JPH0554577B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はベルト式無段変速機の油圧制御装置に
関し、特に速度比の動作特性を改善する技術に関
するものである。

従来技術 一次側回転軸および二次側回転軸にそれぞれ設
けられた可変プーリと、それ等可変プーリに巻き
掛けられて動力を伝達する伝動ベルトと、前記可
変プーリの有効径を変更する一対の油圧シリンダ
とを備えたベルト式無段変速機が知られている。
斯るベルト式無段変速機においては、減速側から
増速側に至る範囲内で速度を可能とするために一
次側回転軸側の油圧シリンダと二次側回転軸側の
油圧シリンダとの推力比（出力側油圧シリンダの
推力／入力側油圧シリンダの推力）を広範囲に、
たとえば1.5から0.5に至る範囲に変化させる必要
がある。

これに対し、２種類のライン油圧である第１ラ
イン油圧および第２ライン油圧をそれぞれ調圧す
る第１調圧弁および第２調圧弁を設け、それ等の
油圧のうち相対的に油圧の小さい第１ライン油圧
を専ら伝動ベルトの張力を制御するための一方の
油圧シリンダに供給させるともに、相対的に油圧
の大きい第２ライン油圧を他方の油圧シリンダへ
の作動油の供給あるいは他方の油圧シリンダから
の作動油の排出を行なう流量制御弁へ供給する油
圧制御装置が知られている。斯る油圧制御装置に
よれば、前記一方の油圧シリンダおよび他方の油
圧シリンダの受圧面積が略同等であつても、第１
ライン油圧と第２ライン油圧との油圧差に応じて
一方の油圧シリンダと他方の油圧シリンダとの推
力比を大きく確保することができる。たとえば、
特公昭48−26692号公報に記載された装置がそれ
である。

しかし、このようなベルト式無段変速機の油圧
制御装置によれば、前記流量制御弁によつて容量
が変化させられる前記他方の油圧シリンダの推力
が前記第１ライン油圧が供給される前記一方の油
圧シリンダの推力に比べて小さくなる領域、すな
わち推力比が１より大きい領域においては、本来
的に第１ライン油圧よりも大きな第２ライン油圧
を用いる必要はなく、このような領域においては
第２ライン油圧を作り出すために油圧ポンプが不
要に駆動される結果となり、油圧ポンプを駆動す
るために費やされる動力が無用に消費される不都
合があつた。

