JPH0641012Y2 - 無段変速機のリバース制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車等に搭載される無段変速機のリバース
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記のような無段変速機としては、ベルトおよび
一対のプーリからなるベルト伝達機構を備え、変速比制
御バルブ等による油圧の制御により上記プーリの有効ピ
ッチ径を変化させることによって変速を行うとともに、
この機構を含む動力伝達系に設けた正逆転の切換機構に
よって前進および後退の切換を行うようにしたものがあ
る。

ところで、このような無段変速機によると、前進および
後退時にも無段変速が行われることになるが、一般に、
後退時には高い車速は要求されず、その代わりに比較的
高い駆動力が要求されるため、後退時には変速機を低速
状態に固定するようないわゆるリバース制御を行うこと
が望まれていた。

そこで、例えば実開昭60-3347号公報には、上記プーリ
への油圧の制御により変速制御を行う変速制御弁を備え
るとともに、車両の後退時にはソレノイド等の電気的手
段による切換によって上記変速制御弁の動作を強制的に
拘束し、低速段側に固定するようにした装置が示されて
いる。このような装置によれば、後退運転時には変速機
は自動的に低速段側に固定される。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記装置のように電気的手段あるいは機械的手段で変速
制御弁を固定する場合には、切換を行うためのソレノイ
ド、ワイヤ等の操作部材を別個に必要とするため、部品
点数が多くなるとともに、コストアップを伴う不都合が
ある。

また一方、このような無段変速機において、変速制御弁
の作動をコントロールするソレノイドバルブ等が故障し
た場合に、変速制御弁の誤動作によりギヤ比が急激に変
動すると走行安定性の面から好ましくないので、このよ
うな急激なギヤ比の変動を自動的に防止できるようにす
ることが望ましい。このような防止の手段としては、変
速制御弁とプーリとの間に変速比を固定するための弁を
設け、故障時に変速比を固定することが考えられるが、
この場合、リバース制御時には変速制御弁を低速段側に
固定することに加えて、変速比固定用の弁を固定解除側
に制御する必要がある。

ところが、上記のような従来技術によれば、ソレノイド
やワイヤ等で両弁を制御することになるので、部品点数
がさらに増加し、構造はより複雑となる。従って、この
ようなフェイルセーフおよび確実なリバース制御の双方
を簡単な構造で行うことのできる装置の出現が望まれて
いた。

本考案はこのような事情に鑑み、変速制御のフェイルセ
ーフおよび車両後退時のリバース制御を簡単な構造で確
実に行うことができる無段変速機のリバース制御装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、有効ピッチ径を可変とした一対のプーリおよ
びベルトを有する変速機構と、この変速機構を作動させ
る油圧制御回路とを備えた無段変速機において、一方の
プーリへ導入する油圧を制御することにより変速比の制
御を行う変速比制御バルブと、この変速比制御バルブと
上記プーリとの間に設けられ、変速比可変状態と変速比
固定状態との切換を行う変速比固定バルブとを備えると
ともに、マニュアルバルブのリバース位置への移動によ
り、上記変速比制御バルブを低速側に、上記変速比固定
バルブを変速比可変側に固定する油路を備えたものであ
る。

〔作用〕

上記構成において、例えば変速比制御用のソレノイド等
に故障が生じた場合の非常時には、変速比固定バルブに
よって変速比固定状態に切換えられることにより、変速
比が急激に変化することが防止されるとともに、車両の
後退時には、上記油路から導入される油圧で両バルブが
作動することにより、変速機は低速状態に固定される。

〔実施例〕

まず、第２図に基づいて、本考案の一実施例における無
段変速機１の構造を説明する。同図に示されるように、
この無段変速機１は、流体継手10、ドライブクラッチ2
0、前進後退切換機構30、およびベルト伝動機構40から
なる変速機構を備えている。流体継手10は、エンジン出
力軸Ａに連結され、その出力側に、上記ドライブクラッ
チ20および前進後退切換機構30が配置されており、ベル
ト伝動機構40は、これらの出力を車輪側への出力軸Ｂに
伝達する。

