JP2006511765A - 無段変速機の操作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、２つのプーリ（１，２）を備える無段変速機の操作方法に関する。各プーリは、２つのプーリ・ディスク（４，５）を備え、これら２つのプーリ・ディスクは、両方でテーパ状の溝を形成していて、これら２つのプーリ・ディスク間に、前記変速機の通常の動作中、前記ディスク（４，５）間の摩擦および前記駆動ベルト（３）により、両者間で事実上動きがない状態で、一方のプーリ（１）から他方のプーリ（２）へ、前記変速機に供給されるトルクを伝達するための軸方向の挟圧力により駆動ベルト（３）が締め付けられる。この場合、任意の時点で前記変速機の前記通常の動作が、適応段階と呼ばれる段階により中断され、前記軸方向の挟圧力が、前記プーリ（１，２）のうちの一方と駆動ベルト（３）との間で、所与の動き、すなわち駆動ベルトのスリップが発生するレベルに低減し、その場合に、前記変速機の動作パラメータの値が前記レベルに関連する。

Description

本発明は、請求項１の前文記載の無段変速機の操作方法に関する。

このタイプの変速機は、例えば、本出願人のＥＰ−Ａ １ １６７ ８３９号により周知である。摩擦および挟圧力をベースとするこのタイプの変速機の場合、駆動ベルトが、一方のプーリから他方のプーリに回転を伝達できるようにするために、ディスクが駆動ベルトを締め付けるための最小の力が必要である。この点において、最小の軸方向の挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎが必要であるが、この力は、一方のプーリにより駆動ベルトに供給され、供給されるトルクを少なくとも事実上ベルトとプーリとの間でスリップを起こさないで送るために必要なものであり、実際には多くの場合、供給トルクＴにテーパ状のプーリ・ディスク間に形成される角度φの半分のコサインを掛け、それをプーリのディスク間の駆動ベルトの走行半径Ｒの２倍の積と、経験により定義したトルク伝達係数τで割ったものから計算される。
Ｆａｘ−ｍｉｎ＝（Ｔ・ｃｏｓ（1/2 φ））／（２・Ｒ・τ） （１）
式中、実際には、駆動ベルトとプーリとの間の接触部位の摩擦係数μは、多くの場合トルク伝達係数τの代わりに使用される。式（１）は優れた近似であると見なすことができる。
この方法で決定した必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎの値は、原則として両方のプーリに供給されるが、一定の変速比を維持するためには、２つのプーリのうちの一方にかかる挟圧力をもっと大きくなるように選択する必要がある場合がある。また、変速機をシフトすることができるようにするために、異なる挟圧力が必要になる場合もあるし、または各プーリの挟圧力間に少なくとも異なる比率が必要になる場合もある。しかし、上記の必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎは、いつでも２つのプーリの少なくとも一方に加わり、その場合、所望の変速比またはその内部の変化の所望の速度を得るために、駆動ベルト上のもっと高い挟圧力が他のプーリにかかる。
供給される挟圧力Ｆａｘは、一般的に、必要な最小軸方向挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎに安全率Ｓｆを掛けたものとして定義される。
Ｆａｘ＝Ｓｆ・Ｆａｘ−ｍｉｎ （２）
安全率Ｓｆは、例えば、必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎ計算の際のすべての誤差を考慮に入れる。

このタイプの操作方法は、例えば、本出願人の特許公報ＥＰ−Ａ １ ２１８ ６５４号に記載されていて、一般に使用されているし、周知のものである。この点におけるその一般的な目的は、駆動ベルトにかかる挟圧力を供給トルクに対してできるだけ小さくすることである。すなわちできるだけ小さな安全率を使用することである。その理由は、挟圧力が小さければ小さいほど、変速機の効率がよくなるからである。例えば、摩擦損失が少なくなり、挟圧力を発生するために必要なパワーが小さくてすむ。また、挟圧力が小さくなると、ベルトの寿命も延びる。しかし、必要な最小の力より挟圧力が僅かに大きい場合には、すなわちプーリとドライブとの間でスリップが起こるかもしれない挟圧力よりも挟圧力が僅かに大きい場合には、例えば、負荷によるトルクの予想しない変化、または必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎの計算の際の上記誤差により、駆動ベルトがスリップする危険が比較的高い。しかし、従来技術によれば、変速機を確実に丈夫にし、効率を最適にするためには、駆動ベルトのスリップは原則として避けなければならない。何故なら、定義によるドライブのスリップが起こると、動力が失われ、その上過度の磨耗が起こるからである。
それ故、周知の変速機の場合、１．３以上の値が、通常、安全率として使用される。別の方法としては、比較的低い安全率で、駆動ベルトのスリップの発生を防止するために、もう１つの周知の手段を使用することができる。例えば、欧州特許ＥＰ−Ａ １ ０６９ ３３１号に、駆動ベルトよりも低いトルク・レベルでスリップするように、変速機を内蔵している駆動ラインでクラッチを作動する方法が記載されている。その理由は、クラッチがスリップすると、供給トルクはそれ以上大きくすることができないか、ほとんど大きくすることができないで、すべての余分な動力をクラッチが消費するからである。上記最初の従来技術の文献は、挟圧力が選択的に低減される、すなわち状況の関数として安全率が選択的に低減される別のもう１つの解決方法を記載している。この場合のこのような低減は、伝達されるトルクの変化をベースとして起こり、このような変化が内燃機関により始まった場合でも、または負荷のところでの状況により始まった場合でも、相対的に言えば、トルク・レベルが増大するにつれて低減する。
ＥＰ−Ａ １ １６７ ８３９号 ＥＰ−Ａ １ ２１８ ６５４号 ＥＰ−Ａ １ ０６９ ３３１号 ＥＰ−Ａ ０ ６２６ ５２６号

