JPS6053256A - 無段変速機のキックダウン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ベルト式無段変速機のキックダウン制御装置
に関し、特にキックダウン特性の応答性を改善するもの
に関する。

この種の無段変速機の変速制御装置に関しては、従来例
えば、特開昭５５−６５７５５号公報の先行技術がある
。そｌ）で該先行技術において、副ブーりの油圧サーボ
装置には常にライン圧を導き、主プーリの油圧ＩＪ−−
ボ装置にはスロットル開度とエンジン回転数の関係で動
作する変速制御弁によりライン圧を給１ｆｉ油さｌ！、
ライン圧自体もエンジン回転。

副プーリサーボ油圧及び実際の変速比の関係により圧力
調整弁で調Ｆ〔シて、高速段側及び低速段側に円滑に無
段変速することを可能にすることが示されている。

どころで、上記先行技術の構成によると、走行中、スロ
ットル全ｕ■によりキックダウン操作されると、先ずス
ロットル開度が全開でることにより変速制御弁で主プー
リ１Ｊ゛−ボ室が排油されて変速比の大きい低速ｒＱ＠
へ変速１ハ同時にこの場合の変速比の変化に応じてフィ
ードバックリンクの作用で圧力調整弁によりライン圧と
共に副プーリザーボ油圧を高くザるようにｗＩ圧され、
低速段側への変速を促進するようになっている。しかし
ながら、上述の圧力調整弁による調斤は通常の変速開始
後の減速時と全く同様であり、フィードバックリンクの
作用でライン圧の上貸が図られるといえども、そのライ
ン圧及びスロットル全開に伴い上昇するエンジン回転に
応じたピトー圧を加算したものとのバランスで定まり、
かかるライン圧特性はスロットル開度を一定にした場合
に変速比【Ｊ対し第１図のように変化する。従って、キ
ックダウン操作した場合の低速段側のシフトダンが緩慢
であり、応答性に欠ける問題があった。

そこで、かかるキックダウン操作時の応答性を改善する
方法としては、高速段を得る主プーリのリーボ油室の朔
油を迅速に行うか、又は低速段を得る副プーリのサーボ
油圧を通常の減速時の低速段側への無段変速の場合に比
べて高くすることが考えられる。しかし、上述のうちの
前者の場合は主ブーリナーボ油圧が急激に低下すると、
駆動ベルＩ−に加わるスラストカが（Ｉｔトｌ）でスリ
ップを生じる恐れがあり、々γましくない。

本発明は、この、１：うｔＪ従来技術において低速段側
への変速制御がワンパターンであるという構造上の問題
点に鑑み、キックダウン用のダウンシフトを行う変速制
御系をイ４加して、キックダウン特性の応答伯−を向上
りる。１、うに：ノた無（Ｑ変速機のキックダウン制ｉ
ｌ＋装置をＩＲ供することを目的とする３゜この目的の
ため本発明の装置Ｐ！ｌは、：１ニックダウン時、アク
セルペダルの踏込みにＰＩ’いキックダウンスイツヂを
動作して、圧力調整弁を高いラインＦ１に調圧ゴ゛べく
拘束（ハフイードバックリンクの作用に関係’Ｊ　＜　
ｉｊ’ｊ　Ｉ５にライン圧ど」（に副プーリ４−Ｊ−ボ
油圧を高めて低速段側への変速をｔＴい、更にかかる動
作の時間を車速（Ｊ応じて変化さｌ！、常にづ−ばやい
応答＋１１をも−）で加速走行さＩＪることを特徴とす
るものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。まず第２図において一本発明が適用される無段変
速機の一例ど１ノτ電磁粉式クラッチ付無段変速機につ
いて邸！明すると、符号１は電磁粉式クラッチ、２は無
段変速機であり、無段変速機２は大別すると前、後進の
切換部３、ベルト式の無段変速部４、終減速部５及び油
圧制御部６から構成されている。