本出願人は、先に、上記問題を解決するための
油圧制御装置に関する出願をした。特開昭59−
208963号がそれである。かかる油圧制御装置によ
れば、油圧源から前記流量制御弁装置へ供給され
る作動油圧が第２調圧弁装置によつて他方のシリ
ンダ内の作動油圧に対して所定圧高い油圧に昇圧
されるので、油圧源から流量制御弁装置へ供給さ
れる作動油圧が他方の油圧シリンダ内の作動油圧
の変化、換言すればベルト式無段変速機の速度比
あるいは伝達トルクの変化に応じて所定圧高く調
圧され、油圧シリンダ間の推力比が充分に得られ
ると同時に、油圧源から流量制御弁装置へ供給さ
れる作動油圧が必要かつ充分な値に調圧されて無
用な動力損失が解消される。しかも、前記第２調
圧弁によつて調圧される第２ライン油圧または前
記他方の油圧シリンダ内の作動油圧が前記第１ラ
イン油圧またはドレイン圧よりも所定値以上大き
くなることを阻止するリリーフ弁が設けられてい
るので、たとえば速度比が最大に振り切つて流量
制御弁装置が開放状態となつたときには、第２調
圧弁によつて調圧される第２ライン油圧の過昇圧
が防止されて、この点においても動力損失が抑制
される。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、さらに研究を進めるうち、かか
る油圧制御装置においても未だ問題が存在してい
ることが判明した。すなわち、無段変速機の速度
比変化途中（たとえば増速作動途中）にも流量制
御弁装置が過渡的に開放状態となるので第２調圧
弁が第２ライン油圧を他方のシリンダ内の作動油
圧よりも所定圧高くしようとするが、第２ライン
油圧または前記他方の油圧シリンダ内の作動油圧
がリリーフ弁により第１ライン油圧またはドレイ
ン圧よりも前記所定値以上に大きくなることが阻
止されるので、第２ライン油圧が不足して速度比
変化速度が低くなり、充分な応答性が得られない
場合があつた。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その要旨とするところは、前記ベルト式
無段変速機において、油圧源から供給される作動
油圧を速度比の増加とともに減少する第１ライン
油圧に調圧して前記油圧シリンダの一方に供給
し、前記伝動ベルトに対する狭圧力を制御する第
１調圧弁装置と、前記油圧シリンダの他方に供給
される作動油の流量および該油圧シリンダから排
出される作動油の流量を調節して前記ベルト式無
段変速機の速度比を制御する流量制御弁装置と、
前記油圧源と第１調圧弁装置との間に設けられ、
前記油圧源ら供給される作動油圧を前記他方の油
圧シリンダ内の作動油圧に対して所定圧高い第２
ライン油圧に調圧し、その第２ライン油圧を前記
流量制御弁装置に供給する第２調圧弁装置とを備
えた油圧制御装置であつて、前記第１ライン油圧
を導く第１ライン油路と前記第２ライン油圧を導
く第２ライン油路または前記他方の油圧シリンダ
内の油圧を導く油路との間に、リリーフ圧を前記
第１ライン油圧とともに変化させる可変リリーフ
弁装置を設けたことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、前記可変リリーフ弁装置に
よつて、前記第２ライン油圧または他方の油圧シ
リンダ内の油圧が前記第１ライン油圧とともに変
化するリリーフ圧より大きくなることが阻止され
る。このため、無段変速機の速度比変化途中（た
とえば増速作動途中）に流量制御弁装置が過渡的
に開放状態となつたときは、前記第２ライン油圧
または他方の油圧シリンダ内の油圧は前記第１ラ
イン油圧に対応して変化するリリーフ圧に調圧さ
れるので、速度比変化速度が充分に大きくなつて
無段変速機の充分な応答性が得られるのである。
上記リリーフ圧の変化特性は充分な速度比変化の
応答性が得られかつ動力損失が可及的に小さくな
るように予め定められる。

前記可変リリーフ弁装置は、好ましくは、シリ
ンダボアと、そのシリンダボア内に摺動可能に嵌
合されて、前記第１ライン油圧を導く第１ライン
油路と前記第２ライン油圧を導く第２ライン油路
または前記他方の油圧シリンダ内の油圧を導く油
路との間を開閉する弁子と、その弁子に設けられ
前記第２ライン油圧または他方の油圧シリンダ内
の作動油圧を受けて弁子を開弁方向へ付勢する受
圧面と、その弁子に設けられ前記第１ライン油圧
を受けて弁子を閉弁方向へ付勢する受圧面とを含
んで成るものである。この種の可変リリーフ弁装
置には上記弁子を閉弁方向へ付勢するスプリング
が備えられても良い。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図において、車両用エンジン１０のクラン
ク軸１２は電磁クラツチ、遠心クラツチ、流体ク
ラツチ等のクラツチ１４を介してベルト式無段変
速機１６の一次側回転軸１８に連結されている。
一次側回転軸１８には固定回転体２０が固設され
ているとともに可動回転体２２が軸まわりの回転
不能かつ軸方向の移動可能に設けられており、そ
れ等固定回転体２０および可動回転体２２によつ
てＶ溝幅、換言すれば有効径（伝動ベルトの掛り
径）の変更可能な一次側可変プーリ２４が構成さ
れている。ベルト式無段変速機１６の二次側回転
軸２６においても固定回転体２８および可動回転
体３０が設けられており、それ等固定回転体２８
および可動回転体３０によつて二次側可変プーリ
３２が構成されている。一次側可変プーリ２４の
可動回転体２２は一次側油圧シリンダ３４によつ
て駆動されるようになつており、また二次側可変
プーリ３２の可動回転体３０は二次側油圧シリン
ダ３６によつて駆動されるようになつている。こ
こで、一次側油圧シリンダ３４および二次側油圧
シリンダ３６は略同等の受圧面積を備えたもので
あり、可変プーリ２４，３２の径も略同等とされ
ている。一次側可変プーリ２４および二次側可変
プーリ３２には、通常、無端環状のフープとその
フープに沿つて重ねられた多数のブロツクとから
なる伝動ベルト３８が巻き掛けられており、エン
ジン１０から一次側回転軸１８に伝達された回転
力が伝動ベルト３８を介して二次側回転軸２６に
伝達され、さらに図示しない副変速機、終減速機
を介して車両の駆動輪に伝達されるようになつて
いる。