それ故、本発明の１つの目的は、変速機の効率または丈夫さを改善することができる無段変速機の操作方法を提供することである。特に、比較的低い安全率を使用することにより、周知の他の手段から独立して本発明の方法を有利に使用することができる。
本発明がベースとしている新規なアイデアによると、駆動ベルトは、致命的な損傷を被らないで、すなわち変速機の正常な動作が悪影響を受けないで、かなりの程度のスリップに反復して耐えることができ、ある状況下では連続してこのようなスリップに耐えることができる。このことは、プーリに対するベルトの完全なスリップは原則としてできるだけ避けるべきであり、または完全に避けるべきであるとする従来の技術的アイデアとは対照的である。

本発明によれば、この場合、変速機の変速比に対して、軸方向の挟圧力およびプーリと駆動ベルトとの間の各接線方向のスリップ率の関数として、これらの状態間の遷移または境界を示す損傷ラインと呼ばれるものにより、これらの定義した条件下でベルトまたはプーリに損傷が起きたかどうか、それが致命的なものなのかまたはそうでないのかの判断が行われる、スリップ特性を有利に使用することができる。このタイプのスリップ特性は、変速機が、すべての状況下で上記駆動ベルトのスリップにある程度抵抗すること、特に比較的小さな挟圧力または比較的大きな変速比（変速機の出力回転速度と入力回転速度間の比として定義される）で、かなりのスリップ率に耐えることができることを示している。
このスリップ特性およびそこからの新しいアイデアに基づいて、本発明は、駆動ベルトとプーリとの間の上記スリップを有利に使用する挟圧力の周知の操作方法をベースとする第１の新規な方法を提案する。本発明によるこの方法については請求項１に記載されているが、この方法は、変速機の動作の少なくとも１つのパラメータが、変速機の通常の動作中に更新される適応型アプローチを特徴とする。この方法は、変速機の動作が、時間の経過中、効率および丈夫さの点で最適な状態でいることができるという利点を有する。一例を挙げて説明すると、最大変速効率に対する磨耗の影響をかなり制限することができる。

本発明による方法をさらに改善した場合には、式（１）からのトルク伝達係数τは、上記動作パラメータのために使用される。このパラメータを実際の値に更新するということは、供給トルクＴと必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎ間の関係をいつでも正確に知ることができ、そのため、ある状況の下では、式（２）により供給挟圧力Ｆａｘの計算の際に、比較的低い安全率Ｓｆを有利に使用することができる。本発明によれば、安全率Ｓｆは、例えば、１．３から１の間のある値を有することができる。すでに説明したように、安全率Ｓｆが低いと、変速機の効率にとって有利である。本発明の方法は、また、走行半径Ｒを決定する際に発生する場合がある誤差、すなわち系統誤差、所望の挟圧力Ｆａｘの実際の適用、および供給トルクＴがトルク伝達係数τで考慮されるという利点を有する。
本発明によれば、実際のトルク伝達係数τは、上記程度の駆動ベルトのスリップＳが検出されるまで、適応段階で挟圧力Ｆａｘを低減することにより決定される。トルク伝達係数τの実際の値、すなわち現在の値は、式（１）によりまたは類似の方法により、これらの状況の下で有力な挟圧力レベルＦａｘ−ｓｌｉｐから正確に決定することができる。
τ＝（Ｔ・ｃｏｓ（λ））／（２・Ｒ・Ｆａｘ−ｓｌｉｐ） （３）
この場合、駆動ベルトのスリップが実際に発生する軸方向の挟圧力Ｆａｘ−ｓｌｉｐのレベルは、スリップが発生しない軸方向の挟圧力の最小レベルより若干低い。しかし、例えば、１．１より高いある値を有する十分高い安全率Ｓｆの場合には、この差は安全領域内にあり、２つの挟圧力レベルは相互にほぼ等しくすることができる。別の方法としては、挟圧力レベルＦａｘ−ｓｌｉｐの決定したレベル、または式（３）により決定したトルク伝達係数τを、定義した係数により増大することができる。

