| 【発明の名称】 |
連続可変速トランスミッション用の液圧作動制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】ハミッド・バハブザデ
【氏名】ノーマン・ケイ・バックノール
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| 【要約】 |
【課題】液圧制御ピストンにより位置決めされる、それぞれ調整可能なピストンを持つ駆動シーブと被駆動シーブとを備える連続可変速トランスミッションを提供する。
【解決手段】各調整可能部分を適正に位置決めするため、ピストンが制御システムにより加圧され、駆動シーブと被駆動シーブとの間に所望の速比を確立するようにシーブに掛渡された可撓性に富む駆動部材が要求された直径で動作する。制御装置が、所望の比を維持して動作条件により要求される比の変化を生じるため要求される圧力で作動流体を供給する２つの可変吐出量ポンプ組立体を有する。ポンプの１つが、ＣＶＴのトルク要求に比例する一次圧力を供給し、他のポンプが、比の変化を生じるのに必要な圧力を供給する。一次ポンプがシステムにおいて要求されるトルク容量圧力を維持しながら比制御流体がいずれか一方の調整可能部分へ供給できるように、比制御ポンプが中立位置の両側へ変動可能である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 入力シーブと出力シーブとの間の駆動比を設定する１対の制御シリンダを有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、予め定めたレベルの流体圧力を供給する流体圧力の一次供給源と、前記一次供給源の予め定めた圧力レベルを制御し、前記連続可変速トランスミッションにおける比の変更を指令する電動液圧制御手段と、前記一次供給源から前記一対の制御シリンダへ流体を各々連通させる、第１の通路手段および第２の通路手段と、前記第１の通路手段と第２の通路手段間で連通し、前記連続可変速トランスミッションにおいてアップシフト比の変化が指令されるとき、前記通路手段の１つにおける流体圧力を予め定めた前記レベルより高く上昇させるよう動作可能であり、前記連続可変速トランスミッションにおいてダウンシフト比の変化が指令されるとき、前記通路手段の他方における流体圧力を予め定めた前記レベルより高く上昇させるよう動作可能である可変吐出量型ポンプを含む、流体圧力の比制御供給源と、を備える制御装置。
【請求項２】 入力シーブと出力シーブとの間の駆動比を設定する１対の制御シリンダを有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、前記第１の通路手段における圧力が上昇されるとき前記比制御供給源と前記一次供給源との間の流体の流通を阻止し、前記第２の通路手段における圧力が上昇されるとき前記一次供給源から前記比制御供給源への流体の流通を許容する、前記一次流体供給源と前記比制御供給源との間の前記第１の通路手段に設けられた逆止弁手段と、前記第２の通路手段における圧力が上昇されるとき前記比制御供給源と前記一次供給源との間の流体の流通を阻止し、前記第１の通路手段における圧力が上昇されるとき前記一次供給源から前記比制御供給源への流体の流通を許容する、前記一次流体供給源と前記比制御供給源との間の前記第２の通路手段に設けられた逆止弁手段と、を更に備える請求項１記載の連続可変速トランスミッション用の制御装置。
【請求項３】 駆動シーブと、被駆動シーブと、前記シーブ周囲に掛渡された可撓性に富む伝達装置と、前記シーブ間の速比を制御するため該シーブの調整を実行するように各シーブに対し選択的に加圧可能な制御ピストンとを有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、前記駆動シーブと被駆動シーブに関して流体をそれぞれ流入出させる第１の流体通路手段および第２の流体通路手段と、前記流体通路手段と連通して、該通路手段の少なくとも１つとこれと連通するシーブとを連続可変速トランスミッションのトルク要求により決定される圧力レベルに加圧する一次圧力供給源と、前記一次圧力供給源の下流側の前記通路手段の各々に設けられ、前記第１および第２の通路手段から前記一次圧力供給源への流体の流れを禁じる逆止弁手段と、前記逆止弁手段の下流側において前記第１および第２の通路手段間に流体を連通させ、前記通路手段の１つにおける圧力レベルを上昇させて前記シーブ間の速比を調整するための可変吐出量型流体ポンプを含む、比制御圧力供給源手段と、前記一次圧力供給源の圧力レベルを制御し、前記シーブ間の速比を初期設定し制御する電動液圧制御手段と、を備える制御装置。