油圧源としてのポンプ４０は前記一次側回転軸
１８内を縦通する図示しない連結軸を介してクラ
ンク軸１２を連結されており、エンジン１０によ
つて駆動されるようになつている。ポンプ４０は
オイルタンク４２内の作動油をストレーナ４４を
介して吸入するとともに第２ライン油路４６を介
して電磁式の流量制御サーボ弁４８および調圧弁
５０に圧送する。流量制御サーボ弁４８は三方弁
であつて油路５２を介して一次側油圧シリンダ３
４に接続されており、第２ライン油路４６から一
次側油圧シリンダ３４へ流れる作動油の流量を制
御するとともに、一次側油圧シリンダ３４からド
レイン油路５４を介してオイルタンク４２へ排出
される作動油の流量を制御する。流量制御サーボ
弁４８は図示しないコントローラから供給される
駆動信号に従つて作動させられることにより一次
側可変プーリ２４の有効径を拡大または縮小し、
ベルト式無段変速機１６の速度比（二次側回転軸
２６の回転速度／一次側回転軸１８の回転速度）
を調節する。このコントローラは、たとえば、特
願昭57−40747号に記載されたものと同様に、車
両のアクセル操作量に基づいて決定された目標回
転速度とエンジン１０の実際の回転速度とを一致
させるための速度比を得るように流量制御サーボ
弁４８へ駆動信号を出力するのである。本実施例
では、流量制御サーボ弁４８が流量制御弁装置を
構成し、ドレイン油路５４および後述の戻り油路
８５がポンプ４０へ作動油を戻すための排出路を
構成している。

前記油路５２と第１ライン油路５８との間には
可変リリーフ弁６２が接続されており、油路５２
からリリーフ弁６２に至る油路６３から分岐した
油路６４を介して一次側油圧シリンダ３４内の作
動油圧が調圧弁５０に伝達されるようになつてい
る。前記調圧弁５０は、第２調圧弁装置として機
能し、第２ライン油路４６から第１ライン油路５
８へ流出する作動油の流量を調節することにより
第２ライン油路４６内の第２ライン油圧を前記一
次側油圧シリンダ３４内の作動油圧に対して所定
値（差圧ΔP₁）だけ高くなるように調圧するもの
である。

すなわち、第２図に示すように、調圧弁５０
は、第２ライン油路４６、第１ライン油路５８に
それぞれ連通するシリンダボア６６内に摺動可能
に嵌合された弁子６８を備えている。弁子６８は
第２ライン油路４６と第１ライン油路５８との間
を開閉するものあり、スプリング７０によつて常
時閉弁方向に付勢されている。また、弁子６８
は、第２ライン油圧を受けて弁子６８をスプリン
グ７０の付勢力に抗して開弁方向へ付勢する第１
受圧面７２と、前記一次側油圧シリンダ３４内の
作動油圧を受けて弁子６８を閉弁方向へ付勢する
第２受圧面７４とを備えており、第１受圧面７２
に受ける推力と、第２受圧面７４に受ける推力お
よびスプリング７０の付勢力とが平衡した位置に
位置決めされて、第２ライン油路４６と第１ライ
ン油路５８との間の流通断面積を調節する。すな
わち、第１受圧面７２の受圧面積をS₁、第２ライ
ン油路４６の圧力（第２ライン油圧）をPl₂、第
２受圧面７４の受圧面積をS₂、一次側油圧シリン
ダ３４内の作動油圧をPc、スプリング７０の付
勢力をF₁とすれば、次式(1)の平衡条件が成立す
る位置に弁子６８が移動させられる。このため、
一次側油圧シリンダ３４内の作動油圧Pcが低下
すればそれに応じて第２ライン油路４６と第１ラ Pl₂・S₁＝Pc・S₂＋F₁ ……(1) イン油路５８との間の流通断面積が拡大されて
第２ライン油路４６内の作動油流出量が増加して
第２ライン油圧が低下させられる。逆に、一次側
油圧シリンダ３４内の作動油圧Pcが上昇すれば
第２ライン油路４６と第１ライン油路５８との間
の流通断面積が小さくされて、第２ライン油圧
Pl₂が上昇させられる。このようにして、一次側
油圧シリンダ３４内の作動油圧Pcの変動に追従
して第２ライン油圧Pl₂がそれよりも所定値
（ΔP₁＝Pl₂−Pc）だけ高い油圧となるように追従
させられるので、流量制御サーボ弁４８の両側に
はベルト式無段変速機１６の速度比が変化しても
必要かつ充分な所定値の差圧が常時発生するよう
になつている。なお、本実施例の場合の受圧面積
S₁とS₂は同じであるので、(1)式から前記差圧ΔP₁
はF₁／S₁によつて決定される。なお、スプリン
グ７０は必ずしも設けられなくてもよい。