本発明による方法をさらに改善した場合には、変速機の変速比が最大値にある場合、すなわちオーバードライブ比にある場合、または最低値すなわち低い比にある場合に、上記適応段階を実行することができる。その理由は、プーリの軸方向に変位することができるディスクのうちの少なくとも一方を、これらの変速比のストップに対して位置させることが普通に行われているからであり、そのため変速機の幾何学的変速比ＧＲ、およびそれ故、式（３）からの走行半径Ｒも、一定または既知の値を有する。この幾何学的変速比ＧＲと実際に測定した変速比ω_ＯＵＴ／ω_ＩＮとの間の差、すなわち２つのプーリの回転速度ω_ＯＵＴ，ω_ＩＮの商は、この場合、駆動ベルトのスリップＳの定義した値を示す。本発明によれば、駆動ベルトのスリップＳは、下式により定義することができる。
Ｓ＝（１−（（ω_ＯＵＴ／ω_ＩＮ）／ＧＲ））・１００％ （４）
また、駆動ベルトのスリップの絶対値をメートル／秒単位で使用することもできる。
マイクロスリップと呼ばれるあるスリップは、駆動ベルトとプーリとの間の摩擦接触で必ず起きるので、幾何学的変速比と実際の変速比との間の上記違いは、本発明により前のある値を超えなければならないので、駆動ベルトのスリップをマクロスリップと呼ぶことができる。式（４）が示す定義においては、駆動ベルトのスリップＳが百分率程度の大きさである場合には、スリップはマクロスリップの形をしている。
駆動ベルトがスリップすると、測定した変速比は、いつでも幾何学的変速比より低くなり、それ故、測定した変速比が、可能な最低の幾何学的変速比より低い値、すなわち低い比をとった場合には、低い比において、駆動ベルトのスリップの発生を信頼できるように記録することができることに留意されたい。

変速機の任意の他の幾何学的変速比、すなわち、低い比とオーバードライブ比との間の変速比の場合には、追加の検出手段を使用しなければこれを検出することはできない。しかし、本発明によれば、この方法を改善したものを、幾何学的変速比を測定することができる検出手段を備える変速機の操作方法に使用することができる。この目的に適している種々の検出手段は、駆動ベルトの走行半径を計算することができる駆動ベルトの円周速度を測定するための駆動ベルト速度測定デバイス、この場合も駆動ベルトの走行半径を計算することができるプーリのディスク間の距離を測定することができるプーリ・ディスク位置センサ、または駆動ベルトの走行半径を直接測定するための駆動ベルト位置センサのような従来技術から周知である。
幾何学的に定義した変速比ＧＲが、本発明の他の態様により、上記プーリ・ディスク位置センサにより決まるある実施形態の場合には、このタイプのセンサの精度は、それをプーリ・ディスクの一番外側の走行半径の代わりに、プーリの車軸の方法に向けることにより最適化される。そうすることにより、通常の力による圧力が加わっているプーリ・ディスクの変形による信号の精度が低いという問題が解決する。それ故、本発明によるこの問題のもう１つの解決方法は、変位可能なプーリ・ディスクの軸方向の位置、プーリの回転速度、供給トルク、および挟圧力のような１つまたは複数のパラメータに関連する幾何学的に定義した変速比を含む特性図面を使用する方法である。上記変形は、このタイプの特性図面を作成する前に考慮に入れることができる。

このスリップ特性およびそこから得られる新しいアイデアに基づいて、本発明は、さらに、挟圧力の周知の操作方法をベースとしていて、駆動ベルトとプーリとの間の上記スリップを有利に使用する第２の新規な方法を提案する。本発明によるこの方法については請求項１１に記載されているが、変速機が動作中、プーリと駆動ベルトとの間に発生する駆動ベルトのスリップの程度が、スリップ検出手段の助けを借りる電子動作ユニットにより検出されることと、変速機が動作中、上記動作ユニットが限界値を超えた場合、変速機の関連構成要素に動作信号を送ることにより、スリップの程度を低減するための手段をとることとを特徴とする。
駆動ベルトとプーリとの間の摩擦接触箇所である程度のスリップが必ず発生するので、駆動ベルトのスリップＳは、本発明に関連して過度の駆動ベルトのスリップと呼ぶことができるようになる前に、この場合、限界値と呼ぶある値を超えなければならない。限界値は、この場合、例えば経験的に決定されるか、例えばスリップ特性による最大許容駆動ベルトのスリップに関連する。
上記新規なアイデアに基づく本発明のもう１つの改善の場合には、始動点が、例えば、１．３のように１より若干大きいか、または特定の場合１に等しい安全率Ｓｆで、式（１）および（２）の組合わせから、Ｓｆ／τ係数（安全率／トルク伝達係数）である方法で、それ自身周知である変速機の操作方法が適応される。すでに説明したように、駆動ベルトのスリップに対する限界値を超える度に、Ｓｆ／τ係数の値が修正され、この場合には増大し、そのため、動作ユニットが計算した加える挟圧力Ｆａｘの値が大きくなる。このタイプの方法を使用し、この動作方法を実行すれば、多数の可変パラメータを有利に考慮に入れることができる。すなわちエンジンが供給するトルクを測定する際の誤差、走行半径および潤滑油の減り、劣化および補充による時間の経過中に変化する種々のパラメータを測定する際の誤差、および例えば、圧力センサの特性による挟圧力の任意の測定の際の誤差を有利に考慮に入れることができる。同様に、供給トルクの外部および／または予測できない変動のために駆動ベルトが過度のスリップを起こす恐れもある。さらに、前に増大した後のＳｆ／τ係数を、その元の値にゆっくりと戻すことができる。

