| 【発明の名称】 |
ベルト式無段変速機の油圧回路 |
| 【発明者】 |
【氏名】水井 浩之
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| 【要約】 |
【課題】ベルト式無段変速機の油圧回路において、簡単な回路構成で制御回路の故障時にも確実に車両の走行安全性を確保することで、油圧回路の簡素化及び低コスト化を図る。
【解決手段】ソレノイドバルブ８１，８２の故障時、セカンダリプーリ４１への供給油圧を増大することで必要最低限のライン圧を確保し、レギュレータバルブ６３の吐出側とプライマリプーリ３１とを連通状態に維持して変速比を少なくとも１以下とし、セカンダリプーリ４１への供給油圧が所定値以上になったときに、第２排出バルブ９０により供給油圧が減少させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 入力軸側に連結されたプライマリプーリと、出力軸側に連結されて該プライマリプーリに対してピストン受圧面積が同一以下に構成されたセカンダリプーリとの間に、動力伝達を行うベルトが掛け渡され、プライマリシリンダ及びセカンダリシリンダに油圧を給排することで前記プライマリプーリ及び前記セカンダリプーリの各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において、前記セカンダリシリンダへの供給圧を調圧する調圧弁と、該調圧弁を制御する第１電磁弁と、前記調圧弁により調圧された作動油を前記プライマリシリンダへ給排することで前記ベルト式無段変速機の変速比を制御する変速比制御弁と、該変速比制御弁を制御する第２電磁弁と、車両の運転状態に基づいて前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を作動制御する電磁弁制御手段と、前記各電磁弁あるいは該電磁弁制御手段の少なくとも一方の故障を検出する故障検出手段と、該故障検出手段が故障を検出したときに前記セカンダリシリンダへの供給油圧を増大させると共に前記調圧弁の吐出側と前記プライマリシリンダとが連通状態に維持されるようにするフェールセーフ手段と、前記セカンダリシリンダへの供給油圧と同圧の作動油が供給される作動油経路に配設されて該供給油圧が所定値以上になったときに該供給油圧を減少させる排出弁とを具えたことを特徴とするベルト式無段変速機の油圧回路。
【請求項２】 請求項１記載のベルト式無段変速機の油圧回路において、前記排出弁は、前記調圧弁と前記変速比制御弁との間の作動油経路に配設された第１排出弁と、前記変速比制御弁と前記プライマリシリンダとの間の作動油経路に配設された第２排出弁とを有し、前記第１排出弁の排出設定圧が前記第２排出弁の排出設定圧よりも高く設定されていることを特徴とするベルト式無段変速機の油圧回路。
【請求項３】 請求項１記載のベルト式無段変速機の油圧回路において、前記フェールセーフ手段は、前記第１電磁弁の制御圧を前記調圧弁の一端部側に導く第１作動油経路と、前記調圧弁の他端部側に配設されて前記第１電磁弁からの制御圧がないときに油圧ポンプの吐出圧導入ポートと吐出ポートとを連通するように前記第１電磁弁の制御圧に対抗する付勢力を発生する第１付勢力発生手段とを有する第１フェールセーフ機構と、前記第２電磁弁の制御圧を前記変速比制御弁の一端部側に導く第２作動油経路と、前記変速比制御弁の他端部側に配設されて前記第２電磁弁からの制御圧がないときに前記セカンダリシリンダへの供給油圧導入ポートとプライマリシリンダとを連通するように前記第２電磁弁の制御圧に対抗する付勢力を発生する第２付勢力発生手段とを有する第２フェールセーフ機構とを具えたことを特徴とするベルト式無段変速機の油圧回路。
