(57)【要約】    ベルト式無段変速機の閉じ込み制御を確実に解除する。    ベルト７を巻き掛けるプーリ２が固定シーブ５とその固定シーブ５に対向して配置された可動シーブ６とによって構成され、その可動シーブ６を固定シーブ５側に押圧する流体圧室１６Ａ，１６Ｂに対して圧力流体を排出する流路３８に、流体圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力に抗する方向に押圧されて流路３８を閉じる弁体４１が設けられるとともに、その弁体４１を流体圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力に抗する方向に押圧する推力を発生する閉弁機構４３が設けられているシーブ位置決め装置において、閉弁機構４３は、推力が、所定の変速比が設定されている状態で弁体４１を開弁方向に押圧する荷重より大きく、かつ流体圧室１６Ａ，１６Ｂが最大圧力になった場合における弁体４１を開弁方向に押圧する荷重より小さくなるように構成されている。
2010064296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトを巻き掛けるプーリが固定シーブとその固定シーブに対向して配置された可動シーブとによって構成され、その可動シーブを前記固定シーブ側に押圧する流体圧室に対して圧力流体を排出する流路に、前記流体圧室の圧力に抗する方向に押圧されて前記流路を閉じる弁体が設けられるとともに、その弁体を前記流体圧室の圧力に抗する方向に押圧する推力を発生する閉弁機構が設けられているシーブ位置決め装置において、
前記閉弁機構は、前記推力が、所定の変速比が設定されている状態で前記弁体を開弁方向に押圧する荷重より大きく、かつ前記流体圧室が最大圧力になった場合における前記弁体を開弁方向に押圧する荷重より小さくなるように構成されていることを特徴とするシーブ位置決め装置。
【請求項２】
前記閉弁機構は、所定の流体圧と該流体圧が作用する閉弁側受圧面の面積との積が前記推力となるピストン部材を有し、
前記弁体は、前記流体圧室の圧力が作用して前記弁体を開弁方向に押圧力生じる所定の面積の開弁側受圧面を有し、
前記閉弁側受圧面の面積は、その閉弁側受圧面に前記流体圧が作用した場合の前記推力が、前記流体圧室の最大圧力が前記開弁側受圧面に作用した場合の前記開弁方向の荷重より小さくなる面積に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシーブ位置決め装置。
【請求項３】
前記最大圧力は、前記弁体によって前記流路を閉じた状態で前記ベルトの張力を設計上定められた最大張力に増大させることにより前記流体圧室に生じる圧力であることを特徴とする請求項１または２に記載のシーブ位置決め装置。
【請求項４】
前記ベルトが巻き掛けられた第２のプーリを備え、その第２のプーリは、第２の固定シーブと、その第２の固定シーブに対向して配置されかつ第２の固定シーブに対して接近・離隔する第２の可動シーブと、その第２の可動シーブを前記第２の固定シーブ側に押圧する第２の流体圧室とを有し、
前記最大圧力は、前記弁体によって前記流路を閉じた状態で前記第２の流体圧室の圧力を設計上定められた圧力に増大させることにより前記流体圧室に生じる圧力であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシーブ位置決め装置。
【請求項５】
前記弁体を開弁方向に押圧する弾性体を更に備え、
前記弁体を開弁方向に押圧する荷重は、前記開弁側受圧面に作用する前記流体圧室の圧力と前記弁体の受圧面の面積との積と、前記弾性体の弾性力との和であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のシーブ位置決め装置。
【請求項６】
電気的に制御されて、前記閉弁側受圧面に圧力を作用させる圧力流体の供給・排出を制御する電磁弁を更に備えていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のシーブ位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルトなどの動力伝達部材が巻き掛けられるプーリが、固定シーブと可動シーブとから構成された伝動機構において、可動シーブの位置を決めるための装置に関し、特に圧力流体をアクチュエータに閉じ込めて可動シーブの位置を保持する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両における伝動機構としてベルト式の無段変速機が知られている。