向に移動するに従つてポート１２２ｂのラ
イン圧側のすきまが大きなりドレーン側のすきま
が小さくなるので油路１５４の圧力は次第に高く
なつていき、逆にポート１２２ｄのライン圧側の
すきまは小さくなりドレーン側のすきまは大きく
なつて油路１５６の圧力は次第に低くなつてい
く。従つて、駆動プーリ２４の駆動プーリシリン
ダ室２８の圧力は高くなりＶ字状プーリみぞの幅
が小さくなり、他方従動プーリ３４の従動プーリ
シリンダ室４４の圧力は低くなつてＶ字状プーリ
みぞの幅が大きくなるので、駆動プーリ２４のＶ
ベルト接触半径が大きくなると共に従動プーリ３
４のＶベルト接触半径が小さくなるので減速比は
小さくなる。逆に、スプール１５２を右方向に移
動させると、上記と全く逆の作用により、減速比
は大きくなる。 変速操作機構１１２のレバー１６０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１５２とピン結合されているが、その一
端は駆動プーリ２４の可動円すい板３０の外周に
設けた環状みぞ３０ａに係合され、また他端はス
リーブ１６２にピン結合されている。スリーブ１
６２は、内ねじを有しており、変速モータ１１０
によつてギア１６４及び１６６を介して回転駆動
される軸１６８上のねじと係合させられている。
このような変速操作機構１１２において、変速モ
ータ１１０を回転することによりギア１６４及び
１６６を介して軸１６８を１方向に回転させてス
リーブ１６２を例えば左方向に移動させると、レ
バー１６０は駆動プーリ２４の可動円すい板３０
との係合部を支点として時計方向に回動し、レバ
ー１６０に連結された変速制御弁１０６のスプー
ル１５２を左方向に動かす。これによつて、前述
のように、駆動プーリ２４の可動円すい板３０は
右方向に移動して駆動プーリ２４のＶ字状プーリ
みぞ間隔は小さくなり、同時に従動プーリ３４の
Ｖ字状プーリみぞ間隔は大きくなり、減速比は小
さくなる。レバー１６０の一端は可動円すい板３
０の環状みぞ３０ａに係合されているので、可動
円すい板３０が右方向に移動すると、今度はレバ
ー１６０の他端側のスリーブ１６２とのピン結合
部を支点としてレバー１６０は時計方向に回動す
る。このためスプール１５２は右方向に押しもど
されて、駆動プーリ２４及び従動プーリ３４を減
速比が大きい状態にしようとする。このような動
作によつてスプール１５２、駆動プーリ２４及び
従動プーリ３４は、変速モータ１１０の回転量に
対応して所定の減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。従つて、変速モータ１１０を所定の変速パタ
ーンに従つて作動させると、減速比はこれに追従
して変化することになり、変速モータ１１０だけ
を制御することによつて無段変速機の変速を制御
することができる。 変速モータ１１０は、図示してない電子制御装
置によつて制御されるが、例えば、車速、駆動プ
ーリ２４の回転速度及びスロツト開度を電気信号
として検出し、これらの検出値を、あらかじめ設
定したこれらの変量の所望の関数関係と比較し
て、常にその関数関係が達成されるように変速モ
ータ１１０を作動させるように制御すればよい。 ロツクアツプ弁１０８は、４つのポート１５０
ａ，１５０ｂ，１５０ｃ及び１５０ｄを有する弁
穴１５０と、この弁穴１５０に対応した２つのラ
ンド１７０ａ及び１７０ｂを有するスプール１７
０と、スプール１７０を右方向に押圧するスプリ
ング１７２とから成つている。ポート１５０ｄは
前述のように油路１５８によつて変速制御弁１０
６のポート１２２ｂと連通されており、ポート１
５０ｂ及び１５０ｃは油路１４８及び１４４によ
つてそれぞれライン圧調圧弁１０２のポート１１
８ｅ及び１１８ｄと連通されており、またポート
１５０ａはドレーンされている。なお、油路１４
４及び１５８、及びポート１５０ａのドレーン油
路にはそれぞれオリフイス１７４，１７６及び１
７８が設けてある。ポート１５０ｃにはトルクコ