【請求項４】 請求項１記載のベルト式無段変速機の油圧回路において、前記排出弁の排出経路が潤滑経路に連結されていることを特徴とするベルト式無段変速機の油圧回路。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト式無段変速機の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベルト式無段変速機は、一般に、入力軸に連結されたプライマリプーリと出力軸に連結されたセカンダリプーリとの間にベルトを掛け回し、各プーリのシリンダに油圧を給排することで、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各溝幅を相対的に変化させて変速させるものである。このようなベルト式無段変速機における従来の制御装置としては、例えば、特許第２８４８１７７号公報に開示されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来のベルト式無段変速機の制御装置にあっては、第１及び第２の制御弁の異常時の対応のためだけに、第３の制御弁及び変速制限バルブを別途設けなければならず、部品点数の増加による製品コストが上昇してしまうという問題がある。
【０００４】本発明はこのような問題を解決するものであって、簡単な回路構成で制御回路の故障時に確実に車両の走行安全性を確保することで、油圧回路の簡素化及び低コスト化を図ったベルト式無段変速機の油圧回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するための請求項１の発明のベルト式無段変速機の油圧回路では、電磁弁あるいは電磁弁制御手段の少なくとも一方の故障を検出したときにセカンダリシリンダへの供給油圧を増大させると共に調圧弁の吐出側とプライマリシリンダとが連通状態に維持されるようにするフェールセーフ手段を設けると共に、セカンダリシリンダへの供給油圧と同圧の作動油が供給される作動油経路に供給油圧が所定値以上になったときにこの供給油圧を減少させる排出弁を設けている。
【０００６】従って、故障検出手段が故障を検出したときでも、ライン圧はベルトスリップを防止できる必要最低限に確保され、オイルポンプの駆動ロスを低減できるので、故障時であっても燃費の低減が図れる。また、調圧弁の吐出側とプライマリシリンダとが連通状態に維持されることで、セカンダリシリンダ及びプライマリシリンダに同圧の高い油圧が供給されるが、セカンダリプーリはプライマリプーリに対してピストン受圧面積が同一以下に構成されており、変速比は少なくとも１以下とされ、高速走行中であってもエンジンの過回転が防止される。
【０００７】また、請求項２の発明のベルト式無段変速機の油圧回路では、排出弁を、調圧弁と変速比制御弁との間の作動油経路に配設された第１排出弁と、変速比制御弁とプライマリシリンダとの間の作動油経路に配設された第２排出弁とで構成し、第１排出弁の排出設定圧を第２排出弁の排出設定圧よりも高く設定している。
【０００８】従って、正常時にバルブスティック等により設定値以上のライン圧が発生した場合であっても、第１排出弁により油圧の低減が可能となる。一方、故障時にライン圧が高圧となった場合でも、第２排出弁により供給油圧が減少するため、不要なライン圧の高圧化が防止される。
【０００９】ここで、第２排出弁を変速比制御弁とプライマリシリンダとの間の作動油経路に配設したことで、正常走行時でもプライマリシリンダ側にはこの第２排出弁の排出設定圧以上の油圧は作用しない。プライマリシリンダとセカンダリシリンダとに同一油圧が供給可能となっている無段変速機では、本来発生してはいけないが、何らかの原因で最大ライン圧がプライマリシリンダに作用する場合も想定される。そして、セカンダリプーリに対してプライマリプーリのピストン受圧面積を大きくしているものにおいては、プライマリプーリは最大ライン圧よりも大きい油圧が作用するため、プライマリプーリ側のシール性や強度を向上させる必要があるが、故障時を想定した設計ではコストアップにつながり、妥当ではない。
【００１０】本発明では、変速比制御弁とプライマリシリンダとの間に設けられた第２排出弁により高ライン圧化が防止されており、プライマリプーリ側のシール性や強度を第２排出弁の排出設定圧に合わせた適正な設計値とすることができ、高ライン圧化を見越したハイスペックな設計を不要として低コスト化が図れる。
