CN102691765A - 带式无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种带式无级变速器，利用作用于已有部件和可动滑轮上的力，不导致成本增加并发挥变速比锁定功能。带式无级变速器具备初级带轮(42)、次级带轮(43)、带(44)、滚珠(14、14)、上部截至圆弧槽(15)、锁定固定用卡环(16)、锁定解除用卡环(17)。锁定固定用卡环(16)在可动滑轮筒状轴(42f)朝向最高档变速比下的锁定位置时，基于初级可动滑轮(42b)受到的油压推力，向滚珠(14、14)输入联接力。锁定解除用卡环(17)在可动滑轮筒状轴(42f)自最高档变速比的锁定位置离开时，基于初级可动滑轮(42b)受到的带反作用力，向滚珠(14、14)输入解除力。

Description

带式无级变速器

技术领域

本发明涉及在初级带轮的相对的一对滑轮面和次级带轮的相对的一对的滑轮面上卷挂有带的带式无级变速器。

背景技术

带式无级变速器在高速行驶时，通过初级带轮确保必要的带夹紧力，相对传递转矩的变动而维持最高档变速比。此时，由于向初级带轮的初级压力在成为单元内的最大油压，因而需要将基于来自油泵的泵排出压进行调压的管路压至少提高到初级压力。因此，在长时间维持高速行驶的高速巡航中，不能降低油泵的驱动转矩，在可自发动机获得油泵的驱动转矩的发动机搭载车辆的场合，不能提高燃耗效率。

因此，提出有如下的变速比锁定机构，在带式无级变速器中，在规定的变速比位置将初级可动滑轮相对于初级固定滑轮锁定。作为现有的变速比锁定机构，公知有通过油压封入将初级可动滑轮固定在规定的变速比位置的油压式变速比锁定机构(例如，参照专利文献1)，或者通过啮合卡止将初级可动滑轮固定在规定的变速比位置的啮合式变速比锁定机构(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：(日本)特开2008-51154号公报

专利文献2：(日本)特开2006-170387号公报

但是，在采用油压式变速比锁定机构的现有的带式无级变速器中，需要追加用于将油压封入初级压力室的阀门构造。另外，在采用啮合式变速比锁定机构的现有的带式无级变速器中，需要追加用于啮合卡止初级可动滑轮的油压马达及卡合爪构造。因此，存在无论采用何种变速比锁定机构，都会导致零件数量的增加、成本上升之类的问题。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而设立的，其目的在于提供一种能够利用作用于已有部件和可动滑轮上的力，不导致成本增加并发挥变速比锁定功能的带式无级变速器。

为了实现上述目的，本发明的带式无级变速器设有初级带轮、次级带轮、带、中介部件、轴向锥形槽以及中介部件自由度限制部件。

所述初级带轮具有固定滑轮和可动滑轮，与固定滑轮轴嵌合的可动滑轮筒状轴在轴向上滑动。

所述次级带轮具有固定滑轮和可动滑轮，与固定滑轮轴嵌合的可动滑轮筒状轴在轴向上滑动。

所述带卷挂在所述初级带轮的一对滑轮面和所述次级带轮的一对滑轮面上，传递来自驱动源的驱动力。

所述中介部件安装在所述固定滑轮轴具有的固定侧轴向槽与所述可动滑轮筒状轴的内径侧具有的所述可动侧轴向槽之间，减小所述可动滑轮筒状轴在从低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力。

所述轴向锥形槽形成在所述固定侧轴向槽和所述可动侧轴向槽中的至少一方的槽中，使最高档变速比区域或者最低档变速比区域中的基于所述两个轴向槽的槽间的深度越朝向变速比的界线侧而逐渐变浅。

所述中介部件自由度限制部件设置在留有微小自由度而限制相对于所述固定滑轮轴或者所述可动滑轮筒状轴的、沿着所述槽的相对移动的位置，当所述可动滑轮筒状轴朝向基于最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置时，基于所述可动滑轮受到的油压推力向所述中介部件输入联接力，当所述可动滑轮筒状轴自最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置离开时，基于所述可动滑轮受到的带反作用力，向所述中介部件输入解除力。

因此，当初级带轮或者次级带轮的可动滑轮筒状轴朝向基于最高档变速比或最低档变速比的锁定位置时，从中介部件自由度限制部件向中介部件输入基于可动滑轮受到的油压推力的联接力。因此，施加了联接力的中介部件被压入槽间的深度逐渐变浅的轴向锥形槽中，在中介部件和可动滑轮和固定滑轮的接触面之间，摩擦阻力增加。将该摩擦阻力增加的中介部件作为锁定部件，将可动滑轮锁定固定在最高档变速比或者最低档变速比的位置。

另一方面，初级带轮或者次级带轮的可动滑轮筒状轴自最高档变速比或者最低档变速比下的锁定位置离开时，从中介部件自由度限制部件向中介部件输入基于作用于可动滑轮上的带反作用力的解除力。因此，中介部件利用被施加的解除力从轴向锥形槽脱离，可动滑轮从最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置解除锁定。

在此，作为将可动滑轮相对于固定滑轮的轴向位置固定的锁定部件来使用的中介部件(例如、滚珠、滚柱及其他)是用于减少可动滑轮筒状轴在从低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力的已有部件。