電磁粉式クラッチ１はエンジンからのクランク軸７にコ
イル８を内蔵したドライブメンバ９が一体結合、これに
対し変速機入力軸１ｏにドリブンメンバ１１が回転方向
に一体的にスプライン結合し、これらのドライブ及びド
リブンメンバ９．１１がギャップ１２を介してＴｉ　Ｉ
Ｎして、このギャップ１２にパウダ室１３から電磁粉を
集積するようになっている。

また、ドライブメンバ９にはホルダ１４を介してスリッ
プリング１５がＫＱ置され、スリップリング１５に給電
用のブラシ１６が摺接してコイル８にクラッチ電流を流
すようにしである。

こうして、コイル８にクラッチ電流を流すと、ドライブ
及びドリブンメンバ９．１１の間に生じる磁力線により
両者のギャップ１２に電磁粉が鎖状に結合して集積し、
これによる結合力でドライブメ５− ンバ９に対しドリブンメンバ１１が滑りながら一体結合
して接続した状態になる。−ｈ１クラッチ電流をカッ１
−すると、電！＆粉にょやドライブ及びドリブンメンバ
９．１１の結合力が消失してクラッチ切断状態になる。

そｌノでこの場合のクラッチ電流の供給及びカッ１へを
無段変速機２の切換部３をシフトレバ−等で操作ηる際
に連動して行うようにすれば、Ｐ（パーキング）又はＮ
にコートラル）１ノンジからＤ（ドライブ）又はＲ（リ
バース）レンジへの切換時に自動的にクラッチ１が接断
して、クラッチペダル操作は不要になる。

次いで無段変速Ｉ幾２において、切換部３は上記クラッ
チ１からの入力＠１ｏどこれに同軸上に配貿された無段
変速機２の主軸１７との間に設けられるもので、入力軸
１０に一体結合する後進用ドライブギヤ１８と主軸１７
に回転自在に嵌合する後進用ドリブンギヤ１９とがカウ
ンタギＶ７２０及びアイドラギＡ７２１を介して噛合い
構成され、更にこれらの主軸１７とギヤ１８．１９の間
に切換クラッチ２２が設けられる。

そしてＰ又はＮレンジの中ｆｌ（１′７ｅｌがら切換ク
ラッ６− ヂ２２をギヤ１８側に係合すると、入力軸１０に主軸１
７が直結してＤ１ノンジの前進状態にし、切換クラッチ
２２をギ１７１９側に係合すると、入力軸１０の動力が
ギヤ１８ないし２１により減速逆転してＲレンジの後進
状態にする。

無段変速部４は」−記主軸１７に対し副軸２３が平行配
置され、これらの両軸１７．２３にそれぞれ主プーリ２
４、ｎ１プーリ２５が設りられ、■つプーリ２１１．２
５の間にエンドレスの駆動ベルト２６が掛り渡しである
。プーリ２４．２５はいずれも２分割に構成され、可動
側プーリ半休２４ａ　、　２５ａには油圧サーボ装置２
７、２８が付設されてプーリ間隔を可変にしである。

そしてこの場合に、主プーリ２４は固定側プーリ半休２
４１）に対して可動側ブーり半体２４ａを近づけでプー
リ間隔を順次狭くさせ、副プーリ２５は逆に固定側ブー
り半体２５１）に対し可動側プーリ半体２５ａを遠さ【
ノてブーり間隔を順次広げ、これにより駆動ベル１へ２
６のプーリ２４．２５における巻付【ｊ径の比を変化し
て無段変速した動力を副軸２３に取出すようにＩｔＴっ
ている。

終減速部５は上記副軸２３に中間減速ギヤ２９を介して
連結される出力ｊｌｌｌ１３０の出力ギヤ３１に大径の
ファイナルギヤ３２が哨合い、このファイナルギヤ３２
から差ａｍ横３３を介して左右の駆動軸の車軸３４゜３
５に伝動構成される。