【００１１】また、請求項３の発明のベルト式無段変速機の油圧回路では、フェールセーフ手段自体も油圧回路より構成している。従って、フェールセーフ用の特別の制御弁を別途設けることなく、車両の走行安全性を確保することで、油圧回路の簡素化及び低コスト化が図れる。
【００１２】また、請求項４の発明のベルト式無段変速機の油圧回路では、排出弁の排出経路を潤滑経路に連結している。従って、電磁弁制御手段の故障時に、調圧弁からの油圧の排出が減少して潤滑不足気味になるが、排出弁から排出される作動油が排出経路を介して潤滑経路に補充されることで、潤滑必要箇所の焼きつきを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】図１に本発明の一実施形態に係るベルト式無段変速機の油圧回路、図２に本実施形態のベルト式無段変速機を適用した車両の駆動装置の概略構成、図３に本実施形態のベルト式無段変速機の概略構成を示す。
【００１５】本実施形態のベルト式無段変速機を適用した車両の駆動装置において、図２に示すように、エンジン（内燃機関）１１から出力された回転は、トルクコンバータ１２及び正転反転切換機構１３を介してベルト式無段変速機（ＣＶＴ）１４へ伝達され、このベルト式無段変速機１４からフロントデフ１５を介して左右の駆動輪１６へ伝達されて騒動するようになっている。この正転反転切換機構１３は、エンジン１１からトルクコンバータ１２を介して入力される回転の回転方向を正回転、あるいは逆回転としてベルト式無段変速機１４に出力するものであり、リバースブレーキ２１とフォワードクラッチ２２とを有している。
【００１６】また、ベルト式無段変速機構１４は、図３に示すように、エンジン１１の出力側に連結されたプライマリプーリ３１と車両の騒動軸側に連結されたセカンダリプーリ４１と両プーリ３１，４１間に掛け渡されたベルト５１等とから構成され、正転反転切換機構１３からプライマリシャフト３２に入力された回転が、同軸一体のプライマリプーリ３１からベルト５１を介してセカンダリプーリ４１へ入力され、セカンダリシャフト４２に出力されるようになっている。
【００１７】即ち、プライマリプーリ３１は固定シーブ３３と可動シーブ３４とを有し、可動シーブ３４の背面側にプライマリシリンダ３１ａが形成されている。従って、このプライマリシリンダ３１ａに油圧を給排することで固定シーブ３３に対して可動シーブ３４を移動し、プーリの溝幅を可変とすることができる。一方、同様に、セカンダリプーリ４１は固定シーブ４３と可動シーブ４４とを有し、可動シーブ４４の背面側にセカンダリシリンダ４１ａが形成されている。従って、このセカンダリシリンダ４１ａに油圧を給排することで固定シーブ４３に対して可動シーブ４４を移動し、プーリの溝幅を可変とすることができる。この場合、セカンダリシリンダ４１ａのピストンは、プライマリシリンダ３１ａのピストンに対して受圧面積が１／２程度となっている。
【００１８】セカンダリシリンダ４１ａには、調圧弁としてのレギュレータバルブ６３により調圧されたセカンダリ油圧Ｐｓ（ライン圧ＰＬ）が加えられ、プライマリシリンダ３１ａには、ライン圧ＰＬが変速比制御バルブ６４により調圧されたプライマリ油圧Ｐｐが加えられる。なお、６１はオイルパン、６２はオイルパン６１内を油をレギュレータバルブ６３側へ供給するオイルポンプである。
【００１９】このセカンダリ油圧Ｐｓ（ライン圧ＰＬ）及びプライマリ油圧Ｐｐは、電子制御コントロールユニット（ＥＣＵ）６５の指令信号によりそれぞれ設定される。つまり、このＥＣＵ６５には、エンジン回転数センサ（クランク角センサ又はカム角センサ）７１、スロットル開度センサ７２、プライマリプーリ３１の回転速度を検出するプライマリ回転速度センサ７３、セカンダリプーリ４１の回転速度を検出するセカンダリ回転速度センサ７４、ライン圧を検出するライン圧センサ７５、車速センサ７６、シフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ７７、プライマリ圧を検出するプライマリ圧センサ７８等の各検出信号が入力されるようになっており、ＥＣＵ６５では、これらの検出信号に基づいて各プーリ３１，４１への油圧供給系のレギュレータバルブ６３や変速比制御バルブ６４を制御するようになっている。なお、スロットル開度センサ７２に代えてエンジン負荷を代表するパラメータ値を検出するセンサを用いてもよい。