前記可変リリーフ弁６２は、常時閉じている
が、前記一次側油圧シリンダ３４内の作動油圧が
第１ライン油圧とともに変化するリリーフ圧より
も大きくなつたとき開放作動するリリーフ圧可変
形式のものであつて、第３図に示すように、第１
ライン油路５８および油路６４に連通する段付状
のシリンダボア７６と、そのシリンダボア７６内
に摺動可能に嵌合されてそれら第１ライン油路５
８と油路６４との間を開閉する弁子７８と、その
弁子７８を閉弁方向に付勢するスプリング８０と
から成る。弁子７８の一端の第３受圧面８２には
油路６３を通して一次側油圧シリンダ３４の油圧
が開弁方向へ作用させられる一方、弁子７８の他
端の第４受圧面８４には第１ライン油圧Pl₁が閉
弁方向へ作用させられるようになつており、弁子
７８は次式(2)の平衡条件が成立するように移動さ
せられ、 Pc・S₃＝Pl₁・S₄＋F₂ ……(2) 但し、第４受圧面８４の受圧面積をS₄、第３受
圧面８２の受圧面積をS₃、スプリング８０の付勢
力をF₂とする。

これにより可変リリーフ弁６２を通じて作動油
が洩らされて一次側油圧シリンダ３４内の作動油
圧がリリーフさせられる。本実施例では、第４受
圧面８４の受圧面積S₄が第３受圧面８２の受圧面
積S₃よりも大きくされてリリーフ圧が第１ライン
油圧Pl₁の増加とともに上昇させられるようにな
つており、流量制御サーボ弁４８が第２ライン油
路４６と油路５２とを連通させたとき、第４図に
示すように、第２ライン油圧Pl₂の昇圧最大値が
調節される。なお、スプリング８０は必ずしも設
けられなくてもよい。

第１ライン油路５８とポンプ４０の吸入側に連
通する戻り油路８５との間には第１調圧弁装置と
しての電磁式の圧力制御サーボ弁８６が設けられ
ており、その圧力制御サーボ弁８６によつて第１
ライン油路５８内の作動油の戻り油路８５への流
量が変更されることにより第１ライン油路５８内
の第１ライン油圧Pl₁が調節されるようになつて
いる。圧力制御サーボ弁８６には、たとえば特願
昭57−071467号に記載されているものと同様に、
図示しないコントローラからベルト式無段変速機
１６の実際の速度比および伝達トルクに対応した
駆動信号が供給され、第１ライン油圧Pl₁が伝導
ベルト３８の滑りが生じない範囲で可及的に小さ
くなるように調節される。