更に油圧制御部６は主プーリ２４側に、その車軸１１及
び入力軸１０の内部を貫通してエンジンクランク＠７に
直結づるポンプ側！１１ＩＩｌｌｌ１３６でコーンジン
運転中常に油圧を生じるＪ：うに油圧ポンプ３７が設（
）られる。そしてこのポンプ油圧が油圧制御部ＶＩＩ３
Ｂで１２２２回転数及びスロットル開度等により制御さ
れて油路３０．４０を介１ノ主ブーり及び副プーリ側の
各油圧リーボ装置ｊ９２７．２８に供給され、無段変速
部３の無段変速制御を行う、１．うに構成される。

第３図においで、変速制御系について説明すると、土プ
ーリ側の油圧サーボ装置２１において主プーリ可動側半
休２４ａがピストンを兼ねてシリンダ２７ａに嵌合し、
サーボ室２７１）のライン圧で動作するようにされ、副
プーリ側の油圧１ノ−ボ装置２８においても副ブーり可
動側−′１′体２５ａがシリンダ２８ａに嵌合１ノ、サ
ーボ室２８ｂのライン圧で動作するようにされ、この場
合に半体２４ａの方が半休２５ａに比べてライン圧の受
圧面積が大きくなっている。

そして、副プーリ勺−ボ室２８ｂからの油路４０が油圧
ポンプ３７．フィルタ４１を介して油溜４２に連通し、
この油路４０の油圧ポンプ吐出側から分岐して主プーリ
サーボ室２７ｂに連通する油路３９に圧力調整弁４３及
び変速制御弁４４が設けられている。

変速制御弁４４は弁本体４５．スプール４６．スプール
４６の一方に付勢されるスプリング４７及びスプリング
力を変化づる作動部材４８から成り、スプール４６のス
プリング４７と反対側のボート４５ａにエンジン回転数
の信号油圧が導かれ、作動部材４８にはスロットル開度
に応じて回動するスロットルカム５１が当接しである。

また、弁本体４５のボート４５ｂはスプール４Ｇのラン
ド４６ａ　、　４６ｂによりライン圧供給用ポーｈ４５
ｃとドレンボーｔｉ５ｄの一方に選択的に連通するよう
になっており、ボート４５ｂが油路３９の油路３９ａに
よりサーボ室２７ｂに連通し、ボート４５ｃが油路３９
ｂにより圧力調整弁４３側に連通９− し、ドレンボー１〜４５（１が油ｖ８５２に、にり油溜
４２側に連通ずる。

これにより、変速制御弁４４のスプール４Ｇにおいては
、ボート４５８の丁−ンジン回転数に応じた信号油圧と
、カム５１の回動に伴うス（二１ツ１〜ル１ｔｉ１位に
応じたスプリング力が対抗して作用し、これら両者の関
係により動作乃る。即ち、二「ンジン回転数が大きいほ
ど、またス１コノドル聞疫が小さいほどボート４５ｂど
４５Ｃが連通して主プーリサ−ボ室２７ｂにライン圧を
導入１［るため、変速比を減じて高速段側に変速する。

次いで、圧力調整弁４３は弁本体！）３．スプール５４
゜スプリング５５から成り、スプール５４のスプリング
５５と反対側のボート５３ａ、　５３ｒｌにはそれぞれ
エンジン回転の信号油ル、油路３９ｃ　、　４０による
副プーリサーボ油圧が導かれ、スプリング５５には主プ
ーリ可動側半休２４ａに係合して実際の変速比を検出す
るフィードバックリンク５６が）す！結される。更に、
ポンプ側の油路３９ｃ　Ｇよ、スプール５４の位置にか
かわらず常に変速１ｔｌｌｌ　ＩＩＩ弁側の油路３９１
１に連通してい一１〇− る。スプール５４は、ピトー圧とスプリングの力により
左右に移動しており、スプール５４のランド５４８部の
切欠により、ライン圧のボート５３ｃどドレン側油路５
２との連通が制御される。