本発明のもう１つの改善によれば、Ｓｆ／τ係数からのトルク伝達係数τが修正され、安全率Ｓｆは、１．３〜１（好適には１．１）の間のある値を有する。別の方法としては、安全率Ｓｆを、変速機の瞬間変速比に対する駆動ベルトのスリップＳの許容できる最大の程度および上記軸方向の挟圧力Ｆａｘの関数として決定することができる。スリップ特性に従って、すなわち、例えば大きなトルクＴ、すなわち供給される大きな軸方向の挟圧力Ｆａｘおよび逆での最低の変速比でのように、変速機は駆動ベルトのスリップＳに耐えることができるレベルが低いことをスリップ特性が示す状況の下でもっと高い安全率が使用される。このことは、このスリップに対する許容最大値に達する前に、任意の過度の駆動ベルトのスリップＳを低減するために使用することができる十分なスペースおよび／または時間があるという利点がある。
本発明によれば、このような性質の過度の駆動ベルトのスリップが起こった場合、１つまたは複数のパラメータの値を記憶するメモリ手段を含む動作ユニットも供給することができる。上記パラメータは、例えば、供給トルク、変速比、変速機の温度、道路状態および変速機を使用している自動車の運転者の運転特性のような駆動ベルトのスリップが発生する状況の特性である。この場合、変速機が動作している場合に、以降の段階で同じ状況が再度発生した場合に、駆動ベルトが過度にスリップする前に、予防手段としてＳｆ／τ係数を増大することができる。別の方法としては、本発明による動作方法の場合、特に特定の状況の場合、駆動ベルトのスリップの限界値を何回も超えた場合には、それに応じて永久に増大することもできるし、もっと大きく増大することもできるし、および／またはＳｆ／τ係数をもっとゆっくり低減することもできる。

本発明は、さらに、同様に結果として起こるかもしれない損傷を避けるために、可能な最大限度におよびできるだけ迅速に、過度の駆動ベルトのスリップＳを制限するためのもう１つの手段を提供する。このタイプの手段は、例えば、動作ユニットが計算した挟圧力Ｆａｘが、達成可能な最大値または許容値を超えた場合に関連するが、これに限定されない。本発明によれば、このタイプのもう１つの手段は、挟圧力が駆動ベルトのスリップに応じて比較的迅速に増大することができるように、油圧による挟圧力Ｆａｘの場合の圧力アキュムレータのような挟圧力Ｆａｘの迅速な、できれば一時的な調整に適しているかもしれない。別の方法としては、もう１つの手段は、最大限に駆動ベルトとプーリ・ディスクとの間の摩擦接触部で消費される動力を制限するために、挟圧力Ｆａｘを比較的迅速に低減するのに適しているかもしれない。後者は、好適には、例えば、エンジンと変速機間の駆動ライン内のクラッチの少なくとも一部の切り離しによる供給トルクの低減との組合わせで使用することが好ましい。この手段は、また、駆動ベルトのスリップに対処するために、またはエンジンによるトルクおよび／または回転速度を制限することにより、および／または変速機の変速比を変更することができる速度を制限することにより独立して使用することができる。上記もう１つの手段が能動状態になる程度は、本発明により、駆動ベルトのスリップの程度、すなわち、スリップ特性により最大許容駆動ベルトのスリップにどれくらい近づいたかにリンクすることができる。
本発明がベースとしている新しいアイデアは、効率の最適化および／または変速機の丈夫さの改善を含んでいるばかりでなく、例えば、実際の挟圧力を決定し、それを変速機の動作にフィードバックする手段を持たない変速機の結果のようなコスト価格を節減することも目的としていることに留意されたい。
本発明の有利で簡単な改善の場合、スリップ検出手段は、変速機の変速比が最高レベルにある場合、すなわちオーバードライブ比になる場合、および／またはその最低値すなわち低比にある場合だけ動作する。その理由は、通常、プーリの軸方向に変位可能なディスクのうちの少なくとも１つが、これらの変速比のストップに対向して位置していて、そのため、変速機の幾何学的に定義した変速比ＧＲ、それ故、式（３）からの走行半径Ｒも一定および既知の値を有するからである。
最後に、本発明によれば、Ｓｆ／τ係数のような本発明により調整した変速パラメータをこの係数に対する所定の公称値または値の範囲に関連づけると有利である。この手順は、変速機に対して多数の他の動作の選択肢を提供する。例えば、変速パラメータが一定の公称範囲を超えた場合、変速機のユーザに対して、オイル交換のような保守作業が必要であることを知らせることができる。
図面を参照しながら本発明について以下にさらに詳細に説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