上記流体継手10は、ケース11、ポンプ12、タービン13、
このタービン13に結合された出力軸14、およびロックア
ップクラッチ15を有している。ケース11は、上記エンジ
ン出力側Ａに連結されており、このケース11内の一端部
に上記ポンプ12が固設されている。タービン13は、この
ポンプ12に対向するようにケース１の他側部に回転自在
に配置され、ポンプ12の回転により、ケース11内に充填
されている作動油を介して回転駆動される。ロックアッ
プクラッチ15は、上記出力軸14に結合され、ケース11の
内面に対して締結、開放されることにより、この出力軸
14と上記エンジン出力軸Ａの直結、分離の切換を行う。
このロックアップクラッチ15は、ケース11内の締結室16
に作動油が導入された場合、この作動油の圧力により締
結され、逆に、このクラッチ15とこれに対向するケース
11の内面との間に設けられた開放室17に油圧が導入され
た場合、開放されるようになっている。

ドライブクラッチ20は、複数のクラッチ板21およびピス
トン22を有し、複数のクラッチ板21は、上記流体継手10
の出力軸14と前進後退切換機構30の入力軸31との間に介
設されている。ピストン22は、これらのクラッチ板21の
締結および開放を行うものであり、その背部の油圧室23
に油圧が導入されることにより、上記各クラッチ板21を
締結し、流体継手出力軸14と切換機構入力軸31とを結合
する。

前進後退切換機構30は、上記入力軸31上にスライド可能
に嵌合された切換部材32、および後退用ギヤ別を構成す
る第１〜第４ギヤ33〜36を有し、切換部材32が図示の位
置にある時には、上記入力軸31がクラッチ機構37を介し
てベルト伝動機構40の入力軸41に連結される。これに対
し、切換部材32が同位置から図面の右方向にスライドし
た時には、この切換部材32に設けられたギヤ38が上記ギ
ヤ列の第１ギヤ33に噛合することにより、入力軸31の回
転が反転して上記ベルト伝動機構40の入力軸41に伝達さ
れる。この切換部材32は、第１図に示される油圧式のア
クチュエータ39の作用によってスライド動作する。

ベルト伝動機構40は、プライマリプーリ43およびセカン
ダプーリ44と、これらのプーリ43,44間に巻掛けられた
ベルト45により構成されている。プライマリプーリ43お
よびセカンダリプーリ44は、上記入力軸41上およびこれ
に平行に配置された出力軸42上にそれぞれ配設されてい
る。

プライマリプーリ43は、上記入力軸41に固定された固定
円錐板43aと、この軸41にスライド可能に嵌合された可
動円錐板43bとを有し、これらの円錐板43a,43bは、その
円錐面が互いに対向した状態で配置されており、可動円
錐板43bの移動により、上記ベルト45の挟持位置が変化
するようになっている。すなわち、可動円錐板43bが固
定円錐板43aに接近した時には、両円錐板43a,43bによる
有効ピッチ径が大きくなり、可動円錐板43bが固定円錐
板43aから離反した時には有効ピッチ径が小さくなる。
同様に、セカンダリプーリ44も、固定円錐板44aと可動
円錐板44bとを有し、可動円錐板44bが出力軸42上でスラ
イドすることにより有効ピッチ径が変化するようになっ
ている。

これらのプーリ43,44における可動円錐板43b,44bのそれ
ぞれ背部には、これらをスライドさせる油圧シリンダ4
6,47が設けられている。そして、プライマリプーリ43の
油圧シリンダ46に油圧が導入された時に、このプライマ
リプーリ43の有効ピッチ径が大きくなるとともに、これ
に伴ってセカンダリプーリ44の有効ピッチ径が小さくな
り、上記入出力軸41,42間の変速比が増速方向に変化す
るようになっており、逆に上記油圧シリンダ46内の油圧
が排出されることにより、プライマリプーリ43の有効ピ
ッチ径が小さくなるとともにセカンダプーリ44の有効ピ
ッチ径が大きくなり、上記入出力軸41,42間の変速比が
減速方向に変化するようになっている。また、セカンダ
リプーリ44の油圧シリンダ47には、ベルト45の張力を常
に適切に保持するための所定の油圧が導入される。