これににす、圧力調整弁４３のスプール５４にはエンジ
ン回転の信号油圧と副プーリサーボ油圧を加算したもの
と、実際の変速比に対応したスプリング５５の力とが対
抗して作用し、これらの関係により動作する。即ち、エ
ンジン回転数が上昇し、フィードバックリンク５Ｇが移
動してスプリング５５の抑圧をゆるめ、副プーリサーボ
室２８１）の油圧でスプール５４が左側に移動してボー
ト５３ｃと５３ｂを連通し、ライン圧が一部ドレンする
ことにより低下すべく調圧されて高速段側への変速を可
能にする。

また、キックダウン時のス［１ツトル全開に伴うスロッ
トルカム５１の作用や、エンジン回転の低下で、変速制
御弁４４により主プーリサーボ室２７ｂがドレンされて
、低速段側に移行する場合に、フィードバックリンク５
６により圧力調整弁４３のスプリング荷重を増大し、ボ
ート５３ｃと５３ｂ＠遮断して副プーリサーボ油圧を高
めるように調圧されて、低速段側への変速を可能にする
。

このような構成に、１３いて、更に圧力調整弁４３のス
プリング５５にフィードバックリンク５６ど別個にキッ
クダウンソレノイド６０からの押圧ロッド６１が当接さ
れ、そのソレノイド６０が車速レンチ６２及びアクセル
ペダル６３を一杯に踏込んだ際にオンするキックダウン
スイッチＧ４ｈ”うの信号を入力する電子回路６５から
の出力信号で動作するようになっている。

第４図において、電子回路６５につき詳記すると、車速
セン′＋１−６２からの信号が波形整形回路６７で整形
された後、更にＦ−Ｖコンバータ６８により車速に応じ
たアナログ電圧値に変換されるものであり、かかるコン
バータ６８の出力側がスイッチ６９を介して接地され、
同時にスイッチ１０を杆て抵抗１１どコンデンサ１２か
ら成る積分回路７３を介してコンパレータ１４のロ極入
力側に接続しである。また、」−記コンデンサ７２と並
列接続された放電回路７５にスイッチ１Ｇが設【）られ
、コンパレータ１４の正極人ｌＪ側の８！岸値を定める
回路７７にスイッチ７８が設けられ、キックダウンスイ
ッチ６４が一ト記スイッチ７０と１８の操作側には直接
に接続するが、スイッチ６９と７６の操作側にはインバ
ータ７９を介して接続される。そして、コンパレータ７
４の出力側が出力トランジスタ８０を介してキックダウ
ンソレノイド６０に接続されている。

このように構成された変速制御装置の動作について説明
すると、キックダウン操作されない場合ではキックダウ
ンスイッチ６４がオフしてスイッチ７０、７８もオフす
ることから、コンパレータ７４には何等信号が入力Ｖず
、従ってトランジスタ８０もオフでキックダウンソレノ
イド６０を非通電する。一方、スイッチ６９．７６はオ
ンして、車速センサ６２からの信号をＦ−Ｖ−１ンバー
タ６８により変換した後アースし、積分回路７３のコン
デンサ７２を放電しており、圧力調整弁４３には何等作
用しない。

そこで走行開始時、既に副プーリサーボ室２８：］に（
，１油圧ポンプ３１から吐出するライン圧が導入さねて
いるが、変速制御弁４４ではエンジン回転数に１３一 応じたピトー圧に対しスロットルカムに応じたスプリン
グ４７の力の方が大ぎく、スプール４６が右側に移動し
てボート４５ｂをドレンボート４５ｄに連通し、主プー
リサーボ室２７ｂを排油している。そのため、主プーリ
２４の可動側半休２４ａは後）ｕして駆動ベルト２６が
深（巻回することになり、プーリ比と共に変速比最大の
低速段を１！７る。