其结果是，能够利用作用于已有部件和可动滑轮上的力，不导致成本增加并发挥变速比锁定功能。

附图说明

图1是表示搭载有实施例1的带式无级变速器的发动机车辆的驱动系统和控制系统的整体系统图；

图2是表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A的最低档变速比状态的剖面图；

图3是表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A的最高档变速比下的锁定固定作用的剖面图；

图4是表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A的最高档变速比下的锁定固定作用的主要部分放大剖面图；

图5是表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A的自最高档变速比的锁定解除作用的剖面图；

图6是表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A的自最高档变速比的锁定解除作用的主要部分剖面图；

图7是表示实施例1的CVT控制单元执行的单元要素压控制处理的构成及流程的流程图；

图8是表示在搭载有不具备最高档变速比锁定机构的带式无级变速器的比较例的发动机车辆中，从加速向巡航过渡时的车速、变速比、管路压PL、初级压力Ppri、次级压力Psec的各特性的时间图；

图9是表示实施例1的带式无级变速器的变速比和油压(管路压PL、初级压力Ppri、次级压力Psec)的关系之一例的油压特性图；

图10是表示在搭载有实施例1的带式无级变速器的发动机车辆中，从加速向巡航过渡时的变速比、管路压PL、初级压力Ppri、次级压力Psec的各特性的时间图；

图11是表示其他实施例的带式无级变速器的初级带轮采用的最高档变速比锁定机构A′的最高档变速比状态的剖面图。

符号说明

A：最高档变速比锁定机构

1：发动机(驱动源)

4：带式无级变速机构

12：固定侧轴向槽

13：可动侧轴向槽

14、14：滚珠(中介部件)

15：上部截至圆弧槽(轴向锥形槽、圆弧槽)

16：锁定固定用卡环(中介部件自由度限制部件)

17：锁定解除用卡环(中介部件自由度限制部件)

18：滚柱(中介部件)

19：滚柱保持架板(中介部件自由度限制部件)

19a：滚柱保持孔

40：变速器输入轴

41：变速器输出轴

42：初级带轮

42a：初级固定滑轮(固定滑轮)

42b：初级可动滑轮(可动滑轮)

42c、42d：初级滑轮面

42e：固定滑轮轴

42f：可动滑轮筒状轴

43：次级带轮

43a：次级固定滑轮(固定滑轮)

43b：次级可动滑轮(可动滑轮)

43c、43d：次级滑轮面

43e：固定滑轮轴

43f：可动滑轮筒状轴

44：带

45：初级压力室

46：次级压力室

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例1说明本发明的带式无级变速器的优选方式。

〔实施例1〕

首先，说明构成。

图1是搭载有实施例1的带式无级变速器的发动机车辆的驱动系统和控制系统的整体系统图。以下，基于图1说明整体系统构成。

如图1所示，搭载有实施例1的带式无级变速器的发动机车辆的驱动系统具有发动机1、液力变矩器2、前进后退切换机构3、带式无级变速机构4、最终减速机构5、驱动轮6、6。

上述发动机1除了驾驶员的加速踏板操作产生的输出转矩的控制以外，还可以根据来自外部的发动机控制信号来控制发动机转速及燃料喷射量。在发动机1中，具有根据节流阀开闭动作及燃料切断动作等进行输出转矩控制的输出转矩控制促动器10。

上述液力变矩器2是具有转矩增大功能的流体传动装置，具有在无需转矩增大功能时，可以直接连接发动机输出轴11(＝液力变矩器输入轴)和液力变矩器输出轴21的锁止离合器20。该锁止离合器20在锁止请求时，通过保持直接连接状态的锁止压力被油压联接。液力变矩器2将经由变矩器外壳22连接于发动机输出轴11的涡轮23、连接于液力变矩器输出轴21的泵叶轮24、经由单向离合器25设置的定子26作为构成要素。

上述前进后退切换机构3为将向带式无级变速机构4的输入旋转方向在前进行驶时的正旋转方向、后退行驶时的逆旋转方向切换的机构。该前进后退切换机构3具有双小齿轮式行星齿轮30、前进离合器31、后退制动器32。上述双小齿轮式行星齿轮30的太阳齿轮与液力变矩器输出轴21连接，行星齿轮架与变速器输入轴40连接。前进离合器31在前进行驶时通过离合器压力联接，直接连接双小齿轮式行星齿轮30的太阳齿轮和行星齿轮架。上述后退制动器32在后退行驶时通过制动器油压联接，将双小齿轮式行星齿轮30的齿圈固定在壳体上。

上述带式无级变速机构4具有通过带接触径的变化，使变速器输入轴40的输入转速与变速器输出轴41的输出转速之比即变速比无级地变化的无级变速功能。该带式无级变速机构4具有初级带轮42、次级带轮43、带44。

上述初级带轮42由初级固定滑轮42a(固定滑轮)、初级可动滑轮42b(可动滑轮)构成。在初级固定滑轮42a上一体地形成有固定滑轮轴42e。在初级可动滑轮42b上与固定滑轮轴42e同轴心地配置且一体地形成中空圆筒状的可动滑轮筒状轴42f。而且，通过将可动滑轮筒状轴42f嵌合在固定滑轮轴42e上，利用导入初级压力室45的初级压力，可动滑轮筒状轴42f相对于固定滑轮轴42e在轴向上进行滑动。另外，在初级带轮42上具备在相对于初级固定滑轮42a的最高档变速比的轴向位置锁定初级可动滑轮42b的最高档变速比锁定机构A。