（図面の簡単な説明）
図１は、駆動ベルトおよびプーリを備える無段変速機の一部の略図である。
図２は、本発明の変速機のために決定したスリップ特性と呼ばれる形をしている本発明によるアイデアを示す。
図３は、本発明の変速機に対する牽引曲線と呼ばれるものの一例である。

図１は、例えば、乗用車のドライブで使用する無段変速機の中央部分である。変速機それ自身は周知のものであり、その間に駆動ベルト３が位置する、それぞれが２つのプーリ・ディスク４、５からなる第１および第２のプーリ１および２を備える。プーリ・ディスク４、５は、円錐形をしていて、プーリ１、２の少なくとも１つのディスク４は、ディスク４、５が装着されている各車軸６、７に沿って軸方向に変位することができる。変速機は、また、図示していない作動手段を含んでいて、通常、電子的に制御することができ、油圧により動作することができ、そのため、これら作動手段は、駆動ベルト３が各ディスク４、５間に締付けられ、車軸６、７の駆動力、すなわち供給トルクＴが、ディスク４、５および駆動ベルト３との間の円錐形の接触面内の摩擦によりプーリ１、２の間で伝達されるように、上記一方のディスク４に軸方向の力Ｆａｘを供給することができる。式（１）によれば、この目的のために必要な軸方向の挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎは、供給トルクＴ、半径方向に対する上記接触面の接触角度、すなわちテーパ状のプーリ・ディスク間に形成される角度φの半分、駆動ベルト３の走行半径Ｒ、およびトルク伝達係数τにより決定される。
しかし、式（１）により決定した必要な軸方向の最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎの値は、供給するトルクＴの値および挟圧力の測定のために記録した走行半径Ｒの値、およびこれらパラメータの実際の値間に起こり得るズレによりある程度の誤差がある。さらに、実際には、多くの場合、作動手段が供給する軸方向の挟圧力Ｆａｘの所望の値と、実際に存在する挟圧力間の未知の違いも存在する。上記誤差および不確かさは、軸方向の挟圧力Ｆａｘの所望の値は、特に式（２）により後者に安全率Ｓｆを掛ける場合には、必要な最小挟圧力Ｆａｘ−ｍｉｎよりも若干大きく選択すべきであることを意味する。

図１の駆動ベルト３は、それぞれが、プーリ１、２のディスク４、５間に加わる挟圧力を吸収し、相互に押し合いながら駆動プーリ１の回転の結果被駆動プーリ２の方向に、キャリア要素３１上を移動する一連の金属横断素子３２のためのキャリアを形成する一組の入れ子状の薄い金属リングを備えている数個の無端金属支持体素子３１を備える。このタイプの駆動ベルトは、ファン ドールネズ（Ｖａｎ Ｄｏｏｒｎｅ）プッシュベルトとも呼ばれるが、これについては、例えば、欧州特許ＥＰ−Ａ ０ ６２６ ５２６号により詳細に記述されている。
本発明がベースとするアイデアによれば、このタイプの駆動ベルト３は、プーリ１、２とベルト３の間のスリップ、すなわち、駆動ベルトのスリップＳに少なくともある程度耐えることができる。この点で、スリップ特性と呼ばれるものを、本発明がベースとする無段変速機の丈夫さおよび効率を最適化するための努力のスタート点として使用することができる。図２は、このタイプのスリップ特性の一例を示す。このスリップ特性の場合、変速機の幾何学的変速比に対して、および駆動ベルトのスリップＳの軸方向の挟圧力Ｆａｘおよび絶対角度の関数として、定義した状況の下で損傷が発生したかどうか、駆動ベルト３またはプーリ１、２に対して致命的なまたはそうではない損傷が発生したかどうかが定義される。図２の曲線または損傷ラインＡ、ＢおよびＣは、この場合、定義した幾何学的変速比に対する駆動ベルトのスリップＳの最大許容値を示し、その下には、矢印Ｉがこの致命的損傷が起こらなかったことを示し、矢印ＩＩがこの致命的損傷が起こったことを示す。本発明がベースとするアイデアによれば、プーリ・ディスクにより駆動ベルトにかかる力Ｆａｘと、これら２つの構成要素間のスリップ速度との定義した組合わせ、すなわち駆動ベルトのスリップＳの程度、その最大値を超える場合、スリップにより接着磨耗が発生する。