ベルト式無段変速機は、駆動側もしくは入力側のプライマリープーリと、従動側もしくは出力側のセカンダリープーリと、これらのプーリに巻き掛けられたベルトとを備え、それらのプーリに対するベルトの巻き掛け半径に応じた変速比が設定されるように構成されている。それらのプーリは、ベルトの巻き掛ける溝の幅を変化させてベルトの巻き掛け半径を変化させるために、固定シーブと可動シーブとから構成されている。その固定シーブは、回転軸に一体化されたシーブであり、また可動シーブは、その回転軸上を軸線方向に前後動して固定シーブとの間の間隔を変化させるシーブである。これらのシーブの対向面は例えばテーパ面となっている。前記ベルトを巻き掛ける溝は、それらのテーパ面によって形成されている。【０００３】
ベルト式無段変速機における伝達トルク容量は、ベルトとプーリとの接触圧力に応じて変化するから、トルクを伝達するためには可動シーブを固定シーブ側に押圧してベルトをこれらのシーブによって挟み付ける必要がある。したがって、ベルト式無段変速機では、変速比を設定するために可動シーブの位置を決める制御と、可動シーブを固定シーブ側に押圧してベルトを挟み付ける挟圧力を生じさせる制御とを並行して行う必要がある。そこで、従来、いずれか一方のプーリ（例えば駆動側のプライマリープーリ）における可動シーブの位置を制御して変速比を制御し、他方のプーリ（例えば従動側のセカンダリープーリ）における可動シーブを押圧する圧力を制御して挟圧力を制御している。【０００４】
このような変速比制御は、プライマリープーリにおけるアクチュエータに供給する圧油などの圧力流体の流量をフィードバック制御することにより行っているが、変速比を一定に維持する場合であっても、ベルト挟圧力分の圧力を必要とするから、可動シーブの位置が変化しないように圧力流体を微量であっても供給し続けている。しかしながら、変速を実行しないにも拘わらず圧力流体を供給することは、圧力流体の漏れを継続させることであってエネルギの損失になる。そこで、例えば特開２００６−３００２７０号公報や特開２００７−５７０３３号公報に記載された発明では、変速のための可動シーブを固定シーブ側に押圧する圧油を供給する油路に、圧油の供給側にのみ開く制御弁（もしくは一方向弁）が設けられるとともに、その可動シーブが固定シーブから離れる方向に移動させるよう圧油を排出する油路に、排出側にのみ開く制御弁（もしくは一方向弁）が設けられ、さらにその排出側の制御弁が開くことを選択的に阻止する油圧機構が設けられている。【０００５】
なお、特開平５−３３８３９号公報には、ベルト式無段変速機における遠心油圧を制御する機構が記載され、また特開２００５−２７３７３０号公報には挟圧力を設定する油室を、受圧面積の異なる二つの油室に分割し、それらの受圧面積の比率を規定した発明が記載されている。【０００６】
車両において比較的高頻度に設定される変速比は高車速側の変速比であり、その高速側の変速比を設定している状態で、上述した特開２００６−３００２７０号公報や特開２００７−５７０３３号公報に記載されている油圧機構によって圧油の排出を阻止することにより、高車速側の変速比を維持する際に圧油の漏洩を防止もしくは抑制してエネルギの損失を低減できる。しかしながら、ダウンシフトを生じさせる圧油の排出を選択的に阻止する制御は、電気的に行うのが通常であり、例えば前記油圧機構は電気的に制御される電磁弁を含んだ構成として、その電磁弁を制御して前記排出側の制御弁が開くことを選択的に阻止することになる。その場合、電気的なフェールが生じると、前記排出側の制御弁が閉じたままとなって、変速比が高車速側の変速比に固定される可能性がある。ベルト式の無段変速機は、プーリによってベルトを挟み付けることにより伝達トルク容量を確保するように構成されているから、回転していない状態で変速比を変化させることができない。そのため、電気的なフェールによって高車速側の変速比に固定されてしまうと、車両が停止後、再度発進する際に駆動トルクが不足し、極端な場合には、発進できなくなり、あるいはエンジンストールに到る可能性がある。
【発明の開示】