上述次级带轮43由次级固定滑轮43a(固定滑轮)、次级可动滑轮43b(可动滑轮)构成。在次级固定滑轮43a上一体地形成有固定滑轮轴43e。在次级可动滑轮43b上与固定滑轮轴43e同轴心地配置且一体地形成中空圆筒状的可动滑轮筒状轴43f。而且，通过将可动滑轮筒状轴43f嵌合在固定滑轮轴43e上，利用导入次级压力室46的次级压力，可动滑轮筒状轴43f相对于固定滑轮轴43e在轴向上进行滑动。

上述带44卷挂在初级带轮42的呈V形的一对初级滑轮面42c、42d、次级带轮43的呈V形的一对次级滑轮面43c、43d上。该带44由将环状圈从内向外重合多个而成的两组层积圈、和通过冲裁板材形成并通过相对于两组层积圈的夹入而相互连接并环状设置的多个构件构成。

上述最终减速机构5为将来自带式无级变速机构4的变速器输出轴41的变速器输出旋转进行减速，并且赋予其差动功能而向左右的驱动轮6、6传递的机构。该最终减速机构5安装在变速器输出轴41与空转轴50和左右的空转轴51，51之间，具有带减速功能的第一齿轮52、第二齿轮53、第三齿轮54、第四齿轮55、带差动功能的差速齿轮56。

如图1所示，搭载有实施例1的带式无级变速器发动机车辆的控制系统具备基于两种调压方式的油压控制单元即变速油压控制单元7、电子控制单元即CVT控制单元8。

上述变速油压控制单元7为产生导入初级压力室45的初级压力Ppri、导入次级压力室46的次级压力Psec的单元。该变速油压控制单元7具备油泵70、调节阀71、管路压电磁线圈72、第一减压阀73、第一电磁线圈74、第二减压阀75、第二电磁线圈76。

上述调节阀71为以自油泵70的排出压为原压，对管路压PL进行调压的阀。该调节阀71具有管路压电磁线圈72，按照来自CVT控制单元8的指令，将自油泵70压送的油的压力调压至规定的管路压PL并导入管路压油路77。该油泵70接受来自液力变矩器输出轴21的发动机驱动转矩而进行泵驱动。

上述第一减压阀73为以调节阀71产生的管路压PL为原压，通过减压控制对导入初级压力室45的初级压力Ppri进行调压的常高(ノ一マリ一ハイ)的滑阀。该第一减压阀73具备根据来自CVT控制单元8的指示电流动作的第一电磁线圈74。

上述第二减压阀75为以调节阀71产生的管路压PL为原压，通过减压控制对导入次级压力室46的次级压力Psec进行调压的常高的滑阀。该第二减压阀75具备根据来自CVT控制单元8的指示电流动作的第二电磁线圈76。

上述CVT控制单元8为进行变速比控制、管路压控制、前进后退切换控制或锁止控制等的单元。该CVT控制单元8输入来自初级旋转传感器80、次级旋转传感器81、次级压力传感器82、油温传感器83、断路开关84、制动器开关85、油门开度传感器86、车速传感器87、涡轮旋转传感器88等的传感器、开关信息。另外，从发动机控制单元90输入来自发动机旋转传感器91的发动机转速信息等必要信息，向发动机控制单元90输出发动机转速控制指令、燃油切断指令或燃油切断恢复指令等。对该CVT控制单元8中进行的、变速比控制、管路压控制、前进后退切换控制、锁止控制的概况进行说明。

上述变速比控制为以实现根据变速器输入转速或油门开度等决定的目标变速比的方式设定向初级压力室45的初级压力Pri、向次级压力室46的次级压力Psec。而且，为将得到设定的初级压力Pri和次级压力Psec的指示电流向第一电磁线圈74和第二电磁线圈76输出的控制。

上述管路压控制将带式无级变速器的各油压要素(锁止离合器20、前进离合器31、后退制动器32、初级带轮42、次级带轮43)的必要油压中的最大油压作为目标管路压而设定。而且为将得到设定的目标管路压的指示电流向管路压电磁线圈72输出的控制。

上述前进后退切换控制为根据所选择的档位而联接、释放前进离合器31和后退制动器32的控制。另外，上述锁止控制为根据行驶状况是否为锁止区域的判断来联接、释放锁止离合器20的控制。

图2～图6详细地表示实施例1的带式无级变速器的初级带轮42采用的最高档变速比锁定机构A。以下，基于图2～图4说明最高档变速比锁定机构A的构成。

如图2～图6所示，上述最高档变速比锁定机构A具备固定侧轴向槽12、可动侧轴向槽13、滚珠14、14(中介部件)、上部截至圆弧槽(カツタ一切り上がり円弧溝)15(轴向锥形槽)、锁定固定用卡环16(中介部件自由度限制部件)、锁定解除用卡环17(中介部件自由度限制部件)。

上述固定侧轴向槽12设于初级带轮42的固定滑轮轴42e，是在固定滑轮轴42e的外周的适当部位(例如、外周的1～3部位)沿轴向形成的半圆槽。

上述可动侧轴向槽13设于初级带轮42的可动滑轮筒状轴42f的内径侧，是在可动滑轮筒状轴42f的内周的适当部位(与固定侧轴向槽12对应的部位)沿轴向形成的半圆槽。

上述滚珠14、14安装在通过平行槽即固定侧轴向槽12和可动侧轴向槽13对合而形成的圆柱状空间中。该滚珠14、14作为减少初级可动滑轮42b的可动滑轮筒状轴42f在从低档变速比到高档变速比的变速区域沿轴向滑行动作时的滑动阻力的中介部件而设置。