しかし、このスリップ特性から、変速機が駆動ベルトのスリップＳに少なくともある程度耐えることができることが分かる。図２は、また、駆動ベルトのスリップＳの最大レベルＡは、オーバードライブ比の場合のこの最大値Ｃと比較すると、低い比の場合もっと速く到達することも示す。すなわち、駆動ベルトのスリップＳ１が同じ程度であった場合、例えば、オーバードライブ比の場合の挟圧力Ｆａｘ−ｂの臨界レベルと比較すると、低い比の場合の軸方向の挟圧力Ｆａｘ−ａのもっと低いレベルで、駆動ベルトまたはプーリに損傷が発生する。または、換言すれば、軸方向の挟圧力Ｆａｘの一定のレベルに対して、駆動ベルトのスリップＳのもっと低いレベルは、オーバードライブ比の場合と比較すると、低い比の場合許容できるものと見なすことができる。損傷ラインＢは、低い比とオーバードライブ比との間の変速比に関連する。
この現象の発見およびそのスリップ特性の詳細な資格に基づいて、無段変速機の第１の新規な操作方法を開発し、軸方向の挟圧力の少なくとも現在のレベルのＦａｘ−ｓｌｉｐが決定される適応段階と呼ばれるものが加えられる軸方向の挟圧力Ｆａｘを測定するための任意の周知の操作方法に基づいて、駆動ベルト３とプーリ１、２との間のマクロスリップは、所与の変速比ＧＲおよびトルクＴで発生し、このレベルのＦａｘ−ｓｌｉｐへの動作パラメータの現在の値に関連する。本発明によれば、好適には、絶対的な意味での上記マクロスリップは、０．５〜２ｍ／ｓの範囲、特に１〜１．５ｍ／ｓの範囲内にある値を有することが好ましい。

図面を見やすくするために、図３は、本発明によるマイクロスリップとマクロスリップとの間の違いを説明するために、牽引曲線というものを使用する。この図は、この場合は、オーバードライブ比および所与の軸方向の挟圧力Ｆａｘである所与の変速比に対して供給したトルクＴの関数としての駆動ベルトのスリップＳのグラフである。図３を見れば、原則として、駆動ベルトのスリップＳは、トルク・レベルＴにより最大トルク・レベルＴｍａｘまで増大することがわかる。本発明によれば、このタイプの駆動ベルトのスリップＳは、マイクロスリップとして定義される。駆動ベルトのスリップＳは、最大トルク・レベルＴｍａｘを超えてさらに増大するが、伝達されたトルクは、事実上一定のままであり若干減少さえすることがある。本発明によれば、このタイプの駆動ベルトのスリップＳは、マクロスリップとして定義される。

本発明の好ましい実施形態によれば、通常の動作中および少なくとも一定のままである変速比の場合には、必要な挟圧力Ｆａｘは式（１）により計算され、適応段階の場合には、トルク伝達係数τの現在の値は、駆動ベルトのスリップが発生するまで挟圧力を低減することにより式（３）により決定される。
本発明のさらに他の好ましい実施形態によれば、通常の動作６中、プーリ１または２により、駆動ベルト３に供給される軸方向の挟圧力Ｆａｘは、この力に対して必要な最小レベルＦａｘ−ｍｉｎに安全率Ｓｆをかけることにより決定される。安全率の値は、変速機の瞬間変速比に対して許容できる駆動ベルトのスリップＳの値、およびスリップ特性による上記軸方向の挟圧力Ｆａｘに関連する。すなわち、スリップ特性が、変速機は、例えば、高いトルクＴにおける低い比の場合、または供給される大きな軸方向の挟圧力Ｆａｘの場合のような駆動ベルトのスリップＳに耐えることができるレベルが低いことを示している状況の場合に高い安全率が使用されるが、その逆のことも言える。
本発明によれば、適応段階は、変速機が動作中、例えば１０分毎というように循環的に起こる場合があり、例えば、その動作がスタートする度に、または２つの組合わせに基づいて非循環的に発生する場合がある。後者の場合、適応段階は、例えば、オーバードライブ比に達する度に、その後で１０分毎に実行することができる。もちろん、これに関連して、多くの可能な方法が考えられる。

最後に、本発明によれば、例えば、実際のトルク伝達係数τのようないくつかの変速パラメータを、適応段階中、この係数に対する所定の公称値または値の範囲に関連づけると有利である。この手順は、変速機に多数の他の動作の選択肢を供給する。例えば、実際のトルク伝達係数τが、定義した公称範囲の外側に位置している場合には、少なくとも一時的に、通常の動作中、変速機を操作するためのこの方法の代わりに、例えば、供給されるトルクが制限される、または比較的高い安全率を使用する安全な方法を使用することができる。また、このような場合、オイル交換のような保守作業が必要であることを変速機のユーザに知らせることもできる。
本発明は、さらに、無段変速機用の第２の新規の操作方法が、軸方向の挟圧力Ｆａｘを決定するための任意の周知の操作方法に基づいて開発されたことも開示している。この場合、駆動ベルトのスリップＳの程度を検出することができ、このスリップが限界値を超えた場合には、すなわち過度の駆動ベルトのスリップＳが起こった場合には、駆動ベルトのスリップＳを低減するための手段がとられる。本発明のもう１つの改良の場合には、上記限界値は、スリップ特性による駆動ベルトのスリップＳの最大許容度に関連する。
上記説明の他に、本発明は、また、少なくとも当業者であれば直接およびはっきりと理解することができる場合、図面のすべての詳細な点および特許請求の範囲に記載する特徴に関連する。