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ベルト式無段変速機において、エネルギ損失を生じることなく変速比を固定する制御を実行でき、かつその変速比の固定を確実に解除できるシーブ位置決め装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、ベルトを巻き掛けるプーリが固定シーブとその固定シーブに対向して配置された可動シーブとによって構成され、その可動シーブを前記固定シーブ側に押圧する流体圧室に対して圧力流体を排出する流路に、前記流体圧室の圧力に抗する方向に押圧されて前記流路を閉じる弁体が設けられるとともに、その弁体を前記流体圧室の圧力に抗する方向に押圧する推力を発生する閉弁機構が設けられているシーブ位置決め装置において、前記閉弁機構は、前記推力が、所定の変速比が設定されている状態で前記弁体を開弁方向に押圧する荷重より大きく、かつ前記流体圧室が最大圧力になった場合における前記弁体を開弁方向に押圧する荷重より小さくなるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明は、上記の発明において、前記閉弁機構は、所定の流体圧と該流体圧が作用する閉弁側受圧面の面積との積が前記推力となるピストン部材を有し、前記弁体は、前記流体圧室の圧力が作用して前記弁体を開弁方向に押圧力生じる所定の面積の開弁側受圧面を有し、前記閉弁側受圧面の面積は、その閉弁側受圧面に前記流体圧が作用した場合の前記推力が、前記流体圧室の最大圧力が前記開弁側受圧面に作用した場合の前記開弁方向の荷重より小さくなる面積に設定されていることを特徴とするシーブ位置決め装置である。
【００１０】
更に、この発明は、上記の発明において、前記最大圧力は、前記弁体によって前記流路を閉じた状態で前記ベルトの張力を設計上定められた最大張力に増大させることにより前記流体圧室に生じる圧力であることを特徴とするシーブ位置決め装置である。
【００１１】
更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記ベルトが巻き掛けられた第２のプーリを備え、その第２のプーリは、第２の固定シーブと、その第２の固定シーブに対向して配置されかつ第２の固定シーブに対して接近・離隔する第２の可動シーブと、その第２の可動シーブを前記第２の固定シーブ側に押圧する第２の流体圧室とを有し、前記最大圧力は、前記弁体によって前記流路を閉じた状態で前記第２の流体圧室の圧力を設計上定められた圧力に増大させることにより前記流体圧室に生じる圧力であることを特徴とするシーブ位置決め装置である。
【００１２】
更に、この発明は、上記いずれかの発明において、前記弁体を開弁方向に押圧する弾性体を更に備え、前記弁体を開弁方向に押圧する荷重は、前記開弁側受圧面に作用する前記流体圧室の圧力と前記弁体の受圧面の面積との積と、前記弾性体の弾性力との和であることを特徴とするに記載のシーブ位置決め装置である。
【００１３】
更に、この発明は、上記いずれかの発明において、電気的に制御されて、前記閉弁側受圧面に圧力を作用させる圧力流体の供給・排出を制御する電磁弁を更に備えていることを特徴とするシーブ位置決め装置である。
【００１４】
更に、この発明によれば、閉弁機構の推力によって弁体が閉弁動作し、その結果、可動シーブの位置を決めるための圧力流体が供給される流体圧室からの排圧が阻止される。すなわち、可動シーブの位置を固定して変速比を一定の維持するために、流体圧室に圧力流体が閉じ込められるので、変速比を一定に維持する際に圧力流体が殆ど漏洩することがなく、エネルギ損失を防止もしくは低減でき、車両に適用した場合には燃費を向上させることができる。また、流体圧室の圧力が最大になった場合に弁体に作用する開弁方向の荷重が、閉弁機構によって弁体に作用する推力より大きいので、閉弁機構による推力を解除できない事態が生じても、言い換えれば、閉弁機構に何らかのフェールが生じて前記推力を解除できない場合であっても、その推力に抗して弁体を開弁動作させ、流体圧室から圧力流体を排出することが可能になる。すなわち、閉弁機構にフェールが生じても、流体圧室の圧力を最大にまで増大させる過程で弁体を開弁動作させることにより変速比の固定を解除し、ベルト式無段変速機での変速が可能になる。
【００１５】
更に、この発明によれば、前記弁体で圧力流体が閉じ込められている流体圧室に圧力流体を更に供給できない場合であっても、ベルトの張力を増大させることにより、可動シーブに対してこれを固定シーブから離隔させる方向に荷重が作用するので、可動シーブを押圧するように作用する流体圧室の圧力を最大圧力に向けて高くすることができる。そのため、閉弁機構のフェールによって弁体に対する前記推力を解除できない場合であっても、流体圧室から排圧するための流路を開いて、変速を行うことが可能になる。
【００１６】