【請求項４】 駆動シーブと、被駆動シーブと、該シーブ周囲に掛渡された可撓性に富む伝達装置と、前記シーブ間の速比を制御するためシーブの調整を実行するように各シーブに対して選択的に加圧可能な制御ピストンと、を有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、前記一次圧力供給源が更に、前記比制御圧力供給源手段の前記可変吐出量型ポンプの吐出量がゼロであるとき第１および第２の前記両通路手段に対して等しい圧力を連通させる請求項３記載の制御装置。
【請求項５】 駆動シーブと、被駆動シーブと、該シーブの周囲に掛渡された可撓性に富む伝達装置と、前記シーブ間の速比を制御するためシーブの調整を実行するように各シーブに対して選択的に加圧可能な制御ピストンと、を有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、第１および第２の前記通路手段における圧力レベルが実質的に等しいとき、前記一次供給源と、第１および第２の前記通路手段の少なくとも１つとの間の流体の流通を維持する手段を更に備える請求項３記載の制御装置。
【請求項６】 駆動シーブと、被駆動シーブと、該シーブの周囲に掛渡された可撓性に富む伝達装置と、前記シーブ間の速比を制御するためシーブの調整を実行するように各シーブに対して選択的に加圧可能な制御ピストンと、を有する連続可変速トランスミッション用の制御装置であって、前記一次圧力供給源が可変吐出量型ポンプを含む請求項３記載の制御装置。
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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、液圧作動制御装置に関し、特に連続可変速トランスミッションにおける速比を制御するための液圧作動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変速プリーまたはシーブ（ｓｈｅａｖｅ）形式の連続可変速トランスミッション（ＣＶＴ）は、少なくとも１つの部材を持つシーブ組立体を用い、この部材は、例えばベルトまたはチェーンなどのような可撓性に富む伝達材が動作するところの直径を制御するように運動可能である。当該トランスミッションは、ともに調整可能な部材を有する入力シーブと出力シーブとを備える。入力シーブと出力シーブ間の伝達比は、アンダードライブ比とオーバードライブ比との間で変化する。
【０００３】ＣＶＴ比は、アンダードライブ比とオーバードライブ比との極値間で連続的に変化し得る。アンダードライブ比においては、可撓性に富む伝達材が入力シーブにおいて小さな径に設定され、出力シーブにおいては大きな径に設定される。このため、入力シーブは、出力シーブの各回転に関して１回転以上を有する。入力シーブの直径が増加するにともない、出力シーブの直径は、シーブ間に１対１の比が生じるまで減少する。オーバードライブ比においては、入力シーブの直径は出力シーブの直径より大きく保持される。かくして、入力シーブの１回転は出力シーブの１回転以上の回転を生じる結果となる。
【０００４】比の変化に順応するため、各シーブの少なくとも１つの部材がシーブの他の部材に対して軸方向に摺動するように配置される。この可動部材は、実効シーブ径が所望の比を生じる所望の軸方向位置へ部材を押付けるように加圧される制御ピストンを有する。今日入手可能な電動油圧制御装置においては、比の変化が生じるとき、１つのシーブのピストンが余分な流体を排出される間、他のシーブのピストンは高圧力の流体を更に供給される。排出された流体は、トランスミッションのサンプ即ち貯溜部へ戻される。反対方向の比の変化が要求されるとき、１つのピストンにおける流体の一部がサンプへ排出される間、流体が無くなったピストンは流体を供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、連続可変速トランスミッションに対する改善された制御システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様においては、２つの可変吐出量制御ポンプが、連続可変速トランスミッション（ＣＶＴ）における可変シーブの比制御ピストンへ作動流体を供給する。本発明の別の態様においては、ポンプのうち１つが一次制御圧力を速比制御ピストンへ供給する。本発明の更に他の態様においては、他のポンプが、速比制御ピストンの１つにおける一次供給圧力に付加される速比制御圧力を供給する。