駆動ベルトおよびプーリを備える無段変速機の一部の略図である。 本発明の変速機のために決定したスリップ特性と呼ばれる形をしている本発明によるアイデアを示す。 本発明の変速機に対する牽引曲線と呼ばれるものの一例である。

符号の説明

１，２ プーリ
４，５ プーリ・ディスク
３ 駆動ベルト

Claims (26)

1. ２つのプーリ（１，２）を備える無段変速機の操作方法であって、各プーリが２つのプーリ・ディスク（４，５）を備え、これら２つのプーリ・ディスクが両方でテーパ状の溝を形成していて、これら２つのプーリ・ディスク間に、前記変速機の通常の動作中、前記ディスク（４，５）間の摩擦および前記駆動ベルト（３）により両者間で全然動きがない状態で、一方のプーリ（１）から他方のプーリ（２）へ前記変速機に供給されるトルクＴを伝達するための軸方向の挟圧力Ｆａｘにより駆動ベルト（３）が締め付けられる任意の時点で、前記変速機の前記通常の動作が、適応段階と呼ばれる段階により中断され、前記軸方向の挟圧力ＦａｘがレベルＦａｘ−ｓｌｉｐに低減し、前記プーリ（１，２）のうちの一方と前記駆動ベルト（３）との間で、所与の動き、すなわち駆動ベルトのスリップＳが発生し、前記変速機の動作パラメータの値が、前記レベルＦａｘ−ｓｌｉｐに関連することを特徴とする方法。
2. 前記動作パラメータが、供給トルクＴと、通常の動作中、事実上駆動ベルトのスリップＳを起こさないで、前記変速機を通して送られる前記供給トルクＴにとって必要な最小トルクである前記軸方向の挟圧力Ｆａｘのレベルとの間の関係を表す前記変速機のトルク伝達係数τであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記トルク伝達係数τが、下式：
   τ＝（Ｔ・ｃｏｓ（1/2 φ））／（２・Ｒ・Ｆａｘ−ｓｌｉｐ）
   （ここで、φは前記テーパ状プーリ・ディスク（４，５）間に形成される角度であり、Ｒはプーリ（１，２）のディスク（４，５）間の駆動ベルト（３）の走行半径である）
   により示されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 通常の動作中、プーリ（１，２）により前記駆動ベルト（３）に供給される軸方向の挟圧力の力が下式：
   Ｆａｘ＝Ｓｆ・（Ｔ・ｃｏｓ（1/2 φ））／（２・Ｒ・τ）
   （ここで、Ｓｆは１より大きいかまたは等しい安全率である）
   により示されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記安全率Ｓｆが、１．３〜１（好適には、１．１より大きい）の範囲内の値を有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 通常の動作中、プーリ（１，２）により前記駆動ベルト（３）に供給される前記軸方向の挟圧力Ｆａｘが、事実上駆動ベルトのスリップＳを起こさないで、前記変速機を通して送られる前記供給トルクＴにとって必要な前記最小の軸方向の挟圧力Ｆａｘのレベルに、安全率Ｓｆを掛けることにより求められ、前記安全率の値が、前記変速機の瞬間的な伝達比が許容することができる前記駆動ベルトのスリップＳの値および前記スリップ特性による前記軸方向の挟圧力Ｆａｘに関連することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記適応が前記変速機の変速比が最低の値、すなわち低比または最高の値、すなわちオーバードライブ比である場合に行われることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記適応段階において、駆動ベルトのスリップＳの程度が、前記変速機の幾何学的変速比ＧＲと前記各プーリ（１，２）の回転速度間の比ω_ＯＵＴ／ω_ＩＮとの間の違いまたは比の関数として決定されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記駆動ベルトのスリップＳの前記程度が、０．５〜２ｍ／ｓ、好適には、１〜１．５ｍ／ｓの範囲内のある絶対値であることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記変速機が、また、前記変速機の前記幾何学的変速比ＧＲを決定するための検出手段を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
11. ２つのプーリ（１，２）を備える無段変速機の操作方法であって、各プーリが、２つのプーリ・ディスク（４，５）を備え、これら２つのプーリ・ディスクが両方でテーパ状の溝を形成していて、これら２つのプーリ・ディスク間に、前記変速機の通常の動作中、前記ディスク（４，５）間の摩擦により、一方のプーリ（１）から他方のプーリ（２）へ前記変速機に供給されるトルクＴを伝達するための軸方向の挟圧力Ｆａｘにより駆動ベルト（３）が締め付けられ、前記変速機が、少なくとも前記軸方向の挟圧力Ｆａｘに影響を与えることができる電子動作ユニットにより操作され、前記変速機の動作中、前記プーリ・ディスク（４，５）と前記駆動ベルト（３）との間の動きの程度、すなわち駆動ベルトのスリップＳが、スリップ検出手段の助けを借りて前記動作ユニットにより検出されることと、前記駆動ベルトのスリップＳの程度が限界値を超えた場合、前記動作ユニットが、前記駆動ベルトのスリップＳの程度を能動的に低減するために操作手段を使用し、前記限界値が、好適には前記変速機および前記軸方向の挟圧力Ｆａｘの前記瞬間的変速比に対する駆動ベルトのスリップＳの最大許容度の関数として決定されることを特徴とする方法。