次に、上記ロックアップクラッチ15、ドライブクラッチ
20、プライマリプーリ43、セカンダリプーリ44、および
前進後退切換機構30のアクチュエータ39に対する油圧の
給排を制御するための油圧制御回路50を、第１図に基づ
いて説明する。

この制御回路50は、エンジンにより駆動されるポンプ51
を有している。このポンプ51から吐出される作動油は、
まず、調圧弁としてのセカンダリ圧バルブ52によって所
定のセカンダリ圧に調整され、その上でライン53により
セカンダリプーリ44（油圧シリンダ47）に供給される。
上記セカンダリ圧バルブ52には、ライン54上の第１デュ
ーティソレノイドバルブ55により調整されたパイロット
圧が負荷されるようになっており、このパイロット圧に
応じて上記セカンダリ圧の調整が行われる。

また、上記ライン53からはライン56が分岐し、このライ
ン56が変速比制御バルブ57に導かれており、この変速比
制御バルブ57とプライマリプーリ43（油圧シリンダ46）
との間に変速比固定バルブ58が設けられている。これら
のバルブ57,58は、それぞれスプール57a,58aを有すると
ともに、これらのスプール57a,58aをそれぞれ第１図の
右方向に付勢するスプリング57b,58bを有し、スプリン
グ57bのバネ圧は、スプリング58bのそれよりも小さく設
定されている。

さらに、各スプール57a,58aの端部には、それぞれ上記
スプリング57b,58bの付勢方向と逆方向にパイロット圧
が付加されるようになっている。このパイロット圧は、
ライン56から分岐したライン59上のレデューシングバル
ブ60により減圧され、さらに、ライン61上の第２デュー
ティソレノイドバルブ62により圧力が調整されている。

そして、上記パイロット圧が通常の範囲内において所定
値以上である場合には、比較的強い付勢力を受けている
スプール58aは図の上半部に示した位置し、ライン56の
中間部56bおよび下流部56cが連通する（変速比可変状
態）とともに、比較的弱い付勢力を受けているスプール
57aは図の下半部に位置し、上記ライン56内の油圧（セ
カンダリ圧）が両バルブ57,58を介してプライマリプー
リ43に導入される。これによって、変速機１は増速状態
となる。

これに対し、パイロット圧が上記所定値よりも小さい場
合には、スプール57aも図の上半部の位置に移動して中
間部56bおよび下流部56cがドレンポート57cに通じる。
これによって油圧シリンダ46内の作動油はドレンされ、
変速機１は減速状態となる。このようにして、パイロッ
ト圧に応じたプライマリプーリ43に対する油圧の給排制
御、すなわち、ベルト伝動機構40の変速比制御が行われ
る。

さらに、第２デューティソレノイドバルブ62が故障によ
り作動不能となってパイロット圧が異常に高い状態とな
った場合には、スプール58aが図の下半部に移動して中
間部56bと下流部56cとの間が遮断され、プライマリプー
リ43の油圧シリンダ46内に作動油が閉込められる。これ
によって、プライマリプーリ43への油圧の給排は停止さ
れ、変速比は固定状態に切換えられる。

一方、上記セカンダリ圧バルブ52からは、ライン63に作
動油が送出される。この作動油は、調圧弁としてのクラ
ッチ圧バルブ64により所定のクラッチ圧に調整された上
で、ライン65およびドライブクラッチ制御バルブ66を介
してドライブクラッチ20（油圧室23）に供給されるとと
もに、ライン67およびロックアップクラッチ制御バルブ
68を介して流体継手10のケース11内、すなわちロックア
ップ締結室16内に供給される。

また、上記クラッチ圧バルブ64からはライン69に作動油
が送出され、この作動油が、上記ロックアップクラッチ
制御バルブ68を介して流体継手10のロックアップ解放室
17に供給される。上記ドライブクラッチ制御バルブ66
は、前進後退切換機構30における油圧アクチュエータ39
からの作動圧の導入および導入停止に応じて、ドライブ
クラッチ20の締結および開放の制御を行う。