【００２０】ここで、本実施形態のベルト式無段変速機の油圧回路について説明する。図１に示すように、レギュレータバルブ６３は、スプール６３ａ，６３ｂを有し、このスプール６３ａ，６３ｂの間には第１フェールセーフ機構を構成する第１付勢力発生手段としてのスプリング６３ｃが介在されている。変速比制御バルブ６４は、スプール６４ａ，６４ｂを有し、スプール６４ａの一端とハウジングの端面との間に第２フェールセーフ機構を構成する第２付勢力発生手段としてのスプリング６４ｃが介在されると共に、スプール６４ａ，６４ｂの間にはスプリング６４ｄが介在されている。
【００２１】そして、レギュレータバルブ６３の導入ポート６３ｄは油圧ポンプ６２の吐出口に接続され、吐出ポート６３ｅはセカンダリシリンダ４１ａに接続されると共に変速比制御バルブ６４の導入ポート６４ｅに接続され、吐出ポート６４ｆはプライマリシリンダ３１ａに接続されている。
【００２２】第１、第２電磁弁としてのソレノイドバルブ８１，８２はそれぞれレギュレータバルブ６３及び変速比制御バルブ６４を制御するものである。即ち、ソレノイドバルブ８１は制御圧Ｐｖａをレギュレータバルブ６３の一端部側に第１作動油経路８３を介して供給する。また、ソレノイドバルブ８２は制御圧Ｐｖｂを変速比制御バルブ６４の一端部側に第２作動油経路８４を介して供給する。なお、これらのソレノイドバルブ８１，８２はノーマルクローズタイプのバルブでＥＣＵ６５によりデューティ制御される。一方、ＥＣＵ６５（電磁弁制御手段、故障検出手段）やソレノイドバルブ８１，８２の、あるいは各種センサ等の異常が検出されたときには、ソレノイドバルブ８１，８２への通電を停止する。これにより、セカンダリシリンダ４１ａへの供給油圧を増大させると共に、変速比制御バルブ６４の導入ポート６４ｅと吐出ポート６４ｆとが連通状態に維持される。
【００２３】更に、レギュレータバルブ６３の吐出ポート６３ｅからセカンダリシリンダ４１ａへのライン圧経路８５の途中から分岐して変速比制御バルブ６４の導入ポート６４ｅに接続する分岐経路８６には第１排出バルブ８７が設けられている。また、変速比制御バルブ６４の吐出ポート６４ｆからプライマリプーリ３１に接続する作動油経路８８には連絡経路８９を介して第２排出バルブ９０が配設されている。第１排出バルブ８７はスプール８７ａとこの第１排出バルブ８７から油が排出されることを阻止する方向にスプール８７ａを付勢するスプリング８７ｂとを有し、第２排出バルブ９０もスプール９０ａと油が排出されることを阻止する方向にスプール９０ａを付勢するスプリング９０ｂとを有している。第１排出バルブ８７の排出設定圧は第２排出バルブ９０の排出設定圧よりも高く設定されている。そして、第２排出バルブ９０の排出経路９１は図示しない潤滑経路に連結されている。
【００２４】なお、図１において、レギュレータバルブ６３により調圧されたライン圧はレデューシングバルブ９２の導入ポート９２ａに導かれている。レデューシングバルブ９２で調圧された油は吐出ポート９２ｂを介してレギュレータバルブ６３、変速比制御バルブ６４、各排出バルブ８７，９０に接続されており、各バルブに一定の制御圧が作用するようになっている。また、各ソレノイドバルブ８１，８２の元圧にもなっている。
【００２５】以下、本実施形態のベルト式無段変速機の作動について説明する。