更に、この発明によれば、第２の流体圧室の圧力を高くすることによりベルトの張力を増大させ、これにより前記流体圧室の圧力を最大圧力に向けて増大させることができる。すなわち、閉弁機構に何らかのフェールが生じて、弁体に対する推力を解除できない場合、第２の流体圧室に供給する流体圧を増大させることにより前記流路を開いて変速を行うことが可能になる。
【００１７】
更に、この発明によれば、閉弁機構は弾性体による弾性力にも抗して弁体を閉じた状態に維持することができ、また前記流体圧室の圧力が増大した場合には、その圧力による荷重と弾性力とを合わせた力が閉弁機構による推力より大きくなり、弁体が押し開かれて変速が可能になる。
【００１８】
更に、この発明によれば、断線や短絡などの電気的なフェールによって電磁弁が動作しなくなり、その結果、弁体に対してこれを閉じる方向に作用する推力を解除できなくなっても、上述したように、前記流体圧室の圧力を最大に向けて増大させる過程で、弁体を押し開き、変速を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係るシーブ位置決め装置を構成する模式的な油圧回路図である。
【図２】チェック弁および閉弁機構を拡大して示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明をより具体的に説明する。この発明は、ベルト式無段変速機における可動シーブの位置を制御するための装置、特に変速比を設定するための可動シーブの位置を制御する装置であり、そのベルト式無段変速機の一例を先ず説明する。図１には車両に搭載されるベルト式無段変速機（以下、単に無段変速機と記し、あるいはＣＶＴと記すことがある）１を示してあり、駆動側（もしくは入力側）のプライマリープーリ２と従動側（もしくは出力側）のセカンダリープーリ３とが、それぞれの回転中心軸線を平行にした状態で配置されている。なお、図１には各プーリ２，３の上半分と下半分とは異なる状態を示してあり、プライマリープーリ２の上半分とセカンダリープーリ３の下半分とは、低速側の変速比を設定している状態を示し、プライマリープーリ２の下半分とセカンダリープーリ３の上半分とは、高速側の変速比を設定している状態を示している。【００２１】
プライマリープーリ２は、入力軸４と一体となって回転する固定シーブ５と、その固定シーブ５に対向して配置されかつ入力軸４上をその軸線方向に前後動するように配置された可動シーブ６とから構成されている。これらのシーブ５，６の互いに対向する面は、テーパ面となっており、これらのテーパ面の間がベルト７を巻き掛けるための巻き掛け溝８となっている。【００２２】
可動シーブ６を固定シーブ５に向けて押圧するための機構が、可動シーブ６の背面側（固定シーブ５に対向するテーパ面とは反対側）に設けられている。図１に示す例では、その機構はいわゆるダブルチャンバー型に構成されている。具体的に説明すると、可動シーブ６の背面に向けて開口した円筒状のシリンダ部材９が、可動シーブ６の背面側に配置され、かつ前記入力軸４に取り付けられている。そのシリンダ部材９の内周側には、可動シーブ６のボス部１０より幾分大径の円筒部１１と、その円筒部１１の開口端から半径方向に外側に延びたフランジ部１２とを有する隔壁部１３が配置されており、この隔壁部１３は前記シリンダ部材９と共に入力軸４に取り付けられている。可動シーブ６のボス部１０は、隔壁部１３における円筒部１１の内周側に挿入されており、また可動シーブ６の背面における外周部には、前記シリンダ部材９の内部に突出した円筒部１４が一体に形成されている。【００２３】
そして、外周部がシリンダ部材９の内周面に液密状態に摺接し、かつ内周部が隔壁部１３における円筒部１１の外周面に液密状態に摺接したピストン部材１５がシリンダ部材９の内部に軸線方向に前後動できるように配置されており、可動シーブ６に形成されている前記円筒部１４の先端が、ピストン部材１５に当接されている。また、隔壁部１３におけるフランジ部１２の外周端が、可動シーブ６における円筒部１１の内周面に液密状態に摺接している。したがって、シリンダ部材９とピストン部材１５との間、および隔壁部１３と可動シーブ６の背面との間のそれぞれに、この発明における圧力流体に相当する圧油が給排される流体圧室すなわち油圧室１６Ａ，１６Ｂが形成されている。なお、ピストン部材１５と隔壁部１３との間の空間は外部に連通され、その容積の変化に対して抵抗力が生じないようになっている。【００２４】