上述上部截至圆弧槽15形成于固定侧轴向槽12，且在使用圆形状槽刀具进行固定侧轴向槽12的切削槽加工时，在加工结束位置残留的槽。该刀具上部截至圆弧槽15具有作为使最高档变速比区域的可动侧轴向槽13的槽间的深度，越朝向最高档变速比的界线侧，逐渐变浅的轴向锥形槽的功能。

上述锁定固定用卡环16为设定在可动侧轴向槽13的端部位置的环槽中的中介部件自由度限制部件。如图4所示，具有该圆形截面形状的锁定固定用卡环16在初级可动滑轮42b的可动滑轮筒状轴42f朝向基于最高档变速比的锁定位置时，将基于初级可动滑轮42b受到的油压推力的联接力(在实施例1中与油压推力同方向的力)向滚珠14、14输入。在此，所谓“油压推力”是指用于获得最高档变速比的初级压力Ppri与初级可动滑轮42b受到的初级压力Ppri的受压面积相乘后的力(图3)。

上述锁定解除用卡环17为设定在偏离锁定固定用卡环16的设定位置的可动侧轴向槽13的中间部位置的环形槽的中介部件自由度限制部件。即，在锁定固定用卡环16与锁定解除用卡环17之间配置有滚珠14、14，使其夹着确保规定量的滚珠14、14的移动自由度的轴向限制间隔而设定。如图6所示，具有该圆形截面形状的锁定解除用卡环17在初级可动滑轮42b的可动滑轮筒状轴42f自最高档变速比的锁定位置离开时，将基于初级可动滑轮42b受到的带反作用力的解除力(在实例1中与带反作用力同方向的力)输入滚珠14、14。这里的“带反作用力”是指，以随着使变速比从最高档变速比向低侧变更时的次级压力Psec的上升，相对于初级带轮42的接触直径减小的方式使带44的位置移动时，初级可动滑轮42b自带44受到的轴向的力(图5)。

图7表示实施例1的CVT控制单元8执行的单元要素压控制处理的构成及流程(单元要素压控制装置)。以下，对图7的各步骤进行说明。

在步骤S1中，基于发动机转速及油门开度等信息，计算向带式无级变速器的输入转矩Tin，向步骤S2前进。

在步骤S2中，在步骤S1中的输入转矩Tin的计算之后，以由输入转矩Tin实现按照变速器输入转速及油门开度等而决定的目标变速比的方式，计算向次级压力室46的次级压力Psec，向步骤S3前进。

在步骤S3中，在步骤S2中的次级压力Psec的计算之后，以由输入转矩Tin实现按照变速器输入转速及油门开度等而决定的目标变速比的方式，计算向初级压力室45的初级压力Pri，向步骤S4前进。

在步骤S4中，在步骤S3中的初级压力Pri的计算之后，基于在步骤S1中计算的输入转矩Tin计算相对于输入转矩Tin不打滑的前进离合器31或者后退制动器32的离合器压力Pc，向步骤S5前进。

在步骤S5中，在步骤S4中的离合器压力Pc的计算之后，基于在步骤S1中计算的输入转矩Tin计算相对于输入转矩Tin不打滑的锁止离合器20的锁止压力PLU，向步骤S6前进。

在步骤S6中，在步骤S5中的锁止压力PLU的计算之后，判断计算出的初级压力Pri是否超过了其他的要素压力(次级压力Psec、离合器压力Pc、锁止压力PLU)。为“是”(初级压力Pri＞其他的要素压力)时，向步骤S8前进，为“否”(初级压力Pri≤其他的要素压力)时，向步骤S7前进。

这里所谓的“要素压力”是指在带式无级变速器的单元内使用的各油压要素中的必要油压。

在步骤S7中，在步骤S6中判断为初级压力Pri≤其他的要素压力、或者在步骤S9中判断为T＝0、或者在步骤S10中的计时值复位处理、或者在步骤S11中判断为T＜Ts之后，通过选择在步骤S2～步骤S5中计算出的所有要素压力(次级压力Psec、初级压力Pri、离合器压力Pc、锁止压力PLU)中的最大油压，计算通常的目标管路压PL^*，向步骤S14前进。

在步骤S8中，在步骤S6中判断为初级压力Pri＞其他的要素压力之后，判断输出的变速比指令是否为最高档变速比指令。为“是”(最高档变速比指令)时，向步骤S11前进，为“否”(最高档变速比以外的指令)时，向步骤S9前进。

在步骤S9中，在步骤S8中判断为最高档变速比以外的指令之后，判断最高档变速比持续计时值T是否超过0。为“是”(T＞0)时，向步骤S10前进，为“否”(T＝0)时，向步骤S7前进。

在步骤S10中，在步骤S9中判断为T＞0之后，将最高档变速比持续计时值T进行T＝0的复位，向步骤S7前进。

在步骤S11中，在步骤S8中判断为最高档变速比指令之后，每判断为最高档变速比指令时，就增加最高档变速比持续计时值T，判断增加后的最高档变速比持续计时值T是否为在最高档变速比位置为了确认初级可动滑轮42b的锁定而预先设定的计时值Ts以上。为“是”(T≥Ts)时，向步骤S12前进，为“否”(T＜Ts)时，向步骤S7前进。