ンバータ・インレツトポート１４６に供給されて
いる油圧と共通の油圧が油路１４４から供給され
ているが、ポート１５０ｄに作用する油路１５８
からの油圧（駆動プーリシリンダ室２８と同じ油
圧）が高く、スプール１７０がスプリング１７２
の力に抗して左側に押された状態では、ポート１
５０ｃはランド１７０ｂによつて封鎖されてお
り、またポート１５０ｂはポート１５０ａへとド
レーンされている。従つて、ポート１５０ｂと油
路１４８を介して接続されたロツクアツプクラツ
チ油室１４はドレーンされ、ロツクアツプクラツ
チ１０はトルクコンバータ１２内の圧力によつて
締結状態とされ、トルクコンバータとしての機能
を有しないロツクアツプ状態とされている。逆
に、ポート１５０ｄの油圧が低下して、スプール
１７０を左方向に押す力がスプリング１７２によ
る右方向の力よりも小さくなると、スプール１７
０は右方向に移動してポート１５０ｂとポート１
５０ｃとが連通する。このため、油路１４８と油
路１４４とが接続され、ロツクアツプクラツチ油
室１４にトルクコンバータ・インレツトポート１
４６の油圧と同じ油圧が供給されるので、ロツク
アツプクラツチ１０の両側の油圧が等しくなり、
ロツクアツプクラツチ１０は解放される。なお、
オリフイス１７８はロツクアツプクラツチ油室１
４の油圧が急激にドレーンされないようにして、
ロツクアツプ時のシヨツクを軽減するためのもの
であり、油路１４４のオリフイス１７４は逆にロ
ツクアツプ油室１４に油圧が徐々に供給されるよ
うにしてロツクアツプ解除時のシヨツクを軽減す
るためのものである。また、油路１５８のオリフ
イス１７６は駆動プーリシリンダ室２８の油圧の
微小変動によつてロツクアツプ弁１０８にチヤタ
リングが発生することを防止するためのものであ
る。 トルクコンバータ・アウトレツトポート１８０
は油路１８２に連通されているが、油路１８２に
はポート１８４とスプリング１８６とから成るレ
リーフ弁１８８が設けてあり、これによつてトル
クコンバータ１２内を一定圧力に保持する。レリ
ーフ弁１８８の下流の油は油路１９０によつて図
示しないオイルクーラ及び潤滑回路に導びかれて
最終的にはドレーンされ、また余分の油は別のレ
リーフ弁１９２からドレーンされ、ドレーンされ
た油は最終的にはタンク１１４にもどされる。 次に、Ｖベルトの伝達トルク容量について説明
する。 Ｖベルトの伝達トルク容量は、Ｖベルトとプー
リとの摩擦力によつて決定され、次式によつて与
えられる。 Ｔ＝2Q・μ・ｒ／cosθ Ｔ：伝達トルク容量 Ｑ：プーリ押し付け力（＝Ｐ・Ｓ、ただし、Ｐは
プーリシリンダ室油圧、Ｓはプーリシリンダ室
受圧面積） μ：Ｖベルトとプーリとの間の摩擦係数 ｒ：Ｖベルト走行半径 θ：プーリみぞ頂角 （第６図に上記各値を概略的に示す） ここで、エンジンの出力トルクT_EによつてＶ
ベルトが滑らないために駆動プーリの伝達トルク
容量T₁は次の関係を満足しなければならない。 T_E≦T₁＝2Q₁・μ・r₁／cosθ （なお、サフイツクス１は駆動プーリ側であるこ
とを示す。後で使用するサフイツクス２は従動プ
ーリ側であることを示す） 従つて、 Q₁≧T_E・cosθ／2μ・r₁ …… でなければならない。 従動プーリ側では、トルクが駆動及び従動プー
リ間で減速比ｉ（＝r₂／r₁）だけ増大されるので、 ｉ・T_E≦T₂＝2Q₂・μ・r₂／cosθ となり、 Q₂≧ｉ・T_E・cosθ／2μ・r₂＝T_E・cosθ／2μ・r₁
…… が得られる。 一方、Q₁、Q₂とr₁、r₂との間には次のような理
論式が成り立つている。 Q₁／₁・tan（θ＋ρn）−Q₂／₂・tan（θ＋ρn） ＝te／２〔１−１／２｛tan ｈ（λ・r₁・₁）／λ
・r₁・₁ ＋tan ｈ（λ・r₂・₂）／λ・r₂・₂｝〕 …… te：Ｖベルト有効張力（＝T_E／r₁） ρn：摩擦伝動部の摩擦角（tan^-1μn）（μnは静摩
擦係数）₁ 、₂：Ｖベルトのプーリみぞとの接触角