【００２６】ソレノイドバルブ８１，８２は、車両の運転状態に基づいたＥＣＵからの指令によりデューティ制御され、制御圧Ｐｖａ，Ｐｖｂを出力する。レギュレータバルブ６３は、制御圧Ｐｖａ、スプリング６３ｃ、レデューシングバルブ９２からのレデューシング圧等に応じて、油圧ポンプ６２の吐出圧を所定のライン圧ＰＬ（セカンダリ油圧Ｐｓ）に調圧し、ライン圧経路８５に出力する。このライン圧ＰＬは、セカンダリシリンダ４１ａに供給される。一方、変速比制御バルブ６４は、制御圧Ｐｖｂ、スプリング６４ｃ，６４ｄ、レデューシングバルブ９２からのレデューシング圧等に応じて、ライン圧ＰＬを所定のプライマリ油圧Ｐｐに調圧し、作動油経路８８に出力する。ソレノイドバルブ８２からの制御圧Ｐｖｂが高いとき、スプール６４ａが図中左方に押動され、ポート６４ｅとポート６４ｆとが遮断されると共に、排出ポート６４ｇが連通し、プライマリシリンダ３１ａの作動油が排出される。
【００２７】逆に、ソレノイドバルブ８２の制御圧Ｐｖｂが低くなると、変速比制御バルブ８２のスプール６４ａが図中右方に押動され、排出ポート６４ｇが遮断されると共に、ポート６４ｅとポート６４ｆとが徐々に連通され、プライマリシリンダ３１ａにもセカンダリ油圧Ｐｐが供給される。
【００２８】また、ソレノイドバルブ８１，８２やＥＣＵ６５、各種センサ等が正常時であっても、油中に入ったごみ等によりレギュレータバルブ６３にバルブスティック等が発生し、設定値以上のライン圧ＰＬが発生することが考えられるが、分岐経路８６に配設した第１排出バルブ８７により低減される。即ち、高くなったライン圧ＰＬがスプール８７ａをスプリング８７ｂのばね圧に抗して図中右方へ移動する。すると、分岐経路８６と第１排出バルブ８７の排出ポート８７ｃとが連通状態となり、異常に高くなったライン圧ＰＬはこの排出ポート８７ｃを介して減圧されることとなり、ライン圧ＰＬの異常上昇が防止される。
【００２９】さて、車両の走行中に、ソレノイドバルブ８１が故障、例えば、断線したとすると、ＥＣＵ６５はソレノイドバルブ８１の断線を検出し、全ソレノイドバルブの制御を中止する。両ソレノイドバルブ８１，８２はノーマルクローズタイプのため、制御を中止すると各制御圧Ｐｖａ，Ｐｖｂは０となり、レギュレータバルブ６３では、スプール６３ａがスプリング６３ｃのばね圧により図中左方に移動し、ライン圧ＰＬ（セカンダリ油圧Ｐｓ）が最大となるように調圧される。
【００３０】一方、変速比制御バルブ６４では、スプール６４ａがスプリング６４ｃとレデューシング圧とより図中右方に移動し、ポート６４ｅとポート６４ｆとが連通状態とされ、直接最大ライン圧ＰＬがプライマリシリンダ３１ａへ作用される。
【００３１】しかしながら、作動油経路８８の途中から分岐した連絡経路８９に第２排出バルブ９０が配設されているため、プライマリシリンダ３１ａへ供給される最大ライン圧はこの第２排出バルブ９０のポート９０ｃに作用し、スプリング９０ｂに抗してスプール９０ａを図中右方へ押す。すると、ポート９０ｃとポート９０ｄとが連通状態となるが、ポート９０ｄは潤滑必要部分に連結された排出ポートであるので、その結果、最大ライン圧はこの第２排出バルブ９０により所定圧にまで減圧され、この減圧された油がプライマリシリンダ３１ａに供給されることとなる。なお、この所定圧はベルト５１が滑らない最低必要圧としておく。
【００３２】一方、ソレノイドバルブ８１の制御中止によりレギュレータバルブ６３では、ライン圧ＰＬが最大値となるように調圧されるものの、分岐経路８６（ポート６４ｅ）と作動油経路８８（ポート６４ｆ）とが連通状態に維持された変速比制御バルブ６４を介して第２排出バルブ９０で減圧されるため、セカンダリシリンダ４１ａへもこの所定圧に減圧されたライン圧ＰＬが供給されることになる。
【００３３】また、プライマリシリンダ３１ａとセカンダリシリンダ４１ａに同圧のライン圧ＰＬが供給されることになるが、プライマリシリンダ３１ａのピストン受圧面積をセカンダリシリンダ４１ａのピストン受圧面積の約２倍に設定しているため、プライマリプーリ３１の溝幅の方が狭く、セカンダリプーリ４１の溝幅の方が広くなり、変速比はオーバードライブ（ＯＤ）に調整される。そのため、例えば、高速走行中に故障しても変速比はＯＤなのでエンジンの過回転が防止できる。