これらの油圧室１６Ａ，１６Ｂに対して圧油を供給・排出するための油路について説明すると、入力軸４にはその中心軸線に沿って油路１７が形成されており、この油路１７から分岐した相対的に小径の分岐油路１８Ａ，１８Ｂが、前記各油圧室１６Ａ，１６Ｂに対応する位置で、入力軸４の半径方向に向けて形成されている。また、可動シーブ６のボス部１０は分岐油路１８Ｂと一方の油圧室１６Ｂとを連通する貫通孔１９が形成され、さらに隔壁部１３には各油圧室１６Ａ，１６Ｂを連通する貫通孔２０が形成されている。【００２５】
なお、図１において、符号２１はボールスプラインを示し、このボールスプライン２１によって、可動シーブ６が入力軸４に対して回転方向で一体化され、かつ入力軸４の軸線方向にスムースに前後動するように構成されている。また、符号２２は軸受を示し、入力軸４はこれらの軸受２２によって回転自在に支持されている。そして、この入力軸４にエンジン（Ｅ／Ｇ）２３などの所定の駆動力源から動力が入力されるように構成されている。【００２６】
つぎにセカンダリープーリ３について説明すると、出力軸２４と一体となって回転する固定シーブ２５と、その固定シーブ２５に対向して配置されかつ出力軸２４上をその軸線方向に前後動するように配置された可動シーブ２６とによってセカンダリープーリ３が構成されている。これらのシーブ２５，２６の互いに対向する面は、テーパ面となっており、これらのテーパ面の間がベルト７を巻き掛けるための巻き掛け溝２７となっている。【００２７】
ベルト７を挟み付ける挟圧力を発生するために可動シーブ２６を固定シーブ２５側に押圧するための機構が、可動シーブ２６の背面側（固定シーブ２５に対向するテーパ面とは反対側）に設けられている。すなわち、可動シーブ２６の背面に向けて開口した筒状のシリンダ部材２８が、可動シーブ２６の背面側に配置され、かつ前記出力軸２４に取り付けられている。そのシリンダ部材２８の内周面に液密状態を維持して摺接する円筒状のピストン部材２９が、可動シーブ２６の背面に一体に取り付けられている。したがって、シリンダ部材２８の内面と、ピストン部材２９の内面と、シリンダ部材２８の中心側の部分に嵌合している可動シーブ２６のボス部３０の外周面とによって囲われた空間部分がこの発明における第２の流体圧室に相当する油圧室３１となっている。【００２８】
この油圧室３１油圧を供給・排出するための油路について説明すると、出力軸２４にはその中心軸線に沿って油路３２が形成されており、この油路３２から分岐した相対的に小径の分岐油路３３が、前記油圧室３１に対応する位置で、出力軸２４の半径方向に向けて形成されている。また、可動シーブ２６のボス部３０は分岐油路３３と油圧室３１とを連通する貫通孔３４が形成されている。【００２９】
なお、図１において、符号３５は軸受を示し、出力軸２４はこれらの軸受３５によって回転自在に支持されている。そして、この出力軸２４に終減速機（デファレンシャル）３６を含む伝動機構を介して駆動輪３７にトルクを伝達するように構成されている。【００３０】
図１に示す無段変速機１は、プライマリープーリ２における可動シーブ６の位置を変えて変速を実行し、またセカンダリープーリ３における固定シーブ２５と可動シーブ２６とによってベルト７を挟み付け、その挟圧力に応じた伝達トルク容量を設定するように構成されている。その変速制御および挟圧力制御を行うための流体圧回路（すなわち油圧回路）の構成について説明する。前記入力軸４に形成されている油路１７に、変速制御のための圧油を流通させる流路３８が連通されている。その流路３８には、プライマリープーリ２における油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油を閉じ込める閉じ込み制御のためのチェック弁３９が設けられている。【００３１】
そのチェック弁３９は、弁座４０と、その弁座４０に押し付けられることにより流路３８を閉じる弁体としてのボール４１と、そのボール４１を弁座４０から離れる方向に押圧する弾性体であるリターンスプリング４２とを備えている。そして、このチェック弁３９は、油圧室１６Ａ，１６Ｂに向けて流れる圧油によってボール４１に対して、これを弁座４０に押し付ける方向の力が作用し、これとは反対に油圧室１６Ａ，１６Ｂから排出される圧油によってボール４１に対して、これを弁座４０から離れる方向に力が作用するように配置されている。したがって、リターンスプリング４２の弾性力は、流路３８を介して油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油を供給する場合であってもボール４１を弁座４０から離隔させる大きさに設定されている。【００３２】