【０００７】本発明の更に別の態様においては、速比制御ポンプが中立の中心位置を有する。本発明の更に他の態様においては、速比を減じるように速比が変化しているとき、速比制御ポンプが中立中心位置の一方の側へ移動され、速比を増加させるためには中心位置の他方の側へ移動される。
【０００８】ＣＶＴは、２つの可変シーブ部材を有し、これらの部材の各々がそれぞれの油圧ピストンにより制御される可動の半部を有する。これらピストンは、シーブ部材間の所望の速比を生じる位置へ前記可動半部を調整するように加圧される。各ピストンにおける最小圧力は、ＣＶＴにより伝達されるトルクを維持するのに充分でなければならない。シーブ部材間の速比は、要求時に、１つのシーブにおけるトルク要求圧力を維持しながら、他のシーブにおける圧力を増すことによって変化させられる。
【０００９】可変吐出量一次ポンプが、ＣＶＴのトルク要求を保持するのに必要な流体圧力を供給する。可変吐出比ポンプは、ＣＶＴにおける速比を変化させるのに必要な付加的な圧力を供給する。前記可変比ポンプは可動シーブ半部の一方へ流体を移送するため提供されるが、前記一次ポンプは両方の可動シーブ半部へ流体を供給するため逆止弁を介して接続される。従って、可変比ポンプが、所望の比を生じるように調整されねばならない可動半部における圧力を増加させる。この可動比ポンプは、中立位置の一方の側において駆動されるシーブが更に大きな圧力を供給されるように、中立即ちゼロの吐出位置を経て変更可能であるが、中立位置の反対側では、駆動シーブが更に大きな圧力を供給される。速比の調整が完了すると、吐出比ポンプが、漏洩により失われることがある補給流体を供給するのに充分な吐出量を生じる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。これらの図面では、幾つかの図において同じ参照番号が同一若しくは対応する部品を表わしている。
【００１１】図１では、貯溜部１２から流体を取込み、かつ従来の電動油圧制御装置１６と１対の逆止弁１８、２０とに連通する通路１４へ流体を送るエンジン駆動式一次ポンプ１０が示される。電動油圧制御装置１６は、速度およびトルクのような種々の入力信号に基く信号即ち該入力信号から導出された制御信号を発するための図示しない予めプログラムされた従来のディジタル・コンピュータを備えた電子制御装置を含んでいる。周知のように、制御装置１６により発される制御信号は、ＣＶＴにおける速比とポンプ１０において生成される圧力とを設定するように作用する。
【００１２】逆止弁１８は、通路１４と駆動シーブ出力通路２２との間の流体の流通を制御する。逆止弁２０は、通路１４と被駆動シーブ制御通路２４との間の流体の流通を制御する。逆止弁１８および２０は、各々の通路２２、２４から通路１４への流体の流れを禁じる。逆止弁１８、２０は、これら通路のいずれか一方における圧力が通路１４における圧力より大きいとき、通路１４から通路２２、２４への流体の流れも阻止する。通路２２は、エンジン駆動式比制御ポンプ２６及び駆動シーブ３０の制御ピストン２８と連通している。制御ピストン２８は、周知の方法でシーブ３０のシーブ半部３２の軸方向位置を制御する。通路２４は、比制御ポンプ２６及び被駆動シーブ３６の制御ピストン３４と連通している。
【００１３】制御ピストン３４は、シーブ３６のシーブ半部３８の軸方向位置を周知の方法で制御する。駆動シーブ３０と被駆動シーブ３６とは、ベルトあるいはチェーンのような可撓性に富む伝達機構４０により摩擦的に連結される。駆動シーブ３０と被駆動シーブ３６と伝達機構４０とは結合して、連続可変速トランスミッション（ＣＶＴ）４２を形成する。駆動シーブは、クラッチまたはトルク・コンバータを介するような周知の方法で、図示しない従来のエンジンと駆動関係で接続される。被駆動シーブは、クラッチおよび遊星歯車装置のような従来の機構を介して図示しない車両の駆動輪と駆動関係で接続される。
【００１４】伝達機構４０が等しい直径のシーブ３０、３６の周囲に掛渡されるとき、シーブ３０および３６間に１対１の駆動関係が生じる。シーブ半部３２が右方向に動かされシーブ半部３８が右方向に動かされると、伝達機構４０はシーブ３０において小さな径となりかつシーブ３６において大きな径となり、その結果シーブ３０および３６間にはアンダードライブ比が生じる。シーブ半部３２が中立位置から左方向に動かされ、シーブ半部３８が左方向へ動かされると、シーブ３０において大きな径が得られシーブ３６において小さな径が得られて、その結果シーブ３０および３６間にはオーバードライブが生じる。当業者は、先に述べたようなＣＶＴの動作についてはよく知るところであろう。