（cos₁＝２（r₂−r₁）／Ｌ、₁＋₂＝2π） Ｌ：駆動及び従動プーリの軸間距離 λ：Ｖベルトの変速特性値

【式】 （ｈ：Ｖベルト接触部高さ、ω：Ｖベルト幅、
Ａ：Ｖベルト断面積、Ｇ：剛性係数、Ｅ：ヤン
グ率） ここで駆動プーリ押し付け力Q₁を式におけ
る最小限界値Q_1aにすると Q_1a＝T_E・cosθ／2μ・r₁ となり、これを式に代入することにより従動プ
ーリ押し付け力Q_2aは Q_2a＝₂／₁・Q_1a−₂・T_E／2r₁・tan（θ＋ρn）〔
１ −１／２｛tan ｈ（λ・r₁・₁）／λ・r₁・₁ ＋tan ｈ（λ・r₂・₂）／λ・r₂・₂｝〕 となる。 上記Q_1a、Q_2aを、Ｌ＝150mm、最小Ｖベルト走
行半径30.5mmの場合について実際に求めてみる
と、第７図のようになり、実用的減速比全範囲に
わたつてQ_1a＞Q_2aとなる。しかし、式よりQ_2a
≧T_E・cosθ／2μ・r₁（＝Q_1a）でなければ従動プーリ
に おいて容量不足のため滑りを生ずるが、Q_1a＞
Q_2aではこの条件が満たされない。すなわち、駆
動プーリ押し付け力を最小限界値に設定すると、
従動プーリにおいて滑りを生ずることになる。 逆に、従動プーリ押し付け力Q₂を式におけ
る最小限界値Q_2bに設定すると、 Q_2b＝T_E・cosθ／2μ・r₁ …… となり、これを式に代入することにより駆動プ
ーリ押し付け力Q_1aは Q_1b＝₁／₂・Q_2b＋₁・T_E／2r₁・tan（θ＋ρn）〔
１ −１／２｛tan ｈ（λ・r₁・₁）／λ・r₁・₁ ＋tan ｈ（λ・r₂・₂）／λ・r₂・₂｝〕 …… となる。 上記Q_2b、Q_1bを同様にして実際に計算してみ
ると、第８図のようになり、Q_1b＞Q_2bとなるの
で、常に式が満足され、駆動プーリ側で滑りを
生ずることはない。 従つて、Ｖベルトが滑らない範囲で効率良くプ
ーリ押し付け力を設定するには、従動プーリ側の
押し付け力を最小限界値にし、駆動プーリ側の押
し付け力をこれに対応して変速に必要な力（この
力は最小限界値よりは大きくなる）にすればよい
ことが分かる。 ここで駆動及び従動プーリシリンダ室の受圧面
積をそれぞれS₁、S₂とすると、必要な駆動及び従
動プーリシリンダ室油圧P₁、P₂は、 P₁＝Q_1b／S₁ P₂＝Q_2b／S₂ となる。従つて、ライン圧はP₁、P₂のうちの高
い方の油圧と同等又はわずかに高くすればよい。
S₁、S₂の大きさによつてP₁、P₂が変わるので、
以下場合を分けて説明する。 まず、S₁とS₂とがほぼ等しい場合には、P₁＞
P₂となるので、ライン圧PlはP₁と同等又はわず
かに高くすればよい。これらの関係を図示すると
第９図のようになる。ライン圧PlをP₁より多少
高くしてあるのは、ライン圧の変動等に対する安
全率を考慮したからである。ところでこの場合、
式における第２項の影響は小さくQ_1bはほぼ一
定となる（なぜならば、Q_1b≒（φ₁／φ₂）Q_2b、
しかるに式よりQ_2b∽（１／r₁）、であり、
（φ₁／φ₂）／r₁を上述の実施例について実際に算
出してみるとほぼ一定となり、従つてQ_1bはほぼ
一定となる）ので、P₁も図示のように減速比に
影響されずほぼ一定になる。従つて、ライン圧Pl
は減速比に無関係に一定とし、エンジン出力トル
クにのみ応じて制御すればよい。 次に、S₁をS₂より大きくして、S₁／S₂≒Q_1b／Q_2bとな るようにすれば、P₁≒P₂となり、P₁、P₂は第１
０図に示すように減速比に応じて変化する。従つ
て、ライン圧Plも減速比の減少に伴なつて減少す
るように制御すれば、ライン圧PlをP₁、P₂より
常にわずかに高く維持することができ、非常に効
率がよい。 次に、S₁をS₂より小さくすると、P₁、P₂は第
１１図に示すようになり、P₁がかなり高くなり、
ライン圧Plはこれよりわずかに高くしなければな
らないので、ライン圧の適切な設定という点から
は、あまり好ましくない。 従つて、駆動プーリシリンダ室の受圧面積S₁が