上記のチェック弁３９を閉弁状態に維持するための閉弁機構４３が設けられている。この閉弁機構４３は、前記ボール４１を弁座４０に押し付けるための推力を発生するアクチュエータ４４と、そのアクチュエータ４４に対して圧力流体（すなわち圧油）を供給・排出する制御を行う電磁弁４５とを備えている。アクチュエータ４４は、シリンダ４６に内蔵されたピストン４７とそのピストン４７に一体化されかつ前記ボール４１に突き当てられたロッド４８とを有し、シリンダ４６の内部に供給された油圧に応じた推力（押圧力）を生じるように構成されている。具体的には、図２において、シリンダ４６に供給される油圧をＰｃｖ、その油圧Ｐｃｖが作用するピストン４７の受圧面（閉弁側受圧面）４７Ａの面積をＡｃｖとすると、これらの積（Ｐｃｖ×Ａｃｖ）の推力でボール４１を弁座４０側に押すように構成されている。一方、電磁弁４５は、いわゆるオン・オフ弁であって、オン状態あるいはオフ状態のいずれか一方の状態でアクチュエータ４４に油圧を供給し、またいずれか他方の状態でアクチュエータ４４から油圧を排出させるように構成されている。【００３３】
ここで、アクチュエータ４４で発生する推力について更に説明すると、チェック弁３９は、所定の変速比が設定されている状態で、プライマリープーリ２における油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油を閉じ込めるためのものであるから、アクチュエータ４４は、所定の変速比が設定されている状態でボール４１を開弁方向（図１の左方向）に押圧する荷重より大きい推力を発生するようになっている。油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力をＰｓ、閉弁状態のボール４１に対して前記油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力Ｐｓが作用する面積（すなわち開弁側受圧面４１Ａの受圧面積）をＡball、リターンスプリング４２の弾性力をＦｓｐとすると、所定の変速比が設定されている状態でボール４１を開弁方向に押圧する荷重は（Ｐｓ・Ａball＋Ｆｓｐ）である。アクチュエータ４４による推力は、これより大きい必要があるので、
Ｐｓ・Ａball＋Ｆｓｐ＜Ｐｃｖ・Ａｃｖ
の関係が成立するように構成されている。なお、アクチュエータ４４に供給される油圧Ｐｃｖは、設計上、予め定めた圧力とすることができる。【００３４】
また、この発明においては、前記電磁弁４５のフェールなどによって上記のアクチュエータ４４から排圧できない場合であっても、変速比を設定する前記油圧室１６Ａ，１６Ｂから圧油を排出できるように構成されている。具体的には、油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力が最大になった場合に、ボール４１に対してこれを開弁方向に押圧する荷重が、前記アクチュエータ４４による推力より大きくなるように構成されている。その最大圧力Ｐsmaxは、
Ｐsmax＝１／Ａin×τ×（Ｐoutmax×Ａout＋Ｃ）
である。ここで、Ａinはプライマリープーリ２における可動シーブ６が油圧を受ける受圧面積、τは推力比であり、セカンダリープーリ３における推力Ｗoutとプライマリープーリ２における推力Ｗinとの比率（Ｗout／Ｗin）である。また、Ｐoutmaxはセカンダリープーリ３における最大油圧であり無段変速機１の全体の元圧であるライン圧を採用することができる。さらに、Ａoutはセカンダリープーリ３における受圧面の面積であり、Ｃは定数であってセカンダリープーリ３に内蔵されている図示しないスプリングの弾性力や、回転数およびマップから求められる遠心油圧などの既知の値である。したがって、推力比τは、アクセル開度などの駆動要求量や変速比から求めることができ、またセカンダリープーリ３の最大圧力Ｐoutmaxはセンサによって検出でき、他の値は設計上決まるものであるから、結局、プライマリープーリ２の最大圧力Ｐsmaxを求めることができる。【００３５】
そして、このようにして求めることができる最大圧力Ｐsmaxをプライマリープーリ２に生じさせた状態でボール４１に対してこれを開弁方向に押圧する荷重は、
Ｐsmax・Ａball＋Ｆsp
である。この発明においては、この最大荷重が、前記閉弁機構４３によりボール４１を押圧する推力（Ｐｃｖ・Ａｃｖ）より大きくなるように構成されている。すなわち、この発明では、
Ｐｓ・Ａball＋Ｆｓｐ＜Ｐｃｖ・Ａｃｖ＜Ｐsmax・Ａball＋Ｆsp
の関係が成立するように前記アクチュエータ４４の受圧面積Ａｃｖが設定されている。【００３６】