【００１５】ポンプ１０は、システムに対する流体の一次供給源であり、加圧流体を制御装置１６とＣＶＴ４２の両者へ供給する。ポンプ１０は可変吐出量型装置であることが望ましいが、固定吐出量型ポンプも良好に働く。可変吐出量型ポンプを使用すると、ＣＶＴ４２が適用される動力系の全効率を向上させる。比制御ポンプ２６は、図５に示されるようなベーン・ポンプとして構成することもできる可変吐出量型流体伝達機構である。ポンプ２６はまた、周知のどんな可変吐出量型の作動油伝達機構によっても構成することができる。
【００１６】ポンプ２６は、通路２２から通路２４へ、あるいはその逆方向に流体を移動させることが可能である。ポンプ２６が流体を通路２４から通路２２へ移動させるように条件付けされると、通路２２内の圧力が通路２４内の圧力より高くなり、その結果逆止弁１８が閉じられ、逆止弁２０が開いてポンプ１０から通路２４への流体の流れを許容し、制御ピストン３４における圧力がＣＶＴ４２のトルク要件を充分に満たすことを保証する。ポンプ２６が流体を通路２２から通路２４へ移動させるよう条件付けされると、通路２４内の圧力は、逆止弁２０が閉じられかつ逆止弁１８が開いてポンプ１０から通路２２への流れを許容し、制御ピストン２８における圧力がＣＶＴ４２のトルク要件を充分に満たすことを保証する。ポンプ２６が中立位置即ち吐出量ゼロの状態にあるときは、ポンプ１０は、システムが要求する圧力レベルで通路２２と通路２４の双方へ流体を供給することになる。
【００１７】ポンプ２６と、制御ピストン２８と、シーブ半部３２とは、図１、図２、図３および図４において鎖線で示されたレバー４４およびリンク装置４６、４８のような周知の制御機構により電動油圧式制御装置と接続されている。レバー４４は、制御装置１６とリンク装置４８とリンク装置４６とにそれぞれ接続された第１のノード５０と、第２のノード５２と、第３のノード５４とを有する。電動油圧制御装置１６がノード５０に運動するよう指令すると、ノード５４が支点となりノード５２とリンク装置４８とが出力となる。リンク装置４８は、通路２２または２４における圧力が増加されるようにポンプ２６の吐出量を変化させる。
【００１８】通路２４内の圧力が増加されるにともない、電動油圧制御装置１６がダウンシフト比を変化させるように信号し、これがシステムを図２に示されたように応動させることになる。ノード５０が静止すると、このノードがシステムにおける支点となり、シーブ半部３２が通路２２と２４間の圧力差に応答して移動するときノード５４入力となる。ダウンシフト指令が行われと、比制御ポンプ２６が制御されて通路２４内の圧力を増加させ、従って制御ピストン３４を移動させる。この状態はシーブ半部３８を軸方向へ移動させ、その結果、可撓性に富む伝達機構４０がより大きな直径になるように移動する。
【００１９】可撓性に富む伝達機構４０における緊張状態の増加により、シーブ半部３２が右方へ強制され、これによりシーブ３０における動作径を減少させる。ＣＶＴ４２が新たに指令された比に達すると、リンク装置４８とレバー４４とが比制御ポンプ２６の吐出量を中立位置へ移動されることになる。比制御ポンプ２６は、システムにおける漏洩があればこれを補償するために充分な量の流体を移動させるにすぎない。比制御ポンプ２６が流体を通路２２から通路２４へ移動させると、一次ポンプ１０が補給油を通路２２へ供給する。一次ポンプ１０の圧力出力は、ＣＶＴのトルク伝達要求に比例するレベルまで電動油圧制御装置１６により制御される。当業者には、ポンプ２６の入口側圧力がポンプ１０の出口側圧力に等しいことが明らかであろう。
【００２０】電動油圧制御装置１６がアップシフト方向における比の変更のため信号すると、図３に示されるように、ノード５２が右方へ移動される。この状態が、ポンプ１０は通路２４内の圧力をＣＶＴにおけるトルク伝達レベルに対して要求されるレベルに保持するが、比制御ポンプ２６に通路２２内の圧力を上昇させる。制御ピストン２８は内部圧力を上昇させて、シーブ半部３２の左方への移動を生じる結果となる。この状態が、可撓性に富む伝達機構４０を駆動シーブ３０における大きな直径へ移動させ、シーブ３６における小さな直径へ移動させ、その結果、シーブ３０の速度は変化せずに被駆動シーブ３６の速度が増加することになる。新たに指令された比に達してシステムが図４に示されたような安定状態に達するまで、シーブ半部３２の移動が継続する。図２について述べたように、安定状態に達すると、比制御ポンプ２６が通路２２内の指令圧力を維持するのに充分な流体を移動させるのみとなり、ポンプ１０はシステムを平衡状態に維持するのに必要な流体を供給することになる。一次ポンプ１０が可変吐出量型装置であることが望ましい理由が理解されたであろう。