上記ロックアップクラッチ制御バルブ68には、上記ライ
ン59から分岐したライン74によってパイロット圧が付加
され、このパイロット圧は、上記ライン74上の第３デュ
ーティソレノイドバルブ75により圧力が調整されてい
る。そして、このロックアップクラッチ制御バルブ68に
より、上記パイロット圧に応じてロックアップクラッチ
15を締結および解放する制御が行われる。

また、この油圧制御回路50には、運転者のシフト操作に
よりレンジが切換えられるセレクトバルブ（マニュアル
バルブ）76が設けられている。このセレクトバルブ76
は、ＮレンジおよびＰレンジでは、上記ドライブクラッ
チ20に至るライン65の下流部65aから分岐されたライン7
7をドレンさせ、ドライブクラッチ20を解放させる。ま
た、D,2,1の各前進レンジでは、上記ライン77を遮断し
てドライブクラッチ20を締結状態に保持するとともに、
上記レデューシングバルブ60を介して導かれたライン59
を、上記油圧アクチュエータ39における前進ポート39a
に通じるライン78に連通させる。そしてＲレンジでは、
上記ライン59を、油圧アクチュエータ39の後退ポート39
bに通じるライン79に連通させる。

上記前進ポート39aに油圧が導入された場合には、ピス
トン39cが図に実線で示される位置に移動することによ
り、シフトフォーク39dを介して切換部材32が第２図の
実線の位置に移動し、切換機構入力軸31とベルト伝動機
構入力軸41とが連結される。これに対し、後退ポート39
bに油圧が導入された場合には、ピストン39cが第１図二
点鎖線で示される位置に移動することにより、上記切換
部材32が移動して上記両軸31,41が後退用の各ギヤ38,33
〜36を介して連結される。

そして、上記ピストン39cが実線で示される前進位置ま
たは二点鎖線で示される後退位置のいずれかにある時に
は、前進ポート39aまたは後退ポート39bのうちの油圧が
導入されている側のポートが上記ドライブクラッチ制御
バルブ66に至るライン72,73に連通し、このバルブ66に
作動油が供給される。これに対し、上記ピストン39cが
前進位置と後退位置との間を移動している時（すなわち
前進、後退の切換時）には、上記ライン72,73からドラ
イブクラッチ制御バルブ66への作動油の供給が一時的に
停止される。これによって、このアクチュエータ39の作
動に応じてドライブクラッチ66のスプール66aが移動
し、ドライブクラッチ20に対するクラッチ圧の給排が制
御され、前進時または後退時にはドライブクラッチ20が
締結され、切換時には同ドライブクラッチ20が解放され
る。

なお、上記ライン59の端部にはリリーフバルブ80が設け
られるとともに、ライン63から分岐されたライン81がこ
の無段変速機１における各潤滑箇所に導かれており、ロ
ックアップクラッチ制御バルブ68からはライン82が導出
されてオイルクーラに接続されている。また、各ライン
の所定位置にはそれぞれフィルタ83が配設されている。

さらに、この回路50では、上記ライン79からライン85が
分岐し、このライン85が、上記変速比制御バルブ57およ
び変速比固定バルブ58において上記ライン61の反対側に
導かれており、このライン85によって、ライン79内の油
圧が両バルブ57,58内に導入されるようになっている。

次に、この変速機１により行われる変速制御を説明す
る。まず、車両の前進運転時において、センサ等により
検出された実際のプライマリプーリ43の回転数が、車両
の走行状態に応じて設定された目標回転数よりも小さい
場合には、第２デューティソレノイドバルブ62によっ
て、変速比制御バルブ57および変速比固定バルブ58へ付
加されるパイロット圧が所定値以上となるように調整さ
れる。これによって、変速比制御バルブ57のスプール57
aのみが第２図の下半部に示される位置に移動し、ライ
ン56から両バルブ57,58を介してプライマリプーリ43の
油圧シリンダ46に作動油が導入され、プライマリプーリ
43の有効ピッチ径が大きくなって変速比が増大する。