上記のチェック弁３９が介装されている流路３８は、アップシフト制御弁４９とダウンシフト制御弁５０とに連通されている。これらの制御弁４９，５０は、信号圧に応じて開閉動作する開閉弁であって、アップシフト制御弁４９は前記流路３８をライン圧ＰL（もしくはライン圧を調圧した油圧）が供給されている油路５１に選択的に連通させるように構成されている。また、ダウンシフト制御弁５０は前記流路３８をドレーン箇所に選択的に連通させるように構成されている。なお、これらの制御弁４９，５０に対する信号圧の供給およびその停止は、図示しない電磁弁によって行うように構成されている。【００３７】
一方、セカンダリープーリ３における油路３２には、ライン圧ＰL（もしくはライン圧を調圧した油圧）を無段変速機１に対する入力トルクに応じた油圧に調圧する調圧弁５２が連通されている。この調圧弁５２は、リニアソレノイドバルブ５３から供給される調圧信号圧に基づいて調圧レベルが高低に変化し、その調圧レベルに応じた油圧をセカンダリープーリ３に対して出力するように構成されている。【００３８】
つぎに、上述したプライマリープーリ２における可動シーブ６の位置の制御、すなわち変速制御について説明する。前述したように、ベルト式無段変速機１ではベルト挟圧力に応じた伝達トルク容量となるので、セカンダリープーリ３の油圧室３１に供給される油圧がアクセル開度などの駆動要求量に基づいて制御される。具体的には、前述したリニアソレノイドバルブ５３が出力する調圧信号圧が駆動要求量に応じた圧力となるようにリニアソレノイドバルブ５３が制御される。こうしてベルト挟圧力を設定することにより、セカンダリープーリ３においてはベルト７をその巻き掛け溝２７の外周側に押し出す作用が生じ、ベルト７の張力が増大する。それに伴い、プライマリープーリ２においては、ベルト７をその巻き掛け溝８の内周側に移動させる力が作用するが、変速制御で要求されている変速比を設定するように可動シーブ６の位置が制御されるので、ベルト７の巻き掛け半径は、挟圧力によっては変化しない。【００３９】
車速の増大などによって変速比を小さくする場合、すなわちアップシフトする場合には、前述したアップシフト制御弁４９からプライマリープーリ２における油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油が供給される。その圧油に押されて可動シーブ６が固定シーブ５側に移動するので、プライマリープーリ２においてはベルト７がその巻き掛け溝８の外周側に次第に押し出されて巻き掛け半径が増大し、これに対してセカンダリープーリ３においてはその可動シーブ２６が固定シーブ２５から更に離隔されてベルト７が巻き掛け溝２７の内周側に入り込み、巻き掛け半径が次第に小さくなる。【００４０】
反対に変速比を大きくする場合、すなわちダウンシフトする場合には、前述したダウンシフト制御弁５０からプライマリープーリ２における油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧油をドレーン箇所に排出させる。プライマリープーリ２における可動シーブ６には、固定シーブ５から離隔させて巻き掛け溝８を増大させる力が作用しているので、油圧室１６Ａ，１６Ｂから排圧されると、その排出量に応じて可動シーブ６が後退し、ベルト７の巻き掛け半径が次第に小さくなる。これに対してセカンダリープーリ３においてはその可動シーブ２６が固定シーブ２５に接近するように油圧が作用しているので、プライマリープーリ２におけるベルト巻き掛け半径の減少に応じてセカンダリープーリ３におけるベルト巻き掛け半径が増大する。このようなアップシフト制御およびダウンシフト制御は、例えば目標変速比と検出された変速比との偏差など、目標値と実際値との偏差に基づくフィードバック制御によってプライマリープーリ２における可動シーブ６の位置もしくはその油圧室１６Ａ，１６Ｂに供給する圧油の量を制御することにより行われる。【００４１】
そして、中高速の巡航状態でアクセル開度などの駆動要求量が一定になっており、また車速がほぼ一定であれば、目標変速比が変化しないので、変速比を一定に維持することになる。その場合、前記閉弁機構４３を構成している電磁弁４５が動作してアクチュエータ４４に油圧Ｐｃｖが供給される。その結果、ピストン４７がボール４１側に移動してボール４１を弁座４０に向けて押圧する。その場合の推力は、｛Ｐｃｖ・Ａｃｖ｝であるから、その時点の油圧室１６Ａ，１６Ｂにおける油圧とリターンスプリング４２の弾性力とによる開弁方向の力｛Ｐｓ・Ａball＋Ｆｓｐ｝より大きい推力となり、したがってボール４１は弁座４０に押し付けられて、チェック弁３９が閉じる。こうして、変速のための油圧室１６Ａ，１６Ｂに連通している流路を閉じることにより、油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油が閉じ込められるので、可動シーブ６の位置が変化せず、変速比が一定に維持される。その場合、アップシフト制御弁４９から圧油を特には供給する必要がないので、圧油の連続した供給やそれに伴う漏洩あるいは排出などに伴うエネルギの損失を防止もしくは抑制することができる。【００４２】