12. 前記操作手段が、ある関係で使用され、前記操作ユニットにより管理される供給トルクＴとプーリ（１，２）により前記駆動ベルト（３）に供給される前記軸方向の挟圧力Ｆａｘの間の乗算係数、すなわちＳｆ／τ係数の増大からなることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記乗算係数の増大の程度が、前記操作ユニットにより、前記駆動ベルトのスリップＳが前記限界値を超える程度の関数として決定される請求項１２に記載の方法。
14. 前記Ｓｆ／τ係数が、安全率Ｓｆおよびトルク伝達係数τの商により示され、そのトルク伝達係数τが、前記駆動ベルトのスリップＳが前記限界値を超えた場合増大し、その前記安全率Ｓｆが前記演算ユニットが示す値を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
15. 前記駆動ベルトのスリップＳが、望ましくない状況の下で、例えば望ましい頻度より頻繁に前記限界値を超えた場合、前記トルク伝達係数τが永久に増大することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記安全率Ｓｆが、１．３〜１（好適には、１．１より大きい）の範囲内の値を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
17. 前記安全率Ｓｆの値が、前記変速機の瞬間的な変速比にとって許容できる前記駆動ベルトのスリップＳの程度、および前記軸方向の挟圧力Ｆａｘに関連することを特徴とする請求項１４、１５または１６に記載の方法。
18. 通常の動作中、前記演算ユニットが管理する、前記供給トルクＴとプーリ（１，２）が前記駆動ベルト（３）に供給する前記軸方向の挟圧力Ｆａｘとの間の関係が下式：
    Ｆａｘ＝Ｓｆ・（Ｔ・ｃｏｓ（1/2 φ））／（２・Ｒ・τ）
    （ここで、φは前記テーパ状のプーリ・ディスク（４，５）間に形成される角度であり、Ｒはプーリ（１，２）のディスク（４，５）間の駆動ベルト（３）の走行半径である）
    により示されることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記操作手段が、前記供給トルクＴの低減であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
20. 前記供給トルクＴの低減の前記程度が、操作ユニットにより、前記駆動ベルトのスリップＳが前記限界値を超す程度の関数として決定されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記操作ユニットが、前記変速機を使用している駆動ラインと関連する駆動エンジン／モータおよび／またはクラッチに制御信号を送ることにより、前記供給トルクＴを低減することを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記スリップ検出手段が、前記駆動ベルトのスリップＳの程度を、前記変速機の幾何学的に定義した変速比ＧＲと、前記各プーリ（１，２）の回転速度間の比ω_ＯＵＴ／ω_ＩＮとの違いまたは比として決定することと、前記スリップ検出手段が、少なくとも前記変速機が前記２つの極端な変速比ＧＲのうちの一方を使用した場合に、前記駆動ベルトのスリップＳの程度を、前記スリップ検出手段により決定することができるように、一方または両方の前記変速機の最も大きな幾何学的に定義した変速比ＧＲにより、すなわち、最低の変速比、すなわち低比、および／または最高の変速比、すなわち、オーバードライブ比により予めプログラムされることとを特徴とする請求項１１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 前記スリップ検出手段が、前記駆動ベルトのスリップＳの程度を、前記変速機の幾何学的に定義された変速比ＧＲと前記各プーリ（１，２）の回転速度間の比ω_ＯＵＴ／ω_ＩＮとの違いまたは比として決定することと、前記スリップ検出手段が、前記変速機の前記幾何学的に定義した変速比ＧＲを決定するためのプーリ・ディスク位置センサを備え、それにより、プーリ（１，２）の変位可能なディスク（４）の少なくとも位置を決定することができ、好適には、前記センサが、前記プーリ（１，２）の車軸の付近に配置されていることが好ましいこととを特徴とする請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 前記変速機の少なくとも多数の変速比に対して、前記軸方向の挟圧力Ｆａｘが前記駆動ベルトのスリップＳの最大許容度に関連し、これらの関連が損傷ライン（Ａ，Ｂ，Ｃ）と呼ばれる、前記操作ユニットが特性図面により予めプログラムされることを特徴とする請求項１１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記操作ユニットが、前記駆動ベルトのスリップＳの前記限界値を超えた場合、１つまたは複数の関連するパラメータの値を記憶するためのメモリ手段を備え、前記パラメータが、例えば、前記供給トルク、前記変速比、前記変速機の温度、道路状況、および前記変速機を使用している自動車の運転者の運転特性のような前記駆動ベルトのスリップが発生する状況の特性であることと、同じ状況が再度発生した場合に、前記操作手段が前記操作ユニットにより防止手段として実行されることとを特徴とする請求項１１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記請求項のうちの１つまたは複数により操作される無段変速機。
    

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