かかる状態で走り始めた後において、エンジン回転数に
応じたピトー圧が高くなると、変速制御弁４４のスプー
ル４１ｉが左側に移動してボート４５ｂを４５ｃに連通
するにうになり、これにより主プーリサーボ室２７ｂに
もライン圧が導入する。すると、主プーリ２４の可動側
半休２４ａは前進して、副プーリ側に比べて受圧面積が
大きいことから駆動ベルト２６の側方を強く押圧するよ
うになる。そこで、可動側半体２４ａが少し右側に動い
てフィードバックリンク５Ｇが移動しスプリング５５が
ゆるめられ、副ブーリリーーボ室２８１＋、の油圧とピ
トー圧の作用で圧力調整弁４３のスプール５４が移動し
、圧力調整弁４３によりライン圧な低−トすべく調整さ
れ、これを１４− 繰返すことで副プーリ２５の可動側半休２５ａの後退及
び主プーリ２４の可動側半休２４ａの萌進を円滑に行い
１りる状態となる。そのため、主プーリ２４の巻イτ１
け径が順次大ぎくなり、プーリ比と共に変速比が小ざい
高速段側に無段変速される。

一方、減速時には変速制御弁４４においてスロットル開
度に対応したスプリング力が最小であるのに対し、エン
ジン回転と共にピトー圧は成る程痕高い１ｃめ、主プー
リサーボ室２７ｂがライン圧供給状態になり、変速比の
小さい高速段を保持し続けて車速及びエンジン回転が低
下する。そして、ボート４５ａに働（ピトー圧が所定値
より小さくなると、変速制御弁４４が元に戻って主プー
リサーボ室２７ｂを排油し低速段側に無段変速するよう
になる。

すると、フィードバックリンク５６の作用で圧力調整弁
４３によりライン圧と共に副プーリサーボ室２８ｂの油
圧を高めるように調圧され、このため低速段側への移行
が促進されて、最初の変速比最大の状態に復帰するので
あり、かかる変速特性を図示すると第５図の曲線へのよ
うになる。

そこで、このにうな変速制御において第５図に示すにう
に、例えば変速比最小の直線１１上の低車速ＶＬでキッ
クダウン操作されるど、スロットル全開になって変速制
御弁４４により主プーリサーボ室２７ｂが１）［油され
る。一方、キックダウンスイッチ６４がオンしてスイッ
チ７０．７８もオンしスイッチ６９．７６がオフするこ
とｌｐ　Ｉら、車速に応じた電圧がコンデンサ７２に充
電され始め、コンパレータ７４からは基環電圧に、Ｊ−
り出力信号が発してトランジスタ８０を介しキックダウ
ンソレノイド６０に通電する。（のため押圧ロッド６１
が突出して圧力調整弁４３のスプール５４を右側に移動
さ［！、直ちにライン圧を高めた状態に拘束する、こう
して、上記主プーリサーボ室２７１）の１１油と副プー
リリ′−ボ室２８ｂの油圧上昇が同時に行われることに
より、低速段側に迅速にダウンシフ１へされることにな
る。

そして、かかるキックダウンが上述のように低車速ＶＬ
で行われるど、コ、ンデン１す７２の充電電圧が暴準電
圧に達して上記動作を解除１ノーるまでの時間が長くな
る。これにより第５図の曲ｆｆ１Ａ　Ｋ　Ｌのように充
分変通比の大きい直線１２にまでシフトダウンされ、且
つエンジン回転もオーバランに至らない所定の高速回転
数Ｖ　ｍａｘに上貸し、その後、上述と同様に無段変速
しながら高速段側に移行して車速が急上昇する。

これに対し、第５図に示寸ように高車速ＶＨでキックダ
ウン操作されると、積分回路１３で設定される解除時間
が短くなり、このため上）本に比べて変速比のの小さい
直線１３にシフトダンランするにとどまるが、エンジン
回転は上述と同様の高速回転数Ｖ　ｍａｘに上昇する。