これに対し、プライマリプーリ43の回転数が上記目標回
転数よりも大きい場合には、第２デューティソレノイド
バルブ62によって、上記パイロット圧が上記所定値以下
となるように調整される。これによって、上記スプール
57aはスプリング57bの付勢力により第２図の上半部に示
される位置に移動し、プライマリプーリ43の油圧シリン
ダ46は、中間部56bおよび下流部56を介してドレンポー
ト57cに連通する。これによって、油圧シリンダ46内の
作動油が排出され、プライマリプーリ43の有効ピッチ径
が小さくなって変速比は減少する。

さらに、第２デューティソレノイドバルブ62か断線故障
等により作動不能となった場合には、上記パイロット圧
は通常の値（運転時に設定される値）よりも大きくな
り、これによってスプール57a,58aの双方が第１図の下
半部の位置に移動し、中間部56bと下流部56cは遮断され
る。これによって、プライマリプーリ43内の作動油は閉
込められ、変速比が固定されることとなる。従って、第
２デューティソレノイドバルブ62か故障しても、変速比
が誤って急激に変化することが防止される。

また、セレクトバルブ76の移動により、車両が後退運転
（リバース移動）状態に切換えれられた場合には、ライ
ン79内の油圧がライン85を介して両バルブ57,58に導入
されるので、両スプール57a,58aはともに第１図の上半
部の位置に固定される。すなわち、正常時、異常時にか
かわらず変速比が減少する状態に固定されることとな
り、後退運転時の安全性が確保される。

以上のようにこの変速機１では、第２デューティソレノ
イドバルブ62の故障等の異常時に、変速比固定バルブ58
によって変速比固定状態に切換えられるので、これによ
ってフェイルセーフが行われ、かつ、車両後退時には、
ライン85から導入される油圧によって両バルブ57,58が
減速側に固定される。しかも、この減速側への固定は、
ライン79の油圧を両バルブ57,58に導入することにより
行っているので、ソレノイド等の電気的手段やワイヤ等
の機械的手段を用いる場合に比べ、簡単な構造でしかも
確実にリバース制御およびフェイルセーフの双方を行う
ことができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、変速比の制御を行う変速比制御
バルブと、変速比を固定する変速比固定バルブとを備え
るとともに、マニュアルバルブのリバース位置への移動
により、上記変速比制御バルブおよび変速比固定バルブ
を低速側に固定する油路を備えたものであるので、変速
比制御用ソレノイドの故障等による異常時には、上記変
速比固定バルブにより変速比を固定してフェイルセーフ
を行うことができるとともに、車両の後退時には、両バ
ルブを低速側に固定することにより、適正なリバース制
御を行うことができる。しかも、このような低速側への
固定は、上記油路から導入される油圧を利用して行って
いるので、簡単な構造で確実にリバース制御およびフェ
イルセーフを行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例における無段変速機に備え
られた油圧回路の回路図、第２図は同無段変速機の全体
構造図である。 １…無段変速機、40…ベルト伝達機構、43…プライマリ
プーリ、44…セカンダリプーリ、57…変速比制御バル
ブ、58…変速比固定バルブ、76…セレクトバルブ（マニ
ュアルバルブ）、85…ライン（油路）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】有効ピッチ径を可変とした一対のプーリお
   よびベルトを有する変速機構と、この変速機構を作動さ
   せる油圧制御回路とを備えた無段変速機において、一方
   のプーリへ導入する油圧を制御することにより変速比の
   制御を行う変速比制御バルブと、この変速比制御バルブ
   と上記プーリとの間に設けられ、変速比可変状態と変速
   比固定状態との切換を行う変速比固定バルブとを備える
   とともに、マニュアルバルブのリバース位置への移動に
   より、上記変速比制御バルブを低速側に、上記変速比固
   定バルブを変速比可変側に固定する油路を備えたことを
   特徴とする無段変速機のリバース制御装置。