以下、本実施例の作動を説明する。

ベルト式無段変速機１６の速度比に応じて圧力
制御サーボ弁８６が作動させられることにより第
１ライン油圧Pl₁が第４図に示すように変化させ
られる。これにより二次側可変プーリ３２の伝動
ベルト３８に対する挟圧力が必要かつ充分に制御
されるとともに、その挟圧力に対応する伝動ベル
ト３３の張力に伴つて一次側油圧シリンダ３４内
に速度比、及び伝達トルク等に対応した油圧Pc
が生ずる。調圧弁５０は前述の如く一次側油圧シ
リンダ３４内の作動油圧Pcの低下とともに第２
ライン油路４６から第１ライン油路５８への作動
油流量を増加させ、あるいは一次側油圧シリンダ
３４内の作動油圧Pcの増加とともに第２ライン
油路４６から第１ライン油路５８への作動油の流
量を減少させて、第２ライン油圧Pl₂を、一次側
油圧シリンダ３４内の作動油圧Pcに対して所定
の差圧ΔP₁を形成する。このため、流量制御サー
ボ弁４８の両端には常に適当な差圧が形成される
ため、一次側油圧シリンダ３４と二次側油圧シリ
ンダ３６との受圧面積が略同等であるにも拘らず
速度比が大きい領域においても必要な推力比が充
分に得られて速度比が広範囲に変更される。

しかも、ポンプ４０の出力油圧である第２ライ
ン油圧Pl₂は一次側油圧シリンダ３４内の作動油
圧Pcに対して所定値（ΔP₁）だけ高くなるように
調圧弁５０によつて制御されるので、ベルト式無
段変速機１６の速度比に応じて必要かつ最小限の
油圧に制御され、ポンプ４０の作動に費やされる
エンジン１０の動力損失が可及的に小さくされ
て、車両の燃料消費効率が高められるのである。

以上の作動状態において、ベルト式無段変速機
１６の増速作動時、すなわち、流量制御サーボ弁
４８を介して第２ライン油路４６から一次側油圧
シリンダ３４へ作動油が流入させられて速度比が
増加させられる過渡時には、流量制御サーボ弁４
８を通じて第２ライン油路４６と一次側油圧シリ
ンダ３４とが連通させられる。このとき、調圧弁
５０は流量制御サーボ弁４８の両側に差圧を形成
しようとして第１ライン油路５８と第２ライン油
路４６との間を閉じるので、第２ライン油圧が急
速に高められる。この状態において可変リリーフ
弁６２が開放作動させられ、第２ライン油圧Pl₂
は第４図に示すように第１ライン油圧Pl₁に対す
る略一定の割合Ｒ（＝Pl₂／Pl₁）以上の昇圧が阻
止される。

この結果、たとえば特願昭59−208963号に記載
のもののような従来の油圧装置においては、第１
ライン油圧Pl₁に対する一定のリリーフ圧にて第
２ライン油圧Pl₂の昇圧が阻止されるため、従来
では第４図の破線に示すように第２ライン油圧
Pl₂と第１ライン油圧Pl₁との差が一定となり、こ
のためにたとえば第５図の破線に示すように速度
比変化速度が速度比に依存していたが、本実施例
によれば、可変リリーフ弁６２のリリーフ圧の変
化により前述の第４図に示す如く増速作動時の第
２ライン油圧Pl₂が変化させられるので、速度比
が小さく成るほど第２ライン油圧Pl₂と第１ライ
ン油圧Pl₁との差が大きくされて大きな推力比が
得られるようになり、たとえば第５図の実線に示
すように速度比変化速度が無段変速機１６の速度
比に拘わらず略一定とされるのである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、
以下の説明において前述の実施例と共通する部分
には同一の符号を付して説明を省略する。

第６図に示すように、前記可変リリーフ弁６２
は第２ライン油路４６と第１ライン油路５８との
間に設けられてもよい。無段変速機１６の増速作
動時には前述のように流量制御サーボ弁４８が開
かれて第２ライン油圧Pl₂と一次側油圧シリンダ
３４内の作動油圧Pcとが同等となるので、前述
の実施例と同様の効果が得られる。

また、ベルト式無段変速機１６の速度比変化速
度が逆に速度比が大きくなる程小さくなる特性で
ある場合には、その速度比変化特性に応じて、第
７図に示すように、弁子７８に設けられた第３受
圧面８２が第４受圧面８４よりも大きくされても
良い。