そして、その後は上述と同様に変速しながら車速が上昇
するようになり、この場合の車速に対する解除時間の関
係を示すと、第６図のＪ：うになる。

尚、圧力調整弁４３によるライン圧の上昇方法は上記実
施例のみに限定されるものではなく、例えば第７図に示
寸にうに圧力調整弁４３のボート５３ａのピトー圧供給
油路５０の途中に、ピトー圧を排油さける電磁弁８１を
設りても良い。

更に、キックダウン時のキックダウンソレノイ１フー ド６０による押圧ロッド６１の突出量を選択することで
、圧力調整弁４３にＪ：るライン圧」−Ｒ値を任意に定
めることができる。また、キックダウン動作の解除はキ
ックダウンスイッチ６４の動作に応じて行うこともでき
、又はエンジン回転を感知して行うこともできる。

以上の説明から明らかなＪ、うに本発明にＪ：るど、キ
ックダウン操作の際には、変速制御弁４４による主プー
リーＩＪ−−ボ室２７１１の１油に対し、フィードバッ
クリンク５６の作用とｔ３Ｌ関係なく圧力調整弁４３に
より同時に目つ高いライン圧を１ｇるように調圧される
ので、非常に知時闇でシフトダウンするようになって応
答性が向干し、この場合に動力伝達不良等の不具合は生
じない。４ニックダウン操作時の車速に応じて解除時間
が変化されるので、エンジンのオーバランが防１にされ
、常に略一定のエンジン回転と充分にシフ１−ダウンが
１りられる。更に、圧力調整弁４３を直接又は間接的に
動作するので、動作性が良く、構造も簡素化する。

【図面の簡単な説明】

１８− 第１図は副プーリサーボ油圧特性を示ず線図、第２図は
本発明が適用される無段変速機の一例を示すスケルトン
図、第３図は本発明による装置の一実施例を示す構成図
、第４図は電子回路の回路図、第５図は変速特性を示す
絵図、第６図はキックダウンの解除時間の車速に対する
関係を示す絵図、第７図は本発明の他の実施例を示す油
圧回路図である。 １・・・電磁粉式クラッチ、２・・・無段変速機、３・
・・切換部、４・・・無段変速部、５・・・終減速部、
６・・・油圧制御部、７・・・クランク軸、８・・・コ
イル、９・・・ドライブメンバ、１０・・・入力軸、１
１・・・ドリブンメンバ、１７・・・主軸、２２・・・
切換クラッチ、２３・・・副軸、２４・・・主プーリ、
２５・・・副プーリ、２６・・・駆動ベルト、２７．２
８・・・油圧サーボ装置、３０・・・出力軸、３８・・
・油圧制御回路、４３・・・圧力調整弁、４４・・・変
速制御弁、６０・・・キックダウンソレノイド、６１・
・・押圧ロッド、６２・・・車速センサ、６４・・・キ
ックダウンスイッチ、６５・・・電子回路。 １９− ｉトー二￥−キ隈司

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主ブーりと副プーリの間に巻装される駆動ベルトブーり
   比を変換ｊノで無段変速を行う無段変速機の、上記副ブ
   ーり側油圧サーボ装置には常にライン圧を導き、上記主
   ブーり側油圧サーボ装置にはスロラミール間度とエンジ
   ン回転数の関係で動作する変速制御弁を介してライン圧
   を給排油し、該ライン圧自体をエンジン回転、副プーリ
   側ナーボ油圧及び実際の変速化の関係ににり圧力調整弁
   で調圧する変速制御Ｉ装置において、キックダウン時、
   キックダウンスイツヂの動作により上記圧力調整弁を高
   いライン圧に調圧すべく拘束してシフトダウンさせ、キ
   ックダウン時の車速に基づく解除時間後、上記Ｆ［力調
   整弁を元に戻し、無段変速しながら車速を増大するよう
   に構成したことを特徴とする無段変速機の変速制御Ｉ装
   置。