従動プーリシリンダ室の受圧面積S₂とほぼ等しい
場合には、ライン圧はエンジン出力トルクに比例
して制御し、また、受圧面積S₁が受圧面積S₂より
も大きい場合には、ライン圧はエンジン出力トル
ク及び減速比に比例して制御すれば効率の良いラ
イン圧の設定を行なうことができる。 なお、第４図に示したライン圧調圧弁１０２で
は、ライン圧はエンジン出力トルク（スロツトル
開度）及び減速比に応じて制御されるようにして
あつたが、駆動プーリ２４の可動円すい板３０の
動きをライン圧調圧弁１０２に伝えるロツド１４
０を削除してスプリング１３６の荷重が減速比に
応じて変動しないようにすれば、ライン圧調圧弁
１０２がエンジン出力トルクにのみ比例したライ
ン圧を調圧するようにすることができることは明
らかである。 ここでエンジントルクに応じて調圧されたライ
ン圧の１例について説明する。一般的には、各ス
ロツトル開度におけるエンジンの最大トルクに対
応してライン圧を設定するのであるが、無段変速
機の変速制御方法によつては、各スロツトル開度
におけるエンジン回転数の範囲が決まつてしま
い、エンジン出力トルクも所定の範囲に限られて
しまい、必ずしもその開度における最大トルクを
考慮しなくてよい場合がある。例えば、第１２図
にあるエンジンの性能曲線を示すが、この線図は
横軸にエンジン回転数、たて軸にエンジントルク
をとり、各スロツトル開度における両者の関係及
び等燃費率曲線が示してある。この線図において
エンジンの最良燃費率点を結ぶことにより、太線
で示すような最良燃費率曲線Ｇが得られる。エン
ジンを常にこの最良燃費率曲線Ｇ上で運転するよ
うにすると、最も燃料消費率を少なくすることが
できる。この場合、各スロツトル開度におけるエ
ンジントルクは決まつてしまう。横軸をスロツト
ル開度、たて軸をエンジントルクにして、この最
良燃費率曲線Ｇを示してみると、第１３図の実線
のようになる。従つて、この曲線に沿つてライン
圧が変化するようにスロツトルカム１３９の形状
を決めてやれば、最も効率の良いライン圧の設定
を行なうことができる。このようにして設定した
ライン圧を鎖線で示す。なお、スロツトル開度０
においてもライン圧を０にしないのは、エンジン
ブレーキ作動時にはプーリ油圧を必要とするから
である。このエンジンブレーキ作動時のためのラ
イン圧の設定値は、第５図に示したストツパ３０
６（これはスプリングであつてもよい）またはス
ロツトルカム１３９の形状で適宜選択し得ること
は明らかである。 以上説明してきたように、本発明によれば、変
速制御弁に供給される変速制御作動圧であるライ
ン圧を、エンジン出力トルク（又は、エンジン出
力トルク及び減速比）に比例した油圧にするライ
ン圧調圧弁を設けたので、エンジン出力トルク
（又はエンジン出力トルク及び減速比）に応じて
必要なＶベルト伝達トルク容量が得られるようラ
イン圧が調圧され、Ｖベルトに常に適切な力が作
用してその耐久性が向上すると共に動力伝達効率
も向上する。更に、オイルポンプは不要な高圧油
を吐出する必要がなくなり、オイルポンプにおけ
る損失も少なくなり、結局、耐久性があつて効率
の良い無段変速機を得ることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無段変速機の油圧制御装置を示
す図、第２図は本発明による油圧制御装置を適用
する無段変速機の部分断面正面図、第３図は第２
図に示す無段変速機の各軸の位置を示す図、第４
図は本発明による油圧制御装置を示す図、第５図
はダイヤフラムを用いた場合のライン圧調圧弁の
断面図、第６図はプーリ及びＶベルトを概略的に
示す図、第７及び８図は共に減速比とプーリ押し
付け力との関係を示す線図、第９〜１１図は共に
減速比とプーリ油圧との関係を示す線図、第１２
図はエンジン性能曲線を示す線図、第１３図はス
ロツトル開度に対するエンジントルク及びライン
圧を示す線図である。 ２……エンジン出力軸、４……インペラー、４
ａ……部材、６……タービン、８……ステータ、