変速を行うために油圧室１６Ａ，１６Ｂに対する圧油の閉じ込みを解除するには、前記電磁弁４５を切替動作させてアクチュエータ４４から油圧を排出させる。こうすることにより、ボール４１に対して作用していた閉弁方向の推力がなくなるので、ボール４１はリターンスプリング４２の弾性力、あるいはその弾性力と油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力とによって開弁方向に移動させられ、その結果、流路３８が開かれるので、油圧室１６Ａ，１６Ｂに圧油を供給してアップシフトし、あるいは油圧室１６Ａ，１６Ｂから圧油を排出してダウンシフトすることが可能になる。【００４３】
ところで、油圧室１６Ａ，１６Ｂに対する圧油の閉じ込み制御を実行している状態で、電磁弁４５やその電気系統の異常によってアクチュエータ４４から油圧Ｐｃｖを排出できなくなった場合、以下に述べる強制開弁制御が実行される。チェック弁３９が開かない異常は、電子制御装置（図示せず）によるフェール検出プログラムによって判断でき、また変速指令信号を出力しているにも拘わらず変速比が変化しないことを検出することにより判断でき、その判断が成立した場合、プライマリープーリ２における油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力を最大圧力に向けて増大させる。この制御は、プライマリープーリ２の油圧室１６Ａ，１６Ｂに対する圧油供給を行えないのであるから、ベルト７の張力を設計上定められている最大張力に向けて増大させることにより行う。すなわち、セカンダリープーリ３に対して供給する油圧すなわちベルト挟圧力を設定するための油圧を増大させる。セカンダリープーリ３に供給する油圧を増大させると、ベルト７の張力が増大し、プライマリープーリ２においては可動シーブ６を固定シーブ５から離隔させる方向に荷重が生じ、それに伴って油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力が増大する。【００４４】
前述したように前記アクチュエータ４４によってボール４１を閉弁方向に押圧する推力は、油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力が最大になった場合にボール４１に対してこれを開弁方向に押圧する荷重より小さいから、セカンダリープーリ３の油圧を増大させてプライマリープーリ２の油圧室１６Ａ，１６Ｂの圧力を設計上定められた最大圧力まで増大させると、その過程で、ボール４１に対する開弁方向の荷重が閉弁方向に作用する推力より大きくなり、チェック弁３９が開く。すなわち、変速比の固定が解除されて変速が可能になる。上述した図１に示す構成では、変速比を設定するための油圧室１６Ａ，１６Ｂがプライマリープーリ２に設けられているので、上記のように強制的にチェック弁３９を開くと、油圧室１６Ａ，１６Ｂから圧油が排出され、その巻き掛け溝８が拡がってベルト７の巻き掛け半径が小さくなるので、ダウンシフトが生じる。こうして最大変速比まで変速できるから、加速の際に十分な駆動力を確保でき、また再発進の際のエンジンストールを回避でき、あるいは十分な駆動力を確保できる。【００４５】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであり、流路を閉じる弁体あるいは弁機構は、ボールを使用したチェック弁以外のものであってよく、要は、閉弁方向の推力と開弁方向の荷重との大小によって閉弁し、あるいは開弁する構成であればよい。また、この種の弁は、流体圧室から排圧する流路に設けられていればよいのであり、上述した具体例におけるように流体圧室に対して圧力流体を供給および排出する流路に弁体を介装した構成に限られない。さらに、変速比を設定する流体圧室はプライマリープーリに設けずに、セカンダリープーリに設けてもよい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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