【００３４】プライマリシリンダのピストン受圧面積をセカンダリシリンダのピストン受圧面積の約２倍に設定しているタイプの無段変速機において、故障時にライン圧が最大となるように設定されていると、プライマリシリンダ側には最大ライン圧の２倍の圧力が作用することになるため、各シリンダのシール性や各種部品の強度を上げて設計する必要があるが、このような非常事態を想定して設計することは効率が極めて悪く、コストも掛かってしまう。これに対して本実施形態の構成では、故障時に制御を中止することで、フェールセーフ時の制御ロジックを簡素化すると共に、レギュレータバルブ６３で調圧される最大ライン圧も第２排出バルブ９０で減圧されるため、プライマリプーリ３１側の設計スペックも適正値にとどめることができ、コストを抑制できるという効果を奏する。
【００３５】更に、ソレノイドバルブ８１の故障時にはライン圧を最大とするようにレギュレータバルブ６３が作動するため、レギュレータバルブ６３から排出される油量が減少して潤滑不足気味になるが、第２排出バルブ９０から排出される作動油が排出経路９１を介して潤滑経路に補充されるので、焼きつきを防止できるという効果を奏する。
【００３６】なお、上述の説明では、車両の走行中に、ソレノイドバルブ８１が故障した場合について説明したが、ソレノイドバルブ８２が故障した場合、また、ＥＣＵ６５や各種センサ等が故障した場合など、いずれの場合であっても、ソレノイドバルブ８１，８２の制御が中止され、各制御圧Ｐｖａ，Ｐｖｂを０とするため、作動は前述したものと同様になる。
【００３７】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明のベルト式無段変速機の油圧回路によれば、故障検出時、セカンダリシリンダへの供給油圧を増大することでベルトスリップを防止できる。また、調圧弁の吐出側とプライマリシリンダとが連通状態に維持されることで、セカンダリシリンダ及びプライマリシリンダに同圧の高い油圧が供給されるが、セカンダリプーリはプライマリプーリに対してピストン受圧面積が同一以下に構成されており、変速比が少なくとも１以下とされ、高速走行中に故障したとしてもエンジンが過回転することなく、エンジンの破損を防止することができ、更に、セカンダリシリンダへの供給油圧が所定値以上になったときには、排出弁により供給油圧を必要最低限にまで減少されるので、ポンプの駆動ロスを減らし、ひいては燃費を向上させることができる。
【００３８】また、請求項２の発明のベルト式無段変速機の油圧回路によれば、バルブスティック等により設定値以上のライン圧が発生した場合であっても、第１排出弁により油圧の低減が可能となる。一方、電磁弁、電磁弁制御手段、センサ等の故障時に、調圧弁では最大ライン圧を吐出するものの、第２排出弁で減圧するため、ライン圧のを必要最低限の圧にすることができる。
【００３９】また、請求項３の発明のベルト式無段変速機の油圧回路によれば、故障検出時に第１付勢力発生手段によりセカンダリシリンダへの供給油圧が増大され、第２付勢力発生手段により調圧弁の吐出側とプライマリシリンダとが連通状態に維持されることとなり、フェールセーフ用の特別の制御弁を別途設けることなく、車両の走行安全性を確保することで、低コスト化を図ることができる。
【００４０】また、請求項４の発明のベルト式無段変速機の油圧回路によれば、電磁弁制御手段の故障時、調圧弁からの油圧の排出が減少して潤滑不足気味になるが、排出弁から排出される作動油が排出経路を介して潤滑経路に補充されることで、焼きつきを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２５日（１９９９．８．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８４９９
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５６８４（Ｐ２００１−６５６８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２３７８２１ |
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