１０……ロツクアツプクラツチ、１２……トルク
コンバータ、１４……ロツクアツプクラツチ油
室、１６……軸受、１８……軸受、２０……ケー
ス、２２……駆動軸、２４……駆動プーリ、２６
……固定円すい板、２８……駆動プーリシリンダ
室、３０……可動円すい板、３２……Ｖベルト、
３４……従動プーリ、３６……軸受、３８……軸
受、４０……従動軸、４２……固定円すい板、４
４……従動プーリシリンダ室、４６……可動円す
い板、４８……前進用多板クラツチ、４８ａ……
シリンダ室、５０……前進用駆動ギア、５２……
リングギア、５４……後退用駆動ギア、５６……
アイドラギア、５８……後退用多板クラツチ、５
８ａ……シリンダ室、６０……アイドラ軸、６２
……アイドラギア、６４……ピニオンギア、６６
……ピニオンギア、６７……差動装置、６８……
サイドギア、７０……サイドギア、７２……出力
軸、７４……出力軸、７６……軸受、７８……軸
受、８０……オイルポンプ、８２……オイルポン
プ駆動軸、１０２……ライン圧調圧弁、１０４…
…マニアル弁、１０６……変速制御弁、１０８…
…ロツクアツプ弁、１１０……変速モータ、１１
２……変速操作機構、１１４……タンク、１１６
……油路、１１８……弁穴、１１８ａ〜１１８ｅ
……ポート、１２０……弁穴、１２０ａ〜１２０
ｅ……ポート、１２２……弁穴、１２２ａ〜１２
２ｅ……ポート、１２４……スプール、１２４
ａ，１２４ｂ……ランド、１２６……油路、１２
８……油路、１３０……油路、１３２……スプー
ル、１３２ａ〜１３２ｅ……ランド、１３４……
スプリング、１３６……スプリング、１３８……
スロツトルリンク、１３９……スロツトルカム、
１４０……ロツド、１４２……オリフイス、１４
４……油路、１４５……オリフイス、１４６……
トルクコンバータ・インレツトポート、１４８…
…油路、１５０……弁穴、１５０ａ〜１５０ｄ…
…ポート、１５２……スプール、１５２ａ〜１５
２ｅ……ランド、１５４……油路、１５６……油
路、１５８……油路、１６０……レバー、１６２
……スリーブ、１６４……ギア、１６６……ギ
ア、１６８……軸、１７０……スプール、１７０
ａ，１７０ｂ……ランド、１７２……スプリン
グ、１７４……オリフイス、１７６……オリフイ
ス、１７８……オリフイス、１８０……トルクコ
ンバータ・アウトレツトポート、１８２……油
路、１８４……ボール、１８６……スプリング、
１８８……レリーフ弁、１９０……油路、１９２
……レリーフ弁。３０１……ダイヤフラム、３０
２……ダイヤフラムアーム、３０３……リターン
スプリング、３０４……負圧室、３０５……大気
圧室、３０６……ストツパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動プーリ及び従動プーリのＶ字状みぞ間隔
   を、変速制御弁から両プーリのシリンダ室に供給
   される油圧によつて制御することにより、減速比
   を連続的に可変としたＶベルト式無段変速機の油
   圧制御装置において、 駆動プーリシリンダ室の受圧面積を、従動プー
   リシリンダ室の受圧面積とほぼ同等とし、変速制
   御弁に供給される変速制御作動圧であるライン圧
   を、エンジン出力トルクに比例した油圧に調圧す
   るライン圧調圧弁を設けたことを特徴とするＶベ
   ルト式無段変速機の油圧制御装置。 ２ 駆動プーリ及び従動プーリのＶ字状みぞ間隔
   を、変速制御弁から両プーリのシリンダ室に供給
   される油圧によつて制御することにより、減速比
   を連続的に可変としたＶベルト式無段変速機の油
   圧制御装置において、 駆動プーリシリンダ室の受圧面積を、従動プー
   リシリンダ室の受圧面積より大きくし、変速制御
   弁に供給される変速制御作動圧であるライン圧
   を、エンジン出力トルクと駆動及び従動プーリ間
   の減速比とに比例した油圧にするライン圧調圧弁
   を設けたことを特徴とするＶベルト式無段変速機
   の油圧制御装置。