【００２１】図５は、可変吐出量型ポンプ５６の一部の立面図を示している。このポンプ５６は、ピン６０に枢着されたリング部材５８を有する。突起６２が、リング部材５８の外表面から突出して、図示しないロッドまたはリンクのような周知の制御部材と接続されるための制御面６４を提供する。ポンプ５６は、ロータ６８と接続される中心駆動軸６６を有する。ロータ６８は複数のスロット７０を持ち、その各々にベーン７２が摺動自在に配置されている。ベーン・リング７４がベーン７２の下方でロータ６８に配置され、ベーン７２をリング５８に当たるように半径方向外方に保持している。リング５８と、ロータ６８と、ベーン７２と、一方が７６で示される１対の側壁面とは、共働して複数のチャンバ７８を形成する。側壁面７６は、ロータ６８が回転されるとき、チャンバ７８と連通する１対のポート８０、８２を有する。
【００２２】リング５８が反時計方向に回動されロータ６８が矢印Ａの方向に回動されると、チャンバ７８は、ポート８２を通過するとき増大しポート８０を通過するとき収縮する。このように、ポート８２は入口ポートとなり、ポート８０は出口ポートとなる。リング５８がピン６０の周囲に時計方向に枢動させられると、チャンバ７８はポート８０を通過するとき増大し、ポート８２を通過するとき収縮する。このように、ポート８０は入口ポートとなり、ポート８２は出口ポートとなる。ポンプ５６は、図１、図２、図３および図４においてポンプ２６に要求される機能即ち動作を生じる可変吐出量型ポンプである。
【００２３】このような機能を提供するため、ポート８０は通路２４に接続することができ、ポート８２は通路２２に接続することができる。ポンプ５６は、必要に応じて流体を通路２２および２４間に、従って、制御ピストン２８および３４間に移動させるように動作可能である。流体がポンプ５６の流体移転要求がＣＶＴ４２の安定状態運転中に低減されると、リング部材５８が図示した中立位置付近に保持される。これにより、ポンプ５６がシステムにおける漏洩に見合う流体量のみを移送することを可能にする。
【００２４】図６に示された実施の形態は、２つの逆止弁１８、２０が１つの逆止弁組立体８２に組込まれたことを除いて、図１ないし図４に示された実施の形態に類似している。この組立体８２は、ロッド８８により分離される２つのボール逆止要素８４、８６を有する。各ボール逆止要素８４、８６は、それぞれ弁座９０、９２を有する。ボール逆止要素８４、８６が弁座９０、９２の各々に当接すると、通路２４または２２のそれぞれが閉止される。このような条件下では、一次ポンプ１０は流体を閉止された通路へ供給することがない。しかし、ロッド８８がボール逆止要素８４、８６の一方を確実に離脱させる。このことは、ボール逆止要素８４、８６の少なくとも一方がその座と封止状態に係合しないこと、従って、一次ポンプ１０は通路２２、２４の少なくとも一方と常に連通状態にあることを保証する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９０００１４０７
【氏名又は名称】ゼネラル・モーターズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＭＯＴＯＲＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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| 【出願日】 |
平成１２年９月２０日（２０００．９．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９７０５
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫 （外５名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８０８４（Ｐ２００１−１０８０８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２８５８０７（Ｐ２０００−２８５８０７） |
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