また、前述の実施例においては、流量制御サー
ボ弁４８が一次側可変プーリ２４の有効径を変更
するための一次側油圧シリンダ３４に対する流量
を制御するように設けられていたが、反対に二次
側油圧シリンダ３６に対して流量を制御するよう
に設けられ、一次側油圧シリンダ３４に圧力制御
サーボ弁８６によつて調圧される第１ライン油圧
が作用させられるようにしても良いのである。

また、前述の実施例においては電磁式の流量制
御サーボ弁４８あるいは圧力制御サーボ弁８６が
用いられているが、たとえば特公昭58−18547号
公報に記載されているものと同様に流量制御弁、
調圧弁としてメカニカルリンクによつて駆動され
る形式の弁が用いられても良いし、デユーテイ制
御されるON−OFF作動の開閉弁であつても良
い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す油圧回
路図である。第２図および第３図は、第１図の調
圧弁および可変リリーフ弁の構成をそれぞれ説明
するための図である。第４図は第１図の実施例の
可変リリーフ弁の作動を説明するための図であつ
て、速度比に対するリリーフ圧（第２ライン油
圧）の変化を示す特性図である。第５図は第１図
の実施例の速度比変化速度の特性を示す図であ
る。第６図は本発明の他の実施例における油圧回
路の要部を示す図である。第７図は本発明の他の
実施例の可変リリーフ弁の構成を説明するための
図である。 １６…ベルト式無段変速機、２４…一次側可変
プーリ、３２…二次側可変プーリ、３４：一次側
油圧シリンダ、３６…二次側油圧シリンダ、３８
…伝動ベルト、４８…流量制御サーボ弁（流量制
御弁装置）、５０…調圧弁（第２調圧弁装置）、６
２…可変リリーフ弁（可変リリーフ弁装置）、７
６…シリンダボア、７８…弁子、８０…スプリン
グ、８２…第３受圧面、８４…第４受圧面、８６
…圧力制御サーボ弁（第１調圧弁装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次側回転軸および二次側回転軸にそれぞれ
   設けられた一対の可変プーリと、該可変プーリに
   巻き掛けられて動力を伝達する伝動ベルトと、前
   記可変プーリの有効径を変更する一対の油圧シリ
   ンダとを備えたベルト式無段変速機において、油
   圧源から供給される作動油圧を速度比の増加とと
   もに減少する第１ライン油圧に調圧して前記油圧
   シリンダの一方に供給し、前記伝動ベルトに対す
   る挟圧力を制御する第１調圧弁装置と、前記油圧
   シリンダの他方に供給される作動油の流量および
   該油圧シリンダから排出される作動油の流量を調
   節して前記ベルト式無段変速機の速度比を制御す
   る流量制御弁装置と、前記油圧源と第１調圧弁装
   置との間に設けられ、前記油圧源から供給される
   作動油圧を前記他方の油圧シリンダ内の作動油圧
   に対して所定圧高い第２ライン油圧に調圧し、該
   第２ライン油圧を前記流量制御弁装置に供給する
   第２調圧弁装置とを、備えた油圧制御装置であつ
   て、 前記第１ライン油圧を導く第１ライン油路と前
   記第２ライン油圧を導く第２ライン油路または前
   記他方の油圧シリンダ内の油圧を導く油路との間
   に、リリーフ圧を前記第１ライン油圧とともに変
   化させる可変リリーフ弁装置を設けたことを特徴
   とするベルト式無段変速機の油圧制御装置。 ２ 前記可変リリーフ弁装置は、シリンダボア
   と、該シリンダボア内に摺動可能に嵌合されて、
   前記第１ライン油路と前記第２ライン油路または
   前記他方の油圧シリンダ内の油圧を導く油路との
   間を開閉する弁子と、該弁子に設けられ前記第２
   ライン油圧または他方の油圧シリンダ内の作動油
   圧を受けて該弁子を開弁方向へ付勢する受圧面
   と、該弁子に設けられ前記第１ライン油圧を受け
   て該弁子を閉弁方向へ付勢する受圧面とを、含ん
   で成るものである特許請求の範囲第１項に記載の
   ベルト式無段変速機の油圧制御装置。 ３ 前記可変リリーフ弁装置は、前記弁子を閉弁
   方向へ付勢するスプリングを備えたものである特
   許請求の範囲第２項に記載のベルト式無段変速機
   の油圧制御装置。