在步骤S12中，在步骤S11中判断为T≥Ts之后，从步骤S3中计算的初级压力Pri减去由基于最高档变速比锁定的锁定力所允许的初级压力降低量ΔPri，计算修正初级压力Pri′，向步骤S13前进。另外，在计算修正初级压力Pri′时，预先决定一次控制周期中降低的油压降低量，判断为T≥Ts后，使油压从步骤S3中计算的初级压力Pri缓慢地降低，最终降低至初级压力降低量ΔPri。

在步骤S13中，在步骤S12中的初级压力Pri的降低修正之后，通过选择步骤S2中计算的次级压力Psec、步骤S12中计算的修正初级压力Pri′、步骤S4中计算的离合器压力Pc、在步骤S5中计算的锁止压力PLU中的最大油压，计算锁定时的目标管路压PL^*，向步骤S14前进。

在步骤S14中，在步骤S7或者步骤S13中的目标管路压PL^*的计算之后，输出获得步骤S7或者步骤S13中的目标管路压PL^*的管路压指令，并且输出获得计算出的全部要素压力(次级压力Psec、初级压力Pri、离合器压力Pc、锁止压力PLU)的油压指令，并且返回。

以下，说明作用。

将实施例1的带式无级变速器的作用分为“最高档变速比锁定机构A的锁定固定作用”、“最高档变速比锁定机构A的锁定解除作用”、“单元要素压控制作用”、“最高档变速比锁定和油压控制的组合带来的燃耗效率提高作用”进行说明。

(最高档变速比锁定机构A的锁定固定作用)

在将锁定解除状态的初级可动滑轮42b固定于最高档变速比位置时，要求顺畅地向锁定状态过渡的锁定固定性。以下，基于图2～图4说明反映这种锁定固定性的最高档变速比锁定机构A的锁定固定作用。

作为安装在初级带轮42的固定滑轮轴42e与可动滑轮筒状轴42f之间的中介部件的滚珠14、14配置在夹着轴向限制间隔而设定的锁定固定用卡环16与锁定解除用卡环17之间。因此，在如图2所示的最低档变速比侧，在轴向限制间隔内，在轴向(在图2中的左右方向)上确保滚珠14、14的移动自由度。然而，超过轴向限制间隔的滚珠14、14的移动自由度由锁定固定用卡环16和锁定解除用卡环17来限制。

因此，在初级可动滑轮42b的可动滑轮筒状轴42f为例如从最低档变速比的位置(图2)朝向基于最高档变速比的锁定位置(图3)的变速冲程时，将高压的初级压力Ppri导向初级压力室45，利用油压推力按压初级可动滑轮42b。此时，由于滚珠14、14由锁定固定用卡环16和锁定解除用卡环17限制了其与初级可动滑轮42b的相对位置，故而沿着固定侧轴向槽12和可动侧轴向槽13移动。

而且，当滚珠14、14移动到最高档变速比区域时，滚珠14、14利用上部截至圆弧槽15而停止，如图4所示，基于初级可动滑轮42b受到的油压推力的联接力B从锁定固定用卡环16输入滚珠14、14。因此，在与油压推力同方向上施加了联接力B的滚珠14、14被压入槽间的深度逐渐变浅的上部截至圆弧槽15，如图4所示，欲利用槽侧的滚珠14将轴间的间隔扩大的力C作用在可动滑轮筒状轴42f和固定滑轮轴42e的接触面之间。而且，随着油压推力的上升，利用槽侧的滚珠14按压两轴42e，42f的力变大，所以槽侧的滚珠14与两轴42e，42f的接触面的摩擦阻力增加。

而且，将摩擦阻力通过楔形效果而增加的槽侧的滚珠14作为锁定部件，初级可动滑轮42b被锁定固定在最高档变速比的位置。在此，作为固定初级可动滑轮42b的轴向位置的锁定部件而使用的滚珠14、14为用于减小可动滑轮筒状轴42f在从低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力的已有部件。

这样，在实施例1中，采用了利用作用于已有部件即滚珠14、14和初级可动滑轮42b的油压推力而锁定固定的最高档变速比锁定机构A。因此，不导致成本增加并发挥将初级可动滑轮42b顺畅地锁定固定在最高档变速比的位置的功能。

(最高档变速比锁定机构A的锁定解除作用)

在将初级可动滑轮42b自最高档变速比锁定状态脱离时，要求使其顺畅地恢复到锁定解除状态的锁定解除性。以下，基于图5及图6说明反映这种锁定解除性的最高档变速比锁定机构A的锁定解除作用。

将初级可动滑轮42b锁定在最高档变速比的位置上时，若输出将比最高档变速比低的低侧变速比作为目标变速比的变速指令，则进行降低初级压力Ppri并使次级压力Psec上升的变速油压控制。在该变速油压控制中，为了防止初级带轮42侧的带打滑，使次级压力Psec上升而在次级带轮43侧牵引带44。随着该次级压力Psec的升高，在初级带轮42侧，如图5的箭头标记D所示，将带44压下以减小带接触直径。该被压下的带44产生的带反作用力如图5的箭头标记E所示，沿轴向相对于初级可动滑轮42b作用(图5的左方向)，初级可动滑轮42b利用带反作用力被按向低档变速比侧并移动。

在通过使初级可动滑轮42b稍移动而使锁定解除用卡环17与槽侧的滚珠14接触时，如图6所示，基于作用在初级可动滑轮42b的带反作用力的解除力F从锁定解除用卡环17向槽侧的滚珠14输入。因此，当施加在与带反作用力同方向的解除力F超过摩擦阻力产生的锁定力时，槽侧的滚珠14就自上部截至圆弧槽15脱离，初级可动滑轮42b从楔形效果产生的最高档变速比的锁定位置解除锁定。

这样，在实施例1中，采用了利用作用在已有部件即滚珠14、14和初级可动滑轮42b上的带反作用力而进行锁定解除的最高档变速比锁定机构A。因此，不导致成本增加并发挥将初级可动滑轮42b从最高档变速比的位置顺畅地进行锁定解除的功能。

(单元要素压力控制作用)

使带式无级变速器具有最高档变速比锁定功能的用意在于，随着将初级压力减小，将单元要素压力的原压即管路压减小。以下，基于图7说明反映这种作用的单元要素压力控制作用。

变速比为比1低的低侧，初级压力Ppri为其他的要素压力以下时，在图7的流程图中，反复进行向步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S14前进的流程。

初级压力Ppri超过其他的要素压力，但未输出最高档变速比指令时，在图7的流程图中，反复进行向步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→步骤S9→步骤S7→步骤S14前进的流程。

在初级压力Ppri超过其他的要素压力且输出有最高档变速比指令，但时间条件不成立时，在图7的流程图中，反复进行向步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→步骤S11→步骤S7→步骤S14前进的流程。

无论在上述哪一种情况下，都基于初级可动滑轮42b在最高档变速比位置不是锁定状态的判断，进行初级压力Ppri和管路压PL的通常控制。即，在步骤S7中，通过选择在步骤S2～步骤S5中计算出的全部要素压力(次级压力Psec、初级压力Pri、离合器压力Pc、锁止压力PLU)中的最大油压，计算正常的目标管路压PL^*。在以下的步骤S14中，输出获得在步骤S3中计算出的初级压力Pri的初级压力指令，并且输出获得步骤S7中的目标管路压PL^*的管路压指令。

另一方面，初级压力Ppri超过其他的要素压力且输出最高档变速比指令，且时间条件成立时，在图7的流程图中，反复进行向步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→步骤S11→步骤S12→步骤S13→步骤S14前进的步骤。

这样，在初级压力Ppri为多个单元要素压力中的最大油压时，根据最高档变速比指令条件和时间条件的成立，判断为初级可动滑轮42b在最高档变速比位置为锁定状态。然后，基于初级可动滑轮42b在最高档变速比位置为锁定状态的判断，进行降低被导入初级带轮42的初级压力室45的初级压力Ppri的控制，并且进行降低管路压PL^*的控制。即，在步骤S12中，从步骤S3中计算出的初级压力Pri减去初级压力降低量ΔPri，计算修正初级压力Pri′。在以下的步骤S13中，通过选择步骤S12中计算的修正初级压力Pri′和其他的计算的要素压力中的最大油压，计算锁定时的目标管路压PL^*。在以下的步骤S14中，输出获得在步骤S12中计算出的修正初级压力Pri′的初级压力指令，并且输出在步骤S13中获得目标管路压PL^*的管路压指令。

而且，在进行减少初级压力Ppri和管路压PL的单元要素压控制的中途，当变速比指令从最高档变速比指令变更为低侧变速比指令时，在图7的流程图中，反复进行向步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S8→步骤S9→步骤S10→步骤S7→步骤S14前进的步骤。即，在步骤S10中，将最高档变速比持续计时值T复位，恢复到初级压力Ppri和管路压PL的通常控制。

(最高档变速比锁定和油压控制的组合带来的燃耗效率提高作用)

在发动机车辆的情况下，要求灵活运用最高档变速比锁定功能而使燃耗效率改善的燃耗效率提高性。以下，基于图8～图10说明反映这种燃耗效率提高性的最高档变速比锁定和油压控制的组合带来燃耗效率提高作用。

首先，将搭载有不具备最高档变速比锁定机构的带式无级变速器的发动机车辆作为比较例。在该比较例的情况下，在高速行驶时，通过初级带轮确保必要的带夹紧力，相对于传递转矩的变动而维持最高档变速比。此时，由于向初级带轮的初级压力成为单元内的最大油压，故而需要将基于来自油泵的泵排出压进行调压的管路压至少提高到初级压力。

因此，在长时间维持高速行驶的高速巡航中，如图8所示，在保持最高档变速比的同时，维持管路压PL＞初级压力Ppri＞次级压力Psec的关系。即，由于需要持续确保初级压力Ppri以上的管路压PL，故而会招致在高速巡航时频率高的最高档变速比下的必要油压的增加。因此，在长时间维持最高档变速比的高速巡航中不能降低油泵的驱动转矩，从发动机得到油泵的驱动转矩的搭载发动机的车辆的情况下，不能谋求燃耗效率的提高。

对此，在实施例1中，具备在最高档变速比位置锁定初级可动滑轮42b的高档变速比锁定机构A，且按照图7所示的流程图执行单元要素压力控制。

即，如图9所示，在最高档变速比(最HI)的锁定位置上，将初级压力Pri设定为从通常的初级压力Pri减去初级压力降低量ΔPri的油压，将管路压PL设定为从通常的管路压PL减去管路压降低量ΔPL的油压。

例如，如图10所示，从时刻t0加速到时刻t1，在时刻t1从加速向高速巡航过渡。而且，若从时刻t1变为滞后了规定时间的时刻t2时判断为初级可动滑轮42b在最高档变速比位置为锁定状态，从时刻t2开始降低初级压力Pri和管路压PL。然后，在时刻t3结束初级压力Pri和管路压PL的降低时，在时刻t3以后的巡航中，保持最高档变速比，同时维持管路压PL＞次级压力Psec＞初级压力Ppri的关系。即，在长时间维持高速行驶的高速巡航时，只要确保伴随着使初级压力Ppri降低而成为最大油压的次级压力Psec以上的管路压PL即可。因此，如图10的阴影线所示，在高速巡航时，在频率高的最高档变速比可实现必要油压的降低。

因此，在长时间维持最高档变速比那样的高速巡航中，能够降低油泵70的驱动转矩，在为从发动机1获得油泵70的驱动转矩的发动机车辆的情况下，可提高燃耗效率。

以下，说明效果。

在实施例1的带式无级变速器中，能够得到以下举出的效果。

(1)带式无级变速器具备：初级带轮42，其具有固定滑轮(初级固定滑轮42a)和可动滑轮(初级可动滑轮42b)，与固定滑轮轴42e嵌合的可动滑轮筒状轴42f在轴向上滑动；次级带轮43，其具有固定滑轮(次级固定滑轮43a)和可动滑轮(次级可动滑轮43b)，与固定滑轮轴43e嵌合的可动滑轮筒状轴43f在轴向上滑动；带44，其卷挂于上述初级带轮42的一对滑轮面(初级滑轮面42c，42d)和上述次级带轮43的一对滑轮面(次级滑轮面43d，43c)上，传递来自驱动源(发动机1)的驱动力；中介部件(滚珠14、14)，其安装在上述固定滑轮轴42具有的固定侧轴向槽12与上述可动滑轮筒状轴42f的内径侧具有的上述可动侧轴向槽13之间，减少上述可动滑轮筒状轴(可动滑轮筒状轴42f)在自低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力；

轴向锥形槽(上部截至圆弧槽15)，其形成在上述固定侧轴向槽12和上述可动侧轴向槽13中的至少一个槽中，使最高档变速比区域或者最低档变速比区域中的上述两个轴向槽12，13的槽间的深度，越朝向变速比的界线侧，逐渐变浅；中介部件自由度限制部件(锁定固定用卡环16、锁定解除用卡环17)，其设于仅留有微小自由度而限制沿着相对于上述固定滑轮轴42e或者上述可动滑轮筒状轴42f的上述槽12、13、15的相对移动的位置上，在上述可动滑轮筒状轴(可动滑轮筒状轴42f)朝向最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置时，基于上述可动滑轮受到的油压推力，向上述中介部件输入联接力，当上述可动滑轮筒状轴(可动滑轮筒状轴42f)从最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置离开时，基于上述可动滑轮受到的带反作用力，向上述中介部件输入解除力。

因此，利用作用到已有部件(滚珠14、14)和可动滑轮(初级可动滑轮42b)上的力(油压推力、带反作用力)，能够不导致成本增加并发挥变速比锁定功能(最高档变速比锁定功能)。

(2)上述轴向锥形槽将上述固定侧轴向槽12和上述可动侧轴向槽13中的至少一个槽形成为圆弧槽(上部截至圆弧槽15)。因此，在上述(1)的效果的基础上，以仅进行固定侧轴向槽12和可动侧轴向槽13中的至少一个槽的槽加工而自动地形成圆弧槽(上部截至圆弧槽15)的方式，无需另行加工就能够容易地形成轴向锥形槽。

(3)在由上述固定侧轴向槽12和上述可动侧轴向槽13形成的平行槽范围内，上述中介部件自由度限制部件是为了将上述中介部件(滚珠14、14)的轴向移动量限制在规定量的范围而预先与上述中介部件(滚珠14、14)一同设定的要素部件(锁定固定用卡环16、锁定解除用卡环17)。

因此，在上述(1)或(2)的效果的基础上，能够利用作为中介部件(滚珠14、14)的自由度限制部件而设置的已有的要素部件(例如、两个卡环)，容易地设定中介部件自由度限制部件。

(4)具有当判断为上述初级带轮42的可动滑轮(初级可动滑轮42b)在最高档变速比的位置为锁定状态时，进行降低导入上述初级带轮42的初级压力室45的初级压力Ppri的控制，并且进行降低管路压PL的控制的单元要素压控制装置(图7)。

因此，在上述(1)～(3)的效果的基础上，在高速巡航时，频率高的最高档变速比时，伴随着初级压力Ppri和管路压PL的降低，只要维持最高档变速比，就能够通过持续降低发动机1产生的油泵70的驱动转矩，实现燃耗效率的提高。

以上，基于实施例1说明了本发明的带式无级变速器，具体的构成并不限于该实施例1，只要不脱离权利要求范围的各权利要求的发明的主旨，就允许设计的变更及追加等。

在实施例1中，表示了在初级带轮42侧设置最高档变速比锁定机构A，将初级可动滑轮42b在最高档变速比位置锁定的例子。但是，也可以是在次级带轮43侧设置最低档变速比锁定机构，将次级可动滑轮43b在最低档变速比位置锁定的例子。进而，也可以将初级可动滑轮42b在最高档变速比位置锁定，并且将次级可动滑轮43b在最低档变速比位置锁定。另外，最低档变速比锁定机构例如在通常行驶区域中进行维持最低档变速比的控制的电动车辆等中是有用的。

在实施例1中，表示出了使用滚珠14、14作为中介部件的例子。但是，也可以使用滚柱作为中介部件。另外，也可以是使用滚珠及滚柱以外的转动部件的例子。总之，作为中介部件，只要是安装在固定侧轴向槽与可动侧轴向槽之间，减少可动滑轮在从低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力的部件即可。

在实施例1中，表示了使用形成于固定侧轴向槽12上的上部截至圆弧槽15作为轴向锥形槽的例子。但是，也可以为轴向锥形槽在可动侧轴向槽形成的例子，还可以为轴向锥形槽在固定侧轴向槽和可动侧轴向槽双方形成的例子。另外，也可以为上部截至圆弧槽以外的形状的锥形槽。总之，作为轴向锥形槽，只要是形成于固定侧轴向槽和可动侧轴向槽之中的至少一个槽中，使最高档变速比区域或者最低档变速比区域中的两个轴向槽的槽间的深度越，越朝向变速比的界线侧，逐渐变浅的槽即可。

在实施例1中，表示了使用设于可动侧轴向槽13内且分别设定在夹着确保中介部件即滚珠14，14的移动自由度规定量的轴向限制间隔的偏离位置上的锁定固定用卡环16及锁定解除用卡环17作为中介部件自由度限制部件的例子。但是，如图11所示，作为中介部件自由度限制部件，也可以使用具有边限制滚柱18的自由度边进行保持的滚柱保持孔19a的滚柱保持架板19。另外，在该情况下，上部截至圆弧槽15形成于可动侧轴向槽13，输入滚柱18的联接力和解除力与油压推力和带反作用力的作用方向成为相反方向。总之，作为中介部件自由度限制部件，只要是设于可以限制伴随可动滑轮的滑行动作的中介部件的自由度的位置，在可动滑轮筒状轴朝向基于最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置时，将基于可动滑轮受到的油压推力的联接力输入中介部件，在可动滑轮筒状轴自最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置离开时，将基于可动滑轮受到的带反作用力的解除力输入中介部件的部件即可。此时，基于油压推力的联接力可以与油压推力为同方向(实施例1)，也可以为相反方向(图11)。同样地，基于带反作用力的解除力可以与带反作用力为同方向(实施例1)，也可以为相反方向(图11)。

实施例1中表示了将本发明的带式无级变速器适用于发动机车辆，通过在最高档变速比的位置锁定初级带轮来提高燃耗性能的例子。但是，本发明的带式无级变速器能够适用于混合型车、电动汽车或燃料电池车等其他车辆的驱动系统。例如在以发动机和马达为驱动源的混合型车的情况下，能够提高燃耗性能和耗电性能。例如在将马达作为驱动源的电动汽车及燃料电池车的情况下，能够提高耗电性能。

Claims (5)

1.一种带式无级变速器，其特征在于，具备：

初级带轮，其具有固定滑轮和可动滑轮，与固定滑轮轴嵌合的可动滑轮筒状轴在轴向上滑动；

次级带轮，其具有固定滑轮和可动滑轮，与固定滑轮轴嵌合的可动滑轮筒状轴在轴向上滑动；

带，其卷挂于所述初级带轮的一对滑轮面和所述次级带轮的一对滑轮面上，传递来自驱动源的驱动力；

中介部件，其安装在所述固定滑轮轴具有的固定侧轴向槽与所述可动滑轮筒状轴的内径侧具有的所述可动侧轴向槽之间，减小所述可动滑轮筒状轴在从低档变速比到高档变速比的变速区域中沿轴向滑行动作时的滑动阻力；

轴向锥形槽，其形成在所述固定侧轴向槽和所述可动侧轴向槽中的至少一方的槽中，使最高档变速比区域或者最低档变速比区域中的基于所述两个轴向槽的槽间的深度越朝向变速比的界线侧而逐渐变浅；

中介部件自由度限制部件，其设置在留有微小自由度而限制相对于所述固定滑轮轴或者所述可动滑轮筒状轴的、沿着所述槽的相对移动的位置，当所述可动滑轮筒状轴朝向基于最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置时，基于所述可动滑轮受到的油压推力向所述中介部件输入联接力，当所述可动滑轮筒状轴自最高档变速比或者最低档变速比的锁定位置离开时，基于所述可动滑轮受到的带反作用力，向所述中介部件输入解除力。

2.如权利要求1所述的带式无级变速器，其特征在于，

所述轴向锥形槽将所述固定侧轴向槽和所述可动侧轴向槽中的至少一方的槽形成为圆弧槽。

3.如权利要求1或2所述的带式无级变速器，其特征在于，

在由所述固定侧轴向槽和所述可动侧轴向槽形成的平行槽范围内，所述中介部件自由度限制部件是为了将所述中介部件的轴向移动量限制在规定量的范围内而预先与所述中介部件一同设定的要素部件。

4.如权利要求1或2所述的带式无级变速器，其特征在于，

具有单元要素压控制装置，当判断为所述初级带轮的可动滑轮在最高档变速比的位置为锁定状态时，单元要素压控制装置进行导入所述初级带轮的初级压力室的初级压力的降低控制，并且进行管路压的降低控制。

5.如权利要求3所述的带式无级变速器，其特征在于，

具有单元要素压控制装置，当判断为所述初级带轮的可动滑轮在最高档变速比的位置为锁定状态时，单元要素压控制装置进行导入所述初级带轮的初级压力室的初级压力的降低控制，并且进行管路压的降低控制。

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